JPH02298957A - プリンター用現像剤 - 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】 産業上の利用分野 本発明は二色プリンターに用いられる現像剤、さらに詳
しくは、二色現像方式、特に感光体一回転で一色の現像
がなされる二色現像方式に使用される二色プリンター用
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間に帯電−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、１１１−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擦するため、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
生ずる。

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、カラートナーが熱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 本発明は二色同時現像するに際し、２種のトナーが混合
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二色プ
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
現像剤の２種類の現像剤を使用し、感光体一回転でカラ
ー画像および黒画像の順で二色の反転現像を行なうプリ
ンターに用いる二色プリンター用現像剤において、該カ
ラートナーがその表面上に感光体と同極性の摩擦帯電性
を得ることができるように金属酸化物微粒子を有し、か
つ該未処理のカラートナーと黒トナーを含む現像剤に用
いられるキャリアとの摩擦帯電量が＋３μＣ／　ｇ〜−
１ｐｃ／ｇの間であることを特徴とする二色プリンター
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°Ｃから
７５°Ｃであり、かつ軟化点が７０°Ｃから１４０°Ｃ
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、ａ−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・二丁オール、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７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ｌＯＧ。

ベンジジンイエローＧ１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ＧＴＲ１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４１＜、　　リソールレソド
、ビラブロンレント、ウオッチングレッドカルシウム塩
、レーキラドＤ１　ブリリアンｉ・カーミン６Ｂ、エオ
シンレーキ、Ｄ−ダミンレーキＢ１アクザリンレーキ、
ブリリアントカーミソ３Ｂ等：紫色顔料では；マンガン
紫ファストバイオレットＢ１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、フタロンアニン
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Ｂ１
マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーン
６１　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は、正帯
電性感光体を使用するときには後述するキャリアとの摩
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一３μＣ／　ｇ〜＋ｌ
μＣ／ｇ、好ましくは−２，５〜０μＣ／　ｇが良好と
なる。

なお、摩擦帯電量はミノルタ自社製の帯電量測定器によ
り測定した値で示すものとする。

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−
９７４、Ｒ−９７６、Ｒ−８１１Ｒ−８１２、Ｒ−８０
５等の疎水性コロイダルシリカ；商品名ＲＡ２００、Ｒ
Ａ２００Ｈ％　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ＲＸ　ｌ　７０のように疎水化処理したコ
ロイダルＳｉＯ２・ＡＱｔＯ１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５〜５０ｍμｍ１好ましくは７〜
４０ｍμｍ１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攪拌する等の手段
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
像されるめで、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擦されて、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現像器内に昆入し
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器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７アンデーワールスカ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、はとんど帯電
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
表面処理しても良い。

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
（１３）、第２チヤージヤー（１４）、第２露光装置（
１５）、第２現像装置（１６）、転写チャージャー（１
７）、クリーニングブレード（１８）、イレーザランプ
（１９）等が取付けられてい感光体ドラム（Ｉ　Ｏ）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５００〜１００ＯＶである。電荷
は感光体の種類に応じて、十であっても−であってもよ
く、使用目的に応じて適当ｌこ選定すればよい。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チヤージヤー（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。

衷真舅 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　　　　　　１０１００（／
Ｍｎ：２５．８　　Ｍｗ：２５１．４００）カーボンブ
ラック　ＭＡ＃８　　　　　　　５（三菱化成工業社製
） 帯電制御剤　ボントロンＮ−０ｆ　　　　　　　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ｔ；後、回転風力式の分級
機で分級し、平均径１３．１μｍ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０．２ｗ
ｔ％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 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、ｏ、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．
２μｍ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。

ｉ・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１
３．３μｍ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Ｉこ。

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
オライドＡＣＬ、グツドイヤー社製）磁性粉　マビコブ
ラックＢＬ−５００２００（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、１２Ｏｒｐｍで２時間攪拌し、現像剤を調製した
。また、一方力ラートナ−（トナーＢ、　　トナーＣ１
トナーＤ、　　ｌ−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。

表１ 実機テスト Ｍｌ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、それらの並記しである）の概要は以下の通りで
ある。

感光体ドラム：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） 転写チャージャー二印加電圧＋５ｋＶ メインチャージャー：印加電圧＋６ｋＶ第２チヤージヤ
ー：グリッド電圧＋６００Ｖ上記の装置を用い１０，０
００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。

表２ 表中の記号は以下のことを意味する。

◎　全く問題ない。

×　混色カブリまたは斑点カブリがひどく実使用には不
可能 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２色の複写画
像を同時に形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の現像剤を適用するだめの装置の一態様
を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カラートナー含有現像剤および黒トナー含有現像剤
   の２種類の現像剤を使用し、感光体一回転でカラー画像
   および黒画像の順で二色の反転現像を行なうプリンター
   に用いる二色プリンター用現像剤において、該カラート
   ナーがその表面上に感光体と同極性の摩擦帯電性を得る
   ことができるように金属酸化物微粒子を有し、かつ該未
   処理のカラートナーと黒トナーを含む現像剤に用いられ
   るキャ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二色プリンター用現像剤
   。