JP2003122043A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

画像形成方法及び画像形成装置

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JP2003122043A JP2001321349A JP2001321349A JP2003122043A JP 2003122043 A JP2003122043 A JP 2003122043A JP 2001321349 A JP2001321349 A JP 2001321349A JP 2001321349 A JP2001321349 A JP 2001321349A JP 2003122043 A JP2003122043 A JP 2003122043A
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Takaaki Kashiwa
孝明 栢
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育 飯田
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Yojiro Hotta
洋二朗 堀田
Takaaki Kamitaki
隆晃 上滝
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 a−Si感光体を高速フルカラー機に搭載す
る場合における感光体表面上への融着及びフィルミング
が削減でき、環境依存性を含めた耐久安定性に優れ、高
精彩性を発現する画像形成方法及び画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 a−Si感光体に静電潜像を形成し、こ
の静電潜像を複数の現像器によって現像してカラー画像
を形成するにあたり、磁性トナー粒子を有する黒色磁性
現像剤と、非磁性トナー粒子及び磁性キャリアを有する
カラー非磁性現像剤とを現像剤として用い、この非磁性
トナー粒子には結着樹脂、着色剤、有機金属化合物及び
ワックスを含有し、貯蔵弾性率G'80が1×106〜1×
1010dN/m2、かつG'120-180が5×103〜1×1
6dN/m2であり、DSC測定において30〜200
℃における最大吸熱ピーク温度が50〜110℃であ
り、GPCによる分子量分布において分子量6000〜
8000の領域にメインピークが存在する非磁性トナー
粒子を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラープリンタ、
カラー複写機等に用いる像担持体、より詳しくはアモル
ファスシリコン(a−Si)感光体を使用し、黒色現像
用の磁性トナー及びカラー現像用の二成分方式非磁性ト
ナーを使用した画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子写真プロセスを応用した装置は、従
来の原稿を複写するいわゆる複写機のみならず、近年需
要の伸びの著しいコンピュータ、ワードプロセッサの出
力手段としてのプリンターを加え、広く利用されてい
る。こうしたプリンターは従来の白黒画像のみならず、
カラー画像を形成できることが重視される。こうした環
境の中で、異なる色の現像剤を各々収容した複数の現像
器を備え、電子写真法を用いて、像担持体である感光ド
ラム上に一回又は複数回の記録サイクルで複数色のトナ
ー像を形成し、この複数色のトナー像を記録材に一括転
写し、このトナー像を最終転写材に定着して、所望の複
数色画像を得る多色画像形成装置が提案されている。
【0003】昨今のOA市場においては、情報の多様化
・高度化から、オフィスで出力される画像のカラー化が
進み、さらにはシステムの高速化・安定化が求められて
おり、安定性・耐摩耗性等に極めて優れ、超高速のヘビ
ーデューティーマシン用として最も適したa−Si感光
体の、カラー複写装置への搭載検討が進められている。
【0004】トナーについては、黒色現像は使用頻度が
高く、特に長寿命のa−Si感光体を使用する系では、
キャリア交換等のメンテナンスを抑制すること、また既
に実用化され特性が安定していることなどの理由より、
黒色現像には磁性一成分現像剤を用いることが好適であ
る。一方で黒色以外のカラー現像では、色彩を鮮明にす
るためには磁性体をトナー粒子中に含有させない方が好
ましく、非磁性二成分現像剤を用いることが好適である
【0005】感光体としてa−Si感光体を使用する場
合、ドラムヒーターにより感光体表面近傍の温度を制御
することが、水分の吸着による表面抵抗の低下に伴って
発生する画像流れを防止する上で有効であり、この場合
は、トナーの軟化によるトナーの付着(融着)の問題、
及び感光体表面にトナーの樹脂成分が均一に堆積するフ
ィルミングの問題が顕著になりやすい。そのため、a−
Si感光体を使用した場合においても、感光体の定期的
なメンテナンスが必要となり、長寿命というa−Si感
光体のメリットを十分に引き出すことができない傾向に
ある。
【0006】そのため、高精彩な画像を必要とするカラ
ー機にa−Si感光体を搭載する場合では、感光体への
融着及びフィルミングの削減と定着での色再現性の実現
が切望されており、この解決手段としては所定の特性を
有するトナーの使用が挙げられる。トナーの特性につい
ては従来より種々の検討がなされている。
【0007】黒色用現像剤では、定着時の耐高温オフセ
ット性を向上させるためポリエチレンワックスやポリプ
ロピレンワックスに代表される比較的高結晶性のワック
スが離型剤として用いられている。このような現像剤に
ついては、例えば特公昭52−3304号公報、特公昭
52−3305号公報、特開昭57−52574号公報
に提案されている。
【0008】カラー用現像剤としては、定着時における
混色性を確保するために、シャープメルト性を有し軟化
点の低いことが好ましいが、このような現像剤を高速系
フルカラー複写機で使用する場合、クリーナー部や転写
部ローラーとの感光体との接触部において機械的シェア
が大きく、また、感光体の発熱に伴い感光体上でトナー
が軟化し、付着し易くなる。
【0009】このような問題を解決するため、カラー用
現像剤については、特定の貯蔵弾性率を有するトナーに
ついて様々な提案されているが、例えば高温環境下での
保存性や、安定した帯電性と現像性、定着特性、OHP
透明性等、カラー用現像剤に求められる様々な特性を満
足するには検討の余地が残されている。
【0010】またカラー用現像剤においても、トナー粒
子にワックス等の離型剤を添加することにより、上記の
課題を解決しようとする様々な提案がなされているが、
この離型剤自身の高結晶性やOHP用シートの材質との
屈折率の違いのため、画像を形成したOHPを透映した
際に透明性が阻害され、投影像は彩度や明度が低くなる
傾向にあり、耐高温オフセット特性や低温定着性、OH
P透明性等の様々な特性を満足するには検討の余地が残
されている。
【0011】カラー画像の形成における前述した問題点
については、画像形成方法による解決も図られており、
例えばカラー用現像剤には離型剤を極力添加せず、加熱
定着ローラーへシリコーンオイルやフッ素オイルの如き
オイルを塗布せしめ耐高温オフセット性の向上とOHP
での透明性の向上を図ろうとする方法が知られている。
【0012】しかしながら、このようにして得られた定
着画像は、その表面に余分のオイルが付着しており、画
像の品質に影響を与えることがある。またオイルが感光
体に付着して汚染したり、オイルが定着ローラーを膨潤
して定着ローラーの寿命を短くする場合がある。また定
着画像上へのオイルスジを発生させないため、オイルを
均一にかつ定量的に定着ローラー表面上に供給する必要
性があり、定着装置が大型化する傾向にある。
【0013】以上のことからわかるように、オフセット
の発生が抑制され、さらに、定着画像の透明性に優れて
いる高画質カラー画像形成については、未だ検討の余地
が残されている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き問題点を解決した画像形成方法及び画像形成装置
を提供することであり、特に、a−Si感光体を高速フ
ルカラー機に搭載する場合における感光体表面上への融
着及びフィルミングが削減でき、環境依存性を含めた耐
久安定性に優れ、高精彩性を発現する画像形成方法及び
画像形成装置を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の、a−S
i感光体が元来保有している長寿命、メンテナンスフリ
ーという大きなメリットを活かしつつ、カラー画像形成
装置への搭載への問題を解決するものであり、以下に示
す画像形成方法を提供する。
【0016】すなわち本発明は、感光体に静電潜像を形
成し、複数色の現像剤をそれぞれ収容し前記感光体に対
向して配置される複数の現像器によって静電潜像を各色
現像剤によって現像し、この現像によって形成されたト
ナー像を転写材に転写して画像を形成する画像形成方法
において、感光体は、導電性基体と、少なくともアモル
ファスシリコンを含み導電性基体上に形成される光導電
層とを有し、現像に使用される現像剤は、黒色画像の現
像を行うための磁性トナー粒子を少なくとも含有する黒
色磁性現像剤と、カラー画像の現像を行うための非磁性
トナー粒子及び磁性キャリアを少なくとも含有するカラ
ー非磁性現像剤であり、非磁性トナー粒子は、結着樹
脂、着色剤、有機金属化合物及びワックスを少なくとも
含有し、粘弾性特性において80℃における貯蔵弾性率
が1×106〜1×1010dN/m2の範囲にあり、かつ
120〜180℃における貯蔵弾性率が5×103〜1
×106dN/m2の範囲にあり、示差熱分析測定におけ
る吸熱曲線において、30〜200℃の範囲における最
大吸熱ピークのピーク温度が50〜110℃の範囲にあ
り、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分
子量分布において、分子量6000〜8000の領域に
メインピークが存在することを特徴とする画像形成方法
である。
【0017】また本発明は、感光体と、この感光体を帯
電させる帯電手段と、帯電した感光体に静電潜像を形成
する潜像形成手段と、複数色の現像剤をそれぞれ収容し
前記感光体に対向して配置され静電潜像を各色現像剤に
よって現像する複数の現像器と、現像によって形成され
たトナー像を転写材に転写する転写手段とを有する画像
形成装置において、感光体は、導電性基体と、少なくと
もアモルファスシリコンを含み導電性基体上に形成され
る光導電層とを有し、現像に使用される現像剤は、黒色
画像の現像を行うための磁性トナー粒子を少なくとも含
有する黒色磁性現像剤と、カラー画像の現像を行うため
の非磁性トナー粒子及び磁性キャリアを少なくとも含有
するカラー非磁性現像剤であり、非磁性トナー粒子は、
結着樹脂、着色剤、有機金属化合物及びワックスを少な
くとも含有し、粘弾性特性において80℃における貯蔵
弾性率が1×106〜1×1010dN/m2の範囲にあ
り、かつ120〜180℃における貯蔵弾性率が5×1
3〜1×106dN/m2の範囲にあり、示差熱分析測
定における吸熱曲線において、30〜200℃の範囲に
おける最大吸熱ピークのピーク温度が50〜110℃の
範囲にあり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
による分子量分布において、分子量6000〜8000
の領域にメインピークが存在することを特徴とする画像
形成装置を提供する。
【0018】本発明の画像形成方法及び画像形成装置に
よれば、高精細であって、かつ、高耐久、高安定なデジ
タルフルカラー方式の画像形成を実現できることが可能
となる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明について、以下詳しく述べ
る。本発明の画像形成方法は、感光体としてアモルファ
スシリコン感光体を用い、黒色画像用には黒色磁性現像
剤を用い、カラー画像用には特定のカラー非磁性現像剤
を用いる。この画像形成方法は、本発明の画像形成装置
によって実施することができる。
【0020】本発明で用いられる感光体は、導電性基体
と、少なくともアモルファスシリコンを含み導電性基体
上に形成される光導電層とを有する、いわゆるアモルフ
ァスシリコン系感光体(以下「a−Si感光体」ともい
う)であり、従来より知られている種々のa−Si感光
体を用いることができる。
【0021】本発明では、導電性基体には通常用いられ
るアルミニウム製の円筒体を用いることができるが、特
にこの形態に限定されない。また本発明では、光導電層
は単層であっても良いし複数層の積層によって形成され
ていても良い。また光導電層には、酸素、炭素、窒素、
水素、ハロゲン、第13族元素、第15族元素等、シリ
コン以外の原子を適量含有させることができる。
【0022】また本発明では、光導電層以外の層を必要
に応じて形成しても良い。このような層としては、例え
ば導電性基体と光導電層との間に形成される電荷注入阻
止層や、光導電層上に形成される表面層等が挙げられ
る。これらの層については、前述したシリコン等の原子
によって形成され、例えば水素を含有する非晶質炭素構
造で構成される表面層等を好ましくは例示することがで
きる。
【0023】本発明に用いられる感光体は従来より知ら
れている種々の方法で製造することができ、このような
製造方法としては、例えば導電性基体を収容、支持する
減圧可能な反応容器内に、所望の原子を含む原料ガス
(例えばSiH4等)を導入し、グロー放電によって原
料ガスを反応容器内で分解し、反応容器内に支持された
導電性基体表面に膜を形成するプラズマCVD法が好ま
しくは挙げられる。
【0024】本発明では上記感光体を帯電手段によって
帯電させ、帯電した感光体に静電潜像を潜像形成手段に
よって形成し、形成した静電潜像を現像器によって現像
し、形成されたトナー像を転写材に転写手段によって転
写する。前記帯電手段には従来より知られている種々の
帯電手段を用いることができ、このような帯電手段とし
ては、例えば導電性及び弾性を有する帯電ローラ等の接
触帯電部材を有する接触帯電手段が好ましくは挙げられ
る。
【0025】前記潜像形成手段には従来より知られてい
る種々の潜像形成手段を用いることができ、このような
潜像形成手段としては、例えばレーザ光走査型のデジタ
ル露光デバイスや、リニアアレイ光源型のデジタル露光
デバイス等が好ましくは挙げられる。
【0026】前記現像器には、複数色の現像剤をそれぞ
れ収容し感光体に対して対向して配置される複数の現像
器が用いられる。現像器には、収容する現像剤の種類や
現像方式に応じて、従来より知られている種々の現像器
を用いることができ、例えば磁性現像剤には一成分現像
剤用の現像器が好ましくは挙げられ、非磁性現像剤には
二成分現像剤用の現像器が好ましくは挙げられる。
【0027】複数の現像器は、現像時において感光体に
対向する現像位置に配置されれば良く、この配置は現像
方式によって異なっていても良い。例えば複数の現像器
を、感光体に対向して配置される回転支持部材に支持
し、回転支持部材の回転によって所定の現像器が現像位
置に配置される構成であっても良いし、一成分現像剤用
の現像器のみを感光体に対して所定の位置に固定して配
置する構成であっても良い。
【0028】前記転写手段には従来より知られている種
々の転写手段を用いることができる。転写手段は、感光
体上のトナー像を紙やOHP等の最終転写材に転写する
転写手段であっても良いが、感光体上のトナー像を、そ
れぞれの色のトナー像を重ねるようにドラム状又は無端
ベルト状の中間転写体に一次転写し、それぞれの色のト
ナー像を重ねて最終転写材に二次転写する転写手段であ
ることが本発明においては好ましい。
【0029】本発明では前述した各手段等の他にも、転
写後の感光体上に残存する転写残トナーを除去するクリ
ーニング手段や、転写されたトナー像を最終転写材に定
着する定着手段や、最終転写材を所定のプロセス位置に
搬送する搬送手段や、中間転写体に付着するトナー粒子
や紙粉等を除去する中間転写体用クリーニング手段等を
必要に応じて適宜設けることが好ましい。
【0030】以下に本発明の一実施の形態を図1を用い
て説明する。本実施の形態の画像形成装置は、図1に示
されるように、a−Si感光体である感光体10と、導
電性及び弾性を有し感光体10に接触して配置される帯
電ローラを有する帯電手段8と、帯電した感光体10に
ミラー6を介して画像情報に応じたレーザ光を照射し感
光体10に静電潜像を形成する潜像形成手段である画像
信号光源5と、感光体10表面の電位を検出する内部電
位計7と、感光体10に対向して配置される四つの現像
器11a〜11dと、現像によって形成されたトナー像
が感光体10から転写される無端ベルト状の中間転写体
12と、転写後の感光体10に残存する転写残トナーを
除去するクリーニング手段9と、中間転写体12上のト
ナー像を最終転写体である紙Pに転写する転写手段19
と、紙Pに転写されたトナー像を定着させる定着手段2
2とを有する。
【0031】感光体10は矢印A方向に回転しており、
帯電手段8によって一様に帯電する。帯電した感光体1
0には画像信号光源5からのレーザ光が照射されて静電
潜像が形成される。このレーザ光は、原稿台1上の原稿
2に画像読み込み用光源3から光を照射し、画像読み込
み用光源3からの反射光をスキャナ4で読み込み、この
スキャナ4で読み込んだ画像情報が画像信号光源5に伝
達され、この情報に基づき画像信号光源5から照射され
る。静電潜像が形成された感光体10の表面電位は内部
電位計7によって検出されるが、これは感光体の電位制
御のためであり、個々の画像形成プロセスには直接関与
しない。
【0032】感光体10に形成された静電潜像は現像器
11a〜11dによって現像され、トナー像となる。現
像器11a〜11dは回転支持部材によって支持され、
この部材が回転することにより、所定の現像器が感光体
に対向して配置される。例えば黒画像を現像する場合で
は黒色磁性現像剤を収容する現像器が図1の現像器11
aの位置に配置され、静電潜像を現像する。
【0033】現像器11としては、黒色磁性現像剤用の
現像器であれば、例えば現像剤を収容する現像容器、現
像容器の開口部に回転自在に支持され現像剤を担持する
円筒状の導電性現像スリーブ、現像スリーブ内部に固定
され複数の磁極を有するマグネットロール、現像スリー
ブに対して非接触に配置される磁性部材からなり現像ス
リーブ上に担持された現像剤の層厚を規制する規制ブレ
ード、現像容器内の現像剤を攪拌する攪拌手段、現像ス
リーブに所定の電圧を印加する現像用電源等を有する現
像器が用いられる。カラー非磁性現像剤用の現像器であ
れば、例えば上記現像器の構成に加えて、補給用トナー
を収容し現像容器に補給用トナーを供給するトナー補給
手段を有する現像器が用いられる。
【0034】形成されたトナー像は、駆動系15によっ
て駆動する中間転写体12に転写され、感光体10上に
転写残トナーはクリーニング手段9によって除去され
る。
【0035】単色の画像形成であれば、中間転写体12
に転写されたトナー像は、レジストローラー及び給紙系
18によって転写位置に搬送された紙Pに、転写手段1
9によって転写される。トナー像の転写を受けた紙P
は、分離手段20によって中間転写体12から分離し、
搬送系21によって搬送され、定着手段22における定
着ローラ23のニップ部に導入される。定着手段22で
は加熱加圧定着方式によってトナー像を紙Pに定着さ
せ、画像形成装置外に排出する。転写後の中間転写体1
2は、中間転写体用クリーニングブレード13を有する
中間転写体用クリーニング手段14によってクリーニン
グされ、転写残トナーや紙粉等が除去される。
【0036】カラー画像の形成であれば、中間転写体1
2への転写までの工程が各色について繰り返され、形成
された各色トナー像は、前工程で形成されたトナー像に
重なるように中間転写体12に転写され、全ての色のト
ナー像が中間転写体12から紙Pに一括して転写され
る。後は単色の場合と同様であり、画像が形成された紙
Pは画像形成装置外に排出される。
【0037】なお定着後の紙Pを転写手段19において
表裏反転させた状態に搬送する手段を設け、両面印刷に
対応する構成としても良い。
【0038】以下に本発明で用いられる現像剤について
説明する。まずカラー非磁性現像剤について説明する。
カラー非磁性現像剤は、非磁性トナー粒子と磁性キャリ
アとを含有し、非磁性トナー粒子は、結着樹脂、着色
剤、有機金属化合物及びワックスを含有する。
【0039】前記非磁性トナー粒子は、粘弾性特性にお
いて、80℃における貯蔵弾性率が1×106〜1×1
10dN/m2、好ましくは1×106〜1×108dN
/m2の範囲にある。80℃における貯蔵弾性率が上記
範囲内であれば、非磁性トナー粒子の高温環境下におけ
る保存性、耐熱性、耐ブロッキング性において良好な特
性を示す。
【0040】80℃における貯蔵弾性率が1×106
N/m2よりも小さい場合には、高温環境下における保
存性、耐熱性、耐ブロッキング性が悪く、トナー粒子同
士が合一し、大きなトナー粒子の凝集体を形成しやす
い。特にドラムヒーターにより画像流れを防止する機構
を持つa−Si感光体を用いた場合、感光体表面におい
てトナー融着及びフィルミングが発生しやすい。近年、
カラー機の出力スピードの高速化や本体の小型化が進ん
でいるため、マシン機内の温度が高くなる傾向にあり、
高精細・高画質の画像を安定して得るためには、用いら
れるトナー粒子が高温環境下における十分な保存性、耐
熱性、耐ブロッキング性を有することは重要である。
【0041】また、80℃における貯蔵弾性率が1×1
10dN/m2より大きい場合には、保存性、耐熱性、
耐ブロッキング性は十分であるものの、低い温度での十
分な定着性が得られないため好ましくない。
【0042】また、前記非磁性トナー粒子は、120〜
180℃における貯蔵弾性率が5×103〜1×106
N/m2、好ましくは1×104〜5×105dN/m2
範囲にある。120〜180℃における貯蔵弾性率が上
記範囲内であれば、十分な低温定着性と耐高温オフセッ
ト性と両立させることができる。
【0043】120〜180℃における貯蔵弾性率が5
×103dN/m2よりも小さい場合には、非磁性トナー
粒子の十分な耐高温オフセット性を得ることができない
ため好ましくない。また、120〜180℃における貯
蔵弾性率が1×106dN/m2より大きい場合には、非
磁性トナー粒子の十分な低温定着性を得ることができな
いため好ましくない。
【0044】また、前記非磁性トナー粒子は、示差熱分
析測定における吸熱曲線において、30〜200℃の範
囲における最大吸熱ピークのピーク温度が50〜110
℃、好ましくは55〜100℃、より好ましくは60〜
90℃の範囲にある。上記ピーク温度が上記範囲内にあ
れば、低温定着性と耐ブロッキング性、a−Si感光体
表面へのフィルミング防止において良好な特性を示す。
【0045】上記ピーク温度が110℃を越える場合
は、非磁性トナー粒子の低温定着性が悪くなると共に、
定着画像における非磁性トナー粒子の溶融が不十分であ
ることに起因する彩度不良が発生しやすい。また、上記
ピーク温度が50℃未満である場合は、非磁性トナー粒
子の耐ブロッキング性が悪くなると共に、a−Si感光
体表面への融着及びフィルミングが発生しやすい。
【0046】また、前記非磁性トナー粒子は、ゲルパー
ミエーションクロマトグラフィーによる分子量分布にお
いて、分子量6000〜8000の領域にメインピーク
(MP)が存在することが重要であり、数平均分子量
(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の比(Mw/
Mn)が300以上、さらには500以上であることが
好ましい。
【0047】メインピークが6000未満の場合、低温
での定着性は良好であるが、ホットオフセット温度が低
下し、結果的に非オフセット温度領域が狭くなると共
に、感光体への融着及びフィルミングが発生しやすい。
また、メインピークが8000を越える場合、ホットオ
フセット温度は高くなり、結果的に非オフセット温度領
域は広くなるが、画像のグロスが低くなり、OHP透過
性にも悪影響を与える傾向にある。
【0048】また数平均分子量に対する重量平均分子量
の比が300未満の場合、有機金属化合物と結着樹脂と
の混練時架橋によって生じるソフトなゲルに起因すると
みられる高分子側成分が少なくなるため、高温オフセッ
トが発生し易くなる。
【0049】本発明に用いられる非磁性トナー粒子には
結着樹脂が含まれる。前記非磁性トナー粒子の結着樹脂
には、非磁性トナー粒子としたときに前述した非磁性ト
ナー粒子の物性を示すものであれば特に限定されず、従
来より知られている種々の樹脂成分を用いることができ
る。このような結着樹脂としてはポリエステル樹脂とビ
ニル系共重合体とによって構成される樹脂成分が好まし
く、本発明では、十分な耐高温オフセット性、耐熱性、
耐ブロッキング性が得られるという点で、ポリエステル
ユニットとビニル系共重合体ユニットとを有しているハ
イブリッド樹脂や、ポリエステル樹脂とビニル系共重合
体との混合物を用いることが好ましい。
【0050】前記結着樹脂において「ハイブリッド樹
脂」とは、ビニル系共重合体ユニットとポリエステルユ
ニットとが化学的に結合した樹脂成分を意味する。具体
的には、ポリエステルユニットと、(メタ)アクリル酸
エステルの如き、ビニル基を有する不飽和カルボン酸エ
ステル基を有するモノマーを重合したビニル系共重合体
ユニットとがエステル交換反応によって形成されるもの
であり、好ましくはビニル系共重合体を幹重合体、ポリ
エステルユニットを枝重合体としたグラフト共重合体
(あるいはブロック共重合体)を形成するものである。
【0051】またポリエステル樹脂とビニル系共重合体
との混合物とはこれらが混合した状態で存在する樹脂成
分を意味し、例えばポリエステル樹脂とビニル系共重合
体とを適当な有機溶剤中で膨潤させた後に有機溶剤を留
去して得られる樹脂成分等が挙げられる。
【0052】前記ハイブリッド樹脂や前記混合物には他
の樹脂成分が混合されていても良く、このような他の樹
脂成分としては、例えばポリエステル樹脂やビニル系共
重合体、及び極性や粘弾性、熱的物性等の物性を調整す
るための種々の樹脂成分が挙げられる。
【0053】結着樹脂に用いられるポリエステル樹脂や
ポリエステルユニットには、多価アルコールと、カルボ
ン酸や、カルボン酸無水物、カルボン酸エステル等のカ
ルボン酸系化合物とが原料モノマーとして使用できる。
カルボン酸系化合物におけるカルボン酸の構造は飽和で
あっても不飽和であっても良い。
【0054】具体的には、例えば二価アルコール成分と
しては、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプ
ロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポ
リオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン
(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノー
ルAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレング
リコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジ
オール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘ
キサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテ
トラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加
ビスフェノールA等が挙げられる。
【0055】三価以上の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−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【0056】酸性分としては、フタル酸、イソフタル酸
及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその
無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼラ
イン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;
炭素数6〜12のアルキル基で置換されたこはく酸又は
その無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の
如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;が挙げられ
る。
【0057】それらの中でも、特に下記一般式(1)で
代表されるビスフェノール誘導体をジオール成分とし、
二価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級
アルキルエステルとからなるカルボン酸成分(例えば、
フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テ
レフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)を酸
成分として、これらを縮重合したポリエステル樹脂が、
カラートナーとして良好な帯電特性を有するので好まし
い。
【0058】
【化1】
【0059】結着樹脂に用いられるビニル系重合体やビ
ニル系重合体ユニットには、ビニル基を有する化合物の
一種又は二種以上を原料モノマーとして使用することが
できる。
【0060】前記原料モノマーとしては、例えばスチレ
ン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メ
チルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチ
レン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレ
ン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルス
チレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチル
スチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルス
チレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチ
レン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレ
ン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニ
トロスチレンの如きスチレン及びその誘導体;エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きスチレ
ン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンの
如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニルデン、
臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの
如きビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−
ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オ
クチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチ
ルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フ
ェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリ
ル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モ
ノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチ
ル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、
アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、
アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、
アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;ビニ
ルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソ
ブチルエーテルの如きビニルエーテル類;ビニルメチル
ケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニル
ケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N
−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビ
ニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタ
リン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アク
リルアミドの如きアクリル酸及びメタクリル酸誘導体等
が挙げられる。
【0061】さらに前記原料モノマーとしては、マレイ
ン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク
酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレ
イン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水
物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無
水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エ
チルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステ
ル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸
エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエス
テル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコ
ハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエ
ステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和
二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメ
チルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;アクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β
−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如き
α,β−不飽和酸無水物、該α,β−不飽和酸と低級脂
肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグル
タル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及び
これらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモ
ノマーが挙げられる。
【0062】さらに前記原料モノマーとしては、2−ヒ
ドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート
などのアクリル酸又はメタクリル酸エステル類;4−
(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−
(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如
きヒドロキシ基を有するモノマーが挙げられる。
【0063】本発明において前記ビニル系重合体ユニッ
トは、ビニル基を二個以上有する架橋剤で架橋された架
橋構造を有していてもよいが、この場合に用いられる架
橋剤としては従来より知られている種々の架橋剤を用い
ることができる。
【0064】上記架橋剤としては、例えばジビニルベン
ゼン、ジビニルナフタレン等の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、1,3−
ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジ
オールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジア
クリレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジアクリレート及び以上の化合
物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等の、
アルキル鎖で結ばれたジアクリレート系化合物類;例え
ばジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレン
グリコールジアクリレート、テトラエチレングリコール
ジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジア
クリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリ
レート、ジプロピレングリコールジアクリレート及び以
上の化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えた
もの等の、エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジ
アクリレート系化合物類;例えばポリオキシエチレン
(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロ
パンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリ
レート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレー
トに代えたもの等の、芳香族基及びエーテル結合を含む
鎖で結ばれたジアクリレート系化合物類などが挙げられ
る。
【0065】また上記架橋剤としては、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート、トリメチロールエタントリア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリ
ゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレー
トをメタクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレ
ート、トリアリルトリメリテート等の、多官能の架橋剤
などが挙げられる。
【0066】また前記ビニル系重合体やビニル系重合体
ユニットを製造する場合では、従来より知られている種
々の重合開始剤を用いることができ、このような重合開
始剤としては、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニ
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)、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(−2メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’
−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−
シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(カーバモイル
アゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス
(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルア
ゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、
2,2’−アゾビス(2−メチル−プロパン)、メチル
エチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオ
キサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドの如きケト
ンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオ
キシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、ク
メンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラ
メチルブチルハイドロパーオキサイド、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、α,α’−ビス(t−ブチルパ
ーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキ
サイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパー
オキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−
トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパ
ーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジ−イ
ソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチル
ヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピル
パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパ
ーオキシカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパー
オキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシ
ブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキ
シルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ
アセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t
−ブチルパーオキシネオデカノエイト、t−ブチルパー
オキシ2−エチルヘキサノエイト、t−ブチルパーオキ
シラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t
−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t
−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオ
キシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ2−エ
チルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサ
ハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシア
ゼレート等が挙げられる。
【0067】本発明では、ハイブリッド樹脂を生成する
観点から、ビニル系重合体及びポリエステル樹脂の少な
くともいずれか一方又は両方には、ポリエステル樹脂及
びビニル系重合体の少なくともいずれか一方と反応し得
るモノマー成分が含まれることが好ましい。ポリエステ
ル樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル系重合体と
反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン
酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン
酸又はその無水物などが挙げられる。ビニル系重合体成
分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂成分と反
応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ
基を有するものや、アクリル酸又はメタクリル酸エステ
ル類が挙げられる。
【0068】前記ハイブリッド樹脂は、種々の方法で製
造することができ、例えば前述した樹脂成分を化学的に
結合させて製造しても良いし、一方の樹脂成分に他方の
モノマー成分を反応させて製造しても良いし、前述した
樹脂成分及び両モノマー成分の存在下で反応させて製造
しても良い。また本発明において前述した樹脂成分を得
る方法としては、先に挙げたビニル系重合体(ビニル系
重合体ユニット)及びポリエステル樹脂(ポリエステル
ユニット)のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含む
ポリマーが存在しているところで、どちらか一方又は両
方の樹脂の重合反応をさせることにより得る方法が好ま
しい。
【0069】以下にハイブリッド樹脂及びこれを含む結
着樹脂の製造方法を具体的に例示する。
【0070】ハイブリッド樹脂は、ビニル系重合体とポ
リエステル樹脂を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解
・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、
加熱することによりエステル交換反応を行ってエステル
化合物を合成することにより製造することができる。
【0071】またハイブリッド樹脂を含む結着樹脂の製
造方法としては、ビニル系重合体ユニット製造後に、こ
れの存在下にポリエステルユニット及びハイブリッド樹
脂を製造する方法が挙げられる。ハイブリッド樹脂はビ
ニル系重合体ユニット(必要に応じてビニル系モノマー
も添加できる)とポリエステルモノマー(アルコール、
カルボン酸)及び/又はポリエステルとの反応により製
造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することが
できる。
【0072】またハイブリッド樹脂を含む結着樹脂の製
造方法としては、ポリエステルユニット製造後に、これ
の存在下にビニル系重合体ユニット及びハイブリッド樹
脂を製造する方法が挙げられる。ハイブリッド樹脂はポ
リエステルユニット(必要に応じてポリエステルモノマ
ーも添加できる)とビニル系モノマー及び/又はビニル
系重合体ユニットとの反応により製造される。
【0073】またハイブリッド樹脂を含む結着樹脂の製
造方法としては、ビニル系重合体ユニット及びポリエス
テルユニット製造後に、これらの重合体ユニット存在下
にビニル系モノマー及び/又はポリエステルモノマー
(アルコール、カルボン酸)を添加し、反応させること
によりハイブリッド樹脂成分が製造される。この場合も
適宜、有機溶剤を使用することができる。
【0074】またハイブリッド樹脂を含む結着樹脂の製
造方法としては、ビニル系モノマー及びポリエステルモ
ノマー(アルコール、カルボン酸等)を混合して付加重
合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系重
合体ユニット、ポリエステルユニット及びハイブリッド
樹脂を製造する方法が挙げられる。さらに適宜、有機溶
剤を使用することができる。
【0075】またハイブリッド樹脂を含む結着樹脂の製
造方法としては、ビニル系重合体、ポリエステル樹脂及
びハイブリッド樹脂をそれぞれ製造後にブレンドする方
法が挙げられる。ブレンドには、有機溶剤(例えば、キ
シレン)に前記樹脂成分を溶解・膨潤した後に有機溶剤
を留去する方法が好ましくは採用される。またハイブリ
ッド樹脂には前述した製造方法によって生成した樹脂、
及び公知の製造方法により製造された樹脂等を使用する
ことができる。
【0076】またハイブリッド樹脂を含む結着樹脂の製
造方法としては、ハイブリッド樹脂成分を製造後、ビニ
ル系モノマー及び/又はポリエステルモノマー(アルコ
ール、カルボン酸)を添加して付加重合及び/又は縮重
合反応を行うことによりビニル系重合体ユニット及びポ
リエステルユニットを製造する方法が挙げられる。さら
に、適宜、有機溶剤を使用することができる。ハイブリ
ッド樹脂には前述した製造方法によって生成した樹脂、
及び公知の製造方法により製造された樹脂等を使用する
ことができる。
【0077】前述したようなハイブリッド樹脂の製造方
法において、ビニル系重合体ユニット及び/又はポリエ
ステルユニットは、それぞれ一種類のもの同士を用いる
ことに限定されず、複数の異なる分子量、架橋度を有す
る重合体ユニットを使用することができる。
【0078】本発明に用いられる非磁性トナー粒子は、
一種又は二種以上のワックスを含有している。
【0079】本発明に用いられるワックスの一例として
は、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、
マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスな
どの脂肪族炭化水素系ワックス、また酸化ポリエチレン
ワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、又
はそれらのブロック共重合物;カルナバワックス、サゾ
ールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪
酸エステルを主成分とするワックス類、及び脱酸カルナ
バワックスなどの脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱
酸化したものなどが挙げられる。さらに、パルミチン
酸、ステアリン酸、モンタン酸などの飽和直鎖脂肪酸
類;ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸
などの不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラル
キルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルア
ルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールなど
の飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコー
ル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン
酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリ
ン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレン
ビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン
酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビス
オレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミ
ド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジ
オレイルセバシン酸アミドなどの不飽和脂肪酸アミド
類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジ
ステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミ
ド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど
の脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているも
の);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル
酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワ
ックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多
価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添
加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチル
エステル化合物などが挙げられる。
【0080】本発明において特に好ましく用いられるワ
ックスとしては、脂肪族炭化水素系ワックスが挙げられ
る。例えば、アルキレンを高圧下でラジカル重合あるい
は低圧下でチーグラー触媒で重合した低分子量のアルキ
レンポリマー;高分子量のアルキレンポリマーを熱分解
して得られるアルキレンポリマー;一酸化炭素及び水素
を含む合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素の
蒸留残分から、あるいはこれらを水素添加して得られる
合成炭化水素ワックスがよい。さらにプレス発汗法、溶
剤法、真空蒸留の利用や分別結晶方式により炭化水素ワ
ックスの分別を行ったものが、より好ましく用いられ
る。
【0081】母体としての炭化水素は、金属酸化物系触
媒(多くは二種以上の多元系)を使用した一酸化炭素と
水素の反応によって合成されるもの[例えばジントール
法、ヒドロコール法(流動触媒床を使用)によって合成
された炭化水素化合物];ワックス状炭化水素が多く得
られるアーゲ法(同定触媒床を使用)により得られる炭
素数が数百ぐらいまでの炭化水素;エチレンなどのアル
キレンをチーグラー触媒により重合した炭化水素が、分
岐が少なくて小さく、飽和の長い直鎖状炭化水素である
ので好ましい。特にアルキレンの重合によらない方法に
より合成されたワックスがその分子量分布からも好まし
いものである。
【0082】ワックスの分子量分布では、メインピーク
が分子量400〜2400の領域にあることが好まし
く、430〜2000の領域にあることがより好まし
い。このような分子量分布をもたせることによりトナー
に好ましい熱特性を付与することができる。
【0083】また、トナーの定着時により有効に機能さ
せるために、上記ワックスの融点は、60〜100℃に
あることが好ましく、65〜90℃にあることがより好
ましい。またワックスは結着樹脂100質量部あたり
0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜10質量部使
用するのが良い。ワックスは通常、樹脂を溶剤に溶解し
樹脂溶液温度を上げ、撹拌しながら添加混合する方法
や、混練時に混合する方法で結着樹脂に含有される。
【0084】本発明に使用する有機金属化合物として
は、芳香族オキシカルボン酸及び芳香族アルコキシカル
ボン酸から選択される芳香族カルボン酸誘導体、該芳香
族カルボン酸誘導体の金属化合物であることが好まし
く、その金属としては二価以上の金属原子が好ましい。
【0085】上記二価の金属としては、Mg2+、C
2+、Sr2+、Pb2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Zn
2+、Cu2+等が挙げられる。二価の金属としては、Zn
2+、Ca 2+、Mg2+、Sr2+が好ましい。また三価以上
の金属としては、Al3+、Cr3+、Fe3+、Ni3+等が
挙げられる。これらの金属の中で好ましいのはAl3+
Cr3+であり、特に好ましいのはAl3+である。
【0086】芳香族オキシカルボン酸及び芳香族アルコ
キシカルボン酸から選択される芳香族カルボン酸誘導
体、該芳香族カルボン酸誘導体の金属化合物は、例え
ば、オキシカルボン酸及びアルコキシカルボン酸を水酸
化ナトリウム水溶液に溶解させ、二価以上の金属原子を
溶融している水溶液を水酸化ナトリウム水溶液に滴下
し、加熱撹拌し、次に水溶液のpHを調整し、室温まで
冷却した後、ろ過水洗することにより芳香族オキシカル
ボン酸及び芳香族アルコキシカルボン酸の金属化合物を
合成し得る。ただし、上記の合成方法だけに限定される
ものではない。本発明においては、有機金属化合物とし
て、ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化
合物が特に好ましい。
【0087】有機金属化合物は、非磁性トナー粒子の質
量基準で0.1〜10質量%使用すると、非磁性トナー
粒子の帯電量の初期変動が少なく、現像時に必要な絶対
帯電量が得られやすく、結果的に「カブリ」や画像濃度
ダウンの如き画像品質の低下がなく好ましい。有機金属
化合物の含有率が、トナーの質量基準として0.1%未
満である(全く加えない)と、耐久時における帯電量が
不安定となり、結果的に画像濃度の維持性に劣ることと
なりやすい。有機金属化合物の含有率が、非磁性トナー
粒子の質量基準として10%を越えると、逆に耐久時に
チャージアップが発生するために、画像濃度の低下を招
くこととなる。
【0088】本発明に用いられる非磁性トナー粒子には
着色剤が含まれる。このような着色剤としては、公知の
顔料及び染料の一種又は二種以上を用いることができ
る。
【0089】例えば染料としては、C.I.ダイレクト
レッド1、C.I.ダイレクトレッド4、C.I.アシ
ッドレッド1、C.I.ベーシックレッド1、C.I.
モーダントレッド30、C.I.ダイレクトブルー1、
C.I.ダイレクトブルー2、C.I.アシッドブルー
9、C.I.アシッドブルー15、C.I.ベーシック
ブルー3、C.I.ベーシックブルー5、C.I.モー
ダントブルー7、C.I.ダイレクトグリーン6、C.
I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリー
ン6等が挙げられる。
【0090】顔料としては、ミネラルファストイエロ
ー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザ
イエローG、パーマネントイエローNCG、タートラジ
ンレーキ、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジ
GTR、ピラゾロンオレンジ、ベンジジンオレンジG、
パーマネントレッド4R、ウオッチングレッドカルシウ
ム塩、エオシンレーキ、ブリリアントカーミン3B、マ
ンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレッ
トレーキ、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビ
クトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、ファー
ストスカイブルー、インダンスレンブルーBC、クロム
グリーン、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーン
レーキ、ファイナルイエローグリーンG等が挙げられ
る。
【0091】また、フルカラー画像形成用トナーとして
使用する場合には、マゼンタ用着色顔料としては、C.
I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、
8、9、10、11、12、13、14、15、16、
17、18、19、21、22、23、30、31、3
2、37、38、39、40、41、48、49、5
0、51、52、53、54、55、57、58、6
0、63、64、68、81、83、87、88、8
9、90、112、114、122、123、163、
202、206、207、209、238、C.I.ピ
グメントバイオレット19、C.I.バットレッド1、
2、10、13、15、23、29、35等が挙げられ
る。
【0092】係る顔料を単独で使用してもかまわない
が、染料と顔料と併用してその鮮明度を向上させた方が
フルカラー画像の画質の点からより好ましい。マゼンタ
用染料としては、C.I.ソルベントレッド1、3、
8、23、24、25、27、30、49、81、8
2、83、84、100、109、121、C.I.デ
ィスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット
8、13、14、21、27、C.I.ディスパースバ
イオレット1の如き油溶染料;C.I.ベーシックレッ
ド1、2、9、12、13、14、15、17、18、
22、23、24、27、29、32、34、35、3
6、37、38、39、40、C.I.ベーシックバイ
オレット1、3、7、10、14、15、21、25、
26、27、28の如き塩基性染料が挙げられる。
【0093】シアン用着色顔料としては、C.I.ピグ
メントブルー2、3、15、16、17;C.I.アシ
ッドブルー6;C.I.アシッドブルー45又はフタロ
シアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換し
た銅フタロシアニン顔料等である。
【0094】イエロー用着色顔料としては、C.I.ピ
グメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、
11、12、13、14、15、16、17、23、6
5、73、83、93、97、180、C.I.バット
イエロー1、3、20等が挙げられる。
【0095】着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部
に対して、1乃至15質量部、好ましくは3乃至12質
量部、より好ましくは4乃至10質量部含有しているこ
とが良い。着色剤の含有量が15質量部より多い場合に
は、透明性が低下し、加えて人間の肌色に代表されるよ
うな中間色の再現性も低下し易くなり、さらには非磁性
トナー粒子の帯電性の安定性が低下し、目的とする帯電
量が得られにくくなる。着色剤の含有量が1質量部より
少ない場合には、目的とする着色力が得られ難く、高い
画像濃度の高品位画像が得られ難い。
【0096】本発明に用いられるカラー非磁性現像剤に
は、前述した非磁性トナー粒子と磁性キャリアとが含ま
れる。磁性キャリアには、磁性体そのもの、磁性体を樹
脂等でコーティングしたもの、磁性体を分散した樹脂粒
子等、従来より知られている種々の磁性キャリアを用い
ることができるが、磁性キャリアは樹脂で被覆されてい
ることが好ましく、樹脂としてはシリコーン樹脂が好ま
しい。特に、含窒素シリコーン樹脂、又は含窒素シラン
カップリング剤とシリコーン樹脂とが反応することによ
り生成した変性シリコーン樹脂が、非磁性トナー粒子へ
のマイナスの摩擦電荷の付与性、環境安定性、キャリア
の表面の汚染に対する抑制の点で好ましい。
【0097】磁性キャリアに用いられる磁性体として
は、例えば表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜
鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類等の金属及び
それらの合金又は酸化物及びフェライトなどが使用でき
る。特に、マンガン、マグネシウム及び鉄成分を主成分
として形成されるMn−Mg−Feの三元素の磁性フェ
ライト粒子がキャリア粒子として好ましく、さらに、M
n−Mg−Feの三元素の磁性フェライト粒子は、ケイ
素元素を0.001乃至1質量%(より好ましくは、
0.005〜0.5質量%)有していることが磁性フェ
ライト粒子の被覆樹脂としてシリコーン樹脂を使用する
場合に特に好ましい。
【0098】また磁性キャリアは、平均粒径が15乃至
70μm(より好ましくは、25乃至60μm)である
ことが、非磁性トナー粒子の重量平均粒径との関係で好
ましい。
【0099】また本発明に用いられるカラー非磁性現像
剤には、前述した非磁性トナー粒子と磁性キャリアとの
他に、流動性向上剤が外添されていることが画質向上の
ために好ましい。
【0100】流動性向上剤としては、非磁性トナー粒子
に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると
増加し得るものであれば特に限定されず、例えば、フッ
化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉
末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法によるシリカ微粉
末、乾式製法によるシリカ微粉末の如きシリカ微粉末、
それらシリカ微粉末をシランカップリング剤、チタンカ
ップリング剤、シリコーンオイルの如き処理剤により表
面処理を施した処理シリカ微粉末;酸化チタン微粉末;
アルミナ微粉末、処理酸化チタン微粉末、処理酸化アル
ミナ微粉末が挙げられる。
【0101】流動性向上剤は、BET法で測定した窒素
吸着により比表面積が30m2/g以上、好ましくは5
0m2/g以上のものが良好な結果を与える。トナー粒
子100質量部に対して流動性向上剤0.01〜8質量
部、好ましくは0.1〜4質量部使用するのが良い。
【0102】本発明に用いられる黒用磁性現像剤につい
て説明する。黒用磁性現像剤には磁性トナー粒子が少な
くとも含まれる。
【0103】磁性トナー粒子は黒色画像を現像するため
の黒色トナーであれば特に限定されず、このような磁性
トナー粒子としては、結着樹脂や磁性体を含み、必要に
応じてワックス類、荷電制御剤等の種々の添加剤が添加
される公知の磁性トナー粒子を用いることができる。
【0104】磁性トナー粒子に含まれる磁性体は着色剤
としての機能も有する。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、及び他の金
属酸化物を含む酸化鉄;Fe、Co、Niのような金
属、あるいは、これらの金属とAl、Co、Cu、P
b、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、C
d、Ca、Mn、Se、Ti、W、Vのような金属との
合金、及びこれらの混合物等が挙げられる。
【0105】例えば、上記磁性体としては、四三酸化鉄
(Fe34)、三二酸化鉄(γ−Fe23)、酸化鉄亜
鉛(ZnFe24)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5
12)、酸化鉄カドミウム(CdFe24)、酸化鉄ガド
リニウム(Gd3Fe512)、酸化鉄銅(CuFe
24)、酸化鉄鉛(PbFe1219)、酸化鉄ニッケル
(NiFe24)、酸化鉄ネオジム(NdFe23)、
酸化鉄バリウム(BaFe 1219)、酸化鉄マグネシウ
ム(MgFe24)、酸化鉄マンガン(MnFe
24)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(F
e)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が挙
げられる。好適な磁性材料は四三酸化鉄、磁性フェライ
ト又はγ−三二酸化鉄の微粉末である。
【0106】上記磁性体は平均粒径が0.1〜2μm
(より好ましくは、0.1〜0.5μm)で、10Kエ
ルステッド印加で磁気特性が抗磁力20〜150エルス
テッド飽和磁化50〜200Am2/kg(好ましくは
50〜100Am2/kg )、残留磁化2〜20Am2
/kgのものが好ましい。
【0107】該磁性体は、黒色用磁性現像剤の用いられ
る形態に応じて適当量が磁性トナー粒子に含まれれば良
く、例えばマグネットを内包する現像剤担持体上に磁気
的拘束力を伴って担持される磁性一成分系現像剤として
用いられる場合、磁性トナー粒子の重量基準で5〜12
0質量%含有するのが、良好な現像性の実現とトナー飛
散防止とを両立させる観点から好ましい。
【0108】また前記磁性体は、マグネットを有してい
ない現像剤担持体上に磁気的拘束力を伴わずに担持され
る系で用いられる場合、磁性トナー粒子の重量基準で
0.1〜5質量%含有していることが好ましい。この範
囲内で含有させることにより、耐久時におけるトナー飛
散現象(機内汚れ)を抑えることができる。磁性体の含
有率が、トナーの重量基準で5質量%を越えると、規制
ブレードや、又はトナーを担持するローラー表面を著し
く破損(削る)こととなり、帯電不良の原因となること
がある。
【0109】また、磁性キャリア粒子と混合されて二成
分系現像剤として用いられる場合、磁性体をトナーの重
量基準で0.1〜5質量%含有していることが好まし
い。この範囲内で含有させることにより、現像剤を担持
するローラーとの磁気的拘束力が増すために、耐久時に
おけるトナー飛散現象(機内汚れ)を抑えることができ
る。磁性体の含有率が、トナーの重量基準で5質量%を
越えると、現像剤を担持するローラーとの磁気的拘束力
が増し過ぎるために、画像濃度の低下を招くことがあ
る。
【0110】また黒色トナー粒子には、黒色磁性現像剤
の使用形態に応じて種々の粒子と混合しても良く、例え
ば前述した流動性向上剤を黒色トナー粒子に混合して一
成分磁性現像剤を構成しても良いし、前述した磁性キャ
リアを混合して二成分現像剤を構成しても良いし、前述
した磁性キャリアと流動性向上剤とを混合して二成分現
像剤を構成しても良い。
【0111】本発明で用いられる非磁性トナー粒子及び
磁性トナー粒子は、常法にしたがって作製することがで
き、例えばトナー粒子は結着樹脂、着色剤、有機金属化
合物及びその他の任意成分の添加剤をヘンシェルミキサ
ー、ボールミルの如き混合機により十分混合し、ニーダ
ー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、捏
和及び練肉し、溶融混練物を冷却固化後に固化物を粉砕
し、粉砕物を分級することにより所定の平均粒径のトナ
ー粒子を生成することができる。
【0112】さらに、流動性向上剤をトナー粒子に外添
する場合では、流動性向上剤とトナー粒子をヘンシェル
ミキサーの如き混合機により十分混合することにより、
トナー粒子表面に流動性向上剤を有する現像剤を得るこ
とができる。磁性キャリアを外添する場合も同様であ
る。
【0113】なお本発明に用いられる現像剤について、
種々の物性について言及したが、その好ましい測定方法
を具体的に以下に示す。
【0114】(1)貯蔵弾性率の測定方法 トナー粒子を直径25mm、厚さ約2〜3mmの円板状
の試料に加圧成形する。次にパラレルプレートにセット
し、50〜200℃の温度範囲内で徐々に昇温させ、温
度分散測定を行う。昇温速度は2℃/minとし、角周
波数(ω)は6.28rad/secに固定し、歪率は
自動とする。横軸に温度、縦軸に貯蔵弾性率(G’)を
取り、各温度における値を読み取る。測定にあたって
は、RDA‐II(レオメトリックス社製)を用いる。
【0115】(2)示差熱分析測定 示差走査熱量計(DSC測定装置)、DSC−7(パー
キンエルマー社製)を用いてASTM D3418−8
2に準じて測定する。測定試料は2〜10mg、好まし
くは5mgを精密に秤量する。これをアルミパン中に入
れ、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温
度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/min
で常温常湿下で測定を行う。この昇温過程、降温過程
で、温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線のメ
インピークの吸熱、発熱ピークが得られる。
【0116】(3)GPC測定による分子量分布 ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)に
よる分子量測定は次の条件で行われる。40℃のヒート
チャンバー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テトラヒドロフラン(THF)を毎
分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.
6質量%に調整した樹脂のTHF試料溶液を約50〜2
00μl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値とカウン
ト数(リテンションタイム)との関係から算出する。
【0117】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Pressure Ch
emical Co.製の分子量が6×102、2.1
×103、4×103、1.75×104、5.1×1
4、1.1×105、3.9×105、8.6×105
2×106、4.48×106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。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
【0118】カラムとしては、103〜2×106の分子
量領域を的確に測定するために、市販のポリスチレンジ
ェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和
電工社製のshodex GPC KF−801、80
2、803、804、805、806、807の組み合
わせや、Waters社製のμ−styragel50
0、103、104、105の組み合わせを挙げること
ができる。
【0119】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0120】<ハイブリッド樹脂製造例1>ビニル系共
重合体の原料として、スチレン1.9mol、2−エチ
ルヘキシルアクリレート0.21mol、フマル酸0.
15mol、α−メチルスチレンの2量体0.03mo
l、ジクミルパーオキサイド0.05molを滴下ロー
トに入れる。
【0121】また、ポリオキシプロピレン(2.2)−
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン7.
0mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.0mol、
コハク酸3.0mol、無水トリメリット酸2.0mo
l、フマル酸5.0mol及び酸化ジブチル錫0.2g
をガラス製4リットルの四つ口フラスコに入れ、温度
計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマ
ントルヒーターに設置した。
【0122】次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、
撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつ
つ、先の滴下ロートよりビニル系樹脂の単量体、架橋剤
及び重合開始剤を4時間かけて滴下した。次いで200
℃に昇温を行い、4時間反応せしめてハイブリッド樹脂
(1)を得た。
【0123】<ハイブリッド樹脂製造例2>スチレン
3.8mol、α−メチルスチレンの2量体0.07m
ol、ジクミルパーオキサイド0.1molを使用する
こと以外は、ハイブリッド樹脂製造例1と同様に反応さ
せ、ハイブリッド樹脂(2)を得た。
【0124】<ハイブリッド樹脂製造例3>四つ口フラ
スコに仕込むフマル酸5.0molに替えてマレイン酸
4.0molとイタコン酸3.5molを使用するこ
と、ジクミルパーオキサイド0.05molに代えてイ
ソブチルパーオキサイド0.1molを使用すること以
外は、ハイブリッド樹脂製造例1と同様に反応させ、ハ
イブリッド樹脂(3)を得た。
【0125】<ハイブリッド樹脂製造例4>コハク酸
3.0mol、無水トリメリット酸2.0molの替わ
りに無水トリメリット酸5.2molを使用すること以
外は、ハイブリッド樹脂製造例1と同様に反応させ、ハ
イブリッド樹脂(4)を得た。
【0126】<ポリエステル樹脂製造例1>ポリオキシ
プロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン3.6mol、ポリオキシエチレン
(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン1.6mol、テレフタル酸1.7mol、無
水トリメリット酸1.1mol、フマル酸2.4mol
及び酸化ジブチル錫0.1gをガラス製4リットルの四
つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及
び窒素導入管を取りつけマントルヒーターに設置した。
窒素雰囲気下で、215℃で5時間反応させ、ポリエス
テル樹脂(1)を得た。
【0127】<ポリエステル樹脂製造例2>ポリオキシ
プロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン1.6mol、ポリオキシエチレン
(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)
プロパン3.3mol、テレフタル酸1.6mol、無
水トリメリット酸0.3mol、フマル酸3.2mol
のモノマー構成で上記と同様に反応させ、ポリエステル
樹脂(2)を得た。
【0128】<ビニル系樹脂の製造例1>トルエン溶媒
1000mlと、ビニル系共重合体の原料として、スチ
レン2.4mol、n−ブチルアクリレート0.26m
ol、モノブチルマレート0.09mol、ジ−t−ブ
チルパーオキサイド0.11molを温度計、ステンレ
ス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備
した3リットルの四つ口フラスコに入れ、マントルヒー
ター中で、窒素雰囲気にて120℃の温度で攪拌しつつ
トルエンを還流させながら反応させ、ビニル系樹脂
(1)を得た。
【0129】前述した樹脂を用いてトナーを製造した。
トナーの製造例を以下に記載するが、下記トナー製造例
では下記表1に示すワックスを使用した。
【0130】
【表1】
【0131】<トナー製造例1>以下の方法でシアント
ナー1を調製した。 ハイブリッド樹脂(1) 100質量部 ワックス(A) 5質量部 C.I.ピグメントブルー15:3 5質量部 ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム錯体 6質量部 をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行った後、
二軸式押し出し機で溶融混練し、冷却後ハンマーミルを
用いて粒径約1〜2mm程度に粗粉砕した。次いでエア
ージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに、
得られた微粉砕物を多分割分級装置で分級して、重量平
均粒径7.6μmのシアン系トナー粒子を得た。このト
ナー粒子100質量部に対して、i−C49Si(OC
3)3:25質量部で処理した疎水性酸化アルミニウ
ム(BET:170m2/g)を1.1質量部を合わせ
てシアントナー1とした。シアントナー1の物性を表2
に示す。
【0132】<トナー製造例2>ハイブリッド樹脂
(1)に替えてハイブリッド樹脂(2)を使用したこと
以外はトナー製造例1と同様にしてシアントナー2を得
た。シアントナー2の物性を表2に示す。
【0133】<トナー製造例3>ハイブリッド樹脂
(1)に替えて、50質量部のポリエステル樹脂(1)
と50質量部のハイブリッド樹脂(1)との混合物を使
用したこと、及びジ−tert−ブチルサリチル酸アル
ミニウム錯体を8質量部使用したこと以外はトナー製造
例1と同様にしてシアントナー3を得た。シアントナー
3の物性を表2に示す。
【0134】<トナー製造例4>ハイブリッド樹脂
(1)に替えてハイブリッド樹脂(3)を使用したこ
と、及びジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム
錯体を9.5質量部使用したこと以外はトナー製造例1
と同様にしてシアントナー4を得た。シアントナー4の
物性を表2に示す。
【0135】<トナー製造例5>ワックス(A)に替え
てワックス(B)を使用した以外はトナー製造例1と同
様にしてシアントナー5を得た。シアントナー5の物性
を表2に示す。
【0136】<トナー製造例6>ジ−tert−ブチル
サリチル酸アルミニウム錯体を2質量部使用したこと以
外はトナー製造例1と同様にしてシアントナー6を得
た。シアントナー6の物性を表2に示す。
【0137】<トナー製造例7>ジ−tert−ブチル
サリチル酸アルミニウム錯体を3質量部使用したこと、
及びワックス(A)に替えてワックス(D)を使用した
こと以外はトナー製造例1と同様にしてシアントナー7
を得た。シアントナー7の物性を表2に示す。
【0138】<トナー製造例8>ジ−tert−ブチル
サリチル酸アルミニウム錯体を3質量部使用したこと、
及びワックス(A)に替えてワックス(E)を使用した
以外はトナー製造例1と同様にしてシアントナー8を得
た。シアントナー8の物性を表2に示す。
【0139】<トナー製造例9>C.I.ピグメントブ
ルー15:3に替えてC.I.ピグメントレッド202
を6質量部使用したこと以外はトナー製造例1と同様に
してマゼンタトナー1を得た。マゼンタトナー1の物性
を表2に示す。
【0140】<トナー製造例10>C.I.ピグメント
ブルー15:3に替えてC.I.ピグメントイエロー1
7を4質量部使用したこと以外はトナー製造例1と同様
にしてイエロートナー1を得た。イエロートナー1の物
性を表2に示す。
【0141】<トナー製造例11>ジ−tert−ブチ
ルサリチル酸亜鉛錯体を6質量部使用したこと以外はト
ナー製造例1と同様にしてシアントナー9を得た。シア
ントナー9の物性を表2に示す。
【0142】<比較トナー製造例1>ハイブリッド樹脂
(1)に替えてハイブリッド樹脂(4)を使用したこ
と、及びジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム
錯体を7.5質量部使用したこと以外はトナー製造例1
と同様にしてシアントナー10を得た。シアントナー1
0の物性を表2に示す。
【0143】<比較トナー製造例2>ハイブリッド樹脂
(1)に替えてポリエステル樹脂(2)を使用したこ
と、及びジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム
錯体を4質量部使用したこと以外はトナー製造例1と同
様にしてシアントナー11を得た。シアントナー11の
物性を表2に示す。
【0144】<比較トナー製造例3>ハイブリッド樹脂
(1)に替えてビニル系樹脂(1)を使用したこと、及
びジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム錯体を
7.5質量部使用したこと以外はトナー製造例1と同様
にしてシアントナー12を得た。シアントナー12の物
性を表2に示す。
【0145】<比較トナー製造例4>ハイブリッド樹脂
(1)に替えてポリエステル樹脂(1)を使用したこ
と、及びジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム
錯体を12質量部使用したこと以外はトナー製造例1と
同様にしてシアントナー13を得た。シアントナー13
の物性を表2に示す。
【0146】<比較トナー製造例5>ジ−tert−ブ
チルサリチル酸アルミニウム錯体を使用しないこと以外
はトナー製造例1と同様にしてシアントナー14を得
た。シアントナー14の物性を表2に示す。
【0147】<比較トナー製造例6>ワックス(A)に
替えてワックス(C)を用いたこと以外はトナー製造例
1と同様にしてシアントナー15を得た。シアントナー
15の物性を表2に示す。
【0148】
【表2】
【0149】<実施例1>トナー製造例1で得られたシ
アントナー1と、シリコーン樹脂で表面被覆した磁性フ
ェライトキャリア粒子(平均粒径50μm)とを、トナ
ー濃度が6質量%になるように混合し、二成分系シアン
現像剤1とした。
【0150】このシアン現像剤1を、カラー複写機CP
−660(キヤノン製)のカラー用現像器を非磁性一成
分トナー用から非磁性二成分現像剤用に改造した画像形
成装置(評価機)に挿入し、単色モードで、常温低湿環
境下(23℃、5%)、高温高湿環境下(30℃、80
%)で画像面積比率20%のオリジナル原稿を用いて、
単位面積当たりのトナー載り量を0.7mg/cm2
設定し、1万枚の未定着画像出力による耐久試験を行
い、以下の項目について測定、評価した。なお上記画像
形成装置の定着装置については、カラー複写機CP−6
60(キヤノン製)の定着ユニット(オイルレス)を手
動で定着温度が設定できるように改造して用いた。
【0151】<ドラム融着及びフィルミングの評価>ド
ラム融着及びフィルミングについては、各環境下におけ
る耐久後に感光体表面の様子を目視にて観察し、評価し
た。
【0152】<画像濃度>画像濃度については、各環境
下における初期及び耐久後に、転写材上に形成された画
像部をマクベス反射濃度計(マクベス社製)にて測定し
た。
【0153】<転写率>転写率は、常温低湿環境下(2
3℃、5%)で10,000枚の耐久試験を行い、耐久
前後のベタ画像を現像、転写し、単位面積当たりにおい
て、転写前における感光体上のトナー量と、転写材上の
トナー量とをそれぞれ測定し、下式により求めた。
【数1】転写率(%)=(転写材上のトナー量)/(感光体
上の転写前のトナー量)×100
【0154】<耐ブロッキング性>耐ブロッキング性
は、50℃のオーブン内にて2週間放置することにより
評価した。該評価としては目視による凝集性のレベルを
判定した。トナー凝集性評価基準を以下に示す。 A:凝集体が全く見られず流動性が非常に良い B:凝集体が全く見られない C:若干の凝集体は見られるがすぐにほぐれる D:現像剤撹拌装置で凝集体がほぐれる(普通) E:現像剤撹拌装置では凝集体が十分にほぐれない(や
や悪い)
【0155】<定着温度幅>定着温度幅については、前
記定着ユニットの定着温度を手動で設定し、常温低湿環
境下(23℃、5%)における耐久の初期に、出力画像
及び定着ユニットを観察して定着開始温度とオフセット
発生温度とを測定した。
【0156】<OHP透明性>OHP透明性は、島津自
記分光光度計UV2200(島津製作所社製)を使用
し、OHPフィルム単独の透過率を100%とし、マゼ
ンタトナーの場合では650nm、シアントナーの場合
では500nm、イエロートナーの場合では600nm
での最大吸収波長における透過率を、常温低湿環境下
(23℃、5%)における耐久の初期に測定し、下記の
基準にしたがって評価した。 A:85%以上 B:75〜85% C:65〜75% D:65%未満
【0157】シアン現像剤1は、転写性に優れると共
に、光沢性、OHP透明性ともに良く、優れた定着性と
耐ブロッキング性を示した。また、環境安定性も良好で
あった。結果を表3に示す。
【0158】<実施例2>シアントナー2を用い、実施
例1と同様にしてシアン現像剤2を調製し、各項目を評
価した。その結果、シアン現像剤2は転写性に優れると
共に、光沢性、OHP透過性ともに良く、優れた定着
性、耐ブロッキング性、環境安定性を示した。結果を表
3に示す。
【0159】<実施例3>シアントナー3を用い、実施
例1と同様にしてシアン現像剤3を調製し、各項目を評
価した。その結果、得られた画像は転写性に優れると共
に、光沢性、OHP透過性ともに良く、優れた定着性、
耐ブロッキング性、環境安定性を示した。結果を表3に
示す。
【0160】<実施例4>シアントナー4を用い、実施
例1と同様にしてシアン現像剤4を調製し、各項目を評
価した。その結果、得られた画像は低湿環境下での転写
性が若干低く、やや光沢性に欠け、OHP透過性やや低
めではあるものの、優れた定着性と耐ブロッキング性を
示した。結果を表3に示す。
【0161】<実施例5>シアントナー5を用い、実施
例1と同様にしてシアン現像剤5を調製し、各項目を評
価した。その結果、得られた画像は転写性に優れると共
に、光沢性、OHP透過性ともに良く、優れた定着性、
耐ブロッキング性、環境安定性を示した。結果を表3に
示す。
【0162】<実施例6>シアントナー6を用い、実施
例1と同様にしてシアン現像剤6を調製し、各項目を評
価した。その結果、得られた画像は転写性に優れると共
に、光沢性、OHP透過性ともに良く、優れた定着性と
環境安定性を示した。耐ブロッキング性はやや悪いもの
の実用上問題となるレベルではなかった。結果を表3に
示す。
【0163】<実施例7>シアントナー7を用い、実施
例1と同様にしてシアン現像剤7を調製し、各項目を評
価した。その結果、得られた画像はワックスの高結晶性
が影響してややOHPの透過性が悪く、また高融点であ
るためにワックスが定着時にトナー表面に出にくくな
り、低温定着性をやや悪化させたものの、比較的良好な
結果を得た。また、得られた画像の転写性は良好であ
り、耐ブロッキング性と環境安定性も良好であった。結
果を表3に示す。
【0164】<実施例8>シアントナー8を用い、実施
例1と同様にしてシアン現像剤8を調製し、各項目を評
価した。その結果、シアントナー8はワックスの高結晶
性が影響して若干OHPの透過性が悪化した。また、高
融点であるためにワックスが定着時にトナー表面に出に
くくなり、低温定着性を悪化させたが、全般的には比較
的良好な結果を得た。また、得られた画像の転写性は良
好であり、耐ブロッキング性、環境安定性も良好であっ
た。結果を表3に示す。
【0165】<実施例9>マゼンタトナー1を用い、実
施例1と同様にしてマゼンタ現像剤1を調製し、各項目
を評価した。その結果、光沢性、OHP透過性ともに良
く、高精細なフルカラー画像を得ることができた。
【0166】<実施例10>イエロートナー1を用い、
実施例1と同様にしてイエロー現像剤1を調製し、各項
目を評価した。その結果、光沢性、OHP透過性ともに
良く、高精細なフルカラー画像を得ることができた。ポ
リエステル樹脂を単独で用いたため、シアントナー1と
比較して、若干、定着可能な温度領域が変化したもの
の、定着温度幅は実用上問題のないレベルであった。
【0167】<実施例11>シアントナー9を用い、実
施例1と同様にしてシアン現像剤9を調製し、各項目を
評価した。その結果、得られた画像は、耐久後にやや画
像濃度や転写率が低下し、耐ブロッキング性がやや悪化
するものの、比較的良好な結果を示した。結果を表3に
示す。
【0168】<比較例1>シアントナー10を用い、実
施例1と同様にしてシアン現像剤10を調製し、各項目
を評価した。その結果、シアントナー10は樹脂のMP
が大きいため、非常に硬いトナーとなり、光沢性とOH
Pの透過性が悪く、またワックスが定着時にトナー表面
に出にくくなり、低温定着性を悪化させた。また、有機
金属化合物の含有量が多いため、トナー表面から有機金
属化合物が脱離することにより、高温高湿環境下ではド
ラムへの融着が若干発生し、低湿環境下で帯電量が著し
く上がり、十分な画像濃度を得ることができなかった。
結果を表3に示す。
【0169】<比較例2>シアントナー11を用い、実
施例1と同様にしてシアン現像剤11を調製し、各項目
を評価した。その結果、シアントナー11は樹脂のMP
が小さいため、非常に軟らかいトナーとなり、耐ブロッ
キング性が悪くなり、耐高温オフセット性を悪化させ
た。また、高温高湿環境においては、顕著なドラム融着
とフィルミングが発生した。さらに、有機金属化合物の
含有量が多いため、低湿環境下で帯電量が著しく上が
り、十分な画像濃度を得ることができなかった。結果を
表3に示す。
【0170】<比較例3>シアントナー12を用い、実
施例1と同様にしてシアン現像剤12を調製し、各項目
を評価した。その結果、シアントナー12は光沢性とO
HPの透過性が悪く、定着温度領域も狭くなった。ま
た、高温高湿環境下ではドラムへの融着が若干発生し
た。結果を表3に示す。
【0171】<比較例4>シアントナー13を用い、実
施例1と同様にしてシアン現像剤13を調製し、各項目
を評価した。その結果、シアントナー13は光沢性とO
HPの透過性が悪かった。また、高温高湿環境下ではド
ラムへの融着が若干発生した。結果を表3に示す。
【0172】<比較例5>シアントナー14を用い、実
施例1と同様にしてシアン現像剤14を調製し、各項目
を評価した。その結果、シアントナー14は、ジ−te
rt−ブチルサリチル酸アルミニウム錯体を含有してい
ないため、トナーの帯電付与が不十分となり、高温高
湿、常温低湿の両環境下において画像濃度の推移が不安
定となり、特に高温高湿環境においては、顕著なドラム
融着とフィルミングが発生した。また、定着温度領域が
著しく狭くなった。結果を表3に示す。
【0173】<比較例6>シアントナー15を用い、実
施例1と同様にしてシアン現像剤15を調製し、各項目
を評価した。その結果、耐久1000枚を過ぎたあたり
から、かぶり、飛散が悪化し耐久を中断した。またトナ
ーの流動性が悪く、転写性が初期から悪かった。シアン
トナー15は、低融点のワックスを含有しているため、
定着性が不十分である上に、特に高温環境下でワックス
がトナー表面に出てきて、帯電性、耐熱性、耐ブロッキ
ング性を悪化させたものと考えられる。また、高温高湿
環境においては、顕著なドラム融着とフィルミングが発
生した。結果を表3に示す。
【0174】
【表3】
【0175】
【発明の効果】本発明によれば、感光体に対して複数の
現像器を用いてフルカラー画像を形成し得る画像形成に
おいて、感光体には、導電性基体と、少なくともアモル
ファスシリコンを含み前記導電性基体上に形成される光
導電層とを有する感光体を用い、現像剤には、黒色画像
の現像を行うための磁性トナー粒子を少なくとも含有す
る黒色磁性現像剤と、カラー画像の現像を行うための非
磁性トナー粒子及び磁性キャリアを少なくとも含有する
カラー非磁性現像剤とを用い、この非磁性トナー粒子に
は、結着樹脂、着色剤、有機金属化合物及びワックスを
少なくとも含有し、粘弾性特性において80℃における
貯蔵弾性率が1×106〜1×1010dN/m2の範囲に
あり、かつ120〜180℃における貯蔵弾性率が5×
103〜1×106dN/m2の範囲にあり、示差熱分析
測定における吸熱曲線において、30〜200℃の範囲
における最大吸熱ピークのピーク温度が50〜110℃
の範囲にあり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ
ーによる分子量分布において、分子量6000〜800
0の領域にメインピークが存在する非磁性トナー粒子を
用いることから、a−Si感光体を高速フルカラー機に
搭載する場合における感光体表面上への融着及びフィル
ミングが削減でき、環境依存性を含めた耐久安定性に優
れ、高精彩性を発現する画像を形成することができる。
【0176】本発明では、非磁性トナー粒子は、粘弾性
特性において80℃における貯蔵弾性率が1×106
1×108dN/m2の範囲にあり、かつ120〜180
℃における貯蔵弾性率が1×104〜5×105dN/m
2の範囲にあると、高温環境下におけるカラー非磁性現
像剤の保存性や耐熱性及び耐ブロッキング性を向上させ
る上でより一層効果的であり、かつより良好な低温定着
性と耐オフセット性とを両立させる上でより一層効果的
である。
【0177】また本発明では、非磁性トナー粒子は、示
差熱分析測定における吸熱曲線において、30〜200
℃の範囲における最大吸熱ピークのピーク温度が55〜
100℃、より好ましくは60〜90℃の範囲にある
と、低温定着性や耐ブロッキング性の向上、及び感光体
表面へのフィルミング防止の観点からより一層効果的で
ある。
【0178】また本発明では、結着樹脂は、ポリエステ
ルユニットとビニル系共重合体ユニットを有しているハ
イブリッド樹脂、及びポリエステル樹脂とビニル系共重
合体との混合物、のいずれかから選択される樹脂である
と、カラー非磁性現像剤の耐オフセット性や耐熱性、及
び耐ブロッキング性を向上させる上でより一層効果的で
ある。
【0179】また本発明では、非磁性トナー粒子は、ゲ
ルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量分
布において、数平均分子量に対する重量平均分子量の比
が300以上、より好ましくは500以上であると、耐
オフセット性を向上させる上でより一層効果的である。
【0180】また本発明では、有機金属化合物は、芳香
族カルボン酸誘導体の金属化合物であると、カラー画像
においてカブリや画像濃度ダウンの如き画像品質の低下
を防止する上で効果的であり、芳香族カルボン酸誘導体
の金属化合物が芳香族カルボン酸誘導体のアルミニウム
化合物であるとより効果的であり、芳香族カルボン酸誘
導体の金属化合物が非磁性トナー粒子の質量を基準とし
て0.1〜10質量%含有されているとより一層効果的
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における一実施の形態を示す概略図であ
る。
【符号の説明】 1 原稿台 2 原稿 3 画像読み込み用光源 4 スキャナ 5 画像信号光源 6 ミラー 7 内部電位計 8 帯電手段 9 クリーニング手段 10 感光体 11a〜11d 現像器 12 中間転写体 13 中間転写体用クリーニングブレード 14 中間転写体用クリーニング手段 15 駆動系 18 給紙系 19 転写手段 20 分離手段 21 搬送系 22 定着手段 23 定着ローラ P 紙
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 9/09 G03G 15/01 J 9/097 111A 9/10 9/08 361 15/00 325 15/01 331 111 346 101 (72)発明者 飯田 育 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 菅原 庸好 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 堀田 洋二朗 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 上滝 隆晃 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 AA02 AA06 AA21 BA06 CA02 CA08 CA12 CA14 CA16 CA25 DA02 EA03 EA06 EA07 FA02 2H030 AD01 BB71 2H068 DA21

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体に静電潜像を形成し、複数色の現
    像剤をそれぞれ収容し前記感光体に対向して配置される
    複数の現像器によって前記静電潜像を各色現像剤によっ
    て現像し、この現像によって形成されたトナー像を転写
    材に転写して画像を形成する画像形成方法において、 前記感光体は、導電性基体と、少なくともアモルファス
    シリコンを含み前記導電性基体上に形成される光導電層
    とを有し、 前記現像に使用される現像剤は、黒色画像の現像を行う
    ための磁性トナー粒子を少なくとも含有する黒色磁性現
    像剤と、カラー画像の現像を行うための非磁性トナー粒
    子及び磁性キャリアを少なくとも含有するカラー非磁性
    現像剤であり、前記非磁性トナー粒子は、結着樹脂、着
    色剤、有機金属化合物及びワックスを少なくとも含有
    し、 粘弾性特性において80℃における貯蔵弾性率が1×1
    6〜1×1010dN/m2の範囲にあり、かつ120〜
    180℃における貯蔵弾性率が5×103〜1×106
    N/m2の範囲にあり、 示差熱分析測定における吸熱曲線において、30〜20
    0℃の範囲における最大吸熱ピークのピーク温度が50
    〜110℃の範囲にあり、 ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量
    分布において、分子量6000〜8000の領域にメイ
    ンピークが存在することを特徴とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】 前記非磁性トナー粒子は、粘弾性特性に
    おいて80℃における貯蔵弾性率が1×106〜1×1
    8dN/m2の範囲にあり、かつ120〜180℃にお
    ける貯蔵弾性率が1×104〜5×105dN/m2の範
    囲にあることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方
    法。
  3. 【請求項3】 前記非磁性トナー粒子は、示差熱分析測
    定における吸熱曲線において、30〜200℃の範囲に
    おける最大吸熱ピークのピーク温度が55〜100℃の
    範囲にあ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】 前記非磁性トナー粒子は、示差熱分析測
    定における吸熱曲線において、30〜200℃の範囲に
    おける最大吸熱ピークのピーク温度が60〜90℃の範
    囲にあることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一
    項に記載の画像形成方法。
  5. 【請求項5】 前記結着樹脂は、ポリエステルユニット
    とビニル系共重合体ユニットを有しているハイブリッド
    樹脂、及びポリエステル樹脂とビニル系共重合体との混
    合物、のいずれかから選択される樹脂であることを特徴
    とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成
    方法。
  6. 【請求項6】 前記非磁性トナー粒子は、ゲルパーミエ
    ーションクロマトグラフィーによる分子量分布におい
    て、数平均分子量に対する重量平均分子量の比が300
    以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか
    一項に記載の画像形成方法。
  7. 【請求項7】 前記非磁性トナー粒子は、ゲルパーミエ
    ーションクロマトグラフィーによる分子量分布におい
    て、数平均分子量に対する重量平均分子量の比が500
    以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか
    一項に記載の画像形成方法。
  8. 【請求項8】 前記有機金属化合物は、芳香族カルボン
    酸誘導体の金属化合物であることを特徴とする請求項1
    乃至7のいずれか一項に記載の画像形成方法。
  9. 【請求項9】 前記芳香族カルボン酸誘導体の金属化合
    物は、芳香族カルボン酸誘導体のアルミニウム化合物で
    あることを特徴とする請求項8に記載の画像形成方法。
  10. 【請求項10】 前記芳香族カルボン酸誘導体の金属化
    合物は、前記非磁性トナー粒子の質量を基準として0.
    1〜10質量%含有されていることを特徴とする請求項
    8又は9に記載の画像形成方法。
  11. 【請求項11】 感光体と、この感光体を帯電させる帯
    電手段と、帯電した感光体に静電潜像を形成する潜像形
    成手段と、複数色の現像剤をそれぞれ収容し前記感光体
    に対向して配置され前記静電潜像を各色現像剤によって
    現像する複数の現像器と、現像によって形成されたトナ
    ー像を転写材に転写する転写手段とを有する画像形成装
    置において、 前記感光体は、導電性基体と、少なくともアモルファス
    シリコンを含み前記導電性基体上に形成される光導電層
    とを有し、 前記現像に使用される現像剤は、黒色画像の現像を行う
    ための磁性トナー粒子を少なくとも含有する黒色磁性現
    像剤と、カラー画像の現像を行うための非磁性トナー粒
    子及び磁性キャリアを少なくとも含有するカラー非磁性
    現像剤であり、 前記非磁性トナー粒子は、結着樹脂、着色剤、有機金属
    化合物及びワックスを少なくとも含有し、 粘弾性特性において80℃における貯蔵弾性率が1×1
    6〜1×1010dN/m2の範囲にあり、かつ120〜
    180℃における貯蔵弾性率が5×103〜1×106
    N/m2の範囲にあり、 示差熱分析測定における吸熱曲線において、30〜20
    0℃の範囲における最大吸熱ピークのピーク温度が50
    〜110℃の範囲にあり、 ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量
    分布において、分子量6000〜8000の領域にメイ
    ンピークが存在することを特徴とする画像形成装置。
  12. 【請求項12】 前記非磁性トナー粒子は、粘弾性特性
    において80℃における貯蔵弾性率が1×106〜1×
    108dN/m2の範囲にあり、かつ120〜180℃に
    おける貯蔵弾性率が1×104〜5×105dN/m2
    範囲にある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】 前記非磁性トナー粒子は、示差熱分析
    測定における吸熱曲線において、30〜200℃の範囲
    における最大吸熱ピークのピーク温度が55〜100℃
    の範囲にある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】 前記非磁性トナー粒子は、示差熱分析
    測定における吸熱曲線において、30〜200℃の範囲
    における最大吸熱ピークのピーク温度が60〜90℃の
    範囲にあることを特徴とする請求項11乃至13のいず
    れか一項に記載の画像形成装置。
  15. 【請求項15】 前記結着樹脂は、ポリエステルユニッ
    トとビニル系共重合体ユニットを有しているハイブリッ
    ド樹脂、及びポリエステル樹脂とビニル系共重合体との
    混合物、のいずれかから選択される樹脂であることを特
    徴とする請求項11乃至14のいずれか一項に記載の画
    像形成装置。
  16. 【請求項16】 前記非磁性トナー粒子は、ゲルパーミ
    エーションクロマトグラフィーによる分子量分布におい
    て、数平均分子量に対する重量平均分子量の比が300
    以上であることを特徴とする請求項11乃至15のいず
    れか一項に記載の画像形成装置。
  17. 【請求項17】 前記非磁性トナー粒子は、ゲルパーミ
    エーションクロマトグラフィーによる分子量分布におい
    て、数平均分子量に対する重量平均分子量の比が500
    以上であることを特徴とする請求項11乃至15のいず
    れか一項に記載の画像形成装置。
  18. 【請求項18】 前記有機金属化合物は、芳香族カルボ
    ン酸誘導体の金属化合物であることを特徴とする請求項
    11乃至17のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  19. 【請求項19】 前記芳香族カルボン酸誘導体の金属化
    合物は、芳香族カルボン酸誘導体のアルミニウム化合物
    であることを特徴とする請求項18に記載の画像形成装
    置。
  20. 【請求項20】 前記芳香族カルボン酸誘導体の金属化
    合物は、前記非磁性トナー粒子の質量を基準として0.
    1〜10質量%含有されていることを特徴とする請求項
    18又は19に記載の画像形成装置。
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