(57)【要約】【課題】  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トナー及び現像剤を提供すると共に、これを用いた信頼性の高い電子写真装置を提供する。【解決手段】  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及びオフセット防止剤とを含む粒子であり、その表面に帯電制御剤及び絶縁微粒子を夫々１種以上添加する。【選択図】図1
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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、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及びオフセット防止剤とを含む粒子であり、その表面に帯電制御剤及び絶縁微粒子を夫々１種以上添加し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、トナー表面に添加させて用いることを特徴とする請求項１乃至３の何れか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及びオフセット防止剤とを含むトナー粒子が、重合トナー或いはケミカルトナーと呼ばれる等の球形トナーであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか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１乃至５の何れかに記載の電子写真用トナー。
【請求項７】
少なくとも着色剤と樹脂及びオフセット防止剤とを含む粒子表面に、帯電制御剤及び絶縁性微粒子を夫々少なくとも１種以上添加したトナーを用い、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】
本発明は静電記録装置、特に電子写真技術を用いた画像形成装置の電子写真用トナーおよびそれを用いた電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法は、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（例えば、特許文献1、２、３参照）。
【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、比磁性トナー）が知られている。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。
【０００４】
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、溶融混練後微粉砕されて用いられてきている。
【０００５】
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物、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過熱によりある程度球形化された物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そろ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。
【０００６】
しかし、その反面、キャリアとの摩擦で帯電するには形状（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成っており、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装置には不利になる。
【０００７】
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、固定化する試みがなされている（例えば、特許文献４、５参照）。
【０００８】
【特許文献１】特公昭４２−２３９１０号公報
【０００９】
【特許文献２】特公昭４３−２４７４８号公報
【特許文献３】米国特許第２、２９７、６９１号明細書
【特許文献４】特開昭６３−２４４０５６号公報
【特許文献５】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、ある特定帯電量のトナーだけが現像される選択現像が発生する。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てしまったり、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トナー及び現像剤を提供すると共に、これを用い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】
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、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及びオフセット防止剤とを含む粒子であり、その表面に帯電制御剤及び絶縁微粒子を夫々１種以上添加したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
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るため、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。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。
【００１８】
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。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子写真装置の構成図である。
【００２１】
図１において、電子写真装置の作像部には、アルミ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、クリーニング機構７が配置されている。作像部の下流側には用紙８上のトナー像を定着する予熱機９と加熱ロール１０と加圧ロール１１とからなる定着機が設けてある。
【００２２】
次にその電子写真プロセスを説明する。感光体ドラム１上に帯電器２により一様に帯電した後、光源３により潜像を形成する。その後、現像機４により潜像をトナーにて現像する。現像されたトナー像は転写器５により用紙８に転写され、次いで定着機によって用紙８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７によって感光体１表面の残留トナーが清掃され、一連のプロセスを終了する。
【００２３】
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。
【００２４】
図２はトナーの概略断面図を示す。図２において、トナー母材ａ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。
【００２５】
ところで、トナー母材１は、樹脂、着色剤、オフセット防止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２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３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４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。
【００２６】
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、オフセット防止剤（カルナバワックスＮｏ．１：（株）セラリカ野田製）１５０重量部が入った、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。
【００２７】
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。
【００２８】
ついで、２Ｌの広口ポリ瓶にφ１ｍｍ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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１６５ページ／分の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。
【００３５】
画像を連続印刷した結果、１０、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。
【００３６】
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、現像剤を同様の装置にて検討した。その結果、１０、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程遠い値を示した。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、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。
【００３７】
上記例から明らかな様に、トナー表面に帯電制御剤及び絶縁微粒子を夫々１種以上添加したことにより、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子写真装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る電子写真用トナーの実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…感光体、２…帯電器、３…光源、４…現像機、５…転写器、６…除電器、７…クリーニング機構、８…用紙、９…予熱器、１０…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…シリカ微粒子である。
【図１】
2005215428.tif 000003
【図２】
2005215428.tif 000004