JPH0789240B2 - 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、静電転写型複写機および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より吸着
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
制御機能を有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、1,00
0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。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電子写真用トナーは、上記の課題を解決するた
めに、電子写真装置における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
とは、トナー粒状体の表面に帯電制御機能を有する外添
剤が添加されることにより形成されている電子写真用ト
ナーにおいて、上記の外添剤は、１種類以上のものから
なり、かつ両トナー間で種類の異なる少なくとも１種類
の異種類外添剤を有し、両トナーにおける異種類外添剤
の種類数は同数であると共に、初期時供給用トナーの異
種類外添剤の正帯電性は、補給用トナーの異種類外添剤
の正帯電性よりも強くなっていることを特徴としてい
る。

〔作用〕 上記の構成によれば、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添加されている外添剤は、１種類
以上のものからなり、かつ両トナー間で種類の異なる少
なくとも１種類の異種類外添剤を有し、両トナーにおけ
る異種類外添剤の種類数は同数であると共に、初期時供
給用トナーの異種類外添剤の正帯電性は、補給用トナー
の異種類外添剤の正帯電性よりも強くなっている構成で
あるから、例えば、本トナーを使用する静電転写型複写
機での複写初期から、複写動作を重ねた複写初期以降に
おいて、現像装置内の現像剤中のトナーは、帯電量が安
定に推移し、安定した画像濃度の複写を行うことができ
る。

即ち、初期時供給用トナーにおける異種類外添剤の正帯
電性が補給用トナーの異種類外添剤の正帯電性よりも強
くなっていれば、上記の異種類外添剤の作用により、相
対的に、初期時供給用トナーは帯電量の上昇が促進され
る一方、補給用トナーは帯電量の上昇が抑制されること
になる。従って、主として初期時供給用トナーが使用さ
れる複写初期と、主として補給用トナーが使用される初
期以降の複写時との間において、現像剤中におけるトナ
ーの帯電量の差を小さくすることができる。従って、現
像剤中におけるトナーの帯電量は複写初期から初期以降
にかけて安定に推移し、安定した画像濃度の複写を行う
ことができる。

尚、上記の異種類外添剤としては、アルカリ土類金属、
希土類金属および遷移金属の各炭酸塩と硫酸塩、疎水性
シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸
化亜鉛、酸化マグネシウム、脂肪属金属塩等を、上記の
条件に合うように選択して使用することができる。

〔実施例１〕 本発明の一実施例を第１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
と共に当初から供給される初期時供給用トナーと、この
初期時供給用トナーの消費による減少時に補給される補
給用トナーとからなる。これら両トナーは、正帯電性を
有し、初期時供給用トナーは、例えば結着樹脂剤、着色
剤、帯電制御剤および離型剤を内添剤として含むトナー
粒状体と、正の帯電制御機能を有する、即ちトナーの正
帯電性を高める外添剤としての酸化アルミニウムの粉末
とからなる。また、補給用トナーは、上記のトナー粒状
体と、負の帯電制御機能を有する、即ち負の帯電性を高
める外添剤としての疎水性シリカの粉末とからなる。そ
して、上記の酸化アルミニウムと疎水性シリカとは異種
類外添剤となっている。

また、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、ローズベルガル、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−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、本トナーの製造方法を以下に説明
する。

先ず、第１表に示すスチレンアクリル、カーボンブラッ
ク、ニグロシンおよびポリエチレンを同表に示す割合に
て混合し、加熱溶融して混練した後、粒状に粉砕した。
そして、得られた粒状体を分級することにより、トナー
粒状体Ａを得た。

そして、このトナー粒状体Ａに、異種類外添剤としての
酸化アルミニウム粉末をトナー粒状体A100重量％に対し
て0.2重量％加えて混合することにより、トナー粒状体
Ａの表面に酸化アルミニウム粉末を付着させ、初期時供
給用トナーを得た。また、上記のトナー粒状体Ａに、異
種類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0.2重量％加えて混合することにより、ト
ナー粒状体Ａの表面に疎水性シリカを付着させ、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２表に示すように、複写初期から4,000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、21.5（μc/g）から24.5（μc/g）へと推移
し、画像濃度は1.45から1.44へと推移した。また、この
ときの両者の推移をグラフに表すと、第１図のようにな
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
とに使用している異種類外添剤としての酸化アルミニウ
ムと疎水性シリカとの帯電量、および後述の異種類外添
剤である酸化チタンと酸化スズとの帯電量は、第３表に
示すようになっている。尚、これら異種類外添剤の帯電
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:300mech 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、各異種類外添剤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。

尚、本実施例および後述の実施例においては、異種類外
添剤として、酸化アルミニウム、疎水性シリカ、酸化チ
タンおよび酸化スズを使用しているが、異種類外添剤は
これらに限定されるものではなく、他に、アルカリ土類
金属、希土類金属および遷移金属の各炭酸塩と硫酸塩、
酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび脂肪属金属塩等を選
択的に使用することができる。

〔実施例２〕 本発明の他の実施例を以下に説明する。

本発明に係る電子写真用トナーは、初期時供給用トナー
が、前記のトナー粒状体Ａと正の帯電制御機能を有する
外添剤としての酸化アルミニウムおよび酸化チタンの粉
末とからなる一方、補給用トナーが、上記のトナー粒状
体Ａと負の帯電制御機能を有する外添剤としての疎水性
シリカおよび酸化スズの粉末とからなる。そして、上記
の酸化アルミニウム、酸化チタン、疎水性シリカおよび
酸化スズは異種類外添剤となっている。

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、実施例１と同様
にしてトナー粒状体Ａを得た。

そして、トナー粒状体A100重量％に対して、酸化アルミ
ニウム粉末0.2重量％と酸化チタン粉末0.3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、疎水性シリカ0.2重量％と酸化ス
ズ0.3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２表に示す結果が得られた。

同表の結果より、複写初期から4,000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、2
1.0（μc/g）から24.0（μc/g）へと推移し、画像濃度
は1.45のまま変化がない。従って、本実施例に係るトナ
ーでは、実施例１のトナーと同様、帯電量の推移が比較
的安定であり、画像濃度が多数枚の複写動作に対して安
定なものとなっている。

〔比較例〕

実施例１に示したトナー粒状体A100重量％に対して、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、第２表に示すように、複写初期から4,
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16.0（μc/g）から25.0（μc/g）へ
と、また画像濃度は1.46から1.40へと、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〕

本発明の電子写真用トナーは、以上のように、電子写真
装置における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は、トナー粒
状体の表面に帯電制御機能を有する外添剤が添加される
ことにより形成されている電子写真用トナーにおいて、
上記の外添剤は、１種類以上ものからなり、かつ両トナ
ー間で種類の異なる少なくとも１種類の異種類外添剤を
有し、両トナーにおける異種類外添剤の種類数は同数で
あると共に、初期時供給用トナーの異種類外添剤の正帯
電性は、補給用トナーの異種類外添剤の正帯電性よりも
強くなっている構成である。

それゆえ、例えば本トナーを使用する静電転写型複写機
での複写初期から、複写動作を重ねた複写初期以降の複
写において、現像装置内の現像剤中におけるトナーの帯
電量は安定に推移することができる。従って、安定した
画像濃度の複写を行う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図は本発明の一実施例を示すものであって、複写枚
数とトナーの帯電量および画像濃度との関係を示すグラ
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63−96665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−181750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−250658（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−17751（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−151963（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−231369（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真装置における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
   トナーとは、トナー粒状体の表面に帯電制御機能を有す
   る外添剤が添加されることにより形成されている電子写
   真用トナーにおいて、 上記の外添剤は、１種類以上のものからなり、かつ両ト
   ナー間で種類の異なる少なくとも１種類の異種類外添剤
   を有し、両トナーにおける異種類外添剤の種類数は同数
   であると共に、初期時供給用トナーの異種類外添剤の正
   帯電性は、補給用トナーの異種類外添剤の正帯電性より
   も強くなっていることを特徴とする電子写真用トナー。