JPH09114125A - 静電荷潜像現像用トナー、現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した帯電性能を有する静電荷潜像現像用
トナー、更に、帯電性能の環境依存性がなく、現像速度
が早く、耐久性に優れ、長期に亘って使用してもカブリ
の発生もなく、クリーニング性、転写性の良好な静電荷
潜像現像用トナー、現像剤及び画像形成方法の提供。 【構成】 トナー粒子表面に親水性極性基が存在し、該
親水性極性基に結合しているアルカリ金属もしくはアル
カリ土類金属の存在元素個数％が０．８％以上であるこ
とを特徴とする静電荷潜像現像用トナー。トナー粒子表
面に親水性極性基が存在し、該親水性極性基に結合して
いるアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の存在元素
個数％が０．８％以上である静電荷潜像現像用トナーを
含有することを特徴とする現像剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は安定した帯電性能を
有し、更に帯電性能の環境依存性がなく、現像速度が早
く、耐久性に優れ、長期に渡って使用してもカブリの発
生もなく、クリーニング性、転写性の良好な静電荷潜像
現像用トナー、現像剤及び画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真現像方式は種々の分野で
利用されている。例えば複写機のみならず、コンピュー
ターの出力端末であるプリンターや、カラー複写機、カ
ラープリンター等の分野でも利用されている。この利用
が進むにつれ、画像の品質に対する要求が高くなってい
る。このために、トナー自体に対する要求として、帯電
性能の向上が種々に要求されている。

【０００３】画像品質の向上のため、トナーを小粒径化
したり画質を向上させる提案は種々あり、列挙にいとま
がない。しかし、いわゆる小粒径化したトナーでは、ト
ナー自体が小さいためにファンデルワールス力による付
着力が高くなることから、トナーに所望の帯電性を付与
することが困難となり、弱帯電性トナーの存在や帯電過
多となるトナーの発生が起こり、長期に亘る使用では画
像にカブリの発生が起こる問題や、現像器あるいは二成
分現像に於けるキャリアに対する汚染等の問題を発生
し、耐久性が低下する問題を有している。

【０００４】また、小粒径化によってトナーの付着力が
高くなることにより、転写性能の低下及び感光体上に残
留する未転写トナーのクリーニング性が低下する問題を
有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
した帯電性能を有する静電荷潜像現像用トナーを提供す
ることにある。

【０００６】更に本発明の目的は、帯電性能の環境依存
性がなく、現像速度が早く、耐久性に優れ、長期に亘っ
て使用してもカブリの発生もなく、クリーニング性、転
写性の良好な静電荷潜像現像用トナー、現像剤及び画像
形成方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、以
下の構成により達成される。

【０００８】１．トナー粒子表面に親水性極性基が存在
し、該親水性極性基に結合しているアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属の存在元素個数％が０．８％以上である
ことを特徴とする静電荷潜像現像用トナー。

【０００９】２．トナー粒子表面に親水性極性基が存在
し、該親水性極性基に結合しているアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属の存在元素個数％が０．８％以上である
静電荷潜像現像用トナーを含有することを特徴とする現
像剤。

【００１０】３．感光体上に形成された静電荷潜像を顕
像化しトナー像とする画像形成方法に於いて、前記トナ
ーの粒子表面に親水性極性基が存在し、該親水性極性基
に結合しているアルカリ金属又はアルカリ土類金属の存
在元素個数％が０．８％以上であることを特徴とする画
像形成方法。

【００１１】４．感光体上に形成されたトナー像を転写
材に転写する画像形成方法に於いて、前記トナーの粒子
表面に親水性極性基が存在し、該親水性極性基に結合し
ているアルカリ金属又はアルカリ土類金属の存在元素個
数％が０．８％以上であることを特徴とする画像形成方
法。

【００１２】５．感光体上に形成されたトナー像を転写
材上に転写した後に該感光体上に残留するトナーをクリ
ーニングし除去する画像形成方法に於いて、前記トナー
の粒子表面に親水性極性基が存在し、該親水性極性基に
結合しているアルカリ金属又はアルカリ土類金属の存在
元素個数％が０．８％以上であることを特徴とする画像
形成方法。

【００１３】以下本発明を詳細に述べる。

【００１４】トナーの構成及び製造方法 本発明のトナーはトナー粒子表面に親水性極性基が存在
し、該親水性極性基に結合しているアルカリ金属又はア
ルカリ土類金属の存在元素個数％が０．８％以上のもの
である。該存在元素個数％が０．８％未満の場合、帯電
性能の環境依存性が大きくなってしまう。本発明では該
存在元素個数％が０．８％以上あれば上記効果を得られ
るが、帯電能からみて１０％以下が好ましい。すなわち
１０％を越えると帯電能が低下し十分な初期帯電量を得
ることができなることがあるからである。

【００１５】本発明の存在元素個数％はＥＳＣＡによる
表面分析の手法からトナー粒子表面に存在するアルカリ
金属又はアルカリ土類金属を元素個数％で測定したもの
である。具体的な測定装置としては例えばＥＳＣＡＬＡ
Ｂ ２１０、ＥＳＣＡＬＡＢ２００Ｒ（ＶＧ社製）、Ｅ
ＳＣＡ−１０００（島津製作所製）、ＰＨＩ５６０（フ
ィリップス社製）等が挙げられる。

【００１６】本発明においては、前述の如く、トナー粒
子表面に親水性極性基が存在することが重要であり、こ
の親水性極性基はトナー構成する種々の成分に由来する
ものが有効であるが、本発明においては、特にトナーを
構成する樹脂による親水性極性基が大きく寄与する。

【００１７】即ち、本発明においては、従来のトナーと
は異なり、樹脂を構成する成分中の親水性極性基をトナ
ーの表面に存在させることによって特異な効果を奏する
ことを見いだしたものであり、このことは従来のトナー
からは予想できないものである。

【００１８】本発明の親水性極性基としては、カルボキ
シル基、スルフォン酸基、リン酸基、水酸基等が挙げら
れる。即ち、これらは樹脂にした時親水性極性基を有す
る単量体を用いて重合することで得られる。これらの親
水性極性基は、具体的には樹脂を構成する単量体成分に
由来し、これらの単量体成分としてはアクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマー
ル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モ
ノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸、アリルス
ルフォコハク酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロ
パンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタク
リレート、３−クロロ−２−アシッドホスホオキシプロ
ピルメタクリレート等があげられる。親水性極性基の中
でもカルボキシル基が好ましい。該親水性極性基と結合
するアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属としては例
えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、
バリウム、ベリリウム、マグネシウム等が挙げられ、中
でもナトリウムが好ましい。これら金属を結合させる為
には、例えば上記親水性極性基を有する樹脂と水中で金
属塩にさせることで結合を形成することができる。

【００１９】本発明のトナーは少なくとも樹脂と着色剤
を含有するものが好ましく、必要に応じて定着性改良剤
である離型剤や荷電制御剤等を含有することもできる。
さらに、いわゆる樹脂と着色剤から構成される着色粒子
に対して無機微粒子や有機微粒子等で構成される外添剤
を添加したものであってもよい。

【００２０】本発明のトナーはその表面に親水性極性基
の塩が存在することが必須であるが、このアルカリ金属
又はアルカリ土類金属の塩はＥＳＣＡ法により測定さ
れ、上記表面とは通常の技術的な表面を指すか、好まし
くは最表面から５０ｎｍまでの領域を指す。

【００２１】本発明のトナーは、例えば、必要な添加材
の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の
重合体粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を
添加して会合する方法で製造することができる。

【００２２】本発明のトナーを製造する方法は、特に上
述の様に限定されるものでは無いが、好適には特開平５
−２６５２５２号や特開平６−３２９９４７号、特願平
６−２２３９５３号に示す方法が使用される。すなわ
ち、樹脂及び着色剤等より構成される微粒子を複数以上
会合させる方法、特に水中にてこれらを乳化剤を用いて
分散した後に、臨界凝集濃度以上の濃度以上の凝集剤及
び水に対して無限溶解する有機溶媒で処理する。さら
に、形成された重合体自体のガラス転移点温度以上で加
熱融着することによって本発明のトナーを製造すること
ができる。

【００２３】本発明のトナーを構成する樹脂は、前述し
た親水性極性基を有する単量体のみならず以下に詳述す
る単量体を含めた成分による共重合体であるのが好まし
く、その単量体として使用されるものは、スチレン、ｏ
−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルス
チレン、α−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、
３，４−ジクロロスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ
−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔ
−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ
−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ
−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレンの様なス
チレンあるいはスチレン誘導体の如き芳香族ビニル単量
体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｔ−ブチル、メタ
クリル酸−ｎ−オクチル、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、メタクリル酸ラウリ
ル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミ
ノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタ
クリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸−ｎ−
ブチル、アクリル酸−ｔ−ブチル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸−２−エチ
ルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリ
ル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル誘導体
等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸単量体、エチレ
ン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、
フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン
酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエ
ステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテ
ル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニル
エチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン
類、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、
Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物、ビニルナ
フタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリ
ロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の
アクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体がある。

【００２４】これらビニル系単量体は単独あるいは組み
合わせて使用することができる。

【００２５】さらに、ジビニルベンゼン、エチレングリ
コールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリ
レート、ジエチレングリコールジメタクリレート、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
ールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアク
リレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、
ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビ
ニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。

【００２６】これら単量体はラジカル重合開始剤を用い
て樹脂とすることができる。この場合、懸濁重合法や溶
液重合法では油溶性重合開始剤を用いることができる。
この油溶性重合開始剤としてはアゾイソブチロニトリ
ル、ラウリルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイ
ド等が使用できる。また、乳化重合法を用いる場合には
水溶性ラジカル重合開始剤を使用することができる。水
溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アン
モニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸
塩、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、過酸化水素等を
挙げることができる。

【００２７】優れた樹脂としてはガラス転移点が２０〜
９０℃のものが好ましく、軟化点が８０〜２２０℃のも
のが好ましい。ガラス転移点は示差熱量分析方法で測定
されるものであり、軟化点は高化式フローテスターで測
定することができる。さらに、これら樹脂としてはゲル
パーミエーションクロマトグラフィーにより測定される
分子量が数平均分子量（Ｍｎ）で１０００〜１００００
０、重量平均分子量（Ｍｗ）で２０００〜１０００００
０のものが好ましい。さらに、分子量分布として、Ｍｗ
／Ｍｎが１．５〜１００、特に１．８〜７０のものが好
ましい。

【００２８】使用される凝集剤としては特に限定される
ものでは無いが、金属塩から選択されるものが好適に使
用される。具体的には、一価の金属として例えばナトリ
ウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩、二価
の金属として例えばカルシウム、マグネシウム等のアル
カリ土類の金属塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、
鉄、アルミニウム等の三価の金属の塩等があげられ、具
体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化リチウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸
マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができる。
これらは組み合わせて使用してもよい。

【００２９】これらの凝集剤は臨界凝集濃度以上添加す
ることが好ましい。この臨界凝集濃度とは、水性分散物
の安定性に関する指標であり、凝集剤を添加して凝集が
発生する濃度を示すものである。この臨界凝集濃度は、
乳化された成分及び分散剤自体によって大きく変化する
ものである。例えば、岡村誠三他著「高分子化学 １
７、６０１（１９６０）」等に記述されており、詳細な
臨界凝集濃度を求めることができる。また、別な手法と
して、目的とする粒子分散液に所望の塩を濃度変えて添
加し、その分散液のζ（ゼータ）電位を測定し、この値
が変化する塩濃度を臨界凝集濃度として求めることもで
きる。

【００３０】本発明の凝集剤の添加量は、臨界凝集濃度
以上であればよいが、好ましくは臨界凝集濃度の１．２
倍以上、さらに好ましくは１．５倍以上添加することが
よい。

【００３１】無限溶解する溶媒とは、着色された重合体
分散液、すなわち水に対して無限溶解する溶媒を示し、
この溶媒は、本発明に於いては形成された樹脂を溶解さ
せないものが選択される。具体的には、メタノール、エ
タノール、プロパノール、イソプロパノール、ｔ−ブタ
ノール、メトキシエタノール、ブトキシエタノール等の
アルコール類、アセトニトリル等のニトリル類、ジオキ
サン等のエーテル類をあげることができる。特に、エタ
ノール、プロパノール、イソプロピルアルコールが好ま
しい。

【００３２】この無限溶解する溶媒の添加量は、凝集剤
を添加した重合体含有分散液に対して１〜３００体積％
が好ましい。

【００３３】本発明のトナーを形成するために用いる樹
脂を形成する重合方法としては種々の方法を使用するこ
とができるが、特に好適な方法としては上述した乳化重
合法が良い。

【００３４】本発明のトナーに使用する着色剤としては
カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用
することができ、カーボンブラックとしてはチャネルブ
ラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サ
ーマルブラック・ランプブラック等が使用される。磁性
体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、こ
れらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等の
強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理す
る事により強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−ア
ルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と呼
ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる事ができ
る。染料としてはＣ．Ｉ．ソルベントレッド１、同４
９、同５２、同５８、同６３、同１１１、同１２２、
Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、同４４、同７７、同
７９、同８１、同８２、同９３、同９８、同１０３、同
１０４、同１１２、同１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベントブル
ー２５、同３６、同６０、同７０、同９３、同９５等を
用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事ができ
る。顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド５、同４
８：１、同５３：１、同５７：１、同１２２、同１３
９、同１４４、同１４９、同１６６、同１７７、同１７
８、同２２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、同４
３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、同１７、同９
３、同９４、同１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン
７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、同６０等を用
いる事ができ、これらの混合物も用いる事ができる。数
平均一次粒子径は種類により多様であるが、概ね１０〜
２００ｎｍ程度が好ましい。

【００３５】着色剤の添加方法としては、重合体自体を
乳化重合法で調整し、ついで、凝集剤を添加することで
凝集させる段階で添加し重合体を着色する方法や、単量
体を重合させる段階で着色剤を添加し、重合し、着色す
る方法等を使用することができる。なお、着色剤は重合
体を調整する段階で添加する場合はラジカル重合性を阻
害しない様に表面をカップリング剤等で処理して使用す
ることが好ましい。

【００３６】さらに、定着性改良剤としての低分子量ポ
リプロピレン（数平均分子量＝１５００〜９０００）や
低分子量ポリエチレン等を添加してもよい。また、荷電
制御剤としてアゾ系金属錯体、４級アンモニウム塩等を
用いてもよい。

【００３７】また、流動性付与の観点から、無機微粒
子、有機微粒子を重合して得られた着色粒子に添加して
もよい。この場合、無機微粒子の使用が好ましく、シリ
カ、チタニア、アルミナ等の無機酸化物粒子の使用が好
ましく、さらに、これら無機微粒子はシランカップリン
グ剤やチタンカップリング剤等によって疎水化処理され
ていることが好ましい。

【００３８】尚、本発明のトナーはＢＥＴ比表面積３〜
１００ｍ²／ｇが好ましく、さらに５〜７０ｍ²／ｇを有
するトナーが好ましく用いられ、ＢＥＴ比表面積は例え
ばプロソーブ２３００（島津製作所製）を用いて、１点
法により測定することができる。

【００３９】本発明のトナーは前述の重合体自体を複数
個会合させることで好ましく製造することができるもの
であるが、この場合、重合体粒子の分散液に対して撹拌
下、凝集剤である金属塩を臨界凝集濃度以上の量を添加
し、更に、水に無限溶解する溶媒（例えばイソプロピル
アルコール）を添加、さらに重合体のガラス転移点温度
以上に加熱処理することで得ることができる。

【００４０】本発明のトナー自体の粒径は、任意である
が、小粒径のものが本発明の効果を呈しやすく、体積平
均粒径で２〜１０μｍのものが好ましく、特に３〜９μ
ｍのものが好ましい。この粒径は、凝集剤の濃度や有機
溶媒の添加量、さらには重合体自体の組成によって制御
することができる。

【００４１】本発明のトナーは、例えば磁性体を含有さ
せて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキ
ャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非
磁性トナーを単独で使用する場合等が考えられいずれも
好適に使用することができるが、本発明ではキャリアと
混合して使用する二成分現像剤として使用することが好
ましい。

【００４２】二成分現像剤を構成するキャリアとしては
鉄、フェライト等の磁性材料粒子のみで構成される非被
覆キャリア、あるいは磁性材料粒子表面を樹脂等によっ
て被覆した樹脂被覆キャリアのいずれを使用してもよ
い。このキャリアの平均粒径は体積平均粒径で３０〜１
５０μｍが好ましい。また、被覆するための樹脂として
は特に限定されるものでは無いが、例えばスチレン−ア
クリル酸（メタアクリル酸）エステル樹脂をあげること
ができる。

【００４３】画像形成方法の構成 本発明のトナーが使用できる現像方式としては特に限定
されない。接触現像方式あるいは非接触現像方式等に好
適に使用することができる。特に本発明のトナーは、高
い帯電立ち上がり性を有しており、非接触現像方法に有
用である。すなわち、非接触現像方法では現像電界の変
化が大きいことから、微少な帯電の変化が大きく現像自
体に作用する。このため、トナーの帯電量の変化に対し
て大きな変動をしてしまう。しかし、本発明のトナーは
帯電立ち上がり性が高いことから、帯電の変化が少な
く、安定した帯電量を確保することができるため、非接
触現像方法でも安定した画像を長期に渡って形成するこ
とができる。

【００４４】接触方式の現像としては、本発明のトナー
を有する現像剤の層厚は現像領域に於いて０．１〜８ｍ
ｍ、特に、０．４〜５ｍｍであることが好ましい。ま
た、感光体と現像剤担持体との間隙は、０．１５〜７ｍ
ｍ、特に、０．２〜４ｍｍであることが好ましい。

【００４５】また、非接触現像方式としては、現像剤担
持体上に形成された現像剤層と感光体とが接触しないも
のであり、この現像方式を構成するために現像剤層は薄
層で形成されることが好ましい。この方法は現像剤担持
体表面の現像領域で２０〜５００μｍの現像剤層を形成
させ、感光体と現像剤担持体との間隙が該現像剤層より
も大きい間隙を有するものである。この薄層形成は磁気
の力を使用する磁性ブレードや現像剤担持体表面に現像
剤層規制棒を押圧する方式等で形成される。さらに、ウ
レタンブレードや燐青銅板等を現像剤担持体表面に接触
させ現像剤層を規制する方法もある。押圧規制部材の押
圧力としては１〜１５ｇｆ／ｍｍが好適である。押圧力
が小さい場合には規制力が不足するために搬送が不安定
になりやすく、一方、押圧力が大きい場合には現像剤に
対するストレスが大きくなるため、現像剤の耐久性が低
下しやすい。好ましい範囲は３〜１０ｇｆ／ｍｍであ
る。現像剤担持体と感光体表面の間隙は現像剤層よりも
大きいことが必要である。さらに、現像に際して現像バ
イアスを付加する場合、直流成分のみ付与する方式でも
良いし、交流バイアスを印加する方式のいずれでも良
い。

【００４６】現像剤担持体の大きさとしては直径が１０
〜４０ｍｍφのものが好適である。直径が小さい場合に
は現像剤の混合が不足し、トナーに対して充分な帯電付
与を行うに充分な混合を確保することが困難となり、直
径が大きい場合には現像剤に対する遠心力が大きくな
り、トナーの飛散の問題を発生しやすい。

【００４７】以下、非接触現像方式の一例を図１を用い
て説明する。

【００４８】図１は、本発明の画像形成方法に好適に使
用できる非接触現像方式の現像部の概略図であり、１は
感光体、２は現像剤担持体、３は本発明のトナーを含有
する二成分現像剤、４は現像剤層規制部材、５は現像領
域、６は現像剤層、７は交番電界を形成するための電源
である。

【００４９】本発明のトナーを含有する二成分現像剤は
その内部に磁石２Ｂを有する現像剤担持体２上に磁気力
により担持され、現像スリーブ２Ａの移動により現像領
域５に搬送される。この搬送に際して、現像剤層６は現
像剤層規制部材４により、現像領域５に於いて、感光体
１と接触することがないようにその厚さが規制される。

【００５０】現像領域５の最小間隙（Ｄｓｄ）はその領
域に搬送される現像剤層６の厚さ（好ましくは２０〜５
００μｍ）より大きく、例えば１００〜１０００μｍ程
度である。交番電界を形成するための電源７は、周波数
１〜１０ｋＨｚ、電圧１〜３ｋＶｐ−ｐの交流が好まし
い。電源７には必要に応じて直流を交流に直列に加えた
構成であってもよい。直流電圧としては３００〜８００
Ｖが好ましい。

【００５１】本発明のトナーをカラー画像形成方式へ適
用する場合、感光体上へ単色の画像を形成しつつ逐次画
像支持体へ転写する方式（これを逐次転写方式とし、図
２に示す。）、あるいは感光体上に複数回単色画像を現
像しカラー画像を形成した後に一括して画像支持体へ転
写する方式（これを一括転写方式とし、図３に示す。）
等の方式があげられる。

【００５２】図２、３における画像形成方式について以
下に詳述する。

【００５３】本発明に於いて使用される現像剤担持体と
しては、図１に示すごとく、担持体内部に磁石２Ｂを内
蔵した現像器が用いられ、現像剤担持体表面を構成する
スリーブ２Ａとしてはアルミニウムや表面を酸化処理し
たアルミニウムあるいはステンレス製のものが用いられ
る。

【００５４】以下、図２に示した逐次転写方式の一例に
ついて説明する。

【００５５】１１は帯電電極である帯電器、１２はイェ
ロー、マゼンタ、シアン、黒のトナーを各々に装填する
現像器からなる現像ユニットで、４色のトナーに対応す
る４つの器に分かれている。これら現像器の基本構成
は、図１に示した現像部の概略図と同じである。１４は
感光体ドラム、１３はクリーニングユニット、１５は感
光体ドラム上に形成された単色カラートナー像を一時的
に保持し、さらにその上に次の単色トナー像を保持し、
最終的に所望の多色カラー画像を形成する転写ドラム、
１６は転写ドラム上のトナー画像が転写される転写材を
搬送する搬送ユニット、１７は転写ドラム１５の内部に
設けられ、内部からコロナ放電し、転写材を該ドラムに
静電吸着する吸着電極、１８は感光体１４上に形成され
たトナー像を逐次転写ドラムに転写させる転写電極、１
９は転写ドラム１５上に静電吸着した転写材を剥離する
ための剥離電極、２０は転写材剥離後、転写ドラムに残
留する電荷を除去する除去電極である。

【００５６】感光体ドラム１４上に帯電電極１１によ
り、一様に電荷を形成し、その後、像様露光（手段図示
せず）し、静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像
ユニット１２の一色のトナー（例えば黒トナー）を保有
する現像器により現像され、一色のトナー画像が感光体
ドラム１４上に形成される。一方搬送ユニット１６によ
り転写ドラム１５上に搬送された転写材料は吸着電極１
７により転写ドラム上に静電吸着され、転写部に搬送さ
れる。

【００５７】この搬送された転写材へは、転写部におい
て、感光体ドラム１４上に形成されている上記トナー像
を転写する。この転写像を転写後の感光体ドラム１４上
には、トナーが残留しており、この残留トナーはクリー
ニングユニット１３によりクリーニングされ、次のプロ
セスに使用される。多色画像を形成する場合、同様なプ
ロセスに従い他の色のトナー画像が現像により形成さ
れ、逐一転写ドラム１５に転写される。最終的には、所
望のトナー画像が転写ドラム１５上に吸着されている転
写材上に形成される。所望のトナー画像を形成した転写
材は、剥離電極１９により剥離され、定着部へ搬送さ
れ、最終の固定された多色トナー画像が得られる。一
方、転写ドラム１５は残留している電荷を除去電極２０
により除去され、次のプロセスに使用される。

【００５８】次に図３を使用し、一括転写方式について
説明する。

【００５９】装置の各部は図２の例と同じであるので省
略する。但し、２１は搬送された転写材を搬送しなが
ら、トナー像を転写する搬送部である。感光体ドラム１
４上に帯電電極により一様に電荷を形成し、その後潜像
形成手段（手段図示せず）により静電潜像を形成する。
この静電潜像は、現像ユニット１２の一色のトナー（例
えば黒トナー）を保有する現像器により現像され、一色
のトナー画像が感光体ドラム上に形成される。本図示例
においては、このトナー像は転写されることなく、その
ままトナー画像を有している感光体ドラム上に再度、帯
電電極１１により一様に電荷を形成し、さらに静電潜像
を形成し、上記とは異なる色のトナーを有する現像器に
より現像され、他の色のトナー像が先のトナー像上に重
ね合わせて形成される。この間クリーニングユニット１
３、転写電極１８、搬送部２１は作動せず、かつ感光体
ドラム１４上のトナー像を乱すことがない様に感光体ド
ラム１４から退避させられている。

【００６０】所望の画像形成が終了し、多色トナー画像
が形成された後、感光体ドラム上のトナー画像は、搬送
ユニット１６により搬送された転写材に、搬送部２１に
より搬送されながら、転写電極１８によりトナー画像は
転写される。転写されたトナー画像を担持して転写材は
定着部へ搬送され、固定化され、転写材上に最終多色ト
ナー画像が形成される。トナー像を転写した後の感光体
ドラム１４にはトナーが残留するのでクリーニングユニ
ット１３によりクリーニングされ、次のプロセスに使用
される。

【００６１】上述した各種方式で感光体上に形成された
トナー像は、転写工程により紙等の転写材に転写され
る。転写方式としては特に限定されず、いわゆるコロナ
転写方式やローラー転写方式等種々の方式を採用するこ
とができる。

【００６２】本発明のトナーは転写効率が高く、かつ感
光体上に残留するトナーが少ないので例えばブレードク
リーニング方式に用いた場合ブレードの感光体への押接
力を軽減する等ができ、感光体の長寿命化にも寄与する
ことができる等の効果も有する。

【００６３】トナー像を転写材に転写した後、感光体上
に残留したトナーはクリーニングにより除去され、感光
体は次のプロセスに繰り返し使用される。

【００６４】本発明に於いてクリーニングする機構に関
しては特に限定されず、ブレードクリーニング方式、磁
気ブラシクリーニング方式、ファーブラシクリーニング
方式などの公知のクリーニング機構を任意に使用するこ
とができる。これらクリーニング機構として、好適なも
のは上述した理由から、いわゆるクリーニングブレード
を用いたブレードクリーニング方式である。

【００６５】この構成としては、図４、５に記載される
構成のいずれも使用することができる。図４、５に於い
てはホルダー３３にクリーニングブレード３１を保持す
る構成であり、３２は感光体、３４は感光体３２の回転
方向を示す矢印である。θはホルダー３３と感光体３２
が形成する角度であり、図４、５いずれでも１０〜９０
°、好ましくは１５〜７５°である。クリーニングブレ
ード３１を構成する材料としては、シリコンゴム、ウレ
タンゴムなどの弾性体を使用することができる。この場
合、ゴム硬度が３０〜９０°のものがよい。クリーニグ
ブレード３１の厚みは１．５〜５ｍｍ、ホルダー部外の
長さは５〜２０ｍｍがよく、感光体に対する圧接力は５
〜５０ｇｆ／ｍｍが好適である。

【００６６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明の態様はこれに限定されない。

【００６７】着色粒子製造例１ カーボンブラック（リーガル３３０Ｒ：キャボット社
製）をアルミニウムカップリング剤（プレンアクトＡｌ
−Ｍ：味の素社製）で処理したもの１０．６７ｇをドデ
シル硫酸ナトリウム４．９２ｇを１２０ｍｌの純水に溶
解した溶液に添加し、撹拌しつつ超音波を付与すること
によりカーボンブラックの水分散液を調整した。また、
低分子量ポリプロピレン（数平均分子量＝３２００）を
熱を加えながら水中に界面活性剤により乳化させた固形
分濃度＝２０重量％の乳化分散液を調整した。上記カー
ボンブラックの分散液に低分子量ポリプロピレン乳化分
散液４３ｇを混合し、さらに、スチレンモノマー９８．
１ｇ、ｎ−ブチルアクリレートモノマー１８．４ｇ、メ
タクリル酸モノマー６．１ｇ、ｔ−ドデシルメルカプタ
ン３．３ｇ、脱気済み純水８５０ｍｌを添加した後に、
窒素気流下撹拌を行いながら７０℃まで昇温した。つい
で、過硫酸カリウム４．１ｇを溶解した純水２００ｍｌ
を加え、７０℃にて６時間反応させた。得られたカーボ
ンブラック含有着色粒子分散液を「分散液１」とする。
なお、このものの一次粒子径（光散乱電気永動粒径測定
装置 ＥＬＳ−８００：大塚電子工業社製）及び分子量
分布（ＧＰＣを使用。スチレン換算分子量）測定した。
結果を下記表１に示す。この「分散液１」６００ｍｌに
対して２．７モル％の塩化カリウム水溶液を１６０ｍｌ
添加し、さらにイソプロピルアルコール９４ｍｌ及びポ
リオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（エチレン
オキサイド平均重合度は１０である）５．４ｇを溶解し
た純水４０ｍｌを添加した。その後、８５℃まで昇温
し、６時間反応させた。ついで反応終了後、反応液を濾
過、水洗を行った。この時トナーの水懸濁液に５ＮのＮ
ａＯＨ水を少量滴下し、ｐＨ値を１３に調整した。更に
濾過、水洗を行い、乾燥して本発明の着色粒子を得た。
このものを「着色粒子１」とする。

【００６８】着色粒子製造例２ 着色粒子製造例１において、表面処理されたカーボンブ
ラックの代わりにＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ
１５：３を用いた他は同様にして本発明の着色粒子を得
た。なお、ここで得られた分散液を「分散液２」とし、
着色粒子を「着色粒子２」とする。

【００６９】着色粒子製造例３ 着色粒子製造例１において、表面処理されたカーボンブ
ラックの代わりにＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １
２２を用いた他は同様にして本発明の着色粒子を得た。
なお、ここで得られた分散液を「分散液３」とし、着色
粒子を「着色粒子３」とする。

【００７０】着色粒子製造例４ 着色粒子製造例１において、表面処理されたカーボンブ
ラックの代わりにＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏ
ｗ １７を用いた他は同様にして本発明の着色粒子を得
た。なお、ここで得られた分散液を「分散液４」とし、
着色粒子を「着色粒子４」とする。

【００７１】着色粒子製造例５ 着色粒子製造例１において、「分散液１」を用い、添加
するイソプロピルアルコールの量を１５５ｍｌとした他
は同様にして本発明の着色粒子を得た。これを「着色粒
子５」とする。

【００７２】着色粒子製造例６ 着色粒子製造例２において、「分散液２」を用い、ＰＨ
値を８に調整した他は同様にして本発明の着色粒子を得
た。これを「着色粒子６」とする。

【００７３】着色粒子製造例７ 着色粒子製造例３において、スチレンモノマー９６．９
ｇ、メタクリル酸モノマー７．４ｇとした他は同様にし
て「分散液７」を得て、更に本発明の着色粒子を得た。
これを「着色粒子７」とする。

【００７４】着色粒子製造例８ 着色粒子製造例４において、メタクリル酸モノマーの代
わりにアクリル酸とした他は同様にして「分散液８」を
得て、本発明の着色粒子を得た。これを「着色粒子８」
とする。

【００７５】比較用着色粒子製造例１ スチレン-ｎ−ブチルアクリレート共重合体（共重合体
比＝８５：１５、重量平均分子量＝６３０００）１００
部を用い、カーボンブラック１０部、低分子量ポリプロ
ピレン（数平均分子量＝３２００）５部を加えて混練、
粉砕分級し、比較用着色粒子を得た。これを「比較用着
色粒子１」とする。

【００７６】比較用着色粒子製造例２ 比較用着色粒子製造例１に於いて、カーボンブラックの
代わりにＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３
を用いた他は同様にして比較用着色粒子を得た。これを
「比較用着色粒子２」とする。

【００７７】比較用着色粒子製造例３ 比較用着色粒子製造例１に於いて、カーボンブラックの
代わりにＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ １２２を用
いた他は同様にして比較用着色粒子を得た。これを「比
較用着色粒子３」とする。

【００７８】比較用着色粒子製造例４ 比較用着色粒子製造例１に於いて、カーボンブラックの
代わりにＣ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ １７
を用いた他は同様にして比較用着色粒子を得た。これを
「比較用着色粒子４」とする。

【００７９】トナー製造例 上記「着色粒子１」〜「着色粒子８」及び「比較用着色
粒子１」〜「比較用着色粒子４」に対して疎水性シリカ
（一次数平均粒子径＝１２ｎｍ）を１重量％添加し、ト
ナーを得た。これらを「トナー１」〜「トナー８」及び
「比較用トナー１」〜「比較用トナー４」とする。

【００８０】評価 以上の「分散液１」〜「分散液８」、「着色粒子１」〜
「着色粒子８」、「比較用着色粒子１」〜「比較用着色
粒子４」、「トナー１」〜「トナー８」及び「比較用ト
ナー１」〜「比較用トナー４」に関して各種物性を下記
表に示す。なお存在元素個数％の測定は以下の条件によ
り行った。

【００８１】装置：ＥＳＣＡ−１０００（島津製作所
製） 測定条件 Ｘ線源：Ｍｇアノード、１０ＫＶ−３０ｍＡ Ｐａｓｓ Ｅｎｅｒｇｙ：７８．７５ｅＶ Ｓａｍｐｌｉｇ Ｔｉｍｅ：２００ｍｓ Ｒｅｐｅａｔ Ｔｉｍｅｓ：１０回 定量計算には原子ピークエリア強度を用い、感度係数に
は島津ＥＳＣＡ−１０００用感度補正係数表に従った。

【００８２】尚、ＢＥＴ比表面積の値はフロソーブ２３
００（島津製作所製）を用い、１点法で測定した。

【００８３】

【表１】

【００８４】

【表２】

【００８５】なお、評価は上記トナーをスチレン−アク
リル樹脂で被覆した体積平均粒径が５０μｍのフェライ
トキャリアと混合し、トナー濃度が７重量％の現像剤を
調製して使用した。なお、上記「トナー１」〜「トナー
８」及び「比較用トナー１」〜「比較用トナー４」に対
応する現像剤を「現像剤１」〜「現像剤８」及び「比較
用現像剤１」〜「比較用現像剤４」とする。

【００８６】（接触現像方式）コニカ製複写機３１３５
を使用して評価を行った。なお、現像剤層厚は１．５ｍ
ｍ、感光体と現像剤担持体の間隙（Ｄｓｄ）は０．５ｍ
ｍである。

【００８７】また、クリーニング条件としては、図４に
記載した構成で、ホールダーと感光体が形成する角度θ
が２２°で、クリーニングブレード自体を構成する材料
としては、ウレタンゴムを使用した。このもののゴム硬
度は６５°のものであり、厚みは２ｍｍ、ホールダー部
外の長さは８ｍｍとした。さらに、感光体に対する圧接
力は１５ｇｆ／ｍｍである。さらに、転写方式はコロナ
転写方式を使用した。

【００８８】評価は低温低湿（１０℃／２０％ＲＨ）と
高温高湿（３０℃／８０％ＲＨ）環境下で連続印字後、
２４時間放置し印字を繰り返す方式で５万枚まで印字を
行ない、休止後の最初の画像に発生するカブリ濃度を測
定した。結果を下記に示す。なお、カブリ濃度は紙の濃
度を０とした相対濃度で、マクベス濃度計（ＲＤ−９１
８）で測定される。また、評価には「現像剤１」、「現
像剤４」、「現像剤５」及び「比較用現像剤１」を使用
した。

【００８９】 初期 ５万枚後 現像剤番号 低温低湿 高温高湿 低温低湿 高温高湿 現像剤１ ０．０００ ０．０００ ０．００１ ０．００１ 現像剤４ ０．０００ ０．０００ ０．００１ ０．００２ 現像剤５ ０．０００ ０．０００ ０．００２ ０．００３ 比較用現像剤１ ０．０００ ０．０００ ０．００６ ０．０１２ （非接触現像方式）逐次転写方式を用いた評価装置を図
２に示す。

【００９０】画像形成は、導電性基体上に静電潜像を形
成する光半導体を有する積層型有機感光体ドラム１４の
周面に近接してコロナ放電によって感光体ドラム１４面
に電荷を付与する帯電器１１、単色の現像剤を収納した
現像器を複数配列した現像ユニット１２、感光体ドラム
１４上に残留したトナーを清掃するクリーニングユニッ
ト１３を配置してある。他方、導電性基体、導電性弾性
体層及び絶縁層からなる転写ドラム１５側には、転写ド
ラム１５に転写材を供給する搬送ユニット１６が配置さ
れ、この搬送ユニット１６から供給された転写材はコロ
ナ放電による吸着極１７の作用により転写ドラム１５表
面に静電吸着されて、転写部における転写極１８によっ
て感光体ドラム１４の単色トナー像を転写材上に転写す
る。

【００９１】次に、転写材上の残留電荷は除電器２０に
よって除かれ、転写材は転写部に再度搬送され、異なる
色のトナーにより現像された感光体ドラム１４のトナー
像を重ねて転写し、これを数回繰り返して多色画像を転
写材の表面に形成し、この転写材を剥離部に転送し、剥
離極によって転写ドラム１５の電荷を除電し、転写材を
転写ドラムから剥離して排出する。この転写材を後述の
定着装置にて定着することで多色画像を形成する。

【００９２】また、一括転写方式を用いた評価装置を図
３に示す。

【００９３】画像形成は、転写ドラムへの１色毎の転写
を行わず、感光体ドラム上に多色のトナーを重ね合わ
せ、最後に転写材上に１度に転写する他は上記と同様で
ある。

【００９４】なお、上記評価に於いて、感光体の帯電は
負帯電であり、露光は画像に応じて半導体レーザーによ
り行われ、現像は露光部に対して行われる反転現像方式
を使用した。

【００９５】評価は、コニカ製カラー複写機９０２８を
改造して使用した。条件は下記に示す条件である。感光
体としては積層型有機感光体を使用した。

【００９６】感光体表面電位＝−５５０Ｖ ＤＣバイアス ＝−２５０Ｖ ＡＣバイアス ＝Ｖｐ−ｐ：−５０〜−４５０Ｖ 交番電界周波数＝１８００Ｈｚ Ｄｓｄ ＝３００μｍ 押圧規制力 ＝１０ｇｆ／ｍｍ 押圧規制棒 ＝ＳＵＳ４１６（磁性ステンレス製）／
直径３ｍｍ 現像剤層厚 ＝１５０μｍ 現像スリーブ ＝２０ｍｍ なお、現像剤は「現像剤１」〜「現像剤４」、「現像剤
５」〜「現像剤８」及び「比較用現像剤１」〜「比較用
現像剤４」を組み合わせてカラー現像剤として使用し
た。評価方法はフルカラーで画素率が７５％の画像を用
い、高温高湿環境（３０℃／８０％ＲＨ）にて印字を実
施した。印字は１０００枚連続印字を行い、ついで２４
時間放置し印字を継続する方式で１万枚まで実施し、転
写ムラの発生した枚数を記録した。

【００９７】評価結果を以下に示す。

【００９８】（逐次転写方式） 現像剤 転写ムラ発生枚数 現像剤１〜４ 発生無し 現像剤５〜８ 発生無し 比較用現像剤１〜４ ４０００枚目に発生 （一括転写方式） 現像剤 転写ムラ発生枚数 現像剤１〜４ 発生無し 現像剤５〜８ 発生無し 比較用現像剤１〜４ ４０００枚目に発生

【００９９】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明に
よる静電荷潜像現像用トナー、現像剤及び画像形成方法
は、安定した帯電性能を有し、更に、帯電性能の環境依
存性がなく、現像速度が早く、耐久性に優れ、長期に亘
って使用してもカブリの発生のない優れた画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる非接触現像方式の一例を示
す現像部の概略図である。

【図２】本発明に用いられる逐次転写方式の一例を示す
感光体と現像器の断面図である。

【図３】本発明に用いられる一括転写方式の一例を示す
感光体と現像器の断面図である。

【図４】本発明に用いられるブレードクリーニング方式
の一例を示す断面図である。

【図５】本発明に用いられるブレードクリーニング方式
の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 現像剤担持体

フロントページの続き (72)発明者 林 健司 東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会 社内 (72)発明者 神山 幹夫 東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会 社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー粒子表面に親水性極性基が存在
   し、該親水性極性基に結合しているアルカリ金属又はア
   ルカリ土類金属の存在元素個数％が０．８％以上である
   ことを特徴とする静電荷潜像現像用トナー。
2. 【請求項２】 トナー粒子表面に親水性極性基が存在
   し、該親水性極性基に結合しているアルカリ金属又はア
   ルカリ土類金属の存在元素個数％が０．８％以上である
   静電荷潜像現像用トナーを含有することを特徴とする現
   像剤。
3. 【請求項３】 感光体上に形成された静電荷潜像を顕像
   化しトナー像とする画像形成方法に於いて、前記トナー
   の粒子表面に親水性極性基が存在し、該親水性極性基に
   結合しているアルカリ金属又はアルカリ土類金属の存在
   元素個数％が０．８％以上であることを特徴とする画像
   形成方法。
4. 【請求項４】 感光体上に形成されたトナー像を転写材
   に転写する画像形成方法に於いて、前記トナーの粒子表
   面に親水性極性基が存在し、該親水性極性基に結合して
   いるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の存在元素個数
   ％が０．８％以上であることを特徴とする画像形成方
   法。
5. 【請求項５】 感光体上に形成されたトナー像を転写材
   上に転写した後に該感光体上に残留するトナーをクリー
   ニングし除去する画像形成方法に於いて、前記トナーの
   粒子表面に親水性極性基が存在し、該親水性極性基に結
   合しているアルカリ金属又はアルカリ土類金属の存在元
   素個数％が０．８％以上であることを特徴とする画像形
   成方法。