JPH0822142A

JPH0822142A - 磁性トナー及び電子写真方法

Info

Publication number: JPH0822142A
Application number: JP6157357A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Yuasa; 安仁湯浅
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-01-23

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工程を用いた電子写真方法にお
いて、シリコーンオイルで処理されたシリカ微粒子と、
メラミン微粒子を有する磁性トナーを用いる電子写真方
法。

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、画像形成のために静電潜像
保持体（以下感光体と称す）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５μｍ〜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、更に
必要に応じて磁性体、離型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】そして、上記添加剤を適当な割合で予備混
合し、熱溶融によって加熱混練し、気流式衝突板方式に
より微粉砕し、微粉分級されてトナー母体が完成する。
その後このトナー母体に外添剤を外添処理されてトナー
が完成する。

【０００８】

【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。

【０００９】そこで発明者らは、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。

【００１０】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。

【００１１】低流動性のトナーでは、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。

【００１２】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（特公昭５４−１
６２１９号公報）、更に疎水化されたシリカ微紛末を用
いることが提案されている。（特開昭４６−５７８２号
公報、特開昭４８−４７３４５号公報、特開昭４８−４
７３４６号公報）。例えばシリカ微紛末とジメチルジク
ロロシラン等の有機硅素化合物とを反応させ、シリカ微
紛体表面のシラノール基を有機基で置換し、疎水化した
シリカ微紛末が用いられている。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、そのためシリカ魂等の浮遊物が増
加する。また浮遊したシリカは感光体への付着性が強
い。

【００１３】画像を形成するプロセス中に、感光体に押
圧力が加わると、このシリカ浮遊物が核となり、感光体
に打ち込まれ傷が発生したり、それがトリガとなり感光
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。

【００１４】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。感光体への押圧力はクリーニ
ング部でのクリーニングブレードから受ける力がある。

【００１５】また本発明の電子写真方法では、現像工程
で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て、よりシリカが付着し易い構成
である。

【００１６】そのため従来の電子写真方法と比べて、よ
りトナーフィルミングが発生しやすい構造である。

【００１７】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号公報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。

【００１８】また本発明の電子写真方法では、転写ロー
ラが感光体と当接している構成である。そのため単に研
磨剤、摩擦低減物質等を添加するだけでは、転写ローラ
に転写され、クリーニング部へ供給されず、トナーフィ
ルミングの除去効果が得られない。

【００１９】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。

【００２０】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
研磨剤、摩擦低減物質等の微粒子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、研磨剤、摩擦低減物質等のの微粒子のみの選択的な
消費が多くなり、長期使用しているとトナー中からなく
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。

【００２１】そして研磨剤、摩擦低減物質等がクリーニ
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これらの
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。

【００２２】本発明は上記問題点に鑑み、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磁性
トナー及び電子写真方法を提供することにある。

【００２３】また長期使用においても、感光体フィルミ
ングを防止でき、トナーの帯電量、流動性の低下がなく
凝集物を生じず、長寿命化が図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。

【００２４】

【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、外添剤なる磁性トナーであって、
前記外添剤が、少なくとも、平均粒径０．０１〜１２μ
ｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が０．１〜５０ｍ²
／ｇであるメラミンを主成分とする微粒子と、窒素吸着
によるＢＥＴ比表面積が５０〜３５０ｍ²／ｇである負
帯電性疎水性シリカ微粒子と、からなる磁性トナーであ
る。

【００２５】さらに、本発明は、負帯電性疎水性シリカ
微粒子がシリコーンオイルにより表面処理される磁性ト
ナーである。

【００２６】さらに、本発明は、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であ
る。

【００２７】さらに、本発明は、メラミンを主成分とす
る微粒子が、磁性トナー１００重量部に対して０．０１
〜５．０重量部含有する磁性トナーである。

【００２８】さらに、本発明は、負帯電性疎水性シリカ
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。

【００２９】また本発明は、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、平均粒径０．０１〜１２μｍ、窒素吸
着によるＢＥＴ比表面積が０．１〜５０ｍ²／ｇである
メラミンを主成分とする微粒子と、窒素吸着によるＢＥ
Ｔ比表面積が５０〜３５０ｍ²／ｇである負帯電性疎水
性シリカ微粒子と、からなる磁性トナーを用いる電子写
真方法である。

【００３０】さらに、本発明は、負帯電性疎水性シリカ
微粒子がシリコーンオイルにより表面処理される磁性ト
ナーを用いる電子写真方法である。

【００３１】さらに、本発明は、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
いる電子写真方法である。

【００３２】さらに、本発明は、メラミンを主成分とす
る微粒子が、磁性トナー１００重量部に対して０．０１
〜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。

【００３３】さらに、本発明は、負帯電性疎水性シリカ
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。

【００３４】

【作用】本発明は上記した構成により、メラミン微粒子
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。

【００３５】メラミン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。このメラミン微粒子がクリーニングブレ
ードに付着することにより、摩擦抵抗を下げる効果によ
り、感光体に付着した異物を除去できる。

【００３６】このときメラミン微粒子は、平均粒径０．
０１〜１２μｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が０．
１〜５０ｍ²／ｇの微粒子を使用することにより、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。

【００３７】またさらに、メラミン微粒子がトナー母体
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＋５〜＋９０μＣ／ｇの微粒子を使用すること
により、粒子の分散性がより向上し、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。

【００３８】またメラミン微粒子が逆極帯電性を有して
いると、転写材にほとんど付着することなく、クリーニ
ングブレード部に供給されるため、フィルミングに対す
る効果大である。

【００３９】平均粒径０．０１μｍ以下になるとメラミ
ン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５０ｍ
²／ｇ以上になると同様に分散性が悪化し、凝集物が増
加して、画像欠陥となる。

【００４０】平均粒径１２μｍ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０．１ｍ²／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。

【００４１】電荷量が＋５μＣ／ｇ以下になると、メラ
ミン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。また転写ローラに付着
する量も増加し、フィルミングに対する効果が低下す
る。＋９０μＣ／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。

【００４２】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粒子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。これはシリカ微粒子の表面に存在する親水基
であるシラノール基を完全に被覆してしまい、表面にシ
ロキサン基が存在するようになり、シリカ微粒子が高い
負帯電性を有するからである。

【００４３】しかし材料自体帯電性が高いため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の発生、さらにフィルミ
ングの発生を助長する。

【００４４】しかし窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５
０〜３５０ｍ²／ｇで、一般式（化１）で示されるシリ
コーンオイルで表面処理した負帯電性疎水性シリカを使
用することで凝集体の発生を抑制できる。

【００４５】しかしシリカ凝集体を抑制し、均一な分散
が得られるだけでは、感光体上でのトナーフィルミング
の発生を抑えることは困難である。シリカはトナーと混
合処理により添加されているため、遊離シリカを完全に
抑えることは出来ないため、どうしても感光体に付着し
てしまう。そのシリカがクリーニングブレード等からの
ストレスにより感光体に打ち込まれ、それをトリガとし
てトナーフィルミングが発生する。

【００４６】しかし本発明のメラミン微粒子と混合して
外添処理することにより、シリカ凝集物の発生が抑えら
れるとともに、感光体への付着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とメ
ラミン微粒子が混合することにより、シリカにせん断力
が加わり、凝集物がほぐされ、残存するシリカ凝集物の
感光体への付着の緩衝剤的な役割を果たしているものと
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。
また転写ローラの中抜け、も防止でき、流動性、帯電性
が安定し高品質な画像が得られることが判明した。

【００４７】

【化１】

【００４８】このとき重合度ｎは１０〜１００が好まし
い。重合度ｎが１０以下であると高い負帯電性が得られ
にくい。また重合度ｎが１００以上であると、表面処理
にムラが生じる。

【００４９】また窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５０
ｍ²／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、本発明のメラミン微粒子と混
合しても凝集物の発生を抑えられない。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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散りがなく鮮明な画像が得
られる。

【００５５】また特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。例えば無機微粒子を添加したト
ナーでは、トナーから無機微粒子が遊離して無制限に感
光体に選択的に付着すると、その微粒子のみの消費が進
行してしまう。黒化率の低い原稿を取り続けると、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。

【００５６】しかし本発明のメラミン微粒子を添加する
ことで、メラミン微粒子が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、メラミン微粒子のみの選択
的な無制限な消費が抑えられるわけである。

【００５７】その結果、磁性トナーが残存する限りメラ
ミン微粒子が存在し、長期使用しても、フィルミングに
対する効果が持続する。

【００５８】このように、本発明の磁性トナーを用いる
電子写真方法で、一層の装置の小型化、簡素化、低コス
トが可能な現像法で、高流動性、高帯電性を維持できる
磁性トナーを使用することにより、高画像濃度、低地カ
ブリの画像が得られる。

【００５９】

【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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】本発明に係る磁性トナーには、一般式（化
２）で示されるメラミン樹脂を主成分とする微粒子を添
加するが、メラミンは適度な滑り性と適度な硬度を兼ね
備えて持ち、また窒素基を有することで磁性トナー母体
粒子に対し逆極性の正帯電を得ることができる。

【００７０】

【化２】

【００７１】メラミン樹脂はメラミンとホルマリンの反
応で得られる。反応はメラミンとホルムアルデヒドの付
加重合型反応、または縮合反応形態で行われ、メラミン
とホルムアルデヒド（３７％ホルマリン水溶液）を反応
釜の中でアルカリ性触媒を加えて、ＰＨを調整しなが
ら、加熱反応させメラミン樹脂が得られる。

【００７２】メラミン微粒子の添加量は磁性トナー１０
０重量部に対して０．０１〜５．０重量部が好ましい。
０．０１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。

【００７３】本発明に係る磁性トナーには、シリコーン
オイルで表面処理された負帯電性の疎水性シリカ微粒子
を添加する。シリカ微粒子としては、好ましくはケイ素
酸ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ
微粒子で、例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中にお
ける熱分解酸化反応を利用するものである。（化３）に
反応の一般式を示す。

【００７４】

【化３】

【００７５】本発明に用いるシリカ微粒子を表面処理す
るシリコーンオイルは、好ましい材料はポリジメチルシ
リコーンオイルで、他にアルキル変性シリコーンオイ
ル、フッ素変性シリコーンオイル等が好ましい。

【００７６】表面処理方法は公知の技術が用いられ、ヘ
ンシェルミキサー等の混合機を用いて混合する方法、ま
たシリコーンオイルを噴射する方法で行っても良い。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】（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は有機感光体で、アル
ミニウムの導電性支持体上にポリビニルブチラール樹脂
（積水化学製エレックＢＬ−１）にτ型無金属フタロシ
アニン（東洋インキ製）の電荷発生物質を分散した電荷
発生層と、ポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学製Ｚ−
２００）と、１，１−ビス（Ｐ−ジエチルアミノフェニ
ル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン（アナ
ン製Ｔ−４０５）を含む電荷輸送層を順次積層した構成
のものである。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
は信号光である。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】１３は感光体上のトナー像を紙に転写する
転写帯電器。１６は転写紙、１７は転写帯電器１３に電
圧印加する電圧発生電源である。

【００８６】１８は転写残りの廃トナーをかき落とすク
リーニングブレード、１９は廃トナーを貯めるクリーニ
ングボックス、２３は廃トナーである。

【００８７】クリーニングブレードに弾性体ウレタンブ
レードを用いたが、バイアス印可したファーブラシや、
導電性金属ローラでも同様の結果となる。

【００８８】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６０ｍ
ｍ／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１
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３００μ
ｍに設定した。

【００８９】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１の露光電位はー
９０Ｖであった。この感光体１表面上に、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１０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１ｋ
Ｈｚ）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１．５
ｋＶ）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。

【００９０】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。

【００９１】（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。

【００９２】

【表１】

【００９３】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。

【００９４】

【表２】

【００９５】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ＦｌｏｗＳｏｒｂ２−２
３００を使用した。

【００９６】メラミン微粒子の帯電量の測定は、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３
％である。

【００９７】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。

【００９８】本発明の磁性トナーＡ１の材料組成を（表
３）に示す。

【００９９】

【表３】

【０１００】外添剤にメラミン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。

【０１０１】（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。

【０１０２】図１に示した電子写真装置を用いて、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。

【０１０３】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は発
生していない。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。

【０１０４】（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４）に磁性トナーＢ１の材料組成を示す。

【０１０５】

【表４】

【０１０６】外添剤にジメチルジクロロシランで表面処
理された疎水性シリカのみを使用した。

【０１０７】実施例１の図１に示した電子写真装置を用
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。

【０１０８】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。

【０１０９】（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。

【０１１０】（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。

【０１１１】（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。

【０１１２】（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。

【０１１３】（比較例７）メラミン微粒子の添加量を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。メラミン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。

【０１１４】

【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を有
する電子写真方法であって、メラミン微粒子とシリコー
ンオイルで表面処理されるシリカ微粒子を含有すること
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。

【０１１５】また転写時の中抜けを防止でき、長期使用
しても、感光体上でのトナーフィルミングの発生を抑え
られ、安定した画像が得られる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１３転写帯電器１６転写紙１８クリーニングブレード１９廃トナーボックス２３廃トナー

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、平均粒径０．０１〜１２μ
ｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が０．１〜５０ｍ²
／ｇであるメラミンを主成分とする微粒子と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５０〜３５０ｍ²／ｇ
である負帯電性疎水性シリカ微粒子と、からなることを
特徴とする磁性トナー。
【請求項２】負帯電性疎水性シリカ微粒子がシリコーン
オイルにより表面処理され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】メラミンを主成分とする微粒子が、磁性ト
ナー１００重量部に対して０．０１〜５．０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】負帯電性疎水性シリカ微粒子が、磁性トナ
ー１００重量部に対して０．１〜５．０重量部含有する
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、平均粒径０．０１〜１２μ
ｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が０．１〜５０ｍ²
／ｇであるメラミンを主成分とする微粒子と、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が５０〜３５０ｍ²／ｇ
である負帯電性疎水性シリカ微粒子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】負帯電性疎水性シリカ微粒子がシリコーン
オイルにより表面処理され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】メラミンを主成分とする微粒子が、磁性ト
ナー１００重量部に対して０．０１〜５．０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】負帯電性疎水性シリカ微粒子が、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ことを特徴とする請求項６記載の
電子写真方法。