(57)【要約】【課題】休止前後の帯電量分布を変化させず、トナー濃度コントロールを正常に行え、静止時のトナー同士の電荷の移動を抑制して、高い画像品質が得られる電子写真装置を提供する。【解決手段】  トナー母材表面に帯電制御剤を１種以上添加させて且つ絶縁微粒子を１種以上添加させて用い、印刷に伴う現像剤攪拌時、トナー表面とキャリアとの接触を適度に与えると共に、装置停止時のトナー表面の帯電制御剤同士の接触を抑制することにより電荷の移動を抑制することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導電体層を有する感光体表面のトナー画像を支持体上に転写して画像を形成する電子写真装置に用いる電子写真用トナーおいて、
前記トナーは、少なくとも着色剤と樹脂からなりオフセット防止剤を含まない粒子であり、トナーの表面に帯電制御剤を１種以上添加させて且つ絶縁微粒子を１種以上添加させたことを特徴とする電子写真用トナー。
【請求項２】
前記絶縁微粒子が、トナーの中に含まれる樹脂の微粒子であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用トナー。
【請求項３】
前記絶縁微粒子が、母材となるトナーの１／１０以下の大きさであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用トナー。
【請求項４】
１種以上の流動性改良微粒子を更にトナー表面に添加させたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
【請求項５】
少なくとも着色剤と樹脂からなりオフセット防止剤を含まないトナー粒子が球形トナーであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかいずれか１項に記載の電子写真用トナー。
【請求項６】
流動性改良微粒子がシリカであることを特徴とする請求項４または５に記載の電子写真用トナー。
【請求項７】
感光体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段を備え、前記露光手段により感光体上に形成された静電潜像を現像する前記現像手段が、第１現像ローラと第２現像ローラを有し、その現像ローラの径が５０ｍｍ以上で、隣接する前記第１現像ローラと第２現像ローラの回転方向が逆で、前記第１の現像ローラの回転方向が感光体の回転方向と逆であって、印刷速度が３５（インチ／秒）以上である電子写真装置において、
少なくとも着色剤と樹脂からなりオフセット防止剤を含まないトナー粒子表面に、少なくとも帯電制御剤を１種以上及び絶縁性微粒子を１種以上添加した電子写真用トナーを用いることを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真装置に係り、特に感光体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段、クリーニング手段，潤滑剤塗布手段を備え、前記露光手段により感光体上に形成された静電潜像を現像する前記現像手段が、第１現像ローラと第２現像ローラを有し、その現像ローラの径が５０ｍｍ以上で、隣接する前記第１現像ローラと第２現像ローラの回転方向が逆で、前記第１の現像ローラの回転方向が感光体の回転方向と逆であって、印刷速度が３５ｉｐｓ以上である電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法は、特公昭４２−２３９１０号公報、特公昭４３−２４７４８号公報、米国特許第２，２９７，６９１号明細書に示されるように各種の方法が提案されているが、一般的には光導電性物質からなる感光体の表面に静電潜像を形成し、該潜像を、トナーを用いて現像後、紙等の転写材にトナーを転写する方法が用いられている。
【０００３】
感光体表面上に形成される静電潜像を現像するための現像剤として、キャリアとトナーから成る二成分現像剤、及びキャリアを必要としない一成分現像剤（磁性トナー、非磁性トナー）が知られている。
【０００４】
特に、二成分現像剤は現像剤の安定性、トナーに与える影響、高速帯電、長寿命等から高速の電子写真装置に用いられている。
【０００５】
このような方法に用いられるトナーは、従来より、樹脂、着色剤、帯電制御剤、オフセット防止剤等を乾式混合により均一に混合され、溶融混練後に微粉砕されて用いられてきている。
【０００６】
更に最近では、重合トナーと呼ばれるスチレン〜アクリル共重合系樹脂を用い重合法により球形化されたトナー、ケミカルトナーと呼ばれるポリエステル系樹脂を用いた球形トナー及び微粉砕後加熱によりある程度球形化されたトナーが用いられてきている。これら球形化されたトナーは、特に重合トナー及びケミカルトナーの場合、その製法上から比較的粒度分布を揃えることができると共に、小粒径化が比較的容易にできるという利点がある。さらに、帯電的にも均一になりやすい。つまり、帯電量分布がシャープになることが大いに期待できる。
【０００７】
しかし、その反面、キャリアとの摩擦にて帯電するには形状（球形）が問題になる。最近のキャリアは、現像剤の寿命から球形化方向になっており、球形トナーとの接触が点接触に近い状況となる。このため摩擦による帯電が十分でないという状況に陥り、長時間安定な画像を得ることが難しくなる。更に、カラー画像を忠実に高速で大量に出力する電子写真装置には不利になる。
【０００８】
これらを解決するため、トナー粒子表面に帯電制御剤を付着、固定化する試みが特開昭６３−２４４０５６号公報に記載されている。また、そのトナーの欠点を改良することが特開２００３−９８７４１号公報に記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−２４４０５６号公報
【特許文献２】特開２００３−９８７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来技術のように、トナー表面に帯電制御剤を強固に付着させて帯電制御剤の脱落を防止しても、今後の高速フルカラー化、高速連続印刷において帯電安定性及び画像安定性に欠けるという欠点が発生してしまう。
【００１１】
つまり、上記技術は高速連続印刷における、現像機内の現像剤にかかる大きな負荷についてまでは考慮されていない。これによって起る、現像機内の帯電量の上昇及び帯電量分布の変化が問題となりトナーの選択現像（ある特定帯電量のトナーだけが現像される）が発生する。さらに、このことが原因となり、現像剤の透磁率の変化を読みとってトナー濃度をコントロールする、トナー濃度コントローラが異常を起こしてしまう。
【００１２】
このトナー濃度コントローラ異常は、印刷終了後数時間放置するとトナー濃度は変化していないにもかかわらず、あたかもトナー濃度が変化したかのような出力となる。また、数時間放置した後印刷を開始すると、必要なトナー濃度であるにもかかわらずトナーが追加され画像濃度が上昇したり、印刷によりトナー濃度が不足してもトナーが追加されず画像濃度が低下してしまう現象が発生する。つまり、トナー濃度コントロール不可の状態となり、信頼性が大幅に低下してしまうという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、高速の電子写真装置における高画質化と画質の安定性とを改善し、メンテナンスフリー化に有効で長期間安定した信頼性の高い電子写真装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため本発明は、光導電体層を有する感光体表面のトナー画像を支持体上に転写して画像を形成する電子写真装置を対象とするものである。
【００１５】
そして本発明の第１の手段は、前記静電潜像を現像するトナーが、少なくとも着色剤と樹脂からなりオフセット防止剤を含まない粒子であり、トナーの表面に帯電制御剤を１種以上添加させて且つ絶縁微粒子を１種以上添加させたトナーであることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記絶縁微粒子が、トナーの中に含まれる樹脂の微粒子であることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記絶縁微粒子が、母材となるトナーの１／１０以下の大きさであることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第４の手段は前記第１ないし第３の手段において、１種以上の流動性改良微粒子を更にトナー表面に添加させたことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第５の手段は前記第１ないし第４の手段において、少なくとも着色剤と樹脂からなりオフセット防止剤を含まないトナー粒子が球形トナーであることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第６の手段は前記第４または第５の手段において、流動性改良微粒子がシリカであることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第７の手段は、本願発明の電子写真用トナーを、感光体の周囲に帯電手段、露光手段、現像手段を備え、前記露光手段により感光体上に形成された静電潜像を現像する前記現像手段が、第１現像ローラと第２現像ローラを有し、その現像ローラの径が５０ｍｍ以上で、隣接する前記第１現像ローラと第２現像ローラの回転方向が逆で、前記第１の現像ローラの回転方向が感光体の回転方向と逆であって、印刷速度が３５（インチ／秒）以上である電子写真装置に適用するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、トナー表面に帯電制御剤を１種以上添加させて且つ絶縁微粒子を１種以上添加させることにより、休止時トナー同士が接触して電化の移動を抑制するため、停止前の帯電量分布を保持でき、安定で画像品質の良好な信頼性の高い電子写真装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明者等は、高速画像出力装置において、高画質で長期間安定した画像を得るため、トナー表面の添加剤及び添加内容とトナー濃度コントローラとの関係について鋭意検討した。その結果、トナー表面の帯電制御剤の状態が休止後のトナー濃度コントローラ異常と関係があることを見出した。
【００２４】
つまり、休止前後の総帯電量は一緒であるが、帯電量分布が異なっているがためにトナー濃度コントローラ異常が発生する。
【００２５】
このことは、トナー表面に帯電制御剤が剥き出し状態であるがため、装置停止により現像剤の動きがなくなり、トナー表面の帯電制御剤同士が接触しあってある一定の帯電量と成るよう電荷の移動が行なわれるために発生することを見出した。
【００２６】
さらに、この現象を抑制するためには、帯電制御剤が添加されたトナー表面に、絶縁性の微粒子材料をある程度添加することにより対策できることを見出した。
【００２７】
また、トナー粒子中に分散される添加剤の分散状態でも帯電の状態が異なる。添加剤の分散状態を上げ、より均一分散にすることでも帯電の安定性が向上する。このことから、基本樹脂とは相溶しにくく均一な分散状態が取りにくい、オフセット防止剤（ＷＡＸ等）を添加しない系にすることでも帯電の安定が図れることを確認した。オフセット防止剤を添加しないことは、他の添加剤の分散状態を向上させると共に、トナー作成にかかわるエネルギーを少なくすることもできる。
【００２８】
従って、前記課題を解決する為の本発明の手段は以下の通りである。
【００２９】
光導電体層を有する感光体表面のトナー画像を、画像支持体に転写して画像を形成する電子写真装置において、前記トナーは、少なくとも着色剤と樹脂からなりオフセット防止剤を含まない粒子であり、その表面に帯電制御剤を１種以上添加させて且つ絶縁微粒子を１種以上添加させて用いることを特徴とする電子写真用トナーを用いる。
【００３０】
つまり、印刷に伴う現像剤攪拌時、トナー表面とキャリアとの接触を適度に与えると共に、装置停止時のトナー表面の帯電制御剤同士の接触を抑制することにより電荷の移動を抑制し、高画質で長期間安定した画像を得ることができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電子写真装置の概略構成図である。
【００３２】
この電子写真装置の作像部には、アルミニウムの素管上にチタニルフタロシアニンなどの電化発生材料とアクリル系樹脂などの結着剤からなる電荷発生層と、例えばヒドラゾン化合物などの電荷輸送材料とポリカーボネートなどの結着剤からなる電荷輸送層とを有する有機光導電体（ＯＰＣ）からなる感光体１の周囲に電子写真プロセス順に、帯電器２、露光手段である光源３、現像機４、転写器５、除電器６、潤滑剤塗布装置７、クリーニング機構８が配置されている。
【００３３】
この作像部の用紙搬送方向下流側には、用紙９上のトナー像を定着する予熱機１０と加熱ロール１１と加圧ロール１２とからなる定着機が設けてある。
【００３４】
次にその電子写真プロセスを説明する。感光体１上に帯電器２により一様に帯電した後、光源３からの光照射により潜像を形成する。その後、２本の現像ローラの径が５５ｍｍの第１現像ローラと第２現像ローラの回転が逆方向に回転する噴水型ローラを有する現像機４により潜像をトナーにて現像する。
【００３５】
現像されたトナー像は転写器５により用紙９に転写され、次いでトナーのオフセット防止の為にシリコーンオイルが塗布されている定着ローラを有する定着機によって、用紙９にトナー像を溶融定着する。感光体１の残留電荷は、除電器６によって除電され、クリーニング機構８によって感光体１表面の残留トナーを清掃され、一連のプロセスを終了する。このクリーニング機構のまえに、トナーの感光体表面へのフィルミング防止及びクリーニング性向上のため、潤滑剤塗布装置７が設けられている。
【００３６】
次に、本実施例において用いたトナーの概略について説明する。
【００３７】
図２に、トナーの概略拡大断面図を示す。トナー母材(ａ)の表面に帯電制御剤(ｂ)、樹脂微粒子（絶縁性微粒子）(ｃ)、シリカ微粒子（流動性向上剤）(ｄ)が外添されている。
【００３８】
トナー母材(ａ)は、樹脂、着色剤等のほかに帯電制御剤を内添していても良い。帯電制御剤(ｂ)は、二種以上組み合わせても同様の効果が得られる。更に、樹脂微粒子（絶縁性微粒子）(ｃ)も同様に必要に応じて二種以上用いても良い。シリカ微粒子（流動性向上剤）(ｄ)は、流動性向上、帯電微調整のため二種以上用いても効果が得られる。
【００３９】
トナー用樹脂としては、一般的用いられているポリエステル系、スチレンアクリル共重合体系、スチレン系、エポキシ系等トナーに用いられる樹脂を用いることができ、同様の効果が得られる。
〔実施例１〕
乳化重合法により、着色剤（CyanBG：クラリアント（株）製）１００重量部を含む、スチレンアクリル系のトナー母剤（平均粒径１０μｍ：球形）５,２００ｇを得た。この時のスチレンアクリル系樹脂の分子量分布は、Ｍｎ＝４,１００、Ｍｗ=２２０,０００であった。
【００４０】
次に、スチレンアクリル樹脂（ハイマーＳＢ３０５：三洋化成（株）性）を微粉砕分級して、平均粒径０．９μｍの樹脂微分末を得た。
【００４１】
ついで、２リットルの広口容器に直径１ｍｍのガラスビーズ５００ｇを入れ、トナー母剤５００ｇとトナー母剤に対し添加量０．５ｗｔ％と成るよう帯電制御剤（ＬＲ１４７：日本カーリット(株)製）を入れ、ターブラーシェーカミキサを用い９２ｒｐｍの回転速度で１５分間攪拌した。攪拌終了後、開口４０μｍのメッシュにてガラスビーズと分離した。
【００４２】
分離したトナー母剤に帯電制御剤を添加した物と同量の、新たなφ１ｍｍのガラスビーズを上記と同様に新たな２Ｌ広口ポリ瓶に入れ、上記トナー母剤に帯電制御剤を添加して得られた物の量に対し、外添量０．５ｗｔ％と成るよう上記にて得られた樹脂微粒子を入れ、ターブラーシェーカミキサを用い９２ｒｐｍの回転速度で１５分間攪拌した。
【００４３】
上記と同様、攪拌終了後、開口４０μｍのメッシュにてガラスビーズと分離した。
【００４４】
その後、得られた上記トナーに、疎水性シリカ（Ｒ９７２：日本アエロジル（株））を０．４ｗｔ％と成るよう秤量し、同様に新たなガラスビーズと共に２Ｌ広口ポリ瓶に入れ、ターブラーシェーカミキサを用い６４ｒｐｍの回転速度で１５分間攪拌し、開口４０μｍのメッシュにてガラスビーズと分離して最終トナーを得た。
【００４５】
マグネタイトキャリア（８５μｍ：関東電化（株）製）を用い、トナー濃度が３.５ｗｔ％と成るように、得られたトナーを混合し現像剤とした。
【００４６】
この現像剤を用い、図１に示すような構成の電子写真装置、一例として３５ｉｐｓ（インチ／秒）印刷速度を有する連続紙のレーザプリンタにより、画像の安定性、休止後のトナーコントローラ状態及び画像品質について評価した。
【００４７】
画像を連続印刷した結果、１００,０００頁連続印刷及び印刷密度変化印刷しても、画像品質変化及びトナー濃度変化は許容できる範囲であった。また、装置を停止し、２０時間放置後再起動を行ないトナーコントローラの出力値を確認した所、停止前の出力値と差ほど変わらず許容範囲であり、画像品質も許容範囲であった。
〔比較例１〕
実施例１で行なった樹脂微粉末の添加工程を省いて、実施例1と同様にして作成したトナー、現像剤を同様の電子写真装置にて検討した。その結果、１００,０００頁連続印刷にて画像濃度の低下が激しく発生した。また、印刷密度変化印刷を行なった所、帯電量の変化が激しくトナー濃度も大きく変化し許容範囲を超えた。さらに、装置を停止し、実施例１と同じように２０時間放置後再起動を行ないトナーコントローラの出力値を確認した所、停止前の出力値とはほど遠い値を示した。トナー濃度に換算して０．７ｗｔ％ほど不足している値であった。２０時間放置後の、装置稼動前の現像剤のトナー濃度を測定したところ、停止直後のトナー濃度と同じであった。つまり、トナーの帯電量変化（静止によるトナー同士の電荷移動）によりトナー濃度コントローラが正常に働かない状態になっていた。
【００４８】
上記例から明らかな様に、トナー表面に帯電制御剤を1種以上添加させて且つ絶縁微粒子を１種以上添加させることにより、安定で画像品質の良好な電子写真用トナーを得ることが出きると同時に、信頼性の高い電子写真装置を得ることができる。
【００４９】
本発明におけるトナーは、粉砕法トナー、重合トナー、ケミカルトナーに限らず同様の効果が得られる。
【００５０】
本発明に用いられるトナーは、公知のトナー用樹脂、着色剤、帯電制御剤、助剤等を配合し、公知の方法によりトナー化したもの、さらにはこれらのトナーに所望の特性を得るため、外添剤を組み合わせたものが使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子写真装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子写真用トナーの概略拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…感光体、２…帯電器、３…光源、４…現像機、５…転写器、６…除電器、７…潤滑剤塗布装置、８…クリーニング機構、９…用紙、１０…予熱器、１１…加熱ローラ、１１…加圧ローラ、ａ…トナー母材、ｂ…帯電制御材、ｃ…樹脂微粒子、ｄ…シリカ微粒子。
【図１】
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【図２】
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