JPH01158459A - 静電荷像現像用乾式カラートナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はトナー搬送部材上にトナー薄層を形成する現像
装置に用いる一成分系静電荷像現像用乾式力う−トナー
に関する。

［従来技術］ 電子写真や静電記録等で採用される乾式現像方式には、
トナー及びキャリアからなる二成分系現像剤を用いる方
式と、キャリアを含ま′ない一成分系現像剤を用いる方
式とがある。前者の方式は、比較的安定して良好な画像
が得られるが、キャリアの劣化並びにトナーとキャリア
との混合比の変動等が発生しやすいことから長期間にわ
たっての一定品質の画像は得られにくく、また、装置の
維持管理性やコンパクト化に難点がある。そこで、こう
した欠点を有しない後者の一成分系現像剤を用いる方式
が注目されるようになっている。

ところで、この方式においては、通常少なくとも１つの
トナー搬送部材によってトナー（現像剤）を搬送し、か
つ、搬送されたトナーによって潜像担持体に形成された
静電潜像を可視像化する手段が採られているが、その際
、トナー搬送部材表面のトナーの層厚は極力薄くしなけ
ればならないとされている。このことは二成分系現像剤
であってキャリアが非常に小径なものを用いる場合にも
当て嵌まることであり、また、特に−成分系現像剤を使
用しそのトナーとして電気抵抗の高いものを用いたとき
には、現像装置によってこのトナーを帯電させる必要が
あるため、トナーの層厚は著しく薄くされねばならない
。このトナー層が厚いとトナー層の表面近くだけが帯電
し、トナー層全体が均一に帯電されにくくなるからであ
る。

かかる要請から、トナー搬送部材上のトナー層厚を規制
する手段（トナー層厚規制手段）にはいろいろな方法が
提案されており、代表例としては、ドクターブレードを
用い、このブレードをトナー搬送部材に対置させ、これ
によりトナー搬送部材表面の搬送されるトナーを押圧部
材（ドクターブレード）で押えつけてトナー層厚を制御
するものである。

しかしながら従来においては上記のごときトナー層厚規
制手段を持つ現像装置で画像を得ようとすると、初期に
おいては良好な画像が得られるが、徐々に画質が変化し
、ボッツキが生じてくるという現象が生じ、特にカラー
複写に応用し、トナーを補給しながら連続使用すると、
トナーの帯電量が低下してきて、初期の複写画像の色調
とは顕著に異なった画像どなる欠点を有していた。

［口　的］ 本発明は、トナー搬送部材上にトナーの薄層を形成させ
現像を行い、良質の画像を得る様にした電子写真におけ
る一成分現像方式において、連続複写後もトナー粒径、
及びトナーの帯電性が変化がなく、初期画像と同等の画
像品質の得られる静電荷像現像用乾式カラートナーを提
供することを目的とするものである。

［構　成］。

本発明者は、上記課題を解決するため従来より研究を重
ねてきたが、回動するトナー搬送部材表面にトナー規制
手段を高い接触圧で当接して、トナー層厚を規制してい
るため、規制された後のトナー層中には比較的小粒径ト
ナー粒子が多く、比較的大粒径のトナー粒子は規制され
て、現像に供されず、徐々に現像剤中には大粒径トナー
が多く含まれるようになり、そのため、初期の複写画像
に較べて連続複写後の複写画像はキメが粗くなってくる
こと、また、トナーが大粒径化することにより、同一条
件で摩擦帯電゛させるとトナーの単位重量当たりの帯電
量が低下し、このために同電位の静電像に付着するトナ
ー重量は初期の複写画像に比し、連続複写後の方が多く
なって来て、カラー色調の変化をきたすことを見出した
。本発明者はトナーの粒径を特定の範囲内に保つと共に
、そのトナーの粒径分布に相当する体積平均粒子径（μ
ｍ）／個数平均粒子径（μｍ）を特定の範囲に維持する
ときはトナー搬送部材上のトナーの粒径の変動を抑制す
ることができ、上記課題を解決し得ることを見出し、本
発明に至った。

すなわち、本発明は少なくともトナー搬送部材およびト
ナー層厚規制部材を備え、トナー搬送部材とトナー層厚
規制部材が当接している少なくとも３個の現像装置に各
々使用する少なくともイエロー、マゼンタ、シアントナ
ーを組み合わせた電子写真用乾式トナーにおいて、前記
各色トナーのコールカウンターで測定した個数平均粒子
径と体積平均粒子径の関係が、であり、かつ、体積平均
粒子径が３μ−〜２５μ層であることを特徴とする静電
荷像現像用乾式カラートナーである。

なお、トナーの粒径はコールタ−カウンターＭｏｄｅｌ
ＴＡＩＤ（コールタ−エレクトロニクス社製）により測
定する。

上式の値が１．２よりも大きな場合にはトナー搬送部材
に供給されるトナーに粒径選択が起こり、現像ホッパー
に供給したトナーに比べ搬送部材に出現するトナーの粒
子径が大幅に小さくなる。更に現像を繰り返すに従って
、より小粒径のトナーから消費されていく為、しだいに
ホツバー内及び搬送部材上へ出現するトナーの粒子径が
上昇していく。従って初期と連続複写後ではトナーの帯
電性が異なり、画像品質上、連続複写後ではカブリ、ボ
ッツキ等が発生する様になりカラートナーの場合には色
調の変動が起こる。

本発明者らが検討した結果、トナーの粒径選択はトナー
層厚規制部材をトナーが通過する際に発生している事が
判明した。そこでトナーの粒子径の一分布に相当する体
積平均粒子径／個数平均粒子径・・・（Ａ）と、搬送部
材に出現するトナーの体積平均粒径（初期）ａ／現像装
置に供給したトナーの体積平均粒径ｂ（いずれも単位：
μｌ）の関係を調査した。（第１図） また、連続複写（１００００枚）後に搬送部材に出現す
るトナーの体積平均粒子径Ｃと初期の同体積平均粒子径
ａとの比ｃ　／　ａと前記ａ／ｂとの関係は第２図に示
すとおりであった。

第２図からａ　／　ｂが０．９未満の場合には、初期の
搬送部材上のトナー粒子径と、連続複写後の同粒子径の
差が大幅に異なることがわかる。

したがって、この値を第１図にあてはめてみると、使用
するトナーの体積平均粒子径／個数平均粒子径・・・（
Ａ）が１．０〜１．２のとき、搬送部材上に出現するト
ナー粒子径の変動を抑制することができ、それにより、
以下に述べるようにカラートナーの場合には色調の変化
を防止することができる。

さらに、本システムを使用したトナー搬送部材上へ出現
するトナーの粒子径と画像上へのトナー付着量の関係を
第３図に示す。この図より搬送部材上のトナー粒径が連
続複写によりアップすると、画像上へのトナー付着量が
増加することがわかる。

次に画像上への各イエロー（第４図）、マゼンタ（第５
図）、シアン色トナー（第６図）の付着量と色調との関
係について説明する。ここでの色調とは色相誤差の事を
示し、マクベス濃度計（マクベス社製）のブルー、グリ
ーン、レッドのフィルターを通して得られた濃度から算
出し、最大の濃度のものをＨ１中間のものをＭ１最小の
ものをＬとすると、色相誤差（％）−−［（Ｍ−Ｌ）／
　（Ｈ−Ｌ）］Ｘ１００で示される。

第４〜６図によりトナー搬送部材上のトナー粒子径が連
続複写によりアップすると、画像上へのトナー付着量が
増加し画像の濃度が上昇するとともに、カラートナーの
場合には大幅に色調が変化することがわかる。

さらに、トナーの体積平均粒径としては３〜２５μ−で
あることが好ましい。

本発明のトナーには従来トナー用の材料として使用され
てきたものを使用する事が可能であり、次にそれを示す
。− 本発明のイエロートナーで使用されるイエロー着色剤と
しては顔料ではナフトールイエローＳのようなニトロ顔
料；ハンザイエロー５Ｇ。

ハンザイエロー３Ｇ、ハンザイエローＧ１ベンジジンイ
エローＧＲ，ベンジジンイエローＧ１パルカンファスト
イエロー５Ｇ等のアゾ顔料等の有機顔料や黄色酸化鉄黄
土のような無機顔料が、また染料ではＣ０１，ソルベン
トイエロー２、Ｃ１！、ソルベントイエロー　８ＳＣ，
１，ソルベントイエロー１４、Ｃ１１，ソルベントイエ
ロー１５、Ｃ，１，ソルベントイエロー１６、Ｃ，１，
ソルベントイエロー１９、Ｃ，１，ソルベントイエロー
２１等の油溶性染料が挙げられる。

本発明のマゼンタトナーで使用されるマゼンタ着色剤と
しては顔料ではＣ，１，ピグメント　１２２、Ｃ０１，
ピグメント１９等のキナクリドン顔料；ローダミン６Ｇ
レーキ、ローダミンＢレーキ等のローダミン顔料、Ｃ，
１，ピグメントレッド８７、Ｃ，Ｉ。

バットレッド！、Ｃ０１６ピグメントバイオレツト３８
等のチオインジゴ顔料；ブリリアントカーミソ６Ｂ、リ
ソールルビンＧＫ等のアゾ顔料等が、また染料ではＣ０
１，ソルベントレッド４９、Ｃ，１，ソルベントレッド
１９、Ｃ，１，ソルベントレッド５２等の油溶性染料が
挙げられる。

本発明のシアントナーに使用されるシアン着色剤として
は顔料ではフタロシアニンブルー、ヘリオゲンブルーＧ
１ファストスカイブルー等のフタロシアニン顔料が、ま
た染料ではＣ１１，ソルベントブルー２５、Ｃ，ｌソル
ベントブルーフ０、Ｃ１１，ソルベントブルー４０等の
油溶性染料が挙げられる。

更に必要に応じてブラックトナーを使用する場合にはカ
ーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック
、アニリンブラック等の着色材料が挙げられる。

更に各トナーに使用される結着樹脂としてはポリスチレ
ン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、
スチレン−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−ブタジェン共重合体、スチレ
ン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合
体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレンルアクリ
ル酸エステル共重合体（スチレンルアクリル酸メチル共
重合体、スチレンルアクリル酸ブチル共重合体、スチレ
ンルアクリル酸オクチル共重合体、スチレンルアクリル
酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エス
テル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体
スチレン〜メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フ
ェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸
メチル共重合体、スチレン〜アクリロニトリル〜アクリ
ル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレン又
はスチレン置換体を含む重合体又は共重合体）、塩化ビ
ニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂
、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、低分子量ポリエチ
レン、低分子量ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレンルアクリル酸エ
チル樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール等が単
独で又は混合して使用される。

また、トナーに極性を持たせる為には正極性剤として第
四級アンモニウム化合物、アミノ基含有のポリマー等、
負極性剤としてはサリチル酸金属塩等が知られているが
、これに限らず使用可能である。

本発明のトナーには上記成分のほかに必要に応じてトナ
ーの熱特性、電気特性、物理特性などを調整する目的で
各謹の可塑剤（フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル
など）、抵抗調整剤（酸化スズ、酸化鉛、酸化アンチモ
ンなど）等の助剤を添加することも可能である。

更に、本発明においてはトナー粒子（５〜２０μｍ）の
製造後、これにＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ５，５ｉ０２などの
微粉末を添加しこれらでトナー粒子表面を被覆せしめる
ことによってトナーの流動性の改質を図ったり、ステア
リン酸亜鉛、フタル酸などを添加して感光体の劣化防止
を図ったりすることも効果的である。

以下に本発明を実施例により°説明する。

［実施例１］ イエロートナー用混合物として Ｃ０１，ピグメントイエロー１７　　５重量部スチレン
−ｎ−ブチルメタクリレート 共重合体　８５重量部 スチレン−ジメチルアミノ メタクリレート共重合体　１０重量部 マゼンタトナー用混合物として Ｃ９１，ピグメントレッド５７　　　４重量部スチレン
−〇−ブチルメタクリレート 、共重合体　８６重量部 スチレン−ジメチルアミノ メタクリレート共重合体　１０重量部 シアントナー用混合物として Ｃ１１、ピグメントブルー１５　　３重量部スチレン−
ｎ−ブチルメタクリレート 共重合体　８７重量部 スチレン−ジメチルアミノ メタクリレート共重合体　１０重量部 を用意し、各混合物を押出機中で熱混練し、これを冷却
後ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いでエアージェッ
ト方式による微粉砕機で微粉砕する。得られた微粉末を
分級してトナーを得た。この各トナーの粒径は次のとお
りであった。

各トナー　１００重量部に対し、それぞれ炭化ケイ素（
粒径２．０μｇ＋）　２．５重量部、シリカ（Ｓｉ０２
）微粉末０．２重量部をヘンシェルミキサーにて充分混
合撹拌してトナーとした。

各々トナーを第７図に示す様な現像装置３台に投入し原
稿を色分解して潜像を作成し、それぞれのトナーで現像
し転写ベルトを介して紙に転写して３色の重ね合わせ画
像を得、定着ローラーを通したところ鮮明な色調の画像
を得た。

更に連続複写１００００枚後の画像も良好で初期と差が
見られなかった。

この現像方法について説明すると、第７図に示すように
、トナータンク　７に内蔵されているトナーＢは撹拌羽
根５によりスポンジローラ４に強制的に寄せられ、トナ
ーはスポンジローラ４に供給される。そして、スポンジ
ローラ４に取り込まれたトナーはスポンジローラが矢印
方向に回転することにより、トナー搬送部材２に運ばれ
、摩擦され、静電的あるいは物理的に吸着し、トナー搬
送部材２が矢印方向に強く回転し、トナー層厚規制部材
３により均一なトナー薄層が形成されると共に摩擦帯電
する。その後トナー搬送部材２と接触もしくは近接して
いる静電潜像担持体ｌの表面に運ばれ潜像が現像される
。

比較例１ 実施例１と同一の組成の３色トナーで粒子径が次に示さ
れるものを作成した。

各トナー　１００重量部に対し、それぞれ炭化ケイ素（
粒径２．０μ■）２．５重量部、シリカ（ＳｉＯｚ）微
粉末０．２重量部をヘンシェルミキサーにて充分混合撹
拌してトナーとした。

本名トナーにて実施例１と同様に画像を出したところ、
鮮明な画像が得られたが、連続複写１００００枚後の画
像は画像へのトナー付着量が過多となり、地肌部への汚
れ、カブリ等が発生し画像上のトナーの色調は初期と大
幅に異なっていた。

実施例２ イエロートナー用混合物として Ｃ１１，ピグメントイエロー１２　　８重量部スチレン
−ローブチル メタクリレート共重合体　８２重量部 スチレン−ジメチルアミノ メタクリレート共重合体　ＩＯ重量部 マゼンタトナー用混合物として Ｃ０！、ピグメントレッド５７　　　３重量部Ｃ３！、
ピグメントレッド８１　　　　２重量部スチレン−ロー
ブチル メタクリレート共重合体　８５重量部 スチレン−ジメチルアミノ メタクリレート共重合体　ｌＯ重量部 シアントナー用混合物として Ｃ，１，ピグメントブルー１５２５重量部Ｃ，１，ピグ
メントブルー１０．５重量部スチレン−ｎ−ブチル メタクリレート共重合体　８７重量部 スチレン−ジメチルアミノ メタクリレート共重合体　１０重量部 を用意し、実施例１と同様にトナーを作成した。

各トナーを実施例１と同様の外添加物を混合し、同様な
評価を行ったところ、鮮明な色調の画像が得られ、更に
連続複写１ｏｏｏｏ枚後の画像も良好で初期と差が見ら
れなかった。

比較例２ 実施例２と同一の組成の３色トナーで粒子径が次に示さ
れるものを作成した。

本トナーを実施例１と同様の外添加物を混合し、同様な
評価を行ったところ、鮮明な画像が得られたが、連続複
写１００００枚後の画像は地肌部の汚れ、カブリ等が発
生し、画像上のトナーの色調は初期と大幅に異なってい
た。

比較例３ 下記のトナーを使用し、実施例１と同様の評価を実施し
たところ初期は鮮明な画像が得られたが１００００枚連
続複写後はシアン色のカブリのある画像となった。

比較例４ 下記のトナーを使用し、実施例１と同様の評価を実施し
たところ初期は鮮明な画像が得られたが１００００枚連
続複写後はマゼンタ色のカブリのある画像となった。

比較例５ 下記のトナーを使用し、実施例１と同様の評価を実施し
たところ初期は鮮明な画像が得られたが１００００枚連
続複写後はイエロー色のカブリのある画像となった。

以下実施例及び比較例に載げた連続複写前後での画像品
質のコ細を一覧表に示す。

［効　果］ 以上説明したように、本発明の構成によれば、トナー搬
送部材上のトナーの粒径の変動を抑制することができる
ので、連続複写後も初期の画像品質を保持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は体積平均粒子径／個数平均粒子径・・・Ａと搬
送部材に出現するトナーの体積平均粒径（初期）ａ／現
像装置に供給したトナーの体積平均粒径すの関係を示す
グラフ、第２図は連続複写（１００００枚）後に搬送部
材に出現するトナーの体積平均粒子径Ｃと初期に搬送部
材に出現するトナーの体積平均粒子径ａとの比Ｃ／ａと
、前記ａ　／　ｂとの関係を示すグラフ、第３図は搬送
部材に出現するトナーの粒子径と画像上へのトナー付着
量の関係を示すグラフ、第４〜６図はそれぞれイエロー
、マゼンタ、シアン色トナーの付着量と色調との関係を
示すグラフ、第７図は本発明のトナーを用いる現像方法
を説明する図。 ％ ２３　図 オ１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくともトナー搬送部材およびトナー層厚規制部材を
   備え、トナー搬送部材とトナー層厚規制部材が当接して
   いる少なくとも３個の現像装置に各々使用する少なくと
   もイエロー、マゼンタ、シアントナーを組合せた電子写
   真用乾式トナーにおいて、前記各色トナーのコールター
   カウンターで測定した個数平均粒子径と体積平均粒子径
   の関係が １．０≦体積平均粒子径（μｍ）／個数平均粒子径（μ
   ｍ）≦１．２であり、かつ、体積平均粒子径が３〜２５
   μｍであることを特徴とする静電荷像現像用乾式カラー
   トナー。