JPH1031325A

JPH1031325A - 電子写真用トナー及び画像形成方法

Info

Publication number: JPH1031325A
Application number: JP18478296A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Oshiba; 知美大柴; Kenji Yamane; 健二山根; Yuji Marukawa; 雄二丸川; Hiroshi Yamazaki; 弘山崎
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 1998-02-03

Abstract

(57)【要約】【課題】適正な摩擦帯電量とシャープな帯電量分布が
達成され、繰り返し複写画像を形成しても帯電特性の変
化が小さく、良好な画像を与える電子写真用トナー及び
画像形成方法の提供。【解決手段】少なくとも樹脂と荷電制御剤とを含有す
る電子写真用トナーにおいて、該荷電制御剤が該樹脂中
に、最大長軸径０．０１μｍ以上１．５μｍ以下で分散
されていることを特徴とする電子写真用トナー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真用トナー
及びこれを用いた画像形成方法に関するものであり、よ
り詳しくは荷電制御剤を含有する電子写真用トナー及び
画像形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から荷電制御剤を用いた電子写真用
トナー（単にトナーとも言う）においては、荷電制御剤
の添加量、トナー中での荷電制御剤の分散径により帯電
性が変化することが知られており、目的の帯電性を得る
ために荷電制御剤の添加量の他、平均分散径を管理する
等の技術が用いられている。しかし、これらの方法で
は、平均値にあまり影響を与えない、数個の大きな荷電
制御剤凝集体が存在するために、これに対応した帯電性
の異なるトナーが存在してしまう。更に、このトナーを
感光体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する
工程と、感光体へ現像されたトナーを転写体へ転写する
工程と、未転写トナーをクリーニングする工程と、クリ
ーニング部で回収されたトナーを現像部へ戻す工程を有
する画像形成方法（以下トナーリサイクルシステムを採
用した画像形成方法）に用いた場合、選択現像、選択転
写が起こり、現像部に存在するトナーの帯電性がより変
化しやすくなってしまう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、帯電
量分布がシャープなトナーを得ることにある。

【０００４】本発明のもう一つの目的は、静電潜像を帯
電微粒子により現像する工程を含む画像形成方法におい
て、シャープな帯電分布を得ることにある。

【０００５】本発明のもう一つの目的は、トナーリサイ
クルシステムを採用した画像形成方法において、安定し
た帯電性を示す系を実現することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、下
記構成によって達成される。

【０００７】（１）少なくとも樹脂と荷電制御剤とを
含有する電子写真用トナーにおいて、該荷電制御剤が該
樹脂中に、最大長軸径０．０１μｍ以上１．５μｍ以下
で分散されていることを特徴とする電子写真用トナー。

【０００８】（２）少なくとも樹脂と荷電制御剤とを
含有する電子写真用トナーにおいて、該樹脂のソルビリ
ティーパラメータ（ＳＰ値）と該荷電制御剤のＳＰ値の
差の絶対値が０．４以上２．３以下であることを特徴と
する電子写真用トナー。

【０００９】（３）感光体上に形成された静電潜像を
トナーにより現像する工程を含む画像形成方法におい
て、該トナーが前記１記載の電子写真用トナーであるこ
とを特徴とする画像形成方法。

【００１０】（４）感光体上に形成された静電潜像を
トナーにより現像する工程を含む画像形成方法におい
て、該トナーが前記２記載の電子写真用トナーであるこ
とを特徴とする画像形成方法。

【００１１】（５）感光体上に形成された静電潜像を
トナーにより現像する工程と、感光体へ現像されたトナ
ーを転写体へ転写する工程と、未転写トナーをクリーニ
ングする工程と、クリーニング部で回収されたトナーを
現像部へ戻す工程を有する画像形成方法において、該ト
ナーが前記１記載の電子写真用トナーであることを特徴
とする画像形成方法。

【００１２】（６）感光体上に形成された静電潜像を
トナーにより現像する工程と、感光体へ現像されたトナ
ーを転写体へ転写する工程と、未転写トナーをクリーニ
ングする工程と、クリーニング部で回収されたトナーを
現像部へ戻す工程を有する画像形成方法において、該ト
ナーが前記２記載の電子写真用トナーであることを特徴
とする画像形成方法。

【００１３】本発明において、荷電制御剤の最大長軸径
は以下の方法で測定する。

【００１４】トナーを樹脂に包埋し、ミクロトームにて
約０．２０μｍの厚さの切片を作成する。透過型電子顕
微鏡にてこの切片の５０００倍の写真を撮影する。写真
１枚にトナー１個の断面が入りきらない場合には、視野
をずらし断面全体を５０００倍で観察できるようにす
る。この操作をトナー１０個分について行い、その全部
について最大長軸径を測定する。

【００１５】本発明において、荷電制御剤の最大長軸径
は０．０１μｍ以上１．５μｍ以下であるが、荷電制御
剤の分散径が小さすぎる場合、例えばトナー中に分子分
散しているような場合には荷電制御剤の帯電が発揮され
にくいため、最大長軸径は０．０５μｍ以上であること
が好ましい。

【００１６】本発明において、荷電制御剤のＳＰ値は以
下の方法で測定する。

【００１７】ＳＰ値の異なる溶媒を数種用意し、これら
の溶媒の混合比を変えてＳＰ値を変化させた混合溶媒を
調整する。この混合溶媒に測定対象の荷電制御剤を一定
量添加し、ウェーブローターにて２０分間、撹拌する。
その後、これらを静置し、最も分散性の良い溶媒のＳＰ
値を荷電制御剤のＳＰ値とする。なお、混合溶媒のＳＰ
値は、用いた溶媒のＳＰ値に体積分率を乗じたものの和
として求める。

【００１８】本発明において、樹脂のＳＰ値は以下の方
法で測定する。

【００１９】樹脂をＳＰ値既知の良溶媒に一定量溶解
し、これにＳＰ値既知の貧溶媒を滴下していき、曇点を
求める。曇点の良溶媒と貧溶媒の混合比より混合溶媒の
ＳＰ値を算出し、これを樹脂のＳＰ値とする。

【００２０】本発明の電子写真用トナーに用いる樹脂と
しては特に限定されず、従来公知の種々の樹脂が用いら
れる。例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレ
ン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられ
る。

【００２１】本発明の電子写真用トナーに用いる荷電制
御剤としては特に限定されず、従来公知の種々の荷電制
御剤が用いられる。例えば、金属錯体系染料、ニグロシ
ン系染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニ
ウム塩系化合物等が挙げられる。特に好ましい荷電制御
剤としては４級アンモニウム塩系化合物である。

【００２２】ただし、本発明の電子写真用トナーに用い
る樹脂と荷電制御剤の組み合わせは、特許請求の範囲に
記載した条件を満足する関係になければならない。

【００２３】本発明の電子写真用トナーに使用される着
色剤としては特に限定されず、従来公知の種々の材料が
使用される。例えばカーボンブラック、ニグロシン染
料、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロ
ー、ウルトラマリンブルー、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、ロー
ズベンガル等が挙げられる。

【００２４】本発明の電子写真用トナーは、必要に応じ
て離型剤を含有しても良い。離型剤としては、従来使用
されている離型剤は全て使用することができる。具体的
には、低分子量ポリプロピレン・低分子量ポリエチレン
・エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン類、マ
イクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、サ
ゾールワックス、パラフィンワックス等が挙げられる。
これらの添加量はトナー中に１〜５重量％添加すること
が好ましい。

【００２５】また、本発明の電子写真用トナーには、流
動性付与等の観点から、無機微粒子を着色粒子に添加し
てもよい。無機微粒子としてはシリカ・チタニア・アル
ミナ等の無機酸化物粒子が好ましく、更に、これら無機
微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤
等によって疎水化処理されていてもよい。疎水性シリカ
微粒子の一次粒子の数平均分散径は、５〜３００ｎｍの
範囲が好ましい。また、疎水性シリカ微粒子の添加割合
は、トナーに対し０．１〜２重量％の範囲が好ましい。

【００２６】次に、本発明の画像形成方法について説明
する。図１は本発明の画像形成方法の実施に用いること
ができる画像形成装置を示す。

【００２７】正帯電有機光導電性感光層を備えた潜像担
持体１０の周囲に、帯電極１１、現像機構１２、転写分
離極１３、クリーニング機構１４、除電ランプ１５が配
置されている。給紙機構１６からの記録材は、搬送機構
１７により搬送され、転写分離極１３によりトナー像の
転写を受けた後、定着機構１８により定着されて画像が
形成される。

【００２８】転写後に潜像担持体１０上に残留したトナ
ーはクリーニング機構１４により掻き取り除去される。
回収したトナーは、リサイクル機構１９により再度現像
機構１２に戻されて再使用される。

【００２９】以下、各工程ごとに説明する。

【００３０】（現像工程）樹脂微粒子を必須成分として
固着しているトナーを用いて構成した１成分現像剤又は
２成分現像剤を現像剤搬送担体により現像領域に搬送
し、この現像剤により潜像担持体上の静電潜像を現像し
て、未定着トナー画像を形成する。

【００３１】現像方法としては、特に限定されず、従来
公知の方法を適用することができる。具体的には以下の
方法を挙げることができる。

【００３２】（１）接触磁気ブラシ現像法この方法では、図２に示すように、現像剤搬送担体２１
上に、現像領域の間隙より穂立ちの高い現像剤の磁気ブ
ラシを形成し、この磁気ブラシを現像領域に搬送して潜
像担持体１０上の静電潜像を摺擦しながら磁気ブラシ中
のトナーを静電潜像に付着させて現像を行う。なお、２
２は主撹拌ローラ、２３は補助撹拌ローラ、２４はトナ
ー搬送スクリュー、２５は穂立ち規制板、２６はドクタ
ーブレードである。

【００３３】（２）ジャンピング磁気ブラシ現像法この方法では、現像剤搬送担体上に、現像領域の間隙よ
り穂立ちの低い現像剤の磁気ブラシを形成し、この磁気
ブラシを現像領域に搬送するとともに、現像領域に振動
電界を作用させることにより磁気ブラシ中のトナーを飛
翔させて静電潜像に付着させて現像を行う。

【００３４】（転写工程）現像により得られた潜像担持
体上の未定着トナー画像を記録材に転写する。この転写
工程においては、静電転写方式或いはバイアス転写方式
の何れも適用できるが、特に静電転写方式が好ましい。
具体的には、例えば直流コロナ放電を生じさせる転写器
を、記録材を介して潜像担持体に対向するよう配置し、
記録材にその裏面側から直流コロナ放電を作用させるこ
とにより潜像担持体の表面に担持されていた未定着トナ
ー画像を記録材の表面に転写する。

【００３５】（クリーニング工程）転写工程を経た後に
潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングする。ク
リーニング手段は、特に限定されないが、潜像担持体の
表面に接触配置したクリーニングブレードを有するクリ
ーニング装置が好ましい。このクリーニング装置によれ
ば、潜像担持体の表面がクリーニングブレードにより摺
擦されることにより、残留トナーが掻き取り除去され
る。

【００３６】（リサイクル工程）クリーニングにより回
収したトナーを、適宜のリサイクルシステムにより再び
現像機構に戻してこれを再使用する。

【００３７】図３はリサイクルシステムの一例を示す説
明図である。

【００３８】１０は潜像担持体、１２は現像機構、１４
はクリーニング機構、１９はリサイクル機構、３１は磁
気ブラシ機構、３２はトナー受入れ分配機構、３３はス
クリューコンベア、３４は第１スクリュー、３５は第２
スクリューである。

【００３９】この例の装置は、第１スクリュー３４と第
２スクリュー３５とによりスクリューコンベア３３より
のトナーをトナー受入れ分配機構３２に供給するように
したものである。

【００４０】即ち、第１スクリュー３４及び第２スクリ
ュー３５は、それぞれ内部に回転軸とこの回転軸に沿っ
てスパイラル状に設けた羽根を有し、第１スクリュー３
４においては、スクリューコンベア３３により送られた
トナーが回転軸の回転に伴って羽根により順次押し上げ
られて第２スクリュー３５に送られ、この第２スクリュ
ー３５においては、第１スクリュー３４と同様の原理で
水平方向にトナーが順次送られてトナー受入れ分配機構
３２に供給され、回収されたトナーが再び潜像担持体２
０上の静電潜像の現像に供される。

【００４１】（定着工程）転写工程によって、未定着ト
ナー画像が転写された記録材を、加熱定着機構により定
着処理し、記録材上に定着トナー画像を形成する。

【００４２】（クリーニングブレードの構成）クリーニ
ングブレードの構成は、図４又は図５に記載される構成
の何れも使用することができる。図４又は図５に於いて
ホールダー３にクリーニングブレード１を保持する構成
である。又、感光体は２である。ホールダーと感光体が
形成する角度は、何れも図に示したθ₁が２０〜９０
°、好ましくは３０〜７５°である。クリーニングブレ
ード自体を構成する材料としては、シリコンゴム、ウレ
タンゴムなどの弾性体を使用することができる。この場
合、ゴム硬度が３０〜９０°のものがよい。厚みは２〜
１０ｍｍ、ホールダー部外の長さは５〜４０ｍｍがよ
い。感光体に対する圧接力は５〜３０ｇｆ／ｍｍが好適
である。

【００４３】

【実施例】次に実施例及び比較例により、本発明を具体
的に説明する。

【００４４】〔トナー作製〕表１に示す樹脂１００重量
部、同じく表１に示す荷電制御剤（ＣＣＡ）１重量部と
カーボンブラック１０重量部、ポリプロピレン４重量部
を混合、溶融混練、粉砕、紛級して、体積平均粒径８．
５μｍのトナー母体を作製し、続いてトナー１００重量
部に対し疎水性シリカ１．０重量部を外添混合し、本発
明のトナー及び比較トナーを作製した。

【００４５】樹脂と荷電制御剤のＳＰ値差の絶対値、荷
電制御剤の最大長軸分散径も表１にあわせて示した。最
大長軸分散径を制御するために「トナー５」では「比較
トナー２」の混練条件と比較して低い温度で設定し、荷
電制御剤分散を向上させ、また「トナー６」では「トナ
ー４」の混練条件と比較して広い温度を設定とし、荷電
制御剤の分散を低下された。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【化１】

【００４８】〔評価〕表１に示したトナーをスチレン−
アクリル樹脂を被覆した、体積平均粒径６０μｍのフェ
ライトキャリアと混合し、トナー濃度が５重量％の現像
剤を調整した。

【００４９】上記現像剤を用いてＵ−ＢＩＸ４１４５
（コニカ（株）製）を改造し、図３に示すリサイクル機
構を搭載した複写機により、繰り返して複写画像を形成
するテストを行い、トナーの摩擦帯電量及び帯電量分布
及び画像濃度、かぶり、トナー飛散を測定した。測定方
法は以下の通りである。また、クリーニング条件は図５
に示す構成で、θ₁＝６０°、ウレタンゴム硬度７０
°、厚み＝３ｍｍ、ホルダー部外長さ＝１０ｍｍとし
た。

【００５０】摩擦帯電量：ブローオフ法により測定（μ
Ｃ／ｇ）帯電量分布：帯電量分布測定装置イースパートアナライ
ザー（ホソカワミクロン製）により測定し、Ｑ／ｄ分布
の最頻値の１／４の頻度の幅（ｆｅｍｔＣ／μｍ）によ
り評価。この幅が大きい程、帯電量分布はブロードであ
る。

【００５１】画像濃度：サクラデンシトメーター（コニ
カ（株）製）により、コピー画像のベタ黒部分の絶対反
射濃度を５点測定し、平均値を示した。

【００５２】かぶり：サクラデンシトメーター（コニカ
（株）製）により、転写紙の白地部分に対応するコピー
画像の白地部分の相対反射濃度を５点測定し、平均値を
示した。

【００５３】トナー飛散：現像器の下部分を目視により
観察し、飛散のないものを「○」、やや飛散があるもの
を「△」、飛散が多く機内を著しく汚すものを「×」と
した。以上の結果を表２に示す。

【００５４】

【表２】

【００５５】表２より、本発明により、適正な摩擦帯電
量とシャープな帯電量分布が達成され、繰り返し複写画
像を形成しても帯電特性の変化が小さく、良好な画像特
性を得られることがわかる。

【００５６】

【発明の効果】本発明により、適正な摩擦帯電量とシャ
ープな帯電量分布が達成され、繰り返し複写画像を形成
しても帯電特性の変化が小さく、良好な画像が得られ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装
置の図である。

【図２】接触磁気ブラシ現像法を示す図である。

【図３】リサイクルシステムの一例を示す図である。

【図４】クリーニングブレードの構成を示す図である。

【図５】クリーニングブレードの構成を示す図である。

【符号の説明】

１クリーニングブレード２感光体３ホールダー１０潜像担持体１１帯電極１２現像機構１３転写分離極１４クリーニング機構１５除電ランプ１６給紙機構１７搬送機構１８定着機構１９リサイクル機構２１現像剤搬送担体２２主撹拌ローラ２３補助撹拌ローラ２４トナー搬送スクリュー２５穂立ち規制板２６ドクターブレード３１磁気ブラシ機構３２トナー受入れ分配機構３３スクリューコンベア３４第１スクリュー３５第２スクリュー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎弘東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも樹脂と荷電制御剤とを含有す
る電子写真用トナーにおいて、該荷電制御剤が該樹脂中
に、最大長軸径０．０１μｍ以上１．５μｍ以下で分散
されていることを特徴とする電子写真用トナー。
【請求項２】少なくとも樹脂と荷電制御剤とを含有す
る電子写真用トナーにおいて、該樹脂のソルビリティー
パラメータ（ＳＰ値）と該荷電制御剤のＳＰ値の差の絶
対値が０．４以上２．３以下であることを特徴とする電
子写真用トナー。
【請求項３】感光体上に形成された静電潜像をトナー
により現像する工程を含む画像形成方法において、該ト
ナーが請求項１記載の電子写真用トナーであることを特
徴とする画像形成方法。
【請求項４】感光体上に形成された静電潜像をトナー
により現像する工程を含む画像形成方法において、該ト
ナーが請求項２記載の電子写真用トナーであることを特
徴とする画像形成方法。
【請求項５】感光体上に形成された静電潜像をトナー
により現像する工程と、感光体へ現像されたトナーを転
写体へ転写する工程と、未転写トナーをクリーニングす
る工程と、クリーニング部で回収されたトナーを現像部
へ戻す工程を有する画像形成方法において、該トナーが
請求項１記載の電子写真用トナーであることを特徴とす
る画像形成方法。
【請求項６】感光体上に形成された静電潜像をトナー
により現像する工程と、感光体へ現像されたトナーを転
写体へ転写する工程と、未転写トナーをクリーニングす
る工程と、クリーニング部で回収されたトナーを現像部
へ戻す工程を有する画像形成方法において、該トナーが
請求項２記載の電子写真用トナーであることを特徴とす
る画像形成方法。