JP2003262979A - トナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジ - Google Patents

トナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジ

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JP2003262979A
JP2003262979A JP2002064712A JP2002064712A JP2003262979A JP 2003262979 A JP2003262979 A JP 2003262979A JP 2002064712 A JP2002064712 A JP 2002064712A JP 2002064712 A JP2002064712 A JP 2002064712A JP 2003262979 A JP2003262979 A JP 2003262979A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カブリが少なく、帯電安定性に優れ、良好な
定着性と耐高温オフセット性を両立したトナーを提供す
る。 【解決手段】 アミド基含有ビニル系モノマーとカルボ
キシル基含有ビニル系モノマーとを共重合成分として含
有する結着樹脂と、着色剤とワックスを含有するトナー
粒子に無機微粉体を外添してトナーとする。

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、静電印刷法、トナージェット方式記録法などを
利用した記録方法に用いられるトナー、及び該トナーを
用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジに関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子写真法は、種々の手段により感光体
上に静電荷像を形成し、次いで該静電荷像をトナーによ
り現像し、必要に応じて紙の如き転写材にトナー像を転
写した後、加熱、圧力、加熱加圧或いは溶剤蒸気により
定着し、定着画像を得るものである。
【0003】これらの電子写真法等に適用される現像方
法としては、大別して乾式現像法と湿式現像法とがあ
り、前者は、さらに二成分系現像剤を用いる方法と一成
分系現像剤を用いる方法に分けられる。
【0004】これら乾式現像法に適用するトナーとして
は、例えば、結着樹脂中に着色剤を分散させたものを5
〜15μm程度に微粉砕した粒子がトナーとして用いら
れている。一成分系現像剤である磁性トナーとしては、
着色剤として磁性体微粒子を含有させたものが用いられ
ている。また、二成分系現像剤では、着色剤としてカー
ボンブラック、顔料等を含有させたトナー及び鉄粉また
は磁性フェライト粒子の如きキャリア粒子を混合して用
いられる。
【0005】トナー粒子に電荷を付与するには、荷電制
御剤として染料、顔料或いは高分子化合物を添加してお
り、正摩擦荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染
料、アジン系染料、銅フタロシアニン顔料、4級アンモ
ニウム塩等が使用されており、負摩擦荷電制御剤として
はモノアゾ染料の有機金属化合物、サリチル酸、ナフト
エ酸、ジカルボン酸の有機金属化合物、スルホン酸基を
有する重合体である荷電制御樹脂が添加されている。
【0006】特開昭63−184762号公報、特開平
2−167565号公報及び特開平3−80259号公
報では、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスル
ホン酸との共重合体を荷電制御樹脂として含有するトナ
ーが開示されているが、これらの荷電制御樹脂を添加す
るだけでトナーの画像濃度或いはカブリ等の現像特性が
全て改善されるわけではない。
【0007】特開平8−95297号公報では、帯電調
節剤を非使用または低減しても良好な帯電性を示すトナ
ー用結着樹脂として、特定の酸価と分子量分布を有する
樹脂組成物が開示され、特開平9−166887号公報
では、2−メタクリロイルオキシコハク酸を共重合成分
として含有する結着樹脂及びトナーが開示されている
が、トナーの画像濃度或いはカブリ等の現像特性が全て
改善されるわけではない。
【0008】特開2001−13723号公報では、ス
ルホン酸基含有脂肪族不飽和−N−アクリルアミド系単
量体を共重合体成分として含有するトナー用樹脂組成物
が開示されているが、この樹脂組成物を使用するだけで
高温高湿環境での画像濃度が改善されるわけではない。
【0009】
【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トナーを提供するものである。
【0010】本発明の目的は、カブリが少なく、帯電安
定性に優れ、かつ良好な定着性及び耐高温オフセット性
を両立したトナー、画像形成方法及びプロセスカートリ
ッジを提供するものである。
【0011】本発明の目的は、トナー粒子におけるワッ
クスの分散が均一であり、耐久により経時劣化した定着
部材へのトナー付着及びオフセットが改良されたトナ
ー、画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも結
着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子及び
無機微粉体を有するトナーであって、上記結着樹脂が、
下記式(1)で示されるアミド基含有ビニル系モノマー
を共重合成分として含むことを特徴とするトナーに関す
る。
【0013】
【化4】
【0014】(式中、R1は水素原子またはメチル基を
表し、R2及びR3は各々水素原子、酸基を除く置換基で
置換可能な炭素数1乃至20のアルキル基を示すかまた
は、R 2及びR3が化学的に結合して炭素数4乃至20の
複素環基を形成しているか、もしくはR2及びR3が炭素
原子以外に窒素原子、酸素原子または/及びイオウ原子
を構成原子として有し、且つ炭素数4乃至19を有する
環状構造を形成している。)
【0015】また、本発明は、(1)静電潜像担持体に
担持されている静電潜像をトナーにより現像してトナー
像を形成する現像工程:(2)該静電潜像担持体上に形
成されたトナー像を中間転写体を介して、または介さず
に記録材に転写する転写工程:及び(3)該記録材に転
写されたトナー像を該記録材に加熱定着する定着工程:
を少なくとも有する画像形成方法において、上記本発明
の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。
【0016】また、本発明は、感光体上に形成された静
電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成し、該ト
ナー像を記録材に転写させることにより画像を形成する
画像形成装置に用いられ、同装置から着脱可能に構成さ
れているプロセスカートリッジであって、感光体と、前
記感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体上に静電
潜像を形成させる潜像形成手段と、前記トナー像を記録
材に転写させる転写手段と、前記記録材にトナー像が転
写された後に前記感光体上に残留したトナーを除去する
クリーニング手段と、から選ばれる少なくとも1つの手
段が、前記感光体上に形成された前記静電潜像をトナー
により現像してトナー像を形成する現像手段と一体に支
持され、該トナーとして上記本発明のトナーを用いるこ
とを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明者等の検討によれば、下記
式(1)で示されるアミド基含有ビニル系モノマーを共
重合成分として含有する結着樹脂を用いることにより、
安定した帯電特性を有するトナーが得られることを見出
した。
【0018】
【化5】
【0019】(式中、R1は水素原子またはメチル基を
表し、R2及びR3は各々水素原子、酸基を除く置換基で
置換可能な炭素数1乃至20のアルキル基を示すかまた
は、R2及びR3が化学的に結合して炭素数4乃至20の
複素環基を形成しているか、もしくはR2及びR3が炭素
原子以外に窒素原子、酸素原子または/及びイオウ原子
を構成原子と、且つ炭素数4乃至19を有する環状構造
を形成している。)
【0020】本発明において、上記式(1)で示される
アミド基含有ビニル系モノマーは、結着樹脂中に好まし
くは1乃至10質量%の割合で含有すればよいが、より
好ましくは1.5乃至7質量%であり、さらに好ましく
は2乃至5質量%である。当該モノマーの含有量が1質
量%未満の場合には、トナーの帯電の立ち上がりが改善
されず、10質量%超となる場合には、トナーの摩擦帯
電量を制御することが困難となり、耐久による画像濃度
の低下或いはカブリ濃度の増加等があり好ましくない。
【0021】上記式(1)で示されるアミド基含有ビニ
ル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミ
ド;N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メ
チル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メ
タ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アク
リルアミド、N−tert−ブチル(メタ)アクリルア
ミド、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、N−メチ
ロール(メタ)アクリルアミドなどのN−置換(メタ)
アクリルアミド;N−(メタ)アクリロイルモルホリ
ン、N−(メタ)アクリロイルピロリドン、N−(メ
タ)アクリロイルピペリジン、N−(メタ)アクリロイ
ルピロリジン、N−(メタ)アクリロイル−4−ピペリ
ドンなどの環状構造を含む(メタ)アクリルアミド等が
挙げられるが、好ましくはN,N−ジメチルアクリルア
ミド、N−イソプロプルアクリルアミド、N−メチルメ
タクリルアミド、N−ブトキシアクリルアミド、N−t
ert−ブチルアクリルアミド及びアクリロイルモルホ
リンであり、トナーの帯電の立ち上がりが改善される点
で好ましい。
【0022】本発明者等の検討によれば、環境に左右さ
れることなく良好な帯電特性を示し、且つ長期間放置さ
れても安定した帯電特性を有するトナーを得るには、上
記アミド基含有ビニル系モノマーに加えて、カルボキシ
ル基含有ビニル系モノマーを共重合成分とする結着樹脂
を用いることにより達成できることを見出した。
【0023】カルボキシル基含有ビニル系モノマーは、
好ましくは結着樹脂中に0.5乃至20質量%含有させ
ればよいが、より好ましくは1乃至15質量%であり、
さらに好ましくは2乃至10質量%である。当該モノマ
ーの含有量が0.5質量%未満となる場合には、画像濃
度が低下する場合があり、20質量%超となる場合に
は、カブリ濃度が高くなる場合があり好ましくない。
【0024】またさらに、本発明者等の検討によれば、
従来から知られている荷電制御剤或いは荷電制御樹脂を
添加することなく、環境によらず良好な帯電特性を示す
トナーを得るには、上記カルボキシル基含有ビニル系モ
ノマーとして、下記式(2)または式(3)で表せるカ
ルボキシル基含有ビニル系モノマーを少なくとも一種共
重合成分として含有する結着樹脂を用いることにより達
成できることを見出した。
【0025】
【化6】
【0026】(式中、R4は水素原子またはメチル基、
5は炭素数2〜10のアルキレン基またはアリーレン
基を表し、nは0〜10の整数、Xは水素原子、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属または4級アンモニウム基を
表す。)
【0027】
【化7】
【0028】(式中、R6は水素原子またはメチル基、
7は炭素数2〜4のアルキレン基、R8は炭素数2〜1
0のアルキレン基またはアリーレン基を表し、Xは水素
原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属または4級アン
モニウム基を表す。)
【0029】上記式(2)で示されるカルボキシル基含
有ビニル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリ
ル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、ω−カルボキシ−
ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート等が挙げ
られるが、特に(メタ)アクリル酸ダイマーを用いた場
合にはトナーの帯電の立ち上がりが改善される点で好ま
しい。
【0030】式(3)で示されるカルボキシル基含有ビ
ニル系モノマーとしては、例えば、コハク酸モノヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート、マレイン酸モノヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、フマル酸モノヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒド
ロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2−ジカルボ
キシシクロヘキサンモノヒドロキシエチル(メタ)アク
リレート等が挙げられるが、特に、フタル酸モノヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレートはトナーの帯電の立ち
上がりが改善される点で好ましく、上記式(2)または
式(3)で示されるカルボキシル基含有ビニル系モノマ
ーは、2種以上を併用することもできる。
【0031】本発明において、前記式(2)または式
(3)で示されるカルボキシル基含有ビニル系モノマー
を用いる場合、前記式(1)で示されるアミド基含有ビ
ニル系モノマーと、前記式(2)或いは式(3)で示さ
れるカルボキシル基含有ビニル系モノマーを質量比で
1:0.5乃至1:5の割合で用いれば良く、さらに好
ましくは質量比で1:1乃至1:4、望ましくは質量比
で1:1.5乃至1:3の割合で用いる。カルボキシル
基含有ビニル系モノマーの割合がアミド基含有ビニル系
モノマー1に対して0.5未満となる場合には、トナー
の帯電量が不充分となり、高湿環境下で画像濃度が低下
する場合があり好ましくなく、逆にカルボキシル基含有
ビニル系モノマーの割合が5を超えると、トナーの帯電
量を制御することが困難となり、低湿環境下でカブリ濃
度が増加する場合があり好ましくない。
【0032】本発明において、トナーの結着樹脂はビニ
ル系重合体を主成分として含有するか、またはビニル系
重合体ユニットとポリエステルユニットとを有している
ハイブリッド樹脂成分を含有するものが望ましく、前記
式(1)で示されるアミド基含有ビニル系モノマーをビ
ニル系重合体またはハイブリッド樹脂成分のビニル系重
合体ユニットの共重合成分として含有させればよい。
【0033】さらに、結着樹脂が上記ビニル系重合体ま
たはハイブリッド樹脂樹脂成分を含む場合には、該結着
樹脂のTHF可溶分が、ゲルパーミエーションクロマト
グラフィー(GPC)測定によるクロマトグラムにおい
て、分子量3000乃至3万の領域にピークを有すれば
よいが、好ましくは分子量7000乃至2万の領域にピ
ークを有し、さらに好ましくは分子量9000乃至15
000万の領域にピークを有する。分子量3000未満
にピークを有する場合には、耐久により画像濃度が低下
する場合があり、分子量5万超の領域にピークを有する
場合には、耐久によりカブリ濃度が高くなる場合があり
好ましくない。
【0034】本発明において、結着樹脂がビニル系重合
体である場合には、特にスチレンとの共重合体が好まし
く、スチレンモノマーに対するコモノマーとしては、ビ
ニルトルエン等のスチレン誘導体;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等のアクリル酸
エステル;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、メタクリル酸ドデ
シル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸2−エチル
ヘキシル、メタクリル酸フェニル等のメタクリル酸エス
テル;マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノブ
チル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチル等の二重
結合を有するジカルボン酸;アクリルアミド、メタクリ
ルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ブ
タジエン、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等
のモノマー;エチレン、プロピレン、ブチレン等のエチ
レン系オレフィン;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシ
ルケトン等のビニルケトン;ビニルメチルエーテル、ビ
ニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビ
ニルエーテルが挙げられる。これらのビニル系モノマー
を単独もしくは2種以上組み合わせて用いることができ
る。
【0035】本発明のトナーにおいて、結着樹脂である
ビニル系重合体の製造には、以下に例示する様な多官能
性重合開始剤単独或いは単官能性重合開始剤と併用して
製造することができる。
【0036】多官能構造を有する多官能性重合開始剤の
具体例としては、1,1−ジ−tert−ブチルパーオ
キシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3
−ビス−(tert−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−(tert−ブ
チルパーオキシ)へキサン、トリス−(tert−ブチ
ルパーオキシ)トリアジン、1,1−ジ−tert−ブ
チルパーオキシシクロヘキサン、2,2−ジ−tert
−ブチルパーオキシバレリックアシッド−n−ブチルエ
ステル、ジ−tert−ブチルパーオキシヘキサハイド
ロテレフタレート、ジ−tert−ブチルパーオキシア
ゼレート、ジ−tert−ブチルパーオキシトリメチル
アジペート、2,2−ビス−(4,4−ジ−tert−
ブチルパーオキシヘキシシクロヘキシル)プロパン、
1,1−ジ(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,
5−トリメチルシクロヘキサン及び2,2−ビス−te
rt−ブチルパーオキシオクタンの如き1分子内に2つ
以上のパーオキサイド基を有する多官能性重合開始剤、
及び、ジアリルパーオキシジカーボネート、tert−
ブチルパーオキシマレイン酸、tert−ブチルパーオ
キシアリルカーボネート及びtert−ブチルパーオキ
シイソプロピルフマレートの如き1分子内にパーオキサ
イド基と重合性不飽和基の両方を有する重合開始剤が挙
げられる。
【0037】上記重合開始剤のうち、より好ましいもの
は、1,1−ジ−tert−ブチルパーオキシ−3,
3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−te
rt−ブチルパーオキシシクロヘキサン、ジ−tert
−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ
−tert−ブチルパーオキシアゼレート及び、2,2
−ビス−(4,4−ジ−tert−ブチルパーオキシヘ
キシシクロヘキシル)プロパンである。
【0038】これらの多官能性重合開始剤は、トナーの
結着樹脂として要求される種々の性能を満足するために
は、単官能性重合開始剤と併用することが好ましい。特
に多官能性重合開始剤の半減期10時間を得るための分
解温度(10時間半減期温度)よりも低い10時間半減
期温度を有する重合開始剤、具体的には、ベンゾイルパ
ーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド、tert−ブチルパーオキシクメン、ジ
−tert−ブチルパ−オキサイド等の有機過酸化物と
併用することが好ましい。
【0039】これらの単官能性重合開始剤は、前記多官
能性重合開始剤と同時にモノマー中に添加してもよい
が、該多官能性重合開始剤の効率を適正に保つために
は、重合工程において該多官能性重合開始剤の示す半減
期を経過した後に添加するのが好ましい。
【0040】結着樹脂がビニル系重合体ユニットとポリ
エステルユニットとを有するハイブリッド樹脂を含有す
る場合には、13C−NMR測定によりハイブリッド樹脂
に特有のカルボキシル基のシグナルが、ポリエステルの
エステル結合またはカルボン酸に由来するカルボキシル
基とは異なる位置に観察されるため、13C−NMR測定
により、結着樹脂のハイブリッド樹脂成分の存在を確認
することができる。非磁性トナーの場合には、そのまま
測定試料とすることができるが、磁性トナーでは、磁性
体が13C−NMRの分解能を阻害するために、トナーを
濃塩酸水溶液中に添加して室温で70乃至80時間撹拌
し、磁性体を溶出してから測定を行う。 13C−NMRス
ペクトルの測定例を表1に示す。
【0041】
【表1】
【0042】本発明のトナーにおいて、ハイブリッド樹
脂に含まれるポリエステルユニットのアルコール成分と
しては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコ
ール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、
トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、
2−エチル1,3−ヘキサンジオール、水素添加ビスフ
ェノールA、下記式(4)で示されるビスフェノール誘
導体、また下記式(5)で示されるジオール類が挙げら
れる。
【0043】
【化8】
【0044】(式中、Rはエチレンまたはプロピレン基
を示し、x及びyはそれぞれ1以上の整数であり、且つ
x+yの平均値は2〜10である。)
【0045】
【化9】
【0046】(式中、R’はエチレン、プロピレンまた
はtert−ブチレン基を示す。)
【0047】本発明において、ポリエステルユニットの
酸成分としては、フタル酸、無水フタル酸、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;コハ
ク酸、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または酸無水物;炭素数6〜1
8のアルキル基で置換されたコハク酸もしくはその酸無
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またはその酸無水物;が挙げられ
る。
【0048】本発明に用いられるハイブリッド樹脂成分
のポリエステルユニットは三価以上の多価カルボン酸ま
たはその無水物、または、三価以上の多価アルコールで
架橋された架橋構造を有しているものである。三価以上
の多価カルボン酸またはその無水物としては、例えば、
1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4,−
シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレ
ントリカルボン酸、ピロメリット酸及びこれらの酸無水
物または低級アルキルエステル等が挙げられ、三価以上
の多価アルコールとしては、例えば、1,2,3−プロ
パントリオール、トリメチロールプロパン、ヘキサント
リオール、ペンタエリスリトール等が挙げられるが、好
ましくは1,2,4−ベンゼントリカルボン酸及びその
酸無水物である。
【0049】本発明のトナーにおいて、ハイブリッド樹
脂を構成するポリエステルは不飽和、飽和にかかわらず
重量平均分子量(Mw)が2000乃至50000とな
り、重量平均分子量と数平均分子量(Mn)の比(Mw
/Mn)は2乃至20であるが、好ましくは重量平均分
子量(Mw)が3000乃至20000、比(Mw/M
n)は2.5乃至10であり、特に好ましくは重量平均
分子量(Mw)が5000乃至15000、比(Mw/
Mn)は2.7乃至5である。重量平均分子量(Mw)
が2000未満となり、比(Mw/Mn)が2未満或い
は20超となる場合には、トナーの耐高温オフセット性
が不十分となり、重量平均分子量(Mw)が1万超とな
り、比(Mw/Mn)が2未満或いは10超となる場合
には、トナーの低温定着性が阻害され好ましくない。
【0050】本発明に用いられるハイブリッド樹脂を構
成するビニル系重合体ユニットは、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、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p
−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エ
チルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブ
チルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n
−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−
n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n
−ドデシルスチレン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エ
チレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエンの如き不飽
和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニ
ル、沸化ビニル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n−ブチル、アクリル酸イソブチル、ア
クリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル
酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル
酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル
酸フェニル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もしくはメタクリル酸誘導体;前述
のα,β−不飽和酸のエステル、二塩基酸のジエステル
類が挙げられるまた、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などのカル
ボキシル基を有するモノマー及び、または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
アクリル酸また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)スチレン等ヒドロキ
シル基を有するモノマー等のビニル系モノマーを単独も
しくは2種以上から構成されるものである。
【0051】本発明のトナーにおいて、ハイブリッド樹
脂組成物を構成するビニル系重合体ユニットは、ビニル
基を2個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有し
ていてもよく、この場合に用いられる架橋剤は、芳香族
ジビニル化合物として例えば、ジビニルベンゼン、ジビ
ニルナフタレンが挙げられ;アルキル鎖で結ばれたジア
クリレート化合物類として例えば、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が挙げられ;エーテル結合を含むア
ルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、
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#40
0ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジ
アクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート
及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代
えたものが挙げられ;芳香族基及びエーテル結合を含む
鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として例えば、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が挙げられ;ポリエス
テル型ジアクリレート類として例えば、商品名「MAN
DA」(日本化薬)が挙げられる。
【0052】多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート、トリメチロールエタントリア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリ
ゴエステルアクリレート及び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が挙げられる。
【0053】これらの架橋剤は、他のモノマー成分10
0質量部に対して、0.01〜10質量部(さらに好ま
しくは0.03〜5質量部)用いることができる。
【0054】これらの架橋性モノマーのうち、トナーの
定着性、耐オフセット性の点から好適に用いられるもの
として、芳香族ジビニル化合物(特にジビニルベンゼ
ン)、芳香族基及びエーテル結合を1含む鎖で結ばれた
ジアクリレート化合物類が挙げられる。
【0055】本発明において、ビニル系重合体ユニット
を製造する場合に用いられる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(tert−ブチルパーオキシ)ブタン、
tert−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−tert−ブチルパ
ーオキサイド、tert−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(te
rt−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、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert
−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチル
パーオキシネオデカノエイト、tert−ブチルパーオ
キシ2−エチルヘキサノエイト、tert−ブチルパー
オキシラウレート、tert−ブチルパーオキシベンゾ
エイト、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカー
ボネート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレ
ート、tert−ブチルパーオキシアリルカーボネー
ト、tert−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエ
ート、ジ−tert−ブチルパーオキシヘキサハイドロ
テレフタレート、ジ−tert−ブチルパーオキシアゼ
レートが挙げられる。
【0056】本発明ではビニル系共重合体ユニット及び
/またはポリエステルユニット中に、両樹脂ユニットと
反応し得るモノマー成分を含むことが好ましい。ポリエ
ステルユニットを構成するモノマーのうちビニル系重合
体ユニットと反応し得るものとしては、フマル酸、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
ボン酸またはその無水物が挙げられる。ビニル系重合体
ユニットを構成するモノマーのうちポリエステルユニッ
トと反応し得るものとしては、カルボキシル基またはヒ
ドロキシ基を有するものや、アクリル酸もしくはメタク
リル酸エステルが挙げられ、カルボキシル基含有ビニル
系モノマー中で、マレイン酸モノブチルはスチレン−ア
クリル酸エステル共重合体との反応性が良く、また有機
溶剤を減圧留去する際に容易に酸無水物を形成し、ポリ
エステルの水酸基とエステル化反応を起こしハイブリッ
ド樹脂を生成しやすいことから好ましい。
【0057】ビニル系重合体ユニットとポリエステルユ
ニットの反応生成物を得る方法としては、先に挙げたビ
ニル系重合体ユニット及び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ユニット
が存在しているところで、どちらか一方もしくは両方の
ポリマーユニットの重合反応をさせることにより得る方
法が好ましい。
【0058】ハイブリッド樹脂成分において、ポリエス
テルユニットとビニル系重合体ユニットの組成は、質量
比で20:80乃至70:30であることが好ましく、
より好ましくは40:60乃至50:50となる場合で
ある。ハイブリッド樹脂組成物を形成するポリエステル
ユニットの組成比が20質量%未満となる場合、70質
量%を超える場合のいずれの場合でも、低温定着性及び
耐高温オフセット性の両立が困難となる傾向があり好ま
しくない。
【0059】このようなハイブリッド樹脂成分の製造方
法としては、例えば、以下の(1)〜(6)に示す製造
方法を挙げることができる。
【0060】(1)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
樹脂成分を製造する方法である。ハイブリッド樹脂成分
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/また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。好ましくは、この工程で後述するワック
スを添加する。
【0061】(2)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
樹脂成分を製造する方法である。ハイブリッド樹脂成分
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/または
ビニル系重合体ユニットとの反応により製造される。好
ましくは、この工程でワックスを添加する。
【0062】(3)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/またはポリエステルモノマ
ー(アルコール、カルボン酸)を添加することによりハ
イブリッド樹脂成分を製造する。この場合も適宜、有機
溶剤を使用することができる。好ましくは、この工程で
ワックスを添加する。
【0063】(4)ハイブリッド樹脂成分を製造後、ビ
ニル系モノマー及び/また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/また
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が製造される。この場合、ハ
イブリッド樹脂成分は上記(1)乃至(3)の製造方法
により製造されるものを使用することもでき、必要に応
じて公知の製造方法により製造されたものを使用するこ
ともできる。さらに、適宜、有機溶剤を使用することが
できる。好ましくは、この工程でワックスを添加する。
【0064】(5)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成分をそれぞれ製造後にブレンド
する方法である。ブレンドは有機溶剤(例えば、キシレ
ン)に溶解・膨潤した後に有機溶剤を留去するものであ
り、好ましくは、このブレンド工程でワックスを添加し
て製造される。ハイブリッド樹脂成分は、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合
成されるエステル化合物を用いることができ、また、上
記(1)乃至(3)の製造方法により製造されたものを
使用することもできる。
【0065】(6)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
ド樹脂成分が製造される。さらに、適宜、有機溶剤を使
用することができる。好ましくは、この工程でワックス
を添加する。
【0066】上記(1)乃至(5)の製造方法におい
て、ビニル系重合体ユニット及び/またはポリエステル
ユニットは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。
【0067】上記の(1)〜(6)の製造方法の中で
も、特に(2)の製造方法が、ビニル系重合体ユニット
の分子量制御が容易であり、ハイブリッド樹脂成分の生
成を制御することができ、且つワックスを添加する場合
にはその分散状態を制御できる点で好ましい。
【0068】上記(2)の製造法でハイブリッド樹脂を
製造する場合には、ポリエステルユニットとビニル系重
合体ユニットの組成は、質量比で20:80乃至70:
30であれば良いが、好ましくは40:60乃至60:
40となる場合である。ハイブリッド樹脂組成物を形成
するポリエステルユニットの組成比が20質量%未満と
なる場合または70質量%超となる場合のいずれの場合
でも、低温定着性及び耐高温オフセット性の両立が困難
となる場合があり好ましくない。
【0069】本発明において、ハイブリッド樹脂成分を
形成するポリエステルユニットは不飽和、飽和にかかわ
らず10乃至70mgKOH/gの水酸基価を有し、酸
価と水酸基価の比(Av/OHv)が0.1乃至2であ
ることが好ましく、より好ましくは15乃至60mgK
OH/gの水酸基価を有し、酸価と水酸基価の比(Av
/OHv)が0.5乃至1.5となる場合であり、特に
好ましくは20乃至50mgKOH/gの水酸基価を有
し、酸価と水酸基価の比(Av/OHv)が0.7乃至
1.2となる場合である。水酸基価が10mgKOH/
mg未満である場合には、ビニル系重合体とのエステル
化が不十分であり、トナーとしては耐高温オフセット性
が不十分となる場合あり好ましく、水酸基価が70mg
KOH/g超である場合にはビニル系重合体とのエステ
ル化が過剰となり、トナーの低温定着性が阻害される場
合があり好ましくない。
【0070】本発明において、ハイブリッド樹脂成分を
構成するビニル系重合体は、5乃至50mgKOH/g
の酸価を有するものであり、好ましくは10乃至40m
gKOH/gの酸価を有し、特に好ましくは15乃至3
5mgKOH/gの酸価を有する。酸価が5mgKOH
/g未満の場合、ポリエステルの水酸基との反応による
ハイブリッド樹脂の生成が不十分となり、そのためトナ
ーの耐高温オフセット性が不十分となる場合があり好ま
しくない。また酸価が50mgKOH/g超となる場合
にはポリエステルの水酸基との反応によるハイブリッド
樹脂の生成が過剰となり、トナーの低温定着性が著しく
阻害される場合があり好ましくない。
【0071】本発明において、トナーの酸価は1乃至4
0mgKOH/gが好ましく、より好ましくは5乃至3
0mgKOH/g、さらに好ましくは7乃至20mgK
OH/gである。トナーの酸価が1mgKOH/g未満
となる場合及び40mgKOH/g超となるいずれの場
合でも、高温高湿環境での耐久により画像濃度が低下す
る場合があり好ましくない。
【0072】本発明において、トナーに含有される結着
樹脂は、全樹脂成分を基準にして1乃至40質量%のT
HF不溶分を含有するものであるが、好ましくは5乃至
30質量%含有する場合であり、さらに好ましくは10
乃至25質量%含有するものである。もし、トナーの結
着樹脂に含有されるTHF不溶分が5質量%未満となる
場合及び40質量%超となる場合のいずれの場合でも、
耐久により画像濃度が低下する場合があり好ましくな
い。
【0073】本発明のトナーはワックスを含有してお
り、該ワックスは、分子量300乃至2万にメインピー
クを有し、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(M
n)との比(Mw/Mn)が1.0乃至20のものが好
ましく、より好ましくは分子量500乃至5000にメ
インピークを有し、比(Mw/Mn)が1.1乃至5と
なる場合であり、さらに好ましくは分子量700乃至3
000にメインピークを有し、比(Mw/Mn)が1.
2乃至3となる場合である。メインピークを示す分子量
が300未満となる場合にはトナー粒子におけるワック
スの分散粒径が小さくなりすぎ、メインピークを示す分
子量が2万超、比(Mw/Mn)が20超となる場合に
は分散粒径が大きくなりすぎ、どちらの場合でもワック
スの分散状態を制御することが困難であり、耐久により
カブリ濃度が増加する場合があり好ましくない。
【0074】本発明において、トナーに含有されるワッ
クスは、ワックスを含有するトナーの示差走査熱量計
(DSC)で測定されるDSC曲線において、好ましく
は温度70乃至140℃の領域に吸熱メインピークを有
するものであり、より好ましくは温度75乃至130℃
の領域に吸熱メインピークを有するものであり、さらに
好ましくは温度80乃至120℃の領域に吸熱メインピ
ークを有し、同時に吸熱サブピークまたは吸熱ショルダ
ーを有するものである。トナーが上記温度領域以外に吸
熱メインピークを有する場合には、低温定着性、耐ホッ
トオフセット性及び耐ブロッキング性の全てを満足する
ことが困難となる。
【0075】本発明のトナーに含有されるワックスは、
炭化水素系ワックス、ポリエチレン系ワックスまたはポ
リプロピレン系ワックスのいずれかから選択されるもの
である。
【0076】本発明のトナーに含有されるワックスは、
一酸化炭素・水素を原料とするアーゲ法により得られる
炭化水素の蒸留残分から、或いはこれらを水素添加して
得られる合成炭化水素などのワックスがよい。さらに、
プレス発汗法、溶剤法、真空蒸留の利用や分別桔晶方式
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。
【0077】本発明のトナーにおいて、ワックスは混練
工程でトナーに添加・分散されるが、好ましくは結着樹
脂の製造工程でワックスを添加することであり、ワック
スの分散状態の制御がさらに容易になる。
【0078】本発明のトナーにおいては、好ましくはト
ナーの重量平均粒径(D4)は4乃至10μmで、トナ
ーの粒度分布において、粒径10.1μm以上の粒子の
含有量が50体積%未満含有している。より好ましくは
重量平均粒径が5乃至9μmであり、粒径10.1μm
以上の粒子の含有量が40体積%以下であり、さらに好
ましくは重量平均粒径が5.5乃至8μmであり、粒径
10.1μm以上の粒子の含有量が20体積%以下であ
る。トナーの重量平均粒径が4μm未満の場合、10μ
m超の場合、及び粒径10.1μm以上の粒子を50体
積%以上含有する場合のいずれにおいてもトナーの摩擦
帯電量を制御することが困難となり、耐久による画像濃
度の低下或いはカブリ濃度が増加する等の問題が生じる
場合もあり好ましくない。
【0079】本発明において、トナー粒子は、下記式
(6)で表される円形度(a)=0.950以上の粒子
を個数基準で55乃至90%含有することが好ましく、
より好ましくは57乃至85%、さらに好ましくは60
乃至80%である。
【0080】式(6): 円形度(a)=Lo/L (式中、Loは粒子像と同じ投影面積を有する円の周囲
長を示し、Lは粒子像の周囲長を示す。)
【0081】本発明のトナーにおいて、円形度(a)=
0.950以上の粒子が個数基準で55%未満及び90
%超のいずれにおいても、トナーの帯電不良が生じ易
く、耐久により画像濃度が低下する場合があり好ましく
ない。
【0082】本発明のトナーは荷電制御剤或いは荷電制
御樹脂を添加しなくても充分な摩擦帯電量を有し、摩擦
帯電量を制御することも可能であるが、必要に応じて荷
電制御剤或いは荷電制御樹脂を添加することもできる。
【0083】本発明において、トナーに添加できる荷電
制御剤として有機アルミニウム化合物、有機鉄化合物ま
たは含イオウ樹脂を主成分とする荷電制御樹脂等が挙げ
られる。
【0084】前記有機アルミニウム化合物は、芳香族ジ
オール、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族モノカル
ボン酸及び芳香族ポリカルボン酸とアルミニウム化合物
とが反応した化合物(例えば、有機アルミニウム錯化合
物(錯体、錯塩)または有機アルミニウム塩)であリ、
好ましくは2モルの3,5−ジ−tert−ブチルサリ
チル酸と1モルのアルミニウム元素からなる有機アルミ
ニウム化合物であり、結着樹脂100質量部に対して
0.1乃至1質量部添加することができるが、好ましく
は0.2乃至0.7質量部、さらに好ましくは0.3乃
至0.5質量部添加する。有機アルミニウム化合物の添
加量が0.1質量部未満の場合にはトナーの帯電量を制
御する効果が発揮されず、1質量部超となる場合にはト
ナーの帯電量が過剰となる場合があり好ましくない。
【0085】前記有機鉄化合物とは、モノアゾ化合物と
鉄化合物が反応した化合物であり、好ましくは下記式
(7)で示されるモノアゾ化合物である。
【0086】
【化10】
【0087】該有機鉄化合物は、結着樹脂100質量部
に対して0.1乃至2質量部添加することができるが、
好ましくは0.2乃至1.5質量部であり、さらに好ま
しくは0.5乃至1質量部である。有機鉄化合物の添加
量が0.1質量部未満の場合にはトナーの帯電量を制御
する効果が発揮されず、2質量部超となる場合にはトナ
ーの帯電量が過剰となる場合があり好ましくない。
【0088】前記含イオウ樹脂は、スルホン酸基を有す
る重合体であればよいが、好ましくはアクリルアミドス
ルホン酸系モノマー成分として含有するものであり、特
に好ましくは、2−アクリルアミド−2−メチルプロパ
ンスルホン酸をモノマー成分として含有する重合体であ
り、結着樹脂100質量部に対して0.1乃至2質量部
添加することが好ましく、より好ましくは0.2乃至
1.5質量部、さらに好ましくは0.5乃至1質量部で
ある。含イオウ樹脂の添加量が0.1質量部未満の場合
にはトナーの帯電量を制御する効果が発揮されず、2質
量部超となる場合にはトナーの帯電量が過剰となる場合
があり好ましくない。
【0089】本発明においては、トナー粒子に着色剤を
添加して用いるが、該着色剤として磁性体を用いること
もでき、該磁性体としては異種元素を含有するマグネタ
イト、マグヘマタイト、フェライト等の磁性酸化物及び
その混合物である。
【0090】例えば、リチウム、ベリリウム、ボロン、
マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、イオウ、
ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、錫、鉛、亜鉛、
カルシウム、バリウム、バナジウム、クロム、マンガ
ン、コバルト、銅、ニッケル、ガリウム、インジウム、
銀、パラジウム、金、白金、タングステン、モリブデ
ン、ニオブ、オスミウム、ストロンチウム、イットリウ
ム、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、ビスマス等
から選ばれる少なくとも一つ以上の元素を含有する磁性
酸化鉄である。中でも、リチウム、ベリリウム、ボロ
ン、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、リン、イオ
ウ、ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、錫、カルシ
ウム、バリウム、バナジウム、クロム、マンガン、コバ
ルト、銅、ニッケル、ストロンチウム、ビスマス及び亜
鉛が好ましい。特に好ましくは、異種元素としてマグネ
シウム、アルミニウム、ケイ素、リン及びジルコニウム
から選択される元素を含有する磁性酸化鉄である。これ
らの元素は酸化鉄結晶格子に取り込まれても良いし、酸
化物として酸化鉄中に取り込まれていても良いし、表面
に酸化物或いは水酸化物として存在しても良いが、酸化
物として含有されるのが好ましい。
【0091】これらの異種元素は、磁性体生成時に各々
の元素の塩を混在させ、pH調整により粒子中に取り込
むことができる。また、磁性体粒子生成後にpH調整、
或いは各々の元素の塩を添加し、pH調整することによ
り粒子表面に析出させることができる。
【0092】これらの異種元素を含有する磁性体は、一
般的にトナーの結着樹脂との親和性が良好であり特定の
酸価を有する結着樹脂ではより効果的であるばかりでな
く、荷電制御樹脂を用いた際に本発明に好適な状態に分
散するにも好影響を与える。また、これらの磁性体の粒
度分布は狭く、且つ結着樹脂への分散性も良好であるこ
とからトナーの帯電均一化及び安定化を改善する効果も
有する。これは近年、重量平均粒径(D4)が2.5乃
至10μmとトナー粒子が小粒径化していることから帯
電性の不均一性によるトナーの凝集性の改良が求められ
ており、より重要視されている。この結果、トナー粒子
の重量平均粒径(D4)が4.5乃至8.5μmのトナ
ーにおいて画像濃度の向上、カブリの改善等の現像性改
良効果が顕著であり、本発明のトナーにおいても好まし
いものである。
【0093】これらの異種元素の含有率は、磁性酸化鉄
の鉄元素を基準として0.05〜10質量%であればよ
いが、好ましくは0.1〜7質量%含有する場合であ
り、特に好ましくは0.2〜5質量%含有する場合であ
り、さらには、0.3〜4質量%含有する場合である。
含有量が0.05質量%未満となる場合には、上記、こ
れらの元素の含有効果がなく、良好な分散性、帯電均一
性が得られなくなる。また、10質量%より多くなると
電荷の放出が多くなり帯電不足を生じ、画像濃度の低
下、カブリの増加等があり好ましくない。
【0094】また、これらの異種元素の含有分布におい
て、磁性体の表面近傍に多く存在しているのが好まし
い。例えば、酸化鉄に含有される鉄元素の溶解率が20
質量%のときに、異種元素の溶解率が、全異種元素の存
在量の20〜100%質量であればよいが、好ましくは
25〜100質量%となる場合であり、特に好ましくは
30〜100質量%となる場合である。異種元素の表面
存在量を多くすることにより分散効果及び電気的拡散効
果をより向上することができる。
【0095】これらの磁性体の個数平均粒径は0.05
〜1.0μmが好ましく、さらには0.1〜0.5μm
のものが好ましい。磁性体のBET比表面積は2〜40
2/gが好ましく、さらには4〜20m2/gのものが
好ましい。磁性体の磁気特性は、磁場795.8kA/
mで測定した飽和磁化が10〜200Am2/kgが好
ましく、さらには70〜100Am2/kgがより好ま
しい。残留磁化は1〜100Am2/kgが好ましく、
さらには2〜20Am2/kgが好ましい。抗磁力は1
〜30kA/mが好ましく、さらには2〜15kA/m
がより好ましい。これらの磁性体は結着樹脂100質量
部に対して20〜200質量部添加して用いられる。
【0096】磁性体に含有される元素は、蛍光X線分析
装置SYSTEM3080(理学電機工業社製)を使用
し、JIS K0119蛍光X線分析通則に従って、蛍
光X線分析を行うことにより測定することができる。元
素分布については、塩酸またはフッ酸により溶解してく
る元素量の経時変化をプラズマ発光分析(ICP)測定
により定量することにより知ることができる。
【0097】磁性体の個数分布は、透過型電子顕微鏡に
より拡大撮影した写真をデジタイザー等で測定すること
により求めることができる。磁性体の磁気特性は、振動
試料型磁力計VSM−3S−15(東英工業社製)を用
いて外部磁場795.8kA/mで測定したものであ
る。磁性体の比表面積は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
て試料表面に窒素を吸着させ、BET多点法を用いて算
出することができる。
【0098】本発明のトナーに用いる着色剤としては、
上記した磁性体の他、任意の適当な顔料または染料を使
用することができる。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、ローダミンイエロ
ー、アリザリンイエロー、ベンガラ、フタロシアニンブ
ルー等を使用することができ、結着樹脂100質量部に
対して0.1〜20質量部添加すればよいが、好ましく
は0.2〜10質量部添加することである。また、同様
にして、染料としては例えば、アゾ系染料、アントラキ
ノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料等が使用
することができ、結着樹脂100質量部に対して0.1
〜20質量部添加すればよいが、好ましくは0.3〜1
0質量部添加する。
【0099】本発明のトナーに流動性向上剤を添加して
も良い。流動性向上剤は、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
ある。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
法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末
酸化チタン、微粉末アルミナ、それらをシランカップリ
ング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルによ
り表面処理を施した処理シリカ等がある。
【0100】シリカ微粉体、アルミナ微粉体または酸化
チタン微粉体は、トナー粒子表面に分散させたときに細
かい粒子となるほうがトナーへの流動性付与効果が高く
好ましく、個数平均粒径は5〜100nmになるのがよ
く、さらには5〜50nmとなるほうが好ましい。
【0101】これらの微粉体の添加量は、トナー粒子1
00質量部に対して、0.03〜5質量部がよく、適切
なトナー粒子表面被覆率になる。
【0102】本発明のトナーにおいて、流動性向上剤と
して添加される無機微粉体のBET比表面積は30m2
/gであればよいが、好ましくは60m2/g以上とな
る場合である。トナー100質量部に対して無機微粉体
からなる流動性向上剤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。
【0103】好ましい流動性向上剤としては、ケイ素ハ
ロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉体であ
り、いわゆる乾式法シリカまたはヒュームドシリカと称
されるものである。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸素・
水素焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基
礎となる反応式は次の様なものである。
【0104】 SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
【0105】この製造工程において、塩化アルミニウム
または塩化チタン等の他の金属ハロゲン化合物をケイ素
ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の
金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、シリ
カとしてはそれらも包含する。その粒径は、平均一次粒
径として、0.001〜2μmの範囲内であることが好
ましく、特に好ましくは、0.002〜0.2μmの範
囲内のシリカ微粉体を使用するのが良い。
【0106】ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により
生成された市販のシリカ微粉体としては、例えば以下の
様な商品名で市販されているものがある。
【0107】 AEROSIL(日本アエロジル社) 130 200 300 380 TT600 MOX170 MOX80 COK84 Ca−O−SiL(CABOT Co.社) M−5 MS−7 MS−75 HS−5 EH−5 Wacker HDK N 20 V15 (WACKER−CHEMIE GMBH社) N20E T30 T40 D−C Fine Silica(ダウコーニングCo.社) Fransol(Fransil社)
【0108】さらには、該ケイ素ハロゲン化合物の気相
酸化により生成されたシリカ微粉体に疎水化処理した処
理シリカ微粉体がより好ましい。該処理シリカ微粉体に
おいて、メタノールウェッタビリティーが30%以上で
あれば良いが、好ましくは50%以上となる場合であ
る。
【0109】疎水化方法としては、シリカ微粉体と反応
或いは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的に処理
することによって付与される。好ましい方法としては、
ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシ
リカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。
【0110】有機ケイ素化合物としては、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、ジメチルエトキシシラ
ン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシ
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分子当り2乃至12個のシロ
キサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛
のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキ
サン等がある。さらに、ジメチルシリコーンオイルの如
きシリコーンオイルが挙げられる。これらは1種或いは
2種以上の混合物で用いられる。
【0111】疎水化処理された無機微粉体からなる流動
性向上剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面
積が20m2/g以上、好ましくは40m2/g以上のも
のが良好な結果を与える。トナー100質量部に対して
疎水化処理された無機微粉体からなる流動性向上剤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。
【0112】本発明のトナーは、キャリアと混合して二
成分系現像剤として使用してもよく、キャリアの抵抗値
は、キャリア表面の凹凸度合い、被覆する樹脂量を調整
して106〜1010Ω・cmにするのがよい。
【0113】キャリア表面を被覆する樹脂としては、ス
チレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタ
アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル共重
合体、メタクリル酸エステル共重合体、シリコーン樹
脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アイオノマー樹脂、
ポリフェニレンサルファイト樹脂、或いはこれらの樹脂
の混合物を使用することができる。
【0114】キャリアコアの磁性材料としては、フェラ
イト、鉄過剰型フェライト、マグネタイト、γ−酸化鉄
等の酸化物、鉄、コバルト、ニッケルのような金属或い
はこれらの合金を用いることができる。また、これらの
磁性材料に含有される元素としては、鉄、コバルト、ニ
ッケル、アルミニウム、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜
鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カルシウム、
マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム
等が挙げられる。
【0115】本発明のトナーにおいて、各種特性付与を
目的として種々の添加剤を使用することができ、例え
ば、以下に示す添加剤である。
【0116】(1)研磨剤としては、金属酸化物(チタ
ン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム、酸化クロム等)、窒化物(窒化
ケイ素等)、炭化物(炭化ケイ素等)、金属塩(硫酸カ
ルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等)等があ
る。
【0117】(2)滑剤としてはフッ素系樹脂粉末(ポ
リフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン
等)、脂肪族金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸
カルシウム等)等がある。
【0118】(3)荷電制御性粒子としては、金属酸化
物(酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化
アルミニウム等)、カーボンブラック、樹脂粒子等があ
る。
【0119】これらの添加剤は、トナー粒子100質量
部に対して0.05〜10質量部添加されるが、好まし
くは0.1〜5質量部であり、これらの添加剤は単独ま
たは複数種を混合して使用してもよい。
【0120】磁性トナーの場合には、2種以上の無機酸
化物或いは金属酸化物の微粉体を用いることが現像の耐
久安定性及び放置後の現像安定性の観点から好ましい。
非磁性一成分現像方法の場合には、酸化チタンまたはア
ルミナを用いるのが、流動性向上及び画像均一性の観点
から好ましい。
【0121】本発明のトナーを製造するには、上述した
トナー構成材料をボールミル、ヘンシェルミキサー等を
用いて十分に混合してから、熱ロールニーダー、エクス
トルダー等の熱混練機を用いてよく混練し、冷却固化
後、機械的に粗粉砕し、次にジェット気流または機械的
に微砕粉し、これを分級することによりトナーを得る方
法が好ましい。これ以外の製造法としては、結着樹脂を
構成すべきモノマーに所定の材料を混合して乳化懸濁液
とした後に、重合してトナーを得る重合法トナー製造
法;コア材、シェル材からなる所謂マイクロカプセルト
ナーにおいて、コア或いはシェル材、或いはこれらの両
方に所定の材料を含有させる方法;結着樹脂溶液中に構
成材料を分散した後に、噴霧乾燥することによりトナー
を得る方法が挙げられる。さらに必要に応じて所望の添
加剤とトナー粒子とをヘンシェルミキサー等の混合機に
より十分に混合し、本発明のトナーを製造することがで
きる。
【0122】次に、上記本発明のトナーを用いた、本発
明の画像形成法について説明する。
【0123】本発明の画像形成方法は、 (1)静電潜像担持体に担持されている静電潜像をトナ
ーにより現像してトナー像を形成する現像工程: (2)該静電潜像担持体上に形成されたトナー像を中間
転写体を介して、または介さずに記録材に転写する転写
工程:及び (3)該記録材に転写されたトナー像を該記録材に加熱
定着する定着工程: を少なくとも有している。
【0124】図1及び図2を参照しながら、本発明の画
像形成方法を実施し得る画像形成装置の一例について説
明する。図1は当該画像形成装置の概略構成図、図2は
図1中の現像部の拡大図である。
【0125】一次帯電器2で静電潜像担持体である感光
体ドラム1表面を負極性または正極性に帯電し、アナロ
グ露光またはレーザー光による露光5により静電潜像
(例えば、イメージスキャニングによりデジタル潜像)
を形成し、磁性ブレード11と、磁極N1,N2,S1
びS2を有する多極永久磁石(マグネットロール)19
を内包している現像剤担持体(現像スリーブ)4とを具
備する現像器9の磁性トナー13で静電潜像を反転現像
または正規現像により現像する。現像領域において感光
体ドラム1の導電性基体16と現像スリーブ4との間
で、バイアス印加手段12により交互バイアス、パルス
バイアス及び/または直流バイアスが印加されている。
磁性トナー像は、中間転写体を介して、または、介さず
に記録材Pへ転写される。記録材Pが搬送されて、転写
部に来ると転写帯電器3により記録材Pの背面(感光体
ドラム1側と反対面)から正極性または負極性の帯電を
することにより、感光体ドラム1表面上の負荷電性磁性
トナー像または正荷電性磁性トナー像が記録材P上へ静
電転写される。除電手段18で除電後、感光体ドラム1
から分離された記録材P上のトナー像は、ヒーター17
を内包している加熱加圧ローラー定着器7により記録材
P上に加熱加圧定着される。
【0126】転写工程後の感光体ドラム1に残留する磁
性トナーは、クリーニングブレード8を有するクリーニ
ング手段で除去される。クリーニング後の感光体ドラム
1は、イレース露光6により除電され、再度、一次帯電
器2により帯電工程から始まる工程が繰り返される。
【0127】感光体ドラム1は感光層15及び導電性基
体16を有し、矢印方向に動く。トナー担持体である非
磁性円筒の現像スリーブ4は、現像部において感光体ド
ラム1表面と同方向に進むように回転する。非磁性の円
筒状現像スリーブ4の内部には、磁界発生手段である多
極永久磁石19が回転しないように配されている。現像
器9内の磁性トナー13は現像スリーブ4に塗布され、
且つ現像スリーブ4の表面と磁性トナー粒子との摩擦に
よって、磁性トナー粒子にはトリボ電荷が与えられる。
さらに鉄製の磁性ドクターブレード11を円筒状の現像
スリーブ4の表面に近接して(間隔50〜500μ
m)、多極永久磁石19の一つの磁極位置に対向して配
置することにより、磁性トナー層の厚さを薄く(30〜
300μm)且つ均一に規制して、現像部における感光
体ドラム1と現像スリーブ4の間隙と同等または該間隙
よりも薄い磁性トナー層を形成する。現像スリーブ4の
回転速度を調節することにより、現像スリーブ表面速度
が感光体ドラム1の表面の速度と実質的に等速、もしく
はそれに近い速度となるようにする。磁性ドクターブレ
ード11として鉄のかわりに永久磁石を用いて対向磁極
を形成してもよい。現像部において現像スリーブ4に交
流バイアスまたはパルスバイアスをバイアス手段12に
より印加してもよい。
【0128】本発明のトナーが好ましい円形度及び誘電
的性質を有する場合には、画像濃度とカブリをともに良
好な状態にするために、交流バイアスはfが600〜4
000Hzであればよいが、好ましくはfが800〜3
000Hzであり、特に好ましくはfが1100〜25
00Hzとなる場合であり、この時にVppは500〜
3000Vであればよい。
【0129】現像部における磁性トナー粒子の転移に際
し、感光体ドラム1表面の静電的力及び交流バイアスま
たはパルスバイアスの作用によって磁性トナー粒子は静
電潜像側に移行する。
【0130】磁性ドクターブレード11のかわりに、シ
リコーンゴムの如き弾性材料で形成された弾性ブレード
を用いて押圧によって磁性トナー層の層厚を規制し、現
像スリーブ4上に磁性トナーを塗布しても良い。
【0131】本発明の画像形成方法においては、感光体
として、アモルファスシリコン(a−Si)、有機光導
電体(OPC)、セレン、その他の無機光導電体を用い
ることが可能であるが、潜像電位の耐久安定性の点でa
−SiまたはOPCを用いることが好ましく、上述した
高速機においては、感光体の耐久性が要求されることか
ら、a−Siを用いることが特に好ましい。
【0132】図3は、本発明の画像形成方法を実施し得
る画像形成装置の他の例を示す。一次帯電手段としての
接触(ローラー)帯電手段39により静電潜像担持体と
しての感光体ドラム21の表面を負極性に帯電し、レー
ザー光の露光35によるイメージスキャニングによりデ
ジタル潜像が感光体ドラム21上に形成される。次に、
トナー層厚規制部材としての弾性規制ブレード31を有
し、多極永久磁石25が内包されているトナー担持体と
しての現像スリーブ28が具備されている現像装置によ
って、上記のデジタル潜像が、ホッパー23内の磁性ト
ナー24によって反転現像される。図3に示す様に、現
像領域Dにおいて感光体ドラム21の導電性基体は接地
されており、現像スリーブ28にはバイアス印加手段2
9により交互バイアス、パルスバイアス及び/または直
流バイアスが印加されている。次に、記録材Pが搬送さ
れて転写部に来ると、転写手段としての接触(ローラ
ー)転写手段33により記録材Pの背面(感光ドラム側
と反対面)から電圧印加手段34で帯電されることによ
り、感光体ドラム21の表面上に形成されているトナー
像が接触転写手段33で記録材P上へ転写される。次
に、感光体ドラム21から分離された記録材Pは、定着
手段としての加熱加圧ローラー定着器37に搬送され、
該定着器37によって記録材P上のトナー像の定着処理
がなされる。
【0133】転写工程後の感光体ドラム21に残留する
磁性トナー24は、クリーニングブレード38aを有す
るクリーニング手段38で除去される。残留する磁性ト
ナー24が少ない場合にはクリーニング工程を省くこと
も可能である。クリーニング後の感光体ドラム21は、
必要によりイレース露光36により除電され、再度、一
次帯電手段としての接触(ローラー)帯電手段39によ
る帯電工程から始まる上記工程が繰り返される。
【0134】上記の一連の工程において、感光体ドラム
(即ち、静電潜像担持体)21は感光層及び導電性基体
を有するものであり、矢印方向に動く。現像剤担持体で
ある非磁性の円筒の現像スリーブ28は、現像領域Dに
おいて感光体ドラム21の表面と同方向に進む様に回転
する。現像スリーブ28の内部には、磁界発生手段であ
る多極永久磁石(マグネットロール)25が回転しない
様に配されている。現像剤容器23内の磁性トナー24
は、現像スリーブ28上に塗布されて担持され、且つ現
像スリーブ28の表面との摩擦及び/または磁性トナー
同士の摩擦によって、例えば、マイナスのトリボ電荷が
与えられる。さらに、弾性規制ブレード31は現像スリ
ーブ28を弾性的に押圧する様に設け、トナー層の厚さ
を薄く(30μm〜300μm)且つ均一に規制して、
現像領域Dにおける感光体ドラム21と現像スリーブ2
8との間隙よりも薄いトナー層を形成させる。現像スリ
ーブ28の回転速度を調整することによって、現像スリ
ーブ28の表面速度が感光体ドラム21の表面の速度と
実質的に等速、もしくはそれに近い速度となる様にす
る。現像領域Dにおいて、現像スリーブ28に現像バイ
アス電圧として、交流バイアスまたはパルスバイアスを
バイアス印加手段29により印加してもよい。この交流
バイアスは周波数が交流バイアスはfが600〜400
0Hzであればよいが、好ましくはfが800〜300
0Hzであり、特に好ましくはfが1100〜2500
Hzとなる場合であり、この時にVppは500〜30
00Vであればよい。
【0135】現像領域Dにおける現像剤(磁性トナー)
の移転に際し、感光体ドラム21の表面の静電気力、及
び交流バイアスまたはパルスバイアスの如き現像バイア
ス電圧の作用によって、磁性トナーは静電潜像側に移転
する。
【0136】本発明の画像形成方法をファクシミリのプ
リンタに適用する場合には、光像露光は受信データをプ
リントするための露光になる。図4はこの場合の一例を
ブロック図で示したものである。
【0137】コントローラ41は画像読取部40とプリ
ンタ49を制御する。コントローラ41の全体はCPU
47により制御されている。画像読取部からの読取デー
タは、送信回路43を通して相手局に送信される。相手
局から受けたデータは受信回路42を通してプリンタ4
9に送られる。画像メモリには所定の画像データが記憶
される。プリンタコントローラ48はプリンタ49を制
御している。44は電話である。
【0138】回線45から受信された画像(回線を介し
て接続されたリモート端末からの画像情報)は、受信回
路42で復調された後、CPU47で画像情報の複号処
理を行い順次画像メモリ46に格納される。そして、少
なくとも1頁の画像がメモリ46に格納されると、その
頁の画像記録を行う。CPU47は、メモリ46より1
頁の画像情報を読み出しプリンタコントローラ48に複
合化された1頁の画像情報を送出する。プリンタコント
ローラ48は、CPU47からの1頁の画像情報を受け
取るとその頁の画像情報記録を行うべく、プリンタ49
を制御し、CPU47は、プリンタ49による記録中
に、次のページの受信を行っている。以上の様に、画像
の受信と記録が行われる。
【0139】本発明のプロセスカートリッジは、感光体
上に形成された静電潜像をトナーにより現像してトナー
像を形成し、該トナー像を記録材に転写させることによ
り画像を形成する画像形成装置に用いられ、同装置から
着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであ
り、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前
記感光体上に静電潜像を形成させる潜像形成手段と、前
記トナー像を記録材に転写させる転写手段と、前記転写
材にトナー像が転写された後に前記感光体上に残留した
トナーを除去するクリーニング手段と、から選ばれる少
なくとも1つの手段が、前記感光体上に形成された前記
静電潜像にトナーにより現像してトナー像を形成する現
像手段と一体に支持され、トナーとして本発明のトナー
を用いるプロセスカートリッジであり、感光体、帯電手
段、潜像形成手段、転写手段、クリーニング手段、現像
手段は、通常の画像形成装置に用いられるものでよく、
上述の図1〜図3に例示した画像形成装置で実施され
る、本発明の画像形成方法で用いられるものがそれぞれ
使用できる。
【0140】本発明に用いられるトナーの好ましい製造
方法について説明する。
【0141】本発明のトナーを最適に生産できる粉砕・
分級システムは、図5に示すように、結着樹脂、ワック
ス及び着色剤を少なくとも含有する混合物を溶融混練
し、得られた混練物を冷却した後、冷却物を粉砕手段に
よって粗粉砕する。得られた粗粉砕物からなる粉体原料
を、第1定量供給機に導入し、該第1定量供給機から所
定量の粉体原料を、少なくとも中心回転軸に取り付けら
れた回転体からなる回転子と、該回転子表面と一定間隔
を保持して回転子の周囲に配置されている固定子とを具
備し、且つ間隔を保持することによって形成される環状
空間が気密状態となるように構成されている機械式粉砕
機内に、粉体導入口を介して導入し、該機械式粉砕機の
上記回転子を高速回転させることによって導入した粉体
原料を微粉砕する。該微粉砕物を機械式粉砕機の粉体排
出口から排出して第2定量供給機に導入し、第2定量供
給機から所定量の微粉砕物を、交差気流とコアンダ効果
を利用して粉体を気流分級する分級手段である多分割気
流式分級機に導入し、該多分割気流式分級機内で微粉砕
物を少なくとも微粉体、中粉体及び粗粉体に分級し、分
級された粗粉体を粉体原料と混入し、上記機械式粉砕機
に導入して粉砕し、分級された中粉体からトナーを生成
するシステムである。
【0142】この装置システムにおいて、図6に示すよ
うに、トナー粉原料となる粉砕原料は、先ず、粉砕手段
である機械式粉砕機51に第1定量供給機52を介して
所定量導入される。導入された粉砕原料は、機械式粉砕
機51で瞬間的に粉砕され、補集サイクロン53を介し
て第2定量供給機62に導入される。次いで振動フィー
ダー63を介し、さらに原料供給ノズル76を介して分
級手段である多分割気流式分級機61内に供給される。
【0143】また、この装置システムにおいて、第1定
量供給機52から粉砕手段である機械式粉砕機51に導
入される所定量と、第2定量供給機62から分級手段で
ある多分割気流式分級機61に導入される所定量との関
係を、第1定量供給機52から機械式粉砕機51に導入
される所定量を1とした場合、第2定量供給機62から
多分割気流式分級機61に導入される所定量を好ましく
は0.7〜1.7、より好ましくは、0.7〜1.5、
さらに好ましくは、1.0〜1.2とすることがトナー
生産性及び生産効率という点から好ましい。
【0144】通常、気流式分級機は、相互の機器をパイ
プのごとき連通手段で連結し、装置システムに組み込ま
れて使用される。そうした装置システムの好ましい例を
図6は示している。図6に示す一体装置システムは、多
分割気流式分級装置61(図10に示される分級装
置)、定量供給機62、振動フィーダー63、捕集サイ
クロン64a〜64cを連通手段で連結してなるもので
ある。
【0145】この装置システムにおいて、粉体は、適宜
の手段により、第2定量供給機62に送り込まれ、次い
で振動フィーダー63を介し、原料供給ノズル76によ
り多分割気流式分級装置61内に導入される。導入に際
しては、10〜350m/秒の流速で多分割気流式分級
装置61内に粉体を導入する。多分割気流式分級装置6
1の分級室を構成する大きさは通常(10〜50cm)
×(10〜50cm)なので、粉体を0.1〜0.01
秒以下の瞬時に3種類以上の粒子群に分級し得る。そし
て、多分割気流式分級装置61により、大きい粒子(粗
粒子)、中間の粒子、小さい粒子に分級される。その
後、大きい粒子は排出導管65cを介して、補集サイク
ロン64cに送られ機械式粉砕機51に戻される。中間
の粒子は排出導管65bを介して系外に排出され捕集サ
イクロン64bで補集されトナーとなるべく回収され
る。小さい粒子は、排出導管65aを介して系外に排出
され捕集サイクロン64aで捕集され、トナー材料から
なる粉体原料を生成するための溶融混練工程に供給され
て再利用されるか、或いは廃棄される。捕集サイクロン
64a〜64cは粉体原料を供給ノズル68より分級室
に吸引導入するための吸引減圧手段としての働きをする
ことも可能である。また、この際分級される大きい粒子
は、第1定量供給機52に再導入し、粉体原料中に混入
させて、機械式粉砕機51にて再度粉砕することが好ま
しい。
【0146】また、多分割気流式分級装置61から機械
式粉砕機51に再導入される大きい粒子(粗粒子)の再
導入量は、第2定量供給機62から供給される微粉砕品
の質量を基準として、0乃至10.0質量%、さらに
は、0乃至5.0質量%とすることがトナー生産性上好
ましい。多分割気流式分級装置61から機械式粉砕機5
1に再導入される大きい粒子(粗粒子)の再導入量が1
0.0質量%を超えると、機械式粉砕機51内の粉塵濃
度が増大し、装置自体の負荷が大きくなるのと同時に、
粉砕時に過粉砕され熱によるトナーの表面変質や機内融
着を起こしやすいのでトナー生産性という点から好まし
くない。
【0147】この装置システムにおいて、粉体原料の粒
度は、18メッシュパス(ASTME−11−61)が
95質量%以上であり、100メッシュオン(ASTM
E−11−61)が90質量%以上であることが好まし
い。
【0148】また、この装置システムにおいて、重量平
均粒径が10μm以下(さらには8μm以下)のシャー
プな粒度分布を有するトナーを得るためには、機械式粉
砕機51で微粉砕された微粉砕物の重量平均粒径が4乃
至10μm、4.0μm以下が70個数%以下、さらに
は65個数%以下、10.1μm以上が25体積%以
下、さらには20体積%以下が好ましい。また、分級さ
れた中粉体の粒度は、重量平均粒径が5乃至10μm、
4.0μm以下が40個数%以下、さらには35個数%
以下、10.1μm以上が25体積%以下、さらには2
0体積%以下が好ましい。
【0149】上記装置システムにおいては、粉砕処理前
の第1分級工程を必要とせず、粉砕工程及び分級工程を
1パスで行うことができる。
【0150】本発明のトナーの製造に使用される粉砕手
段として好ましく用いられる機械式粉砕機について説明
する。機械式粉砕機としては、例えば、川崎重工業社製
粉砕機KTM、ターボ工業社製ターボミルなどを挙げる
ことができ、これらの装置をそのまま、或いは適宜改良
して使用することが好ましい。
【0151】本発明においては、これらの中でも図7、
図8及び図9に示したような機械式粉砕機を用いること
が、粉体原料の粉砕処理を容易に行うことができるので
効率向上が図られ、好ましい。
【0152】以下、図7、図8及び図9に示した機械式
粉砕機について説明する。図7は、本発明において使用
される機械式粉砕機の一例の概略断面図を示しており、
図8は図7におけるD−D’面での概略的断面図を示し
ており、図9は図7に示す回転子94の斜視図を示して
いる。該装置は、図7に示されている様に、ケーシング
93、ジャケット96、ディストリビュータ83、ケー
シング93内にあって中心回転軸92に取り付けられた
回転体からなる高速回転する表面に多数の溝が設けられ
ている回転子94、回転子94の外周に一定間隔を保持
して配置されている表面に多数の溝が設けられている固
定子90、さらに、被処理原料を導入するための原料投
入口91、処理後の粉体を排出するための原料排出口8
9とから構成されている。
【0153】以上のように構成してなる機械式粉砕機で
の粉砕操作は、例えば次のようにして行う。
【0154】即ち、図7に示した機械式粉砕機の原料投
入口91から、所定量の粉体原料が投入されると、粒子
は、粉砕処理室内に導入され、該粉砕処理室内で高速回
転する表面に多数の溝が設けられている回転子94と、
表面に多数の溝が設けられている固定子90との間で発
生する衝撃と、この背後に生じる多数の超高速渦流、並
びにこれによって発生する高周波の圧力振動によって瞬
間的に粉砕される。その後、原料排出口89を通り、排
出される。トナー粒子を搬送しているエアー(空気)は
粉砕処理室を経由し、原料排出口89、パイプ82、補
集サイクロン86、バグフィルター84、及び吸引フィ
ルター84を通って装置システムの系外に排出される。
本粉砕機では、この様にして粉体原料の粉砕が行われる
ため、微粉及び粗粉を増やすことなく所望の粉砕処理を
容易に行うことができる。
【0155】また、粉砕原料を機械式粉砕機で粉砕する
際に、冷風発生手段100により、粉体原科と共に、機
械式粉砕機内に冷風を送風し、機械式粉砕機本体はジャ
ケット構造96を有する構造とし、冷却水(好ましくは
エチレングリコール等の不凍液)を通水することによ
り、粉砕機内の雰囲気温度を0℃以下、より好ましくは
−5〜−15℃、さらに好ましくは−7〜−12℃とす
ることがトナー生産性という点から好ましい。粉砕機内
の渦巻室の室温を0℃以下、より好ましくは−5〜−1
5℃、さらに好ましくは−7〜−12℃とすることによ
り、熱によるトナーの表面変質を抑えることができ、効
率良く粉砕原料を粉砕することができる。粉砕機内の雰
囲気温度が0℃を超える場合、粉砕時に熱によるトナー
の表面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性
という点から好ましくない。また、粉砕機内の雰囲気温
度を−15℃より低い温度で運転しようとすると、上記
冷風発生手段100で使用している冷媒(代替フロン)
をフロンに変更しなけらばならない。
【0156】現在、オゾン層保護の観点からフロンの撤
廃が進められている。上記冷風発生手段100の冷媒に
フロンを使用することは地球全体の環境問題という点か
ら好ましくない。
【0157】尚、冷却水(好ましくはエチレングリコー
ル等の不凍液)は、冷却水供給口97よりジャケット内
部に供給され、冷却水排出口98より排出される。
【0158】また、粉砕原料を機械式粉砕機で粉砕する
際に、機械式粉砕機の渦巻室81の室温T1と後室99
の室温T2の温度差ΔT(T2−T1)を30〜80℃と
することが好ましく、より好ましくは35〜75℃、さ
らに好ましくは37〜72℃とすることがトナー生産性
という点から好ましい。機械式粉砕機の温度T1と温度
2とのΔTを30〜80℃、より好ましくは35〜7
5℃、さらに好ましくは37〜72℃とすることによ
り、熱によるトナーの表面変質を抑えることができ、効
率良く粉砕原料を粉砕することができる。機械式粉砕機
の温度T1(入口温度)と温度T2(出口温度)とのΔT
が30℃より小さい場合、粉砕されずにショートパスを
起こしている可能性があり、トナー性能という点から好
ましくない。また、80℃より大きい場合、粉砕時に過
粉砕されている可能性があり、熱によるトナーの表面変
質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性という点
から好ましくない。
【0159】また、粉砕原料を機械式粉砕機で粉砕する
際に、機械式粉砕機の入口温度は、結着樹脂のガラス転
移点(Tg)に対して、0℃以下であり且つTgよりも
60乃至75℃低くすることがトナー生産性という点か
ら好ましい。機械式粉砕機の入口温度を0℃以下であり
且つTgよりも60乃至75℃低くすることにより、熱
によるトナーの表面変質を抑えることができ、効率良く
粉砕原料を粉砕することができる。また、出口温度は、
Tgよりも5乃至30℃、さらには、10乃至20℃低
いことが好ましい。機械式粉砕機の出口温度をTgより
も5乃至30℃低くすることにより、熱によるトナーの
表面変質を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕
することができる。
【0160】また、回転する回転子94の先端周速とし
ては80〜180m/secであることが好ましく、よ
り好ましくは90〜170m/sec、さらに好ましく
は100〜160m/secとすることがトナー生産性
という点から好ましい。回転する回転子94の周速を8
0〜180m/sec、より好ましくは90〜170m
/sec、さらに好ましくは100〜160m/sec
とすることで、トナーの粉砕不足や過粉砕を抑えること
ができ、効率良く粉砕原料を粉砕することができる。回
転子94の周速が80m/secより遅い場合、粉砕さ
れずにショートパスを起こしやすいのでトナー性能とい
う点から好ましくない。また、回転子94の周速が18
0m/secより速い場合、装置自体の負荷が大きくな
るのと同時に、粉砕時に過粉砕され熱によるトナーの表
面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性とい
う点から好ましくない。
【0161】また、回転子94と固定子90との間の最
小間隔は0.5〜10.0mmであることが好ましく、
より好ましくは1.0〜5.0mm、さらに好ましくは
1.0〜3.0mmとすることが好ましい。回転子94
と固定子90との間の間隔を0.5〜10.0mm、よ
り好ましくは1.0〜5.0mm、さらに好ましくは
1.0〜3.0mmとすることで、トナーの粉砕不足や
過粉砕を抑えることができ、効率良く粉砕原料を粉砕す
ることができる。回転子94と固定子90との間の間隔
が10.0mmより大きい場合、粉砕されずにショート
パスを起こしやすいのでトナー性能という点から好まし
くない。また回転子94と固定子90との間の間隔が
0.5mmより小さい場合、装置自体の負荷が大きくな
るのと同時に、粉砕時に過粉砕され熱によるトナーの表
面変質や機内融着を起こしやすいのでトナー生産性とい
う点から好ましくない。
【0162】上記した粉砕方法は、粉砕工程前の第1分
級を必要としないため、トナーが微粒子化されることに
より、粒子間の静電凝集が高まり、本来は第2分級手段
に送られるトナーが再度第1分級手段に循環されること
により過粉砕となった微粉及び超微粉が発生しない。さ
らに、シンプルな構成に加え、粉砕原料を粉砕するのに
多量のエアーを必要としない構成のため、電力消費が低
く、エネルギーコストを低く抑えることができる。
【0163】次に、本発明のトナーの製造における分級
手段として好ましく用いられる気流式分級機について説
明する。
【0164】分級手段として好ましい多分割気流式分級
機の一例として、図10(断面図)に示す形式の装置を
一具体例として例示する。
【0165】図10において、側壁111及びGブロッ
ク112は分級室の一部を形成し、分級エッジブロック
113及び114は分級エッジ107及び108を具備
している。Gブロック112は左右に設置位置をスライ
ドさせることが可能である。また、分級エッジ107及
び108は、軸107a及び108aを中心にして、回
動可能であり、分級エッジを回動して分級エッジ先端位
置を変えることができる。各分級エッジブロック113
及び114は左右に設置位置をスライドさせることが可
能であり、それにともなってそれぞれのナイフエッジ型
の分級エッジ107及び108も左右にスライドする。
この分級エッジ107及び108により、分級室118
の分級域117は3分画されている。
【0166】原料粉体を導入するための原料供給口11
9を原料供給ノズル68の最後端部に有し、該原料供給
ノズル68の後端部に高圧エアー供給ノズル120と原
料粉体導入ノズル121とを有し且つ分級室118に開
口部を有する原料供給ノズル68を側壁111の右側に
設け、該原料供給ノズル68の下部接線の延長方向に対
して長楕円弧を描く様にコアンダブロック115が設置
されている。分級室118の左部ブロック116は、分
級室118の右側方向に向いたナイフエッジ型の入気エ
ッジ109を具備し、さらに分級室118の左側には分
級室118に開口する入気管66及び67を設けてあ
る。また、図6に示すように入気管66及び67には、
ダンパーのごとき第1気体導入調節手段69及び第2気
体導入調節手段70と静圧計71及び静圧計72を設け
てある。
【0167】分級エッジ115、116、Gブロック1
12及び入気エッジ109の位置は、被分級処理原料で
あるトナーの種類及び所望の粒径により調整される。
【0168】また、分級室118の上面にはそれぞれの
分画域に対応させて、分級室118内に開口する排出口
101〜103を有し、該排出口101〜103にはパ
イプの如き連通手段が接続されており、それぞれにバル
ブ手段のごとき開閉手段を設けてよい。
【0169】原料供給ノズル68は直角筒部と角錐筒部
とからなり、直角筒部の内径と角錐筒部の最も狭い箇所
の内径の比を20:1から1:1、好ましくは10:1
から2:1に設定すると、良好な導入速度が得られる。
【0170】以上のように構成してなる多分割分級域で
の分級操作は、例えば次のようにして行う。即ち、排出
口101〜103の少なくとも1つを介して分級室11
8内を減圧し、分級室118内に開口部を有する原料供
給ノズル68中を該減圧によって流動する気流と高圧エ
アー供給ノズル120から噴射される圧縮エアーのエゼ
クター効果により、好ましくは流速10〜350m/s
ecの速度で、粉体は原料供給ノズル68を介して分級
室118に噴出し、分散する。
【0171】分級室118に導入された粉体中の粒子
は、コアンダブロック115のコアンダ効果による作用
と、その際流入する空気のごとき気体の作用とにより湾
曲線を描いて移動し、それぞれの粒子の粒径及び慣性力
の大小に応じて、大きい粒子(粗粒子)は気流の外側、
即ち分級エッジ108の外側の第1分画、中間の粒子は
分級エッジ108と107の間の第2分画、小さい粒子
は分級エッジ107の内側の第3分画に分級され、分級
された大きい粒子は排出口決定される。さらに、分級点
は、分級気流の吸引流量或いは原料供給ノズル68から
の粉体の噴出速度等の影響を受ける。
【0172】上記気流式分級機は、特に電子写真法によ
る画像形成方法に用いられるトナーまたはトナー用着色
樹脂粉体を分級する場合に有効である。本発明のトナー
の製造に用いられる機械式粉砕機としては、例えば、K
TM粉砕機(川崎重工業社製)、ターボミル(ターボ工
業社製)等が挙げられ、これらの機械式粉砕機は適宜改
良して使用することができる。
【0173】本発明のトナーに係る物性の測定方法を以
下に列挙する。
【0174】〔トナー及び結着樹脂の酸価測定〕JIS
K0070に記載の測定方法に準拠して行う。 測定装置:電位差自動滴定装置 AT−400(京都電
子社製) 装置の較正:トルエン120mlとエタノール30ml
の混合溶媒を使用する。 測定温度:25℃ 試料調製:トナー1.0gまたは結着樹脂0.5gをト
ルエン120mlに添加して室温(約25℃)で約10
時間マグネチックスターラーを用いて撹拌して溶解す
る。さらにエタノール30mlを添加して試料溶液とす
る。 測定操作: 200mlのビーカーにトナー試料を1.0g精秤し
て入れる。試料の可溶成分の重さW(g)とする。これ
にトルエン120mlを添加して撹拌・溶解する。約1
0時間撹拌してから、エタノール30mlを添加してト
ルエンとエタノールの混合溶液とする。同時にブランク
テスト用として同量のトルエンとエタノールのみからな
る混合溶液を調製しておく。 0.1mol/lの水酸化カリウムのエタノール溶液
を用いて、ブランクテストを行う。この時の水酸化カリ
ウム溶液の使用量をB(ml)とする。 次に、トナー試料溶液の滴定を行う。この時の水酸化
カリウム溶液の使用量をS(ml)とする。 次式により酸価を計算する。fはKOHのファクター
である。
【0175】酸価(mgKOH/g)={(S−B)×
f×5.61}/W
【0176】〔THF可溶分の分子量測定〕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を毎分1mlの流速で流
し、THF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
れた検量線の対数値とカウント数との関係から算出す
る。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。尚カラムとし
ては、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−801,802,803,804,80
5,806,807,800Pの組み合わせや、東ソー
社製のTSKgelG1000H(HXL),G200
0H(HXL),G3000H(HXL),G4000
H(HXL),G5000H(HXL),G6000H
(HXL),G7000H(HXL),TSKguar
d columnの組み合わせを挙げることができる。
【0177】試料は以下のようにして作製する。
【0178】試料をTHF中に入れ数時間放置した後、
十分振とうしTHFと良く混ぜ(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。このときTH
F中への浸漬時間が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ー(ポアサイズ0.2〜
0.5μm、例えば、マイショリディスクH−25−2
(東ソー社製)などが利用できる)を通過させたもの
を、GPCの試料とする。試料濃度は、樹脂成分が0.
5〜5mg/mlとなるように調整する。
【0179】〔THF不溶分の測定〕THF不溶分を測
定しようとするトナー試料を0.5乃至1.0gを精秤
し、円筒ろ紙(東洋濾紙社製、No.86R、寸法は外
形28mm×高さ100mm)に入れてソックスレー抽
出器にかけ、抽出溶媒であるTHFは200ml使用す
る。抽出はオイルバスの温度を120乃至130℃に制
御して使用し、1回の還流に要する時間は120乃至1
50秒になるように調整する。抽出時間は10時間とす
る。抽出終了後は円筒濾紙を70℃で10時間減圧乾燥
し、下記式からTHF不溶分を算出する。
【0180】
【数1】
【0181】式中、W1はトナー試料の質量、W2は結着
樹脂のTHF可溶成分、W3はトナーに含有される結着
樹脂以外の成分(例えば、磁性体、ワックス、外添剤等
である)を表す。
【0182】〔ワックスの吸熱ピーク温度測定〕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 D3418−82に準
じて測定する。
【0183】測定試料は5mgを精秤し、これをアルミ
パンに入れ、リファレンスとしての空のアルミパンを用
い、30〜200℃の温度範囲で昇温速度10℃/分で
測定を行う。この昇温過程で、温度60〜200℃の範
囲におけるDSC曲線のメインピークの温度をもってワ
ックスの吸熱ピーク温度とする。
【0184】〔結着樹脂のガラス転移温度(Tg)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 D341
8−82に準じて測定する。
【0185】測定試料は5mgを精秤し、これをアルミ
パンに入れ、リファレンスとしての空のアルミパンを用
い、30〜200℃の温度範囲で昇温速度10℃/分で
測定を行う。この昇温過程で、温度40〜100℃の範
囲におけるDSC曲線にメインピークの吸熱ピークが得
られる。吸熱ピークが現れる前後のベースラインの中間
点とDSC曲線との交点をガラス転移温度(Tg)とす
る。
【0186】〔トナーのDSC曲線の測定〕上記ワック
スの吸熱ピーク温度及び結着樹脂のガラス転移温度測定
と同様にして、トナーの昇温過程におけるDSC曲線を
測定する。このDSC曲線からもワックスの吸熱ピーク
温度及びトナーの結着樹脂のガラス転移温度(Tg)を
知ることができる。
【0187】〔ワックスの分子量測定〕ワックスの分子
量分布はゲルパーミェーションクロマトグラフィー(G
PC)により次の条件で測定される。
【0188】GPC測定条件 装置:GPC−150C(ウォーターズ社) カラム:GMH−HT30cmを2連(東ソー社製) 温度:135℃ 溶媒:o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール添
加) 流速:1.0ml/min 試料:0.15質量%の試料を0.4ml注入
【0189】以上の条件で測定し、試料の分子量算出に
あたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した
分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Hou
wink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン
換算することによって算出される。
【0190】試料は、以下のように調製する。
【0191】試料をo−ジクロロベンゼン中に入れ、1
50℃に設定したホットプレート上でサンプルビンを加
熱し、試料を溶解する。試料が溶けたら予め加熱してお
いたフィルターユニットに入れ、本体に設置する。フィ
ルターユニットを通過させたものをGPC試料とする。
また試料濃度は、0.15質量%に調整する。
【0192】〔トナーの粒度分布の測定〕トナーの平均
粒径及び粒度分布はコールターカウンターTA−II型
(コールター社製)を用いて行うが、コールターマルチ
サイザー(コールター社製)を用いることも可能であ
る。電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl
水溶液を調製する。例えば、ISOTON R−II
(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使
用できる。測定法としては、前記電解水溶液100〜1
50ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアル
キルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜0.5ml加え、
さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した
電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、
前記測定装置によりアパーチャーとして100μmアパ
ーチャーを用いて、2.00μm以上のトナーの体積、
個数を測定して体積分布と個数分布とを算出し、体積分
布から求めた重量基準の重量平均粒径(D4)(各チャ
ンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)を求め
た。
【0193】チャンネルとしては、2.00〜2.52
μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜
4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.
04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未
満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜1
2.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;
16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.
40μm未満;25.40〜32.00μm未満;3
2.00〜40.30μm未満の13チャンネルを用い
る。
【0194】〔水酸基価の測定〕JIS K0070に
記載の測定方法に準拠して行う。
【0195】試料0.5gを100mlのメスフラスコ
に精秤し、これにアセチル化試薬5mlを正しく加え
る。その後100℃±5℃の浴中に浸して加熱する。1
〜2時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後、水を加
えて振り動かして無水酢酸を分解する。さらに分解を完
全にするため再びフラスコを浴中で10分間以上加熱
し、放冷後、有機溶剤でフラスコの壁を良く洗う。ガラ
ス電極を用いて1/2モルの水酸化カリウムエチルアル
コール溶液で電位差滴定を行うことによりOH価を求め
る。
【0196】〔トナー粒子の円形度の測定〕トナー粒子
の円形度はFPIA−1000(東亜医用電子社製)を
用いて測定することができる。測定の概略は、東亜医用
電子社発行のFPIA−1000のカタログ(1995
年6月版)、測定装置の操作マニュアル等に記載されて
いるが、具体的な測定方法としては、不純物を除去した
水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好
ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩を
0.1〜0.5ml加え、トナー試料を0.1〜0.5
g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波(50k
Hz、120W)を1〜3分間照射し、カット率が大き
くなった場合でも装置の精度が保てるだけの粒子濃度を
維持することができる様に懸濁液におけるトナーの粒子
数を1.2〜2.0万個/μlとして、上記フロー式粒
子像測定装置を用い、0.60μm以上159.21μ
m未満の円相当径を有する粒子の円形度分布を測定する
ことに求めることができる。
【0197】〔無機微粉体のメタノールウエッタビリテ
ィーの測定〕トナーに添加されている無機微粉体のメタ
ノールウエッタビリティーは粉体濡れ性試験機(WET
−100P、レスカ社製)を用いて測定することができ
る。100mlのビーカーに純水(イオン交換水または
市販の精製水)50mlを入れ、無機微粉体0.2gを
精秤して添加し、攪拌しながらメタノールを3ml/分
の割合で滴下する。水溶液に無機微粉体が沈降、分散し
はじめると溶液の透過度が低下するのでこの時のメタノ
ール滴下量(ml)をメタノールウエッタビリティーと
する。
【0198】
【実施例】以下に本発明のトナーの実施例を示すが、本
発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0199】以下の実施例に記載のアミド基含有ビニル
モノマー及びカルボキシル基含有ビニルモノマーの構造
を各々、式(9)〜式(18)として示す。
【0200】
【化11】
【0201】[低分子量ビニル系重合体の製造] (製造例1)還流管、撹拌機、温度計、窒素導入管、滴
下装置及び減圧装置を備えた反応容器に2−プロパノン
200質量部を投入した後に、60℃まで加熱する。次
に、スチレン75質量部、ブチルアクリレート19質量
部、式(8)で示されるアクリロイルモルホリン2質量
部と式(15)で示されるフタル酸モノヒドロキシエチ
ルアクリレート4質量部からなるモノマー混合物及び重
合開始剤(2,2−アゾビス(2−メチルブチロニトリ
ル))4質量部を溶解した2−プロパノン溶液20質量
部を3時間かけて滴下し、さらに3時間攪拌することに
より低分子量ビニル系重合体(VL−1)を得た。得ら
れた低分子量ビニル系重合体(VL−1)の物性を表2
に示す。
【0202】(製造例2〜11)製造例1において、表
2に示すモノマー混合物を使用した以外は同様にして低
分子量ビニル系重合体(VL−2)〜(VL−11)を
得た。得られた低分子量ビニル系重合体(VL−1)の
物性を表2に示す。
【0203】[高分子量ビニル系重合体の製造] (製造例12)スチレン64質量部、ブチルアクリレー
ト30質量部、アクリロイルモルホリン2質量部、フタ
ル酸モノヒドロキシエチルアクリレート4質量部及びt
ert−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート
0.25質量部からなるモノマー混合物を、ポリビニー
ルアルコール2質量部と脱気したイオン交換水200質
量部を入れた還流管、撹拌機、温度計及び窒素導入管を
備えた反応容器に投入して懸濁する。窒素を通気しなが
ら77℃まで加熱し、その温度で20時間保持し、次に
ベンゾイルパーオキサイド0.5質量部を添加してさら
に4時間保持して、95℃まで加熱してその温度で2時
間保持して重合反応を終了した。
【0204】反応終了後の懸濁液を濾別し、水洗、乾燥
することにより、高分子量重合体(VH−1)を得た。
【0205】[ビニル系重合体からなる結着樹脂の製
造] (製造例13)還流管、撹拌機、温度計及び減圧装置を
備えた混合容器に、重合体(VL−1)75質量部、重
合体(VH−2)25質量部及び炭化水素系ワックス
(フィッシャートロプシュワックス、吸熱ピーク温度:
104℃、ピーク分子量:1030、Mw/Mn=1.
4)4質量部をキシレン200質量部に添加した。撹拌
しながら、還流温度まで加熱し、そのまま2時間撹拌混
合した。次にキシレンを減圧留去することにより本発明
にかかる結着樹脂(VB−1)を得た。
【0206】(製造例14〜23)製造例10におい
て、低分子量重合体として各々、(LV−2)〜(LV
−11)を使用した以外は同様にして本発明の結着樹脂
(VB−2)〜(VB−11)を得た。
【0207】 [ハイブリッド樹脂の製造] (製造例24) テレフタル酸 38モル% フマル酸 3モル% 式(4)で示されるビスフェノールA誘導体 8モル% (R:エチレン基、x+y=2.2) 式(4)で示されるビスフェノールA誘導体 38モル% (R:プロピレン基、x+y=2.4) 安息香酸酸 11モル% からなる不飽和ポリエステル(1)(酸価:26mgK
OH/g、水酸基価:14mgKOH/g、ピーク分子
量:9500、Tg:55℃)100質量部及びポリエ
チレンワックス(吸熱ピーク:温度92℃、ピーク分子
量:710、Mw/Mn=1.6)8質量部を還流管、
撹拌機、温度計、窒素導入管、滴下装置及び減圧装置を
備えた反応容器にキシレン200質量部とともに投入し
た。窒素を導入しながらキシレンが還流するまで加熱し
て上記ポリエステル及び炭化水素系ワックスをキシレン
に溶解した。
【0208】ビニル系重合体ユニットを形成するビニル
系モノマーとして製造例1で使用した、スチレン75質
量部、ブチルアクリレート19質量部、アクリロイルモ
ルホリン2質量部とフタル酸モノヒドロキシエチルアク
リレート2質量部からなるモノマー混合物及び重合開始
剤(ジ−tert−ブチルパーオキサイド)3質量部を
溶解したキシレン溶液30質量部を3時間かけて滴下
し、さらに3時間攪拌して、ハイブリッド樹脂組成物
(HB−1)とした。
【0209】(製造例22〜34)製造例21におい
て、ビニル系重合体ユニットを形成するビニル系モノマ
ーとして各々、製造例2〜11で使用したモノマーを添
加した以外は同様にしてハイブリッド樹脂組成物(HB
−2)〜(HB−11)を得た。
【0210】[比較用結着樹脂の製造] (比較製造例1)還流管、撹拌機、温度計、窒素導入
管、滴下装置及び減圧装置を備えた反応容器にスチレン
82.5質量部、無水マレイン酸6質量部及びジオクチ
ルフマレート11.5質量部からなるモノマー混合物を
添加し、110℃まで加熱し、約6時間塊状重合を行っ
た。次に、キシレン100質量部を添加して、130℃
まで加熱して重合開始剤(ジ−tert−ブチルパーオ
キサイド)0.3質量部を溶解したキシレン溶液50質
量部を約6時間かけて滴下し、さらに1時間攪拌して比
較用の高分子量重合体(R−1)を得た。
【0211】(比較製造例2)還流管、撹拌機、温度
計、窒素導入管、滴下装置及び減圧装置を備えた反応容
器にキシレン150質量部を添加し、窒素を導入しなが
らキシレンが還流するまで加熱してスチレン77質量
部、ブチルアクリレート10質量部及びメタクリル酸3
質量部からなるモノマー混合物を約6時間かけて滴下
し、さらに1時間攪拌して比較用の低分子量重合体(R
−2)を得た。
【0212】(比較製造例3)製造例12において、ス
チレン80.5質量部、2−エチルヘキシルアクリレー
ト16.5質量部及び2−メタクリロイルオキシエチル
コハク酸2質量部からなるモノマー混合物に重合開始剤
として、2,2−ビス(4,4−ジ−tert−ブチル
パーオキシシクロヘキシル)プロパン0.005質量部
を溶解し、130℃まで加熱して1時間高分子量重合体
の懸濁重合を行った。更に、40℃まで冷却してベンゾ
イルパーオキサイド質量部とtert−ブチルパーオキ
シベンゾエート1質量部を添加して、130℃まで昇温
して1時間、低分子量重合体の懸濁重合を行うことで比
較用の樹脂(R−3)を得た。
【0213】[実施例1] ビニル系樹脂組成物(VB−1) 104質量部 磁性体 90質量部 (個数平均粒径:0.18μm、保磁力:9.6kA/
m、飽和磁化:83Am2/kg、残留磁化:1583
Am2/kg)
【0214】上記原料混合物を130℃に加熱された2
軸混練押出機によって溶融混練を行った。混練物は放冷
後、カッターミルで組粉砕して18メッシュパスが97
質量%、100メッシュオンが93質量%の粉体原料
(1)を得た。
【0215】粉体原料(1)を図6に示す装置システム
で粉砕及び分級を行った。機械式粉砕機51には、ター
ボ工業社製ターボミルT−250型を用い、図8に示す
回転子94と固定子90の間隙を1.5mmとし、回転
子94の周速を115m/sで運転した。
【0216】本実施例では、テーブル式の第1定量供給
機52にて粗粉砕物からなる粉体原料を、40kg/h
の割合で機械式粉砕機51に供給し、粉砕した。機械式
粉砕機51で粉砕された粉体原料は、排気ファンからの
吸引エアーに同伴されながらサイクロン53にて捕集さ
れ、第2定量供給機62へと導入される。尚、この時、
機械式粉砕機51内の入口温度は−10℃、出口温度は
46℃、入口温度と出口温度のΔTは56℃であった。
また、この時に機械式粉砕機51で粉砕されて得られた
微粉砕物(1)は、重量平均粒径が6.3μmであり、
粒径4.0μm以下の粒子が51個数%、且つ粒径1
0.1μm以上の粒子を4.8体積%含有するシャープ
な粒度分布を有していた。
【0217】次に、上記の機械式粉砕機51で粉砕され
て得られた微粉砕物(1)を、第2定量供給機62に導
入し、振動フィーダー63、原料供給ノズル68を介し
て44kg/hの割合で図10の構成を有する多分割気
流式分級機61に導入した。該多分割気流式分級機61
では、コアンダ効果を利用して、粗粉体、中粉体及び微
粉体の3種の粒度に分級される。多分割気流式分級機6
1への被粉砕物の導入に際しては、排出口101〜10
3の少なくとも1つを介して分級室内を減圧することに
よって生じる原料供給ノズル68中の気流と、高圧エア
ー供給ノズル120から噴射される圧縮エアーを利用し
た。導入された微粉砕物(1)は、0.1秒以下の瞬時
に、粗粉体(G)、中粉体(M−1)及び微粉体の3種
に分級された。
【0218】分級されたもののうち、粗粉体(G)は捕
集サイクロン64cで捕集した後、先に説明した機械式
粉砕機51に粗粉体の定量供給機54により2.0kg
/hの割合で導入し、再度粉砕工程に導入した。
【0219】上記の分級工程で分級された中粉体(M−
1)は、分級効率(投入された粉体原料の全量に対する
最終的に得られた中粉体の量の比率)が86%であっ
た。
【0220】中粉体(M−1):100質量部に疎水性
シリカ微粉体(BET比表面積:300m2/g、メタ
ノールウェットアビリティー:92%)1.0質量部を
ヘンシェルミキサーにて外添添加して本発明のトナー
(1)とした。
【0221】トナー(1)は、重量平均粒径(D4)が
6.7μmであり、粒径10.1μm以上の粒子を3.
1体積%含有するシャープな粒度分布を有しており、円
形度=0.950以上の粒子が個数基準の累積で76.
8%であった。
【0222】トナー(1)を用いて、常温常湿環境(室
温23℃湿度55%RH)及び高温高湿環境(室温30
℃湿度80%RH)でキヤノン社製複写機GP−405
を用いて10万枚の耐久試験を行って、画像特性を評価
したところ、表4に示す様に良好な結果が得られた。
【0223】[実施例2]実施例1のトナーの製造方法
において、機械式粉砕機の回転子94の周速を124m
/sで運転した以外は同様にしてトナーを製造し、重量
平均粒径(D4)が5.9μm、粒径10.1μm以上
の粒子を1.2体積%含有するシャープな粒度分布を有
しており、円形度=0.950以上の粒子が個数基準の
累積で79%である本発明のトナー(2)を得た。トナ
ー(2)の物性値を表3に示す。また、トナー(2)を
用いて、実施例1と同様に画像評価を行った。評価結果
を表4に示す。
【0224】[実施例3]実施例1のトナーの製造方法
において、機械式粉砕機の回転子94の周速を105m
/sで運転した以外は同様にしてトナーを製造し、重量
平均粒径(D4)が9.1μm、粒径10.1μm以上
の粒子を29.7体積%含有する粒度分布を有してお
り、円形度=0.950以上の粒子が個数基準の累積で
65%である本発明のトナー(3)を得た。トナー
(3)の物性値は表3に示す。また、トナー(3)を用
いて、実施例1と同様に画像評価を行った。評価結果を
表4に示す。
【0225】[実施例4〜24]実施例1において、ビ
ニル系樹脂組成物(VB−1)のかわりに、ビニル系樹
脂組成物(VB−2)〜(VB−11)及びハイブリッ
ド樹脂組成物(HB−1)〜(HB−11)を使用した
以外は同様にしてトナーを製造し、トナー(4)〜(2
4)を得た。
【0226】また、トナー(4)〜(24)を用いて、
実施例1と同様に画像評価を行った。評価結果を表4に
示す。
【0227】[比較例1]実施例1において、ビニル系
樹脂組成物(VB−1)のかわりに、比較用の高分子量
重合体(R−1)50質量部及び比較用の低分子量重合
体(R−2)50質量部からなる比較用結着樹脂(RB
−1)とポリプロピレンワックス5質量部を混合して1
70℃に加熱された2軸混練押出機によって溶融混練を
行った。比較用粉体原料(1)を図12に示す装置シス
テムで粉砕及び分級を行った。粉砕手段としては、図1
4に示す構造を有する衝突式気流粉砕機を用い、第1分
級手段としては図13の構成のものを用い、第2分級手
段としては図15の構成のものを使用した。
【0228】図14に示す衝突式気流粉砕機では、高圧
気体供給ノズル181を接続した加速管182の出口1
83に対向して衝突部材184を設け、加速管182に
供給した高圧気体により、加速管182の中途に連通さ
せた粉体原料供給口185から加速管182内に粉体原
料を吸引し、粉体原料を高圧気体とともに噴出して衝突
部材184の衝突面186に衝突させ、その衝撃によっ
て粉砕し、粉砕物を粉砕室188内から粉砕物排出口1
87より排出させている。
【0229】図13において、161は筒状の本体ケー
シングを示し、162は下部ケーシングを示し、その下
部に粗粉排出用のホッパー163が接続されている。本
体ケーシング161の内部は、分級室164が形成され
ており、この分級室164の上部に取り付けた環状の案
内室165と中央部が高くなる円錐状(傘状)の上部カ
バー166によって閉塞されている。
【0230】分級室164と案内室165の間の仕切り
壁に円周方向に配列する複数のルーバー167を設け、
案内室165に送り込まれた粉体材料とエアーを各ルー
バー167の間より分級室164に旋回させて流入させ
る。
【0231】案内室165の上部は、円錐状の上部ケー
シング173と円錐状の上部カバー166間の空間から
なっている。本体ケーシング161の下部には、円周方
向に配列する分級ルーバー169を設け、外部から分級
室164へ旋回流を起こす分級エアーは分級ルーバー1
69を介して取り入れている。分級室164の底部に、
中央部が高くなる円錐状(傘状)の分級板170を設
け、該分級板170の外周囲に粗粉排出口171を形成
する。また、分級板170の中央部には微粉排出シュー
ト172を接続し、該シュート172の下端部をL字形
に屈曲し、この屈曲端部を下部ケーシング162の側壁
より外部に位置させる。さらに該シュートは、サイクロ
ンや集塵機のような微粉回収手段を介して吸引ファンに
接続しており、該吸引ファンにより分級室164に吸引
力を作用させ、該ルーバー169間より分級室164に
流入する吸引エアーによって分級に要する旋回流を起こ
している。
【0232】本比較例の第1分級手段の気流分級機は上
記の構造から成り、供給筒168より案内室165内に
上記のトナー製造用の粗砕物を含むエアーを供給する
と、この粗砕物を含むエアーは、案内室165から各ル
ーバー167間を通過して分級室164に旋回しながら
均一の濃度で分散されながら流入する。
【0233】分級室164内に旋回しながら流入した粗
砕物は、微粉排出シュート172に接続した吸引ファン
により生起された、分級室下部の分級ルーバー169間
より流入する吸引エアー流に乗って旋回を増し、各粒子
に作用する遠心力によって粗粉と微粉とに遠心分離さ
れ、分級室164内の外周部を旋回する粗粉は粗粉排出
口171より排出され、下部のホッパー163より排出
され、再度、粉砕機に投入される。
【0234】また、分級板170の上部傾斜面に沿って
中央部へと移行する微粉は、微粉排出シュート172に
より排出される。排出された比較用微粉砕物(1)は、
図15の構成を有する多分割気流式分級機137に第2
定量供給機134により導入し、振動フィーダー、原料
供給ノズル148、149を介して37kg/hの割合
で導入した。該多分割気流式分級機137では、コアン
ダ効果を利用して、粗粉体、中粉体及び微粉体の3種の
粒度に分級される。多分割気流式分級機137への被粉
砕物の導入に際しては、排出口158〜160の少なく
とも1つを介して分級室内を減圧することによって生じ
る原料供給ノズル149中の気流を利用した。導入され
た比較用微粉砕物(1)は、粗粉体(G)、中粉体(M
−1)及び微粉体の3種に分級され第2分級手段を経
て、さらに細分化され、トナーとなる比較用中粉体
(1)が分取される。
【0235】上記の分級工程で分級された比較用中粉体
(RM−1)を用いた以外は実施例1と同様に外添して
比較用トナー(1)を得た。
【0236】また、比較用トナー(1)を用いて、実施
例1と同様に画像評価を行った。評価結果を表4に示
す。
【0237】[比較例2]比較例1において、比較用樹
脂(R−3)100質量部及びポリオレフィン系ワック
ス2質量部を用いた以外は同様にして比較用トナー
(2)を得た。
【0238】また、比較用トナー(2)を用いて、実施
例1と同様に画像評価を行った。評価結果を表4に示
す。
【0239】
【表2】
【0240】
【表3】
【0241】
【表4】
【0242】(1)画像濃度は、マクベス濃度計(マク
ベス社製)でSPIフィルターを使用して、直径5mm
の円形画像の反射濃度を測定して求めた。
【0243】(2)カブリ濃度は、10万枚耐久後の複
写画像を用いて、「リフレクトメーター」(東京電色社
製)により測定した白地部分の白色度と転写紙の白色度
の差(未使用紙反射率−画像白部の反射率)から算出し
て評価した。 カブリ濃度のランク ランク5:カブリ濃度が3%未満 ランク4:カブリ濃度が5%未満 ランク3:カブリ濃度が7%未満 ランク2:カブリ濃度が10%未満 ランク1:カブリ濃度が10%以上
【0244】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のトナー
は、カブリが少なく、帯電安定性に優れ、良好な定着性
及び耐高温オフセット性を両立したトナーであるため、
良好な画像を長期にわたって提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成方法を実施し得る画像形成装
置の一例の概略構成図である。
【図2】図1に示す画像形成装置の現像部の拡大図であ
る。
【図3】本発明の画像形成方法を実施し得る画像形成装
置の他の例の概略構成図である。
【図4】本発明の画像形成方法をファクシミリのプリン
タに適用する場合のブロック図である。
【図5】本発明のトナーの製造に用いられる粉砕・分級
システムのフローチャートである。
【図6】本発明のトナーの製造に用いられる粉砕・分級
システムの具体例を示す概略図である。
【図7】本発明のトナーの製造時の粉砕工程において使
用される機械式粉砕機の一例の概略図面である。
【図8】図7におけるD−D’面での概略的図面であ
る。
【図9】図7に示す回転子の斜視図である。
【図10】本発明のトナーの製造時の分級工程に用いら
れる多分割気流式分級機の一例の概略断面図である。
【図11】従来の製造方法を説明するためのフローチャ
ートである。
【図12】従来のトナーの製造方法を実施するための装
置システムを示す図である。
【図13】従来の第一分級手段に用いられる分級機の概
略断面図である。
【図14】本発明の比較例で用いた粉砕手段である衝突
式気流粉砕機の概略断面図である。
【図15】本発明の比較例で用いた第2級分級手段に用
いられる多分割気流式分級装置の概略断面図である。
【符号の説明】 1 感光体ドラム 2 一次帯電器 3 転写帯電器 4 現像スリーブ 5 露光 6 イレース露光 7 加熱加圧ローラー定着器 8 クリーニングブレード 9 現像器 11 磁性ドクターブレード 12 バイアス印加手段 13 磁性トナー 15 感光層 16 導電性基体 17 ヒーター 18 除電手段 19 多極永久磁石(マグネットロール) 21 感光体ドラム 23 現像剤容器 24 磁性トナー 25 多極永久磁石(マグネットロール) 28 現像スリーブ 29 バイアス印加手段 30 トナー撹拌手段 31 弾性規制ブレード 32 バイアス印加手段 33 接触(ローラー)転写手段 34 電圧印加手段 35 露光 36 イレース露光 37 加熱加圧ローラー定着器 38 クリーニング手段 38a クリーニングブレード 39 接触(ローラー)帯電手段 40 画像読取部 41 コントローラ 42 受信回路 43 送信回路 44 電話 45 回線 46 画像メモリ 47 CPU 48 プリンタコントローラ 49 プリンタ 51 機械式粉砕機 52 第1定量供給機 53 捕集サイクロン 54 粗粉体の定量供給機 61 多分割気流式分級機 62 第2定量供給機 63 振動フィーダー 64c 捕集サイクロン 65a〜65c 排出導管 66、67 入気管 68 原料供給ノズル 69 第1気体導入調節手段 70 第2気体導入調節手段 71、72 静圧計 81 渦巻室 82 パイプ 83 ディストリビュータ 84 バグフィルター 85 吸引フィルター 86 捕集サイクロン 87 粉体原料供給ホッパー 88 ジャケット構造 89 原料排出口 90 固定子 91 原料投入口 92 中心回転軸 93 ケーシング 94 回転子 95 粉体原料定量供給機 96 ジャケット構造 97 冷却水供給口 98 冷却水排出口 99 後室 100 冷風発生手段 101〜103 排出口 107、108 分級エッジ 107a、108a 軸 109 入気エッジ 111 側壁 112 Gブロック 113、114 分級エッジブロック 115 コアンダブロック 116 左部ブロック 117 分級域 118 分級室 119 原料供給口 120 高圧エアー供給ノズル 121 原料導入ノズル 131 定量供給機 132 第一分級機 133 微粉砕品捕集サイクロン 134 定量供給機 137 多分割気流式分級機 138 気流式分級機 139 粗粉体捕集サイクロン 140 微粉体捕集サイクロン 141 中粉体捕集サイクロン 145 振動フィーダー 148、149 原料供給ノズル 152、153 入気管 154、155 気体導入調節手段 156、157 静圧計 158〜160 排出口 161 本体ケーシング 162 下部ケーシング 163 祖粉排出用ホッパー 164 分級室 165 案内室 166 上部カバー 167 ルーバー 168 供給筒 169 分級ルーバー 170 分級板 171 粗粉排出口 172 微粉排出シュート 173 上部ケーシング 181 高圧気体供給ノズル 182 加速管 183 出口 184 衝突部材 185 粉体原料供給口 187 粉砕物排出口 188 粉砕室 191 側壁 192 Gブロック 193、194 分級エッジブロック 195 コアンダブロック 196、197 分級エッジ 198 原料供給管 199 左部ブロック 200 入気エッジ
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 9/08 331 101 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA15 CA02 CA04 CA08 CA18 CA26 DA02 EA03 EA05 EA06 EA10 FA06

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも結着樹脂、着色剤及びワック
    スを含有するトナー粒子及び無機微粉体を有するトナー
    であって、上記結着樹脂が、下記式(1)で示されるア
    ミド基含有ビニル系モノマーを共重合成分として含むこ
    とを特徴とするトナー。 【化1】 (式中、R1は水素原子またはメチル基を表し、R2及び
    3は各々水素原子、酸基を除く置換基で置換可能な炭
    素数1乃至20のアルキル基を示すかまたは、R 2及び
    3が化学的に結合して炭素数4乃至20の複素環基を
    形成しているか、もしくは、R2及びR3が炭素原子以外
    に窒素原子、酸素原子または/及びイオウ原子を構成原
    子として有し、且つ炭素数4乃至19を有する環状構造
    を形成している。)
  2. 【請求項2】 上記結着樹脂が、式(1)で示されるア
    ミド基含有ビニル系モノマーを1乃至10質量%含有す
    ることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 【請求項3】 上記結着樹脂が、式(1)で示されるア
    ミド基含有ビニル系モノマーを1.5乃至7質量%含有
    することを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  4. 【請求項4】 上記結着樹脂が、式(1)で示されるア
    ミド基含有ビニル系モノマーを2乃至5質量%含有する
    ことを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  5. 【請求項5】 上記結着樹脂が、式(1)で示されるア
    ミド基含有ビニル系モノマーとして、N,N−ジメチル
    アクリルアミド、N−イソプロプルアクリルアミド、N
    −メチルメタクリルアミド、N−ブトキシアクリルアミ
    ド、N−tert−ブチルアクリルアミド及びアクリロ
    イルモルホリンから選択されるアクリルアミドモノマー
    類を少なくとも一種以上共重合成分として含有すること
    を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のトナ
    ー。
  6. 【請求項6】 上記結着樹脂が、カルボキシル基含有ビ
    ニル系モノマーを共重合成分として0.5乃至20質量
    %含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記
    載のトナー。
  7. 【請求項7】 上記結着樹脂が、カルボキシル基含有ビ
    ニル系モノマーを共重合成分として1乃至15質量%含
    有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記
    載のトナー。
  8. 【請求項8】 上記結着樹脂が、カルボキシル基含有ビ
    ニル系モノマーを共重合成分として2乃至10質量%含
    有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記
    載のトナー。
  9. 【請求項9】 上記結着樹脂が、下記式(2)または式
    (3)で示されるカルボキシル基含有ビニル系モノマー
    を少なくとも一種共重合成分として含有することを特徴
    とする請求項6乃至8のいずれかに記載のトナー。 【化2】 (式中、R4は水素原子またはメチル基、R5は炭素数2
    〜10のアルキレン基またはアリーレン基を表し、nは
    0〜10の整数、Xは水素原子、アルカリ金属、アルカ
    リ土類金属または4級アンモニウム基を表す。) 【化3】 (式中、R6は水素原子またはメチル基、R7は炭素数2
    〜4のアルキレン基、R 8は炭素数2〜10のアルキレ
    ン基またはアリーレン基を表し、Xは水素原子、アルカ
    リ金属、アルカリ土類金属または4級アンモニウム基を
    表す。)
  10. 【請求項10】 上記結着樹脂が、前記式(1)で示さ
    れるアミド基含有ビニル系モノマー、及び前記式(2)
    または式(3)で示されるカルボキシル基含有ビニル系
    モノマーを質量比で1:0.5乃至1:5で含有するこ
    とを特徴とする請求項9に記載のトナー。
  11. 【請求項11】 上記結着樹脂が、前記式(1)で示さ
    れるアミド基含有ビニル系モノマー、及び前記式(2)
    或いは式(3)で示されるカルボキシル基含有ビニル系
    モノマーを質量比で1:1乃至1:4で含有することを
    特徴とする請求項9に記載のトナー。
  12. 【請求項12】 上記結着樹脂が、前記式(1)で示さ
    れるアミド基含有ビニル系モノマー、及び前記式(2)
    或いは式(3)で表せるカルボキシル基含有ビニル系モ
    ノマーを質量比で1:1.5乃至1:3で含有すること
    を特徴とする請求項9に記載のトナー。
  13. 【請求項13】 上記結着樹脂が、ビニル系重合体、ま
    たは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニット
    とを有しているハイブリッド樹脂成分を含有するもので
    あり、THF可溶分が、ゲルパーミエーションクロマト
    グラフィー(GPC)測定によるクロマトグラムにおい
    て、分子量3000乃至3万の領域にピークを有するこ
    とを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載のト
    ナー。
  14. 【請求項14】 上記結着樹脂が、ビニル系重合体、ま
    たは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニット
    とを有しているハイブリッド樹脂成分を含有するもので
    あり、THF可溶分が、ゲルパーミエーションクロマト
    グラフィー(GPC)測定によるクロマトグラムにおい
    て、分子量7000乃至2万の領域にピークを有するこ
    とを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載のト
    ナー。
  15. 【請求項15】 上記結着樹脂が、ビニル系重合体、ま
    たは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニット
    とを有しているハイブリッド樹脂成分を含有するもので
    あり、THF可溶分が、ゲルパーミエーションクロマト
    グラフィー(GPC)測定によるクロマトグラムにおい
    て、分子量9000乃至15000の領域にピークを有
    することを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記
    載のトナー。
  16. 【請求項16】 上記結着樹脂が、テトラヒドロフラン
    (THF)不溶分を1乃至40質量%含有することを特
    徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載のトナー。
  17. 【請求項17】 上記結着樹脂が、テトラヒドロフラン
    (THF)不溶分を5乃至30質量%含有することを特
    徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載のトナー。
  18. 【請求項18】 上記結着樹脂が、テトラヒドロフラン
    (THF)不溶分を10乃至25質量%含有することを
    特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載のトナ
    ー。
  19. 【請求項19】 該トナーが、1乃至40mgKOH/
    gの酸価を有することを特徴とする請求項1乃至18の
    いずれかに記載のトナー。
  20. 【請求項20】 該トナーが、5乃至30mgKOH/
    gの酸価を有することを特徴とする請求項1乃至18の
    いずれかに記載のトナー。
  21. 【請求項21】 該トナーが、7乃至20mgKOH/
    gの酸価を有することを特徴とする請求項1乃至18の
    いずれかに記載のトナー。
  22. 【請求項22】 該トナーが、示差走査熱量計(DS
    C)の昇温時の測定において、温度70乃至140℃の
    領域に少なくとも1個の吸熱ピークを有することを特徴
    とする請求項1乃至21のいずれかに記載のトナー。
  23. 【請求項23】 該トナーが、示差走査熱量計(DS
    C)の昇温時の測定において、温度75乃至130℃の
    領域に少なくとも1個の吸熱ピークを有することを特徴
    とする請求項1乃至21のいずれかに記載のトナー。
  24. 【請求項24】 該トナーが、示差走査熱量計(DS
    C)の昇温時の測定において、温度80乃至120℃の
    領域に少なくとも1個の吸熱ピークを有することを特徴
    とする請求項1乃至21のいずれかに記載のトナー。
  25. 【請求項25】 該トナーの重量平均粒径が4乃至10
    μmであり、トナーの粒度分布において、粒径10.1
    μm以上の粒子の含有量が50体積%未満であることを
    特徴とする請求項1乃至24のいずれかに記載のトナ
    ー。
  26. 【請求項26】 該トナーの重量平均粒径が5乃至9μ
    mであり、トナーの粒度分布において、粒径10.1μ
    m以上の粒子の含有量が40体積%以下であることを特
    徴とする請求項1乃至24のいずれかに記載のトナー。
  27. 【請求項27】 該トナーの重量平均粒径が5.5乃至
    8μmであり、トナーの粒度分布において、粒径10.
    1μm以上の粒子の含有量が20体積%以下であること
    を特徴とする請求項1乃至24のいずれかに記載のトナ
    ー。
  28. 【請求項28】 該トナーが、円形度(a)=0.95
    0以上の粒子を個数基準で55乃至90%含有すること
    を特徴とする請求項1乃至27のいずれかに記載のトナ
    ー。
  29. 【請求項29】 該トナーが、円形度(a)=0.95
    0以上の粒子を個数基準で57乃至85%含有すること
    を特徴とする請求項1乃至27のいずれかに記載のトナ
    ー。
  30. 【請求項30】 該トナーが、円形度(a)=0.95
    0以上の粒子を個数基準で60乃至80%含有すること
    を特徴とする請求項1乃至27のいずれかに記載のトナ
    ー。
  31. 【請求項31】 該トナーが、BET比表面積が30m
    2/g以上である無機微粉体を外添していることを特徴
    とする請求項1乃至30のいずれかに記載のトナー。
  32. 【請求項32】 該トナーが、BET比表面積が60乃
    至400m2/gである無機微粉体を外添していること
    を特徴とする請求項1乃至30のいずれかに記載のトナ
    ー。
  33. 【請求項33】 該トナーが、BET比表面積が20m
    2/g以上である疎水化処理された無機微粉体を外添し
    ていることを特徴とする請求項1乃至32のいずれかに
    記載のトナー。
  34. 【請求項34】 該トナーが、BET比表面積が40乃
    至300m2/gである疎水化処理された無機微粉体を
    外添していることを特徴とする請求項1乃至32のいず
    れかに記載のトナー。
  35. 【請求項35】 該トナーが、メタノールウエッタビリ
    ティーが30%以上の無機微粉体を外添していることを
    特徴とする請求項1乃34のいずれかに記載のトナー。
  36. 【請求項36】 該トナーが、メタノールウエッタビリ
    ティーが50%以上の無機微粉体を外添していることを
    特徴とする請求項1乃至34のいずれかに記載のトナ
    ー。
  37. 【請求項37】 該無機微粉体のBET比表面積が30
    2/g以上であり、メタノールウエッタビリティーが
    30%以上の疎水性を有するシランカップリング剤で表
    面処理されたシリカ微粉体であることを特徴とする請求
    項1乃至30のいずれかに記載のトナー。
  38. 【請求項38】 該トナーに含有される着色剤が磁性体
    であることを特徴とする請求項1乃至37のいずれかに
    記載のトナー。
  39. 【請求項39】 該トナーが、負摩擦帯電性であること
    を特徴とする請求項1乃至38のいずれかに記載のトナ
    ー。
  40. 【請求項40】 (1)静電潜像担持体に担持されてい
    る静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する
    現像工程:(2)該静電潜像担持体上に形成されたトナ
    ー像を中間転写体を介して、または介さずに記録材に転
    写する転写工程:及び(3)該記録材に転写されたトナ
    ー像を該記録材に加熱定着する定着工程:を少なくとも
    有する画像形成方法において、 該トナーが、請求項1乃至39のいずれかに記載のトナ
    ーであることを特徴とする画像形成方法。
  41. 【請求項41】 感光体上に形成された静電潜像をトナ
    ーにより現像してトナー像を形成し、該トナー像を記録
    材に転写させることにより画像を形成する画像形成装置
    に用いられ、同装置から着脱可能に構成されているプロ
    セスカートリッジであって、 感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記感
    光体上に静電潜像を形成させる潜像形成手段と、前記ト
    ナー像を記録材に転写させる転写手段と、前記記録材に
    トナー像が転写された後に前記感光体上に残留したトナ
    ーを除去するクリーニング手段と、から選ばれる少なく
    とも1つの手段が、前記感光体上に形成された前記静電
    潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手
    段と一体に支持され、 該トナーが、請求項1乃至39のいずれかに記載のトナ
    ーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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