JPH0322979B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真法、静電印刷法、静電記録
法等において形成される静電荷像をトナーにより
現像して画像を形成する画像形成方法に関するも
のである。 〔従来の技術〕 画像形成方法における静電荷像の現像は、帯電
せしめたトナー粒子を静電引力を利用して静電荷
像支持体の表面に静電荷像に従つて付着させ、こ
れによつて可視化するプロセスである。 斯かる静電荷像の現像には乾式現像法を利用す
ることが好ましく、この乾式現像法に用いられる
現像剤においては、トナーとキヤリアとが混合さ
れて成るいわゆる二成分系現像剤または磁性体を
含有する磁性トナーより成りキヤリアと混合され
ずに単独で用いられるいわゆる一成分系現像剤と
がある。 このような現像剤のトナーにおいて、近年要求
が高くなりつつある高画質画像、即ち、高濃度、
高鮮鋭性、高解像性及び高階調性の可視画像を形
成せしめるためには、トナー自体が優れた流動性
を有することが必要である。トナーの流動性を向
上させるには、従来疎水性シリカ等の流動化剤を
添加する方法があるが、その添加量が多くなると
硬度の高い疎水性シリカ微粉末により静電荷像支
持体の表面が損傷されたり、静電荷像支持体の表
面クリーニングがゴムブレードによつて行なわれ
る場合にはブレードの摩耗が激しくなりクリーニ
ング不良をひき起こしたりする。更には疎水性シ
リカ自体が強い荷電制御性を有するために多量に
添加した場合は、トナー粒子の帯電量を所望の値
に調整できない場合がある。従つて流動化剤の添
加を無制限に行うことはできない。一方トナー粒
子の流動性を向上させる別の方法としてトナー粒
子を球形化する方法がある。この球形化は、例え
ば不定形のトナー粒子を熱風により処理する方
法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法、溶液
溶融法等によつてなされる。しかしながら、球形
のトナー粒子は優れた流動性を有する反面、静電
荷像支持体への付着力が比較的大きく、このため
クリーニング工程においてブレードによる充分な
クリーニングを行なうことが困難であり、静電荷
像支持体上にトナーが残留し画像汚れが発生する
問題点を有している。 このようなことから、トナーの流動性を向上さ
せ、クリーニング性能を良好なものとするため
に、球形粒子と不定形粒子との混合体より成るト
ナーが提案された。この混合体より成るトナーに
よれば、球形粒子の効果により、トナー及び現像
剤の流動性が良好に保たれ、さらに不定形粒子は
球形粒子に比べてブレードによりクリーニングさ
れ易いのであるが、この不定形粒子が球形粒子と
どのようにかかわつてクリーニングされるように
なるか不明であるが、驚くべきことには全体とし
て良好なクリーニング性能が得られる。しかしな
がらトナーが球形粒子と不定形粒子との単なる混
合体であるだけでは必ずしも充分とはいえないこ
とが判明した。即ち、トナーにおいて球形粒子の
重量平均粒径と不定形粒子の重量平均粒径とが異
なる場合には、当該トナーを一成分系現像剤とし
て用いると重量平均粒径の小さい方の粒子が選択
的に現像に寄与し、一方二成分系現像剤として用
いると重量平均粒径の大きい方の粒子が選択的に
現像に寄与するようになり、画像形成を重ねるに
つれてトナーにおける球形粒子と不定形粒子の含
有比率が変化し、安定した画像形成特性が得られ
ない。またトナーにおいて球形粒子と不定形粒子
の含有割合の如何によつては、充分良好なクリー
ニング性能が得られず、特に画像形成の回数が増
加するにつれて静電荷像支持体の表面にトナーが
残留するようになつて得られる画像に汚れが発生
し良好な画像を得ることができない場合があるこ
とも判つた。 〔発明の目的〕 本発明は以上の如き事情に基いてなされたもの
であつて、その目的は、高濃度、高画質化を達成
し、さらに優れたクリーニング性能を有し汚れの
ない画像を長期間安定して得ることができる画像
形成特性を提供することにある。 〔発明の構成〕 以上の目的は、懸濁重合により製造された球形
粒子より成る第１のトナー粉末と、不定形粒子よ
り成る第２のトナー粉末との混合体より成り、前
記第１のトナー粉末の重量平均粒径と前記第２の
トナー粉末の重量平均粒径との差が5μm以内であ
り、混合体の重量平均粒径が６〜10μmであり、
前記第２ののトナー粉末と前記第１のトナー粉末
の重量割合が100：60〜100：10であるトナー粉末
に、トナー粉末全量に対して0.01〜2.0重量％の
シリカ微粉末と、0.01〜2.0重量％の脂肪酸金属
塩が添加された静電荷像現像用トナーを用いて静
電荷像支持体に形成された静電荷像を現像する工
程と、静電荷像支持体上に残つたトナーを除去す
るためにクリーニングブレードによつてクリーニ
ングする工程とを有することを特徴とする画像形
成方法によつて達成される。 以下本発明について具体的に説明する。 本発明においては、後述する特定の静電荷像現
像用トナーを用いて静電荷像支持体に形成された
静電荷像を現像し、ここに形成される静電荷像支
持体上のトナー像を転写材に転写し、これを定着
して可視画像を形成すると共に、転写工程の後に
静電荷像支持体上に残つたトナーを除去するため
に、クリーニングブレードを静電荷像支持体の表
面に対接させることによりクリーニングを行な
う。このクリーニングされた静電荷像支持体は次
の画像形成に供される。 本発明において用いられる静電荷像現像用トナ
ーは、各々のトナー粉末の重量平均粒径の差が
5μm以内であるような、球形粒子より成る第１の
トナー粉末及び不定形粒子より成る第２のトナー
粉末の両者を、第２のトナー粉末と第１のトナー
粉末の重量割合が100：60〜100：10の範囲内とな
るように混合して混合体の重量平均粒径を60〜
10μmとし、更に、トナー粉末全量に対して特定
量のシリカ微粉末と、脂肪酸金属塩とを添加する
ことによつて得られるものである。 以上において、第１のトナー粉末及び第２のト
ナー粉末は、何れもバインダー中に着色剤及び必
要に応じて加えられる添加剤を含有して成る粉粒
体であり、磁性トナーとされるものにおいては、
着色剤の一部または全部の代りに磁性体が含有せ
しめられる。 球形粒子より成る第１のトナー粉末は、トナー
成分を分散混合した単量体より成る重合組成物を
懸濁重合せしめる造粒重合法により製造されたも
のである。 また第２のトナー粉末は、バインダー樹脂中に
トナー成分を添加し、加熱して溶融練肉し、冷却
後粉砕し分級する通常のトナーの製造方法によつ
て製造することができる。 これらの第１のトナー粉末の重量平均粒径及び
第２のトナー粉末の重量平均粒径は、「コールタ
ーカウンター」（米国コールターエレクトリツク
社製）により直径100μmのアパーチヤチユーブを
用いて測定されるものである。第１のトナー粉末
の重量平均粒径及び第２のトナー粉末の重量平均
粒径は、どちらが大きくてもよいがその差が5μm
以内、好ましくは2μm以内である。これらの重量
平均粒径はそれぞれ６〜15μmの範囲内にあるこ
とが好ましく、混合体全体としては６〜10μmの
範囲内とされる。第２のトナー粉末と第１のトナ
ー粉末の重量割合は100：60〜100：10である。以
上において第１のトナー粉末の重量平均粒径と第
２のトナー粉末の重量平均粒径との差が5μmを越
える場合には何れか一方のトナー粉末が選択的に
現像に寄与するようになつて現像剤の特性が変化
するので長期間に亘つて安定した画像形成特性を
得ることができない。また第２のトナー粉末100
重量部に対する第１のトナー粉末の混合量が60重
量部を越える場合には画像形成を繰り返すにつれ
てクリーニング性能が低下し長期間に亘つて良好
なクリーニングを達成することが困難な場合があ
り、逆に第１のトナー粉末の混合量が10重量部未
満では流動性が低下して実用上充分な現像性が得
られなくなる。さらに、トナー全体の重量平均粒
径が6μm未満になると、クリーニング性が著しく
低下し、またトナー全体の重量平均粒径が10μm
を越えると解像性が悪くなる。 第１のトナー粉末と第２のトナー粉末とは、粒
子の形態以外の点については同一の特性を有する
ことが好ましく、従つてバインダー及びトナー成
分の種類若しくは組成等は同じものとされるのが
好ましい。 バインダーとしては、従来から用いられている
ものをそのまま使用することができるが、熱可塑
性樹脂であることが望ましい。具体的には、ポリ
スチレン、ポリビニルトルエン、スチレン−ブタ
ジエン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル
共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体な
どのスチレン若しくはその置換体による重合体ま
たは共重合体、ポリエステル樹脂、アクリル系樹
脂、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、アイオノマ
ー樹脂、ケトン樹脂、テルペン樹脂、フエノール
変性テルペン樹脂、ロジン、ロジン変性樹脂、マ
レイン酸変性フエノール樹脂、石油系樹脂、澱粉
グラフト重合体、ポリビニルアルコールポリビニ
ルピロリドンなどを単独で或いは混合して用いる
ことができる。このうち、特にスチレン系樹脂ま
たはポリエステル樹脂が好ましい。バインダーの
トナー粉末全量に対する割合は20〜99重量％の範
囲である。 以上の如きバインダーと共にトナー粉末を構成
するトナー成分は、着色剤、磁性トナーとする場
合には磁性体、及び必要に応じて添加される添加
剤である。 着色剤としては、カーボンブラツク、ニグロシ
ン染色（C.I.No.50415B）、アニリンブルー（C.I.No.
50405）、カルコオイルブルー（C.I.No.azoec
Blue3）、クロムイエロー（C.I.No.14090）、ウルト
ラマリンブルー（C.I.No.77103）、デユポンオイル
レツド（C.I.No.26105）、キノリンイエロー（C.I.
No.47005）、メチレンブルークロライド（C.I.No.
52015）、フタロシアニンブルー（C.I.No.74160）、
マラカイトグリーンオクサレート（C.I.No.
42000）、ランプブラツク（C.I.No.77266）ローズ
ベンガル（C.I.No.45435）、これらの混合物、その
他を挙げることができる。これら着色剤は、十分
な濃度の可視像が形成されるに十分な割合で含有
されることが必要であり、通常バインダー100重
量部に対して１〜20重量部程度の割合とされる。 前記磁性体の具体例としては、コバルト、鉄、
ニツケルなどの金属粉、アルミニウム、コバル
ト、銅、鉄、鉛、ニツケル、マグネシウム、ス
ズ、亜鉛、金、銀、セレン、チタン、タングステ
ン、ジルコニウムなどの金属の合金及びそれらの
混合物、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ニツケ
ルなどの磁性金属酸化物及びこれを含む金属化合
物、強磁性フエライト及びその混合物を挙げるこ
とができる。これらの磁性体は微粉末とされてト
ナー粒子中に分散され、その割合は、トナー粉末
全量に対して10〜80重量％、好ましくは35〜65重
量％とされる。なお、磁性体が着色剤としての効
果を示すこともある。 本発明に用いる静電荷像現像用トナーは、第１
のトナー粉末と第２のトナー粉末との混合体に、
更にトナー粉末全量に対して0.01〜2.0重量％の
シリカ微粉末と、0.01〜2.0重量％の脂肪酸金属
塩が添加されて構成される。 シリカ微粉末の添加によつてトナーの流動性が
更に良好なものとなつて現像性が向上し、また残
留トナーの静電荷像支持体への付着力が減殺され
てクリーニング性能が向上する。このシリカ微粉
末の前記割合が0.01重量％未満である場合には添
加効果が小さく、逆に2.0重量％を越える場合に
は静電荷像支持体の表面に傷が付いてクリーニン
グ不良が発生し易くしかもブレードの摩耗が激し
くなりクリーニング性能が悪化する。 静電荷像現像用トナーに添加される脂肪酸金属
塩としては、例えばマレイン酸と亜鉛、マグネシ
ウム、カルシウム等との金属塩；ステアリン酸と
亜鉛、カドミウム、バリウム、鉛、鉄、ニツケ
ル、コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム
等との金属塩；二塩基性ステアリン酸鉛；オレイ
ン酸と亜鉛、マグネシウム、鉄、コバルト、銅、
鉛、カルシウム等との金属塩；パルミチン酸と亜
鉛、アルミニウム、カルシウム等との金属塩；カ
プリル酸鉛；カプロン酸鉛；リノール酸と亜鉛、
コバルト等との金属塩；リシノール酸カルシウ
ム；リシノレイン酸と亜鉛、カドミウム等との金
属塩及びこれらの混合物を挙げることができる
が、このうち特にステアリン酸亜鉛が好ましい。
これら脂肪酸金属塩のトナー粉末全量に対する割
合は0.01〜2.0重量％である。この脂肪酸金属塩
の添加によつて残留トナーと静電荷像支持体の間
の摩擦が減少されクリーニング性能が向上する。
この脂肪酸金属塩の前記割合が0.01重量％未満で
ある場合には添加効果が小さく、逆に2.0重量％
を越える場合には画像アレが生ずる。 本発明に用いる静電荷像現像用トナーにおいて
は、トナーが磁性体を含有するときは当該トナー
がそのまま現像剤として用いられるいわゆる一成
分系現像剤とされ、磁性体を含有しないトナーは
キヤリアと組み合わされていわゆる二成分系現像
剤とされる。ここでキヤリアとしては、鉄粉、ガ
ラスビーズ等が知られているが、導電性キヤリア
としては、酸化されたまたは未酸化の鉄粉が好適
に用いられ、また絶縁性キヤリアとしては、鉄、
ニツケル、コバルト、フエライト等の磁性体より
成るキヤリア用核体粒子の表面を絶縁性樹脂によ
り被覆したものが好適に用いられる。 〔発明の効果〕 本発明においては、用いられる静電荷像現像用
トナーが、球形粒子より成る第１のトナー粉末と
不定形粒子より成る第２のトナー粉末との混合体
より成り、しかもこの混合体において不定形粒子
よりなる第２のトナー粉末と球形粒子よりなる第
１のトナー粉末の重量割合が100：60〜100：10の
範囲内にあるため、球形粒子が不定形粒子に良好
に追随して充分にクリーニングされるようにな
り、静電荷像支持体には残留トナーが生ぜず、こ
の結果汚れのない鮮明な画像を長期間に亘り安定
して得ることができ、しかも球形粒子とシリカ微
粉末の効果により、トナー全体の流動性が良好に
保たれトナー付着量が充分となり、実用上充分な
現像性が得られる。そして第１のトナー粉末の重
量平均粒径と第２のトナー粉末の重量平均粒径は
差があつても5μm以内と揃つたものであるので、
これら第１のトナー粉末と第２のトナー粉末は、
その挙動が同一のものとなつて同等に現像に寄与
するようになり、何れか一方のトナー粉末のみが
選択的に消費されることがないため、繰り返して
多数回に亘り画像の形成を行なう場合において
も、トナー中における第１のトナー粉末と第２の
トナー粉末の含有比率が変化せず、トナーの特性
が所期の状態に安定に維持されるので長期に亘り
安定した画像形成特性が得られる。更に、第１の
トナー粉末と第２のトナー粉末との混合体の重量
平均粒径が６〜10μmであるため充分なクリーニ
ング効果と高い解像性が得られる。 〔実施例〕 次に本発明の実施例について説明するが、これ
によつて本発明が限定されるものではない。 実施例 １ (イ) 第１のトナー粉末の製造 スチレン 70重量部 メタクリル酸メチル 20重量部 メタクリル酸ｎ−ブチル 10重量部 カーボンブラツク「Raven1250」（コロンビア
社製） 10重量部 アゾビスイソブチロニトリル ３重量部 低軟化点ポリプロピレン「ビスコール550P」
（三洋化成社製） ３重量部 以上の物質をサンドスターラにより充分に混合
して重合開始剤を含有する重合性組成物を調製し
た。この重合性組成物を濃度1.25重量％のポリビ
ニルアルコール水溶液中に、撹拌機「TKホモジ
ナイザー」（特殊工業社製）により回転数6500r.
p.m.で撹拌しながら添加し、その後通常の撹拌機
により回転数100r.p.m.で撹拌しながら温度60℃
で８時間重合反応させる。重合反応終了後、反応
系を冷却して濃塩酸処理し、脱水、洗浄及び乾燥
して重量平均粒径8.5μmの球形粒子より成る第１
のトナー粉末を製造した。 (ロ) 第２のトナー粉末の製造 スチレン70重量部とメタクリル酸メチル20重量
部とメタクリル酸酸ｎ−ブチル10重量部とを共
重合せしめて得られた共重合体 100重量部 カーボンブラツク「Raven1250」 10重量部 低軟化点ポリプロピレン「ビスコール550P」
３重量部 以上の物質を混合し、溶融、混練、冷却、粉砕
及び分級の工程による通常のトナー製造方法によ
り重量平均粒径8.5μmの不定形粒子より成る第２
のトナー粉末を製造した。 以上の第１のトナー粉末50重量部と第２のトナ
ー粉末100重量部とを混合し、さらにトナー粉末
全量に対して疎水性シリカ「アエロジルＲ−902」
（日本アエロジル社製）0.6重量％とステアリン酸
亜鉛0.1重量％とを添加して静電荷像現像用トナ
ー製造した。この静電荷像現像用トナーと、樹脂
被覆が施された鉄粉より成るキヤリアとを混合し
て、トナー濃度が２重量％でトナー帯電量が25±
1μC／ｇとなる現像剤を調製した。これを「現像
剤１」とする。 この現像剤１を用いて、ゴムより成るクリーニ
ングブレードを装着した電子写真複写機「Ｕ−
Bix3000」（小西六写真工業社製）により画像形
成テストを行ない、感光体ドラム表面へのトナー
の一次付着量、画像濃度、解像度、クリーニング
性について調べた。ここにトナーの一次付着量は
いわゆるベタ黒電位が800Vの個所における単位
面積当りのトナー付着量である。またトナーの流
動性を調べるために「タツプデンサー」（セイシ
ン企業社製）によりトナーの静かさ密度を求め
た。この静かさ密度とは、直径28mm、容積100ml
の容器に上方から100メツシユの篩を通して試料
を疎充填したときの重量を測定して得られる値で
あり、流動性の高い粉粒体ほど静かさ密度が大き
くなる。結果を第１表に示す。 尚、第１表中「クリーニング性」の欄における
「〇」はクリーニング不良が発生しなかつたこと
を表わし、「×」はクリーニング不良が発生した
ことを表わす。また「混合比」とはトナー粉末に
おける第２のトナー粉末と第１のトナー粉末の重
量割合を表わす。 実施例２〜７及び比較例１〜５ 第１のトナー粉末の重量平均粒径、第２のトナ
ー粉末の重量平均粒径、第２のトナー粉末と第１
のトナー粉末の混合比を第１表に示す値とした他
は実施例１と同様にして現像剤２〜７及び比較現
像剤１〜５を調製し、これらの現像剤の各々につ
いて実施例１と同様にして画像形成テストを行な
つた。結果を併せて第１表に示す。 実施例 ８ (イ) 第１のトナー粉末の製造 スチロン 45重量部 トリエチレングリコールジメタクリレート
0.4重量部 マピコブラツク「BL−500」（四三酸化鉄粉末）
（チタン工業社製） 55重量部 「ニグロシンベースEX」（オリエント工業社
製）
1.0重量部アゾビスイソブチロニトリル 1.5重量
部 以上の物質を実施例１と同様にして処理して重
量平均粒径8.5μmの球形粒子より成る第１のトナ
ー粉末の製造した。 (ロ) 第２のトナー粉末の製造 スチレン 45重量部 マピコブラツク「BL−500」（四三酸化鉄粉末）
55重量部 「ニグロシンベースEX」 1.0重量部 以上の物質を実施例１と同様にして処理して重
量平均粒径8.5μmの不定形粒子より成る第２のト
ナー粉末を製造した。 以上の第１のトナー粉末40重量部と第２のトナ
ー粉末100重量部とを混合し、さらにトナー粉末
全量に対して疎水性シリカ「アエロジルＲ−972」
0.3重量％とステアリン酸亜鉛0.1重量％とを添加
して一成分系静電荷像現像用トナーを製造した。
このトナーを「現像剤８」とする。 この現像剤８を用いて、ゴムより成るクリーニ
ングブレードを装着した磁性トナー用の電子写真
複写機「Ｕ−Bix Ｔ」（小西六写真工業社製）に
より実施例１と同様の画像形成テストを行なつ
た。結果を併せて第１表に示す。 比較例６及び７ 第２のトナー粉末と第１のトナー粉末の混合比
を第１表に示す値とした他は実施例８と同様にし
て比較現像剤６及び７を調製し、これらの現像剤
の各々について実施例８と同様にして画像形成テ
ストを行なつた。結果を併せて第１表に示す。

【表】

【表】 第１表の結果からも理解されるように、実施例
１〜８によれば、クリーニング性、現像剤の流動
性、画像濃度、解像度の何れもが優れたものであ
る。一方、比較例１，４または６によれば長期間
に亘るクリーニング性が劣り、比較例２，３また
は７によれば現像剤の流動性が低くて画像濃度及
び解像度が劣り、比較例５によればコピー回数の
増加と共に第１のトナー粉末の含有割合が減少し
て画像濃度が低下するようになる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 懸濁重合により製造された球形粒子より成る
   第１のトナー粉末と、不定形粒子より成る第２の
   トナー粉末との混合体より成り、前記第１のトナ
   ー粉末の重量平均粒径と前記第２のトナー粉末の
   重量平均粒径との差が5μm以内であり、混合体の
   重量平均粒径が６〜10μmであり、前記第２のト
   ナー粉末と前記第１のトナー粉末の重量割合が
   100：60〜100：10であるトナー粉末に、トナー粉
   末全量に対して0.01〜2.0重量％のシリカ微粉末
   と、0.01〜2.0重量％の脂肪酸金属塩が添加され
   た静電荷像現像用トナーを用いて静電荷像支持体
   に形成された静電荷像を現像する工程と、形成さ
   れたトナー像を転写する工程と、静電荷像支持体
   上に残つたトナーを除去するためにクリーニング
   ブレードによつてクリーニングする工程とを有す
   ることを特徴とする画像形成方法。