JPH03266851A - 静電潜像現像用グレートナー - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子写真方式の複写機、プリンターなど静電潜
像現像装置に用いられるグレー色のトナーに関する。

［従来の技術および課題］ 近年、カラー複写の量が増大し、電子写真方式の画像も
黒一色だけでなく多様な色彩を有する画像が得られるよ
うになってきている。

しかしながら、従来の黒色トナーを用いて薄墨により描
かれた原稿の複写を行うと、キメの粗い複写画像しか得
られない。また、グレー色は高い品格を示すものとして
名刺などにも好まれている。

このため、網点を用いた疑似的なグレーの再現も行われ
てはいるが、依然画像のキメは粗く充分なグレー色は未
だ得られていない。

従来、画材、ペイント分野におけるグレー色の調製には
、単純な黒顔料と白顔料との混合が行われている。しか
しながら、静電潜像現像用の分野では、白色トナーと黒
色トナーとの単なる混合ではグレーの色そのものは得ら
れるものの実際に現像を行うことのできるトナーは得ら
れない。

すなわち、トナーに配合される着色剤は、着色機能以外
にトナーの荷電性など電気的特性にも影響を与える。例
えば、一般に黒色顔料として使用されるカーボンブラッ
クは、その導電性により除電作用も有し、トナーの帯電
が著しく上昇するのを防ぐ。他の有機顔料も同様に除電
の役割と、逆にその極性により帯電付与の機能とをあわ
せ持つ。

このようにトナーは帯電だけでなく、その与えられた電
荷を適当にリークする性質も有することが必要である。

さらに、トナーの荷電性は、バインダー樹脂、あるいは
ワックス、荷電制御剤などの添加剤の種類、宵無によっ
ても相違する。すなわち、熱可塑性樹脂はトナーを紙に
定着させるだけでなく、帯電した電荷の保持、又その極
性によりキャリアとの摩擦帯電にも寄与する。したがっ
て、グレートナーの調製にあたっては、このような着色
成分以外のトナー成分についても考慮する必要がある。

このため異なる着色剤を用いた複数のトナーを単純に混
合しただけでは、所望の色調と電気特性とを共に備えた
トナーは得られない。

また、荷電性の大きく異なる白色トナーと黒色トナーと
を混合するとを両者の接触によって摩擦帯電が生じ、均
一な混合ができない。このため、耐刷していくと次第に
画像のキメが粗くなり、また色ムラが生じ画質が低下す
ると共に、トナー飛散やカブリが生じる。したがって、
白色トナーと黒色トナーとの帯電系列を適当な位置とな
るよう設定する必要があるが、このようなトナーの製造
はきわめて困難である。さらに、白色トナーと黒色トナ
ーとの消費割合が異なるため、多数枚複写に伴い色調が
初期の画像から変化する。

本発明の目的は、キメが細かく色ムラのない優れた画質
を与える高品位のグレー色を備えたグレートナーを提供
することにある。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は熱可塑性樹脂および白色着色剤を含有する白色
トナーと、熱可塑性樹脂および黒色着色剤を含有する黒
色トナーとを混合した静電潜像現像用グレートナーであ
って、前記白色トナーと黒色トナーとの重量混合比が１
／１〜１０／１てあり、かつ下式［Ｉ］にて定義される
△ＤＶ（％）が１０％以下であることを特徴とする静電
潜像現像用グレートナーを提供するものである。

。△ＤＶ（％）＝（（ＤＶＭ　　Ｄｖｗｓ）／　Ｄｖ、
４）Ｘ　１００　　［Ｉ］［ただし、式中 Ｄ　ＶＭ　＝　（Ｄ　ｖｗ＋　Ｄ　ＶＢ）／　２ＤＶＷ
およびＤ　ｖｓは、 金属ドラム上に貼付した絶縁性フィルムに一定の表面電
位をのせ、これを各々白色トナー（Ｗ）および黒色トナ
ー（Ｂ）を用いた２種類の現像剤でそれぞれ独立に現像
したときの前記フィルム上に付着した各トナーの単位面
積当たりの重量 ＤＶＷＢは、 白色トナー（Ｗ）および黒色トナー（Ｂ）を５０重量％
ずっ混合した混合トナーを用いた現像剤で、金属ドラム
上に貼付した絶縁性フィルム上に一定の表面電位をのせ
、現像したときの該フィルム上に付着したトナーの単位
面積当たりの重量］ このように本発明のグレートナーは、特定の相対的電気
特性を有する白色トナーと黒色トナーとを一定範囲の配
合比で混合して得られる。かがる各トナーの相性評価値
。△ＤＶ（％）は、第１図に示すごとき装置を用いて求
める。

この装置は接地された金属ドラム（１）の回りに現像装
置（２）、チャージ十−（３）および表面電位計（４）
を備える。ドラム（１）の表面に絶縁性フィルム（５）
を貼布し、ドラムを矢印（図中右方向）に回転し、チャ
ージャー（３）で絶縁性フィルム（５）上に一定の表面
電位をのせ、その表面電位を表面電位計（４）で測定す
る。ついでドラムを左回転し、現像装置（２）で前記白
色トナーＷと磁性キャリアーとを混合した二成分系磁性
現像剤を用いて絶縁性フィルム（５）を現像する。つぎ
に、この絶縁性フィルムを剥離し、所定の大きさに切断
し、その総重量を精秤する。

絶縁性フィルム上のトナーを完全に拭き落した後、乾燥
し、該フィルムを再度精秤して付着トナー量を求め、こ
れをＤ□とする。

一方、黒色トナーＢを含む現像剤を用い、白色トナーＷ
の場合と同様の操作を行ない、付着トナー量を求め、こ
れをＤｖＢとする。

さらに、白色トナーＷと黒色トナーＢとを同重量ずつ混
合したグレーの現像剤ＷＢを用い、前記と同様の操作を
行ない付着トナー量を求め、これをＤｖｗ＋ａとする（
但し、トナー全量とキャリアー量との混合比については
全て一定とする）。

このようにして求めたＤｖｗ、ＤＶＢおよびＤ　ｖｗｅ
から以下の式により。△ＤＶ（％）を求める。

△ＤＶ（％）＝　（（ＤＶＭ　　Ｄｖｗｓ）／　ＤｖＭ
）Ｘ　１００（但し、Ｄ　ＶＭ＝　（Ｄ　ｖｖ＋　Ｄ　
ｖａ）／　２　）以上の関係を第２図に示す。第２図中
、下の図は絶縁性フィルム上に付着した白色トナーＷ、
黒色トナーＢおよびグレートナーＷＢの量を示し、上の
図はそのトナー量と表面電位から算出した単位トナー（
ｇ）当りの帯電量である。

第２図に示すごとく、白色トナーＷと黒色トナーＢを混
合した場合、現像により付着するトナー量（ＤｖｗＢ）
は１、帯電特性レベルの差が小さいときはトナーＡ１　
トナーＢそれぞれ単独の付着量の算術平均値（Ｄｖ、）
とほぼ等しくなるが、帯電特性レベルの差が大きいとき
には通常小さくなる。

これは、お互いのトナーが摩擦帯電しあって、帯電量の
分布が広くなるため、飛散するトナーが多くなり、付着
量が少なくなるものと考えられる。

このように付着トナー量の差。△ＤＶが大きくなる程ト
ナー同士の相性が悪く、混合カブリ、画像濃度低下、現
像不良等の問題を生じやすい。

なお、上記の測定に用いる標準的な装置の仕様は以下の
通りである。

ドラム：アルミニウム製、内径　１２０ｍｍφ現像装置
：磁気ブラシ現像装置 チャージャー：コロトロン 帯電電位　約９００ｖ 表面電位計：トレック　モデル−３４４絶縁性フィルム
：ポリエステルフィルムの裏面にパラジウム蒸着被覆を
形成し たもの（マイラーフィルム） （大きさ５０Ｘ１００ａｍ１厚さ ２５μ＠） 上記仕様は標準的なものであり、本発明グレートナーを
実際に使用するシステム、および現像装置の形態に応じ
て、適宜仕様を変更することが望ましい。例えば、ドラ
ム材質やドラム径は上記に限定されるものではなく、ド
ラムの回転方向も一定の方向で行なってもよい。現像装
置も磁気ブラシ方式のものに限定されるものではなく、
使用する現像装置に合わせて選定することが望ましい。

例えば、ガラスピーズをキャリアとするカスケード方式
を採用してもよい。なお、磁気ブラシ用キャリアとして
は鉄粉キャリアの他フェライトキャリアなど、実際に現
像剤調製の際に使用されるものを使用する必要がある。

本発明のグレートナーは、上記の方法にて求めた。△Ｄ
Ｖが１０％以下、好ましくは８％以下である。。△ＤＶ
が１０％を越えると白色トナーと黒色トナーとを均一に
混合することができず、得られた画像のキメが粗く、ま
た色ムラが生じ画質が低下する。またトナーの飛散や画
像にカブリなどを生じる。また耐刷時、初期の画像に比
べ色調が変化する。

なお、白色、黒色の各トナーに使用される熱可塑性樹脂
、着色剤、荷電制御剤などの成分は、従来トナーの成分
として公知のものを用いてよい。

すなわち、白色および黒色のトナーに用いられる熱可塑
性樹脂としては、通常定着に充分な軟化点を有し、かつ
保存安定性に充分なガラス転移点を持つものであればよ
い。かかる樹脂としては、例えばスチレンアクリル樹脂
、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。

顔料のうち黒色トナーに用いられる黒色顔料としては、
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、木炭、活性炭などが挙げられ、
特に、木炭、活性炭などは樹脂に対する分散性に優れて
いるたぬ、キメの細かい高品位の画像が得られ好ましい
。

また、白色トナーに用いられる白色顔料としては、例え
ば亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛などが
挙げられる。

また、体質顔料として、パライト粉、炭酸バリウム、ク
レー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホ
ワイト等を用いてもよい。

つぎに各トナーに配合される帯電制御剤としては、従来
公知の帯電制御剤を必要に応じて配合してよい。これら
帯電制御剤の併用によって、トナーの帯電の立ち上がり
、カブリ、耐刷時の複写機内のトナーこぼれ、耐刷時の
ＩＤの安定性を改善することができる。

その他必要によりシリカ、酸化チタン、フッ化ビニリデ
ンなどの流動化剤、あるいはポリプロピレン、ポリエチ
レンなどの離型剤等、公知の添加剤を配合してもよい。

なお、白色および黒色の各トナーの帯電性はこれらのほ
か、例えば前記ポリエステル樹脂の酸価、スチレンアミ
ノアクリル樹脂のアミン価を適宜選択することによって
調整してもよい。

白色および黒色の各々のトナーを製造するには前記成分
を混合し、常法により処理すればよい。

例えば、前記樹脂、着色剤、帯電制御剤、その他の添加
剤を適宜混合して溶融し、冷却した後粉砕するいわゆる
粉砕法のほか、懸濁重合法、あるいは造粒法などを用い
てよい。トナーの平均粒子径は３〜２０μ友であるのが
好ましい。

このようにして得られた白色トナーと黒色トナーとは混
合比１／１−１０／１にて混合される。

混合比がこの範囲からはずれると、ＩＤが低下、あるい
は上昇し、良好なグレー色の画像、印字が得られない。

本発明のトナーは、適当なキャリアと混合して二成分系
現像剤とて用いられる。かがるキャリアとしては、カス
ケード現像方式においては、樹脂コートしたガラスピー
ズ、スチール球等が、また磁気プラン現像方式において
は、フェライト、微粉鉄、あるいは、バインダ型キャリ
ア等が用いられる。また、本発明のトナー自体を絶縁性
磁性トナーとして製造し、これを磁気ブラシ現像方式の
一成分系現像剤として用いてもよい。

［実施例コ つぎに本発明を実施例および製造例によりさらに具体的
に説明する。

製造例１（白色トナー） 組　　成　　　　　　　　　　　　　　　重量部スチレ
ンアクリル系樹脂（樹脂Ａ）　　　　　　　１０１００
（：　１０，８００、Ｍｗ／Ｍｎ　：　１７．６、Ｔｇ
：６２℃） 酸化チタン（和光純薬（株）製、試薬−級）　　　　　
３０スチレン−ジメチルアミノエチル（下記参考例）−
メタクリレート共重合樹脂（６０：４０）（Ｔｇ＋５６
℃、アミン価１７４） ワックス（三洋化成工業（株）製、　　　　　　　　　
　３ビスコール５５０Ｆ） 上記成分をボールミルで充分混合した後、二軸押出機Ｐ
ＣＭ３０（池貝鉄工（株）製）で混練した。

冷却後、粗粉砕し次にジェット粉砕機で微粉砕した。続
いてジグザグ分級機で分級して平均粒径が１３．２μｍ
の白トナーＡを得た。トナー表面をＲ−９７２（日本ア
エロジル（株）製）０２重量％を用いて表面処理した。

参考例（正荷電制御剤の製造） １ｇの４つロコルベンにスチレン（ＳＴ）６２４ｇ、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート（ＤＭＡＭ）６２．
８ｇ、）ルエン１２０ｇおよびアゾビスイソブチロニト
リル（ＡＩＢＮ）３．２ｇを加え溶解し、窒素気流下、
８０℃にて６時間重合を行った。次にトルエンを除去し
、１８０〜１９０℃で４０〜５０＋ｍＨｇに減圧し、揮
発分を完全に除去した。得られた重合物は無色透明の固
体で、ガラス転移点（Ｔｇ）５６℃、アミン価は１７４
であった。

製造例２（白色トナー） 組　　成 重量部 ポリエステル樹脂（樹脂Ｂ） （Ｍｎ　：　１２，１００、Ｍｗ／Ｍｎ　：　ｌ　５．
３、Ｔｇ：６５℃、酸価６．３） ００ 酸化チタン（６原産業（株）製、 タイベーク　ＣＲ−８０） ０ スチレン−ジメチルアミノエチル 一メタクリレート共重合樹脂（前記参考例）０ ワックス（三洋化成工業（株）製、　　　　　　　　　
３ビスコールＴＳ−２００） 上記成分を製造例１と同様に処理して白トナーＢ（粒径
１３．３μｍ）を得た。

製造例３（黒色トナー） 組　　成　　　　　　　　　　　　　　　重量部スチレ
ンアクリル系樹脂（樹脂Ａ）　　　　　　　　１００カ
ーボンブラツク　ＭＡ＃８　　　　　　　　　　　６（
三菱化成（株）製） ニグロシン系染料　ボントロンＮ−０１（オリエント化
学工業（株）製） ワックス　ビスコール５５０Ｐ （三洋化成工業（株）製） 上記成分を製造例１と同様に処理して黒トナーＣ（粒径
１３．５μｍ）を得た。

製造例４（黒色トナー） 組　　成　　　　　　　　　　　　　　　重量部ポリエ
ステル樹脂（樹脂Ｂ）　　　　　　　　　　　１００カ
ーボンブラツク　ＭＡ＃８　　　　　　　　　　　６（
三菱化成（株）製） ニグロシン系染料　ボントロンＮ−０ｆ　　　　　　　
５（オリエント化学工業（株）製） ワックス　ビスコール５５０Ｐ　　　　　　　　　　　
　３（三洋化成工業（株）製） 上記成分を一造例１と同様に処理して黒トナーＤ（粒径
１３．２μｍ）を得た。

キャリアの調製 組　　成 重量部 Ｚｎ系フェライト （ＭＦＰ−２、ＴＤＫ（株）製） ００ ビスフェノール型ポリエステル （Ｔｇ：６５℃、Ｍｙ／Ｍｎ　：　１　Ｂ、２、Ｍｗ　
：　２４５，０００１ＡＶ　：　１７．５　）００ シリカ　＃２００（日本アエロジル（株）製）上記成分
をボールミルで一昼夜混合し、次に３本ロールで混練し
た。冷却、粗粉砕しハンマーミルで平均粒径６０μｍに
粉砕し、風力分級機で粗粉、微粉を分級し平均粒径５０
μｍのマイクロキャリアを得た。

Ｘ東性 （１）前記製造例にて得られた各トナーＡ−Ｄ単独と前
記キャリアとを下記の現像剤調製法にしたがい混合して
現像剤を調製した（トナー濃度８重量％）。この現像剤
を用いて前記第１図の装置により各トナーの付着量を測
定し、これから帯電量Ｑｆを算出した。結果を後記第１
表に示す。

（ｉｉ　）白色トナー（Ａ、Ｂ）、黒色トナー（Ｃ。

Ｄ）およびキャリアを下記の現像剤調製法にしたがい第
２表に記載の割合（重量部）で混合してグレーの現像剤
１〜８を調製した（トナー濃度８重量％）。この現像剤
を（ｉ）と同様に処理して帯電量Ｑｆおよび。△ＤＶを
算出した。また、複写を行いＩＤおよび画像のカブリを
測定した。結果を後記第２表に示す。

なお測定環境は、温度２３±３℃、湿度４５±１５％で
ある。

（現像剤の調製法） 白色現像剤：５０ｃｃビン（ポリエチレン、外径３８ｍ
ｍ、高さ７５ｍｍ）にキャリアを２６ｇ１白色トナーを
４ｇ入れる。

黒色現像剤：５（ｉｃｃビンにキャリアを２６ｇ１黒色
トナーを４ｇ入れる。

グレー現像剤：５０ｃｃビンにキャリアを２６ｇ１白色
トナーおよび黒色トナーを第２表に記載の比率で合計４
ｇ入れる。

上記現像剤を各々上下方向に回転させ、攪拌する（７５
ｒｐ１２時間）。

ＩＤの測定： テストチャートのベタ黒（３Ｘ５ｃｍ）をコピーする。

得られたコピーの四隅と各辺の中央の計８点の画像濃度
をマクベス濃度計で測定し、平均値を求めＩＤ値とした
。好ましいＩＤの範囲は０゜３〜０．８、より好ましく
は０．４〜０．７である。

カブリの評価： 目視によって限度見本と比較し評価する。

◎：地肌部にほとんどトナーのカブリがない。

Ｏ若干トナーのカブリがあるが、実用上許容できる。

×、地肌部に多くのトナーカブリがあり、実用上許容で
きない。

耐刷テスト： トナーをトナー濃度８重量％に調製してＩＱのポリエチ
レン瓶に入れ、ボールミール架台にのせ１０時間１２０
回転／分で現像剤を調製した。この現像剤をミノルタカ
メラ（株）製ＥＰ−４３００Ｚ複写機に入れ１万枚の耐
刷テストを行い、前記と同様の基準でＩＤの測定、カブ
リの評価を行った。

第　　１　　表 トナー　　帯電量Ｑｆ（μｃ／ｇ） Ａ　　　　　　１０．３ Ｂ　　　　　　９．５ ＣＩ３．４ Ｄ　　　　　　１１．７ 付着量（ｍｇ／ａｍ”） ０．８６ ０．９２ ０．７１ ７８ Ｕ発明の効果１ 本発明のグレートナーによれば、白色トナーと黒色トナ
ーとが均一に混合され、画像のキメが細かく、色ムラの
ない高品位のグレー色が得られる。

また、本発明のグレートナーを用いると画像濃度が高く
、帯電性が安定し、トナー飛散や画像のカブリ、耐刷に
よる画像濃度、色調の変化がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は。△ＤＶの測定に用いる装置の概略図、第２図
は白色トナーＷ、黒色トナーＢとＤｖ、Ｑｒとの関係を
示す概念図である。 図中の主な符号はつぎのとおりである。 １：金属ドラム、２：現像装置、５：絶縁性フィルム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　熱可塑性樹脂および白色着色剤を含有する白色トナー
   と、熱可塑性樹脂および黒色着色剤を含有する黒色トナ
   ーとを混合した静電潜像現像用グレートナーであって、
   前記白色トナーと黒色トナーとの重量混合比が１／１〜
   １０／１であり、かつ下式［ I ］にて定義される△Ｄ
   ＿Ｖ（％）が１０％以下であることを特徴とする静電潜
   像現像用グレートナー。 △Ｄ＿Ｖ（％）＝｛（Ｄ＿Ｖ＿Ｍ−Ｄ＿Ｖ＿Ｗ＿Ｂ）／
   Ｄ＿Ｖ＿Ｍ｝×１００［ I ］［ただし、式中Ｄ＿Ｖ＿
   Ｍ＝（Ｄ＿Ｖ＿Ｗ＋Ｄ＿Ｖ＿Ｂ）／２Ｄ＿Ｖ＿Ｗおよび
   Ｄ＿Ｖ＿Ｂは、 金属ドラム上に貼付した絶縁性フィルムに一定の表面電
   位をのせ、これを各々白色トナー（Ｗ）および黒色トナ
   ー（Ｂ）を用いた２種類の現像剤でそれぞれ独立に現像
   したときの前記フィルム上に付着した各トナーの単位面
   積当たりの重量Ｄ＿Ｖ＿Ｗ＿Ｂは、 白色トナー（Ｗ）および黒色トナー（Ｂ）を５０重量％
   ずつ混合した混合トナーを用いた現像剤で、金属ドラム
   上に貼付した絶縁性フィルム上に一定の表面電位をのせ
   、現像したときの該フィルム上に付着したトナーの単位
   面積当たりの重量］