JPH08292595A

JPH08292595A - 電子写真用トナー

Info

Publication number: JPH08292595A
Application number: JP9917195A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Shimazaki; 大充島崎; Osamu Doi; 修土居; Kazuhiko Noda; 和彦野田; Tetsuhiro Tsuru; 哲浩津留
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、不定形トナーのクリーニング性と
球形トナーの転写性を合わせ持ち、又、トナーリサイク
ルシステムに適した電子写真用トナーであり、転写後、
感光体上の残留トナーの流動性を良好にさせ、この効果
により再度トナーホッパー内に回収されたトナーの流動
性の変化が少なく、印字品質の安定した高解像度、高画
質である信頼性の高い画像特性に優れた電子写真用トナ
ーを提供することを目的とする。【構成】本発明の電子写真用トナーは、静電潜像担持
体上に形成された静電潜像に転移し可視像を形成する電
子写真用トナーであって、不定形トナーと球形トナーの
混合物からなる構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置や静電記
録装置の現像装置に用いる電子写真用トナー（以下トナ
ーという）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真装置等では、乾式現像剤
であるトナーを使用する機器が主流を占め、多くの複写
機，レーザプリンタ，普通紙ファクシミリ等として実用
化され、めざまいし発展を遂げている。この電子写真装
置は、電子写真プロセス技術を応用した機器であり、静
電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより顕
像化するものである。この電子写真装置等は、高解像度
化及び画質の向上に伴ってより小粒径のトナーが要求さ
れている。これはトナーを小粒径化することによって、
文字の飛び散りや微小ドットの再現等に有効なためであ
る。ここで、従来のトナーとしては、不定形トナー又は
略真球状の球形トナーとが各々その特徴や装置等によっ
て別途使用されていた。

【０００３】以下に従来の不定形トナーを用いた電子写
真装置について、図面を参照しながら説明する。図１は
従来の不定形トナーを用いた電子写真装置の要部断面模
式図である。１は従来の不定形トナーを用いた電子写真
装置、２はアルミニウム等の金属ドラムを基材とし、そ
の外周面にセレン（Ｓｅ）あるいは有機光導電体（以
下、ＯＰＣと称す）等の感光受容層が薄膜上に塗布され
た静電潜像担持体である感光体、３は感光体２の上方に
近接して配設された帯電器であり、３ａはタングステン
ワイヤ等のコロナ放電を起こすための帯電線、３ｂは金
属製等で帯電線３ａを覆って配設された略筐体状のシー
ルド板、３ｃはシールド板３ｂの開口部に配設された金
属網等のグリッド板、３ｄはシールド板３ｂを覆って配
設された保護筐体部である。４は後述のトナー回収パッ
ド１４の上方に配設されて感光体２を露光し静電潜像を
形成するための露光光学系であり、５は露光光学系４か
ら照射される露光光線である。６は感光体２の側方に当
接されステンレス等の金属ドラムを基材としてその外周
面上にウレタン，シリコン等の弾性合成樹脂が層状に形
成された後述の現像ホッパー１１の両側壁部に回転自在
に軸支された現像ローラであり、ゴム硬度３０〜６０度
のものが好ましく表面粗さは表面の平滑性が高い方がト
ナー薄層形成において、均一化が図れるので７μｍＲｚ
以下のものが好ましい。又、該現像ローラ６上に薄層形
成されるトナー層の厚みとしては非磁性１成分接触現像
方式においては、０．３〜０．６mg/cm²の範囲とされ
る。７は現像ローラ６に電気的に接続されて現像ローラ
６の電位を一定に保つための現像バイアス電源、８は現
像ローラ６の側方に当接されたステンレス等の金属ドラ
ムを基材としてその外周面上にウレタン，シリコン等の
弾性合成樹脂が層状に形成されたトナー供給ローラであ
り、後述の現像ホッパー１１の両側壁部に回転自在に軸
支されて後述の不定形トナー１２を現像ローラ６に供給
すると共に、現像されずに残存した現像ローラ６上の不
定形トナー１２を掻き落とす機能を持つ。９は現像ロー
ラ６に供給された不定形トナー１２を摩擦帯電すると共
に薄層化するためのトナー規制ブレードであり、９ａは
ステンレス板，リン青銅板等の弾性を有する金属板等の
金属ばね板部材、９ｂは金属ばね板部材９ａの一端に一
体形成されたシリコン又はウレタン等の弾性合成樹脂等
のトナー規制部材、１０はトナー規制ブレード９を固定
するための螺着手段等のブレードホルダである。１１は
現像ホッパー、１２は現像ホッパー１１の不定形トナー
であり、粉砕法により製造されたトナー粒子がトナー貯
留槽内に貯留され不定形で個数平均粒径７μｍ程度の形
状を有する。１３は現像ホッパー１１に両端部が回転自
在に軸支された略矩形状で屈曲形成されたトナー撹拌部
材である。１４は略筐体状に形成されて後述のクリーニ
ングブレード１５で掻き取られた残留トナーを回収する
ためのトナー回収パッド、１５はトナー回収パッド１４
内に配設されると共に一端部が感光体２に当接されて感
光体２の表面に残留するトナー（以下残留トナーとい
う）を掻き取るためのクリーニングブレード、１６はト
ナー回収パッド１４内に感光体２に近接して配設され残
留潜像を消去する除電器、１７は感光体２の下方に近接
して配設され感光体２上に形成されたトナー像を後述の
用紙１９上に転写するための転写器であり、１７ａはタ
ングステンワイヤ等により現像バイアスを印加する転写
線、１７ｂは金属製等で転写線１７ａを覆って配設され
た略筐体状のシールド板、１７ｃはシールド板１７ｂを
覆って配設された保護筐体部である。１８は用紙カセッ
ト、１９は用紙カセット１８に収納された用紙、２０は
用紙カセット１８の上方に回転自在に配設された略断面
半月形状の給紙ローラ、２１は用紙カセット１８又は給
紙ローラ２０の側方に回転自在に並設された搬送ロー
ラ、２２は用紙１９を感光体２上に形成されたトナー像
と一致させるため一時的に用紙１９を停止待機させるた
めのレジストローラ、２３はレジストローラ２２に当接
された従動ローラである。２４は用紙１９上に転写され
たトナー像を後述のヒートローラ２５と加圧ローラ２６
の挟持回転に伴う加圧と熱によって定着させる定着器で
あり、２５は内部に熱源を有するヒートローラ、２６は
ヒートローラ２５に当接された加圧ローラである。

【０００４】以上のように構成された従来の電子写真装
置について、以下その動作を説明する。まず、感光体２
が回転されるに伴って、先の画像形成プロセスで感光体
２の表面に残留した残留トナーがクリーニングブレード
１５によって除去されると共に感光体２の表面に残留す
る電荷が除電器１６によって除去される。次いで、帯電
器３の帯電線３ａがコロナ放電を起こしグリッド板３ｃ
を介して感光体２を一様に帯電する。次いで、露光光学
系４から照射される露光光線５は、画像信号をレーザ駆
動回路（図示せず）により光強度変調やパルス幅変調し
て得られ、感光体２上に静電潜像を形成する。一方、感
光体２，現像ローラ６及びトナー供給ローラ８が各々隣
接するローラと所定のニップ部を有して形成されている
ために、前述の感光体２の回転に伴って感光体２に当接
した現像ローラ６が回転すると共にトナー供給ローラ８
が回転する。次いで、トナー撹拌部材１３が現像ホッパ
ー１１のトナー貯留槽内に貯留された不定形トナー１２
の凝集を防ぎながら不定形トナー１２をトナー供給ロー
ラ８に供給する。次いで、トナー供給ローラ８から現像
ローラ６に不定形トナー１２が供給される。ここで、現
像ローラ６の表面に担持された不定形トナー１２はトナ
ー規制ブレード９によって所定の層厚に薄層形成される
と共に摩擦帯電される。次いで、現像ローラ６の表面に
所定厚みを持たせて薄層形成された不定形トナー１２が
感光体２の表面の静電潜像に転移付着されることによっ
て感光体２の表面にトナー像として顕像化される。この
トナー像は感光体２と転写器１７との電位差によって用
紙１９に転写される。次いで、用紙１９の上面に形成さ
れたトナー像は定着器２４のヒートローラ２５の加熱及
び加圧ローラ２６の加圧によって定着される。尚、用紙
１９は用紙カセット１８から給紙ローラ２０，搬送ロー
ラ２１によって一枚ずつ図１中Ａ矢視する搬送方向へ搬
送され、レジストローラ２２によってトナー像の転写が
開始されるまで一時停止した後に、トナー像が転写され
定着器１７に搬送される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、トナーとして従来の不定形トナー又は、略
真球状である球形トナーとが、材料，製造方法，装置等
の違いにより、別途使用されていた。不定形トナーの場合、クリーニング性能に優れるが、
小粒径化することによって、摩擦が大きく帯電が過大に
なること等から不定形トナーどうしの結合力が強く，凝
固してしまい、現像装置から感光体に転移付着できず、
転写効率が低下し、又、トナーの凝固により、転写効率
のばらつきが生じ、画像の濃度のばらつきが発生し、画
像品質が劣化するという問題点を有していた。球形トナーの場合は、従来のクリーニングブレードに
よるクリーニング方式では、トナー形状が球形であるこ
とから摩擦抵抗等が小さくクリーニングブレードへの引
っ掛かりが小さくなり、クリーニングブレード下を通過
する球形トナーが多く、クリーニング不良が発生すると
いう問題点を有していた。特に、球形トナーが高解像度
化のため、より小粒径化されるにつれ、この問題が顕著
になる。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、不定形トナーのクリーニング性能と球形トナーの転
写性能を合わせ持ち、又、トナーリサイクルシステムに
適した電子写真用トナーであり、転写後、感光体上の残
留トナーの流動性を良好に保ち、この効果により再度ト
ナーホッパー内に回収されたトナーの流動性の変化が少
なく、印字品質の安定した高解像度，高画質である信頼
性に優れた電子写真用トナーを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載された電子写真用トナーは、
静電潜像担持体上に形成された静電潜像に転移し可視像
を形成する電子写真用トナーであって、不定形トナーと
球形トナーの混合物からなる構成を有しており、本発明
の請求項２に記載された電子写真用トナーは、請求項１
において、不定形トナーの個数平均粒径をＤ₁とし、球
形トナーの個数平均粒径をＤ₂としたとき、Ｄ₁＞Ｄ₂の
関係にある構成を有しており、本発明の請求項３に記載
された電子写真用トナーは、請求項１又は２の内いずれ
か１において、球形トナーの混在比率αが重量比で０．
００１％≦α≦１５％の関係にある構成を有しており、
本発明の請求項４に記載された電子写真用トナーは、請
求項１乃至３の内いずれか１において、球形トナーが、
球形トナー粒子の絶対最大長を直径とする円の面積をＳ
ｃとし、球形トナー粒子の実質投影面積をＳｒとしたと
き、１．０≦Ｓｃ／Ｓｒ≦１．５の関係にある構成を有
している。

【０００８】ここで、球形トナーとは、該球形トナー粒
子の絶対最大長を直径とする円の面積をＳｃとし、球形
トナー粒子の実質投影面積をＳｒとしたとき、１．０≦
Ｓｃ／Ｓｒ≦１．５，好適には１．０≦Ｓｃ／Ｓｒ＜
１．３のものをいう。Ｓｃ／Ｓｒの値が１．３以上の大
きさになるにつれ転写効率が低下する傾向が現れだし、
特にＳｃ／Ｓｒの値が１．５より大きくなるとその傾向
が著しくなるので、好ましくない。尚、Ｓｃ／Ｓｒの値
は真球のとき１．０を示すものである。また、不定形ト
ナーとは、球形トナー以外のトナーをいう。また、球形
トナーは、トナー粒子を真球状にするため乳化重合又は
懸濁重合によって得られたものや粉砕によって作製した
粒子を加熱等の方法によって球形化処理したものであ
る。また、個数平均粒径とは、粒径が異なる多数の粒子
で構成される粒子群を代表する粒径をいう。また、実質
投影面積とは、物体を一平面上に投影したとき、その平
面上に投影された投影面の面積をいう。球形トナーの混
在比率αとしては、重量比で０．００１％≦α≦１５
％，好適には０．０１％≦α≦１０％とされるのが好ま
しい。球形トナーの混在比率αが重量比で系中０．０１
％より小さくなるにつれ転写効率が低下する傾向が現れ
だし、特に０．００１％より小さくなるとその傾向が著
しくなり、球形トナーの混在比率αが重量比で系中１０
％より大きくなるにつれクリーニング性能が低下する傾
向が現れだし、特に１５％より大きくなるとその傾向が
著しくなるので、いずれも好ましくない。

【０００９】

【作用】この構成により、以下の作用を奏する。すなわ
ち、電子写真用トナーに不定形トナーと球形トナーを混在
させた混合物を用いたことにより、前記球形トナーによ
って現像装置内での該電子写真用トナーの帯電制御を容
易にすることができるとともに、不定形トナーがその静
電的な付着力によって球形トナーと一体化されるため、
良好な現像転写を得ることができる。さらに、用紙への
トナー像の転写後、クリーニングブレードによって、感
光体上に残留した残留トナーである不定形トナーとさら
に不定形トナーに付着した球形トナーが効率よく感光体
から掻きとることができ、クリーニング性を著しく向上
させることができる。不定形トナーの個数平均粒径をＤ₁とし、球形トナー
の個数平均粒径をＤ₂としたとき、Ｄ₁＞Ｄ₂の関係にす
ることにより、クリーニング特性を著しく向上させるこ
とができる。球形トナーの混在比率が重量比で０．００１％以上、
１５％以下の範囲にあることにおいても同様の効果をえ
ることができる。このことにより、トナーがより小粒径
化しても、現像転写及びクリーニング特性が極めて良好
で、高解像度、高画質の画像特性を得ることができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面等を参
照しながら説明する。

【００１１】（実施例１）本発明の第１実施例の電子写
真用トナーの構成について説明する。不定形トナーとし
て、スチレン系共重合体に帯電制御剤および離型剤を添
加混練後、粉砕分級し、次いで、流動化剤として疎水性
シリカを外添した個数平均粒径７μｍのものを用意し
た。又、球形トナーとして、スチレン系単量体を用いて
公知の技術である懸濁重合法により作製した個数平均粒
径６μｍのものを用意した。ここで、球形トナーの球状
の度合を、トナー粒子の絶対最大長を直径とする円の面
積をＳｃとし、トナー粒子の実質投影面積をＳｒとした
とき、Ｓｃ／Ｓｒの値が１．０〜１．３の範囲内になる
ようにした。次いで、得られた不定形トナーと球形トナ
ーを、重量比で不定形トナー９５％、球形トナー５％の
混在比率で混合機にて混合することにより、本発明の第
１実施例における電子写真用トナーを得た。

【００１２】（実施例２）不定形トナーと球形トナーの
混在比率を重量比で不定形トナー９０％、球形トナー１
０％とした以外は第１実施例と同様にして本発明の第２
実施例における電子写真用トナーを得た。

【００１３】（比較例１）不定形トナーと球形トナーの
混在比率を重量比で不定形トナー８０％、球形トナー２
０％とした以外は第１実施例と同様にして比較用の電子
写真用トナーを得た。

【００１４】（比較例２）球形トナーとして個数平均粒
径８μｍのものを用いた以外は第１実施例と同様にして
比較用の電子写真用トナーを得た。

【００１５】（比較例３）第１実施例と同様の不定形ト
ナーのみで構成した以外は第１実施例と同様にして比較
用の電子写真用トナーを得た。

【００１６】（比較例４）第１実施例と同様の球形トナ
ーのみで構成した以外は第１実施例と同様にして比較用
の電子写真用トナーを得た。

【００１７】以上のように形成された実施例１，２及び
比較例１乃至４の電子写真用トナーについて、転写性及
びクリーニング性の試験を行った。以下その結果につい
て説明する。

【００１８】（実験例１）まず、実施例１，２及び比較
例１乃至４で得た各電子写真用トナーを使用し、転写性
確認のため転写効率の測定を行った。以下に、従来例で
用いた図１を参照して詳細な条件を説明する。感光体
２，現像ローラ６及びトナー供給ローラ８の回転方向は
図１中に示す矢印Ａ，Ｂ，Ｃ方向となっており、各接触
部において摩擦接触の状態になっている。トナー供給ロ
ーラ８は、金属製シャフトの周囲に絶縁性発泡体を形成
したものを用いた。又現像ローラ６は、金属製シャフト
を基材としその外周面上に抵抗値１０⁶Ωcmの導電性弾
性部材であるシリコンゴムを形成た単層構成のものを用
いた。又、現像ローラ６のシリコンゴムは、ゴム硬度４
０度、表面粗さ３μｍＲｚのものを用いた。又、トナー
規制ブレード９のトナー規制部材９ｂとしては、ゴム硬
度６０度のウレタンゴムを用いた。又、トナー規制ブレ
ード９はブレードホルダ１０に３個所でねじ止めした。
これにより、トナー規制部材９ｂは現像ローラ６を線圧
８０g/cmで押圧し、現像ローラ６の表面に０．５mg/cm²
のトナー層を形成するものとした。

【００１９】以下に印字を行う際の電子写真プロセス条
件を示す。プロセス速度は７６mm/sec、感光体２は負帯
電型ＯＰＣ、現像ローラ６の周速度は１５２mm/secで感
光体２に対する周速比は２倍、トナー供給ローラ８の周
速度は１０５mm/secである。感光体２は−７００Ｖに均
一帯電させ、現像ローラ６に印加する現像バイアスは−
３００Ｖ、転写線１７ａへの印加電圧は４ＫＶである。

【００２０】転写効率の測定は、定着後の画像濃度が
１．６のベタ画像になるように露光光学系４への画像信
号を決定し、その露光条件にて転写前の感光体２上のト
ナー付着量と転写後の用紙１９上のトナー付着量を測定
して行った。実施例１，２及び比較例１乃至４の転写効
率と判定結果を（表１）に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】ここで、（表１）の評価方法としては、一
般に必要とされる転写効率は９０％程度以上であること
から、転写効率が９０％以上のものは○、９０％未満の
ものは×で評価した。

【００２３】この（表１）から明らかなように、不定形
トナーのみで構成された比較例３以外は実用レベルにあ
る。これは比較例３以外は球形トナーが含まれるため、
転写性に優れた球形トナーの影響だと考察される。転写
性に関しては、混在比率、トナー粒径に関わらず球形ト
ナーが混在することで、優れた転写性が得られることが
判明した。

【００２４】（実験例２）次に、実施例１，２及び比較
例１乃至４で得られた各電子写真用トナーを使用し、ク
リーニング性の確認を行った。詳細な条件は、実施例１
と同様のため省略する。

【００２５】クリーニング性は、画像濃度１．０のベタ
画像を感光体２上に形成し、転写器１７にバイアス電圧
を印加しないことにより用紙１９への転写を行わず、ク
リーニングを行い、クリーニング後に残留した感光体２
の表面のトナーを粘着テープで剥離し、これの白色度を
測定して表した。この値が大きいほどクリーニング性が
悪いことをを示す。実施例１，２及び比較例１乃至４の
クリーニング性（白色度）とその判定結果を（表１）に
示した。評価方法としては白色度が２．０以下のものは
○、２．０〜５．０のものは△、５．０以上のものは×
で評価した。

【００２６】この（表１）から明らかなように、球形ト
ナーの混在比率が大きく、又不定形トナー１２の個数平
均粒径より球形トナーの個数平均粒径が大きくなるとク
リーニング特性が悪くなる傾向にある。これは、球形ト
ナーの混在比率が大きくなると不定形トナー粒子と一体
化していない球形トナー粒子の比率が大きくなるため
で、又不定形トナー１２の個数平均粒径より球形トナー
の個数平均粒径が大きくなると球形トナーのクリーニン
グブレード１５を通過する特性が顕著となるためだと考
えられる。よって、優れたクリーニング性を実現するた
めには、球形トナーの混在比率が１５％以下で不定形ト
ナー１２の個数平均粒径より球形トナーの個数平均粒径
を大きくする必要がある。

【００２７】以上のように本実施例によれば、転写性及
びクリーニング性を向上させることでき、高解像度，高
画質の画像特性を得ることができた。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の電子写真用トナー
によれば、不定形トナーと球形トナーを混在したことに
より、トナーを小粒径化しても不定形トナーのクリーニ
ング性と球形トナーの転写性を合わせること、すなわ
ち、球形トナーによって現像装置内でのトナーの帯電を
容易にし、不定形トナーは球形トナーとともに静電的な
付着力によって一体化されるため、良好な現像転写を得
ることができる。さらに、用紙への転写後、残留トナー
は、不定形トナーと付着した球形トナーもクリーニング
ブレードにより効率よく感光体から掻きとられクリーニ
ング性を向上させることができる。このことにより、ト
ナーがより小粒径化しても、現像転写及びクリーニング
性が極めて良好で、高解像度、高画質の画像特性に優れ
た電子写真用トナーを実現することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の不定形トナーを用いた電子写真装置の要
部断面模式図

【符号の説明】

１電子写真装置２感光体３帯電器３ａ帯電線３ｂシールド板３ｃグリッド板３ｄ保護筐体部４露光光学系５露光光線６現像ローラ７現像バイアス電源８トナー供給ローラ９トナー規制ブレード９ａ金属ばね板部材９ｂトナー規制部材１０ブレードホルダ１１現像ホッパー１２不定形トナー１３トナー撹拌部材１４トナー回収パッド１５クリーニングブレード１６除電器１７転写器１７ａ転写線１７ｂシールド板１７ｃ保護筐体部１８用紙カセット１９用紙２０給紙ローラ２１搬送ローラ２２レジストローラ２３従動ローラ２４定着器２５ヒートローラ２６加圧ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者津留哲浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像担持体上に形成された静電潜像に
転移し可視像を形成する電子写真用トナーであって、不
定形トナーと球形トナーの混合物からなることを特徴と
する電子写真用トナー。
【請求項２】前記不定形トナーの個数平均粒径をＤ₁と
し、前記球形トナーの個数平均粒径をＤ₂としたとき、
Ｄ₁＞Ｄ₂の関係にあることを特徴とする請求項１に記載
の電子写真用トナー。
【請求項３】前記球形トナーの混在比率αが重量比で
０．００１％≦α≦１５％の関係にあることを特徴とす
る請求項１又は２の内いずれか１に記載の電子写真用ト
ナー。
【請求項４】前記球形トナーが、前記球形トナー粒子の
絶対最大長を直径とする円の面積をＳｃとし、前記球形
トナー粒子の実質投影面積をＳｒとしたとき、１．０≦
Ｓｃ／Ｓｒ≦１．５の関係にあることを特徴とする請求
項１乃至３の内いずれか１に記載の電子写真用トナー。