JP2690549B2 - 電子写真用トナー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、静電転写型複写機やレーザプリンタ等の電
子写真装置に供される電子写真用トナーに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

例えば、トナーとキャリアとからなる二成分系の現像
剤を使用する静電転写型複写機（以下、複写機と称す
る）では、現像装置に当初から電子写真用トナー（以
下、トナーと称する）がキャリアと共に収容される一
方、トナーホッパーに補給用のトナーが収容されてい
る。現像装置に収容されているトナーは、現像装置内に
てキャリアと混合されて現像剤となり、マグネットロー
ラにより感光体に供給される。

また、トナーホッパー内のトナーは、磁気センターを
原理とするトナー濃度検知装置により現像装置内のトナ
ー濃度の低下が検知されたときに現像装置に補給され、
その後、現像装置内にてキャリアと混合され、同様に感
光体に供給される。感光体に供給されたトナーは、感光
体に形成されている静電潜像に吸着された後、転写紙に
転写される。これにより、所望の画像が得られるように
なっている。

上記のトナーは、通常、材料の混合、混練、粉砕およ
び分級の工程を経て得られたトナー粒状体の表面に、帯
電性を付与する外添剤が付着されることにより形成され
ている。そして、従来、前記補給用のトナーおよび当初
から現像装置に収容されているトナーには同じトナーが
使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、一般に２成分系の現像剤を使用する複写機
では、複写初期において、現像剤中のトナーの帯電量が
低いため、現像装置内における現像剤の嵩密度が高くな
り、この状態がトナー濃度検知装置によりトナーの不足
として検知され、現像装置へのトナーの補給が促進され
る。従って、現像装置内のトナー濃度は上昇し、複写に
より得られる画像の濃度は高いものとなる。

一方、1,000枚程度の複写動作を重ねた後では、現像
装置内での現像剤の撹拌に伴い、トナーの帯電量が上昇
している。これにより、現像剤の嵩密度が低下し、この
状態がトナー濃度検知装置によりトナーの過剰として検
知され、現像装置へのトナーの補給が抑制される。従っ
て、現像装置内のトナー濃度は低下し、複写により得ら
れる画像の濃度は複写初期のものより低くなる。

そして、この状態からさらに多数枚の複写動作を重ね
ると、現像剤中のトナーのうち、消費されずに現像装置
内に滞留しているものは、さらに撹拌されて高い帯電量
を有するものとなり、帯電量分布に不均衡を生じること
になる。その結果、画像濃度の低下、ひいては画質の低
下を招来するという問題点を有している。

尚、上記の問題点を解決するために、例えば特開昭55
−157755号公報には、初期時供給用トナーと補給用トナ
ーとのトナー粒状体に、シリカ微粒子等の外添剤を重量
比率を異ならせて付着させた構成が開示されているが充
分な効果を得ていない。

従って、本発明においては、現像装置内における電子
写真用トナーの帯電量の変動を安定化させることで、複
写初期に得られる画像と、多数枚の複写を重ねた場合に
得られる画像との濃度差を小さくすることを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

請求項第１項の発明に係る電子写真用トナーは、上記
課題を解決するために、電子写真装置の現像装置へ負帯
電性キャリアと共に当初に供給される正帯電性の初期時
供給用トナーと、この初期時供給用トナーが消費される
ことによる減少時に現像装置へ供給される正帯電性の補
給用トナーとからなり、これら初期時供給用トナーと補
給用トナーとのトナー粒状体には、帯電性を付与する外
添剤が付着されている電子写真用トナーにおいて、上記
の初期時供給用トナーのトナー粒状体と補給用トナーの
トナー粒状体とは、負帯電性を付与する同一種類の外添
剤を有しており、且つ初期時供給用トナーのトナー粒状
体には、正の帯電性を有する酸化アルミニウムが付着さ
れていることを特徴としている。

〔作 用〕

上記の構成によれば、外添剤に加えて、正の帯電性を
有する酸化アルミニウムが、初期上記供給用トナーのト
ナー粒状体に付着されているので、初期時供給用トナー
の正帯電性は、補給用トナーの正帯電性よりも相対的に
強くなっている。

これにより、現像装置内における電子写真用トナー
は、上記の外添剤の量を調節することで、複写初期と初
期以降に生じる帯電量および画像濃度の差を小さくする
ことが可能となる。

従って、現像装置内におけ電子写真用トナーの帯電量
変化を小さくでき、安定した画像濃度を得ることができ
る。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図および第２図に基づいて以
下に説明する。

本発明に係る電子写真用トナー（以下トナーと称す
る）は、電子写真装置の現像装置へ負帯電性のキャリア
と共に当初に供給されている正帯電性の初期時供給用ト
ナーと、この初期時供給用トナーが消費されることによ
る減少時に現像装置へ供給される正帯電性の補給用トナ
ーとからなっている。

これら両トナーは、トナーを構成する各材料を一体化
すると共に着色剤を転写紙上に定着させるための結着樹
脂剤と、トナーに色彩の付与するための着色剤と、トナ
ーに正帯電性を付与するための帯電制御剤と、電子写真
装置のヒートローラへのトナーの付着を防止する離型剤
とからなっている。

そして、上記の両トナーの正帯電性を有するトナー粒
状体には、負帯電性を付与する外添剤としての疎水性シ
リカが付着され、さらに初期時供給用トナーには、上記
の疎水性シリカに加えて正帯電性を付与する外添剤とし
て酸化アルミニウムが付着されている。これにより、初
期時供給用トナーの正帯電性は、補給用トナーの正帯電
性よりも強くなっている。

上記のトナー粒状体の成分、およびその組成比は第１
表に示すようになっている。

尚、結着樹脂剤としては、例えば、ポリスチレン、ス
チレン・ブタジエン共重合体および第１表に示したスチ
レン・アクリル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリ
エチレン、ポリエチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチ
レンビニルアルコール共重合体のようなエチレン系共重
合体、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アリルフタ
レート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレ
イン酸系樹脂等を使用することができる。

また、着色剤としては、カーボンブラック以外に、例
えば、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイル
ブルー、クロームイエロー、ウルトラマリンイエロー、
メチレンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエ
ロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブル
ー、マラカイトグリーン、オクサレート、ランプブラッ
ク、ローズベンガル、およびこれらの混合物が用いら
れ、これらは鮮明な可視像を形成するのに充分な量をト
ナー中に含有させる必要がある。

また、帯電制御剤としては、アミノ化合物、第４級ア
ンモニウム化合物および有機染料、特に塩基性染料とそ
の塩が知られており、ベンジルジメチル−ヘキサデシル
アンモニウムクロライド、デシルートリメチルアンモニ
ウムクロライド、第１表に示したニグロシン塩基、ニグ
ロシンヒドロクロライド、サフラニンｒ、およびクリス
タルバイオレット等を使用することができる。尚、ニグ
ロシン塩基およびニグロシンクロライドはしばしば正電
荷制御剤として用いられる。

また、離型剤としては、ポリエチレン以外にポリプロ
ピレン、およびパラフィンワックスを使用することがで
き、これらを単独でトナー中に含有させた場合、トナー
の定着ローラーに対する離型性の向上に極めて有効であ
る。

上記の構成において、トナーの製造方法を以下に説明
する。

上記の第１表の成分からなるトナーは、通常、混合→
混練→粉砕→分級の工程を経て製造される。

即ち、先ず上記の各材料の混合を行い、混合工程によ
って得られた混合物を溶融して混練し一体化した。その
後、混練工程にて一体化された混練物を粒状に粉砕し、
得られた粒状体を分級することにより、所定粒径のトナ
ー粒状体Ａを得た。

次に、第２表に示すように、上記の方法により得られ
たトナー粒状体Ａに、外添剤としての疎水性シリカをト
ナー粒状体A100重量％に対して0.1重量％、酸化アルミ
ニウムをトナー粒状体A100重量％に対して0.2重量％加
えて混合し、初期時供給用トナーを得た。

また、トナー粒状体Ａに、トナー粒状体A100重量％に
対して外添剤として疎水性シリカを0.1重量％とを加え
て補給用トナーを得た。

次に、上記のようにして作製した初期時供給用トナー
と補給用トナーとを使用して静電転写型複写機により複
写を行い、複写枚数に対する帯電量と画像濃度との推移
を調べた。

その結果、第３表に示すように、複写初期から70,000
枚の複写時にかけて、現像装置内の現像剤におけるトナ
ーの帯電量は、20.0（μc/g）から23.0（μc/g）へと推
移した。そして、このときの帯電量の推移をグラフに表
すと、第１図の曲線Ｃのようになった。

また、画像濃度は1.41から1.36へと推移した。そし
て、このときの画像濃度の推移をグラフに表すと、第２
図の曲線Ｇのようになった。

上記の結果から明らかように、本トナーでは、第１図
および第２図に示すように、複写初期から1,000枚複写
にかけて帯電量および画像濃度の変動が減少した。さら
に、本トナーでは、多数枚の複写動作が行われた複写初
期以降にかけて、帯電量の推移が比較的安定したものと
なっており、複写における画像濃度は、変化が少なく安
定な推移を示した。

ここで、本実施例の初期時供給用トナーと補給用トナ
ーとに使用している外添剤としての疎水性シリカと酸化
アルミニウムの帯電量は、第４表に示すようになってい
る。

次に、これら外添剤の帯電量は、東芝ケミカル（株）
製のTB−200を使用し、下記の測定条件下で、ブローオ
フ法により求めた。

＜測定条件＞ ファラデーゲージ中の金網:300mesh 圧縮ガスの圧力P :1.0kg/cm² ブローオフ時間t :60秒 試料の重量W :100mg また、上記の試料は、各外添剤1gに対して、日本鉄粉
（株）製の鉄粉キャリア（TEFV−200）100gを使用し、
両者をミキサーにより10分間均一に混合して得た。

上記の酸化アルミニウムは、第４表から明らかなよう
に、＋0.2（μc/g）の帯電量を有しており、これによ
り、初期時供給用トナーのトナー粒状体の外添剤として
使用した。

尚、本実施例においては、外添剤として疎水性シリカ
および酸化アルミニウムを使用しているが、外添剤はこ
れらに限定されるものではない。

即ち、上記の外添剤以外に、アルカリ土類金属、希土
類金属および遷移金属の各炭素塩と硫酸塩、酸化亜鉛、
酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズおよび脂肪族
金属塩等を選択的に使用することができる。

さらに、本実施例において、初期時供給用トナーに
は、初期時供給用トナーと補給用トナーとのトナー粒状
体に加えられている同一種類の外添剤以外に、異なる種
類の外添剤が一種類加えられているが、１種類に限定さ
れることはなく複数の種類の外添剤を選択的に加えても
良い。

〔比較例１〕 本発明に対する比較例を第１図および第２図に基づい
て以下に説明する。

本比較例に係る電子写真用トナーは、初期時供給用ト
ナーと補給用トナーとからなっている。

初期時供給用トナーは、前記のトナー粒状体Ａと負帯
電性を付与する外添剤としての疎水性シリカとからなっ
ている。

一方、補給用トナーは、トナー粒状体Ａと負帯電性を
付与する外添剤としての疎水性シリカおよび酸化スズと
からなっている。これにより、初期時供給用トナーの正
帯電性は、補給用トナーの正帯電性よりも強くなってい
る。

尚、第４表に示したように、疎水性シリカの帯電量は
−520（μc/g）であり、また、酸化スズの帯電量は−21
（μc/g）である。

従って、上記の酸化スズの帯電量より、酸化スズを補
給用トナーのトナー粒状体の外添剤として使用した。

次に、本トナーの製造方法を以下に説明する。

先ず、前記の第１表に示す材料により、前記実施例と
同様にしてトナー粒状体Ａを得た。

そして、第２表に示すように、トナー粒状体A100重量
％に対して、疎水性シリカ0.2重量％を外添し、初期時
供給用トナーを得た。

また、トナー粒状体A100重量％に対して、疎水性シリ
カ0.2重量％と酸化スズ0.4重量５とを外添し、補給用ト
ナーを得た。

次に、上記の初期時供給用トナーと補給用トナーとを
使用した複写におけるトナーの帯電量と画像濃度との推
移を調べたところ、前記の第３表に示す結果が得られ
た。

その結果、第３表に示すように、複写初期から70,000
枚の複写時にかけて、現像装置内の現像剤におけるトナ
ーの帯電量は、16.5（μc/g）から27.0（μc/g）へと推
移した。そして、このときの帯電量の推移をグラフに表
すと、第１図の曲線Ｂのようになった。

また、画像濃度は1.43から1.35へと推移した。そし
て、このときの画像濃度の推移をグラフに表すと、第２
図の曲線Ｆのようになった。

上記の結果から明らかなように、本トナーでは、複写
初期から1,000枚複写にかけての帯電量は実施例に比べ
大きく変動し、それに伴って、この複写枚数範囲におけ
る画像濃度も不安定なものとなった。

〔比較例２〕 本発明に対する他の比較例を第１図および第２図に基
づいて以下に説明する。

本比較例に係る電子写真用トナーは、初期時供給用ト
ナーと補給用トナーとからなっている。

初期時供給用トナーは、前記のトナー粒状体Ａと負帯
電性を付与する外添剤としての疎水性シリカとからなっ
ている。

一方、補給用トナーは、トナー粒状体Ａと負帯電性を
付与する外添剤としての疎水性シリカと負帯電性を付与
する外添剤としての酸化チタンとからなっている。これ
により、初期時供給用トナーの正帯電性は、補給用トナ
ーの正帯電性よりも強くなっている。

尚、第４表に示したように、疎水性シリカの帯電量は
−520（μc/g）であり、また、酸化チタンの帯電量は−
８（μc/g）である。

従って、酸化チタンの帯電量より、酸化チタンを補給
用トナーのトナー粒状体の外添剤として使用した。

次に、本トナーの製造方法を以下に説明する。

先ず、前記の第１表に示す材料により、前記実施例と
同様にしてトナー粒状体Ａを得た。

次に、第２表に示すように、トナー粒状体A100重量％
に対して、疎水性シリカ0.2重量％とを外添し、初期時
供給用トナーを得た。

また、トナー粒状体A100重量％に対して、外添剤とし
ての酸化チタンを0.4重量％と疎水性シリカ0.2重量％と
を外添し、補給用トナーを得た。

次に、上記の初期時供給用トナーと補給用トナーとを
使用した複写におけるトナーの帯電量と画像濃度との推
移を調べたところ、前記の第３表に示す結果が得られ
た。

その結果、第３表に示すように、複写初期から70,000
枚の複写時にかけて、現像装置内の現像剤におけるトナ
ーの帯電量は、16.5（μc/g）から23.5（μc/g）へと推
移した。このときの帯電量の推移をグラフに表すと、第
１図の曲線Ａのようになった。

また、画像濃度は1.43から1.38へと推移した。そし
て、このときの画像濃度の推移をグラフに表すと、第２
図の曲線Ｅのようになった。

上記の結果から明らかなように、本トナーでは、第１
図および第２図に示すように、複写初期から1,000枚複
写にかけての帯電量は実施例に比べ大きく変動し、それ
に伴って、この複写枚数範囲における画像濃度も不安定
なものとなった。

〔比較例３〕 実施例に示したトナー粒状体A100重量％に対して、第
２表に示すように、疎水性シリカを0.2重量％外添する
ことにより、初期時供給用トナーと補給用トナーとを同
一のものとして得た。

次に、これら初期時供給用トナーと補給用トナーとを
使用した複写におれるトナーの帯電量と画像濃度との推
移を調べたところ、第３表に示す結果が得られた。

その結果、第３表に示すように、現像装置内の現像剤
におけるトナーの帯電量は、複写初期から70,000枚の複
写時にかけて、16.5（μc/g）から29.0（μc/g）へと推
移した。そして、このときの帯電量の推移をグラフに表
すと、第１図の曲線Ｄのようになった。

また画像濃度は1.43から1.32へと推移した。そして、
このときの画像濃度の推移をグラフに表すと、第２図の
曲線Ｈのようになった。

このように、帯電量および画像濃度は、各々大幅な変
化を伴って推移し、安定しなかった。

〔発明の効果〕

請求項第１項の発明に係る電子写真用トナーは、以上
のように、電子写真装置の現像装置へ負帯電性キャリア
と共に当初に供給される正帯電性の初期時供給用トナー
と、この初期時供給用トナーが消費されることによる減
少時に現像装置へ供給される正帯電性の補給用トナーと
からなり、これら初期時供給用トナーと補給用トナーと
のトナー粒状体には、帯電性を付与する外添剤が付着さ
れている電子写真用トナーにおいて、上記の初期時供給
用トナーのトナー粒状体と補給用トナーのトナー粒状体
には、負帯電性を付与する同一種類の外添剤を有してお
り、且つ初期時供給用トナーのトナー粒状体には、正の
帯電性を有する酸化アルミニウムが付着されている構成
である。

これにより、現像装置内における電子写真用トナーの
帯電量の変動が安定化することで、複写初期時に得られ
る画像と、多数枚の複写動作を重ねた場合に得られる画
像との濃度差を小さくすることができ、さらに、現像剤
を長寿命化することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例および各比較例を
示すものであって、第１図は帯電量と複写枚数との関係
を示したグラフ、第２図は画像濃度と複写枚数との関係
を示したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 完志郎 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 北川 佳苗 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−200282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96665（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真装置の現像装置へ負帯電性キャリ
   アと共に当初に供給される正帯電性の初期時供給用トナ
   ーと、この初期時供給用トナーが消費されることによる
   減少時に現像装置へ供給される正帯電性の補給用トナー
   とからなり、これら初期時供給用トナーと補給用トナー
   とのトナー粒状体には、帯電性を付与する外添剤が付着
   されている電子写真用トナーにおいて、 上記の初期時供給用トナーのトナー粒状体と補給用トナ
   ーのトナー粒状体とは、負帯電性を付与する同一種類の
   外添剤を有しており、且つ初期時供給用トナーのトナー
   粒状体には、正の帯電性を有する酸化アルミニウムが付
   着されていることを特徴とする電子写真用トナー。