JPH07295282A

JPH07295282A - 磁性トナー及び電子写真方法

Info

Publication number: JPH07295282A
Application number: JP6084529A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Yuasa; 安仁湯浅; Noriaki Hirota; 典昭廣田; Akinori Toyoda; 昭則豊田; Hideki Tatematsu; 英樹立松
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-04-22
Filing date: 1994-04-22
Publication date: 1995-11-10

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で高性能な現像法を有する電子写真方法
で、高画質でフィルミングの発生が抑えられる磁性トナ
ー及び電子写真方法を提供することを目的とする。【構成】固定された磁石を内部に有する感光体ドラム
を用い、静電潜像を形成した後、電極ローラで非画像部
のトナーを回収する現像法の電子写真方法において、シ
リコーンオイルで処理されたシリカ微粉末と、シュウ酸
塩熱分解法で作製されたチタン酸バリウム微粒子を有す
る磁性トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタやファ
クシミリに用いられる磁性トナー及び電子写真方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置はオフィッスユース
の目的からパーソナルユースへと移行しつつあり小型
化、メンテフリー等を実現する技術が求められている。
そのため廃トナーのリサイクル等のメンテナンス性やオ
ゾン排気が少ない等の条件が必要となる。

【０００３】電子写真方式の複写機、プリンターの印字
プロセスを説明する。先ず、画像形成のために感光体を
帯電する。帯電方法としては、従来から用いられている
コロナ帯電器を使用するもの、また、近年ではオゾン発
生量の低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧し
た接触型の帯電方法等によって感光体表面を均一に帯電
する。感光体を帯電後、複写機であれば、複写原稿に光
を照射して反射光をレンズ系を通じて感光体に照射す
る。或いは、プリンターであれば露光光源としての発光
ダイオードやレーザーダイオードに画像信号を送り、光
のＯＮ−ＯＦＦによって感光体に潜像を形成する。感光
体に潜像（表面電位の高低）が形成されると感光体は予
め帯電された着色粉体であるであるトナー（直径が５μ
ｍ〜１５μｍ程度）によって可視像化される。トナーは
感光体の表面電位の高低に従って感光体表面に付着し複
写用紙に電気的に転写される。即ち、トナーは予め正ま
たは負に帯電しており複写用紙の背面からトナー極性と
反対の極性の電荷を付与して電気的に吸引する。これま
で、この電荷付与方法としては帯電方法と同じくコロナ
放電器が広く用いられてきたが、オゾン発生量の低減の
ため近年では導電性ローラを用いた転写装置が実用化さ
れている。転写時には感光体上の全てのトナーが複写用
紙に移るのではなく、一部は感光体上に残留する。この
残留トナーはクリーニング部でクリーニングブレード等
で掻き落とされ廃トナーとなる。

【０００４】また従来、電子写真方法で静電潜像を可視
像化する現像方法としてはカスケード現像法、タッチダ
ウン現像法、ジャンピング現像法などがある。そのなか
で、感光体に直接現像剤を振りかける現像法として米国
特許３１０５７７０に示されるカスケード現像が知られ
ている。カスケード現像法は、電子写真方法初の実用複
写機に用いられた現像法である。また現像ローラに交流
バイアスを印加し、一成分トナーを飛翔させ現像する方
法として米国特許３８６６５７４がある。この発明では
現像ローラに印加する交流バイアスはトナーの動きを活
性化する目的に用いられ、トナーは画像部には飛翔し、
非画像部では途中で舞い戻ると説明されている。

【０００５】さらに、この交流バイアスを印加する技術
を改良したものとして、特公昭６３ー４２２５６号公報
に示されるジャンピング現像がある。このジャンピング
現像法はトナーをトナー担持体に担持させ、トナー担持
体上に担持体と微小な間隙で剛性体または弾性体の規制
ブレードを設置する。そしてその規制ブレードによりト
ナーを薄層に規制し、現像部まで運び、そこで交流バイ
アスにより感光体の画像部にトナーを付着させる方法で
ある。この特公昭６３ー４２２５６号公報の技術思想
は、画像部及び非画像部においてトナーが往復運動する
という点で前述の米国特許３８６６５７４と異なるもの
である。

【０００６】周知のようにこれらの現像法に使用される
静電荷現像用のトナ−は一般的に樹脂成分、顔料もしく
は染料からなる着色成分及び可塑剤、電荷制御剤等の添
加成分によって構成されている。樹脂成分として天然ま
たは合成樹脂が単独あるいは適時混合して使用されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、現像法においては、当技術分野ではよく
知られていることであるが、カスケード現像法は、ベタ
画像再現を苦手としていた。また、装置が大型複雑化す
るという問題点を有していた。さらに米国特許３８６６
５７４の現像器は、装置に高い精度が要求され複雑で高
いコストがかかるという欠点を有していた。ジャンピン
グ現像法はトナー層を担持したトナー担持体上に極めて
均一な薄層を形成することが不可欠であった。またこの
方法ではしばしばトナー担持体上のトナー薄層に前画像
の履歴が残り画像に残像が現れる、いわゆるスリーブゴ
ースト現像が発生した。さらに装置が複雑でコストが高
いという欠点もある。

【０００８】そこで本出願人は、現像の小型化、高性能
化を実現できる本発明の電子写真方法（特開平５−７２
８９０号公報）を提案した。この電子写真方法の現像法
は固定磁石を内包した感光体と、感光体と所定の間隙を
設けて対向する磁石を有するトナー回収電極ローラ（以
下電極ローラと称す）により非画像部の不要トナーを除
去する構成である。そのためこの現像法はベタ画像を忠
実に再現し、またスリーブゴーストも発生せず、より一
層の装置の小型化、簡素化、低コストが可能になる方式
である。

【０００９】しかしこの現像法を用いて高画質化するた
めには、より高性能化されたトナー特性を必要とする。
この現像法はトナーを薄層に規制する規制ブレードを用
いないため、トナーは層規制されずに感光体と電極ロー
ラとの狭ギャップの空間である現像場に搬送される。そ
のためトナーが摩擦帯電して所望の電荷量を得るために
要する場所と空間が僅かしかなく、トナーは従来以上に
高帯電特性、高流動特性を必要とする。

【００１０】従来の一成分現像法や、二成分現像法で使
用されているトナーの流動性のレベルでは、ベタ黒画像
部や中間調画像部にムラが生じたり、また非画像部に地
かぶりが増加する。流動性の低いトナーにこの現象が顕
著に表れる。この原因は流動性の低いトナーでは現像部
材の接触する確率が低いため満足な摩擦帯電量が得られ
ない。またトナー間で摩擦帯電性にばらつきが生じ、均
一なトナー帯電性が得られない。

【００１１】トナーの流動性を高めるために従来は、外
添剤としてシリカ等を添加させる手段が提案されてい
る。（特公昭５４−１６２１９号公報）。しかしシリカ
等の外添剤の添加によりトナーの流動性は向上するが、
シリカ微粒子は凝集性が強く、そのためシリカ塊等の浮
遊物が増加し、このシリカ浮遊物が核となり、クリーニ
ングブレードの押圧力で感光体に打ち込まれ傷が発生し
たり、それが核となり感光体上にトナーが固着するいわ
ゆるトナーフィルミングが発生する。また磁性体を内添
化した磁性トナーでは粉砕時に表面に磁性体粒子が露出
しているため、感光体により傷を与えやすく、フィルミ
ングの発生を助長する。このフィルミングが発生する
と、帯電した感光体を露光する際、表面電位が落ちにく
くなり、例えば反転現像ではベタ黒画像部が白く抜ける
という画像欠陥が生じる。

【００１２】またシリカの浮遊物がベタ黒画像部に付着
し白点ノイズが発生する。また本発明の電子写真方法で
は、最初にトナーが静電潜像保持体全面に振りかけら
れ、現像される。そのため従来の方法に比べて、トナー
と感光体が長く接触している構成である。そのためトナ
ーフィルミングがより発生しやすい構造である。

【００１３】一方、フィルミングを回避するため、摩擦
減少物質として、いわゆるポリフッ化ビニリデン粉のよ
うなものを用いることは、例えば特公昭４８−８１３６
号公報、同４８−８１４１号公報、同５１−１１３０号
公報等において知られている。さらに特開昭４８−４７
３４５においてトナー中に摩擦減少物質と研磨物質の双
方を添加することが提案されている。これによれば感光
体フィルミング現象を回避するためには有効であるが、
摩擦減少物質を添加すると、繰り返しの使用により感光
体表面に付着する紙粉やオゾン付加物などの低電気抵抗
物質の除去が行われにくくなり、特に高温高湿の環境下
において感光体の潜像が低電気抵抗物によって著しく損
なわれるという欠点がある。

【００１４】また特開昭６０−３２０６０号公報、特開
昭５９−２１９７５４号公報には第２外添剤としてチタ
ン酸塩系の微粉末を添加することが提案されている。こ
こに記載されている材料は機械的に粉砕されたものを使
用しており、これは形状が不定型であり、感光体上の異
物を除去する効果は得られるが、逆に不定型の突起部分
で感光体に無用な深い傷を与え、画像を乱しかねない。

【００１５】さらに本発明の電子写真方法では、常にト
ナーが感光体全面に接触している構成であるため、単に
チタン酸塩系の微粉末を添加するだけでは、黒化率の低
い原稿を取り続けると、トナー消費は少なく、チタン酸
塩系の微粒子のみの消費が多くなり、長期使用し続けて
いるとトナー中のチタン酸塩系の微粒子がなくなってし
まい、フィルミングに対する効果がなくなってしまうと
いう課題がある。

【００１６】そしてチタン酸塩系の微粒子がクリーニン
グブレードに付着したままであるとフィルミングに対す
る効果が持続するが、転写残りの廃トナーがクリーニン
グブレードにくると、この廃トナーとともにチタン酸塩
系の微粒子がクリーニングブレードから除去されてしま
い、効果が低下してしまう。

【００１７】また他のアルミナ、チタニア、ジルコニア
等の研磨剤をトナーに外添処理する例があるが、これら
の物質はトナーの帯電特性に悪影響を与え、画像濃度の
低下、地かぶりの増加を招いてしまう。

【００１８】本発明は上記課題に鑑み、より一層の装置
の小型化、簡素化、低コスト、を可能とする現像法にお
いて、高画像濃度、低地かぶりの高画質を実現するため
に、高流動性、高帯電性を有する磁性トナー及び電子写
真方法を提供することにある。

【００１９】また長期使用においても、感光体上のトナ
ーフィルミングを防止できる磁性トナー及び電子写真方
法を提供することにある。

【００２０】また高温高湿下、低温低湿下においても安
定した画像が得られる磁性トナー及び電子写真方法を提
供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の磁性トナー及び電子写真方法は、少なくと
も結着樹脂、磁性体、外添剤からなる磁性トナーであっ
て、前記外添剤が、少なくとも、シュウ酸塩熱分解法に
よって作製される平均粒径０．１〜４μｍ、窒素吸着に
よるＢＥＴ比表面積が０．５〜２０ｍ²／ｇ、で、少な
くとも前記結着樹脂と前記磁性体からなる磁性トナー母
体粒子に対して逆極帯電性を有し、前記磁性トナー母体
粒子に対する帯電量が＋３〜＋３０μＣ／ｇを有するチ
タン酸バリウム微粉末と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面
積が５０〜３５０ｍ²／ｇでシリコーンオイルにより表
面処理された負帯電性疎水性シリカ微粉末からなる磁性
トナーである。

【００２２】さらにチタン酸バリウム微粒子の静嵩密度
０．２〜１．２ｇ／ｃｍ³である磁性トナーである。

【００２３】さらに、磁性体が、磁性トナー母体粒子重
量に対して１５〜７０重量％含有する磁性トナーであ
る。

【００２４】さらに、チタン酸バリウム微粒子が、磁性
トナー１００重量部に対して０．１〜５．０重量部含有
する磁性トナーである。

【００２５】さらに、シリカ微粉末が、磁性トナー１０
０重量部に対して０．１〜５．０重量部含有する磁性ト
ナーである。

【００２６】また、固定磁石を内包し移動する静電潜像
保持体と、トナーホッパーと、前記静電潜像保持体の表
面と所定の間隙を有した位置に、内部に磁石を有するト
ナー回収電極ローラとを有し、前記静電潜像保持体に静
電潜像を形成した後、前記トナーホッパー内に位置する
前記静電潜像保持体の表面に前記トナーを磁気的に吸引
し、前記静電潜像保持体の表面に前記トナーを担持さ
せ、前記静電潜像保持体を移動させ、前記トナー回収電
極ローラに対向させ、前記静電潜像保持体の画像部にト
ナーを残し、非画像部のトナーは前記トナー回収電極ロ
ーラで回収する構成の現像工程と、前記静電潜像保持体
に当接する導電性弾性ローラを具備し、前記静電潜像保
持体と前記導電性弾性ローラとの間に転写紙を挿通する
とともに、前記導電性弾性ローラに付与する転写バイア
ス電圧により前記静電潜像保持体上の静電潜像を可視像
化した前記トナーを前記転写紙に移す転写工程と、前記
転写工程時に一部前記静電潜像保持体に残留する前記ト
ナーを前記静電潜像保持体から除去するクリーニング工
程と、を少なくとも有する電子写真方法であって、前記
磁性トナーが、少なくとも結着樹脂、磁性体、外添剤か
らなり、前記外添剤が、少なくとも、シュウ酸塩熱分解
法によって作製される平均粒径０．１〜４μｍ、窒素吸
着によるＢＥＴ比表面積が０．５〜２０ｍ²／ｇ、、少
なくとも前記結着樹脂と前記磁性体からなる磁性トナー
母体粒子に対して逆極帯電性を有し、前記磁性トナー母
体粒子に対する帯電量が＋３〜＋３０μＣ／ｇを有する
チタン酸バリウム微粉末と、窒素吸着によるＢＥＴ比表
面積が５０〜３５０ｍ²／ｇでシリコーンオイルにより
表面処理された負帯電性疎水性シリカ微粉末からなる磁
性トナーを用いる電子写真方法である。

【００２７】さらにチタン酸バリウム微粒子の静嵩密度
が０．２〜１．２ｇ／ｃｍ³である磁性トナーを用いる
電子写真方法である。

【００２８】さらに、磁性体が、磁性トナー母体粒子重
量に対して１５〜７０重量％含有する磁性トナーを用い
る電子写真方法である。

【００２９】さらに、チタン酸バリウム微粒子が、磁性
トナー１００重量部に対して０．１〜５．０重量部含有
する磁性トナーを用いる電子写真方法である。

【００３０】さらに、シリカ微粉末が、磁性トナー１０
０重量部に対して０．１〜５．０重量部含有する磁性ト
ナーを用いる電子写真方法である。

【００３１】

【作用】本発明は上記した構成により、シュウ酸塩熱分
解法によって作製され形状が球形化したチタン酸バリウ
ム微粉末を外添剤として使用することにより、感光体に
無用な傷を与えること無く、感光体に付着した異物を除
去することが可能となる。

【００３２】チタン酸バリウム微粒子がトナーと分離し
て単独で、感光体に付着し、転写工程で転写材に転写さ
れることなくクリーニング部に供給され、クリーニング
ブレードに付着する。このチタン酸バリウム微粒子がク
リーニングブレードに付着することにより、感光体に付
着した異物を除去できる。

【００３３】このとき、平均粒径０．１〜４μｍ、窒素
吸着によるＢＥＴ比表面積が０．５〜２０ｍ²／ｇ、そ
して磁性トナー母体粒子と逆極帯電性を有し、その電荷
量がブローオフ測定法により＋３〜＋２０μＣ／ｇのチ
タン酸バリウム微粒子を使用し、さらに静嵩密度０．２
〜１．２ｇ／ｃｍ³であるチタン酸バリウム微粒子を使
用することにより、チタン酸バリウム微粒子の分散性が
向上し、磁性トナー母体粒子に均一に付着し、フィルミ
ングに対して有効に作用する。

【００３４】平均粒径０．１μｍ以下になるとチタン酸
バリウム微粒子の分散性が悪化し、凝集物が増加して、
画像欠陥となる。また窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が
２０ｍ²／ｇ以上になると同様にチタン酸バリウム微粒
子の分散性が悪化し、凝集物が増加して、画像欠陥とな
る。静嵩密度０．２ｇ／ｃｍ³以下になるとチタン酸バ
リウム微粒子の凝集性が強くなり分散が悪化する。

【００３５】平均粒径４μｍ以上になるとトナー母体粒
子と遊離し、感光体に無用な傷を与える。窒素吸着によ
るＢＥＴ比表面積が０．５ｍ²／ｇ以下となると粗大粒
子が多くなり、トナー母体粒子と遊離し、感光体に無用
な傷を与える。静嵩密度１．２ｇ／ｃｍ³以上になる
と、分散性が悪化し、感光体への傷の発生が多くなる。

【００３６】表面をシリコーンオイルで処理された負帯
電性疎水性シリカ微粉末を外添剤として使用すると、負
帯電性が高い磁性トナーを得ることができ、画質向上に
つながる。しかし材料自体２次凝集性が強く、シリカの
凝集体が多く存在し、流動性の低下、シリカ魂による白
点ノイズが発生し易くなる。

【００３７】しかし窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５
０〜３５０ｍ²／ｇの負帯電性疎水性シリカを使用し、
さらにチタン酸バリウム微粒子と混合して外添処理する
ことにより、シリカ凝集物の発生が大きく抑えられるこ
とが判明した。原因は不明だが、外添処理時にシリカに
せん断力が加わり、凝集物がほぐされていると推測す
る。またこれによってトナーの流動性が向上し、さらに
帯電性も高められる効果があることが分かった。

【００３８】本発明に係る電子写真方法は固定磁石を内
包する静電潜像保持体を用い、静電潜像を形成した静電
潜像保持体にトナーを振りかけ磁気的に付着させ、電極
ローラ部まで担持搬送し、電極ローラに交流バイアスを
印加し、静電潜像保持体の非画像部トナーを静電力と磁
力によって除去する構成である。

【００３９】すなわち本発明に提示した電子写真方法は
カスケード現像法に、静電潜像保持体内部に磁石を設置
し、電極に交流電圧を印加し、より小型高性能化したも
のである。

【００４０】本発明の電子写真方法では、最初にトナー
が静電潜像保持体に振りかけられたときに現像はほとん
ど終了している。電極ローラ部はトナーをトナー留め内
で循環させると同時に、静電潜像の非画像部のトナーを
回収している。すなわちトナーをトナーホッパーから現
像部まで担持し運ぶのは静電潜像保持体である。電極ロ
ーラはトナー層を担持しない裸の面が静電潜像保持体に
対向する。電極ローラと静電潜像保持体は逆方向回転で
ある。

【００４１】本発明に係る電子写真方法での現像法は構
成がシンプルになっているため、トナーの帯電機会が少
なく、高帯電特性が得られにくい。

【００４２】しかし本発明の磁性トナーを用いること
で、高流動性、高帯電性が得られ、高画像濃度が得ら
れ、文字周辺のトナーの飛びちりがなく鮮明な画像が得
られるわけである。

【００４３】さらに本発明に係る電子写真方法では、現
像時に感光体全面にトナーを付着させるため、従来の一
成分現像方法と比較してトナーと感光体が常に全面に接
触している構成で、よりトナーフィルミングがより発生
しやすい構成である。

【００４４】さらにトナーに添加したチタン酸バリウム
微粒子が、トナーから遊離して無制限に感光体に選択的
に付着すると、チタン酸バリウム微粒子のみの消費が進
行してしまうことになりかねない。黒化率の低い原稿を
取り続けると、チタン酸バリウム微粒子のみの消費が多
くなり、フィルミングに対する効果が除々に低下してし
まう。

【００４５】そこで本発明のチタン酸バリウム微粒子を
使用することにより、チタン酸バリウム微粒子の分散性
が向上し、磁性トナー母体粒子に均一に付着し、フィル
ミングに対して有効に作用する。

【００４６】さらに、チタン酸バリウム微粒子は適度に
磁性トナー母体粒子に保持されているため、常にトナー
が感光体全面に接触している本発明の電子写真方法の構
成であっても、黒化率の低い原稿を取り続けても、チタ
ン酸バリウム微粒子のみの選択的な無制限な消費が少し
は抑えられる。

【００４７】これは、磁性トナー母体粒子と逆極帯電性
を有し、その電荷量がブローオフ測定法により＋３〜＋
３０μＣ／ｇのチタン酸バリウム微粒子を使用するこ
と、さらに真比重が５．０〜８．５ｇ／ｃｍ³により、
実現できる。

【００４８】チタン酸バリウム微粒子の電荷量が＋３μ
Ｃ／ｇ以下になると、チタン酸バリウム微粒子のトナー
母体粒子からの離脱が激しくなり、選択的な消費が進行
してしまう。チタン酸バリウム微粒子の電荷量が＋３０
μＣ／ｇ以上になるとトナー自体の帯電性に影響を及ぼ
し、地かぶりが発生する。

【００４９】また真比重が５．０ｇ／ｃｍ³以下になる
と、分散性が悪化する。真比重が８．５ｇ／ｃｍ³以上
になると、選択的な消費が進行してしまい、安定した画
像が長期得ることが出来ない。

【００５０】さらに窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５
０〜３５０ｍ²／ｇの負帯電性疎水性シリカを添加する
ことにより、チタン酸バリウム微粒子のみの消費が強く
抑えら、長期使用しても、フィルミングに対する効果が
大きく改善されることが判明した。

【００５１】これはチタン酸バリウムと併用して使用す
ることにより、磁性トナー母体表面への付着力が、適度
に制御され、うまく取り込まれ、チタン酸バリウム微粒
子の消費が多くなることが防げているものと推察され
る。

【００５２】その結果、磁性トナーが残存する限りチタ
ン酸バリウム微粒子が存在し、長期使用しても、フィル
ミングに対する効果が持続する。

【００５３】窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５０ｍ²
／ｇ以下となると、トナーの流動性が低下する。窒素吸
着によるＢＥＴ比表面積が３５０ｍ²／ｇ以上になる
と、凝集性が強くなり、チタン酸バリウム微粒子と混合
しても凝集物の発生を抑えられない。

【００５４】上記した構成により、高帯電量、高流動性
の磁性トナーを用いることにより、より一層の装置の小
型化、簡素化、低コストが可能な現像法で、高濃度、低
地カブリの高画質が実現でき、かつ感光体上でのフィル
ミングの発生を防止できる磁性トナー及び電子写真方法
を提供することができる。

【００５５】

【実施例】本発明に係る磁性トナーは、特に絶縁性一成
分トナーが好ましい。一成分トナーを用いると二成分現
像で必要なキャリアとトナーとの混合撹拌機構やトナー
濃度制御が不必要になるため装置構成が簡略化できる。

【００５６】本発明に係る磁性トナーは以下の方法で製
造される。トナーは混合、混練、粉砕、外添処理、必要
に応じて分級処理される。

【００５７】混合処理は結着樹脂、電荷制御剤、磁性体
と、その他必要に応じて添加される、離型剤、顔料等の
内添剤を撹拌羽根を具備したミキサー等により均一分散
する処理で、公知の処理方法が用いられる。

【００５８】混練処理では混合処理された材料を加熱し
て、せん断力により結着樹脂に内添剤を分散させる。こ
のときの混練としては公知の加熱混練機を用いて行なう
ことが出来る。加熱混練機としては、三本ロール型、一
軸スクリュウー型、二軸スクリュウー型、ハ゛ンハ゛リーミキサー
型等の混練物を加熱してせん断力をかけて練る装置を使
用することが出来る。混練処理によって得られた塊をカ
ッターミル等で粗粉砕し、その後ジェットミル粉砕等で
細かく微粉し、さらに必要に応じて気流式分級機で微粉
粒子がカットされ、所望の粒度分布が得られる。

【００５９】機械式による粉砕、分級も可能である。例
えば固定したステータに対して回転するローラとの微小
な空隙にトナーを投入する方法もある。いずれも公知の
方法が用いられる。

【００６０】これによって得られた磁性トナー母体粒子
に外添剤が外添処理される。外添処理はヘンシェルミキ
サー、スーパーミキサー等の公知の方法が用いられる。

【００６１】本発明に係る磁性トナーの結着樹脂はビニ
ル系単量体を重合または共重合したビニル系重合体であ
る。この結着樹脂を構成する単量体のスチレンとしては
例えばスチレン、α−メチルスチレン、P−クロルスチ
レン等のスチレン及びその置換体、アクリル酸アルキル
エステルとしては、例えばアクリル酸、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸アルキルエステ
ルとしては、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸
エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、
メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ドデシル、メタ
クリル酸ヘキシル、などの二重結合を有するモノカルボ
ン酸及びその置換体等がある。

【００６２】またこれらの共重合体の製造方法として塊
状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重
合法が採用される。

【００６３】本発明に係る磁性トナーに使用する共重合
体は、スチレン系成分を好ましくは５０−９５重量％成
分として含むものである。スチレンの割合が５０重量％
未満であると、トナーの溶融特性が劣り、定着性が不十
分になるし、粉砕性が悪化する。

【００６４】本発明に係る磁性トナーは前記のごとき結
着樹脂を主要成分としているが、このような主要成分以
外に必要に応じて他の公知の重合体あるいは共重合体を
使用することもできる。例えばポリエステル系樹脂、エ
ポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂等がある。

【００６５】本発明に係る磁性トナーは、チタン酸バリ
ウム微粒子を添加するが、チタン酸バリウム微粒子はシ
ュウ酸塩熱分解法で作製される。これはＴｉＣｌ₄（ａ
ｑ）とＢａＣｌ₂・２Ｈ₂Ｏの混合液Ａ（３０゜以下に保
持）を作成し、これを８０゜に保持したシュウ酸（ＣＯ
ＯＨ）₂・２Ｈ₂Ｏ水溶液中に混合液Ａを滴下してＢａＴ
ｉＯ（Ｃ₂Ｏ₄）・４Ｈ₂Ｏを得る。これを６００゜以上
に加熱することによりＢａＴｉＯ３の微粒子が得られ
る。

【００６６】チタン酸バリウム微粒子の添加量は磁性ト
ナー１００重量部に対して０．１〜５．０重量部が好ま
しい。０．１重量部以下であるとフィルミングに対する
効果が少なく、５．０重量部以上だと凝集性が強くな
り、感光体に無用な傷を与える。

【００６７】シリカの添加量は磁性トナー１００重量部
に対して０．１〜５．０重量部が好ましい。トナー同士
の凝集を防ぐために０．１重量部以上の添加量が必要
で、５．０重量部以上だと逆に浮遊シリカが増加する。

【００６８】また本発明に係る磁性トナーには必要に応
じて着色・電荷制御の目的で適当な顔料または染料が配
合される。そのような顔料または染料としてはカーボン
ブラック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料
の金属錯体、フタロシアニンブルー、デュポンオイルレ
ッド、アニリンブルー、ベンジジンイエロー、ローズベ
ンガルやこれら等の混合物があり、電荷量、着色に必要
な量が配合される。

【００６９】さらに本発明に係る磁性トナーは必要に応
じてＷＡＸ等の離型剤が更に配合される。

【００７０】さらに本発明に係る磁性トナーは磁性体が
配合される。磁性粉としては鉄、マンガン、ニッケル、
コバルト、等の金属粉末や鉄、マンガン、ニッケル、コ
バルト、亜鉛等のフェライト等がある。粉体の平均粒径
は1μｍ以下、特に好ましくは0.6μｍ以下が好ましい。
添加量は１５〜７０重量％が好ましい。添加量が１５重
量％以下ではトナー飛散が増加する傾向にあり、７０重
量％以上ではトナーの帯電量が低下する傾向にあり画質
の劣化を引き起こす傾向にある。

【００７１】次に本発明の電子写真方法について図面を
参照しながら説明する。本発明はこれに限定されるもの
ではない。

【００７２】（実施例１）図１に本発明の電子写真方法
の一実施例の電子写真装置の断面図を示す。現像方式は
一成分現像方式を用いている。１はフタロシアニンをポ
リエステル系バインダ樹脂に分散した有機感光体ドラ
ム、２は感光体１と同軸で固定された回転しない磁石、
３は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、４は感
光体の帯電電位を制御するグリッド電極、５は信号光、
露光後の潜像を可視像化するための現像装置は、７は磁
性一成分トナー、６は感光体１表面に磁性トナー７を供
給するトナーホッパー、８は感光体１とギャップを開け
て設定した非磁性電極ローラ、９は電極ローラ８の内部
に設置された回転しない磁石、１０は電極ローラ８に電
圧を印加する交流高圧電源、１１は電極ローラ上のトナ
ーをかきおとすポリエステルフィルム製のスクレーパか
ら構成され、電極ローラ８により非画像部の余分なトナ
ーを回収する。

【００７３】１２はトナーホッパー内でのトナーの流れ
をスムーズにし、またトナーが自重で押しつぶされ感光
体と電極ローラとの間でのつまりが発生するのを防止す
るためのダンパーである。

【００７４】１３は感光体上のトナー像を紙に転写する
コロナ転写帯電器である。感光体１表面での磁束密度は
６００Ｇｓである。電極ローラ内部の磁力の方を強くし
て搬送性を向上させた。また図中に示す磁石２の磁極角
はθは１５度に設定した。感光体１の直径は３０ｍｍ
で、周速６０ｍｍ／ｓで図中の矢印の方向に回転させ用
いた。電極ローラ８の直径は１６ｍｍで、周速４０ｍｍ
／ｓで感光体の進行方向とは逆方向（図中の矢印方向）
に回転させ用いた。感光体１と電極ローラ８とのギャッ
プは３００μｍに設定した。

【００７５】感光体１をコロナ帯電器３（印加電圧−
４．５ｋＶ、グリッド４の電圧−５００Ｖ）で、ー５０
０Ｖに帯電させた。この感光体１にレーザ光５を照射し
静電潜像を形成した。このとき感光体の露光電位はー９
０Ｖであった。この感光体１の表面上に、磁性トナー７
をトナーホッパー６内で磁石により付着させた。次に感
光体１を電極ローラ８の前を通過させた。感光体１の未
帯電域の通過時には、電極ローラ８には交流高圧電源１
０により、０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピ
ーク・ツー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数
１ｋＨｚ）を印加した。その後、ー５００Ｖに帯電し静
電潜像が書き込まれた感光体１の通過時には、電極ロー
ラ８には交流高圧電源１０により、ー３５０Ｖの直流電
圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピーク
１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加し
た。すると感光体１の帯電部分に付着したトナーは電極
ローラ８に回収され、感光体１上には画像部のみのネガ
ポジ反転したトナー像が残った。矢印方向に回転する電
極ローラ８に付着したトナーは、スクレーパ１１によっ
てかきとり、再びトナーホッパー６内に戻し次の像形成
に用いた。こうして感光体１上に得られたトナー像を、
転写紙に、転写帯電器１３によって転写した後、定着器
（図示せず）により熱定着して複写画像が得られる。

【００７６】また本発明の磁性トナーの実施例について
説明する。本発明はこれに限定されるものではない。

【００７７】（表１）に本発明の磁性トナー母体粒子の
材料組成の一実施例を示す。

【００７８】

【表１】

【００７９】各磁性トナーの流動性と帯電量の測定結果
を（表２）に示す。流動性は静嵩密度で定義した。測定
はホソカワミクロン社製パウダーテスタＰＴ−Ｅ型を使
用した。帯電量はブローオフ法で、サンプル０．２ｇ秤
量し、エア圧０．２ｋｇｆ／ｃｍ²で１８０ｓｅｃブロ
ーし、測定した。測定条件はノンコートフェライトキャ
リアとトナー濃度１０％で混合し、１００ｍｌのポリエ
チレンボトルに入れ、回転数６０ｒｐｍで１０ｍｉｎ間
撹拌した。

【００８０】

【表２】

【００８１】（表３）に実施例、比較例で使用する外添
剤と、その外添剤の特性を示す。ＴＡ−１、ＴＡ−２は
シュウ酸塩熱分解法で作製したチタン酸バリウム微粒
子、ＴＢ−１はチタン酸鉛、ＴＢ−２はアルミナ微粉末
である。

【００８２】

【表３】

【００８３】外添剤の帯電性の測定は、磁性トナーの帯
電量を測定する条件と同じで、異なるのは、ノンコート
フェライトキャリアの代わりに、粉砕前の粗粉砕された
磁性トナー母体粒子を開口径１００μｍ径のメッシュで
ふるい処理したものを使用した。混合濃度は１０％であ
る。

【００８４】比表面積は通常のＢＥＴ測定法で測定し、
島津製作所製比表面積測定装置ＦｌｏｗＳｏｒｂ２３０
０を使用した。

【００８５】外添剤の静嵩密度は、トナーと同様ホソカ
ワミクロン社製パウダーテスタＰＴ−Ｅ型を使用した。

【００８６】本発明の磁性トナーの製造について説明す
る。（表１）に示した混合物をヘンシェルミキサーＦＭ
２０Ｂ（三井三池社製）にて混合する。その混合物を二
軸混練押出機ＰＣＭ３０（池貝鉄工社製）にて加熱混練
する。混練物を粗粉砕機ロートプレックス（アルピネ社
製）にて２ｍｍ以下の大きさに粗粉砕する。そしてジェ
ットミル粉砕機ＩＤＳ−２型（日本ニューマティック工
業社製）にて微粉砕を行う。粉砕物を気流分級機ＤＳ２
型（日本ニューマティック工業社製）にて微粉をカット
する。以上の処理により平均粒径８μｍの磁性トナー母
体粒子が得られた。その後外添剤を外添処理した。

【００８７】本発明の磁性トナーＡ１の材料組成を（表
４）に示す。

【００８８】

【表４】

【００８９】外添剤にチタン酸バリウム微粒子とポリジ
メチルシリコーンオイルで処理された疎水性シリカを使
用した。

【００９０】（表２）に示すように、磁性トナーＡ１が
高流動性、高帯電性を示していることがわかる。

【００９１】また（表３）に示すように本発明のチタン
酸バリウム微粒子が他の粒子よりも、磁性トナー母体粒
子に対して逆帯電性で、かつ高く保持していることが分
かる。

【００９２】図１に示した電子写真方法を用いて、本発
明の磁性トナーＡ１で複写テストを行った。画像濃度を
反射濃度計（マクベス社）で測定し、評価を行なった。
その結果、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜
けなどがなくベタ黒画像が均一で濃度が１．４の１６本
／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像
が得られた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得ら
れた。非画像部の地かぶりは発生していない。

【００９３】そして、１００００枚の長期複写テストを
行った。１００００枚後のトナ−の流動性の低下はな
く、高い電荷量を維持し、感光体上にフィルミングの発
生は起こっていない。初期の画像に比べて遜色のない高
濃度、低地カブリの複写画像が得られた。

【００９４】（表５）に初期と１００００枚複写テスト
後のトナーの流動性と画像濃度を示している。

【００９５】

【表５】

【００９６】トナーＡ１は流動性（静嵩密度）、画像濃
度とも変化が少なく安定した特性を示していることが分
かる。

【００９７】（実施例２）本発明の磁性トナーＡ２の材
料組成を（表６）に示す。

【００９８】

【表６】

【００９９】外添剤にチタン酸バリウム微粒子とポリジ
メチルシリコーンオイルで処理された疎水性シリカを使
用した。

【０１００】図１に示した電子写真方法を用いて、本発
明の磁性トナーＡ２で複写テストを行った。画像濃度を
反射濃度計（マクベス社）で測定し、評価を行なった。
その結果、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜
けなどがなくベタ黒画像が均一で濃度が１．４の１６本
／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像
が得られた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得ら
れた。非画像部の地かぶりは発生していない。

【０１０１】そして、１００００枚の長期複写テストを
行った。１００００枚後のトナ−の流動性の低下はな
く、高い電荷量を維持し、感光体上にフィルミングの発
生は起こっていない。初期の画像に比べて遜色のない高
濃度、低地カブリの複写画像が得られた。

【０１０２】（比較例１）外添剤が異なる以外は実施例
１と同様の組成、処方で磁性トナーＢ１を試作した。
（表７）に磁性トナーＢ１の材料組成を示す。

【０１０３】

【表７】

【０１０４】外添剤にチタン酸鉛微粒子とジメチルジク
ロロシランで処理された疎水性シリカを使用した。

【０１０５】実施例１に示した電子写真方法を用いて、
磁性トナーＢ１で複写テストを行った。画像濃度を反射
濃度計（マクベス社）で測定し、評価を行なった。その
結果、若干画像濃度が低く、地かぶりが多い画像となっ
た。

【０１０６】長期複写テストにおいて、２０００枚当た
りからトナーフィルミングが発生した。

【０１０７】（比較例２）外添剤が異なる以外は実施例
１と同様の組成、処方で磁性トナーＢ１を試作した。
（表８）に磁性トナーＢ１の材料組成を示す。

【０１０８】

【表８】

【０１０９】外添剤にヘキサメチレンジジシラザンで処
理された疎水性シリカとアルミナ微粉末を使用した。

【０１１０】実施例１に示した電子写真方法を用いて、
磁性トナーＢ２で複写テストを行った。画像濃度を反射
濃度計（マクベス社）で測定し、評価を行なった。その
結果、若干画像濃度が低く、地かぶりが多い画像となっ
た。

【０１１１】長期複写テストにおいて、１０００枚当た
りからトナーフィルミングが発生した。

【０１１２】（比較例３）磁性体の添加量を１０重量％
とした以外は実施例１と同様の組成でトナーを試作し
た。トナー飛散が多く実用的な特性は得られなかった。

【０１１３】（比較例４）磁性体の添加量を８０重量％
とした以外は実施例１と同様の組成でトナーを試作し
た。帯電量が低く、地カブリが多く実用的な特性は得ら
れなかった。

【０１１４】（比較例５）シリカの添加量を０．０５重
量部とした以外は実施例１と同様の組成でトナーを試作
した。流動性が悪く、実用的な特性は得られなかった。

【０１１５】（比較例６）シリカの添加量を６重量部と
した以外は実施例１と同様の組成でトナーを試作した。
シリカ凝集物が多く、ベタ黒画像部に白点が多く付着
し、実用的な特性は得られなかった。

【０１１６】（比較例７）チタン酸バリウム微粒子の添
加量を０．０５重量部とした以外は実施例１と同様の組
成でトナーを試作した。

【０１１７】長期複写テストにおいて、１０００枚当た
りからトナーフィルミングが発生し、実用的な画像は得
られなかった。

【０１１８】（比較例８）チタン酸バリウム微粒子の添
加量を６重量部とした以外は実施例１と同様の組成でト
ナーを試作した。チタン酸バリウム微粒子の凝集物が多
く、感光体に傷が多く発生し、実用的な特性は得られな
かった。

【０１１９】

【発明の効果】以上のように本発明は、固定磁石を内包
し移動する静電潜像保持体と、静電潜像保持体の表面と
所定の間隙を有した位置に設置され、内部に磁石を有す
る電極ローラを有する電極ローラからなる現像工程と、
転写工程と、クリーニング工程と、を有する電子写真方
法に用いる磁性トナーであって、平均粒径、比表面積、
真比重、で規定されるチタン酸バリウム微粒子とシリコ
ーンオイルで表面処理されるシリカ微粉末を含有するこ
とにより、高流動性、高帯電性のトナーが得られ、高性
能、小型、低コスト現像法において、高濃度、低地かぶ
りの高画質を実現できる。また感光体上でのトナーフィ
ルミングの発生を抑えられる磁性トナー及び電子写真方
法を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電子写真方法が使用される電
子写真装置の主要部を示す断面図

【符号の説明】

１感光体ドラム２感光体に内包された固定磁石３コロナ帯電器４グリッド電極６トナーホッパー７磁性トナー８電極ローラ９電極ローラ内部に設置された磁石１１スクレーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/09 １０１Ｇ０３Ｇ 9/08 ３７１３７５ (72)発明者立松英樹大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂、磁性体、外添剤から
なる磁性トナーであって、前記外添剤が、少なくとも、シュウ酸塩熱分解法によっ
て作製される平均粒径０．１〜４μｍ、窒素吸着による
ＢＥＴ比表面積が０．５〜２０ｍ²／ｇで、かつ少なく
とも前記結着樹脂と前記磁性体からなる磁性トナー母体
粒子に対して逆極帯電性を有し、前記磁性トナー母体粒
子に対する帯電量が＋３〜＋３０μＣ／ｇを有するチタ
ン酸バリウム微粉末と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５０〜３５０ｍ²／ｇ
でシリコーンオイルにより表面処理された負帯電性疎水
性シリカ微粉末からなることを特徴とする磁性トナー。
【請求項２】チタン酸バリウム微粒子の静嵩密度が０．
２〜１．２ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする請求項１
記載の磁性トナー。
【請求項３】磁性体が、磁性トナー母体粒子重量に対し
て１５〜７０重量％含有することを特徴とする請求項１
記載の磁性トナー。
【請求項４】チタン酸バリウム微粒子が、磁性トナー１
００重量部に対して０．１〜５．０重量部含有すること
を特徴とする請求項１記載の磁性トナー。
【請求項５】シリカ微粉末が、磁性トナー１００重量部
に対して０．１〜５．０重量部含有することを特徴とす
る請求項１記載の磁性トナー。
【請求項６】固定磁石を内包し移動する静電潜像保持体
と、トナーホッパーと、前記静電潜像保持体の表面と所
定の間隙を有した位置に、内部に磁石を有するトナー回
収電極ローラとを有し、前記静電潜像保持体に静電潜像
を形成した後、前記トナーホッパー内に位置する前記静
電潜像保持体の表面に磁性トナーを磁気的に吸引し、前
記静電潜像保持体の表面に前記磁性トナーを担持させ、
前記静電潜像保持体を移動させ、前記トナー回収電極ロ
ーラに対向させ、前記静電潜像保持体の画像部に磁性ト
ナーを残し、非画像部の磁性トナーは前記トナー回収電
極ローラで回収する構成の現像工程と、前記静電潜像保持体上の静電潜像を可視像化した前記磁
性トナーを静電力で転写紙に移す転写工程と、前記転写工程時に一部前記静電潜像保持体に残留する前
記磁性トナーを前記静電潜像保持体から除去するクリー
ニング工程と、を少なくとも有する電子写真方法であっ
て、前記磁性トナーは少なくとも結着樹脂、磁性体、外添剤
から構成され、前記外添剤が、少なくとも、シュウ酸塩熱分解法によっ
て作製される平均粒径０．１〜４μｍ、窒素吸着による
ＢＥＴ比表面積が０．５〜２０ｍ²／ｇで、少なくとも
前記結着樹脂と前記磁性体からなる磁性トナー母体粒子
に対して逆極帯電性を有し、前記磁性トナー母体粒子に
対する帯電量が＋３〜＋３０μＣ／ｇを有するチタン酸
バリウム微粉末と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５０〜３５０ｍ²／ｇ
でシリコーンオイルにより表面処理された負帯電性疎水
性シリカ微粉末からなる磁性トナーを用いることを特徴
とする電子写真方法。
【請求項７】チタン酸バリウム微粒子の静嵩密度が０．
２〜１．２ｇ／ｃｍ³である磁性トナーを用いることを
特徴とする請求項６記載の電子写真方法。
【請求項８】磁性体が、磁性トナー重量に対して１５〜
７０重量％含有する磁性トナーを用いることを特徴とす
る請求項６記載の電子写真方法。
【請求項９】チタン酸バリウム微粒子が、磁性トナー１
００重量部に対して０．１〜５．０重量部含有する磁性
トナーを用いることを特徴とする請求項６記載の電子写
真方法。
【請求項１０】シリカ微粉末が、磁性トナー１００重量
部に対して０．１〜５．０重量部含有する磁性トナーを
用いることを特徴とする請求項６記載の電子写真方法。
【請求項１１】磁性トナーは一成分トナーであることを
特徴とする請求項６記載の電子写真方法。