JPH11282194A - 現像剤及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリエステル樹脂バインダーに起因する高い
負帯電性を低下させ、かつ帯電量分布が均一になるよう
に現像剤の帯電特性を改良する。 【解決手段】 バインダーとしてポリエステル樹脂を含
むトナー中に、エステル系ワックス及び脂肪酸金属塩を
併用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電記録方式及び
電子写真記録方式等に用いられる現像剤及びこれを用い
た画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トナー用のバインダー樹脂として使用さ
れる材料としては、従来より、ポリスチレン、スチレン
・ブタジエン共重合体等のスチレン系共重合体、ポリエ
チレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等のエチレン系
共重合体、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエス
テル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂等の種々の樹
脂が知られている。樹脂はバインダーとしての役割だけ
でなく、帯電性や強靭性、環境安定性等いろいろな役目
を担っている。各樹脂にはそれぞれ一長一短があり、そ
れぞれのシステムに適した樹脂が使用されている。

【０００３】例えばポリエステル樹脂はシャープメルト
にするためにその分子量を小さくしても樹脂の強度を維
持できる特性があり、特にカラートナーに要求される定
着トナーの透過性を満足させることができる。またこの
ポリエステル樹脂の強度を活かして一成分用トナーや高
速機用トナーにも利用されている。

【０００４】しかしながら、ポリエステル樹脂は、アル
コールとカルボン酸との縮重合によって得られることか
ら、樹脂中にカルボキシル基が多く含まれており、この
カルボキシル基に起因して、強い負帯電性を有する。こ
のため、トナーの帯電量が高くなりやすく、キャリア付
着及び画像濃度不足などの問題が生じ易い。

【０００５】帯電量を下げるためには、従来より、酸化
チタンのような低抵抗の物質を外添する方法、正の帯電
性をシリカを外添する方法、あるいはまた、帯電制御剤
を添加して帯電量を下げる方法などが行なわれている。
しかし、外添剤を添加して帯電量を下げた場合、帯電量
分布が不均一になる傾向があり、トナー飛散やちりかぶ
りなどの原因になっていた。また、帯電制御剤を添加し
た場合、初期の帯電量は下がるものの、ライフでの帯電
量が上昇する傾向にあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ポリエ
ステル樹脂を用いた従来の現像剤を用いて画像形成を行
なうと、帯電量が上がりすぎてキャリア付着、及び画像
濃度不足が発生し、また、外添剤あるいは帯電制御剤等
を添加すると、帯電量分布が不均一となって、トナー飛
散、及びちりかぶりが発生したり、あるいはライフにお
ける帯電量の上昇等が発生するという問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題を鑑みてな
されたもので、バインダー樹脂としてポリエステル樹脂
を含有し、安定した良好な帯電特性を有する現像剤を得
ることを目的とする。

【０００８】本発明の他の目的は、安定した良好な帯電
特性を有する現像剤を用いて、キャリア付着、画像濃度
不足などを起こすことなく、良好な画像を形成し得る画
像形成装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、着色
材、ポリエステル樹脂、エステル系ワックス及び脂肪酸
金属塩を含有するトナーを含むことを特徴とする電子写
真用現像剤を提供する。

【００１０】本発明は、第２に、像担持体を帯電する帯
電手段と、前記帯電手段にて帯電された像担持体に露光
して静電潜像を形成する露光手段と、前記露光手段にて
形成された静電潜像に、着色材、ポリエステル樹脂、エ
ステル系ワックス及び脂肪酸金属塩を含有するトナーを
含む現像剤を供給して現像を行う現像手段と、前記現像
手段にて形成された現像剤像を被画像形成媒体上に転写
する転写手段と、前記転写手段に転写された現像剤像に
接触して加熱し、現像剤像を前記被画像形成媒体上に定
着する定着手段とを具備することを特徴とする画像形成
装置を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の現像剤は、着色材、バイ
ンダー樹脂としてポリエステル樹脂、ワックスとしてエ
ステル系ワックス、及び帯電制御剤として脂肪酸金属塩
を含有するトナーを含む。

【００１２】また、本発明の画像形成装置は、上述の現
像剤を用いたもので、像担持体を帯電する帯電手段と、
帯電手段にて帯電された像担持体に露光して静電潜像を
形成する露光手段と、露光手段にて形成された静電潜像
に、着色材、ポリエステル樹脂、エステル系ワックス及
び脂肪酸金属塩を含有するトナーを含む現像剤を供給し
て現像を行う現像手段と、現像手段にて形成された現像
剤像を被画像形成媒体上に転写する転写手段と、転写手
段に転写された現像剤像に接触して加熱し、現像剤像を
被画像形成媒体上に定着する定着手段とを有する。

【００１３】本発明によれば、ポリエステル樹脂バイン
ダーを含む現像剤中に、エステル系ワックス及び脂肪酸
金属塩を併用することにより、ポリエステル樹脂の負帯
電性を低下させることができ、かつ均一な帯電量分布が
得られ、ライフにおいても負帯電性が高くならないよう
にその帯電性を制御することができる。

【００１４】これにより、この現像剤を用いて画像形成
を行なうと、キャリア付着、画像濃度不足、トナー飛
散、ちりかぶり、及びライフにおける帯電量の上昇等の
不具合を発生することなく良好な画像が得られる。

【００１５】また、本発明に用いられる現像剤は、ワッ
クスが、トナー全量に対し０．１重量％〜２０重量％含
まれ、脂肪酸金属塩が、トナー全量に対し０．１重量％
〜２０重量％含まれることが好ましい。また、ワックス
と脂肪酸金属塩の添加比率が１：１０〜１０：１である
ことが好ましい。トナー中のワックスの含有量が０．１
重量％未満であると、安定した帯電特性が得られない傾
向がある。

【００１６】また、ワックスの含有量が２０重量％を越
えると、現像剤の流動性が悪化し画像濃度むらが生じる
となる傾向がある。トナー中の脂肪酸金属塩の含有量が
０．１重量％未満であると、安定した帯電特性が得られ
ない傾向がある。

【００１７】脂肪酸金属塩の含有量が２０重量％を越え
ると、トナーの材料が感光体上に付着し（フィルミン
グ）、画像劣化を生じる傾向がある。ワックスと脂肪酸
金属塩の添加比率が１：１０〜１０：１の範囲外である
と、帯電量を下げる働きが低くなる傾向がある。

【００１８】本発明に用いられるトナーは、例えば着色
材、ポリエステル樹脂、エステル系ワックス及び脂肪酸
金属塩を溶融混練し、粉砕、分級することにより得るこ
とができる。

【００１９】本発明に使用できるワックスとしては、例
えばライスワックス、カルナバワックス、モンタンワッ
クス、キャンデリラワックス、及び合成エステルワック
ス等が挙げられる。

【００２０】また、本発明に使用できる脂肪酸金属塩と
しては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシ
ウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネ
シウム、ステアリン酸バリウム、パルミチン酸亜鉛、ア
ラキジン酸亜鉛、及びベヘニン酸亜鉛等が挙げられる。

【００２１】本発明に使用し得る着色材としては、例え
ばニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブル
ー、クロームイエロー、ウルトラマリンブルー、メチレ
ンブルー、ジュポンオイルレッド、メチレンブルークロ
ライド、マラカイトグリーン、オクサレート、ランプブ
ラック、ローズベレガル及びこれらの混合物の他、種々
の染料及び顔料を使用することができる。

【００２２】以下、本発明の画像形成装置の一例につい
て、図面を用いて説明する。図１は、本発明の画像形成
装置の一例を表わす該略図である。図１において、像担
持体である感光体ドラム１１は、径４０ｍｍ長さ２６６
ｍｍの円筒形の積層型有機感光体であり、図示矢印方向
へ回転可能に設けられている。

【００２３】この感光体ドラム１１の周囲には、回転方
向に沿って以下のものが配置されている。すなわち、図
示しない帯電ローラにより帯電した感光体ドラム１１の
表面を露光して静電潜像を形成する露光部１５、その下
流側には、現像剤を収容し、この現像剤で露光部１５に
より形成された静電潜像を現像する現像器１２、現像器
１２の下流には、感光体ドラム２１に対し転写材である
用紙を搬送する手段１４が設けられている。

【００２４】さらに、感光体ドラム１１の用紙との当接
位置よりも下流側にはブレードクリーニング装置１３及
び図示しない除電ランプが設けられている。搬送手段１
４は、感光体ドラム１１とドラム幅とほぼ等しい幅を有
している。この搬送手段１４は、環状ベルトの形態をと
っており、搬送手段１４の上流側及び下流側の環状部分
には、それぞれテンションローラ１７及び駆動ローラ１
８が設けられている。この環状部分においてテンション
ローラ１７及び駆動ローラ１８の外周に添うように搬送
手段１４は、テンションローラ１７及び駆動ローラ１８
に接触している。なお、テンションローラ１７から駆動
ローラ１８までの距離は、約３００ｍｍである。

【００２５】テンションローラ１７及び駆動ローラ１８
は各々図示矢印方向に回転可能に設けられている。駆動
ローラ１８の回転に伴って、搬送手段１４は、環状に送
られることになる。搬送速度は、感光体の回転速度と同
期するよう制御されている。

【００２６】上述の感光体ドラム１１、露光部１５、現
像器１２、及びブレードクリーニング装置１３、及び除
電ランプ１６によって、プロセスユニット１００が構成
されている。

【００２７】搬送手段１４上には、テンションローラ１
７と駆動ローラ１８との間に搬送方向に沿って、プロセ
スユニット１００、プロセスユニット２００、プロセス
ユニット３００、プロセスユニット４００が設けられて
おり、プロセスユニット２００、プロセスユニット３０
０、プロセスユニット４００は、いずれもプロセスユニ
ット１００と同様の構成を有している。

【００２８】すなわち、感光体ドラム１、感光体ドラム
２１、感光体ドラム３１、及び感光体ドラム４１は、各
々各プロセスユニットのほぼ中心に設けられている。こ
の感光ドラムの周囲には、各々露光部２５、露光部３
５、及び露光部４５；その下流には、現像器２２、現像
器３２、及び現像器４２；ブレードクリーニング装置２
３、ブレードクリーニング装置３３、及びブレードクリ
ーニング装置４３を設けた構成もプロセスユニット１０
０と同様である。

【００２９】各プロセスユニットで異なる構成は、現像
器中に収容されている現像剤である。例えば現像器１２
にはイエロー、現像器２２にはマゼンタ、現像器３２に
はシアン、現像器４２にはブラックの各色の着色材と、
ポリエステル樹脂、エステル系ワックス及び脂肪酸金属
塩を含有する現像剤が各々収容されている。

【００３０】カラー画像出力の際は、搬送手段１４を搬
送される用紙は各々感光体ドラム１，２１，３１，４１
と順次接触する。この用紙と各々の感光体ドラム１１，
２１，３１，４１との当接位置には、転写手段である給
電ローラ１９，２９，３９，４９が、各々感光体ドラム
１１，２１，３１，及び４１に、１対１対応して設けら
れている。

【００３１】すなわち給電ローラ１９，２９，３９，４
９は、対応する感光体ドラム１１と当接位置で、搬送手
段１４に背面接触して設けられ、搬送手段１４を介して
感光体ドラム１１と対向するようになっている。尚、給
電ローラ１９，２９，３９，４９は、図示しないバイア
ス電源にそれぞれ接続されている。給電ローラ１９，２
９，３９，４９は、搬送手段１４の移動に従動して回転
するようになっている。

【００３２】ここで、このように構成された画像形成装
置の画像形成プロセスについて説明する。上述の４つの
プロセスユニットの各々回転する感光体ドラム１１，２
１，３１，４１がＡＤ重畳ＤＣバイアスが印加された図
示しない帯電手段により一様に５０Ｖに帯電される。

【００３３】一様に帯電された感光体ドラム１１，２
１，３１，４１は、蛍光体により露光を行う露光部１
５，２５，３５，４５から光照射され、静電潜像が形成
される。この静電潜像に対し、現像器１２，２２，３
２，４２により各色の予め十分に帯電された現像剤によ
り現像が行われる。

【００３４】一方、用紙は、図示しない給紙カセットか
ら感光体ドラム１１の転写位置に送られる。用紙が転写
位置に搬送されてくると、搬送手段１４には各々給電ロ
ーラ１９，２９，３９，４９からバイアス電圧として例
えば約１４００Ｖの電圧が印加される。バイアス電圧を
印加することによって、感光体ドラム１１，２１，３
１，４１と搬送手段１４との間に転写電界が形成され
る。したがって、まず感光体ドラム１１上の現像剤像が
用紙に転写され、この現像剤像を担持した用紙は、搬送
されて感光体ドラム２１に達する。感光体ドラム２１に
形成された現像剤像が、先に転写された現像剤像上に重
ねて転写される。用紙は、さらに搬送されて感光体ドラ
ム３１、感光体ドラム４１においても同様に各色の現像
剤像が転写される。

【００３５】このように、多重転写により形成された像
を担持した用紙は、搬送手段１４から定着器１５に送ら
れる。定着器１５は、ヒートローラ３５及び加圧ローラ
４５を有している。用紙は、ヒートローラ及び加圧ロー
ラとの間を像がヒートローラと接触する状態で通される
ことにより、用紙に定着される。

【００３６】

【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
する。ポリエステル樹脂に、アゾ顔料３％、金属錯体Ｃ
ＣＡ１％、エステル系ワックスとしてライスワックス３
％、脂肪酸金属塩としてステアリン酸亜鉛３％を混練
後、体積平均粒子径８μｍに粉砕し、平均粒径１６ｎｍ
のシリカを１％添加したトナーを作成した。

【００３７】また、上記トナーサンプルからワックスの
みを抜いたサンプル、脂肪酸金属塩のみを抜いたサンプ
ル、ワックスと脂肪酸金属塩の両方を抜いたサンプルを
同様に作成した。これらのトナーサンプルを東芝製複写
機ＩＭＡＧＥ ＭＡＳＴＥＲ３８５０にて作像した。得
られた画像について画像濃度を測定し、その他の特性と
して、キャリア付着、及びフィルミングの発生の有無を
調べた。またトナーの帯電量をブローオフ帯電量測定装
置により測定した。得られた結果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】上記表１より、ワックス単独、脂肪酸金属
塩単独では帯電量を下げる効果はないが、ワックスと脂
肪酸金属塩を併用することにより帯電量を下げる効果が
あることが分かった。

【００４０】また、ワックスと脂肪酸金属塩の含有量を
種々変化させて１０種のサンプルを作成し、同様にし
て、帯電量、及び画像濃度等について調べた。その結果
を下記表２に示す。

【００４１】

【表２】

【００４２】上記表２に示す様に、添加量が０．１％以
上でより効果がでることが分かった。さらに、ワックス
量を一定にして、脂肪酸金属塩の含有量を種々変化させ
て９種のサンプルを作成し、同様にして、帯電量、及び
画像濃度等について調べた。その結果を下記表３に示
す。

【００４３】

【表３】

【００４４】上記表３から分かるように、脂肪酸金属塩
を２０％より多く添加するとフィルミングが発生する傾
向があった。また、ワックス含有量と脂肪酸金属塩の含
有量の比が１：１０〜１０：１の間では帯電量を下げる
働きがあるが、その範囲外では帯電量を下げる効果が低
下し易いことが分かった。

【００４５】さらにまた、脂肪酸金属塩の量を一定にし
て、ワックスの含有量を種々変化させて９種のサンプル
を作成し、同様にして、帯電量、及び画像濃度等につい
て調べた。その結果を下記表４に示す。

【００４６】

【表４】

【００４７】表４で分かるように脂肪酸金属塩を２０％
より多く添加すると現像剤流動性が悪化する傾向があ
り、画像欠陥が生じやすい。また、ワックス含有量と脂
肪酸金属塩の含有量の比が１：１０〜１０：１の間では
帯電量を下げる働きがあるが、その範囲外では帯電量を
下げる効果が低下する傾向があることが分かった。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、ポリエステル樹脂を使
用し、負帯電性が高すぎず、かつその帯電量分布が均一
で安定した良好な帯電特性を有する現像剤が得られる。
また、本発明によれば、この現像剤を用いることによ
り、キャリア付着、画像濃度不足などを起こすことな
く、良好な画像を形成し得る。さらに、本発明の現像剤
をフルカラー現像剤として用いると、色再現性の良い高
画質な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置の一例を表わす該略図

【符合の説明】

１，３５…ヒートローラ ２，４５…加圧ローラ １１，２１，３１，４１，５１…感光体ドラム １２，２２，３２，４２，…現像器 １３，２３，３３，４３…クリーニング装置 １４…搬送手段 １５…定着装置 １７…テンションローラ １８…駆動ローラ １９，２９，３９，４９…給電ローラ １００，２００，３００，４００…プロセスユニット

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着色材、ポリエステル樹脂、エステル系
   ワックス及び脂肪酸金属塩を含有するトナーを含むこと
   を特徴とする電子写真用現像剤。
2. 【請求項２】 前記ワックスは、トナー全量に対し０．
   １重量％〜２０重量％含まれ、前記脂肪酸金属塩は、ト
   ナー全量に対し０．１重量％〜２０重量％含まれること
   を特徴とする請求項１に記載の現像剤。
3. 【請求項３】 前記ワックスと前記脂肪酸金属塩の添加
   比率が１：１０〜１０：１であることを特徴とする請求
   項１に記載の現像剤。
4. 【請求項４】 前記ワックスはエステルワックスである
   請求項１に記載の現像剤。
5. 【請求項５】 前記トナーは、前記着色材、前記ポリエ
   ステル樹脂、前記エステル系ワックス及び前記脂肪酸金
   属塩を溶融混練して得られることを特徴とする請求項１
   に記載の現像剤。
6. 【請求項６】 像担持体を帯電する帯電手段と、前記帯
   電手段にて帯電された像担持体に露光して静電潜像を形
   成する露光手段と、前記露光手段にて形成された静電潜
   像に、着色材、ポリエステル樹脂、エステル系ワックス
   及び脂肪酸金属塩を含有するトナーを含む現像剤を供給
   して現像を行う現像手段と、前記現像手段にて形成され
   た現像剤像を被画像形成媒体上に転写する転写手段と、
   前記転写手段に転写された現像剤像に接触して加熱し、
   現像剤像を前記被画像形成媒体上に定着する定着手段と
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記ワックスは、トナー全量に対し０．
   １重量％〜２０重量％含まれ、前記脂肪酸金属塩は、ト
   ナー全量に対し０．１重量％〜２０重量％含まれ、かつ
   前記ワックスと前記脂肪酸金属塩の添加比率が１：１０
   〜１０：１であることを特徴とする請求項６に記載の画
   像形成装置。
8. 【請求項８】 前記ワックスと前記脂肪酸金属塩の添加
   比率が１：１０〜１０：１であることを特徴とする請求
   項６に記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記ワックスはエステルワックスである
   請求項６に記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記トナーは、前記着色材、前記ポリ
    エステル樹脂、前記エステル系ワックス及び前記脂肪酸
    金属塩を溶融混練して得られることを特徴とする請求項
    ６に記載の画像形成装置。