JP2760048B2

JP2760048B2 - プリンター用現像剤

Info

Publication number: JP2760048B2
Application number: JP1119399A
Authority: JP
Inventors: 俊太郎郡; 浩史鈴木
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1998-05-28
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: JPH02298957A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はプリンターに用いられる現像剤、特にカラー
トナー含有現像剤および黒トナー含有現像剤を使用し、
所定の極性に帯電された感光体上にカラー画像及び黒画
像の順で反転現像を行うプリンターに用いるプリンター
用現像剤に関する。

従来技術および課題二色現像方式の一例として、第１潜像を第１トナーで
現像した後、第２潜像を第１トナーと同極性の電荷を有
する第２トナーで現像する二色現像方法が知られてい
る。そして、この方法を採用するものとして、第１図に
示すごとく一つの感光体ドラムが一回転する帯電−第１
露光−第１現像−第２露光−第２現像を行なう方式が提
案されている。

第２現像剤中に第１トナーが混入したとき、混入トナ
ーが複写枚数の増加につれて蓄積して生じる色相の変化
をできるだけ抑制するため、通常、第１トナーにカラー
トナーを用い、第２トナーとして黒色トナーを用いる。

この方式では第１現像に使用するトナーが第２現像に
用いる現像剤中に徐々に混入し、複写枚数に比例して色
の濁りやカブリを生ずると云う欠点がある。このことは
磁気ブラシ反転現像では特に顕著である。この方式で
は、第１現像によりすでに感光体表面に形成した第１ト
ナー像を第２現像時に、磁気ブラシの穂で摺察するた
め、第１トナーが第２現像の磁気ブラシの穂に掻取ら
れ、第２現像剤中に混入し、顕著な混色カブリや斑点カ
ブリが発生する。

一方、第２現像の際に生じ得る混色カブリ、斑点カブ
リを防止するため第２露光前の感光体ドラムの表面電位
を高くし、第１トナーが磁気ブラシの穂により掻取られ
ないようにする方法が提案されている。しかしながら、
この方法でも複写枚数が増加するにつれて混入してくる
第１トナーが第２現像剤中に蓄積して混色カブリや斑点
カブリを避けることはできない。

第２現像剤中に混入した第１トナーの蓄積を防止する
方法として、例えば第１トナーと第２トナーがキャリア
に対し正に帯電するもの、第１トナーが帯電系列上、第
２トナーに対し、負となるものを選び、両者の混合摩擦
により生ずる第１トナーの帯電極性の反転を利用して、
第１トナーを負に帯電させ、これを共に第２現像した
後、負極性コロナに、より正に帯電して第２トナーだけ
を転写させ、感光体ドラム上に残留する第１トナーをク
リーナーにより回収して系外に除外する方法が提案され
ている。しかしながら、第１トナーと第２トナーに帯電
性や帯電量分布が著しく異なったトナーを用いると、２
種類のトナーが混合したときに、相互の帯電量に異常を
生じ、混色カブリや斑点カブリが生じる。

すなわち、第２現像剤中に第１トナーが多く混入して
いき、黒トナーとカラートナーとの帯電量が略等しいと
き、これらのトナーが一緒に現像され、特にベタ画像の
中にカラー画像が現像され、次第に純黒が再現されなく
なり、いわゆる混色カブリと呼ばれる画像になる。ま
た、混入したあと、カラートナーが黒現像剤と摩擦帯電
し、黒トナーとは逆極性になるまで帯電がシフトした場
合、今度はカラートナーと黒トナーとがまるでキャリア
の回りについたトナーのように静電的に引きあい、これ
が同時に現像されて紙に転写しているので、大きな斑点
状になりいわゆる斑点カブリのノイズとなる。

発明が解決しようとする課題本発明はカラートナー含有現像剤および黒トナー含有
現像剤を使用してカラー画像及び黒画像の順で反転現像
を行うに際し、黒トナー含有現像剤中にカラートナーが
混入しても転写時、混色カブリや斑点カブリなどを生じ
ない最適のカラートナーと黒トナーの組合せからなるプ
リンター用現像剤を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、カラートナー含有現像剤および黒トナー含
有現像剤を使用し、正極性に帯電された感光体上にカラ
ー画像及び黒画像の順で反転現像を行うプリンターに用
いるプリンター用現像剤において、該カラートナーはそ
の表面上に金属酸化物微粒子が混合添加された正帯電極
性カラートナーであり、かつ該金属酸化物微粒子が添加
されていない前記カラートナーと前記黒トナー含有現像
剤に用いられるキヤリアとの摩擦帯電量が＋３μC/g〜
−１μC/g〜の間であることを特徴とするプリンター用
現像剤に関する。

あるいは、本発明は、カラートナー含有現像剤および
黒トナー含有現像剤を使用し、負極性に帯電された感光
体上にカラー画像及び黒画像の順で反転現像を行うプリ
ンターに用いるプリンター用現像剤において、該カラー
トナーはその表面上に金属酸化物微粒子が混合添加され
た負帯電極性カラートナーであり、かつ該金属酸化物微
粒子が添加されていない前記カラートナーと前記黒トナ
ー含有現像剤に用いられるキヤリアとの摩擦帯電量が−
３μC/g〜＋１μC/g〜の間であることを特徴とするプリ
ンター用現像剤に関する。

本発明のカラー画像を形成するためのカラートナー含
有現像剤は、カラートナーおよびキャリアからなる。カ
ラートナーは、少なくともバインダー樹脂、着色剤より
なり、カラートナー表面は、金属酸化物微粒子で処理さ
れている。

カラートナーを構成するバインダー樹脂は、一般に熱
可塑性樹脂であり、ガラス転移点（Tg）が45℃から75℃
であり、かつ軟化点が70℃から140℃のものであれば特
に制限されないが、スチレンまたはスチレン−アクリル
系の共重合樹脂やポリエステル系樹脂やエポキシ樹脂な
どがあるが、これら単独でも又ブレンドなどによる複合
樹脂でも使用可能である。

スチレン−アクリル系の樹脂に用いることができる単
量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メ
チルスチレン（ビニルトルエン）、ｐ−ｔ−ブチルトル
エン、ｐ−クロルスチレン等のスチレン系単量体、（メ
タ）アクリル酸（アクリル酸またはメタクリル酸を意味
する。以下、全て同様である）、（メタ）アクリル酸メ
チル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸
プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリ
ル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリロニトリル、（メ
タ）アクリルアミド、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプ
ロピル、ビニルピリジン等の単官能性ビニル単量体の１
種または２種以上が挙げられる。

これらを任意の重合触媒、重合方法で反応させたもの
は使用に供することができる。

又ビスフェノール型ジオール、ロジン型ジオール、お
よびグリコールからなる群から選ばれた少なくとも１つ
のジオール成分とフタル酸、イソフタル酸、テレフタル
酸などの芳香族ジカルボン酸、およびフタル酸、マレイ
ン酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸からなる群
から選ばれた少なくとも一種のジカルボン酸からなる群
から選ばれた少なくとも一種のジカルボン酸とトリメリ
ット酸から合成されるポリエステル樹脂などが用いるこ
とが出来る。

カラートナーに用いることができる着色剤としては、
黄色顔料では；黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄
色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ハンザイエロー
Ｇ、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローＧ、ベン
ジジンイエローGR、タートラジンイエロー等：橙色顔料
では；赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオ
レンジGTR、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリ
リアントオレンジGK等：赤色顔料では；ベンガラ、カド
ミウムレッド、鉛丹、パーマネントレッド4R、リソール
レッド、ピラブロンレッド、ウオッチングレッドカルシ
ウム塩、レーキッドＤ、ブリリアントカーミン6B、エオ
シンレーキ、Ｄ−ダミンレーキＢ、アクザリンレーキ、
ブリリアントカーミン3B等：紫色顔料では；マンガン紫
ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ
等：青色顔料では；紺青、コバルトブルー、アルカリブ
ルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニン
ブルー、無金属フタロシアニンブルー、ファーストスカ
イブルー、インダスレンブルーBC等：緑色顔料では；ク
ロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マ
ラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
Ｇ、フタロシアニン部分塩素化物等：特にここには挙げ
なかったが、油溶性染料などを一部調色用に添加した
り、また、顔料を混合して用いることが可能である。

所望の帯電量範囲になるように、カラートナー中には
さらに帯電制御剤を含有させてもよい。かかる帯電制御
剤は公知のものを使用でき、例えば四級アンモニウム
塩、ビニルピリジン共重合樹脂、アミノアクリレート共
重合樹脂、イミダゾールなどの含窒素複素環共重合樹脂
等の正帯電性制御剤、含金属油溶性染料、含弗素ポリマ
ー等の負帯電性制御剤等が挙げられる。

カラートナーは、上記バインダー樹脂および着色剤か
ら構成され、その製造法は特に制限されず公知のものを
適用してカラートナーを製造すればよい。

このようにして得られた未処理のカラートナー（金属
酸化物微粒子が混合添加されていないカラートナー）
は、正帯電性感光体を使用するときには黒トナー含有現
像剤に用いられるキヤリアとの摩擦帯電量か＋３μC/g
〜−１μC/g、好ましくは＋2.5〜０μC/g、の値を示す
ように、バインダー樹脂、着色剤、その他の添加剤を添
加する。キャリアとの摩擦帯電量が＋３μC/gより大き
い場合、混色カブリが発生し、−１μC/gより小さい場
合は、斑点カブリが発生する。尚負帯電性感光体を用い
るときには未処理のカラートナーの帯電量は−３μC/g
〜＋１μC/g、好ましくは−2.5〜０μC/gが良好とな
る。

なお、摩擦帯電量は後述する実施例において詳述され
ているようにトナーとキヤリアとを所定の重量比で混合
撹拌した場合の単位トナー重量当たりの帯電量である。

本発明においては、そのようなカラートナーを金属酸
化物微粒子で表面処理する。金属酸化物微粒子として
は、感光体と同極性の摩擦帯電性を付与することができ
るように、例えば、感光体が正帯電性であれば、金属微
粒子も正の摩擦帯電性を付与することができるように使
用する。

金属酸化物の具体例としては、商品名Ｒ−972、Ｒ−9
74、Ｒ−976、Ｒ−811、Ｒ−812、Ｒ−805等の疎水性コ
ロイダルシリカ；商品名RA200、RA200H、RP−130の表面
にアミノ基などを有する処理剤で表面処理したシリカ；
商品名T805のように表面を疎水性処理したコロイダルチ
タニア；商品名RX−Ｃのように表面を疎水化処理したコ
ロイダルアルミナ；商品名RX170のように疎水化処理し
たコロイダルSiO₂・Al₂O₃混合物などが用いられる。
（以上全て日本アエロジル社製）シリカ類、負の摩擦帯電性、アルミナ類、チタニア類
は正の摩擦帯電性を示す。

金属酸化物は、大きさ５〜50mμｍ、好ましくは７〜4
0mμｍ、より好ましくは10〜30mμｍの微粒子のものを
用いる。

金属酸化物はカラートナーに対して0.01〜２重量％
（wt％）、好ましくは0.05〜1.5wt％、より好ましくは
0.1〜1wt％の量で、カラートナー表面を処理する。2wt
％より多いと帯電量が高くなりすぎ混色に対して効果が
ない。0.01wt％より少ないと帯電量が低くなり、正規の
現像が出来ない。

金属酸化物をカラートナー表面に処理する方法は、既
に知られている種々の方法を適用すればよく、例えば、
カラートナーと金属酸化物微粒子を混合撹拌する等の手
段をとることができる。

しかしながら、カラートナーにも本発明のように表面
処理を施すと、カラートナーが現像されるときには、正
規に十分帯電しており、カラートナーは静電潜像にのみ
現像されるので、画像ノイズは生じない。また、静電潜
像上に付着したカラートナーは黒トナー含有現像剤での
現像時、その現像剤の磁気ブラシの穂で摺察されて、第
２の現像容器内に混入するが、そのカラートナーは黒ト
ナーの混色カブリや斑点カブリの原因となることなく、
系外にすみやかに除去される。その機構については、た
とえ表面処理されたカラートナーが第２現像器内に混入
しても、カラートナー表面に付着している金属酸化物微
粒子は、その表面から速やかに脱離して、黒トナーやキ
ャリアの表面に付着するためと考えられる。

このようにカラートナーが黒トナー含有現像剤に混入
した時、カラートナー表面上の金属酸化物微粒子が脱離
するメカニズムは、明確ではないが次のような事実が参
考になるものと考える。

・NB法でカラートナーを黒現像剤の中に取込んだとき、
黒トナーの混合比が高い方が混色レベルや分離性のレベ
ルは良好であること。なお、NB法は黒の現像器はセット
したまま黒トナーを現像も補給もせず、カラートナーだ
けで現像する方法である。

・NB法混色レベル、分離レベルの悪い現像剤に黒トナー
を補給すると急に分離を始めること。

従って、黒トナー含有現像剤に混入したカラートナー
は、黒トナーまたはキャリアとの帯電によりカラートナ
ーは表面に表面処理された金属酸化物が黒トナーやキャ
リアの方に移行し、カラートナーの表面はほとんど金属
酸化物がなくなる。金属酸化物で表面処理されていない
カラートナーは、キャリアと混合してもほとんど帯電せ
ず、かかるカラートナーはキャリアと強く引き合ってい
ないので、黒現像器の中から飛散により分離し、感光体
上にファンデーワールス力や鏡像力などで付着する。ま
た、この感光体に付着したカラートナーは、ほとんど帯
電していないので、転写時の帯電によって紙に引き寄せ
られないので感光体上に残ったままで、次のクリーニン
グ工程で感光体から除去され、結果的に黒現像器から分
離されることになる。

カラートナーと共に第１現像剤を構成するキャリアと
しては、磁気ブラシ現像法に使用される公知のものを使
用することができ、例えば、フェライト、微粒鉄または
バインダー型マイクロキャリア等を適用すればよい。

黒画像を形成するための黒トナー含有現像剤は、黒ト
ナーおよびキャリアより構成される。黒トナーは少なく
ともバインダー樹脂、着色剤（黒）、帯電制御剤よりな
り、該黒トナー表面には目的に応じて金属酸化物微粒子
で表面処理して良い。

黒トナーはカラートナーと比べて、さらに帯電制御剤
を含有している点、および着色剤として黒色の着色剤を
用いる点で構成が異なるが、バインダー樹脂、金属酸化
物微粒子は、カラートナーで説明したものと同様のもの
を適用可能である。製法は特に限定されるものでない。

黒トナーに使用される黒色顔料としては、カーボンブ
ラック（チャンネルブラック、ファーネスブラック、ア
セチレンブラック、ランプブラック等）、活性炭または
アニリンブラック等が挙げられる。

帯電制御剤は、感光体と同極性の帯電性を示すものを
使用する限りは、特に限定されず、カラートナーへの適
用に際して説明した同様のものを使用することができ
る。黒トナーゆえ、着色した帯電制御剤を用いることが
可能である。

二色現像方法を第１図で説明する。

第１図に示す電子写真複写方式自体はすでに知られた
ものであり、感光体ドラム（10）の周囲にメインチャー
ジャー（11）、第１露光装置（12）、第１現像装置（1
3）、第２チャージャー（14）、第２露光装置（15）、
第２現像装置（16）、転写チャージャー（17）、クリー
ニングブレード（18）、イレーサランプ（19）等が取付
けられている。

感光体ドラム（10）の表面をまずメインチャージャー
（11）で帯電する。電圧は常用範囲、例えば500〜1000V
である。電荷は感光体の種類に応じて、＋であっても−
であってもよく、使用目的に応じて適当に選定すればよ
い。レーザービーム等を照射して第１潜像を形成し、次
いで、カラートナーと任意に選ばれたキャリアを含む２
成分系磁性現像剤を用いて、第１現像装置で反転現像す
る。次いで、スコロトロン第２チャージャー（14）を用
い、表面電位を均一にし、次いで、レーザービーム等で
第２露光を行って第２潜像を形成し、黒色トナーと任意
に選ばれたキャリアを含む２成分系磁性現像剤を用いて
反転現像を行う。この際、カラートナーの一部は磁気ブ
ラシの穂等で掻取られ、黒色現像剤中に混入するが、混
入トナーによる悪影響は本発明により解決が図られてい
る。

以下、実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例黒トナーの調製トナーＡ′ 重量部スチレン−アクリル系樹脂 100 （Mw/Mn:25.8 Mw:251,400）カーボンブラック MA＃８５（三菱化成工業社製）帯電制御剤ボントロンＮ−01 ３（オリエント化学工業社製）以上の材料をヘンシェルミキサーの中に入れ、十分混
合した後、二軸の押出機で溶融混練する。冷却後3mm以
下に粗粉砕した後、ジェット粉砕機で平均径13.5μｍに
微粉砕した後、回転風力式の分級機で分級し、平均径1
3.1μｍのトナーＡを得た。

次に、このトナーの表面に疎水性のシリカ（Ｒ−976:
日本アエロジル社製）をトナーＡに対して0.2wt％の割
合で表面処理した。

このようにして得られたトナーをトナーＡ′とする。

カラートナーの調製トナーＢ′（赤トナー）重量部スチレン−アクリル系樹脂 100 （トナーＡと同じ）レーキレッドＣ５（大日本インキ社製）以上の材料を、トナーＡと同様の方法で処理し、平均
径13.4μｍのトナーＢを得た。このトナー表面を疎水性
アミノシリカRA200H（アエロジル社製）をトナーＢに対
して、0.3wt％の割合で表面処理した。

このようにして得られたトナーをトナーＢ′とする。

トナーＣ′（青トナー）レーキレッドＣに代えて、Cu−フタロシアニン５重量
部を用いる以外、トナーＢと同様の方法で平均径13.2μ
ｍの青トナーＣを得た。このトナー表面に疎水性のアル
ミナRX−Ｃ（日本アエロジル社製）をトナーＣに対して
0.3wt％の割合で処理した。

このようにして得られたトナーをトナーＣ′とする。

トナーＤ′（赤トナー）重量部スチレン−アクリル系樹脂 95 （Mw/Mn:21.3、Mw:213,000）スチレン−アミノアクリル系樹脂５（Mw/Mn:5.8、Mw:82,100、アミン価288）レーキレッドＣ５（大日本インキ社製）以上の材料をトナーＡと同様の方法で処理し、平均径
13.3μｍの赤トナーＤを得た。このトナー表面を疎水性
シリカR974（日本アエロジル社製）をトナーＤに対し、
0.2wt％の割合で表面処理した。

このようにして得られたトナーをトナーＤ′とする。

トナーＥ′（緑トナー）トナーＢのレーキレッドＣに代えて塩素化Cu−フタロ
シアニン５重量部を用いる以外、トナーＢと同様の方法
で平均径13.3μｍの緑トナーＥを得た。このトナー表面
に疎水性シリカRA200HをトナーＥに対して0.5wt％の割
合で処理した。

このようにして得られたトナーをトナーＥ′とする。

キャリアの調製重量部スチレン−アクリル系樹脂 100 （プライオライトACL;グッドイヤー社製）磁性粉マピコブラックBL−500 200 （マグネタイト、チタン工業社製）以上の材料をボールミルにて十分に混合し、三本ロー
ルにて溶融混練し、冷却後粉砕した。次に分級して平均
径37μｍにしたものをバインダー型マイクロキャリアと
した。

現像剤の調製以上のようにして調製した黒トナー（トナーＡ′）お
よびカラートナー（トナーＢ′、トナーＣ′、トナー
Ｄ′、トナーＥ′）それぞれ８重量部に対し、バインダ
ー型マイクロキャリア（37μｍ）92重量部をポリ容器に
入れ、120rpmで２時間撹拌し、現像剤を調製した。ま
た、一方カラートナー（トナーＢ、トナーＣ、トナー
Ｄ、トナーＥ）の未処理品と上記マイクロキャリアと同
じ重量比で混合して、現像剤を調製し帯電量を測定し
た。

得られた結果を表１に示す。

実機テスト第１トナーにカラートナー、第２トナーに黒トナーを
用い、混色カブリ、斑点カブリについて実機テストし
た。

使用した二色現像装置は第１図に示す構成のものであ
り、装置および測定条件（トナーの特性により条件が異
なるため、それらの並記してある）の概要は以下の通り
である。

感光対ドラム：セレン系感光体、第１現像：磁気ブラシ方式（マイクロトーニング方式）第２現像：磁気ブラシ方式（マイクロトーニング方式）転写チャージャー：印加電圧＋5kV メインチャージャー：印加電圧＋6kV 第２チャージャー：グリッド電圧＋600V 上記の装置を用い10,000枚コピー後の転写像を肉眼で
観察し、以下のごとく、混色カブリにつき評価した。結
果を表２に示した。

発明の効果本発明に従うと、カブリ（混色カブリ、斑点カブリ）
等を発生させることなく、黒およびカラーの複写画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の現像剤を適用するための装置の一態様
を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−123622（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−126565（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−294580（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−151963（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 9/09 G03G 9/097

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】カラートナー含有現像剤および黒トナー含
有現像剤を使用し、正極性に帯電された感光体上にカラ
ー画像及び黒画像の順で反転現像を行うプリンターに用
いるプリンター用現像剤において、該カラートナーはそ
の表面上に金属酸化物微粒子が混合添加された正帯電極
性カラートナーであり、かつ該金属酸化物微粒子が添加
されていない前記カラートナーと前記黒トナー含有現像
剤に用いられるキヤリアとの摩擦帯電量が＋３μC/g〜
−１μC/gの間であることを特徴とするプリンター用現
像剤。
【請求項２】カラートナー含有現像剤および黒トナー含
有現像剤を使用し、負極性に帯電された感光体上にカラ
ー画像及び黒画像の順で反転現像を行うプリンターに用
いるプリンター用現像剤において、該カラートナーはそ
の表面上に金属酸化物微粒子が混合添加された負帯電極
性カラートナーであり、かつ該金属酸化物微粒子が添加
されていない前記カラートナーと前記黒トナー含有現像
剤に用いられるキヤリアとの摩擦帯電量が−３μC/g〜
＋１μC/gの間であることを特徴とするプリンター用現
像剤。