JPH09218529A

JPH09218529A - 静電荷像用現像剤および多色画像形成方法

Info

Publication number: JPH09218529A
Application number: JP2377396A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takano; 洋高野; Akihiro Iizuka; 章洋飯塚
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】低電位コントラストの静電潜像を現像する際
に、帯電量の維持性が改善された静電荷像用白色現像剤
を提供する。また、ワンパス多色現像方式によって優れ
た画像を形成する多色画像現像方法を提供する。【解決手段】結着樹脂と白色着色剤よりなるトナー粒
子と、無機酸化物微粒子と、樹脂被覆層を設けたキャリ
アとからなる静電荷像用現像剤であって、無機酸化物の
６０重量％以上がトナー粒子表面に強く付着している。
この静電荷像用現像剤を、潜像保持体上の静電潜像を複
数の現像剤を用いて現像する工程を有するワンパス多色
現像方式の多色画像形成方法において、複数の現像剤を
収容する現像器の少なくとも１つに供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１００Ｖ〜４００Ｖ程
度の低電位コントラストの静電潜像を現像するための静
電荷像用白色現像剤およびそれを使用する多色画像形成
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法において光導電性感光
体等に形成された静電潜像をトナーを用いて可視化する
方法としては、例えば、米国特許第２，８７４，０６３
号明細書に記載されている磁気ブラシ法、同第２，６１
８，５５２号明細書に記載されているカスケード法、同
第２，２２１，７７６号明細書に記載されている粉末雲
法等が知られている。電子写真法によりカラー画像を得
る方法としては、従来から種々の方法が提案されてきて
いる。例えば、一様帯電−色分解像投影−乾式現像−転
写の工程を繰り返して、転写紙上にカラー画像を形成す
る方式、感光体ドラム１回転の間に現像および転写を２
度以上繰り返して行い、２色以上のトナー像を得るワン
パス多色カラー現像方式等が知られている。ワンパス多
色カラー現像方式に用いる現像剤としては、使用される
電子写真感光体の感度の関係から、１色当たりの現像電
位幅が制限され、現像剤を低電位に帯電させる必要があ
る。さらにそのために現像剤は、帯電速度が高く、電荷
交換性が良好であることが要求される。特にトナー中に
酸化チタンのような導電性能が高いものを添加した場
合、電荷が漏洩してしまうために帯電の維持性が不十分
となり、帯電量が低下し易くなって、トナー飛散、カブ
リ等の画質欠陥の発生が生じるようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
は、従来の技術における上記のような問題点に鑑みてな
されたものである。すなわち、本発明の目的は、低電位
コントラストの静電潜像を現像する際に、帯電量の維持
性が改善された静電荷像用白色現像剤を提供することに
ある。本発明の他の目的は、ワンパス多色現像方式によ
って優れた画像を形成する多色画像現像方法を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の静電荷像用現像
剤は、結着樹脂と白色着色剤よりなるトナー粒子と、無
機酸化物微粒子と、樹脂被覆層を設けたキャリアとから
なるものであって、無機酸化物の６０重量％以上がトナ
ー粒子表面に強く付着していることを特徴とする。

【０００５】また、本発明の多色画像形成方法は、潜像
保持体上の静電潜像を複数の現像剤を用いて現像する工
程を有するワンパス多色画像形成方法であって、複数の
現像剤を収容する現像器の少なくとも１つに、上記の静
電潜像現像剤を供給することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。本発明の静電荷像用現像剤の構成成分であるトナー
粒子は、結着樹脂と白色着色剤とを主成分として構成さ
れるが、使用される結着樹脂としては、スチレン、クロ
ロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブ
チレン、イソブチレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル
等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アク
リル酸ドデシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン
酸のエステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチル
エーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル
類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニ
ルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重
合体および共重合体を例示することができ、特に代表的
な結着樹脂としてはポリスチレン、スチレン−アクリル
酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル
共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチ
レン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸
共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげるこ
とができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エ
ポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、変性ロ
ジン、パラフィンワックス等をあげることができる。

【０００７】白色着色剤としては、酸化チタン、シリ
カ、酸化錫、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等を
あげることができるが、特に酸化チタンを用いた時に効
果が大きいので好ましい。酸化チタンとしては、ルチル
型およびアナターゼ型のいずれをも使用することができ
るが、アナターゼ型のものはチョーキング等の問題があ
り、かつ隠蔽性の点でルチル型のものに劣るため、ルチ
ル型のものが好ましい。また、アナターゼ型チタンに耐
光性を付与する目的でＡｌ、Ｓｉ等を添加したものも、
使用上問題のないレベルにある。

【０００８】白色着色剤の含有量は適宜設定されるが、
酸化チタンが使用される場合には、トナー粒子に対し
て、１０重量％ないし４０重量％、好ましくは２０重量
％ないし３０重量％の範囲に設定される。酸化チタンの
含有量が１０重量％以下の場合には、十分な隠蔽性が得
られず、薄い画像となる。また、４０重量％よりも多く
なると、定着性が悪化し、特に厚紙にコピーされた場合
には、画像ごと抜け落ちてしまう。また、粒子径は一般
に０．１μｍ〜０．５μｍのものが好ましく使用され
る。０．１μｍよりも小さくても、また０．５μｍより
も大きくても、十分な隠蔽性が得られないこととなる。
なお、酸化チタンは、硫酸法によるものと塩素法による
ものとがあり、硫酸法によるものは塩素法によるものに
比べやや黄味がかる特徴がある。

【０００９】さらに、トナー粒子には、上記成分のほか
に、必要に応じて帯電制御剤、クリーニング助剤、流動
性促進剤を含有させることができる。トナー粒子の粒子
径は、約２０μｍ以下に設定され、好ましくは３〜２０
μｍ、さらに好ましくは、５〜１５μｍの範囲のものが
使用される。

【００１０】本発明におけるトナー粒子には、無機酸化
物微粒子が添加されており、そして添加された無機酸化
物微粒子の６０重量％以上がトナー粒子表面に強く付着
していることが必要である。トナー粒子表面に強く付着
している無機酸化物微粒子が６０重量％を下回ると、追
加されたトナー粒子との間で相互帯電し、逆極性のトナ
ーを生じさせ、ダートやカブリが発生する。

【００１１】本発明において、添加された無機酸化物微
粒子の６０重量％以上がトナー表面に強く付着している
ことが必要であるのは、次に理由による。例えば酸化チ
タンが１０重量％以上内添されているトナー粒子は、導
電性が高く、外添剤を添加しないと殆ど帯電しない。し
かしながら、比較的絶縁性の無機酸化物微粒子を外添す
ると、内添酸化チタンの帯電の影響が殆どなくなり、外
部に添加された無機酸化物微粒子の帯電性に支配される
ことになる。ところで、無機酸化物微粒子が弱く付着し
ていると、その表面積が大きくなることより帯電レベル
が高くなり、強く付着していると、その表面積が小さく
なることより帯電レベルが低くなる。比較的弱く付着さ
れたトナーを用いた場合、現像器内でキャリアと共に撹
拌されることより、徐々にその外添剤は強く埋め込まれ
てしまい、追加トナーとの間でその帯電レベルの差より
相互帯電し、カブリやダートを引き起こしてしまう。し
たがって、その相互帯電を抑制するためには、無機酸化
物微粒子は６０重量％以上がトナー粒子表面に強く付着
しなければならないのである。

【００１２】なお、本発明における、トナー粒子表面に
強く付着している無機酸化物微粒子の量は、次のように
して求めた値である。すなわち、界面活性剤の入ってい
る溶液中に無機酸化物微粒子を混合したトナー粒子を分
散させた後、分散液中に発振周波数２０ｋＨｚの超音波
振動子を浸し、出力６０Ｗで３０分間脱離させた後のト
ナーに付着している無機酸化物微粒子の量を測定し、脱
離させる前のトナー粒子中の無機酸化物微粒子の量に対
する比率を算出して、その値をトナー粒子表面に強く付
着している無機酸化物微粒子の量とする。

【００１３】無機酸化物微粒子としては、例えば、Ｔｉ
Ｏ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、ＺｎＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯ、Ｋ₂Ｏ、Ｎａ₂Ｏ、ＳｎＯ₂、ＺｒＯ₂、
ＣａＯ・ＳｉＯ₂、Ｋ₂Ｏ・（ＴｉＯ₂）_n等を例示す
ることができるが、これらに限定されるものではない。
これらの無機酸化物微粒子は、他の無機酸化物微粒子ま
たは有機微粒子を組み合わせて使用してもよい。上記無
機酸化物微粒子は、その表面が有機物により処理された
たものであってもよい。これらの微粒子は、平均一次粒
子径が０．００５〜０．２０μｍの範囲のものを用いる
ことができる。

【００１４】一方、キャリアとしては、表面に樹脂被覆
が施された磁性体粒子よりなるものが用いられる。磁性
体粒子としては、四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄、各種フ
ェライト等、公知のものならば如何なるものでも使用す
ることができる。被覆に使用される樹脂としては、スチ
レン系樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン
樹脂等が好ましく用いられる。キャリアの被覆層の厚さ
は０．００５〜５μｍ、より望ましくは０．０５〜０．
５μｍの範囲に設定される。また、キャリアの粒子径
は、一般に約２０〜４００μｍの範囲に設定される。

【００１５】本発明の静電荷像用現像剤において、上記
トナーとキャリアとの混合割合は任意に設定することが
でき、一般に１：１００〜１５：１００の重量比で混合
して使用される。

【００１６】本発明の静電荷像用現像剤は、１００ない
し４００Ｖの低電位コントラストの静電潜像を現像する
のに適している。したがって、感光体ドラム一回転の間
に現像および転写を２度以上繰り返して２色以上のトナ
ー画像を形成する複数の現像器を用いて現像する工程を
有するワンパスカラー現像方式に用いることができる。

【００１７】図１は、本発明において使用するワンパス
カラー現像方式を採用する多色画像形成装置の一例の概
略構成図である。図において、１は感光体ドラムであ
り、その周囲に、帯電器２、第１露光器３、第１現像器
４、第２露光器５、第２現像器６が順次設けられてい
る。さらに転写前帯電器７、転写帯電器８、除電器９、
クリーナー１０および除電ランプ１１が設けられてい
る。なお、１２は記録紙である。

【００１８】感光体ドラム１は、矢印の方向に回転して
いる。まず、帯電器２により、感光体ドラム１の表面の
感光層が一様に帯電される。次いで、第１露光器３によ
り第１色に対応した画像情報に応じた光照射が行われ、
感光体上に第１色に対応した静電潜像が形成される。な
お、露光器は任意のものが選択可能である。次いで、第
１露光器によって形成された第１の静電潜像を有する感
光層に、第１現像器４により、第１の色に応じたトナー
を供給して、顕像化する。この際、現像バイアスは、正
規現像を行うか、反転現像を行うかによって選択され
る。

【００１９】続いて、第２露光器５により第２の色に対
応した画像情報に応じた光照射が行われ、感光層上に第
２の色に応じた静電潜像が形成される。第２露光器は任
意のものが使用される。次いで、第２露光器で形成され
た第２の静電潜像を有する感光層に第２現像器６によ
り、第２の色に応じたトナーを供給して顕像化する。こ
の際、現像バイアス任意に選択することができる。

【００２０】感光体ドラムの感光層上に形成された第１
トナー像および第２トナー像は、記録紙１２に転写帯電
器８によって転写されるが、静電転写以外の手段を用い
て転写してもよい。記録紙は次いで図示しない定着部で
定着される。また、転写部を通過した感光体は、再使用
のために除電器９、クリーナー１０および除電ランプ１
１によってクリーニングが行われる。

【００２１】上記第１および第２露光手段としては、通
常の複写機に用いられているような光照明手段、原稿走
査手段および結像光学系からなるものの、画像情報に応
じて光変調可能な光り書込み装置、例えばレーザー書込
み装置、一様光源−液晶マイクロシャッターからなる液
晶ライトバルブ、ＬＥＤアレイ、光ファイバー等、任意
のものが目的に応じて使用できる。なお、場合によって
は、第２露光手段の前に第２帯電手段を設けてもよい。

【００２２】本発明の上記した白色の静電荷像用現像剤
は、上記の第１現像器または第２現像器に供給される。
白色現像剤を供給しない現像器には、他の着色現像剤を
用いることができる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に何等限定されるもので
はない。以下の説明において「部」はすべて「重量部」
を意味する。実施例１（トナー）スチレン−ｎ−ブチルアクリアレート（８０：２０）共重合体１００部（Ｔｇ：６３℃、Ｍｗ：３００，０００）酸化チタン（平均粒子径：０．２１μｍ、商品名：ＣＲ６０、３０部石原産業社製）帯電制御剤（ボントロンＥ８４、オリエント化学社製）０．５部ポリプロピレン（６６０Ｐ）５．０部上記成分を二軸式混練機にて混練し、続いて粉砕分級す
ることにより体積平均粒子径１１μｍのトナー粒子を得
た。このトナー粒子１００部に対して、平均一次粒子径
０．０１６μｍのシリカ微粒子１部を加えヘンシェルミ
キサーにて混合した。このときのシリカ微粒子の強く付
着していた比率は８０％であった。（キャリア）Ｃｕ−Ｚｎ−Ｆｅコア（１００μｍ）１００部フッ素含有アクリル系ポリマー（パーフルオロオクチル２．０部エチルメタクリレート共重合体）上記成分をニーダーにて混合し、乾燥して、体積平均粒
子径１００μｍのキャリアを得た。（現像剤）上記トナーおよびキャリアを１０：１００の
重量比で混合して現像剤を調製した。

【００２４】実施例２白色着色剤として、酸化チタン微粒子（平均粒子径：
０．４０μｍ、商品名：ＫＲ３８０、チタン工業社製）
を用いた以外は、実施例１と同様にし現像剤を調製し
た。この時のシリカ微粒子の強く付着している比率は７
０％であった。

【００２５】実施例３白色着色剤として、酸化チタン微粒子（平均粒子径：
０．１５μｍ、商品名：ＪＡ−４、テイカ社製）を用
い、シリカ微粒子の強く付着している比率を６０％にし
た以外は、実施例１と同様にし現像剤を調製した。

【００２６】比較例１シリカ微粒子の強く付着している比率を４０％にした以
外は、実施例１と同様にし現像剤を調製した。

【００２７】比較例２シリカ微粒子の強く付着している比率を５５％にした以
外は、実施例２と同様にし現像剤を調製した。

【００２８】比較例３シリカ微粒子の強く付着している比率を２０％にした以
外は、実施例３と同様にし現像剤を調製した。

【００２９】（テスト）上記の実施例および比較例で作
製した現像剤を複写機（ＡＢＬＥ１３０１α、富士ゼロ
ックス社製）に入れ、複写操作して初期および５０００
枚複写時の帯電量およびカブリの評価を行った。それら
の結果を表１に示した。

【００３０】

【表１】なお、表中のカブリの評価基準は、Ｇ１（良好）からＧ
５（悪い）までの５段階の見本と比較して決定したもの
であり、Ｇ２がカブリはあるが気にならないレベル、Ｇ
３以降は目につき気になるレベルを表す。上記の結果か
ら明らかなように、実施例の現像剤は比較例の現像剤に
対して、カブリに対して優れた効果をもつことが分か
る。

【００３１】次に、図１に示す画像形成装置において、
本発明の上記白色の静電荷像用現像剤を使用する場合に
ついて具体的条件を示す。本発明を実施するに際して
は、第１現像器に、実施例１に記載の白色現像剤を供給
し、第２現像器に市販の赤色現像剤を供給して、カラー
画像記録を行った。まず、有機光導電性材料よりなる感
光層を有する感光体ドラムの表面を帯電器１により非露
光部の電位が−１０００Ｖになるように一様に帯電さ
せ、次いで第１露光器３からの半導体レーザー光によっ
て反転露光を行い、感光体ドラム表面に露光部電位−４
００Ｖ非露光部電位−１０００Ｖの第１の静電潜像を形
成した。次いで、−７００Ｖのバイアス電圧をかけ、第
１現像器４によって現像を行い、白色の第１トナー像を
形成させた。続いて、第２露光器５によってポジ像露光
を行い、露光部−２００Ｖ、非露光部−９００Ｖの静電
潜像を形成させ、さらに現像バイアス電圧を−４００Ｖ
に設定して第２現像器６によって現像を行い、赤色のト
ナー像を形成した。これにより、感光体ドラム上に白赤
二色のトナー像が形成された。このトナー像を黒色の記
録紙１２に転写帯電器８によって転写し、図示しない適
当な定着手段によって定着した。なお、転写部を通過し
た感光体ドラムは、再使用のために除電器、クリーナー
および除電ランプによってクリーニングした。この操作
を５０００回繰り返して行った。初期からカブリ、混色
カブリ、像乱れのない鮮明な白赤二色画像を得ることが
できた。また、本発明の静電荷像用現像剤は帯電分布が
シャープであり、逆極性のトナーの存在は見られなかっ
た。

【００３２】

【発明の効果】本発明の静電荷像用現像剤は、上記の構
成を有するから、低電位コントラストの静電潜像を現像
する際に、帯電量の維持性が改善された白色現像剤とし
て用いることができる。また、本発明のワンパス多色画
像形成方法に、この静電荷像用現像剤を使用することに
より、優れた画質の白色を含む多色画像を形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するための画像形成装置の概略
構成図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、２…帯電器、３…第１露光器、４…
第１現像器、５…第２露光器、６…第２現像器、７…転
写前帯電器、８…転写帯電器、９…除電器、１０…クリ
ーナー、１１…除電ランプ、１２…記録紙。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂と白色着色剤よりなるトナー粒
子と、無機酸化物微粒子と、樹脂被覆層を設けたキャリ
アとからなる静電荷像用現像剤において、該無機酸化物
の６０重量％以上がトナー粒子表面に強く付着している
ことを特徴とする静電荷像用現像剤。
【請求項２】潜像保持体上の静電潜像を複数の現像剤
を用いて現像する工程を有する多色画像形成方法におい
て、複数の現像剤を収容する現像器の少なくとも１つ
に、請求項１に記載の静電潜像現像剤を供給することを
特徴とする多色画像形成方法。