JP3486707B2 - 静電荷像現像用トナー及びこれを用いた多色画像形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は静電荷像現像用トナ
ー及びこれを用いた多色画像形成方法に関し、詳しく
は、高画質なフルカラー画像を形成するのに有用なトナ
ー及びフルカラー画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真分野での高画質化がさま
ざまな角度から検討されているが、中でも、トナーの小
径化および球形化が極めて有効であるとの認識が高まっ
ている。しかし、トナーの小径化および球形化が進むに
つれて、トナー粒子の感光体に対する付着力は大きくな
り、電子写真複写機で使用されるブレードクリーニング
性が悪化する傾向が見られ、感光体のクリーニングが困
難になってきている。また、トナーの小径化が進むにつ
れて現像能力および転写性が低下し、貧弱な画像となっ
てしまう傾向も見られる。ただしその一方で、トナーを
球形化することにより転写性のほうは改善されることが
判ってきている。

【０００３】もっとも、クリーニング性を改良するため
に、たとえば、特開平１−１００５６２号では、トナー
を不定形化することが提案されている。しかし、この方
法では、前述のように転写性が犠牲になることは避けら
れない。また、特開昭６０−１０３３５５号では、懸濁
重合によりシリコーンオイルを含有させた球形トナーを
試みているが、このような方法では、シリコーンがしみ
だし、各所に悪影響を及ぼす。次に、フルカラーコピー
機ならではの問題であるが、フルカラーコピー機でも白
黒コピーをとる割合は意外に多く、そのためカラー現像
剤よりも早く黒トナー現像剤が劣化してしまうことが、
近年のフルカラーコピー機の普及で問題になり始めてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第一の目的
は、上記した問題点を解決し、高画質なフルカラー画像
を形成し、信頼性の高い現像剤を提供することである。
本発明の第二の目的はクリーニング性に優れた画像形成
方法を提供することである。本発明の第三の目的は、ト
ナー飛散のない画像形成方法を提供することである。本
発明の第四の目的は、小粒径トナーであっても高い画像
濃度を得ることが出来るトナーを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、（１）
カラー複写機に使用される複数のトナー現像剤であっ
て、該トナー現像剤はワーデル実用球形度ψが０．８以
上、体積平均粒径Ｄｖが４〜８μｍ、変動係数（標準偏
差／Ｄｖ）σが３５％以下であるカラートナーと、その
カラートナーのいずれよりもワーデル実用球形度が小さ
くかつ体積平均粒径が大きい黒トナーとから構成される
ことを特徴とする静電荷像現像用トナー、（２）前記
（１）において、トナーのうち少なくともカラートナー
は、ワーデル実用球形度ψが０．８以上、体積平均粒径
Ｄｖが４〜８μｍ、変動係数σが３５％以下で、かつこ
れらトナーの各色の画像濃度ＩＤがトナー付着量０．５
ｍｇ／ｃｍ²においてイエロー０．９以上、マゼンタ
１．３以上、シアン１．２以上であることを特徴とする
静電荷像現像用トナー、（３）前記（１）又は（２）に
おいて、トナーのうち少なくともカラートナーが分散重
合法により製造されたトナーであることを特徴とする静
電荷像現像用トナー、が提供される。

【０００６】また本発明によれば、（４）電子写真複写
機を用いて多色画像を形成する方法であって、複数のト
ナー現像剤を有し、該トナー現像剤はカラートナー現像
剤と黒トナー現像剤とからなり、該トナーのうち少なく
ともカラートナーは、ワーデル実用球形度ψが０．８以
上、体積平均粒径Ｄｖが４〜８μｍ、変動係数σが３５
％以下であり、黒トナー現像剤に限り、カーボンブラッ
ク含有キャリアを使用することを特徴とする多色画像形
成方法、（５）前記（４）において、トナーのうち少な
くともカラートナーは、ワーデル実用球形度ψが０．８
以上、体積平均粒径Ｄｖが４〜８μｍ、変動係数σが３
５％以下で、かつこれらトナーの各色の画像濃度ＩＤが
トナー付着量０．５ｍｇ／ｃｍ²においてイエロー０．
９以上、マゼンタ１．３以上、シアン１．２以上である
ことを特徴とする多色画像形成方法、（６）前記（４）
又は（５）において、トナーのうち少なくともカラート
ナーには分散重合法により製造されたトナーを用いるこ
とを特徴とする多色画像形成方法、が提供される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明をさらに詳細に説明
する。本発明におけるトナーは、少なくともカラートナ
ーがワーデル実用球形度ψ０．８以上の値をもつ必要が
ある。ここでの球形度ψは ψ＝（粒子の投影面積に等しい面積の円の直径）／（粒
子の投影像に外接する最小円の直径） で表わされ、このものはスライドグラス上にトナーを適
当量とり顕微鏡で拡大（５００倍）し、任意の１００個
のトナーについて測定することで、容易に計算すること
ができる。

【０００８】本発明者らの検討したところによれば、球
形度ψはトナーのクリーニング性に関連している。感光
体のクリーニングは、通常ゴムブレードで転写残トナー
をせき止めるのであるが、トナーの粒径が小さくなる
と、このクリーニングブレードと感光体の間を通過しや
すくなる。更にトナーの球形が球に近づくほどブレード
クリーニング性は悪化する。逆に粒径が大きく、不定形
であるトナーはクリーニングされやすいことが判った。
そこで、画質上、小径化および球形化の必要性がもっと
も少ない黒トナーは従来どうりとし、その黒トナーをも
ってクリーニングブレードを馴染ませる（クリーニング
ブレードの先端にクリーニング性の良好な黒トナーをた
める）ことで、その他のカラートナーのブレード突破を
防ぐことができることを確認した。

【０００９】トナーの粒径をだんだん小さくしていく
と、トナー同士の接触ポイントも増えて行くため、トナ
ー自身の流動性がなくなってくる。その影響でドラムへ
の現像量および紙への転写量ともに減少し、全体的に画
像濃度が薄くなってしまう。そこで、この問題を解決す
るには、あらかじめトナー自身の着色度を上げておくこ
とが有効である。すなわちトナー付着量が低くとも十分
な画像濃度が得られるようにトナーの着色剤の使用量を
増やすことで済ますことが可能となる。より詳しくは該
トナーの各色の画像濃度がトナー付着量が０．５ｍｇ／
ｃｍ²において下記数値以上になるようにトナーの着色
剤の量を設定した。 イエロー：０．９以上好ましくは１．１以上 マゼンタ：１．３以上好ましくは１．６以上 シアン ：１．２以上好ましくは１．５以上

【００１０】一方、トナーの球状が球に近づくほど、ト
ナーの流動性が増大し、転写性が向上する傾向が見られ
る。特に分散重合トナーはほぼ真球といってもよいぐら
いで、転写率も極めて良好である。そのため細線再現性
に優れ、シャープな印象を与える画像を形成することが
可能である。

【００１１】本発明のカラートナーは体積平均粒径Ｄｖ
が４〜８μｍ好ましくは６〜８μｍである。Ｄｖ値が４
μｍより小さいと現像時にトナー飛散を生じさせてしま
うことがあり、逆に、８μｍより大きいとカラー画像の
鮮明さが低下する。

【００１２】また本発明のカラートナーは、変動係数σ
が３５％以下である。ここでいう“変動係数σ”とは粒
径分布の広さを意味しており、従って、σ値が３５％よ
り以上であると大粒径トナーを多く含むことになり、充
分な画像の鮮鋭さが得られない。

【００１３】ところで、フルカラーコピー特有の問題点
の一つに、使用環境により各色のコピーの比率が異なる
ために、色によって現像剤の劣化程度にばらつきを生じ
るという点が挙げられる。一般的にはフルカラーコピー
機でも白黒コピーをとる割合がもっとも多いため、黒色
現像剤が劣化しやすく、トナー飛散等をまねく場合があ
る。ここでフルカラー用の現像剤に使用しているキャリ
アは通常抵抗を低く抑えるために薄膜のコートしか施し
ていないが、これも剤寿命を短くしている要因の一つで
ある。そこで本発明者らはフルカラー用黒色現像剤の寿
命を向上させるためキャリアコート中にカーボンブラッ
クを分散させることが有効であることを見い出した。カ
ーボンブラックを添加することで比較的コート厚を厚く
しても抵抗が低いため、剤寿命を考慮したキャリアコー
トの設計が容易になる。但しこのカーボンブラックを使
うキャリア処方は色汚れの可能性からカラートナー用現
像剤には用いることはできない。

【００１４】

【実施例】以下の実施例によって本発明を更詳細に説明
するが、これによって本発明は制限されるものではな
い。部は重量部である。

【００１５】 （イエロートナー１の製造例） スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート（５５／４５）共重合体 ９２部 （Ｍｎ＝約３２００、Ｍｗ＝約１８０００） 含クロムアゾ染料 ２部 ジスアゾイエロー（イエロー） ５部 からなる混合物を溶融混練し、微粉砕した後、ハイブリ
タイザーで丸め処理した。次に丸め処理した微粒子を分
級して体積平均粒径６μｍの微粉末を得た。この微粉末
１００部に対し、疎水性シリカＲ９７６（日本アエロジ
ル社製）０．５部を加え、高速混合機によって混合し
て、イエロートナーを得た。

【００１６】（マゼンタトナー１の製造例）ジスアゾイ
エロー２部の代りにジメチルキナクリドン（マゼンタ）
５部を用いた以外はイエロートナー１の製造法とまった
く同様にして、マゼンタトナー１を得た。

【００１７】（シアンイエロー１の製造例）ジスアゾイ
エロー２部の代りに銅フタロシアニン（シアン）１．５
部を用いた以外はイエロートナー１の製造法とまったく
同様にして、シアントナー１を得た。

【００１８】（ブラックトナー１の製造例）ジスアゾイ
エロー２部の代りにカーボンブラック（ブラック）３部
を用いた以外はイエロートナー１の製造法とまったく同
様にして、黒トナー１を得た。

【００１９】（イエロートナー２の製造例）ジスアゾイ
エロー２部から１０部に増した以外はイエロートナー１
の製造法とまったく同様にして、イエロートナー２を得
た。

【００２０】（マゼンタトナー２の製造例）ジスアゾイ
エロー２部の代りにジメチルキナクリドン８部を用いた
以外はイエロートナー１の製造法とまったく同様にし
て、マゼンタトナー２を得た。

【００２１】（シアントナー２の製造例）ジスアゾイエ
ロー２部の代りに銅フタロシアニン３部を用いた以外は
イエロートナー１の製造法とまったく同様にして、シア
ントナー２を得た。

【００２２】 （ブラックトナー２の製造例） スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート（５５／４５）共重合体 ９２部 （Ｍｎ＝約３２００、Ｍｗ＝約１８０００） 含クロムアゾ染料 ２部 カーボンブラック ３部 からなる混合物を溶融混練し、微粉砕した後、分級して
体積平均粒径８μｍの微粉末を得た。この微粉末１００
部に対し、疎水性シリカＲ９７６（日本アエロジル社
製）０．５部を加え、高速混合機によって混合して、黒
トナー２を得た。

【００２３】（イエロートナー３の製造例）撹拌翼、冷
却コンデンサ、窒素ガス導入管を取り付けた密閉可能な
反応容器を恒温槽内に取り付け、この反応容器内に次の
組成のものを仕込んだ。 メタノール ９０部 メチルビニルエーテル／無水マレイン酸（１／１）共重合体 ２部 からなる混合物を混合してメタノールにメチルビニルエ
ーテル／無水マレイン酸共重合体を完全に溶解させた
後、以下の組成のものを容器内に仕込んだ。 スチレン ３０部 アクリル酸メチル １５部 ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン １部 ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミドスルフォン酸 １部 容器内の空気を窒素ガスで置換し終えたところで、水槽
内を６５℃にまで昇温し、これにアゾビスイソブチロニ
トリル０．４部とメタノール１部とを添加した。その
後、２４時間反応を続けた後に室温に冷却した。次に、
ディスパースイエロ−５Ｇ（イエロー）６部を投入後、
７０℃に昇温し、５時間反応させた。この染着液中の染
着粒子の平均粒径は６μｍ（標準偏差σ１０％）であっ
た。この染着液中の余剰成分を３回の遠心分離で除去
し、分散液Ａを得た。この分散液Ａ中にその固形分１０
０部に対し、表面処理剤として以下に示す含フッ素４級
アンモニウム塩１部を加え、室温で１時間撹拌した後
に、スプレードライヤーＧＳ３１（ヤマト科学社製）に
投入し、乾燥粒子Ｂを得た。この乾燥粒子Ｂをイエロー
トナー１の製造例１同様にして、高速混合しイエロート
ナー３を得た。

【化１】

【００２４】（マゼンタトナー３の製造例）ディスパー
スイエロー５Ｇ ６部の代りにディスパースレッドＦＢ
（マゼンタ）４部を用いた以外はイエロートナー３の製
造例とまったく同様にしてマゼンタトナー３を得た。

【００２５】（シアントナー３の製造例）ディスパース
イエロー５Ｇ ６部の代りにディスパースブルーグリー
ンＢ（シアン）４部を用いた以外はイエロートナー３の
製造例とまったく同様にしてシアントナー３を得た。

【００２６】（使用キャリアの製造） キャリアα：シリコン樹脂で被覆されたフェライトキャ
リア（体積平均粒径約５０μｍ、σｓ６５ｅｍｕ／ｇ）
（シリコン樹脂１００部中にアミノシラン４部含有、コ
ート厚０．２μｍ） キャリアβ：シリコン樹脂で被覆されたフェライトキャ
リア（体積平均粒径約５０μｍ、σｓ６５ｅｍｕ／ｇ）
（シリコン樹脂１００部中にアミノシラン４部とカーボ
ンブラック２部含有、コート厚０．４μｍ）

【００２７】実施例１ イエロートナー２、マゼンタトナー２、シアントナー２
の各カラートナー５部に対し、キャリアα９５部を混合
し、３色のカラー現像剤を得た。また、黒トナーの５部
に対し、キャリアβ９５部を混合し、黒トナー現像剤を
得た。これらの現像剤をリコー社製複写機（ＰＲＥＴＥ
Ｒ５５０）で常温常湿（２０℃、５０％ＲＨ）の条件下
でコピーテストを行ったところ、初期画像濃度（マクベ
ス濃度計）は各色とも高くインパクトが強い画像であっ
た。更に４０，０００枚の連続コピー¹⁾を行ったとこ
ろ、ベタ画像にムラがなく、また地肌汚れがない優れた
画像が得られた。次に感光体のクリーニング余裕度を確
認するため、劣化したクリーニングブレード²⁾に交換し
て、コピーテストを行ってもクリーニング不良は発生し
なかった。詳細な結果をまとめて表１及び表２に記す。 １）フルカラー２０％チャート、Ａ４で１００枚、次に
黒文字６％チャート、Ａ４で１００枚、次にフルカラー
２０％チャート、Ａ４で１００枚、これを繰り返す。 ２）１２０，０００枚の連続コピーに使用した。

【００２８】実施例２ イエロートナー３、マゼンタトナー３、シアントナー３
の各カラートナー５部に対し、キャリアα９５部を混合
し、３色のカラー現像剤を得た。また、黒トナー現像剤
は実施例１と同じものを作成した。これらの現像剤を実
施例１と同様にして評価したところ、初期画像濃度は各
色ともベタ画像にムラがなく、また地肌汚れがない優れ
た画像が得られた。特に細線再現性に優れ、シャープな
感じがする画像であった。次に感光体のクリーニング余
裕度でも実施例１同様に問題なかった。詳細な結果をま
とめて表１及び表２に記す。

【００２９】比較例１ イエロートナー１、マゼンタトナー１、シアントナー
１、黒トナー１の各カラートナー５部に対し、キャリア
α９５部を混合し、４色の現像剤を得た。これらの現像
剤を実施例１と同様にして評価したところ、画像濃度が
足りず淡い感じを受けた。次に連続コピー終了後に実機
内の現像部周辺を観察し、黒色現像部で激しいトナー飛
散を確認した。感光体のクリーニング余裕度はほとんど
なく、画像には頻繁にスジ状の汚れが発生していた。詳
細な結果をまとめて表１及び表２に記す。

【００３０】

【表１】 φ ：カラートナーは３色のうちの最小の球形度を記した。 Ｄｖ：カラートナーは３色のうち最大の体積平均粒径を記した。 σ ：カラートナーは３色の平均の変動係数を記した。 ＩＤ（Ｙ／Ｍ／Ｃ）：各色の画像濃度（トナー付着量０．５ｍｇ／ｃｍ²）

【００３１】

【表２】 ID(Y/M/C)：画像上のイエロー、マゼンタ、シアンの最大の画像濃度

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、カラートナーにくらべ
粒径が大きくかつ球形度が小さい黒トナーを使用した場
合、クリーニング性が向上する。また通常、使用頻度が
高い黒トナー現像剤は劣化しやすいが、カーボンブラッ
ク含有キャリアを使用するとトナー飛散しにくくなる。
さらに、トナー自身の着色度を上げることで、飽和画像
濃度が容易に出せるようになる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 明美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平８−15979（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−209952（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−146589（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−140723（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−236073（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−180512（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 9/08 G03G 9/10

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー複写機に使用される複数のトナー
   現像剤であって、該トナー現像剤はワーデル実用球形度
   ψが０．８以上、体積平均粒径Ｄｖが４〜８μｍ、変動
   係数（標準偏差／Ｄｖ）σが３５％以下であるカラート
   ナーと、そのカラートナーのいずれよりもワーデル実用
   球形度が小さくかつ体積平均粒径が大きい不定形の黒ト
   ナーとから構成されることを特徴とする静電荷像現像用
   トナー。
2. 【請求項２】 前記トナーのうち少なくともカラートナ
   ーは、ワーデル実用球形度ψが０．８以上、体積平均粒
   径Ｄｖが４〜８μｍ、変動係数σが３５％以下で、かつ
   これらトナーの各色の画像濃度ＩＤがトナー付着量０．
   ５ｍｇ／ｃｍ２においてイエロー０．９以上、マゼンタ
   １．３以上、シアン１．２以上であることを特徴とする
   請求項１記載の静電荷像現像用トナー。
3. 【請求項３】 前記トナーのうち少なくともカラートナ
   ーが分散重合法により製造されたトナーであることを特
   徴とする請求項１又は２記載の静電荷像現像用トナー。
4. 【請求項４】 電子写真複写機を用いて多色画像を形成
   する方法であって、トナー現像剤として、複数のトナー
   現像剤を有し、該複数のトナー現像剤はカラートナー現
   像剤と黒トナー現像剤とからなり、カラートナーは、ワ
   ーデル実用球形度ψが０．８上で、体積平均粒径Ｄｖが
   ４〜８μｍ、変動係数σが３５％以下であり、黒トナー
   現像剤は該現像剤に含有される黒トナーはカラートナー
   のいずれよりもワーデル実用球形度が小さく、かつ体積
   平均粒径が大きい不定形の黒トナーならびにカーボンブ
   ラック含有キャリアを含有するものを使用することを特
   徴とする多色画像形成方法。
5. 【請求項５】 前記トナーのうち少なくともカラートナ
   ーは、ワーデル実用球形度が０．８以上、体積平均粒径
   Ｄｖが４〜８μｍ、変動係数σが３５％以下で、かつこ
   れらトナーの各色の画像濃度ＩＤがトナー付着量０．５
   ｍｇ／ｃｍ２においてイエロー０．９以上、マゼンタ
   １．３以上、シアン１．２以上であることを特徴とする
   請求項４記載の多色画像形成方法。
6. 【請求項６】 前記トナーのうち少なくともカラートナ
   ーには分散重合法により製造されたトナーを用いること
   を特徴とする請求項４又は５記載の多色画像形成方法。