JP3559703B2 - Image forming method and positively chargeable toner - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法において形成される静電荷像をトナーを用いて現像する工程を有する画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真法としては、米国特許第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が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像(静電潜像)を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱、圧力、加熱加圧或いは溶剤蒸気などにより定着し、複写物を得るものであり、感光体上に転写されずに残ったトナーは種々の方法でクリーニングされ、上記の工程が繰り返されるものである。
【0003】
近年、このような複写装置は、複合化やパーソナル化等、変遷しつつある市場ニーズを反映し、より小型化、より軽量化、より高速化、そして更なる高信頼性が厳しく追求されてきており、その結果、トナーに要求される性能もより高度化してきている。
【0004】
例えば、トナー像を紙等の転写シート上に定着する工程に関して、種々の方法や装置が提案、開発されているが、現在もっとも一般的な方法は熱ローラーによる加熱圧着方式である。熱ローラーによる加熱圧着方式はトナーに対し離型性を有する材料で表面を形成した熱ローラー表面に、被定着シートのトナー画像を加圧下で接触しながら通過させることにより定着を行うものである。この方法は、熱ローラーの表面と被定着シートのトナー像とが加圧下で接触するため、トナー像を被定着シート上に定着する際の熱効率が極めて良好であり、迅速に定着を行うことができる。
【0005】
しかし、上述の従来多用されてきた熱ローラー定着方式は、転写材の通過あるいは他の外的要因で熱ローラーの温度が変動することによる定着不良、また、加熱ローラーへトナーが移転する、いわゆるオフセット現象を防止するために、加熱ローラーを最適な温度範囲に維持する必要があり、このためには加熱ローラーあるいは加熱体の熱容量を大きくしなければならず、これには大きな電力を必要とすると共に、画像形成装置の大型化や機内昇温を招く結果となる。
【0006】
そこで、従来から、定着ローラー表面にトナーを付着させない、あるいは低温定着性を向上させる目的で、各種各様の手段が提案されてきた。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、シリコーンゴムやフッ素系樹脂などで形成し、更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、シリコーンオイルのような離型性の良い液体の薄膜でローラー表面を被覆することが行われている。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、やはり定着装置が複雑になり装置が大型化する等の問題点を有している。
【0007】
従って、良好なトナー顕画像の転写材への定着性、およびオフセット防止等を達成しつつ、効率良い定着方法を実現するためには、上述のような定着装置に加えて、トナーの特性に負うところが非常に大きくなる。
【0008】
つまり、特にオフセット防止技術という観点からは、オフセット防止用液体の供給による耐オフセット方法は好ましくなく、むしろ定着温度領域の広い耐オフセット性の高いトナーの開発が強く望まれているのが現状である。そこでトナー自体の離型性を増すために、加熱時に十分溶融するような低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等のワックスを添加する方法も行われているが、オフセット防止には有効である反面、トナーの凝集性が増し、且つ帯電特性が不安定となることから耐久時における現像性の低下を招きやすい。そこで、この他の方法としてバインダー樹脂に改良を加える工夫がいろいろと試みられている。
【0009】
例えば、オフセットを防止するためにトナー中のバインダー樹脂のガラス転移温度(Tg)や分子量を高め、トナーの溶融粘弾性を向上させる方法も知られている。しかしながら、このような方法でオフセット現象を改善した場合、現像性にはさほど影響は与えないが定着性が不十分となり、高速現像化や省エネルギー化において要求される低温度下での定着性、すなわち低温定着性が劣るという問題が生じる。
【0010】
トナーの低温定着性を改良するには、溶融時におけるトナーの粘度を低下させ定着部材との接触面積を大きくする必要があり、このために使用するバインダー樹脂のTgや分子量を低くすることが要求される。
【0011】
すなわち、低温定着性と耐オフセット性とは相反する一面を有することから、これら機能を同時に満足するトナーの開発は非常に困難である。
【0012】
この問題を解消するために、例えば特公昭51−23354号公報には、架橋剤と分子量調整剤を加え、適度に架橋されたビニル系重合体からなるトナーが開示され、更にはビニル系重合体において、Tg、分子量及びゲルコンテントを組み合わせたブレンド系のトナーが多数提案されている。
【0013】
このような架橋されたビニル系重合体あるいはゲル分を含有するトナーは、耐オフセット性においては優れた効果を示す。しかし、これらを含有させるにあたり、トナー原材料としてこの架橋されたビニル系重合体を用いると、トナー製造時の溶融混練工程にて、重合体中の内部摩擦が非常に大きくなり、大きなせん断力が重合体にかかる。このために多くの場合、分子鎖の切断が起こり、溶融粘度の低下を招き、耐オフセット性に悪影響を与える。
【0014】
そこで、これを解決するために、特開昭55−90509号公報、同57−178249号公報、同57−178250号公報、同60−4946号公報では、カルボン酸を有する樹脂と金属化合物をトナー原材料として用い、溶融混練時に加熱反応させ、架橋重合体を形成させてトナー中に含有させることが紹介されている。
【0015】
また、ビニル系樹脂単量体と更に特異なモノエステル化合物とを必須構成単位とするバインダーと多価金属化合物とを反応させ、金属を介して架橋するということが特開昭61−110155号公報、同61−110156号公報に開示されている。
【0016】
また、特開昭63−214760号公報、同63−217362号公報、同63−217363号公報、同63−217364号公報では、低分子量と高分子量の2群に分かれる分子量分布を有し、低分子量側に含有されたカルボン酸基と多価金属イオンを反応させ架橋させる(溶液重合して得られた溶液に金属化合物の分散液を加え、加温して反応させる)ということが開示されている。
【0017】
また、特開平2−168264号公報、同2−235069号公報、同5−173363号公報、同5−173366号公報、同5−241371号公報では、結着樹脂中の低分子量成分と高分子量成分の分子量、混合比、酸価およびその比率を制御し、定着性、耐オフセット性等を改良したトナー用バインダー組成物及びトナーが提案されている。
【0018】
また、特開昭62−9256号公報では、分子量と樹脂酸価が異なる2種類のビニル系樹脂をブレンドしたトナー用バインダー組成物について開示されている。
【0019】
以上述べてきたこれらの提案は、耐オフセット性を向上させるという点で、一長一短はあるものの、優れた効果が得られることは事実である。しかし、これらはトナーバインダー中に酸価を導入するため、多少の差はあるもののトナーに負帯電性を与えてしまう。その結果、ポジトナーに応用した場合に、トナーの立ち上がり時および耐久時、また高湿または低湿環境下での帯電特性を著しく損ない、画像濃度やカブリ等の現像特性の低下を招いてしまう。更に、適正な帯電量を安定して保持できないことによるトナー凝集性の増加等を引き起こし、十分満足な結果を得るには至っていない。
【0020】
一方、トナーは現像される静電潜像の帯電極性に応じて、正又は負の電荷を有する必要があり、このために、染料、顔料或いは荷電制御剤を添加することが一般に知られている。この中で、正荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩やこれらのレーキ顔料、三級アミノ基或いは四級アンモニウム塩を側鎖に有するポリマー、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物などが知られている。
【0021】
しかし、これら従来の正荷電制御剤では、トナーに十分な帯電量を与えられなかったり、あるいは十分な帯電量が与えられても、他のトナー構成材料の影響を受け、過剰なトナー摩擦帯電あるいは不均一帯電を起こすことによるブロッチの発生やトナー凝集性の増加を招いたり、また、画像濃度低下やカブリなどの現像特性の劣化を発生しやすかった。この傾向は、酸価を有するポジトナーにおいて特に顕著になる。また、トナー中から荷電制御剤が欠落しそれが現像剤担持体であるスリーブ表面に固着することにより発生するスリーブ汚染の問題があった。
【0022】
他方、トナーを現像剤担持体であるスリーブと接触させて、摩擦帯電させる場合において、如何に長期安定的に効率よく適正な帯電付与を維持できるかという問題がある。
【0023】
電子写真法を用いた画像形成装置におけるスリーブとしては、例えば金属、あるいはその合金またはその化合物を円筒状に成型し、その表面を電解、ブラスト、ヤスリ等で所定の表面粗さになるように処理したものが用いられる。一般的なスリーブ基体材料としては、特開昭57−66455号公報に提案されたステンレス鋼、アルミニウム、ニッケルが広く用いられている。
【0024】
しかし、これらのスリーブを用いてポジトナーの帯電付与を行なう場合においては、トナー帯電量の調整が難しく、例えば、スリーブ基体材料としてステンレス鋼を用いた場合には、帯電付与力が強いため、スリーブ表面近傍に存在するトナーは非常に高い電荷を有することになり、スリーブ表面に鏡映力により強烈に引きつけられてしまい不動層を形成する。これによりトナーのスリーブとの摩擦機会が減少し、好適な帯電付与が阻害される。この結果、トナーの不均一帯電や過剰帯電によるブロッチが発生しやすくなり、当然現像特性も劣化する。
【0025】
また、スリーブ基体材料としてアルミニウムを用いた場合は、ポジトナーに対する帯電付与能力が高いが、材質の持つ柔らかさのために、耐久性に乏しく、表面摩耗による画像劣化を発生しやすい。そこで耐摩耗性を持たせるために、アルミ基体表面に金属をコートしたりメッキする技術もあるが、スリーブ表面の硬度向上により耐久性は良好になる反面、ステンレス鋼等と比べ、ポジトナーに対する帯電付与能力が小さいものが多く、トナーの帯電不良を招きやすかった。
【0026】
同様に、スリーブ基体材料表面に樹脂層を設けたものについては、耐久性は良好であるが、トナーに対する帯電付与特性の制御に制約があり、負帯電付与に対しては応用範囲が広いが、正帯電付与に応用しようとした場合、適当な帯電付与能力を持たせることができず、特に、結着樹脂が酸価を有する場合には、帯電付与することが困難であるのが現状である。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に述べた問題点を解決する画像形成方法を提供することを目的とする。即ち、本発明の目的は、耐オフセット性に優れ、且つ現像剤担持体上でブロッチの無い均一なトナーコート層が得られ、耐久性が高く安定した高画像濃度及び低カブリが得られる、つまり長期安定的に良好な画像特性が得られる画像形成方法を提供することにある。
【0028】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トナー用結着樹脂、磁性体及び荷電制御剤を少なくとも含有する正帯電性磁性トナーを、金属基体上に樹脂層を形成した現像剤担持体で搬送し、静電潜像保持体に形成されている静電潜像を現像剤担持体から正帯電性磁性トナーを移行させて現像し、トナー画像を形成する画像形成方法において、
該トナー用結着樹脂が、スチレンアクリル系共重合体であって、
該トナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価が、0.5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であり、
該荷電制御剤が下記一般式(1)で示されるイミダゾール誘導体酸塩であり、
該現像剤担持体の樹脂層が、少なくとも樹脂層用結着樹脂及び導電性物質を含有しており、且つ体積抵抗が106Ω・cm以下であることを特徴とする画像形成方法である。
また、本発明は、金属基体上に樹脂層を形成した現像剤担持体で正帯電性磁性トナーを搬送し、静電潜像保持体に形成されている静電潜像を現像剤担持体から正帯電性磁性トナーを移行させて現像し、トナー画像を形成する画像形成方法に用いる正帯電性磁性トナーであって、
該トナーが、トナー用結着樹脂、磁性体及び荷電制御剤を少なくとも含有しており、
該トナー用結着樹脂が、スチレンアクリル系共重合体であって、
該トナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価が、0.5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であり、
該荷電制御剤が下記一般式(1)で示されるイミダゾール誘導体酸塩であり、
該現像剤担持体の樹脂層が、少なくとも樹脂層用結着樹脂及び導電性物質を含有しており、且つ体積抵抗が106Ω・cm以下であることを特徴とする正帯電性磁性トナーである。
【0029】
【化3】

Figure 0003559703
(上記一般式(1)中のR,R及びRは水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基又はハロゲン、複素環類を示し、それぞれ置換基を有しても良く、それぞれ同一であっても異なっても良く、R及びRは相互に連結されて芳香環または複素環を形成しても良く、該置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン又は複素環類であり、R,R,Rはそれぞれ内部にエーテル構造あるいはスルフィド構造を有しても良く、Rは、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基又は複素環類を示し、それぞれ置換基を有しても良く、置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン又は複素環類であり、Rは内部に、エーテル構造あるいはスルフィド構造を有しても良く、Aは、有機酸又は無機酸を示す。)
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明者は、トナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価を、0.5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下とし、荷電制御剤として、後述する特定のイミダゾール誘導体酸塩を用いることにより、ポジトナーとしての帯電特性および粉体特性を損なうことなく良好な耐オフセット性を実現できることを見い出した。更に、該トナーを摩擦帯電させる現像スリーブとして、金属基体上に樹脂層を形成させたものを用いることにより、従来にはない優れた帯電付与特性が得られ、更に適正な帯電付与を長期安定的に保持することが可能であり、その結果、優れた現像特性を維持できることが明らかになった。
【0031】
本発明における効果発現の理由について以下に述べる。
【0032】
まず、酸価を有するトナーにおいて、荷電制御剤として一般式(1)に示したイミダゾール誘導体酸塩を用いた場合、均一な摩擦帯電特性に優れ、酸価を有するポジトナーにおいても十分な摩擦帯電能力を持ち、その一方で、過剰帯電を抑制するという優れた特性を有することがわかった。トナーの過剰帯電が抑制されるメカニズムについては現時点では解明できていないが、酸樹脂と該イミダゾール誘導体酸塩との間に何らかの相互作用が生じているためであると考えられる。いずれにせよ、トナーの過剰帯電が抑制されることにより、ブロッチの発生やトナー凝集性の増加を防ぐことが可能となる。
【0033】
本発明で用いる一般式(1)のイミダゾール誘導体酸塩を含有したトナーは、高湿あるいは低湿環境下においても帯電特性の変動が少なく、安定した現像特性を保持できると同時に、酸基を有する樹脂を用いたトナーからの該イミダゾール誘導体酸塩の欠落が少ないため、スリーブ汚染の発生を抑制できる。
【0034】
また、本発明で用いられるトナーは、現像剤担持体との摩擦帯電プロセスにおいて、現像剤担持体材質として、一般的なステンレス鋼やアルミニウム、あるいは金属メッキを用いても良好な摩擦帯電性能を示すが、従来、ポジ摩擦帯電が困難であった表面に樹脂層を設けた現像剤担持体との接触においても、遥かに優れたポジ帯電能力を示すことが明らかになった。
【0035】
従来から知られている一般的なポジ帯電性荷電制御剤、例えばニグロシンを含有したトナーは、ステンレス鋼との接触で良好なポジ帯電特性を示すことが知られている。このトナーを樹脂層(例えばカーボンブラック分散樹脂層)を表面層に持つ現像剤担持体と接触させると、ポジ帯電性はやや低下し、更に結着樹脂が酸価を有する場合には、帯電性能は低下する。
【0036】
これに対し、荷電制御剤として本発明のトナーで用いる特定のイミダゾール誘導体酸塩を用いた場合は、ステンレス鋼との接触によっても良好な帯電性能を示すが、樹脂層を表面層に持つ現像剤担持体と接触させる場合の方が、更に優れた帯電性能を示す。この傾向は、結着樹脂が酸価を有する場合に特に効果があり、ステンレス鋼と接触させた場合と比較し、遥かに高い帯電性能を示すことが明らかになった。
【0037】
この結果、トナーの現像能力が向上し、画像濃度が高く、カブリの少ない高品位画像が得られる。
【0038】
本発明で用いられるトナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価は、0.5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であり、好ましくは0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下が良く、更に好ましくは0.5mgKOH/g以上20mgKOH/g以下が良い。樹脂成分全体の酸価が、0.5mgKOH/g未満の場合はオフセット防止効果、イミダゾール誘導体酸塩との相互作用による現像安定性やスリーブ汚染防止効果が発現せず、一方50mgKOH/gを超える場合はトナー用結着樹脂のネガ帯電性が強くなり、画像濃度が低下し、カブリが増加する傾向がある。
【0039】
本発明において、トナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価(JIS酸価)は、以下の方法により求める。
【0040】
<酸価の測定>
基本操作はJIS K−0070に準ずる。
1)試料は予め樹脂成分以外の添加物を除去して使用するか、樹脂以外の成分の酸価、含有量を予め求めておく。試料の粉砕品0.5〜2.0(g)を精秤し、樹脂成分の重さをW(g)とする。
2)300(ml)のビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(4/1)の混合液150(ml)を加え溶解する。
3)0.1規定のKOHのエタノール溶液を用いて、電位差滴定装置を用いて滴定する(例えば、京都電子株式会社製の電位差滴定装置AT−400
(win workstation)とABP−410電動ビュレットを用いての自動滴定が利用できる)。
4)この時のKOH溶液の使用量をS(ml)とし、同時にブランクを測定し、この時のKOH溶液の使用量をB(ml)とする。
5)次式により酸価を計算する。fはKOHのファクターである。
【0041】
酸価(mgKOH/g)={(S−B)×f×5.61}/W
【0042】
本発明の樹脂成分の酸価を調整するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸、ビニル酢酸、イソクロトン酸、アンゲリカ酸などのアクリル酸及びそのα−或いはβ−アルキル誘導体、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、アルケニルコハク酸、イタコン酸、メサコン酸、ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸などの不飽和ジカルボン酸及びそのモノエステル誘導体又は無水物などがあり、このようなモノマーを単独、或いは混合して、他のモノマーと共重合させることにより所望の樹脂(重合体)を作ることができる。この中でも、特に不飽和ジカルボン酸のモノエステル誘導体を用いることが酸価値をコントロールする上で好ましい。
【0043】
より具体的には、例えば、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノオクチル、マレイン酸モノアリル、マレイン酸モノフェニル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノフェニルなどのようなα,β−不飽和ジカルボン酸のモノエステル類;n−ブテニルコハク酸モノブチル、n−オクテニルコハク酸モノメチル、n−ブテニルマロン酸モノエチル、n−ドデセニルグルタル酸モノメチル、n−ブテニルアジピン酸モノブチルなどのようなアルケニルジカルボン酸のモノエステル類などが挙げられる。
【0044】
以上のようなカルボキシル基含有モノマーは、結着樹脂を構成している全モノマー100質量部に対し0.1〜20質量部、好ましくは0.2〜15質量部添加すればよい。
【0045】
上記のようなジカルボン酸のモノエステルモノマーが選択される理由としては、水系の懸濁液に対して、溶解度が低く、有機溶媒や他のモノマーへの溶解度の高いエステルの形で用いるのが好ましいからである。
【0046】
本発明において、上記のような方法で得られた共重合体中のカルボン酸基及びカルボン酸エステル部位はアルカリ処理を行い、ケン化させることもできる。即ち、アルカリのカチオン成分と反応させて、カルボン酸基或いはカルボン酸エステル部位を極性官能基に変化させても良い。
【0047】
このアルカリ処理は、バインダー樹脂製造後、重合時に使用した溶媒中に水溶液として投入し、撹拌しながら行なえばよい。本発明に用いることのできるアルカリとしては、Na,K,Ca,Li,Mg,Baなどのアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物;Zn,Ag,Pb,Niなどの遷移金属の水酸化物;アンモニウム塩、アルキルアンモニウム塩、ピリジウム塩などの4級アンモニウム塩の水酸化物などがあり、特に好ましい例として、NaOHやKOHが挙げられる。
【0048】
本発明において上記ケン化反応は、共重合体中のカルボン酸基及びカルボン酸エステル部位の全てに渡って行われる必要はなく、部分的にケン化反応が進行し、極性官能基に変わっていればよい。
【0049】
また、ケン化反応に用いるアルカリの量は、バインダー樹脂中の極性基の種類、分散方法、構成モノマーの種類などにより一概に決定し難いのであるが、バインダー樹脂の酸価の0.02〜5倍当量であればよい。5倍当量を超える場合は、カルボン酸エステル部位などの官能基に対し、エステルの加水分解、ケン化反応による塩の生成などによって官能基に悪影響を及ぼす。
【0050】
尚、酸価の0.02〜5倍当量のアルカリ処理を施した時は、処理後の残存カチオン濃度が5〜1000ppmの間に含まれ、アルカリの量を規定するのに好ましく用いることができる。
【0051】
本発明に係る樹脂組成物は、保存性の観点から、ガラス転移温度(Tg)が45〜80℃、好ましくは50〜70℃であり、Tgが45℃より低いと高温雰囲気下でのトナーの劣化や定着時でのオフセットの原因となる。また、Tgが80℃を超えると、定着性が低下する傾向にある。
【0052】
本発明に係る樹脂組成物の高分子量重合体の合成方法として本発明に用いることの出来る重合法として、溶液重合法、乳化重合法や懸濁重合法が挙げられる。
【0053】
このうち、乳化重合法は、水にほとんど不溶の単量体(モノマー)を乳化剤で小さい粒子として水相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行う方法である。この方法では反応熱の調節が容易であり、重合の行われる相(重合体と単量体からなる油相)と水相とが別であるから停止反応速度が小さく、その結果重合速度が大きく、高重合度のものが得られる。更に、重合プロセスが比較的簡単であること、及び重合生成物が微細粒子であるために、トナーの製造において、着色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易であること等の理由から、トナー用バインダー樹脂の製造方法として有利な点がある。
【0054】
しかし、添加した乳化剤のため生成重合体が不純になり易く、重合体を取り出すには塩析などの操作が必要で、この不便を避けるためには懸濁重合が好都合である。
【0055】
懸濁重合においては、水系溶媒100質量部に対して、モノマー100質量部以下(好ましくは10〜90質量部)で行うのが良い。使用可能な分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール部分ケン化物、リン酸カルシウム等が用いられ、一般に水系溶媒100質量部に対して0.05〜1質量部で用いられる。重合温度は50〜95℃が適当であるが、使用する開始剤、目的とするポリマーによって適宜選択される。
【0056】
本発明に用いられる樹脂組成物の高分子量重合体は、本発明の目的を達成する為に以下に例示する様な多官能性重合開始剤単独あるいは単官能性重合開始剤と併用して生成することが好ましい。
【0057】
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−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、トリス−(t−ブチルパーオキシ)トリアジン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、4,4−ジ−t−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−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレート、ジ−t−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−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、2,2−t−ブチルパーオキシオクタン及び各種ポリマーオキサイド等の1分子内に2つ以上のパーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能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、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート及びt−ブチルパーオキシイソプロピルフマレート等の1分子内に、パーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能基と重合性不飽和基の両方を有する多官能性重合開始剤から選択される。
【0058】
これらの内、より好ましいものは、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレート及び2,2−ビス−(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、及びt−ブチルパーオキシアリルカーボネートである。
【0059】
これらの多官能性重合開始剤は、トナー用バインダーとして要求される種々の性能を満足する為には、単官能性重合開始剤と併用されることが好ましい。特に該多官能性重合開始剤の半減期10時間を得る為の分解温度よりも低い半減期10時間を有する重合開始剤と併用することが好ましい。
【0060】
具体的には、ベンゾイルパーオキシド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ジ(t−ブチルパーオキシ)バレレート、ジクミルパーオキシド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシジイソプロピル)ベンゼン、t−ブチルパーオキシクメン、ジ−t−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノアゾベンゼン等のアゾおよびジアゾ化合物等が挙げられる。
【0061】
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良いが、該多官能性重合開始剤の効率を適正に保つ為には、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。
【0062】
これらの開始剤は、効率の点からモノマー100質量部に対し0.05〜2質量部で用いるのが好ましい。
【0063】
高分子量重合体は、本発明の目的を達成する為に以下に例示する様な架橋性モノマーで架橋されていることが好ましい。
【0064】
架橋性モノマーとしては主として2個以上の重合可能な二重結合を有するモノマーが用いらる。具体例としては、芳香族ジビニル化合物(例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等);アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類(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);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(例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの);芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類(例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、及び、以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの);更には、ポリエステル型ジアクリレート化合物類(例えば、商品名MANDA(日本化薬))が挙げられる。多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールアクリレート、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アクリレートに代えたもの;トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート;等が挙げられる。
【0065】
これらの架橋剤は、他のモノマー成分100質量部に対して、1質量部以下、好ましくは0.001〜0.05質量部の範囲で用いることが好ましい。
【0066】
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。
【0067】
一方、本発明に係る結着樹脂の低分子量重合体成分の合成方法としては、公知の方法を用いることが出来る。しかし、塊状重合法では、高温で重合させて停止反応速度を速めることで、低分子量の重合体を得ることができるが、反応をコントロールしにくい問題点がある。その点、溶液重合法では、溶媒によるラジカルの連鎖移動の差を利用して、また、開始剤量や反応温度を調整することで低分子量重合体を温和な条件で容易に得ることができ、本発明で用いる樹脂組成物中の低分子量体を得るには好ましい。特に、開始剤使用量を最小限に抑え、開始剤が残留することによる影響を極力抑えるという点で、加圧条件下での溶液重合法も好ましい。
【0068】
高分子量重合体成分を得る為のモノマー及び、低分子量重合体成分を得る為のモノマーとしては、次のようなものが挙げられる。
【0069】
例えばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、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、等のスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレン等の不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、沸化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルなどのビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸(2−エチルヘキシル)、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどの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などの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などのビニルエーテル類;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などのビニルケトン類;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−ビニルピロリドンなどの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、アクリルアミドなどのアクリル酸誘導体もしくはメタクリル酸誘導体が挙げられる。これらのビニル系モノマーは単独もしくは2つ以上のモノマーを混合して用いられる。
【0070】
これらの中でもスチレン系共重合体、スチレンアクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好ましい。
【0071】
また、低分子量重合体成分及び高分子量重合体成分の双方が、少なくともスチレン系重合体成分又はスチレン系共重合体成分を65質量部以上含有することが混合性の点で好ましい。
【0072】
結着樹脂組成物を製造する方法として、溶液重合法により高分子量重合体と低分子量重合体を別々に合成した後にこれらを溶液状態で混合し、次いで脱溶剤する溶液ブレンド法、また、押出機等により溶融混練するドライブレンド法、溶液重合法等により得られた低分子量重合体を溶解した高分子量重合体を構成するモノマーに溶解し、懸濁重合を行い、洗浄・乾燥し、樹脂組成物を得る二段階重合法等も挙げられる。しかしながら、ドライブレンド法では、均一な分散、相溶の点で問題がある。二段階重合法だと均一な分散性等に利点が多いが、低分子量分を高分子量分以上に増量することができ、分子量の大きい高分子量重合体の合成ができ、不必要な低分子量重合体が副生成する等の問題が少ないことから、該溶液ブレンド法が最も好適である。また、低分子量重合体成分に所定の酸価を導入する方法としては、水系の重合法に比べて酸価の設定が容易である溶液重合が好ましい。
【0073】
本発明のトナーに使用される結着樹脂としては、その他、下記の重合体の使用も可能である。
【0074】
例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂などが使用できる。好ましい結着樹脂としては、スチレン系共重合体もしくはポリエステル樹脂がある。ポリエステル樹脂を用いることで酸価を得ることも可能である。
【0075】
次に、ポリエステル樹脂の組成について説明する。
【0076】
2価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、また式(A)で表わされるビスフェノール及びその誘導体;
【0077】
【化4】
Figure 0003559703
(式中、Rはエチレンまたはプロピレン基であり、x,yはそれぞれ0以上の整数であり、かつ、x+yの平均値は0〜10である。)
【0078】
また、式(B)で示されるジオール類;
【0079】
【化5】
Figure 0003559703
【0080】
2価の酸成分としては、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸などのベンゼンジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸などのアルキルジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸などのアルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸類、又はその無水物、低級アルキルエステル;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸類又はその無水物、低級アルキルエステル;等のジカルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。
【0081】
また、架橋成分としても働く3価以上のアルコール成分と3価以上の酸成分を併用することが好ましい。
【0082】
3価以上の多価アルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン等が挙げられる。
【0083】
また、本発明における3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えばトリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、及びこれらの無水物、低級アルキルエステル;
次式
【0084】
【化6】
Figure 0003559703
(式中、Xは炭素数1以上の側鎖を1個以上有する炭素数1〜30のアルキレン基又はアルケニレン基)で表わされるテトラカルボン酸等、及びこれらの無水物、低級アルキルエステル等の多価カルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。
【0085】
本発明に用いられるアルコール成分としては40〜60mol%、好ましくは45〜55mol%、酸成分としては60〜40mol%、好ましくは55〜45mol%であることが好ましい。
【0086】
また3価以上の多価の成分は、全成分中の1〜60mol%であることも好ましい。
【0087】
該ポリエステル樹脂も通常一般に知られている縮重合によって得られる。
【0088】
本発明に係るトナー中には上記結着樹脂成分の他に、該結着樹脂成分の含有量より少ない割合で以下の化合物を含有させてもよい。例えばシリコーン樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、2種以上のα−オレフィンの共重合体などが挙げられる。
【0089】
本発明においては、トナーに離型性を与えるために次のようなワックス類を含有させることが好ましい。融点が70〜165℃で、160℃における溶融粘度が1000mPa・s以下のワックスであり、その具体例としてはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックスやエチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、ノネン−1、デセン−1のような直鎖のα−オレフィン及び分岐部分が末端にあるような分岐α−オレフィン及びこれらの不飽和基の位置の異なるオレフィンの単独重合体もしくはこれらの共重合体等が挙げられる。
【0090】
更に、ビニル系モノマーによりブロック共重合体としたり、グラフト変性などを施した変性ワックスでも良い。
【0091】
また、上記ワックスの添加量は、結着樹脂100質量部に対して0.5〜10質量部であることが好ましく、1〜8質量部であることがより好ましい。尚、2種類以上のワックスを併用して添加しても良い。
【0092】
これらのワックスは、トナー製造に際し、予め重合体成分中に添加、混合しておくこともできる。その場合は、重合体成分の調製時に、ワックスと高分子量重合体とを溶剤に予備溶解した後、低分子量重合体溶液と混合する方法が好ましい。これにより、ミクロな領域での相分離が緩和され、高分子量成分の再凝集が抑制され、低分子量重合体との良好な分散状態も得られる。
【0093】
係る重合体溶液の固体濃度は、分散効率、撹拌時の樹脂の変質防止、操作性等を考慮し、5〜70質量%以下であることが好ましく、高分子量重合体成分とワックスの予備溶液は5〜60質量%以下、低分子量重合体溶液は5〜70質量%以下の固体濃度であることが好ましい。
【0094】
高分子量重合体成分とワックスを溶解又は分散させる方法は、撹拌混合により行われ、撹拌は回分式又は連続式でおこなうのが好ましい。
【0095】
低分子量重合体溶液を混合する方法は、該予備溶液の固形分量100質量部に対して、該低分子量重合体溶液を10〜1000質量部添加し撹拌混合を行うことが好ましい。この場合、回分式でも連続式でも良い。
【0096】
本発明に係る樹脂組成物の溶液混合時に用いる有機溶剤としては、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ1号、ソルベントナフサ2号、ソルベントナフサ3号、シクロヘキサン、エチルベンゼン、ソルベッソ100、ソルベッソ150、ミネラルスピリット等の炭化水素系溶剤;メタノール、エタノール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール、アミルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、n−酢酸ブチル、セロソルブアセテート等のエステル系溶剤;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルビトール等のエーテル系溶剤等が挙げられる。これらの中で芳香族溶剤、ケトン系溶剤又は、エステル系溶剤が好ましい。また、これらを混合して用いても差し支えない。
【0097】
有機溶剤を除去する方法は、重合体の有機溶剤溶液を加熱後、常圧下で有機溶剤の10〜80質量%を除去した後、減圧下で、残存溶剤を除去する方法が好ましい。この時、有機溶剤溶液は、用いた有機溶剤の沸点から200℃の範囲に保持することが好ましい。有機溶剤の沸点を下回ると溶剤留去時の効率が悪いだけでなく、有機溶剤中の重合体に不必要な剪断力がかかったり、各構成重合体の再分散が促進され、ミクロな状態での相分離を起こす場合がある。また、200℃を超えると重合体が解重合し、分子切断によるオリゴマーが生成し、樹脂組成物内への不純物の混入を招くので好ましくない。
【0098】
本発明の荷電制御剤として用いられる下記一般式(1)で示されるイミダゾール誘導体酸塩において、
【0099】
【化7】
Figure 0003559703
上記一般式(1)中のR,R,Rは水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン、複素環類であり、それぞれ置換基を有しても良く、それぞれ同一であっても異なっても良く、また、R,Rは相互に連結されて芳香環または複素環を形成しても良い。置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン、複素環類がある。またR,R,Rはそれぞれ内部にエーテル構造あるいはスルフィド構造を有しても良い。Rは、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、複素環類であり、それぞれ置換基を有しても良い。置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン、複素環類がある。また、Rは内部に、エーテル構造あるいはスルフィド構造を有しても良い。Aは、有機酸又は無機酸を示す。
【0100】
上記一般式(1)で表されるイミダゾール誘導体酸塩において、イミダゾール誘導体の種類、有機酸又は無機酸の種類を選択することにより優れた帯電特性、さらにはトナー中での優れた分散特性を発現するために、現像特性も優れたものになると考えられる。
【0101】
これらの組み合わせは一義的に限定できるものではないが、トナーに高い正帯電性を付与させるためには、一般式(1)において、R,R,Rは、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、複素環等が好ましく、それぞれ置換基を有しても良く、それぞれ同一であっても異なっていても良く、それぞれ炭素数1〜40個が好ましい。これらの置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、ハロゲン、複素環等が挙げられる。またR,Rは相互に連結されて芳香環または複素環を形成したものも好ましい。Rは、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、複素環等が好ましく、置換基を有しても良い。炭素数は1〜40個が好ましい。置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシル基、ハロゲン、複素環等が挙げられる。
【0102】
,R,R,Rのそれぞれのどれかの炭素数が40個を超える場合には、イミダゾール誘導体酸塩自体の融点が低下するため、トナー製造時の溶融混練工程において、イミダゾール誘導体酸塩の溶融粘度が低下し、結着樹脂中への均一な分散が困難となることから、分散不良による画像特性の劣化が発生しやすくなるため、結着樹脂が制限されることがある。
【0103】
また、本発明におけるイミダゾール誘導体酸塩は、イミダゾール誘導体と下記有機酸あるいは無機酸とイミダゾール誘導体酸塩を形成する。
【0104】
例えば、無機酸として、ハロゲン化水素酸、フッ化水素酸、塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、亜リン酸等、また、有機酸として、飽和脂肪族モノカルボン酸;ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪族オキシ酸;グリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸;シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の不飽和脂肪酸;アクリル酸、プロピオール酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸等の芳香環カルボン酸;安息香酸、パラニトロ安息香酸、トルイル酸、ケイ皮酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等であり、これらの中で、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、亜リン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、パラニトロ安息香酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸が好ましい。
【0105】
本発明において一般式(1)で示されるイミダゾール誘導体酸塩は、結着樹脂100質量部に対して0.01〜20.0質量部、好ましくは0.1〜10.0質量部、より好ましくは0.5〜5.0質量部添加するのが良い。添加量が0.01質量部より少ない場合は、トナーが十分に帯電量を持つことができず、イミダゾール誘導体酸塩を添加した効果が現れない。一方、添加量が20.0質量部よりも多い場合には、過剰添加となり、トナー中で分散不良を引き起こし、凝集体で存在したり、個々のトナー粒子当たりのイミダゾール誘導体酸塩の存在量が不均一になりがちで、好ましくない。
【0106】
また、本発明で用いられるイミダゾール誘導体酸塩は、従来公知の荷電制御剤と組み合わせて使用することもできる。
【0107】
本発明で用いられるイミダゾール誘導体は、公知の種々の方法で合成され、イミダゾール誘導体酸塩は、このイミダゾール誘導体と無機酸又は有機酸を水系又は有機系溶媒中で撹拌混合させ、冷却によりイミダゾール誘導体酸塩を析出させ、その結晶を瀘別することにより容易に得られる。
【0108】
以下に本発明に用いるイミダゾール誘導体例を示す。
【0109】
【化8】
Figure 0003559703
【0110】
【化9】
Figure 0003559703
【0111】
【化10】
Figure 0003559703
【0112】
【化11】
Figure 0003559703
【0113】
以下に本発明に用いるイミダゾール誘導体酸塩の化合物例を示すが、これらは取り扱いの容易さをも考慮した代表例であり、同様に本発明のトナーを何ら限定するものではない。
【0114】
【表1】
Figure 0003559703
【0116】
また、本発明のトナーは、着色剤として磁性体を用い、磁性トナーとして使用する。
【0117】
本発明に用いられる磁性体としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれらの金属とアルミニウム、コバルト、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が用いられ、その磁性体表面或いは内部にケイ素元素を含有するものが好ましい。
【0118】
本発明者等が鋭意検討の結果、磁性体中にケイ素元素を含有させることで、磁性体の粒度分布がそろい、トナー中の磁性体の分散が、ケイ素元素を含有しない時に比べて数段良くなることが明らかになった。また、ケイ素元素を含有した磁性体をトナーに含有させると、平均粒子径10μm以下のトナーにおいても、帯電均一性が向上し、トナー凝集性を抑制できトナーの流動性が向上するため、トナーの摩擦帯電量が向上する。その結果、初期画像濃度が安定し、画像カブリもほとんど問題ないレベルに抑えられることがわかった。
【0119】
上記磁性体に含有させるケイ素元素の含有率は、磁性体を基準として、0.05〜10質量%であることが好ましい。更に好ましくは0.1〜7質量%であり、望ましくは0.2〜5質量%である。磁性体に占めるケイ素元素の含有量が0.05質量%より少ないと、ケイ素元素を添加した効果が得られなくなり、トナーの摩擦帯電量が不均一になりやすくなり、画像カブリが増加する。また、10質量%より多いと画像カブリは良くなるものの、トナー担持体表面を汚染し、画像濃度が低下し、また、ゴーストが発生し易くなる。
【0120】
本発明における磁性体中のケイ素元素量は、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線分析を行なうことにより測定した。
【0121】
本発明に用いる磁性体の形状としては、六面体、八面体、十面体、十二面体、十四面体、あるいはそれ以上の面を有する多面体、針状、鱗片状、球形、不定形なものなどが用いられる。中でも多面体が好ましく用いられる。多面体形状の磁性体の場合には、その形状から物理的にトナー粒子からの脱離を防ぐことができる。
【0122】
本発明においてトナーに用いる磁性体は、窒素ガス吸着法によるBET比表面積が、1〜40m/g、好ましくは2〜30m/g、更に好ましくは3〜20m/gが良い。測定法として、BET法に従って、比表面積測定装置:オートソープ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて比表面積を算出する。
【0123】
また、磁性体の飽和磁化としては、795.8kA/mの磁場中において、5〜200Am/kg、好ましくは10〜150Am/kgの範囲のものを用いる。
【0124】
更に、磁性体の残留磁化としては、795.8kA/mの磁場中において、1〜100Am/kg、好ましくは1〜70Am/kgの範囲のものを用いる。
【0125】
また、磁性体の平均粒子径としては、0.05〜1.0μmが好ましく、更に好ましくは0.1〜0.6μm、特に好ましくは0.1〜0.4μmである。
【0126】
本発明においてトナーに含有させる磁性体の量は、結着樹脂100質量部に対して10〜200質量部、好ましくは20〜170質量部、更に好ましくは30〜150質量部である。
【0127】
本発明において磁性体の形状は、透過型電子顕微鏡及び走査型電子顕微鏡により観察されたものである。
【0128】
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の下で測定した値である。
【0129】
本発明のトナーにおいては、帯電安定性、現像性、流動性、耐久性向上のため、シリカ微粉末を添加することが好ましい。
【0130】
本発明に用いられるシリカ微粉末は、窒素吸着によるBET法による比表面積が30m/g以上、特に50〜400m/gの範囲内のものが良好な結果を与える。トナー100質量部に対してシリカ微粉体0.01〜8質量部、好ましくは0.1〜5質量部使用するのが良い。
【0131】
また、本発明に用いられるシリカ微粉末は、必要に応じ、疎水化、帯電性コントロールなどの目的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシラン化合物、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤で、或いは種々の処理剤を併用して処理されていることも好ましい。
【0132】
本発明のトナーには、必要に応じて他の外部添加剤を添加しても良い。
【0133】
例えば、帯電補助剤、導電性付与剤、流動性付与剤、ケーキング防止剤、熱ローラー定着時の離型剤、滑剤、研磨剤等の働きをする樹脂微粒子や無機微粒子などである。
【0134】
例えば滑剤としては、テフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末等が挙げられ、中でもポリフッ化ビニリデン粉末が好ましい。また研磨剤としては、酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末等が挙げられ、中でもチタン酸ストロンチウム粉末が好ましい。流動性付与剤としては、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末等が挙げられ、中でも疎水性のものが好ましい。導電性付与剤としては、カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化アンチモン粉末、酸化スズ粉末等が挙げられる。またさらに、逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いることができる。
【0135】
本発明のトナーを作製するには、結着樹脂、着色剤、イミダゾール誘導体酸塩及び必要に応じて磁性体、ワックス、金属塩ないしは金属錯体、顔料又は染料、その他の添加剤等を、ヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーのような熱混練機を用いて溶融混練し、冷却固化後粉砕及び分級を行い、更に必要に応じて所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により十分混合し、本発明のトナーを得ることができる。
【0136】
次に本発明の現像剤担持体であるスリーブの構成を図1に例示して説明する。
【0137】
本発明の現像剤担持体あるスリーブは、円筒状基体と、該基体表面を被覆する被膜層(樹脂層)を有する。該樹脂層1は、結着樹脂4、場合によっては導電性物質2、充填剤3、固体潤滑剤5等を含有し、円筒状基体6上に被覆されている。導電性物質が含有されている場合、樹脂層1は導電性なのでトナーの過剰帯電が防止できる。また充填剤3が含有されている場合には、トナーによる該樹脂1の摩耗を防ぎ、更に充填剤3の帯電付与性により、トナーの帯電も好適にコントロールできる。また、固体潤滑剤5が含有される場合には、トナーとスリーブとの離型性が向上され、その結果トナーのスリーブ上への融着が防止できる。
【0138】
本発明のスリーブにおいて、樹脂層に導電性物質を含有させる場合、該樹脂層の体積抵抗が10Ω・cm以下、好ましくは10Ω・cm以下であるものがよい。樹脂層の体積抵抗が10Ω・cmを超える場合には、トナーのチャージアップが発生しやすくなり、ブロッチの発生や現像特性の劣化を引き起こすことがある。
【0139】
樹脂層の体積抵抗は、構成組成物を塗料とし、絶縁シート上にバーコーターにてコート・乾燥させ、10cm×10cmにカットし、低抵抗率計ロレスター(三菱油化社製)により測定することができる。
【0140】
また、該樹脂層の表面粗さは、JIS中心線平均粗さ(Ra)で0.2〜3.5μmの範囲にあることが好ましい。Raが0.2μm未満ではスリーブ近傍のトナーの帯電量が高くなりすぎ、鏡映力によりトナーがスリーブ上に引きつけられ、新たなトナーがスリーブから帯電付与を受けられず、現像性が不充分となる。Raが3.5μmを超えると、スリーブ上のトナーコート量が増加しすぎてトナーが十分な帯電量を得られず、かつ不均一な帯電となり、画像濃度の低下や濃度ムラの原因となる。
【0141】
次に該樹脂層1を構成する各材料について説明する。
【0142】
図1において導電性物質2としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、銀等の金属粉体;酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ等の金属酸化物;カーボンファイバー、カーボンブラック、グラファイト等の炭素同素体が挙げられる。このうちカーボンブラックは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に好適に用いられる。なお、本発明に使用するカーボンブラックの個数平均粒径は1μm以下、好ましくは0.01μm〜0.8μmのものが良い。カーボンブラックの個数平均粒径が1μmを超える場合には、樹脂層の体積抵抗を制御しづらくなり好ましくない。
【0143】
導電性物質の使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜300質量部であり、より好ましくは1〜100質量部である。
【0144】
充填剤3としては、例えばアルミナ、アスベスト、ガラス繊維、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、シリカ、ケイ酸カルシウム等の無機化合物;フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、PMMA、メタクリレートのターポリマー(例えばポリスチレン/n−ブチルメタクリレート/シランターポリマー)、スチレン−ブタジエン系共重合体、ポリカプロラクトン;ポリカプロラクタム、ポリビニルピリジン、ポリアミドのような含窒素化合物;ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラクロロフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシル化エチレン、ポリテトラフルオロアルコキシエチレン、フッ素化エチレンプロピレン−ポリテトラフルオロエチレン共重合体、トリフルオロクロロエチレン−塩化ビニル共重合体といった高度にハロゲン化された重合体;その他にポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられる。このうちシリカ及びアルミナが、それ自身の硬さ及びトナーに対する帯電制御性を有するので好ましく用いられる。
【0145】
充填剤の使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜500質量部、より好ましくは1〜200質量部である。
【0146】
固体潤滑剤5としては、例えば二硫化モリブデン、窒化硼素、グラファイト、フッ化グラファイト、銀−セレン化ニオブ、塩化カルシウム−グラファイト、滑石が挙げられる。このうちグラファイトは潤滑性と共に導電性を有し、高すぎる電荷を有するトナーを減少させ、現像に好適な帯電量を持たせる働きがあることから好適に用いられる。
【0147】
固体潤滑剤の使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1〜300質量部であり、より好ましくは1〜150質量部である。
【0148】
該導電性物質2、場合によっては該充填剤3や固体潤滑剤5が分散される結着樹脂4としては、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂など公知の樹脂が用いられる。特に熱硬化性もしくは光硬化性の樹脂が好ましい。
【0149】
また本発明におけるスリーブ表面の樹脂層中の導電性物質、或いは充填剤や固体潤滑剤を表面に好適に露出させるために、または、表面を平滑化処理して均一な凹凸表面を作るために、後述の磨き加工等の手段により表面を平滑化処理することにより、さらに好ましい性能を付与することが可能である。特に、ベタ黒やハーフトーン画像に発生する縦スジ現象や初期の画像濃度の立上がりに効果があり、特に高温高湿下での効果が大きい。
【0150】
本発明において、スリーブの平滑化処理の一例を図2に示しながら作用を説明する。図2(A)において該被膜層(樹脂層)501は、固体潤滑剤502、導電性物質503、充填剤504、結着樹脂505とを含有し、円筒状基体506上に被覆されている。これをフェルトや砥粒の付着した帯状研磨材での磨き加工を施すことで、図2(B)に示すようにスリーブの表面凹凸を均一に仕上げることができるので、スリーブ上のトナーコート量が均一化し、その結果スリーブとの摩擦帯電を受けたトナーのみが現像領域に搬送されるようになる。従って、上記効果が得られるものと考えられる。
【0151】
上記のように平滑化処理を施した後も、コート層表面はJIS B 0601におけるRaで0.2〜3.5μmの範囲の凹凸を保持していることが好ましく、より好ましくは0.3〜2.5μm程度である。理由は前記と同様である。
【0152】
次に本発明の現像剤担持体である現像スリーブが組み込まれる現像方法について説明する。
【0153】
図3において、公知のプロセスにより形成された静電潜像を担持する像保持体、例えば電子写真感光ドラム7は、矢印B方向に回転される。現像剤担持体としての現像スリーブ14は、ホッパー9から供給された一成分磁性現像剤としての磁性トナー10を担持して、矢印A方法に回転することにより、現像スリーブ14と感光ドラム7とが対向した現像部Dに磁性トナー10を搬送する。現像スリーブ14内には、磁性トナー10を現像スリーブ14上に磁気的に吸引・保持するために、磁石11が配置されている。磁性トナー10は現像スリーブ14との摩擦により、感光ドラム7上の静電潜像を現像可能な摩擦帯電電荷を得る。
【0154】
現像部Dに搬送される磁性トナー10の層厚を規制するために、強磁性金属からなる規制ブレード8が、現像スリーブ14の表面から約200〜300μmのギャップ幅を持って現像スリーブ14に臨むように、ホッパー9から垂下されている。磁石11の磁極N1からの磁力線がブレード8に集中することにより、現像スリーブ14上に磁性トナー10の薄層が形成される。ブレード8としては非磁性ブレードを使用することもできる。
【0155】
現像スリーブ14上に形成される磁性トナー10の薄層の厚みは、現像部Dにおける現像スリーブ14と感光ドラム7との間の最小間隙よりも更に薄いものであることが好ましい。このようなトナー薄層により静電潜像を現像する方式の現像装置、即ち非接触型現像装置に、本発明は特に有効である。しかし、現像部においてトナー層の厚みが現像スリーブ14と感光ドラム7との間の最小間隙以上の厚みである現像装置、即ち接触型現像装置にも、本発明は適用することができる。
【0156】
説明の煩雑を避けるため、以下の説明では、非接触型現像装置を例に採って行う。
【0157】
上記現像スリーブ14には、これに担持された一成分磁性現像剤である磁性トナー10を飛翔させるために、電源15により現像バイアス電圧が印加される。この現像バイアス電圧として直流電圧を使用するときは、静電潜像の画像部(磁性トナー10が付着して可視化される領域)の電位と背景部の電位との間の値の電圧が、現像スリーブ14に印加されることが好ましい。一方、現像画像の濃度を高め或は階調性を向上するために、現像スリーブ14に交番バイアス電圧を印加して、現像部Dに向きが交互に反転する振動電界を形成してもよい。この場合、上記画像部の電位と背景部の電位の間の値を有する直流電圧成分が重畳された交番バイアス電圧を現像スリーブ14に印加することが好ましい。
【0158】
また、高電位部と低電位部を有する静電潜像の高電位部にトナーを付着させて可視化する、いわゆる正規現像では、静電潜像の極性と逆極性に帯電するトナーを使用し、一方、静電潜像の低電位部にトナーを付着させて可視化する、いわゆる反転現像では、トナーは静電潜像の極性と同極性に帯電するトナーを使用する。尚、高電位と低電位というのは、絶対値による表現である。いずれにしても、磁性トナー10は現像スリーブ14との摩擦により静電潜像を現像するための極性に帯電する。
【0159】
図4は本発明の他の実施例を示す構成図である。
【0160】
図4の現像装置では、現像スリーブ14上の磁性トナー10の層厚を規制する部材として、ウレタンゴム,シリコーンゴム等のゴム弾性を有する材料、或はリン青銅,ステンレス鋼等の金属弾性を有する材料などの弾性板17を使用し、この弾性板17を現像スリーブ14に圧接させていることが特徴である。このような現像装置では、現像スリーブ8上に更に薄いトナー層を形成することができる。図4の現像装置のその他の構成は、図3に示した現像装置と基本的に同じで、図4において図3に付した符号と同一の符号は同一の部材を示す。
【0161】
上記のようにして現像スリーブ14上にトナー層を形成する図4に示すような現像装置は、弾性板17によりトナーを現像スリーブ14上に擦りつけるため、トナーの摩擦帯電量も多くなり、画像濃度の向上が図られる。また、非磁性一成分トナーにおいては、このような現像装置が用いられる。
【0162】
次に本発明で用いた接触帯電・転写方式を有する画像形成方法の一例について、図5の概略構成図を基に説明する。
【0163】
801は回転ドラム型の感光体であり、図面上時計方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転される。802は帯電ローラーで、感光体801面に押圧力をもって圧接され、感光体801の回転に伴い従動回転する。803は帯電ローラー802に電圧を印加するための帯電バイアス電流Vであり、帯電ローラー802にバイアスが印加されることで感光体801の表面が所定の極性・電位に帯電される。次いで画像露光804によって静電荷像が形成され、現像手段805によりトナー画像として順次可視化されていく。
【0164】
現像手段805を構成する現像スリーブには、バイアス印加手段813よりバイアスVが印加される。現像により潜像保持体上に形成されたトナー像は、転写バイアスVが印加された当接転写手段806により転写材808に静電転写され、転写材上のトナー像は、加熱加圧手段811により加熱加圧定着される。トナー画像転写後の感光体801面では転写残りトナー等の付着汚染物質を、感光体801にカウンター方向に圧接した弾性クリーニングブレードを具備したクリーニング装置809で清浄面化され、更に除電露光装置810により除電されて、繰り返して作像される。
【0165】
【実施例】
以下、具体的実施例にもって本発明を更に詳しく説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。
【0166】
(結着樹脂の合成例)
<樹脂合成例1>
スチレン 79.2質量部
n−ブチルアクリレート 20.0質量部
モノブチルマレート 0.8質量部
2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル) 0.2質量部
【0167】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂を樹脂aとする。
【0168】
樹脂a 30.0質量部
スチレン 56.0質量部
n−ブチルアクリレート 12.2質量部
モノブチルマレート 1.4質量部
ジビニルベンゼン 0.4質量部
ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1.0質量部
【0169】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留留去した。このようにして得られた樹脂を樹脂Aとする。この樹脂Aの酸価は、5.2であった。
【0170】
<樹脂合成例2>
スチレン 79.0質量部
n−ブチルアクリレート 21.0質量部
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 0.3質量部
【0171】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了した。
【0172】
スチレン 82.0質量部
n−ブチルアクリレート 17.0質量部
モノブチルマレート 1.0質量部
ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1.0質量部
【0173】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、樹脂成分の質量比が、前者25後者75となるように溶液を混合した後、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂を樹脂Bとする。この樹脂Bの酸価は、2.3であった。
【0174】
<樹脂合成例3>
スチレン 77.0質量部
n−ブチルアクリレート 20.0質量部
モノブチルマレート 3.0質量部
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 0.3質量部
【0175】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了した。
【0176】
スチレン 78.0質量部
n−ブチルアクリレート 18.0質量部
メタクリル酸 4.0質量部
ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1.0質量部
【0177】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、樹脂成分の質量比が、前者4後者6となるように溶液を混合した後、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂を樹脂Cとする。この樹脂Cの酸価は、18.8であった。
【0178】
<樹脂合成例4>
スチレン 74.0質量部
ブチルアクリレート 22.0質量部
アクリル酸 3.5質量部
ジビニルベンゼン 0.5質量部
ジ−tert−ブチルパーオキサイド 0.8質量部
【0179】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂を樹脂Dとする。この樹脂Dの酸価は、27.0であった。
【0180】
<樹脂合成例5>
スチレン 73.0質量部
ブチルアクリレート 22.0質量部
アクリル酸 4.5質量部
ジビニルベンゼン 0.5質量部
ジ−tert−ブチルパーオキサイド 0.8質量部
【0181】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂を樹脂Eとする。この樹脂Eの酸価は、34.8であった。
【0182】
<樹脂比較合成例1>
スチレン 80.0質量部
n−ブチルアクリレート 20.0質量部
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 0.3質量部
【0183】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了した。
【0184】
スチレン 83.0質量部
n−ブチルアクリレート 17.0質量部
ジ−tert−ブチルパーオキサイド 1.0質量部
【0185】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、樹脂成分の質量比が、前者3後者7となるように溶液を混合した後、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂を樹脂Fとする。この樹脂Fの酸価は、0.1であった。
【0186】
<樹脂比較合成例2>
スチレン 69.0質量部
ブチルアクリレート 22.0質量部
メタクリル酸 8.5質量部
ジビニルベンゼン 0.5質量部
ジ−tert−ブチルパーオキサイド 0.8質量部
【0187】
上記原料を、加熱したキシレン200質量部中に4時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られた樹脂を樹脂Gとする。この樹脂Gの酸価は、55.2であった。
【0188】
(樹脂層を表面に形成した現像剤担持体の製造例)
<現像スリーブ製造例1>
フェノール樹脂中間体 125質量部
カーボンブラック 5質量部
結晶性グラファイト 45質量部
メタノール 41質量部
イソプロピルアルコール 284質量部
フェノール樹脂中間体のメタノール溶液をイソプロピルアルコール(IPA)で希釈し、カーボンブラックと結晶性グラファイトを添加し、ガラスビーズを用いたサンドミルにより分散を行った。次にこの塗料を用いてスリーブ上に樹脂層の塗工を行った。
【0189】
現像スリーブとしては、外径20mm,肉厚0.8mmのステンレス鋼円筒管の表面を研磨加工して、円筒管の振れが10μm以下、表面粗さがRz表記で4μm以下にして用いた。このスリーブを垂直に立てて、一定速度で回転させるとともに上下端部にマスキングを施し、スプレーガンを一定速度で下降させながら上記塗料を塗布した。スリーブ両端のマスキング幅は3mmに設定した。これを乾燥炉にて160℃で20分間乾燥硬化させた後、樹脂コートスリーブ表面に、帯状のフェルトを4kgfの押しあて荷重をもって摺擦させ表面磨き加工を行い、膜厚の均一な樹脂層コートスリーブを得た。
【0190】
この樹脂層の膜厚は10μm、表面粗さRaは6点平均で0.86μm、体積抵抗は4Ω・cmであり、更に鉛筆硬度を測定したところ、2Hであった。このスリーブにマグネットを挿入し、両端にフランジを取り付けて現像スリーブ1とした。
【0191】
<現像スリーブ製造例2>
フェノール樹脂中間体 125質量部
カーボンブラック 5質量部
結晶性グラファイト 45質量部
表面処理シリカ微粉末 25質量部
(BETによる比表面積が約130m/gの乾式シリカ微粉末に、メチルトリメトキシシランにより表面処理を行なったもの)
メタノール 58質量部
イソプロピルアルコール 408質量部
上記材料を、サンドミルを用いて分散した。フェノール樹脂中間体のメタノール溶液をイソプロピルアルコール(IPA)の一部で希釈し、カーボンブラックと結晶性グラファイトを添加し、ガラスビーズを用いたサンドミルにより分散を行った。ここに更に残りのIPA中に分散した上記処理シリカを充填剤として添加し、更にサンドミル分散を進めた。
【0192】
次にこの塗料を用いて、樹脂コート現像スリーブ製造例1と同様にしてスリーブ上に樹脂層の塗工を行った後に表面磨き加工を行った。この導電性樹脂層の膜厚は15μm、表面粗さRaは6点平均で1.08μm、体積抵抗は7Ω・cmであり、更に鉛筆硬度を測定したところ、3Hであった。このスリーブにマグネットを挿入し、両端にフランジを取り付けて現像スリーブ2とした。
【0193】
<現像スリーブ製造例3>
現像スリーブ製造例1で使用した塗料を用い、現像スリーブとしては、外径12mm,肉厚0.8mmのアルミニウム円筒管の表面を研磨加工して、円筒管の振れが10μm以下、表面粗さがRz表記で4μm以下にして用いた。このスリーブを垂直に立てて、一定速度で回転させるとともに上下端部にマスキングを施し、スプレーガンを一定速度で下降させながら上記塗料を塗布した。スリーブ両端のマスキング幅は3mmに設定した。これを乾燥炉にて160℃で20分間乾燥硬化させた後、樹脂コートスリーブ表面に、帯状のフェルトを4kgfの押しあて荷重をもって摺擦させ表面磨き加工を行い、膜厚の均一な樹脂層コートスリーブを得た。
【0194】
この樹脂層の膜厚は11μm、表面粗さRaは6点平均で0.97μm、体積抵抗は4Ω・cmであり、更に鉛筆硬度を測定したところ、2Hであった。このスリーブの両端にフランジを取り付けて現像スリーブ4とした。
【0195】
<現像スリーブ比較製造例1>
現像スリーブとしては、外径20mm,肉厚0.8mmのステンレス鋼円筒管の表面を研磨加工して、円筒管の振れが10μm以下、表面粗さがRz表記で4μm以下にしたものを、上下端部にマスキングを施し、不定形アルミナ砥粒(#300)を用いブラストマシンにより、3.92×10−2MPa(4.0kgf/cm)のブラスト圧でブラスト処理を行った。スリーブ両端のマスキング幅は3mmに設定した。このブラスト処理スリーブの表面粗さRaは6点平均で1.12μmであった。このスリーブにマグネットを挿入し、両端にフランジを取り付けて現像スリーブ3とした。
【0196】
[実施例1]
・結着樹脂A 100質量部
・マグネタイト 90質量部
(八面体、平均粒子径0.22μm、BET=7.9m/g、
ケイ素含有量0.35wt%、σs=84.5Am/kg、
σr=10.9Am/kg)
・低分子量ポリプロピレンワックス(融点130℃) 4質量部
・イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1 2質量部
【0197】
上記材料をヘンシェルミキサーで良く前混合した後、140℃に設定した二軸混練押出し機によって溶融混練した。得られた混練物を冷却し、カッターミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕物を更に風力分級機で分級し、重量平均粒径8.5μmの分級微粉体を得た。
【0198】
得られた分級微粉体100質量部に、乾式法で製造されたシリカ微粉体(BET比表面積200m/g)100質量部当りアミノ変性シリコーンオイル(アミン当量830,25℃における粘度70cSt)17質量部で処理した疎水性シリカ0.8質量部を加え、ヘンシェルミキサーで混合し、目開き150μmのメッシュで篩い、正帯電性一成分磁性トナー1を得た。
【0199】
得られたトナー1について、次に示す各評価試験を行なった。
【0200】
耐オフセット性評価試験:
市販の複写機NP6030(キヤノン(株)社製)の定着器を外部へ取り外し、複写機外でも動作し、定着ローラー温度を任意に設定可能にし、プロセススピードを100mm/secとなるように改造した外部定着器を用い、未定着画像を通紙することにより耐オフセット性を評価した。評価に際して、定着ローラーの温度を230℃に設定し、オフセットの様子を観察し、下に示すランクに分類した(評価環境:常温/常湿(23℃/60%RH))。
【0201】
オフセットランク
◎(優) 全くオフセットが見られない。
○(良) 極わずかオフセットが見られる。
×(不可) オフセットが発生する。
【0202】
スリーブコート性評価試験:
スリーブ上のトナーコートを目視し、ブロッチの発生レベルを下に示すランクに分類した(評価環境:常温/常湿(23℃/60%RH)、常温/低湿(23℃/5%RH)、高温/高湿(32.5℃/80%RH))。
【0203】
ブロッチランク
◎(優) 全く発生していない。
○(良) スリーブ端部にわずか発生している。
△(可) 極わずか発生しているが画像には影響しない。
×(不可) はっきりと発生しており画像に影響する。
【0204】
画像評価試験:
市販の複写機NP6030(キヤノン(株)社製)を用い、現像スリーブを本発明の現像スリーブ製造例1に示した現像スリーブ1に交換し、常温/常湿環境下において10000枚複写し、常温/低湿環境、及び高温/高湿環境の各環境下においてそれぞれ5000枚複写を行い、画像濃度、カブリを評価した(評価環境:常温/常湿(23℃/60%RH)、常温/低湿(23℃/5%RH)、高温/高湿(32.5℃/80%RH))。
【0205】
また、常温/常湿環境下にて10000枚複写した後の現像スリーブ表面の一部をエタノールで洗浄に拭き取り、ベタ黒画像をプリントし、エタノール拭き清掃前後の画像濃度を測定し、その差を算出することによりスリーブ汚染の評価を行ない、下に示すランクに分類した。
【0206】
スリーブ汚染ランク
◎(優) Δ0.03未満
○(良) Δ0.03〜Δ0.10
△(可) Δ0.10〜Δ0.20
×(不可) Δ0.20を超えるもの
画像濃度は、「マクベス反射濃度計」(マクベス社製)を用いて測定した。カブリは、「反射濃度計」(東京電色技術センター社製)を用いて、転写紙の反射濃度と、ベタ白をコピーした後の転写紙の反射濃度とを測定し、その差分をカブリ値とし、数値の小さいものほどカブリ抑制が良い。
【0207】
これらの耐オフセット性試験、スリーブコート性試験、画像評価試験の評価結果を表2にまとめた。
【0208】
[実施例2]
実施例1において、結着樹脂Aを結着樹脂Bに変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー2を得た。このトナー2について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0209】
[実施例3]
実施例1において、結着樹脂Aを結着樹脂Cに変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー3を得た。このトナー3について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0210】
[実施例4]
実施例1において、結着樹脂Aを結着樹脂Dに変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー4を得た。このトナー4について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0211】
[実施例5]
実施例1において、結着樹脂Aを結着樹脂Eに変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー5を得た。このトナー5について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0212】
[比較例1]
実施例1において、結着樹脂Aを結着樹脂Fに変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー6を得た。このトナー6について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0213】
[比較例2]
実施例1において、結着樹脂Aを結着樹脂Gに変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー7を得た。このトナー7について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0214】
[実施例6]
実施例1において、イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1を化合物例5に変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー8を得た。このトナー8について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0215】
[実施例7]
実施例1において、イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1を化合物例12に変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー9を得た。このトナー9について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0216】
[実施例8]
実施例1において、イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1を化合物例20に変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー10を得た。このトナー10について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0217】
[実施例9]
実施例1において、イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1を化合物例27に変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー11を得た。このトナー11について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0218】
[実施例10]
実施例1において、イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1を化合物例31に変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー12を得た。このトナー12について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0219】
[実施例11]
実施例1において、イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1を化合物例53に変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー13を得た。このトナー13について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0220】
[実施例12]
実施例1において、イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1を化合物例67に変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー14を得た。このトナー14について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0221】
[比較例3]
実施例1において、イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1をニグロシン染料に変更する以外は実施例1と同様にして、分級微粉体並びにトナー15を得た。このトナー15について、実施例1と同様に各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0222】
[実施例13]
実施例1において、現像スリーブ1を現像スリーブ2に変更する以外は実施例1と同様にして耐オフセット性試験以外の各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0223】
[比較例4]
実施例1において、現像スリーブ1を現像スリーブ3に変更する以外は実施例1と同様にして耐オフセット性試験以外の各評価を行った。評価結果を表2にまとめた。
【0224】
[実施例14]
・結着樹脂A 100質量部
・銅フタロシアニン 3.5質量部
・低分子量ポリプロピレンワックス(融点130℃) 3質量部
・イミダゾール誘導体酸塩の化合物例1 2質量部
【0225】
上記材料をヘンシェルミキサーで良く前混合した後、120℃に設定した二軸混練押出し機によって溶融混練した。得られた混練物を冷却し、カッターミルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて微粉砕し、得られた微粉砕物を更に風力分級機で分級し、重量平均粒径8.5μmの分級微粉体を得た。
【0226】
得られた分級微粉体100質量部に、乾式法で製造されたシリカ微粉体(BET比表面積200m/g)100質量部当りアミノ変性シリコーンオイル(アミン当量830,25℃における粘度70cSt)17質量部で処理した疎水性シリカ1.0質量部を加え、ヘンシェルミキサーで混合し、目開き150μmのメッシュで篩い正帯電性非磁性一成分トナー16を得た。
【0227】
市販の複写機FC−330(キヤノン(株)社製)を用い、現像スリーブを本発明の現像スリーブ4に交換し、常温/常湿環境下において1000枚複写し、常温/低湿環境及び高温/高湿環境の各環境下においてそれぞれ1000枚複写を行い、実施例1と同様に画像濃度、カブリを評価した(評価環境:常温/常湿(23℃/60%RH)、常温/低湿(23℃/5%RH)、高温/高湿(32.5℃/80%RH))。
【0228】
また、常温/常湿環境下にて1000枚複写した後の現像スリーブ表面の一部をエタノールで清浄に拭き取り、実施例1と同様にスリーブ汚染の評価を行なった。評価結果を表2に示す。
【0229】
【表2】
Figure 0003559703
【0230】
【発明の効果】
本発明の画像形成方法によれば、酸基を導入したポジトナーにおいて、本発明に示した特定のイミダゾール誘導体酸塩を荷電制御剤として用いることにより、トナーの帯電特性及び現像特性を損なうことなく耐オフセット性を飛躍的に向上させることができ、且つ、現像剤担持体として金属基体上に樹脂層を形成したものを用いることにより、帯電付与能力が大幅に改善され現像特性を向上させることができ、長期にわたり画像濃度低下やカブリ等の無い高精細画像を安定して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現像剤担持体の一部分の断面の概略図である。
【図2】本発明の現像剤担持体の一部分の断面((A)は磨き加工前、(B)は磨き加工後)の概略図である。
【図3】本発明の現像剤担持体が組み込まれる磁性現像剤補給系現像装置の一例(規制部材に磁性ブレードを使用)を示す概略図である。
【図4】本発明の現像剤担持体が組み込まれる磁性現像剤補給系現像装置の他の例(規制部材に弾性ブレードを使用)を示す概略図である。
【図5】本発明の画像形成方法を説明するための概略図である。
【符号の説明】
1 被膜層(樹脂層)
2 導電性物質
3 充填剤
4 結着樹脂
5 固体潤滑剤
6 円筒状基体
7 感光ドラム(潜像保持体)
8 規制ブレード
9 ホッパー
10 トナー
11 磁石
12 円筒状基体
13 被膜層(樹脂層)
14 現像スリーブ(現像剤担持体)
15 電源
17 弾性ブレード
A 現像スリーブの回転方向
B 感光ドラムの回転方向
D 現像部
501 被膜層(樹脂層)
502 固体潤滑剤
503 導電性物質
504 充填剤
505 結着樹脂
506 円筒状基体
801 潜像保持体
801a 光導電層
801b 導電性基層
802 帯電ローラー
802a 導電性弾性層
802b 芯金
803 帯電バイアス電源
804 画像露光
805 現像ローラー
806 転写ローラー
806a 導電性弾性層
806b 芯金
807 転写バイアス電源
808 転写材
809 クリーニング装置
810 除電露光装置
811 加熱加圧手段
813 現像バイアス電源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method including a step of developing an electrostatic image formed in electrophotography, electrostatic recording, and magnetic recording using toner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, many electrophotographic methods are known as described in U.S. Pat. No. 2,297,691, Japanese Patent Publication No. 42-23910, and Japanese Patent Publication No. 43-24748. However, generally, using a photoconductive substance, an electric latent image (electrostatic latent image) is formed on the photoreceptor by various means, and then the latent image is developed using toner, and if necessary, developed. After transferring the toner image to a transfer material such as paper, the toner image is fixed by heating, pressure, heating and pressurizing, or solvent vapor to obtain a copy, and the toner remaining on the photoreceptor without being transferred is various. It is cleaned by the method and the above steps are repeated.
[0003]
In recent years, such copying apparatuses have been strictly pursued to be smaller, lighter, faster, and more reliable, reflecting the changing market needs such as compounding and personalization. As a result, the performance required of the toner is becoming more sophisticated.
[0004]
For example, various methods and apparatuses have been proposed and developed for the process of fixing a toner image on a transfer sheet such as paper, but the most common method at present is a heat compression method using a heat roller. In the heat pressure bonding method using a heat roller, fixing is performed by allowing a toner image of a sheet to be fixed to pass through the surface of the heat roller having a surface formed of a material having releasability with respect to toner while contacting the sheet under pressure. In this method, since the surface of the heat roller and the toner image of the sheet to be fixed come into contact with each other under pressure, the heat efficiency when fixing the toner image on the sheet to be fixed is extremely good, and the fixing can be performed quickly. it can.
[0005]
However, the above-described heat roller fixing method that has been frequently used in the related art is based on a so-called offset, which is a fixing failure due to a change in the temperature of the heat roller due to the passage of a transfer material or other external factors, and a transfer of toner to the heat roller. In order to prevent the phenomenon, it is necessary to maintain the heating roller in the optimal temperature range, and for this purpose, the heat capacity of the heating roller or the heating element must be increased, which requires large electric power and This results in an increase in the size of the image forming apparatus and an increase in the temperature inside the apparatus.
[0006]
Therefore, various means have been conventionally proposed for the purpose of preventing toner from adhering to the surface of the fixing roller or improving low-temperature fixability. For example, the surface of the roller is formed of a material with excellent releasability from toner, such as silicone rubber or fluororesin, and the releasability such as silicone oil is used to prevent offset and prevent the roller surface from fatigue. The roller surface is coated with a thin film of a good liquid. However, although this method is extremely effective in preventing toner offset, it requires a device for supplying an anti-offset liquid, which also complicates the fixing device and increases the size of the device. have.
[0007]
Therefore, in order to realize an efficient fixing method while achieving good fixability of a toner-toned image to a transfer material, prevention of offset, and the like, the characteristics of the toner are imposed in addition to the fixing device described above. However, it becomes very large.
[0008]
In other words, in particular, from the viewpoint of the offset prevention technology, an anti-offset method by supplying an anti-offset liquid is not preferable. Rather, there is a strong demand for development of a toner having a wide fixing temperature range and high anti-offset property. . Therefore, in order to increase the releasability of the toner itself, a method of adding a wax such as a low-molecular-weight polyethylene or a low-molecular-weight polypropylene that sufficiently melts when heated has been performed. , And the charging characteristics become unstable, which tends to cause a decrease in developability during durability. Therefore, various attempts have been made to improve the binder resin as other methods.
[0009]
For example, a method of increasing the glass transition temperature (Tg) and the molecular weight of the binder resin in the toner in order to prevent the offset and improving the melt viscoelasticity of the toner is also known. However, when the offset phenomenon is improved by such a method, the developing property does not significantly affect but the fixing property becomes insufficient, and the fixing property at a low temperature required for high-speed development and energy saving, that is, There is a problem that the low-temperature fixability is poor.
[0010]
In order to improve the low-temperature fixability of the toner, it is necessary to reduce the viscosity of the toner at the time of melting and increase the contact area with the fixing member. For this purpose, it is necessary to reduce the Tg and the molecular weight of the binder resin used. Is done.
[0011]
That is, since low-temperature fixability and anti-offset property are contradictory, it is very difficult to develop a toner that simultaneously satisfies these functions.
[0012]
In order to solve this problem, for example, Japanese Patent Publication No. 51-23354 discloses a toner comprising a suitably crosslinked vinyl polymer by adding a crosslinking agent and a molecular weight modifier, and further discloses a vinyl polymer. On the other hand, a large number of blend-type toners combining Tg, molecular weight and gel content have been proposed.
[0013]
A toner containing such a crosslinked vinyl polymer or gel component shows an excellent effect in offset resistance. However, if the crosslinked vinyl polymer is used as a raw material for the toner when these are contained, the internal friction in the polymer becomes extremely large in the melt-kneading step in the production of the toner, and a large shear force is applied. It takes unity. For this reason, in many cases, the molecular chains are cut, resulting in a decrease in the melt viscosity and adversely affecting the offset resistance.
[0014]
In order to solve this problem, JP-A-55-90509, JP-A-57-178249, JP-A-57-178250 and JP-A-60-4946 disclose a resin having a carboxylic acid and a metal compound as a toner. It is introduced that it is used as a raw material, heat-reacts at the time of melt-kneading, forms a crosslinked polymer, and contains it in the toner.
[0015]
JP-A-61-110155 discloses that a binder having a vinyl resin monomer and a more specific monoester compound as essential constitutional units is reacted with a polyvalent metal compound and crosslinked via a metal. And JP-A-61-110156.
[0016]
Further, JP-A-63-214760, JP-A-63-217362, JP-A-63-217363 and JP-A-63-217364 have a molecular weight distribution divided into two groups, a low molecular weight and a high molecular weight. It is disclosed that a carboxylic acid group contained on the molecular weight side reacts with a polyvalent metal ion to form a crosslink (a dispersion of a metal compound is added to a solution obtained by solution polymerization, and the mixture is heated and reacted). I have.
[0017]
Further, JP-A-2-168264, JP-A-2-23569, JP-A-5-173363, JP-A-5-173366, and JP-A-5-241371 disclose a low molecular weight component and a high molecular weight in a binder resin. There have been proposed toner binder compositions and toners in which the molecular weight of the components, the mixing ratio, the acid value and the ratio thereof are controlled to improve the fixing property, the anti-offset property and the like.
[0018]
JP-A-62-9256 discloses a binder composition for a toner in which two types of vinyl resins having different molecular weights and resin acid values are blended.
[0019]
Although these proposals described above have advantages and disadvantages in terms of improving the anti-offset property, it is true that excellent effects can be obtained. However, since these introduce an acid value into the toner binder, they impart a negative charge to the toner although there are some differences. As a result, when applied to a positive toner, the charging characteristics at the time of startup and durability of the toner, or in a high or low humidity environment are significantly impaired, and the development characteristics such as image density and fog are lowered. Further, the toner cannot be stably maintained at an appropriate charge amount, causing an increase in toner cohesiveness and the like, so that satisfactory results have not been obtained.
[0020]
On the other hand, the toner needs to have a positive or negative charge according to the charge polarity of the electrostatic latent image to be developed, and therefore, it is generally known to add a dye, a pigment or a charge control agent. . Among these, as the positive charge control agent, quaternary ammonium salts and their lake pigments, polymers having tertiary amino groups or quaternary ammonium salts in the side chains, triphenylmethane dyes and these lake pigments, nigrosine and fatty acids Modified products such as metal salts are known.
[0021]
However, with these conventional positive charge control agents, a sufficient amount of charge cannot be given to the toner, or even if a sufficient amount of charge is given, the toner is affected by other toner constituent materials, and excessive toner frictional charge or Nonuniform electrification caused blotches and increased toner cohesiveness, and also tended to cause deterioration in development characteristics such as image density reduction and fog. This tendency is particularly remarkable in a positive toner having an acid value. Further, there is a problem of sleeve contamination which occurs when the charge control agent is missing from the toner and adheres to the surface of the sleeve as the developer carrier.
[0022]
On the other hand, when the toner is brought into contact with a sleeve as a developer carrying member and frictionally charged, there is a problem of how to stably and efficiently maintain proper charging for a long time.
[0023]
As a sleeve in an image forming apparatus using electrophotography, for example, a metal, an alloy thereof, or a compound thereof is formed into a cylindrical shape, and the surface is treated by electrolysis, blasting, sanding, or the like so as to have a predetermined surface roughness. Is used. As general sleeve base materials, stainless steel, aluminum, and nickel proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-66455 are widely used.
[0024]
However, it is difficult to adjust the charge amount of the toner when the positive toner is applied by using these sleeves. For example, when stainless steel is used as the sleeve base material, the charging ability is strong, so The toner present in the vicinity will have a very high charge, and will be strongly attracted to the sleeve surface by the mirroring force, forming an immobile layer. As a result, the chance of friction between the toner and the sleeve is reduced, and suitable charging is inhibited. As a result, blotching due to non-uniform charging or excessive charging of the toner is likely to occur, and the developing characteristics naturally deteriorate.
[0025]
Further, when aluminum is used as the sleeve base material, the ability to impart a charge to the positive toner is high, but due to the softness of the material, the durability is poor, and image deterioration due to surface wear is likely to occur. In order to provide wear resistance, there is a technique of coating or plating metal on the surface of the aluminum substrate.However, the durability is improved by improving the hardness of the sleeve surface, but on the other hand, the positive toner is charged compared to stainless steel etc. In many cases, the toner had low ability, and was likely to cause poor charging of the toner.
[0026]
Similarly, for the case in which the resin layer is provided on the surface of the sleeve base material, the durability is good, but the control of the charging property to the toner is restricted, and the application range is wide for negative charging, but When applied to the application of positive charge, it is not possible to impart appropriate charge-imparting ability, and in particular, when the binder resin has an acid value, it is presently difficult to apply the charge. .
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an image forming method that solves the above-mentioned problems. That is, the object of the present invention is to provide a uniform toner coat layer having excellent anti-offset properties and no blotch on the developer carrier, and to obtain a stable and high image density and low fog with high durability. An object of the present invention is to provide an image forming method capable of obtaining good image characteristics stably for a long period of time.
[0028]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a binder resin for toner,Magnetic materialChargeability containing at least and a charge control agentMagneticThe toner is conveyed by a developer carrier having a resin layer formed on a metal substrate, and the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image carrier is positively charged from the developer carrier.MagneticIn an image forming method of forming a toner image by transferring and developing a toner,
The toner binder resin is a styrene acrylic copolymer,
The acid value of the entire resin component of the binder resin for toner is 0.5 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less;
The charge control agent is an imidazole derivative represented by the following general formula (1),
The resin layer of the developer carrier contains at least a binder resin for a resin layer and a conductive substance, and has a volume resistance of 106Ω · cm or less.
Also, the present invention provides a positively chargeable developer carrier having a resin layer formed on a metal substrate.MagneticConveys toner and transfers the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image holder from the developer carrierMagneticPositive chargeability used in an image forming method for forming a toner image by transferring and developing a tonerMagneticToner.
The toner is a binder resin for toner,Magnetic materialAnd at least a charge control agent,
The toner binder resin is a styrene acrylic copolymer,
The acid value of the entire resin component of the binder resin for toner is 0.5 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less;
The charge control agent is an imidazole derivative represented by the following general formula (1),
The resin layer of the developer carrier contains at least a binder resin for a resin layer and a conductive substance, and has a volume resistance of 106Positive charging characteristic characterized by being Ω · cm or lessMagneticToner.
[0029]
Embedded image
Figure 0003559703
(R in the above general formula (1)1, R2And R3Represents hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group or a halogen, or a heterocyclic group, each of which may have a substituent and may be the same or different May be R2And R3May be connected to each other to form an aromatic ring or a heterocyclic ring, and the substituent is an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group, a halogen or a heterocyclic group. And R1, R2, R3Each may have an ether structure or a sulfide structure inside,4Represents a hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group or a heterocyclic group, each of which may have a substituent, and the substituent may be an alkyl group, a cycloalkyl group, An aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group, a halogen or a heterocyclic group;4May have an ether structure or a sulfide structure inside, and A represents an organic acid or an inorganic acid. )
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present inventors set the acid value of the entire resin component of the binder resin for toner to be 0.5 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less, and by using a specific imidazole derivative described later as a charge control agent, the positive toner It has been found that good offset resistance can be realized without impairing the charging characteristics and powder characteristics as a material. Further, by using a developing sleeve for forming a resin layer on a metal substrate as a developing sleeve for frictionally charging the toner, excellent charging characteristics which have not been obtained in the past can be obtained. , And as a result, it became clear that excellent development characteristics could be maintained.
[0031]
The reason for achieving the effect in the present invention will be described below.
[0032]
First, when the imidazole derivative represented by the general formula (1) is used as a charge control agent in a toner having an acid value, the toner has excellent uniform triboelectric charging characteristics, and has a sufficient triboelectric charging ability even in a positive toner having an acid value. On the other hand, and on the other hand, it was found to have excellent characteristics of suppressing excessive charging. The mechanism by which excessive charging of the toner is suppressed has not been elucidated at the present time, but it is considered that some interaction has occurred between the acid resin and the imidazole derivative. In any case, by suppressing excessive charging of the toner, it is possible to prevent the occurrence of blotches and an increase in toner cohesiveness.
[0033]
The toner containing the imidazole derivative of the general formula (1) used in the present invention has a small variation in charging characteristics even under a high or low humidity environment, can maintain stable developing characteristics, and has a resin having an acid group. Since the imidazole derivative salt is less missing from the toner using the toner, the occurrence of sleeve contamination can be suppressed.
[0034]
Further, the toner used in the present invention exhibits good triboelectric charging performance even when a general stainless steel, aluminum, or metal plating is used as the material of the developer carrier in the frictional charging process with the developer carrier. However, it has been found that even in contact with a developer carrying member having a resin layer provided on the surface, which has conventionally been difficult to perform positive triboelectric charging, it exhibits much better positive charging ability.
[0035]
It is known that a toner containing a conventionally known general positively chargeable charge control agent, for example, nigrosine, exhibits good positively chargeable properties when it comes into contact with stainless steel. When this toner is brought into contact with a developer carrier having a resin layer (for example, a carbon black-dispersed resin layer) as a surface layer, the positive charging property is slightly lowered, and when the binder resin has an acid value, the charging performance is reduced. Drops.
[0036]
On the other hand, when the specific imidazole derivative used in the toner of the present invention is used as a charge control agent, good charge performance is exhibited even when the charge control agent comes into contact with stainless steel, but a developer having a resin layer on the surface layer is used. In the case of contact with the carrier, more excellent charging performance is exhibited. This tendency is particularly effective when the binder resin has an acid value, and has a much higher charging performance as compared to the case where the binder resin is brought into contact with stainless steel.
[0037]
As a result, the developing ability of the toner is improved, the image density is high, and a high-quality image with less fog can be obtained.
[0038]
The acid value of the entire resin component of the binder resin for toner used in the present invention is 0.5 mgKOH / g to 50 mgKOH / g, preferably 0.5 mgKOH / g to 30 mgKOH / g, and more preferably. 0.5 mgKOH / g or more and 20 mgKOH / g or less are good. When the acid value of the entire resin component is less than 0.5 mgKOH / g, no offset preventing effect, no development stability or sleeve contamination preventing effect due to interaction with imidazole derivative acid salt is exhibited, and on the other hand, more than 50 mgKOH / g. Tends to increase the negative chargeability of the binder resin for toner, reduce image density, and increase fog.
[0039]
In the present invention, the acid value (JIS acid value) of the entire resin component of the binder resin for toner is determined by the following method.
[0040]
<Measurement of acid value>
The basic operation conforms to JIS K-0070.
1) The sample is used after removing additives other than the resin component in advance, or the acid value and the content of the component other than the resin are determined in advance. A crushed sample of 0.5 to 2.0 (g) is precisely weighed, and the weight of the resin component is defined as W (g).
2) The sample is placed in a 300 (ml) beaker, and 150 (ml) of a mixed solution of toluene / ethanol (4/1) is added and dissolved.
3) Titration using a 0.1N KOH ethanol solution using a potentiometric titrator (for example, a potentiometric titrator AT-400 manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.)
(Win work station) and automatic titration with ABP-410 motorized burette is available).
4) The amount of the KOH solution used at this time is defined as S (ml), a blank is measured at the same time, and the amount of the KOH solution used at this time is defined as B (ml).
5) Calculate the acid value by the following equation. f is a factor of KOH.
[0041]
Acid value (mgKOH / g) = {(S−B) × f × 5.61} / W
[0042]
Examples of the monomer for adjusting the acid value of the resin component of the present invention include acrylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, α-ethylacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, vinyl acetic acid, isocrotonic acid, angelic acid, and the like. -Or β-alkyl derivatives, fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, alkenyl succinic acid, itaconic acid, mesaconic acid, dimethyl maleic acid, unsaturated dicarboxylic acids such as dimethyl fumaric acid, and monoester derivatives or anhydrides thereof. A desired resin (polymer) can be produced by copolymerizing such a monomer alone or as a mixture with another monomer. Among them, it is particularly preferable to use a monoester derivative of an unsaturated dicarboxylic acid for controlling the acid value.
[0043]
More specifically, for example, monomethyl maleate, monoethyl maleate, monobutyl maleate, monooctyl maleate, monoallyl maleate, monophenyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, monoethyl fumarate, monobutyl fumarate Monoesters of α, β-unsaturated dicarboxylic acids such as monobutyl n-butenylsuccinate, monomethyl n-octenylsuccinate, monoethyl n-butenylmalonate, monomethyl n-dodecenylglutarate, monobutyl n-butenyladipate And alkenyl dicarboxylic acid monoesters.
[0044]
The carboxyl group-containing monomer described above may be added in an amount of 0.1 to 20 parts by mass, preferably 0.2 to 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of all the monomers constituting the binder resin.
[0045]
The reason why the monoester monomer of dicarboxylic acid is selected as described above is that it is preferably used in the form of an ester having a low solubility in an aqueous suspension and a high solubility in an organic solvent or another monomer. Because.
[0046]
In the present invention, the carboxylic acid groups and carboxylic acid ester sites in the copolymer obtained by the above method can be saponified by performing an alkali treatment. That is, the carboxylic acid group or carboxylic acid ester site may be changed to a polar functional group by reacting with a cationic component of alkali.
[0047]
This alkali treatment may be carried out after the production of the binder resin, by throwing it into the solvent used during the polymerization as an aqueous solution and stirring the solution. Examples of the alkali that can be used in the present invention include hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals such as Na, K, Ca, Li, Mg and Ba; and hydroxides of transition metals such as Zn, Ag, Pb and Ni. Compounds: hydroxides of quaternary ammonium salts such as ammonium salts, alkylammonium salts, and pyridium salts. Particularly preferred examples include NaOH and KOH.
[0048]
In the present invention, the saponification reaction does not need to be performed over all of the carboxylic acid groups and carboxylic acid ester sites in the copolymer, and the saponification reaction partially proceeds and is converted into a polar functional group. Just fine.
[0049]
Further, the amount of the alkali used in the saponification reaction is difficult to determine unconditionally depending on the type of the polar group in the binder resin, the dispersion method, the type of the constituent monomers, and the like. Any double equivalent is acceptable. If it exceeds 5 equivalents, the functional group such as a carboxylic acid ester site is adversely affected by hydrolysis of the ester, formation of a salt by a saponification reaction, and the like.
[0050]
In addition, when the alkali treatment of 0.02 to 5 times equivalent of the acid value is performed, the residual cation concentration after the treatment is included in the range of 5 to 1000 ppm, which can be preferably used to regulate the amount of the alkali. .
[0051]
The resin composition according to the present invention has a glass transition temperature (Tg) of 45 to 80 ° C, preferably 50 to 70 ° C from the viewpoint of storage stability. It causes deterioration and offset during fixing. If the Tg exceeds 80 ° C., the fixability tends to decrease.
[0052]
As a polymerization method that can be used in the present invention as a method for synthesizing the high molecular weight polymer of the resin composition according to the present invention, there are a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, and a suspension polymerization method.
[0053]
Among them, the emulsion polymerization method is a method in which a monomer (monomer) almost insoluble in water is dispersed as small particles in an aqueous phase with an emulsifier, and polymerization is carried out using a water-soluble polymerization initiator. In this method, it is easy to control the heat of reaction, and since the phase in which the polymerization is carried out (the oil phase composed of the polymer and the monomer) and the aqueous phase are separate, the termination reaction rate is small, and as a result, the polymerization rate is large. And a high degree of polymerization can be obtained. Further, the reason is that the polymerization process is relatively simple, and that the polymerization product is fine particles, so that it is easy to mix with a colorant, a charge control agent, and other additives in the production of the toner. Therefore, there is an advantage as a method for producing a binder resin for a toner.
[0054]
However, the resulting polymer tends to be impure due to the added emulsifier, and an operation such as salting out is required to remove the polymer. To avoid this inconvenience, suspension polymerization is convenient.
[0055]
In the suspension polymerization, the polymerization is preferably carried out at 100 parts by mass or less (preferably 10 to 90 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the aqueous solvent. Examples of usable dispersants include polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, and calcium phosphate, and are generally used in an amount of 0.05 to 1 part by mass based on 100 parts by mass of the aqueous solvent. The polymerization temperature is suitably from 50 to 95 ° C., but is appropriately selected depending on the initiator used and the intended polymer.
[0056]
The high molecular weight polymer of the resin composition used in the present invention is formed by using a polyfunctional polymerization initiator alone or in combination with a monofunctional polymerization initiator as exemplified below in order to achieve the object of the present invention. Is preferred.
[0057]
Specific examples of the polyfunctional polymerization initiator having a polyfunctional structure include 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,3-bis- (t-butylperoxy). Isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5- (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexane, tris- (t-butyl) Peroxy) triazine, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, 2,2-di-t-butylperoxybutane, 4,4-di-t-butylperoxyvaleric acid-n-butyl ester , Di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, di-t-butylperoxyazelate, di-t-butylperoxytrimethyladipate, 2,2-bis- ( 2,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, 2,2-t-butylperoxyoctane, various polymer oxides, and other functional groups having a polymerization initiation function such as two or more peroxide groups in one molecule. And a peroxide group in one molecule such as diallyl peroxydicarbonate, t-butylperoxymaleic acid, t-butylperoxyallylcarbonate and t-butylperoxyisopropyl fumarate. For example, a polyfunctional polymerization initiator having both a functional group having a polymerization initiation function and a polymerizable unsaturated group is selected.
[0058]
Of these, more preferred are 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di-t-butylperoxycyclohexane, di-t-butylperoxy. Hexahydroterephthalate, di-t-butylperoxyazelate and 2,2-bis- (4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl) propane, and t-butylperoxyallyl carbonate.
[0059]
These polyfunctional polymerization initiators are preferably used in combination with a monofunctional polymerization initiator in order to satisfy various performances required as a binder for a toner. In particular, it is preferable to use the polyfunctional polymerization initiator together with a polymerization initiator having a half life of 10 hours lower than the decomposition temperature for obtaining a half life of 10 hours.
[0060]
Specifically, benzoyl peroxide, 1,1-di (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, n-butyl-4,4-di (t-butylperoxy) valerate, Organic peroxides such as milperoxide, α, α'-bis (t-butylperoxydiisopropyl) benzene, t-butylperoxycumene, di-t-butylperoxide, azobisisobutyronitrile, diazoamino Examples include azo and diazo compounds such as azobenzene.
[0061]
These monofunctional polymerization initiators may be added to the monomer at the same time as the polyfunctional polymerization initiator.However, in order to maintain the efficiency of the polyfunctional polymerization initiator properly, the monofunctional polymerization initiator is added in the polymerization step. It is preferably added after the half-life indicated by the polyfunctional polymerization initiator has elapsed.
[0062]
These initiators are preferably used in an amount of 0.05 to 2 parts by mass based on 100 parts by mass of the monomer from the viewpoint of efficiency.
[0063]
In order to achieve the object of the present invention, the high molecular weight polymer is preferably crosslinked with a crosslinkable monomer as exemplified below.
[0064]
As the crosslinkable monomer, a monomer having two or more polymerizable double bonds is mainly used. Specific examples include aromatic divinyl compounds (eg, divinylbenzene, divinylnaphthalene, etc.); diacrylate compounds linked by an alkyl chain (eg, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4 -Butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, and methacrylates instead of the acrylates of the above compounds); alkyl chains containing an ether bond Compounds such as diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol # 400 diacrylate, Ethylene glycol # 600 diacrylate, dipropylene glycol diacrylate, and the above compounds obtained by replacing acrylate with methacrylate); diacrylate compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond (for example, polyoxyethylene (2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, polyoxyethylene (4) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane diacrylate, and acrylates of the above compounds are methacrylated And polyester-type diacrylate compounds (for example, MANDA (Nippon Kayaku)). As multifunctional crosslinking agents, pentaerythritol acrylate, trimethylolethane triacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethanetetraacrylate, oligoester acrylate, and acrylates of the above compounds to methacrylate Alternatives; triallyl cyanurate, triallyl trimellitate; and the like.
[0065]
It is preferable to use these crosslinking agents in an amount of 1 part by mass or less, preferably 0.001 to 0.05 part by mass, based on 100 parts by mass of the other monomer components.
[0066]
Among these crosslinkable monomers, those which are preferably used from the viewpoints of toner fixability and offset resistance include aromatic divinyl compounds (particularly divinylbenzene), divinyl compounds linked by a chain containing an aromatic group and an ether bond. Acrylate compounds are mentioned.
[0067]
On the other hand, as a method for synthesizing the low molecular weight polymer component of the binder resin according to the present invention, a known method can be used. However, in the bulk polymerization method, a polymer having a low molecular weight can be obtained by polymerizing at a high temperature to increase the termination reaction rate, but there is a problem that the reaction is difficult to control. In that regard, in the solution polymerization method, a low molecular weight polymer can be easily obtained under mild conditions by utilizing the difference in the chain transfer of radicals depending on the solvent, and by adjusting the amount of the initiator and the reaction temperature, It is preferable to obtain a low molecular weight compound in the resin composition used in the present invention. In particular, a solution polymerization method under a pressurized condition is also preferable from the viewpoint of minimizing the amount of the initiator used and minimizing the influence of the residual initiator.
[0068]
Examples of a monomer for obtaining a high molecular weight polymer component and a monomer for obtaining a low molecular weight polymer component include the following.
[0069]
For example, styrene; o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, p-ethylstyrene, 2,4- Dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecyl Styrene derivatives such as styrene; ethylenically unsaturated monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; unsaturated polyenes such as butadiene and isoprene; halogenation such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, and vinyl fluoride Vinyls; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, etc. Vinyl esters: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, methacrylic acid (2-ethylhexyl), stearyl methacrylate, methacrylic acid Α-methylene aliphatic monocarboxylic esters such as phenyl, dimethylaminoethyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate; methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, and n-acrylate Acrylates such as octyl, dodecyl acrylate, acrylic acid (2-ethylhexyl), stearyl acrylate, acrylic acid (2-chloroethyl), phenyl acrylate; vinyl methyl ester Vinyl ethers such as vinyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl isopropenyl ketone; N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone N-vinyl compounds; vinyl naphthalenes; acrylic acid derivatives or methacrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylamide. These vinyl monomers are used alone or as a mixture of two or more monomers.
[0070]
Among these, a combination of monomers that results in a styrene-based copolymer and a styrene-acryl-based copolymer is preferred.
[0071]
In addition, it is preferable that both the low-molecular-weight polymer component and the high-molecular-weight polymer component contain at least 65 parts by mass of a styrene-based polymer component or a styrene-based copolymer component from the viewpoint of miscibility.
[0072]
As a method for producing the binder resin composition, a solution blending method in which a high molecular weight polymer and a low molecular weight polymer are separately synthesized by a solution polymerization method, then mixed in a solution state, and then the solvent is removed, or an extruder A low-molecular-weight polymer obtained by a solution blending method or the like, which is melt-kneaded by dissolving in a monomer constituting a high-molecular-weight polymer obtained by dissolving the polymer, performing suspension polymerization, washing and drying, And a two-stage polymerization method for obtaining However, the dry blending method has problems in terms of uniform dispersion and compatibility. Although the two-stage polymerization method has many advantages in uniform dispersibility, the low molecular weight component can be increased to the high molecular weight component or more, a high molecular weight polymer having a large molecular weight can be synthesized, and unnecessary low molecular weight weight is reduced. The solution blending method is the most preferable because there are few problems such as by-products of coalescence. Further, as a method for introducing a predetermined acid value into the low molecular weight polymer component, a solution polymerization in which the acid value can be easily set as compared with an aqueous polymerization method is preferable.
[0073]
As the binder resin used in the toner of the present invention, the following polymers can also be used.
[0074]
For example, a homopolymer of styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, polyvinyltoluene and a substituted product thereof; a styrene-p-chlorostyrene copolymer, a styrene-vinyltoluene copolymer, and a styrene-vinylnaphthalene copolymer Styrene-acrylic ester copolymer, styrene-methacrylic ester copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer, styrene-vinyl Styrene-based copolymers such as ethyl ether copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer; polyvinyl chloride, phenol Resin, natural modification Enol resin, natural resin modified maleic acid resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyester resin, polyurethane, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl butyral, terpene resin, cumarone indene resin And petroleum-based resins can be used. Preferred binder resins include styrene copolymers and polyester resins. It is also possible to obtain an acid value by using a polyester resin.
[0075]
Next, the composition of the polyester resin will be described.
[0076]
Examples of the dihydric alcohol component include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 6-hexanediol, neopentyl glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, bisphenol represented by the formula (A) and derivatives thereof;
[0077]
Embedded image
Figure 0003559703
(In the formula, R is an ethylene or propylene group, x and y are each an integer of 0 or more, and the average value of x + y is 0 to 10.)
[0078]
A diol represented by the formula (B);
[0079]
Embedded image
Figure 0003559703
[0080]
Examples of the divalent acid component include benzenedicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride or anhydrides thereof, and lower alkyl esters; alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and azelaic acid. Acids or anhydrides, lower alkyl esters thereof; alkenylsuccinic acids or alkylsuccinic acids such as n-dodecenylsuccinic acid, n-dodecylsuccinic acid, or anhydrides thereof, lower alkyl esters; fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, itaconic acid Dicarboxylic acids and their anhydrides and lower alkyl esters; and dicarboxylic acids and their derivatives.
[0081]
Further, it is preferable to use a trivalent or higher valent alcohol component and a trivalent or higher valent acid component which also function as a crosslinking component.
[0082]
Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol component include sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, 1,2,4-butane Triol, 1,2,5-pentanetriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-trihydroxybenzene and the like Is mentioned.
[0083]
In addition, as the trivalent or higher polycarboxylic acid component in the present invention, for example, trimellitic acid, pyromellitic acid, 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, 2,5,5 7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylene Carboxypropane, tetra (methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, empol trimer acid, and anhydrides and lower alkyl esters thereof;
Next formula
[0084]
Embedded image
Figure 0003559703
(Wherein X is an alkylene group or alkenylene group having 1 to 30 carbon atoms having at least one side chain having 1 or more carbon atoms), such as tetracarboxylic acids, and anhydrides and lower alkyl esters thereof. And polyvalent carboxylic acids and derivatives thereof.
[0085]
It is preferable that the alcohol component used in the present invention is 40 to 60 mol%, preferably 45 to 55 mol%, and the acid component is 60 to 40 mol%, preferably 55 to 45 mol%.
[0086]
It is also preferred that the trivalent or higher polyvalent component accounts for 1 to 60 mol% of all components.
[0087]
The polyester resin can also be obtained by commonly known condensation polymerization.
[0088]
In the toner according to the present invention, in addition to the above-mentioned binder resin component, the following compounds may be contained at a ratio smaller than the content of the binder resin component. For example, silicone resin, polyurethane, polyamide, epoxy resin, polyvinyl butyral, rosin, modified rosin, terpene resin, phenol resin, and a copolymer of two or more α-olefins may be used.
[0089]
In the present invention, the following waxes are preferably contained in order to give the toner a releasing property. A wax having a melting point of 70 to 165 ° C. and a melt viscosity at 160 ° C. of 1000 mPa · s or less. Specific examples thereof include paraffin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, montan wax, ethylene, propylene, butene-1, Linear α-olefins such as pentene-1, hexene-1, heptene-1, octene-1, nonene-1 and decene-1, and branched α-olefins having a branched terminal at the terminal, and unsaturated acids thereof Examples include olefin homopolymers having different groups and copolymers thereof.
[0090]
Further, a modified wax obtained by forming a block copolymer with a vinyl monomer or by performing a graft modification may be used.
[0091]
Further, the addition amount of the wax is preferably 0.5 to 10 parts by mass, more preferably 1 to 8 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder resin. Incidentally, two or more kinds of waxes may be added in combination.
[0092]
These waxes can be added to and mixed with the polymer component in advance in the production of the toner. In such a case, it is preferable to pre-dissolve the wax and the high molecular weight polymer in a solvent when preparing the polymer component, and then mix the low molecular weight polymer solution with the low molecular weight polymer solution. As a result, phase separation in a micro region is moderated, re-aggregation of high molecular weight components is suppressed, and a good dispersion state with a low molecular weight polymer is also obtained.
[0093]
The solid concentration of the polymer solution is preferably 5 to 70% by mass or less in consideration of dispersion efficiency, prevention of deterioration of the resin during stirring, operability, and the like. The preliminary solution of the high molecular weight polymer component and the wax is preferably The solid concentration of the low-molecular-weight polymer solution is preferably 5 to 60% by mass or less and 5 to 60% by mass or less.
[0094]
The method of dissolving or dispersing the high molecular weight polymer component and the wax is performed by stirring and mixing, and the stirring is preferably performed in a batch system or a continuous system.
[0095]
In the method of mixing the low molecular weight polymer solution, it is preferable to add 10 to 1000 parts by mass of the low molecular weight polymer solution to 100 parts by mass of the solid content of the preliminary solution and perform stirring and mixing. In this case, a batch type or a continuous type may be used.
[0096]
Examples of the organic solvent used when mixing the solution of the resin composition according to the present invention include benzene, toluene, xylene, Solvent Naphtha 1, Solvent Naphtha 2, Solvent Naphtha 3, cyclohexane, ethylbenzene, Solvesso 100, Solvesso 150, and minerals. Hydrocarbon solvents such as spirit; alcohol solvents such as methanol, ethanol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, iso-butyl alcohol, amyl alcohol, cyclohexanol; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone , Cyclohexanone and other ketone solvents; ethyl acetate, n-butyl acetate, cellosolve acetate and other ester solvents; methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, methyl Ether solvents such as carbitol. Among them, aromatic solvents, ketone solvents or ester solvents are preferred. These may be used in combination.
[0097]
The method of removing the organic solvent is preferably a method of heating the organic solvent solution of the polymer, removing 10 to 80% by mass of the organic solvent under normal pressure, and removing the remaining solvent under reduced pressure. At this time, the organic solvent solution is preferably maintained at a temperature within the range of 200 ° C. from the boiling point of the organic solvent used. Below the boiling point of the organic solvent, not only is the efficiency at the time of solvent distillation low, but also an unnecessary shear force is applied to the polymer in the organic solvent, and the redispersion of each constituent polymer is promoted, and in a micro state. May cause phase separation. On the other hand, when the temperature exceeds 200 ° C., the polymer is depolymerized, an oligomer is generated by molecular cleavage, and impurities are mixed into the resin composition, which is not preferable.
[0098]
In the imidazole derivative represented by the following general formula (1) used as the charge control agent of the present invention,
[0099]
Embedded image
Figure 0003559703
R in the above general formula (1)1, R2, R3Is a hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group, a halogen, or a heterocyclic ring, each of which may have a substituent and may be the same or different. And R2, R3May be linked to each other to form an aromatic ring or a heterocyclic ring. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group, a halogen, and heterocycles. Also R1, R2, R3May each have an ether structure or a sulfide structure inside. R4Is hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, or a heterocyclic group, each of which may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group, a halogen, and heterocycles. Also, R4May have an ether structure or a sulfide structure inside. A represents an organic acid or an inorganic acid.
[0100]
In the imidazole derivative salt represented by the general formula (1), excellent charging characteristics and further excellent dispersion characteristics in the toner are exhibited by selecting the type of the imidazole derivative, the type of the organic acid or the type of the inorganic acid. Therefore, it is considered that the developing characteristics are also excellent.
[0101]
These combinations cannot be uniquely limited, but in order to impart high positive chargeability to the toner, in the general formula (1), R1, R2, R3Is preferably hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, a heterocyclic ring, etc., each of which may have a substituent and may be the same or different. And each preferably has 1 to 40 carbon atoms. Examples of these substituents include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, a halogen, and a heterocyclic ring. Also R2, R3Are preferably connected to each other to form an aromatic ring or a heterocyclic ring. R4Is preferably hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, a heterocyclic ring or the like, and may have a substituent. The number of carbon atoms is preferably 1 to 40. Examples of the substituent include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, a halogen, and a heterocyclic ring.
[0102]
R1, R2, R3, R4When the carbon number of any one of the above exceeds 40, the melting point of the imidazole derivative acid salt itself decreases, so that the melt viscosity of the imidazole derivative acid salt decreases in the melt-kneading step in the production of toner, and Since it is difficult to uniformly disperse the binder resin in the binder resin, deterioration of image characteristics due to poor dispersion is likely to occur, and the binder resin may be limited.
[0103]
In addition, the imidazole derivative in the present invention forms an imidazole derivative with the following organic or inorganic acid with the imidazole derivative.
[0104]
For example, as an inorganic acid, hydrohalic acid, hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, etc. Carboxylic acid; aliphatic oxyacids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, pivalic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, and stearic acid; glycolic acid, lactic acid, and hydroacrylic acid Acids, α-oxybutyric acid, glyceric acid, tartronic acid, malic acid, tartaric acid, saturated aliphatic dicarboxylic acids such as citric acid; oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaine Acids, unsaturated fatty acids such as sebacic acid; acrylic acid, propiolic acid, methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, oleic acid, fumaric acid, maleic acid Aromatic carboxylic acids of benzoic acid, paranitrobenzoic acid, toluic acid, cinnamic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, etc. Among these, hydrochloric acid, hydrogen bromide Acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, Fumaric acid, maleic acid, paranitrobenzoic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, and pyromellitic acid are preferred.
[0105]
In the present invention, the imidazole derivative represented by the general formula (1) is used in an amount of 0.01 to 20.0 parts by mass, preferably 0.1 to 10.0 parts by mass, more preferably 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder resin. Is preferably added in an amount of 0.5 to 5.0 parts by mass. When the addition amount is less than 0.01 parts by mass, the toner cannot have a sufficient charge amount, and the effect of adding the imidazole derivative acid salt does not appear. On the other hand, when the addition amount is more than 20.0 parts by mass, it becomes excessive addition, causing poor dispersion in the toner, presenting in the form of agglomerates, or reducing the amount of imidazole derivative acid salt per toner particle. This is not preferred because it tends to be uneven.
[0106]
Further, the imidazole derivative used in the present invention can be used in combination with a conventionally known charge control agent.
[0107]
The imidazole derivative used in the present invention is synthesized by various known methods, and the imidazole derivative acid salt is obtained by stirring and mixing the imidazole derivative and an inorganic acid or an organic acid in an aqueous or organic solvent, and cooling to give the imidazole derivative acid. It is easily obtained by precipitating the salt and filtering the crystals.
[0108]
Examples of the imidazole derivative used in the present invention are shown below.
[0109]
Embedded image
Figure 0003559703
[0110]
Embedded image
Figure 0003559703
[0111]
Embedded image
Figure 0003559703
[0112]
Embedded image
Figure 0003559703
[0113]
Examples of the compound of the imidazole derivative used in the present invention are shown below, but these are typical examples in consideration of ease of handling, and do not limit the toner of the present invention at all.
[0114]
[Table 1]
Figure 0003559703
[0116]
In addition, the toner of the present inventionA magnetic substance as a coloring agent and a magnetic toner.You.
[0117]
Examples of the magnetic substance used in the present invention include iron oxides such as magnetite, maghemite and ferrite; metals such as iron, cobalt and nickel; or these metals and aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, Alloys of metals such as beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, and vanadium and mixtures thereof are used, and those containing a silicon element on the surface or inside of the magnetic material are preferable.
[0118]
As a result of intensive studies by the present inventors, the inclusion of the silicon element in the magnetic substance has a uniform particle size distribution of the magnetic substance, and the dispersion of the magnetic substance in the toner is several steps better than when the silicon element is not contained. It turned out to be. Further, when a magnetic material containing a silicon element is contained in the toner, even in a toner having an average particle diameter of 10 μm or less, charging uniformity is improved, toner cohesion can be suppressed, and fluidity of the toner is improved. The triboelectric charge is improved. As a result, it was found that the initial image density was stable and the image fog was suppressed to a level that caused almost no problem.
[0119]
The content of the silicon element contained in the magnetic material is preferably 0.05 to 10% by mass based on the magnetic material. It is more preferably 0.1 to 7% by mass, and desirably 0.2 to 5% by mass. If the content of the silicon element in the magnetic material is less than 0.05% by mass, the effect of the addition of the silicon element cannot be obtained, and the triboelectric charge amount of the toner tends to be nonuniform, and image fog increases. If the content is more than 10% by mass, the image fog is improved, but the surface of the toner carrier is contaminated, the image density is reduced, and ghosts are easily generated.
[0120]
The amount of silicon element in the magnetic material in the present invention was measured by performing X-ray fluorescence analysis using a fluorescent X-ray analyzer SYSTEM3080 (manufactured by Rigaku Corporation) in accordance with JIS K0119 “General rules for X-ray fluorescence analysis”. .
[0121]
As the shape of the magnetic material used in the present invention, a hexahedron, an octahedron, a decahedron, a dodecahedron, a tetrahedron, or a polyhedron having more surfaces, a needle, a scale, a sphere, an irregular shape and the like Is used. Among them, a polyhedron is preferably used. In the case of a magnetic material having a polyhedral shape, it is possible to physically prevent the magnetic material from detaching from the toner particles from the shape.
[0122]
The magnetic material used for the toner in the present invention has a BET specific surface area of 1 to 40 m by a nitrogen gas adsorption method.2/ G, preferably 2 to 30 m2/ G, more preferably 3 to 20 m2/ G is good. As a measurement method, according to the BET method, a nitrogen gas is adsorbed on the sample surface using a specific surface area measuring apparatus: Auto Soap 1 (manufactured by Yuasa Ionics), and the specific surface area is calculated using the BET multipoint method.
[0123]
The saturation magnetization of the magnetic material is 5 to 200 Am in a magnetic field of 795.8 kA / m.2/ Kg, preferably 10 to 150 Am2/ Kg range.
[0124]
Further, the residual magnetization of the magnetic material is 1 to 100 Am in a magnetic field of 795.8 kA / m.2/ Kg, preferably 1-70 Am2/ Kg range.
[0125]
The average particle size of the magnetic material is preferably 0.05 to 1.0 μm, more preferably 0.1 to 0.6 μm, and particularly preferably 0.1 to 0.4 μm.
[0126]
In the present invention, the amount of the magnetic substance contained in the toner is 10 to 200 parts by mass, preferably 20 to 170 parts by mass, and more preferably 30 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
[0127]
In the present invention, the shape of the magnetic body is observed by a transmission electron microscope and a scanning electron microscope.
[0128]
The magnetic properties of the magnetic material are values measured using an "oscillating sample magnetometer VSM-3S-15" (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) under an external magnetic field of 795.8 kA / m.
[0129]
In the toner of the present invention, it is preferable to add silica fine powder in order to improve charge stability, developability, fluidity, and durability.
[0130]
The silica fine powder used in the present invention has a specific surface area of 30 m by the BET method by nitrogen adsorption.2/ G or more, especially 50 to 400 m2/ G gives good results. It is preferable to use 0.01 to 8 parts by mass, preferably 0.1 to 5 parts by mass of silica fine powder with respect to 100 parts by mass of the toner.
[0131]
In addition, the silica fine powder used in the present invention may contain, if necessary, a silicone varnish, various modified silicone varnishes, silicone oil, various modified silicone oils, a silane coupling agent, a functional group for the purpose of hydrophobicity, charge control, and the like. It is also preferable that the silane compound is treated with a treating agent such as a silane compound or another organosilicon compound, or in combination with various treating agents.
[0132]
If necessary, other external additives may be added to the toner of the present invention.
[0133]
For example, there are resin fine particles and inorganic fine particles which function as a charge auxiliary agent, a conductivity imparting agent, a fluidity imparting agent, an anti-caking agent, a releasing agent at the time of fixing with a heat roller, a lubricant, an abrasive and the like.
[0134]
For example, examples of the lubricant include Teflon powder, zinc stearate powder, polyvinylidene fluoride powder and the like, and among them, polyvinylidene fluoride powder is preferable. Examples of the polishing agent include cerium oxide powder, silicon carbide powder, and strontium titanate powder, and among them, strontium titanate powder is preferable. Examples of the fluidity-imparting agent include titanium oxide powder, aluminum oxide powder and the like, and among them, hydrophobic ones are preferable. Examples of the conductivity-imparting agent include carbon black powder, zinc oxide powder, antimony oxide powder, and tin oxide powder. Still further, a small amount of white fine particles and black fine particles of opposite polarity can be used as a developing property improver.
[0135]
To prepare the toner of the present invention, a binder resin, a colorant, an imidazole derivative salt and, if necessary, a magnetic substance, a wax, a metal salt or a metal complex, a pigment or a dye, and other additives are added to a Henschel mixer. After sufficiently mixing with a mixer such as a ball mill, the mixture is melted and kneaded using a hot kneader such as a heating roll, a kneader or an extruder, and after cooling and solidification, pulverization and classification are performed. Is sufficiently mixed with a mixer such as a Henschel mixer to obtain the toner of the present invention.
[0136]
Next, the configuration of the sleeve which is the developer carrying member of the present invention will be described with reference to FIG.
[0137]
The sleeve with the developer carrier of the present invention has a cylindrical substrate and a coating layer (resin layer) covering the surface of the substrate. The resin layer 1 contains a binder resin 4, and in some cases, a conductive substance 2, a filler 3, a solid lubricant 5, and the like, and is coated on a cylindrical substrate 6. When the conductive material is contained, the resin layer 1 is conductive, so that excessive charging of the toner can be prevented. When the filler 3 is contained, abrasion of the resin 1 by the toner is prevented, and the charging property of the filler 3 can appropriately control the charging of the toner. When the solid lubricant 5 is contained, the releasability of the toner and the sleeve is improved, and as a result, the fusion of the toner onto the sleeve can be prevented.
[0138]
In the sleeve of the present invention, when the resin layer contains a conductive substance, the volume resistance of the resin layer is 10%.6Ω · cm or less, preferably 103The resistance is preferably Ω · cm or less. The volume resistance of the resin layer is 106If it exceeds Ω · cm, charge-up of the toner is likely to occur, which may cause the occurrence of blotches and the deterioration of development characteristics.
[0139]
The volume resistance of the resin layer is measured by using a low-resistivity lorester (manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.), using a composition as a paint, coating and drying on an insulating sheet with a bar coater, cutting to 10 cm × 10 cm. Can be.
[0140]
The surface roughness of the resin layer is preferably in the range of 0.2 to 3.5 μm in JIS center line average roughness (Ra). If Ra is less than 0.2 μm, the charge amount of the toner in the vicinity of the sleeve becomes too high, the toner is attracted to the sleeve by the mirroring power, new toner cannot be charged by the sleeve, and the developing property is insufficient. Become. If Ra exceeds 3.5 μm, the toner coating amount on the sleeve will increase too much and the toner will not be able to obtain a sufficient charge amount, and will be non-uniformly charged, causing a reduction in image density and density unevenness.
[0141]
Next, each material constituting the resin layer 1 will be described.
[0142]
In FIG. 1, examples of the conductive substance 2 include metal powders such as aluminum, copper, nickel, and silver; metal oxides such as antimony oxide, indium oxide, and tin oxide; and carbon allotropes such as carbon fiber, carbon black, and graphite. No. Among them, carbon black is particularly excellent in electric conductivity, and is preferably used because it can be filled with a polymer material to impart conductivity, or the conductivity can be obtained to some extent by controlling the amount of addition. The carbon black used in the present invention has a number average particle size of 1 μm or less, preferably 0.01 μm to 0.8 μm. If the number average particle size of the carbon black exceeds 1 μm, it becomes difficult to control the volume resistance of the resin layer, which is not preferable.
[0143]
The amount of the conductive substance to be used is preferably 0.1 to 300 parts by mass, more preferably 1 to 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder resin.
[0144]
Examples of the filler 3 include inorganic compounds such as alumina, asbestos, glass fiber, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, barium sulfate, silica, and calcium silicate; phenol resins, epoxy resins, melamine resins, silicone resins, PMMA, Methacrylate terpolymers (for example, polystyrene / n-butyl methacrylate / silane terpolymer), styrene-butadiene copolymer, polycaprolactone; nitrogen-containing compounds such as polycaprolactam, polyvinylpyridine, and polyamide; polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride , Polytetrafluoroethylene, polytetrachlorofluoroethylene, perfluoroalkoxylated ethylene, polytetrafluoroalkoxyethylene, fluorinated ethylene propylene-polytetraf Oroechiren copolymer, trifluorochloroethylene - highly halogenated polymers such as vinyl chloride copolymers; Other polycarbonates, polyesters, and the like. Among these, silica and alumina are preferably used because they have their own hardness and charge controllability for toner.
[0145]
The amount of the filler to be used is preferably 0.1 to 500 parts by mass, more preferably 1 to 200 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder resin.
[0146]
Examples of the solid lubricant 5 include molybdenum disulfide, boron nitride, graphite, graphite fluoride, silver-niobium selenide, calcium chloride-graphite, and talc. Among these, graphite is preferably used because it has conductivity as well as lubricity, has a function of reducing toner having an excessively high charge, and having a charge amount suitable for development.
[0147]
The amount of the solid lubricant to be used is preferably 0.1 to 300 parts by mass, more preferably 1 to 150 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder resin.
[0148]
Examples of the binder resin 4 in which the conductive substance 2 and, in some cases, the filler 3 and the solid lubricant 5 are dispersed, include a phenolic resin, an epoxy resin, a polyamide resin, a polyester resin, a polycarbonate resin, and a polyolefin. Known resins such as a resin, a silicone resin, a fluorine resin, a styrene resin, and an acrylic resin are used. Particularly, a thermosetting or photocurable resin is preferable.
[0149]
Further, in order to suitably expose the conductive material in the resin layer on the sleeve surface in the present invention, or a filler or a solid lubricant to the surface, or to smooth the surface to produce a uniform uneven surface, By performing a smoothing treatment on the surface by means such as polishing described below, more preferable performance can be imparted. In particular, it has an effect on the vertical streak phenomenon that occurs in solid black and halftone images and the rise of the initial image density, and is particularly effective under high temperature and high humidity.
[0150]
The operation of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2A, the coating layer (resin layer) 501 contains a solid lubricant 502, a conductive substance 503, a filler 504, and a binder resin 505, and is coated on a cylindrical base 506. This is polished with a belt-like abrasive material to which felt or abrasive grains are adhered, so that the surface unevenness of the sleeve can be uniformly finished as shown in FIG. 2 (B). As a result, only the toner that has been frictionally charged with the sleeve is conveyed to the developing area. Therefore, it is considered that the above effects can be obtained.
[0151]
Even after the smoothing treatment as described above, the surface of the coat layer preferably retains irregularities in the range of 0.2 to 3.5 μm in Ra according to JIS B0601, more preferably 0.3 to 3.5 μm. It is about 2.5 μm. The reason is the same as above.
[0152]
Next, a description will be given of a developing method in which the developing sleeve as the developer carrying member of the present invention is incorporated.
[0153]
In FIG. 3, an image carrier, for example, an electrophotographic photosensitive drum 7 that carries an electrostatic latent image formed by a known process is rotated in the direction of arrow B. The developing sleeve 14 as a developer carrying member carries the magnetic toner 10 as a one-component magnetic developer supplied from the hopper 9 and rotates in the direction of arrow A so that the developing sleeve 14 and the photosensitive drum 7 are separated. The magnetic toner 10 is transported to the developing section D facing the same. A magnet 11 is disposed in the developing sleeve 14 for magnetically attracting and holding the magnetic toner 10 on the developing sleeve 14. The magnetic toner 10 obtains a triboelectric charge that can develop the electrostatic latent image on the photosensitive drum 7 by friction with the developing sleeve 14.
[0154]
In order to regulate the layer thickness of the magnetic toner 10 conveyed to the developing section D, a regulating blade 8 made of a ferromagnetic metal faces the developing sleeve 14 with a gap width of about 200 to 300 μm from the surface of the developing sleeve 14. Thus, it is hung from the hopper 9. When the magnetic lines of force from the magnetic pole N1 of the magnet 11 are concentrated on the blade 8, a thin layer of the magnetic toner 10 is formed on the developing sleeve 14. A non-magnetic blade can be used as the blade 8.
[0155]
The thickness of the thin layer of the magnetic toner 10 formed on the developing sleeve 14 is preferably smaller than the minimum gap between the developing sleeve 14 and the photosensitive drum 7 in the developing section D. The present invention is particularly effective for a developing device of a system for developing an electrostatic latent image with such a thin toner layer, that is, a non-contact type developing device. However, the present invention is also applicable to a developing device in which the thickness of the toner layer in the developing section is equal to or greater than the minimum gap between the developing sleeve 14 and the photosensitive drum 7, that is, a contact type developing device.
[0156]
For the sake of simplicity, the following description will be made using a non-contact developing device as an example.
[0157]
A power supply 15 applies a developing bias voltage to the developing sleeve 14 in order to fly the magnetic toner 10 which is a one-component magnetic developer carried on the developing sleeve 14. When a DC voltage is used as the developing bias voltage, a voltage having a value between the potential of the image portion of the electrostatic latent image (the region where the magnetic toner 10 adheres and is visualized) and the potential of the background portion is used. Preferably, it is applied to the sleeve 14. On the other hand, in order to increase the density of the developed image or improve the gradation, an alternating bias voltage may be applied to the developing sleeve 14 to form an oscillating electric field whose direction is alternately reversed in the developing unit D. In this case, it is preferable to apply to the developing sleeve 14 an alternating bias voltage on which a DC voltage component having a value between the potential of the image portion and the potential of the background portion is superimposed.
[0158]
Also, in so-called regular development, in which toner is attached to a high potential portion of an electrostatic latent image having a high potential portion and a low potential portion to visualize the toner, a toner charged to a polarity opposite to the polarity of the electrostatic latent image is used. On the other hand, in so-called reversal development in which toner is attached to a low-potential portion of an electrostatic latent image to make it visible, toner that is charged to the same polarity as the polarity of the electrostatic latent image is used. Note that the high potential and the low potential are expressed by absolute values. In any case, the magnetic toner 10 is charged to a polarity for developing the electrostatic latent image by friction with the developing sleeve 14.
[0159]
FIG. 4 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
[0160]
In the developing device of FIG. 4, as a member for regulating the layer thickness of the magnetic toner 10 on the developing sleeve 14, a material having rubber elasticity such as urethane rubber or silicone rubber or a metal elasticity such as phosphor bronze or stainless steel is used. It is characterized in that an elastic plate 17 made of a material or the like is used, and this elastic plate 17 is pressed against the developing sleeve 14. In such a developing device, a thinner toner layer can be formed on the developing sleeve 8. The other configuration of the developing device of FIG. 4 is basically the same as that of the developing device shown in FIG. 3. In FIG. 4, the same reference numerals as those shown in FIG. 3 denote the same members.
[0161]
In the developing device shown in FIG. 4, in which the toner layer is formed on the developing sleeve 14 as described above, the toner is rubbed on the developing sleeve 14 by the elastic plate 17, so that the amount of triboelectric charge of the toner increases, and The concentration is improved. Such a developing device is used for a non-magnetic one-component toner.
[0162]
Next, an example of an image forming method having a contact charging / transfer method used in the present invention will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG.
[0163]
Reference numeral 801 denotes a rotating drum type photoconductor, which is rotated at a predetermined peripheral speed (process speed) clockwise in the drawing. Reference numeral 802 denotes a charging roller which is pressed against the surface of the photoconductor 801 with a pressing force, and is driven to rotate as the photoconductor 801 rotates. Reference numeral 803 denotes a charging bias current V for applying a voltage to the charging roller 802.2When a bias is applied to the charging roller 802, the surface of the photoconductor 801 is charged to a predetermined polarity and potential. Next, an electrostatic image is formed by the image exposure 804, and is sequentially visualized as a toner image by the developing unit 805.
[0164]
The bias V is applied to the developing sleeve constituting the developing unit 805 by the bias applying unit 813.1Is applied. The toner image formed on the latent image holding member by development is3Is electrostatically transferred to the transfer material 808 by the contact transfer unit 806 to which the toner image is applied, and the toner image on the transfer material is heated and pressurized and fixed by the heating and pressurizing unit 811. On the surface of the photoconductor 801 after transfer of the toner image, adhered contaminants such as transfer residual toner are cleaned by a cleaning device 809 having an elastic cleaning blade pressed against the photoconductor 801 in a counter direction, and further discharged by a static erasing exposure device 810. The charge is removed and an image is repeatedly formed.
[0165]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto.
[0166]
(Synthesis example of binder resin)
<Resin synthesis example 1>
79.2 parts by mass of styrene
n-butyl acrylate 20.0 parts by mass
0.8 parts by mass of monobutyl malate
0.2 parts by mass of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile)
[0167]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Further, the polymerization was completed under xylene reflux, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is referred to as a resin a.
[0168]
Resin a 30.0 parts by mass
56.0 parts by mass of styrene
n-butyl acrylate 12.2 parts by mass
Monobutyl malate 1.4 parts by mass
0.4 parts by mass of divinylbenzene
1.0 parts by mass of di-tert-butyl peroxide
[0169]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Further, the polymerization was completed under xylene reflux, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is referred to as resin A. The acid value of this resin A was 5.2.
[0170]
<Resin synthesis example 2>
79.0 parts by mass of styrene
n-butyl acrylate 21.0 parts by mass
2,2'-bis (4,4-di-tert-butyl
0.3 parts by mass of peroxycyclohexyl) propane
[0171]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Furthermore, the polymerization was completed under xylene reflux.
[0172]
82.0 parts by mass of styrene
17.0 parts by mass of n-butyl acrylate
Monobutyl malate 1.0 part by mass
1.0 parts by mass of di-tert-butyl peroxide
[0173]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Further, the polymerization was completed under xylene reflux, and the solutions were mixed such that the mass ratio of the resin components became the former 25 and the latter 75, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is referred to as a resin B. The acid value of this resin B was 2.3.
[0174]
<Resin synthesis example 3>
77.0 parts by mass of styrene
n-butyl acrylate 20.0 parts by mass
Monobutyl maleate 3.0 parts by mass
2,2'-bis (4,4-di-tert-butyl
0.3 parts by mass of peroxycyclohexyl) propane
[0175]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Furthermore, the polymerization was completed under xylene reflux.
[0176]
78.0 parts by mass of styrene
18.0 parts by mass of n-butyl acrylate
Methacrylic acid 4.0 parts by mass
1.0 parts by mass of di-tert-butyl peroxide
[0177]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Further, the polymerization was completed under reflux of xylene, and the solutions were mixed such that the mass ratio of the resin components became the former 4 and the latter 6, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is referred to as a resin C. The acid value of this resin C was 18.8.
[0178]
<Resin synthesis example 4>
74.0 parts by mass of styrene
Butyl acrylate 22.0 parts by mass
Acrylic acid 3.5 parts by mass
0.5 parts by mass of divinylbenzene
0.8 parts by mass of di-tert-butyl peroxide
[0179]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Further, the polymerization was completed under xylene reflux, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is referred to as resin D. The acid value of this resin D was 27.0.
[0180]
<Resin synthesis example 5>
73.0 parts by mass of styrene
Butyl acrylate 22.0 parts by mass
Acrylic acid 4.5 parts by mass
0.5 parts by mass of divinylbenzene
0.8 parts by mass of di-tert-butyl peroxide
[0181]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Further, the polymerization was completed under xylene reflux, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is referred to as a resin E. The acid value of this resin E was 34.8.
[0182]
<Resin Comparative Synthesis Example 1>
80.0 parts by mass of styrene
n-butyl acrylate 20.0 parts by mass
2,2'-bis (4,4-di-tert-butyl
0.3 parts by mass of peroxycyclohexyl) propane
[0183]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Furthermore, the polymerization was completed under xylene reflux.
[0184]
83.0 parts by mass of styrene
17.0 parts by mass of n-butyl acrylate
1.0 parts by mass of di-tert-butyl peroxide
[0185]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Further, the polymerization was completed under reflux of xylene, and the solutions were mixed such that the mass ratio of the resin components became the former 3 and the latter 7, and then the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is referred to as a resin F. The acid value of this resin F was 0.1.
[0186]
<Resin Comparative Synthesis Example 2>
69.0 parts by mass of styrene
Butyl acrylate 22.0 parts by mass
8.5 parts by mass of methacrylic acid
0.5 parts by mass of divinylbenzene
0.8 parts by mass of di-tert-butyl peroxide
[0187]
The above raw material was dropped into 200 parts by mass of heated xylene over 4 hours. Further, the polymerization was completed under xylene reflux, and the solvent was distilled off under reduced pressure. The resin thus obtained is referred to as a resin G. The acid value of this resin G was 55.2.
[0188]
(Example of manufacturing a developer carrier having a resin layer formed on the surface)
<Development sleeve manufacturing example 1>
Phenol resin intermediate 125 parts by mass
5 parts by mass of carbon black
45 parts by mass of crystalline graphite
Methanol 41 parts by mass
284 parts by mass of isopropyl alcohol
The methanol solution of the phenol resin intermediate was diluted with isopropyl alcohol (IPA), carbon black and crystalline graphite were added, and the mixture was dispersed by a sand mill using glass beads. Next, a resin layer was applied on the sleeve using this paint.
[0189]
As a developing sleeve, a stainless steel cylindrical tube having an outer diameter of 20 mm and a wall thickness of 0.8 mm was polished to have a run-out of 10 μm or less and a surface roughness of 4 μm or less in Rz notation. The sleeve was set up vertically, rotated at a constant speed, masked at the upper and lower ends, and the above-mentioned paint was applied while lowering the spray gun at a constant speed. The masking width at both ends of the sleeve was set to 3 mm. This is dried and cured in a drying oven at 160 ° C. for 20 minutes, and a belt-shaped felt is rubbed against the surface of the resin-coated sleeve with a pressing force of 4 kgf, and the surface is polished. Got a sleeve.
[0190]
The resin layer had a thickness of 10 μm, a surface roughness Ra of 0.86 μm on average at six points, a volume resistance of 4 Ω · cm, and a pencil hardness of 2H when measured. A magnet was inserted into this sleeve, and flanges were attached to both ends to form a developing sleeve 1.
[0191]
<Developing sleeve manufacturing example 2>
Phenol resin intermediate 125 parts by mass
5 parts by mass of carbon black
45 parts by mass of crystalline graphite
Surface-treated silica fine powder 25 parts by mass
(Specific surface area by BET is about 130m2/ G dry silica fine powder treated with methyltrimethoxysilane
Methanol 58 parts by mass
408 parts by mass of isopropyl alcohol
The above materials were dispersed using a sand mill. The methanol solution of the phenol resin intermediate was diluted with a part of isopropyl alcohol (IPA), carbon black and crystalline graphite were added, and the mixture was dispersed by a sand mill using glass beads. Here, the above treated silica dispersed in the remaining IPA was further added as a filler, and the sand mill dispersion was further advanced.
[0192]
Next, using this coating material, a resin layer was coated on the sleeve in the same manner as in Production Example 1 for a resin-coated developing sleeve, and then the surface was polished. The thickness of the conductive resin layer was 15 μm, the surface roughness Ra was 1.08 μm on average at six points, the volume resistance was 7 Ω · cm, and the pencil hardness was measured. A magnet was inserted into this sleeve, and flanges were attached to both ends to form a developing sleeve 2.
[0193]
<Developing sleeve manufacturing example 3>
Using the coating material used in the developing sleeve production example 1, the surface of an aluminum cylindrical tube having an outer diameter of 12 mm and a wall thickness of 0.8 mm was polished as the developing sleeve, and the deflection of the cylindrical tube was 10 μm or less, and the surface roughness was less. It was used at 4 μm or less in Rz notation. The sleeve was set up vertically, rotated at a constant speed, masked at the upper and lower ends, and the above-mentioned paint was applied while lowering the spray gun at a constant speed. The masking width at both ends of the sleeve was set to 3 mm. This is dried and cured in a drying oven at 160 ° C. for 20 minutes, and a belt-shaped felt is rubbed against the surface of the resin-coated sleeve with a pressing force of 4 kgf, and the surface is polished. Got a sleeve.
[0194]
The resin layer had a thickness of 11 μm, a surface roughness Ra of 0.97 μm on an average of 6 points, a volume resistance of 4 Ω · cm, and a pencil hardness of 2H. A flange was attached to both ends of this sleeve to form a developing sleeve 4.
[0195]
<Development sleeve comparative production example 1>
As the developing sleeve, the surface of a stainless steel cylindrical tube having an outer diameter of 20 mm and a wall thickness of 0.8 mm was polished so that the cylindrical tube had a runout of 10 μm or less and a surface roughness of 4 μm or less in Rz notation. The end is masked and 3.92 × 10 3 by a blast machine using amorphous alumina abrasive grains (# 300).-2The blast processing was performed at a blast pressure of MPa (4.0 kgf / cm). The masking width at both ends of the sleeve was set to 3 mm. The surface roughness Ra of the blasting sleeve was 1.12 μm on average at six points. A magnet was inserted into this sleeve, and flanges were attached to both ends to form a developing sleeve 3.
[0196]
[Example 1]
・ Binder resin A 100 parts by mass
・ 90 parts by mass of magnetite
(Octahedron, average particle size 0.22 μm, BET = 7.9 m2/ G,
Silicon content 0.35 wt%, σs = 84.5 Am2/ Kg,
σr = 10.9Am2/ Kg)
・ 4 parts by mass of low molecular weight polypropylene wax (melting point 130 ° C)
Compound Example 1 of imidazole derivative salt 2 parts by mass
[0197]
After the above materials were well premixed with a Henschel mixer, they were melt kneaded with a twin screw extruder set at 140 ° C. The obtained kneaded material was cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, and then finely pulverized using a fine pulverizer using a jet stream, and the obtained finely pulverized material was further classified by an air classifier to obtain a weight average particle size. A classified fine powder having a diameter of 8.5 μm was obtained.
[0198]
100 parts by mass of the obtained classified fine powder was mixed with a silica fine powder (BET specific surface area 200 m2/ G) 0.8 parts by mass of hydrophobic silica treated with 17 parts by mass of an amino-modified silicone oil (amine equivalent: 830, viscosity at 25 ° C: 70 cSt) per 100 parts by mass, mixed with a Henschel mixer, and meshed to 150 μm mesh To obtain a positively chargeable one-component magnetic toner 1.
[0199]
The following evaluation tests were performed on the obtained toner 1.
[0200]
Offset resistance evaluation test:
The fixing device of a commercially available copying machine NP6030 (manufactured by Canon Inc.) was removed to the outside, it was operated outside the copying machine, the fixing roller temperature could be set arbitrarily, and the process speed was changed to 100 mm / sec. Offset resistance was evaluated by passing an unfixed image through an external fixing device. At the time of evaluation, the temperature of the fixing roller was set to 230 ° C., the state of offset was observed, and the classification was made according to the following rank (evaluation environment: normal temperature / normal humidity (23 ° C./60% RH)).
[0201]
Offset rank
◎ (Excellent) No offset was seen at all.
○ (Good) Very slight offset is observed.
× (not possible) Offset occurs.
[0202]
Sleeve coatability evaluation test:
The toner coat on the sleeve was visually observed and the blotting generation level was classified into the ranks shown below (evaluation environment: normal temperature / normal humidity (23 ° C./60% RH), normal temperature / low humidity (23 ° C./5% RH), High temperature / humidity (32.5 ° C / 80% RH)).
[0203]
Blotch rank
◎ (Excellent) Not generated at all.
○ (Good) Slightly generated at the end of the sleeve.
Δ (OK): Very slight occurrence but no effect on image.
× (impossible) It is clearly generated and affects the image.
[0204]
Image evaluation test:
Using a commercially available copying machine NP6030 (manufactured by Canon Inc.), the developing sleeve was replaced with the developing sleeve 1 shown in the developing sleeve manufacturing example 1 of the present invention, and 10,000 copies were made in a normal temperature / humidity environment. 5,000 copies were made in each of the following environments: low temperature / low humidity environment and high temperature / high humidity environment, and the image density and fog were evaluated (evaluation environment: normal temperature / normal humidity (23 ° C./60% RH), normal temperature / low humidity ( 23 ° C./5% RH), high temperature / high humidity (32.5 ° C./80% RH)).
[0205]
Also, after copying 10,000 sheets under normal temperature / humidity environment, a part of the surface of the developing sleeve was wiped off with ethanol for cleaning, a solid black image was printed, and the image density before and after wiping with ethanol was measured. The sleeve contamination was evaluated by calculating, and classified into the ranks shown below.
[0206]
Sleeve contamination rank
◎ (Excellent) Less than Δ0.03
○ (good) Δ0.03 to Δ0.10
Δ (possible) Δ0.10 to Δ0.20
× (impossible) exceeding 0.20
The image density was measured using a “Macbeth reflection densitometer” (manufactured by Macbeth). The fog is measured using a "reflection densitometer" (manufactured by Tokyo Denshoku Technology Center Co., Ltd.) to measure the reflection density of the transfer paper and the reflection density of the transfer paper after copying the solid white, and calculate the difference as the fog value. The smaller the numerical value, the better the fog suppression.
[0207]
Table 2 summarizes the results of these offset resistance test, sleeve coat property test, and image evaluation test.
[0208]
[Example 2]
A classified fine powder and a toner 2 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin A was changed to the binder resin B. This toner 2 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0209]
[Example 3]
A classified fine powder and toner 3 were obtained in the same manner as in Example 1 except that binder resin A was changed to binder resin C. This toner 3 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0210]
[Example 4]
A classified fine powder and a toner 4 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin A was changed to the binder resin D. This toner 4 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0211]
[Example 5]
A classified fine powder and a toner 5 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin A was changed to the binder resin E. This toner 5 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0212]
[Comparative Example 1]
A classified fine powder and a toner 6 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin A was changed to the binder resin F. This toner 6 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0213]
[Comparative Example 2]
A classified fine powder and a toner 7 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the binder resin A was changed to the binder resin G. This toner 7 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0214]
[Example 6]
A classified fine powder and toner 8 were obtained in the same manner as in Example 1 except that Compound Example 1 of the imidazole derivative was changed to Compound Example 5. This toner 8 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0215]
[Example 7]
A classified fine powder and a toner 9 were obtained in the same manner as in Example 1 except that Compound Example 1 of the imidazole derivative was changed to Compound Example 12. This toner 9 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0216]
Example 8
A classified fine powder and a toner 10 were obtained in the same manner as in Example 1 except that Compound Example 1 of the imidazole derivative was changed to Compound Example 20. This toner 10 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0217]
[Example 9]
A classified fine powder and toner 11 were obtained in the same manner as in Example 1 except that Compound Example 1 of the imidazole derivative was changed to Compound Example 27. This toner 11 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0218]
[Example 10]
A classified fine powder and toner 12 were obtained in the same manner as in Example 1 except that Compound Example 1 of the imidazole derivative was changed to Compound Example 31. This toner 12 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0219]
[Example 11]
A classified fine powder and toner 13 were obtained in the same manner as in Example 1 except that Compound Example 1 of the imidazole derivative was changed to Compound Example 53. This toner 13 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0220]
[Example 12]
A classified fine powder and toner 14 were obtained in the same manner as in Example 1 except that Compound Example 1 of the imidazole derivative was changed to Compound Example 67. This toner 14 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0221]
[Comparative Example 3]
A classified fine powder and toner 15 were obtained in the same manner as in Example 1 except that Compound Example 1 of the imidazole derivative was changed to a nigrosine dye. This toner 15 was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0222]
Example 13
In Example 1, each evaluation other than the offset resistance test was performed in the same manner as in Example 1 except that the developing sleeve 1 was changed to the developing sleeve 2. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0223]
[Comparative Example 4]
In Example 1, each evaluation other than the offset resistance test was performed in the same manner as in Example 1 except that the developing sleeve 1 was changed to the developing sleeve 3. Table 2 summarizes the evaluation results.
[0224]
[Example 14]
・ Binder resin A 100 parts by mass
・ 3.5 parts by mass of copper phthalocyanine
・ 3 parts by mass of low molecular weight polypropylene wax (melting point 130 ° C)
Compound Example 1 of imidazole derivative salt 2 parts by mass
[0225]
The above materials were premixed well with a Henschel mixer and then melt kneaded with a twin screw extruder set at 120 ° C. The obtained kneaded material was cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, and then finely pulverized using a fine pulverizer using a jet stream, and the obtained finely pulverized material was further classified by an air classifier to obtain a weight average particle size. A classified fine powder having a diameter of 8.5 μm was obtained.
[0226]
100 parts by mass of the obtained classified fine powder was mixed with a silica fine powder (BET specific surface area 200 m2/ G) 1.0 part by mass of hydrophobic silica treated with 17 parts by mass of an amino-modified silicone oil (amine equivalent: 830, viscosity at 25 ° C .: 70 cSt) per 100 parts by mass, mixed with a Henschel mixer, and meshed with a mesh of 150 μm. To obtain a positively chargeable non-magnetic one-component toner 16.
[0227]
Using a commercially available copying machine FC-330 (manufactured by Canon Inc.), the developing sleeve was replaced with the developing sleeve 4 of the present invention, and 1000 copies were made in a normal temperature / normal humidity environment. 1000 copies were made in each environment of high humidity environment, and image density and fog were evaluated in the same manner as in Example 1 (evaluation environment: normal temperature / normal humidity (23 ° C./60% RH), normal temperature / low humidity (23 ° C / 5% RH), high temperature / high humidity (32.5 ° C / 80% RH)).
[0228]
After 1000 copies were made under normal temperature / humidity environment, a part of the developing sleeve surface was wiped clean with ethanol, and sleeve contamination was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the evaluation results.
[0229]
[Table 2]
Figure 0003559703
[0230]
【The invention's effect】
According to the image forming method of the present invention, in a positive toner into which an acid group has been introduced, by using the specific imidazole derivative salt shown in the present invention as a charge control agent, the toner can be manufactured without impairing its charging characteristics and developing characteristics. The offset property can be dramatically improved, and the use of a developer carrier on which a resin layer is formed on a metal substrate can significantly improve the charging ability and improve the development characteristics. In addition, it is possible to stably provide a high-definition image free from image density reduction and fog over a long period of time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a cross section of a part of a developer carrier of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a cross section of a part of a developer carrier of the present invention ((A) is before polishing, and (B) is after polishing).
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a magnetic developer supply system developing device (using a magnetic blade as a regulating member) in which the developer carrying member of the present invention is incorporated.
FIG. 4 is a schematic view showing another example of a magnetic developer supply system developing device incorporating a developer carrying member of the present invention (using an elastic blade as a regulating member).
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the image forming method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Coating layer (resin layer)
2 Conductive substances
3 filler
4 Binder resin
5 Solid lubricant
6. Cylindrical substrate
7. Photosensitive drum (latent image holder)
8 Regulation blade
9 Hopper
10 Toner
11 magnet
12 Cylindrical substrate
13 Coating layer (resin layer)
14 Developing sleeve (developer carrier)
15 Power supply
17 Elastic blade
A Rotating direction of developing sleeve
B Rotation direction of photosensitive drum
D Developing unit
501 Coating layer (resin layer)
502 Solid lubricant
503 conductive material
504 filler
505 binder resin
506 cylindrical substrate
801 Latent image carrier
801a Photoconductive layer
801b conductive base layer
802 charging roller
802a conductive elastic layer
802b Core
803 charging bias power supply
804 image exposure
805 Development roller
806 transfer roller
806a conductive elastic layer
806b Core
807 Transfer bias power supply
808 Transfer material
809 Cleaning device
810 Static elimination exposure device
811 Heating and pressing means
813 Development bias power supply

Claims (4)

トナー用結着樹脂、磁性体及び荷電制御剤を少なくとも含有する正帯電性磁性トナーを、金属基体上に樹脂層を形成した現像剤担持体で搬送し、静電潜像保持体に形成されている静電潜像を現像剤担持体から正帯電性磁性トナーを移行させて現像し、トナー画像を形成する画像形成方法において、
該トナー用結着樹脂が、スチレンアクリル系共重合体であって、
該トナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価が、0.5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であり、
該荷電制御剤が下記一般式(1)で示されるイミダゾール誘導体酸塩であり、
該現像剤担持体の樹脂層が、少なくとも樹脂層用結着樹脂及び導電性物質を含有しており、且つ体積抵抗が106Ω・cm以下であることを特徴とする画像形成方法。
Figure 0003559703
(上記一般式(1)中のR1,R2及びR3は水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基又はハロゲン、複素環類を示し、それぞれ置換基を有しても良く、それぞれ同一であっても異なっても良く、R2及びR3は相互に連結されて芳香環または複素環を形成しても良く、該置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン又は複素環類であり、R1,R2,R3はそれぞれ内部にエーテル構造あるいはスルフィド構造を有しても良く、R4は、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基又は複素環類を示し、それぞれ置換基を有しても良く、置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン又は複素環類であり、R4は内部に、エーテル構造あるいはスルフィド構造を有しても良く、Aは、有機酸又は無機酸を示す。)
A positively-charged magnetic toner containing at least a binder resin for a toner, a magnetic material and a charge control agent is transported by a developer carrying member having a resin layer formed on a metal substrate, and is formed on an electrostatic latent image holding member. An electrostatic latent image is transferred from a developer carrier to a positively chargeable magnetic toner and developed to form a toner image.
The toner binder resin is a styrene acrylic copolymer,
The acid value of the entire resin component of the binder resin for toner is 0.5 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less;
The charge control agent is an imidazole derivative represented by the following general formula (1),
An image forming method, wherein the resin layer of the developer carrier contains at least a binder resin for a resin layer and a conductive substance, and has a volume resistance of 10 6 Ω · cm or less.
Figure 0003559703
(R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) represent hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group or a halogen, a heterocyclic group, R 2 and R 3 may be mutually connected to form an aromatic ring or a heterocyclic ring, and the substituent may be an alkyl group. Group, cycloalkyl group, aryl group, allyl group, aralkyl group, alkoxyl group, amino group, halogen or heterocycle, wherein R 1 , R 2 and R 3 each have an ether structure or a sulfide structure inside. well, R 4 is hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, or heterocyclic compounds, may have a substituent, the substituents may, Alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group, halogen or heterocyclic compounds, R 4 is inside, may have an ether structure or a sulfide structure, A is , An organic acid or an inorganic acid.)
前記トナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価が、0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。2. The image forming method according to claim 1, wherein the acid value of the entire resin component of the binder resin for the toner is 0.5 mgKOH / g or more and 30 mgKOH / g or less. 金属基体上に樹脂層を形成した現像剤担持体で正帯電性磁性トナーを搬送し、静電潜像保持体に形成されている静電潜像を現像剤担持体から正帯電性磁性トナーを移行させて現像し、トナー画像を形成する画像形成方法に用いる正帯電性磁性トナーであって、
該トナーが、トナー用結着樹脂、磁性体及び荷電制御剤を少なくとも含有しており、
該トナー用結着樹脂が、スチレンアクリル系共重合体であって、
該トナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価が、0.5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下であり、
該荷電制御剤が下記一般式(1)で示されるイミダゾール誘導体酸塩であり、
該現像剤担持体の樹脂層が、少なくとも樹脂層用結着樹脂及び導電性物質を含有しており、且つ体積抵抗が106Ω・cm以下であることを特徴とする正帯電性磁性トナー。
Figure 0003559703
(上記一般式(1)中のR1,R2及びR3は水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基又はハロゲン、複素環類を示し、それぞれ置換基を有しても良く、それぞれ同一であっても異なっても良く、R2及びR3は相互に連結されて芳香環または複素環を形成しても良く、該置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン又は複素環類であり、R1,R2,R3はそれぞれ内部にエーテル構造あるいはスルフィド構造を有しても良く、R4は、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基又は複素環類を示し、それぞれ置換基を有しても良く、置換基は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アリル基、アラルキル基、アルコキシル基、アミノ基、ハロゲン又は複素環類であり、R4は内部に、エーテル構造あるいはスルフィド構造を有しても良く、Aは、有機酸又は無機酸を示す。)
The positively-chargeable magnetic toner is transported by a developer carrier having a resin layer formed on a metal substrate, and the electrostatic latent image formed on the electrostatic latent image holder is transferred from the developer carrier to the positively-chargeable magnetic toner. A positively-chargeable magnetic toner used in an image forming method of forming a toner image by transferring and developing the toner image,
The toner contains at least a binder resin for a toner, a magnetic substance and a charge control agent,
The toner binder resin is a styrene acrylic copolymer,
The acid value of the entire resin component of the binder resin for toner is 0.5 mgKOH / g or more and 50 mgKOH / g or less;
The charge control agent is an imidazole derivative represented by the following general formula (1),
A positively-chargeable magnetic toner, wherein the resin layer of the developer carrier contains at least a binder resin for a resin layer and a conductive substance, and has a volume resistance of 10 6 Ω · cm or less.
Figure 0003559703
(R 1 , R 2 and R 3 in the general formula (1) represent hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group or a halogen, a heterocyclic group, R 2 and R 3 may be mutually connected to form an aromatic ring or a heterocyclic ring, and the substituent may be an alkyl group. Group, cycloalkyl group, aryl group, allyl group, aralkyl group, alkoxyl group, amino group, halogen or heterocycle, wherein R 1 , R 2 and R 3 each have an ether structure or a sulfide structure inside. well, R 4 is hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, or heterocyclic compounds, may have a substituent, the substituents may, Alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an allyl group, an aralkyl group, an alkoxyl group, an amino group, halogen or heterocyclic compounds, R 4 is inside, may have an ether structure or a sulfide structure, A is , An organic acid or an inorganic acid.)
前記トナー用結着樹脂の樹脂成分全体の酸価が、0.5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項3に記載の正帯電性磁性トナー。The positively chargeable magnetic toner according to claim 3, wherein an acid value of an entire resin component of the binder resin for the toner is 0.5 mgKOH / g or more and 30 mgKOH / g or less.
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