JP2000214678A - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

画像形成方法および画像形成装置

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JP2000214678A
JP2000214678A JP1267699A JP1267699A JP2000214678A JP 2000214678 A JP2000214678 A JP 2000214678A JP 1267699 A JP1267699 A JP 1267699A JP 1267699 A JP1267699 A JP 1267699A JP 2000214678 A JP2000214678 A JP 2000214678A
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resin
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JP1267699A
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Masami Fujimoto
雅己 藤本
Hirohide Tanigawa
博英 谷川
Naokuni Kobori
尚邦 小堀
Hiroyuki Fujikawa
博之 藤川
Naoki Okamoto
直樹 岡本
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像スリーブ上でのトナーの不均一コートを
防止し、トナーの均一帯電性を向上させ、且つトナーの
過剰帯電を防止し、ブロッチの発生を抑制し、同時にス
リーブ汚染の影響を防いで長期に渡り適正な摩擦帯電性
の維持を実現させることが可能な画像形成方法を提供す
ることにある。 【解決手段】 静電潜像を担持するための潜像担持体7
4に対向して配置された円筒状のトナー担持体上に保持
されたトナー81を、前記潜像担持体との対向部に搬送
し、該対向部にて前記トナーで前記静電潜像を現像する
画像形成方法において、前記トナー担持体として、樹脂
を含む材料によって形成された被覆層77を表面に有す
る円筒状の現像スリーブを用い、前記トナーとして、少
なくとも結着樹脂および荷電制御剤を含有し、前記結着
樹脂がスチレン−ブタジエン共重合体を有し、前記荷電
制御剤はトリフェニルメタン化合物であるトナーを用い
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、磁気記録法において形成される静電荷像をトナ
ーを用いて現像する画像形成方法及び画像形成装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法としては、米国特許第2,2
97,691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
如く多数の方法が知られているが、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
(静電潜像)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、加圧、加熱加圧或いは溶剤蒸気などによ
り定着し、複写物を得るものであり、感光体上に転写さ
れずに残った現像剤は種々の方法でクリーニングされ、
上記工程が繰り返されるものである。
【0003】近年、このような複写装置或いはプリント
装置は、パーソナル化やデジタル化等、変遷しつつある
市場ニーズを反映し、より小型化、より軽量化、或い
は、より高速化、更なる高信頼性が厳しく追及されてき
ており、その結果、電子写真システム全体に要求される
性能もより高度化してきている。特に、高速複写あるい
は高速プリントを可能にし、且つ高耐久性を実現するた
めには、現像剤であるトナーのみ、或いはトナーに帯電
付与する摩擦帯電部材であるトナー担持体のみの改良だ
けでは、所望の性能を実現することは困難になりつつあ
るのが現状である。
【0004】トナーは現像される静電潜像の帯電極性に
応じて、ポジまたはネガの電荷を有する必要があり、こ
のために、染料、顔料あるいは荷電制御剤を添加するこ
とが一般に知られている。この中で、ポジ帯電性荷電制
御剤としては、四級アンモニウム塩やこれらのレーキ顔
料、三級アミノ基あるいは四級アンモニウム塩を側鎖に
有するポリマー、トリフェニルメタン染料およびこれら
のレーキ顔料、ニグロシンおよび脂肪酸金属塩等による
変成物などが知られている。
【0005】しかし、これら従来のポジ帯電性荷電制御
剤では、トナーに十分な帯電量を与えられなかったり、
あるいは十分な帯電量が与えられても、他のトナー構成
材料の影響を受け、過剰なトナー摩擦帯電あるいは不均
一帯電を起こしやすくトナー担持体である現像スリーブ
上でトナーの不均一コート層を形成するブロッチの発生
や、トナー凝集性の増加を招いたり、また、画像濃度低
下やカブリ等の現像特性の劣化を発生しやすかった。ま
た、トナー中から荷電制御剤が欠落しそれが現像スリー
ブ表面に固着し、トナーの帯電を阻害するスリーブ汚染
の問題があった。
【0006】一方、トナーを現像スリーブと接触させ
て、摩擦帯電させる場合において、如何に長期安定的に
効率よく適正な摩擦帯電を持続できるかという問題があ
る。
【0007】従来から、現像スリーブはトナーの搬送の
ためにその表面を凹凸に粗している。古くは特開昭54
−79043号公報にも示されるような、主に二成分現
像器におけるローレット状の溝を入れたスリーブや、特
開昭55−26526号公報に示されるように主に一成
分現像器用のブラスト処理を施したスリーブがある。
【0008】特にブラスト処理したスリーブの材質とし
ては、長期使用時にその表面の凹凸が摩耗減少すること
を防ぐために、比較的高硬度な材料、例えばSUS等が
多く用いられている。SUSの硬度は、JIS Z22
44に記載のビッカース硬度Hvでおよそ200であ
る。SUSに対するブラスト処理としては、特開昭57
−66455号公報で示されるように、アルミナ粒子を
用いたアランダムブラストが古くは用いられていた。し
かし、アランダムスリーブの表面形状は鋭い凹凸で形成
されているために、特に長期使用時において、現像器中
での撹拌によるトナー粒子の破壊・小径化が生じ、その
凹部に微細トナー粒子等が埋め込まれ、その部分でのト
ナーに対する帯電が阻害され、画像不良を引き起こす、
いわゆるスリーブ汚染が発生するため、特開昭57−1
16372号公報、特開昭58−11974号公報及び
特開平1−131586号公報に開示されるように、球
形粒子(例えばガラスビーズ等)を用いてブラストする
方法も提案されている。この球形粒子によるブラスト
は、スリーブ表面がアランダムブラストよりも滑らかな
プロファイルを示すことから、スリーブ汚染の低減を目
指したものである。
【0009】しかし、これらのスリーブを用いて従来の
荷電制御剤を用いたポジトナーの帯電付与を行う場合に
おいては、トナー帯電量の調整が難しく、スリーブ基体
材料としてステンレス鋼を用いた場合には、帯電付与力
が強いため、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り、鏡映力によりスリーブ
表面に強烈に引きつけられてしまい不動層を形成する。
これによりトナーのスリーブとの摩擦機会が減少し、好
適な帯電付与が阻害される。この結果、トナーの不均一
帯電によるブロッチが発生しやすくなり、当然現像特性
も劣化する。
【0010】近年、現像スリーブ材質として高価なSU
Sに代わり、そのコストダウンの目的で、アルミニウム
合金が用いられるようになってきた。一方、感光ドラム
として長寿命で知られるアモルファスシリコンドラム
(以下、「a−Siドラム」と記す)を用いた場合は、
アルミスリーブを用いることが必須となりつつある。理
由は次の通りである。a−Siドラムを高湿環境下で使
用した場合、OPCドラムと比較して画像流れが発生し
やすい。「画像流れ」とは、ドラム表面に付着した帯電
生成物(NOx等)が吸湿してしまい、帯電・露光によ
り静電潜像を形成しているドラム上の表面電荷が周囲に
流れてしまう現象である。この結果として現像されたト
ナー像もにじんだような画像不良となる。この現象を防
ぐために、感光ドラム内に面状発熱体等を入れてNOx
の吸湿を妨げる対策がとられている。
【0011】しかし、a−Siドラム内の面状発熱体の
影響でa−Siドラムに対向している現像スリーブも同
時に加熱されるため、スタンバイ時に現像スリーブの一
方向すなわちa−Siに対向している側のみ熱膨張し変
形してしまい、その結果、現像スリーブが反るという問
題が発生する。これがマシンスタンバイ放置後の1枚目
のコピーで、例えば均一な濃度のハーフトーン画像をコ
ピーした場合に、スリーブピッチ状の濃度ムラとして画
像に現れ、実用上問題になる。しかも、この熱変形は熱
伝導性の悪いSUSスリーブにおいて顕著であるため、
その対策としてSUSに代わり熱伝導性のよいアルミス
リーブが好適に用いられるようになってきた。アルミス
リーブではこの熱変形はわずかであるため、画像濃度ム
ラはほとんど目立たないという特徴がある。
【0012】もっとも、画像流れ対策としては、OPC
ドラムのようにその表面を削れやすくして、NOxもろ
とも表面層を削ることも考えられるが、この場合、a−
Siドラムのメリットである長寿命という特性は犠牲に
なるため現実的ではない。
【0013】以上のような理由からも現像スリーブの材
質としては、SUSに代わりアルミスリーブが主流とな
ってきている。
【0014】ところが、周知のようにアルミスリーブは
硬度がビッカース硬度でHv≒100程度と低いため、
ブラスト後の粗したスリーブ表面が、現像工程の繰り返
しにより簡単に早期に摩耗するという問題がある。
【0015】その対策のため、特開平1−276174
号公報に示されるように、アルミに高硬度な樹脂コート
したものが用いられている。これは、フェノール樹脂中
にカーボングラファイトを分散してスリーブに必要な導
電性を維持しつつ硬度を上げたものである(以下、「カ
ーボンコートスリーブ」と称す)。樹脂をディッピング
又はスプレーにて10〜20μm程度塗布しているの
で、下地のアルミの凹凸を若干は継承するが、その微細
な表面性は、基本的には平らなフェノール樹脂中にカー
ボングラファイトが埋め込まれたようになっており、粗
さの断面形状は比較的前述したアランダムブラストに近
い。従って、表面の鋭利な凹凸のために、凹部にトナー
等が埋め込まれてしまい、SUSスリーブ以上にスリー
ブ汚染が発生しやすい欠点がある。
【0016】ただし、従来カーボンコートスリーブはネ
ガ帯電性OPCを用いたLBP等に用いられていたた
め、このスリーブ汚染の問題は大きな問題とならなかっ
た。理由は、LBPの場合は消耗品としてのカートリッ
ジに現像スリーブも含まれているため長期使用を想定し
ていないことがその一つである。また、ネガ帯電性OP
Cに対する反転現像のため、トナーの極性はドラムと同
極性のネガとなるが、基本的にトナーに用いられる樹脂
(例えばスチレン−アクリル、ポリエステル等)は強い
ネガ帯電性を持つため、トナーに仕上げた後もネガトナ
ーとしての帯電性がなお高く、このような場合はスリー
ブ汚染が発生したとしても、なおかつ画像形成には十分
なトナー帯電量を得ることができた、ということも理由
の一つである。また、前述したカーボンコートスリーブ
も少しずつ削れていく構成にして、汚染物質も一緒に削
ることにより解消していた。
【0017】しかし、カーボンコートスリーブをポジト
ナーとの組み合わせで使用する場合において、スリーブ
汚染および適正な帯電付与特性の維持の点が大きな問題
となる。カーボンコートスリーブは、SUSスリーブと
比較した場合、摩擦帯電付与性能が若干劣る。これは、
表面層の汚染の程度が、金属表面とは異なることから生
じている可能性や、そもそも金属と比較して、物質の持
つ特性からくる帯電系列の違い等が考えられるが、現状
では明確な解明はなされていない。このように、スリー
ブ表面に樹脂被覆層を設けたものに関しては、耐久性は
良好であるが、トナーに対する帯電付与特性の制御に制
約があり、ネガ帯電付与タイプに対しては応用範囲は広
いが、ポジ帯電付与タイプに応用した場合には、適当な
帯電付与能力を持たせることが困難である。また、樹脂
被覆層を削れやすい構成にして汚染物質を除去し、スリ
ーブ汚染を防ぐという考え方は、高速複写あるいは高速
プリントを行う場合において、十分な耐久性を持たせる
ことが困難であるため、現実的ではない。
【0018】一方、スリーブ汚染に関して、トナー粒子
の面からみれば、より微粒子化するほどスリーブ汚染に
対するラチチュードは狭くなることから、現像工程が長
期間繰り返される複写耐久(或いはプリント耐久)の場
合、現像器中のトナーが機械的ダメージにより破壊さ
れ、微細なトナー片が発生することは、なんとしても防
止しなければならない課題である。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に述べ
た問題点を解決する画像形成方法および画像形成装置を
提供することを目的とする。
【0020】すなわち、本発明の目的は、樹脂を含む材
料により形成された表面層を有するトナー担持体である
現像スリーブとポジトナーを組み合わせて使用する場合
に、現像スリーブ上でのトナーの不均一コートを防止
し、トナーの均一帯電性を向上させ、且つトナーの過剰
帯電を防止することにより、ブロッチの発生を抑制し、
同時にスリーブ汚染の影響を防ぐことにより、例えば高
速複写或いは高速プリント時においても、長期に渡り適
正な摩擦帯電性の維持を実現させることが可能な画像形
成方法および画像形成装置を提供することにある。
【0021】また、本発明の目的は、SUSスリーブに
比べ摩擦帯電付与性能の劣る、樹脂を含む材料により形
成された表面層を有する現像スリーブを用いた場合にお
いても、摩擦帯電能力に優れ、画像濃度が高くカブリの
少ない高品質プリントを長期安定的に供給できる画像形
成方法および画像形成装置を提供することにある。
【0022】更に本発明の目的は、長期に渡り、現像を
繰り返し行った場合においても、現像器中での機械的ダ
メージによるトナー粒子の破壊による微細粒子の発生が
なく、この結果スリーブ汚染を抑制することができる画
像形成方法および画像形成装置を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は、静電潜像を担
持するための潜像担持体に対向して配置された円筒状の
トナー担持体上に保持されたトナーを、前記潜像担持体
との対向部に搬送し、該対向部にて前記トナーで前記静
電潜像を現像する画像形成方法において、前記トナー担
持体として、少なくとも表面が樹脂を含む材料によって
形成された円筒状の現像スリーブを用い、前記トナーと
して、少なくとも結着樹脂および荷電制御剤を含有し、
前記結着樹脂がスチレン−ブタジエン共重合体を有し、
前記荷電制御剤はトリフェニルメタン化合物であるトナ
ーを用いることを特徴とする画像形成方法に関する。
【0024】また、静電潜像を担持するための潜像担持
体、及び該潜像担持体に対向して配置された円筒状のト
ナー担持体を有する画像形成装置であって、該トナー担
持体は、表面に保持しているトナーを、前記潜像担持体
との対向部に搬送し、該対向部にて前記トナーで前記静
電潜像を現像するためのものであり、前記トナー担持体
として、少なくとも表面が樹脂を含む材料によって形成
された円筒状の現像スリーブを用い、前記トナーとし
て、少なくとも結着樹脂および荷電制御剤を含有し、前
記結着樹脂がスチレン−ブタジエン共重合体を有し、前
記荷電制御剤はトリフェニルメタン化合物であるトナー
を用いることを特徴とする画像形成装置に関する。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明のトナーは、結着樹脂中に
スチレン−ブタジエン共重合体を含有する。スチレン−
ブタジエン共重合体は熱可塑性エラストマーの一種であ
ることから、これをトナー中に添加することにより、ト
ナーに耐衝撃性を付与することができる。これにより、
現像器中での撹拌によるトナーの破壊・小径化が防止さ
れ、長期にわたり現像を繰り返した場合においても、現
像器中における微粒子状のトナーの発生が抑えられる。
従って、樹脂を含む材料により形成された表面層を有す
る現像スリーブと組み合わせて使用した場合において
も、微粒子状のトナー発生が抑えられることから、スリ
ーブ汚染の発生を有効に抑制できる。
【0026】一方、スチレン−ブタジエン共重合体は、
スチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂と比べ電気
抵抗が高く、そのため帯電緩和しにくい特性を持つ。従
って、環境変動があった場合においても、トリボの保持
性能が高く、現像性にすぐれた特性を発揮する。
【0027】特に、乳化重合によりスチレン−ブタジエ
ン共重合体を作製する場合は、乳化剤が残留することに
よりポジ性(正帯電性)を示すようになり、ポジトナー
に応用する場合には特に有効に使用できる。したがっ
て、SUSに比較して若干帯電付与性能が劣る、樹脂を
含む材料により形成された表面層を有する現像スリーブ
との組み合わせにおいても、あらゆる環境にわたり、十
分な帯電性を維持でき、高い画像濃度を長期にわたって
維持することができる。
【0028】本発明に用いるスチレン−ブタジエン共重
合体は、スチレン単量体とブタジエンとを共重合せしめ
て得られる。ここでスチレン単量体としては、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、α−メチルスチレン、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−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p
−フェニルスチレン、p−クロロスチレン等が挙げられ
る。
【0029】また本発明に用いられるスチレン−ブタジ
エン共重合体は、GPCによる分子量分布において、M
nが1×103〜1×105が好ましく、さらには2×1
3〜5×104が好ましい。また、Mwが5×103
1×106が好ましく、さらに好ましくは1×104〜5
×105であることが良く、さらに、2×103〜2×1
5の領域、望ましくは3×103〜1.5×105の領
域に少なくとも一つのピークが存在することが好まし
い。また、Mw/Mnは2.0以上が好ましく、さらに
好ましくは3.0以上が良い。
【0030】本発明において、結着樹脂に含有せしめる
スチレン−ブタジエン共重合体の含有量は、結着樹脂中
に1〜40重量%であることが好ましい。さらに好まし
くは5〜35重量%が良い。当該共重合体の含有量が1
重量%未満ではその効果が得られにくくなり、また、4
0重量%を超えると結着樹脂のゴム弾性が大きくなり良
好な定着性が得られない。
【0031】また、上記スチレン−ブタジエン共重合体
はスチレン含有量が50〜95重量%のものが好まし
い。更に好ましくは60〜93重量%が良い。好ましい
ブタジエン含有量は5〜50重量%、さらに好ましくは
7〜40重量%が良い。本発明において、スチレン含有
量が50重量%未満のスチレン−ブタジエン共重合体を
用いた場合、構成される結着樹脂のガラス転移点が低く
なり、且つ得られるトナーは凝集性の高いものとなる。
一方、スチレン含有量が95重量%を超える共重合体を
用いた場合には、構成される結着樹脂の軟化点が高くな
って良好な定着性が得られなくなる。
【0032】またその他のコモノマーを含有した三元共
重合体でもよく、そのコモノマーとしては、例えばアク
リル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチ
ル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸フェ
ニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチ
ル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミドのような二重結合を有するモノカルボン酸、もし
くはその置換体;例えば、マレイン酸、マレイン酸ブチ
ル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルのような二
重結合を有するジカルボン酸及びその置換体;例えば塩
化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルのようなビニル
エステル類;例えばエチレン、プロピレン、ブチレンの
ようなエチレン系オレフィン類;例えばビニルメチルケ
トン、ビニルヘキシルケトンのようなビニルケトン類;
例えば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のようなビニルエーテル類;
の如きビニル単量体が挙げられる。上記その他の単量体
の含有量は20重量%以下のものが好ましい。さらに好
ましくは15重量%以下が良い。
【0033】また、本発明に用いられるスチレン−ブタ
ジエン共重合体は、ゲル含有率が60重量%以下、さら
には50重量%以下のものが好ましい。また、当該スチ
レン−ブタジエン共重合体は一部架橋していても良く、
架橋剤としては、例えばジビニルベンゼン等の2官能性
モノマー或いはベンゾイルパーオキシド等のラジカル開
始剤を用いることができる。
【0034】本発明において、上記スチレン−ブタジエ
ン共重合体以外に結着樹脂に用いられる樹脂としては、
下記の樹脂が挙げられる。
【0035】例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロル
スチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその
置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重
合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−
ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エス
テル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合
体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合
体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチ
ルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共
重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン系共
重合体;さらにはポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天
然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、
アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリ
コーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹
脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンイ
ンデン樹脂、石油系樹脂が使用できる。好ましい結着樹
脂としては、スチレン系共重合体もしくはポリエステル
樹脂が挙げられる。
【0036】スチレン系共重合体のスチレンモノマーに
対するコモノマーとしては、例えばアクリル酸、アクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、ア
クリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−
2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル
酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのような二重
結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体;例え
ば、マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチ
ル、マレイン酸ジメチルのような二重結合を有するジカ
ルボン酸及びその置換体;例えば塩化ビニル、酢酸ビニ
ル、安息香酸ビニルのようなビニルエステル類;例えば
エチレン、プロピレン、ブチレンのようなエチレン系オ
レフィン類;例えばビニルメチルケトン、ビニルヘキシ
ルケトンのようなビニルケトン類;例えばビニルメチル
エーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエ
ーテルのようなビニルエーテル類;の如きビニル単量体
が単独もしくは2つ以上用いられる。
【0037】上記スチレン系重合体またはスチレン系共
重合体は架橋されていても良く、混合樹脂でも良い。
【0038】結着樹脂の架橋剤としては、主として2個
以上の重合可能な二重結合を有する化合物を用いること
ができる。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタ
リンのような芳香族ジビニル化合物;例えばエチレング
リコールジアクリレート、エチレングリコールジメタク
リレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレートの
ような二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビ
ニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィ
ド、ジビニルスルホンのジビニル化合物;及び3個以上
のビニル基を有する化合物;が単独もしくは混合物とし
て用いられる。
【0039】上記結着樹脂の合成方法としては、塊状重
合法、溶液重合法、懸濁重合法及び乳化重合法のいずれ
でも良い。
【0040】塊状重合法では、高温で重合させて停止反
応速度を速めることで、低分子量の重合体を得ることも
できるが、反応をコントロールしにくい問題点がある。
溶液重合法では溶媒によるラジカルの連鎖移動の差を利
用して、また開始剤量や反応温度を調節することで低分
子量重合体を温和な条件で容易に得ることができ、本発
明で用いる樹脂組成物の中で低分子量体を得るときには
好ましい。
【0041】溶液重合で用いる溶媒としては、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、ベンゼン等が用いられる。スチレンモノマ
ー混合物の場合はキシレン、トルエン又はクメンが好ま
しい。それぞれ重合生成するポリマーによって適宜選択
される。
【0042】反応温度としては、使用する溶媒、開始
剤、重合するポリマーによって異なるが、70〜230
℃で行うのが良い。溶液重合においては、溶媒100重
量部に対してモノマー30〜400重量部で行うのが好
ましい。
【0043】さらに、重合終了時に溶液中で他の重合体
を混合することも好ましく、数種の重合体を混合でき
る。
【0044】また、高分子量成分やゲル成分を得る重合
法としては、乳化重合法や懸濁重合法が好ましい。
【0045】このうち、乳化重合法は、水にほとんど不
溶の単量体(モノマー)を乳化剤で小さい粒子として水
相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行
う方法である。この方法では反応熱の調節が容易であ
り、重合の行われる相(重合体と単量体からなる油相)
と水相とが別であるから停止反応速度が小さく、その結
果重合速度が大きく、高重合度のものが得られる。さら
に、重合プロセスが比較的簡単であること、及び重合生
成物が微細粒子であるために、トナーの製造において、
着色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易で
あること等の理由から、トナー用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。
【0046】しかし、添加した乳化剤のため生成重合体
が不純になり易く、重合体を取り出すには塩析などの操
作が必要であるため、懸濁重合が簡便な方法である。
【0047】懸濁重合においては、水系溶媒100重量
部に対してモノマー100重量部以下(好ましくは10
〜90重量部)で行うのが良い。使用可能な分散剤とし
ては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール部
分ケン化物、りん酸カルシウム等が用いられ、水系溶媒
に対するモノマー量等で適当量があるが、一般に水系溶
媒100重量部に対して0.05〜1重量部で用いられ
る。また、重合温度は50〜95℃が適当であるが、使
用する開始剤、目的とするポリマーによって適宜選択す
べきである。また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用いることができる。
【0048】使用する開始剤としては、t−ブチルパー
オキシ−2−エチルヘキサノエート、クミンパーピバレ
ート、t−ブチルパーオキシラウレート、ベンゾイルパ
ーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、オクタノイ
ルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t
−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイ
ド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’
−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−
アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,
2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレ
ロニトリル)、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)
3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス
(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,4−ビ
ス(t−ブチルパーオキシカルボニル)シクロヘキサ
ン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)オクタン、
n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バ
リレート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタ
ン、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシ−イソプロピ
ル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブ
チルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5
−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメ
チル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、
ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、2,2−ビ
ス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシ
ル)プロパン、ジ−t−ブチルパーオキシ−α−メチル
サクシネート、ジ−t−ブチルパーオキシジメチルグル
タレート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレ
フタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼラート、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキサン、ジエチレングリコール−ビス(t−ブチ
ルパーオキシカーボネート)、ジ−t−ブチルパーオキ
シトリメチルアジベート、トリス(t−ブチルパーオキ
シ)トリアジン、ビニルトリス(t−ブチルパーオキ
シ)シラン等が挙げられ、これらが単独或いは併用して
使用できる。
【0049】その使用量はモノマー100重量部に対
し、0.05重量部以上(好ましくは0.1〜15重量
部)の濃度で用いられる。
【0050】本発明において、スチレン−ブタジエン共
重合体と共に用いることができるポリエステル樹脂の組
成は以下の適りである。
【0051】2価のアルコール成分としては、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、また下記
(A)式で表わされるビスフェノール及びその誘導体;
【0052】
【化1】 (式中、Rはエチレン又はプロピレン基であり、x,y
はそれぞれ0以上の整数であり、且つ、x+yの平均値
は0〜10である。) また下記(B)式で示されるジオール類;
【0053】
【化2】 であり、x’,y’は0以上の整数であり、かつ、x’
+y’の平均値は0〜10である。)が挙げられる。
【0054】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、無水フタル酸などのベン
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
酸など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
シルコハク酸などのアルケニルコハク酸類もしくはアル
キルコハク酸類、又はその無水物、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
などの不飽和ジカルボン酸類又はその無水物、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が挙
げられる。
【0055】また、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好ま
しい。
【0056】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が挙げられる。
【0057】また、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−オキタンテト
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;次式
【0058】
【化3】 (式中、Xは炭素数1以上の側鎖を1個以上有する炭素
数1〜30のアルキレン基又はアルケニレン基)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。
【0059】また、本発明の結着樹脂に用いられるポリ
エステル樹脂のアルコール成分としては40〜60mo
l%、好ましくは45〜55mol%が良く、酸成分と
しては60〜40mol%、好ましくは55〜45mo
l%であることが好ましい。
【0060】また、3価以上の多価の成分は、全成分中
の1〜60mol%であることも好ましい。
【0061】本発明において用いられる結着樹脂は、現
像性、定着性、耐久性及びクリーニング性の点からスチ
レン−不飽和カルボン酸誘導体共重合体、ポリエステル
樹脂、及びこれらのブロック共重合体、グラフト化物、
さらにはスチレン系共重合体とポリエステル樹脂の混合
物が好ましい。本発明のトナーに使用される結着樹脂の
Tg(ガラス転移点)は、好ましくは50〜70℃であ
る。
【0062】加熱定着用トナーにおいて、結着樹脂とし
てスチレン系共重合体を使用する場合には、ワックスの
効果を十分に発揮させると共に、可塑効果による弊害で
ある耐ブロッキング性や現像性の悪化を防ぐために、以
下のようなトナーが好ましい。
【0063】トナーのTHF(テトラヒドロフラン)可
溶成分のGPCによる分子量分布において、重量平均分
子量(Mw)は2×104〜1×106が良く、好ましく
は2×104〜8×105が良く、更に好ましくは2×1
4〜7×105が良い。数平均分子量(Mn)は2×1
3〜1.5×104が良く、好ましくは3×103
1.2×104が良く、更に好ましくは3×103〜1×
104が良い。Mw/Mnは3〜200が良く、好まし
くは3〜150が良く、更に好ましくは3〜100が良
い。これらの範囲で良好な定着性、現像性及び耐ブロッ
キング性を得ることができる。
【0064】重量平均分子量(Mw)が1×106より
大きい場合、弾性が大きくなり定着性に影響を及ぼすよ
うになる。一方2×104より小さい場合、良好な耐高
温オフセット性を得ることができない。
【0065】数平均分子量(Mn)が1.5×104
りも大きい場合、良好な定着性が得られず、定着温度が
上昇し、それに伴って消費電力の増加を伴う。また生産
性の点で、粉砕性の悪化により、生産性のコストアップ
につながる。一方2×103より小さい場合には、ワッ
クス添加による可塑効果の弊害を受けやすく、良好な現
像性と耐ブロッキング性を得ることができない。
【0066】Mw/Mnの値が200より大きい場合、
良好な定着性を得ることができず、また3よりも小さい
場合、ワックス添加による可塑効果により良好な耐高温
オフセット性を得ることができない。
【0067】本発明において、トナーのGPCによるク
ロマトグラムの分子量分布は次の条件で測定される。
【0068】40℃のヒートチャンバ中でカラムを安定
化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHF
(テトラヒドロフラン)を毎分1mlの流速で流し、T
HF試料溶液を約100μl注入して測定する。試料の
分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、
数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検
量線の対数内とカウント数との関係から算出した。検量
線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、東
ソー社製或いは、昭和電工社製の分子量が1×102
107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準
ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出
器にはRI(屈折率)検出器を用いる。カラムとして
は、市販のポリスチレンゲルカラムを複数本組合せるの
が良く、例えば昭和電工社製のshoudex GPC
KF−801,802,803,804,805,8
06,807,800Pの組合せや、東ソー社製のTS
K Gel G1000H(HXL),G2000H(H
XL),G3000H(HXL).G4000H(HXL),
G5000H(HXL),C6000H(HXL),G70
00H(HXL),TSK guardcolumnの組
み合わせを挙げることができる。
【0069】また、試料は以下のようにして作製する。
【0070】試料をTHF中に入れ、数時間放置した
後、充分振とうしTHFを良く混ぜ(試料の合一体がな
くなるまで)、さらに12時間以上静置する。この時T
HF中への放置時間が24時間以上となるようにする。
その後、サンプル処理フィルタ(ポアサイズ0.45μ
m〜0.5μm、例えば、マイショリディスクH−25
−5,東ソー社製、エキクロディスク25CR,ゲルマ
ン サイエンス ジャパン社製、などが利用できる)を
通過させたものを、GPCの試料とする。また試料濃度
は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整
する。
【0071】本発明のトナー中には上記結着樹脂成分の
他に、該結着樹脂成分の含有量より少ない割合で以下の
化合物を含有させても良い。例えばシリコーン樹脂、ポ
リエステエル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹
脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テル
ペン樹脂、フェノール樹脂、2種以上のα−オレフィン
の共重合体などが挙げられる。
【0072】本発明のトナーにおいては、荷電制御剤と
してトリフェニルメタン化合物を含有する。トリフェニ
ルメタン化合物は優れた正帯電性荷電制御剤として知ら
れているが、一成分トナーに応用した場合には、摩擦帯
電能の高さから、あらゆる環境下で十分な性能を発揮で
きていない場合が多い。例えば、ドライな環境(常温/
低湿;23℃/5%RH)での過剰帯電及び不均一帯電
によるブロッチの発生等があげられる。しかし、本発明
においてはトリフェニルメタン化合物に特定の構造と粒
度分布を持たせることにより、高いポジ帯電性能を保持
した上で、トナーのリークサイトからの適当な電荷のリ
ークが行われることにより過剰帯電を抑制し、安定した
トナーの帯電性を維持できることを見いだした。なお、
「リークサイト」とは、トナー表面に露出している構成
材料のうち、他よりも抵抗の低い物質、或いはトナー表
面上で比較的低い抵抗を持ったサイトを示す。
【0073】さらに、本発明のトナーは、スチレン−ブ
タジエン共重合体とトリフェニルメタン化合物を用いる
ことにより、これらの相互作用により、高く安定した帯
電量の得られるトナーとすることができ、スリーブ汚染
を抑制し、且つ帯電不均一性あるいは過剰帯電により発
生するブロッチ等のスリーブコート不良を抑制すること
ができる。すなわち、長期にわたり、高い帯電量を維持
することができ、耐久性に優れた現像特性を得ることが
できる。従って、本発明で用いられる、樹脂を含む材料
により形成された表面層を有する現像スリーブは、SU
Sよりも摩擦帯電付与性能が若干劣るため従来のトナー
との組み合わせでは帯電不足による弊害が発生する場合
があるが、本発明のトナーとの組み合わせにより、トナ
ーの帯電性が不足することなく、また、スリーブ汚染の
発生も無く、ほぼ理想的な帯電性能を長期安定的に発揮
することができる。
【0074】よって、本発明のトナーは、樹脂を含む材
料により構成された表面を持つ現像スリーブを用いた一
成分現像方式に特に好適に用いられる。
【0075】本発明で用いられるトリフェニルメタン化
合物はトリフェニルメタン顔料、染料あるいはそのレー
キ化した顔科であり、遠心沈降法により測定される面積
基準での粒度分布において、3.0μm以下の50%径
を有していることが良く、好ましくは、2.0μm以
下、より好ましくは1.5μm以下、さらに好ましくは
1.2μm以下であることが良い。
【0076】このような粒径を有することで、トナー中
に均一に分散することができ、トナー粒子の帯電を安定
化することができる。この50%径が3.0μmを超え
る場合には、トナー表面への分散が不均一となり、トナ
ー粒子によって帯電性にばらつきができ、トナー全体と
してみると帯電不良となり、濃度低下や、カブリなどが
生じるようになり、高湿下でその傾向は強まる。
【0077】また、本発明で用いられるトリフェニルメ
タン化合物は、同様にして測定される粒度分布で、10
μmを超える粒子が、3%以下であることが良く、好ま
しくは2%以下、より好ましくは1%以下で良好な現像
性が得られる。トリフェニルメタン系化含物の粒度分布
における10μmを超える粒子が3%を超える場合に
は、トナー粒子中に含有されない遊離分が生じ易く、ト
ナー粒子の摩擦帯電を阻害したり、また、トナーの摩擦
帯電付与部材を汚染するスリーブ汚染を発生させ、トナ
ーに十分な電荷を与えられなくなり、帯電不良を起こ
し、濃度低下、カブリなどの画像欠陥を起こしやすくな
る。この弊害は得に高湿下で発生しやすい。
【0078】更に、本発明で用いられるトリフェニルメ
タン化合物は、粒子が結晶性であることが好ましく、高
い摩擦帯電能を有し、優れた現像性を示すことができ
る。非晶質、すなわちアモルファス状態の粒子では、十
分な帯電能が得られにくく、荷電制御剤としての十分な
帯電能力が得られないことがあり、現像性に影響が出た
り、スリーブ汚染の発生を招き、十分な濃度が得られな
い、カブリが発生するなどの画像欠陥を引きおこす場合
がある。
【0079】本発明で「結晶性である」とは、CuKα
線を用いたX線結晶構造解析で、2θ(deg)3〜3
0に、シャープなピークが見られることを示す。
【0080】本発明のトナーに用いられるトリフェニル
メタン化合物としては、下記一般式(1)で表せるもの
が最も好ましい。
【0081】
【化4】 〔式中、R1,R2,R3,R4,R5,R6は、各々互いに
同一でも異なっていてもよい水素原子、置換もしくは未
置換のアルキル基または、置換もしくは未置換のアリー
ル基を表わす。R7,R8,R9は、各々互いに同一でも
異なっていてもよい水素原子、ハロゲン原子、アルキル
基、アルコキシ基を表わす。A-は、硫酸イオン、硝酸
イオン、ほう酸イオン、りん酸イオン、水酸イオン、有
機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機りん酸イオ
ン、カルボン酸イオン、有機ほう酸イオン、テトラフル
オロボレートなどの陰イオンを示す。〕
【0082】一般式(1)で示される化合物の具体例を
以下に示すが、これは本発明を何ら限定するものではな
い。
【0083】
【化5】
【0084】
【化6】
【0085】
【化7】
【0086】
【化8】
【0087】
【化9】
【0088】
【化10】
【0089】トリフェニルメタン化合物のレーキ化は公
知の方法で実施される。例えばトリフェニルメタン化合
物の酢酸水溶液にレーキ化剤の水溶液を添加してレーキ
顔料を沈殿せしめる。またはトリフェニルメタン化合物
の酢酸水溶液に体質顔料を懸濁させ、その後レーキ化剤
の水溶液を添加してレーキ顔料を体質顔料の表面に析出
させる。上記レーキ化剤としては、りんタングステンモ
リブデン酸、りんタングステン酸、りんモリブデン酸の
水溶性塩及び、フェロシアン、フェリシアンのような錯
陰イオンを含む水溶性塩などがある。レーキ化剤として
は有機酸塩も用いることができるが、例えば没食子酸レ
ーキでは、帯電特性がさほど良好ではない。これは、有
機酸レーキでは、樹脂とレーキ化合物の相溶性が良いた
めに、帯電特性の不良な樹脂の性質が顕著に現れること
によると思われる。
【0090】本発明で用いられるトリフェニルメタン化
合物は、合成後の結晶析出法をコントロールしたり、再
結晶を施すことで、細かな結晶性の粒子が得られる。ま
た更に粉砕、分級などの操作により、所望の粒度のもの
が得られる。
【0091】また本発明においては、トリフェニルメタ
ン化合物の粒度分布は液相沈降法に基づき次のような方
法で測定される。
【0092】10%エタノールの水/エタノール混合液
50mlにサンプル5〜10mg加え、超音波洗浄器に
て5分間分散後、等加速遠心沈降測定(16s-1)によ
り面積基準で、0〜10μm及び10μmを超えるもの
として、1μm間隔で粒度分布及び平均径(50%径)
を測定する。測定機としては、例えばCAPA−700
(堀場社製)が利用できる。
【0093】X線結晶構造解析は、Cuの特性X線のK
α線を線源として用いたX線回折スペクトルにより求め
られる。測定機としては、例えば強力型全自動X線回折
装置MXP18(マックサイエンス社製)が利用でき
る。サンプルが、結晶性である場合には、シャープなピ
ークが観測され、アモルファスである場合には、ブロー
ドなハローとなる。
【0094】本発明に用いるトリフェニルメタン化合物
をトナーに含有させる方法としては、トナー内部に添加
する方法と外添する方法がある。これらの荷電制御剤の
使用量としては、結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、
分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるも
ので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは
結着樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部、よ
り好ましくは0.1〜5重量部の範囲で用いられる。ま
た、外添する場合は、樹脂100重量部に対し0.01
〜10重量部が好ましく、特に、メカノケミカル的にト
ナー粒子表面に固着させるのが好ましい。
【0095】また本発明で用いられるトリフェニルメタ
ン化合物は、従来公知の荷電制御剤と組み含わせて使用
することもできる。
【0096】本発明においては、トナーに離型性を与え
る為に次のようなワックス類を含有することが好まし
い。融点が70〜165℃で、160℃における溶融粘
度が1000mPa・s以下のワックスであり、その具
体例としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタ
リンワックス、フィッシャートロプシュワックス、モン
タンワックスやエチレン、プロピレン、ブテン−1、ペ
ンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−
1、ノネン−1、デセン−1のような直鎖のα−オレフ
ィンおよび分枝部分が末端にあるような分枝α−オレフ
ィンおよびこれらの不飽和基の位置の異なるオレフィン
の単独重合体もしくはこれらの共重合体等があげられ
る。その他、アルコールワックス、脂肪酸ワックス、エ
ステルワックス、天然ワックスも用いられる。
【0097】更に、ビニル系モノマーによりブロック共
重合体としたり、グラフト変性などを施した変性ワック
ス、また、酸化処理を施した酸化ワックスでもよい。
【0098】また、ワックスの添加量は、樹脂100重
量部に対して0.5〜10重量部であることが好まし
く、1〜8重量部であることがより好ましい。なお、2
種類以上のワックスを併用して添加してもよい。
【0099】本発明のトナーは、更に磁性材料を含有さ
せ磁性トナーとしても使用しうる。この場合、磁性材料
は着色剤としての役割をかねることもできる。本発明に
おいて、磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マ
グネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄が用
いられる他、リチウム、ベリリウム、ホウ素、マグネシ
ウム、アルミニウム、シリコン、リン、カルシウム、ス
カンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、
コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウム、砒素、
セレン、ストロンチウム、バリウム、ジルコニウム、モ
リブデン、タングステン、パラジウム、銀、ガリウム、
インジウム、錫、鉛、アンチモン、ビスマス等の元素を
含む磁性金属酸化物やこれら元素を含む磁性酸化鉄が用
いられる。好ましくはマグネタイトが用いられ、鉄以外
の前述したような元素を同時に含有しているものも用い
られる。
【0100】本発明において用いられる磁性体は、窒素
ガス吸着法によるBET比表面積として1〜40m2
gが好ましく、さらに好ましくは3〜20m2/gが良
く、望ましくは5〜15m2/gが良く、この範囲であ
れば現像における環境安定性が向上する。該磁性体の飽
和磁化としては、795.8kA/mの磁場で40〜1
50Am2/kgが好ましく、さらに好ましくは50〜
120Am2/kgが良く、望ましくは60〜100A
2/kgが良く、この範囲であればカブリの発生を良
好に制御できる。また残留磁化としては、795.8k
A/mの磁場で2〜50Am2/kgが好ましく、さら
に好ましくは3〜20Am2/kgが良く、望ましくは
4〜15Am2/kgが良く、この範囲であれば高画像
濃度が得られる。さらに、磁性体の抗磁力としては、7
95.8kA/mの磁場で3.0〜16.0kA/mが
好ましく、さらに好ましくは4.5〜12.0kA/m
が良く、望ましくは6.0〜10.0kA/mが良い。
磁性体の平均粒子径としては、0.05〜0.5μmが
好ましく、さらには0.1〜0.3μmが好ましく、こ
の範囲であれば良好な均一分散性が得られる。
【0101】上記磁性体をトナー中に含有させる量とし
ては、結着樹脂100重量部に対し、20〜200重量
部が好ましく、さらに好ましくは30〜150重量部が
良く、望ましくは40〜120重量部が良い。磁性体の
含有量が20重量部未満の場合には、トナーの磁気特性
および帯電特性のバランスをとりづらく、カブリの増加
や、低湿環境下における帯電不均一等の問題を発生する
場合がある。また、磁性体の含有量が200重量部を超
える場合には、結着樹脂中での均一分散性が困難にな
り、また十分な定着性も得られにくくなる。またトナー
帯電量を保持しにくくなり高湿環境下において、帯電不
足になる場合がある。
【0102】本発明において、磁性体の粒子径は、透過
型電子顕微鏡及び走査型電子顕微鏡による観察によって
得られる。また磁性体の磁気特性は振動試料型磁力計V
SM−3S−15(東英工業(株)製)等により測定で
きる。さらに、比表面積は、BET法に従って、比表面
積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)を
用いて窒素ガス吸着により測定し、BET多点法によっ
て算出すること等により求めることができる。
【0103】磁性トナーの場合、トナーは真比重で1.
4〜1.7g/cm3程度であるが、これは主に上記の
磁性体の含有量により決まる。比重が軽いものは現像さ
れやすいためカブリの問題が発生しやすく、比重の重い
ものは濃度薄になり易い。
【0104】なお以上の磁性体に関する記述は、もちろ
ん本発明を磁性トナーに適用する場合であって、本発明
を磁性体を用いない非磁性トナーに適用することも可能
であり、非磁性トナーとする場合は着色剤のみを用いる
ことになる。
【0105】本発明のトナーに使用し得る非磁性の着色
剤としては、顔料または染料が挙げられる。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あ
る。これらは画像濃度を維持するために必要十分な量が
用いられ、結着樹脂100重量部に対し0.1〜20重
量部、好ましくは0.2〜10重量部添加するのが良
い。
【0106】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、結着樹脂100重量部に対し0.1〜20重量
部、好ましくは0.3〜10重量部添加するのが良い。
【0107】本発明のトナーにおいては、帯電安定性、
現像性、流動性及び耐久性向上の為、シリカ微粉末を添
加することが好ましい。
【0108】シリカの作用として、流動性の向上のほか
に、トナー粒子とスリーブの間に介在し必要以上の摩擦
を軽減する働き(耐久性の向上)を持ち、またトナー同
士の凝集を防ぎスリーブに接しているトナーと接してい
ないトナーの入れ替わりを促進することにより、帯電安
定性の向上や現像性を向上させる作用を持つ。
【0109】本発明に用いられるシリカ微粉末は、BE
T法測定した窒素吸着による比表面積30m2/g以上
(特に50〜400m2/g)の範囲内のものが良好な
結果を与える。トナー100重量部に対してシリカ微粉
体0.01〜8重量部、好ましくは0.1〜5重量部使
用するのが良い。
【0110】また、本発明に用いられるシリカ微粉末
は、必要に応じ、疎水化、帯電性コントロールなどの目
的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シ
リコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカ
ップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、
その他の有機ケイ素化合物等の処理剤で、あるいは種々
の処理剤で併用して処理されていることも好ましい。
【0111】他の添加剤としては、例えばテフロン粉
末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末
のような滑剤粉末、中でもポリフッ化ビニリデンが好ま
しい。ポリフッ化ビニリデン等のフッ素含有重合体は、
ポジトナーと組み合わせた場合、マイクロキャリアとし
て作用するものがあり、また理由は明確でないが、トナ
ーに付着したシリカのトナーからの遊離を減少させる働
き等があり、結果として、帯電安定性を増す効果があ
る。
【0112】更に、酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉
末、チタン酸ストロンチウム粉末等の研磨剤粉末が挙げ
られる。中でもチタン酸ストロンチウムおよび酸化セリ
ウムが好ましい。チタン酸ストロンチウム等はドラム表
面に対する研磨効果を発揮し、ドラム表面にフィルミン
グ的に付着するトナーや外添剤或いはその他生成物等を
研磨除去する作用がある。また、これらの研磨剤粉末を
トナーに添加する場合、帯電系列からみて、マイクロキ
ャリアとして作用するものもあり、帯電安定性向上の効
果もある。
【0113】更に、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム
粉末等の流動性付与剤が挙げられる。中でも特に疎水性
のものが好ましい。更に、ケーキング防止剤、あるいは
例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化アン
チモン粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤、また逆極
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。
【0114】本発明のトナーを作製するには結着樹脂、
荷電制御剤、ワックス、顔料又は染料、磁性体、必要に
応じてその他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボー
ルミル等の混合機により充分混合してから加熱ロール、
ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶
融混練して樹脂類を互いに相溶せしめた中に、顔料、染
料、磁性体を分散又は溶解せしめ、冷却固化後粉砕及び
分級を行って本発明のトナーを得ることが出来る。
【0115】また、この他のトナー作製方法としては、
結着樹脂を構成すべき単量体に所定の材料を混合して乳
化懸濁液とした後に、重合させてトナーを得る重合法、
また、コア材シェル材から成るいわゆるマイクロカプセ
ルトナーにおいて、コア材あるいはシェル材、あるいは
これらの両方に所定の材料を含有させる方法、また、結
着樹脂溶液中に構成材料を分散させた後、噴霧乾燥する
ことによりトナーを得る方法等が応用できる。
【0116】さら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混合し、本発明のト
ナーを得ることができる。
【0117】次に、本発明のトナー担持体について述べ
る。
【0118】本発明のトナー担持体は、少なくともその
表面が樹脂を含む材料により形成されていることを特徴
とするが、更にこの樹脂被覆層の結着樹脂の構造中に、
充填剤として下記一般式(2)に示されるような第4級
アンモニウム塩化合物が含まれていることが好ましい。
特に、一般式(2)に示される第4級アンモニウム塩化
合物のなかでも、鉄粉に対してポジ帯電性を示すものが
好ましい。被覆層形成材料である結着樹脂の分子構造中
に、第4級アンモニウム塩化合物が取り込まれることに
より、特定の結着樹脂においては樹脂被覆層自体がトナ
ーに対し、ポジ帯電付与性が向上するという物性が発現
し、この結果、ポジトナーとの組み合わせにおいて、従
来よりも良好な摩擦帯電特性を実現することができる。
【0119】
【化11】 (式中のR1,R2,R3及びR4は、それぞれ置換基を有
しても良いアルキル基、置換基を有しても良いアリール
基、置換基を有しても良いアルアルキル基を表し、R1
〜R4はそれぞれ同一でも異なっていても良い。X-は陰
イオンを表す。)
【0120】上記の一般式(2)において、X-の陰イ
オンの具体例としては、有機硫酸イオン、有機スルホン
酸イオン、有機リン酸イオン、有機ホウ酸イオン、モリ
ブデン酸イオン、タングステン酸イオン、モリブデン原
子あるいはタングステン原子を含むヘテロポリ酸イオ
ン、ハロゲンイオン、ボレートイオン、カルボン酸イオ
ン等が挙げられる。
【0121】更に、樹脂被覆層を構成する結着樹脂の一
部又は全てか、その分子構造中に、少なくとも、−NH
2基、=NH基、もしくは−NH−結合のいずれかを有
するものを使用した場合には、上述した第4級アンモニ
ウム塩化合物が結着樹脂の分子構造中により取り込まれ
易くなると共に、上記被覆層自身の帯電系列がポジトナ
ーに対し、よりネガ帯電性側にシフトし、トナーに対す
るポジ帯電付与特性を大幅に向上させることができる。
【0122】一方、上記樹脂被覆層中に個数平均粒径が
0.3μm〜30μmの球状粒子を添加した場合には、
樹脂被覆層表面の表面粗さ制御が容易になり、表面プロ
ファイルを安定化させることができる。この結果、トナ
ー担持体上でのトナーコート量の最適化を図ることが可
能になる。特に球状粒子として導電性で真密度が3g/
cm3以下の特性を持つものを用いれば、トナー担持体
上ヘのトナーコートをより均一化できることが判明し、
これによりトナー担持体の耐磨耗性や環境安定性をより
向上させることが可能となり、長期に渡り現像を繰り返
し行う場合においても良好な複写あるいはプリント画像
を得ることができる。
【0123】本発明のトナー担持体である現像スリーブ
は、樹脂被覆層を、以上述べた構成にすることにより、
従来の、表面に樹脂被覆層を形成したトナー担持体には
無い、高いポジ帯電付与性を有することができ、さら
に、本発明のトナーとの組み合わせにおいて、現像スリ
ーブ上でのトナーの不均一なトナーコート性を防止し、
トナーの均一帯電性を向上させ、且つトナーの過剰帯電
を防止することによりブロッチの発生を抑制し、同時に
スリーブ汚染の発生も防ぐことにより、長期安定的に良
好な摩擦帯電性の維持を実現させることが可能になる。
【0124】次に、本発明のトナー担持体である現像ス
リーブの構成例を示し、詳細に説明する。
【0125】その具体的な一例として現像スリーブの構
成模式図を図1に示した。ここで示した具体例の場合、
樹脂被覆層12には、第4級アンモニウム塩化合物16
を含有する結着樹脂13、導電性微粉末14及び個数平
均粒径が0.3〜30μmの球状粒子15が含有されて
いる。
【0126】また、この他に、固体潤滑剤を含有する場
合には、トナーと現像スリーブとの離型性が向上され、
その結果現像スリーブ上のトナー融着が防止できるので
好ましい。
【0127】本発明の現像スリーブにおいて、樹脂被覆
層の表面粗さは、JIS B 0601におけるRa
(JIS中心線平均粗さ)で0.2〜3.5μmの範囲
にあることが好ましく、より好ましくは0.5〜2.5
μmの範囲にあることが良い。
【0128】Raが0.2μm未満の場合には、現像ス
リーブ近傍のトナー帯電量が高くなりすぎ、強い鏡映力
によってスリーブ表面にトナーが吸着され、トナー不動
層、いわゆるブロッチの発生を招く場合がある。このブ
ロッチの影響でトナーと現像スリーブ間での摩擦帯電が
阻害され、結果として現像性が不充分となり、現像ム
ラ、トナー飛散、画像濃度薄等の画像不良の原因となり
易い。
【0129】一方、Raが3.5μmを超える場合に
は、現像スリーブ上のトナーコート量が増加しすぎ、ト
ナーの適正な均一帯電が阻害されやすい。この結果、画
像の不均一性を招き、また、帯電不足のため画像濃度薄
が発生する場合がある。
【0130】なお、本発明における現像スリーブの、樹
脂被覆層表面の表面粗さ(Ra)測定は、JIS B
0601に基づき、サーフコーダーSE−3300H
(小坂研究所製)を用い、カットオフ0.8mm,規定
距離8.0mm,送り速度0.5mm/secの測定条
件で、軸方向3点×周方向2点=6点についてそれぞれ
測定し、その平均値をとった。
【0131】本発明の樹脂被覆層の層厚は、好ましくは
25μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ま
しくは4〜20μmが良い。この層厚範囲内であれば、
均一で高品質な被覆層が形成できる。
【0132】また、上記層厚範囲は、樹脂被覆層に使用
する材料にもよるが、基体上への付着重量として、4〜
20g/m2程度とすれば容易に得られる。
【0133】次に、本発明の現像スリーブの構成要素で
ある樹脂被覆層を構成する各材料について詳細に説明す
る。
【0134】本発明の現像スリーブにおいて、その樹脂
被覆層に添加される第4級アンモニウム塩化合物として
は、鉄粉に対してポジ帯電性を示すことが帯電付与性能
調整の面で好ましい。該第4級アンモニウム塩化合物
は、結着樹脂の分子構造中に取り込まれることによっ
て、樹脂被覆層の帯電付与特性を安定させ、特定の結着
樹脂との組み合わせにおいては樹脂被覆層のポジ帯電付
与性を向上させる帯電付与制御剤として機能する。
【0135】本発明において使用する第4級アンモニウ
ム塩化合物としては、下記式(7)〜(14)に示した
ような第4級アンモニウム塩化合物が好適に用いられる
が、必ずしもこれらに限定されるわけではない。
【0136】
【化12】
【0137】上記に例示した化合物に代表される、本発
明で使用する第4級アンモニウム塩化合物の添加量は、
結着樹脂100重量部に対して1〜100重量部とする
ことが好ましい。1重量部未満では添加による効果が発
現しにくく、また100重量部を超える場合には結着樹
脂への分散性が悪くなり、樹脂被覆層強度の低下を招き
やすい。
【0138】本発明の現像スリーブにおいて、樹脂被覆
層を形成する場合に、その構成材料として使用する結着
樹脂としては、一般的なもので問題ないが、特にその分
子構造中に、少なくとも−NH2基、=NH基、もしく
は−NH−結合のいずれかの構造を有していることが好
ましい。−NH2基を有する物質としては、例えば、R
−NH2で表される第1アミンもしくはそれらを有する
ポリアミン、RCO−NH2で表される第1アミドもし
くはそれらを有するポリアミド等があげられ、=NH基
を有する物質としては、例えば、R=NHで表される第
2アミンもしくはそれらを有するポリアミン、(RC
O)2=NHで表される第2アミド若しくはそれらを有
するポリアミド等があげられ、−NH−結合を有する物
質としては、例えば、前述したポリアミン、ポリアミド
等の他に、−NHCOO−結合を有するポリウレタン等
が挙げられる。
【0139】本発明においては、以上の物質を1種又は
2種以上、或いは共重合体として含有する工業的に合成
された樹脂が好適に用いられる。本発明においては、こ
れらのうちでも特に、アンモニアを触媒としたフェノー
ル樹脂、ポリアミド樹脂及びウレタン樹脂等を使用する
ことが好ましい。
【0140】本発明において、現像スリーブの樹脂被覆
層を形成するための結着樹脂を上記に示したような構成
にし、そこに第4級アンモニウム塩化合物を分散させた
場合に、明確な解明はなされていないが、第4級アンモ
ニウム塩化合物が、結着樹脂中に均一に分散され、更に
加熱硬化する際に結着樹脂の分子構造中に取り込まれ、
その結果、樹脂被覆層自体がトナーに対しポジ帯電付与
性の強い物質へと変化する。従って、このような特性を
持つ樹脂被覆層を有する現像スリーブを用いれば、ポジ
トナーを好適にポジ極性に帯電させることができる。
【0141】更に、本発明の現像スリーブは、樹脂被覆
層に個数平均粒径0.3〜30μmの球状粒子を含有さ
せることが好ましい。
【0142】該球状粒子を樹脂被覆層に含有させること
によって、該被覆層表面に均一な表面粗度を形成させる
と同時に、該被覆層表面が摩耗した場合においても、被
覆層の表面粗度の変化が少なく、且つ、スリーブ汚染や
トナー融着の発生を抑制する効果が得られる。
【0143】更に、上記球状粒子を含有させることで、
樹脂被覆層中に含有されている結着樹脂、特に、上述し
た−NH2基、=NH基、もしくは−NH−結合のいず
れかの構造を有している特定の結着樹脂と、第4級アン
モニウム塩化合物とによって達成されるポジトナーに対
する迅速且つ均一な帯電付与作用を、相互作用により更
に向上させ、また、帯電特性を安定化させる効果が得ら
れる。
【0144】本発明で用いる上記の優れた効果を発揮す
る球状粒子は、その個数平均粒径が0.3〜30μmの
範囲のものであるが、より好ましくは2〜20μmの範
囲が良い。球状粒子の個数平均粒径が0.3μm未満の
場合には、上記した樹脂被覆層表面に均一な表面粗さを
付与する効果と、帯電性能を高める効果が発現せず、ト
ナーヘの迅速且つ均一な帯電が不充分となると共に、樹
脂被覆層の摩耗によるトナーのチャージアップ、スリー
ブ汚染及びトナー融着が発生し、ゴーストの悪化、画像
濃度低下が生じ易くなる。
【0145】一方、個数平均粒径が30μmを超える場
合には、樹脂被覆層の表面の粗さが大きくなり過ぎ、ト
ナーの適正な帯電を阻害し、また樹脂被覆層の機械的強
度が低下し易くなる。
【0146】本発明で用いる球状粒子及びその他微粉末
の個数平均粒径の測定には、絶縁性の粒子の場合、マル
チサイザーII型(コールター社製)を用い、電解液は
ISOTON II(コールター社製)を用いて測定し
た。アパチャーチューブは、100μmアパチャーのも
のを使用(3.0μm以下の粒子測定の場合は50μm
アパーチャー使用)した。測定法としては、前記電解液
100〜150ml中に分散剤として界面活性剤を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機で約1〜3分間分
散処理を行い、前記測定装置により、体積、個数を測定
して、個数平均径を算出した。導電性の粒子の測定は、
粒度分布計LS−130型(コールター製)に少量モジ
ュールを取付けて測定した。
【0147】更に、本発明の現像スリーブにおいては、
上記球状粒子の真密度が好ましくは3g/cm3以下、
より好ましくは2.7g/cm3以下、更に好ましくは
0.9〜2.5g/cm3である球状粒子を用いると良
い。
【0148】球状粒子の真密度が3g/cm3を超える
場合には、樹脂被覆層中での球状粒子の分散性が悪くな
り易く、樹脂被覆層表面に均一な粗さを付与しにくくな
り、トナーヘの均一な帯電付与特性及び被覆層の強度が
不充分となる傾向がある。一方、球状粒子の真密度が
0.9g/cm3よりも小さい場合にも、樹脂被覆層中
における球状粒子の分散性が不充分となり易い。
【0149】本発明の球状粒子の真密度の測定は、乾式
密度計アキュピック1330(島津製作所製)を用いて
測定した。
【0150】なお、本発明において用いる球状粒子にお
ける球状とは、真球状に限られるものではなく、粒子の
長径/短径の比が1.0〜1.5のものを意味してい
る。好ましくは長径/短径の比が1.0〜1.2の球状
粒子が良く、更に好ましくは真球状の粒子が良い。
【0151】球状粒子の長径/短径の比が1.5を超え
る場合には、樹脂被覆層中への球状粒子の分散性が低下
すると共に、樹脂被覆層表面の粗さが不均一となるの
で、トナーヘの均一な帯電付与特性及び樹脂被覆層の強
度劣化の原因になる場合がある。
【0152】本発明において用いる球状粒子としては、
その個数平均粒径が0.3〜30μmであれば従来公知
の球状粒子をいずれも使用することができる。例えば、
球状の樹脂粒子、球状の金属酸化物粒子、球状の炭素化
物粒子等が挙げられる。これらの中でも、球状の樹脂粒
子は、樹脂被覆層に添加した場合に、より少ない添加量
で、好適な表面粗さが得られ、且つ均一な表面プロファ
イルが得られ易いので好ましい。
【0153】本発明で使用し得る球状の樹脂粒子は、例
えば、懸濁重合、分散重合法等によって容易に得られ
る。勿論、粉砕法により得られた樹脂粒子を、熱的な或
いは物理的な球形化処理を行なって球状化した粒子を用
いてもよい。
【0154】本発明において好適に用いられる球状樹脂
粒子としては、例えば、ポリアクリレート、ポリメタク
リレート等のアクリル系樹脂粒子、ナイロン等のポリア
ミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フェ
ノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレン
系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等の、一般に公知の
樹脂によって作製した球状粒子が挙げられる。
【0155】また、本発明で使用する球状粒子は、その
表面に、無機微粉体を付着させたり、或は固着させて用
いてもよい。例えば、球状の樹脂粒子表面を、下記に挙
げるような無機微粉末で処理することにより、樹脂被覆
層中への球状粒子の分散性、形成される被覆層の表面プ
ロファイルの均―性、被覆層表面の耐汚染性、トナーヘ
の帯電付与特性、被覆層の耐摩耗性等を向上させること
ができる。
【0156】本発明で使用する球状粒子を処理するため
の無機微粉体としては、SiO2、SrTiO3、CeO
2、CrO、Al23、ZnO、MgO等の酸化物、S
34等の窒化物、SiC等の炭化物、CaSO4、B
aSO4、CaCO3等の硫酸塩や炭酸塩等が挙げられ
る。これらの無機微粉末は、カップリング剤によって処
理して用いてもよい。特に、結着樹脂との密着性を向上
させる目的で、或は粒子に疎水性を与える目的で、カッ
プリング剤により処理された無機微粉体を好ましく用い
ることができる。使用するカップリング剤としては、例
えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、
ジルコアルミネートカップリング剤等が挙げられる。よ
り具体的には、例えば、シランカップリング剤として
は、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリ
メチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメ
チルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリル
ジメチルクロルシラン、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、ブロムメチルジメ
チルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラ
ン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチル
ジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタ
ン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリ
ルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジ
メチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、
ジフェニルエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサ
ン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,
3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、及び1分子
当たり2〜12個のシロキサン単位を有し、且つ末端に
位置する単位に夫々1個当てのケイ素原子に結合した水
酸基が含有されたジメチルポリシロキサン等が挙げられ
る。
【0157】更に、本発明においては、上記のような球
状粒子として導電性のものを用いることが好ましい。更
に好ましくは、真密度が3g/cm3以下である導電性
球状粒子を用いるのが良い。球状粒子に導電性を持たせ
ることによって、粒子表面での電荷の蓄積を効果的に抑
制できる。従って、樹脂被覆層にこのような導電性球状
粒子を含有させることによって、トナー付着が軽減さ
れ、スリーブ汚染及びトナー融着の発生が抑制され、更
に、トナーヘの帯電付与特性に優れた現像スリーブを得
ることができる。
【0158】本発明において用いる導電性球状粒子の導
電性とは、体積抵抗値が106Ω・cm以下のもの示
す。本発明においては、特に体積抵抗値が103〜10
-6Ω・cmの導電性球状粒子を使用することが好まし
い。
【0159】導電性球状粒子の体積抵抗値が106Ω・
cmを超えると、摩耗によって樹脂被覆層表面に露出し
た該球状粒子を核として、スリーブ汚染やトナー融着が
発生しやすくなり、迅速且つ均一な帯電が行なわれにく
くなる場合がある。
【0160】本発明の球状粒子の体積抵抗は、次に示す
方法により測定した。粒状試料を40mmφのアルミリ
ングに入れ、2500Nで加圧成形し、抵抗率計ロレス
タAP、またはハイレスタIP(共に三菱油化製)にて
4端子プローブを用いて体積抵抗を測定した。なお、測
定環境は温度20〜25℃、湿度50〜60%RHであ
る。
【0161】本発明で用いられる導電性の球状粒子を得
る方法としては、以下に述べる方法が挙げられるが、必
ずしもこれらに限定されるものではない。
【0162】本発明に特に好適な導電性球状粒子を得る
方法としては、例えば、球状の樹脂粒子やメソカーボン
マイクロビーズを焼成することにより炭素化及び/又は
黒鉛化して、低濃度でも良導電性を示す球状炭素粒子を
得る方法が挙げられる。そして、球状樹脂粒子を形成す
る場合に用いられる樹脂としては、例えば、フェノール
樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジ
ビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共
重合体、ポリアクリロニトリルが挙げられる。また、メ
ソカーボンマイクロビーズは、通常、中ピッチを加熱焼
成していく過程で生成する球状結晶を、多量のタール、
中油、キノリン等の溶剤で洗浄することによって製造す
ることができる。
【0163】より好ましく導電性球状粒子を得る方法と
しては、例えば、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フ
ラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、ス
チレン−ジビニルベンゼン共重含体、ポリアクリロニト
リル等からなる球状粒子表面に、メカノケミカル法によ
ってバルクメソフェーズピッチを被覆した後、被覆され
た粒子を酸化性雰囲気下で熱処理した後に、不活性雰囲
気下、又は真空下で焼成して炭素化及び/又は黒鉛化
し、導電性の球状炭素粒子を得る方法が挙げられる。こ
の方法で得られる球状炭素粒子は、黒鉛化すると球状炭
素粒子の被覆部の結晶化が進み、導電性が向上するた
め、より好ましい。
【0164】以上述べた種々の方法によって得られる導
電性の球状炭素粒子は、いずれの方法で作製しても、焼
成条件を変化させることによって、得られる球状炭素粒
子の導電性をある程度は制御することが可能であり、本
発明において、いずれも好ましく使用できる。また、上
記の方法で得られる球状炭素粒子は、場合によっては、
更に導電性を高めるために、導電性球状粒子の真密度が
3g/cm3を超えない範囲で、導電性の金属及び/又
は金属酸化物のメッキを施していてもよい。
【0165】本発明で好適に用いることのできる導電性
球状粒子を得る別の方法としては、下記の方法がある。
まず、球状の樹脂粒子からなる芯粒子を作製し、次に、
該芯粒子に対して、該芯粒子の粒径よりも小さい導電性
微粒子を適当な配合比で機械的に混合することによっ
て、ファンデルワールス力及び静電気力の作用により芯
粒子の周囲に均一に導電性微粒子を付着させる。更に、
上記で得た導電性微粒子が付着した芯粒子に、例えば、
機械的衝撃力を付与することによって生ずる局部的な温
度上昇により上記芯粒子表面を軟化させ、芯粒子表面に
導電性微粒子を成膜して導電化処理された球状樹脂粒子
を得る方法が挙げられる。
【0166】上記の芯粒子には、有機化合物からなる真
密度の小さい球形の樹脂粒子を使用することが好まし
く、使用する樹脂としては、例えば、PMMA、アクリ
ル樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブタジエン、又はこれらの共重合体、ベンゾグ
アナミン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ナイ
ロン、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ系樹
脂、ポリエステル樹脂が挙げられる。芯粒子(母粒子)
の表面に成膜する際に使用される導電性微粒子(子粒
子)としては、導電性微粒子被膜を芯粒子表面に均一に
設けるために、子粒子の粒径が母粒子の粒径の1/8以
下のものを使用することが好ましい。
【0167】本発明で好適に用いることのできる導電性
球状粒子を得る更に他の方法としては、球状粒子中に導
電性微粒子を均一に分散させることによって、導電性微
粒子が分散された導電性球状粒子を得る方法が挙げられ
る。球状粒子中に導電性微粒子を均一に分散させる方法
としては、例えば、結着樹脂と導電性微粒子とを混練し
て導電性微粒子を分散させた後、冷却固化し、所定の粒
径に粉砕し、機械的処理及び熱的処理により球形化して
導電性球状粒子を得る方法、または、重合性単量体中に
重合開始剤、導電性微粒子及びその他の添加剤を加え、
分散機によって均一に分散せしめた単量体組成物を、分
散安定剤を含有する水相中に撹拌機によって所定の粒子
径になる様に懸濁させて重合を行い、導電性微粒子が分
散された球状粒子を得る方法が挙げられる。
【0168】この方法で得られた導電性微粒子が分散さ
れた導電性球状粒子において、更に、導電性球状粒子よ
りも小さい粒径の導電性微粒子を適当な配合比で機械的
に混合して、ファンデルワールス力及び静電気力の作用
により導電性球状粒子の周囲に均一に導電性微粒子を付
着させた後、例えば、機械的衝撃力を付与することによ
り生ずる局部的温度上昇により導電性球状粒子の表面を
軟化させ、該表面に導電性微粒子を成膜して、更に導電
性を高めて使用してもよい。
【0169】本発明の樹脂被覆層中に分散される球状粒
子の含有量としては、結着樹脂100重量部に対して、
2〜120重量部、好ましくは2〜80重量部添加する
のが良い。球状粒子の含有量が2重量部末満の場合、球
状粒子の添加効果が発現しにくく、また、120重量部
を超える場合には、トナーに対する帯電付与特性を低下
させる場合がある。
【0170】本発明の現像スリーブは、更に充填剤を添
加してもよい。充填剤としては、従来より公知のトナー
用ネガ帯電性荷電制御剤、あるいはポジ帯電性荷電制御
剤を添加しても良い。この他の物質としては、例えばア
ルミナ、アスベスト、ガラス繊維、炭酸カルシウム、炭
酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、シリ
カ、ケイ酸カルシウム等の無機化合物;フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、P
MMA、メタクリレートのターポリマー(例えばポリス
チレン/n−ブチルメタクリレート/シランターポリマ
ー)、スチレン−ブタジエン系共重合体、ポリカプロラ
クトン、ポリカプロラクタム、ポリビニルピリジン、ポ
リアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポ
リテトラフルオロエチレン、ポリテトラクロロフルオロ
エチレン、ペルフルオロアルコキシル化エチレン、ポリ
テトラフルオロアルコキシエチレン、フッ素化エチレン
プロピレン−ポリテトラフルオロエチレン共重合体、ト
リフルオロクロロエチレン−塩化ビニル共重合体といっ
た重合体;その他にポリカーボネート、ポリエステル等
が挙げられる。このうちシリカ及びアルミナが、それ自
身の硬さ及びトナーに対する帯電制御性を有するので好
ましく用いられる。
【0171】これらの充填剤の使用量としては、他原料
の添加量にも依存するが、結着樹脂100重量部に対し
て、好ましくは0.1〜500重量部、更に好ましくは
1〜200重量部が良い。
【0172】次に、図1における導電性微粉末14につ
いて、説明する。
【0173】本発明の現像スリーブにおいては、樹脂被
覆層の体積抵抗を調整する為に、既に述べた導電性の球
状粒子と併用して、他の導電性微粉末を分散含有させて
もよい。この導電性微粉末としては、例えば、銅、ニッ
ケル、銀、アルミニウム等の金属或いは合金の粉体、酸
化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化チタン
等の金属酸化物、カーボンファイバー、カーボンブラッ
ク、グラファイト等の炭素系の導電性微粉末等が挙げら
れる。導電性微粉末の添加量は、その現像システムによ
り異なるが、例えば、ジャンピング現像法において、一
成分系絶縁性現像剤を用いる場合には、樹脂被覆層の体
積抵抗値が106Ω・cm以下、好ましくは103Ω・c
m以下になるように添加すると良い。樹脂被覆層の体積
抵抗が106Ω・cmを超える場合には、トナーのチャ
ージアップが発生しやすくなり、ブロッチの発生や現像
性の劣化を引き起こす場合がある。
【0174】なお、樹脂被覆層の体積抵抗は、以下の方
法により間接的に測定した。100μmの厚さのPET
シート上に7〜20μmの任意の厚さの樹脂被覆層を形
成し、ASTM規格(D−991−82)及び日本ゴム
協会標準規格SRIS(2301−1969)に準拠し
た、導電性ゴム及びプラスチック体積抵抗測定用の4端
子構造の電極を設けた電圧降下式デジタルオーム計(川
口電機製作所製)を用いて測定した。測定環境は温度2
0〜25℃,湿度50〜60%RHとした。
【0175】更に、カーボンブラックの中でも導電性の
アモルファスカーボンは、特に電気伝導性に優れ、他の
物質に比べ、少量の添加で十分な導電性を付与すること
ができ、添加量のコントロールによりある程度任意の抵
抗値を得ることができるので、好適に用いられる。尚、
本発明に使用するアモルファスカーボンの個数平均粒径
は1μm以下、好ましくは0.01〜0.8μmのもの
が良い。アモルファスカーボンの個数平均粒径が1μm
を超える場合には、樹脂被覆層の体積抵抗を制御しづら
くなり好ましくない。
【0176】導電性微粉末の添加量としては、他原料の
添加量にも依存するが、一般的に結着樹脂100重量部
に対して、0.1〜300重量部、更に好ましくは1〜
100重量部が良い。
【0177】本発明の現像スリーブを構成する樹脂被覆
層中には、更に、固体潤滑剤を含有させることが好まし
い。固体潤滑剤の例としては、例えば、二硫化モリブデ
ン、窒化ホウ素、雲母、グラファイト、フッ化グラファ
イト、銀−セレン化ニオブ、塩化カルシウム−グラファ
イト、滑石、テフロン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ
素化重合体、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシ
ウム、ステアリン酸アルミニウム、パルミチン酸亜鉛等
の脂肪酸金属塩等が挙げられる。これらの中でも、グラ
ファイトは潤滑性と共に導電性を有し、高すぎる電荷を
有するトナーを減少させ、現像に有効な帯電量を持たせ
る働きがあることから好ましく用いられる。
【0178】固体潤滑剤の添加量としては、他原料の添
加量にも依存するが、一般的に結着樹脂100重量部に
対して、0.1〜300重量部、更に好ましくは1〜1
50重量部が良い。
【0179】また本発明における現像スリーブ表面の樹
脂被覆層中の球状粒子、導電性微粉末、第4級アンモニ
ウム塩化合物、固体潤滑剤、あるいはその他の充填剤を
表面に有効に露出させるために、または、表面を平滑化
処理して均一な凹凸表面を作るために、後述の磨き加工
等の手段により表面を平滑化処理することにより、さら
に好ましい性能を付与することが可能である。特に、ベ
タ黒やハーフトーン画像に発生する縦スジ現象や初期の
画像濃度の立上がりに効果があり、特に高温高湿環境下
での効果が大きい。
【0180】本発明において、現像スリーブの平滑化処
理の一例を図2に示しながら作用を説明する。図2
(A)において樹脂被覆層21は、固体潤滑剤22、導
電性微粉末23、球状粒子24、結着樹脂25(第4級
アンモニウム塩化合物26含有)とを含有し、円筒状基
体27上に被覆されている。これをフェルトや砥粒の付
着した帯状研磨材での磨き加工を施すことで、図2
(B)に示すようにスリーブの表面凹凸を均一に仕上げ
ることができ、スリーブ上のトナーコート量が均一化
し、その結果、十分にスリーブとの摩擦帯電を受けたト
ナーのみが現像領域に搬送される。
【0181】磨き加工の手段については、フェルトによ
る磨き工程で特に問題はないが、砥粒の付着した帯状研
磨材を用いた場合の方が、より均一な表面プロファイル
を得ることができる。この手法は、被覆層の樹脂分が多
い系や、添加剤の影響で硬くなった被覆層、例えば鉛筆
硬度で表わされる値がJIS K 5400においてH
以上である場合において、従来公知のフェルト磨きより
も固体潤滑剤、球状粒子及び導電性微粉末等を効果的に
露出することができ、且つ、表面の不要な凸部をとり除
き、より均一な凹凸面を形成することができるので、現
像スリーブ上でのトナーの滑り性・離型性及びトナーの
均一帯電性がより向上する。
【0182】以上述べた平滑化処理を施した後も、樹脂
被覆層表面はJIS B 0601におけるRaで0.
2〜3.5μmの範囲の凹凸を保持していることが好ま
しく、より好ましくは0.3〜2.5μmが良い。
【0183】更に、Ra変化量=Ra(磨き前)−Ra
(磨き後)が0.1μm以上であることが好ましい。R
a変化量が0.1μm未満であると、前記効果が不十分
な場合がある。
【0184】次に砥粒の付着した帯状研磨材での現像ス
リーブの磨き加工について説明する。
【0185】図3は本発明における磨き加工装置の一例
を模式的に断面図で示したものである。トナー担持体で
ある現像スリーブ33を時計方向或いは反時計方向に回
転させ、帯状研磨材34を送り出しローラ35から繰り
出しながら現像スリーブ33に圧接させ、巻取ローラ3
1へ向けて矢印32の向きに移動させる。この際に帯状
研磨材34は、現像スリーブ33との当接位置で現像ス
リーブ33表面を摺擦する。
【0186】本発明に用いる帯状研磨材としては、酸化
アルミニウム、シリコンカーバイト、酸化クロム、ダイ
ヤモンド等の微粒子(研磨粒子)をポリエステル等のフ
ィルムに塗布・固定したものを用いることができる。研
磨粒子の粒度としてはJISR 6001において#8
00以上のものが好ましい。粒度が#800未満(粗す
ぎるもの)では、現像スリーブの表面粗さが増大してし
まい、更には現像スリーブ表面の樹脂被覆層中の固体潤
滑剤や球状粒子及び導電性微粉末を適性に露出させるど
ころか、被覆層のみならず現像スリーブ基体までも研磨
してしまう場合がある。ただし、被覆層を形成する材料
により適正な研磨粒子は異なり、すべての場合におい
て、ここに示した範囲に限定されるものではない。
【0187】次に本発明のトナー担持体である現像スリ
ーブが組み込まれる現像方法について説明する。
【0188】図4において、公知のプロセスにより形成
された静電潜像を担持するための潜像担持体、例えば電
子写真感光ドラム41は、矢印B方向に回転される。ト
ナー担持体としての現像スリーブ48は、最表面層に本
発明の樹脂被覆層47を形成してあり、ホッパー43か
ら供給された一成分磁性現像剤としての磁性トナー44
を担持して、矢印A方法に回転することにより、現像ス
リーブ48と感光ドラム41とが対向した対向部である
現像部Dに磁性トナー44を搬送する。現像スリーブ4
8内には、磁性トナー44を現像スリーブ48上に磁気
的に吸引・保持するために、磁石45が配置されてい
る。磁性トナー44は現像スリーブ48との摩擦によ
り、感光ドラム41上の静電潜像を現像可能な摩擦帯電
電荷を得る。
【0189】現像部Dに搬送される磁性トナー44の層
厚を規制するために、強磁性金属からなる規制ブレード
42が、現像スリーブ48の表面から約200〜300
μmのギャップ幅を持って現像スリーブ48に臨むよう
に、ホッパー43から垂下されている。磁石45の磁極
N1からの磁力線がブレード42に集中することによ
り、現像スリーブ48上に磁性トナー44の薄層が形成
される。ブレード42としては非磁性ブレードを使用す
ることもできる。
【0190】現像スリーブ48上に形成される磁性トナ
ー44の薄層の厚みは、現像部Dにおける現像スリーブ
48と感光ドラム41との間の最小間隙よりも更に薄い
ものであることが好ましい。このようなトナー薄層によ
り静電潜像を現像する方式の現像装置、即ち非接触型現
像装置に、本発明は特に有効である。しかし、現像部に
おいてトナー層の厚みが現像スリーブ48と感光ドラム
41との間の最小間隙以上の厚みである現像装置、即ち
接触型現像装置にも、本発明は適用することができる。
【0191】説明の煩雑を避けるため、以下の説明で
は、非接触型現像装置を例に採って行う。
【0192】上記現像スリーブ48には、これに担持さ
れた一成分磁性現像剤である磁性トナー44を飛翔させ
るために、電源49により現像バイアス電圧が印加され
る。この現像バイアス電圧として直流電圧を使用すると
きは、静電潜像の画像部(磁性トナー44が付着して可
視化される領域)の電位と背景部の電位との間の値の電
圧が、現像スリーブ48に印加されることが好ましい。
一方、現像画像の濃度を高め或は階調性を向上するため
に、現像スリーブ48に交番バイアス電圧を印加して、
現像部Dに向きが交互に反転する振動電界を形成しても
よい。この場合、上記画像部の電位と背景部の電位の間
の値を有する直流電圧成分が重畳された交番バイアス電
圧を現像スリーブ48に印加することが好ましい。
【0193】また、高電位部と低電位部を有する静電潜
像の高電位部にトナーを付着させて可視化する、いわゆ
る正規現像では、静電潜像の極性と逆極性に帯電するト
ナーを使用し、一方、静電潜像の低電位部にトナーを付
着させて可視化する、いわゆる反転現像では、トナーは
静電潜像の極性と同極性に帯電するトナーを使用する。
なお、高電位と低電位というのは、絶対値による表現で
ある。いずれにしても、磁性トナー44は現像スリーブ
48との摩擦により静電潜像を現像するための極性に帯
電する。
【0194】図5は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。
【0195】図5の現像装置では、現像スリーブ48上
の磁性トナー44の層厚を規制する部材として、ウレタ
ンゴム,シリコーンゴム等のゴム弾性を有する材料、或
はリン青銅,ステンレス鋼等の金属弾性を有する材料な
どの弾性板51を使用し、この弾性板51を現像スリー
ブ48に圧接させていることが特徴である。このような
現像装置では、現像スリーブ48上に更に薄いトナー層
を形成することができる。図5の現像装置のその他の構
成は、図4に示した現像装置と基本的に同じで、図5に
おいて図4に付した符号と同一の符号は同一の部材を示
す。
【0196】上記のようにして現像スリーブ48上にト
ナー層を形成する図5に示すような現像装置は、弾性板
51によりトナーを現像スリーブ48上に擦りつけるた
め、トナーの摩擦帯電量も多くなり、画像濃度の向上が
図られる。また、非磁性一成分トナーにおいては、この
ような現像装置が用いられる。
【0197】次に本発明で用いた接触帯電・転写方式を
有する画像形成方法の一例について、図6の概略構成図
を基に説明する。
【0198】601は回転ドラム型の感光体であり、図
面上時計方向に所定の周速度(プロセススピード)で回
転される。602は帯電ローラーで、感光体601面に
押圧力をもって圧接され、感光体601の回転に伴い従
動回転する。603は帯電ローラー602に電圧を印加
するための帯電バイアス電流V2であり、帯電ローラー
602にバイアスが印加されることで感光体601の表
面が所定の極性・電位に帯電される。次いで画像露光6
04によって静電荷像が形成され、現像手段605によ
りトナー画像として順次可視化されていく。
【0199】現像手段605を構成する現像スリーブに
は、バイアス印加手段613よりバイアスV1が印加さ
れる。現像により潜像保持体上に形成されたトナー像
は、転写バイアスV3が印加された当接転写手段606
により転写材608に静電転写され、転写材上のトナー
像は、加熱加圧手段611により加熱加圧定着される。
トナー画像転写後の感光体601面では転写残りトナー
等の付着汚染物質を、感光体601にカウンター方向に
圧接した弾性クリーニングブレードを具備したクリーニ
ング装置609で清浄面化され、更に除電露光装置61
0により除電されて、繰り返して作像される。
【0200】
【実施例】以下、具体的実施例によって本発明を説明す
るが、本発明はなんらこれに限定されるものではない。
【0201】(現像スリーブ製造例1)現像スリーブの
表面に導電性樹脂被覆層を形成するために用いる塗工液
を、以下の方法によって作製した。
【0202】まず、充填剤として、下記式で示される第
4級アンモニウム塩化合物[I]を用いた。
【0203】
【化13】
【0204】また、導電性球状粒子としては、個数平均
粒径5.5μmの球状フェノール樹脂100重量部に、
ライカイ機(自動乳鉢、石川工場製)を用いて、個数平
均粒径1.5μm以下の石炭系バルクメソフェーズピッ
チ粉末14重量部を均一に被覆し、酸化性雰囲気下で熱
安定化処理した後に、2,200℃で焼成することによ
り黒鉛化して得られた導電性の球状炭素粒子を用いた。
この球状炭素粒子は、個数平均粒径5μm、真密度1.
50g/cm3、体積抵抗7.5×10-2Ω・cm、長
径/短径比が1.15であった。 ・フェノール樹脂中間体(固形分50%) 200重量部 ・カーボンブラック 4重量部 ・結晶性グラファイト 36重量部 ・上記式で示される第4級アンモニウム塩化合物[I] 30重量部 ・上記で得られた個数平均粒径5μmの球状炭素粒子 20重量部 ・メタノール 185重量部
【0205】次に、サンドミルを用いて、上記材料を下
記の方法で分散した。まず、フェノール樹脂中間体のメ
タノール溶液の一部に、カーボンブラックと結晶性グラ
ファイトを添加し、ガラスビーズをメディアとしたサン
ドミル分散を行った。ここに、第4級アンモニウム塩化
合物を分散させた残りのフェノール樹脂中間体のメタノ
ール溶液、及び個数平均粒径5μmの球状炭素粒子を添
加して、更にサンドミル分散を進め、固形分40%の塗
工液とした。
【0206】次に、上記で調製した塗工液を用いて、現
像スリーブの表面に樹脂被覆層を形成した。現像スリー
ブ基体は、外径32mm,肉厚0.65mmのアルミニ
ウム合金円筒管の表面を研磨加工して、円筒管の振れが
10μm以下、表面粗さがRz表記で4μm以下にして
用いた。このスリーブを垂直に立てて、一定速度で回転
させるとともに上下端部にマスキングを施し、スプレー
ガンを一定速度で下降させながら上記塗料を塗布した。
スリーブ両端のマスキング幅は3mmに設定した。これ
を乾燥炉にて150℃で30分間乾燥硬化させた後、樹
脂コートスリーブ表面に、帯状研磨材を摺擦させ表面磨
き加工を行い、膜厚の均一な樹脂層コートスリーブを得
た。ここで用いた帯状研磨材とは、ポリエステルフィル
ム上に粒度#3000のアルミナ粒子を付着させたもの
で、フィルム送り速度15mm/sec、スリーブ軸方
向への送り速度30mm/sec、現像スリーブへの押
し付け加重29.4Nの条件で磨き加工を施した。
【0207】この樹脂被覆層の構成は、(導電性微粉末
/結着樹脂/第4級アンモニウム塩化合物/球状粒子)
比=1/2.5/0.75/0.5であり、膜厚は16
μm、表面粗さRaは6点平均で0.91μm、体積抵
抗は4.8Ω・cmであった。更に鉛筆硬度を測定した
ところ、JIS K5400において5Hであった。ま
た、導電性微粉末の(カーボンブラック/結晶性グラフ
ァイト)比=1/9であった。このスリーブに磁石を挿
入し、両端にフランジを取り付けて現像スリーブ1とし
た。現像スリーブ1の処方及び特性を、表1にまとめて
示した。
【0208】(現像スリーブ製造例2)現像スリーブ製
造例1において、樹脂被覆層を形成する材料から、個数
平均粒径5μmの球状炭素粒子を除いて製作した塗工液
を用いる以外は、現像スリーブ製造例1と同様にして現
像スリーブ2を得た。
【0209】この樹脂被覆層の構成は、(導電性微粉末
/結着樹脂/第4級アンモニウム塩化合物/球状粒子)
比=1/2.5/0.75/0であり、膜厚は13μ
m、表面粗さRaは6点平均で0.71μm、体積抵抗
は11Ω・cmであった。更に鉛筆硬度を測定したとこ
ろ、JIS K5400において2Hであった。また、
導電性微粉末の(カーボンブラック/結晶性グラファイ
ト)比=1/9であった。現像スリーブ2の処方及び特
性を、表1にまとめて示した。
【0210】(現像スリーブ製造例3)現像スリーブ製
造例1において、樹脂被覆層を形成する材料から、第4
級アンモニウム塩化合物[I]を除いて製作した塗工液
を用いる以外は、現像スリーブ製造例1と同様にして現
像スリーブ3を得た。
【0211】この樹脂被覆層の構成は、(導電性微粉末
/結着樹脂/第4級アンモニウム塩化合物/球状粒子)
比=1/2.5/0/0.5であり、膜厚は14μm、
表面粗さRaは6点平均で0.96μm、体積抵抗は1
Ω・cmであった。更に鉛筆硬度を測定したところ、J
IS K5400において6Hであった。また、導電性
微粉末の(カーボンブラック/結晶性グラファイト)比
=1/9であった。現像スリーブ3の処方及び特性を、
表1にまとめて示した。
【0212】(現像スリーブ製造例4)現像スリーブ製
造例1において、樹脂被覆層を形成する材料から、第4
級アンモニウム塩化合物[I]と個数平均粒径5μmの
球状炭素粒子を除いて製作した塗工液を用いる以外は、
現像スリーブ製造例1と同様にして現像スリーブ4を得
た。
【0213】この樹脂被覆層の構成は、(導電性微粉末
/結着樹脂/第4級アンモニウム塩化合物/球状粒子)
比=1/2.5/0/0であり、膜厚は10μm、表面
粗さRaは6点平均で0.78μm、体積抵抗は1.6
Ω・cmであった。更に鉛筆硬度を測定したところ、J
IS K5400において3Hであった。また、導電性
微粉末の(カーボンブラック/結晶性グラファイト)比
=1/9であった。現像スリーブ4の処方及び特性を、
表1にまとめて示した。
【0214】(現像スリーブ製造例5)現像スリーブ製
造例1において、樹脂被覆層を形成する材料のうち、個
数平均粒径5μmの球状炭素粒子に代わり、以下に示す
球状粒子を用いる以外は、現像スリーブ製造例1と同様
にして現像スリーブ5を得た。
【0215】導電性球状粒子として、個数平均粒径33
μmの球状フェノール樹脂100重量部に、ライカイ機
(自動乳鉢、石川工場製)を用いて、個数平均粒径4μ
m以下の石炭系バルクメソフェーズピッチ粉末16重量
部を均一に被覆し、酸化性雰囲気下で熱安定化処理した
後に、2,200℃で焼成することにより黒鉛化して得
られた導電性の球状炭素粒子を用いた。この球状炭素粒
子は、個数平均粒径30μm、真密度1.47g/cm
3、体積抵抗9.5×10-2Ω・cm、長径/短径比が
1.16であった。
【0216】現像スリーブ5の樹脂被覆層の構成は、
(導電性微粉末/結着樹脂/第4級アンモニウム塩化合
物/球状粒子)比=1/2.5/0.75/0.5であ
り、膜厚は30μm、表面粗さRaは6点平均で4.2
6μm、体積抵抗は45Ω・cmであった。更に鉛筆硬
度を測定したところ、JIS K5400において6H
であった。また、導電性微粉末の(カーボンブラック/
結晶性グラファイト)比=1/9であった。現像スリー
ブ5の処方及び特性を、表1にまとめて示した。
【0217】(現像スリーブ製造例6)現像スリーブ製
造例1において、樹脂被覆層を形成する材料のうち、個
数平均粒径5μmの球状炭素粒子に代わり、以下に示す
球状粒子を用いる以外は、現像スリーブ製造例1と同様
にして現像スリーブ6を得た。
【0218】導電性球状粒子として、ハイブリダイザー
(奈良機械製)を用いて個数平均粒径0.26μmの球
状PMMA粒子100重量部に、導電性カーボンブラッ
ク25重量部を被覆して得られた導電性処理された球状
樹脂粒子を用いた。この球状カーボンブラック被覆PM
MA粒子は、個数平均粒径0.31μm、真密度1.2
8g/cm3、体積抵抗1.0×100Ω・cm、長径/
短径比が1.10であった。
【0219】現像スリーブ6の樹脂被覆層の構成は、
(導電性微粉末/結着樹脂/第4級アンモニウム塩化合
物/球状粒子)比=1/2.5/0.75/0.5であ
り、膜厚は13μm、表面粗さRaは6点平均で0.7
2μm、体積抵抗は24Ω・cmであった。更に鉛筆硬
度を測定したところ、JIS K5400において3H
であった。また、導電性微粉末の(カーボンブラック/
結晶性グラファイト)比=1/9であった。現像スリー
ブ6の処方及び特性を、表1にまとめて示した。
【0220】(現像スリーブ製造例7)現像スリーブ製
造例1において、樹脂被覆層を形成する材料のうち、個
数平均粒径5μmの球状炭素粒子に代わり、以下に示す
球状粒子を用いる以外は、現像スリーブ製造例1と同様
にして現像スリーブ7を得た。
【0221】導電性球状粒子として、個数平均粒径5.
0μmのカーボンブラック分散PMMA粒子を用いた。
このカーボンブラック分散PMMA粒子は、個数平均粒
径5.0μm、真密度1.17g/cm3、体積抵抗
1.0×106Ω・cm、長径/短径比が1.05であ
った。
【0222】現像スリーブ7の樹脂被覆層の構成は、
(導電性微粉末/結着樹脂/第4級アンモニウム塩化合
物/球状粒子)比=1/2.5/0.75/0.5であ
り、膜厚は16μm、表面粗さRaは6点平均で0.8
1μm、体積抵抗は62Ω・cmであった。更に鉛筆硬
度を測定したところ、JIS K5400において4H
であった。また、導電性微粉末の(カーボンブラック/
結晶性グラファイト)比=1/9であった。現像スリー
ブ7の処方及び特性を、表1にまとめて示した。
【0223】(現像スリーブ製造例8)現像スリーブ製
造例1において、樹脂被覆層を形成する材料のうち、個
数平均粒径5μmの球状炭素粒子に代わり、以下に示す
球状粒子を用いる以外は、現像スリーブ製造例1と同様
にして現像スリーブ8を得た。
【0224】導電性球状粒子として、以下に示す材料を
混練、粉砕、分級を行い、個数平均粒径9.8μmの導
電性粒子を得た後、ハイブリダイザー(奈良機械製)を
用いて球形化処理を行うことにより得られた導電性球状
樹脂粒子を用いた。 ・スチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレート−ジビニルベンゼン共重合体 (共重合比90:10:0.05) 100重量部 ・銀微粒子 300重量部
【0225】この導電性球状樹脂粒子は、個数平均粒径
9.6μm、真密度2.98g/cm3、体積抵抗1.
4×10-4Ω・cm、長径/短径比が1.20であっ
た。
【0226】現像スリーブ8の樹脂被覆層の構成は、
(導電性微粉末/結着樹脂/第4級アンモニウム塩化合
物/球状粒子)比=1/2.5/0.75/0.5であ
り、膜厚は14μm、表面粗さRaは6点平均で2.1
3μm、体積抵抗は5.5×10-1Ω・cmであった。
更に鉛筆硬度を測定したところ、JIS K5400に
おいて5Hであった。また、導電性微粉末の(カーボン
ブラック/結晶性グラファイト)比=1/9であった。
現像スリーブ8の処方及び特性を、表1にまとめて示し
た。
【0227】(現像スリーブ製造例9)現像スリーブと
して、外径32mm,肉厚0.65mmのステンレス鋼
円筒管の表面を研磨加工して、円筒管の振れが10μm
以下、表面粗さがRz表記で4μm以下にしたものを、
上下端部にマスキングを施し、球形ガラスビーズ砥粒
(#600)を用いブラストマシンにより、3.92×
10-1MPaのブラスト圧でブラスト処理を行った。ス
リーブ両端のマスキング幅は3mmに設定した。このブ
ラスト処理スリーブの表面粗さRaは6点平均で0.5
6μmであった。このスリーブにマグネットを挿入し、
両端にフランジを取り付けて現像スリーブ9とした。現
像スリーブ9の処方及び特性を、表1にまとめて示し
た。
【0228】(現像スリーブ製造例10)現像スリーブ
として、外径16mm,肉厚0.8mmのアルミニウム
合金円筒管の表面を研磨加工して、円筒管の振れが10
μm以下、表面粗さがRz表記で4μm以下にしたもの
を用い、スリーブ内部に磁石を挿入しないこと以外は、
現像スリーブ製造例1と同様にして現像スリーブ10を
得た。
【0229】この現像スリーブ10の樹脂被覆層の構成
は、(導電性微粉末/結着樹脂/第4級アンモニウム塩
化合物/球状粒子)比=1/2.5/0.75/0.5
であり、膜厚は13μm、表面粗さRaは6点平均で
0.97μm、体積抵抗は4.8Ω・cmであった。更
に鉛筆硬度を測定したところ、JIS K5400にお
いて5Hであった。また、導電性微粉末の(カーボンブ
ラック/結晶性グラファイト)比=1/9であった。現
像スリーブ10の処方及び特性を、表1にまとめて示し
た。
【0230】(現像スリーブ製造例11)現像スリーブ
として、外径12mm,肉厚0.8mmのアルミニウム
合金円筒管の表面を研磨加工して、円筒管の振れが10
μm以下、表面粗さがRz表記で4μm以下にしたもの
を用いること以外は、現像スリーブ製造例1と同様にし
て現像スリーブ11を得た。
【0231】この現像スリーブ11の樹脂被覆層の構成
は、(導電性微粉末/結着樹脂/第4級アンモニウム塩
化合物/球状粒子)比=1/2.5/0.75/0.5
であり、膜厚は13μm、表面粗さRaは6点平均で
0.98μm、体積抵抗は4.9Ω・cmであった。更
に鉛筆硬度を測定したところ、JIS K5400にお
いて5Hであった。また、導電性微粉末の(カーボンブ
ラック/結晶性グラファイト)比=1/9であった。現
像スリーブ11の処方及び特性を、表1にまとめて示し
た。
【0232】
【表1】
【0233】 <トナー製造例1> ・スチレン−ブチルアクリレート共重合体 80重量部 (St/BA=82/18、Tg=58℃、 Mw=2.4×105、Mn=7.2×103、Mw/Mn=33.3) ・スチレン−ブタジエン共重合体 20重量部 (St/Bu=90/10、Mw=2.2×105、 Mn=1.4×104、Mw/Mn=15.7、Tg=56℃) ・マグネタイト 90重量部 ・トリフェニルメタン化合物 2重量部 (構造:具体例(1)、50%径=0.8lμm、10μm以上:0.0%、 X線回折のピーク(2θ):6,12,14,18.5deg 他にシャー プなピークが存在) ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 4重量部
【0234】上記材料をヘンシェルミキサーで十分予備
混合した後、130℃に設定した二軸押し出し混練機に
より溶融混練した。得られた混練物を冷却した後、カッ
ターミルで粗粉砕し、ジエット気流を用いた粉砕機によ
り微粉砕し、更に得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を
利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均径6.
5μmの分級微粉体(トナー粒子)を得た。
【0235】得られた分級微粉体100重量部に、乾式
法で製造されたシリカ微粉体(BET比表面積200m
2/g)100重量部あたりアミノ変性シリコーンオイ
ル(アミン当量830、25℃における粘度70mm2
/s)17重量部で処理した疎水性シリカ0.8重量部
を加え、ヘンシェルミキサーで混合し、目開き150μ
mのメッシュで篩い、トナー1を得た。
【0236】トナー1のTHF可溶成分のGPCによる
分子量分布において、Mwは1.8×105、Mnは
1.0×104、Mw/Mnは18であった。また、T
gは57℃であった。トナー1の処方および物性を、表
2にまとめて示した。
【0237】なお、本発明のトナーの重量平均粒径は、
コールターマルチサイザーII(コールター社製)を用
い、電解液はISOTON II(コールター社製)を
用いて測定した。アパチャーチューブは、100μmア
パチャーのものを使用した。測定法としては、前記電解
液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤を
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機で約1〜3分
間分散処理を行い、前記測定装置により、体積、個数を
測定して、重量平均径を算出した。
【0238】 <トナー製造例2> ・スチレン−ブチルアクリレート共重合体 80重量部 (St/BA=82/18、Tg=58℃、 Mw=2.4×105、Mn=7.2×103、Mw/Mn=33.3) ・スチレン−ブタジエン−ジビニルベンゼン共重合体 20重量部 (St/Bu/DVB=89.5/10/0.2、Mw=2.0×105、 Mn=9.0×103、Mw/Mn=22.2、THF不溶分=20重量 %、Tg=57℃) ・マグネタイト 90重量部 ・トリフェニルメタン化合物 2重量部 (構造:具体例(1)、50%径=1.35μm、10μm以上:0.8%、 X線回折のピーク(2θ):6,12,14,18.5deg 他にシャー プなピークが存在) ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 4重量部
【0239】上記材料を用い、トナー製造例1と同様に
してトナー2を得た。
【0240】トナー2のTHF可溶成分のGPCによる
分子量分布において、Mwは1.6×105、Mnは
8.0×103、Mw/Mnは20であった。また、T
gは57℃であった。トナー2の処方および物性を、表
2にまとめて示した。
【0241】 <トナー製造例3> ・スチレン−ブチルアクリレート共重合体 80重量部 (St/BA=82/18、Tg=58℃、 Mw=2.4×105、Mn=7.2×103、Mw/Mn=33.3) ・スチレン−ブタジエン共重合体 20重量部 (St/Bu=90/10、Mw=2.2×105、 Mn=1.4×104、Mw/Mn=15.7、Tg=56℃) ・マグネタイト 90重量部 ・トリフェニルメタン化合物 2重量部 (構造:具体例(1)、50%径=1.43μm、10μm以上:1.0%、 X線回折のピーク(2θ):19deg付近にブロードなハロー有り) ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 4重量部
【0242】上記材料を用い、トナー製造例1と同様に
してトナー3を得た。
【0243】トナー3のTHF可溶成分のGPCによる
分子量分布において、Mwは1.7×105、Mnは
1.0×104、Mw/Mnは17であった。また、T
gは57℃であった。トナー3の処方および物性を、表
2にまとめて示した。
【0244】 <トナー製造例4> ・スチレン−ブチルアクリレート共重合体 80重量部 (St/BA=82/18、Tg=58℃、 Mw=2.4×105、Mn=7.2×103、Mw/Mn=33.3) ・スチレン−ブタジエン共重合体 20重量部 (St/Bu=90/10、Mw=2.2×105、 Mn=1.4×104、Mw/Mn=15.7、Tg=56℃) ・マグネタイト 90重量部 ・ニグロシン 2重量部 ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 4重量部
【0245】上記材料を用い、トナー製造例1と同様に
してトナー4を得た。
【0246】トナー4のTHF可溶成分のGPCによる
分子量分布において、Mwは1.7×105、Mnは
9.0×103、Mw/Mnは18.9であった。ま
た、Tgは、57℃であった。トナー4の処方および物
性を、表2にまとめて示した。
【0247】 <トナー製造例5> ・スチレン−ブチルアクリレート共重合体 100重量部 (St/BA=82/18、Tg=58℃、 Mw=2.4×105、Mn=7.2×103、Mw/Mn=33.3) ・マグネタイト 90重量部 ・トリフェニルメタン化合物 2重量部 (構造:具体例(1)、50%径=1.35μm、10μm以上:0.8%、 X線回折のピーク(2θ):6,12,14,18.5deg 他にシャー プなピークが存在) ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 4重量部
【0248】上記材料を用い、トナー製造例1と同様に
してトナー5を得た。
【0249】トナー5のTHF可溶成分のGPCによる
分子量分布において、Mwは1.6×105、Mnは
7.1×103、Mw/Mnは22.5であった。ま
た、Tgは58℃であった。トナー5の処方および物性
を、表2にまとめて示した。
【0250】 <トナー製造例6> ・スチレン−ブチルアクリレート共重合体 50重量部 (St/BA=82/18、Tg=58℃、 Mw=2.4×105、Mn=7.2×103、Mw/Mn=33.3) ・スチレン−ブタジエン共重合体 50重量部 (St/Bu=90/10、Mw=2.2×105、 Mn=1.4×104、Mw/Mn=15.7、Tg=56℃) ・マグネタイト 90重量部 ・トリフェニルメタン化合物 2重量部 (構造:具体例(1)、50%径=0.81μm、10μm以上:0.0%、 X線回折のピーク(2θ):6,12,14,18.5deg 他にシャー プなピークが存在) ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 4重量部
【0251】上記材料を用い、トナー製造例1と同様に
してトナー6を得た。
【0252】トナー6のTHF可溶成分のGPCによる
分子量分布において、Mwは2.4×105、Mnは
1.1×104、Mw/Mnは21.8であった。ま
た、Tgは56℃であった。トナー6の処方および物性
を、表2にまとめて示した。
【0253】 <トナー製造例7> ・スチレン−ブチルアクリレート共重合体 100重量部 (St/BA=82/18、Tg=58℃、 Mw=2.4×105、Mn=7.2×103、Mw/Mn=33.3) ・マグネタイト 90重量部 ・ニグロシン 2重量部 ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 4重量部
【0254】上記材料を用い、トナー製造例1と同様に
してトナー7を得た。
【0255】トナー7のTHF可溶成分のGPCによる
分子量分布において、Mwは1.6×105、Mnは
7.0×103、Mw/Mnは22.9であった。ま
た、Tgは58℃であった。トナー7の処方および物性
を、表2にまとめて示した。
【0256】 <トナー製造例8> ・スチレン−ブチルアクリレート共重合体 80重量部 (St/BA=82/18、Tg=58℃、 Mw=2.4×105、Mn=7.2×103、Mw/Mn=33.3) ・スチレン−ブタジエン共重合体 20重量部 (St/Bu=90/10、Mw=2.2×105、 Mn=1.4×104、Mw/Mn=15.7、Tg=56℃) ・カーボンブラック 5重量部 ・トリフェニルメタン化合物 2重量部 (構造:具体例(1)、50%径=0.81μm、10μm以上:0.0%、 X線回折のピーク(2θ):6,12,14,18.5deg 他にシャー プなピークが存在) ・低分子量エチレン−プロピレン共重合体 4重量部
【0257】上記材料を用い、分級微粉体の重量平均粒
径を8.5μmにする以外はトナー製造例1と同様にし
てトナー8を得た。
【0258】トナー8のTHF可溶成分のGPCによる
分子量分布において、Mwは1.7×105、Mnは
9.0×103、Mw/Mnは18.9であった。ま
た、Tgは57℃であった。トナー8の処方および物性
を、表2にまとめて示した。
【0259】
【表2】
【0260】[実施例1]まず、本発明の実施例1で用
いた画像形成方法とその装置の概略を説明する。
【0261】現像工程の概略構成図は図7に示した通り
である。本体構成は、a−Siドラムを使用したデジタ
ル機を用いた。
【0262】感光体74は108φのa−Siドラムで
あり、潜像条件としては暗部電位が+400V、明部電
位が+50Vとなるようにした。画像露光に関しては詳
述しないが、レーザーやLEDが一般的であり、本実施
例では680nmの可視光レーザーを用いてイメージ露
光を行った。
【0263】また、原稿を読むスキャナー部、画像デー
タを作成するイメージプロセッサー部は図示しないが、
スキャナーのCCD上に結像した原稿からの反射光はA
/D変換されて600dpi、8bit(256階調)
の画像輝度信号に変換され、イメージプロセッサー部に
送られる。イメージプロセッサー部では、周知の輝度−
濃度変換(Log変換)を行い、画像信号を輝度信号に
変換した後、必要ならばエッジ強調やスムージング等の
各処理を行い、その後濃度補正処理(いわゆるγ変換)
をかけてから、例えば誤差拡散法等の二値化処理や、ド
ツト集中型のディザマトリックスによるスクリーン化処
理を通して二値化(1bit)される。
【0264】もちろん、8bitのままで周知のPWM
(パルス幅変調)法等でレーザーを駆動し潜像を形成し
ても良いが、画像データのハンドリングの容易さという
観点から、二値画像化が最近の主流である。当然、デー
タは1/8に圧縮されるので、例えばA3原稿程度のペ
ージメモリーを有するマシンや、さらには画像データを
大量に保管するイメージサーバー等を有する複写機にお
いては、大幅なメモリーの削減になりコストダウンにつ
ながる。
【0265】その後、画像信号はレーザードライバーに
送られ、信号に応じてレーザーの駆動を行う。レーザー
光はコリメータレンズ、ポリゴンスキャナー、fθレン
ズ、折り返しミラー、防塵フィルター等を介して感光ド
ラム上に照射される。感光ドラム上でのレーザーのスポ
ット径は、600dpiの1画素=42.3μmよりも
若干大きい55μm程度で結像し、画像部を先に述べた
ように+50V程度に除電して、潜像を形成する。
【0266】複写或いはプリント速度は、A4サイズで
60枚/分であり、感光ドラムの回転速度(プロセスス
ピード)は300mm/secである。
【0267】現像は、デジタル反転現像であり、その条
件は次の通りである。
【0268】現像スリーブ基体76は32φであり、表
面に本発明の樹脂被覆層77が形成されている。実施例
1では、現像スリーブ製造例1で作製した現像スリーブ
1が組み込まれている。トナーとしては、デジタル反転
現像のために感光ドラム74の帯電極性と同極性のポジ
トナー81を使用する。実施例1では、トナー製造例1
で作製したトナー1を用いる。現像スリーブ内部には固
定配置された磁石75を収容している。現像スリーブと
感光ドラムとの対向部における最近接ギャップは200
μm、現像スリーブと規制ブレード79とのギャップは
240μmとした。現像スリーブの回転周速度は、感光
ドラムのそれの1.9倍とした。なお、規制ブレードと
しては、磁性ブレードを用いた。
【0269】現像バイアス電源78により、AC成分が
P−P電位で1.0kVpp、周波数2.7kHz、D
uty比40%の交流電圧に、DC成分として280V
の直流電圧を重畳させたものを現像バイアスとして現像
スリーブに印加している。
【0270】次に、評価項目について説明する。
【0271】画像濃度・カブリ測定:常温/常湿(23
℃/60%RH)、常温/低湿(23℃/5%RH)、
高温/高湿(32.5℃/80%RH)の各環境下にお
いて、A4サイズ100,000枚連続プリントテスト
(印字率6%原稿)を行い、画像濃度、カブリの評価を
行った。
【0272】画像濃度は、「マクベス反射濃度計」(マ
クベス社製)を用いて測定した。カブリは、「反射濃度
計」(東京電色技術センター社製)を用いて、転写紙の
反射濃度とベタ白プリントの反射濃度とを測定し、その
差分をカブリ値とした。
【0273】スリーブコート性評価試験:A4サイズ1
00,000枚連続プリントテスト(印字率6%原稿)
中に、現像スリーブ上のトナーコート状態を目視し、ブ
ロッチの発生レベルを以下に示すランクに分類した。評
価環境は、常温/常湿(23℃/60%RH)、常温/
低湿(23℃/5%RH)、高温/高湿(32.5℃/
80%RH)の3環境で評価した。 ブロッチランク ◎(非常に良好)全く発生していない 〇(良好) 現像スリーブ端部にわずかに発生して
いる △(実用上可) わずかに発生しているが、画像には影
響しない ×(実用上不可)はっきりと発生しており、画像に影響
する
【0274】スリーブ汚染評価試験:常温/常湿(23
℃/60%RH)環境下において、A4サイズ100,
000枚連続プリントテスト(印字率6%原稿)後の現
像スリーブ表面の一部をシルボン紙で清浄に拭き取り、
ベタ黒画像をプリントし、シルボン紙拭き清掃前後の画
像濃度を測定した。その濃度の差分を算出し、以下に示
すようなスリーブ汚染のランクに分類することにより、
評価した。 スリーブ汚染ランク ◎(非常に良好)Δ0.03未満 〇(良好) Δ0.03〜Δ0.10 △(実用上可) Δ0.10〜Δ0.20 ×(実用上不可)Δ0.20を超えるもの
【0275】現像スリーブ耐摩耗性評価試験:A4サイ
ズ100,000枚連続プリントテスト(印字率6%原
稿)前後に、現像スリーブの外径をレーザー測長器で測
定し、連続プリント後の現像スリーブの外径値の減少量
から削れ量を算出し、耐摩耗性の評価を行った。
【0276】各評価結果を表3にまとめて示す。表3に
示したように、3環境(常温/常湿、常温/低湿、高温
/高湿)全てにおいて、画像濃度、カブリをはじめ、評
価項目全てにわたり問題はなく十分満足できる結果が得
られた。
【0277】[実施例2〜3]実施例1において使用し
たトナー1に代わり、トナー製造例2〜3で製造したト
ナー2〜3を使用すること以外は実施例1と同様にして
各種評価試験を行った。
【0278】各評価結果を表3にまとめて示す。表3に
示したように、実施例2については、3環境(常温/常
湿、常温/低湿、高温/高湿)全てにおいて、画像濃
度、カブリをはじめ、評価項目全てにわたり問題はなく
十分満足できる結果が得られた。実施例3については、
若干画像濃度が低めになっており、これは、主にトナー
に含有される荷電制御剤の特性の影響によるものである
が、実用上問題なく十分満足できる結果が得られた。
【0279】[比較例1]実施例1において使用したト
ナー1に代わり、トナー製造例4で製造したトナー4を
使用すること以外は実施例1と同様にして各種評価試験
を行った。
【0280】各評価結果を表3にまとめて示す。スリー
ブコート性およびスリーブ汚染については問題ないが、
現像性において、濃度がやや低めであり、カブリ抑制が
悪かった。
【0281】[比較例2]実施例1において使用したト
ナー1に代わり、トナー製造例5で製造したトナー5を
使用すること以外は実施例1と同様にして各種評価試験
を行った。
【0282】各評価結果を表3にまとめて示す。プリン
ト耐久初期においては問題は見られなかったものの、耐
久が進むにつれてスリーブ汚染が発生し、その結果画像
濃度が著しく低下した。この現象は3環境全てで見られ
た。
【0283】[比較例3]実施例1において使用したト
ナー1に代わり、トナー製造例6で製造したトナー6を
使用すること以外は実施例1と同様にして各種評価試験
を行った。
【0284】各評価結果を表3にまとめて示す。3環境
全てにわたり、各評価項目の結果については特に問題な
いが、得られたプリント画像の定着性が著しく低く、実
用上問題となるレベルであった。
【0285】[比較例4]実施例1において使用したト
ナー1に代わり、トナー製造例7で製造したトナー7を
使用すること以外は実施例1と同様にして各種評価試験
を行った。
【0286】各評価結果を表3にまとめて示す。表3に
示すように、現像性が低く、スリーブ汚染も発生し、実
用にならない。
【0287】[実施例4〜10]実施例1において使用
した現像スリーブ1に代わり、現像スリーブ製造例2〜
8で製造した現像スリーブ2〜8を使用すること以外は
実施例1と同様にして各種評価試験を行った。
【0288】各評価結果を表3にまとめて示す。表3に
示すように、実施例4〜10の結果は、実施例1と比べ
てスリーブコート性、現像性、スリーブの耐摩耗性の点
でやや劣るものの、実用上問題ないレベルである。ま
た、現像スリーブの耐摩耗性については、画像形成装置
の高速化を考慮した場合、スリーブ表面の削れ量が約5
μm/10万枚を超えない範囲であれば実用上差し支え
ないと推測されることから、全て問題ないレベルである
と判断した。
【0289】[比較例5]実施例1において使用した現
像スリーブ1に代わり、現像スリーブ製造例9で製造し
た現像スリーブ9を使用すること以外は実施例1と同様
にして各種評価試験を行った。
【0290】各評価結果を表3にまとめて示す。表3に
示すように、高温/高湿環境を除き、激しいブロッチが
発生した。また、3環境共に、マシンスタンバイ放置後
の画像には、スリーブピッチ状の画像濃度ムラが発生し
た。
【0291】[実施例11]実施例1で使用した画像形
成装置に代わり、市販のパーソナル複写機FC−330
(キヤノン(株)社製)を用い、白黒カートリッジに組
み込まれている現像スリーブを本発明の現像スリーブ製
造例11で製造した現像スリーブ11に交換すること以
外は、実施例1と同様にして各種評価を行った。但し、
複写耐久枚数については、A4連続複写(印字率6%原
稿)1,000枚とした。また、現像スリーブ耐摩耗性
の評価に関しては、1,000枚耐久複写前後の現像ス
リーブ外径値の差を測定した。
【0292】尚、FC−330は、規制ブレードとして
弾性ブレードを用いた現像方式を採用しており、本実施
例11の現像条件としては、FC−330(磁性トナー
カートリッジ)の設定値をそのまま用いた。
【0293】各評価結果を表3にまとめて示した。表3
に示したように、3環境(常温/常湿、常温/低湿、高
温/高湿)全てにおいて、画像濃度、カブリをはじめ、
評価項目全てにわたり問題はなく、十分満足できる結果
が得られた。
【0294】[実施例12]実施例1で使用した画像形
成装置に代わり、市販のパーソナル複写機FC−330
(キヤノン(株)社製)を用い、モノカラーカートリッ
ジに組み込まれている現像スリーブを本発明の現像スリ
ーブ製造例10で製造した現像スリーブ10に交換し、
実施例1において使用したトナー1に代わり、トナー製
造例8で製造したトナー8を使用すること以外は実施例
1と同様にして各種評価試験を行った。但し、複写耐久
枚数については、A4連続複写(印字率6%原稿)1,
000枚とした。また、現像スリーブ耐摩耗性の評価に
関しては、1,000枚耐久複写前後の現像スリーブ外
径値の差を測定した。
【0295】なお、FC−330は、規制ブレードとし
て弾性ブレードを用いた現像方式を採用しており、本実
施例12の現像条件としては、FC−330(非磁性モ
ノカラーカートリッジ)の設定値をそのまま用いた。
【0296】各評価結果を表3にまとめて示した。表3
に示したように、3環境(常温/常湿、常温/低湿、高
温/高湿)全てにおいて、画像濃度、カブリをはじめ、
評価項目全てにわたり問題はなく、十分満足できる結果
が得られた。
【0297】
【表3】
【0298】
【発明の効果】本発明によれば、現像スリーブ上でのト
ナーの不均一コートを防止し、トナーの均一帯電性を向
上させ、且つトナーの過剰帯電を防止することにより、
ブロッチの発生を抑制し、同時にスリーブ汚染の影響を
防ぐことにより、例えば高速複写或いは高速プリント時
においても、長期に渡り適正な摩擦帯電性の維持を実現
させることができる。
【0299】また、本発明は、SUSスリーブに比べ摩
擦帯電付与性能の劣る、樹脂を含む材料により形成され
た表面層を有する現像スリーブを用いた場合において
も、摩擦帯電能力に優れ、画像濃度が高くカブリの少な
い高品質プリントを長期安定的に供給できる。
【0300】更に本発明は、長期に渡り、現像を繰り返
し行った場合においても、現像器中での機械的ダメージ
によるトナー粒子の破壊による微細粒子の発生がなく、
この結果スリーブ汚染を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】樹脂被覆層を有するトナー担持体(現像スリー
ブ)表層断面の概略図である。
【図2】樹脂被覆層を有するトナー担持体表層断面
((A)は磨き加工前、(B)は磨き加工後)の概略図
である。
【図3】トナー担持体表面に磨き加工を施す装置の模式
的構造図である。
【図4】本発明のトナー担持体が組み込まれる磁性トナ
ー補給系現像装置の一例(規制部材に磁性ブレードを使
用)を示す概略図である。
【図5】本発明のトナー担持体が組み込まれる磁性トナ
ー補給系現像装置の他の例(規制部材に弾性ブレードを
使用)を示す概略図である。
【図6】本発明の画像形成方法を説明するための概略図
である。
【図7】実施例で用いた本発明の画像形成装置の概略図
である。
【符号の説明】
11 トナー担持体(現像スリーブ)基体 12 樹脂被覆層 13 結着樹脂 14 導電性微粉末 15 球状粒子 16 第4級アンモニウム塩化合物 21 樹脂被覆層 22 固体潤滑剤 23 導電性微粉末 24 球状粒子 25 結着樹脂 26 第4級アンモニウム塩化合物 27 トナー担持体(現像スリーブ)基体 31 巻き取りローラ 32 帯状研磨材の進行方向 33 トナー担持体(現像スリーブ) 34 帯状研磨材 35 送り出しローラ 41 感光ドラム(潜像担持体) 42 規制ブレード 43 トナーホッパー 44 トナー 45 磁石 46 円筒状スリーブ基体 47 樹脂被覆層 48 トナー担持体(現像スリーブ) 49 電源 51 弾性ブレード 71 帯電装置 72 クリーニング装置 73 転写装置 74 感光ドラム 75 磁石 76 現像スリーブ基体 77 樹脂被覆層 78 現像バイアス電源 79 規制ブレード(磁性ブレード) 80 トナーホッパー 81 トナー 82 撹拌翼 601 潜像担持体(感光ドラム) 601a 光導電層 601b 導電性基層 602 帯電ローラー 602a 導電性弾性層 602b 芯金 603 帯電バイアス電源 604 画像露光 605 現像スリーブ 606 転写ローラー 606a 導電性弾性層 606b 芯金 607 転写バイアス電源 608 転写材 609 クリーニング装置 610 除電露光装置 611 加熱加圧手段 613 現像バイアス電源
フロントページの続き (72)発明者 小堀 尚邦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 藤川 博之 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡本 直樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA06 CA04 CA05 CA30 DA01 EA05 EA07 2H077 AD06 AD13 AD36 AE04 EA13 EA16 FA03 FA13 FA22 FA27

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電潜像を担持するための潜像担持体に
    対向して配置された円筒状のトナー担持体上に保持され
    たトナーを、前記潜像担持体との対向部に搬送し、該対
    向部にて前記トナーで前記静電潜像を現像する画像形成
    方法において、 前記トナー担持体として、少なくとも表面が樹脂を含む
    材料によって形成された円筒状の現像スリーブを用い、 前記トナーとして、少なくとも結着樹脂および荷電制御
    剤を含有し、前記結着樹脂がスチレン−ブタジエン共重
    合体を有し、前記荷電制御剤はトリフェニルメタン化合
    物である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】 該トナー担持体は、基体または基体表面
    に形成された樹脂を含有する被覆層を有していることを
    特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 【請求項3】 該トナー担持体表面の被覆層は、導電性
    微粉末、充填剤及び固体潤滑剤からなる群から選択され
    る一種以上のメンバーをさらに含有することを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の画像形成方法。
  4. 【請求項4】 該トナー担持体の被覆層中の充填剤とし
    て、第4級アンモニウム塩化合物を含むことを特徴とす
    る請求項3に記載の画像形成方法。
  5. 【請求項5】 該トナー担持体の被覆層中の充填剤とし
    て、個数平均粒径が0.3〜30μmの球状粒子を含む
    ことを特徴とする請求項3又は4に記載の画像形成方
    法。
  6. 【請求項6】 該トナー担持体の被覆層中の球状粒子が
    導電性であり、且つ真密度が3g/cm3以下であるこ
    とを特徴とする請求項5に記載の画像形成方法。
  7. 【請求項7】 前記トナーの該スチレン−ブタジエン共
    重合体が、結着樹脂基準で1〜40重量%含まれること
    を特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形
    成方法。
  8. 【請求項8】 前記トナーの該トリフェニルメタン化合
    物が、粒度分布において3μm以下の50%径を有し、
    10μmを超える粒子が30%以下である結晶性の粒子
    であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記
    載の画像形成方法。
  9. 【請求項9】 静電潜像を担持するための潜像担持体、
    及び該潜像担持体に対向して配置された円筒状のトナー
    担持体を有する画像形成装置であって、該トナー担持体
    は、表面に保持しているトナーを、前記潜像担持体との
    対向部に搬送し、該対向部にて前記トナーで前記静電潜
    像を現像するためのものであり、 前記トナー担持体として、少なくとも表面が樹脂を含む
    材料によって形成された円筒状の現像スリーブを用い、 前記トナーとして、少なくとも結着樹脂および荷電制御
    剤を含有し、前記結着樹脂がスチレン−ブタジエン共重
    合体を有し、前記荷電制御剤はトリフェニルメタン化合
    物であるトナーを用いることを特徴とする画像形成装
    置。
  10. 【請求項10】 該トナー担持体は、基体または基体表
    面に形成された樹脂を含有する被覆層を有していること
    を特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
  11. 【請求項11】 該トナー担持体表面の被覆層は、導電
    性微粉末、充填剤及び固体潤滑剤からなる群から選択さ
    れる一種以上のメンバーをさらに含有することを特徴と
    する請求項9又は10に記載の画像形成装置。
  12. 【請求項12】 該トナー担持体の被覆層中の充填剤と
    して、第4級アンモニウム塩化合物を含むことを特徴と
    する請求項11に記載の画像形成装置。
  13. 【請求項13】 該トナー担持体の被覆層中の充填剤と
    して、個数平均粒径が0.3〜30μmの球状粒子を含
    むことを特徴とする請求項11又は12に記載の画像形
    成装置。
  14. 【請求項14】 該トナー担持体の被覆層中の球状粒子
    が導電性であり、且つ真密度が3g/cm3以下である
    ことを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
  15. 【請求項15】 前記トナーの該スチレン−ブタジエン
    共重合体が、結着樹脂基準で1〜40重量%含まれるこ
    とを特徴とする請求項9乃至14のいずれかに記載の画
    像形成装置。
  16. 【請求項16】 前記トナーの該トリフェニルメタン化
    合物が、粒度分布において3μm以下の50%径を有
    し、10μmを超える粒子が30%以下である結晶性の
    粒子であることを特徴とする請求項9乃至15のいずれ
    かに記載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012181369A (ja) * 2011-03-01 2012-09-20 Canon Inc 現像ローラ、電子写真プロセスカートリッジ、電子写真装置

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