JP2000003070A - 静電荷像現像用トナ―及び画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナ―及び画像形成方法

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JP2000003070A
JP2000003070A JP10533099A JP10533099A JP2000003070A JP 2000003070 A JP2000003070 A JP 2000003070A JP 10533099 A JP10533099 A JP 10533099A JP 10533099 A JP10533099 A JP 10533099A JP 2000003070 A JP2000003070 A JP 2000003070A
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Toshiyuki Ukai
俊幸 鵜飼
Manabu Ono
学 大野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、転写性に優れ、各環境下に
おける帯電性が良好であって、長期間保存した場合にお
いても安定した高画質画像を得ることのできる静電荷像
現像用トナー及び画像家製方法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、少なくとも結着樹脂、着色剤
及びワックス組成物を含有するトナー粒子を有する静電
荷像現像用トナーにおいて、該ワックス組成物が、特定
のエステルワックス及び特定のワックスを含有して
おり、且つ、エステルワックスの結着樹脂100重量
部に対する含有量をA(重量部)、ワックスの結着樹
脂100重量部に対する含有量をB(重量部)、着色剤
の結着樹脂100重量部に対する含有量をC(重量部)
とした場合に、A、B及びCが下記の関係を満足するこ
とを特徴とする静電荷像現像用トナー及び画像形成方法
に関する。 3≦A≦30 0.2≦B≦10 4≦A+B≦40 0.02≦B/A≦0.5 0.02≦B/C≦2

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法に用い
られる静電荷像現像用トナー及び該トナーを用いて画像
形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電子写真プロセスに用いられ
る現像剤の主成分であるトナーは、一般的に、ポリエス
テル、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の結着
樹脂に、着色剤や荷電制御剤、更には離型剤等の添加剤
を加えて溶融混練し、均一に分散せしめた後、所定の粒
度に粉砕し、その後、過剰に微粉砕或いは粗粉砕された
粒子を分級器を用いて除去し、粒径を揃えたトナー製品
を得る粉砕法により製造されている。
【0003】これに対し、最近の更なる高画質化の要求
に伴って、トナー粒子を更に小粒径化したトナーを得る
ことが必要になってきている。しかしながら、上記した
粉砕法によって、コールターカウンターにより測定した
粒度が7μm以下になるような小粒径のトナーを得よう
とすると、従来では問題とならなかった使用原材料の均
一分散性の問題や、効率の高い粉砕性の問題が生じ、更
に、上記のような小粒径のトナーの場合には、シャープ
な粒度分布を有するように分級することが極めて難しく
なる傾向がある。
【0004】これら粉砕法による現像剤の製造方法に関
する問題点を克服するため、特公昭36−10231号
公報、特公昭43−10799号公報及び特公昭51−
14895号公報等に、懸濁重合法を利用した現像剤の
製造方法が提案されている。該懸濁重合法では、重合性
単量体、着色剤及び重合開始剤、更に必要に応じて、架
橋剤、荷電制御剤、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
を分散安定剤を含有する連続相、例えば、水相中に適当
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を得ている。
【0005】この懸濁重合法を利用した現像剤の製造方
法では、粉砕工程を経ないためトナーに脆性を付与せし
める必要がなく、更に、従来の粉砕法による製造方法で
は使用することができなかった低軟化点物質を多量に使
用することができる等、材料の選択の幅が広がるという
利点がある。又、懸濁重合法によって製造した場合に
は、トナー粒子表面に、疎水性の材料である離型剤や着
色剤等が露出しずらいので、現像剤保持部材、感光体、
転写ローラー及び定着器等への汚染を生じることが少な
い現像剤が得られるという特徴もあり、最近注目されて
いる。
【0006】更に近年、デジタルフルカラー複写機やプ
リンターが実用化されてきており、これらに用いられる
トナーにおいては、画像忠実性、離型性、色再現性等の
特色を更にアップさせたものとする必要が生じてきてい
る。ここで、画像忠実性に求められる要求品質として
は、例えば、デジタルフルカラー複写機においては、白
黒複写機と較べ、多量の現像剤を感光体から転写材に転
写させる必要があり、又、将来の更なる高画質化に対応
すべく、より微小ドットに対応した現像剤の微小粒径化
の要求が予想される。これに対し、比較的容易に、粒度
分布がシャープな微小粒径の現像剤を製造することので
きる重合法は、この点からも、トナーの製造方法として
優れたものであるといえる。
【0007】ところで、トナー粒子中には着色剤である
各種の顔料、染料が必須成分として含まれているが、こ
れらの着色剤は吸湿性を有しているものが多く、結果と
して、環境安定性に間題を生じる場合がある。この間題
に対する改善方法として、特開昭63−19663号公
報には、表面に露出したカーボンブラックの量を抑制し
た球形トナーが、又、特開平5−289396号公報に
は、分散助剤の存在下、熱可塑性のマトリクス樹脂中に
着色剤が分散したドメイン樹脂を微細に分散させること
により、着色剤のトナー表面への露出を防止したイエロ
ー、マゼンタ、シアンの各着色剤を含有するフルカラー
用トナーが開示されている。これらの公報に従えば、吸
湿性を有する着色剤のトナー表面への露出を抑制するこ
とで、環境湿度によらず帯電特性が安定したトナーを得
ることができる。
【0008】しかし、特開昭63−19663号公報に
記載されているトナーの場合は、画像の黒色度が不充分
であり、又、特開平5−289396号公報に記載され
ているトナーの場合には、実用上間題はないが、特に優
れた黒色度とは言い難い。
【0009】又、エッジ効果を抑制する目的で、特開平
4−73662号公報には、メカノケミカル反応を利用
してトナー外殻に絶縁性の樹脂層を形成させ、高誘電率
物質である導電性付与カーボンブラック等を絶縁性の樹
脂層の内部に内包化する技術が開示されているが、該公
報に記載のトナーの場合には、黒色度及びグロスについ
て更なる検討が必要である。
【0010】又、前記した従来公知の重合法を利用して
トナーを作成した場合には、特に、着色剤としてカーボ
ンブラックを使用すると、下記に述べるような問題が発
生しやすい。
【0011】第一に、カーボンブラックは、表面にキノ
ン基等の重合性単量体の重合性を阻害する官能基を持つ
ため、単量体組成物中にカーボンブラックが含有されて
いると、重合速度が小さくなり、重合度が上がらず、造
粒時に粒子が不安定となって、凝集、合一を引き起こ
し、重合体を粒子として取り出すのが困難になる。
【0012】第二に、カーボンブラックを重合性単量体
中に分散させる際、カーボンブラックは、他の顔料と比
較して一次粒径が小さいので比表面積が大きく、更にス
トラクチャー構造をとっているため、非常に分散し難
く、トナー粒子内で遍在していたり、カーボンブラック
を含有していないトナー粒子が発生し易くなる。
【0013】第三に、カーボンブラックは導電性がある
ために、トナー表面の電荷がリークし易く、現像時にカ
ブリ、トナー飛散等の悪影響を生じる。
【0014】これらの問題点を解決するために、例え
ば、重合性の阻害の問題に対しては、特開昭56−11
6044号公報に記載されているような、表面をグラフ
ト化したカーボンブラックを使用する方法や、特開昭6
3−210849号公報に記載されているような、アル
ミニウムカップリング剤で表面処理したカーボンブラッ
クを使用する方法等が提案されている。しかし、これら
の方法は、カーボンブラックを表面処理するための工程
が煩雑で手間が掛かり、製造費用が嵩み、工業的には採
用が困難である。
【0015】又、上記した分散性に関する問題に対して
は、特開昭64−35457号公報、特開平1−145
664号公報等で、特定の分散剤を使用して分散性を向
上させる方法が提案されているが、充分に解決されたと
は言えない状況にある。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き従来技術の問題点を解決した静電荷像現像用トナ
ー及び該トナーを用いた画像形成方法を提案することで
ある。
【0017】本発明の目的は、十分な着色力を有し、各
環境下でも良好な帯電性が維持されて、高精細、高画質
な高品位画像が安定して得られる静電荷像現像用トナー
及び該トナーを用いた画像形成方法を提案することにあ
る。
【0018】本発明の目的は、低温定着性に優れ、且
つ、良好な転写効率が得られる静電荷像現像用トナー及
び該トナーを用いた画像形成方法を提案することにあ
る。
【0019】本発明の目的は、定着ローラーにオイル等
の離型材を塗布すること無く、高温オフセットを防止し
得る静電荷像現像用トナー及び該トナーを用いた画像形
成方法を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも結
着樹脂、着色剤及びワックス組成物を含有するトナー粒
子を有する静電荷像現像用トナーにおいて、該ワックス
組成物が、下記及びのワックスを有し、 1) 長鎖アルキル基を有するエステルワックス 2) 示差走査熱量計により測定されるDSC曲線にお
いて、昇温時に40〜130℃の領域に最大吸熱ピーク
を示し、13C−NMR測定装置により測定されるスペク
トルにおいて、0〜50ppmの範囲に検出されるシグ
ナルの総面積をS、36〜42ppmの範囲に検出され
るシグナルの総面積をS1、及び、10〜17ppmの
範囲に検出されるシグナルの総面積をS2とした場合
に、S、S1及びS2が下記の関係を満足するワックス
【0021】
【外5】 且つ、上記エステルワックスの結着樹脂100重量部
に対する含有量をA(重量部)、上記ワックスの結着
樹脂100重量部に対する含有量をB(重量部)、着色
剤の結着樹脂100重量部に対する含有量をC(重量
部)とした場合に、A、B及びCが下記の関係を満足す
ることを特徴とする静電荷像現像用トナーに関する。
【0022】3≦A≦30 0.2≦B≦10 4≦A+B≦40 0.02≦B/A≦0.5 0.02≦B/C≦2
【0023】更に本発明は、静電潜像担持体に帯電を行
なう帯電工程と;帯電された静電潜像担持体に静電潜像
を形成する潜像形成工程と;静電潜像を現像剤担持体に
担持されたトナーにより現像し、トナー像を静電潜像担
持体上に形成する現像工程と;静電潜像担持体上のトナ
ー像を中間転写体を介して、又は、介さずに転写材に転
写する転写工程;転写材上のトナー像を定着する定着工
程;を少なくとも有する画像形成方法において、該トナ
ーが 、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックス組成
物を含有するトナー粒子を有しており、該ワックス組成
物が、下記及びのワックスを有し、 1) 長鎖アルキル基を有するエステルワックス 2) 示差走査熱量計により測定されるDSC曲線にお
いて、昇温時に40〜130℃の領域に最大吸熱ピーク
を示し、13C−NMR測定装置により測定されるスペク
トルにおいて、0〜50ppmの範囲に検出されるシグ
ナルの総面積をS、36〜42ppmの範囲に検出され
るシグナルの総面積をS1、及び、10〜17ppmの
範囲に検出されるシグナルの総面積をS2とした場合
に、S、S1及びS2が下記の関係を満足するワックス
【0024】
【外6】 且つ、上記エステルワックスの結着樹脂100重量部
に対する含有量をA(重量部)、上記ワックスの結着
樹脂100重量部に対する含有量をB(重量部)、着色
剤の結着樹脂100重量部に対する含有量をC(重量
部)とした場合に、A、B及びCが下記の関係を満足す
ることを特徴とする画像形成方法に関する。
【0025】3≦A≦30 0.2≦B≦10 4≦A+B≦40 0.02≦B/A≦0.5 0.02≦B/C≦2
【0026】
【発明の実施の形態】以下に、好ましい実施の形態を挙
げて、本発明を詳細に説明する。
【0027】発明者らは、上記の如き従来技術の問題点
を解決すべく鋭意検討の結果、トナー中に、エステルワ
ックスと特定の物性を有するワックスとを特定量含有さ
せることによって、着色剤の導電性に起因する帯電性能
の低下が解決され、又、良好な転写性、定着性が得ら
れ、長期にわたって高精細、高画質な画像が得られるこ
とを見い出した。
【0028】更に、本発明者らは、13C−NMR(核磁
気共鳴)測定装置により測定されるスペクトルにおい
て、0〜50ppmの範囲に検出されるシグナルの総面
積をS、36〜42ppmの範囲に検出されるシグナル
の総面積をS1、及び、10〜17ppmの範囲に検出
されるシグナルの総面積をS2)とした場合に、S、S1
及びS2が下記の関係を満足するワックス(以下、ワッ
クスと呼ぶ)を用いると、トナーの帯電性が改善され
ることを見出した。
【0029】
【外7】
【0030】そして、上記したワックスの添加による
トナーの帯電性の改善の効果は、特に高湿下においてそ
の効果が大きく、充分な帯電量が得られると共に、長期
放置による帯電量の低下が防止可能となることがわかっ
た。この理由は定かではないが、本発明者らは、着色剤
の分散性が向上したために帯電量のリークが抑制された
ものと考えている。
【0031】更に、トナーとキャリアとを含有する二成
分現像剤についても検討した結果、上記のワックスを
添加しただけではトナーの流動性が充分に得られず、高
湿下でキャリアへのトナーの取り込みが悪化し、トナー
の吹き出しやカブリが発生することがわかった。又、低
湿下ではハーフトーン部のガサツキが生じることもわか
った。これに対し、本発明者らは、上記ワックスに加
えて、長鎖アルキル基を有するエステルワックス(以
下、エステルワックスとも呼ぶ)を特定量併用するこ
とで、上記の問題を解決すると共に、更に良好な特性を
得ることができることを見い出して本発明に至った。
【0032】即ち、本発明者らの検討によれば、懸濁重
合法によってトナーを製造する場合に、エステルワック
スを添加すると、他のワックスに比較して良好な流動性
を得ることができることがわかったが、エステルワック
スを加えただけでは、着色剤、特にカーボンブラックを
用いた場合に電荷のリークを生じることがあり、高湿下
で帯電性の低下を生じることがあることがあった。又、
流動性が良好な割には転写性が充分ではなく、特に、低
湿下において、充分に高精細な画像が得られ難いという
傾向もあった。
【0033】これに対し、エステルワックスとワック
スとを添加し、トナー中に併存すると、前記の問題点
が夫々解決され、更に、良好な転写特性が得られること
がわかった。その理由は明らかではないが、上記したエ
ステルワックス及びワックスを添加することによっ
て、トナー中における着色剤の分散性を向上させること
ができるので、トナーの表面上に存在する着色剤の量が
減少する結果、転写電流がトナーの表面を伝ってリーク
する現象が抑制され、転写性が改善されたものと考えら
れる。
【0034】更に、本発明者らの検討によれば、エステ
ルワックス、ワックス、及び着色剤の含有量を適正
なものとした場合に、上記した優れた特性が得らること
がわかった。そして、その適性な含有量が、エステルワ
ックスの結着樹脂100重量部に対する含有量をA
[重量部]、ワックスの結着樹脂100重量部に対す
る含有量をB[重量部]、着色剤の結着樹脂100重量
部に対する含有量をC[重量部]とした場合に、A、B
及びCの夫々の含有量が、下記の関係を満足している場
合であることもわかった。
【0035】3≦A≦30 0.2≦B≦10 4≦A+B≦40 0.02≦B/A≦0.5 0.02≦B/C≦2
【0036】先ず、エステルワックスの含有量は、結
着樹脂100重量部に対して3乃至30重量部とする。
即ち、3重量部未満であると、目的とした流動性の向上
の効果が得られないのと共に良好な定着性が得られな
い。一方、エステルワックスの含有量が30重量部を
超えると、トナー粒子を直接重合法で作成した場合に粒
子の合一を生じ易く、又、ワックスが単独の粒子で存在
する確率が高くなるので、現像剤担持体等への汚染が発
生し易い。
【0037】ワックスの含有量は、結着樹脂100重
量部に対して0.2乃至10重量部とする。即ち、0.
2重量部未満だと帯電性の向上の効果が得られず、10
重量部を超えると、二成分現像に用いた場合に、トナー
の流動性が充分ではなくなり、高湿下での飛散やカブリ
が発生し易い。
【0038】更に、エステルワックスとワックスの
合計の添加量(A+B)が、結着樹脂に対して4乃至4
0重量部の範囲になるようにする。この添加量が4重量
部未満であると、定着性を確保することができず、又、
40重量部を超えると、ワックスが単独の粒子で存在す
る確率が高くなって、現像剤担持体等への汚染が発生す
る。
【0039】又、エステルワックスとワックスの添
加量の比(B/A)が、0.02乃至0.5となるよう
にする。本発明者らの検討では、上記(B/A)の値が
0.02よりも少ないと、トナーの帯電性の向上の効果
が得られず、又、(B/A)の値が0.5を超えると、
トナーの流動性の確保が充分にできなくなる。
【0040】更に、ワックスと着色剤の添加量の比
(B/C)が、0.02乃至2となるようにする。上記
(B/C)の値が0.02未満であると、充分な着色剤
の分散を達成できず、帯電性の向上の効果が得られな
い。一方、上記(B/C)の値が2を超えると、逆に分
散性が阻害され、帯電特性が悪化する傾向がある。
【0041】以下、本発明の静電荷像現像用トナー中に
上記のような特定の割合で混合させることのできるエス
テルワックス及びワックスについて、夫々説明す
る。
【0042】先ず、本発明においては、エステルワック
スとしては、長鎖アルキル基を有するエステルワック
スが使用され、具体的には、下記の一般式を満足するエ
ステルワックスが好適である。
【0043】R1−COO−R2〔上記式中、R1及び/
又はR2は、炭素数15〜45を有する炭化水素基を夫
々示す〕
【0044】更に、エステルワックスは、上記式で示
されるエステル化合物を含有し、且つ、トータルの炭素
数が同一であるエステル化合物が50〜95重量%の範
囲で含有されているエステルワックスからなるワックス
組成物であることが、好ましい。
【0045】本発明においては、トータルの炭素数が同
一のエステル化合物の含有量を、下記に説明するガスク
ロマトグラフィー法(GC法)によって測定した。
【0046】本発明においては、GC−17A(島津製
作所製)を用いてガスクロマトグラムを測定した。この
際、予めトルエンに1重量%の濃度で溶解させた溶液を
測定試料とし、その1マイクロリットルをオンカラムイ
ンジェクターを備えたGC装置に注入する。カラムは、
0.5mm径×10m長のUltra Alloy−1
(HT)を用いた。カラムは、初期温度を40℃とし、
そこから40℃/min.の昇温スピードで200℃迄
昇温させ、更に15℃/min.で350℃迄昇温さ
せ、次いで7℃/min.の昇温スピードで450℃迄
昇温させた。キャリアガスは、Heガスを50kPaの
圧力条件で流した。化合物種の同定をする場合には、別
途炭素数が既知のアルカンを注入し、上記と同一の流出
時間で測定し、得られたガスクロマトグラム同士を比較
することや、ガス化成分をマススペクトログラフィーへ
と導入すること等の方法で構造を同定した。又、炭素数
が同一のエステル化合物の含有量は、クロマトグラムの
総ピーク面積に対する各ピーク面積の比を求めること
で、夫々を算出した。
【0047】エステルワックスのクロマトグラムの一例
を図1に示す。図1から、トータルの炭素数が38であ
る下記に挙げたようなエステル化合物が約0.6重量%
含有され、
【0048】
【外8】 下記に挙げるようなトータルの炭素数が40であるエス
テル化合物が約5.8重量%含有され、
【0049】
【外9】 下記に挙げるようなトータルの炭素数が42であるエス
テル化合物が約19.0重量%含有され、
【0050】
【外10】 下記に挙げるようなトータルの炭素数が44であるエス
テル化合物が約72.9重量%含有され、
【0051】
【外11】 更に、下記に挙げるようなトータルの炭素数が46であ
るエステル化合物が約1.7重量%含有されていること
が知見される。
【0052】
【外12】
【0053】尚、上記の測定に用いたエステルワックス
については、トータルの炭素数が44である下記式で表
されるエステル化合物が、主成分として約72.6重量
%含有されていることが確認されている。
【0054】
【外13】
【0055】本発明において、エステルワックスとし
て特に好ましく用いられるエステルワックスは、高級ア
ルコール成分と同じく、高級カルボン酸成分から合成さ
れるのが一般的である。これら高級アルコールや高級カ
ルボン酸成分は、通常天然物から得られることが多く、
一般的には、偶数の炭素数を有する混合物から構成され
ている。これら混合物をそのままエステル化した場合
は、目的とするエステル化合物の他に各種の類似構造物
を持つ副生成物が副生するため、トナーの各特性に悪影
響を及ぼし易い。このため、本発明においては、原材料
や生成物を溶剤抽出や減圧蒸留操作を用いて精製するこ
とによって得られるエステルワックスを使用することが
好ましい。
【0056】又、上記したガスクロマトグラフィー法に
よる測定において、トータルの炭素数が同一のエステル
化合物の含有量が50重量%未満のものは、複雑な結晶
多形や凝固点降下を生じるため、トナー中に含有させた
場合には、主としてトナーの耐ブロッキング特性や現像
特性に弊害を及ぼす原因の1つとなり易い。更に、本発
明において、上記したようなエステル化合物を使用した
場合には、所定のトナーの流動性が得られにくく、又、
キャリア粒子や感光体表面にエステルワックスに起因す
るフィルミングが生じ易いので、トナーの摩擦帯電量が
低下し、充分な摩擦帯電量を継続して得ることが困難と
なる。
【0057】本発明においては、エステルワックス中
に、トータルの炭素数が同一のエステル化合物が、55
〜95重量%含有されていることがより好ましく、更に
好ましくは60〜95重量%の範囲で含まれているもの
を使用するとよい。更に、本発明においては、エステル
ワックス中に一番多く含有されているトータルの炭素
数が同一のエステル化合物と、トータルの炭素数が該炭
素数に対して±2の範囲にあるエステル化合物迄を含め
たエステル化合物の総含有量が、好ましくは80〜95
重量%、より好ましくは90〜95重量%であるものを
使用するとよい。
【0058】本発明の静電荷像現像用トナーを構成する
際に最も好ましいエステルワックスは、下記の一般式
で表されるトータルの炭素数が44であるエステル化合
物が、エステルワックス中に50〜95重量%程度含
まれているものである。
【0059】R1−COO−R2 (式中、R1′及び/又はR2′は炭素数15〜45の炭
化水素基を示す)
【0060】更に、上記式で表されるエステル化合物の
1及び/又はR2が、飽和炭化水素基、より好ましくは
アルキル基、更に好ましくは直鎖状のアルキル基である
化合物であることが好ましい。特に、R1が炭素数15
〜45の直鎖状のアルキル基であり、R2が炭素数16
〜44の直鎖状のアルキル基であるエステル化合物が好
ましい。このようなものとしては、具体的には、例え
ば、以下のエステル化合物が挙げられる。
【0061】
【外14】
【0062】本発明の静電荷像現像用トナーにおいて使
用する上記したようなエステル化合物を有するエステル
ワックスとしては、ASTM D3418−8に準じ
て吸熱曲線を測定した場合に、該吸熱曲線の最大吸熱ピ
ーク(メインピーク)値の温度(以下、「融点」と呼
ぶ)が、40〜90℃、より好ましくは、55〜85℃
の範囲にあるものが、トナーの低温定着性、耐オフセッ
ト性の向上を図る上で好ましい。
【0063】即ち、融点が40℃未満であるエステルワ
ックスは、エステルワックスの自己凝集力が弱いた
め、結果として、トナーの耐高温オフセット性を低下さ
せる傾向にある。一方、融点が90℃を超える融点が高
いエステルワックスは、直接重合方法によりトナー粒
子を得る場合においては水系媒体中で良好に造粒及び重
合を行うため、融点が高いと造粒中にエステルワックス
が析出してきてしまい、粒度分布のシャープな造粒が困
難になる傾向がある。
【0064】本発明において、ASTM D3418−
8に準ずる測定には、パーキンエルマー社製DSC−7
を用いて行った。装置検出部の温度補正は、インジウム
と亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウム
の融解熱を用いた。サンプルは、アルミニウム製パンを
用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/m
in.で測定を行った。
【0065】又、本発明に用いるエステルワックス
は、硬度0.5〜5.0を有するものであることが好ま
しい。このエステルワックスの硬度は、直径20mmφ
で厚さが5mmの円筒形状のサンプルを作製した後、島
津製作所製のダイナミック超微小硬度計(DUH−20
0)を用いてビッカース硬度を測定した値である。測定
条件としては、0.5gの荷重で負荷速度が9.67m
m/秒の条件下、10μm変位させた後15秒間保持
し、得られた打痕形状を測定してビッカース硬度を求め
た。本発明者らの検討によれば、上記の方法で測定した
硬度が0.5未満のエステルワックスを用いた場合に
は、定着器の圧力依存性及びプロセススピード依存性が
大きくなり、耐高温オフセット効果が低下し易くなる。
他方、硬度が5.0を超える場合には、トナーの保存安
定性が低下し、又、エステルワックス自身の自己凝集力
も小さいため、耐高温オフセットが低下する傾向があ
る。
【0066】本発明で使用するエステルワックスは、
重量平均分子量(Mw)が200〜2,000、数平均
分子量(Mn)が150〜2,000であることが好ま
しく、より好ましくは、Mwが300〜1,000、M
nが250〜1,000であるものが好ましい。即ち、
Mwが200未満であり、Mnが150未満のエステル
ワックスを使用した場合には、トナーの耐ブロッキン
グ性が低下すると共に、低分子量成分がトナー表面に存
在し易くなり、トナーの流動性が低下する。一方、Mw
が2,000を超え、Mnが2,000を超えるエステ
ルワックスを使用した場合には、トナーを製造する場
合に造粒性が阻害され、トナーの合一が生じ易くなる。
【0067】本発明において、ワックスの分子量分布は
GPCにより次の条件で測定した。 (GPC測定条件) ・装置 :GPC−150C(ウォーターズ社) ・カラム:GMH−HT30cm2連(東ソー社製) ・温度 :135℃ ・溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノー
ル添加) ・流速 :1.0m1/min. ・試料 :0.15%の試料を0.4ml注入 以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては、
単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正
曲線を使用した。更に、Mark−Houwink粘度
式から導き出される換算式でポリエチレン換算すること
によって算出した。
【0068】本発明においてエステルワックスと組み
合わされるワックスは、示差走査熱量計により測定さ
れるDSC曲線において、昇温時に40〜130℃の領
域に最大吸熱ピーク(この時の温度を以下、「融点」と
呼ぶ)を有するものを使用する。即ち、上記温度領域に
融点を有するものをトナー中に含有させることによっ
て、低温定着に大きく貢献しつつ、離型性をも効果的に
発現するトナーが得られる。融点が40℃未満であるワ
ックスを使用すると、低軟化点物質の自己凝集力が弱く
なって、結果として耐高温オフセット性が悪化すると共
に、グロスが高くなり過ぎる。一方、融点が130℃を
超えるワックスをトナー中に含有させると、トナーの定
着温度が高くなったり、更には、水系中で直接重合法に
よりトナーを作成した場合に、造粒中にワックス成分が
析出する等の問題を生じる。
【0069】本発明においては、ワックスの融点の測
定を、エステルワックスの場合と同様に「ASTM
D 3418−8」に準じて行い、測定装置としてパー
キンエルマー社製DSC−7を用いた。
【0070】ワックスは、図3に示す様な13C−NM
R(核磁気共鳴)測定装置により測定されるスペクトル
において、0〜50ppmの範囲に検出されるピークの
総面積(S)、36〜42ppmの範囲に検出されるピ
ークの総面積(S1)、及び10〜17ppmの範囲に
検出されるピークの総面積(S2)が下式の関係を満足
するものである。S1はワックスの分子中に存在する3
級炭素及び4級炭素に由来するものであり、これはワッ
クスが直鎖のポリメチレンからなるものではなく、分岐
構造を有することを示す。S2はワックス分子の主鎖及
び分岐鎖の末端に存在するメチル基の1級炭素に由来す
るものである。
【0071】
【外15】
【0072】本発明者らは、分岐密度や分岐鎖の状態を
上記の範囲にコントロールしたワックスを適正量使用
してトナーを作製すると、着色剤、特にカーボンブラッ
クの分散が良好に行なわれ、高湿下におけるトナーの帯
電特性を向上させることができることを見出した。
【0073】また〔(S1/S)×100〕が1.5〜
8.0であり、〔(S2/S)×100〕が2.0〜1
3.0であることが好ましく〔(S1/S)×100〕
が2.0〜6.0であり、〔(S2/S)×100〕が
3.0〜10.0であることが特に好ましい。
【0074】S1<S2の条件を満足する程にワックスが
充分な長鎖分岐構造を有すると、該ワックスを含有する
トナーは、低温定着性及び耐高温オフセット性が向上す
るとともに、トナー製造の溶融混練時に、トナーを生成
するための組成物全体に良好に剪断力を掛けることが可
能となるので各トナー構成材料の分散性が改善され、現
像性が向上する。この傾向は剪断力をかけづらい重合法
トナーを製造する場合に一層効果的であり、得られる重
合トナーはドット再現性が良好なものとなる。
【0075】上記の如きトナーの電子写真特性の改善効
果は、13C−NMR測地装置により測定されるスペクト
ルにおいて、10〜17ppmの範囲に複数のシグナル
が検出される程度に分岐構造が発達したものを用いるこ
とで更に良化する。従来、発達した分岐構造を有するワ
ックスでは、分散性などに起因する種々の弊害が見られ
たが、武器密度や分岐鎖の状態を上記の如くコントロー
ルすることにより回避される。
【0076】本発明において、ワックスの13C−NM
Rスペクトルは、下記の条件で測定した。
【0077】[13C−NMRの測定条件] ・装置 :FT NMR装置 JNM−EX4
00(日本電子社製) ・13C測定周波数:100.40MHz ・パルス条件 :5.0μs(45゜)DEPT法に
よる ・データポイント:32768 ・遅延時間 :25sec. ・周波数範囲 :10,500Hz ・積算回数 :10,000回 ・測定温度 :110℃
【0078】又、測定サンプルは、以下のようにして調
製した。即ち、試料200mgを10mmφのサンプル
チューブに入れ、溶媒として、ベンゼン−d6/o−ジ
クロルベンゼン−d4(1/4)を加え、これを110
℃の恒温槽内で溶解させて測定用溶液とした。
【0079】本発明のワックスは、アルキレンを、高
温・高圧下でラジカル重合、或いはチーグラー触媒を用
いて重合した低分子のポリアルキレン、及び、この時の
副生成物;高分子量のポリアルキレンを熱分解して得ら
れる低分子量のポリアルキレン;高分子量のポリアルキ
レンを酸化して得られる低分子量ポリアルキレン;から
得られるワックスが用いられる。
【0080】これらのワックスから、プレス発汗法、溶
剤法、真空蒸留、超臨界ガス抽出法、分別結晶化(例え
ば、融液晶析及び結晶ろ別)等を利用して、ワックスを
分子量により分別したワックスも本発明に好ましく用い
られる。又、分別後に、酸化やブロック共重合、グラフ
ト変性を行ったものでもよい。例えば、これらの方法
で、低分子量分を除去したもの、低分子量分を抽出した
もの、更にこれから低分子量分を除去したもの等の任意
の分子量分布を持つものが用いられる。
【0081】特に好ましくは、重量平均分子量(Mw)
が600〜50,000、より好ましくは800〜4
0,000、さらに好ましくは1,000〜30,00
0であることが良い。さらに、数平均分子量(Mn)が
400〜4,000、より好ましくは450〜3,50
0が良い。また、ワックスは、Mw/Mnの値が3.
5〜30、より好ましくは4〜25が良い。
【0082】本発明で使用するワックスとしては、例
えば、下記式で示される長鎖分岐構造を有する炭化水素
化合物からなるワックスが挙げられる。
【0083】
【外16】 (式中、A、C及びEは1以上の正数を示し、B及びD
は0又は1以上の正数を示す)。
【0084】該ワックスは、下式の如きα−モノオレフ
ィニックハイドロカーボン、
【0085】
【外17】 (式中xは1以上の正数を示す)とエチレンとを共重合
体させることによって生成することができる。α−モノ
オレフィニックハイドロカーボンはxの値の異なる混合
物であることが好ましく、xの平均値は5〜30である
ことがトナーの低温定着性及び耐高温オフセット性をよ
り向上させる上で好ましい。
【0086】このワックスの構造が、着色剤の分散に
効果がある理由は明確ではないが、本発明者らの検討で
は、分岐密度や分岐鎖の状態を上記の範囲にコントロー
ルすると、ワックスと着色剤との間に適度な親和性が
生まれ、着色剤の分散が改善されるものと考えられる。
そして、これに伴って、トナー表面に存在する着色剤の
量を減少させることができるので、電荷のリークが防止
されるものと考えられる。上記のような改善効果は、着
色剤としてカーボンブラックを用いた場合に、特に顕著
なものとして現れる。
【0087】本発明に係るエステルワックスとワック
スは、エステルワックスの融点をMP1、ワックス
の融点をMP2とした時に、下記関係を満足すること
が好ましい。
【0088】−20≦MP2−MP1≦30
【0089】上記関係を満たす時、ワックス同士の混和
性が高まるのでトナーの流動性が改善されて粒子の凝集
が抑制されるため、現像性の一層の向上が可能となる。
また、トナー担持体やキャリアへの汚染も抑制されるた
め、耐久性や画像形成装置とのマッチングが向上する。
【0090】上記したような特定のワックスを特定量含
有する本発明の静電荷像現像用トナーは、形状係数が、
SF−1が100〜160、SF−2が100〜140
であるもの、更に好ましくは、SF−1が100〜14
0、SF−2が100〜120であるものにすることが
好ましい。本発明において用いる形状係数を示すSF−
1、SF−2は、日立製作所製FE−SEM(S−80
0)を用いトナー像を100個無作為にサンプリング
し、その画像情報をインターフェースを介してニレコ社
製画像解析装置(LuzexIII)に導入し、解析を
行って下式より算出して得られた値で定義される。
【0091】
【外18】 (上記式中、AREA=トナー投影面積、MXLNG=
絶対最大長、PERI=トナー像の周長)
【0092】即ち、トナーの形状係数SF−1は、粒子
の球形度合を示し、160よりも大きいと球形から徐々
に不定形となる。SF−2は、粒子の凸凹度合を示し、
140よりも大きいとトナー表面の凸凹が顕著となる。
上記のように、トナーの形状係数を小さく制御すること
による利点を以下に説明する。第一に、トナーの形状を
上記のように制御すると、感光体ドラムとの接触面積が
小さくなるため、付着力が低下し、高い効率で転写する
ことが可能となる。
【0093】図4に、形状係数と転写効率との相関関係
を示す。この図から、形状係数が小さいほど転写効率が
上がることがわかる。転写効率が上がれば、クリーニン
グ機中に回収される転写残存トナー量を極めて少なくす
ることができるので、クリーニング装置の小型化も可能
となる。
【0094】又、第二の効果として、球形で平滑であ
り、表面が均一な粒子からなるトナーを用いることで、
転写材に転写した後のトナーの帯電を一定とすることが
できるので、次の画像形成部に進んだ時点で、前回転写
したトナーが今回の画像形成部で静電的に感光ドラムに
剥ぎ取られる、所謂、再転写現象を防ぐことができる。
その結果、転写材上のトナーが乱されることがなくなる
ので、高画質の画像が安定して得られるようになる。
【0095】しかし、上記に挙げた効果を得るために、
トナーの形状をより真球形に近く、且つ表面が平滑なも
のにすると、不定形トナーに比較してトナー表面と帯電
部材との接触点が小さくなるので、帯電的には不利とな
り、例えば、高湿下でのトナー飛散やカブリが生じ易く
なる。又、トナーが球形であると、外添剤がトナー表面
の凹部に逃げることが出来ないため、トナー表面の外添
剤が表面に埋め込まれてしまい、トナーの流動性が低下
して転写性が低下し易い。
【0096】これに対し、本発明の静電荷像現像用トナ
ーは、先に説明した構成を有するため、トナーの形状が
球形に近く、且つ表面が平滑であっても、良好な帯電性
を確保しながら、トナー粒子自体が流動性に富むものと
なるために、充分な流動性を確保しつつ、高い転写効率
を達成することが可能となる。
【0097】更に、高画質化のためには、微小な潜像ド
ットを忠実に現像することを可能とするため、コールタ
ーカウンターにより測定した重量平均粒径が、3μm〜
8μmの範囲の微粒径で、且つ個数変動係数が35%以
下の粒度分布がシャープなトナーとすることが好まし
い。即ち、重量平均粒径が3μm未満のトナーは、転写
効率が低く、感光体や中間転写体上に転写残トナーを多
く発生する原因となるので、カブリ、転写不良に基づく
画像の不均一ムラの原因となり易い。重量平均粒径が8
μmを超えるトナーの場合には、解像性やドット再現性
が低下し、又、各部材への融着が起き易く、トナーの個
数変動係数が35%を超えると更にその傾向が強まる。
【0098】本発明の静電荷像現像用トナーに用いられ
る着色剤は、以下に示すイエロー着色剤、マゼンタ着色
剤及びシアン着色剤が挙げられ、黒色着色剤として、カ
ーボンブラック、磁性体又は以下に示すイエロー着色剤
/マゼンタ着色剤/シアン着色剤を混合して黒色に調色
されたものが利用される。
【0099】イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合
物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、
アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代
表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピ
グメントイエロー、12、13、14、15、17、6
2、74、83、93、94、95、109、110、
111、128、129、147、168、180が好
適に用いられる。
【0100】又、マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化
合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、
キナクリドン化合物、塩基染科レーキ化合物、ナフトー
ル化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化
合物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.
l.ピグメントレツド、2、3、5、6、7、23、4
8:2、48:3、48:4、57:1、81:1、1
44、146、166、169、177、184、18
5、202、206、220、221、254が特に好
ましい。
【0101】又、シアン着色剤としては、銅フタロシア
ニン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物、塩
基染料レーキ化合物が利用できる。具体的には、C.
l.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:
2、15:3、15:4、60、62、66が特に好適
に利用できる。
【0102】本発明に用いられるカーボンブラックとし
ては、一時粒径が25〜80nmであることが好まし
い。
【0103】カーボンブラックの粒径に関しては、25
nmよりも小さいと、一次粒径が微細なため、十分な分
散が得られにくく、使いこなすのが困難である。
【0104】80nmよりも大きい場合には、良好に分
散してもトナーとしての着色力の不足から、低濃度の画
像しか得られない、或はトナー消費量が増大する等の不
都合が生ずる。
【0105】カーボンブラックの粒径に関しては、粒径
が35〜70nmであることがより好ましく、転写残ト
ナーの帯電部材による帯電極性及び帯電量を制御がより
確実に且つ均一になされ、トナーの帯電量の安定性及び
トナー着色力の面でもより有利である。
【0106】本発明におけるトナー中のカーボンブラッ
クの粒径は、透過型電子顕微鏡で拡大した写真を撮影し
て測定することができる。
【0107】本発明に用いられるカーボンブラックのD
BP吸油量は40〜150ml/100gであることが
望ましい。
【0108】DBP吸油量が40ml/100g未満の
ストラクチャーの短いカーボンブラックではトナーの帯
電量が低くなりすぎ易く、150ml/100gを超え
ると強固な長ストラクチャーのためカーボンブラックの
微細な分散が得られにくい。
【0109】DBP吸油量の測定は、ASTM法D24
14−79に準拠して行う。
【0110】本発明に用いられるカーボンブラックは、
窒素吸着比表面積が100m2/g以下、揮発分が2%
以下であることが望ましい。この本発明に係わるカーボ
ンブラックは、通常トナーに多く用いられているものよ
りも比表面積が小さく、揮発分も少ない。
【0111】比表面積が小さく、揮発分の少ないカーボ
ンブラックは、重合阻害性の官能基が少ないことから、
重合阻害性が低い利点があり、トナー中でのカーボンブ
ラックの均一な分散にも有利である。
【0112】窒素吸着比表面積に関しては、100m2
/gよりも大きくなると重合阻害性を生じ易くなる。ま
た、揮発分が2%を超えるカーボンブラックは、表面に
重合阻害性の官能基が多数存在するため使用に適さな
い。
【0113】窒素吸着比表面積の測定は、ASTM法D
3037−78に準拠して行う。
【0114】これらの着色剤は、単独又は混合し、更に
は固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色
相、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、分散性の点か
ら選択される。該着色剤の添加量は、結着樹脂100重
量部に対し1〜20重量部使用することが好ましい。
【0115】更に、本発明のトナーは、黒色着色剤とし
て磁性材科を使用し、磁性トナーとしても使用し得る。
この際使用することのできる磁性材料としては、マグネ
タイト、ヘマタイト、フェライトの如き酸化鉄、鉄、コ
バルト、ニッケルの如き金属あるいはこれらの金属のア
ルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、
亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウ
ム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングス
テン、バナジウムの如き金属の合金及びその混合物が挙
げられる。
【0116】本発明に用いられる磁性体は、表面改質さ
れた磁性体であることがより好ましく、重合法トナーに
用いる場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤
により疎水化処理を施したものが好ましい。このような
表面改質剤としては、例えば、シランカップリング剤、
チタンカツプリング剤を例示することができる。
【0117】これらの磁性体は平均粒径が2μm以下、
好ましくは0.1〜0.5μm程度のものである。トナ
ー粒子中に含有させる磁性体の量としては結着樹脂10
0重量部に対し20〜200重量部、特に好ましくは4
0〜150重量部である。また、10Kエルステッド印
加での磁気特性が保磁力(H)20〜300エルステ
ッド、飽和磁化(σ)50〜200emu/g、残留
磁化(σ)2〜20emu/gの磁性体が好ましい。
【0118】本発明の静電荷像現像用トナーを製造する
方法としては、トナー粒子の形状係数SF−1を100
〜160、SF−2を100〜140の範囲に容易にコ
ントールすることができ、且つ、比較的容易に、粒度分
布がシャープな3〜8μmの小粒径の微粒子トナーを得
るためには、常圧下での懸濁重合方法、又は、加圧下で
の懸濁重合方法を用いることが特に好ましい。この際、
トナーの粒度分布制御や粒径の制御は、難水溶性の無機
塩や、保護コロイド作用をする分散剤の種類や添加量を
変える方法や、機械的装置条件、例えば、ローターの周
速、パス回数、撹拌羽根形状の如き撹拌条件や容器形
状、又は、水溶液中での固形分濃度等を制御することに
よって行なうことができる。この結果、所望の特性を有
する本発明の静電荷像現像用トナーの形成が可能とな
る。
【0119】本発明の静電荷像現像用トナーを懸濁重合
方法によって形成する場合に用いられる重合性単量体と
しては、スチレン、o(m−、p−)−メチルスチレ
ン、m(p−)−エチルスチレンの如きスチレン系単量
体;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エ
チル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル
酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アク
リル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メ
タ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2ーエチ
ルヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルの如き
(メタ)アクリル酸エステル系単量体;その他ブタジエ
ン、イソプレン、シクロヘキセン、(メタ)アクリロニ
トリル、アクリル酸アミドが好ましく用いられる。
【0120】これらは、単独、又は一般的には、出版物
ポリマーハンドブック第2版III−P139〜192
(JohnWiley&Sons社製)に記載の理論ガ
ラス転移温度(Tg)が、40〜75℃を示すように単
量体を適宜混合して用いるとよい。理論ガラス転移温度
が40℃未満の場合には、トナーの保存安定性や現像剤
の耐久安定性の面から問題が生じ、一方、75℃を超え
る場合は、定着点の上昇をもたらし、特にフルカラート
ナーの場合においては、各色トナーの混色が不充分とな
るので色再現性に乏しく、更にOHP画像の透明性を著
しく低下させるので、高画質化の面から好ましくない。
【0121】本発明において、結着樹脂の分子量は、G
PC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によ
り測定した。具体的なGPCの測定方法は、先ず、予め
トナー中に含有されている樹脂分を、ソックスレー抽出
器を用いてトルエン溶剤で20時間抽出した後、ロータ
リーエバポレーターで、抽出溶剤のトルエンを留去せし
め、有機溶剤、例えば、クロロホルムを加えて充分に洗
浄した後、THF(テトラヒドロフラン)を加えて溶解
し、該溶液を、ポア径が0.3μmの耐溶剤性メンブラ
ンフィルターでろ過して得られたTHF可溶分を、GP
C測定用サンプルを調製する。次に、該サンプルを、ウ
ォーターズ社製150Cを用いて測定する。この際のカ
ラム構成は、昭和電工製A−801、802、803、
804、805、806、807を連結して用い、標準
ポリスチレン樹脂の検量線を用いて分子量分布を測定し
た。本発明においては、このようにして測定した樹脂成
分の数平均分子量(Mn)が、5,000〜1,00
0,000であって、且つ、重量平均分子量(Mw)と
数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)が2〜10
0を示す樹脂を結着樹脂として用いることが好ましい。
【0122】本発明の静電荷像現像用トナーにおいて
は、先に説明したエステルワックス及びワックス
が、上記したような結着樹脂によって内包化された構成
のものとすることが好ましい。このためには、極性樹脂
をトナー粒子中に添加せしめることが有効である。この
際に用いられる極性樹脂としては、スチレンと(メタ)
アクリル酸の共重合体、マレイン酸共重合体、飽和又は
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が好ましく用い
られる。
【0123】トナーの摩擦帯電特性を安定化するために
使用する荷電制御剤としては、トナーの帯電スピードが
速く、且つ一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御
剤を使用することが好ましい。更に本発明において直接
重合方法を用いる場合には、重合阻害性が無い荷電制御
剤を使用することが特に好ましい。具体的な化合物とし
ては、ネガ系制御剤として、サリチル酸、アルキルサリ
チル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカル
ボン酸の金属化合物、スルホン酸、カルボン酸を側鎖に
持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ
素化合物、カリークスアレーンが利用できる。ポジ系制
御剤としては、四級アンモニウム塩、該四級アンモニウ
ム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合
物、イミダゾール化合物が好ましく用いられる。該荷電
制御剤は、結着樹脂100重量部に対して0.5〜10
重量部で用いることが好ましい。しかしながら、本発明
の静電荷像現像用トナーにおいては、荷電制御剤の添加
は必須ではない。二成分現像剤を用いる二成分現像方法
においては、キャリアとの摩擦帯電を利用することがで
きるので、トナー粒子中に必ずしも荷電制御剤を含有さ
せる必要はない。
【0124】直接重合方法でトナー粒子を生成する場合
には、重合開始剤として、例えば、2,2’−アゾビス
−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−ア
ゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シク
ロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビ
ス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、
アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系、又はジアゾ
系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチル
ケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボ
ネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロ
ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドの如
き過酸化物系重合開始剤を用いることができる。これら
の重合開始剤の添加量は、目的とする重合度により変化
するが、一般的には、重合性単量体に対して0.5〜2
0重量%程度使用する。重合開始剤の種類は、重合方法
により異なるが、十時間半減期温度を参考に、単独又は
混合して使用する。
【0125】本発明においては、重合度を制御するため
に、架橋剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し用
いることも可能である。
【0126】懸濁重合法においては、通常、単量体組成
物100重量部に対して水300〜3,000重量部を
分散媒体として使用するのが好ましい。分散媒体中に添
加する分散剤としては、例えば、リン酸三カルシウム、
リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜
鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシ
ウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタ
ケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベ
ントナイト、シリカ、アルミナの如き無機系の酸化物が
挙げられる。有機系化合物としては、例えば、ポリビニ
ルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒ
ドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンが挙
げられる。これらの分散剤は、重合性単量体100重量
部に対して、0.2〜2.0重量部程度使用することが
好ましい。
【0127】これら分散剤は、市販のものをそのまま用
いてもよいが、細かい均一な粒度を有する分散粒子を得
るためには、分散媒体中にて、高速攪拌下で、上記に挙
げたような無機化合物を生成させてもよい。例えば、リ
ン酸三カルシウムを分散剤として使用する場合には、高
速攪拌下において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カル
シウム水溶液を混合することで、懸濁重合方法に好適な
分散剤を得ることができる。更に、これらの分散剤の微
細化のために、0.001〜0.1重量%の界面活性剤
を併用してもよい。具体的には、市販のノニオン、アニ
オン、カチオン型の界面活性剤を利用することがてき
る。例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫
酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル
硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナ
トリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウ
ムを好ましく用いることができる。
【0128】本発明においては、上記のようなトナー
に、更に、テフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリ
フッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;酸化セリウム、
炭化硅素、チタン酸ストロンチウムの如き研磨剤;シリ
カ、酸化チタン、酸化アルミニウムの如き流動性向上
剤;ケーキング防止剤;カーボンブラック、酸化亜鉛、
酸化錫の如き導電性付与剤を外添することが好ましい。
特に、無機微粉体としては、ケイ酸微粉体、酸化チタ
ン、酸化アルミニウムの如き無機微粉体を用いることが
好ましい。更に、これらの無機微粉体は、シランカップ
リング剤、シリコーンオイル、又はそれらの混合物の如
き疎水化剤で疎水化処理されていることが好ましい。
【0129】これらの外添剤は、通常、トナー粒子10
0重量部に対して0.1〜5重量部の範囲で使用する。
【0130】上記のような構成を有する本発明の静電荷
像現像用トナーは、二成分系現像剤用のトナーとしても
用いられる。この場合には、本発明の静電荷像現像用ト
ナーと共にキャリアが用いられるが、以下に、本発明に
おいて使用されるキャリアについて説明する。
【0131】本発明で用いるキャリアとしては、特に限
定されるものではないが、主として、鉄、銅、亜鉛、ニ
ッケル、コバルト、マンガン又はクロム元素を、単独で
生成した磁性キャリアや、これらを混合して生成した磁
性フェライトキャリアを用いることが好ましい。又、飽
和磁化、電気抵抗をコントロールできるという点から、
キャリアの形状も重要である。球状、扁平、不定形等を
選択し、更にキャリア表面の微細構造(例えば、表面凸
凹性)をもコントロールしたものを使用することが好ま
しい。このため、キャリアを得る場合は、一般的には、
上記無機酸化物を焼成、造粒することによって、予めキ
ャリアコア粒子を生成した後、周囲を樹脂でコーティン
グする方法が用いられている。更に、キャリアのトナー
への負荷を軽減する意味合いから、無機酸化物と樹脂を
混練後、粉砕、分級して得られた低密度分散キャリア
や、直接無機酸化物とモノマーとの混練物を水系媒体中
にて懸濁重合せしめて重合キャリアを得る方法によって
得られた真球状分散キャリアを利用することもできる。
【0132】本発明の静電荷像現像用トナーは、キャリ
アコア粒子の表面を樹脂で被覆した被覆キャリアと共に
用いることが、特に好ましい。被覆キャリアを得る方法
としては、樹脂を溶剤中に溶解若しくは懸濁せしめて塗
布し、キャリアに付着せしめる方法、単に粉体で混合す
る方法等を適用できる。
【0133】この場合のキャリア粒子表面への被覆物質
としては、本発明の静電荷像現像用トナーの具体的な形
成材料により異なるが、例えば、ポリテトラフルオロエ
チレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリ
フッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹
脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポ
リビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート
樹脂の如き樹脂を、単独或いは複数で用いるのが適当で
ある。
【0134】上記した被覆物質の使用量は、一般には、
総量でキャリアに対して0.1〜30重量%(好ましく
は0.5〜20重量%)程度とすることが好ましい。
又、これらキャリアの平均粒径は10〜100μm、好
ましくは20〜50μmの範囲のものを用いることが好
ましい。
【0135】具体的には、例えば、Cu−Zn−Feの
3元系のフェライト粒子の表面を、フッ素系樹脂とスチ
レン系樹脂の如き樹脂の組み合せ、例えば、ポリフッ化
ビニリデンとスチレン−メチルメタアクリレート樹脂と
の組み合せ、ポリテトラフルオロエチレンとスチレン−
メチルメタアクリレート樹脂の組み合せ、フッ素系共重
合体とスチレン系共重合体の組み合わせ等を、90:1
0〜20:80、好ましくは70:30〜30:70の
比率で混合した被覆物質で、0.01〜5重量%、好ま
しくは0.1〜1重量%コーティングすることにより形
成した、250メッシュパス、400メッシュオンのキ
ャリア粒子が70重量%以上含有されているコートフェ
ライトキャリアを用いることが好ましい。この際に使用
するフッ素系共重合体としては、フッ化ビニリデン−テ
トラフルオロエチレン共重合体(10:90〜90:1
0)が挙げられ、スチレン系共重合体としては、スチレ
ン−アクリル酸2−エチレヘキシル(20:80〜8
0:20)、スチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル
−メタクリル酸メチル(20〜60:5〜30:10〜
50)が挙げられる。
【0136】上記したようにして形成されるコートフェ
ライトキャリアは、本発明の静電荷像現像用トナーに対
して好ましい摩擦帯電性を与え、更に、画像を形成した
場合に電子写真特性を向上させる効果がある。
【0137】トナーとキャリアとを混合して二成分系現
像剤を調製する場合には、通常、その混合比率を、現像
剤中のトナー濃度として、2〜15重量%、好ましくは
4〜13重量%とすると良好な結果が得られる。
【0138】本発明において用いる磁性キャリアは、下
記に挙げる磁性特性を有するものが好ましい。磁気的に
飽和させた後の1000エルステッドにおける磁化の強
さ(σ1000)が、30乃至300emu/cm3の範囲
にあることが好ましい。更に高画質化を達成するため
に、好ましくは100乃至250emu/cm3である
ものを使用するとよい。即ち、300emu/cm3
りも大きい場合には、高画質なトナー画像が得られにく
くなり、一方、30emu/cm3未満であると、磁気
的な拘束力も減少するためにキャリア付着を生じ易い。
【0139】次に本発明の乾式トナーを使用し得る画像
形成方法について添付図面を参照しながら説明するが、
必ずしもこれらに限定されるものではない。
【0140】図5は本発明のトナーをキャリアと混合し
て二成分現像剤として用いるフルカラー画像形成装置の
断面図である。
【0141】図5において、画像形成装置は、装置本体
の右側から略中央部にわたって設けられている転写材搬
送系、装置本体の略中央部に該転写材搬送系を構成して
いる転写ドラム38に近接して設けられている潜像形成
部、該潜像形成部と近接して配設されている現像手段
(以下、回転式現像装置33)とに大別される。
【0142】上記転写材搬送系は、装置本体の右壁に開
口部が形成されており、該開口部には転写材36を有す
る着脱自在な転写材供給用トレイ40が一部機外に突出
して配設されている。トレイ40には給紙用ローラが配
設され、該給紙用ローラと左方に配された矢印の方向に
回転自在な転写ドラム38とを連係するように、搬送用
ローラ43と給紙ガイドが設けられている。転写ドラム
38の外周面近傍には回転方向上流側から上流側に向か
って当接用ローラ42、転写材分離用帯電器44、分離
爪が順次配設されている。
【0143】転写ドラム38の内周側には転写帯電器、
転写材分離用帯電器45が配設されている。転写ドラム
38の転写材が巻き付く部分にはポリフッ化ビニリデン
の如きポリマーで形成されている転写シート(不図示)
が貼り付けられており、転写材は該転写シート上に静電
的に密着貼り付けされている。転写ドラム38の右側上
部には上記分離爪と近接して搬送ベルト手段が配設さ
れ、該搬送ベルト手段の転写材搬送方向終端(右側)に
は、熱ローラ及び加圧ローラを有する定着装置37が配
設されている。
【0144】潜像形成部は、矢印の方向に回転自在な潜
像担持体である感光ドラム(例えば、OPC感光ドラ
ム)31が、外周面を転写ドラム38の外周面と当接し
て配設されている。感光ドラム31の上方の外周面近傍
には、感光ドラム31の回転方向上流側から下流側に向
かって除電用帯電器、クリーニング手段35、及び一次
帯電器32が順次配設され、さらに感光ドラム31の外
周面上に静電潜像を形成するためのレーザービームスキ
ャナのごとき像露光手段47とミラーのごとき像露光反
射手段が配設されている。
【0145】又、回転式現像装置33は、感光ドラム3
1の外周面と対向する位置に四種類の現像装置(イエロ
ー現像装置33a、マゼンタ現像装置33b、シアン現
像装置33c、及びブラック現像装置33d)を周方向
の四位置に搭載した回転自在な筐体で構成され、感光ド
ラム31の外周面上に形成された静電潜像を現像するよ
うになっている。
【0146】画像形成時には、感光ドラム31が矢印の
方向に回転し、一次帯電器32によって帯電される。図
5の画像形成装置においては、感光ドラム31の周速
(以下、プロセススピードとする)は100mm/se
c以上(例えば、130〜250mm/sec)である
ことが好ましい。一次帯電器32による感光ドラム31
に対する帯電が行われると、オリジナル画像のイエロー
画像信号にて変調されたレーザー光により画像露光が行
われ、感光ドラム31上に静電潜像が形成され、回転式
現像装置33の回転により予め現像位置に定置されたイ
エロー現像装置33aによって上記静電潜像の現像が行
われ、イエロートナー画像が形成される。
【0147】給紙用ローラ、搬送用ローラ43、給紙ガ
イドを経由して搬送されてきた転写材は、所定のタイミ
ングにて当接用ローラ42と当接用ローラ42と対向し
ている電極とによって静電的に転写ドラム38に巻き付
けられる。転写ドラム38は、感光ドラム31と同期し
て矢印の方向に回転しており、イエロー現像装置33a
により形成されたイエロートナー画像は、感光ドラム3
1の外周面と転写ドラム38の外周面とが当接している
部位にて転写帯電器によって転写材上に転写される。転
写ドラム38はそのまま回転を継続し、次の色(マゼン
タ)の転写に備える。
【0148】感光ドラム31は、除電用帯電器により除
電され、クリーニングブレードによるクリーニング手段
35によってクリーニングされた後、再び一次帯電器3
2によって帯電され、次のマゼンタ画像信号により画像
露光が行われ、静電潜像が形成される。回転式現像装置
33は、感光ドラム31上にマゼンタ画像信号による像
露光により静電潜像が形成される間に回転して、マゼン
タ現像装置33bを上述した所定の現像位置に配置せし
め、所定のマゼンタトナーにより現像を行う。引き続い
て、上述したごときプロセスをそれぞれシアン色及びブ
ラック色に対しても繰り返し実施し、四色のトナー像の
転写が終了すると、転写材分離用帯電器44及び45に
より除電され、転写材の把持が解除されると共に該転写
材は分離爪によって転写ドラム38より分離され、搬送
ベルトによって定着装置37に送られ、転写材上に形成
された四色顕画像は熱と圧力により定着されることによ
ってフルカラープリント画像が形成される。
【0149】次に図6及び図7を参照しながら、本発明
のトナーが磁性トナーの場合に、好ましく適用される画
像形成方法の一例について説明する。一次帯電器2で静
電荷潜像担持体(感光体)1表面を負極性又は正極性に
帯電し、アナログ露光又はレーザ光による露光5により
静電潜像(例えば、イメージスキャニングによりデジタ
ル潜像)を形成し、磁性ブレード11と、磁極N1 ,N
2 ,S1 及びS2 を有する磁石23を内包している現像
スリーブ(現像剤担持体)4とを具備する現像器9の磁
性トナー13で静電荷潜像を反転現像又は正規現像によ
り現像する。現像部において感光体1の導電性基体16
と現像スリーブ4との間で、バイアス印加手段12によ
り交互バイアス,パルスバイアス及び/又は直流バイア
スが印加されている。磁性トナー像は、中間転写体を介
して、又は、介さずに転写材へ転写される。転写紙Pが
搬送されて、転写部にくると転写帯電器3により転写紙
Pの背面(感光体側と反対面)から正極性または負極性
の帯電をすることにより、感光体表面上の負荷電性磁性
トナー像または正荷電性磁性トナー像が転写紙P上へ静
電転写される。除電手段22で除電後、感光体1から分
離された転写紙Pは、ヒータ21を内包している加熱加
圧ローラ定着器7により転写紙P上のトナー画像は、加
熱加圧定着される。
【0150】転写工程後の感光体1に残留する磁性トナ
ーは、クリーニングブレード8を有するクリーニング手
段で除電される。クリーニング後の感光体1は、イレー
ス露光6により除去され、再度、一次帯電器2により帯
電工程から始まる工程が繰り返される。
【0151】静電潜像担持体(例えば感光ドラム)1は
感光層15及び導電性基体16を有し、矢印方向に動
く。現像スリーブ4である非磁性円筒の現像スリーブ4
は、現像部において静電潜像担持体1表面と同方向に進
むように回転する。非磁性の円筒状の現像スリーブ4の
内部には、磁界発生手段である多極永久磁石(マグネッ
トロール)23が回転しないように配されている。現像
器9内の磁性トナー13は現像スリーブ4に塗布され、
かつ現像スリーブ4の表面と磁性トナー粒子との摩擦に
よって、磁性トナー粒子はトリボ電荷が与えられる。さ
らに鉄製の磁性ドクターブレード17を円筒状の現像ス
リーブ4の表面に近接して(間隔50μm〜500μ
m)、多極永久磁石の一つの磁極位置に対向して配置す
ることにより、磁性トナー層の厚さを薄く(30μm〜
300μm)且つ均一に規制して、現像部における感光
体1と現像スリーブ4の間隙と同等又は間隙よりも薄い
磁性トナー層を形成する。現像スリーブ4の回転速度を
調節することにより、現像スリーブ表面速度が感光体1
の表面の速度と実質的に等速、もしくはそれに近い速度
となるようにする。磁性ドクターブレード17として鉄
のかわりに永久磁石を用いて対向磁極を形成してもよ
い。現像部において現像スリーブ4に交流バイアスまた
はパルスバイアスをバイアス手段12により印加しても
よい。この交流バイアスはfが200〜4,000H
z、Vppが500〜3,000Vが好ましい。
【0152】現像部における磁性トナー粒子の転移に際
し、感光体面の静電的力及び交流バイアスまたはパルス
バイアスの作用によって磁性トナー粒子は静電潜像側に
移行する。
【0153】磁性ブレード11のかわりに、シリコーン
ゴムの如き弾性材料で形成された弾性ブレードを用いて
押圧によって磁性トナー層の層厚を規制し、現像スリー
ブ上に磁性トナーを塗布しても良い。
【0154】更に本発明のトナーが適用される他の画像
形成方法を添付図面を参照しながら以下に説明する。
【0155】図8に示す装置システムにおいて、現像器
104−1、104−2、104−3、104−4に、
それぞれシアントナーを有する現像剤、マゼンタトナー
を有する現像剤、イエロートナーを有する現像剤及びブ
ラックトナーを有する現像剤が導入され、磁気ブラシ現
像方式又は非磁性一成分方式等によって静電荷潜像担持
体(例えば感光体ドラム)101に形成された静電荷像
を現像し、各色トナー像が感光体ドラム101上に形成
される。
【0156】本発明のトナーは、磁性キャリアと混合
し、例えば図9に示すような現像手段を用い現像を行う
ことができる。具体的には交番電界を印加しつつ、磁気
ブラシが感光体ドラム113に接触している状態で現像
を行うことが好ましい。現像剤担持体(現像スリーブ)
111と感光体ドラム113の距離(S−D間距離)B
は100〜1000μmであることがキャリア付着防止
及びドット再現性の向上において良好である。100μ
mより狭いと現像剤の供給が不十分になりやすく、画像
濃度が低くなり、1000μmを超えると磁石S1から
の磁力線が広がり磁気ブラシの密度が低くなり、ドット
再現性に劣ったり、キャリアを拘束する力が弱まりキャ
リア付着が生じやすくなる。
【0157】交番電界のピーク間の電圧(Vpp)は50
0〜5000Vが好ましく、周波数(f)は500〜1
0000Hz、好ましくは500〜3000Hzであ
り、それぞれプロセスに適宜選択して用いることができ
る。この場合、波形としては三角波、矩形波、正弦波、
あるいはDuty比を変えた波形等種々選択して用いる
ことができる。印加電圧が、500Vより低いと十分な
画像濃度が得られにくく、また非画像部のカブリトナー
を良好に回収することができない場合がある。5000
Vを超える場合には磁気ブラシを介して、静電潜像を乱
してしまい、画質低下を招く場合がある。
【0158】良好に帯電したトナーを有する二成分系現
像剤を使用することで、カブリ取り電圧(Vback)
を低くすることができ、感光体の一次帯電を低めること
ができるために感光体寿命を長寿命化できる。Vbac
kは、現像システムにもよるが150V以下、より好ま
しくは100V以下が良い。
【0159】コントラスト電位としては、十分画像濃度
がでるように200V〜500Vが好ましく用いられ
る。
【0160】周波数が500Hzより低いとプロセスス
ピードにも関係するが、キャリアへの電荷注入が起こる
ためにキャリア付着、あるいは静電潜像を乱すことで画
質を低下させる場合がある。10000Hzを超えると
電界に対してトナーが追随できず画質低下を招きやす
い。
【0161】十分な画像濃度を出し、ドット再現性に優
れ、かつキャリア付着のない現像を行うために現像スリ
ーブ111上の磁気ブラシの感光体ドラム113との接
触幅(現像ニップC)を好ましくは3〜8mmにするこ
とである。現像ニップCが3mmより狭いと十分な画像
濃度とドット再現性を良好に満足することが困難であ
り、8mmより広いと、現像剤のパッキングが起き機械
の動作を止めてしまったり、またキャリア付着を十分に
抑えることが困難になる。現像ニップの調整方法として
は、現像剤規制部材118と現像スリーブ111との距
離Aを調整したり、現像スリーブ111と感光体ドラム
113との距離Bを調整することでニップ幅を適宜調整
する。
【0162】特にハーフトーンを重視するようなフルカ
ラー画像の出力において、マゼンタ用、シアン用、及び
イエロー用の3個以上の現像器が使用され、本発明のト
ナーを用い、特にデジタル潜像を形成した現像システム
と組み合わせることで、磁気ブラシの影響がなく、潜像
を乱さないためにドット潜像に対して忠実に現像するこ
とが可能となる。
【0163】本発明のトナーは一成分現像にも好適に用
いることが出来る。静電潜像担持体上に形成された静電
像を現像する装置の一例を示すが必ずしもこれに限定さ
れるものではない。
【0164】図10及び図11において、125は静電
潜像担持体(感光体ドラム)であり、静電潜像形成は電
子写真プロセス手段又は静電記録手段により成される。
124は現像剤担持体(現像スリーブ)であり、アルミ
ニウムあるいはステンレス等からなる非磁性スリーブか
らなる。
【0165】現像スリーブ124の略右半周面はトナー
容器121内のトナー溜りに常時接触していて、その現
像スリーブ面近傍のトナーが現像スリーブ面にスリーブ
内の磁気発生手段の磁力で及び/又は静電気力により付
着保持される。
【0166】現像剤担持体の表面粗度Ra(μm)を
1.5以下となるように設定する。好ましくは1.0以
下である。更に好ましくは0.5以下である。
【0167】該表面粗度Raを1.5以下とすることで
現像剤担持体の有するトナー粒子の搬送能力を抑制し、
該現像剤担持体上のトナー層を薄層化すると共に、該現
像剤担持体とトナーの接触回数が多くなる為、該トナー
の帯電性も改善されるので相乗的に画質が向上する。
【0168】該トナー担持体の表面粗度Raが1.5を
超えると、該現像剤担持体上のトナー層の薄層化が困難
となるばかりか、トナーの帯電性が改善されないので画
質の向上を望めない。
【0169】現像剤担持体の表面粗度Raは、JIS表
面粗さ「JIS B 0601」に基づき、表面粗さ測
定器(サーフコーダSE−30H、株式会社小坂研究所
社製)を用いて測定される中心線粗さに相当する。具体
的には、粗さ曲線からその中心線の方向に測定長さ
して2.5mmの部分を抜き取り、この抜き取り部分の
中心線をX軸,縦倍率の方向をY軸,粗さ曲線をy=f
(x)で表わした時、次式によって求められる値をミク
ロメートル(μm)で表わしたものをいう。
【0170】
【外19】
【0171】現像剤担持体としては、たとえばステンレ
ス,アルミニウム等から成る円筒状、あるいはベルト状
部材が好ましく用いられる。また必要に応じ表面を金
属,樹脂でコートをしても良く、樹脂や金属類,カーボ
ンブラック,帯電制御剤の微粒子を分散した樹脂をコー
トしても良い。
【0172】現像剤担持体の表面移動速度を静電潜像担
持体の表面移動速度に対し1.05〜3.0倍となるよ
うに設定することで、該現像剤担持体上のトナー層は適
度な撹拌効果を受ける為、静電潜像の忠実再現が一層良
好なものとなる。
【0173】該トナー担持体の表面移動速度が、静電潜
像担持体の表面移動速度に対し1.05倍未満である
と、該トナー層の受ける撹拌効果が不十分となり、良好
な画像形成は望めない。また、ベタ黒画像等、広い面積
にわたって多くのトナー量を必要とする画像を現像する
場合、静電潜像へのトナー供給量が不足し画像濃度が薄
くなる。逆に3.0を超える場合、上記の如きトナーの
過剰な帯電によって引き起こされる種々の問題の他に、
機械的ストレスによるトナーの劣化やトナー担持体への
トナー固着が発生、促進され、好ましくない。
【0174】トナーTはホッパー121に貯蔵されてお
り、供給部材122によって現像スリーブ上へ供給され
る。供給部材として、多孔質弾性体、例えば軟質ポリウ
レタンフォーム等の発泡材より成る供給ローラーが好ま
しく用いられる。該供給ローラーを現像スリーブに対し
て、順または逆方向に0でない相対速度をもって回転さ
せ、現像スリーブ上へのトナー供給と共に、スリーブ上
の現像後のトナー(未現像トナー)のはぎ取りをも行
う。この際、供給ローラーの現像スリーブへの当接幅
は、トナーの供給及びはぎ取りのバランスを考慮する
と、2.0〜10.0mmが好ましく、4.0〜6.0
mmがより好ましい。その一方で、トナーに対する過大
なストレスを余儀なくされ、トナーの劣化による凝集の
増大、あるいは現像スリーブ,供給ローラーへトナーの
融着・固着が生じやすくなるが、本発明の現像法に用い
られるトナーは、流動性,離型性に優れ、耐久安定性を
有しているので、該供給部材を有する現像法においても
好ましく用いられる。また、供給部材として、ナイロ
ン,レーヨンの如き樹脂繊維より成るブラシ部材を用い
てもよい。尚、これらの供給部材は磁気拘束力を利用で
きない非磁性一成分トナーを使用する一成分現像方法に
おいて極めて有効であるが、磁性一成分トナーを使用す
る一成分現像方法に使用してもよい。
【0175】現像スリーブ上に供給されたトナーは規制
部材によって薄層かつ均一に塗布される。トナー薄層化
規制部材は、現像スリーブと一定の間隙をおいて配置さ
れる金属ブレード、磁性ブレードの如きドクターブレー
ドである。あるいは、ドクターブレードの代りに、金
属,樹脂,セラミックの如き材料で形成された剛体ロー
ラーやスリーブを用いても良く、それらの内部に磁気発
生手段を入れても良い。
【0176】また、トナー薄層化の規制部材としてトナ
ーを圧接塗布する為の弾性ブレードや弾性ローラーの如
き弾性体を用いても良い。例えば図10において、弾性
ブレード123はその上辺部側である基部を現像剤容器
121側に固定保持され、下辺部側をブレードの弾性に
抗して現像スリーブ124の順方向或いは逆方向にたわ
め状態にしてブレード内面側(逆方向の場合には外面
側)をスリーブ124表面に適度の弾性押圧をもって当
接させる。この様な装置によると、環境の変動に対して
も安定で、緻密なトナー層が得られる。
【0177】該弾性体には所望の磁性にトナーを帯電さ
せるのに適した摩擦帯電系列の材質を選択することが好
ましく、シリコーンゴム、ウレタンゴム、NBRの如き
ゴム弾性体;ポリエチレンテレフタレートの如き合成樹
脂弾性体;ステンレス、鋼、リン青銅の如き金属弾性体
が使用できる。また、それらの複合体であっても良い。
【0178】また、弾性体と現像剤担持体に耐久性が要
求される場合には、金属弾性体に樹脂やゴムをスリーブ
当接部に当るように貼り合わせたり、コーティング塗布
したものが好ましい。
【0179】更に、弾性体中に有機物や無機物を添加し
ても良く、溶融混合させても良いし、分散させても良
い。例えば、金属酸化物、金属粉、セラミックス、炭素
同素体、ウィスカー、無機繊維、染料、顔料、界面活性
剤などを添加することにより、トナーの帯電性をコント
ロールできる。特に、弾性体がゴムや樹脂の成型体の場
合には、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化錫、酸化ジ
ルコニア、酸化亜鉛の如き金属酸化物微粉末、カーボン
ブラック、一般にトナーに用いられる荷電制御剤を含有
させることも好ましい。
【0180】規制部材である現像ブレード,供給部材で
ある供給ローラー,ブラシ部材に直流電場及び/または
交流電場を印加することによっても、トナーへのほぐし
作用のため現像スリーブ上の規制部位においては、均一
薄層塗布性,均一帯電性がより向上し、供給部位におい
ては、トナーの供給/はぎとりがよりスムーズになさ
れ、十分な画像濃度の達成及び良質の画像を得ることが
できる。
【0181】該弾性体と現像剤担持体との当接圧力は、
現像剤担持体の母線方向の線圧として、0.1kg/m
以上、好ましくは0.3〜25kg/m、更に好ましく
は0.5〜12kg/mが有効である。これによりトナ
ーの凝集を効果的にほぐすことが可能となり、トナーの
帯電量を瞬時に立ち上げることが可能になる。当接圧力
が0.1kg/mより小さい場合、トナーの均一塗布が
困難となり、トナーの帯電量分布がブロードになりカブ
リや飛散の原因となる。また当接圧力が25kg/mを
超えると、トナーに大きな圧力がかかり、トナーが劣化
したり、トナーの凝集物が発生するなど好ましくない。
また現像剤担持体を駆動させるために大きなトルクを要
するため好ましくない。
【0182】静電潜像担持体と現像剤担持体との間隙α
は、50〜500μmに設定され、ドクターブレードと
現像剤担持体との間隙は、50〜400μmに設定され
ることが好ましい。
【0183】トナー担持体上のトナー層の層厚は、静電
潜像担持体と現像剤担持体との間隙αよりも薄いことが
最も好ましいが、場合によりトナー層を構成する多数の
トナーの穂のうち、一部は静電潜像担持体に接する程度
にトナー層の層厚を規制してもよい。
【0184】一方、現像剤担持体には、バイアス電源1
26により静電潜像担持体との間に交番電界を印加する
ことにより現像剤担持体から静電潜像担持体へのトナー
の移動を容易にし、更に良質の画像を得ることが出来
る。交番電界のVppは100V以上、好ましくは200
〜3000V、更に好ましくは300〜2000Vで用
いるのが良い。また、fは500〜5000Hz、好ま
しくは1000〜3000Hz、更に好ましくは150
0〜3000Hzで用いられるこの場合の波形は、矩形
波、サイン波、のこぎり波、三角波等の波形が適用でき
る。また、正、逆の電圧、時間の異なる非対称交流バイ
アスも利用できる。また直流バイアスを重畳するのも好
ましい。
【0185】静電潜像担持体101はa−Se、Cd
s、ZnO2 、OPC、a−Siの様な光導電絶縁物質
層を持つ感光ドラムもしくは感光ベルトである。静電潜
像担持体101は図示しない駆動装置によって矢印方向
に回転される。
【0186】静電潜像担持体101としては、アモルフ
ァスシリコン感光層、又は有機系感光層を有する感光体
が好ましく用いられる。
【0187】有機感光層としては、感光層が電荷発生物
質及び電荷輸送性能を有する物質を同一層に含有する、
単一層型でもよく、又は、電荷輸送層を電荷発生層を成
分とする機能分離型感光体であっても良い。導電性基体
上に電荷発生層、次いで電荷輸送層の順で積層されてい
る構造の積層型感光層は好ましい例の一つである。
【0188】有機感光層の結着樹脂はポリカーボネート
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂が特に、転写
性、クリーニング性が良く、クリーニング不良、感光体
へのトナーの融着、外添剤のフィルミングが起こりにく
い。
【0189】帯電工程では、コロナ帯電器を用いる静電
潜像担持体101とは非接触である方式と、ローラ等を
用いる接触型の方式がありいずれのものも用いられる。
効率的な均一帯電、シンプル化、低オゾン発生化のため
に図8に示す如く接触方式のものが好ましく用いられ
る。
【0190】帯電ローラ102は、中心の芯金102b
とその外周を形成した導電性弾性層102aとを基本構
成とするものである。帯電ローラ102は、静電潜像担
持体1面に押圧力をもって圧接され、静電潜像担持体1
01の回転に伴い従動回転する。
【0191】帯電ローラを用いた時の好ましいプロセス
条件としては、ローラの当接圧が5〜500g/cm
で、直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いた時に
は、交流電圧は0.5〜5kVpp、交流周波数は50H
z〜5kHz、直流電圧は±0.2〜±1.5kVであ
り、直流電圧のみを用いた時には、直流電圧は±0.2
〜±5kVである。
【0192】この他の帯電手段としては、帯電ブレード
を用いる方法や、導電性ブラシを用いる方法がある。こ
れらの接触帯電手段は、高電圧が不必要になったり、オ
ゾンの発生が低減するといった効果がある。
【0193】接触帯電手段としての帯電ローラ及び帯電
ブレードの材質としては、導電性ゴムが好ましく、その
表面に離型性被膜をもうけても良い。離型性被膜として
は、ナイロン系樹脂、PVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)などが適用可能
である。
【0194】静電潜像担持体上のトナー像は、電圧(例
えば±0.1〜±5kV)が印加されている中間転写体
105に転写される。静電潜像担持体表面は、クリーニ
ングブレード108を有するクリーニング手段109で
クリーニングされる。
【0195】中間転写体105は、パイプ状の導電性芯
金105bと、その外周面に形成した中抵抗の弾性体層
105aからなる。芯金105bは、プラスチックのパ
イプに導電性メッキをほどこしたものでも良い。
【0196】中抵抗の弾性体層105aは、シリコーン
ゴム、テフロンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴ
ム、EPDM(エチレンプロピレンジエンの3元共重合
体)などの弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、
酸化スズ、炭化ケイ素の如き導電性付与材を配合分散し
て電気抵抗値(体積抵抗率)を105 〜1011Ω・cm
中抵抗に調整した、ソリッドあるいは発泡肉質の層であ
る。
【0197】中間転写体105は静電潜像担持体101
に対して並行に軸受けさせて静電潜像担持体101の下
面部に接触させて配設してあり、静電潜像担持体101
と同じ周速度で矢印の反時計方向に回転する。
【0198】静電潜像担持体101の面に形成担持され
た第1色のトナー像が、静電潜像担持体101と中間転
写体105とが接する転写ニップ部を通過する過程で中
間転写体105に対する印加転写バイアスで転写ニップ
域に形成された電界によって、中間転写体105の外面
に対して順次に中間転写されていく。
【0199】必要により、着脱自在なクリーニング手段
により、転写材へのトナー像の転写後に、中間転写体1
05の表面がクリーニングされる。中間転写体上にトナ
ー像がある場合、トナー像を乱さないようにクリーニン
グ手段は、中間転写体105の表面から離される。
【0200】中間転写体105に対して並行に軸受けさ
せて中間転写体105の下面部に接触させて転写手段が
配設され、転写手段107は例えば転写ローラ又は転写
ベルトであり、中間転写体105と同じ周速度で矢印の
時計方向に回転する。転写手段107は直接中間転写体
105と接触するように配設されていても良く、またベ
ルト等が中間転写体5と転写手段107との間に接触す
るように配置されても良い。
【0201】転写ローラの場合、中心の芯金107bと
その外周を形成した導電性弾性層107aとを基本構成
とするものである。
【0202】中間転写体及び転写ローラとしては、一般
的な材料を用いることが可能である。中間転写体の弾性
層の体積固有抵抗値よりも転写ローラの弾性層の体積固
有抵抗値をより小さく設定することで転写ローラへの印
加電圧が軽減でき、転写材上に良好なトナー像を形成で
きると共に転写材の中間転写体への巻き付きを防止する
ことができる。特に中間転写体の弾性層の体積固有抵抗
値が転写ローラの弾性層の体積固有抵抗値より10倍以
上であることが特に好ましい。
【0203】例えば、転写ローラ107の導電性弾性層
107bはカーボン等の導電材を分散させたポリウレタ
ン、エチレン−プロピレン−ジエン系三元共重合体(E
PDM)等の体積抵抗106 〜1010Ωcm程度の弾性
体でつくられている。芯金7aには定電圧電源によりバ
イアスが印加されている。バイアス条件としては、±
0.2〜±10kVが好ましい。
【0204】次いで転写材106上のトナー画像は加熱
加圧定着手段によって定着される。加熱加圧定着手段と
しては、ハロゲンヒーター等の発熱体を内蔵した加熱ロ
ーラーとこれと押圧力をもって圧接された弾性体の加圧
ローラーを基本構成とする熱ロール方式や、フィルムを
介してヒーターにより加熱定着する方式(図12及び図
13)が挙げられるが、本発明のトナーは定着性と耐オ
フセット性に優れるので上記の如き加熱加圧定着手段と
良好なマッチングを示す。
【0205】
【実施例】次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、これらは本発明をなんら限定するも
のではない。尚、以下の配合における部数は、特に説明
のない場合は重量部である。
【0206】エステルワックスの調製 ジムロート還流器、Dean−Stark水分離器を備
えた4つ口フラスコ反応装置に、ベンゼン1,740重
量部、長鎖アルキルカルボン酸成分1,300重量部、
長鎖アルキルアルコール成分1,200重量部、更に、
p−トルエンスルホン酸120重量部を加えて充分攪拌
して溶解後、5時間還流せしめた後、水分離器のバルブ
を開けて、共沸留去を行った。共沸留去後、炭酸水素ナ
トリウムで充分洗浄した後、乾燥してベンゼンを留去し
た。得られた生成物を再結晶後、洗浄し、精製してエス
テルワックス−a〜−eを得た。図2に、エステル
ワックス−aのガスクロマトグラムを示した。
【0207】この際に使用した長鎖アルキルカルボン酸
成分、及び長鎖アルキルアルコール成分を下記に挙げ
る。表1に挙げた各エステルワックス−a〜−e
は、これらの長鎖アルキルカルボン酸成分の種類及び量
と、長鎖アルキルアルコールの種類及び量とを適宜変更
することにより調製した。
【0208】長鎖アルキルカルボン酸成分 ・パルミチン酸 (C16322) ・ステアリン酸 (C18362) ・アラキデン酸 (C20402) ・ベヘニン酸 (C22442) ・リグノセリン酸 (C24482) 長鎖アルキルアルコール成分 ・パルミチルアルコール(C1634O) ・ステアリルアルコール(C1838O) ・アラキデルアルコール(C2042O) ・ベヘニルアルコール (C2246O)
【0209】
【表1】
【0210】尚、上記のエステルワックスのうちの−
eは、ベヘニン酸及びベヘニルアルコールの配合量を減
らして調製したものであり、表1に示したように、トー
タルの炭素数が同一のエステル化合物の含有量が、全て
の炭素数において50重量%未満で構成されているエス
テルワックスである。
【0211】ワックスの調製 本実施例で用いたワックス−a〜−c、及び比較用
に用いたワックス−d及び−eについてのDSCの
測定結果、及び13C−NMRの測定結果を表2に示し
た。用いた夫々のワックスについて説明すると、ワック
ス−aと−bは、アーゲ法により合成したポリアル
キレンから分別により得られたワックスであり、ワック
ス−cは、多官能性モノマー存在下、チーグラー法に
より合成したポリアルキレンから分別により得られたワ
ックスである。更に、比較用に用いたワックス−d
は、ポリエチレンの熱分解により得られたワックスであ
り、ワックス−eは、ポリプロピレンの酸化分解によ
り得られたワックスである。表2から明らかなように、
−a〜−cは、本発明で使用するワックスの構成
要件を満足するものであり、−d及び−eのワック
スは、本発明において要求する要件を満足するものでは
ない。
【0212】
【表2】
【0213】実施例1 本実施例のブラックトナーAを、次の如くして重合法に
よって調製した。先ず、高速攪拌装置TK−ホモミキサ
ーを備えた四つ口フラスコ中に、イオン交換水710重
量部と、0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液45
0重量部とを添加し、回転数を12,000rpmに調
製し、65℃に加温せしめた。ここに、1.0モル/リ
ットル−CaCl2水溶液68重量部を徐々に添加し
て、微小な難水溶性分散安定剤Ca3(PO4)2を含む水
系分散媒体を調製した。
【0214】次に、下記混合物をアトライターを用いて
3時間分散させた後、重合開始剤である2,2′−アゾ
ビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10重量部を
添加して得られた重合性単量体組成物を、先に作製した
水系分散媒体中に投入し、回転数12,000rpmを
維持しつつ15分間造粒した。その後、高速攪拌器から
プロペラ攪拌羽根に攪拌器を変え、内温を65℃のまま
で回転数200rpmで重合を10時間継続させた。重
合終了後、スラリーを冷却し、希塩酸を添加して分散安
定剤を除去せしめた。更に洗浄し、乾燥を行い、重量平
均粒径が6.1μmの黒色粒子を得た。
【0215】 ・スチレン単量体 87重量部 ・n−ブチルアクリレート単量体 13重量部 ・カーボンブラック(平均粒径37nm、DBP吸油量71ml/100g) 10重量部 ・極性樹脂〔飽和ポリエステル(テレフタール酸−プロピレンオキサイド変性 ビスフェノールA、酸価15mgKOH/g、ピーク分子量6,000)〕 5重量部 ・ジアルキルサリチル酸金属化合物 0.5重量部 ・エステルワックス(−a) 15重量部 ・ワックス(−a) 1重量部
【0216】上記で得られた黒色粒子98.5重量部に
対して、BET法による比表面積が200m2/gであ
る疎水性シリカを1.5重量部外添し、ブラックトナー
(A)を得た。このトナー5重量部に対し、アクリルコ
ートされたフェライトキャリア95重量部を混合し、二
成分現像剤(A)とした。ブラックトナー(A)の形状
係数を測定したところ、SF−1=111、SF−2=
110であった。
【0217】実施例2〜10、及び比較例1〜11 ワックス成分、及びカーボンブラック量を表3に示した
ように変更して、実施例1と同様の方法で、ブラックト
ナー(B)〜(U)を作製し、二成分現像剤(B)〜
(U)とした。ブラックトナー(A)〜(U)の各トナ
ーの物性を、表3に示した。
【0218】比較例12 ワックス組成物としてワックス(−b)15重量部
と、ワックス(−d)1重量部とを用いることを除い
ては、前記実施例1と同様の方法でブラックトナー
(V)を作成し、更にキャリアと混合して二成分現像剤
(V)とした。ブラックトナー(V)の形状係数を測定
したところ、SF−1=114、SF−2=111であ
った。
【0219】比較例13 ワックス組成物としてワックス(−b)1重量部と、
ワックス(−e)15重量部とを用いることを除いて
は、前記実施例1と同様の方法でブラックトナー(W)
を作成し、更にキャリアと混合して二成分現像剤(W)
とした。ブラックトナー(W)の形状係数を測定したと
ころ、SF−1=120、SF−2=116であった。
【0220】
【表3】
【0221】<評価>実施例及び比較例で得られたトナ
ーについて下記の項目の評価を行なった。そして、表4
に、評価結果を示した。
【0222】評価項目は、(1)常温常湿下での画像濃
度、(2)低温定着性(最低定着温度)、(3)常温低
湿下での転写効率、(4)常温常湿下及び常温低湿下で
のハーフトーン画像の画質、(5)常温低湿下における
凝集度、(6)高温高湿下における疎水性シリカを加え
る前のトナーの帯電量、(7)トナーを長期放置した後
の帯電量、(8)高温高湿下での複写耐久時における帯
電安定性、その時の(9)トナー飛散、(10)常温常
湿下及び高温高湿下でのカブリを夫々評価した。
【0223】評価は、上記の現像剤を、図5に示す市販
のカラー複写機CLC−500(キヤノン製)を改造し
た画像形成装置にて画出しした。現像条件は、下記の条
件で行なった。
【0224】 常温常湿条件:23℃/60% 現像コントラスト=300V 常温低湿条件:23℃/5% 現像コントラスト=400V 高温高湿条件:30℃/80% 現像コントラスト=250V
【0225】以下、各項目の評価方法について説明す
る。
【0226】(1)画像濃度 通常の複写機用普通紙(75g/m2)に一辺が5mm
の正方形のベタ黒画像をプリントアウトし、「マクベス
反射濃度計RD918」(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。 A:1.40以上 B:1.35以上、1.40未満 C:1.00以上、1.35未満 D:1.00未満
【0227】(2)低温定着性 記録材に、市販の複写機用紙キヤノンニュードライペー
パー(キヤノン販売社製64g/m2)を使用し、先に
説明した複写機で未定着のトナー画像を作成した。次
に、加熱ローラー及び加圧ローラーともに表層をFEP
で10μmコーティングしたローラーを用いた外部定着
装置を使用し、定着温度を100℃〜200℃の範囲で
5℃おきに温調し、各温度で定着を行い、得られた定着
画像を50g/cm2の加重をかけたシルボン紙で二回
摺擦し、摺擦前後の画像濃度低下率が10%以下となる
定着温度を定着開始温度として、表4に示した。
【0228】(3)転写効率 常温低湿環境下において、感光体ドラム上に形成された
トナー像(画像濃度1.4)を透明な粘着テープで採取
し、その画像濃度(D)をマクベス濃度計又はカラー
反射濃度計で測定する。本発明においては、Color
reflection densitometer
X−RITE 404A manufactured
by X−Rite Co.を用いてで測定した。次
に、再度トナー像を感光体ドラム上に形成し、トナー像
を記録材へ転写し、記録材上に転写されたトナー像を透
明な粘着テープで採取し、その画像濃度(D2)を同様
に測定した。転写効率は、得られた画像濃度(D1)及
び(D2)から以下の如く算出して、表4に示した。
【0229】
【外20】
【0230】(4)ハーフトーン画像の画質 常温常湿下(23℃/60%)及び常温低湿下(23℃
/5%)で複写を行い、画像濃度0.4のハーフトーン
画像を出力し、その画質を評価した。評価は目視で判断
し、以下の基準で行った。 A:非常に良好 B:良好 C:若干ガサツキ感あり D:ガサツキ感あり E:ガサツキ目立つ
【0231】(5)凝集度の測定 凝集度の測定は、常温低湿下においてパウダーテスター
を用いて以下の要にして行った。
【0232】パウダーテスター(細川ミクロン社製)の
振動台に、上から目開きが100mesh、200me
sh、400meshの順番にフルイを重ねてセットし
た後、振動台の振幅が0.4mmとなるように調整す
る。次にトナー5gを秤量し、最上位に位置する目開き
100meshのフルイの上に静かに載せ、振動を15
秒間加える。その後、各フルイ上に残ったトナーの重量
を測定し、下式に従って凝集度を算出して、表4に示し
た。尚、凝集度の値が小さい程、流動性に優れることに
なる。
【0233】
【外21】
【0234】(6)高温高湿下における疎水性シリカを
加える前のトナーの帯電量 高温高湿下(30℃/80%)で、現像剤作成時に使用
したフェライトキャリアを使用して、疎水性シリカを加
える前のトナーの帯電量を測定し、表4に示した。
【0235】(7)トナーを長期放置した後の帯電量 疎水性シリカを加える前のトナーを高温高湿下に4日間
放置した後、(4)と同様の方法で帯電量を測定した。
【0236】(8)高温高湿下での複写耐久時における
帯電安定性 高温高湿下(30℃/80%)で、10,000枚の複
写テストを行った。そして、この時の現像剤の帯電量変
化から、帯電安定性を評価した。評価は、耐久開始時の
帯電量と終了時の帯電量の変化幅を%で求め、得られた
値によって以下の基準で評価した。 A:10%未満(非常に安定) B:10%以上20%未満 C:20%以上30%未満 D:30%以上40%未満 E:40%以上50%未満 F:50%以上(著しく不安定)
【0237】(9)高温高湿下での複写耐久時における
トナー飛散の発生 耐久における画像のトナー飛散の発生は、10,000
枚耐久終了直前に得られた画像の画質を観察し、トナー
飛散の発生の状態により、下記の6段階で評価した。結
果を表4に示したが、許容範囲はC以上である。 A:殆ど発生せず B:軽微なトナー飛散が見られる C:若干のトナー飛散が見られる D:トナー飛散が目立つ E:顕著なトナー飛散が見られる F:トナー飛散により画像形成装置内が汚れる
【0238】(10)常温常湿下及び高温高湿下での複
写耐久時におけるカブリの発生耐久における画像のカブ
リの発生は、10,000枚耐久終了直前に得られた画
像の画質を観察し、カブリの発生の状態を下記の6段階
で評価し、表4に示した。尚、この場合も許容範囲はC
以上である。 A:殆ど発生せず B:軽微なカブリが見られる C:若干のカブリが見られる D:カブリが目立つ E:顕著なカブリが見られる F:トナー飛散により画像形成装置内が汚れる
【0239】
【表4】
【0240】実施例11 市販のレーザービームプリンターLBP−EX(キヤノ
ン社製)のプロセスカートリッジを図11に示すように
非磁性一成分ジャンピング現像用に解像し、前記ブラッ
クトナー(A)を逐次補給しながら実施例1と同様に画
出し評価したところ、常温低湿下での転写効率は98%
で、ハーフトーン画像の画質も非常に良好であった。
又、高温高湿下においてもトナー飛散やカブリが殆ど見
られない優れた画像が得られた。
【0241】比較例14 前記トナー(C)を用いることを除いては実施例11と
同様に画出し評価したところ、常温低湿下での転写効率
は94%で、ハーフトーン画像の画質にガサツキ感があ
った。又、高温高湿下においては画出しを行うにつれて
トナー飛散やカブリが悪化し、10000枚の画出し評
価終了時に得られた画像には顕著なトナー飛散が見ら
れ、カブリが目立つものであった。
【0242】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定のエステルワックスと特定のワックスとを組み合わ
せて、特定の関係を満足する量でトナーの構成材料に併
用することにより、転写性に優れ、各環境下における帯
電性が良好であって、長期間保存した場合においても安
定した高画質画像を得ることのできる静電荷像現像用ト
ナー及び該トナーを用いた画像形成方法を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エステルワックスのガスクロマトグラムの一例
を示す図である。
【図2】エステルワックス−aのガスクロマトグラム
を示す図である。
【図3】ワックスに対して、13C−NMR測定装置で
測定したスペクトルの一例を示す図である。
【図4】トナーの形状係数SF−1及びSF−2と転写
効率の相関関係を示す図である。
【図5】本発明の実施例において使用した画像形成装置
を示す図である。
【図6】本発明において使用することのできる他の画像
形成装置の模式図である。
【図7】図6で示した画像形成装置の現像領域の拡大図
である。
【図8】本発明において使用することのできる他の画像
形成装置の模式図である。
【図9】本発明において用いることのできる二成分現像
剤用の現像装置の要部の模式図である。
【図10】本発明において使用することのできる他の画
像形成装置の模式図である。
【図11】本発明の一成分現像剤を用いた実施例におい
て用いた、現像装置の要部の拡大横断面図である。
【図12】本発明において用いることのできる定着装置
の分解斜視図である。
【図13】本発明において用いることにできる定着装置
の非駆動時のフィルム状態を示した要部の拡大横断面図
である。

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも結着樹脂、着色剤及びワック
    ス組成物を含有するトナー粒子を有する静電荷像現像用
    トナーにおいて、該ワックス組成物が、下記及びの
    ワックスを有し、 1) 長鎖アルキル基を有するエステルワックス 2) 示差走査熱量計により測定されるDSC曲線にお
    いて、昇温時に40〜130℃の領域に最大吸熱ピーク
    を示し、13C−NMR測定装置により測定されるスペク
    トルにおいて、0〜50ppmの範囲に検出されるシグ
    ナルの総面積をS、36〜42ppmの範囲に検出され
    るシグナルの総面積をS1、及び、10〜17ppmの
    範囲に検出されるシグナルの総面積をS2とした場合
    に、S、S1及びS2が下記の関係を満足するワックス 【外1】 且つ、上記エステルワックスの結着樹脂100重量部
    に対する含有量をA(重量部)、上記ワックスの結着
    樹脂100重量部に対する含有量をB(重量部)、着色
    剤の結着樹脂100重量部に対する含有量をC(重量
    部)とした場合に、A、B及びCが下記の関係を満足す
    ることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 3≦A≦30 0.2≦B≦10 4≦A+B≦40 0.02≦B/A≦0.5 0.02≦B/C≦2
  2. 【請求項2】 該エステルワックスが、下記式で示さ
    れるエステル化合物を含有していることを特徴とする請
    求項1に記載の静電荷像現像用トナー。 R1−COO−R2 (上記式中、R1及びR2は、それぞれ炭素数15〜4
    5を有する炭化水素基を示す。)
  3. 【請求項3】 該エステルワックスが、トータルの炭
    素数が同一であるエステル化合物を50〜95重量%の
    範囲で含有していることを特徴とする請求項2に記載の
    静電荷像現像用トナー。
  4. 【請求項4】 該エステルワックスが、トータルの炭
    素数が同一であるエステル化合物を55〜95重量%の
    範囲で含有していることを特徴とする請求項2に記載の
    静電荷像現像用トナー。
  5. 【請求項5】 該エステルワックスが、トータルの炭
    素数が同一であるエステル化合物を60〜95重量%の
    範囲で含有していることを特徴とする請求項2に記載の
    静電荷像現像用トナー。
  6. 【請求項6】 該エステルワックスが、エステルワッ
    クス中に一番多く含有されているトータルの炭素数が
    同一であるエステル化合物と、該炭素数に対してトータ
    ルの炭素数が±2の範囲にあるエステル化合物とを合わ
    せて80〜95重量%含有していることを特徴とする請
    求項2乃至5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナ
    ー。
  7. 【請求項7】 該エステルワックスが、エステルワッ
    クス中に一番多く含有されているトータルの炭素数が
    同一であるエステル化合物と、該炭素数に対してトータ
    ルの炭素数が±2の範囲にあるエステル化合物とを合わ
    せて90〜95重量%含有していることを特徴とする請
    求項2乃至5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナ
    ー。
  8. 【請求項8】 該エステルワックスが、トータルの炭
    素数が44であるエステル化合物を50〜95重量%含
    有していることを特徴とする請求項2乃至7のいずれか
    に記載の静電荷像現像用トナー。
  9. 【請求項9】 該エステルワックスは、重量平均分子
    量(Mw)が200〜2,000であり、数平均分子量
    (Mn)が150〜2,000であ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トナ
    ー。
  10. 【請求項10】 該ワックスは、13C−NMR測定装
    置により測定されるスペクトルにおいて、10〜17p
    pmの範囲に複数のシグナルが検出されることを特徴と
    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
    トナー。
  11. 【請求項11】 該ワックスが、下記式で表わされる
    長鎖分岐構造を有する炭化水素化合物からなるワックス
    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トナー。 【外2】 (式中、A、C及びEは1以上の正数を示し、B及びD
    は0又は1以上の正数を示す。)
  12. 【請求項12】 該エステルワックス及びワックス
    が、示差走査熱量計により測定されるDSC曲線におい
    て、エステルワックスの最大吸熱ピーク時の温度をM
    1、ワックスの最大吸熱ピーク時の温度をMP2とし
    た時、下記関係を満足す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トナー。 −20≦MP2−MP1≦30
  13. 【請求項13】 該トナー粒子が、重合性単量体、着色
    剤、ワックス組成物、及び、重合開始剤を少なくとも含
    有する単量体組成物から水相中で直接的に生成されたも
    のであ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トナー。
  14. 【請求項14】 形状係数SF−1が100〜160で
    あり、形状係数SF−2が100〜140であることを
    特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の静電荷
    像現像用トナー。
  15. 【請求項15】 形状係数SF−1が100〜140で
    あり、形状係数SF−2が100〜120であることを
    特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の静電荷
    像現像用トナー。
  16. 【請求項16】 重量平均粒径が、3〜8μmであるこ
    とを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の静
    電荷像現像用トナー。
  17. 【請求項17】 該着色剤が、カーボンブラックである
    ことを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の
    静電荷像現像用トナー。
  18. 【請求項18】 静電潜像担持体に帯電を行なう帯電工
    程と;帯電された静電潜像担持体に静電潜像を形成する
    潜像形成工程と;静電潜像を現像剤担持体に担持された
    トナーにより現像し、トナー像を静電潜像担持体上に形
    成する現像工程と;静電潜像担持体上のトナー像を中間
    転写体を介して、又は、介さずに転写材に転写する転写
    工程;転写材上のトナー像を定着する定着工程;を少な
    くとも有する画像形成方法において、 該トナーが 、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワック
    ス組成物を含有するトナー粒子を有しており、該ワック
    ス組成物が、下記及びのワックスを有し、 1) 長鎖アルキル基を有するエステルワックス 2) 示差走査熱量計により測定されるDSC曲線にお
    いて、昇温時に40〜130℃の領域に最大吸熱ピーク
    を示し、13C−NMR測定装置により測定されるスペク
    トルにおいて、0〜50ppmの範囲に検出されるシグ
    ナルの総面積をS、36〜42ppmの範囲に検出され
    るシグナルの総面積をS1、及び、10〜17ppmの
    範囲に検出されるシグナルの総面積をS2とした場合
    に、S、S1及びS2が下記の関係を満足するワックス 【外3】 且つ、上記エステルワックスの結着樹脂100重量部
    に対する含有量をA(重量部)、上記ワックスの結着
    樹脂100重量部に対する含有量をB(重量部)、着色
    剤の結着樹脂100重量部に対する含有量をC(重量
    部)とした場合に、A、B及びCが下記の関係を満足す
    ることを特徴とする画像形成方法。 3≦A≦30 0.2≦B≦10 4≦A+B≦40 0.02≦B/A≦0.5 0.02≦B/C≦2
  19. 【請求項19】エステルワックスが、下記式で示され
    るエステル化合物を含有していることを特徴とする請求
    項18に記載の画像形成方法。 R1−COO−R2 (上記式中、R1及びR2は、それぞれ炭素数15〜45
    を有する炭化水素基を示す。)
  20. 【請求項20】 該エステルワックスが、トータルの
    炭素数が同一であるエステル化合物を50〜95重量%
    の範囲で含有してい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】 該エステルワックスが、トータルの
    炭素数が同一であるエステル化合物を55〜95重量%
    の範囲で含有していることを特徴とする請求項19に記
    載の画像形成方法。
  22. 【請求項22】 該エステルワックスが、トータルの
    炭素数が同一であるエステル化合物を60〜95重量%
    の範囲で含有していることを特徴とする請求項19に記
    載の画像形成方法。
  23. 【請求項23】 該エステルワックスが、エステルワ
    ックス中に一番多く含有されているトータルの炭素数
    が同一であるエステル化合物と、該炭素数に対してトー
    タルの炭素数が±2の範囲にあるエステル化合物とを合
    わせて80〜95重量%含有していることを特徴とする
    請求項19乃至22のいずれかに記載の画像形成方法。
  24. 【請求項24】 該エステルワックスが、エステルワ
    ックス中に一番多く含有されているトータルの炭素数
    が同一であるエステル化合物と、該炭素数に対してトー
    タルの炭素数が±2の範囲にあるエステル化合物とを合
    わせて90〜95重量%含有していることを特徴とする
    請求項19乃至22のいずれかに記載の画像形成方法。
  25. 【請求項25】 該エステルワックスが、トータルの
    炭素数が44であるエステル化合物を50〜95重量%
    含有していることを特徴とする請求項19乃至24のい
    ずれかに記載の画像形成方法。
  26. 【請求項26】 該エステルワックスは、重量平均分
    子量(Mw)が200〜2,000であり、数平均分子
    量(Mn)が150〜2,000であることを特徴とす
    る請求項18乃至25のいずれかに記載の画像形成方
    法。
  27. 【請求項27】 該ワックスは、13C−NMR測定装
    置により測定されるスペクトルにおいて、10〜17p
    pmの範囲に複数のシグナルが検出されることを特徴と
    する請求項18乃至26のいずれかに記載の画像形成方
    法。
  28. 【請求項28】 該ワックスが、下記式で表わされる
    長鎖分岐構造を有する炭化水素化合物からなるワックス
    であることを特徴とする請求項18乃至27のいずれか
    に記載の画像形成方法。 【外4】 (式中、A、C及びEは1以上の正数を示し、B及びD
    は0又は1以上の正数を示す。)
  29. 【請求項29】 該エステルワックス及びワックス
    が、示差走査熱量計により測定されるDSC曲線におい
    て、エステルワックスの最大吸熱ピーク時の温度をM
    1、ワックスの最大吸熱ピーク時の温度をMP2とし
    た時、下記関係を満足することを特徴とする請求項18
    乃至28のいずれかに記載の画像形成方法。 −20≦MP2−MP1≦30
  30. 【請求項30】 該トナー粒子が、重合性単量体、着色
    剤、ワックス組成物、及び、重合開始剤を少なくとも含
    有する単量体組成物から水相中で直接的に生成されたも
    のであることを特徴とする請求項18乃至29のいずれ
    かに記載の画像形成方法。
  31. 【請求項31】 該トナーの形状係数SF−1が100
    〜160であり、形状係数SF−2が100〜140で
    あることを特徴とする請求項18乃至30のいずれかに
    記載の画像形成方法。
  32. 【請求項32】 該トナーの形状係数SF−1が100
    〜140であり、形状係数SF−2が100〜120で
    あることを特徴とする請求項18乃至30のいずれかに
    記載の画像形成方法。
  33. 【請求項33】 該トナーの重量平均粒径が、3〜8μ
    mであることを特徴とする請求項18乃至32のいずれ
    かに記載の画像形成方法。
  34. 【請求項34】 該着色剤が、カーボンブラックである
    ことを特徴とする請求項18乃至33のいずれかに記載
    の画像形成方法。
  35. 【請求項35】 該現像工程において、現像領域におけ
    る現像剤担持体表面の移動速度が、静電潜像担持体表面
    の移動速度に対し、1.05〜3.0倍の速度であり、
    該現像剤担持体の表面粗度Raが1.5以下であること
    を特徴とする請求項18乃至34のいずれかに記載の画
    像形成方法。
  36. 【請求項36】 該静電潜像担持体が、現像剤担持体と
    ある一定の間隔を有して配されており、該静電潜像担持
    体と現像剤担持体に交互電界を印加しながら現像が行な
    われることを特徴とする請求項18乃至35のいずれか
    に記載の画像形成方法。
  37. 【請求項37】 該帯電工程が、帯電部材を静電潜像担
    持体に接触させて、外部より帯電部材に電圧を印加し、
    静電潜像担持体を帯電することを特徴とする請求項18
    乃至36のいずれかに記載の画像形成方法。
  38. 【請求項38】 該定着工程が、オフセット防止用液体
    の供給がない、或いは定着器クリーナーを有しない加熱
    定着装置により、トナー画像を転写材に加熱定着するこ
    とを特徴とする請求項18乃至37のいずれかに記載の
    画像形成方法。
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