JPH11184239A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

Info

Publication number
JPH11184239A
JPH11184239A JP34960497A JP34960497A JPH11184239A JP H11184239 A JPH11184239 A JP H11184239A JP 34960497 A JP34960497 A JP 34960497A JP 34960497 A JP34960497 A JP 34960497A JP H11184239 A JPH11184239 A JP H11184239A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
resin
image forming
forming method
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP34960497A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3571900B2 (ja
Inventor
Yasuhisa Akashi
恭尚 明石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP34960497A priority Critical patent/JP3571900B2/ja
Publication of JPH11184239A publication Critical patent/JPH11184239A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3571900B2 publication Critical patent/JP3571900B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小粒径トナーでも、帯電量が均一で安定した
状態での画像形成が可能で、カブリの発生がなく、高濃
度画像が得られ、環境変動に影響されることなく、且
つ、比較的プロセススピードの速い高速機においても安
定して良好な画像を与えることができる画像形成方法の
提供。 【解決手段】 プロセススピードが、160〜300mm/sであ
り、現像剤担持体として、少なくともその表面が導電性
若しくは半導電性の微粉末が含有された樹脂で形成さ
れ、且つその表面のJIS中心線平均粗さ(Ra)が0.2
〜1.0μmである現像剤担持体を用い、トナーとし
て、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有し、結着樹脂
の酸価が2〜70mgKOH/gであって、且つ重量平均粒径
が4〜11μmである負帯電性トナーを用いる画像形成
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
印刷法、磁気記録法等において静電潜像をトナーによっ
て可視化するための画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては、米国特許第
2,297,691号明細書、特公昭42−23910
号公報及び特公昭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、種々の手段により感光体上に電気
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、圧力或いは溶剤蒸気等により定着して複写物
を得るものである。
【0003】従来、例えば、潜像担持体上の潜像を一成
分系磁性トナーによって現像する現像装置としては、次
のようにして現像が行なわれるものが知られている。先
ず、磁性トナー粒子同士の摩擦、及び、現像剤担持体と
しての現像スリーブと磁性トナー粒子との摩擦とによっ
て、潜像担持体上の静電潜像の電荷と現像基準電位に対
して逆極性の電荷が磁性トナー粒子に与えられる。この
帯電された磁性トナーは、現像スリーブ上に極めて薄く
塗布され、現像スリーブの回動に伴って、潜像担持体
(感光ドラム)と現像スリーブとが対向する現像領域に
搬送される。更に、この現像領域において、現像スリー
ブ内において不動にされた磁石の磁界の作用により、磁
性トナーを感光ドラム表面の静電潜像に向けて飛翔させ
て、付着させて現像し、該静電潜像をトナー像として顕
像化させる。
【0004】このような方法に用いられる現像スリーブ
としては、特開昭57−66433号公報に見られるよ
うに、アルミニウム、ニッケル、耐食鋼(ステンレス
鋼)等の金属、これらを含む合金又は化合物を円筒状に
成型し、その表面を、電解や、ブラスト、ヤスリ等で所
定の表面粗度になるように処理したものが一般に広く用
いられている。上記のような構成の現像スリーブは、安
価であり、比較的安定して高品質の画像を形成し得る
が、その反面、現像スリーブとの摩擦によってトナーへ
の帯電付与が行われる一成分系トナーを用いる場合に
は、トナー帯電の調整が難しく、トナー側からの工夫が
種々行われてはいるものの、帯電の不均一性や長時間の
帯電の安定性に関する問題が完全には解決されない。
【0005】特に現像工程において、現像剤層厚規制部
材によって現像スリーブ表面に形成されたトナー層にお
いては、該トナー層中の現像スリーブ表面近傍に存在す
るトナーは、非常に高い電荷を有することになるので、
現像スリーブ表面に鏡映力により強く引きつけられてし
まい、現像スリーブ表面上で不動状態となるため、現像
スリーブから潜像担持体上の潜像へとトナーが移動しな
くなり、所謂チャージアップ現象が発生し易くなる。特
に、該チャージアップ現象は、低湿度下において生じ易
い。このようなチャージアップ現象が発生すると、現像
スリーブ上に形成されたトナー層の上層のトナーは、ト
リボを持ちにくくなるのでトナーの現像量が低下し、こ
の結果、ライン画像の細りや、ベタ黒画像の濃度薄とい
った弊害をもたらす。更に、現像スリーブ上において、
画像部(トナー消費部)と非画像部とのトナー層の形成
状態が変わり、帯電状態が異なってしまうために、一度
画像濃度の高いベタ画像を現像した位置が、現像スリー
ブの次の回転時に現像位置にきた場合に、ここでハーフ
トーン画像を現像すると、画像上に、先に現像したベタ
画像の跡が現われてしまう現象、所謂、スリーブゴース
ト現象を生じ易い。
【0006】このような現象をなくすためには、現像ス
リーブ上に形成されるトナー層中のトナーの帯電量をで
きる限り均一に制御し得る構成とすることが必要とな
る。これに対する試みとしては、例えば、現像スリーブ
に形成されるトナー層において局部的に生じるトナーの
帯電量の上昇を防ぎ、帯電量の安定化を図る方法とし
て、トナー中に導電粉を添加させることが、特開昭58
−66951号公報、特開昭59−168459号公報
及び特開昭59−168460号公報等に記載され、ト
ナー中に導電性酸化亜鉛を添加させることが特開昭59
−168458号公報等に記載され、又、酸化錫を用い
ることが特開昭59−170847号公報等に記載され
ている。これらの方法によれば、確かにトナーの帯電量
は減少し、上述のチャージアップ現象の抑制に効果を発
揮し、高い濃度の画像を得ることができる。しかし、こ
れらの方法はいずれも、帯電量の大きいトナーに導電粉
を付着させることによって全体の帯電量を下げ、帯電量
の均一化を図ったものであるため、カブリの悪化や、濃
度階調性の低下等の別の弊害が発生し易くなる。
【0007】更に、特開昭61−236559号公報や
特開昭63−2073号公報では、酸化セリウム微粒子
をトナーに添加し、凝集したシリカやトナー塊を解離さ
せることによりトナーの帯電性を向上させる方法が開示
されている。確かに、この手法によればトナーの帯電能
を上げることが可能となるが、酸化セリウム微粒子は、
研磨剤としての効果が大きいため、潜像担持体の表面層
を削り取り、これにより潜像担持体の性能が低下し、コ
ピー画像の品質の悪化を生じる場合がある。このこと
は、特に潜像担持体として有機感光体を用いた場合に顕
著である。
【0008】そこで、高過ぎる電荷を有するトナーを減
少させ、且つ現像するのに最適な帯電量をトナーに持た
せる方法として、特開平3−12676号公報等に示さ
れているような、結着樹脂中に、カーボンやグラファイ
トのような導電剤を分散させた塗工液によって形成した
被膜を金属基体上に設けて現像スリーブを構成し、これ
により、トナーを帯電させると共に、高過ぎる電荷を有
するトナーの発生を抑制して、トナーの鏡映力によって
現像スリーブ上にのっているトナーに、現像に好適な程
度の帯電量を持たせることを意図した提案がなされてい
る。
【0009】又、特開平4−133077号公報等にお
いては、105〜109Ω・cmの範囲の体積抵抗率を有
する均一な半導電性複合材料、及びこれを用いた現像ス
リーブが提案されており、複写を行った場合に優れた画
質の画像を得ることができると記載されている。一方、
米国特許第4,299,900号明細書においては、粒
径20〜35μmの磁性トナーを10〜50重量%含有
する現像剤を使用したジャンピング現像法が提案されて
いる。かかる方法では、磁性トナーを摩擦帯電させ、現
像スリーブ上にトナー層を均一に薄く塗布し、更に、現
像剤の環境特性を向上させるために適したトナー粒径の
工夫がなされている。トナー粒径に対する提案として
は、特開平2−284156号公報に、体積分布の変動
係数値と5μm以下のトナーの個数割合を規定したもの
があるが、これだけでは不充分であり、特に高速系のマ
シンに対応させた場合には、選択現像の発生等から終始
良好な現像性を維持することは難しい。
【0010】更に、非磁性トナーに関しては、画質を向
上させるという目的のために、いくつかの現像剤が提案
されている。しかしながら、例えば、特開昭51−32
44号公報では、8〜12μmの粒径を有するトナーが
主体であり、粒径が比較的粗く、更には、そのトナー分
布においてトナーの粒径が5μm以下が30個数%以
下、20μm以上が5個数%以下であるという特性か
ら、粒度分布が比較的ブロードになっていると推測され
る。このように、上記で述べたこれまでの提案はいずれ
も、全ての要求を充分に満足のできるものではなかっ
た。一方、近年、高速複写機やデジタル複写機のニーズ
が急速に増加してきており、その要求から、特に、電子
写真の高画質化、即ち、解像力やシャープネス等を向上
させ、潜像を忠実に再現させるために、トナーの小粒径
/微粒子化が図られている。
【0011】しかしながら、デジタル化、トナーの小粒
径化によって、画像の解像力や鮮映度を上げることがで
きても、下記に述べるような別の問題が生じてくる。先
ず第一に、カブリの問題がある。即ち、トナーの粒子径
が小さくなると、トナーの表面積が増えるので帯電量分
布の幅が大きくなり、この結果、カブリを生じ易くな
る。又、トナーの表面積の増大によって、トナーの帯電
特性がより環境の影響を受け易くなるので、この面から
もトナーの帯電状態が不安定になってカブリを生じ易
い。更に、トナーの粒子径を小さくすると、トナー中に
含有させる極性体や着色剤の分散状態を均一にすること
が難しくなり、これがトナーの帯電性に大きく影響を及
ぼす要因となる。即ち、トナー中の極性体や着色剤の分
散状態が不均一であると、トナーの帯電量分布の幅が大
きくなるのでカブリを生じ易くなる。
【0012】又、最近のデジタル複写機に至っては、文
字入りの写真画像において、そのコピー画像の文字が鮮
明であることはもとより、写真画像についても原稿に忠
実な濃度階調性が得られることが要求されている。一般
に、文字入り写真画像のコピーにおいて、文字を鮮明に
するためにライン濃度を高くすると、写真画像の濃度階
調性が損なわれるばかりか、ハーフトーン部分が非常に
がさついた画像となる。一方、逆に写真画像の濃度階調
性を良好にしようとすると、文字ラインの濃度が低下
し、鮮明さが劣る傾向がある。このように、文字の鮮明
さと、写真画像の濃度階調性を両立させることは難しか
った。これに対し、近年においては、画像濃度を読みと
り、デジタル変換することによって、濃度階調性はある
程度改良されてきてはいるものの、未だ充分とはいえな
いのが現状である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、上述したような従来技術の問題点を解決した画像形
成方法を提供することである。即ち、本発明の目的は、
小粒径トナーを用いた場合においても、トナーの帯電量
が均一で安定した状態での画像形成を可能とし、カブリ
の発生がなく、高濃度のコピー画像を得ることができる
画像形成方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、環境変動に影響されることもなく、低湿度環境下及
び高湿度環境下においても、良好な画像を安定して与え
ることのできる画像形成方法を提供することにある。本
発明の他の目的は、比較的プロセススピードの速い高速
機においても安定して良好な画像を与えることができ
る、低速機から高速機までの適用機種の範囲の広い画像
形成方法を提供することにある。
【0014】本発明の他の目的は、潜像担持体等の使用
する装置の耐久性に優れ、長期間の連続使用をした場合
にも、画像濃度が高く、白地カブリのないコピー画像が
得られる画像形成方法を提供することにある。本発明の
他の目的は、デジタル複写機において、解像力、細線再
現性に優れ、更に、文字入り写真画像においても、その
コピー画像の文字が鮮明であることはもとよりのこと、
写真画像に関しても原稿に忠実な濃度階調性が得られる
画像形成方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、いかなる環境下においても、トナーの帯電性を均一
に且つ安定に保つことができ、現像スリーブ上のトナー
コート不良やスリーブゴーストの発生が抑制され、良好
な画像が得られ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】上記の目的は、以下の2
つの本発明によって達成される。即ち、本発明の第一の
発明は、特定の負帯電性トナーを使用した画像形成方法
であり、本発明の第二の発明は、特定の正帯電性トナー
を使用した画像形成方法である。先ず、本発明の第一の
発明は、現像剤担持体に印加されたバイアス電圧により
負帯電性トナーを負帯電用の潜像担持体上に移行させる
ことによって、潜像担持体上のデジタル潜像を反転現像
してトナー像を形成する画像形成方法において、プロセ
ススピードが、160〜300mm/sであり、上記現
像剤担持体として、少なくともその表面が導電性若しく
は半導電性の微粉末が含有された樹脂で形成されてお
り、且つその表面のJIS中心線平均粗さ(Ra)が
0.2〜1.0μmである現像剤担持体を用い、上記負
帯電性トナーとして、少なくとも結着樹脂と着色剤とを
含有し、該結着樹脂の酸価が2〜70mgKOH/gで
あって、且つ重量平均粒径が4〜11μmである負帯電
性トナーを用いることを特徴とする画像形成方法であ
る。
【0016】又、本発明の第二の発明は、現像剤担持体
に印加されたバイアス電圧により正帯電性トナーを正帯
電用の潜像担持体上に移行させることによって、潜像担
持体上のデジタル潜像を反転現像してトナー像を形成す
る画像形成方法であって、プロセススピードが、160
〜300mm/sであり、上記現像剤担持体として、少
なくともその表面が導電性若しくは半導電性の微粉末が
含有された樹脂で形成されており、且つその表面のJI
S中心線平均粗さ(Ra)が0.2〜1.0μmである
現像剤担持体を用い、上記正帯電性トナーとして、少な
くとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー粒子に、B
ET比表面積が30〜50m2/gの流動化剤と、重量
平均粒径が0.4〜5.5μmの粉体状の金属酸化物と
が含有された重量平均粒径が4〜11μmの正帯電性ト
ナーを用いることを特徴とする画像形成方法である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を挙げて、本発明をより詳細に説明する。複写機の需
要は、最近ますます増加しつつあるが、先にも述べたよ
うに、中でも高速複写機やデジタル複写機の伸びが著し
い。又、ユーザからも、更なる高画質画像を要求する声
が高まっている。これまで、高画質の達成のために、ト
ナーの小粒径/微粒子化が行われてきたのは周知のこと
であるが、粒径の小さいトナーを使用した場合には、ト
ナーの電荷制御(トリボコントロール)が困難になる。
この理由としては、先に述べたように、トナー粒径を小
さくすると、製造上、着色剤や磁性体等のトナーの内添
成分の分散状態を均一にすることが難しくなり、この内
添成分の分散状態の不安定さがトナーの帯電特性に影響
を与え易いからである。即ち、これらの内添成分の分散
状態が悪いと、トナートリボが不均一になり易い。
【0018】又、例え、トナー中における内添成分の分
散を均一に行うことができたとしても、トナーの帯電量
は、トナーの粒度分布による影響を受ける。即ち、一般
に、粒径の小さいトナーの帯電量は大きく、粒径の大き
いトナーの帯電量は小さい。又、トナーの帯電量が大き
いものほど帯電量分布の幅は広くなり、帯電量の小さい
ものは、その帯電量分布は狭くなっている。これに対
し、帯電量の高いトナーを用いて、且つその帯電量分布
をシャープにする方法については、過去幾多の方法が考
案されてはいるが、充分に満足できるものはなく、帯電
量の高いトナーは、前述したようなトナーのチャージア
ップ現象を発生し易く、現像性の低下を招き易い。
【0019】一方、現像スリーブ上でのトナーの帯電量
を好適にコントロールする方法として、現像スリーブの
表面に、結着樹脂中に、カーボンやグラファイトのよう
な導電材若しくは半導電材が分散された状態の樹脂被膜
層を設けた現像スリーブを用いる方法が提案されてい
る。本発明者は更に、上記のような構成の現像スリーブ
の改良について鋭意研究の結果、現像スリーブの表面状
態に着目し、JIS中心線平均粗さ(Ra)で現像スリ
ーブの表面特性を表した場合に、現像スリーブの表面の
Ra値が特定の値になるように現像スリーブを構成すれ
ば、トナーの帯電量を高く、且つ、その帯電量分布をシ
ャープにできる優れた電荷付与能が達成されることを見
いだして本発明に至った。
【0020】即ち、このような構成を有する現像スリー
ブを用いれば、高過ぎる電荷を有するトナーの発生や、
トナーの鏡映力による現像スリーブ表面への強固なトナ
ーの付着を有効に防止でき、現像スリーブ上のトナーに
好適な帯電を付与することができる結果、チャージアッ
プ現象の抑制、カブリの発生の抑制が達成される。更
に、現像スリーブ上のトナーの帯電量が終始安定して均
一に保持されるため、複写を長い間続けた場合において
も、現像スリーブ上にいて生じるトナーの「選択現像」
といった現象が抑制され、終始安定して、高濃度、高画
質の複写画像を形成することが可能になることを見いだ
した。ここで、「選択現像」とは、複写スタート時にお
ける好適な帯電量をもったトナーのみが現像に寄与する
現象のことをいうが、このようにして複写が長期間続け
られていくと、帯電量が低く、粒径が粗大化した現像に
適さないトナーが、現像スリーブ上や現像器内に残存
し、蓄積していくことになり、これらのトナーが現像に
供されると現像性の低下がもたらされる。
【0021】更に、本発明者が種々検討した結果、かか
る現像スリーブとの摩擦帯電性に優れるトナーの構成を
見いだした。この結果、上記した特定の現像スリーブに
特定の構成を有するトナーを使用すれば、両者の相乗効
果によって、トナーの帯電量をより高く且つシャープな
帯電量分布とすることが可能となり、トナーの小粒径/
微粒子化による画像の高画質化と、カブリの発生の抑制
の両立、デジタル複写機においての解像力、細線再現
性、更に、文字入り写真画像において、そのコピー画像
の文字の鮮明性と、写真画像の原稿に忠実な濃度階調性
の両立等が実現できることがわかった。
【0022】即ち、本発明の第一の発明では、少なくと
も結着樹脂と着色剤、或いは結着樹脂と磁性体とを含有
し、該結着樹脂の酸価が2〜70mgKOH/gであっ
て、且つ重量平均粒径が4〜11μmである特定の負帯
電性トナーを使用した画像形成方法であり、このような
構成の結着樹脂を使用することによって、結着樹脂自身
の電荷受容性を高め、上記の現像剤担持体の優れた電荷
付与能との相乗効果を得、現像剤の負の摩擦帯電性を向
上させ、上記の優れた効果を得ることを可能とする。
又、本発明の第二の発明は、少なくとも結着樹脂と着色
剤、或いは結着樹脂と磁性体とを含有する重量平均粒径
が4〜11μmのトナー粒子に、BET比表面積が30
〜50m2/gの流動化剤と、重量平均粒径が0.4〜
5.5μmの粉体状の金属酸化物とが含有された特定の
正帯電性トナーを使用した画像形成方法である。該画像
形成方法によれば、トナー中に流動化剤を含有させるこ
とによって、トナーの流動化の向上と同時に現像性をも
向上させ、且つ、トナー中に含有させた金属酸化物をト
ナーと接触させることによって、帯電量分布において帯
電量の低いトナーの帯電量を上昇させることができ、そ
の結果、均一帯電したトナーを得、上記した現像剤担持
体の優れた電荷付与能との相乗効果によって、本発明の
優れた効果の達成を図る。更に、本発明者の検討によれ
ば、金属酸化物を、複合金属酸化物とすることによっ
て、より優れた効果が発揮されることもわかった。
【0023】先ず、上記に述べたような本発明の画像形
成方法を特徴づける現像剤担持体(以下、現像スリーブ
とも呼ぶ)の構成について説明する。本発明の画像形成
方法においては、少なくとも、その表面が導電性若しく
は半導電性の微粉末が含有された樹脂で形成されてお
り、且つその表面のJIS中心線平均粗さ(Ra)が
0.2〜1.0μmである現像剤担持体を用いることを
特徴とする。本発明で使用する現像スリーブの好ましい
態様としては、例えば、金属円筒管等からなる基体と、
該基体の外周を取り巻いて被覆された樹脂層とからな
り、該樹脂層の表面が特定の表面粗さを有するように構
成されたものが挙げられる。上記のような現像スリーブ
の基体としては、主として、ステンレススチール、アル
ミニウム等の金属円筒管が好適に用いられる。そして、
このような基体表面に形成される樹脂層としては、結着
樹脂と該樹脂中に分散された導電性若しくは半導電性の
微粉末とからなる。尚、本発明において、導電性若しく
は半導電性とは、体積抵抗値が10-4〜105Ω・cm
の範囲であることを意味する。本発明で用いる微粉末の
好ましい体積抵抗値としては、10−2〜103Ω・cm
の範囲である。尚、該微粉末の体積抵抗値は、サンプル
1gを断面積1cm2の円筒容器に入れ1kg加圧した
状態で500Vの電圧をかけて測定した値である。以
下、現像スリーブ表面に形成される樹脂層について説明
する。
【0024】上記樹脂層の形成に用いる導電性若しくは
半導電性の微粉末としては、例えば、アルミニウム、
銅、ニッケル、銀等の金属粉体、チタン酸カリウム、バ
リウムフェライト等の金属化合物、金属短繊維、カーボ
ンファイバー、例えば、酸化アンチモン、酸化インジウ
ム、酸化スズ、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物、例え
ば、カーボン微粒子、グラファイト等の導電性微粉体等
が挙げられる。このうちグラファイト、特に結晶性グラ
ファイトは、導電性と共に潤滑性を有しているので、現
像スリーブ表面に形成する樹脂層中に含有させれば、現
像スリーブへのトナー付着を軽減可能であり、本発明の
画像形成方法に好適に用いられる。
【0025】ここで、結晶性グラファイトは、大別する
と天然黒鉛と人造黒鉛とに分けられる。人造黒鉛とは、
例えば、ピッチコークスをタールピッチ等により固めて
から1,200℃位で一度焼成し、その後、これを黒鉛
化炉に入れて2,300℃位の高温で処理することによ
って、炭素の結晶を成長させて黒鉛に変化させたもので
ある。これに対し、天然黒鉛とは、長い間の地熱と地下
の高圧とによって完全に黒鉛化したもので、地中から産
出されるものである。これらの黒鉛は、いずれも種々の
優れた性質を有しており、工業的に広い用途を有してい
る。即ち、これらの黒鉛は、暗灰色ないし黒色の光沢の
ある非常に柔らかい滑性のある炭素の結晶物であり、鉛
筆等に利用される他、耐熱性、化学的安定性があるた
め、潤滑性材料、耐火性材料、電気材料等として、粉末
や固体、塗料の形で利用されている。黒鉛の結晶構造は
六方晶系として菱面晶系に族するものがあり、完全な層
状構造を有している。黒鉛の電気的特性に関しては、炭
素と炭素の結合の間に自由電子が存在するので、電気の
良導体となっている。本発明の画像形成方法において
は、現像スリーブ表面に形成する樹脂層中に、このよう
な物質を含有させることによって、優れた帯電付与能が
達成される。本発明においては、導電性材料としては、
天然及び人工のどちらの黒鉛でも使用することができ
る。使用する黒鉛の粒径は、0.5μm〜20μm程度
のものがよい。
【0026】又、本発明において使用することのできる
カーボン微粒子としては、導電性のアモルファスカーボ
ンを使用することができる。導電性のアモルファスカー
ボンは、一般的には「炭化水素又は炭素を含む化合物を
空気の供給が不充分な状態で燃焼又は熱分解させてでき
る結晶子の集合体」と定義されている。特に電気伝導性
に優れるため、高分子材料に充填して導電性を付与する
ことができ、更に、添加量のコントロールである程度任
意の導電度を付与することができるため、広く普及して
いる。本発明の画像形成方法においては、現像スリーブ
表面に形成する樹脂層中に含有させる導電性材料とし
て、10〜80nmの粒径の導電性アモルファスカーボ
ンを使用することが好ましく、更に好ましくは、15〜
40nmの粒径のものを使用することがより好ましい。
【0027】又、以上述べたような材料からなる導電性
若しくは半導電性の微粉末は、樹脂層を構成する結着樹
脂100質量部に対し、20〜200質量部、好ましく
は30〜150質量部の範囲で添加するとよい。20質
量部よりも少ない場合は、添加した微粉末の作用が乏し
く、現像スリーブ上のトナーの帯電量の好適化や均一化
が図りにくい。又、200質量部より多い場合は、結着
樹脂中における微粉末の分散が不均一になり易くなるば
かりでなく、膜自体の強度についても劣化し易くなる。
更に、現像スリーブ自体の導電度が高くなり過ぎ、トナ
ーに適正なトリボを付与することが困難になる。
【0028】本発明の画像形成方法においては、現像ス
リーブ表面に、上記したような導電性若しくは、半導電
性の微粉末を含有する樹脂層を設けるが、この際に使用
する結着樹脂としては、例えば、下記に挙げるものを使
用することができる。具体的には、例えば、スチレン系
樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポ
リアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系
樹脂等の熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、
ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイ
ミド樹脂等の熱硬化性樹脂;或いは光硬化性樹脂等が挙
げられる。本発明においては、これらの中でも、シリコ
ーン樹脂、フッ素樹脂のような離型性のあるもの、或い
はポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ス
チレン系樹脂のような機械的性質に優れた樹脂を使用す
ることがより好ましい。
【0029】上記したような導電性若しくは半導電性の
微粉末及び結着樹脂を含有する複合材料を用いて、現像
スリーブ表面に樹脂層を形成する方法としては、下記の
方法が挙げられる。例えば、上記に挙げたような原料混
合物を、サンドミル等の分散器を用いて充分に樹脂中に
分散させた後、得られた分散液を有機溶媒を用いて希釈
して塗工液とし、スプレー法等により塗工液を現像スリ
ーブ基体上に塗布し、乾燥、硬化させて被膜を形成し
て、表面に樹脂層を有する樹脂コートスリーブを作製す
ればよい。
【0030】上記に挙げた例では、アルミニウム等の金
属からなる基体表面に、導電性若しくは半導電性の微粉
末を含有した樹脂層を形成して現像スリーブとしたが、
本発明においては、その他、基体を使用せずに、導電性
若しくは半導電性の微粉末を含有させた樹脂でスリーブ
を形成した樹脂スリーブを用いることもできる。この場
合に、導電性若しくは半導電性材料については先述の樹
脂層の形成材料として使用したものと同様のものを用い
ることができる。
【0031】又、この場合に用いる結着樹脂としては、
加工性の面からは、例えば、管状の樹脂を容易に得るた
めに、押出成形或いは射出成形が可能なものを使用する
とよい。このようなものであれば、いかなるものでもよ
いが、本発明においては、特に結晶性樹脂を用いること
が好ましい。即ち、結晶性樹脂は、樹脂結晶域の周面に
沿って、導電粉の通路ができ易いので、現像スリーブ全
体を同一導電度にするには、非結晶性樹脂よりなるマト
リックスの場合に比べて導電粉の量が少なくて済むので
好ましい。本発明において使用し得る結晶性樹脂として
は、例えば、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリプロピレンオキサイド樹脂、ポリ
ブチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。又、これ
らの樹脂を使用し、これらの樹脂と導電性若しくは半導
電性の微粉末とからなる樹脂複合材料を製造するために
は、例えば、結晶樹脂を二軸混練押出機で混練しなが
ら、導電性若しくは半導電性の微粉末を添加し、混練物
をペレタイザーでペレット化すればよい。そして、この
ようにして形成したペレットを用いて、押出成形機等に
よって成形すれば、例えば、円筒状の樹脂スリーブを簡
単に製造することができる。
【0032】本発明の画像形成方法で使用する上記した
ような材料で形成される現像スリーブは、基体表面に樹
脂層を設けた場合には、樹脂層表面のJIS中心線平均
粗さ(Ra)が、或いは樹脂スリーブの場合にはその表
面のJIS中心線平均粗さ(Ra)が、0.2〜1.0
μm、好ましくは0.3〜0.8μmであることを特徴
とする。上記のような粗さの表面を形成させるために
は、現像スリーブを製造後、織フェルト、ラッピングテ
ープ、#3000程度の目の細かいサンドペーパ等を用
い、3〜4kgf/cm2程度の圧力をかけて、現像ス
リーブ表面を研磨すればよい。更に、研磨後に、研磨工
程等で付着した現像スリーブ表面の汚れをとるために、
エタノールやメタノール等のアルコールで洗浄すること
が好ましい。これは、現像スリーブの表面に付着した汚
れの影響で、トナーの電荷の立ち上がりが悪くなること
があるからである。
【0033】本発明の画像形成方法において、現像スリ
ーブ表面のJIS中心線平均粗さ(Ra)が0.2μm
未満の場合は、現像スリーブ上に担持されるトナー層が
薄くなり過ぎてコートが不均一になり易くなり、更に、
トナーの電荷が高くなり過ぎてチャージアップ現象が発
生し易くなるので好ましくない。一方、1.0μmを超
える場合は、逆に現像スリーブ上に担持されるトナー層
が厚くなり過ぎ、トナーの均一帯電が阻害され、画像上
にカブリを生じ易い。
【0034】次に、上記したような現像スリーブを使用
する本発明の画像形成方法について説明する。一般に、
デジタル複写機やレーザービームプリンタに適用する場
合は、電位コントラスト−濃度特性(V−D特性)の傾
き(γ)が立っていた方が、画像濃度の安定の観点から
好ましいとされている。本発明の画像形成方法におい
て、デジタル/アナログを問わず終始良好な画質及び濃
度安定性を達成するためには、上記で述べたようなJI
S中心線平均粗さ(Ra)が0.2〜1.0μmと小さ
い現像スリーブを使用することによって、その上に形成
される現像剤(トナー)層を薄層コート層とすると共
に、現像スリーブの周速アップ(対潜像担持体)、高V
pp、高周波数とすることが好ましい。
【0035】本発明の画像形成方法においては、現像ス
リーブに印加される交番バイアス電圧の絶対値が500
V以上、好ましくは潜像担持体へのリークを考慮して、
500〜1,500Vとするのがよい。但し、このリー
クは、現像スリーブと潜像担持体との間隙の設定により
変動する。又、本発明において、交番バイアス周波数
は、1,000〜5,000Hzの範囲とすることが好
ましい。即ち、交番バイアス周波数が1,000Hz未
満になると、得られる画像の階調性はよくなるものの、
地カブリを解消するのが困難となる。これは、トナーの
往復運動回数が少ない低周波数領域では、非画像部にお
いても現像剤バイアス電界による潜像担持体へのトナー
の押しつけ力が強くなり過ぎるので、逆現像側バイアス
電界によるトナーの剥ぎ取り力によっても、非画像部に
付着したトナーを完全には除去できないためであると考
えられる。一方、周波数が5,000Hzを超えると、
トナーが潜像担持体に充分接触しないうちに、逆現像側
のバイアス電界が印加されることになるので、現像性が
低下する。つまり、トナー自身が高周波数電界に応答で
きなくなる。本発明者の検討によれば、本発明において
は、交番バイアス電界の周波数を1,500Hz〜3,
000Hzとすると、最適な画像性を示すことが確認さ
れた。
【0036】更に、本発明の画像形成方法においては、
交番電界として、図1及び図7に示したような非対称バ
イアスを用いることも好ましい。図1の非対称バイアス
においては、正極性の潜像電位に対して、本発明の第一
の発明で使用する負極性のトナーを使用し、又、正帯電
性トナーを使用する場合には、図7の非対称バイアスに
おいては、負極性の潜像電位に対して、本発明の第二の
発明で使用する正極性のトナーを使用し、現像スリーブ
の電位を基準とし(現像スリーブの電位をゼロとし
て)、aの部分が現像側バイアス成分であり、bの部分
が逆現像側バイアス成分である。このとき、現像剤バイ
アス成分と逆現像側バイアス成分の大きさは、夫々Va
とVbの絶対値で示される。尚、交番バイアス電界にお
けるデューティ比は、下記式のように定義される。
【0037】 〔上記式中、taは電界極性が正・負交互に周期的に変
化する交流バイアスの1周期分において現像剤を潜像担
持体側へ移行させる方向の極性成分(現像側バイアス成
分aを構成する)の印加時間を示し、tbは現像剤を潜
像担持体側から引き離す方向の極性成分(逆現像側バイ
アス成分bを構成する)の印加時間を示す。〕
【0038】本発明の画像形成方法においては、上記式
で求められる交番バイアス電界波形を満足するデューテ
ィ比が略60%以下となるようにすればよいが、画像性
も考慮すると、10%≦デューティ比≦60%とすると
よい。デューティ比が60%を超えると、高画質化への
効果が弱められる。デューティ比が10%未満になる
と、上記でも説明したように現像剤自身の交番バイアス
電界応答性が悪くなり、現像性が低下してしまう。
【0039】更に、本発明で使用し得る交番バイアスの
波形としては、矩形波、サイン波、のこぎり波、三角波
の如き波形をいずれも適用できる。又、本発明の画像形
成方法においては、現像スリーブの周速(対潜像担持
体)を、105〜200%とすることがよい。現像スリ
ーブの周速(対潜像担持体)が105%未満の場合に
は、耐久中での濃度安定性が保持しにくくなる。又、2
00%を超える場合には、現像スリーブからのトナー飛
散が発生し易くなり好ましくない(特に、高速複写機に
対応させた場合)。
【0040】次に、本発明の画像形成方法において、上
記した現像スリーブと組み合わせて使用するトナーにつ
いて説明する。以下、負帯電性トナーを使用する本発明
の第一の発明の場合と、正帯電性トナーを使用する本発
明の第二の発明の場合との2つに分けて説明する。 (本発明の第一の発明)先ず、本発明の第一の発明に用
いる負帯電性トナーについて説明する。第一の発明に用
いる負帯電性トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤、
或いは結着樹脂と磁性体とを含有し、該結着樹脂の酸価
が2〜70mgKOH/gであって、且つ重量平均粒径
が4〜11μmである負帯電性トナーである。更にこの
うち、トナーの粒度分布において、個数分布の標準偏差
をSn、個数基準の長さ平均粒径(μm)をD1としたと
き、下記式で表される個数分布変動係数Aが40%以下
であるものが好ましく用いられる。 A=Sn/D1×100
【0041】上記したように本発明の第一の発明におい
ては、重量平均粒径が4〜11μmの負帯電性トナーを
用いる。即ち、重量平均粒径が11μmを超えるトナー
の場合は、画像の解像度が低下したり、連続コピー時で
の濃度低下をもたらす等の弊害が発生し易くなる。一
方、トナーの重量平均粒径が4μm未満の場合は、トナ
ーの帯電量をコントロールすることが困難になる。
【0042】又、トナーの粒度分布において、個数分布
変動係数Aの値が40%を超える場合には、平均粒径に
対して相対的に大きな或いは小さな粒子が存在すること
になるので、特に磁性トナーの場合には、トナー粒子相
互の凝集状態が生じ易くなり、本来のトナーよりも大き
な粒径のトナー塊を生じてしまい、帯電の阻害や画質の
悪化等の弊害をもたらすことがある。更に、磁性/非磁
性を問わず、個数分布変動係数Aの値が40%を超える
ような粒度分布の場合には、トナー粒子の帯電バランス
がくずれ、必要以上の電荷をもった粒径の小さなトナー
が現像スリーブ上に(二成分系の場合には更にキャリア
表面に)帯電付着し易くなり、正常なトナーの現像スリ
ーブへの担持や帯電付与が阻害されたり、帯電の不足し
た粒径の大きなトナーがトナー層を覆うことによって、
現像性が落ち、カブリの悪化や画像濃度の低下を生じる
傾向がある。従って、本発明においては、トナーの粒度
分布において、個数分布変動係数Aが40%以下である
ものを使用することが好ましい。
【0043】ここで、トナーの粒度分布については、種
々の方法によって測定できるが、第一の発明においては
コールターカウンタを用いて測定を実施した。即ち、測
定装置としては、コールターカウンタTA−II或いはコ
ールターマルチサイザーII(コールター社製)を用い
る。電解液としては、1級塩化ナトリウムを用いて、約
1%NaCl水溶液を調製する。市販されているものと
しては、例えば、ISOTON−II(コールター社製)
が使用できる。測定方法としては、前記電解水溶液10
0〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましく
はアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5ml加
え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁し
た電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行
い、前記測定装置により、アパーチャーとして100μ
mアパーチャーを用いて、トナーの体積、個数を測定し
て体積分布と個数分布を算出した。それから、第一の発
明に係わるところの体積分布から求めた重量基準の重量
平均粒径(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネル
毎の代表値とする)、個数分布から求めた個数基準の長
さ平均粒径(D1)及びその標準偏差(Sn)を求めた。
【0044】次に、本発明の第一の発明で使用する負帯
電性トナーを構成する結着樹脂について説明する。本発
明の第一の発明で使用する負帯電性トナーに使用する結
着樹脂としては、酸価が2〜70mgKOH/g、好ま
しくは5〜50mgKOH/gのものを用いる。これ
は、このような構成の結着樹脂を使用することによっ
て、結着樹脂自身の電荷受容性を高め、先に説明した現
像剤担持体の優れた電荷付与能との相乗効果によって、
現像剤の負の摩擦帯電性を向上させることができるから
である。即ち、酸価が2mgKOH/g未満の結着樹脂
を使用した場合は、現像剤の摩擦帯電能が不足するた
め、画像濃度の低下、カブリの悪化をもたらす。これ
は、特に低湿度下で顕著に現われる。一方、70mgK
OH/gを超える結着樹脂を使用した場合は、酸基によ
る電荷緩和作用が大きくなり過ぎて、画像濃度低下をも
たらす。これは、特に高湿度下で顕著に現われる。尚、
この場合の結着樹脂の酸価は、JIS K−0070に
準ずる方法により測定を行った値である。上記のような
構成を有するトナーの結着樹脂としては、例えば、ビニ
ル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられるが、これらの
中でも特にビニル系樹脂、ポリエステル樹脂が好まし
い。
【0045】酸価が2〜70mgKOH/gを有するビ
ニル系樹脂の合成に用いることのできるカルボン酸含有
モノマーとしては、特にジカルボン酸の半エステルモノ
マーが好ましく、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等のような
α,β−不飽和ジカルボン酸の半エステル類;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
ノブチル等のようなアルケニルジカルボン酸の半エステ
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等のような芳
香族ジカルボン酸の半エステル類;等が挙げられる。
【0046】以上に挙げたようなジカルボン酸の半エス
テルは、バインダー樹脂を構成している全モノマーに対
して、1〜30質量%、好ましくは3〜20質量%添加
すればよい。上記のようなジカルボン酸の半エステルモ
ノマーを選択する理由としては、後で詳しく述べるが、
これらのモノマーによって樹脂を製造する場合は、懸濁
重合法によって製造することが好ましいが、懸濁重合法
では、水系の懸濁液に対して、溶解度の高い酸モノマー
を使用するのは適切ではなく、溶解度の低いエステルを
用いるのが好ましいためである。
【0047】本発明で使用する酸価が2〜70mgKO
H/gを有するビニル系樹脂を得るために使用する、上
記したジカルボン酸の半エステルモノマー以外のコモノ
マーとしては、次のようなものが挙げられる。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
チレン等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、弗化ビニル等のハロゲン化ビニル類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸等のビニ
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等の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
酸フェニル等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
テル等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等のビ
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
等のN−ビニル化合物;ビニルナフタレン類;アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のア
クリル酸若しくはメタクリル酸誘導体;等のビニル系モ
ノマーが単独若しくは2つ以上で用いられる。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によって得られ
るビニル系樹脂を使用することが好ましい。
【0048】上記したようなモノマーから、本発明の画
像形成方法において好適に使用し得るビニル系樹脂を合
成するための合成方法としては、基本的に、2種以上の
重合体を合成する方法を用いることが好ましい。即ち、
重合モノマーに可溶な低分子量重合体を重合モノマーに
溶解し、モノマーを重合して樹脂組成物を得る方法であ
る。このような合成方法によれば、前者と後者の重合体
が均一の割合で含有された樹脂組成物が得られる。尚、
ここで用いる低分子量重合体は、塊状重合法、溶液重合
法等の通常用いられる重合法で得ることができる。
【0049】本発明においては、特にこれらの中でも、
溶液重合により低分子量重合体を得ることが好ましい。
即ち、高温で重合させ、停止反応速度を早めることで、
塊状重合法によっても低分子量の重合体を得ることはで
きるが、反応をコントロールしにくいという問題点があ
る。一方、溶液重合法では、溶媒によるラジカルの連鎖
移動の差を利用したり、重合開始剤の使用量や反応温度
を調節することで、自在に所望の特性を有する低分子量
重合体又は共重合体を温和な条件で容易に得ることがで
きる。
【0050】ここで、溶液重合法で用いる溶媒として
は、例えば、キシレン、トルエン、クメン、酢酸セロソ
ルブ、イソプロピルアルコール又はベンゼン等が挙げら
れる。これらの溶媒は、重合生成するポリマーによって
適宜に選択すればよい。例えば、本発明において、スチ
レンモノマー混合物を使用する場合には、キシレン、ト
ルエン又はクメンが好適に用いられる。又、溶液重合法
で用いられる重合開始剤としては、例えば、ジ−ter
t−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキ
シベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド、2,2’
−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。
重合開始剤は、モノマー100質量部に対して、0.0
5質量部以上、好ましくは0.1〜15質量部の濃度で
用いるとよい。反応温度としては、使用する溶媒、重合
開始剤又は重合するポリマーによって異なるが、70〜
230℃とすることが好ましい。又、溶液重合において
は、溶媒100質量部に対してモノマー30〜400質
量部の割合で用いて合成を行なうことがが好ましい。更
に、重合終了時に、溶液中の他の重合体又は共重合体を
混合させて反応を終了させてもよい。このようにすれ
ば、数種の重合体又は共重合体が均一に混じり合った樹
脂組成物が得られる。
【0051】又、高架橋域の高分子量成分を得るために
は、乳化重合法や懸濁重合法等の重合法を用いることが
好ましい。このうちの乳化重合法は、水には殆ど不溶の
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。この方法によれば、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こと、トナーの製造工程において
使用する着色剤及び荷電制御剤、その他の添加剤と、こ
れらと、結着樹脂との混合が容易であること等の理由か
ら、トナー用の結着樹脂の製造方法として他の方法に比
較して有利である。しかし、乳化重合法では、乳化剤を
添加するのために、生成した樹脂が不純物を含有し易
く、樹脂を取り出すには塩析等の操作が必要となる。従
って、本発明で使用する結着樹脂を製造する場合には、
以下に述べる懸濁重合法が簡便であるので好ましい。
【0052】懸濁重合法においては、懸濁状態で、低分
子量重合体又は共重合体を含んだモノマー混合物を架橋
剤と共に重合することによって、得られる樹脂組成物
は、パール状に形状が整った、低分子量重合体又は共重
合体と架橋域成分とを含み、中及び高分子量の重合体又
は共重合体成分が樹脂中に均一に含有された状態のもの
となる。このような樹脂組成物は、本発明において使用
する結着樹脂として好ましい状態のものである。
【0053】懸濁重合法においては、具体的には、水又
は水系溶媒100質量部に対して、モノマー100質量
部以下、好ましくは10〜90質量部で重合を行うのが
よい。この際に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
酸カルシウム等が挙げれる。分散剤の使用量は、水系溶
媒に対するモノマー量で変わるが、一般には、水系溶媒
100質量部に対して0.05〜1質量部程でよい。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の種類によって適宜選択すれば
よい。重合開始剤の種類としては、水に不溶或いは難溶
のものであれば、いずれも用いることが可能である。例
えば、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパ
ーオキシヘキサノエート等を、モノマー100質量部に
対して0.5〜10質量部の範囲で用いればよい。
【0054】又、この場合に使用する架橋剤としては、
主として2個以上の重合可能な2重結合を有する架橋性
モノマーを用いることができる。この中でも、芳香族ジ
ビニル化合物が好ましく、具体的には、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、及びこれら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;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
びこれら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;芳香族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、及びこれら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;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)等が挙げられる。多官能の架橋剤として
は、ペンタエリスリトールトリアクリレート、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、及びこれら
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。
【0055】本発明の画像形成方法においては、このよ
うにして得られるビニル系樹脂の中でも、ガラス転移温
度が45〜80℃、好ましくは55〜70℃であって、
数平均分子量Mnが2,500〜50,000、重量平
均分子量Mwが10,000〜1,000,000のも
のを、本発明の第一の発明で使用する負帯電性トナーの
結着樹脂として使用することが好ましい。
【0056】又、本発明の第一の発明で使用する負帯電
性トナーの結着樹脂に好適なポリエステル樹脂として
は、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分との縮重
合体よりなるポリエステル樹脂を用いることが好まし
い。この際に好適に用いることのできるポリエステル樹
脂の組成は、以下の通りである。先ず、2価のアルコー
ル成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブ
タンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタン
ジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグ
リコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水
素化ビスフェノールA、下記式(A)式で表わされるビ
スフェノール及びその誘導体、下記式(B)で表わされ
るジオール類等が挙げられる。
【0057】 (式(A)中、Rはエチレン又はプロピレン基であり、
x及びyは夫々0以上の整数であり、且つx+yの平均
値は0〜10である。)
【0058】
【0059】又、上記した2価のアルコール成分と縮重
合させる2価の酸成分としては、例えば、フタル酸、テ
レフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸等のベンゼン
ジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステ
ル;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸
等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、低級アル
キルエステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシル
コハク酸等のアルケニルコハク酸若しくはアルキルコハ
ク酸、又はその酸の無水物、低級アルキルエステル;フ
マル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不
飽和ジカルボン酸又はその無水物、低級アルキルエステ
ル等のジカルボン酸類及びその誘導体等が挙げられる。
【0060】又、上記した2価のアルコールと2価の酸
成分とを縮重合させる場合には、下記に挙げる架橋成分
としても働く、3価以上のアルコール成分と3価以上の
酸成分を併用することができる。3価以上の多価アルコ
ール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,
3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペ
ンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、
1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−
メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−
ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロ
ールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン等
の3価以上の多価アルコール類が挙げられる。
【0061】又、3価以上の多価カルボン酸成分として
は、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,
2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼ
ントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボ
ン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,
2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサン
トリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル
−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレン
カルボキシル)メタン、1,2,7,8−カクタンテト
ラカルボン酸、エンポール三量体酸、及びこれらの無水
物、低級アルキルエステル、下記式(C)で表わされる
テトラカルボン酸等、及びこれらの無水物、低級アルキ
ルエステル等の多価カルボン酸類及びその誘導体が挙げ
られる。
【0062】 (式(C)中、Xは炭素数3以上の側鎖を1個以上有す
る炭素数5〜30のアルキレン基又はアルケニレン基を
示す。)
【0063】更に、このようにして得られるポリエステ
ル樹脂の中でも、本発明の画像形成方法に使用するトナ
ーの結着樹脂として好適なものとしては、ガラス転移温
度が50〜75℃、好ましくは55〜65℃であり、更
には、数平均分子量Mnが、1,500〜10,00
0、好ましくは2,000〜7,000、重量平均分子
量Mwが、6,000〜200,000、好ましくは1
0,000〜150,000の樹脂が好ましい。
【0064】本発明の第一の発明の画像形成方法におい
て使用される負帯電性トナーは、上記のような構成成分
からなるものが好ましいが、その帯電性を更に安定化さ
せるために、必要に応じてトナー中に更にトナーを負荷
電性に制御する荷電制御剤を添加させてもよい。この
際、荷電制御剤は、結着樹脂100質量部あたり0.1
〜10質量部、好ましくは0.1〜5質量部程度使用す
るのがよい。荷電制御剤としては、従来公知のものをい
ずれも使用することができる。今日、当該技術分野で知
られている荷電制御剤としては、以下のものが挙げられ
る。負荷電性制御剤としては、有機金属錯体、キレート
化合物が有効である。具体的には、例えば、モノアゾ金
属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸系の金属錯体、芳
香族ジカルボン酸系の金属錯体が挙げられる。他には、
芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカ
ルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフ
ェノールのフェノール誘導体類が挙げられる。
【0065】又、本発明の第一の発明の画像形成方法に
おいて現像剤として負帯電性磁性トナーを用いる場合に
は、トナー中に磁性材料を含有させるが、この際に使用
できる磁性材料としては、下記のものが挙げられる。例
えば、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸
化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe、Co、
Niのような金属、或いはこれらの金属とAl、Co、
Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、B
i、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、Vのような金
属との合金、及びこれらの混合物等が挙げられる。具体
的な磁性材料としては、従来より、四三酸化鉄(Fe3
4)、三二酸化鉄(γ−Fe23)、酸化鉄亜鉛(Z
nFe24)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe512)、
酸化鉄カドミウム(CdFe24)、酸化鉄ガドリニウ
ム(Gd3Fe512)、酸化鉄銅(CuFe24)酸化
鉄鉛(PbFe1219)、酸化鉄ニッケル(NiFe2
4)、酸化鉄ネオジム(NdFe23)、酸化鉄バリ
ウム(BaFe1219)、酸化鉄マグネシウム(MgF
24)、酸化鉄マンガン(MnFe24)、酸化鉄ラ
ンタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉
(Co)、ニッケル粉(Ni)等が知られているが、本
発明においては上述した磁性材料を単独で或いは2種以
上の組合せで、適宜に選択して使用すればよい。本発明
において特に好適な磁性材料は、四三酸化鉄又はγ−三
二酸化鉄の微粉末である。
【0066】本発明において用いるこれらの強磁性体
は、平均粒径が0.1〜2μm程度であって、795.
8kA/m(10キロエルステッド)印加での磁気特性
が、保磁力(Hc)1.6〜16kA/m、飽和磁化
(σs)50〜200Am2/kg、残留磁化(σr)2
〜20Am2/kgのものが好ましい。又、磁性材料の
含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、磁性
体10〜200質量部、好ましくは20〜150質量部
使用するのがよい。これらの磁性材料は、着色剤として
も作用する。
【0067】本発明の画像形成方法に用いる負帯電性ト
ナーに使用し得る着色剤としては、磁性材料の他には、
従来よりトナーに用いられている顔料又は染料を適宜に
用いることができる。この際に用いる顔料としては、例
えば、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレ
ンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ロ
ーダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロ
シアニンブルー、インダンスレンブルー等が挙げられ、
これらの顔料を樹脂100質量部に対し、好ましくは
0.1〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部の
範囲で使用することが好ましい。又、染料としては、例
えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン
系染料、メチン系染料が挙げられ、これらの染料を樹脂
100質量部に対し、0.1〜20質量部、好ましくは
0.3〜10質量部の範囲で使用することが好ましい。
【0068】又、本発明の画像形成方法に用いる負帯電
性トナー中には、必要に応じて、一種又は二種以上の離
型剤が含有させていてもかまわない。離型剤としては、
以下のものが挙げられる。例えば、低分子量ポリエチレ
ン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワ
ックス、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素系ワッ
クス、又、酸化ポリエチレンワックス等の脂肪族炭化水
素系ワックスの酸化物、又は、それらのブロック共重合
物;カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸
エステルワックス等の脂肪酸エステルを主成分とするワ
ックス類、及び脱酸カルナバワックス等の脂肪酸エステ
ル類を一部又は全部を脱酸化したもの等が挙げられる。
【0069】更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モン
タン酸等の飽和直鎖脂肪酸類、ブランジン酸、エレオス
テアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸類、ステア
リルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアル
コール、セリルアルコール、メリシルアルコール等の飽
和アルコール類、ソルビトール等の多価アルコール類、
リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミ
ド等の脂肪酸アミド類、メチレンビスステアリン酸アミ
ド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウ
リン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド
等の飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸
アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,
N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレ
イルセバシン酸アミド等の不和脂肪酸アミド類、m−キ
シレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリ
ルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド類、ステ
アリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩
(一般に金属石けんといわれているもの)、又、脂肪族
炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル
系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類、又、
ベヘニン酸モノグリセリン等の脂肪酸と多価アルコール
の部分エステル化物、又、植物性油脂の水素添加等によ
って得られるヒドロキシ基を有するメチルエステル化合
物等が挙げられる。
【0070】離型剤のトナー中への添加量は、結着樹脂
100質量部あたり0.1〜20質量部、好ましくは
0.5〜10質量部とすることが望ましい。又、これら
の離型剤は、通常は、結着樹脂を溶剤に溶解し、この樹
脂溶液の温度を上げ、その中に離型剤を撹拌しながら添
加混合する方法や、トナーを製造する際の形成材料の混
練時に、上記に挙げた離型剤を混合する方法で結着樹脂
に含有させることができる。
【0071】又、本発明の第一の発明で用いる負帯電性
トナーは、流動化剤が添加されていてもよい。この際に
使用できる流動化剤としては、結着樹脂と着色剤とから
なる着色剤含有樹脂粒子に流動化剤を添加した前後で、
トナーの流動性を比較した場合に、トナーの流動性が増
加し得るものであればどのようなものでも使用可能であ
る。この際に使用する流動化剤としては、例えば、フッ
化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉
末等のフッ素系樹脂粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シ
リカ等の微粉末シリカ、それらシリカをシランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤、シリコンオイル等によ
り表面処理を施した処理シリカ或は酸化チタン、酸化ア
ルミニウム(疎水性のものが好ましい)等が挙げられ
る。本発明において好ましく使用される流動化剤として
は、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成された
微粉末が挙げられる。これは、所謂、乾式法シリカ又は
ヒュームドシリカと称されるもので、従来公知の技術に
よって製造される。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素
焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎と
なる反応式は次の様なものである。 SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
【0072】又、この製造工程において、例えば、塩化
アルミニウム又は塩化チタン等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
るが、第一の発明において使用する流動化剤には、それ
らも包含する。又、これらの流動化剤の粒径としては、
平均の一次粒径として、0.001〜2μmの範囲内で
あることが望ましく、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よ
い。更に本発明においては、上記のようなケイ素ハロゲ
ン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体に、
疎水化処理を施した処理シリカ微粉体を用いることがよ
り好ましい。疎水化処理方法としては、シリカ微粉体と
反応或いは物理吸着する有機ケイ素化合物等で、シリカ
微粉体を化学的に処理すればよい。
【0073】第一の発明で使用する負帯電性トナーに用
いる流動化剤としては、BET法で測定した窒素吸着に
よる比表面積が30m2/g以上、好ましくは50m2
g以上のものが良好な結果を与える。流動化剤の添加量
としては、トナー100質量部に対して0.01〜8質
量部、好ましくは0.1〜4質量部の範囲で使用すると
よい。
【0074】その他の添加剤としては、例えば、テフロ
ン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデンのごとき
滑剤、中でもポリフッ化ビニリデンが好ましい。或い
は、例えば、酸化セリウム、炭化ケイ素、チタン酸スト
ロンチウム等の研磨剤、中でもチタン酸ストロンチウム
が好ましい。又、ケーキング防止剤、或いは、例えば、
カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化ス
ズ等の導電性付与剤、又、逆極性の白色微粒子及び黒色
微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【0075】更に、本発明の第一の発明で使用する負帯
電性トナーを二成分系現像剤として用いる場合には、キ
ャリア粉と混合して用いられる。この場合には、トナー
とキャリア粉との混合比は、トナー濃度として0.1〜
50質量%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ま
しくは3〜5質量%が望ましい。この際に使用し得るキ
ャリアとしては、従来公知のものが使用可能であり、例
えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を
有する粉体、ガラスビーズ等、及びこれらの表面をフッ
素系樹脂、ビニル系樹脂或いはシリコン系樹脂等で処理
したもの等が挙げられる。
【0076】本発明の第一の発明で使用する負帯電性ト
ナーを作製するには、結着樹脂と、着色剤としての顔料
又は染料、或いは磁性材料、必要に応じて、離型剤、荷
電制御剤、その他の添加剤からなる形成材料を、ヘンシ
ェルミキサー、ボールミキサー等の混合機により充分に
混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダー
のごとき熱混練機を用いて溶融し、樹脂類を互いに相溶
させた中に、顔料、染料、磁性体、離型剤等を分散又は
溶解せしめた混練物を冷却固化後、粉砕及び分級を行っ
て、特定の粒径のトナー粒子を得る。更に、必要に応じ
て所望の添加剤を、ヘンシェルミキサー等の混合機によ
り充分に混合して外添する。
【0077】(第二の発明)次に、本発明の第二の発明
で使用する正帯電性トナーについて説明する。本発明の
第二の発明は、少なくとも結着樹脂と着色剤、或いは結
着樹脂と磁性体とを含有する重量平均粒径が4〜11μ
mのトナー粒子に、BET比表面積が30〜50m2
gの流動化剤と、重量平均粒径が0.4〜5.5μmの
粉体状の金属酸化物とが含有された正帯電性トナーを用
いることを特徴とする。更に、このうちでも、トナーの
粒度分布において、個数分布の標準偏差をSn、個数基
準の長さ平均粒径(μm)をD1としたとき、下記式で
表される個数分布変動係数Aが40%以下であるトナー
を好ましく用いることができる。 A=Sn/D1×100
【0078】本発明の第二の発明で使用する正帯電性ト
ナーでは、重量平均粒径が4〜11μmのトナー粒子を
用いる。即ち、重量平均粒径が11μmを超える場合
は、画像の解像度が低下したり、連続コピー時での濃度
低下をもたらす等の弊害が発生し易くなる。又、トナー
の重量平均粒径が4μm未満の場合は、トナーの帯電量
をコントロールすることが困難になる。
【0079】又、個数分布変動係数Aの値が40%を超
える場合には、平均粒径に対して相対的に大きな或いは
小さな粒子が存在することになるので、特に磁性トナー
の場合には、トナー粒子相互の凝集状態が生じ易くな
り、本来のトナーよりも大きな粒径のトナー塊を生じて
しまい、帯電の阻害や画質の悪化等の弊害をもたらす。
更に、磁性/非磁性を問わず、個数分布変動係数Aの値
が40%を超えるような粒度分布のトナーの場合には、
トナー粒子の帯電バランスがくずれ、必要以上の電荷を
もった粒径の小さなトナーが現像スリーブ上に(二成分
系の場合には更にキャリア表面に)帯電付着し易くな
り、正常なトナーの現像スリーブへの担持や帯電付与が
阻害されたり、帯電の不足した粒径の大きなトナーがト
ナー層を覆うことによって、現像性が落ち、カブリの悪
化や画像濃度の低下を生じる。ここで、粒度分布につい
ては、種々の方法によって測定できるが、第二の発明に
おいては、第一の発明と同様に、前述したコールターカ
ウンタを用いて測定を実施した。
【0080】次に、本発明の第二の発明で使用する正帯
電性トナーを構成する結着樹脂について説明する。本発
明の第二の発明で使用する正帯電性トナーの結着樹脂と
しては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙
げられるが、これらの中でも特にビニル系樹脂、ポリエ
ステル樹脂が好ましい。
【0081】この際に用いることのできるビニル系樹脂
を得るためのコモノマーとしては、次のようなものが挙
げられる。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、イソブチレン等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、弗化ビニル等のハ
ロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
ベンゾエ酸等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等の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等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等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
ペニルケトン等のビニルケトン類;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−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物;ビニルナ
フタレン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、
アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメタクリル酸誘
導体;等のビニル系モノマーが挙げられ、これらを単独
若しくは2つ以上で用いられる。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。
【0082】又、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
る。本発明の第二の発明において結着樹脂に用いること
のできるビニル系重合体としては、本発明の目的を達成
するために、以下に例示するような架橋性モノマーで架
橋された重合体であることが好ましい。
【0083】2個以上の重合可能な二重結合を有するモ
ノマーとしては、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、及びこれら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;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、
及びこれら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;芳香族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、及びこれら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;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)等が挙げられる。以上の架橋性モノマーの
うち、トナー用の結着樹脂に好適に用いられるものとし
ては、定着性、耐オフセット性の点から、例えば、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。
【0084】又、これらの架橋性モノマーを架橋する場
合に使用する多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート、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、及びこれらの化合物のアクリ
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。これらの架橋剤は、他のモノマー成分100質量%
に対して、0.01〜5質量%程度、好ましくは0.0
3〜3質量%程度用いることが好ましい。
【0085】又、本発明の第2の発明で用いる正帯電性
トナーの結着樹脂として使用し得るポリエステル樹脂と
しては、多塩基酸成分と多価アルコール成分との縮重合
体よりなるポリエステル樹脂が好ましい。先ず、2価の
アルコール成分としては、例えば、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、
1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5
−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオ
ペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジ
オール、水素化ビスフェノールA、下記式(A)式で表
わされるビスフェノール及びその誘導体、下記式(B)
で表わされるジオール類等が挙げられる。
【0086】 (式(A)中、Rはエチレン又はプロピレン基であり、
x及びyは夫々0以上の整数であり、且つx+yの平均
値は0〜10である。)
【0087】
【0088】又、上記した2価のアルコール成分と縮重
合させる2価の酸成分としては、例えば、フタル酸、テ
レフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸等のベンゼン
ジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステ
ル;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸
等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、低級アル
キルエステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシル
コハク酸等のアルケニルコハク酸若しくはアルキルコハ
ク酸、又はその酸の無水物、低級アルキルエステル;フ
マル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不
飽和ジカルボン酸又はその無水物、低級アルキルエステ
ル等のジカルボン酸類及びその誘導体等が挙げられる。
【0089】又、上記したような2価のアルコール成分
の2価の酸成分とを縮重合させる場合に、下記に挙げる
架橋成分としても働く3価以上のアルコール成分と3価
以上の酸成分を併用することができる。3価以上の多価
アルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,
2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタ
ン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、
トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオ
ール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロー
ル、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,
2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、ト
リメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベ
ンゼン等の3価以上の多価アルコール類が挙げられる。
【0090】又、3価以上の多価カルボン酸成分として
は、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,
2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼ
ントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボ
ン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,
2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサン
トリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル
−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレン
カルボキシル)メタン、1,2,7,8−カクタンテト
ラカルボン酸、エンポール三量体酸、及びこれらの無水
物、低級アルキルエステル、下記式(C)で表わされる
テトラカルボン酸等、及びこれらの無水物、低級アルキ
ルエステル等の多価カルボン酸類及びその誘導体が挙げ
られる。
【0091】 (式(C)中、Xは炭素数3以上の側鎖を1個以上有す
る炭素数5〜30のアルキレン基又はアルケニレン基を
示す。)
【0092】更に、本発明の第二の発明に用いられる正
帯電性トナーの結着樹脂としては、アルコール成分が4
0〜60mol%、好ましくは45〜55mol%、酸
成分が60〜40mol%、好ましくは55〜45mo
l%のポリエステル樹脂を使用することが望ましい。
又、3価以上の多価成分は、全成分中の5〜60mol
%程度であることが望ましい。
【0093】特に、本発明の第二の発明において結着樹
脂として使用される好ましいポリエステル樹脂は、アル
コール成分として、例えば、前記(A)式で示されるビ
スフェノール誘導体を使用し、酸成分として、例えば、
フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸又はその無水
物;コハク酸、n−ドデセニルコハク酸又はその無水
物、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のジカル
ボン酸類、トリメリット酸又はその無水物のトリカルボ
ン酸類を使用して得られるポリエステル樹脂が挙げられ
る。即ち、上記したような酸成分とアルコール成分とか
ら得られるポリエステル樹脂は、シャープな溶融特性を
示すと共に、更に、このような構成のポリエステル樹脂
を結着樹脂として用いたトナーは、熱ローラー定着用の
トナーとした場合に定着性が良好で、耐オフセット性に
優れているからである。
【0094】更に、上記のような構成成分から得られた
ポリエステル樹脂の中でも、本発明の画像形成方法に使
用するトナーの結着樹脂として好適なものは、ガラス転
移温度が50〜75℃、好ましくは55〜65℃であっ
て、更に、数平均分子量Mnが1,500〜50,00
0、好ましくは2,000〜7,000、重量平均分子
量Mwが6,000〜200,000、好ましくは1
0,000〜150,000の樹脂が好ましい。
【0095】本発明の第二の発明に用いられる正帯電性
トナーは、現像システムに応じた最適の荷電量コントロ
ールを可能とするために、荷電制御剤をトナー粒子に配
合(内添)、又はトナー粒子と混合(外添)して用いる
ことが好ましい。特に、本発明の第二の発明では、荷電
制御剤のトナーへの添加によって、現像システムに応じ
た最適の荷電量コントロールが可能となり、粒度分布と
荷電とのバランスを更に安定したものとすることが可能
となる。
【0096】この際に使用する正荷電制御剤としては、
例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物;
トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4
−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテ
トラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩;ジブチ
ルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシク
ロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイ
ド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、
ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレ
ート;等が挙げられ、それらを単独或いは2種類以上組
み合わせて用いることができる。これらの中でも、ニグ
ロシン系化合物、有機四級アンモニウム塩のごとき荷電
制御剤が、特に好ましく用いられる。
【0097】又、下記一般式で表わされるモノマーの単
量体;又は前述したようなスチレン、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル等の重合性モノマーとの共重
合体を正荷電制御剤として用いることもできる。 [上記式中、R1はH又はCH3を表わし、R2及びR3
夫々置換又は未置換のアルキル基(好ましくは、C1
4)を表わす。] 尚、この場合には、これらの正荷電制御剤は、結着樹脂
(全部又は一部)としての作用をも有する。
【0098】上述したような荷電制御剤は、微粒子状と
して用いることが好ましく、更にこの場合、荷電制御剤
の個数平均粒径が、具体的には、4μm以下、より好ま
しくは3μm以下の微粒子状のものを使用することが好
ましい。トナーに内添する際に、上記したような荷電制
御剤は、結着樹脂100質量部に対して、0.1〜20
質量部、より好ましくは0.2〜10質量部の範囲で用
いることが好ましい。
【0099】又、本発明の第二の発明の画像形成方法に
おいて、現像剤として正帯電性磁性トナーを用いる場合
には、トナー中に磁性材料を使用するが、使用すること
ができる磁性材料としては、下記のものが用いられる。
例えば、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の
酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe、C
o、Niのような金属、或いはこれらの金属とAl、C
o、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、B
e、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、Vのよ
うな金属との合金、及びこれらの混合物等が挙げられ
る。具体的な磁性材料としては、従来、四三酸化鉄(F
34)、三二酸化鉄(γ−Fe23)、酸化鉄亜鉛
(ZnFe24)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe
512)、酸化鉄カドミウム(CdFe24)、酸化鉄
ガドリニウム(Gd3Fe512)、酸化鉄銅(CuFe
24)酸化鉄鉛(PbFe1219)、酸化鉄ニッケル
(NiFe24)、酸化鉄ネオジム(NdFe23)、
酸化鉄バリウム(BaFe1219)、酸化鉄マグネシウ
ム(MgFe24)、酸化鉄マンガン(MnFe
24)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(F
e)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が知
られているが、第二の発明においては上述した磁性材料
を単独で或いは2種以上の組合せで適宜に選択して使用
すればよい。本発明の第2の発明の目的に特に好適な磁
性材料は、四三酸化鉄又はγ−三二酸化鉄の微粉末であ
る。
【0100】本発明において用いるこれらの強磁性体
は、平均粒径が0.1〜2μm程度であって、795.
8kA/m(10キロエルステッド)印加での磁気特性
が、保磁力(Hc)1.6〜16kA/m、飽和磁化
(σs)50〜200Am2/kg、残留磁化(σr)2
〜20Am2/kgのものが好ましい。又、磁性材料の
含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、磁性
体10〜200質量部、好ましくは20〜150質量部
使用するのがよい。これらの磁性材料は、着色剤として
も作用する。
【0101】本発明の第二の発明に用いられる正帯電性
トナーには、第一の発明で使用する負帯電性トナーの場
合と同様に、磁性材料以外には任意の適当な顔料又は染
料を用いることができる。この際に使用する顔料として
は、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ア
セチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロ
ー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、
フタロシアニンブルー、インダンスレンブルーが挙げら
れる。これらの顔料は、樹脂100質量部に対し、好ま
しくは0.1〜20質量部、より好ましくは1〜10質
量部の範囲で使用するとよい。又、染料としては、例え
ば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系
染料、メチン系染料等が挙げられ、これらの染料を樹脂
100質量部に対し、0.1〜20質量部、好ましくは
0.3〜10質量部の範囲で使用するとよい。
【0102】又、本発明の第二の発明で使用する正帯電
性トナーにおいても、先に説明した第一の発明で使用す
る負帯電性トナーと同様に、必要に応じて1種又は2種
以上の離型剤を、トナー中に含有させてもよい。離型剤
としては、以下のものが挙げられる。例えば、低分子量
ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリ
スタリンワックス、パラフィンワックス等の脂肪族炭化
水素系ワックス、又、酸化ポリエチレンワックス等の脂
肪族炭化水素系ワックスの酸化物、又は、それらのブロ
ック共重合物;カルナバワックス、サゾールワックス、
モンタン酸エステルワックス等の脂肪酸エステルを主成
分とするワックス類、及び脱酸カルナバワックス等の脂
肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの等が挙
げられる。
【0103】更に、パルミチン酸、ステアリン酸、モン
タン酸等の飽和直鎖脂肪酸類、ブランジン酸、エレオス
テアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸類、ステア
リルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアル
コール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、
メリシルアルコール等の飽和アルコール類、ソルビトー
ル等の多価アルコール類、リノール酸アミド、オレイン
酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド類、メチ
レンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸
アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレ
ンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド
類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビ
スオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸
アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミド等の不
和脂肪酸アミド類、m−キシレンビスステアリン酸アミ
ド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳
香族系ビスアミド類、ステアリン酸カルシウム、ラウリ
ン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグ
ネシウム等の脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれ
ているもの)、又、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレ
ンやアクリル酸等のビニル系モノマーを用いてグラフト
化させたワックス類、又、ベヘニン酸モノグリセリン等
の脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物、又、植
物性油脂の水素添加等によって得られるヒドロキシ基を
有するメチルエステル化合物等が挙げられる。
【0104】上記したような離型剤のトナー中への添加
量は、結着樹脂100質量部あたり0.1〜20質量
部、好ましくは0.5〜10質量部とすることが望まし
い。又、これらの離型剤をトナー中に含有させる方法と
しては、通常は、結着樹脂を溶剤に溶解し、この樹脂溶
液の温度を上げ、その中に離型剤を撹拌しながら添加混
合する方法や、トナーを製造する際の形成材料の混練時
に、上記に挙げた離型剤を混合する方法で結着樹脂に含
有させることができる。
【0105】本発明の第二の発明では、下記に述べるよ
うな特定の流動化剤が添加された正帯電性トナーを用い
る。即ち、流動化剤として、BET法で測定した窒素吸
着による比表面積が30〜500m2/g、好ましくは
50〜400m2/gの範囲内の微粉体が含有されたト
ナーを用いる。これは、流動化剤の比表面積が30m2
/g以下であると、粒径が大きくなり過ぎ、トナー表面
に、これらの流動化剤を均一に分散させることが難しく
なり、一方、流動化剤の比表面積が500m2/g以上
の場合は、流動化剤同士の静電的な凝集が発生し易くな
り、「ダマ」を生じ易くなるからである。
【0106】この際に用いる流動化剤としては、無機化
合物微粉体を使用することが好ましい。具体的には例え
ば、ケイ酸、アルミナ、酸化チタン等、第3族、第4族
の金属酸化物が好ましい。特に、ケイ素ハロゲン化合物
の気相酸化により生成された、乾式シリカ微粉体を使用
することが好ましい。又、乾式シリカ微粉体の製造時
に、塩化アルミニウム、塩化チタン等の他の金属ハロゲ
ン化合物と共に気相酸化させ、シリカと金属酸化物の複
合微粉体としたものを用いてもよい。
【0107】更に、上記において使用するシリカ微粉体
としては、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸化により生成
されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される
乾式シリカのみならず、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が、表面及び内
部にあるシラノール基が少なく、製造残渣のない乾式シ
リカの方が好ましい。又、上記したようなシリカ微粉体
は疎水化処理されているものが好ましい。シリカ微粉体
を疎水化処理する場合には、例えば、シリカ微粉体と反
応或いは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的に処
理すればよい。シリカ微粉体を疎水化処理する好ましい
方法としては、例えば、ケイ素ハロゲン化合物の気相酸
化により生成された乾式シリカ微粉体をシランカップリ
ング剤で処理した後、或いはシランカップリング剤で処
理すると同時にシリコーンオイル又はシリコーンワニス
のごとき有機ケイ素化合物で処理する方法が挙げられ
る。
【0108】この際に用いるシリコーンオイルとして
は、下記一般式で表わされるものが好ましい。
【0109】 (上記式中、Rは炭素数1〜3のアルキル基を表わし、
R’はアルキル、ハロゲン変性アルキル、フェニル、変
性フェニル等のシリコーンオイル変性基を表わし、R”
は炭素数1〜3のアルキル基又はアルコキシ基を表わ
す) 具体的に、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
素変性シリコーノイル等が挙げられる。勿論、本発明の
第二の発明は、上記シリコーンオイルのみに限定される
ものではない。
【0110】上記シリコーンオイルとしては、25℃に
おける粘度が50〜1,000mm2/Sのものを使用
することが好ましい。即ち、50mm2/S未満では、
熱が加わることにより一部揮発してしまい帯電特性が劣
化する傾向がある。一方、25℃における粘度が1,0
00mm2/Sを超える場合には、処理作業上、取扱い
が困難となる傾向がある。シリコーンオイル処理の方法
としては、従来の公知技術が使用できる。例えば、微粉
体とシリコーンオイルとを混合機を用いて混合する方
法、微粉体中にシリコーンオイルを噴霧器を用い噴霧す
る方法、溶剤中にシリコーンオイルを溶解させた後、微
粉体を混合する方法等が挙げられる。勿論、本発明は、
これらの方法に限定されるものではない。
【0111】又、シリカ微粉体の処理に用いるシリコー
ンワニスとしては、公知の物質が使用できる。具体的
に、例えば、信越シリコーン社製のKR−251、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。又、シリコーンワニス処理の方法としては、上
記したシリコーンオイル処理と同様に公知技術が使用で
きる。
【0112】更に、本発明の第二の発明において使用す
ることのできるシリカ微粉体の処理を行なうシリコーン
オイルとしては、下式で表わされる構造をもつアミノ変
性シリコーンオイルも使用できる。
【0113】 (上記式中、R1及びR6は夫々水素、アルキル基、アリ
ール基又はアルコキシ基を表わし、R2はアルキレン
基、フェニレン基を表わし、R3は含窒素複素環をその
構造に有する化合物を表わし、R4及びR5は夫々水素、
アルキル基、アリール基を表わす。又、R2はなくても
よい。但し、上記のアルキル基、アリール基、アルキレ
ン基、フェニレン基はアミンを含有していてもよいし、
また導電性を損ねない範囲でハロゲン等の置換基を有し
ていてもよい。又、mは1以上の整数であり、n及びp
は夫々0を含む正の整数である。但し、n+pは1以上
の正の整数である。)
【0114】上記構造中、最も好ましい構造は、窒素原
子を含む側鎖中の窒素原子の数が、1又は2であるもの
である。窒素を含有する不飽和複素環として、下記にそ
の一例を挙げる。
【0115】又、以下に窒素を含有する飽和複素環の一
例を挙げる。 但し、本発明の第二の発明は何ら上記化合物例に拘束さ
れるものではないが、好ましくは5員環又は6員環の複
素環をもつものがよい。
【0116】誘導体としては、上記化合物群に炭化水素
基、ハロゲン基、アミノ基、ビニル基、メルカプト基、
メタクリル基、グリシドキシ基、ウレイド基等を導入し
た誘導体が例示される。
【0117】本発明の第二の発明で使用するアミノ変性
シリコーンオイルの窒素原子当量は10,000以下の
ものが好ましく、より好ましくは300〜6,000の
範囲がよい。ここでいう窒素原子当量とは、窒素原子1
個あたりの当量(g/eqiv)で分子量を1分子あた
りの窒素原子の数で割った値である。これらは1種又は
2種以上の混合系で用いてもよい。第二の発明に用いら
れる微粉末処理用のアミノ変性シリコーンワニスを得る
ために用いられるシリコーンワニスとしては、例えば、
メチルシリコーンワニス、フェニルメチルシリコーンワ
ニス等が挙げられる。これらの中でも特にメチルシリコ
ーンワニスが好ましい。
【0118】ここでいうメチルシリコーンワニスとは、
下記構造式で示されるT31単位、D31単位、M31単位よ
りなるポリマーであり、且つT31単位を多量に含む三次
元ポリマーである。
【0119】
【0120】メチルシリコーンワニス又はフェニルメチ
ルシリコーンワニスは、具体的には、例えば、下記構造
式で示されるような化学構造を有する物質である。 (上記式中、R31はメチル基又はフェニル基を表わ
す。)
【0121】上記シリコーンワニスにおいて、特にT31
単位は、良好な熱硬化性を付与し、三次元網状構造とす
るための有効な単位であり、従って、かかるT31単位を
含むシリコーンワニスにより表面が処理されたシリカ微
粒体は、その表面に硬くて強靭な被膜を有するものとな
り、そのため耐衝撃強度、耐湿性、離型性の優れたもの
となる。上記T31単位は、シリコーンワニス中に10〜
90モル%、特に30〜80モル%の割合で含まれるこ
とが好ましい。シリコーンワニス中の上記T31単位の割
合が過小のときには、シリコーンワニスが軟質化するた
め粘着性が増加し、耐湿性、耐久性、摩擦帯電性の安定
性が低下する場合があり、特にトナーのクリーニング性
が低下し、トナー飛散が生じ、その結果、画像ムラ、カ
ブリ等が発生し、更には定着器の耐久性が低下する場合
がある。一方、T31単位の割合が過大のときには、シリ
カ微粒体等の無機微粒子の表面に形成される被覆層が不
均一となり、摩擦帯電性の安定性、耐久性が低下する場
合がある。
【0122】上記したようなシリコーンワニスは、分子
鎖の末端若しくは側鎖に水酸基を有しており、この水酸
基が脱水縮合することによって硬化することとなる。こ
の硬化反応を促進させるために用いることができる硬化
促進剤としては、例えば、亜鉛、鉛、コバルト、スズ等
の脂肪酸塩;トリエタノールアミン、ブチルアミン等の
アミン類;等が挙げられる。このうち、特にアミン類
が、本発明において好適に用いることができる。
【0123】上記の如きシリコーンワニスをアミノ変性
シリコーンワニスとするためには、前記T31単位、D31
単位及びM31単位中に存在する一部のメチル基或いはフ
ェニル基をアミノ基を有する基に置換すればよい。アミ
ノ基を有する基としては、例えば、下記構造式で示され
るものを挙げることができるが、これらに限定されるも
のではない。
【0124】
【0125】アミノ変性シリコーンワニスによるシリカ
微粒体等の処理の方法としては、オイル処理の場合と同
様に公知技術が使用できる。アミノ変性シリコーンオイ
ル或はアミノ変性シリコーンワニス固形分の処理量は、
シリカ微粉体100質量部に対し、1〜35質量部、よ
り好ましくは2〜30質量部とすることがよい。上記の
ようにしてシリコーンオイル又はシリコーンワニスで処
理されたシリカ微粉体等の流動化剤は、トナー100質
量部に対し、0.1〜1.6質量部添加したときに効果
を発揮し、特に好ましくは0.3〜1.6質量部添加し
た際に優れた安定性を有する。0.1質量部未満では添
加の効果が少な過ぎる一方、1.6質量部を超えると現
像及び定着時に問題が発生し易い。
【0126】特に、本発明の第二の発明に用いられる正
帯電性トナーに含有させるシリカ微粉体等の流動化剤
(以下、代表例としてシリカ微粉体を例にとって説明す
る)としては、先ずシランカップリング剤で処理し、し
かる後にシリコーンオイル又はシリコーンワニスで処理
(以下、代表例としてシリコーンオイルで処理する場合
を例にとって説明する)したものを使用することが好ま
しい。即ち、一般にシリコーンオイル処理のみでは、シ
リカ微粉体表面等を覆うためのシリコーンオイル量が多
くなってしまい、処理中に微粉体の凝集体ができ易く、
現像剤に適用した場合に現像剤の流動性が悪くなる場合
もある。従って、シリコーンオイルの処理工程には充分
注意を要するが、良好な耐湿性を保ちつつ、シリカ微粉
体の凝集体を除くためには、シリカ微粉体をシランカッ
プリング剤で処理した後、シリコーンオイルで処理する
ことが好ましい。このようにすれば、シリカ微粉体に対
するシリコーンオイルによる疎水化処理の効果を充分に
発揮させることができる。
【0127】この際に用いるシランカップリング剤とし
ては、下記一般式で表わされるものが好ましい。 RmSiYn (上記式中、Rはアルコキシ基又は塩素原子を表わし、
mは1〜3の整数を表わし、Yはアルキル基、ビニル
基、グリシドキシ基又はメタクリル基を含む炭化水素基
を表わし、nは3〜1の整数を表わす。) 具体的に、例えば、ジメチルジクロルシラン、トリメチ
ルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ヘキサ
メチルジシラザン、アリルフェニルジクロルシラン、ベ
ンジルジメチルクロルシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルクロルシラ
ン、ジメチルビニルクロルシランが挙げられる。
【0128】上記シリカ微粉体のシランカップリング剤
による処理方法としては、シリカ微粉体を撹拌等により
クラウド状としたものに気化したシランカップリング剤
を反応させる乾式処理、又は、シリカ微粉体を溶媒中に
分散させシランカップリング剤を滴下反応させる湿式法
等の方法で処理することができる。シランカップリング
剤での処理は、シリカ微粉体100質量部に対し、1〜
50質量部、更に好ましくは5〜40質量部処理するこ
とがよい。
【0129】本発明の第二の発明で使用する正帯電性ト
ナーに添加する流動化剤のシリコーンオイル又はシリコ
ーンワニス固形分の処理量は、シリカ微粉体100質量
部に対し、1〜35質量部、より好ましくは2〜30質
量部とするこのがよい。上記処理量を限定した理由は、
シリコーンオイル処理量が少なすぎると、シランカップ
リング剤のみで処理した場合と同一の結果となり、耐湿
性が向上せず、高湿下ではシリカ微粉体が吸湿してしま
い高品位のコピー画像が得られなくなる。一方、シリコ
ーンオイル処理量が多過ぎると、前述のシリカ微粉体の
凝集体ができ易くなり、甚だしくは、遊離のシリコーン
オイルができてしまうために、トナーに添加した場合
に、流動化剤としての機能が十分に発揮されないという
問題が生じ易い。
【0130】更に、本発明の第二の発明に用いられる正
帯電性トナーは、重量平均粒径が0.4〜5.5μmの
金属酸化物が添加されていることを特徴とする。これに
よって、従来行なわれていた導電粉等の添加によりトナ
ーの帯電量を下げる方法とは異なり、トナーと金属酸化
物との接触によって、帯電量分布において帯電量の低い
トナーの帯電量を上昇させることが可能とする。つま
り、本発明の第二の発明においては、トナーと金属酸化
物とを接触摩擦帯電させることによって均一に帯電され
たトナーを得て、これを画像形成方法に用いる。
【0131】この際には重量平均粒径が0.4〜5.5
μmの金属酸化物粉体を用いる。これは、0.4μm以
下の場合は、クリーニングブレードでのすり抜けに伴う
クリーニング不良や、潜像担持体上に残存することによ
る帯電阻害の発生をもたらす場合があるし、5.5μm
より大きい場合には、白地反転部分に現像されず、消費
されないために現像器中に蓄積されてゆき、現像剤担持
体上の金属酸化物粉末が多くなり、次第にコピー画質の
低下を引き起こす場合があるからである。尚、金属酸化
物粉体の粒度分布は、アパーチャー径を13μmに変え
る以外は、前記トナー粒度分布の測定方法と同じ手段に
より実施した。
【0132】本発明の第二の発明で使用する金属酸化物
としては、以下のものが挙げられる。例えば、アルカリ
土類金属、希土類金属、遷移金属等の酸化物、具体的に
は、例えば、バリウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム等のアルカリ土類金属の酸化物微粒子;イ
ットリウム、ユーロビウム、セリウム、ランタン希土類
金属の酸化物微粒子;スカンジム、チタン、バナジウ
ム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、
亜鉛等の遷移金属の酸化物微粒子が挙げられる。
【0133】本発明の第二の発明で使用する金属酸化物
微粒子は、以下の様な複合金属酸化物微粒子でもよく、
このような複合金属酸化物を用いると特に好ましい結果
が得られる。複合金属酸化物としては、例えば、TiO
2−SrO、TiO2−MgO、TiO2−BaO、Ti
2−CaO、TiO2−MgO−NiO、TiO2−S
rO−NiO、TiO2−CaO−NiO、CuO−C
23、CoO−Al23、CuO−Fe23−Mn2
3等が挙げられる。中でも特に、次式(1)又は
(2)で示されるような複合金属酸化物を用いることが
好ましい。
【0134】[M]a[Ti]bc ・・・(1) (上記式中、MはSr、Mg、Zn、Co、Mn及びC
eから選ばれる金属元素を表わし、a及びbは夫々1〜
9までの整数を表わし、cは3〜9までの整数を表わ
す) [M1]a[Si]bcと、[M2]b[Ti]efとの組み合わせ ・・・(2) (上記式中、M1及びM2は夫々Sr、Mg、Zn、C
o、Mn及びCeから選ばれる金属元素を表わし、a、
b、d及びeは夫々1〜9までの整数を表わし、c及び
fは3〜9までの整数を表わす)
【0135】本発明者は、上記したような複合金属酸化
物を使用した場合に優れた効果が得られることについ
て、種々検討を行った結果、次のことがわかった。先
ず、(1)に示したようなTi元素を含有する複合酸化
物を添加した場合には、トナーとの接触摩擦による帯電
量の均一化が図れるばかりでなく、これに加えて潜像担
持体上の付着物の除去に対しても有効であり、しかも、
連続コピーにおいても潜像担持体表面の損傷は伴わない
という優れた効果があることがわかった。これに対し、
特に、高温高湿度下においては、潜像担持体に対する付
着物の成長が著しく、連続コピー時に画像流れやカブリ
等の問題が発生し易くなるという問題があり、トナー中
に研磨効果を有する物質の添加が必要である。この意味
からは、上記の複合金属酸化物のうち、Ti元素を含有
する複合酸化物を添加することが有効となる。
【0136】又、先に述べたように、本発明の第二の発
明において使用する正帯電性トナーにおいては、シリカ
微粉体等の流動化剤が添加されたものを用いるが、流動
化剤の添加は、トナーに対して流動化の向上を達成する
と同時に現像性をも向上させる。これは、流動化剤が極
性を持つためであり、トナーの帯電特性にも影響を及ぼ
すからである。しかし、流動化剤の添加量が過剰となっ
た場合には、トナー表面への付着度合にバラツキが生
じ、トナー粒子個々の帯電を均一化することが困難にな
る。従って、トナーに対して流動化剤の添加量を増すこ
とは好ましいことではない。これに対して、金属酸化物
を複合酸化物の形で添加する場合に、複合酸化物をトナ
ーに添加する前に流動化剤を混合させれば、複合酸化物
自体の流動性を向上させることが可能になる。又、複合
酸化物を使用することで、高温高湿度下でのトナーの流
動性低下を防止することもできる。しかし、この場合に
は、複合酸化物を添加する本来の目的であるトナーとの
接触摩擦帯電による帯電付与能自体が低下してしまい、
濃度の低下、カブリ等の弊害が発生することがわかっ
た。これは、トナーを上記したような態様にすると、本
来トナーと複合酸化物間で起こる接触摩擦帯電に加え、
流動化剤と複合酸化物間での帯電の授受が発生すること
で、トナー全体の帯電量が小さくなるためと考えられ
る。
【0137】そこで、以上のことに鑑み、本発明者は、
トナーに研磨効果を持たせ、トナーの流動性が損なわれ
ることなく、トナーとの接触摩擦帯電によって、トナー
が均一に且つ高帯電量を得るという目的を達成すること
ができる添加剤として、金属酸化物、特に複合酸化物に
ついて種々検討を行なった結果、以下のことを見いだし
た。トナーと複合酸化物との接触により帯電量を上げる
方法、つまり、トナーに複合酸化物を付着させてトナー
の帯電量を制御するのではなく、現像器内でトナーと複
合酸化物とを接触摩擦帯電させる方法においては、Ti
を含む複合酸化物を使用すれば、トナーに潜像担持体上
の付着物に対する研磨機能をもたせつつ、均一で且つ高
い帯電量のトナーが実現できることがわかった。更に、
式(2)に示したようなSiを含む複合酸化物を使用す
ることで、トナーの流動性を向上させつつ、高帯電量の
トナーが実現できることがわかった。以上のことから、
潜像担持体に対する付着物の成長が著しい高温高湿度環
境下においても、ドラムの付着物を容易に除去すること
ができ、連続コピー時に発生する画質の低下が防止さ
れ、高画像濃度が得られる優れた効果を発揮し得る正帯
電性トナーの構成を見いだした。
【0138】即ち、複合酸化物中に、Ti元素を含有す
るものを使用することで、トナーに研磨機能を付与する
ことができると共に、均一で高い帯電量を有するトナー
を実現でき、更に、これに加えて、先に述べた流動化剤
として使用するSi元素を含有するものを混合して使用
することで、トナーに流動性を付与することも可能にな
ることがわかった。ここで、Si元素を含有する複合酸
化物は、流動化剤として一般的に用いられるシリカと同
様に、Si元素が優れた流動性特性を発揮する。又、S
i元素を含有する複合酸化物は、トナーとの接触摩擦帯
電においても高帯電付与能を有し、トナー帯電量を大き
くする。このために、トナー中にSi元素を含有する複
合酸化物を添加すれば、高温高湿度下においても、トナ
ーの流動性低下を防止しつつ、少ないトナーとの接触回
数でも現像性を充分満足し得る高い帯電量を得ることが
可能となる。しかし、このようなSi元素を含有する複
合酸化物の研磨効果は低く、ドラム上の付着物除去に対
しては効果が少ないので、単独で使用した場合には、本
発明の所期の目的を全て達成する充分な効果が得られな
いこともわかった。
【0139】以上のことから、本発明の第二の発明にお
いて使用するのに好適な正帯電性トナーとしては、特に
高温高湿度下において生じ易い潜像担持体上に成長する
付着物等の影響を受けることのないように、充分な研磨
効果を有するにもかかわらず潜像担持体表面を傷つける
ことがなく、更に、トナーに対して均一で高い帯電付与
能を有する式(1)に記載したようなTi含有複合酸化
物を使用するか、或いは、式(2)に記載したように、
(1)のようなTi含有複合酸化物に加えて、吸水等に
よって生じるトナー流動性の低下を防止し、更に、接触
帯電においてより高い帯電付与能を有するSi含有複合
酸化物を組み合わせて同時に使用することが特に有効で
あることがわかった。
【0140】又、この際に用いるTi含有複合酸化物と
しては、式(1)又は(2)中のM及びM2が、マグネ
シウム、亜鉛、コバルト、マンガン、ストロンチウム、
セリウム等であるものが挙げられる。これらの中でも特
に、本発明の第二の発明の効果をより有効に発揮させる
ためには、Ti含有複合酸化物として、チタン酸ストロ
ンチウム(SrTiO3)を用いることが好ましい。
【0141】又、Si含有複合酸化物としては、式
(2)中のM1が、マグネシウム、亜鉛、コバルト、マ
ンガン、ストロンチウム、セリウム等であるものが挙げ
られる。これらの中でも特に、本発明の第二の発明の効
果をより有効に発揮させるためには、Si含有複合酸化
物として、ケイ酸ストロンチウム(SrSiO3)を用
いることが好ましい。更に、本発明の第二の発明の効果
をより有効に発揮させるようにするためには、上記した
ようなTi含有複合酸化物における他の金属元素とTi
との比率が、式(1)中のaとbとの比で表した場合
に、a/b=0.1〜9.0であるものが好ましく、更
に好ましくはa/b=0.5〜3.0のものを使用する
とよい。又、Si含有複合酸化物における他の金属元素
とSiとの比率についても、式(2)中のaとbとの比
で表した場合に、a/b=0.1〜9.0であるものが
好ましく、更に好ましくは、a/b=0.5〜3.0の
ものを使用するとよい。
【0142】又、式(2)で示したように、Ti含有複
合酸化物とSi含有複合酸化物を混合して使用する場合
のモル比率を、Ti含有複合酸化物/Si含有複合酸化
物=19.0〜0.05とすることが好ましく、更に好
ましくは1.5〜0.25の比率で混合して使用すると
よい。
【0143】本発明の第二の発明で使用する正帯電性ト
ナーに含有させる上記したような複合酸化物等からなる
金属酸化物粉体としては、例えば、燒結法によって生成
し、機械粉砕した後、風力分級して、重量平均粒径が
0.4〜5.5μmとなるように調製したものを用いれ
ばよい。又、式(2)に記載したような組み合わせで複
合酸化物を混合して用いる場合には、燒結法における製
造段階で混合することが好ましい。又、これらの複合酸
化物等からなる金属酸化物粉体の含有量は、トナー粒子
100質量部に対して、金属酸化物粉体を0.05〜1
5質量部、好ましくは0.1〜7.0質量部程度用いる
のが好ましい。
【0144】本発明の第二の発明で使用する正帯電性ト
ナーに含有させるその他の添加剤としては、例えば、テ
フロン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデンのご
とき滑剤、中でもポリフッ化ビニリデンが好ましい。そ
の他、ケーキング防止剤、逆極性の白色微粒子及び黒色
微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【0145】更に、上記したような構成の正帯電性トナ
ーを二成分系現像剤として用いる場合には、キャリア粉
と混合して用いる。この場合には、トナーとキャリア粉
との混合比としては、トナー濃度を0.1〜50質量
%、好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは3
〜5質量%とすることが望ましい。この際に使用し得る
キャリアとしては、従来公知のものがいずれも使用可能
であるが、例えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉の
ごとき磁性を有する粉体や、ガラスビーズ等及びこれら
の表面をフッ素系樹脂、ビニル系樹脂或いはシリコン系
樹脂等で処理したもの等が挙げられる。
【0146】本発明の第二の発明で使用する正帯電性ト
ナーを作製するには、先ず、結着樹脂と、着色剤として
の顔料又は染料、或いは磁性体、これに加えて必要に応
じて、荷電制御剤、離型剤、その他の添加剤をヘンシェ
ルミキサー、ボールミキサー等の混合機により充分に混
合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの
ごとき熱混練機を用いて溶融して、樹脂類が互いに相溶
した中に、離型剤、顔料、染料、磁性体を分散又は溶解
せしめ、溶融物を冷却固化後、粉砕及び分級を行なって
トナー粒子を得る。次に、得られたトナー粒子に、流動
化剤、及び特定の金属酸化物粉体、更に必要に応じて所
望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により充分
に混合して、本発明の第二の発明に用いる正帯電性トナ
ーを得ればよい。
【0147】
【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明
をより具体的に説明するが、本発明はこれらに何ら限定
されるものではない。尚、以下の配合における部数は特
に断りがない限り全て質量部である。先ず、本発明の第
一の発明の実施例及び比較例で使用する負帯電性トナー
及び現像剤担持体を作成し、これらを用いて画像形成を
行なった。ここで使用した負帯電性トナー及び現像剤担
持体についての一覧を表1に示した。
【0148】 [第一の発明] <トナー1Aの製造例> ・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 20モル% ・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物 20モル% ・テレフタル酸 30モル% ・フマル酸 20モル% ・トリメリット酸 10モル% 上記材料を、温度計、ステンレススチール製撹拌器、ガ
ラス製窒素導入管及び流下式コンデンサーを備えた4つ
口丸底フラスコに入れた。次に、このフラスコをマント
ルヒータ中に置き、ガラス導入管より窒素ガスを導入し
て反応器内を不活性雰囲気に保ち、昇温して220〜2
50℃で脱水縮合反応を行った。反応終了後、冷却、固
化してポリエステル樹脂を得た。この得られたポリエス
テル樹脂は、酸価が30mgKOH/g、ガラス転移温
度(Tg)が60℃、数平均分子量Mnが11,00
0、重量平均分子量Mwが48,000であった。この
ポリエステル樹脂を結着樹脂に使用し、下記のようにし
て磁性トナー1Aを得た。
【0149】 ・上記ポリエステル樹脂 100部 ・四三酸化鉄(平均粒径0.2μm、Hc:9kA/m、σs:80Am2/kg、 σr:11Am2/kg) 90部 ・モノアゾ鉄錯体 1部 ・低分子量プロピレン−エチレン共重合体 3部 上記材料をブレンダーミキサにてよく前混合した後、1
50℃に設定した2軸混練押出機によって混練を行っ
た。得られた混練物を冷却し、カッターミルにて粗粉砕
した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕
し、得られた微粉砕物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)によ
って分級して、重量平均粒径が7.56μmの磁性トナ
ー1Aを得た。
【0150】 <トナー1Bの製造例> ・スチレン 75部 ・アクリル酸n−ブチル 12部 ・マレイン酸モノブチル 10部 ・ジ−tert−ブチルパーオキサイド 3部 還流温度まで加熱したキシレン200部中に、上記材料
を4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下(13
8〜144℃)で重合を完了し、次に減圧下で200℃
まで昇温させながらキシレンを除去した。このようにし
て得られた樹脂を樹脂Aとする。
【0151】 ・樹脂A 30部 ・スチレン 48部 ・アクリル酸n−ブチル 13部 ・マレイン酸モノブチル 7部 ・ジビニルベンゼン 0.5部 ・ベンゾイルパーオキサイド 1.5部 次に、上記材料に、ポリビニルアルコール部分ケン化物
0.15部を溶解させた水170部を加え、撹拌して懸
濁分散液を得た。水60部を入れ、窒素置換した反応容
器に上記懸濁分散液を添加し、反応温度80℃で8時間
懸濁重合反応を行った。反応終了後、水洗、脱水、乾燥
してビニル系樹脂を得た。この得られたビニル系樹脂
は、酸価が28mgKOH/g、Tgは58℃、Mnは
12,500、Mwは190,000であった。但し、
ビニル系樹脂はゲルを28%含有しており、分子量の計
算はゲル分を除いたものを用いた。このようにして得ら
れたビニル系樹脂を結着樹脂に使用し、下記のようにし
て磁性トナー1Bを得た。
【0152】 ・上記ビニル系樹脂 100部 ・四三酸化鉄(平均粒径0.2μm、Hc:9KA/m、σs:80Am2/kg、 σr:11Am2/kg) 90部 ・3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯体 2部 ・低分子量プロピレン−エチレン共重合体 3部 上記材料を、トナーの製造例1と同じ方法にてトナー化
を行い、重量平均粒径が6.95μmのトナーを得た。
この得られたトナーを磁性トナー1Bとした。
【0153】<トナー1Dの比較製造例>トナーの製造
例2において、マレイン酸モノブチルの代わりにアクリ
ル酸2−エチルヘキシルを添加する以外は、同様の方法
にてビニル系樹脂を合成した。得られた樹脂は、酸価が
0.5mgKOH/g、ガラス転移温度Tgが59℃、
Mnが9,000、Mwが100,000であった。
又、ゲル分は20%であった。トナー化についても、ト
ナーの製造例2と同じ方法にて行い、重量平均粒径が
7.62μmの磁性トナー1Dを得た。
【0154】<トナー1Eの比較製造例>トナー1Aの
製造例において、粉砕/分級条件を変更することによっ
て、重量平均粒径が3.85μmの磁性トナー1Eを得
た。
【0155】<トナー1Fの比較製造例>トナー1Bの
製造例において、粉砕/分級条件を変更することによっ
て、重量平均粒径が12.5μm、変動係数20.7%
の磁性トナー1Fを得た。
【0156】<トナー1Cの製造例>トナー1Aの製造
例において、四三酸化鉄の代わりに、カーボンブラック
を4部加える以外は、トナー1Aの製造例と同じように
してトナー化を行い、重量平均粒径が9.2μmの非磁
性トナー1Cを得た。
【0157】 <現像スリーブ1Aの製造例> ・導電性カーボン(平均粒径30nm) 1部 ・グラファイト(平均粒径10μm) 9部 ・フェノール樹脂 25部 ・イソプロピルアルコール 65部 先ず、上記被膜原料混合物を、サンドミルを用いて常温
にて5分間分散した。次に、得られた分散液を、イソプ
ロピルアルコールで固形分20質量%に希釈して塗工液
とした後、表面にFGB#300の砥粒によりブラスト
処理を施し、凹凸を形成した外径20mmφアルミニウ
ム製マグネットスリーブ(マグネットロールはGP21
5に使われているものを使用)の基体上に10μmの厚
さで塗布した。次いで、このスリーブを熱風乾燥炉に入
れ、150℃で30分間加熱して硬化し、マグネットス
リーブ上に樹脂被膜を形成した。更に、この現像スリー
ブ表面をラッピングテープによって研磨した後、エタノ
ールにより洗浄して現像スリーブ1Aを得た。この現像
スリーブ1AのJIS中心線平均粗さ(Ra)は0.7
5μmであった。
【0158】 <現像スリーブ1Bの製造例> ・導電性カーボン(平均粒径25nm) 1部 ・グラファイト(平均粒径7μm) 9部 ・ポリカーボネート樹脂 20部 ・イソプロピルアルコール 70部 現像スリーブ1Aの製造例の場合と同様の処理を施した
アルミニウム製マグネットスリーブ上に、上記被膜原料
混合物を用いた塗工液を塗布した以外は現像スリーブの
製造例1と同様にして現像スリーブ1B(20mmφ)
を作製した。JIS中心線平均粗さ(Ra)は、0.6
5μmであった。
【0159】 <現像スリーブ1Cの製造例> ・ポリアミド樹脂 100部 ・チタン酸カリウム(平均粒径0.8μm) 40部 ・カーボンブラック(平均粒径30nm) 20部 上記材料を、二軸混練押出機にて混練し、ペレット状に
成形した後、単軸押出成形機を用いて外径20mmφの
樹脂製の現像スリーブを成形した。この現像スリーブの
外面をサンドブラスト処理(FGB#300を使用)を
行い、内面に導電性塗料を塗布した後、キヤノン製複写
機GP55の現像スリーブで使用しているマグネットロ
ールに取り付け、現像スリーブを作製した。この現像ス
リーブをラッピングペーパーで研磨した後、エタノール
により洗浄を行って現像スリーブ1Cを得た。JIS中
心線平均粗さ(Ra)は、0.7μmであった。
【0160】<現像スリーブ1Dの比較製造例>現像ス
リーブ1Aの製造例において、現像スリーブ表面に樹脂
層を設けない以外は、現像スリーブ1Aの製造例と同様
にして現像スリーブ1Dを得た。JIS中心平均粗さ
(Ra)は、0.6μmであった。
【0161】<現像スリーブ1Eの比較製造例>現像ス
リーブ1Aの製造例において、現像スリーブ表面に樹脂
層を設けた後、研磨処理を行わなかった以外は、現像ス
リーブ1Aの製造例と同様にして現像スリーブ1Eを得
た。JIS中心平均粗さ(Ra)は、1.8μmであっ
た。
【0162】<現像スリーブ1Fの比較製造例>又、現
像スリーブ1Bの製造過程において、研磨条件を強化す
ることによってJIS中心線平均粗さ(Ra)が0.1
μmの現像スリーブ1Fを得た。
【0163】(実施例1)磁性トナー1A(100部)
に、負帯電性疎水化処理シリカ(BET比表面積300
2/g)を1.0部加え、ヘンシェルミキサーで混合
して負帯電性磁性トナー(現像剤)1Aを得た。この負
帯電性磁性トナー1Aを、100μmのアパーチャーを
具備するコールターマルチサイザーIIを用いて測定した
ところ、重量平均粒径(D4)が7.56μm、個数分
布の変動係数Aが27.0%であった。尚、測定は1.
826〜63.490μmの範囲内で行い、統計計算
は、この範囲を256分割して5万個のトナー粒子を用
いて行った。
【0164】この負帯電性磁性トナー1Aを、アモルフ
ァスシリコンドラムを具備するキヤノン製デジタル複写
機(GP215を改造し、プロセススピードを210m
m/sにしたマシン)に投入し、現像スリーブには上記
現像スリーブ1Aを用い、常温/常湿度環境下(23℃
/60%RH:N/N)、常温/低湿度環境下(23℃
/5%RH:N/L)及び高温/高湿度環境下(30℃
/80%RH:H/H)にて、夫々連続10万枚の画出
しテストを行った。尚、用いた画像形成装置は、概ね図
6に示した構成のものである。潜像担持体と現像スリー
ブの間隙は、180μmに設定した。又、現像バイアス
については、交流電圧成分は、図2に示した矩形波のバ
イアスを用いた。このときの周波数は1,800Hz、
バイアス電圧の絶対値(Peak to Peak)は
800Vであり、直流電圧としては−580Vを印加さ
せた。又、潜像担持体上での暗部電位は−720V、明
部電位は−160Vとし、現像は反転現像にて行った。
又、現像スリーブの周速(対潜像担持体)は、180%
とした。以下の評価方法及び基準で画像評価を行った。
その結果を表2に示す。表2からもわかるように、いず
れの環境下においても終始良好な画像を得ることができ
た。
【0165】(評価方法及び基準) 1.画質 文字画像をルーペを用いて、鮮明さ、及び飛び散り等を
総合的に判断した。 ○ :優 △ :可 △×:やや問題あり × :問題あり
【0166】2.カブリ ベタ画像を目視にて判断した。 ○ :優 △ :可 △×:やや問題あり × :問題あり
【0167】(実施例2)磁性トナー1B(100部)
に、負帯電性疎水化処理シリカ(BET比表面積300
2/g)を1.2部加え、ヘンシェルミキサーで混合
して負帯電性磁性トナー(現像剤)1Bを得た。この負
帯電性磁性トナー1BのD4は6.95μm、変動係数
Aは30.1%であった(コールターマルチサイザーII
使用)。この負帯電性磁性トナー1BをOPCドラムを
具備するキヤノン製デジタル複写機(GP215を改造
し、プロセススピードを180mm/sにしたマシン)
に投入し、現像スリーブには上記現像スリーブ1Bを用
い、実施例1と同じ環境下にて、夫々連続10万枚の画
出しテストを行った。
【0168】尚、潜像担持体と現像スリーブの間隙は、
180μmに設定した。又、現像バイアスについては、
交流電圧成分は図3に示した矩形波のバイアスを用い
た。このときの周波数は2,200Hz、バイアス電圧
の絶対値(Peak to Peak)は800Vであ
り、直流電圧としては−580Vを印加させた。又、潜
像担持体上での暗部電位は−680V、明部電位は−2
00Vとし、現像は反転現像にて行った。更に、現像ス
リーブの周速(対潜像担持体)は、180%とした。実
施例1と同様の画像評価を行った。その結果を表2に示
す。表2からもわかるように、いずれの環境下において
も終始良好な画像が得られた。又、写真画像での濃度階
調性も優れており、スリーブゴーストの発生も終始見ら
れなかった。
【0169】(実施例3及び実施例4)実施例1におい
て、プロセススピードを夫々250mm/s(実施例
3)、285mm/s(実施例4)とした以外は、実施
例1と同じ手法にて画像評価を実行した。その結果を表
2に示す。表2からもわかるように、終始良好な結果が
得られた。
【0170】(実施例5)負帯電性磁性トナー1B及び
現像スリーブ1Cを用い、OPCドラムを具備するキヤ
ノン製デジタル複写機GP55を改造し、プロセススピ
ードを200mm/sにしたマシンに投入し、実施例1
と同じ手法にて画像評価を行った。尚、現像スリーブと
潜像担持体との間隙は180μmに設定した。又、現像
バイアスは、交流電圧成分は図4に示した非対称の矩形
波のバイアスを用いた。このときの周波数は1,850
Hz、バイアス電圧の絶対値(Peak to Pea
k)は800Vであり、直流電圧としては−580Vを
印加させた。又、潜像担持体上での暗部電位は−740
V、明部電位は−260Vとし、現像は反転現像にて行
った。又、現像スリーブの周速(対潜像担持体)は、1
50%とした。実施例1と同様の画像評価を行った結果
を表2に示す。表2からもわかるように、いずれの環境
下においても終始良好な画像が得られた。更に、写真モ
ードでの濃度階調性、スリーブゴーストについても問題
なかった。
【0171】(実施例6)実施例1において、現像器及
びマグネットロールを非磁性二成分系のものに変更し
た。現像剤については、非磁性トナー1C(100部)
に負帯電性疎水化処理シリカ(BET比表面積300m
2/g)を0.8部外添したトナー(コールターマルチ
サイザーIIによる測定では、D4が9.2μm、変動係
数Aが22.3であった)3部と、フッ素アクリル樹脂
でコートしたフェライトキャリア97部からなる負帯電
性非磁性2成分現像剤1Cを用いた。この負帯電性非磁
性トナー1Cを用いて、実施例1の場合と同様の手法に
て画像評価を行った。その結果を表2に示す。表2から
もわかるように、終始良好な画像が得られた。
【0172】(実施例7)トナー1Aの製造例におい
て、粉砕及び分級の条件を変更し、得られたトナー粉1
00部に負帯電性疎水化処理シリカ(BET比表面積2
00m2/g)0.4部とチタン酸ストロンチウム3部
をヘンシェルミキサーにより外添し、負帯電性磁性トナ
ー(現像剤)1A’を得た。この負帯電性磁性トナー1
A’のD4は10.0μm、変動係数Aは20.8であ
った。この負帯電性磁性トナー1A’と、実施例1と同
様の現像スリーブ1Aを用いて、実施例1と同様に画像
評価を実施した。尚、現像バイアスについては、図5に
示した非対称のバイアスを用いた。但し、周波数は2,
500Hz、バイアス電圧の絶対値(peck to
peck)は800Vに変更した。尚、デューティ比は
30%である。又、現像スリーブの周速(対潜像担持
体)は150%とした。その他の条件は実施例1に準じ
て実施した。実施例1の場合と同様の手法にて画像評価
を行った。その結果を表2に示す。表2からもわかるよ
うに、終始良好な画像が得られた。
【0173】(比較例1)磁性トナー1Aの代わりに磁
性トナー1Dを用いた以外は実施例1と同様にして、負
帯電性磁性トナー1Dを得た。この負帯電性磁性トナー
1Dを用いる以外は、実施例1と全く同じ条件により評
価を行った。画像評価結果は表2に示したように、特に
低湿度環境下(N/L)での現像性が劣っているのが顕
著であった。
【0174】(比較例2)磁性トナー1Aの代わりに磁
性トナー1Eを用いた以外は実施例1と同様にして、負
帯電性磁性トナー1Eを得た。この負帯電性磁性トナー
1Eを用いる以外は、実施例1と全く同じ条件により評
価を行った。画像評価結果は表2に示したように、低湿
度環境下でのチャージアップによる現像スリーブ上のト
ナーコートムラ、カブリの悪化等の弊害が発生した。
【0175】(比較例3)磁性トナー1Aの代わりに磁
性トナー1Fを用いた以外は実施例1と同様にして、負
帯電性磁性トナー1Fを得た。この負帯電性磁性トナー
1Fを用いる以外は、実施例1と全く同じ条件により評
価を行った。この結果、表2に示したように、特に高湿
度環境下での現像性(濃度低下や画質の悪化等)が優れ
なかった。
【0176】(比較例4)現像スリーブ1Dを用いる以
外は、実施例1と同条件にて画像評価を行った。結果
は、表2に示したように、いずれの環境下においても耐
久による現像性の低下が見られた。又、スリーブゴース
トもスタート時、耐久中ともにレベルは悪かった。
【0177】(比較例5)現像スリーブ1Eを用いる以
外は、実施例1と同条件にて画像評価を実施した。評価
結果を表2に示す。特に、高湿度環境下での初期の画像
濃度が低いこと、耐久によるカブリの悪化等の弊害が発
生した。
【0178】(比較例6)現像スリーブ1Fを用いる以
外は、実施例2と同じ手法にて画像評価を実施した。評
価結果を表2に示す。低湿度下での濃度低下、現像スリ
ーブ上トナーコートムラ等の問題点があった。又、写真
モードでの濃度階調性についても、実施例2と比べて著
しく劣っていた。
【0179】表1:実施例及び比較例で使用したトナー
及び現像剤担持体
【0180】表2:画像評価結果
【0181】[第二の発明]次に、本発明の第二の発明
の実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳細に説明
する。 先ず、本発明の第二の発明の実施例及び比較例
で使用する正帯電性トナー及び現像剤担持体を作成し、
これらを用いて画像形成を行なった。ここで使用した正
帯電性トナー及び現像剤担持体についての一覧を表3に
示した。 <トナー2Aの製造例> ・スチレン 82部 ・アクリル酸n−ブチル 18部 ・ジ−tert−ブチルパーオキサイド 2部 先ず、上記材料を、還流温度まで加熱したキシレン20
0部中に4時間かけて滴下した。更にキシレン還流下
(138〜144℃)で重合を完了し、減圧下で200
℃まで昇温させながらキシレンを除去した。このように
して得られた樹脂を、樹脂Bとする。
【0182】 ・スチレン 80部 ・アクリル酸n−ブチル 19部 ・ジビニルベンゼン 1部 ・ベンゾイルパーオキサイド 1.5部 次に、上記材料にポリビニルアルコール部分ケン化物の
0.15部を溶解させた水170部加え、撹拌させて懸
濁分散液を得た。水60部を入れ、窒素置換した反応容
器に上記懸濁液を添加し、反応温度80℃で8時間懸濁
重合反応を行なった。これによって得られた樹脂Cを、
上記で得た樹脂Bと、B:C=70:30の質量比で溶
液混合し、水洗、脱水、乾燥してビニル系樹脂を得た。
この得られたビニル系樹脂のTgは59℃、Mnは8,
800、Mwは251,000であった。但し、該樹脂
はゲル分を25%含んでおり、分子量の計算にはゲル分
を除いたものを用いた。
【0183】 ・上記ビニル系樹脂 100部 ・四三酸化鉄(平均粒径0.2μm、Hc=9kA/m、σs=80Am2/kg、 σr=11Am2/kg) 90部 ・ニグロシン 4部 ・低分子量プロピレン−エチレン共重合体 3部 上記材料をブレンダーミキサーによってよく前混合した
後、150℃に設定した2軸混練押出機によって混練を
行なった。得られた混練物を冷却し、カッターミルにて
粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて
微粉砕し、得られた微粉砕物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)
によって分級して磁性トナー2Aを得た。
【0184】 <トナー2Bの製造例> ・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 25モル% ・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物 23モル% ・テレフタル酸 16モル% ・無水トリメリット酸 13モル% ・ドデセニルコハク酸 23モル% ・ジブチルスズオキサイド 0.03モル% 上記材料を、温度計、ステンレススチール製撹拌器、ガ
ラス製窒素導入管及び流下式コンデンサーを備えた4つ
口丸底フラスコに入れた。次に、このフラスコをマント
ルヒーター中に置き、ガラス導入管より窒素ガスを導入
して反応器内を不活性雰囲気に保ちながら昇温して、反
応器内を210〜220℃に保ちつつ撹拌を続けながら
反応させた。次に、系内の水の留出が止まったところで
5mmHgまで減圧し、ジアルコール成分の留出を行な
った。系内の負荷が増大し始めたところで、40mmH
gに反応器内の圧力を変更したところ、撹拌の負荷の増
大は緩慢になった。この操作を系内の圧力が300mm
Hgになるまで続けたところ、留出成分の発生は殆どな
くなった。このあと常圧にもどし、1時間撹拌を行な
い、ポリエステル樹脂を得た。このポリエステル樹脂の
酸価は1.2mgKOH/g、Tgは60℃、Mnは
9,000、Mwは45,000であった。
【0185】 ・上記ポリエステル樹脂 100部 ・四三酸化鉄(平均粒径0.2μm、Hc=9kA/m、σs=80Am2/kg、 σr=11Am2/kg) 90部 ・テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート 2部 ・低分子量プロピレン−エチレン共重合体 4部 上記材料をトナー2Aの製造例と同じ方法にてトナー化
を行った。得られたトナーを磁性トナー2Bとする。
【0186】<トナー2Dの比較製造例>トナー2Aの
製造例において、粉砕/分級条件を変更することによ
り、粒径及び粒度分布が異なる磁性トナー2Dを得た。
【0187】<トナー2Cの製造例>トナー2Aの製造
例において、四三酸化鉄の代わりに、カーボンブラック
を4倍加える以外は、トナー2Aの製造例と同じように
してトナー化を行ない、非磁性トナー2Cを得た。
【0188】<流動化剤シリカ−1の製造例1>乾式法
で合成されたシリカ微粉体(BET比表面積200m2
/g)100部を撹拌しながら約60℃に維持し、側鎖
にアミノ基を有するシリコーンオイル(25℃における
粘度96mPa・s、アミン当量2,160)20部−
石油エーテル(主留出分60℃前後)20部からなる混
合溶液を噴霧し、撹拌/処理しながら溶剤を乾燥させ
た。ついで撹拌しながら加熱し、温度を250℃に上昇
させて、溶剤を完全に取り除き除去した。得られたシリ
カ微粉体をシリカ1とする。
【0189】<流動化剤シリカ−2の製造例2>上記流
動化剤の製造例1と同様にして、シリカ微粉体(BET
比表面積130m2/g)100部に側鎖にアミノ基を
有するシリコーンオイル(25℃における粘度54mP
a・s、アミン当量1,500)15部を処理した。得
られたシリカ微粉体をシリカ2とする。
【0190】<複合金属酸化物M−1の製造例>炭酸ス
トロンチウム600gと酸化チタン320gをボールミ
ルにて8時間湿式混合した後、濾過乾燥し、この混合物
を5kg/cm2の圧力で成型して1,100℃で8時
間仮焼した。これを機械粉砕して、重量平均粒径1.9
μm、個数平均粒径1.1μmのチタン酸ストロンチウ
ム:SrTiO3(複合金属酸化物M−1)を得た。
【0191】<複合金属酸化物M−2の製造例>炭酸ス
トロンチウム1,500gと酸化珪素180g及び酸化
チタン560gとをボールミルにて8時間湿式混合した
後、濾過乾燥し、この混合物を5kg/cm2の圧力で
成型して1300℃で8時間仮焼した。これを機械粉砕
して、重量平均粒径2.2μm、個数平均粒径1.1μ
mのケイ酸ストロンチウム(SrSiO3)とチタン酸
ストロンチウム(SrTiO3)とを有する粉砕体(M
−2)を得た。即ち、得られた(M−2)についてX線
回折を実施し、そのピークパターンより、製造した複合
酸化物が、[Sr]a[Si]bcと、[Sr]b[Ti]ef
との組み合わせからなり、夫々a=1、b=1、c=
3、d=1、e=1及びf=3であることを確認した。
【0192】尚、X線回折の測定条件は次の通りであ
る。 使用したX線回折装置:X線回折装置 CN2013
(理学電気(株)) 測定試料調製用装置:粉末試料成型機PX−700 上記成型装置を使用して、測定検体を圧縮プレスする。
成型した試料をX線回折装置にセットし、以下の条件で
測定する。得られたX線回折パターンのピーク強度と2
θ角度より構造を決定する。 ・Target,Filter Cu,Ni ・Voltage,Current 32.5kV,15mA ・Counter Sc ・Time Constant 1sec ・Divergence Slit 1° ・Receiving Slit 0.15mm ・Scatter Slit 1° ・Angle Renge 60〜20°
【0193】 <現像スリーブ2Aの製造例> ・導電性カーボン(平均粒径30nm) 1部 ・グラファイト(平均粒径10μm) 9部 ・フェノール樹脂 25部 ・イソプロピルアルコール 65部 上記被膜原料混合物を、サンドミルを用いて常温にて5
分間分散した。得られた分散液を、イソプロピルアルコ
ールで固形分20質量%に希釈して塗工液とした後、外
径20mmφの表面にFGB#300の砥粒によりブラ
スト処理を施し、凹凸を形成してアルミニウム製マグネ
ットスリーブ(マグネットロールはNP9330に使わ
れているものを使用)の基体上に10μmの厚さで塗布
し、次いで熱風乾燥炉により150℃、30分間加熱
し、硬化して被覆を形成した。更に、このスリーブ表面
を#3000のサンドペーパによって研磨を行なった
後、エタノールにより洗浄を行ない、現像スリーブ2A
を得た。この現像スリーブ2AのJIS中心線平均粗さ
(Ra)は0.5μmであった。
【0194】 <現像スリーブ2Bの製造例> ・導電性カーボン(平均粒径25nm) 1部 ・グラファイト(平均粒径7μm) 9部 ・ポリカーボネート樹脂 20部 ・イソプロピルアルコール 70部 上記材料を用い、現像スリーブ2Aの製造例と同様の処
理を施して現像スリーブ2Bを作製した。現像スリーブ
2BのJIS中心線平均粗さ(Ra)は、0.65μm
であった。
【0195】 <現像スリーブ2Cの製造例> ・ポリアミド樹脂 100部 ・チタン酸カリウム(平均粒径0.8μm) 40部 ・カーボンブラック(平均粒径30nm) 20部 上記材料を、二軸混練押出機にて混練し、ペレット状に
成形した後、単軸押出成形機を用いてスリーブ状に押し
出し、空冷して、肉厚1.1mm、外径20mmφの樹
脂製の現像スリーブを成形した。このスリーブの外面を
サンドブラスト処理(FGB#300を使用)を行な
い、内面に導電性塗料を塗布した後、キヤノン製複写機
NP9330の現像スリーブで使用しているマグネット
ロールに取り付け、現像スリーブ2Cを作製した。現像
スリーブ2Cをラッピングペーパーで研磨した後、エタ
ノールにより洗浄を行なった。この現像スリーブ2Cの
JIS中心線平均粗さ(Ra)は0.7μmであった。
【0196】<現像スリーブ2Dの比較製造例>現像ス
リーブ2Aの製造例において、樹脂層を表面に設けない
以外は、現像スリーブ2Aの製造例の場合と同様にし
て、現像スリーブ2Dを得た。この現像スリーブ2Dの
JIS中心線平均粗さ(Ra)は、0.6μmであっ
た。
【0197】<現像スリーブ2Eの比較製造例>現像ス
リーブ2Aの製造例において、スリーブ表面に樹脂層を
設けた後、研磨処理を行わなかった以外は、現像スリー
ブの製造例4と同様にして現像スリーブ2Eを得た。現
像スリーブ2EのJIS中心線平均粗さ(Ra)は、
1.8μmであった。
【0198】<現像スリーブ2Fの比較製造例>又、現
像スリーブ2Bの製造過程において、研磨条件を強化す
ることによってJIS中心線平均粗さ(Ra)が0.1
μmの現像スリーブ2Fを得た。
【0199】(実施例8)上記で得られた磁性トナー2
A(100部)に、シリカ1を0.6部と複合金属酸化
物M−1を2.0部加え、ヘンシェルミキサーで混合し
て正帯電性磁性トナー(現像剤)2Aを得た。この正帯
電性磁性トナー2Aを、100μmのアパーチャーを具
備するコールターマルチサイザーIIを用いて測定したと
ころ、重量平均粒径(D4)が7.50μm、個数分布
の変動係数Aが23.1であった。尚、測定は1.82
6〜63.490μmの範囲内で行ない、統計計算はこ
の範囲を256分割して5万個のトナー粒子を用いて行
なった。
【0200】この正帯電性磁性トナー2Aを、アモルフ
ァスシリコンドラムを具備するキヤノン製デジタル複写
機NP9330をプロセススピード:230mm/sに
改造した機械に投入し、現像スリーブには上記現像スリ
ーブ2Aを用い、常温/常湿度環境下(23℃/60%
RH;N/N)、常温/低湿度環境下(23℃/5%R
H;N/L)及び高温/高湿度環境下(30℃/80%
RH;H/H)にて、夫々連続10万枚の画出しテスト
を行なった。潜像担持体と現像スリーブの間隙は、26
0μmに設定した。現像バイアスについては、交流電圧
成分としては、図8に示した矩形波のバイアスを用い
た。この時の周波数は1,800Hz、バイアス電圧の
絶対値(Peak to Peak)は1,300Vで
あり、直流電圧としては350Vとした。又、暗部電位
430V、明部位40Vとし、現像は反転現像にて行な
った。更に、現像スリーブの周速(対潜像担持体)は1
50%に設定した。尚、画像形成装置としては、概ね図
10に示した構成のものを使用した。画像評価結果を表
4に示したが、いずれの環境下においても良好な画像を
終始得ることができた。
【0201】(実施例9)磁性トナー2B(100部)
に、シリカ2を0.8部と複合金属酸化物M−2を2.
5部加え、ヘンシェルミキサーで混合を行い、正帯電性
磁性トナー(現像剤)2Bを得た。この正帯電性磁性ト
ナー2Bの重量平均粒径は6.53μm、変動係数Aは
28.9%であった(コールターマルチサイザーII使
用)。この正帯電性磁性トナー2Bを、現像スリーブを
2Bに変えた以外は実施例1と同条件にて夫々連続10
万枚の画出しテストを行なった。画像評価結果を表4に
示したが、いずれの環境下においても良好な結果が得ら
れた。更に、写真画像での濃度階調性も優れており、ス
リーブゴーストの発生も終始見られなかった。
【0202】(実施例10)実施例8において、プロセ
ススピードを290mm/sに変える以外は実施例8と
同じ条件にて画像評価を行なった。表4に示したよう
に、結果は良好であった。
【0203】(実施例11)実施例8において、現像バ
イアスを図9に示した非対称の矩形波のバイアス(デュ
ーティ比35%)ものに変える以外は実施例8と同じ手
法にて画像評価を実施した。結果は表4に挙げたとお
り、実施例8の場合と差はなく良好であった。
【0204】(実施例12)実施例8において、プロセ
ススピードを175mm/sに変える以外は実施例8と
同様の画像評価を実行した。結果は表4に示したように
問題はなかった。
【0205】(実施例13)実施例8において、現像ス
リーブ2Aに代えて現像スリーブ2Cを用いる以外は、
実施例8と同様の画像評価を行なった。表4に挙げたよ
うに、良好な結果を得ることができた。
【0206】(実施例14)実施例8において、現像器
及びマグネットロールを非磁性二成分系のものに変更し
た。現像器については、非磁性トナー2C(100部)
にシリカ2(0.8部)及び複合金属酸化物M−1(2
部)を外添したトナー3(コールターマルチサイザーII
による測定では、D4が9.4μm、変動係数Aが2
1.9であった)が3部と、シリコン樹脂で被覆したフ
ェライトキャリアが97部からなる正帯電性非磁性トナ
ー(現像剤)2Cを得た。この正帯電性非磁性トナー2
Cを、実施例8と同様にNP9330の改造機に投入し
て評価を行なった。現像条件については、バイアス電圧
の絶対値(Peak to Peak)を1,400V
に、現像スリーブの周速(対潜像担持体)を110%に
変える以外は、実施例8と同じ設定にて行なった。画像
評価結果を表4に示したが、いずれの環境下においても
良好な画像を終始得ることができた。
【0207】(比較例7)磁性トナー2Dを用いる以外
は、実施例8と全く同じ条件により評価を行なった。外
添後のトナーのD4は3.66μm、変動係数Aが3
5.9であった。画像評価の結果は表4に示したよう
に、低湿度環境下でのチャージアップによるスリーブ上
のトナーコートムラ、カブリの悪化等の弊害が発生し
た。
【0208】(比較例8)磁性トナー2Dにおいて粉砕
/分級条件を更に変更して製造したD4が12.8μm
で、変動係数が27.1の磁性トナー2D’を得、これ
を用いる以外は、実施例8と全く同じ条件にて画像評価
を行なった。結果は、表4の通りであって、特に高湿度
環境下での現像性(濃度低下や画質の悪化等)が優れな
かった。
【0209】(比較例9)実施例8において、正帯電性
磁性トナー2Aにシリカ1を加えなかった以外は実施例
8と同様の手法にて画像評価を実施した。結果は表4に
示したように、いずれの環境においてもスタート時より
画像濃度が低く、又、画質(濃度階調性)に関してもガ
サツキが非常に多く、レベルは極めて悪かったため、い
ずれの環境においても5万枚で評価を中断した。
【0210】(比較例10)実施例8において、正帯電
性磁性トナー2Aに複合金属酸化物M−1を添加しなか
った以外は、実施例8と同様の手法にて画像評価を実施
した。表4に結果を示す。特に、高湿度下でのスタート
時の画像濃度が低いこと、耐久中の濃度階調性がよくな
い等の弊害の発生が見られた。
【0211】(比較例11)磁性トナー2Dを用いる以
外は、実施例8と同条件にて画像評価を行なった。結果
は、表4の通りであって、いずれの環境下においても耐
久による現像性の低下が見られた。又、スリーブゴース
トについてもスタート時、耐久中ともにレベルは悪かっ
た。
【0212】(比較例12)現像スリーブ2Eを用いる
以外は、実施例8と同じ方法にて画像評価を実施した。
評価結果を表4に示す。特に、高湿度環境下での初期の
画像濃度が低いこと、耐久によるカブリの悪化等の弊害
が発生した。
【0213】(比較例13)現像スリーブ2Fを用いる
以外は、実施例9と同じ方法にて画像評価を実施した。
評価結果を表4に示す。低湿度下での濃度低下、スリー
ブ上トナーコートムラ等の問題点があった。又、写真モ
ードでの濃度階調性についても、実施例9と比べて著し
く劣っていた。
【0214】表3:実施例及び比較例で使用したトナー
及び現像剤担持体
【0215】表4:画像評価結果
【0216】
【発明の効果】[第一の発明]以上説明したように本発
明の第一の発明によれば、特定の構成を有する現像スリ
ーブ、及び特定量の酸価をもつ結着樹脂を含有し、特定
の粒度分布を有する負帯電性トナーを有する現像剤を用
いた反転現像によるデジタル潜像の画像形成方法におい
て、次のような優れた効果を発揮する。 (1)長期間、多数枚にわたる複写においても、終始高
い反射画像濃度を維持し、優れた画質を有し、カブリの
発生も起こらない複写画像が得られる。 (2)低湿度〜高湿度にわたり、いかなる環境下におい
ても高濃度かつ高品質の画像を得ることができる。 (3)プロセススピードが速い場合のデジタル潜像系に
おいても、スタート時と耐久後で変わらず高画質の複写
画像を得ることができる。
【0217】[第二の発明]以上説明したように本発明
の第二の発明によれば、特定の構成を有する現像スリー
ブ、及び特定の粒径を有する流動化剤及び金属酸化物粉
体が外添混合された正帯電性トナーを有する現像剤を用
いた反転現像によるデジタル潜像の画像形成方法におい
て、次のような優れた効果を発揮するものである。 (1)長期間、多数枚にわたる複写においても、終始高
い反射画像濃度を維持し、優れた画質を有し、カブリの
発生も起こらない複写画像が得られる。 (2)低湿度〜高湿度にわたり、いかなる環境下におい
ても高濃度且つ高品質の画像を得ることができる。 (3)プロセススピードが早い場合のデジタル潜像系に
おいても、スタート時と耐久後で変わらず高画質の複写
画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一の発明に用いる交番電界の非対称バイアス
及びデューティ比を説明するための図である。
【図2】実施例1、3、4、6、及び比較例1〜7で用
いた交番電界のバイアス波形の模式図である。
【図3】実施例2で用いた交番電界のバイアス波形の模
式図である。
【図4】実施例5で用いた交番電界のバイアス波形の模
式図である。
【図5】実施例7で用いた交番電界のバイアス波形の模
式図である。
【図6】第一の発明に用いる画像形成装置の一例の説明
図である。
【図7】第二の発明に用いる交番電界の非対称バイアス
及びデューティ比を説明するための図である。
【図8】実施例8、9、10、12、13、14、及び
比較例7〜13で用いた交番電界のバイアス波形の模式
図である。
【図9】実施例11で用いた交番電界のバイアス波形の
模式図である。
【図10】第二の発明に用いる画像形成装置の一例の説
明図である。
【符号の説明】
100:潜像担持体 102:現像スリーブ 103:磁性ブレード 104:マグネットローラー 114:転写帯電器又は転写ローラ 116:クリーナー 117:一次帯電ローラー又は一次コロナ帯電器 121:レーザー発生装置 123:レーザー光 124:給紙ローラー 125:搬送ベルト 126:定着器 140:現像器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G03G 9/08 374

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現像剤担持体に印加されたバイアス電圧
    により負帯電性トナーを負帯電用の潜像担持体上に移行
    させることによって、潜像担持体上のデジタル潜像を反
    転現像してトナー像を形成する画像形成方法において、
    プロセススピードが、160〜300mm/sであり、
    上記現像剤担持体として、少なくともその表面が導電性
    若しくは半導電性の微粉末が含有された樹脂で形成され
    ており、且つその表面のJIS中心線平均粗さ(Ra)
    が0.2〜1.0μmである現像剤担持体を用い、上記
    負帯電性トナーとして、少なくとも結着樹脂と着色剤と
    を含有し、該結着樹脂の酸価が2〜70mgKOH/g
    であって、且つ重量平均粒径が4〜11μmである負帯
    電性トナーを用いることを特徴とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】 負帯電性トナーが、着色剤として磁性材
    料を含有している負帯電性磁性トナーであることを特徴
    とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 【請求項3】 負帯電性トナーが、磁性材料を含有して
    いない負帯電性非磁性トナーであることを特徴とする請
    求項1に記載の画像形成方法。
  4. 【請求項4】 トナーの粒度分布において、次式で示さ
    れる個数分布の変動係数Aが40%以下である請求項1
    乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。 A=Sn/D1×100 〔式中、Snは個数分布の標準偏差、D1は個数基準の長
    さ平均粒径(μm)〕
  5. 【請求項5】 現像剤担持体が、基体とその表面に設け
    られた樹脂層とを有し、且つ該樹脂層表面が研磨されて
    構成されている請求項1乃至4のいずれかに記載の画像
    形成方法。
  6. 【請求項6】 現像剤担持体に印加されたバイアス電圧
    により正帯電性トナーを正帯電用の潜像担持体上に移行
    させることによって、潜像担持体上のデジタル潜像を反
    転現像してトナー像を形成する画像形成方法であって、
    プロセススピードが、160〜300mm/sであり、
    上記現像剤担持体として、少なくともその表面が導電性
    若しくは半導電性の微粉末が含有された樹脂で形成され
    ており、且つその表面のJIS中心線平均粗さ(Ra)
    が0.2〜1.0μmである現像剤担持体を用い、上記
    正帯電性トナーとして、少なくとも結着樹脂と着色剤と
    を含有するトナー粒子に、BET比表面積が30〜50
    2/gの流動化剤と、重量平均粒径が0.4〜5.5
    μmの粉体状の金属酸化物とが含有された重量平均粒径
    が4〜11μmの正帯電性トナーを用いることを特徴と
    する画像形成方法。
  7. 【請求項7】 正帯電性トナーが、着色剤として磁性材
    料を含有している正帯電性磁性トナーであることを特徴
    とする請求項6に記載の画像形成方法。
  8. 【請求項8】 正帯電性トナーが、磁性材料を含有して
    いない正帯電性非磁性トナーであることを特徴とする請
    求項6に記載の画像形成方法。
  9. 【請求項9】 トナーの粒度分布において、次式で示さ
    れる個数分布の変動係数Aが40%以下である請求項6
    乃至8のいずれかに記載の画像形成方法。 A=Sn/D1×100 〔式中、Snは個数分布の標準偏差、D1は個数基準の長
    さ平均粒径(μm)〕
  10. 【請求項10】 流動化剤が、疎水化されたシリカ微粉
    体である請求項6乃至9のいずれかに記載の画像形成方
    法。
  11. 【請求項11】 金属酸化物が、下記式からなる複合金
    属酸化物である請求項6乃至10のいずれかに記載の画
    像形成方法。 〔M〕a〔Ti〕bc (上記式中、MはSr、Mg、Zn、Co、Mn及びC
    eから選ばれる金属元素を表わし、a及びbは夫々1〜
    9までの整数を表わし、cは3〜9までの整数を表わ
    す)
  12. 【請求項12】 金属酸化物が、下記式からなる複合金
    属酸化物である請求項6乃至10のいずれかに記載の画
    像形成方法。 〔M1〕a〔Si〕bc、〔M2〕d〔Ti〕ef (上記式中、M1及びM2は夫々、Sr、Mg、Zn、
    Co、Mn及びCeから選ばれる金属元素を表わし、
    a、b、d及びeは夫々1〜9までの整数を表わし、c
    及びfは夫々3〜9までの整数を表わす)
  13. 【請求項13】 現像剤担持体が、基体とその表面に設
    けられた樹脂層とを有し、且つ該樹脂層表面が研磨され
    て構成されている請求項6乃至12のいずれかに記載の
    画像形成方法。
JP34960497A 1997-12-18 1997-12-18 画像形成方法 Expired - Fee Related JP3571900B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34960497A JP3571900B2 (ja) 1997-12-18 1997-12-18 画像形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34960497A JP3571900B2 (ja) 1997-12-18 1997-12-18 画像形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11184239A true JPH11184239A (ja) 1999-07-09
JP3571900B2 JP3571900B2 (ja) 2004-09-29

Family

ID=18404860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34960497A Expired - Fee Related JP3571900B2 (ja) 1997-12-18 1997-12-18 画像形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3571900B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100419586C (zh) * 2003-10-31 2008-09-17 佳能株式会社 显影剂承载体和显影装置
JP2009053545A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用キャリア、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤、画像形成方法、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
US7556904B2 (en) 2005-04-28 2009-07-07 Ricoh Company, Ltd. Toner for electrostatic development, developer, image forming method, image-forming apparatus and process for cartridge using the same
US7817946B2 (en) 2006-09-07 2010-10-19 Ricoh Company, Ltd. Developing device, image developing method, image forming apparatus, image forming method, and process cartridge
US7838193B2 (en) 2006-02-14 2010-11-23 Ricoh Company Limited Toner and image forming method using the toner
US8053154B2 (en) 2006-03-06 2011-11-08 Ricoh Company, Ltd. Toner and image forming method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100419586C (zh) * 2003-10-31 2008-09-17 佳能株式会社 显影剂承载体和显影装置
US7556904B2 (en) 2005-04-28 2009-07-07 Ricoh Company, Ltd. Toner for electrostatic development, developer, image forming method, image-forming apparatus and process for cartridge using the same
US7838193B2 (en) 2006-02-14 2010-11-23 Ricoh Company Limited Toner and image forming method using the toner
US8053154B2 (en) 2006-03-06 2011-11-08 Ricoh Company, Ltd. Toner and image forming method
US7817946B2 (en) 2006-09-07 2010-10-19 Ricoh Company, Ltd. Developing device, image developing method, image forming apparatus, image forming method, and process cartridge
JP2009053545A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用キャリア、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤、画像形成方法、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置
US8586276B2 (en) 2007-08-28 2013-11-19 Fuji Xerox Co., Ltd. Carrier for electrostatic latent image development, and developer for electrostatic latent image development, method of forming an image, developer cartridge for electrostatic latent image development, process cartridge and image forming apparatus using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP3571900B2 (ja) 2004-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3647280B2 (ja) 磁性トナー及び画像形成方法
JP3652161B2 (ja) トナー
JP2789199B2 (ja) 負帯電性磁性トナー,負帯電性一成分系現像剤及び画像形成方法
JP3155849B2 (ja) 静電荷像現像用現像剤
JP4428839B2 (ja) 静電荷像現像用トナー及び画像形成方法
JP3976917B2 (ja) 負摩擦帯電性のトナーおよび現像方法
JP4401904B2 (ja) 静電荷現像用トナー及び画像形成方法
JP3571900B2 (ja) 画像形成方法
JP2000162817A (ja) 画像形成方法
JP2007256944A (ja) トナーおよび画像形成装置
JP4065675B2 (ja) 電子写真用現像剤及び画像形成方法と装置
JP2003345058A (ja) 電子写真用カラートナー並びにそれを用いた電子写真用カラー現像剤、トナーカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP2002148846A (ja) トナー
JP2004191532A (ja) 画像形成方法及び該画像形成方法に用いる補給用現像剤
JP4208372B2 (ja) 磁性トナー及び画像形成方法
JP4818009B2 (ja) 補給用現像剤、画像形成方法及び補給用現像剤の製造方法
JP5514752B2 (ja) 2成分現像剤
JP3486525B2 (ja) 磁性トナー及び画像形成方法
JP2000242029A (ja) 画像形成方法、画像形成装置及び画像形成用磁性トナー
JP4156468B2 (ja) 静電荷現像用トナーの定着方法
JPH07287422A (ja) 電子写真用キャリア、二成分系現像剤及び画像形成方法
JP2002091142A (ja) 現像装置、画像形成方法、及び画像形成用一成分系現像剤
JP4541584B2 (ja) 現像方法及び現像装置
JPH11149173A (ja) 現像方法
JP4464008B2 (ja) 現像方法、及びそれを用いた現像装置、画像形成方法、画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040223

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040302

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040506

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040615

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040625

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070702

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080702

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090702

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100702

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110702

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120702

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120702

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130702

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees