JP3148949B2 - 電子写真用トナー及び画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真多色画像形成方
法及び該方法に用いられる電子写真用トナーに関する。

【０００２】

【従来の技術】既に画質向上のためにトナーを小径化す
ること、特に５μm付近の粒径のトナーが細線再現の忠
実性を向上させることが知られており、５μm以下を17
〜60個数％含有し、かつその領域の個数／体積比；Ｎ／
Ｖが−0.04＋Ｋ（Ｋは4.5〜6.5）の時に画質と耐久性と
を両立できるとされている（特開昭2-877号等）。

【０００３】また多色画像の形成方法としては３〜４色
の各トナー像を夫々中間転写ドラム上へ現像転写を繰返
す転写ドラム方式と、３〜４色のトナーを感光体上に多
重現像し、形成した多重トナー像層を一括転写し、続い
て一括定着に移す一括転写法が知られているが、装置の
小型化が可能なことから一括転写法のメリットは大き
い。

【０００４】しかし一括転写法では感光体上に現像され
たトナーの滞留時間が長く、感光体-トナー間に付着を
促し、表面硬度の低い有機光導電性体（ＯＰＣ）を用い
た場合には付着現象は顕著となる。更にトナーバインダ
としてポリエステルの様な構造中に官能基を多く有する
ものは感光体表面との化学的親和力が加り付着現象は更
に甚しくなる。

【０００５】また小径のトナーはクリーニングブレード
による力を有効に受けることが困難であり、クリーニン
グ可能の許容幅が狭く、かつクリーニングに大きな力を
要する。更にバインダとして共有結合性の架橋構造を持
つものを使用した小径トナーでは硬度が高いことからブ
レードを傷め易く、クリーニングの可能許容幅は更に狭
くなる。

【０００６】特に一括転写法で小径トナーを用いる場
合、上の事情からクリーニングの可能性はほとんどなく
なってしまう。またクリーニングに関しては特に４〜６
μm位のトナーが除去され難く、６μm以上は特別の処置
を施すことなく容易に除去し得ること、４μm以下の粒
子は他の粒子のクリーニング助剤的作用をすることが判
った。この知見からすると、前記特開平2-877号の構成
では５μm付近が多く逆に４μm以下の領域は少ないた
め、よりクリーニングが厳しくなっていると思われる。

【０００７】

【発明の目的】前記状況に照し、本発明の目的は、細線
の再現性にすぐれ、かつ耐久性を満足でき、一括転写法
の様なトナーの感光体上滞留時間の長いプロセスにおい
ても良好なクリーニング性能を維持すること、更に多色
画像形成法において簡易小型化装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【発明の構成】前記本発明の目的は；少くとも共有結合
性架橋構造は有しないスチレン-アクリル酸及び／又は
メタクリル酸系共重合体と着色剤とを含有するトナーに
おいて、該トナー粒子の体積平均粒径が５〜９μmであ
り、かつ個数粒径分布の大きい方からの25％累積値Ｄｐ
25、同50％累積値Ｄｐ50間の関係；(Ｄｐ50)²／Ｄｐ25
の値が3.90〜4.90である電子写真用トナー、並びに前記
電子写真用トナーを用い、有機感光体上に多色画像を多
重現像し、直接転写材上に一括転写し、続いて一括定着
に移し、一括転写後前記有機感光体上に残留した前記電
子写真用トナーをブレードを用いてクリーニングする各
工程を含む画像形成方法によって達成される。

【０００９】本発明において、体積平均径５〜９μm、
(Ｄｐ50)²／Ｄｐ25＝3.90〜4.90の範囲のトナーは、細
線の再現に対し重要な役割をはたす５μm付近のトナー
の含有率が比較的高く、良好な画質が得られる。即ち５
μm付近のトナーは細線構成時に周縁部を効果的に埋
め、ジグザグのないエッジの鋭い線を再現することがで
きる。

【００１０】また前記関係式を満足するトナーは５μm
付近のトナーと４μm以下のトナーの比率が適切であ
り、４μm以下のトナーによるクリーニング助剤として
の効果を十分に抽出せる。

【００１１】尚(Ｄｐ50)²／Ｄｐ25が3.90未満では４μm
以下のトナーが多すぎ耐久性が悪くなり、一方4.90を超
えると４μm以下のトナーが少なくクリーニング性が劣
化する。

【００１２】またバインダが前記の分子構成のため化学
的親和力が小さく付着力小、及び硬度はそれほど高くな
いためクリーニング性が良く、クリーニングブレードへ
のダメージも少ない。

【００１３】一括転写法は例えば図１に示す様に４個の
現像器をもつユニットで感光体を４回転する間に、１色
ずつ現像し、４回転終了したところで転写する。

【００１４】トナーに用いられるバインダ樹脂は、共有
結合性の架橋構造をもたないスチレン・アクリル系共重
合体であり、分子量としてはＭｗ；２×10⁴〜30×10⁴、
Ｍｎ；５×10³〜15×10³、更にＴｇは50〜65℃であるこ
とが好ましい。

【００１５】トナーに混和する着色剤としてはカーボン
ブラック（Ｃ．Ｂ．）、アゾ系，ジアゾ系，キナクリド
ン系，ペリレン系，フタロシアニン系，トリアリルアミ
ン系顔料、ローダミン系染料等が用いられ、荷電制御剤
（ＣＣＡ）は必要によって添加してもよいが、カラーの
場合無色が好ましく、サリチル酸またはその誘導体、ナ
フトエ酸またはその誘導体の亜鉛塩はその点好ましい。

【００１６】離型剤としては低分子量ポリオレフィン、
脂肪酸アミド、脂肪酸エステルなどが挙げられ添加して
もよい。

【００１７】流動化剤として無機微粒子のシリカ，アル
ミナ，チタニア等を用いることができ、特に耐環境性の
観点から表面を疎水化処理したものが好ましい。尚有機
微粒子も使用可能である。

【００１８】クリーニング助剤としては脂肪酸又はその
金属塩等を用いることができる。粒径が体積平均径５〜
９μmで（Ｄｐ50）²／Ｄｐ25；3.90〜4.90のトナー粒子
の作り方としては、混練→粉砕→分級工程の後外添処理
を行えばよい。

【００１９】本発明に係るキャリアには一般的キャリア
が用いられるが、一括転写プロセスでは粒径30〜55μ
m、磁化15〜35emu/gが好ましい。

【００２０】更に小径のトナーを用いる上での問題点の
１つである耐久性をより良好なものとするため硬度が高
く、かつ臨界表面エネルギーの小さなシリコーン樹脂で
被覆されていることが好ましい。

【００２１】本発明に係る被覆キャリアにおいて、コア
には鉄、ニッケル、フェライト、マグネタイト等の磁性
材料が用いられる。

【００２２】特に磁気特性制御の容易性からフェライト
が好ましい。フェライトとは鉄を含有する磁性酸化物の
総称であり、ＭＯ・Ｆｅ₂Ｏ₃（Ｍは２価の金属）の化学
式で表されるスピネル型フェライトに限定されない。フ
ェライトは含有金属成分の組成を変えることにより種々
の磁気特性が得られるため、本発明の磁気特性の範囲に
入るものであればどの様な組成のものでもかまわない。
例えば、Ｃｕフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｃｕ
−Ｍｇフェライトが挙げられる。

【００２３】コート剤として用いるシリコーン樹脂とし
ては特に限定されないが例えば下記，により硬化す
る縮合反応型シリコーン樹脂を用いることができる。

【００２４】

【化１】

【００２５】式中、ＯＸは、アルコキシ基、ケトキシム
基、アセトキシ基、アミノキシ基などを表す。

【００２６】斯かる縮合反応型シリコーン樹脂において
特に好ましいものは、置換基がメチル基であるものであ
る。置換基がメチル基である縮合反応型シリコーン樹脂
により得られる被覆層においては、構造が緻密になり撥
水性がよくて耐湿性の良好なキャリアとすることができ
る。

【００２７】キャリアの被覆層の形成に用いるシリコー
ン樹脂としては、加熱硬化型シリコーン樹脂、常温硬化
型シリコーン樹脂のいずれをも用いることができ、常温
硬化型シリコーン樹脂を用いる場合には、硬化させるた
めに特に高温に加熱することを必要としないのでキャリ
アを容易に製造することができる。

【００２８】常温硬化型シリコーン樹脂は、通常の雰囲
気下において20〜25℃程度の温度またはこれよりわずか
に高い温度で硬化するシリコーン樹脂であり、硬化のた
めに100℃を越える温度を必要としないものである。

【００２９】キャリアの被覆層の形成に用いるシリコー
ン樹脂としては、上記の如きシリコーン樹脂を単独でま
たは組合せて用いてもよいし、あるいは上記の如きシリ
コーン樹脂に他の樹脂を混合したものを用いてもよい。
他の樹脂としては、シリコーン樹脂と相溶性の高いもの
であることが好ましい。そのような他の樹脂としては、
例えばアクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アセ
タール樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、
塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポ
リオレフィン樹脂、これらの共重合体樹脂、配合樹脂な
どを挙げることができる。

【００３０】キャリアのコート方法としてはシリコーン
樹脂を有機溶剤に溶解した被覆液をキャリア芯材粒子の
表面に塗布し、ついで加熱乾燥して溶剤を除去し、硬化
させることにより製造される。前記、塗布方法として
は、浸漬塗布、スプレー塗布、流動化ベット法等が挙げ
られるが、どの方法を用いても良い。

【００３１】また他の手段としてシリコーン樹脂の微粒
子をキャリア芯材の表面に静電付着させ熱的、機械的に
固着させる手段により製造することも可能である。

【００３２】

【実施例】次に実施例によって本発明を具体的に説明す
る。

【００３３】まづ表１に示した組成構成で、混合混練を
行ないトナー素材；ｔ−１〜６を作った。

【００３４】

【表１】

【００３５】次に粒子衝突型の微粉砕機及び気流式分級
機を用いてＴ−１〜８及びＨ−１〜７の母体トナーを作
成した。

【００３６】これらの母体トナー100部に対し、疎水性
シリカＲ−972；0.6部、疎水性チタニアＴ−805；0.8部
を添加しヘンシエルミキサを用いて混合処理を行なっ
た。

【００３７】得られたトナーの諸元を表２及び図２に示
す。

【００３８】次に飽和磁化22emu／ｇ、平均粒径40μmの
フェライト粒子にジメチルシリコーン樹脂を２wt％コー
ティングしたキャリアとトナー／キャリア比７％となる
様に混合し、各母体トナーを用いた現像剤を作成した。

【００３９】

【表２】

【００４０】評価機 コニカ製「9028」を用いた。

【００４１】9028はOPC感光体とブレードクリーニング
装置を具備しており、単色モードでは現像・転写を１サ
イクル毎に繰返し、多色モードでは現像を複数回繰返し
感光体上に多色画像を形成し、その後一括して転写する
ものである。

【００４２】評価は細線再現性、耐久性、クリーニング
性を尺度として行なった。

【００４３】細 線 再 現 性；巾100μm、長さ５mmのラ
インを200μm間隔で５本配置したオリジナル原稿をライ
ンの長さ方向に現像が進行する様に配置して複写し、中
央のラインについて線巾を画像解析装置RT-2000C（ヤー
マン社）を用いて0.5mm間隔で９点測定し、その最大〜
最小値の差により判定した。

【００４４】耐 久 性；黒化面積率５％のオリジ
ナル原稿を20000枚複写し、初期及び20000枚後につい
て、オリジナル濃度0.0で大きさ５cm×５cmのパッチを
複写した時のかぶり濃度及び上記細線の線巾測定時の９
点の平均値により判定した。

【００４５】クリーニング性；20000枚複写後のクリー
ニング不良発生時期により判定した。 実施例１〜８並びに比較例（１）〜（７） 単色モードでの評価結果を表３に示した。

【００４６】

【表３】

【００４７】実施例９〜16並びに比較例（８）〜（14） 前記の実施例、比較例の現像剤を用いて多色モードでの
前記と同様のテストを行い結果を表４に示した。

【００４８】

【表４】

【００４９】

【発明の効果】本発明の構成により細線再現性、クリー
ニング性、耐久性が向上し、かつ装置の小型化、簡略化
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多色画像形成に用いられる電子写真複
写装置による現像の説明図である。

【図２】実施例及び比較例に用いるトナーの（Ｄp50）²
／（Ｄp25）体積平均径に関る粒子特性図である。

【符号の説明】

１ 第１現像器 ２ 第２現像器 ３ 第３現像器 ４ 第４現像器 ５ 感光体ドラム ６ 転写ユニット ７ クリーニングユニット ８ 帯電ユニット ９ 給紙ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−203454（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−132459（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−100660（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−184348（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−170951（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも共有結合性架橋構造は有しな
   いスチレン−アクリル酸系及び／又はメタクリル酸共重
   合体と着色剤とを含有するトナーにおいて、該トナー粒
   子の体積平均粒径が５〜９μｍであり、かつ、個数粒径
   分布の大きい方からの２５％累積値Ｄｐ２５、同５０％
   累積値Ｄｐ５０間の関係；（Ｄｐ５０）²／Ｄｐ２５の
   値が３．９０〜４．９０である電子写真用トナー。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子写真用トナーを用
   い、有機感光体上に多色画像を多重現像し、直接転写材
   上に一括転写し、続いて一括定着に移し、一括転写後前
   記有機感光体上に残留した前記電子写真用トナーをブレ
   ードを用いてクリーニングする各工程を含む画像形成方
   法。