JP3265458B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
静電荷像現像用トナーInfo
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Description
記録法,磁気記録法に用いられる熱定着に適した静電荷
像現像用トナーに関する。
2,297,691号明細書、特公昭42−23910
号公報及び特公昭43−24748号公報等に記載され
ている如く多数の方法で知られているが、一般には光導
電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的
潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、
必要に応じて直接的あるいは間接的手段を用い、紙等の
転写材にトナー画像を転写した後、加熱,圧力,加熱加
圧或は溶剤蒸気などにより定着し複写物を得るものであ
り、そして感光体上に転写せず残ったトナーは種々の方
法でクリーニングされ、上述の工程が繰り返される。
成する方法について説明すると、感光体ドラムの感光体
を一次帯電器によって均一に帯電し、原稿のマゼンタ画
像信号にて変調されたレーザー光により画像露光を行な
い、感光ドラム上に静電潜像を形成し、マゼンタトナー
を保有するマゼンタ現像器により該静電潜像の現像を行
ない、マゼンタトナー画像を形成する。次に搬送されて
きた転写材に転写帯電器によって前記の感光ドラムに現
像されたマゼンタトナー画像を直接的あるいは間接的手
段を用い転写する。
の感光体ドラムは、除電用帯電器により除電し、クリー
ニング手段によってクリーニングを行なった後、再び一
次帯電器によって帯電し、同様にシアントナー画像の形
成及び前記のマゼンタトナー画像を転写した転写材への
シアントナー画像の転写を行ない、さらにイエロー色,
ブラック色と順次同様に行なって、4色のトナー画像を
転写材に転写する。該4色のトナー画像を有する転写材
を定着ローラにより熱及び圧力の作用で定着することに
よりフルカラー画像を形成する。
オリジナル原稿を複写するための事務処理用複写機とい
うだけでなく、コンピュータの出力としてのプリンター
あるいは個人向けのパーソナルコピーという分野で使わ
れ始めた。
表される分野以外にも、基本エンジンを応用した普通紙
ファックスへの展開も急激に発展をとげつつある。
高速、より高画質、より高信頼性が厳しく追及されてき
ており、機械は種々の点でよりシンプルな要素で構成さ
れるようになってきている。その結果、トナーに要求さ
れる性能はより高度になり、トナーの性能向上が達成で
きなければよりすぐれた機械が成り立たなくなってきて
いる。
法に使用されるトナーは、これに熱を印加した際の溶融
性及び混色性が良いことが必要であり、軟化点が低く、
且つ溶融粘度の低いシャープメルト性の高いトナーを使
用することが好ましい。
することにより、複写物の色再現範囲を広め、原稿像に
忠実なカラーコピーを得ることができる。
性の高いカラートナーは、一般に定着ローラーとの親和
性が高く、定着時に定着ローラーにオフセットし易い傾
向にある。
の場合、転写材上にマゼンタ,シアン,イエロー,ブラ
ックと複数層のトナー層が形成されるため、トナー層厚
の増大から特にオフセットが発生しやすい傾向にある。
ない目的で、例えばローラー表面をトナーに対して離型
性の優れた材料、シリコーンゴムや弗素系樹脂などで形
成し、さらにその表面にオフセット防止及びローラー表
面の疲労を防止するためにシリコーンオイル,フッ素オ
イルの如き離型性の高い液体の薄膜でローラー表面を被
覆することが行なわれている。しかしながら、この方法
はトナーのオフセットを防止する点では極めて有効であ
るが、オフセット防止用液体を供給するための装置が必
要なため、定着装置が複雑になること等の問題点を有し
ていることはもちろんのこと、このオイル塗布が定着ロ
ーラーを構成している層間のはく離を起こし結果的に定
着ローラーの短寿命化を促進するという弊害がつきまと
う。
を用いないで、かわりにトナー中から加熱時にオフセッ
ト防止液体を供給しようという考えから、トナー中に低
分子量ポリエチレン,低分子量ポリプロピレンなどの離
型剤を添加する方法が提案されている。
せることは知られている。例えば特公昭52−3304
号公報,特公昭52−3305号公報,特開昭57−5
2574号公報等に技術が開示されている。
平2−79860号公報,特開平1−109359号公
報,特開昭62−14166号公報,特開昭61−27
3554号公報,特開昭61−94062号公報,特開
昭61−138259号公報,特開昭60−25236
1号公報,特開昭60−252360号公報,特開昭6
0−217366号公報などにワックス類を含有させる
技術が開示されている。
耐オフセット性の向上や、低温時の定着性の向上のため
に用いられているが反面、耐ブロッキング性を悪化させ
たり、複写機等の昇温などによって熱にさらされると現
像性が悪化したり、また長期トナーを放置した際にワッ
クスがトナー表面にマイブレーションして現像性が悪化
したりする。
にかかる期待は大なるものであった。
案されている(特公昭36−10231号公報)。この
懸濁重合法においては重合性単量体および着色剤(更に
必要に応じて重合開始剤,架橋剤,荷電制御剤,その他
の添加剤)を均一に溶解または分散せしめて単量体組成
物とした後、この単量体組成物を分散安定剤を含有する
連続相(例えば水相)中に適当な撹拌機を用いて分散し
同時に重合反応を行なわせ、所望の粒径を有するトナー
粒子を得るものである。さらに特開平5−341573
号公報等によれば、水という極性の大なる分散媒中にお
いて、単量体組成物中に極性成分を含有させることによ
り、単量体組成物に含まれる極性基を有する成分は水相
との界面である表層部に存在し易くなり、非極性の成分
は表層部に存在しにくくなるという、いわゆるコア/シ
ェル構造をとることが可能となる。
クスの内包化により、耐ブロッキング性と耐高温オフセ
ット性という相反する性能を両立することが可能とな
り、かつ定着ローラーにオイル等の離型剤を塗布するこ
となく、高温オフセットを防止することが可能となる。
量,高品質,高信頼性等に対するユーザーの期待は高
く、それを凌駕するような製品開発が不可欠となってき
ている。
しては、たとえば小型,軽量の場合、例えば定着器周辺
の簡略化がある。それをするためには離型剤フリーの定
着等が要求される。
の連続使用において初期画像とほとんど差の生じない画
像が要求されている。それには耐久による現像性,定着
性を高いレベルで維持しなければならない。これらの達
成のためには、現像性向上のための耐ブロッキング性向
上が要求される。また、定着性(耐高温オフセット性)
向上のための離型剤の選定が必要である。
写あるいは片面のオリジナル原稿の両面化に対するユー
ザーの需要は大きく、そのためにも、高画質,高信頼性
のある両面画像が求められている。従来のカラー両面に
対する技術において様々な弊害がある中で、最重要課題
の一つに、1面を定着した後に発生する転写材のカール
がある。このカールが大きいと定着画像の搬送性は著し
く劣り、高画質,高信頼性のある両面画像が得られにく
い。これに対して、トナーに要求される性能としては、
例えば転写材へのトナー転写量の少ない状態において、
いかに、画像濃度,色再現性等を満足した高画質画像を
得られるかである。それには、トナー自体の着色力の向
上が要求される。また、両面において、2度定着器を通
過する画像が生じることから、耐高温オフセット性のさ
らなる向上もまた、要求される。
の如き要求を満足した静電荷像現像用トナーに関するも
のである。
ング性に優れ、耐久時における現像部材(例えば、スリ
ーブ、ブレード、キャリア、感光ドラム、転写ドラム)
への融着、スペント化抑制に効果のある静電荷像現像用
トナーを提供することにある。
優れ、高着色力を有する静電荷像現像用トナーを提供す
ることにある。
ル量の少ない静電荷像現像用トナーを提供することにあ
る。
ット性(特に高速化における)に優れた静電荷像現像用
トナーを提供することにある。
ラーに塗布することなく定着することが可能な静電荷像
現像用トナーを提供することにある。
色剤,極性樹脂及び離型剤を少なくとも含有する静電荷
像現像用トナーにおいて、該極性樹脂が少なくとも、カ
ルボン酸化合物と3価以上のアルコール成分を含むアル
コール化合物とから合成されたものであり、該極性樹脂
のGPCによる数平均分子量をMn、重量平均分子量を
Mwとした時、Mw/Mnの値が3.0<Mw/Mn≦
6.0であり、該トナーは、直接重合法により製造され
た重合トナーであることを特徴とする静電荷像現像用ト
ナーに関する。
あることを特徴とする静電荷像現像用トナーに関する。
OH/g)、水酸基価OHV(mgKOH/g)及びG
PCによる数平均分子量Mnとの関係が、以下式(a)
によって、表わされることを特徴とする静電荷像現像用
トナーに関する。
とを特徴とする静電荷像現像用トナーに関する。
を特徴とする静電荷像現像用トナーに関する。
=4 R1,R2:炭素数が1〜40迄の整数を有する有機基で
且つR1とR2との炭素数差が3以上 m,n:0〜25迄の整数であり、mとnが同時に0に
なることはない。)
+b≦3 R1,R2:炭素数が1〜40迄の整数を有する有機基で
且つR1とR2との炭素数差が3以上 R3:水素原子,炭素数が1以上の有機基。但し、a+
b=2のとき、R3のどちらか一方は、炭素数が1以上
の有機基 k:1〜3迄の整数 m,n:0〜25迄の整数であり、mとnが同時に0に
なることはない。)
1とR3は同じものであってもなくても良い。
す。)
1とR3は同じものであってもなくてもよい。
−あるいは −(CH(CH3)CH2O)m−C6H4C(CH3)2C6H4− (OCH2CHCH3)m−らの変性ビスフェノール骨格
を有するものあるいは−(CH2)n−であり、mは1〜
10の整数,nは1〜20の整数を示す。)
=4,b≠0 R1:炭素数が1〜40迄の整数を有する有機基 m,n:0〜25迄の整数であり、mとnが同時に0に
なることはない。)を有する静電荷像現像用トナーに関
する。
なお、これに限定されるものではない。
脂は、少なくとも、多官能アルコール成分により合成さ
れており、且つ該極性樹脂のGPCによる数平均分子量
をMn、重量平均分子量をMwとした時、Mw/Mnの
値が3.0<Mw/Mn≦6.0であることを特徴とす
る。多官能アルコール成分を積極的に用いることによ
り、重合トナーのトナー特性に大きく影響を与える酸価
と水酸基価の値が容易に制御可能となる。また、耐久に
よる部材への融着等に効果がある弱架橋タイプの樹脂合
成も容易に制御可能となる。さらに、モノマー中への極
性樹脂の溶解をも容易にする。
(mgKOH/g)は、4≦AV≦35、より好ましく
は5≦AV≦30が望まれる。酸価が4未満の場合には
最適範囲内のものと比較すると、トナー帯電量の立ち上
がりが若干劣り、画像においてカブリが生じやすくなる
傾向がある。酸価が35を超える場合には、最適範囲内
のものと比較すると、モノマー組成物中に上記極性樹脂
を溶解させた後トナーを製造するような場合に、溶解に
時間がかかり、製造時のタクトに影響を与えてしまう。
OHV(mgKOH/g)は、5≦OHV≦50、より
好ましくは7≦OHV≦45が望まれる。水酸基価が5
未満の場合には、例えば重合トナーに用いた場合、最適
範囲内のものと比較すると、極性樹脂の表面局在化が起
こりにくく、流動性が若干劣る。水酸基価が50を超え
てしまうと最適範囲内のものと比較すると、高温高湿下
において放置した後のトナー帯電量が若干低くなる傾向
が見られ、連続通紙において極めて良好な安定した画像
濃度が得にくい。
分子量Mwは、6000≦Mw≦50000、より好ま
しくは6500≦Mw≦45000が望まれる。重量平
均分子量が6000未満では、例えば重合トナーに用い
た場合、最適範囲内のものと比較すると、連続通紙にお
いてトナー表面の外添剤が耐久によって埋没し、転写性
の悪化を招きやすくなる。重量平均分子量が50000
を超える場合には、例えば重合トナーに用いた場合、モ
ノマー系中に極性樹脂を溶解するのに時間を多く費やし
てしまう。また溶解してもモノマーの粘度が上昇し粒径
の小さく且つ粒度の揃ったものが得にくくなる。
子量Mnは、2200≦Mn≦15000、より好まし
くは2500≦Mn≦12000が望まれる。また、該
極性樹脂の分子量分布のピーク値Mpは、3500≦M
p≦22000、より好ましくは5000≦Mp≦20
000が望まれる。上記最適範囲をはずれる場合の弊害
に関しては、重量平均分子量の場合と同じである。
布Mw/Mnは、3.0<Mw/Mn≦6.0、より好
ましくは3.1≦Mw/Mn≦5.5が好ましい。分子
量分布が3.0以下の場合には、耐久による現像部材へ
の融着が、上記最適範囲のものより若干劣ってしまう。
分子量分布が6.0を超える場合には、顔料の分散性が
悪化してしまい、着色力が低下してしまう。
エステル樹脂のGPCによる数平均分子量(Mn)と酸
価AVと水酸基価OHVとの関係は、次の計算式(a)
で定義される。
例えば重合トナーに用いた場合、最適範囲内と比較する
と、離型剤を内包化しにくくなる。650を超える場合
には、逆に極性樹脂の極性が極めて大きく、モノマー中
への溶解が困難になってしまう。
ラス転移点Tg(℃)は、50≦Tg≦95、より好ま
しくは55≦Tg≦90が好ましい。ガラス転移点が5
0未満の場合には、耐ブロッキング性が悪化する。ガラ
ス転移点が95を超える場合には、耐低温オフセット性
が弱くなる。
は、上記構造式を有することにより、離型剤自体の結晶
性が阻害され良好な透明性を発現するとともに、トナー
中に含有せしめた場合には良好な定着性を示すものであ
るが、本発明者らはこの離型剤と上記極性樹脂を、例え
ば、重合の際モノマー系中に溶解させた後、反応を進め
ることによって、得られたトナーの帯電量が大きく、か
つ適正帯電値に到達するまでの速度が速く、さらに耐久
において、帯電値変動の少ない静電荷像現像用トナーが
得られることを見い出した。この理由は、ともにエステ
ル系である両該化合物はモノマー系中での親和性が良好
であり、それにともない同じく系内に存在する帯電制御
剤の分散性が向上し、その結果、造粒時における各液滴
への帯電制御剤の分散性が良化し、得られたトナーの帯
電が均一化することにより、不帯電性の粒子が減少する
ためである。
には上記構造式及びが好ましい。
って、低温定着性かつ耐高温オフセット性にも優れた効
果を表わすということもまた見い出した。この理由は、
定着時に加熱された際、ともにエステル系であるがゆえ
に、上記離型剤がトナー最外殻層に存在している上記極
性樹脂への移行速度が速く、そのため、離型剤がトナー
最表面にしみ出し易くなり低温定着性が良好となる。ま
た、耐高温オフセット性に関しては、高温時トナー最外
殻層において両該化合物の親和性が良好なためである。
ように求められる。
の三角フラスコに秤量し、メタノール:トルエン=3
0:70の混合溶媒約50ml加えて樹脂を溶解する。
溶解性が悪いようであれば少量のアセトンを加えてもよ
い。0.1%のブロムチモールブルーとフェノールレッ
ドの混合指示薬を用い、あらかじめ標定されたN/10
カセイカリ〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリ
液の消費量からつぎの計算で酸価を求める。
る。
g単位で精秤し、無水酢酸/ピリジン=1/4の混合溶
液を5mlホールピッペットで加え、更にピリジン25
mlをメスシリンダーで加える。三角フラスコに冷却器
を取り付け、100℃のオイルバス中で90分反応させ
る。蒸留水3mlを冷却部上部から加えてよく振とうし
10分間放置する。冷却器をつけたまま三角フラスコを
オイルバスから引き上げて放冷し、約30℃になれば冷
却器上部口から少量のアセトン(10ml程度)で冷却
器及びフラスコ口を洗浄する。THF50mlをメスシ
リンダーで加えフェノールフタレインのアルコール溶液
を指示薬としてN/2KOH−THF溶液で50ml
(目量0.1ml)のビュレットを用いて中和滴定す
る。中和終点直前に中性アルコール25ml(メタノー
ル/アセトン=1/1容量比)を加え溶液が微紅色を呈
するまで滴定を行う。同時に空試験も行う。
により求められる。
から、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計で測
定することが好ましい。例えば、パーキンエルマー社製
のDSC−7が利用できる。
に準じて行う。本発明に用いられる測定では、1回昇
温,降温させ前履歴を取った後、温度速度10℃/mi
nで、昇温させた時に測定されるDSC曲線を用いる。
子量分布は以下の方法で測定される。
ラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒と
してTHF(テトラハイドロフラン)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
出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料として
は、たとえば、東ソー社製あるいは、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。
なおカラムとしては、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、たとえば昭和電工社製
のshodex GPC KF−801,802,80
3,804,805,806,807,800Pの組み
合わせや、東ソー社製のTSKgelG1000H(H
XL),G2000H(HXL),G3000H(HXL),
G4000H(HXL),G5000H(HXL),G60
00H(HXL),G7000H(HXL),TSKgua
rdcolumnの組み合わせを挙げることができる。
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)、更に12時間以上静置する。このときT
HF中への放置時間が24時間以上となるようにする。
その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.45
〜0.5μm、たとえば、マイショリディスクH−25
−5 東ソー社製、エキクロディスク25CR ゲルマ
ン サイエンス ジャパン社製などが利用できる)を通
過させたものを、GPCの試料とする。また試料濃度
は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整
する。
該離型剤の製造方法としては、例えば、酸化反応による
合成法、カルボン酸及びその誘導体からの合成、マイケ
ル不可反応に代表されるエステル基導入反応、カルボン
酸化合物とアルコール化合物からの脱水縮合反応を利用
する方法、酸ハロゲン化物とアルコール化合物からの反
応、エステル交換反応で製造される。触媒としては、エ
ステル化反応に使う一般の酸性,アルカリ性触媒、例え
ば酢酸亜鉛,チタン化合物などでよい。また、その後、
再結晶法,蒸留法などにより高純度化させてもよい。
ましい製造方法は、原料の多用性,反応のしやすさから
カルボン酸化合物とアルコール化合物からの脱水縮合反
応である。
成は以下の通りである。
全成分中45〜55mol%がアルコール成分であり、
55〜45mol%が酸成分であることが好ましい。
ール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオー
ル、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、
1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘ
キサンジオール、水素化ビスフェノールA、下記式
(I)
はそれぞれ1以上の整数を示し、かつx+yの平均値は
2〜10を示す。)で示されるビスフェノール誘導体、
又は下記式(II)
フタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、ジフェニル−
P・P′−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカル
ボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ジフェニ
ルメタン−P・P′−ジカルボン酸、ベンゾフェノン−
4,4′−ジカルボン酸、1,2−ジフェノキシエタン
−P・P′−ジカルボン酸の如きベンゼンジカルボン酸
類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン
酸、アゼライン酸、グリタル酸、シクロヘキサンジカル
ボン酸、トリエチレンジカルボン酸、マロン酸の如きア
ルキルジカルボン酸類又はその無水物、またさらに炭素
数6〜18のアルキル基で置換されたこはく酸もしくは
その無水物;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イ
タコン酸などの不飽和ジカルボン酸又はその無水物等が
挙げられる。
樹脂のアルコール成分としては前記(I)式で示される
ビスフェノール誘導体であり、酸成分としては、フタル
酸、テレフタル酸、イソフタル酸又はその無水物、こは
く酸、n−ドデセニルコハク酸、又はその無水物、フマ
ル酸、マレイン酸、無水マレイン酸の如きジカルボン酸
類が挙げられる。
構造や分岐構造を有するものであっても良い。
カルボン酸や3価以上のポリオールを上記の2価のポリ
カルボン酸及び2価のポリオールと共に用いて合成する
ことにより得ることが可能である。
えばトリメリット酸、ピロメリット酸、シクロヘキサン
トリカルボン酸類、2,5,7−ナフタレントリカルボ
ン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,
2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサン
トリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレ
ンカルボキシルプロパン、1,3−ジカルボキシル−2
−メチル−メチレンカルボキシルプロパン、テトラ(メ
チレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタ
ンテトラカルボン酸及びそれらの無水物が使用できる。
ばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトール、
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、しょ糖、
1,2,4−メタントリオール、グリセリン、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
が使用できる。
ものと同様である。
ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテ
ルを用いるものの他、以下のような方法が挙げられる。
なお、これに限定されるものではない。
基と3価以上の多価カルボン酸とを反応させる方法とし
て、リン酸カルシウム、塩化第二鉄、塩化亜鉛、スズや
チタンの有機金属塩、酸化スズの如き触媒を用い、16
0〜270℃の温度にて、減圧下或いは溶剤を用いて共
沸蒸留させながら、生成した水を除去しつつ、変性させ
る。あるいは、溶剤及びジイソシアネートを用いて、6
0〜200℃にて変性する方法もある。
Cにより次の条件で測定される。
C(ウォーターズ社) カラム:GMH−MT30cm2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%の試料を0.4ml注入
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。
以上4000以下、数平均分子量(Mn)は200以上
4000以下であることが好ましく、より好ましくはM
wが400以上3500以下、Mnは250以上350
0以下であることが望まれる。Mwが350未満,Mn
が200未満の場合には、トナーの耐ブロッキング性が
著しく悪化する。また、Mwが4000を,Mnが40
00を超える場合には、離型剤自体の結晶性が発現し、
透明性が著しく悪化する。
る混合物を重合せしめることにより、直接的にトナー粒
子を得る重合法トナー製法においては、該離型剤を重合
性単量体100重量部に対し5〜40重量部、より好ま
しくは10〜30重量部使用するのが好ましい。
おいては、通常用いる離型剤がバインダー樹脂より極性
が低いため、水系媒体中での重合方法ではトナー粒子内
部に多量の離型剤を内包化させ易いので乾式トナー製法
と比較し、一般に多量の離型剤を用いることが可能とな
り、定着時のオフセット防止効果には特に有効となる。
セット防止効果が低下しやすく、上限を超える場合では
耐ブロッキング効果が低下し耐オフセット効果にも悪影
響を与えやすく、ドラム融着,スリーブ融着を起こしや
すく、重合法トナーの場合には粒度分布の広いトナーが
生成する傾向にある。
0〜120℃であることが好ましく、より好ましくは5
0〜80℃が特に好ましい。融点が30℃より低い場合
はトナーの耐ブロッキング性,多数枚の複写時でのスリ
ーブ汚染抑制・感光体の汚染防止性が低下しやすい。融
点が120℃を超える場合は、粉砕法によるトナーの製
法においてはバインダー樹脂との均一混合に過大のエネ
ルギーが必要になり、他方重合法によるトナーの製法に
おいても高沸点溶剤の利用や高圧下での耐圧反応容器が
必要になり装置がきわめて複雑になり好ましくない。
の加成性を利用したFedorsの方法[Polym.
Eng.Sci.,14(2)147(1974)]を
用いて算出する方法が挙げられる。
〔(cal/cm3)1/2〕は、7.6〜10.5の範囲
であることが好ましい。SP値が7.6未満の値を示す
離型剤は、用いるバインダー樹脂との相溶性が乏しく結
果的にバインダー樹脂中への良好な分散が得られにく
く、多数枚複写時において該離型剤の現像スリーブへの
付着が生じやすく、トナーの帯電量が変化しやすくな
る。更に地カブリ・トナー補給時の濃度変動等も起こし
やすい。SP値が10.5を超える離型剤を用いる場合
には、トナーを長期保存した際トナー同士のブロッキン
グが発生しやすい。更にバインダー樹脂との相溶性が良
すぎるため定着時において定着部材とトナーバインダー
樹脂層間に十分な離型性層が形成しにくく、オフセット
現象を起こしやすい。
は、HAAKE社製VP−500にてコーンプレート型
ローター(PK−1)を用い135℃にて測定する方法
が挙げられる。135℃における溶融粘度は1〜300
cPsであることが好ましく、更に好ましくは3〜50
cPsを有する離型剤が特に好ましい。1cPsより低
い溶融粘度を有する場合は、非磁性一成分現像方式でブ
レード等によりスリーブにトナー層を薄層コーティング
する際、機械的なズリ力によりスリーブ汚染を招きやす
い。また、二成分現像方法においてもキャリヤーを用い
トナーを現像する際においてトナーとキャリヤー間のズ
リ力によりダメージを生じやすく、外添剤の埋没・トナ
ー破砕等が生じやすい。300cPsを超える溶融粘度
を有する場合には、重合方法を用いてトナーを製造する
際、分散質の粘度が高すぎ、均一な粒径を有する微小粒
径のトナーを得ることが容易でなく、粒度分布の広いト
ナーとなりやすい。
ミック超微小硬度計(DUH−200)を用いる測定法
が挙げられる。測定条件は、ビッカース圧子を用い0.
5g荷重下で9.67mg/秒の負荷速度にて10μm
変位させた後、12秒保持させサンプル上に付いた打痕
を解析することによりビッカース硬度を求める。サンプ
ルは直径20mmφの金型を用い予め溶融したサンプル
を5mm厚の円柱状に成型して用いる。本発明に利用さ
れる離型剤の硬度は0.3〜5.0の範囲が好ましく、
更に好ましいビッカース硬度は0.5〜3.0が特に有
効である。
有したトナーは、多数枚複写において複写機のクリーニ
ング部位で破砕されやすく、ドラム表面上にトナー融着
を起こしやすく結果的に画像上に黒筋が発生しやすい。
また、画像サンプルを多重枚重ねて保存した際、裏面に
トナーが転写し所謂裏写りが発生しやすく好ましくな
い。ビッカース硬度が5.0を超える離型剤を含有した
トナーは、加熱定着時に用いる定着器に必要以上の加圧
力を必要とし、定着器に必要以上の強度設計が必要とな
り好ましくない。通常加圧力の定着器を用いたなら耐オ
フセット性が低下しやすく好ましくない。
を添加することも可能である。
造法は、特公昭56−13945号公報等に記載のディ
スク又は多流体ノズルを用い溶融混合物を空気中に霧化
し球状トナーを得る方法や、特公昭36−10231号
公報,特開昭59−53856号公報,特開昭59−6
1842号公報に述べられている懸濁重合法を用いて直
接トナーを生成する方法や、単量体には可溶で得られる
重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成す
る分散重合法又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重
合しトナーを生成するソープフリー重合法に代表される
乳化重合法や、予め1次極性乳化重合粒子を作った後、
反対電荷を有する極性粒子を加え会合させるヘテロ凝集
法等を用いトナーを製造することが可能である。
られるトナーは極めてシャープな粒度分布を示すが、使
用する材料の選択が狭い事や有機溶剤の利用が廃溶剤の
処理や溶剤の引火性に関する観点から製造装置が複雑で
煩雑化しやすい。ソープフリー重合に代表される乳化重
合法は、トナーの粒度分布が比較的揃うため有効である
が、使用した乳化剤や開始剤末端がトナー粒子表面に存
在した時に環境特性を悪化させやすい。
シャープな微粒子トナーが得られる常圧下での、また
は、加圧下での懸濁重合法が特に好ましい。一旦得られ
た重合粒子に更に単量体を吸着せしめた後、重合開始剤
を用い重合せしめる所謂シード重合方法も本発明に好適
に利用することができる。
用いる場合においては、以下の如き製造方法によって具
体的にトナーを製造することが可能である。単量体中に
該離型剤,該極性樹脂,着色剤,荷電制御剤,重合開始
剤その他の添加剤を加え、ホモジナイザー,超音波分散
機等によって均一に溶解又は分散せしめた単量体系を、
分散安定剤を含有する水相中に通常の撹拌機またはホモ
ミキサー,ホモジナイザー等により分散せしめる。好ま
しくは単量体液滴が所望のトナー粒子のサイズを有する
ように撹拌速度・時間を調整し、造粒する。その後は分
散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒子
の沈降が防止される程度の撹拌を行えば良い。重合温度
は40℃以上、一般的には50〜90℃の温度に設定し
て重合を行う。また、重合反応後半に昇温しても良く、
更に、トナー定着時の臭いの原因等となる未反応の重合
性単量体、副生成物等を除去するために反応後半、又
は、反応終了後に一部水系媒体を留去しても良い。反応
終了後、生成したトナー粒子を洗浄・濾過により回収
し、乾燥する。懸濁重合法においては、通常単量体系1
00重量部に対して水300〜3000重量部を分散媒
として使用するのが好ましい。
は、透過電子顕微鏡(TEM)を用いたトナーの断層面
測定法で該離型剤が、外殻樹脂層で内包化された直接重
合法を用いて製造されたものである。定着性の観点から
多量の離型剤をトナーに含有せしめる必要性から、必然
的な離型剤を外殻樹脂中に内包化せしめる必要がある。
内包化せしめない場合のトナーは、粉砕工程において特
殊な凍結粉砕を利用しないと十分な微粉砕化ができず結
果的に粒度分布の広いものしか得られず、装置へのトナ
ー融着も発生し甚だ好ましくない。また冷凍粉砕におい
ては、装置への結露防止策のため装置が煩雑化したり、
仮にトナーが吸湿した場合においてはトナーの作業性低
下を招き、更に乾燥工程を追加することも必要となり問
題となる。該離型剤を内包化せしめる具体的な方法とし
ては、水系媒体中での材料の極性を主要単量体より離型
剤の方を小さく設定し、更に少量の極性の大きな樹脂又
は単量体を添加せしめることで離型剤を外殻樹脂で被覆
した所謂コア−シェル構造を有するトナーを得ることが
できる。トナーの粒度分布制御や粒径の制御は、難水溶
性の無機塩や保護コロイド作用をする分散剤の種類や添
加量を変える方法や機械的装置条件例えばローターの周
速・パス回数・撹拌羽根形状等の撹拌条件や容器形状又
は、水溶液中での固形分濃度等を制御することにより所
定の本発明のトナーを得ることができる。
具体的な方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中に
トナーを十分分散させた後温度40℃の雰囲気中で2日
間硬化させ得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必要
により四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、ダ
イヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサン
プルを切り出し透過電子顕微鏡(TEM)を用いトナー
の断層形態を測定した。本発明においては、用いる該離
型剤と外殻を構成する樹脂との若干の結晶化度の違いを
利用して材料間のコントラストを付けるため四三酸化ル
テニウム染色法を用いることが好ましい。代表的な一例
を図1に示す。明らかに該離型剤が外殻樹脂で内包化さ
れていることが観測された。
は、重合性単量体としては、スチレン,o(m−,p
−)−メチルスチレン,m(p−)−エチルスチレン等
のスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸メチル,(メ
タ)アクリル酸エチル,(メタ)アクリル酸プロピル,
(メタ)アクリル酸ブチル,(メタ)アクリル酸オクチ
ル,(メタ)アクリル酸ドデシル,(メタ)アクリル酸
ステアリル,(メタ)アクリル酸ベヘニル,(メタ)ア
クリル酸2−エチルヘキシル,(メタ)アクリル酸ジメ
チルアミノエチル,(メタ)アクリル酸ジエチルアミノ
エチル等の(メタ)アクリル酸エステル系単量体;ブタ
ジエン,イソプレン,シクロヘキセン,(メタ)アクリ
ロニトリル,アクリル酸アミド等のエン系単量体が好ま
しく用いられる。
アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,
2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビ
ス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’
−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニ
トリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系又はジ
アゾ系重合開始剤、ベンゾイルペルオキシド、メチルエ
チルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカ
ーボネート、クメンヒドロペルオキシド、t−ブチルヒ
ドロペルオキシド、ジ−t−ブチルペルオキシド、ジク
シルペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオ
キシド、ラウロイルペルオキシド、2,2−ビス(4,
4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、
トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過
酸化物系開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始
剤、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸
塩、過酸化水素などが使用される。
重量部の添加量が好ましく、単独で又は、併用しても良
い。
るために、公知の架橋剤、連鎖移動剤を添加しても良
く、好ましい添加量としては0.001〜15重量部で
ある。
濁重合,シード重合,ヘテロ凝集法を用いる重合法等に
よって、重合法トナーを製造する際に用いられる分散媒
には、いずれか適当な安定剤を使用する。例えば、無機
化合物として、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウ
ム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグ
ネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウ
ム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シ
リカ、アルミナ等が挙げられる。有機化合物として、ポ
リビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メ
チルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリ
アクリル酸及びその塩、デンプン、ポリアクリルアミ
ド、ポリエチレンオキシド、ポリ(ハイドロオキシステ
アリン酸−g−メタクリル酸メチル−eu−メタクリル
酸)共重合体やノニオン系或はイオン系界面活性剤など
が使用される。
る場合には、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活
性剤、両性イオン界面活性剤及びノニオン系界面活性剤
が使用される。これらの安定剤は重合性単量体100重
量部に対して0.2〜30重量部を使用することが好ま
しい。
る場合、市販のものをそのまま用いても良いが、細かい
粒子を得るために、分散媒中にて該無機化合物を生成さ
せても良い。
に、0.001〜0.1重量部の界面活性剤を使用して
もよい。これは上記分散安定化剤の所期の作用を促進す
る為のものであり、その具体例としては、ドデシルベン
ゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペ
ンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、
オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステア
リン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等が挙げられ
る。
られる着色剤としては、着色剤の持つ重合阻害性や水相
移行性に注意を払う必要があり、前記着色剤を好ましく
は表面改質、たとえば重合阻害のない疎水化処理を施し
たほうが良い。特に染料系やカーボンブラックは、重合
阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要
する。染料系を表面処理する好ましい方法としては、こ
れら染料の存在下に重合性単量体をあらかじめ重合せし
める方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に
添加する。また、カーボンブラックについては、上記染
料と同様の処理のほか、カーボンブラックの表面官能基
と反応する物質、たとえば、ポリオルガノシロキサンな
どで処理を行っても良い。
も良い。
記物質がある。
が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン
金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダ
イカルボン酸系の金属化合物がある。他には、芳香族ハ
イドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸
及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール
等のフェノール誘導体類などがある。
合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級
アンモニウム塩、カリックスアレーン、ケイ素化合物、
スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル
酸共重合体、スチレン−アクリル−スルホン酸共重合
体、ノンメタルカルボン酸系化合物等が挙げられる。
記物質がある。
物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、トリブチ
ルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフト
スルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフル
オロボレートなどの4級アンモニウム塩、及びこれらの
類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれら
のレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレ
ーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、
りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タ
ンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、
フェロシアン化物など)、高級脂肪酸の金属塩;ジブチ
ルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシク
ロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサ
イド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレー
ト、ジシクロヘキシルスズボレートなどのジオルガノス
ズボレート類;これらを単独で或は2種類以上組合せて
用いることができる。これらの中でも、ニグロシン系、
4級アンモニウム塩の如き荷電制御剤が特に好ましく用
いられる。
量部に対して、0.01〜20重量部(より好ましくは
0.5〜10重量部)使用するのが良い。
としてカーボンブラック,磁性体,以下に示すイエロー
/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたもの
が利用される。
物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,
アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代
表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピ
グメントイエロー12、13、14、15、17、6
2、74、83、93、94、95、109、110、
111、128、129、147、168、180等が
好適に用いられる。
物,ジケトピロロピロール化合物,アントラキノン,キ
ナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール
化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合
物,ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.
I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、4
8;2、48;3、48;4、57;1、81;1、1
22、146、166、169、177、184、18
5、202、206、220、221、254が特に好
ましい。
は、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アントラ
キノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が利用できる。
具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、
15:1、15:2、15:3、15:4、60、6
2、66等が特に好適に利用できる。これらの着色剤
は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることが
できる。本発明の着色剤は、色相角,彩度,明度,耐候
性,OHP透明性,トナー中への分散性の点から選択さ
れる。該着色剤の添加量は、樹脂100重量部に対し1
〜20重量部添加して用いられる。
有させ磁性トナーとしても使用しうる。この場合、磁性
材料は着色剤の役割をかねることもできる。本発明にお
いて、磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マグ
ネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄;鉄、コ
バルト、ニッケルのような金属或いはこれらの金属のア
ルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、
亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウ
ム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングス
テン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物等
が挙げられる。
くは、表面改質された磁性体が望まれ、重合法トナーに
用いる場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤
により、疎水化処理を施したものであれば、どんなもの
でも良く、このような表面改質剤としては、例えばシラ
ンカップリング剤、チタンカップリング剤等を挙げるこ
とができる。
下、好ましくは0.1〜0.5μm程度のものが好まし
い。トナー中に含有させる量としては樹脂成分100重
量部に対し約20〜200重量部、特に好ましくは樹脂
成分100重量部に対し40〜150重量部が良い。
性が保磁力(Hc)20〜300エルステッド、飽和磁
化(σs)50〜200emu/g、残留磁化(σr)
2〜20emu/gのものが好ましい。
しては、トナー中に、あるいはトナーに添加した時の耐
久性の点から、トナー粒子の体積平均径の1/5以下の
粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、電
子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたそ
の平均粒径を意味する。これら特性付与を目的とした添
加剤としては、たとえば、以下のようなものが用いられ
る。
ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンなど)カーボン
ブラック、フッ化カーボンなど。それぞれ、疎水化処理
を行ったものが、より好ましい。
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、酸化クロムなど)・窒化物(窒化ケイ素
など)・炭化物(炭化ケイ素など)・金属塩(硫酸カル
シウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど)が挙げら
れる。
ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなど)・脂肪
酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム
など)などが挙げられる。
化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウムなど)・カーボンブラックなどが挙げられる。
に対し0.1〜10重量部が用いられ、好ましくは0.
1〜5重量部が用いられる。これら添加剤は、単独で用
いても、また、複数併用しても良い。
系現像剤用として使用できる。一成分系現像剤として、
磁性体をトナー粒子中に含有せしめた磁性トナーの場合
には、現像スリーブ中に内蔵せしめたマグネットを利用
し、磁性トナーを搬送及び帯電せしめる方法がある。磁
性体を含有しない非磁性トナーを用いる場合には、ブレ
ード又はローラを用い、現像スリーブにて強制的に摩擦
帯電しスリーブ上にトナーを付着せしめることで搬送せ
しめる方法がある。
発明のトナーと共に、キャリアを用い現像剤として使用
する。磁性キャリアとしては、鉄,銅,亜鉛,ニッケ
ル,コバルト,マンガン,クロム元素からなる元素単独
又は複合フェライト状態で構成される。磁性キャリアの
形状として、球状,扁平又は不定形がある。更に磁性キ
ャリア粒子表面状態の微細構造(たとえば表面凸凹性)
をもコントロールすることが好ましい。一般的には、上
記無機酸化物を焼成、造粒することにより、あらかじ
め、磁性キャリアコア粒子を生成した後、樹脂にコーテ
ィングする方法が用いられている。磁性キャリアのトナ
ーへの負荷を軽減する意味合いから、無機酸化物と樹脂
を混練後、粉砕、分級して低密度分散キャリアを得る方
法や、さらには、直接無機酸化物とモノマーとの混練物
を水系媒体中にて懸濁重合せしめ真球状の磁性キャリア
を得る方法も利用することが可能である。
被覆キャリアは、特に好ましい。その方法としては、樹
脂を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて塗布しキャリア
に付着せしめる方法、単に樹脂粉体とキャリア粒子とを
混合して付着させる方法が適用できる。
ナー材料により異なるが、例えばポリテトラフルオロエ
チレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリ
フッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹
脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアシド、ポ
リビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂などが挙
げられる。これらは単独或は複数で用いられる。
磁気的に飽和させた後の1000エルステッドにおける
磁化の強さ(σ1000)は30乃至300emu/cm3
であることが必要である。さらに高画質化を達成するた
めに、好ましくは100乃至250emu/cm3であ
ることがよい。300emu/cm3より大きい場合に
は、高画質なトナー画像が得られにくくなる。30em
u/cm3未満であると、磁気的な拘束力も減少するた
めにキャリア付着を生じやすい。
が180以下、凹凸の度合いを示すSF2が250以下
であることが好ましい。なお、SF−1、SF−2は以
下の式にて定義され、ニレコ社製のLUZEX III
にて測定される。
て二成分現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤
中のトナー濃度として、2重量%〜15重量%、好まし
くは4重量%〜13重量%にすると通常良好な結果が得
られる。
を添付図面を参照しながら以下に説明する。
し、例えば図2に示すような現像手段を用い現像を行う
ことができる。具体的には交番電界を印加しつつ、磁気
ブラシが静電像保持体(例えば、感光体ドラム)3に接
触している状態で現像を行うことが好ましい。現像剤担
持体(現像スリーブ)1と感光体ドラム3の距離(S−
D間距離)Bは100〜1000μmであることがキャ
リア付着防止及びドット再現性の向上において良好であ
る。100μmより狭いと現像剤の供給が不十分になり
やすく、画像濃度が低くなり、1000μmを超えると
磁石S1からの磁力線が広がり磁気ブラシの密度が低く
なり、ドット再現性に劣ったり、キャリアを拘束する力
が弱まりキャリア付着が生じやすくなる。
00Vが好ましく、周波数は500〜10000Hz、
好ましくは500〜3000Hzであり、それぞれプロ
セスに適宜選択して用いることができる。この場合、波
形としては三角波、矩形波、正弦波、あるいはDuty
比を変えた波形等種々選択して用いることができる。印
加電圧が、500Vより低いと十分な画像濃度が得られ
にくく、また非画像部のカブリトナーを良好に回収する
ことができない場合がある。50000Vを超える場合
には磁気ブラシを介して、静電像を乱してしまい、画質
低下を招く場合がある。
像剤を使用することで、カブリ取り電圧(Vback)
を低くすることができ、感光体の一次帯電を低めること
ができるために感光体寿命を長寿命化できる。Vbac
kは、現像システムにもよるが150V以下、より好ま
しくは100V以下が良い。
がでるように200V〜500Vが好ましく用いられ
る。
ピードにも関係するが、キャリアへの電荷注入が起こる
ためにキャリア付着、あるいは潜像を乱すことで画質を
低下させる場合がある。10000Hzを超えると電界
に対してトナーが追随できず画質低下を招きやすい。
れ、かつキャリア付着のない現像を行うために現像スリ
ーブ1上の磁気ブラシの感光体ドラム3との接触幅(現
像ニップC)を好ましくは3〜8mmにすることであ
る。現像ニップCが3mmより狭いと十分な画像濃度と
ドット再現性を良好に満足することが困難であり、8m
mより広いと、現像剤のパッキングが起き機械の動作を
止めてしまったり、またキャリア付着を十分に抑さえる
ことが困難になる。現像ニップの調整方法としては、現
像剤規制部材2と現像スリーブ1との距離Aを調整した
り、現像スリーブ1と感光体ドラム3との距離Bを調整
することでニップ幅を適宜調整する。
ラー画像の出力において、マゼンタ用、シアン用、及び
イエロー用の3個以上の現像器が使用され、本発明の現
像剤及び現像方法を用い、特にデジタル潜像を形成した
現像システムと組み合わせることで、磁気ブラシの影響
がなく、潜像を乱さないためにドット潜像に対して忠実
に現像することが可能となる。転写工程においても本発
明トナーを用いることで高転写率が達成でき、したがっ
て、ハーフトーン部、ベタ部共に高画質を達成できる。
トナーを用いることで多数枚の複写においても画質低下
のない本発明の効果が十分に発揮できる。
帯電器の如き転写手段23により転写材へ転写され、転
写材上のトナー画像は、加熱ローラ26及び加圧ローラ
25を有する加熱加圧定着手段によって定着される。静
電像保持体3上の転写残トナーは、クリーニングブレー
ドの如きクリーニング手段で静電像保持体3から除去さ
れる。本発明のトナーは、転写工程での転写効率が高
く、転写残トナーが少ない上に、クリーニング性に優れ
ているので、静電像保持体上にフィルミングを生じにく
い。さらに、多数枚耐久試験を行っても従来のトナーよ
りも、本発明のトナーは外添剤のトナー粒子表面への埋
没が少ないため、良好な画質を長期にわたって維持し得
る。
しくは、マゼンタ用、シアン用、イエロー用、ブラック
用の現像器を有し、ブラックの現像が最後に行われるこ
とで引き締まった画像を呈することができる。
る画像形成装置の一例を図3を参照しながら説明する。
置本体の右側から装置本体の略中央部にわたって設けら
れている転写材搬送系1と、装置本体の略中央部に、上
記転写材搬送系Iを構成している転写ドラム315に近
接して設けられている潜像形成部IIと、上記潜像形成
部IIと近接して配設されている現像手段(すなわち回
転式現像装置)IIIとに大別される。
なっている。上記装置本体の右壁(図3右側)に開口部
が形成されており、該開口部に着脱自在な転写材供給用
トレイ302及び303が一部機外に突出して配設され
ている。該トレイ302及び303の略直上部には給紙
用ローラ304及び305が配設され、これら給紙用ロ
ーラ304及び305と左方に配された矢印A方向に回
転自在な転写ドラム305とを連係するように、給紙用
ローラ306及び給紙ガイド307及び308が設けら
れている。上記転写ドラム315の外周面近傍には回転
方向上流側から上流側に向かって当接用ローラ309、
グリッパ310、転写材分離用帯電器311、分離爪3
12が順次配設されている。
電器313、転写材分離用帯電器314が配設されてい
る。転写ドラム315の転写材が巻き付く部分にはポリ
弗化ビニリデンの如き、ポリマーで形成されている転写
シート(図示せず)が貼り付けられており、転写材は該
転写シート上に静電的に密着貼り付けされている。上記
転写ドラム315の右側上部には上記分離爪312と近
接して搬送ベルト手段316が配設され、該搬送ベルト
手段316の転写材搬送方向終端(右側)には定着装置
318が配設されている。該定着装置318よりもさら
に搬送方向後流には装置本体301の外へと延在し、装
置本体301に対して着脱自在な排出用トレイ317が
配設されている。
る。図3矢印方向に回転自在な潜像担持体である感光ド
ラム(例えば、OPC感光ドラム)319が、外周面を
上記転写ドラム315の外周面と当接して配設されてい
る。上記感光ドラム319の上方でその外周面近傍に
は、該感光ドラム319の回転方向上流側から下流側に
向かって除電用帯電器320、クリーニング手段321
及び一次帯電器323が順次配設され、さらに上記感光
ドラム319の外周面上に静電潜像を形成するためのレ
ーザービームスキャナのごとき像露光手段324、及び
ミラーのごとき像露光反射手段325が配設されてい
る。
ごとくである。上記感光ドラム319の外周面と対向す
る位置に、回転自在な筐体(以下「回転体」という)3
26が配設され、該回転体326中には四種類の現像装
置が周方向の四位置に搭載され、上記感光ドラム319
の外周面上に形成された静電潜像を可視化(すなわち現
像)するようになっている。上記四種類の現像装置は、
それぞれイエロー現像装置327Y、マゼンタ現像装置
327M、シアン現像装置327C及びブラック現像装
置327BKを有する。
シーケンスについて、フルカラーモードの場合を例とし
て説明する。上述した感光ドラム319が図3矢印方向
に回転すると、該感光ドラム319は一次帯電器323
によって帯電される。図3の装置においては、感光ドラ
ム319の周速(以下、プロセススピードとする)は1
00mm/sec以上(例えば、130〜250mm/
sec)である。一次帯電器323による感光ドラム3
19に対する帯電が行われると、原稿328のイエロー
画像信号にて変調されたレーザー光Eにより画像露光が
行われ、感光ドラム319上に静電潜像が形成され、回
転体326の回転によりあらかじめ現像位置に定置され
たイエロー現像装置327Yによって上記静電潜像の現
像が行われ、イエロートナー画像が形成される。
紙ガイド308を経由して搬送されてきた転写材は、所
定のタイミングにてグリッパ310により保持され、当
接用ローラ309と該当接用ローラ309と対向してい
る電極とによって静電的に転写ドラム315に巻き付け
られる。転写ドラム315は、感光ドラム319と同期
して図3矢印方向に回転しており、イエロー現像装置3
27Yにより形成されたイエロートナー画像は、上記感
光ドラム319の外周面と上記転写ドラム315の外周
面とが当接している部位にて転写帯電器313によって
転写材上に転写される。転写ドラム315はそのまま回
転を継続し、次の色(図3においてはマゼンタ)の転写
に備える。
20により除電され、クリーニングブレードによるクリ
ーニング手段321によってクリーニングされた後、再
び一次帯電器323によって帯電され、次のマゼンタ画
像信号により画像露光が行われ、静電潜像が形成され
る。上記回転式現像装置は、感光ドラム319上にマゼ
ンタ画像信号による像露光により静電潜像が形成される
間に回転して、マゼンタ現像装置327Mを上述した所
定の現像位置に配置せしめ、所定のマゼンタトナーによ
り現像を行う。引き続いて、上述したごときプロセスを
それぞれシアン色及びブラック色に対しても実施し、四
色のトナー像の転写が終了すると、転写材上に形成され
た三色顕画像は各帯電器322及び314により除電さ
れ、上記グリッパ310による転写材の把持が解除され
ると共に、該転写材は、分離爪312によって転写ドラ
ム315より分離され、搬送ベルト316で定着装置3
18に送られ、熱と圧力により定着され一連のフルカラ
ープリントシーケンスが終了し、所要のフルカラープリ
ント画像が転写材の一方の面に形成される。
方法をより具体的に説明する。
44−1、44−2、44−3、44−4に、それぞれ
シアントナーを有する現像剤、マゼンタトナーを有する
現像剤、イエロートナーを有する現像剤及びブラックト
ナーを有する現像剤が導入され、磁気ブラシ現像方式又
は非磁性一成分現像方式等によって感光体41に形成さ
れた静電荷像を現像し、各色トナー像が感光体41上に
形成される。感光体41はa−Se、Cds、Zn
O2、OPC、a−Siの様な光導電絶縁物質層を持つ
感光ドラムもしくは感光ベルトである。感光体41は図
示しない駆動装置によって矢印方向に回転される。
ン感光層、又は有機系感光層を有する感光体が好ましく
用いられる。
質及び電荷輸送性能を有する物質を同一層に含有する、
単一層型でもよく、又は、電荷輸送層を電荷発生層を成
分とする機能分離型感光層であっても良い。導電性基体
上に電荷発生層、次いで電荷輸送層の順で積層されてい
る構造の積層型感光層は好ましい例の一つである。
樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂が特に、転写
性、クリーニング性が良く、クリーニング不良、感光体
へのトナーの融着、外添剤のフィルミングが起こりにく
い。
体41とは非接触である方式と、ローラ等を用いる接触
型の方式がありいずれのものも用いられる。効率的な均
一帯電、シンプル化、低オゾン発生化のために図4に示
す如く接触方式のものが好ましく用いられる。
の外周を形成した導電性弾性層42aとを基本構成とす
るものである。帯電ローラ42は、感光体41面に押圧
力をもって圧接され、感光体41の回転に伴い従動回転
する。
条件としては、ローラの当接圧が5〜500g/cm
で、直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いた時に
は、交流電圧=0.5〜5kVpp、交流周波数=50
Hz〜5kHz、直流電圧=±0.2〜±1.5kVで
あり、直流電圧を用いた時には、直流電圧=±0.2〜
±5kVである。
を用いる方法や、導電性ブラシを用いる方法がある。こ
れらの接触帯電手段は、高電圧が不必要になったり、オ
ゾンの発生が低減するといった効果がある。
ブレードの材質としては、導電性ゴムが好ましく、その
表面に離型性被膜をもうけても良い。離型性被膜として
は、ナイロン系樹脂、PVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)などが適用可能
である。感光体上のトナー像は、電圧(例えば、±0.
1〜±5kV)が印加されている中間転写体45に転写
される。転写後の感光体表面は、クリーニングブレード
48を有するクリーニング手段49でクリーニングされ
る。
45bと、その外周面に形成した中抵抗の弾性体層45
aからなる。芯金45bは、プラスチックのパイプに導
電性メッキをほどこしたものでも良い。
ム、テフロンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、
EPDM(エチレンプロピレンジエンの3元共重合体)
などの弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化
スズ、炭化ケイ素の如き導電性付与材を配合分散して電
気抵抗値(体積抵抗率)を105〜1011Ω・cmの中
抵抗に調整した、ソリッドあるいは発泡肉質の層であ
る。
に軸受けさせて感光体41の下面部に接触させて配設し
てあり、感光体41と同じ周速度で矢印の反時計方向に
回転する。
トナー像が、感光体41と中間転写体45とが接する転
写ニップ部を通過する過程で中間転写体45に対する印
加転写バイアスで転写ニップ域に形成された電界によっ
て、中間転写体45の外面に対して順次に中間転写され
ていく。
80により、転写材へのトナー像の転写後に、中間転写
体45の表面がクリーニングされる。中間転写体上にト
ナー像がある場合、トナー像を乱さないようにクリーニ
ング手段80は、中間転写体表面から離される。
て中間転写体45の下面部に接触させて転写手段が配設
され、転写手段47は例えば転写ローラ又は転写ベルト
であり、中間転写体45と同じ周速度で矢印の時計方向
に回転する。転写手段47は直接中間転写体45と接触
するように配設されていても良く、またベルト等が中間
転写体45と転写手段47との間に接触するように配置
されても良い。
の外周を形成した導電性弾性層47aとを基本構成とす
るものである。
的な材料を用いることが可能である。中間転写体の弾性
層の体積固有抵抗値よりも転写ローラの弾性層の体積固
有抵抗値をより小さく設定することで転写ローラへの印
加電圧が軽減でき、転写材上に良好なトナー像を形成で
きると共に転写材の中間転写体への巻き付きを防止する
ことができる。特に中間転写体の弾性層の体積固有抵抗
値が転写ローラの弾性層の体積固有抵抗値より10倍以
上であることが特に好ましい。
S K−6301に準拠し測定される。本発明に用いら
れる中間転写体は、10〜40度の範囲に属する弾性層
から構成されることが好ましく、一方、転写ローラの弾
性層の硬度は、中間転写体の弾性層の硬度より硬く41
〜80度の値を有するものが中間転写体への転写材の巻
き付きを防止する上で好ましい。中間転写体と転写ロー
ラの硬度が逆になると、転写ローラ側に凹部が形成さ
れ、中間転写体への転写材の巻き付きが発生しやすい。
は周速度に差をつけて回転させる。転写材46は中間転
写体45と転写手段47との間に搬送されると同時に、
転写手段47にトナーが有する摩擦電荷と逆極性のバイ
アスを転写バイアス手段から印加することによって中間
転写体45上のトナー像が転写材46の表面側に転写さ
れる。
と同様のものも用いることができ、好ましい転写のプロ
セス条件としては、ローラの当接圧が5〜500g/c
mで、直流電圧が±0.2〜±10kVである。
はカーボン等の導電材を分散させたポリウレタン、エチ
レン−プロピレン−ジエン系三元共重合体(EPDM)
等の体積抵抗106〜1010Ωcm程度の弾性体でつく
られている。芯金47aには定電圧電源によりバイアス
が印加されている。バイアス条件としては、±0.2〜
±10kVが好ましい。
発熱体を内蔵させた加熱ローラとこれと押圧力をもって
圧接された弾性体の加圧ローラとを基本構成とする定着
器81へ搬送され、加熱ローラと加圧ローラ間を通過す
ることによってトナー像が転写材に加熱加圧定着され
る。フィルムを介してヒータにより定着する方法を用い
ても良い。
方法について説明する。本発明においては、磁性一成分
現像方法,非磁性一成分現像方法などの一成分現像方法
が用いられ、それらの詳細をいくつかの図面をもとに説
明するが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
まず、磁性一成分現像方法について、図5をもとに説明
する。
周面はトナー容器52内のトナー溜りに常時接触してい
て、その現像スリーブ面近傍のトナーが現像スリーブ面
にスリーブ内の磁気発生手段53の磁力で及び/又は静
電気力により付着保持される。現像スリーブ51が回転
駆動されるとそのスリーブ面の磁性トナー層が規制部材
54の位置を通過する過程で各部略均一厚さの薄層磁性
トナーT1として整層化される。磁性トナーの帯電は主
として現像スリーブ51の回転に伴なうスリーブ面とそ
の近傍のトナー溜りの磁性トナーとの摩擦接触によりな
され、現像スリーブ51上の上記磁性トナー薄層面は現
像スリーブの回転に伴ない潜像保持体55側へ回転し、
潜像保持体55と現像スリーブ51の最接近部である現
像領域部Aを通過する。この通過過程で現像スリーブ5
1面側の磁性トナー薄層の磁性トナーが潜像保持体55
と現像スリーブ51間に印加した直流と交流電圧による
直流と交流電界により飛翔し、現像領域部Aの潜像保持
体55面と、現像スリーブ51面との間(間隙α)を往
復運動する。最終的には現像スリーブ51側の磁性トナ
ーが潜像保持体55面の表面に潜像の電位パターンに応
じて選択的に移行付着してトナー像T2が順次に形成さ
れる。
択的に消費された現像スリーブ面はホッパ52のトナー
溜りへ再回転することにより磁性トナーの再供給を受
け、現像領域部Aへ現像スリーブ51の磁性トナー薄層
T1面が移送され、繰り返し現像工程が行われる。
としての規制部材54は、スリーブと一定の間隙をおい
て配置される金属ブレード、磁性ブレード等のドクター
ブレードである。あるいは、ドクターブレードの代り
に、金属,樹脂,セラミックなどを用いた剛体ローラー
やスリーブを用いても良く、それらの内部に磁気発生手
段を入れても良い。
現像スリーブ(トナー担持体)表面に弾性力で当接する
弾性ブレード(例えば、図6の63)、弾性ローラー
(図示せず)を用いても良い。本発明の現像方法は、規
制部材が弾性力を持ってトナー担持体に当接することに
よるトナー薄層コート化手段が特に好ましく用いられ
る。
リコーンゴム、ウレタンゴム、NBRの如きゴム弾性
体;ポリエチレンテレフタレートの如き合成樹脂弾性
体;ステンレス、鋼、リン青銅の如き金属弾性体が使用
できる。また、それらの複合体であっても良い。好まし
くは、スリーブ当接部分はゴム弾性体あるいは樹脂弾性
体がよい。
求される場合には、金属弾性体に樹脂,ゴムをスリーブ
当接部に当るように貼り合わせたり、コーティング塗布
したものが好ましい。
は、トナーの帯電に大きく関与する。そのため、弾性体
中に、有機物、無機物を添加しても良く、溶融混合させ
ても良いし、分散させても良い。例えば、金属酸化物、
金属粉、セラミックス、炭素同素体、ウィスカー、無機
繊維、染料、顔料、界面活性剤などを添加することによ
り、トナーの帯電性をコントロールできる。特に、弾性
体がゴム,樹脂等の成型体の場合にはその中に、シリ
カ、アルミナ、チタニア、酸化錫、酸化ジルコニア、酸
化亜鉛等の金属酸化物微粉末、カーボンブラック、一般
にトナーに用いられる荷電制御剤等を含有させることも
好ましい。
帯電性である場合には、ウレタン、ポリアミド、ナイロ
ン、メラミン等の正極性に帯電しやすいものが好ましく
選択され、トナーが正帯電性である場合には、ウレタ
ン、シリコン、ポリエステル、フッ素系樹脂(例えば、
テフロン)、ポリイミド等の負極性に帯電しやすいもの
が好ましく選択される。
示す。
像剤容器側に固定保持され、下辺部側をブレードの弾性
に抗して現像スリーブの順方向或いは逆方向にたわめ状
態にしてブレード内面側(逆方向の場合には外面側)を
スリーブ62表面に適度の弾性押圧をもって当接させ
る。この様な装置によると、環境の変動に対してもより
安定に薄く、緻密なトナー層が得られる。その理由は必
ずしも明確ではないが、通常用いられる金属製のブレー
ドをスリーブからある間隙を隔てて取り付けた装置と比
較してトナー粒子が弾性ブレードによってスリーブ表面
と強制的に摩擦されるためトナーの環境変化による挙動
の変化に関係なく常に同じ状態で帯電が行われるためと
推測される。
ーブ,ブレード上のトナーが融着し易すいが、本発明の
現像法に用いられるトナーは離型性に優れ摩擦帯電性が
安定しているので好ましく用いられる。
とスリーブ62との当接圧力は、スリーブ母線方向の線
圧として、0.1kg/m以上、好ましくは0.3〜2
5kg/m、更に好ましくは0.5〜12kg/mが有
効である。当接圧力が0.1kg/mより小さい場合、
トナーの均一塗布が困難となり、トナーの帯電量分布が
ブロードになりカブリや飛散の原因となる。また当接圧
力が25kg/mを超えると、トナーに大きな圧力がか
かり、トナーが劣化するため、トナーの凝集が発生する
など好ましくない。またトナー担持体を駆動させるため
に大きなトルクを要するため好ましくない。
は、例えば50〜500μmに設定され、ドクターブレ
ードとして、磁性ブレードを用いる場合には、磁性ブレ
ードとトナー担持体との間隙は、50〜400μmに設
定されることが好ましい。
潜像保持体とトナー担持体との間隙αよりも薄いことが
最も好ましいが、場合により磁性トナー層を構成する磁
性トナーの多数の穂のうち、一部は潜像保持体に接する
程度に磁性トナー層の層厚を規制してもよい。
100〜200%の周速で回転される。交番バイアス電
圧は、ピークトゥーピークで0.1kV以上、好ましく
は0.2〜3.0kV、更に好ましくは0.3〜2.0
kVで用いるのが良い。交番バイアス周波数は、0.5
〜5.0kHz、好ましくは1.0〜3.0kHz、更
に好ましくは1.5〜3.0kHzで用いられる。交番
バイアス波形は、矩形波、サイン波、のこぎり波、三角
波等の波形が適用できる。また、正、逆の電圧、時間の
異なる非対称交流バイアスも利用できる。また直流バイ
アスを重畳するのも好ましい。
ミックスなどの材質のものが用いられるが、アルミニウ
ム,SUSなどが、トナーへの帯電性から好ましい。ス
リーブは引き抜きあるいは切削したままでも用いられる
ことができるが、トナーの搬送性、摩擦帯電付与性を制
御するため、研磨したり、周方向あるいは長手方向に粗
しを入れたり、ブラスト処理を施したり、コーティング
などが行われる。本発明においては、ブラスト処理を施
すことも良く、定形粒子、不定形粒子がブラスト剤とし
て用いられ、各々単独及び併用されて用いられ、重ね打
ちしたものも利用できる。
ことができる。
有するステンレス,アルミニウム,鋼鉄,ニッケル,真
ちゅうの如き金属からなる各種剛体球またはセラミッ
ク,プラスチック,グラスビーズの如き各種剛体球を使
用することができる。定形粒子としては、実質的に表面
が曲面からなり、長径/短径の比が1〜2(好ましく
は、1〜1.5、更に好ましくは1〜1.2)の球状ま
たは回転楕円体粒子が好ましい。従って、現像スリーブ
表面にブラスト処理に使用する定形粒子は、直径(また
は長径)が20〜250μmのものが良い。重ね打ちす
る場合には、定形ブラスト粒子が不定形ブラスト粒子よ
り大きいことが好ましく、特に1〜20倍であることが
好ましく、更に好ましくは1.5〜9倍である。
処理時間、処理粒子の衝突力の少なくとも一つを不定形
粒子ブラストのものよりも小さくすることが好ましい。
面に、導電性微粒子を含有する被覆層が形成されている
ものも好ましい。導電性微粒子としてはカーボン微粒
子、またはカーボン微粒子と結晶性グラファイト、また
は結晶性グラファイトが好ましい。
は、大別すると天然黒鉛と人造黒鉛とに分けられる。人
造黒鉛は、ピッチコークスをタールピッチ等により固め
て1,200℃位で一度焼成してから黒鉛化炉に入れ,
2,300℃位の高温で処理することにより、炭素の結
晶が成長して黒鉛に変化する。天然黒鉛は、永い間天然
の地熱と地下の高圧によって完全に黒鉛化したものが地
中より産出するものである。これらの黒鉛は、種々の優
れた性質を有していることから工業的に広い用途をもっ
ている。黒鉛は、暗灰色ないし黒色の光沢のある非常に
柔らかい滑性のある結晶鉱物で、鉛筆等に利用されその
他耐熱性、化学的安定性があるため潤滑剤、耐火性材
料、電気材料等に粉末や固体や塗料の形で利用されてい
る。結晶構造は六方晶とその他に菱面晶系に属するもの
があり、完全な層状構造を有している。電気的特性に関
しては、炭素と炭素の結合の間に自由電子が存在し、電
気の良導体となっている。なお、本発明で使用する黒鉛
は天然、人工のどちらでも良い。
は0.5μm〜10μmのものが好ましい。
えば、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルス
ルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオ
キサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系
樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹
脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリ
コーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂あるいは
光硬化性樹脂等を使用することができる。中でもシリコ
ーン樹脂、フッ素樹脂のような離型性のあるもの、ある
いはポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリフ
ェニレンオキサイド、ポリアミド、フェノール樹脂、ポ
リエステル、ポリウレタン、スチレン系樹脂のような機
械的性質に優れたものがより好ましい。
には「炭化水素または炭素を含む化合物を空気の供給が
不十分な状態で燃焼または熱分解させてできる結晶子の
集合体」と定義されている。特に電気伝導性に優れ、高
分子材料に充填して導電性を付与したり、添加量のコン
トロールである程度任意の導電度を得ることができるた
め広く普及している。なお、本発明で使用する導電性の
アモルファスカーボンの粒子径は10μm〜80μmの
ものが好ましく、15μm〜40μmのものがより好ま
しい。
方法の一例を説明するが、必ずしもこれに限定されるも
のではない。図7に、潜像保持体上に形成された静電像
を現像する装置を示す。75は潜像保持体であり、潜像
形成は図示しない電子写真プロセス手段又は静電記録手
段により成される。74は現像スリーブであり、アルミ
ニウムあるいはステンレス等からなる非磁性スリーブか
らなる。
の粗管をそのまま用いてもよいが、好ましくはその表面
をガラスビーズ等を吹きつけて均一に荒したものや、鏡
面処理したもの、あるいは樹脂等でコートしたものがよ
く、磁性一成分現像方法に使用されるものに準ずる。
り、供給部材72によって現像スリーブ(トナー担持
体)上へ供給される。供給部材として、多孔質弾性体、
例えば軟質ポリウレタンフォーム等の発泡材より成る供
給ローラーが好ましく用いられる。該供給ローラーを現
像スリーブに対して、順または逆方向に0でない相対速
度をもって回転させ、現像スリーブ上へのトナー供給と
共に、スリーブ上の現像後のトナー(未現像トナー)の
はぎ取りをも行う。この際、供給ローラーの現像スリー
ブへの当接幅(nip幅)は、トナーの供給及びはぎ取
りのバランスを考慮すると、2.0〜10.0mmが好
ましく、4.0〜6.0mmがより好ましい。その一方
で、トナーに対する過大なストレスを余儀なくされ、ト
ナーの劣化による凝集の増大、あるいは現像スリーブ,
供給ローラー等へトナーの融着・固着が生じやすくなる
が、本発明の現像法に用いられるトナーは、流動性,離
型性に優れ、耐久安定性を有しているので、該供給部材
を有する現像法においても好ましく用いられる。また、
供給部材として、ナイロン,レーヨン等の樹脂繊維より
成るブラシ部材を用いてもよい。尚、これらの供給部材
は磁気拘束力を利用できない非磁性一成分トナーを使用
する一成分現像方法において極めて有効であるが、磁性
一成分トナーを使用する一成分現像方法に使用してもよ
い。
部材73によって薄層かつ均一に塗布される。トナー薄
層化規制部材は、前述した磁性一成分現像に使用したも
のに準ずる。弾性ブレード,弾性ローラー等で現像スリ
ーブ(トナー担持体)表面にトナーを圧接塗布する方法
は特に好ましい。弾性ブレード,弾性ローラーは、所望
の極性にトナーを帯電するのに適した摩擦帯電系列の材
質のものを用いることが好ましく、磁性一成分現像方法
に使用されるものに準ずる。本発明においては、シリコ
ーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴムな
どが好適である。さらに、ポリアミド、ポリイミド、ナ
イロン、メラミン、メラミン架橋ナイロン、フェノール
樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹
脂、ウレタン樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂等
の有機樹脂層を設けても良い。また導電性ゴム、導電性
樹脂等を使用、また磁性一成分現像法に使用されるもの
に準じて金属酸化物、カーボンブラック、無機ウイスカ
ー、無機繊維等のフィラーや荷電制御剤をブレードのゴ
ム中,樹脂中に分散するなど適度の導電性、帯電付与性
を与え、トナーを適度に帯電させることができて好まし
い。
ーブとの当接圧力は、スリーブ母線方向の線圧として
0.1〜25kg/m、好ましくは0.5〜12kg/
mが有効であり、磁性一成分現像方法の場合に準じ、当
接圧力を0.1〜25kg/mに調整することで、トナ
ーの凝集を効果的にほぐすことが可能になり、またトナ
ーの帯電量を瞬時に立ち上げることが可能になる。
現像スリーブ上にトナーを薄層コートする系において
は、特に非磁性一成分現像方法においては、十分な画像
濃度を得るために、現像スリーブは潜像保持体に対し、
100〜300%の周速で回転される。好ましくは12
0〜250%の周速で回転される。100%を下回る
と、繰り返し現像等による現像性低下時に十分な画像濃
度が得にくくなり、300%を上回ると、トナー劣化,
スリーブ,ブレード等の劣化(ケズレ,汚染など)が起
こりやすくなり、現像性が低下し十分な画像濃度が得に
くくなったり、現像ムラを生じたりする。また、現像ス
リーブ上のトナー層の厚さを現像スリーブと潜像保持体
との対向空隙長よりも小さくし、この空隙に交番電界を
印加することが好ましい。すなわち図7に示すバイアス
電源56により現像スリーブ74と潜像保持体75との
間に交番電場または交番電場に直流電場を重畳した現像
バイアスを印加することにより、現像スリーブ上から潜
像保持体上へのトナーの移動を容易にし、更に良質の画
像を得ることができる。これらの条件も磁性一成分現像
方法にに準ずる。
ド,供給部材である供給ローラー,ブラシ部材に直流電
場及び/または交流電場を印加する(図示せず)ことに
よっても、トナーへのほぐし作用のため現像スリーブ上
の規制部位においては、均一薄層塗布性,均一帯電性が
より向上し、供給部位においては、トナーの供給/はぎ
とりがよりスムーズになされ、十分な画像濃度の達成及
び良質の画像を得ることができる。
像特性,着色力及び耐高温オフセット性の評価方法は以
下の通りである。
た、上記外添剤を適量外添したトナーを、100ccの
ポリカップ中に5g添加し、50℃の乾燥器中で3日間
静置させる。
ダーテスター(ホソカワミクロン社製)の振動ふるい機
を用い、凝集度を測定し、耐ブロッキング性の評価を行
った。
h,200mesh,100meshのフルイを目開の
狭い順に、すなわち、100meshが最上位にくるよ
うに、400mesh,200mesh,100mes
h,のフルイの順に重ねてセットする。
先の試料を加え、その際の振動台の振幅が0.4mmの
範囲に入るように調整し、約15秒間振動を加え、その
後、各フルイ上に残った試料の重量を測定し下式に基づ
き凝集度を得る。
いないトナーの凝集度を基準とし、凝集度の変化率によ
って耐ブロッキング性の度合を判断した。
汚染はベタ部画像に大きく影響することにより、得られ
た転写紙上画像のベタ部画質を目視判断にて、◎,○,
△,×と評価した。なお、耐久性は、実施例1記載のマ
シンを用い25000枚連続通紙した(測定環境は23
℃/60%RHである。)。
上またはブレード上へのトナー融着や、それに起因する
トナーのコートムラはベタ部画像に大きく影響すること
により、得られた転写紙上画像のベタ部画質を目視判断
にて、◎,○,△,×と評価した。なお、耐久性は、実
施例10記載のマシンを用い25000枚連続通紙した
(測定環境は23℃/60%RHである。)。
り測定した。このときの転写材はSK紙(日本製紙社
製)を用い、トナーの転写重量が、0.50mg/cm
2となるようにしておく。これをオイル塗布機能のない
熱ローラー外部定着器(φ40)にて定着をし、磁性ト
ナーの場合は定着画像の光沢度が1±1に、カラートナ
ーの場合には光沢度が7±1となるようにする。なお、
この時のローラー材質としては、上部,下部共にフッ素
系のものを使用する。光沢度の測定は、ハンディ光沢計
グロスチェッカーIG−310(堀場製作所社製)を使
用した。このようにして得られた画像濃度をMacbe
th RD918(マクベス社製)を用いて測定した。
粒子に対して、外添剤を適量外添し現像剤を得る。得ら
れた現像剤の未定着画像は市販の複写機によって作成す
る。トナーの転写量を0.70mg/cm2とする。
ーラー外部定着器によって、耐オフセット性の評価をす
る。
び下部ともにフッ素系樹脂またはゴムを使用した。転写
材としてはSK紙(日本製紙社製)を使用した。定着条
件としては、ローラー径が上部,下部共にφ40、ニッ
プが5.5mm、プロセススピードが120mm/se
cとし、100℃から250℃の温度範囲内で5℃おき
に温調をかけて行う。
0g/cm2の荷重をかけシルボン紙[Lenz Cl
eaning Paper “desper(R)”
(Ozu Paper Co., Ltd.)]でこす
り、こすり前後の濃度低下率が10%未満になる温度を
定着開始点とする。
くなる温度を低温オフセット始点とし、温度を上げてオ
フセットの出ない最高温度を高温オフセット終点とす
る。
体的に説明する。極性樹脂の合成法は、酸価を測定しな
がら反応の進行を追跡し、所定の酸価に達した時点で反
応を終了させ、次いで室温まで冷却する。具体的には次
の通りである。
行い、さらに、減圧エステル化をし、酸価を19(水酸
基価15)にした後、ノボラック型フェノール樹脂のオ
キシアルキレンエーテル(3価以上のアルコール類)1
5mol%を後添加し、末端を加工し、酸価11(水酸
基価約33)とし、極性樹脂1を合成した。
及び離型剤の物性を以下に示す。
0.1M−Na3PO4水溶液500gを投入し、65℃
に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)
を用いて、12000rpmにて撹拌した。これに1.
5M−CaCl2水溶液85gを徐々に添加し、Ca
3(PO4)2を含む水系媒体を得た。
キサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpm
にて均一に溶解,分散した。これに、重合開始剤2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)8
gを溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
を投入し、65℃,N2雰囲気下において、TK式ホモ
ミキサーにて10000rpmで5分間撹拌し、重合性
単量体組成物を造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌
しつつ、65℃で6時間、さらに85℃に昇温し、10
時間反応させた。
酸カルシウムを溶解させた後、ろ過,水洗,乾燥をし
て、重合粒子を得た。この重合粒子の断面をTEMによ
り観測したところ、図1に示すように離型剤が外殻樹脂
で内包化されていることが確認できた。
T法による比表面積が100m2/gである疎水性チタ
ニア1.5重量部を外添し、懸濁重合トナーを得た。な
お、得られたシアントナーの重量平均粒径は6.5μm
であった。
径50μmの樹脂コート磁性フェライトキャリア94重
量部とを混合して磁気ブラシ現像用二成分系現像剤を調
製した。調製した二成分系現像剤を、上記記載の定着器
を用いたフルカラー複写機(CLC−500:キヤノン
社製)改造機に導入し、遂次シアントナーを補給して単
色モードの画出し試験を行った。
複写機改造機を用いて行った。
〜6、比較例1〜6は、実施例1の極性樹脂及び離型剤
を下記表3の様にすること以外は同様にトナー及び現像
剤を調製し、評価を行い、結果を表5及び6に示した。
イエロー17、C.I.ピグメントレッド202、グラ
フトカーボンブラックに変えた以外は実施例1と同様の
方法で各色トナー粒子を得た。各色トナー粒子の物性を
下記表4に示す。
複写機(CLC−500:キヤノン社製)改造機中のそ
れぞれの現像器に導入し、遂次各色トナーを補給してフ
ルカラーモードの画出し試験を行った。各色トナーとも
に良好なフルカラー複写画像が得られた。多数枚耐久試
験においても、良好なフルカラー複写画像が得られた。
単色モードで画出し試験を行ったイエロートナー、マゼ
ンタトナー及びブラックトナーの評価結果を表7及び8
に示す。
と同様にして各色対応の二成分系現像剤を調製し、調製
した各色の二成分系現像剤を、それぞれ図4に示す現像
器44−1、44−2、44−3及び44−4に導入
し、磁気ブラシ現像法により後述の画像形成条件で各色
トナーのトナー像を形成した。感光体41上から各色ト
ナー像を逐次中間転写体45へ転写し、中間転写体45
上の4色のトナー像を秤量199g/m2の転写材(普
通紙)へ転写し、転写材上の4色のトナー像を加熱加圧
定着手段81により熱定着を行った。
写された後、逐次クリーニング手段80によって中間転
写体45上をクリーニングした。
の各色トナーの転写効率は97%〜99%であり、中間
転写体45から転写材46への転写効率は99%とな
り、総合的に96%〜98%と高い転写効率を示した。
画が得られた。更に両面画像を形成させたが、1面目の
定着時のカール量は少なく、搬送性が良好であり、か
つ、転写材の表裏面共にオフセットの発生が認められな
かった。
図4に示す。感光体41は、基材41a上に有機光導電
体を有する感光層41bを有し、矢印方向に回転し、対
抗し接触回転する帯電ローラ42(導電性弾性層42
a、芯金42b)により感光体41上に約−600Vの
表面電位に帯電させた。露光43は、ポロゴンミラーに
より感光体上にデジタル画像情報に応じてオン−オフさ
せることで露光部電位が−100V、暗部電位が−60
0Vの静電荷像が形成される。複数の現像器44−1、
44−2、44−3、44−4を用いイエロートナー、
マゼンタトナー、シアントナーまたは、ブラックトナー
を感光体41上に反転現像方法を用いトナー像を得た。
該トナー像は、一色毎に中間転写体45(弾性層45
a、支持体としての芯金45b)上に転写され中間転写
体45上に四色の色重ね顕色像が形成される。感光体4
1上の転写残トナーはクリーナー部材48により、残ト
ナー容器49中に回収した。
上にカーボンブラックの導電付与部材をニトリル−ブタ
ジエンラバー(NBR)中に十分分散させた弾性層45
bをコーティングした。該コート層45bの硬度は、J
IS K−6301に準拠し30度で且つ体積固有抵抗
値は、109Ω・cmであった。感光体41から中間転
写体45への転写に必要な転写電流は約5μAであり、
これは電源より+500Vを芯金45b上に付与するこ
とで得られた。
0mmの芯金47b上にカーボンの導電性付与部材をエ
チレン−プロピレン−ジエン系三元共重合体(EPD
M)の発泡体中に十分分散させたものをコーティングす
ることにより生成した弾性層47aを有し、弾性層47
aの体積固有抵抗値は106Ω・cmで、JIS K−
6301基準の硬度は35度の値を示すものを用いた。
転写ローラには電圧を印加して15μAの転写電流を流
した。
った各色トナーの評価結果を表7及び表8に示す。
た各トナーを、図3に示すデジタルフルカラー電子写真
複写機(CLC−500:キヤノン社製)の現像装置を
図7に示すものに改造し、トナー担持体周速103mm
/sec(対潜像保持体周速比:170%)で、23
℃,60%RHにて耐久試験を行った。評価結果を表7
及び8に示す。
は、リン青銅ベース板にウレタンゴムを接着し、トナー
担持体との当接面をナイロンによりコートしたものを用
いた。
実施例8と同様である。
0.2M−Na3PO4水溶液460gを投入し、65℃
に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)
を用いて、12000rpmにて撹拌した。これに1.
3M−CaCl2水溶液80gを徐々に添加し、Ca
3(PO4)2を含む水系媒体を得た。
製)を用いて、未定着画像を出し、実施例1と同様な評
価を実施した。評価結果を表7及び表8に示す。
樹脂4へ変更する以外は実施例7と同様とする。
樹脂4へ変更する以外は実施例8と同様とする。
樹脂4へ変更する以外は実施例9と同様とする。
上記離型剤を用いることによって、耐ブロッキング性,
耐久現像特性,顔料分散性,着色力,転写材のカール量
抑制及び耐高温オフセット性に優れる。また、離型剤を
ローラーに塗布することなく、定着が可能となる。
断層面の模式図である。
図である。
である。
である。
図である。
図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 結着樹脂,着色剤,極性樹脂及び離型剤
を少なくとも含有する静電荷像現像用トナーにおいて、該 極性樹脂が少なくとも、カルボン酸化合物と3価以上
のアルコール成分を含むアルコール化合物とから合成さ
れたものであり、該 極性樹脂のGPCによる数平均分子量をMn、重量平
均分子量をMwとした時、Mw/Mnの値が3.0<M
w/Mn≦6.0であり、 該トナーは、直接重合法により製造された重合トナーで
あることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 【請求項2】 該極性樹脂が、ポリエステルであること
を特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。 - 【請求項3】 該極性樹脂が、3価以上のアルコール成
分として、ノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキ
レンエーテルを使用したことを特徴とする請求項1又は
2に記載の静電荷現像用トナー。 - 【請求項4】 該極性樹脂の酸価AV(mgKOH/
g)、水酸基価OHV(mgKOH/g)及びGPCに
よる数平均分子量Mnとの関係が、以下式(a)によっ
て、表わされることを特徴とする請求項1乃至3のいず
れかに記載の静電荷像現像用トナー。 【数1】 - 【請求項5】 該結着樹脂が、スチレンアクリル系であ
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
静電荷像現像用トナー。 - 【請求項6】 トナーが重合トナーであることを特徴と
する請求項1乃至5のいずれかに記載の静電荷像現像用
トナー。 - 【請求項7】 該離型剤が下記構造式のもののいずれか
を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項1乃至
6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。 【化1】 (a,b:0〜4迄の整数であり、a+b=4 R1,R2:炭素数が1〜40迄の整数を有する有機基で
且つR1とR2との炭素数差が3以上 m,n:0〜25迄の整数であり、mとnが同時に0に
なることはない。) 【化2】 (a,b:0〜3迄の整数であり、1≦a+b≦3 R1,R2:炭素数が1〜40迄の整数を有する有機基で
且つR1とR2との炭素数差が3以上 R3:水素原子,炭素数が1以上の有機基。但し、a+
b=2のとき、R3のどちらか一方は、炭素数が1以上
の有機基 k:1〜3迄の整数 m,n:0〜25迄の整数であり、mとnが同時に0に
なることはない。) 【化3】 (R1,R3:炭素数6〜32を有する有機基であり、R
1とR3は同じものであってもなくても良い。 R2:炭素数1〜20を有する有機基を示す。) 【化4】 (R1,R3:炭素数6〜32を有する有機基であり、R
1とR3は同じものであってもなくてもよい。 R2:−CH2CH2OC6H4OCH2CH2−あるいは −(CH(CH3)CH2O)m−C6H4C(CH3)2C6H4− (OCH2CHCH3)m−らの変性ビスフェノール骨格
を有するものあるいは−(CH2)n−であり、mは1〜
10の整数,nは1〜20の整数を示す。) 【化5】 (a,b:0〜4迄の整数であり、a+b=4,b≠0 R1:炭素数が1〜40迄の整数を有する有機基 m,n:0〜25迄の整数であり、mとnが同時に0に
なることはない。)
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