JPH10232507A

JPH10232507A - 静電荷像現像用トナー及びこれを用いた画像形成方法

Info

Publication number: JPH10232507A
Application number: JP5107097A
Authority: JP
Inventors: Masanori Suzuki; 政則鈴木
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 1998-09-02
Anticipated expiration: 2017-02-19
Also published as: JP3854361B2

Abstract

(57)【要約】【課題】転写性が良好で、寿命の長い電子写真用トナ
ーを提供する【解決手段】下記式（数１）で表される円形度（Ｓ
Ｆ）を有する、粉砕法で製造されたトナー粒子の全トナ
ー中の含有率が５０％以下としたトナー。【数１】ＳＦ＝［トナー面積／（トナー周囲長）²］×
４π〈０．９５

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真法、静電印
刷方法などで用いられる静電荷像現像用トナー及びこれ
を用いる画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法、静電印刷法、静電記録法等
で形成される静電荷像は乾式法の場合、一般にバインダ
ー樹脂及び着色剤を主成分とする乾式トナーで現像した
後、コピー紙上に転写・定着される。この時用いられる
乾式トナーは、粉砕法により製造されている場合、形状
が角ばっており不定形であるため球形のトナーと比べる
と、感光体との接点が多く存在し、感光体より離れにく
いため前述の転写工程において、現像されたトナーの全
ては転写されず、感光体上に残ったまま、次工程のクリ
ーニング工程において回収されることになる。

【０００３】ところで近年、経済性、メンテナンスフリ
ーという観点、及び環境保護による廃棄処理の関係から
廃トナーレスの機械が切望されおり、これまで複写機内
でのリサイクルシステムを構築し対応を行っているが、
そのシステムを構築するには複写機内においてある程度
のスペースが必要とされ、最近のダウンサイジングの傾
向からより小型、軽量の機種が切望されており、その点
では、トナーの転写率をアップさせることによる対応を
図り、できる限り廃トナーを無くすか、簡便なリサイク
ルシステムを構築する方法が最も適当であると考えられ
る。このため、理想的には１００％の転写率が得られれ
ば、リサイクルシステムは必要のない事になる。しかし
その一方で、市場における高画質化の要請から、トナー
の粒径は年々小さくなる方法にあり、小粒径化によりト
ナー自体の比表面積も大きくなる事から、感光体とトナ
ーの付着力も大きくなり、感光体からトナーがはがれに
くくなり、転写されにくい方法に向かっているといえ
る。

【０００４】また、特開昭５９−４６６６４号公報に見
られるように、静電荷保持体表面に形成したトナー像を
紙を主とするシート等の転写材に静電的に転写する工程
を含む画像形成装置において、回転円筒状、無端ベルト
状などの静電荷保持体を使用し、バスアスを印加した転
写装置をこれに圧接してこれら両者間に転写材を通過さ
せることで、電界により静電荷保持体上のトナーを転写
材に転写させる装置が既に提案されている。このような
装置は、従来から使用されているコロナ放電を用いた転
写装置に比べて、転写材と静電荷保持体を圧接しながら
転写するので、静電荷保持体と転写材の密着性がとりや
すく、質のよい転写像が得られやすい。

【０００５】しかし、当接圧が加えられた場合、静電荷
保持体上のトナー像にも圧力が加わり凝集が起こり、ト
ナーと静電荷保持体との間でも密着が発生し、極端な場
合には、密着が強固な部分は転写されない現象が起こ
る。この現象は特に、ライン画像で顕著に見られ、中心
部が転写されない「中抜け現像」と呼ばれ、問題視され
ており、特に、最近の高画質化の要求に対しては、この
問題が大きく取り上げられ、その解決が切望されてい
る。このような問題に対して、特開平４−２７４４３号
公報には、磁性トナーに限定はされているが、トナーと
静電荷保持体との間にスペーサー粒子として働くような
特定の樹脂微粒子を添加し、トナーの凝集による静電荷
保持体への密着を防ぐ方法が既に提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、転写性が良好で、現像剤中で用いた時に高寿命が得
られ、経時使用においても初期画像の忠実な再現性が良
好な静電潜像現像用トナーを提供することである。本発
明の第二の目的は、転写効率が高く、転写中抜けがな
く、現像剤として用いた時に高寿命が得られ、経時使用
においても初期画像の忠実な再現性が良好な画像形成方
法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、静電荷像現
像用トナーについて鋭意検討を重ねてきた結果、後記の
円形度が一定値以下の粉砕法で得られたトナー量を規定
することによって前記課題が達成できることを見いだし
た。本発明はそれに基づいてなされたものである。

【０００８】本発明によれば、第一に、下記式（数１）
で表される円形度（ＳＦ）を有する粉砕法で製造された
トナー粒子の全トナー中の含有率が５０％以下であるこ
とを特徴とする静電荷像現像用トナーが提供される。

【数１】トナー円形度(SF)＝［トナー面積／(トナー周
囲長)²］×４π＜０．９５第二に、上記第一において体積平均粒径が５〜９μｍで
ある静電荷像現像用トナーが提供される。第三に、上記
第一、第二において、粒径３μｍ以下のトナー粒子含有
率（個数）が１０％以下である静電荷像現像用トナーが
提供される。

【０００９】また本発明によれば、第四に、静電荷保持
体の一部に転写材を介して転写手段を当接させ、該転写
材の表面にトナー像を静電転写する画像形成方法におい
て、前記式（数１）で表される円形度を有する粉砕法で
製造させたトナー粒子の全トナー中の含有率が４５％以
下のトナーを使用することを特徴とする画像形成方法が
提供される。

【００１０】本発明において、トナー円形度（SF)＝［トナー面積／（トナー周囲
長）²］・４π で定義されるトナー円形度（ＳＦ）はトナーの周囲の形
状の複雑さを表す形状指数で、トナーの周囲の形状が滑
らかで、形状が円に近ければ近いほど１．００に近づく
ものである。この円形度は、例えばフロー式粒子像分析
装置（ＦＰＩＡ−１０００、東亜医用電子社製）を用い
て測定することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をさらに詳細に説明
する。本発明においては、全トナー中、上記式（数１）
を満たすトナーの割合が５０％より小さいときは、トナ
ー形状が円（球）に近く、静電荷保持体との接点が減少
し、転写効率が上昇し、また現像剤の寿命もキャリア表
面へのトナーの融着現象、所謂スペント現象が発生しに
くいため上昇することが判明した。このことは、５５％
が転写効率の分極点になっていると考えられる。この時
のトナー測定サンプル数としては、８００個以上であれ
ば安定したデータを得ることが出来るが、好ましくは１
０００個以上あればより良い。トナー測定サンプル数が
８００個よりすくない場合においては、２つの転写特性
に差があるトナー間の差の値が小さくなり、また、繰り
返し精度の点で若干の低下が見られるように見出した。

【００１２】もっとも、表面を滑らかく丸くしたトナー
としては、一般に重合法で製造されたトナー（重合トナ
ー）が知られている。そして、こうしたトナーの使用に
よれば転写効率は向上し、転写中抜け等の問題が改善さ
れることも判明している。しかし、重合トナーは丸すぎ
るため静電荷保持体との付着力は低減されるが、クリー
ニング工程において掻き取りにくく、トナーが完全に除
去できない等の欠点があり、また、その製造工程の特殊
性によりコスト的な面で紛砕法によるトナーよりかなり
高くなってしまうという欠点もあった。従って、紛砕法
により製造されたトナーで、上記欠点を解消できれば、
電子写真システムを上手く成立させ、なおかつコスト的
な面でもより有効である。

【００１３】紛砕法により製造されたトナーの球形化に
関してだけ見れば、機械エネルギーを利用してトナーの
表面を改善する方法は、例えば、特公平７−３８０７９
号公報に記載されているように、既に知られて知られて
いるところである。しかし、本発明にいう表面改質、ト
ナーの製造条件はいまだ明らかにされていない。

【００１４】本発明のトナーはそのトナー平均粒径が体
積基準で５〜９μｍで転写率の良いトナーを提供するこ
とによって、より高画質で画像欠陥のない鮮明なコピー
画像を提供できる。デジタル複写機やプリンターなど
は、レーザー光学系より照射されるレーザー光で感光体
上の潜像のドット形成が行われるが、ドット径はたかだ
か２０μｍ程度であるため、トナー粒径は小さい方が好
ましい。しかし、トナーの体積平均粒径が５μｍ以下の
場合、トナー製造性が極めて悪くなり、しかも収率も悪
くなるため工業的に生産することは難しい。また、トナ
ーの体積平均粒径が９μｍ以上の場合、ドット再現性が
悪化し、画像品質が悪くなる等の問題が見られる。

【００１５】本発明は体積平均粒径３μｍ以下のトナー
粒子含有率（個数）が１０％以下であるトナーを提供す
ることで、転写率が良好で、このシステムに特有の問題
である中抜け現象が解消でき、また現像剤の寿命もキャ
リア表面へのトナーの融着現象、所謂スペント現象が発
生しにくいためさらに上昇することが判明した。

【００１６】また、本発明は、静電荷保持体の一部に転
写材を介して転写手段を当接させて、転写材の表面にト
ナー像を静電転写するシステムを設けた画像形成方法に
おいて、該プロセスに使用されるトナーが前記式（数
１）で表される円形度（ＳＦ）を持つ紛砕法で製造され
たトナー粒子の全トナー中の含有率が４５％以下である
ことを特徴とするトナーを用いることで転写率が良好
で、このシステムに特有の問題である中抜け現象が解消
できる。ここで、全トナー中、前記式（数１）を満たす
トナーの割合が４５％より小さい時は、トナー形状がよ
り円（球）に近く、静電荷保持体との接点が減少し、転
写効率が上昇し、このシステムに特有の問題である中抜
け現象が解消でき、また現像剤の寿命もキャリア表面へ
のトナーの融着現象、所謂スペント現象が発生しにくい
ため上昇することが判明した。このことは、４５％が転
写率の分岐点になっていると考えられる。

【００１７】本発明及び本発明の方法で使用されるトナ
ーは、少なくとも前記式（数１）を満たすトナーは紛砕
法によって製造されることが必要である。その他のトナ
ーは紛砕法以外の製法、例えば重合法によって製造され
たものでもよいが、紛砕法によって製造されたものでも
よいが、紛砕法によって製造されたものが最も好まし
い。また、紛砕法によって製造されたトナーと重合法に
よって製造されたトナーとの混合物であってもかまわな
い。

【００１８】次に、本発明のトナーに用いられる材料に
ついて詳細に説明する。本発明に使用される結着樹脂と
しては、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリ
ビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合
体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン
−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重
合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン
−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エ
チル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、
スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブ
チル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチ
ル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ス
チレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビ
ニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチル
ケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチ
レン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリ
ル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合
体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチ
レン系共重合体が挙げられる。また、下記の樹脂を混合
して使用することもできる。ポリメチルメタクレート、
ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸
ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビ
ニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロ
ジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環
族炭化水素樹脂、芳香族石油樹脂、塩素化パラフィン、
パラフィンワックスなどが挙げられる。

【００１９】特に圧力定着用に好適な結着樹脂としては
下記のものを挙げることができ、これらは混合しても使
用できる。ポリオレフィン（低分子量ポリエチレン、低
分子量ポリプロピレン、酸化ポリエチレン、ポリ４弗化
エチレンなど）、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ス
チレン−ブタジエン共重合体（モノマー比５〜３０：９
５〜７０）、オレフィン共重合体（エチレン−アクリル
酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、
エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリ
ル酸エステル共重合体、エイレン−塩化ビニル共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹
脂）、ポリビニルピロリドン、メチルビニルエーテル−
無水マレイン酸共重合体、マレイン酸変性フェノール樹
脂、フェノール変性テルペン樹脂。

【００２０】本発明のトナーは更に磁性材料を含有さ
せ、磁性トナーとしても使用し得る。本発明の磁性トナ
ー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマ
タイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケ
ルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コ
バルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモ
ン、ベリリウム、ピスマス、カドミウム、カルシウム、
マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム
のような金属の合金およびその混合物などが挙げられ
る。これらの強磁性体は粒径０．１〜２μｍ程度のもの
が望ましく、トナー中に含有させる量としては樹脂成分
１００重量部に対し約２０〜２００重量部、特に好まし
くは樹脂成分１００重量部に対し４０〜１５０重量部で
ある。

【００２１】本発明のトナーに含有される帯電制御剤と
しては、従来公知のものが全て使用できる。正帯電制御
剤としては、ニグロシン、塩基性染料のレーキ顔料、四
級アンモニウム塩化合物等が挙げられ、負帯電制御剤と
しては、モノアゾ染料の金属塩、サリチル酸、ナフトエ
酸、ダイカルボン酸の金属錯体等が挙げられる。

【００２２】本発明のトナーは、必要に応じて添加物を
混合してもよい。添加物としては、例えばテフロン、ス
テアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化セリウム、炭
化珪素等の研磨剤、あるいは例えばコロイダルシルカ、
酸化アルミニウムなどの流動性付与剤、ケーキング防止
剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化スズ等の導
電性付与剤、あるいは低分子量ポリオレフィンなどの定
着助剤等がある。

【００２３】本発明のトナーに使用される着色剤として
は、トナー用として公知のものがすべて使用できる。黒
色の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニ
リンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等
が使用できる。シアンの着色剤としては、例えば、フタ
ロシアニンブルー、メチレンブルー、ビクトリアブル
ー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマ
リンブルー等が使用できる。マゼンタの着色剤として
は、例えば、ローダミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリ
ドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミ
ンＢ、アリザリンレーキ等が使用できる。イエローの着
色剤としては、例えば、クロムイエロー、ベンジジンイ
エロー、ハンザイエロー、ナフトールイエロー、モリブ
デンオレンジ、キノリンイエロー、タートラジン等が使
用できる。

【００２４】本発明のトナーは一成分系現像剤用トナー
として用いてもよく、二成分系現像剤として用いてもよ
い。更に本発明のトナーは、二成分系現像剤として用い
る場合にはキャリア粉と混合して用いられる。本発明に
使用し得るキャリアとしては、公知のものがすべて使用
可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉の
ごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等及びこれらの
表面を樹脂などで処理したものなどが挙げられる。

【００２５】本発明におけるキャリアにコーティングし
得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、
シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂等がある。スチレンーアク
リル共重合体の場合は、３０〜９０重量％を超えるとコ
ーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリア
の寿命が短くなるからである。また、このキャリアの樹
脂コーティングは、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化
剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。

【００２６】

【実施例】続いて、本発明を下記の実施例によってさら
に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。なお、部数はすべて重量部である。

【００２７】実施例１、２、比較例１の評価内容に関し
ては、リコー社製複写機ＦＴ−５５００を使用し、各ト
ナーについてスタート時と１５万枚画像出し後の画像品
質の変化、転写効率の平均のテストを行った。実施例３
〜５、比較例２の評価内容に関しては、リコー社製複写
機ＦＴ−５５００を改造し、転写部に円筒上の転写ロー
ラ設置したものを用いて、各トナーについてスタート時
と１５万枚画像出し後の画像品質の変化、転写効率の平
均、請求項第４項に関しては、転写中抜けのテストを行
った。また転写効率の測定に関しては、以下の式により
に行った。各付着トナー量は、剥離テープを用いて剥離
テープ上にトナーを付着させ、その重量により評価し
た。

【００２８】次にシリコーン樹脂を被覆層に有するキャ
リアの製造例を示す。これらは、公知の手段により行な
うことができる。（キャリア製造例）被覆層形成液の組成シリコーン樹脂溶液（ＫＲ２５０信越シリコーン社製）１００部カーボンブラック（＃４４三菱化成工業社製）４部トルエン１００部上記処方をホモミキサーで３０分間分散して被覆層形成
液を調製した。この被覆層形成液を体積平均粒径１００
μｍの球状フェライト１０００部の表面に流動床型塗布
装置を用いて被覆層を形成したキャリアＡを得た。

【００２９】実施例１〜４及び比較例１、２ポリエステル樹脂（重量平均分子量２５万）７５部スチレン−メチルメタアクリレート共重合体１５部酸化ライスワックス（酸価１５）３．５部カーボンブラック（三菱カーボン社製＃４４）９部４級アンモニウム塩化合物１部上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混
合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物を
ジェットミルで粉砕分級し、粒径５〜１２μｍのトナー
を得た。このときトナーの形状指数は、ジェットミル内
でのトナー滞留時間によって変化させた。このトナー
２．５部に対し、キャリアＡ９７．５部とをボールミル
で混合し、現像剤を得た。

【００３０】表１に各現像剤中の全トナー中の円形度
０．９５以下のトナー存在率、トナー粒径３μｍ以下の
微粉含有率（個数）及び繰り返し測定（Ｎ＝５）におけ
る全トナー中の円形度０．９５以下のトナー存在率の標
準偏差（バラツキ）の値を示す。また表２に各現像剤の
評価結果を示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】画像評価(ベタ均一性、細線再現性、ドット再現性、転
写抜け)は変化の様子で次の５段階に判別した。 ◎：非常に良い ○：良い ●：普通 △：悪い ▽：
非常に悪い

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１、２又は３
記載のような特定のトナーを現像剤中で使用することに
よって、転写が良好で、現像剤中で用いた時に高寿命が
得られ、経時使用においても初期画像の忠実な再現性が
良好な静電潜像現像用トナーを得ることができる。また
請求項４記載のような特定のトナーを現像剤中に使用す
ることによって、転写効率が高く、転写中抜けがなく、
現像剤として用いた時に高寿命が得られ、経時使用にお
いても初期画像の忠実な再現性が良好な静電潜像現像用
トナーが得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記式（数１）で表される円形度（Ｓ
Ｆ）を有する粉砕法で製造されたトナー粒子の全トナー
中の含有率が５０％以下であることを特徴とする静電荷
像現像用トナー。【数１】トナー円形度(SF)＝［トナー面積／(トナー周
囲長)²］×４π＜０．９５
【請求項２】体積平均粒径が５〜９μｍである請求項
１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項３】体積平均粒径３μｍ以下のトナー粒子含
有率（個数）が１０％以下である請求項１又は２記載の
静電荷像型用トナー。
【請求項４】静電荷保持体の一部に転写材を介して転
写手段を当接させ、該転写材の表面にトナー像を静電転
写する画像形成方法おいて、前記式（数１）で表される
円形度を有する粉砕法で製造されたトナー粒子の全トナ
ー中の含有率が４５％以下のトナーを使用することを特
徴とする画像形成方法。