JPH09190008A - 静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法

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JPH09190008A
JPH09190008A JP1820396A JP1820396A JPH09190008A JP H09190008 A JPH09190008 A JP H09190008A JP 1820396 A JP1820396 A JP 1820396A JP 1820396 A JP1820396 A JP 1820396A JP H09190008 A JPH09190008 A JP H09190008A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電潜像担持体へのトナーの固着及び静電潜
像担持体の不均一な削れを防ぎ、装置の高速化に適用し
ても長期にわたって高品位な画像が得られる静電荷像現
像用現像剤を提供することにある。 【解決手段】 少なくとも、トナー、無機微粉体、樹脂
微粒子及び金属酸化物を有する静電荷像現像用現像剤に
おいて、該無機微粉体は、トナーと同極性に帯電し、比
表面積が70〜300m2/gであり、該樹脂微粒子
は、トナーと同極性に帯電し、比表面積が5.0〜2
0.0m2/g、体積固有抵抗が107〜1014Ωcmで
あり、該金属酸化物は、トナーと逆極性に帯電し、比表
面積が0.5〜10.0m2/gであることを特徴とす
る静電荷像現像用現像剤に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真、静電記
録、静電印刷の如き画像形成方法における静電潜像を可
視化するための静電荷像現像用現像剤及び画像形成方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法としては米国特許第2,29
7,691号明細書、特公昭42−23910号公報お
よび特公昭43−24748号公報等に記載されている
ように多数の方法が知られている。一般には光導電性物
質を利用した静電潜像担持体表面を、種々の手段で一様
に帯電させた後、静電潜像担持体上に電気的潜像を形成
し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じ
て紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧
力、加熱加圧あるいは溶剤蒸気等により定着し複写物を
得るものであり、さらに静電潜像担持体上に転写されず
残ったトナーは種々の方法でクリーニングされ、上述の
工程が繰り返される。
【0003】このうち、静電潜像担持体上の残余のトナ
ーを除去する方法としては、ブレードクリーニング方
式、ファーブラシクリーニング方式、磁気ブラシクリー
ニング方式など静電潜像担持体にクリーニング部材を接
触させて行うのが一般的である。この場合は、クリーニ
ング部材は適当な圧力で静電潜像担持体に圧接している
ので、繰り返し使用している間に静電潜像担持体が傷つ
いたり、トナーが固着する現象が発生する。
【0004】一方、帯電方法としては最近、帯電部材を
静電潜像担持体表面に当接させて直流電圧と交流電圧を
重畳した電圧をかけて帯電を行う接触帯電方法が多く提
案されており、従来のコロナ帯電方法に比較して低い印
加電圧を使用し得る。また、オゾンの発生が少ない等と
いった利点を有している。この接触帯電方法によると、
例えば図3に図示するように、静電潜像担持体(感光体
ドラム)1に帯電部材である帯電ローラ2を接触従動回
転させ、交流電圧Vacと直流電圧Vdcとを重畳した電圧
(Vac+Vcd)を帯電ローラ2に印加することにより、
感光体ドラム1を均一に帯電することができる。
【0005】上述からも理解されるように、帯電ローラ
2は導電性を保つ必要があり、従来芯金のまわりに、E
PDM,NBR等の弾性ゴムにカーボンを分散させた導
電弾性部材を形成したものが使用されている。そのた
め、帯電ローラ2はゴム硬度がASKER(アスカー)
−Cで70°以上にならざるを得なかった。上述の如き
帯電ローラ2を使用して接触帯電を実施した場合に、芯
金2aに印加された電圧の交流成分Vacのために導電性
部材2bが振動し、そして帯電ローラ2と感光体ドラム
1とのニップ部(当接部)で音が発生し問題となる。こ
の騒音の発生は硬度が大きいと、より大きくなる傾向が
あった。
【0006】また、印加電圧の交流成分Vacをなくせば
音の発生はなくなるが感光体ドラム1の表面の均一な帯
電を得ることができず、斑点状の帯電ムラを生じる。
【0007】そこで本出願人は、特開平1−19116
1号公報等で帯電部材の硬度をASKER(アスカー)
−Cで60°以下とすることによって、帯電による騒音
のレベルを低下させる帯電方法を提案した。
【0008】また最近、電子写真法を利用した複写機、
プリンター等に対して、低エネルギー化、あるいは高速
化という技術的要求が強くなってきており、その結果ト
ナーは低エネルギーで軟化するように設計しなければな
らない。このようなトナーと前述の硬度を低下させた帯
電部材を組み合わせた場合、静電潜像担持体表面にトナ
ーが固着しやすくなり、静電潜像担持体の寿命が短くな
るという欠点が生じる。帯電部材がローラ形状の場合特
にその傾向が強く、その理由は、帯電部材の硬度が低下
すると、静電潜像担持体の駆動力が接触面を介して帯電
部材に伝わる際に、帯電部材が変形して力が分散し、帯
電部材と静電潜像担持体の表面でスベリが生じるためと
推測している。
【0009】トナーが上記静電潜像担持体に固着する現
象を回避するために、例えば、特開昭48−47345
号公報においてトナー中に摩擦減少現像物質と研磨物質
の双方を添加することが提案されている。しかし、この
方法では繰り返し使用により静電潜像担持体表面に生成
もしくは付着する紙粉,オゾン付加物などの低電気抵抗
物質の除去が行われにくくなり、特に高温高湿環境下に
おいて低抵抗物質により潜像担持体上の潜像が著しく乱
れる画像流れ現象が発生するといった欠点があった。
【0010】また、これらを解決すべく特開昭62−6
1073号公報、特開平3−10311号公報では金属
酸化物とシリカ微粉体を含有したトナーが提案されてい
る。しかしこの方法では、近年要求される記録装置の高
速化により、帯電工程及びクリーニング工程でのトナー
の負荷が大きくなってきたため、静電潜像担持体へのト
ナーの融着や静電潜像担持体表面の不均一な削れを防ぐ
ことが困難となってきた。
【0011】更に、特開平4−44051号公報におい
ては、疎水性シリカ粒子と樹脂微粒子及び金属酸化物を
含有したトナーが提案されているが、この方法ではそれ
ぞれの粒子の環境特性が規定されていないためにトナー
が周囲の影響を受け易く、高温高湿環境下では帯電量ダ
ウン、低温低湿環境下ではチャージアップするという問
題点を有する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点を解決した静電荷像現像用現像剤及び画像形成
方法を提供することにある。
【0013】即ち本発明の目的は、静電潜像担持体への
トナーの固着及び静電潜像担持体の不均一な削れを防
ぎ、装置の高速化に適用しても長期にわたって高品位な
画像が得られる静電荷像現像用現像剤を提供することに
ある。
【0014】また本発明の目的は、帯電部材に交流成分
を有する電圧を印加し、オゾンの発生が少ない接触帯電
方法を用い、帯電による騒音の発生がなく、更に低温定
着化,高速化を実現するトナーを用いた場合にも、静電
潜像担持体表面にトナーの固着及び不均一な削れが発生
することなく長寿命を達成し得る画像形成方法を提供す
ることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、少な
くとも、トナー、無機微粉体、樹脂微粒子及び金属酸化
物を有する静電荷像現像用現像剤において、該無機微粉
体は、トナーと同極性に帯電し、比表面積が70〜30
0m2/gであり、該樹脂微粒子は、トナーと同極性に
帯電し、比表面積が5.0〜20.0m2/g、体積固
有抵抗が107〜1014Ωcmであり、該金属酸化物
は、トナーと逆極性に帯電し、比表面積が0.5〜1
0.0m2/gであることを特徴とする静電荷像現像用
現像剤に関する。
【0016】さらに、本発明は、静電潜像担持体表面を
帯電する工程、静電潜像担持体に静電潜像を形成する工
程、該静電潜像を現像剤により現像しトナー画像を形成
する工程、該静電潜像担持体に形成されたトナー画像を
転写材に転写する工程及び転写後該静電潜像担持体の表
面をクリーニング手段を当接させてクリーニングする工
程を有し、クリーニング後の該静電潜像担持体を使用し
て上記工程を繰り返す画像形成方法において、該現像剤
として、上記の静電荷像現像用現像剤を用いることを特
徴とする画像形成方法に関する。
【0017】さらに、本発明は、少なくとも交流成分を
有している電圧を帯電部材に印加し、該帯電部材を静電
潜像担持体に当接されて該静電潜像担持体表面を帯電す
る工程、静電潜像を形成する工程、静電潜像を現像剤に
より現像する工程を有する画像形成方法において、該帯
電部材は、静電潜像担持体に接触する高抵抗体からなる
上層部と、該上層部の下層を構成し少なくとも交流成分
を有している電圧が印加される導電性の下層部とを備
え、該帯電部材の硬度がASKER−Cで60°以下で
あり、該静電潜像担持体が、少なくとも導電性支持体、
電荷発生層を有する積層構造を有し、該静電潜像担持体
の表面層にフッ素原子、ケイ素原子または両者を有し、
該現像剤として、上記の静電荷像現像用現像剤を用いる
ことを特徴とする画像形成方法に関する。
【0018】上記構成にすることによって、近年要求さ
れる高速化,高耐久化においても本発明の効果を充分に
発揮することができる。具体的に説明すると、主に遊離
した無機微粉体と金属酸化物が、静電潜像担持体表面に
付着する紙粉,トナーなどを削り取る。このうち比表面
積の大きい無機微粉体は、静電潜像担持体上を微細に削
り、静電潜像担持体表面とクリーニング部材及び帯電部
材との摩擦抵抗を減少させるのにも効果的である。一
方、金属酸化物は、無機微粉体でも除去できない様な、
強く固着したり広範囲にわたって固着したりした付着物
を除去するのに効果的である。さらに樹脂微粒子を含有
させることによって、金属酸化物が偏って存在する部分
がある時に、その部分だけ周囲と比較して極端に削れる
のを緩和させつつ、遊離した様な余分な無機微粉体を吸
着させクリーニングしやすくなる。
【0019】さらに無機微粉体と樹脂微粒子の帯電性を
トナーと同極性にすることによって、現像剤の帯電性を
安定させることができる。
【0020】また、転写工程において静電潜像担持体上
のトナーを転写材上に移す際、トナーと逆極性に帯電し
た該金属酸化物が、転写材上のトナーから静電潜像担持
体表面または静電潜像担持体上のトナーに移動する。も
しくは、外添の際のばらつきにより、より多量の該金属
酸化物が付着したトナーが転写の際、静電潜像担持体表
面に残る。いずれかの原因により、転写工程を終えた静
電潜像担持体上に大きな割合で金属酸化物が残存し、静
電潜像担持体表面の付着物を効果的に除去することがで
きる。
【0021】さらに、帯電工程において、極微少にクリ
ーニングをすり抜けるトナーによる帯電部材汚染に対し
て、ASKER−Cで60°以下の硬度の柔らかい帯電
部材を用いた場合には、汚染物質が帯電部材表面に存在
しても帯電部材表面が静電潜像担持体との当接部分で柔
軟に変形し静電潜像担持体と十分に接地することによ
り、帯電不良を起しづらく、好ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】無機微粉体の比表面積は70〜3
00m2/g(より好ましくは70〜150m2/g)、
樹脂微粒子の比表面積は5.0〜20.0m2/g(よ
り好ましくは8.0〜15.0m2/g)、金属酸化物
の比表面積は0.5〜10.0m2/gであることが好
ましい。無機微粉体の比表面積が70m2/gよりも小
さいと遊離物としての存在確率が大きくなり、無機微粉
体の偏在や凝集物による黒ポチの発生原因となりやす
い。300m2/gよりも大きいと現像剤の吸湿性が高
くなり現像剤の環境安定性が低下する。樹脂微粒子の比
表面積が5.0m2/gよりも小さい場合、遊離した無
機微粉体を吸着する量が減少する。20.0m2/gよ
りも大きい場合には、金属酸化物による静電潜像担持体
の削れを充分に緩和することが困難となる。該金属酸化
物の比表面積が0.5m2/gよりも小さいと静電潜像
担持体表面や現像剤担持体の削れが顕著となる。10.
0m2/gよりも大きいと静電潜像担持体表面の付着物
を除去できなかったり、クリーニング部材をすり抜けて
画像欠陥につながる場合がある。
【0023】本発明の樹脂微粒子の体積固有抵抗は、1
7〜1014Ωcm(より好ましくは108〜1014Ωc
m)が好ましい。該樹脂微粒子の体積固有抵抗が107
Ωcmよりも低いと充分な現像剤の帯電量が得られなか
ったり、遊離して静電潜像担持体表面に付着した際には
電荷のリークを生じやすく、1014Ωcmよりも大きい
と現像剤がチャージアップを起こし充分な画像濃度が得
られない。
【0024】該無機微粉体の添加量はトナーに対し0.
3〜3.0重量%であり、該樹脂微粒子の添加量はトナ
ーに対し0.005〜0.5重量%であり、該金属酸化
物の添加量はトナーに対し0.05〜5.0重量%(よ
り好ましくは0.05〜2.0重量%)であることが好
ましい。
【0025】無機微粉体の添加量が0.3重量%未満だ
と現像剤の凝集性が増し、3.0重量%よりも多くなる
とチャージアップを生じやすい。樹脂微粒子の添加量が
0.005重量%未満だと金属酸化物の研磨力をバラン
ス良く緩和できなくなり、0.5重量%よりも多い場合
にはクリーニング不良が生じ帯電ローラ汚れが顕著とな
る。また金属酸化物の添加量が0.05重量%未満であ
ると静電潜像担持体への研磨力が不充分であり、5.0
重量%よりも多いと静電潜像担持体が必要以上にしかも
不均一に削れてしまう。
【0026】本発明に用いられる無機微粉体のうち特に
好ましいものは、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化に
より生成された、いわゆる乾式法またはヒュームドシリ
カと称される乾式シリカ、及び水ガラス等から製造され
るいわゆる湿式シリカの両方が使用可能である。なかで
も、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が
少なく、またNa2O,SO3 2- 等の製造残渣のない乾
式シリカの方が好ましい。乾式シリカにおいては製造工
程において例えば、塩化アルミニウムまたは、塩化チタ
ンの如き他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合
物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の
複合微粉体を得ることも可能である。本発明において、
無機微粉体はそれらも包含する。
【0027】無機微粉体の粒径は平均の一次粒径とし
て、0.001〜2μmの範囲内であることが好まし
く、特に好ましくは、0.002〜0.2μmの範囲内
のシリカ微粉体を使用するのが良い。
【0028】本発明に用いられる無機微粉体は、疎水性
であることが環境安定性から好ましい。
【0029】疎水化処理は従来公知の疎水化処理剤及び
方法が用いられる。疎水化処理剤としてはシリコーンオ
イルあるいはシリコーンワニスといったオルガノシロキ
サン単位を有するケイ素化合物が用いられることが好ま
しいが、特に現像剤の流動性,帯電性からシリコーンオ
イルが好ましい。
【0030】本発明に用いる無機微粉体の処理に用いる
シリコーンオイルとしては、一般式
【0031】
【化1】 [Rは炭素数1乃至3のアルキル基を示し、R’はアル
キル基,ハロゲン変性アルキル基,フェニル基または変
性フェニルの如きシリコーンオイル変性基を示し、R”
は炭素数1乃至3のアルキル基またはアルコキシ基を示
し、m及びnは整数を示す]で表わされるものが例示さ
れる。例えば、ジメチルシリコーンオイル,アルキル変
性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコー
ンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変
性シリコーンオイル等が挙げられる。シリコーンオイル
としては上記式のものに限定されるわけではない。
【0032】上記シリコーンオイルは、温度25℃にお
ける粘度が50乃至1000センチストークスの物が好
ましい。50センチストークス未満では熱が加わること
により一部揮発し、帯電特性が劣化しやすい。1000
センチストークスを超える場合では、処理作業上取扱い
が困難となる。シリコーンオイル処理の方法としては、
公知技術が使用できる。例えば、ケイ酸微粉体とシリコ
ーンオイルとを混合機を用い、混合する;ケイ酸微粉体
中にシリコーンオイルを噴霧器を用い噴霧する;或いは
溶剤中にシリコーンオイルを溶解させた後、ケイ酸微粉
体を混合する方法が挙げられる。処理方法としてはこれ
に限定されるものではない。
【0033】本発明に用いられるケイ酸微粉末処理用の
シリコーンワニスは公知の物質が使用できる。
【0034】例えば、信越シリコーン社製、KR−25
1、KP−112等が挙げられるが、これらに限定され
るものではない。
【0035】シリコーンワニス処理の方法としては、オ
イル処理と同じ公知技術が使用できる。
【0036】無機微粉体表面を処理しているオルガノシ
ロキサン単位を有するケイ素化合物の一部は、静電荷像
保持体上に転移し、遊離ポリオレフィンの如き粉体のク
リーニングをさらに容易にする効果がある。
【0037】本発明における無機微粉体の疎水化度は、
以下の方法で測定される。もちろん、本発明の測定法を
参照しながら他の測定法も可能である。
【0038】密栓式の200mlの分液ロートにイオン
交換水100ml及び試料0.1gを入れ、振とう機
(ターブラシェーカーミキサーT2C型)で90rpm
の条件で10分間振とうする。振とう後10分間静置
し、無機粉末層と水層が分離した後、下層の水層を20
乃至30ml採取し、10mmセルに入れ、500nm
の波長で無機微粉体を入れていないブランクのイオン交
換水を基準として透過率を測定し、その透過率の値をも
って無機微粉体の疎水化度とするものである。
【0039】本発明における疎水性無機微粉体の疎水化
度は、60%以上(より好ましくは90%以上)を有す
るのが良い。疎水化度が60%未満であると、高湿下で
の無機微粉体の水分吸着により高品位の画像が得られに
くい。
【0040】本発明における樹脂微粒子の体積固有抵抗
値の測定の例を示す。図4に示した錠剤成型装置を用い
て、試料41を錠剤に成型する。初めに、試料約0.3
gを錠剤成型室43に入れる。次いで、押棒42を錠剤
成型室43に差し込み、油圧ポンプ45により250k
g/cm2で5分間加圧し、直径約13mm,高さ約2
〜3mmのペレット状の錠剤を成型する。44は圧力計
である。
【0041】ここで得られた錠剤は必要に応じて表面及
び裏面に導電剤をコートし、例えば、HEWLETT
PAKARD社製16008A RESISTIVIT
YCELL;または同社製4329A HIGH RE
SISTANCE METERを用いて温度23.5
℃,湿度65%RHの環境下で電圧1000V印加時の
抵抗値を測定し、計算により体積固有抵抗値ρを求め
る。
【0042】
【数1】 (式中、Sは試料の断面積、1は試料の高さ) 該樹脂微粒子は、乳化重合法またはスプレードライ法な
どによって生成条件を調整することにより製造され得
る。好ましくはスチレン、アクリル酸、メチルメタクリ
レート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアク
リレート等、トナー用結着樹脂に用いられる成分を乳化
重合法により単独あるいは共重合して得られるガラス転
移点80℃以上の樹脂粒子が良好な効果を示す。
【0043】ジビニルベンゼンの如き架橋剤で架橋され
ていてもよく、体積固有抵抗値及びトリボ電荷量調整の
ために表面が金属、金属酸化物、顔料、染料、界面活性
剤等で処理されても良い。
【0044】本発明における樹脂微粒子は、スチレン系
モノマー単位を51重量%以上含む、ブロックまたはラ
ンダムスチレン系共重合体であることが特に好ましい。
スチレン系樹脂微粒子は、通常、現像剤の結着樹脂に用
いられるスチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂と
帯電列が近く、トナー粒子との相互帯電が少なく流動性
が悪化しにくい。従って、トナーの結着樹脂としてスチ
レン系樹脂が好ましい。
【0045】樹脂微粒子中に含まれるスチレンモノマー
単位が51重量%未満であると現像剤の凝集性が強くな
り、流動性が悪化し、画像白ヌケ、画像濃度ムラを生じ
やすい。
【0046】金属酸化物としては、例えばマグネシウ
ム、亜鉛、アルミニウム、コバルト、ジルコニウム、マ
ンガン、セリウム、ストロンチウム等の酸化物、及びチ
タン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ス
トロンチウム、チタン酸バリウム等の複合金属酸化物が
挙げられる。なかでも静電潜像担持体への研磨性及びト
ナーの帯電性からチタン酸ストロンチウム、及び酸化セ
リウムが最も好ましい。
【0047】本発明において、疎水性シリカ,樹脂微粒
子及び金属酸化物の比表面積は、例えば、湯浅アイオニ
クス(株)製,全自動ガス吸着量測定装置:オートソー
ブ1を使用し、吸着ガスに窒素を用い、BET多点法に
より求める。なお、サンプルの前処理としては、50℃
で10時間の脱気を行う。
【0048】また、トナー,疎水性シリカ,樹脂微粒子
及び金属酸化物の帯電性は、例えば鉄粉キャリアを用い
た二成分トリボの極性で判断できる。
【0049】更に本発明は、該トナーの重合体成分が、
(a)実質的にTHF不溶分を含まず、(b)重合体成
分のTHF可溶分は、GPCクロマトグラムにおいて、
分子量3×103〜3×104の領域にメインピークを有
し、且つ分子量1×105〜3×106の領域にサブピー
ク又はショルダーを有し、(c)1mgKOH/g以上
の酸価を有する方が好ましい。
【0050】更に、本発明は、該トナーの重合体成分の
低分子量重合体(GPCクロマトグラムにおいて分子量
5×104未満の領域)の酸価(AVL)と高分子量重合
体(GPCクロマトグラムにおいて分子量5×104
上の領域)の酸価(AVH)とが下記条件 AVL>AVH を満足している方が好ましい。
【0051】更に本発明は、該重合体成分の低分子量重
合体の酸価(AVL)が21〜35mgKOH/gであ
り、且つ高分子量重合体の酸価(AVH)が0.5〜11
mgKOH/gであり、且つその差の関係が 10≦(AVL−AVH)≦27 である方が好ましい。
【0052】更に本発明は、該重合体成分の酸価/全酸
価の値が0.7以下である方が好ましい。
【0053】更に本発明は、該重合体成分のTHF可溶
分のGPCクロマトグラムにおいて、分子量3×104
以上1×105未満の領域に極小値を有する方が好まし
い。
【0054】次に、トナーの重合体成分の上記諸条件に
ついて詳しく説明する。
【0055】本発明のトナーの重合体成分は、実質的に
THF不溶分を含まないことが好ましい。具体的には、
樹脂組成物基準で5重量%以下、好ましくは3重量%以
下であると、より好ましい。
【0056】本発明でのTHF不溶分とは、トナー中の
樹脂組成物中のTHF溶媒に対して不溶性となったポリ
マー成分(実質的に架橋ポリマー)の重量割合を示し、
架橋成分を含む樹脂組成物の架橋の程度を示すパラメー
ターとして使うことができる。THF不溶分とは、以下
のように測定された値をもって定義する。
【0057】即ち、トナーサンプル0.5〜1.0gを
秤量し(w1g)、円筒濾紙(例えば東洋濾紙製No.
86R)に入れてソックスレー抽出器にかけ、溶媒とし
てTHF100〜200mlを用いて6時間抽出し、溶
媒によって抽出された可溶成分をエバポレートした後、
100℃で数時間真空乾燥し、THF可溶樹脂成分量を
秤量する(w2g)。トナー中の磁性体あるいは顔料の
如き樹脂成分以外の成分の重量を(w3g)とする。T
HF不溶分は、下記式から求められる。
【0058】THF不溶分(%)=〔{w1−(w3+w
2)}/(w1−w3)〕×100 THF不溶分を5重量%を超えて含有すると、定着性を
悪化させる。
【0059】本発明のトナー組成物中の重合体成分のT
HF可溶分により測定されるGPCのクロマトグラム
は、分子量3×103〜3×104(より好ましくは、5
×103〜2×104)の領域にメインピークを有し、且
つ、分子量1×105〜3×106(より好ましくは、5
×105〜1×106 )の領域にサブピークもしくはシ
ョルダーを有することが好ましい。
【0060】また、上記GPCのクロマトグラムにおい
て分子量100万以上を示す重合体成分が面積比で3%
以上(より好ましくは3〜10%)存在することが好ま
しい。分子量が100万以上でTHFに可溶な成分が3
%以上存在することで、低温定着を阻害することなく耐
オフセット性を向上させると同時に、現像剤の高温放置
下での保存安定性をも高めることが出来る。
【0061】本発明において、トナーの樹脂組成物の重
合体成分の分子量分布は、GPC(ゲルパーミェーショ
ンクロマトグラフィ)によって次の条件で測定される。
【0062】〈樹脂組成物及び重合体のGPC測定条
件〉 装置 :GPC−150C(ウォーターズ社製) カラム:KF801〜7(ショウデックス社製)の7連 温度 :40℃ 溶媒 :THF(テトラヒドロフラン) 流速 :1.0ml/min. 試料 :濃度0.05〜0.6重量%の試料を0.1m
l注入 また、本発明はトナーの重合体成分が1mgKOH/g
以上(より好ましくは2mgKOH/g以上)の酸価を
有することが好ましい。重合体成分が1mgKOH/g
以上の酸価を有することにより、現像剤の帯電が安定
し、長期の耐久性が良好となる。
【0063】また、本発明に使用される重合体成分は、
低分子量重合体の酸価(AVL)と高分子量重合体の酸価
(AVH)の関係がAVL>AVHであることが好ましく、更
に好ましくは低分子量重合体の酸価(AVH)が21〜3
5mgKOH/gであり、且つ高分子量重合体の酸価
(AVH)が0.5〜11mgKOH/gであり、且つそ
の差の関係が、 10≦(AVL−AVH)≦27 である。
【0064】本発明者等は、鋭意検討の結果、低分子量
重合体と高分子量重合体から成るトナー樹脂組成物にお
いて、上記に示す酸価をそれぞれの重合体成分が有する
ことが低温定着性、耐オフセット性、静電潜像担持体へ
のトナー固着の防止、更には、現像性向上に効果的であ
ることを見い出した。
【0065】低温定着性は、低分子量重合体成分のTg
及び分子量分布が支配するが、この成分中に酸成分を含
有すること、更には高分子量重合体成分の酸価よりも1
0mgKOH/g以上大きくすることにより、同一のT
g及び同一の分子量分布を有する酸価が上記範囲外の樹
脂組成物より、低粘度化できる。
【0066】これは、低分子量重合体成分の酸価より高
分子量重合体成分の酸価を10mgKOH/g以上低く
設定(酸価0.5〜11mgKOH/g)することによ
り、低分子量重合体成分と高分子量重合体成分の分子鎖
のからみ合いをある程度抑制し、このため、低温側での
低粘度化、更には高温側での弾性特性維持を達成するも
のと考えられる。またこのことは、高速機における低温
定着化,現像特性の向上につながるものである。
【0067】一方、その酸価の差が27mgKOH/g
を超えると、低分子量重合体成分と高分子量重合体成分
の混合性に不具合が生じ耐久オフセット性,現像性が低
下する。
【0068】更には、低分子量重合体成分の酸価が21
mgKOH/g以上の場合に、帯電の立ち上がり性が良
好となる。
【0069】一方、低分子量重合体成分の酸価が35m
gKOH/gを超えると、環境特性、特に高湿下の現像
性が損われる場合がある。
【0070】また、高分子量重合体成分の酸価が0.5
mgKOH/g未満の場合では、低分子量重合体成分
(酸価21〜35mgKOH/g)との混合性が不具合
となり、現像性、特にカブリ特性が悪化する場合があ
る。
【0071】また、重合体成分は、酸価/全酸価の比の
値が、0.7以下(より好ましくは、0.4〜0.6)
であることがより好ましい。酸価/全酸価の値が、0.
7を超えると、トナーの帯電のバランス、すなわち、帯
電・放電のバランスが、帯電傾向となり、トナー帯電安
定性が低下しやすい。
【0072】また、重合体成分は、重合体成分のTHF
可溶分のGPCクロマトグラムにおいて分子量3×10
4以上1×105未満の領域に極小値(Min)を有する
ことが好ましい。低温定着性と耐高温オフセット性を両
立するために、低分子量重合体成分及び高分子量重合体
成分それぞれ独立した分子量分布を形成していることが
好ましい。
【0073】また、本発明のトナー樹脂組成物の重合体
成分は、低分子量重合体成分と高分子量重合体成分との
関係において、その混合割合に関して、 WL:WH=50:50〜90:10 を満足することが好ましい。その理由は、低分子量重合
体成分と高分子量重合体成分の割合が、この範囲外であ
ると、定着性及び耐オフセット性が不具合となるためで
ある。すなわち、低分子量重合体成分は50重量%未満
であると定着性が低下し、一方、高分子量重合体成分が
10重量%未満となると耐高温オフセット性が低下す
る。
【0074】更に、これらの混合量と酸価との関係にお
いては、
【0075】
【数2】 を満足することが好ましい。その理由は、低分子量成分
と高分子成分の混合量とそれぞれの酸価が上式の関係を
満足しない場合、すなわち、
【0076】
【数3】 低分子量成分の樹脂全体に占める酸価が高分子量成分の
樹脂全体に占める酸価の4倍よりも低くなる場合、低分
子量成分と高分子成分の混合性が増し、低温側での低粘
性,高温側での高弾性をより強調しにくくなる傾向にあ
る。
【0077】また、
【0078】
【数4】 が11未満の場合、帯電の立ち上がり特性が悪化し、一
方、30を超えると高湿下の現像性が低下する傾向にあ
る。
【0079】本発明においてトナー重合体成分の低分子
重合体成分及び高分子重合体成分の酸価(JIS酸価)
は以下の方法により求める。
【0080】〈各成分の分取〉 [装置構成] LC−908(日本分析工業株式会社製) JRS−86(同社;リピートインジェクタ) JAR−2(同社;オートサンプラー) FC−201(ギルソン社;フラクッションコレクタ) [カラム構成] JAIGEL−1H〜5H(20φ×600mm:分取
カラム) [測定条件] 温度:40℃ 溶媒:THF 流量:5ml/min. 検出器:RI 試料は、予め重合体成分以外の添加剤を分離しておく。
分取方法としては、分子量が5×104となる溶出時間
を予め測定し、その前後で低分子重合体成分及び高分子
重合体成分を分取する。分取したサンプルから溶剤を除
去し酸価測定用試料とする。
【0081】〈酸価(JIS酸価)の測定〉 1)試料の粉砕品0.1〜0.2gを精秤し、その重さ
をW(g)とする。
【0082】2)20cc三角フラスコに試料を入れ、
トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液10ccを
加え溶解する。
【0083】3)指示薬としてフェノールフタレインの
アルコール溶液数滴を加える。
【0084】4)0.1規定のKOHのアルコール溶液
を用いてフラスコ内の溶液をビュレットを用いて滴定す
る。この時のKOH溶液の量をS(ml)とする。同時
にブランクテストをし、この時のKOH溶液の量をB
(ml)とする。
【0085】5)次式により酸価を計算する。
【0086】
【数5】 本発明における全酸価の測定は、下記の通り行う。
【0087】〈全酸価の測定〉 1)試料は予め重合体成分以外の添加物を除去し使用す
る。試料の粉砕品約2gを精秤し、その重さをW′
(g)とする。
【0088】2)200cc三角フラスコに試料を入
れ、1,4−ジオキサン30cc、ピリジン10cc、
4−ジメチルアミノピリジン20mgを加え1時間溶解
する。
【0089】3)イオン交換水3.5ccを加え4時間
還流する。その後冷却する。
【0090】4)指示薬としてフェノールフタレインの
アルコール溶液数滴を加える。
【0091】5)0.1規定のKOHのTHF溶液を用
いてフラスコ内の溶液をビュレットを用いて滴定する。
この時のKOH溶液の量をS′(ml)とする。同時に
ブランクテストをし、この時のKOH溶液量をB′(m
l)とする。
【0092】6)次式により全酸価を測定する。
【0093】
【数6】 KOHのTHF溶液としては、KOH6.6gをイオン
交換水20ccに加え溶解し、次でTHF720cc、
イオン交換水100ccを加え、その後撹拌しながらメ
タノールを透明になるまで加えたものを用いる。
【0094】本発明の重合体成分の酸価を調整するモノ
マーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α
−エチルアクリル酸、クロトン酸などのアクリル酸及び
そのα−或いはβ−アルキル誘導体、フマル酸、マレイ
ン酸、シトラコン酸などの不飽和ジカルボン酸及びその
モノエステル誘導体又は無水マレイン酸などがあり、こ
のようなモノマーを単独、或いは混合して、他のモノマ
ーと共重合させることにより所望の重合体を作ることが
できる。この中でも、特に不飽和ジカルボン酸のモノエ
ステル誘導体を用いることが酸価/全酸価値をコントロ
ールする上で好ましい。
【0095】より具体的には、例えば、マレイン酸モノ
メチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチ
ル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸モノアリル、
マレイン酸モノフェニル、フマル酸モノメチル、フマル
酸モノエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノフェ
ニルなどのようなα,β−不飽和ジカルボン酸のモノエ
ステル類;n−ブテニルコハク酸モノブチル、n−オク
テニルコハク酸モノメチル、n−ブテニルマロン酸モノ
エチル、n−ドデセニルグルタル酸モノメチル、n−ブ
テニルアジピン酸モノブチルなどのようなアルケニルジ
カルボン酸のモノエステル類;フタル酸モノメチルエス
テル、フタル酸モノエチルエステル、フタル酸モノブチ
ルエステルなどのような芳香族ジカルボン酸のモノエス
テル類;などが挙げられる。
【0096】以上のようなカルボキシル基含有モノマー
は、結着樹脂の高分子側を構成している全モノマーに対
し1〜20重量%、好ましくは3〜15重量%添加すれ
ばよい。
【0097】上記のようなジカルボン酸のモノエステル
モノマーが選択される理由としては、該懸濁重合では水
系の懸濁液に対して、溶解度の高い酸モノマーの形で使
用するのは適切でなく、溶解度の低いエステルの形で用
いるのが好ましいからである。
【0098】本発明において、上記のような方法で得ら
れた共重合体中のカルボン酸基及びカルボン酸エステル
部位はアルカリ処理を行い、ケン化させることもでき
る。即ち、アルカリのカチオン成分と反応させて、カル
ボン酸基或いはカルボン酸エステル部位を極性官能基に
変化させることが好ましい。結着樹脂の高分子側成分に
含金属化合物と反応するカルボキシル基が含有されてい
ても、カルボキシル基が無水化、すなわち閉環された状
態にあると、架橋反応の効率が低下するからである。
【0099】このアルカリ処理は、バインダー樹脂製造
後、重合時に使用した溶媒中に水溶液として投入し、撹
拌しながら行なえばよい。本発明に用いることのできる
アルカリとしては、Na,K,Ca,Li,Mg,Ba
などのアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物;
Zn,Ag,Pb,Niなどの遷移金属の水酸化物;ア
ンモニウム塩、アルキルアンモニウム塩、ピリジウム塩
などの4級アンモニウム塩の水酸化物などがあり、特に
好ましい例として、NaOHやKOHが挙げられる。
【0100】本発明において上記ケン化反応は、共重合
体中のカルボン酸基及びカルボン酸エステル部位の全て
に渡って行われる必要はなく、部分的にケン化反応が進
行し、極性官能基に変わっていればよい。
【0101】また、ケン化反応に用いるアルカリの量
は、バインダー樹脂中の極性基の種類、分散方法、構成
モノマーの種類などにより一概に決定し難いのである
が、バインダー樹脂の酸価の0.02〜5倍当量であれ
ばよい。0.02倍当量より少ない場合はケン化反応が
十分でなく、反応によって生じる極性官能基の数が少な
くなり、結果として後の架橋反応が不十分となる。逆に
5倍当量を超える場合は、カルボン酸エステル部位など
の官能基に対し、エステルの加水分解、ケン化反応によ
る塩の生成などによって官能基に悪影響を及ぼす。
【0102】尚、酸価の0.02〜5倍当量のアルカリ
処理を施した時は、処理後の残存カチオン濃度が5〜1
000ppmの間に含まれ、アルカリの量を規定するの
に好ましく用いることができる。
【0103】本発明に係る樹脂組成物は、保存性の観点
から、ガラス転移温度(Tg)が50〜70℃、好まし
くは55〜65℃であり、Tgが50℃より低いと高温
雰囲気下でのトナーの劣化や定着時でのオフセットの原
因となる。また、Tgが70℃を超えると、定着性が低
下する傾向にある。
【0104】本発明に係る樹脂組成物の低分子量重合体
成分のTgLと高分子量重合体成分のTgHの関係は、 TgL≧TgH−5(℃) の範囲にあることが好ましく、TgLがTgH−5未満で
ある場合、現像性が低下する傾向がある。より好ましく
はTgL≧TgHがよい。
【0105】本発明に係る結着樹脂組成物を製造する方
法として、溶液重合法により高分子量重合体と低分子量
重合体を別々に合成した後にこれらを溶液状態で混合
し、次いで脱溶剤する溶液ブレンド法、また、押出機等
により溶融混練するドライブレンド法、さらに溶液重合
法等により得られた低分子量重合体を溶解した高分子量
重合体を構成するモノマーに溶解し、懸濁重合を行い、
水洗・乾燥し、樹脂組成物を得る2段階重合法等が挙げ
られる。しかし、ドライブレンド法では、均一な分散、
相溶の点で問題があり、また、2段階重合法だと均一な
分散性等に利点が多いものの、低分子量重合体成分を高
分子量重合体成分以上に増量することが困難であり、低
分子量重合体成分の存在下では、分子量の大きい高分子
量重合体成分の合成が困難であるだけでなく、不必要な
低分子量重合体成分が副生成する等の欠点が有ることか
ら、本発明に適用するには、該溶液ブレンド法が最も好
適である。
【0106】本発明に係る樹脂組成物の高分子量成分の
合成方法として本発明に用いることの出来る重合法とし
て、溶液重合法、乳化重合法や懸濁重合法が挙げられ
る。
【0107】このうち、乳化重合法は、水にほとんど不
溶の単量体(モノマー)を乳化剤で小さい粒子として水
相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行
う方法である。この方法では反応熱の調節が容易であ
り、重合の行われる相(重合体と単量体からなる油相)
と水相とが別であるから停止反応速度が小さく、その結
果重合速度が大きく、高重合度のものが得られる。更
に、重合プロセスが比較的簡単であること、及び重合生
成物が微細粒子であるために、トナーの製造において、
着色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易で
あること等の理由から、トナー用バインダー樹脂の製造
方法として有利な点がある。
【0108】しかし、添加した乳化剤のため生成重合体
が不純になり易く、重合体を取り出すには塩析などの操
作が必要で、この不便を避けるためには懸濁重合が好都
合である。
【0109】懸濁重合においては、水系溶媒100重量
部に対して、モノマー100重量部以下(好ましくは1
0〜90重量部)で行うのが良い。使用可能な分散剤と
しては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール
部分ケン化物、リン酸カルシウム等が用いられ、一般に
水系溶媒100重量部に対して0.05〜1重量部で用
いられる。重合温度は50〜95℃が適当であるが、使
用する開始剤、目的とするポリマーによって適宜選択す
べきである。
【0110】本発明に用いられる樹脂組成物の高分子量
重合体成分は、本発明の目的を達成する為に以下に例示
する様な多官能性重合開始剤単独あるいは単官能性重合
開始剤を併用する。
【0111】多官能構造を有する多官能性重合開始剤の
具体例としては、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3−ビス
−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、
2,5−ジメチル−2,5−(t−ブチルパーオキシ)
ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチ
ルパーオキシ)ヘキシン−3、トリス−(t−ブチルパ
ーオキシ)トリアジン、1,1−ジ−t−ブチルパーオ
キシシクロヘキサン、2,2−ジ−t−ブチルパーオキ
シブタン、4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレリッ
クアシッド−n−ブチルエステル、ジ−t−ブチルパー
オキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチル
パーオキシアゼレート、ジ−t−ブチルパーオキシトリ
メチルアジペート、2,2−ビス−(4,4−ジ−t−
ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−
t−ブチルパーオキシオクタン及び各種ポリマーオキサ
イド等の1分子内に2つ以上のパーオキサイド基などの
重合開始機能を有する官能基を有する多官能性重合開始
剤、及びジアリルパーオキシジカーボネート、t−ブチ
ルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシアリル
カーボネート及びt−ブチルパーオキシイソプロピルフ
マレート等の1分子内に、パーオキサイド基などの重合
開始機能を有する官能基と重合性不飽和基の両方を有す
る多官能性重合開始剤から選択される。
【0112】これらの内、より好ましいものは、1,1
−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチル
シクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシ
クロヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイド
ロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレー
ト及び2,2−ビス−(4,4−ジ−t−ブチルパーオ
キシシクロヘキシル)プロパン、及びt−ブチルパーオ
キシアリルカーボネートである。
【0113】これらの多官能性重合開始剤は、トナー用
バインダーとして要求される種々の性能を満足する為に
は、単官能性重合開始剤と併用されることが好ましい。
特に該多官能性重合開始剤の半減期10時間を得る為の
分解温度よりも低いそれを有する重合開始剤と併用する
ことが好ましい。
【0114】具体的には、ベンゾイルパーオキシド、
1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−ト
リメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ(t
−ブチルパーオキシ)バレレート、ジクミルパーオキシ
ド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシジイソプロ
ピル)ベンゼン、t−ブチルパーオキシクメン、ジ−t
−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物、アゾビスイソ
ブチロニトリル、ジアゾアミノアゾベンゼン等のアゾお
よびジアゾ化合物等が利用出来る。
【0115】これらの単官能性重合開始剤は、前記多官
能性重合開始剤と同時にモノマー中に添加しても良い
が、該多官能性重合開始剤の開始剤効率を適正に保つ為
には、任意の重合条件下で、重合時間が該多官能性重合
開始剤の示す半減期を経過した後に添加するのが好まし
い。
【0116】これらの開始剤は、効率の点からモノマー
100重量部に対し0.05〜2重量部で用いるのが好
ましい。
【0117】本発明に用いられる樹脂組成物の高分子量
重合体成分は、本発明の目的を達成する為に以下に例示
する様な架橋性モノマーで架橋されていることが好まし
い。架橋性モノマーとしては主として2個以上の重合可
能な二重結合を有するモノマーが用いられ、具体例とし
ては、芳香族ジビニル化合物、例えば、ジビニルベンゼ
ン、ジビニルナフタレン等;アルキル鎖で結ばれたジア
クリレート化合物類、例えば、エチレングリコールジア
クリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレー
ト、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−
ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジ
オールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアク
リレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリ
レートに代えたもの;エーテル結合を含むアルキル鎖で
結ばれたジアクリレート化合物類、例えば、ジエチレン
グリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジ
アクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレー
ト、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、
ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプ
ロピレングリコールジアクリレート、及び以上の化合物
のアクリレートをメタクリレートに代えたもの;芳香族
基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート
化合物類、例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2
−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレ
ート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−
ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、及び、
以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えた
もの;更には、ポリエステル型ジアクリレート化合物
類、例えば、商品名MANDA(日本化薬)が挙げられ
る。多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールア
クリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、
トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチ
ロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメ
タンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレー
ト、及び以上の化合物のアクリレートをメタアクリレー
トに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリル
トリメリテート;等が挙げられる。
【0118】これらの架橋剤は、他のモノマー成分10
0重量部に対して、1重量部以下、好ましくは0.00
1〜0.05重量部の範囲で用いることが好ましい。
【0119】これらの架橋性モノマーのうち、トナーの
定着性,耐オフセット性の点から好適に用いられるもの
として、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼ
ン)、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジ
アクリレート化合物類が挙げられる。
【0120】一方、本発明に係る結着樹脂の低分子量成
分の合成方法としては、公知の方法を用いることが出来
る。しかし、塊状重合法では、高温で重合させて停止反
応速度を速めることで、低分子量の重合体を得ることが
できるが、反応をコントロールしにくい問題点がある。
その点、溶液重合法では、溶媒によるラジカルの連鎖移
動の差を利用して、また、開始剤量や反応温度を調整す
ることで低分子量重合体を温和な条件で容易に得ること
ができ、本発明で用いる樹脂組成物中の低分子量体を得
るには好ましい。特に、開始剤使用量を最小限に抑え、
開始剤残渣の影響を極力抑えるという点で、加圧条件下
での溶液重合法も好ましい。
【0121】高分子量重合体成分を得る為のモノマー及
び、低分子量重合体成分を得る為のモノマーとしては、
次のようなものが挙げられる。
【0122】例えばスチレン;o−メチルスチレン、m
−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシ
スチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレ
ン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、
2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、
p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチ
レン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチ
レン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチ
レン、等のスチレン及びその誘導体;エチレン、プロピ
レン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モ
ノオレフィン類;ブタジエン等の不飽和ポリエン類;塩
化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、沸化ビニルな
どのハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、ベンゾエ酸ビニルなどのビニルエステル類;メタ
クリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プ
ロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブ
チル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシ
ル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸
ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメ
チルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル
などのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−
ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、
アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリ
ル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アク
リル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルなどのア
クリル酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエ
チルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニル
エーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケト
ン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン
類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N
−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンなどのN−
ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリ
ル酸もしくはメタクリル酸誘導体;のビニル系モノマー
が単独もしくは2つ以上で用いられる。
【0123】これらの中でもスチレン系共重合体、スチ
レン−アクリル系共重合体となるようなモノマーの組み
合わせが好ましい。
【0124】また、低分子量及び高分子量重合体成分の
双方が、少なくともスチレン系重合体成分又は共重合体
成分を65重量部以上含有することが混合性の点で好ま
しい。
【0125】本発明に係る樹脂組成物を構成する高分子
量重合体は予め低分子量ワックスと混合しておくこと
で、ミクロ領域での相分離が緩和され、高分子成分を再
凝集させず、低分子量重合体との良好な分散状態が得ら
れる。
【0126】本発明に適用し得る低分子量ワックスとし
ては、ポリプロピレン、ポリエチレン、マイクロクリス
タリンワックス、カルナバワックス、サゾールワック
ス、パラフィンワックス、高級アルコール系ワックス、
エステルワックス等のワックス状物質、及びこれらの酸
化物やグラフト変性物等が挙げられる。
【0127】これらの低分子量ワックスの重量平均分子
量は3万以下、好ましくは1万以下のものが好ましく、
添加量としてはバインダー重合体成分100重量部に対
し、約1〜20重量部が好ましい。
【0128】これらの低分子量ワックスは、トナー製造
に際し、予めバインダー重合体成分中に添加、混合して
も良い。特に、重合体成分の調製時に、低分子量ワック
スと高分子量重合体とを溶剤に予備溶解した後、低分子
量重合体溶液と混合する方法でも良い。
【0129】係る重合体溶液の固体濃度は、分散効率、
撹拌時の樹脂の変質防止、操作性等を考慮し、5〜70
重量%以下であり、高分子量重合体成分とポリオレフィ
ン重合体の予備溶液は5〜60重量%以下、低分子量重
合体溶液は5〜70重量%以下の固体濃度であることが
一例として挙げられる。
【0130】高分子重合体成分と低分子量ワックスを溶
解又は分散させる方法は、撹拌混合により行われ、撹拌
は回分式又は連続式でおこなっても良い。
【0131】例えば、低分子量重合体溶液を混合する方
法は、該予備溶液の固形分量100重量部に対して、該
低分子量重合体溶液を10〜1000重量部添加し撹拌
混合を行うことが挙げられる。この場合、回分式でも連
続式でも良い。
【0132】本発明に係る樹脂組成物の溶液混合時に用
いる有機溶剤としては、例えばベンゼン、トルオール、
キシロール、ソルベントナフサ1号、ソルベントナフサ
2号、ソルベントナフサ3号、シクロヘキサン、エチル
ベンゼン、ソルベッソ100、ソルベッソ150、ミネ
ラルスピリット等の炭化水素系溶剤;メタノール、エタ
ノール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアル
コール、sec−ブチルアルコール、iso−ブチルア
ルコール、アミルアルコール、シクロヘキサノール等の
アルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メ
チルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系
溶剤;酢酸エチル、n−酢酸ブチル、セロソルブアセテ
ート等のエステル系溶剤;メチルセロソルブ、エチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール等の
エーテル系溶剤等が挙げられる。これらの中で芳香族、
ケトン系、エステル系の溶剤が好ましい。また、これら
を混合して用いても差し支えない。
【0133】有機溶剤を除去する方法は、重合体の有機
溶剤溶液を加熱後、常圧下で有機溶剤の10〜80重量
%を除去した後、減圧下で、残存溶剤を除去する方法が
好ましい。この時、有機溶剤溶液は、用いた有機溶剤の
沸点以上、200℃以下に保持することが好ましい。有
機溶剤の沸点を下回ると溶剤留去時の効率が悪いだけで
なく、有機溶剤中の重合体に不必要な剪断力がかかった
り、各構成重合体の再分散が促進され、ミクロな状態で
の相分離を起こす場合がある。また、200℃を超える
と重合体が解重合し、分子切断によるオリゴマーが生成
し、樹脂組成物内への不純物の混入を招くので好ましく
ない。
【0134】本発明で使用するトナーは磁性体を含む磁
性トナーであることが好ましく、磁性体としては磁性酸
化鉄が好ましく、更にケイ素元素を含有することが好ま
しい。
【0135】磁性トナーに用いる磁性酸化鉄のケイ素元
素の含有率は、鉄元素を基準にして0.1〜5.0重量
%、好ましくは0.4〜2.0重量%(より好ましくは
0.5〜0.9重量%)であることが好ましい。
【0136】磁性体にケイ素元素を含有することによ
り、トナーとしての流動性に優れ、その結果トナーの帯
電が安定化し、トナーの耐久性が向上する。さらにケイ
素元素を含有する磁性体を含有するトナーは、潜像担持
体表面に対して非常にソフトな研磨効果を有し、潜像担
持体表面にトナーが固着しかけても完全に固着する前に
適度に研磨され、潜像担持体の耐久性を向上させる効果
がある。
【0137】磁性酸化鉄粒子中ケイ素元素量は、蛍光X
線分析装置SYSTEM3080(理化学電機工業
(株)製)を使用し、JIS K0119「けい光X線
分析通則」に従って、蛍光X線分析を行うことにより測
定した。
【0138】本発明の磁性トナーに用いる磁性酸化鉄粒
子は、結着樹脂100重量部に対して、20重量部乃至
200重量部を用いることが好ましい。更に好ましくは
30〜150重量部を用いることが良い。
【0139】また、場合により、本発明の磁性トナーに
用いる磁性酸化鉄粒子は、シランカップリング剤、チタ
ンカップリング剤、チタネート、アミノシラン、有機ケ
イ素化合物等で処理しても良い。
【0140】また、本発明で使用する静電荷像現像用現
像剤には、着色剤として、従来公知のカーボンブラッ
ク、銅フタロシアニンの如き顔料または染料等が使用可
能である。
【0141】また、本発明に係るトナーの帯電制御剤と
しては、負帯電制御剤の場合、モノアゾ染料の金属錯
塩,サリチル酸,アルキルサリチル酸,ジアルキルサリ
チル酸またはナフトエ酸の金属錯塩等、正帯電制御剤の
場合、ニグロシン染料,アジン系染料,トリフェニルメ
タン系染顔料,イミダゾール系化合物,4級アンモニウ
ム塩あるいは4級アンモニウム塩を側鎖に有するポリマ
ー等、を単独あるいは混合して使用できる。
【0142】本発明に係るトナーを作製するには本発明
の重合体成分及び着色剤としての顔料,染料又は磁性
体,帯電制御剤,その他の添加剤を、ボールミルの如き
混合機により充分混合してから加熱ロール,ニーダー,
エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融,捏和及
び練肉して樹脂類を互いに相溶せしめた中に顔料又は染
料を分散又は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分
級をおこなって本発明に係るトナーを得ることが出来
る。
【0143】また、本発明に係るトナーを得るための他
の方法として、重合法によってトナーを製造することが
可能である。この懸濁重合法トナーは重合性単量体及び
本発明の帯電制御剤,顔料又は染料,磁性酸化鉄,重合
開始剤(更に必要に応じて架橋剤及びその他の添加剤)
を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした
後、この単量体組成物あるいは、この単量体組成物をあ
らかじめ重合したものを分散安定性を含有する連続相
(例えば水)中に適当な撹拌機を用いて分散し、同時に
重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子とし
たものである。
【0144】画像形成装置の一例を図1に概略的に示
し、それに基づき、画像形成方法を説明する。
【0145】1は回転ドラム状の静電潜像担持体であ
り、その周囲には一次帯電装置2、露光光学系3、トナ
ー担持体5を有する現像装置4、転写装置9、クリーニ
ング装置11が配置されている。
【0146】この画像形成装置においては、一次帯電装
置2により感光体である静電潜像担持体1の表面を一様
に帯電し、露光光学系3により像露光して静電潜像担持
体1の表面に静電潜像を形成する。
【0147】次いで磁石を内包するトナー担持体5の表
面上に、トナー層厚規制部材6により、本発明の構成に
基づきトナーコート層を形成し、現像部において静電潜
像担持体1の導電性基体とトナー担持体5との間にバイ
アス印加手段8により交互バイアス、パルスバイアス及
び/または直流バイアスを印加しながら、静電潜像担持
体1に形成した静電潜像を現像する。
【0148】現像したトナー像は、転写紙Pを搬送し転
写装置9、電圧印加手段10により、転写紙Pの背面か
らトナーと逆極性の電荷を加えて、転写紙Pへ静電転写
される。
【0149】トナーを転写した転写紙Pを、加熱加圧ロ
ーラ定着器12を通過させることにより定着画像が得ら
れる。
【0150】転写工程後の潜像担持体上に残留する磁性
トナーは、クリーニング装置11により除去され、再び
一次帯電以下の工程が繰り返される。
【0151】本発明に用いる静電潜像担持体は、少なく
とも導電性支持体、電荷発生層及び電荷輸送層から成る
積層構造を有し、該静電潜像担持体の表面層にフッ素及
び/或いはケイ素原子を有することが長寿命化及び静電
潜像担持体表面の不均一な削れを防止する上で好まし
い。
【0152】本発明に用いられるフッ素化合物は、例え
ば公知のフッ素樹脂があげられ、四フッ化エチレン、三
フッ化塩化エチレン、六フッ化プロピレン、フッ化ビニ
ル、フッ化ビニリデン、二フッ化二塩化エチレン等の単
独、及び、それらの共重合体の中から1種、或いはそれ
以上が適宜選択される。また、フッ化カーボン等も使用
可能である。
【0153】本発明においては、フッ素系重合体、或い
は非フッ素系重合性単量体都の重合共重合から合成され
たフッ素系セグメントを含有するブロック、またはグラ
フトポリマー、界面活性剤、マクロモノマー等を単独あ
るいは上記フッ素樹脂との併用のかたちで用いることが
できる。
【0154】シリコン系化合物の具体例としては、モノ
メチルシロキサン三次元架橋物、ジメチルシロキサン−
モノメチルシロキサン三次元架橋物、超高分子量ポリジ
メチルシロキサン、ポリジメチルシロキサンセグメント
を含有するブロックポリマー、グラフトポリマー、界面
活性剤、マクロモノマー、末端修飾ポリジメチルシロキ
サン等が用いられる。三次元架橋物の場合、微粒子の形
状で用いられる粒径は0.01〜5μmの範囲で使用可
能である。ポリジメチルシロキサン化合物の場合、その
分子量は3,000〜5,000,000の範囲が好ま
しく用いられる。
【0155】微粒子状のものは、バインダー樹脂ととも
に感光層組成物として分散させる。
【0156】本発明に用いられるフッ素化合物、及びシ
リコン化合物は、有機感光層(OPC)組成物中50%
以下の量で好ましく用いられる。より好ましくは0.5
〜50%である。
【0157】静電潜像担持体表面層にフッ素及び/或い
はケイ素原子を存在させると、静電潜像担持体表面のエ
ネルギーを低下させる作用があり、トナーが固着しにく
くなる。配合量が多すぎるとクリーニング部材との摩擦
係数が下がりすぎるため、逆にトナーのすり抜け、クリ
ーニング不良の原因となる。
【0158】一方、本発明において帯電部材の硬度を好
ましくは、ASKER−Cで60°以下、さらに好まし
くは55°以下とすることにより、被帯電体である静電
潜像担持体表面に対し弱い押圧力で帯電に十分な接触幅
を得ることができ、オゾンの発生が少なく、更に帯電部
材に交流成分を有する電圧を印加した際にも、帯電によ
る騒音の発生が少ない。
【0159】本発明の帯電部材の硬度をASKER−C
で60°以下とするための形態としては、好ましくは、
下層部を熱可塑性エラストマーまたは柔軟なゴムから成
る弾性層と導電層とから構成するか、または、下層部を
導電性スポンジにて形成することが好ましい。
【0160】また、静電潜像担持体表面に接触する帯電
部材の上層部は、高抵抗体から成る厚さ50〜200μ
m程度の層であることが、リークを発生せず安定な帯電
性を得る上で好ましい。
【0161】
【実施例】以下、具体的実施例によって本発明を説明す
るが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【0162】[樹脂組成物(I)の製造]低分子量重合体(L−1)の合成 4つ口フラスコ内にキシレン300重量部を投入し、撹
拌しながら容器内を十分に窒素で置換した後、昇温して
還流させる。
【0163】この還流下で、スチレン75重量部、アク
リル酸−n−ブチル18重量部、マレイン酸モノブチル
7重量部及びジ−tert−ブチルパーオキサイド2重
量部の混合液を4時間かけて滴下した後、2時間保持し
重合を完了し、低分子量重合体(L−1)溶液を得た。
【0164】この重合体溶液の一部をサンプリングし、
減圧下で乾燥させ、得られた低分子量重合体(L−1)
のGPC、及びガラス転移点(Tg)の測定を行ったと
ころ、重量平均分子量(Mw)=9,600、数平均分
子量(Mn)=6,000、ピーク分子量(PMw)=
8,500、Tg=62℃、酸価23であった。
【0165】また、この時の重合体転化率は98%であ
った。
【0166】高分子量重合体(H−1)の合成 4つ口フラスコ内に脱気水180重量部とポリビニルア
ルコールの2重量%水溶液20重量部を投入した後、ス
チレン70重量部、アクリル酸−n−ブチル25重量
部、マレイン酸モノブチル5重量部、ジビニルベンゼン
0.005重量部、及び2,2−ビス(4,4−ジ−t
ert−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン
(半減期10時間温度;92℃)0.1重量部の混合液
を加え、撹拌し懸濁液とした。
【0167】フラスコ内を十分に窒素で置換した後、8
5℃まで昇温して、重合を開始した。同温度に24時間
保持した後、ベンゾイルパーオキサイド(半減期10時
間温度;72℃)0.1重量部を追加添加した。さら
に、12時間保持して重合を完了した。
【0168】反応終了後の懸濁液に、得られた高分子量
重合体(H−1)の酸価(AV=7.8)の6倍当量の
NaOH水溶液を投入し、2時間撹拌を行った。
【0169】該高分子量重合体(H−1)を濾別し、水
洗、乾燥した後、分析したところ、Mw=180万、P
Mw=120万、Tg=62℃、酸価7であった。
【0170】樹脂組成物の製造 4つ口フラスコ内に、キシレン100重量部、上記高分
子量重合体(H−1)25重量部及び低分子量ポリプロ
ピレンワックス(Mw=6000)4重量部を投入し、
昇温して還流下で撹拌し、予備溶解を行う。この状態で
12時間保持した後、高分子量重合体(H−1)と低分
子量ポリプロピレンワックスの均一な予備溶解液(Y−
1)を得た。
【0171】この予備溶解液の一部をサンプリングし、
減圧下で乾燥させ、得られた固形分のガラス転移点を測
定したところ、61℃であった。
【0172】一方、別容器に上記低分子量重合体(L−
1)の均一溶液300重量部を投入し、還流させる。
【0173】上記予備溶解液(Y−1)と低分子量重合
体(L−1)溶液を還流下で混合した後、有機溶剤を留
去し、得られた樹脂を冷却、固化後粉砕してトナー用樹
脂組成物(I)を得た。
【0174】該樹脂組成物(I)を分析したところ、P
Mw=110万、分子量100万以上の樹脂組成物のG
PCの分子量分布における面積比は9.5%、Tg=6
2.3℃、THF不溶分(低分子量ポリプロピレンワッ
クスを除く)は2.0重量%であった。
【0175】 [現像剤の製造例1] 樹脂組成物(I) 100重量部 磁性体(ケイ素0.8%含有(鉄元素基準)) 100重量部 負帯電性制御剤 3重量部 低分子量ポリプロピレン 4重量部 上記混合物を、140℃に加熱された二軸エクストルー
ダで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉
砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微
粉砕粉を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成し
た。さらに、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した
多分割分級装置(日鉄鉱業社製エルボジェット分級機)
で超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して、重量平
均粒径(D4)6.7μm(粒径12.7μm以上の磁
性トナー粒子の含有量0.2%)の負帯電性磁性トナー
を得た。
【0176】この磁性トナーは、GPC測定による低分
子量側ピーク値8200、高分子量側ピーク値67万、
VL=23、AVH=7、酸価/全酸価=0.44であっ
た。
【0177】上記磁性トナーに、表1に示す無機微粉体
(疎水性シリカ)A−1を1.2%、表2に示す樹脂微
粒子B−1を0.08%、表3に示す金属酸化物C−1
を1.5%、それぞれヘンシェルミキサーで混合して、
表4に示す静電荷像現像用現像剤Iを調製した。
【0178】[現像剤の製造例2〜6]現像剤Iの無機
微粉体、樹脂微粒子、金属酸化物をそれぞれ表1に示す
A−1〜3、表2に示すB−1〜3、表3に示すC−
1,2に変える以外は製造例1と同様にして、表4に示
す静電荷像現像用現像剤II〜VIを調製した。
【0179】[現像剤の製造例7]樹脂組成物(I)を
スチレン−nブチルアクリレート共重合体とした以外は
製造例1と同様にして現像剤VIIを調製した。この現
像剤のトナーは、GPC測定による低分子量側ピーク値
8300、高分子量側ピーク値40万、AVL=0、AVH
=0であった。
【0180】[現像剤の製造例8]樹脂組成物(I)と
は異なる酸価及び分子量分布を有するスチレン−nブチ
ルアクリレート無水マレイン酸共重合体を用いた以外は
製造例1と同様にして現像剤VIIIを調製した。この
現像剤のトナーは、GPC測定による低分子量側ピーク
値32000、高分子量側ピーク値73万、AVL=2
1、AVH=7、酸価/全酸価=0.46であった。
【0181】[現像剤の比較製造例1〜9]現像剤VI
Iの無機微粉体、樹脂微粒子、金属酸化物を、表1に示
す疎水性シリカA−2〜4、表2に示す樹脂微粒子B−
2〜6、表3に示す金属酸化物C−1〜5に変える以外
は製造例7と同様にして、表5に示す静電荷像現像用現
像剤i〜ixを調製した。
【0182】
【表1】
【0183】
【表2】
【0184】
【表3】
【0185】
【表4】
【0186】
【表5】 [実施例1〜8,比較例1〜9]上記現像剤をプロセス
カートリッジに入れ、キヤノン製レーザービームプリン
ターLBP−309GII(OPC感光ドラムを使用)
を16枚/分から24枚/分に改造した。尚、この装置
には、図2に示す転写装置及び図3に示す帯電ローラが
組み込まれているがそれぞれ当接圧を現状の0.7倍に
した。
【0187】以上の設定条件で、連続24枚/分のプリ
ントモードで通常の複写機用普通紙(75g/m2)に
8000枚の画出し試験を行った。この時次の(1)〜
(4)[低温低湿環境下(15℃,10%RH)]、
(5)[高温高湿環境下(32.5℃,85%RH)]
の項目について評価した。
【0188】(1)画像濃度 初期、4000枚、8000枚時の画像濃度維持により
評価した。尚、画像濃度はマクベス反射濃度計(マクベ
ス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分のプ
リントアウト画像に対する相対濃度を測定した。
【0189】(2)カブリ リフレクトメーター(東京電色(株)製)により測定し
た転写紙の白色度と、ベタ白をプリント後の転写紙との
比較からカブリを算出した。
【0190】(3)画像濃度ムラ ベタ黒を出力し、目視により濃度ムラを評価した。
【0191】 ◎:非常に良好 ○:良好 △:実用可 ×:実用不可 (4)帯電ローラ汚れ 画出し試験終了後、帯電ローラの汚れを目視により評価
した。
【0192】 ◎:非常に良好 ○:良好 △:実用可 ×:実用不可 (5)トナー固着 4000枚、8000枚時にベタ黒を出力し、画像上の
白ポチの数で評価した。
【0193】 ◎:非常に良好(全く固着が見られない) ○:良好 (1〜5点の固着) △:実用可 (5〜10点の固着) ×:実用不可 (10点以上の固着)
【0194】
【表6】 [樹脂組成物(II)の製造]4つ口フラスコ内に、キ
シレン100重量部と上記高分子量重合体(H−1)2
5重量部を投入し、昇温して還流下で撹拌し、予備溶解
を行う。この状態で12時間保持した後、高分子量重合
体(H−1)の均一な予備溶解液(Y−2)を得た。
【0195】一方、別容器に上記低分子量重合体(L−
1)の均一溶液300重量部を投入し、還流させる。
【0196】上記予備溶解液(Y−2)と低分子量重合
体(L−1)溶液を還流下で混合した後、有機溶剤を留
去し、得られた樹脂を冷却、固化後粉砕してトナー用樹
脂組成物(II)を得た。
【0197】該樹脂組成物(II)を分析したところ、
PMw=110万、分子量100万以上の樹脂組成物の
GPCの分子量分布における面積比は9.2%、Tg=
62.5℃、THF不溶分は2.1重量%であった。
【0198】 [現像剤の製造例9] 樹脂組成物(II) 100重量部 磁性体(ケイ素1.1%含有(鉄元素基準)) 100重量部 負帯電性制御剤 2重量部 低分子量ポリプロピレン 4重量部 上記混合物を、140℃に加熱された二軸エクストルー
ダで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉
砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微
粉砕粉を固定壁型風力分級機で分級して分級粉を生成し
た。さらに、得られた分級粉をコアンダ効果を利用した
多分割分級装置(日鉄鉱業社製エルボジェット分級機)
で超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して、重量平
均粒径(D4)6.7μm(粒径12.7μm以上の磁
性トナー粒子の含有量0.2%)の負帯電性磁性トナー
を得た。
【0199】この磁性トナーは、GPC測定による低分
子量側ピーク値8400、高分子量側ピーク値64万、
VL=23、AVH=7、酸価/全酸価=0.44であっ
た。
【0200】上記磁性トナーに、表7に示す無機微粉体
(疎水性シリカ)A−5を1.2%、表8に示す樹脂微
粒子B−7を0.08%、表9に示す金属酸化物C−6
を1.5%、それぞれヘンシェルミキサーで混合して、
表10に示す静電荷像現像用現像剤IXを調製した。
【0201】[現像剤の製造例10〜12]現像剤IX
の無機微粉体、樹脂微粒子、金属酸化物をそれぞれ表7
に示すA−5及び6、表8に示すB−7及び8、表9に
示すC−6及び7に変える以外は製造例9と同様にし
て、表10に示す静電荷像現像用現像剤X〜XIIを調
製した。
【0202】[現像剤の製造例13]樹脂組成物(I
I)のマレイン酸モノブチル、スチレン、アクリル酸n
−ブチル量及び開始剤量を変えた樹脂組成物を用いた以
外は製造例9と同様にして現像剤XIIIを調製した。
この現像剤のトナーは、GPC測定による低分子量側ピ
ーク値32000、高分子量側ピーク値73万、AVL
21、AVH=7、酸価/全酸価=0.46であった。
【0203】[現像剤の比較製造例10〜14]現像剤
XIIIの無機微粉体、樹脂微粒子、金属酸化物を、表
7に示す疎水性シリカA−5及び7、表8に示す樹脂微
粒子B−8〜10、表9に示す金属酸化物C−6〜8に
変える以外は製造例13と同様にして、表10に示す静
電荷像現像用現像剤x〜xivを調製した。
【0204】
【表7】
【0205】
【表8】
【0206】
【表9】
【0207】
【表10】
【0208】
【表11】 [実施例9]現像剤IXを用い、キヤノン製LBP30
9GIIを16枚/分から32枚/分に改造して画出し
評価を行った。このときのプロセススピードは、140
mm/secであった。
【0209】本実施例において、有機光導電体(OP
C)ドラムとしては、有機光導電体(OPC)層の最表
層にテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体微粉末(平均粒径0.32μmの乳化重合フ
ァインパウダー)を、該有機光導電体(OPC)層全組
成物中25%の量を分散させた感光体Aを用いた。
【0210】帯電ローラとしては、図4に示すような、
金属製の芯金2aと、該芯金の外周囲に形成された下層
部2bと、該下層部2bの外周囲に形成された上層部2
cとを有し、本実施例では、外径は15mm(芯金2a
直径8mm、上層部2c厚さ150μm)のものを用い
た。また、該帯電ローラの硬度はASKER−Cで45
°(ASKER−C硬度計100を使用し、500g荷
重により中央及び左右の各3点ずつ計9点測定した平均
値)であった。
【0211】本実施例では感光体ドラム1に所定の圧力
を持って接触する帯電ローラ2を有し、感光体ドラム1
の回転にともない矢印方向に従動回転する。帯電ローラ
2には、電源部より交流電圧Vacと直流電圧Vcdとを重
畳した電圧(Vac+Vdc;Vcd=−700V、ピーク間
電圧Vpp=1500V、周波数Vf=1000Hz)を
印加し、感光体ドラム1をVD=−700Vに一様に帯
電された。
【0212】このとき帯電ローラ2と感光体ドラム1と
の振動による帯電音は実用上全く問題のないレベルであ
った。次いで帯電した感光体ドラム1の表面を、画像パ
ターンに応じて微少スポットのレーザー光を走査するこ
とにより、VL=−170Vの静電潜像を形成し、交流
バイアスf=1800Hz、Vpp=1400V、及び直
流バイアスVdc=−500Vを、トナーを担持した現像
スリーブとの間に印加しながら、OPC表面の静電潜像
を現像してトナー像を形成した。
【0213】形成されたトナー像は、導電性弾性層を有
する転写ローラを当接圧50g/cmでOPCドラムに
当接させた転写装置により転写紙の裏からプラス電荷を
かけて転写し、更に加熱加圧ローラ定着器を通過させる
ことで定着画像を得た。このとき、加熱加圧ローラ定着
器の加熱ローラの表面温度を185℃、加熱ローラと加
圧ローラ間の総圧を5.5kg、ニップを4mmに設定
した。
【0214】以上の設定条件で、低温低湿(15℃/1
0%RH)及び高温高湿(32.5℃/85%RH)環
境下において、以下画出し試験を行った。プリントスピ
ードは2枚/20secとした。
【0215】低温低湿環境下においては、初期サンプル
をとった後に、5mm角のベタ黒が9個(3列3段)の
画像を連続100枚プリントして、定着性評価の画像と
した。その後逐次トナーを補給しながら2万枚の耐久を
行った。
【0216】(評価) (1)画像濃度 通常の複写用普通紙(75g/m2)に5mm角のベタ
黒が9個(3列3段)の画像をプリントして、“マクベ
ス反射濃度計”(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が
0.00白地部分のプリント画像に対する相対濃度を測
定した。
【0217】(2)定着性 低温低湿環境下において、初期サンプルをとった後に5
mm角のベタ黒が9個(3列3段)の画像を連続100
枚プリントしたサンプルを用い、柔和な薄紙により定着
画像を50g/cm2の荷重で摺擦し、摺擦前後での画
像濃度の低下率の最悪値で、下記のように評価した。
【0218】 ◎(優):5%未満 ○(良):5%〜10%未満 △(可):10%〜20%未満 ×(不可):20%以上 (3)耐オフセット性 耐オフセット性は、画像面積率約5%のサンプル画像を
プリントアウトし、画像上の汚れの程度により評価し
た。
【0219】 ◎(優):未発生 ○(良):ごくわずかに発生する △(可):わずかに発生する ×(不可):画像上の汚れが著しく発生 (4)帯電音 プリント中の帯電音を本体から50cm離れたところで
聞き、評価した。
【0220】 ◎(優):全く気にならない ○(良):ほとんど気にならない △(可):少し気になる ×(不可):かなり気になる (5)画像流れ 高温高湿環境下にて、逐次トナーを補給しながら2万枚
の耐久を行い、画像流れの評価を行った。
【0221】 ◎(優) :未発生 ○(良) :ごくわずかに発生する △(可) :わずかに発生する ×(不可):著しく発生し、画像全体がにじむ (6)感光体ドラム表面のトナー固着 高温高湿環境下での2万枚耐久終了後の感光体ドラム表
面の目視評価及び画像評価を行った。
【0222】 ◎(優) :未発生 ○(良) :わずかに発生するが、画像への影響はない △(可) :固着が目立つが画像への影響は少ない ×(不可):固着が顕著で画像への影響が大きい 評価結果を表12に示す。
【0223】[実施例10〜13]それぞれの現像剤と
して現像剤IX〜XIIIを用いた以外は実施例9と同
様にして評価を行った。結果を表12に示す。
【0224】[実施例14]帯電ローラを硬度59°の
ものに変える以外は実施例9と同様にして評価を行っ
た。結果を表12に示す。
【0225】[実施例15]帯電ローラを硬度62°の
ものに変える以外は実施例9と同様にして評価を行っ
た。結果を表12に示す。
【0226】[比較例10〜13]それぞれの現像剤と
してx〜xiiiを用いる以外は実施例9と同様にして
評価を行った。結果を表12に示す。
【0227】[比較例14]感光体ドラムとして、感光
体ドラムAのフッ素系樹脂微粒子を抜いた感光体Bを用
い、現像剤xivを用いる以外は実施例9と同様にして
評価を行った。結果を表12に示す。
【0228】[比較例15]帯電ローラを硬度70°の
ものに変える以外は比較例14と同様にして評価を行っ
た。結果を表12に示す。
【0229】
【表12】
【0230】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は、現像剤に、
帯電極性,比表面積を規定した疎水性シリカと金属酸化
物、さらに帯電極性,比表面積,体請求項固有抵抗を規
定した樹脂微粒子を混合することによって、トナーの帯
電性が安定し、またトナーによる静電潜像担持体の削れ
のバランスがとれ、静電潜像担持体へのトナーの固着、
静電潜像担持体の不均一な削れを防ぎ装置の高速化に適
用しても長期にわたって高品位な画像を得ることができ
る。
【0231】また、硬度を低下させた帯電部材を有する
画像形成方法に上記現像剤を用いることで、帯電音の低
減と静電潜像担持体の高寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成方法を説明するための概略図
である。
【図2】転写装置の概略を示した図である。
【図3】帯電ローラの概略を示した図である。
【図4】樹脂微粒子の錠剤を成形するための錠剤成型装
置を示す図である。
【符号の説明】
1 潜像担持体(感光体) 2 帯電装置(帯電ローラ) 5 現像剤担持体(現像スリーブ) 9 転写装置(転写ローラ) 10 電源 11 クリーニング装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 9/08 372 374 375

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも、トナー、無機微粉体、樹脂
    微粒子及び金属酸化物を有する静電荷像現像用現像剤に
    おいて、 該無機微粉体は、トナーと同極性に帯電し、比表面積が
    70〜300m2/gであり、 該樹脂微粒子は、トナーと同極性に帯電し、比表面積が
    5.0〜20.0m2/g、体積固有抵抗が107〜10
    14Ωcmであり、 該金属酸化物は、トナーと逆極性に帯電し、比表面積が
    0.5〜10.0m2/gであることを特徴とする静電
    荷像現像用現像剤。
  2. 【請求項2】 該無機微粉体の添加量がトナーに対し
    0.3〜3.0重量%であり、 該樹脂微粒子の添加量がトナーに対し0.005〜0.
    5重量%であり、 該金属酸化物の添加量がトナーに対し0.05〜5.0
    重量%であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷
    像現像用現像剤。
  3. 【請求項3】 該無機微粉体の比表面積が70〜150
    2/gであり、該樹脂微粒子の比表面積が8.0〜1
    5.0m2/gであり、該金属酸化物の比表面積が0.
    5〜10.0m2/gであることを特徴とする請求項1
    または2に記載の静電荷像現像用現像剤。
  4. 【請求項4】 該無機微粉体が疎水性シリカであること
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の静電荷
    像現像用現像剤。
  5. 【請求項5】 該無機微粉体が、シリコーンオイルにて
    処理されていることを特徴とする請求項1乃至4のいず
    れかに記載の静電荷像現像用現像剤。
  6. 【請求項6】 該樹脂微粒子は、スチレン系又は及びア
    クリル系有機微粒子であることを特徴とする請求項1乃
    至5のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤。
  7. 【請求項7】 該金属酸化物が、チタン酸ストロンチウ
    ム又は酸化セリウムであることを特徴とする請求項1乃
    至6のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤。
  8. 【請求項8】 該金属酸化物がチタン酸ストロンチウム
    であることを特徴とする請求項7に記載の静電荷像現像
    用現像剤。
  9. 【請求項9】 該トナーの重合体成分が、 (a)実質的にTHF不溶分を含まず、 (b)重合体成分のTHF可溶分は、GPCクロマトグ
    ラムにおいて、少なくとも分子量3×103〜3×104
    の領域にメインピークを有し、且つ分子量1×105
    3×106の領域にサブピーク又はショルダーを有し、 (c)1mgKOH/g以上の酸価を有することを特徴
    とする請求項1乃至8のいずれかに記載の静電荷像現像
    用現像剤。
  10. 【請求項10】 該トナーの重合体成分の低分子量重合
    体(GPCクロマトグラムにおいて分子量5×104
    満の領域)の酸価(AVL)と高分子量重合体(GPCク
    ロマトグラムにおいて分子量5×104以上の領域)の
    酸価(AVH)とが下記条件 AVL>AVH を満足していることを特徴とする請求項1乃至9のいず
    れかに記載の静電荷像現像用現像剤。
  11. 【請求項11】 該重合体成分の低分子量重合体の酸価
    (AVL)が21〜35mgKOH/gであり、且つ高分
    子量重合体の酸価(AVH)が0.5〜11mgKOH/
    gであり、且つその差の関係が 10≦(AVL−AVH)≦27 であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに
    記載の静電荷像現像用現像剤。
  12. 【請求項12】 該重合体成分の酸価/全酸価の値が
    0.7以下であることを特徴とする請求項1乃至11の
    いずれかに記載の静電荷像現像用現像剤。
  13. 【請求項13】 該重合体成分のTHF可溶分のGPC
    クロマトグラムにおいて、分子量3×104以上1×1
    5未満の領域に極小値を有することを特徴とする請求
    項1乃至12のいずれかに記載の静電荷像現像用現像
    剤。
  14. 【請求項14】 該トナーが磁性体を含有することを特
    徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の静電荷像
    現像用現像剤。
  15. 【請求項15】 該トナーがケイ素を含有する磁性体を
    含有することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか
    に記載の静電荷像現像用現像剤。
  16. 【請求項16】 静電潜像担持体表面を帯電する工程、
    静電潜像担持体に静電潜像を形成する工程、該静電潜像
    を現像剤により現像しトナー画像を形成する工程、該静
    電潜像担持体に形成されたトナー画像を転写材に転写す
    る工程及び転写後該静電潜像担持体の表面をクリーニン
    グ手段を当接させてクリーニングする工程を有し、クリ
    ーニング後の該静電潜像担持体を使用して上記工程を繰
    り返す画像形成方法において、 該現像剤は、少なくとも、トナー、無機微粉体、樹脂微
    粒子及び金属酸化物を有し、 該無機微粉体は、トナーと同極性に帯電し、比表面積が
    70〜300m2/gであり、 該樹脂微粒子は、トナーと同極性に帯電し、比表面積が
    5.0〜20.0m2/g、体積固有抵抗が107〜10
    14Ωcmであり、 該金属酸化物は、トナーと逆極性に帯電し、比表面積が
    0.5〜10.0m2/gであることを特徴とする画像
    形成方法。
  17. 【請求項17】 該静電潜像担持体は、少なくとも導電
    性支持体、電荷発生層を有する積層構造を有しており、
    該静電潜像担持体の表面層は、フッ素原子、ケイ素原子
    または両者を有していることを特徴とする請求項16に
    記載の画像形成方法。
  18. 【請求項18】 該現像剤は、請求項2乃至15のいず
    れかの静電荷像現像用現像剤であることを特徴とする請
    求項16又は17に記載の画像形成方法。
  19. 【請求項19】 少なくとも交流成分を有している電圧
    を帯電部材に印加し、該帯電部材を静電潜像担持体に当
    接させて該静電潜像担持体表面を帯電する工程、静電潜
    像を形成する工程、該静電潜像を現像剤により現像する
    工程を有する画像形成方法において、 該帯電部材は、静電潜像担持体に接触する高抵抗体から
    なる上層部と、該上層部の下層を構成し少なくとも交流
    成分を有している電圧が印加される導電性の下層部とを
    備え、 該静電潜像担持体が、少なくとも導電性支持体、電荷発
    生層を有する積層構造を有し、該静電潜像担持体の表面
    層にフッ素原子、ケイ素原子または両者を有し、 該現像剤は少なくとも、トナー、無機微粉体、樹脂微粒
    子及び金属酸化物を有し、 該無機微粉体は、トナーと同極性に帯電し、比表面積が
    70〜300m2/gであり、 該樹脂微粒子は、トナーと同極性に帯電し、比表面積が
    5.0〜20.0m2/g、体積固有抵抗が107〜10
    14Ωcmであり、 該金属酸化物は、トナーと逆極性に帯電し、比表面積が
    0.5〜10.0m2/gであることを特徴とする画像
    形成方法。
  20. 【請求項20】 該帯電部材は、硬度がASKER−C
    で60°以下であることを特徴とする請求項19に記載
    の画像形成方法。
  21. 【請求項21】 該現像剤は、請求項2乃至15のいず
    れかの静電荷像現像用現像剤であることを特徴とする請
    求項19又は20に記載の画像形成方法。
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JP2007316301A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Canon Inc 補給用現像剤、現像方法及び補給用現像剤の製造方法

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