JPH03138656A - 静電荷像現像用トナー及びそれを用いる画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷などにおける
静電荷像を現像するための乾式トナー及びそれを用いる
画像形成方法に関し、更に詳しくは負荷電制御剤として
特定の化合物を含有する静電荷像現像用トナー及びそれ
を用いる画像形成方法に関する。

〔従来の技術〕

電子写真感光体や静電記録体などの上に形成された静電
荷像を現像する手段としては、液体現像剤を用いる方法
（湿式現像法）と、結着樹脂中に着色剤を分散させたト
ナーあるいはこのトナーを固体キャリアと混合した一成
分型ないし二成分型乾式現像剤を用いる方式（乾式現像
法）とが一般に採用されている。そして、これら方式に
はそれぞれ長所・短所があるが、現在では、乾式現像法
が多く利用されている。

ところで、前記のトナー（現像粉）においては、単に結
着樹脂に染料、顔料などの着色剤を分散させただけのも
のでは望ましい帯電性が得られないため、これに荷電制
御剤が適当旦添加されているのが普通である。従来の荷
電制御剤の代表例としては、（ｉ）トナーに正電荷を与
えるものとして、例えば、ニグロシン系の油溶性染料、
第四級アンモニウム塩、アルキル基を有するアジン系染
料、塩基性染料、塩基性染料のレーキなどが、また、（
ｊｉ）トナーに負電荷を与えるものとして９例えば含ク
ロムモノアゾ錯体、含クロムサリチル酸化合物錯体、含
クロム有機染料（＠フタロシアニングリーン、含クロル
モノアゾ染料）のごとき含金属染料が挙げられる。だが
、こうした従来の荷電制御剤を含有したトナーは、初期
には良好な現像特性を示すものの寿命が短く、従って長
時間の使用では感光体へフィルミングを生じさせるとい
った不都合な現象が往々にして認められている。これは
、従来の荷電制御剤の性質が一定せず、安定性に欠ける
ために起因するものである。加えて、こうした従来の荷
電制御剤の多くは、トナー製造での熱混練時に分散した
り、機械的衝動や摩擦、温湿度条件の変化などにより分
解あるいは変質しやすく、こうしたことが荷電制御性の
低下する現象を一層強めている。また、従来の荷電制御
剤は環境により変化するものが多いという傾向もみられ
る。特に、少なくともトナー搬送部材、トナー層厚規制
部材を有し、トナー搬送部材上にトナー薄層を形成させ
現像を行なう一成分プロセスにおいては、トナー帯電性
の変動がトナー薄層の形成性に大きく影響し、画像の劣
化を引き起こすことがある。また、従来のトナーはトナ
ー搬送部材の表面やトナー層厚規制部材の先端に、長期
の撹拌を実施する事によりトナーが融着するという現像
が発生し、トナー搬送部材上のトナー層が不均一となり
２画像上に黒スジ、白スジといった異常画像が発生する
という難点がある。いずれにしてもこれまで提案されて
きた荷電制御剤は、長期にわたって適度の帯電性を持ち
得ないものが殆どである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明は、上記従来技術の有する欠点を克服し
、トナー粒子間又は−成分系現像方式におけるトナーと
現像スリーブ若しくはブレードのような帯電付与部材と
の間で生じる摩擦帯電が安定で、且つ摩擦帯電量分布が
シャープで均一であり、使用される現像方法に適した帯
電量にコントロールできるトナーを提供することを第１
の目的とし、また摩擦帯電性が過大になりすぎることな
く長期にわたって負に荷電制御された一成分型乾式現像
材におけるトナーを提供することを第２の目的とする。

更に、本発明は、常に安定した画像が得られるのは勿論
のこと、帯電付与部材と接しても融着することのない耐
久性を有するトナーを提供することを第３の目的とし、
また汚染やトナー飛散がなく、連続使用においても初期
画像と同等の良質画像が多数枚得られるトナーを提供す
ることを第４の目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、結着樹脂として
特定の樹脂を含有し、かつ誘導率が３以下のトナーが上
記目的に適合することを知見し。

本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、少なくとも結着樹脂、帯電制御
剤及び着色剤からなるトナーであって。

その誘電率が３以下であると共に結着樹脂のうち５〜５
０重量％がスチレン−アクリル酸メチルエステル共重合
体であることを特徴とする静電荷像現像用トナーが提供
される。

また、薄層化させたトナーを潜像担持体に供給して潜像
を現像する電子写真における一成分現像方式による画像
形成方法において、前記トナーを用いることを特徴とす
る画像形成方法が提供される。

本発明のトナーの第１の特徴は結着樹脂の少なくとも５
〜５ＯＮ量対がスチレン−アクリル酸メチルエステル共
重合体から構成されている点にある。

本発明者らの研究によれば、アクリル酸メチルエステル
単独重合体は他のアクリル酸アルキルエステル単独共重
合体に比べ、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が高く、分子
の屈曲性が少なく硬質な樹脂であって、これをスチレン
と共重合させても硬質性を保有しており、したがって、
このものを結着樹脂としたトナーは現像装置内での撹拌
によっても微粉化する傾向も少なく、しかも現像装置内
のトナー搬送部材の表面やトナー層厚規制部材の先端部
への融着も極めて小さいことが知見された。更にその配
合量について研究を進めたところ該スチレン−アクリル
酸メチルエステル共重合体の使用割合は５〜５０重量２
好ましくは１０〜３０重１１あることが最適であること
が判明した。

スチレン−アクリル酸メチルエステル共重合体の使用割
合が５重量２未満であると、現像装置内におけるトナー
の融着防止効果が不十分となり、またスチレン−アクリ
ル酸メチルエステル共重合体の使用割合が５０重重量を
越えると、定着特性が不十分となったり、地肌部へのト
ナーの付着が多くなるので、本発明の所期の効果が発揮
されない。

スチレン−アクリル酸メチルエステル共重合体としては
種々のものが用いられるが、重量平均分子量が２０〜５
０万、ゲルコンテントが１５〜５０％、ガラス転移温度
が５５〜７０℃のものが、トナーの低温定着性あるいは
現像装置内での融着防止の点からみて特に好ましい。

なお１本発明における分子景、ガラス転移温度（Ｔｇ）
及びゲルコンテントは以下の測定方法によって算出した
ものである。

（１）分子量 分子量の測定はゲルパーミェーションクロマトグラフィ
ーにより次の条件で測定を行なった。

試料をＴＩ（Ｆ　（テトラヒドロフラン）に０．１ｗｔ
％の濃度で溶解し、温度２０”Ｃにおいて１ｍ９／分の
流速で測定し、単分散ポリスチレン標準試料による検量
線によ、り分子量を決定した。

（２）ガラス転移温度（Ｔｇ） ガラス転移温度（Ｔｇ）は示差走査熱景計によりａｆ’
１定した。

（３）ゲルコンテント ｌ）試料０．０１ｇにＴＨＦ５０ｍＱを加え３時間撹拌
する。

２）内容物をセライト＃５４５を敷き詰めたガラスフィ
ルターで吸引濾過する。

３）濾過後のガラスフィルターを減圧乾燥し秤量したも
のを（Ａ）とする。

４）濾過する前のガラスフィルターの重量を８とし、次
式によりゲルコンテントを算出した。

本発明のトナーの第２の特徴はその誘導率が３以下であ
る点にある。

一般にトナーに負極性を与える方法としては、各種の負
極性付与帯電制御剤を添加する方法が知られているが、
−成分系現像方法に、この方法を適用した場合、トナー
搬送部材上にトナーの帯電量を均一にすることが困難と
なり、逆帯電トナーが発生する。また、帯電制御剤の使
用量を増加させトナーの帯電性を増大させる方法によっ
た場合には、トナーの平均帯電量が上昇するため、画像
装置内のトナー搬送部材とトナーとの静電付着力が強く
なり、感光体に現像されにくくなり、画像濃度が低下し
てしまう。更に、トナー搬送部材上に逆帯電トナーが消
失しても倣送部材から感光体への現像時に現像電界の影
響により、搬送部材からトナーの極性が若干反転すると
いう現像も生じ、地肌部にトナーが付着し、いわゆる地
汚れが生じる。

本発明者らは、かかる問題点を解決するため鋭意検討し
た結果、トナーの誘電率を３以下とした場合、トナー搬
送部材上でのトナー極性の反転及び現像時のトナー極性
の反転が防止され、地肌部へのトナー付着のない、高品
質な複写画像が得られることを見出した。

トナーの誘電率が３を越えると、トナー搬送部材上でト
ナー極性が反転したり、現像時にトナー極性が反転し易
くなり、このため地肌部へのトナー付着が顕著となるた
め、本発明の所期の目的を達成できない。

なお、本発明のおけるトナーの誘電率は以下のようにし
て測定したものであるつ 〔誘電率の測定法〕 トナー３ｇを６ｔ／ａ＋Ｔで加圧しペレット化後、ＴＲ
−１０Ｃ型誘電体損測定器（安藤電気社製）にて測定。

本発明で用いられる荷電制御剤としては、トナーに負電
荷を与えるものとして、例えば含クロムモノアゾ鉗体、
含クロムサリチル酸化合物錯体、サリチル酸誘導体亜鉛
塩、含クロム有機染料（銅フタロシアニングリーン、含
クロルモノアゾ染料）のごとき含金属染料が挙げられる
。

本発明で用いられる着色剤としては、従来からトナー用
着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適用
される。具体的には、カーボンブラック、ランプブラッ
ク、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カ
ルフォイルブルーデュポンオイルレッド、キノリンイエ
ロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー
、フタロシアニングリーン、ハンドイエローＧ、ローダ
ミン６Ｃレーキ、クロムイエロー、キナクリドン、ベン
ジジンイエロー、マラカイトグリーン、マラカイトグリ
ーンへキサレート、オイルブラック、アゾオイルブラッ
ク、ローズベンガル、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染
顔料、トリスアゾ系染顔料及びこれらの混合物などが挙
げられる。

また、本発明で用いられる結着樹脂は前記スチレン−ア
クリル酸メチルエステル共重合体を必須成分とするが、
かかる共重合体と共にこれまでトナー用結着樹脂として
使用されてきた樹脂を併用することもできる。このよう
な樹脂としては、ポリスチレン、ポリＰ−タロロスチレ
ン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体
の単重合体：スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、
スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトル
エン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、
スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アク
リル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル
共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、ス
チレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−
タ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、
スヂレンービニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブ
タジェン共重合体、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、スチレ
ン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステ
ル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタ
クリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリエステル。

ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリビニル
ブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン。

変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又
は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラ
フィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、これらは
単独であるいは２種以上混合して使用される。

なお、本発明のトナーには、必要に応じて添加剤を混合
することができる。添加剤としては、例えば四弗化エチ
レン樹脂、ステアリン酸亜鉛のごとき滑剤あるいは酸化
セリウム、炭化珪素等の研摩剤、あるいは例えばコロイ
ダルシリカ、酸化アルミニウム等の流動化付与剤、ケー
キング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化
錫等の導電性付与剤、あるいは低分子量ポリエチレンな
どの定着助剤等がある。

本発明のトナーは、電子写真における一成分現像方式に
よる画像形成に特に有用であり、次に本発明の画像形成
方法について説明する。

本発明の画像形成方法は、薄層化させたトナーを潜像担
持体に供給して潜像を現像する電子写真における一成分
現像方式による画像形成方法において、前記した特定の
結着樹脂を含有したトナーを用いることを特徴とする。

なお、トナーの薄層化は、通常トナー搬送部材、トナー
層厚規制部材及びトナー補給補助部材を備え、且つ該補
給補助部材とトナー搬送部材並びにトナー層厚規制部材
とトナー搬送部材とが夫々当接している装置を用いて行
なわれる。

図面により、本発明の画像形成方法を更に詳しく説明す
る。

図面は本発明方法の実施に有用な非磁性−成分系トナー
を使用した現像装置の一例の模式的断面図である。図面
において、トナータンク７に内蔵されている本発明のト
ナー６は、撹拌羽根（トナー補給補助部材）５によりス
ポンジローラ（トナー補給補助部材）４に強制的に寄せ
られ、トナーはスポンジローラ４に供給される。そして
、スポンジローラ４に取り込まれたトナーは、スポンジ
ローラ４が矢印方向に回転することにより、トナー搬送
部材２に運ばれ、摩擦され、静電的あるいは物理的に吸
着し、トナー搬送部材２が矢印方向に強く回転し、スチ
ール製の弾性ブレード（トナー厚規制部材）３により均
一なトナー薄層が形成されると共に１９５擦＊電する。

その後、トナー搬送部材２と接触若しくは近接している
静電潜像担持体１の表面に運ばれ、潜像が現像される。

Ｄ電層像は有機感光体に８００ｖのマイナスＤＣ帯電を
した後、露光し、潜像を形成し現像されるのである。

このような電子写真における一成分現像方法による画像
形成方法は、トナーの帯電性や融着性の変動がトナーの
薄層の形成性に大きく影響を与えるが、本発明のトナー
は、負極性の安定した摩擦帯電性を示し且つトナー搬送
部材や１−ナー層厚規制部材に融着することがないので
、実施の際に適切な＊電量にコントロールすることがで
き、本発明の方法により、長期にわたり、高品質の画像
が得られる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお
、部は重斌部を表わす。

実施例１ 低分子量ポリプロピレン　　　　　　　　５０％カーボ
ンブラック　　　　　　　　　　　　５０％サリチル酸
亜鉛　　　　　　　　　　　　３部上記組成の混合物を
加熱二本ロールミルで１．３０℃の温度で約４５分間溶
融混棟し、室温まで冷却した。得られた混練物を粉砕分
級し、５〜１５μｍの粒径のトナーを得た。このトナー
１００部に対しコロイダルシリカ０．５０％を添加、混
合して本発明の１−ナーを得た（誘電率２．８０）。

得られたトナーを用いて、図面に示すような現像装置に
て画像出しを行なったところ、良好な画像が得られた。

更に１０万枚連続複写後もトナー搬送部材の表面やトナ
ー層厚規制部材覇のトナーの融着もなく、初期と同様の
良好な画像が得られた。

実施例２ 実施例１において、トナー用組成物を下記のものに代え
た以外は実施例１と同様にして本発明のトナーを作成し
た（誘電率２．９５）。

低分子量ポリプロピレン　　　　　　　　５０％カーボ
ンブラック　　　　　　　　　　　　５０％サリチル酸
アルミニウム　　　　　　　　　４部ついで、かかるト
ナーを用いて実施例１と同様な画像出しを行なったとこ
ろ地肌部へのトナー付着のない良好な画像が得られた。

更に１０万枚連続複写後もトナー搬送部材やトナー層厚
規制部材へのトナー融着かなく、初期と同等な良好な画
像が得られた。

比較例１ 実施例１において、トナー用組成物を下記のものに代え
た以外は実施例１と同様にして比較用のトナーを作成し
た（誘電率２．７２）。

低分子量ポリプロピレン　　　　　　　　５０％カーボ
ンブラック　　　　　　　　　　　　５０％サリチル酸
亜鉛　　　　　　　　　　　　３部ついで、かかるトナ
ーを用いて、実施例１と同様にして画像出しを行なった
ところ、地肌部へのトナー付着のない良好な画像が得ら
れた。しかし、１０万枚連続複写後はトナー搬送部材の
表面及び１−ナー層厚規制部材の先端にトナーが融着し
、トナー搬送部材上のトナー層が不均一となり画像上に
帯状の白と黒のスジが発生した。

比較例２ 実施例１において、トナー用組成物を下記のものに代え
た以外は実施例１と同様にして比較用のトナーを作成し
た（誘電率３．２１） 低分子量ポリプロピレン　　　　　　　　５０％カーボ
ンブラック　　　　　　　　　　　１１部サリチル酸亜
鉛　　　　　　　　　　　　　３部ついで、かかるトナ
ーを用いて実施例１と同様に画像出しを行なったところ
、地肌部にトナーの付着がみられ、１０万枚連続複写後
は更に地肌部へのトナーの付着量が増大し、地汚れが目
立つようになった・ 比較例３ 実施例１において、トナー用組成物を下記のものに代え
た以外は実施例１と同様にして比較用のトナーを作成し
た（誘電率３．２８）。

低分子量ポリプロピレン ５０％ カーボンブラック　　　　　　　　　　　１２部サリチ
ル酸アルミニウム　　　　　　　　　３部ついで、かか
るトナーを用いて実施例１と同様に画像出しを行なった
ところ、地肌部にトナーの付着がみられ、１０万枚連続
複写後は地肌部へのトナー付着が増加した。また、トナ
ー搬送部材の表面及びトナー層厚規制部材の先端にトナ
ーが融着しトナー搬送部材上のトナー層が不均一となり
、画像上に帯状の白と黒のスジが発生した。

〔発明の効果〕

請求項（１）及び（２）の静電荷像現像用トナーは。

誘電率が３以下であり、かつ結着樹脂として特定量のス
チレン−アクリル酸メチルエステル共重合体を含有する
ことから、トナー鍛造部材の表面やトナー層厚規制部材
の先端部に融着することがなく負極性の安定した摩擦帯
電性に保持することができる。

また、該トナーは、定着工程において、地肌部へ付着す
ることが殆どない。

このため、請求項（３）の画像形成方法により、地汚れ
やトナーの飛散がなく、連続複写後も初期画像と同等の
高品質画像を得ることができる。

また、該方法においては、種々の環境下においても、安
定した高品質画像が得られ、且つ長時間使用しても感光
体にフィルミングすることがない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法の実施に有用な本発明の非磁性−成
分系トナーを用いた現像装置の一例を示す模式断面図で
ある。 １・・静電潜像担持体、２・・・トナー搬送部材、３・
・・弾性ブレード、４・・・スポンジローラー、５・・
・撹拌羽根、６・・・トナー、７・・・トナータンク。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも結着樹脂、帯電制御剤及び着色剤から
   なるトナーであって、その誘電率が３以下であると共に
   結着樹脂のうち５〜５０重量％がスチレン−アクリル酸
   メチルエステル共重合体であることを特徴とする静電荷
   像現像用トナー。
2. （２）スチレン−アクリル酸メチルエステル共重合体は
   重量平均分子量が２０〜５０万、ゲルコンテントが１５
   〜５０％及びガラス転移温度が５５〜７０℃である請求
   項（１）の静電荷像用トナー。
3. （３）薄層化させたトナーを潜像担持体に供給して潜像
   を現像する電子写真における一成分現像方式による画像
   形成方法において、請求項（１）又は（２）記載のトナ
   ーを用いることを特徴とする画像形成方法。