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JP3150166B2 - 静電荷像現像用トナー、二成分系現像剤及び画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナー、二成分系現像剤及び画像形成方法

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Publication number
JP3150166B2
JP3150166B2 JP17129091A JP17129091A JP3150166B2 JP 3150166 B2 JP3150166 B2 JP 3150166B2 JP 17129091 A JP17129091 A JP 17129091A JP 17129091 A JP17129091 A JP 17129091A JP 3150166 B2 JP3150166 B2 JP 3150166B2
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toner
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particle size
particles
resin particles
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岡戸  謙次
明彦 仲沢
誠 神林
亮一 藤田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真、静電記録、
静電印刷の如き画像形成方法における静電荷像を現像す
るための乾式電子写真用トナー、二成分系現像剤及び画
像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】静電手段によって光導電材料の表面に像
を形成し、現像することは良く知られている。
【0003】例えば、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号公報等の如き方法が知られている。一般
には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上
に電気的潜像を形成し、次いで該潜像上に着色樹脂粒子
またはトナーを付着させることによって静電潜像を現像
しトナー像を形成している。次いで必要に応じて紙の如
きトナー画像支持体表面にトナー像を転写した後、加
熱、加圧、加熱加圧或いは溶剤蒸気などにより定着し定
着画像を得るものである。トナー画像を転写する工程を
有する場合には、通常潜像担持体上の残余のトナーを除
去するためのクリーニング工程が設けられる。
【0004】電気的潜像をトナーを用いて可視化する現
像方法は、例えば、米国特許第2,221,776号明
細書に記載されている粉末雲法、米国特許第2,61
8,552号明細書に記載されているカスケード現像
法、米国特許第2,874,063号明細書に記載され
ている磁気ブラシ法、及び米国特許第3,909,25
8号明細書に記載されている導電性磁性トナーを用いる
方法が知られている。
【0005】これらの現像法に適用されるトナーとして
は熱可塑性樹脂に着色剤を混合分散後、溶融混練し、冷
却後に冷却物を微粉化したものが一般に用いられる。熱
可塑性樹脂としては、ポリスチレン系樹脂が一般的であ
るが、ポリエステル系樹脂、エボキシ系樹脂、アクリル
系樹脂、ウレタン系樹脂の如き樹脂も用いられる。非磁
性トナーの着色剤としてはカーボンブラックが広く使用
され、磁性トナーの場合は、磁性酸化鉄の如き黒色の磁
性粉が多く用いられる。二成分系現像剤の場合には、ト
ナーは、通常ガラスビーズ、鉄粉、フェライト粉の如き
キャリア粒子と混合されて用いられる。
【0006】紙の如き最終複写画像形成部材上のトナー
像は、熱,圧力,熱圧等により支持体上に定着される。
従来より、この定着工程は熱及び圧力によるものが多く
採用されている。
【0007】近年、複写機の如き画像形成装置において
モノカラー複写からマルチカラーまたはフルカラー複写
への展開が急速に進みつつあり、2色カラー複写機やフ
ルカラー複写機の検討及び実用化がなされている。
【0008】フルカラー電子写真法によるカラー画像形
成方法は、一般に3原色トナーであるイエロートナー、
マゼンタトナー及びシアントナーのカラートナーを用い
て、実質的に全ての色の再現を行うものである。
【0009】その方法は、原稿からの光をトナーの色と
補色の関係にある色分解光透過フィルターを通して、光
導電層上に静電潜像を形成し、次いで現像、転写工程を
経てトナーを支持体に保持する。この工程を順次複数回
行い、レジストレーションを合わせつつ、同一支持体上
にトナーを重ね合わせた後、一回の定着によって最終の
マルチカラー画像またはフルカラー画像を得ている。
【0010】トナーとキャリアとからなる二成分系現像
剤を使用する現像方式の場合において、キャリアとの摩
擦によってトナーは、所要の帯電量及び帯電極性に帯電
させられ、静電引力を利用して静電像をトナーにより現
像している。従って、良好なトナー画像(可視画像)を
得るためには、主としてキャリアとの関係によって定ま
るトナーの摩擦帯電性が良好であることが必要である。
【0011】上記の様な問題に対し、キャリアコア及び
キャリアコート剤の探索や、コート量の最適化、トナー
に加える電荷制御剤、流動性付与剤の検討、トナーのバ
インダー樹脂の改良など、現像剤を構成する各材料にお
いて、優れた摩擦帯電性を達成すべく、研究がなされて
いる。
【0012】例えば、帯電性微粒子の如き帯電補助剤を
トナーに添加する技術が、特公昭52ー32256号公
報に提案され;特開昭56−64352号公報には、ト
ナーと逆極性の樹脂微粉末を現像剤に添加する技術が提
案され;特開昭61−160760号公報には、フッ素
含有化合物を現像剤に添加し、安定した摩擦帯電性を得
る技術が提案されている。
【0013】さらに、トナーの摩擦帯電極性と逆極性の
樹脂粒子をトナーに添加する例が提案されている。たと
えば、特開昭54−45135号公報や、特公昭52−
32256号公報では、トナー粒子径より小さな無色の
樹脂粒子の添加が提案されている。しかし、これらの例
ではトナーと逆極性樹脂粒子は別々に挙動し、現像時に
トナーは潜像部に付着し、逆極性樹脂粒子は背景部に付
着するとしている。逆極性樹脂粒子は、トナーの帯電を
助長する働きをしていることになる。
【0014】さらに、特開平1−113767号公報に
おいて、シリカと有機樹脂粒子を同時に使用することが
提案されている。シリカ及び有機樹脂粒子は、ドラムと
トナーの付着力を弱めるために使用されているものであ
る。
【0015】特公平2−3172号公報(対応USPa
tentNo4943505)で、トナーの帯電を低下
させない目的のために、トナーと有機樹脂粒子を混合し
て使用する系が提案されている。
【0016】更に上記の如き帯電補助剤の如き添加剤と
トナーとを混合する方法としては、色々工夫されてい
る。例えば、帯電補助剤を静電力或いは、ファンデルワ
ールス力によりトナー粒子表面に付着せしめる方法が一
般的であり、そのための手段として攪拌機、混合機等が
用いられる。しかしながら、該方法においては均一に添
加剤をトナー粒子表面に分散させることは容易ではな
く、添加剤の凝集物が遊離状態で現像剤中に存在するこ
とを避けることは容易ではない。この傾向は、帯電補助
剤の如き添加剤の比電気抵抗が大きい程、添加剤の粒径
が細かい程、顕著となってくる。添加剤の凝集物が遊離
状態で多量に現像剤中に存在する場合、現像剤としての
性能に影響が出て来る。例えば、トナーの摩擦帯電量が
不安定となり画像濃度が一定せず、カブリの多いトナー
画像となりやすい。
【0017】連続コピーを多数枚行うと、帯電補助剤の
含有量が変化し、初期のトナー画像品質を保持すること
が困難であるという問題点がある。
【0018】他の添加方法としては、トナーまたは着色
樹脂粒子の製造時に結着樹脂及び着色剤と共に、あらか
じめ、帯電補助剤を添加する方法がある。しかしなが
ら、荷電制御剤の均一分散が容易でないこと、実質的に
帯電性に寄与するのは、トナー粒子表面近傍のものであ
り、粒子内部に存在する帯電補助剤や荷電制御剤は帯電
性に寄与しないため、帯電補助剤の添加量や表面への分
散量のコントロールが容易ではない。この様な方法で得
られたトナーにおいては、トナーの摩擦帯電量が不安定
になりやすい。前述の現像特性を満足する現像剤を得る
ことは容易でない。
【0019】更に近年、複写機及びプリンターの高精
細、高画質化の要求が高まっており、当該技術分野で
は、トナーの粒径を細かくして高画質化を達成しようと
いう試みがなされている。トナーの粒径が細かくなる
と、トナーの単位重量当たりの表面積が増え、トナーの
単位重量当たりの帯電量が大きくなる傾向にあり、画像
濃度薄や、多数枚耐久劣化がおきやすい。加えて、トナ
ーの帯電量が大きいために、トナー同士の付着力が強
く、流動性が低下し、トナー補給の安定性及び補給トナ
ーへのトリボ付与に問題が生じやすい。
【0020】有彩色のカラートナーの場合は、磁性体及
びカーボンブラックの如き導電性物質を含まないので、
電荷をリークする部分がトナー粒子になく、一般に帯電
量が大きくなる傾向にある。この傾向は、特に帯電性能
の高いポリエステル系バインダーをトナーに使用したと
きに顕著である。
【0021】カラートナーにおいては、下記に示すよう
な特性が強く望まれている。 (1) 定着したトナーが、光の乱反射により色再現を
妨げることのないように、定着時にトナー粒子はほぼ完
全溶融に近い状態となり、形状が判別出来ない程度に変
形することが必要である。 (2)上層のトナー層が、異なった色調の下層のトナー
層の色調を妨げないように、カラートナーは透明性を有
していなければならない。 (3)各カラートナーはバランスのとれた色相及び分光
反射特性と十分な彩度を有しなければならない。
【0022】今日、ポリエステル系樹脂がカラートナー
用結着樹脂として多く用いられている。ポリエステル系
樹脂を含有するトナーは一般に温度及び湿度の影響を受
け易く、低湿下での摩擦帯電量過大、高湿下での摩擦帯
電量不足といった問題が起こりやすく、広範な環境にお
いて安定した帯電量を有するカラートナー及び現像剤の
開発が待望されている。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の如き問題点を解決した静電荷現像用トナー及び現像剤
を提供することにある。
【0024】本発明の目的は、温度湿度に環境変化に左
右されにくく、安定した摩擦帯電性を有する静電荷現像
用トナー及び現像剤を提供することにある。
【0025】本発明の目的は、カブリのない鮮明な画像
特性を有し、多数枚耐久安定性に優れた静電荷現像用ト
ナー及び現像剤を提供することにある。
【0026】本発明の目的は、温湿度等の環境に左右さ
れにくく、常に安定した摩擦帯電性を有する非磁性カラ
ートナーを提供することにある。
【0027】本発明の目的は、カブリのない鮮明な画像
特性を有し、且つ耐久安定性に優れた非磁性カラートナ
ーを提供することにある。
【0028】本発明の目的は温湿度等の環境に左右され
にくく、常に安定した摩擦帯電性を有する非磁性ブラッ
クトナーを有する二成分系現像剤を提供することにあ
る。
【0029】本発明の目的は、カブリのない鮮明な画像
特性を有し、かつ耐久安定性に優れた非磁性ブラックト
ナーを含有する二成分系現像剤を提供することにある。
【0030】本発明の目的は、トナーとスリーブの如き
トナー担持体との間等の摩擦帯電量が安定で、使用する
現像システムに適した帯電量に迅速にコントロールでき
る磁性トナーの提供にある。
【0031】さらに他の目的は、デジタルな潜像に忠実
な現像を行わしめるドット間の濃度差を大きくすること
が可能であり、ドットの縁部がシャープに再現される磁
性トナーを提供することにある。
【0032】さらに他の目的は、トナーを長期にわたり
連続使用した際にも初期の特性を維持する磁性トナーを
提供することにある。
【0033】さらに他の目的は、温度、湿度の変化に影
響を受けない安定した画像を再現する磁性トナーを提供
することにある。
【0034】本発明の目的は、温湿度等の環境に左右さ
れにくく、安定したクリーニング特性を有するカラー画
像形成方法を提供することにある。
【0035】本発明の目的は、カブリのない鮮明な画像
特性を有し、かつ耐久安定性にすぐれたカラー画像形成
方法を提供することにある。
【0036】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、着色
剤または磁性粉を含有する着色樹脂粒子及び外添剤を有
する静電荷像現像用トナーにおいて、該外添剤は粒度分
布において粒径20〜200mμの領域に及び粒径30
0〜800mμの領域にそれぞれピークを有し、粒径3
00〜800mμの領域に存在する大粒径粒子の含有量
割合が2〜20重量%である有機樹脂粒子を含有するこ
とを特徴とする静電荷像現像用トナーに関する。
【0037】さらに本発明は、着色剤または磁性粉を含
有する着色樹脂粒子及び外添剤を有するトナーと、キャ
リアとを有する二成分系現像剤において、該外添剤は、
粒度分布において粒径20〜200mμの領域に及び粒
径300〜800mμの領域にそれぞれピークを有し、
粒径300〜800mμの領域に存在する大粒径粒子の
含有量割合が2〜20重量%である有機樹脂粒子を含有
することを特徴とする二成分系現像剤に関する。
【0038】さらに本発明は、現像剤担持体上に塗布ブ
レードによりトナー層を形成し、該現像剤担持体と対向
する潜像保持体との間に現像領域を形成し、該現像剤担
持体と潜像保持体との間にバイアス電圧を印加しながら
現像剤担持体上のトナーで潜像を現像してトナー像を形
成し、該トナー像を転写材へ転写する画像形成方法であ
り、該トナーは、着色剤を含有する着色樹脂粒子及び外
添剤を有し、該外添剤は、粒度分布において粒径20〜
200mμの領域及び粒径300〜800mμの領域に
それぞれピークを有し、粒径300〜800mμの領域
に存在する大粒径粒子の含有量割合が2〜20重量%で
ある有機樹脂粒子を含有することを特徴とする画像形成
方法に関する。
【0039】本発明者らは、静電荷現像用トナー及び現
像剤の帯電性の環境安定性について鋭意検討した結果、
添加剤として、粒径20〜200mμの領域および粒径
300〜800mμの領域にそれぞれ極大値をもち、粒
径300〜800mμの領域の粒子(大粒径粒子)の割
合が2〜20重量%である有機樹脂粒子を使用したトナ
ーが、種々の環境でのクリーニング(特に、クリーニン
グブレードによるクリーニング)および帯電性の安定性
に極めて優れ、カブリのない良好なトナー画像を提供す
ることを見出したものである。
【0040】トナーの帯電性が安定する理由としては、
着色樹脂粒子とキャリアまたは現像スリーブ表面との過
度の摺擦による着色樹脂粒子のチャージアップが前述の
有機樹脂粒子によって抑制されるからである。
【0041】さらに、この有機樹脂粒子を有するトナー
は帯電量の増加が促進され、初期から安定した帯電特性
が達成される。
【0042】この理由は、以下のように推察される。有
機樹脂粒子は、キャリア(または現像スリーブ)とトナ
ーとの摺擦の初期には、着色樹脂粒子よりキャリアまた
は現像スリーブ側に強く引き付けられ帯電する。それ
故、着色樹脂粒子の帯電量の増加が促進される。一方、
一旦所定の帯電量を着色樹脂粒子が得た後は、キャリア
または現像スリーブよりも着色樹脂粒子に強く引き付け
られ、過度の帯電を抑制する機能が働く。したがって、
本発明のトナーは、帯電量の増加、および飽和帯電量レ
ベル(所定帯電量レベル)が種々の環境で良好かつ安定
に維持できるのである。
【0043】さらに、トナーのクリーニング特性が安定
する。その理由として、有機樹脂粒子によって低湿時の
トナーのトリボが低くなり、トナーの転写効率が向上し
て感光体上に残るトナー量が減少する。さらに粒径30
0〜800mμの樹脂粒子は粉状添加剤として比較的粒
径が大きいこと、静電転写時においての少量の有機樹脂
粒子が感光体上に残留し、感光体上の紙粉などを有効に
除去するはたらきをするからである。
【0044】上記の作用は一層効果的にするために、有
機樹脂粒子は、粒度分布において粒径20〜200mμ
(好ましくは、30〜150mμ)の領域と300〜8
00mμ(好ましくは400〜700mμ)の領域にピ
ークを有しており、粒径300〜800mμの大径粒子
を2〜20重量%、好ましくは3〜13重量%含有して
いることが好ましい。
【0045】さらに好ましくは、有機樹脂粒子は、比電
気抵抗値が106乃至1016Ωcmであるのが良い。
【0046】比電気抵抗は1016Ωcmより大きいと、
有機樹脂粒子の凝集性が増しやすく、着色樹脂粒子との
混合性が低下しやすい。さらに、有機樹脂粒子自身がチ
ャージアップしてしまい、非画像部に有機樹脂粒子とと
もに飛翔してカブリを生じたり、潜像保持体との付着が
強すぎて、融着の発生、或いは、現像剤担持体への固着
等の弊害が生じてしまいやすい。
【0047】106Ωcmより小さいと、特に高温高湿
下でトナーの帯電量が低下し、結果として、カブリ、飛
散が生じたり、現像時にリーク現象が発生したりしてト
ナー画像に欠陥が発生しやすい。さらに、有機樹脂粒子
の摩擦帯電の極性は、着色樹脂粒子の極性と逆極性であ
ることが好ましい。具体的には、着色粒子がキャリア粒
子または現像スリーブとの摩擦によってマイナスに摩擦
帯電される場合は、有機樹脂粒子がキャリア粒子または
現像スリーブと摩擦されたときに、プラスに摩擦帯電さ
れることが好ましい。
【0048】本発明においては、クリーニング性能を確
実に発揮し、安定な摩擦帯電性を有するためには、着色
樹脂粒子100重量部に対して逆極性の有機樹脂粒子を
0.1〜5.0重量部混合することが好ましい。
【0049】更に、着色樹脂粒子またはトナーを小粒化
(例えば、重量平均粒径5〜9μm)した場合も、本発
明の有機樹脂粒子は好適である。
【0050】着色樹脂粒子またはトナーを小粒化する
と、キャリアまたは現像剤担持体との接触点が増え、ト
ナー固着が起こり易くなったり、トナーとトナーの接触
点が増え、トナーブロッキングが起り易くなる。これに
対して、前述の適度な大きさの有機樹脂粒子が良好なス
ぺーサーとなり、良い効果を及ぼす。トナーブロッキン
グに対しては、逆極性樹脂粒子の材質を着色粒子の結着
樹脂よりもガラス転移点(Tg)の高いものを用いると
より一層効果的である。
【0051】本発明では、着色樹脂粒子の粒径に対して
十分小さな逆極性の有機樹脂粒子を用い、最終的に着色
樹脂粒子と強く付着させ、一体となって潜像を現像し、
転写後に潜像担持体表面上の転写残留物中に比較的粗い
側の逆極性の有機樹脂粒子を適度に残留させて、クリー
ニング性を向上させることができる。さらに、従来技術
とは対照的に、本発明ではチャージアップし易い非磁性
カラートナーに対して逆極性の有機樹脂粒子を用いて積
極的に帯電を下げているものである。
【0052】粒径が20μmより小さい有機樹脂粒子は
着色樹脂粒子に強く付着されすぎたり、埋め込まれやす
く有機樹脂粒子の効果を阻害しやすい。粒径が20〜2
00mμの有機樹脂粒子は分散性に優れ、着色樹脂粒子
上に均一に付着し、良好な帯電特性をトナーは得ること
ができる。粒径800mμより大きい有機樹脂粒子は、
分散が不均一になりやすく、有機樹脂粒子の遊離を促進
しやすく、クリーニング効果が低下しやすく、トナーの
摩擦帯電特性が悪化しやすいという弊害を生じやすい。
【0053】後述の実施例1で使用した有機樹脂粒子の
粒度分布を図1に示す。粒径40mμと粒径500mμ
にピークをそれぞれ有することが図1から知見される。
【0054】本発明においては、図1に示す如く、粒径
20〜200mμの領域と粒径300〜800mμの領
域とが明確に区分されている粒度分布を有する有機樹脂
粒子を使用することが機能分離の点で好ましい。
【0055】本発明に用いられる有機樹脂粒子を構成す
るモノマーは特に限定されるものではないが、トナーの
帯電量を考慮し、選択する必要がある。本発明に用いる
ことのできる付加重合性を有するモノマーの具体例とし
て次のビニル系モノマーを挙げることができる。
【0056】スチレン及びその誘導体、例えばメチルス
チレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチ
ルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、
プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレ
ン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレンの如きアルキ
ルスチレン;フロロスチレン、クロロスチレン、ブロモ
スチレン、ジブロモスチレン、ヨードスチレンの如きハ
ロゲン化スチレン;ニトロスチレン、アセチルスチレ
ン、メトキシスチレンが挙げられる。
【0057】さらに、付加重合性不飽和カルボン酸類が
挙げられる。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、α−メチルクロトン
酸、α−エチルクロトン酸、イソクロトン酸、チグリン
酸、ウンゲリカ酸の如き付加重合性不飽和脂肪族モノカ
ルボン酸、又はマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シ
トラコン酸、メサコン酸、グルタコン酸、ジヒドロムコ
ン酸の如き付加重合性不飽和脂肪族ジカルボン酸が挙げ
られる。
【0058】これらのカルボン酸の金属塩化したものも
用いることができ、この金属塩化は重合終了後に行うこ
とができる。
【0059】前記付加重合性不飽和カルボン酸とアルキ
ルアルコール、ハロゲン化アルキルアルコール、アルコ
キシアルキルアルコール、アラルキルアルコール、アル
ケニルアルコールの如きアルコールとのエステル化物が
挙げられる。
【0060】上記アルコールの具体例としてメチルアル
コール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチ
ルアルコール、アミルアルコール、ヘキシルアルコー
ル、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニル
アルコール、ドデシルアルコール、テトラデシルアルコ
ール、ヘキサデシルアルコールの如きアルキルアルコー
ル;これらアルキルアルコールを一部ハロゲン化したハ
ロゲン化アルキルアルコール;メトキシエチルアルコー
ル、エトキシエチルアルコール、エトキシエトキシエチ
ルアルコール、メトキシプロピルアルコール、エトキシ
プロピルアルコールの如きアルコキシアルキルアルコー
ル;ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール、
フェニルプロピルアルコールの如きアラルキルアルコー
ル;アリルアルコール、クロトニルアルコールの如きア
ルケニルアルコールが挙げられる。
【0061】前記付加重合性不飽和カルボン酸より誘導
されるアミド及びニトリル;エチレン、プロピレン、ブ
テン、イソブチレンの如き脂肪族モノオレフィン;塩化
ビニル、臭化ビニル、ヨウ化ビニル、1,2−ジクロル
エチレン、1,2−ジブロムエチレン、1,2−ジヨー
ドエチレン、塩化イソプロペニル、臭化イソプロペニ
ル、塩化アリル、臭化アリル、塩化ビニリデン、弗化ビ
ニル、弗化ビニリデンの如きハロゲン化脂肪族オレフィ
ン;1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−
メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,
3−ブタジェン、2,4−ヘキサジエン、3−メチル−
2,4−ヘキサジエンの如き共役ジエン系脂肪族ジオレ
フィンが挙げられる。
【0062】更に酢酸ビニル類、ビニルエーテル類;ビ
ニルカルバゾール、ビニルピリジン、ビニルピロリドン
の如き含窒素ビニル化合物が挙げられる。
【0063】本発明において、有機樹脂粒子にはこれら
のモノマー1種又は2種以上を重合したものを用いるこ
とができる。
【0064】本発明に用いる有機樹脂粒子の製造方法と
しては、スプレードライ法、懸濁重合法、乳化重合法、
ソープフリー重合法、シード重合法、機械粉砕法の如き
微粒子を製造できる方法を用いることができる。この中
で特に適しているものとして、残存乳化剤が皆無である
ためトナーの帯電性を阻害せず、比電気抵抗の環境変動
が少ないソープフリー重合法が挙げられる。
【0065】粒度分布において、粒径20〜200μm
の領域と粒径300〜800μmの領域にそれぞれピー
クを有する有機粒子粒子を調製するには、2種の樹脂粒
子を乾式ブレンドあるいは湿式ブレンド後、乾燥させて
も良いが、好ましくは重合後のエマルジョンの状態から
の乾燥時に、有機樹脂の一次粒子を適度に合一させ、粒
度分布において2ピークを有する有機樹脂粒子を調製す
ることがより好ましい。更に必要に応じて、有機樹脂粒
子に熱処理あるいは解砕処理を施しても良い。
【0066】有機樹脂粒子は、必要に応じて表面処理を
施しても良い。表面処理の方法としては、鉄、ニッケ
ル、コバルト、銅、亜鉛、金、銀の如き金属を蒸着法や
メッキ法で樹脂粒子を表面処理する方法;上記金属や磁
性体、導電性酸化亜鉛の如き金属酸化物をイオン吸着
や、外添により樹脂粒子表面に固定させる方法;顔料ま
たは染料、または重合体樹脂の如き摩擦帯電可能な有機
化合物をコーティングや外添により樹脂粒子表面に担持
させても良い。
【0067】本発明に用いる有機樹脂粒子はゲルパーミ
エーションクロマトグラムにおける分子量分布におい
て、ピーク分子量が1万〜500万の範囲にあることが
好ましく、更に好ましくは2万〜100万の範囲にある
のが良い。ピーク分子量が500万より大きい場合は、
カラートナーの定着性に悪影響を与えやすく、1万より
も小さい場合には、汚染したり、耐ブロッキング性が悪
くなる傾向にある。
【0068】本発明においては、前述の有機樹脂粒子と
流動向上剤とを併用しても良い。特に流動向上剤として
は、無機酸化物または疎水性無機酸化物が好ましい。疎
水性無機酸化物は、帯電性と流動性付与という点で樹脂
粒子を補う働きをする。
【0069】本発明において無機酸化物としては、酸化
チタンまたはアルミナが挙げられ、前述の有機樹脂粒子
とを併用することが好ましい。酸化チタンまたはアルミ
ナは、キャリアと摩擦帯電させたとき、温湿度の影響を
受けずにほぼ一定の帯電特性を示す。したがって、トナ
ーの帯電の安定性を損ねることなく、流動性を付与で
き、現像特性の向上、転写特性の向上が良好に達成され
る。特開昭60−136755号公報や特開昭62−2
29158号公報に酸化チタンを現像剤に添加する例が
提案されているが、酸化チタンはシリカとの併用であ
り、本発明における有機樹脂粒子と酸化チタンとの組合
せとは異なるものである。
【0070】酸化チタンまたはアルミナは、帯電の安定
性を損なわない範囲で表面処理が行われていても良い。
【0071】酸化チタン微粉末またはアルミナ微粉末と
しては、BET比表面積30m2/g(平均粒径約40
μm)〜200m2/g(平均粒径約12μm)の範囲
であることが良い。
【0072】たとえば、200m2/gよりも大きなB
ET比表面積を有する酸化チタンやアルミナでは、流動
性は十分となるが、その親水性故に劣化しやすいトナー
となる。劣化は、トナー消費の少ない状態で、複写のラ
ンニングが続いた場合に、帯電量が大きく変化したり、
トナーの流動性が悪くなったりという現象として表れ
る。
【0073】30m2/gよりも小さなBET比表面積
を有する酸化チタンまたはアルミナでは流動性が不十分
になりやすく、トナー画像にカブリが生じやすい。
【0074】酸化チタン微粉末またはアルミナ微粉末の
添加量は、有機樹脂粒子の粒度分布とも関係するが、
0.3〜2重量%が好ましい。添加量が、0.3重量%
未満では適度な流動性が達成できにくくなり、2重量%
を越えるとトナー飛散やカブリなどの弊害が生じやす
い。
【0075】疎水性無機酸化物としては、特に、ケイ素
ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉
体に疎水化処理した処理シリカ微粉体を用いることが好
ましい。該処理シリカ微粉体のBET比表面積は80m
2/g以上であることが好ましく、より好ましくは15
0m2/g以上が良い。
【0076】該処理シリカ微粉体において、メタノール
滴定試験によって測定された疎水化度が30〜80の範
囲の値を示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に
好ましい。
【0077】疎水化方法としては、シリカ微粉体と反
応、或は物理吸着する有機ケイ素化合物の如き疎水化剤
で化学的に処理することによって付与される。
【0078】好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化
合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機
ケイ素化合物で処理する。
【0079】その様な有機ケイ素化合物としては、ヘキ
サメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルク
ロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジク
ロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチル
クロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジ
ルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロル
シラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロ
ルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロ
ルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチ
ルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレー
ト、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエ
トキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジ
ビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニル
テトラメチルジシロキサン、及び、1分子当たり2から
12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそ
れぞれ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチ
ルポリシロキサン等がある。これらは1種或は2種以上
の混合物で用いられる。
【0080】市販品としては、タラノックス−500
(タルコ社)、アエロジル(AEROSIL)R−97
2(日本アエロジル社)がある。その添加量は、着色剤
含有樹脂粒子に対して、0.3〜2重量%が好ましい。
【0081】添加量は、有機樹脂粒子の粒度分布とも関
係するが、0.3重量%未満では適度な流動性が達成で
きにくくなり、2重量%以上であるとトナー飛散やカブ
リの弊害を生じ易い。
【0082】本発明に係る着色樹脂粒子には、荷電特性
を安定化するために荷電制御剤を配合しても良い。その
際、着色樹脂粒子の色調に影響を与えない無色又は淡色
の荷電制御剤が好ましい。負荷電制御剤としては例えば
アルキル置換サリチル酸の金属錯体(例えばジ−ter
t−ブチルサリチル酸のクロム錯体または亜鉛錯体)の
如き有機金属錯体が挙げられる。負荷電制御剤を着色樹
脂粒子に配合する場合には結着樹脂100重量部に対し
て0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜8重量部添
加するのが良い。本発明に使用される着色剤としては、
公知の染料または顔料が使用できる。例えば、フタロシ
アニンブルー、インダスレンブルー、ピーコックブル
ー、パーマネントレッド、レーキレッド、ローダミンレ
ーキ、ハンザイエロー、パーマネントイエロー、ベンジ
ジンイエローを使用することができる。その含有量とし
ては、OHPフィルムの浸過性に対し敏感に反映するよ
う結着樹脂100重量部に対して12重量部以下であ
り、好ましくは0.5〜9重量部である。
【0083】本発明においてカーボンブラックを着色剤
として使用する場合、カーボンブラックが平均一次粒径
50〜70mμ(より好ましくは60〜70mμ)、表
面積10〜40m2/g(より好ましくは30〜40m2
/g)、吸油量50〜100cc/100g−DBP
(より好ましくは、60〜70cc/100g−DB
P)、pH価6.0〜9.0であることが好ましい。
【0084】上記範囲は、添加剤としての有機樹脂粒子
の抵抗及び添加量と関係があるが、カーボンブラックの
平均粒径が50mμより小さい場合。着色樹脂粒子とキ
ャリア粒子との摩擦帯電量が低下し、トナー飛散や、カ
ブリを引き起こしやすく、表面積が40m2/gを超え
ると、得られる可視画像のエッジ部においてトナーの飛
び散り現象を生じやすく、吸油量においては100cc
/100g−DBPを越え画像定着中にカーボンブラッ
ク粒子の凝集を生じ、50cc/100g−DBPより
少ないと充分な画像濃度を得ることが容易ではない。p
H値が6.0未満では結着樹脂中におけるカーボンブラ
ックの分散が不均一になりやすく、不安定な帯電能を示
す結果となりやすい。
【0085】上記カーボンブラックの物性測定におい
て、粒子径は走査電子顕微鏡写真の粒子径を直接選別的
にカウントする事により測定する。次に、表面積、吸油
量、pH値の測定方法について説明する。表面積の測定
は、ASTM法D3037−78におけるBET式に準
拠して行う。
【0086】図5に示すフローに従いカーボンブラック
にN2とHeの混合ガスを流し、N2を吸着させてその量
を熱伝導度セルにより検出し、N2吸着量から計算によ
ってサンプルの比表面積を求める。
【0087】1)試料を105℃で1時間乾燥後0.1
〜1g精秤し、U字管514に入れて流路に取り付け
る。
【0088】2)流量調節器510及び511によりN
2/He混合比を変え所定のP/P0にセットする。
【0089】3)コックを開いて試料層に吸着ガスを導
入した後U字管を液体N2513に浸してN2を吸着させ
る。
【0090】4)吸着平衡にしたあと液体N2を取り去
り約30秒間、空気中にさらしたあと、U字管を室温の
水に浸しN2を脱着させる。
【0091】5)脱着曲線をレコーダーに描かせ面積を
測定する。
【0092】6)これらの操作に先立ち既知量のN2
導入して作成した検量線を用い、上記の試料について得
られた面積から所定のP/P0におけるN2吸着量を求め
る。
【0093】以下、次式を適用する事により表面積を求
める。
【0094】
【外1】 0:測定温度における吸着質の飽和蒸気圧 P:吸着平衡における圧力 ν:吸着平衡における吸着量 C:定数
【0095】P/P0とP/ν(P0−P)との関係は直
線となり、その匂配と切片からνmを求める。νmが求め
られれば比表面積Sは次式により計算される。
【0096】S=A×νm×N/W ここで S:比表面積 A:吸着分子の断面積 N:アボガドロ数 W:試料量
【0097】吸油量(DBP法) 吸油量の測定はASTM法D2414−79に準拠して
行う。アブソープトメーターのコックを操作し、自動ビ
ュレット系統に気泡が残らない様に完全にDBP(ジブ
チルフタレイト)を満たし、装置の各諸元を次の条件に
する。
【0098】(1)スプリング張力 2.68kg/c
m (2)ローター回転数 125rpm (3)トルク用リミットスイッチの目盛り 5 (4)ダンパーバルブ 0.150 (5)DBPの滴下速度 4ml/min DBPの滴下速度を実測により調整したのち、アブソー
プトメーター混合室に一定量の乾燥試料を入れ、ビュレ
ットカウンターを0点に合わせ、スイッチを自動にして
滴下を開始する。トルクが設定点(この場合5)になる
とリミットスイッチが作動して滴下が自動的に停止し、
その時のビュレットカウンターの目盛(V)を読み、次
式によって吸油量を算出する。
【0099】
【外2】 OA:吸油量(ml/100g) V:終点(リミットスイッチ作動点)までに用いたDB
Pの使用量(ml) W:乾燥試料の重さ(g)
【0100】pH値 カーボンブラック1〜10gをビーカーに計り取り、試
料1gにつき10mlの割合で水を加え、時計皿でおお
い、15分間煮沸する。試料をぬれやすくする為、エチ
ルアルコール数滴を加えても良い。煮沸後室温まで冷却
し、傾斜法または遠心分離法により上澄み液を除去し
て、泥状物を残す。この泥状物中にガラス電極pH計の
電極を入れ、JIS Z8802(pH測定法)によっ
てpHを測定する。この場合、電極の挿入位置により測
定が変化することがあるから、ビーカーを動かして電極
の位置を変えて、電極面と泥状面が充分に接触する様に
注意して測定し、pH値が一定になったところの値を読
む。
【0101】本発明において、上述の特定なカーボンブ
ラックは着色樹脂粒子の総重量に対し2.0〜10重量
%、好ましくは3.0〜7重量%用いるのが好ましい。
カーボンブラックの添加量が2.0重量%未満である
と、得られる可視画像において、ガサツキ、画像濃度の
ダウンを生じやすく、逆に10重量%より多い含有量で
は画像上での飛び散り、カブリを招く要因となりやす
い。
【0102】着色樹脂粒子に使用する結着樹脂として
は、従来電子写真用トナー結着樹脂として知られる各種
の材料樹脂が用いられる。
【0103】例えば、ポリスチレン,スチレン−ブタン
ジェン共重合体,スチレン−アクリル共重合体の如きス
チレン系共重合体;ポリエチレン,エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体,エチレン−ビニルアルコール共重合体野酔
うなエチレン系共重合体;フェノール系樹脂;エポキシ
系樹脂;アクリルフタレート樹脂;ポリアミド樹脂;ポ
リエステル樹脂;マレイン酸系樹脂等である。
【0104】これらの樹脂の中で、特に負帯電能の高い
ポリエステル系樹脂を用いた場合本発明の効果は絶大で
ある。ポリエステル系樹脂は、定着性に優れ、カラート
ナーに適している。反面、ポリエステル系樹脂は、負帯
電能が強く、摩擦帯電量が過大になりやすいが、本発明
のトナーに含まれる着色樹脂粒子の結着樹脂としてポリ
エステル樹脂を用いると、ポリエステル系樹脂の問題点
は改善され、優れたトナーが得られる。
【0105】特に、次式
【0106】
【外3】 (式中、Rはエチレン基またはプロピレン基を示し、x
及びyはそれぞれ1以上の整数を示し、かつx+yの平
均値は2〜10である。)で代表されるビスフェノール
誘導体もしくは置換体ジオール成分とし、2価以上のカ
ルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエ
ステルとからなるカルボン酸成分(例えばフマル酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、
トリメリット酸、ピロメリット酸など)とを共縮重合し
たポリエステル樹脂がシャープな溶融特性を有するので
より好ましい。
【0107】着色樹脂粒子の結着樹脂として、(AB)
n型ブロック共重合体を使用する事は、トナーの熱定着
性及び耐ブロッキング性を改良する点で好ましい。
【0108】本発明に用いられる(AB)n型ブロック
共重合体を構成するAunitまたはBunitkコポ
リマーは以下のスチレン系モノマー及びアクリル系モノ
マー及びカルボキシル基を含有するビニル系モノマーか
ら合成される。
【0109】スチレン系モノマーとしては例えば、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−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−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−ド
デシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−クロルス
チレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレ
ン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きス
チレン誘導体が挙げられる。
【0110】アクリル系モノマーとしては、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、ア
クリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸
n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エ
チルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−
クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エ
ステル類が挙げられる。
【0111】Aunitのコポリマー中のモノマー組成
比はスチレン系/アクリル系=98/2〜65/35、
好ましくは95/5〜70/30の範囲にあることが良
く、Bunitのコポリマー中のモノマー組成比はスチ
レン系/アクリル系=95/5〜40/60好ましくは
85/15〜50/50の範囲にあることが良い。但
し、本発明に影響を与えない範囲でその他のモノマーを
共重合することも良い。
【0112】本発明において用いられるカルボキシル基
を含有するビニル系モノマーとしては、アクリル酸、メ
タクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、ケイヒ酸、無水
マレイン酸、フマール酸、マレイン酸及びそれらのメチ
ル、エチル、ブチル、2エチルヘキシルの如きモノエス
テルがある。これらは、単独または混合して用いられ
る。以上の様なモノマーは、(AB)n型ブロック共重
合体に対し、0.1〜30重量%好ましくは0.5〜2
0重量%共重合すれば良い。
【0113】カルボキシル基を有するビニルモノマー
は、AunitまたはBunitのいずれか一方に共重
合しても、Aunit及びBunit両方に共重合して
も良い。
【0114】更にまた、Aunit及びBunitの両
方にカルボキシル基を有するビニルモノマーを共重合す
る場合は、その添加量を同じにしても異なる様にしても
良い。
【0115】(AB)n型ブロック共重合体は、その特
性を悪化させない量で他のポリマーまたはコポリマーと
混合して使用しても良い。
【0116】(AB)n型ブロック共重合体を合成する
方法としては、特開昭63−278910号公報、特開
昭63−273601号公報、特開昭64−111号公
報で記載されている、ジチオカーバメート基を有する重
合開始剤を用いてラジカル重合性ビニルモノマーを光に
より塊状重合または溶液重合させる方法が挙げられる。
【0117】本発明のトナーには必要に応じてトナーの
特性を損ねない範囲で添加剤を混合しても良いが、その
ような添加剤としては、例えばテフロン、ステアリン酸
亜鉛、ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、あるいは定着
助剤(例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロ
ピレンなど)等がある。
【0118】本発明のトナーの製造に当たっては、熱ロ
ール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機によ
って構成材料を良く混練した後、機械的な粉砕、分級に
よって得る方法;決着樹脂溶液中に着色剤の如き材料を
分散した後、噴霧乾燥することにより得る方法;決着樹
脂を構成すべき単量体に所定材料を混合した後、この乳
化または懸濁液を重合させることによりトナーを得る重
合トナー製造法が応用できる。
【0119】カラートナーの場合、非磁性着色樹脂粒子
の重量平均粒径が6〜10μmであり、5μm以下の粒
径を有する非磁性着色樹脂粒子が15〜40個数%、1
2.7〜16.0μmが0.1〜5.0重量%、16μ
m以上を1.0重量%以下含有し、6.35〜10.1
μmの粒径の非磁性着色樹脂粒子が下記式
【0120】
【外4】 を満足する粒度分布を有する時、効果はより顕著であ
る。
【0121】上記の粒度分布を有する非磁性着色樹脂粒
子を有する非磁性カラートナーは、感光体上に形成され
た潜像に忠実に再現することが可能であり、網点及びデ
ジタルのような微小なドット潜像の再現性にも優れ、特
にハイライト部の階調性及び解像性に優れた画像を与え
る。更に、コピー又はプリントアウトを続けた場合でも
高画質を保持し、且つ、高濃度の画像の場合でも従来の
非磁性トナーより少ないトナー消費量で良好な現像を行
うことが可能であり、経済性及び、複写機又はプリンタ
ー本体の小型化にも利点を有するものである。
【0122】本発明の非磁性カラートナーにおいて、こ
のような効果が得られる理由は、必ずしも明確でない
が、以下のように推定される。
【0123】従来、非磁性カラートナーにおいては5μ
m以下の着色樹脂粒子は、帯電量コントロールが困難で
あったり、トナーとして流動性を損ない、トナー飛散し
て機械を汚す成分として、更に、画像のカブリを生ずる
成分として、積極的に減少することが必要であると考え
られていた。
【0124】しかしながら、本発明者らの検討によれ
ば、5μm程度の着色樹脂粒子が高品質な画質を形成す
るための必須成分であることが判明した。
【0125】例えば、5μm〜30μmにわたる粒度分
布を有する着色樹脂粒子からなる非磁性トナー及びキャ
リアを有する二成分系現像剤を用いて、感光体上の表面
電位を変化し、多数の着色樹脂粒子が現像され易い大き
な現像電位コントラストから、ハーフトーンへ、更に、
ごく僅かの着色樹脂粒子しか現像されない小さな微小ド
ットの潜像まで、感光体上の潜像電位を変化させた潜像
を現像し、感光体上の現像された着色樹脂粒子を集め、
粒度分布を測定したところ、粒径8μm以下の着色樹脂
粒子が多く、特に粒径5μm程度の着色樹脂粒子が微小
ドットの潜像上に多いことが判明した。5μm程度の粒
径の着色樹脂粒子が感光体の潜像の現像に円滑に供給さ
れる場合に潜像に忠実であり、潜像からはみ出すことな
く、真に再現性に優れた画像が得られるものである。
【0126】これは、前述の5μm程度の粒径の着色樹
脂粒子の存在の必要性と関係があるが、5μm以下の粒
径の着色樹脂粒子は、確かに微小ドットの潜像を忠実に
再現する能力を有するが、それ自身かなり凝集性が高
く、そのため非磁性トナーとしての流動性が損なわれる
ことがある。
【0127】本発明者らは、流動性の改善を目的とし
て、流動性向上剤を添加することによって、流動性の向
上を図ったが、画像濃度、トナー飛散、カブリ等の項目
を満足させることは難しかった。そこで本発明者は、さ
らに着色樹脂粒子の粒度分布について検討を重ねたとこ
ろ、5μm以下の粒径の着色樹脂粒子を15〜40個数
%含有させた上で、12.7〜16.0μmの着色樹脂
粒子を0.1〜5.0重量%含有させることによって流
動性が更に向上し、高画質化が達成できることを知見し
た。粒径12.7〜16.0μmの範囲の着色樹脂粒子
が5μm以下の着色樹脂粒子に対して、適度にコントロ
ールされた流動性を持つためと考えられ、その結果、コ
ピー又はプリントアウトを続けた場合でも高濃度で解像
性及び階調性の優れたシャープな画像が提供されるもの
である。
【0128】更に本発明者らは、粒度分布の状態と現像
特性を検討するなかで、粒径6.35〜10.1μmの
着色樹脂粒子について前記式で示すような最も目的を達
成するに適した粒度分布の存在状態があることも知見し
た。
【0129】一般的な風力分級によって粒度分布を調整
した場合、前記式の値が大きいということは微小ドット
潜像を忠実に再現する粒径5μm程度の着色樹脂粒子が
増加し、値が小さいということは逆に粒径5μm程度の
着色樹脂粒子が減少すること示していると解される。
【0130】したがって、重量平均粒径
【0131】
【外5】 が6〜10μmの範囲にあり、且つ前記関係式を更に満
足する場合に、更に良好なトナーの流動性及び忠実な潜
像再現性が達成される。
【0132】16μm以上の粒径の着色樹脂粒子につい
ては、1.0重量%以下にし、できるだけ少ない方が好
ましい。
【0133】5μm以下の粒径の着色樹脂粒子が全粒子
数の15〜40個数%、更に好ましくは20〜35個数
%が良い。5μm以下の粒径の着色樹脂粒子が15個数
%未満であると、高画質に有効な着色樹脂粒子が少な
く、特に、コピー又はプリントアウトを続けることによ
ってトナーが使われるに従い、有効な着色樹脂粒子成分
が減少して、本発明で示すところの着色樹脂粒子の粒度
分布のバランスが悪化し、画質がしだいに低下する恐れ
がある。40個数%を越えると、着色樹脂粒子相互の凝
集状態が生じ易く、本来の粒径以上の着色樹脂粒子の塊
となり易いため、荒れた画質となったり、解像性を低下
させたり、潜像のエッジ部と内部との濃度差が大きくな
り、中ぬけ気味の画像となり易い。
【0134】12.7〜16.0μmの範囲の着色樹脂
粒子が0.1〜5.0重量%であることが良く、好まし
くは0.2〜3.0重量%が良い。5.0重量%より多
いと、画質が悪化すると共に、必要以上の現像(即ち、
トナーののり過ぎ)が起こり、トナー消費量の増大を招
く。一方、0.1重量%未満であると、流動性の低下に
より画像濃度が低下する恐れが有る。
【0135】16μm以上の粒径の着色樹脂粒子が1.
0重量%以下であることが良く、更に好ましくは0.6
重量%以下であり、1.0重量%より多いと、細線再現
における妨げになるばかりでなく、転写において、感光
体上に現像された着色樹脂粒子の薄層面に16μm以上
の粗めの着色樹脂粒子が突出して存在することで、トナ
ー層を介した感光体と転写紙間の微妙な密着状態を不規
則なものとして、転写条件の変動をひきおこし、転写不
良画像を発生する要因となり易い。非磁性カラートナー
の重量平均径は6〜10μm、好ましくは7〜9μmが
良く、この値は先に述べた各構成要素と切りはなして考
えることはできないものである。重量平均粒径6μm未
満では、グラフィック画像の如き画像面積比率の高い用
途では、転写紙上のトナーののり量が少なく、画像濃度
が低いという問題点が生じ易い。これは、先に述べた潜
像におけるエッジ部に対して、内部の濃度が下がる理由
と同じ原因によると考えられる。重量平均粒径10μm
を越える場合では解像度が良好でなく、複写の初めは良
くとも、複写を続けていると画質低下を発生し易い。
【0136】着色樹脂粒子またはトナーの粒度分布は種
々の方法によって測定できるが、本発明においてはコー
ルターカウンターを用いて行った。
【0137】測定装置としてはコールターカウンターT
A−II型(コールター社製)を用い、個数分布、体積
分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びCX
−1パーソナルコンピューター(キヤノン製)を接続
し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl
水溶液を調製する。測定法としては前記電解水溶液10
0〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましく
はアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml加
え、さらに測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁
した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行
い、前記コールターカウンターTA−II型により、ア
パチャーとして100μmアパチャーを用いて、着色樹
脂粒子または、トナー粒子の体積、個数を測定して2〜
40μmの粒子の体積分布と個数分布とを算出した。そ
れから本発明に係るところの、体積分布から求めた重量
基準の重量平均径
【0138】
【外6】 (各チャンネルの中央値をチャンネルごとの代表値とす
る)、体積分布から求めた重量基準の粗粉量(16.0
μm以上)、個数分布から求めた個数基準の微粉個数
(5.04μm以下)を求める。
【0139】本発明において、キャリア表面への被覆樹
脂としては電気絶縁性樹脂を用いることが好ましい。ト
ナー材料、キャリア芯材材料により被覆樹脂は、適宜選
択される。本発明においては、キャリア芯材表面との接
着性を向上するために、少なくともアクリル酸(又はそ
のエステル)単量体およびメタクリル酸(又はそのエス
テル)単量体から選ばれる少なくとも一種のアクリル系
の単量体を含有することが必要である。特にトナー材料
として、負帯電能の高いポリエステル樹脂粒子を用いた
場合、帯電を安定する目的でさらにスチレン系単量体と
の共重合体とすることが好ましい。共重合重量比は、ア
クリル系単量体が5〜70重量%であり、スチレン系単
量体が95〜30重量%であることが好ましい。さらに
好ましくは、スチレン系モノマーの共重合比を50重量
%以上、より好ましくは70重量%以上にすることが良
い。
【0140】上記共重合体の平均分子量は、キャリア芯
材表面の被覆の均一性、被覆強度を考慮して数平均分子
量が10,000〜35,000好ましくは17,00
0〜24,000,重量平均分子量が25,000〜1
00,000好ましくは49,000〜55,000で
あることが好ましい。
【0141】本発明に使用できるキャリア芯材の被覆樹
脂用モノマーとしては、スチレン系モノマーとしては、
スチレンモノマー、クロロスチレンモノマー、α−メチ
ルスチレンモノマー、スチレン−クロロスチレンモノマ
ーなどがあり、アクリル系モノマーとしては、アクリル
酸エステルモノマー(アクリル酸メチルモノマー、アク
リル酸エチルモノマー、アクリル酸ブチルモノマー、ア
クリル酸オクチルモノマー、アクリル酸フェニルモノマ
ー、アクリル酸2エチルヘキシルモノマー)メタクリル
酸エステルモノマー(メタクリル酸メチルモノマー、メ
タクリル酸エチルモノマー、メタクリル酸ブチルモノマ
ー、メタクリル酸フェニルモノマー)などがある。
【0142】本発明に使用されるキャリア芯材(磁性粒
子)としては、例えば表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケ
ル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類等
の金属及びそれらの合金又は酸化物などが使用できる。
その製造方法として特別な制約はない。
【0143】なかでも、磁性フェライト粒子をキャリア
コアとして使用することが好ましい。さらに、フェライ
ト中の全金属元素を基準にして、98%以上がCu−Z
n−Fe(金属組成比(5〜20):(5〜20):
(30〜80))の金属組成を有する磁性フェライトキ
ャリア芯材が表面均質性、被覆安定性の点で好ましい。
【0144】本発明の二成分系現像剤においては、キャ
リア芯材表面への被覆樹脂がモノマー組成でスチレンを
50重量%以上含有し、比電気抵抗が108〜1016Ω
cmであることが好ましい。
【0145】被覆樹脂は、キャリア芯材と摩擦帯電させ
たときの15℃/10%下での摩擦帯電量をAμc/
g,30℃/80%下での摩擦帯電量をBμc/gとし
たとき、A<Bの条件を満足することが好ましい。
【0146】さらに、被覆樹脂とキャリアコアとは、−
130μc/g≦A<B≦+100μc/g(好ましく
は、−120μc/g≦A<B≦+10μc/g)であ
り、|A/B|の値が1.5以上(好ましくは、1.5
乃至20)であるのが良い。
【0147】上記範囲は、着色樹脂粒子の帯電性と関係
があり、特に非磁性着色樹脂粒子とキャリア芯材を摩擦
帯電させたときの15℃/10%下での摩擦帯電量をC
μc/g,30℃/80%下での摩擦帯電量をDμc/
gとしたとき、 C<D<0 かつ 1,1≦C/D≦3(好ましくは、1.5≦C/D≦
2.5)であるとき、より一層効果的である。
【0148】本発明において、使用するキャリア表面は
キャリア芯材に対し0.05〜10重量%の樹脂で被覆
され、キャリアの重量平均粒径は25〜65μmである
ことが好ましい。
【0149】樹脂被覆キャリアの製法としては、樹脂等
の被覆材を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて塗布しキ
ャリアコア粒子表面に付着せしめる方法、単に粉体で混
合する方法が挙げられる。
【0150】本発明に係るトナーとキャリアを混合して
二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤
中のトナー濃度として、2〜10重量%、好ましくは3
〜9重量%にすると通常良好な結果が得られる。トナー
濃度が2重量%以下では画像濃度が低くなりやすく、1
0重量%を超えるとカブリや機内飛散を増加せしめ、現
像剤の耐用寿命を短める傾向がある。
【0151】本発明のトナーが、磁性トナーである場
合、クリーニング性能を確実に発揮し、安定な帯電性を
有するためには、磁性トナーに対して有機樹脂粒子を
0.1〜5.0重量%含有することが好ましい。
【0152】本発明の有機樹脂粒子は感光体を保護する
働きも有しており、感光体の長寿命化にも役立つもので
ある。例えば表面硬度が比較的低く削れやすい有機感光
体においては表面の削れを低減し、耐久性が向上する。
また、アモルファスシリコン感光体の様に引っかき傷に
弱い感光体の場合は、傷の発生を抑え初期特性を維持に
貢献する。
【0153】本発明に係る磁性トナーに含有される磁性
微粒子としては、磁場の中に置かれて磁化される物質が
用いられ、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の
粉末、もしくはマグネタイト、γ−Fe23、フェライ
トなどの合金や化合物が使用できる。
【0154】これらの磁性微粒子は窒素吸着法によるB
ET比表面積が好ましくは1〜20m2/g,特に2.
5〜12m2/g、さらにモース硬度が5〜7の磁性粉
が好ましい。この磁性粉の含有はトナー重量に対して1
0〜70重量%が良い。
【0155】本発明において、磁性着色樹脂粒子は重量
平均粒径(D4)で4〜15μm(より好ましくは5〜
10μm)を有することが好ましい。
【0156】本発明の非磁性カラートナーを一成分現像
方式に使用する場合は、現像剤担持体にトナーを供給す
るための供給ローラーと該供給ローラーの下流側に設け
られた現像剤塗布ブレードとが該現像剤担持体に圧接さ
れており、該現像剤担持体の表面が少なくともグラファ
イトの如き固体潤滑剤を有する微粒子を含有した樹脂層
からなっており、該現像剤担持体とこれに対向する潜像
保持体との現像領域で、直流/交流重畳電界を印加しな
がら潜像をトナーで現像する画像形成方法に該非磁性カ
ラートナーを適用することが好ましい。
【0157】次に本発明に使用される画像形成装置の一
例を添付図面に基づいて説明するが、必ずしもこれに限
定されるものではない。図2に、潜像保持体上に形成さ
れた静電像を現像する装置を示す。1は潜像保持体であ
り、潜像形成は図示しない電子写真プロセス手段又は静
電記録手段により成される。2は現像剤担持体であり、
アルミニウム或いはステンレスの如き非磁性金属からな
る非磁性スリーブを具備している。非磁性カラートナー
はホッパー3に貯蔵されており、供給ローラー4により
現像剤担持体2上へ供給される。供給ローラー4は現像
後の現像剤担持体2上のトナーのはぎ取りも行ってい
る。現像剤担持体2上に供給されたトナーは現像剤塗布
ブレード5によって均一かつ薄層に塗布される。現像剤
塗布ブレード5と現像剤担持体2との当接圧力は、スリ
ーブ母線方向の線圧として、3〜250g/cm,好ま
しくは10〜120g/cmが有効である。当接圧力が
3g/cmより小さい場合、トナーの均一塗布が困難に
なりやすく、トナーの帯電量分布がブロードになり、カ
ブリや飛散の原因となりやすい。当接圧力が250g/
cmを超えると、トナーに大きな圧力がかかるため、ト
ナーどうしが凝集したり、或いは粉砕されやすいので好
ましくない。当接圧力を3〜250g/cmに調整する
ことで小粒径トナー特有の凝集をほぐすことが可能にな
り、トナーの帯電量を瞬時に立ち上げることが可能にな
る。現像剤塗布ブレード5は、所望の極性にトナーを帯
電するに適した摩擦帯電系列の材質のものを用いること
が好ましい。
【0158】本発明においては、シリコーンゴム、ウレ
タンゴム、スチレン−ブタジェンゴム等が好適である。
導電性ゴムを使用すれば、トナーが過剰に帯電するのを
防ぐことができて好ましい。
【0159】本発明におけるスリーブ表面への固体潤滑
剤含有樹脂層を形成させる方法に関して述べる。
【0160】一般的な被膜の形成方法としてはディッピ
ング法、スプレー法、ロールコーティング法、カーテン
コート法、スパッタ法等があり、特に本発明のコートを
施すにはディッピング法、スプレー法が優れている。具
体的には、スプレー法においては溶剤中に固形分として
の被膜用樹脂を溶解し、内容物をガラスビーズと混合
し、ペイントシェーカーで分散した後、ナイロン製のメ
ッシュ等でろ過して塗料化し、これをエアースプレー法
でスリーブ円筒に均一の厚さになるよう付着させ昇温乾
燥する。
【0161】樹脂層の厚さは0.5〜30μmとするこ
とが性能上、製造上からも好ましい。固体潤滑剤の数径
は、0.1〜10μmが好ましく、樹脂成分10重量当
り1〜20重量部使用するのが良い。
【0162】本発明で提案した、ブレードにより現像剤
担持体上にトナーを薄層コートする系においては、充分
な画像濃度を得るために、現像剤担持体上のトナー層の
厚さを現像剤担持体と潜像保持体との対向空隙長よりも
小さくし、この空隙に交番電場を印加することが必要で
ある。
【0163】図2に示すバイアス電源6により、現像剤
担持体と潜像保持体間に交番電場又は交番電場に直流電
場を重畳した現像バイアスを印加することにより、現像
剤担持体上から潜像保持体上へのトナーの移動を容易に
し、更に良質の画像を得ることができる。
【0164】交番電場を形成するための交流バイアスと
しては、周波数fが200〜4000Hz(好ましく
は、800〜3000Hz)であり、ピークtoピーク
のVppが500〜3000Vが好ましい。
【0165】潜像保持体としては、その表面層にフッ素
系樹脂粉体を5〜40重量%含有する有機感光体が好ま
しく使用される。
【0166】感光体の表面層に含有させる、フッ素系樹
脂粒子としては、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化
エチレン樹脂、六フッ化エチレンプロピレン樹脂、フッ
化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、二フッ化二塩化
エチレン樹脂およびこれらの共重合体の中から1種ある
いは2種以上を適宜選択するのが好ましい。特に、四フ
ッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が好ましい。
樹脂の分子量や粒子の粒径は、適宜選択することができ
る。
【0167】以下各物性の測定方法について述べる。
【0168】(1)摩擦帯電量測定:測定法を図面を用
いて詳述する。
【0169】図3は、添加剤、着色樹脂粒子またはトナ
ーのトリボ電荷量を測定する装置の説明図である。先
ず、底に500メッシュのスクリーン33のある金属製
の測定容器32に摩擦帯電量を測定しようとする着色樹
脂粒子またはトナーとキャリアの重量比1:19の混合
物(酸化チタン微粉末の如き添加剤の場合には、1:9
9の混合物)を50〜100ml容量のポリエチレン製
のビンに入れ、約10〜40秒間手で振盪し、該混合物
約0.5〜1.5gを測定容器32に入れ、金属性のフ
タ34をする。このときの測定容器32全体の重量を秤
りW1(g)とする。次に、吸引機31(測定容器32
と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口3
7から吸引し、風量調節弁36を調整して真空計35の
圧力を250mmAqとする。この状態で充分(好まし
くは約2分間)吸引を行い、添加剤、着色樹脂粒子また
はトナーを吸引除去する。このときの電位計39の電位
をV(ボルト)とする。コンデンサー38の容量を、C
(μF)とする。吸引後の測定容器全体の重量を秤りW
2(g)とする。添加剤、着色樹脂粒子またはトナーの
摩擦帯電量(μc/g)は下式の如く計算される。
【0170】試料の摩擦帯電量
【0171】
【外7】 (但し、測定条件は温度23℃、湿度60%RHとす
る。)
【0172】測定に用いるキャリアは、250メッシュ
パス、350メッシュオンのキャリア粒子が70〜90
重量%有する本発明に係るコートフェライトキャリアま
たは鉄粉キャリアを使用する。
【0173】(2)体積固有抵抗 試料から、ペレット(20mmφ×2乃至3mm厚)
を荷重10tで30秒間の条件で加圧成型してつくる。 このペレットを温度22℃湿度55%RHの環境チャ
ンバーに24時間放置する。 タケダ理研社製TR−8601 HIGH MECO
HM METER により、電場を変えて抵抗値を測定
し、データプロットにより1kv/cmの値を読みと
る。
【0174】(3)有機樹脂粒子の粒度測定方法 ・装置 測定装置としてコールターカウンターN4型及び分散用
超音波発生機として(株)トミー精工UD−200型を
使用する。 ・測定方法 微量の界面活性剤を加えた蒸留水30〜50ml中に適
量(例えば、約1mg)の試料を投入し、上記超音波発
生機を用いてoutput2〜6で2〜5分間程度分散
させる。試料の分散した懸濁液をセルに移し、気泡がぬ
けるのを待って、あらかじめ測定温度を50℃に設定し
ておいた上記コールターカウンターN4型にセットす
る。試料を定温にする為、10〜20分保持した後、測
定を開始し、粒度分布を求める。
【0175】(4)ガラス転移温度Tgの測定 本発明においては、示差熱分析測定装置(DSC測定装
置)、DSC−7(パーキンエルマー社製)を用い測定
する。
【0176】測定試料は5〜20mg,好ましくは10
mgを精密に秤量する。
【0177】これをアルミパン中に入れ、リファレンス
として空のアルミパンを用い、測定温度範囲30℃〜2
00℃の間で、昇温速度10℃/minで常温常湿下で
測定を行う。
【0178】この昇温過程で、温度40〜100℃の範
囲におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。
【0179】このときの吸熱ピークが出る前と出た後の
ベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を本発
明におけるガラス転移温度Tgとする(第4図)。
【0180】(5)分子量の測定 本発明において、GPC(ゲルパーミュエーションクロ
マトグラフィ)によるクロマトグラムの分子量における
極大値は次の条件で測定される。
【0181】40℃のヒートチャンバー中でカラムを安
定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTH
F(テトラヒドロフラン)を毎分1mlの流速で流し、
試料濃度として0.05〜0.6重量%に調整した樹脂
のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定す
る。試料の分子量測定にあったては、試料の有する分子
量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作
成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出
した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、
例えば、プレッシャケミカル社(pressure C
hemicalCo.)製或いは、東洋ソーダ工業社製
の分子量が6×102,2.1×103,4×103
1.75×104,5.1×104,1.1×105
3.9×105,8.6×105,2×106,4.48
×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポ
リスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器
にはRI(屈折率)検出器を用いる。
【0182】カラムとしては、103〜2×106の分子
量領域を適確に測定するために、市販のポリスチレンゲ
ルカラムを複数組合せるのが良く、例えば、ウオーター
ズ(Waters)社製のμ−スチラゲル(styra
gel)500,103,104,105の組み合せや、
昭和電工社製のショウデックス(shodex)KF−
80Mや、KF−801,803,804,805の組
み合せ、KA−802,803,804,805の組合
せ、或いは東洋曹達製のTSKge1G1000H,G
2000H,G25000H,G3000H,G400
0H,G5000H,G6000H,G7000H,G
MHの組み合せが好ましい。
【0183】以下に実施例をもって本発明を詳細に説明
する。%及び部は重量%及び重量部を示す。
【0184】
【実施例】実施例1 ・プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得
られたポリエステル樹脂(重量平均分子量約1700
0) 100部 ・フタロシアニン顔料 4部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯体 2部
【0185】上記材料をヘンシェルミキサーにより十分
予備混合を行ない、3本ロールミルで少なくとも2回以
上溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2m
m程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微
粉砕機で微粉砕した。得られた微粉砕物を分級して粒径
2〜10μmの粒子を主に採取し、着色剤含有樹脂粒子
を得た。
【0186】上記着色剤含有樹脂粒子100部と、粒度
分布において粒径40mμと500mμに2つのピーク
を持ち(第1図参照)、粒径20〜200mμの小径粒
子が含有量が92重量%であり、粒径300〜800m
μの大粒径粒子の含有量が8重量%であり、比電気抵抗
値が3×1010Ωcmである。メタクリル酸メチルから
生成したアクリル系樹脂粒子(分子量分布において約1
2万にピークを有する)0.5部とBET比表面積70
2/gの酸化チタン微粉末0.6部を混合してシアン
トナーを調製した。
【0187】調製したシアントナーは、重量平均粒径
(d4)が8.2μmであり、粒径5μm以下の着色剤
含有樹脂粒子が29個数%含有され、粒径12.7〜1
6μmの着色剤含有樹脂粒子が2.0重量%含有され、
粒径16μm以上の着色剤含有樹脂粒子の含有量が実質
的に0重量%であり、粒径6.35〜10.1μmの着
色剤含有樹脂粒子の個数%(N)は47個数%であり、
粒径6.35〜10.1μmの着色剤含有樹脂粒子の重
量%(V)は、68重量%であった。
【0188】したがって、シアントナーの
【0189】
【外8】 は11.9であった。
【0190】キャリアとして、重量平均粒径45μm、
粒径35μm以下の粒子の含有量が4.2重量%であ
り、粒径35〜40μmの粒子の含有量が9.5重量%
であり、粒径40〜74μmの粒子の含有量が86.1
重量%であり、粒径74μm以上の粒子の含有量が0.
2重量%であるCu−Zn−Fe系磁性フェライトキャ
リアコア(15:15:70)を0.5重量%のスチレ
ン系樹脂でコーティングした樹脂コートフェライトキャ
リアを使用した。該スチレン系樹脂としては、スチレン
−メチルメタクリレート−2−エチルヘキシルアクリレ
ート共重合体(共重合重量比=50:20:30;数平
均分子量21250,重量平均分子量52360)を使
用した。
【0191】該シアントナー5重量部と該樹脂コートフ
ェライトキャリア100重量部とを混合してシアン用二
成分系現像剤を調製した。
【0192】この二成分系現像剤を積層タイプのOPC
感光体及びポリウレタンゴムで形成されたクリーニング
ブレードを具備している市販の普通紙カラー複写機(カ
ラーレーザーコピア500,キヤノン製)に適用し、現
像コントラストを270Vに設定し、温度23℃/湿度
65%RH下で画出しした。得られたトナー画像は、濃
度1.51と高く、カブリがなく鮮明なものであった。
10,000枚のコピーを行なったが、その間の濃度低
下は0.06と小さく、カブリ、鮮明さも初期と同等の
ものが得られた。低温低湿下(温度20℃,湿度10%
RH)において、現像コントラストを330Vに設定
し、画出しを行なったところ、画像濃度は1.49であ
り、本発明のトナー及び現像剤は、低湿下での摩擦帯電
量制御に効果のあったことを示唆していた。
【0193】高温高湿下(温度30℃/湿度80%%R
H)で、現像コントラストを250Vに設定し、画出し
を行なったところ、画像濃度は1.53であり、非常に
安定で良好なトナーが得られた。
【0194】更に温度23℃/湿度60%RH、温度2
0℃/湿度10%、温度30℃/湿度80%、の各環境
に現像剤を1ケ月放置後、画出し試験をおこなったとこ
ろ初期画像においても、良好なトナー画像が得られた。
【0195】実施例2 添加剤として、粒径85mμと粒径600mμにピーク
を有し、粒径20〜200mμの小粒径粒子の含有量が
88重量%であり、300〜800mμの大粒径粒子の
含有量が12重量%であるアクリル系樹脂を使用するこ
とを除いて実施例1と同様にしてトナー及び二成分系現
像剤を調製し、実施例1と同様にして画出し試験をおこ
なった。
【0196】温度20℃/湿度10%RH下において画
像濃度1.38〜1.47,温度23℃/湿度65%R
H下で画像濃度1.43〜1.52、温度30℃/湿度
80%下で画像濃度1.50〜1.59のトナー画像が
得られた。実施例1に比較すると環境特性が若干低下し
たが、良好な結果が得られた。
【0197】実施例3 添加剤として、実施例1で使用したアクリル樹脂粒子
0.5重量部及びヘキサメチルジシラザンで処理した疎
水性シリカ微粉体(BET比表面積230m2/g)
0.5重量部を使用する以外は実施例1と同様にしてト
ナー及び二成分系現像剤を調製し、実施例1と同様にし
て画出しを行なった。
【0198】温度20℃/湿度10%RH下で画像濃度
1.36〜1.49であり、温度23℃/湿度65%R
H下で画像濃度1.45〜1.56であり、温度30℃
/湿度80%RH下で画像濃度1.51〜1.62であ
り、実施例1に比べて若干環境特性は低下したが、良好
な結果が得られた。
【0199】比較例1 添加剤として、粒径16.9〜53.3mμの粒子から
なり、粒径44mμにピークを有し、粒径300〜80
0mμの大粒径粒子を含有していなく、比電気抵抗値3
×1010Ω・cmを有する、メタクリル酸メチルから生
成されたアクリル系樹脂粒子を使用することを除いて、
実施例1と同様にしてトナー及び二成分系現像剤を調製
し、実施例1と同様にして画出し試験をおこなった。温
度20℃/湿度10%RH下で耐久枚数7000枚位か
らトナー画像にムラが生じた。さらに耐久枚数1000
0枚で感光ドラム上を観察したところ、転写紙に含有さ
れるタルク成分が認められ、クリーニング不良が発生し
た。
【0200】比較例2 添加剤として、粒径50mμと950mμにピーク値を
もち、小粒径粒子の含有量が70重量%であり、粒径3
00mμ以上の大粒径粒子の含有量が30重量%である
メタクリル酸メチルから生成したアクリル系樹脂粒子を
使用すること以外は実施例1と同様にしてトナー及び二
成分系現像剤を調製し、実施例1と同様にして画出しを
行なったところ、温度20℃/湿度10RH%下でカブ
リを生じた。
【0201】比較例3 アクリル系樹脂粒子を使用しない以外は実施例1と同様
にしてトナー及び二成分系現像剤を調製し、実施例1と
同様にして画出しを行なったところ、温度20℃/湿度
10%RH下で画像濃度が低下し、初期では画像濃度
1.38に対し、耐久枚数2000枚時に画像濃度1.
15となった。
【0202】本発明によれば、カラートナーとキャリア
を有する二成分系現像剤に、添加剤として特定の有機樹
脂粒子を使用することによって、トナーの摩擦帯電性の
安定性が向上し、かぶりのない良好なトナー画像が得ら
れる。
【0203】実施例4 ・プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得
られたポリエステル樹脂100部 ・フタロシアニン顔料 4部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯体 2部
【0204】上記材料をヘンシェルミキサーにより十分
予備混合を行い、3本ロールミルで少なくとも2回以上
溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm
程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉
砕機で微粉砕した。得られた微粉砕物を分級して粒径2
〜10μmの粒子を主に採取し、着色剤含有樹脂粒子を
得た。
【0205】上記着色剤含有樹脂粒子100重量部と、
粒径55mμと500mμにピークを有し、小粒径粒子
の含有量が80重量%であり、大粒径粒子の含有量が2
0重量%であり、比電気抵抗が3×1010Ωcmであ
る、スチレン/メタクリル酸メチル共重合体からなるア
クリル系樹脂粒子0.5部と、BET比表面積70m2
/gの親水性の酸化チタン微粉末0.5部とを混合して
シアントナーを調製した。
【0206】このシアントナーは、重量平均粒径
【0207】
【外9】 が8.0μmであり、粒径5μm以下の着色剤含有樹脂
粒子の含有量が31個数%であり、粒径12.7〜16
μmの着色剤含有樹脂粒子の含有量が1.7重量%であ
り、粒径16μm以上の着色剤含有樹脂粒子の含有量が
実質的に0重量%であり、粒径6.35〜10.1μm
の着色剤含有樹脂粒子の個数%(N)は46個数%であ
り、粒径6.35〜10.1μmの着色剤含有樹脂粒子
の重量%(V)は64重量%であった。
【0208】シアントナーの
【0209】
【外10】 は11.1であった。
【0210】キャリアとして、重量平均粒径45μm、
粒径35μm以下の粒子の含有量が4.2重量%であ
り、粒径35〜40μmの粒子の含有量が9.5重量%
であり、粒径40〜74μmの粒子の含有量が86.1
重量%であり、粒径74μm以上の粒子の含有量が0.
2重量%であるCu−Zn−Fe系磁性フェライトキャ
リアコア(15:15:70)を0.5重量%のスチレ
ン系樹脂でコーティングした樹脂コートフェライトキャ
リアを使用した。該スチレン系樹脂としては、スチレン
−メチルメタクリレート−2−エチルヘキシルアクリレ
ート共重合体(共重合重量比=50:20:30;数平
均分子量21250、重量平均分子量52360)を使
用した。
【0211】該シアントナー5重量部と該樹脂コートフ
ェライトキャリア100重量部とを混合してシアン用二
成分系現像剤を調製した。
【0212】この現像剤を用いて市販の普通紙カラー複
写機(カラーレーザーコピア500キヤノン製)にて現
像コントラストを300Vに設定し、23℃/65%下
で画出ししたところ、得られたトナー画像は、画像濃度
1.47と高く、カブリがない鮮明なものであった。更
に10,000枚のコピーを行なったが、その間の画像
濃度変動は0.15と小さく、カブリ及び鮮明さも初期
と同等のものが得られた。低温低湿下(20℃、10%
RH)において、現像コントラストを320Vに設定
し、画出しを行ったところ、画像濃度は1.48と高
く、低湿下での摩擦帯電量制御に効果があった。
【0213】高温高湿下(30℃/80%)で現像コン
トラストを270Vに設定し、画出しを行ったところ、
画像濃度が1.55であり、非常に安定で良好なトナー
画像が得られた。
【0214】更に23℃/60%RH、20℃/10
%、30℃/80%の各環境に二成分現像剤を1カ月放
置後、画出し試験をおこなったところ初期画像において
も、異常は認められなかった。
【0215】実施例5 添加剤として、実施例4に使用したBET比表面積70
2/gの親水性酸化チタンのかわりに、気相法で製造
したBET比表面積100m2/gの親水性アルミナを
使用する以外は実施例4と同様にしてトナー及び現像剤
を調製し、実施例4と同様に画出しを行った。30℃/
80%下で画像濃度が1.6〜1.65であり、実施例
4に比べて若干高くなったが良好な結果が得られた。
【0216】実施例6 添加剤として、BET比表面積70m2/gの親水性酸
化チタン微粉末を脂肪族系界面活性剤で疎水化処理した
酸化チタン微粉末を使用する以外は実施例4と同様にし
てトナー及び現像剤を調製し、実施例4と同様に画出し
を行った。20℃/10%下で画像濃度が1.35〜
1.45と若干低下したが良好な結果が得られた。
【0217】実施例7 添加剤として、実施例4で使用したアクリル系樹脂粒子
0.5部及びジメチルジクロロシランで処理したシリカ
微粉体(BET比表面積170m2/g)0.5部を使
用する以外は実施例4と同様に画出しを行ったところ、 20℃/10%下で1.25〜1.35 23℃/65%下で1.50〜1.60 30℃/80%下で1.70〜1.80 と、良好なトナー画像が得られたが、実施例4に比べて
若干環境特性は低下した。
【0218】比較例4 実施例4において、アクリル系樹脂粒子を使用しない以
外は実施例4と同様に画出しを行ったところ、20℃/
10%下でカブリが発生し、画像濃度も低下した。
【0219】実施例8 実施例5において気相法で製造した100m2/gのア
ルミナのかわりに、液相法で製造した150m2/gの
アルミナを使用する以外は実施例4と同様に画出しを行
ったところ、良好な結果が得られた。
【0220】比較例5 実施例4で使用したアクリル系樹脂粒子を、エアージェ
ット方式による粉砕機で解砕を行い、粒径50mμにピ
ークを有するアクリル系樹脂粒子を調製した。
【0221】粒径50μmにピークを有する該アクリル
系樹脂粒子を使用する以外は実施例4と同様にして、ト
ナー及び現像剤を調製し、実施例4と同様に画出しを行
った。30℃/80%下で10,000枚後、ハーフト
ーン部にわずかに画像ムラが認められた。その部分の感
光ドラムを観察したところ、紙粉中に含まれる低抵抗生
成物が付着しており、クリーニング不良が認められた。
【0222】上述の実施例及び比較例で使用したトナー
の摩擦帯電特性及びブレードクリーニング特性について
第1表に示す。
【0223】
【表1】
【0224】
【0225】
【0226】
【0227】
【0228】
【0229】
【0230】
【0231】
【0232】
【0233】
【0234】
【0235】
【0236】
【0237】
【0238】
【0239】
【0240】
【0241】
【0242】
【0243】
【0244】
【0245】
【0246】
【0247】
【0248】
【0249】
【0250】
【0251】
【0252】
【0253】
【0254】
【0255】
【0256】
【0257】
【0258】参考例1 ・プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得
られたポリエステル樹脂 100部 ・フタロシアニン顔料 4部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯塩 2部
【0259】上記材料をヘンシェルミキサーにより十分
予備混合を行い、3本ロールミルで少なくとも2回以上
溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm
程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉
砕機で微粉砕した。さらに得られた微粉砕物を多分割分
級装置で分級して粒径2〜10μmを主に採取し、着色
剤含有樹脂粒子を得た。
【0260】上記着色剤含有樹脂粒子100部と、疎水
性酸化チタン微粉末0.5部と、比電気抵抗が3×10
10Ωcm、粒径53mμと550mμに2つのピークを
持つ、メタクリル酸メチルからなるアクリル系樹脂粒子
0.5部とを混合してシアントナーを調製した。
【0261】調製したシアントナーは、重量平均粒径
【0262】
【外15】 が8.2μmであり、粒径5μm以下の着色剤含有樹脂
粒子が31個数%含有され、粒径12.7〜16μmの
着色剤含有樹脂粒子が1.7重量%含有され、粒径16
μm以上の着色剤含有樹脂粒子の含有量が実質的に0重
量%であり、粒径6.35〜10.1μmの着色剤含有
樹脂粒子の個数%(N)は46個数%であり、粒径6.
35〜10.1μmの着色剤含有樹脂粒子の重量%
(V)は64重量%であった。したがって、シアントナ
ーの
【0263】
【外16】 は11.1であった。
【0264】このトナーを用いて、市販のカラー複写機
(CLC−500キヤノン製)の現像装置を、図2の構
成になるよう改造して画出しを行った。
【0265】現像装置の現像剤担持体2の表面層は、フ
ェノール樹脂100部当り結晶性グラファイト40部分
散させたフェノール樹脂組成物をコートしたコートスリ
ーブ(コート層厚10μm)を使用し、ウレタン製スポ
ンジローラー4が具備され、現像剤塗布ブレード5は現
像剤担持体上に線圧50g/mmで当接されていた。
【0266】潜像保持体(感光ドラム)1は、ポリ4フ
ッ化エチレン粉体(ルブロニL−2、ダイキン工業製)
20重量%を含有するポリカーボネートを表層に有する
有機感光(OPC)ドラムを使用した。
【0267】現像条件は、現像コントラスト350V、
現像剤担持体と潜像保持体の間隙を300μmとし、
1.8KHz,1.5KVppの交番電界を重畳した現
像バイアスを印加して、20℃/10%下、23℃/6
0%下、30℃/80%下の各環境下で5000枚の耐
久試験を行った。
【0268】その結果、感光ドラム上のトナー融着、フ
ィルミング、現像スリーブ表面の汚染、現像スリーブ表
面におけるトナー融着は見られず、画像濃度1.40〜
1.50と安定で、カブリがなく、鮮明なトナー画像が
得られた。
【0269】更に23℃/60%RH、20℃/10
%、30℃/80%の各環境に1ヵ月トナーを放置後
の、画出し試験をおこなった処、初期画像においても、
異常は認められなかった。
【0270】参考例2 添加剤として、参考例9に使用したアクリル系樹脂粒子
0.5部及びヘキサメチルジシラザンで処理したシリカ
微粉体(BET比表面積230m2/g)0.5部を使
用する以外は参考例1と同様にしてトナーを調製し、参
考例1と同様にして画出しを行ったところ、20℃/1
0%下で画像濃度1.35〜1.45であり、23℃/
65%下で画像濃度1.45〜1.55であり、30℃
/80%下で画像濃度1.50〜1.65であり、参考
例1に比べて若干環境特性は低下したものの良好な結果
が得られた。
【0271】参考例3 ポリ3フッ化塩化エチレン(ダイフロン、ダイキン工業
製)12重量%を含有するポリメチルメタクリレートを
表面層に有する有機感光ドラムを使用する以外は、参考
例1と同様に行ったところ、良好な結果が得られた。
【0272】比較例6 参考例1において、アクリル系樹脂粒子を、機械式粉砕
機で解砕して、粒径49μmのみにピークを持つアクリ
ル系樹脂粒子を使用する以外は、参考例1と同様にして
トナーを調製し、参考例1と同様にして画出し試験をお
こなったところ、画像濃度は参考例1と同様であった
が、3000枚位から、20℃/10%下でハーフトー
ンにトナー画像ムラがみられるようになった。さらに5
000枚時に感光ドラム表面上を観察をしたところ、転
写紙中に含有するタルク成分が付着しており、クリーニ
ング不良が確認された。
【0273】比較例7 参考例1で用いたアクリル系樹脂粒子に熱処理を施し、
粒径650mμにピークを持つアクリル系樹脂粒子を調
製し、該アクリル系樹脂粒子を使用してトナーを調製し
た。参考例1と同様に画出しを行ったところ、クリーニ
ング性は良好であったが、20℃/10%下で画像濃度
が初期1.40から5000枚時に1.20と低下し
た。
【0274】比較例8 参考例1において、アクリル系樹脂粒子を使用しない以
外は参考例1と同様に画出しを行ったところ、20℃/
10%下で約1000枚の時カブリが発生し、画像濃度
も低下した。
【0275】比較例9 参考例2において、アクリル系樹脂粒子を使用しない以
外は参考例2と同様に画出しを行ったところ、20℃/
10%下で画像濃度が1.25〜1.35であり、30
℃/80%下で画像濃度が1.60〜1.70であり、
環境特性が低下し、約5000枚の時感光ドラム表面上
にトナー融着が発生していた。
【0276】実施例9 ・プロポキシ化ビスフェノールとフマル酸を縮合して得
られたポリエステル樹脂 100部 ・フタロシアニン顔料 4部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯塩 2部
【0277】上記材料をヘンシェルミキサーにより十分
予備混合を行い、3本ロールミルで少なくとも2回以上
溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm
程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉
砕機で微粉砕した。得られた微粉砕物を分級して粒径2
〜10μmの粒子を主に採取し、着色剤含有樹脂粒子を
得た。
【0278】上記着色剤含有樹脂粒子100重量部と、
酸化チタン微粉末0.5重量部と、粒径45mμと55
0mμに2つのピークを持ち、大径粒子の含有量が9重
量%であり、比電気抵抗が3×1010Ωcmであるメタ
クリル酸メチルから生成されたアクリル樹脂粒子0.5
部とを混合してシアントナーを調製した。
【0279】調製したシアントナーは、重量平均粒径
(d4)が8.4μmであり、粒径5μm以下の着色剤
含有樹脂粒子が27個数%含有され、粒径12.7〜1
6μmの着色剤含有樹脂粒子が2.5重量%含有され、
粒径16μm以上の着色剤含有樹脂粒子の含有量が実質
的に0重量%であり、粒径6.35〜10.1μmの着
色剤含有樹脂粒子の個数%(N)は49個数%であり、
粒径6.35〜10.1μmの着色剤含有樹脂粒子の重
量%(V)は、69重量%であった。
【0280】したがって、シアントナーの
【0281】
【外17】 は11.8であった。
【0282】このトナーを用いて、市販のカラー複写機
(CLC−500キヤノン製)の現像装置を図2の構成
になるよう改造して画出しを行った。現像剤担持体2の
表面は結晶性グラファイトを40重量%分散させたフェ
ノール樹脂をコートしたスリーブ(コート層厚10μ
m)を使用し、ウレタン製スポンジローラー4が具備さ
れ、現像剤塗布ブレード5は現像剤担持体上に線圧50
g/mmで当接されていた。
【0283】現像条件は、現像コントラストが350V
であり、現像剤担持体と潜像保持体の間隙を300μm
とし、1.8KHz、1.5KVppの交番電界を重畳
した現像バイアスを印加して、20℃/10%下、23
℃/60%下、30℃/80%下の各環境下で5000
枚の耐久試験を行った。
【0284】その結果、ドラム上のトナー融着、フィル
ミング、現像スリーブ汚染、スリーブ表面へのトナーの
融着は見られず、画像濃度1.42〜1.50と安定で
カブリのない鮮明な画像が得られた。
【0285】更に23℃/60%RH、20℃/10
%、30℃/80%の各環境に1ヵ月トナーを放置後、
画出し試験をおこなった処、初期画像においても、異常
は認められなかった。
【0286】結着樹脂製造例 1段目の重合 ・スチレン 370重量部 ・アクリル酸n−ブチル 200重量部 ・アクリル酸 30重量部 ・構造式(I)で示された重合開始剤 60重量部
【0287】
【外18】 ・トルエン 500重量部
【0288】上記材料をガラス製反応容器に入れ、器内
を充分窒素置換した後、密栓し、反応器から15cm離
れた所に400Wの紫外線ランプを置き15時間反応さ
せた。
【0289】反応後、反応生成物の一部採取し、GPC
により分子量を測定したところ、数平均分子量
【0290】
【外19】 2300、重量平均分子量
【0291】
【外20】 5300なるポリマーが得られたのが確認された。この
後、更に次の様にして二段目の重合を行いAB型ブロッ
ク共重合体を得た。
【0292】2段目の重合 ・1段目で生成したポリマー 300重量部 ・スチレン 465重量部 ・アクリル酸n−ブチル 90重量部 ・アクリル酸 45重量部 ・トルエン 1000重量部
【0293】これらを混合溶解させたのち、該ポリマー
が有する重合開始剤を使用し、前記と同一の条件で15
時間紫外線照射して重合を行なわせた。
【0294】反応後、ヘキサンを用いてこの共重合体を
再沈精製し、減圧乾燥した。この共重合体は、GPCに
おいて、
【0295】
【外21】 が6100であり、
【0296】
【外22】 が12500であり、ガラス転移点(Tg)は55.0
℃であった。ここで得られたAB型ブロック共重合体を
樹脂aとする。
【0297】以下、重合開始剤量、スチレンとアクリル
酸n−ブチルと、アクリル酸との共重合比を変え樹脂
b,cを合成した。表2に樹脂a,b,cの物性を示
す。
【0298】
【表2】
【0299】参考例4 ・結着樹脂合成例の樹脂a 100部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯体 2部 ・カーボンブラック 4部 ・平均粒径68μm,表面積20m2/g,吸油量76
cc/100g,pH6.0
【0300】上記をヘンシェルミキサーにより十分予備
混合を行い、2軸押出式混練機により溶融混練し、冷却
後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、
次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕し
た。更に得られた微粉砕物を分級して非磁性の着色剤含
有樹脂粒子を得た。
【0301】上記着色剤含有樹脂粒子100重量部と、
粒径53mμと500mμにピークを有し、比電気抵抗
が3×1014Ωcmである、スチレン/メタクリル酸メ
チル共重合体からなるアクリル系樹脂粒子0.3部と、
BET比表面積70m2/gの親水性の酸化チタン0.
5部とを混合してブラックトナーを調製した。このブラ
ックトナーは、重量平均粒径(d4)が8.0μmであ
り、粒径5μm以下の着色剤含有樹脂粒子が27個数%
含有され、粒径12.7〜16μmの着色剤含有樹脂粒
子が0.9重量%含有され、粒径16μm以上の着色剤
含有樹脂粒子の含有量が実質的に0重量%であり、粒径
6.35〜10.1μmの着色剤含有樹脂粒子の個数%
(N)は58.2個数%であり、粒径6.35〜10.
1μmの着色剤含有樹脂粒子の重量%(V)は、82.
2重量%であった。したがって、シアントナーの
【0302】
【外23】 は11.7であった。
【0303】キャリアとして、重量平均粒径45μm、
35μm以下の粒子の含有量が4.2重量%であり、粒
径35〜40μmの粒子の含有量が9.5重量%であ
り、粒径40〜74μmの粒子の含有量が86.1重量
%であり、粒径74μm以上の粒子の含有量が0.2重
量%であるCu−Zn−Fe系磁性フェライトキャリア
コア(15:15:70)を0.5重量%のスチレン系
樹脂でコーティングした樹脂コートフェライトキャリア
を使用した。該スチレン系樹脂としては、スチレン−メ
チルメタクリレート−2−エチルヘキシルアクリレート
共重合体(共重合重量比=50:20:30;数平均分
子量21250,重量平均分子量52360)を使用し
た。
【0304】該シアントナー5重量部と該樹脂コートフ
ェライトキャリア100重量部とを混合してブラック用
二成分系現像剤を調製した。
【0305】この現像剤を用いて市販の普通紙カラー複
写機(カラーレーザーコピア200キヤノン製)にて、
現像コントラストを300Vに設定し、23℃/65%
下で画出ししたところ、得られたトナー画像は、画像濃
度1.51と高く、カブリのない鮮明なものであった。
更に10,000枚のコピーを行なったがその間の濃度
変動は0.1と小さく、カブリ、鮮明さも初期と同等の
ものが得られた。低温低湿下(20℃,10%RH)に
おいて、現像コントラストを320Vに設定し、画出し
を行なったところ、画像濃度も1.48と高く、低湿下
での摩擦帯電量制御に効果があった。
【0306】高温高湿下(30℃/80%)で現像コン
トラストを270Vに設定し、画出しを行なったとこ
ろ、画像濃度も1.55と非常に安定で良好なトナー画
像が得られた。
【0307】更に23℃/60%RH、20℃/10
%、30℃/80%の各環境に1カ月現像剤を放置後、
画出し試験を行なった処、初期画像においても異常は認
められなかった。
【0308】参考例5 添加剤として、参考例4で使用したBET比表面積10
2/gの親水性酸化チタンのかわりに、気相法で製造
したBET比表面積120m2/gの親水性アルミナを
使用する以外は参考例4と同様にしてトナー及び現像剤
を調製し、参考例4と同様にして画出しを行なったとこ
ろ30℃/80%下で画像濃度が1.6〜1.65と参
考例4に比べて若干高くなったが良好な結果が得られ
た。
【0309】参考例6及び7 結着樹脂をb,cに変えた以外は参考例4と同様にして
トナー及び現像剤を調製し、参考例4と同様にして画出
し試験を行なった。結果を第2表に示す。
【0310】
【表3】
【0311】参考例8 添加剤として、参考例4に使用したアクリル系樹脂粒子
0.5部及びジメチルジクロロシランで処理したシリカ
微粉体(BET比表面積170m2/g)0.5部を使
用する以外は参考例4と同様にしてトナー及び現像剤を
調製し、参考例4と同様に画出しを行なったところ20
℃/10%下で画像濃度が1.15〜1.21であり、
23℃/65%下で画像濃度が1.36〜1.41であ
り、30℃/80%下で画像濃度が1.58〜1.61
であり、参考例4に比べて若干環境特性は低下した。
【0312】参考例9 着色剤として平均粒径65μm、BET表面積20m2
/g、吸油量73cc/100g−DBP、pH6.0
であるカーボンブラックを使用すること以外は参考例4
と同様に行なったところ、23℃/65%下で画像濃度
が1.38〜1.40であり、20℃/10%下で画像
濃度が1.29〜1.35であり、30℃/80%下で
画像濃度が1.43〜1.48であり、環境特性は若干
低下したが、良好な結果が得られた。
【0313】比較例10 参考例4に使用したアクリル系樹脂粒子をエアージェッ
ト方式による粉砕機で十分に解砕を行ない、粒径50m
μに1つのピークを有するアクリル系樹脂粒子を調製し
て使用する以外は参考例4と同様にして画出しを行なっ
たところ、30℃/80%下で約1000枚後ハーフト
ーン部にわずかに画像ムラが認められた。確認したとこ
ろ感光体表面上に紙粉中に含まれる低抵抗生成物が付着
しクリーニング不良が発生しているのが認められた。
【0314】参考例10 ・樹脂合成例の樹脂a 100部 ・ジ−tert−ブチルサリチル酸のクロム錯体 4.
0部 ・銅フタロシアニン顔料 5.0部
【0315】上記材料をロールミルにより溶融混練し、
冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級し着色剤含有樹脂粒子を
得た。
【0316】上記着色剤含有樹脂粒子100重量部と、
粒径63mμと500mμにピークを有し、比電気抵抗
が3×1012Ωcmであるスチレン/メタクリル酸メチ
ル系樹脂粒子0.3部と、BET比表面積70m2/g
の親水性の酸化チタン0.5部とを混合してシアントナ
ーを調製した。
【0317】このシアントナーは重量平均粒径
【0318】
【外24】 が8.3μmであり、粒径5μm以下の着色剤含有樹脂
粒子が28個数%含有され、粒径12.7〜16μmの
着色剤含有樹脂粒子が1.7重量%含有され、粒径16
μm以上の着色剤含有樹脂粒子の着色剤含有樹脂粒子の
含有量が実質的に0重量%であり、粒径6.35〜1
0.1μmの着色剤含有樹脂粒子の個数%(N)は46
個数%であり、粒径6.35〜10.1μmの着色剤含
有樹脂粒子の重量%(V)は、62重量%であった。し
たがって、シアントナーの
【0319】
【外25】 は11.2であった。
【0320】キャリアとして、重量平均粒径45μm、
粒径35μm以下の粒子の含有量が4.2重量%であ
り、粒径35〜40μmの粒子の含有量が9.5重量%
であり、粒径40〜74μmの粒子の含有量が86.1
重量%であり、粒径74μm以上の粒子の含有量が0.
2重量%であるCu−Zn−Fe系磁性フェライトキャ
リアコア(15:15:70)を0.5重量%のスチレ
ン系樹脂でコーティングした樹脂コートフェライトキャ
リアを使用した。該スチレン系樹脂としては、スチレン
−メチルメタクリレート−2−エチルヘキシルアクリレ
ート共重合体(共重合重量比=50:20:30;数平
均分子量21250,重量平均分子量52360)を使
用した。
【0321】該シアントナー5重量部と該樹脂コートフ
ェライトキャリア100重量部とを混合してシアン用二
成分系現像剤を調製した。
【0322】この二成分系現像剤を市販の普通紙カラー
複写機(カラーレーザーコピア500 キヤノン製)に
適用し、現像コントラストを270Vに設定し、温度2
3℃/湿度65%RH下で画出した。得られたトナー画
像は、濃度1.51と高く、カブリがなく鮮明なもので
あった。10,000枚のコピーを行なったが、その間
の濃度低下は0.1と小さく、カブリ、鮮明さも初期と
同等のものが得られた。低温低湿下(温度20℃,湿度
10%RH)において、現像コントラストを320Vに
設定し、画出しを行なったところ、画像濃度は1.48
であり、本発明のトナー及び現像剤は、低湿下での摩擦
帯電量制御に効果があったことを示唆していた。
【0323】高温高湿下(温度30℃/湿度80%)R
Hで、現像コントラストを270Vに設定し、画出しを
行なったところ、画像濃度は1.62であり、非常に安
定で良好なトナー画像が得られた。
【0324】更に23℃/60%RH、20℃/10
%、30℃/80%の各環境に1カ月現像剤を放置後
に、画出し試験をおこなったところ初期画像において
も、異常は認められなかった。
【0325】30000枚の耐久においてもオフセット
は発生せず、OHPフィルムを使用した場合もトナー像
の光透過性は非常に好ましいものであった。
【0326】45℃の熱風乾燥器に1日放置して、トナ
ーのブロッキング状態を観察したが変化は見られず、良
好な流動性を有していた。
【0327】参考例11 結着樹脂をbに変えた以外は参考例4と同様に行なっ
た。結果を第4表に示す。 参考例12 ・樹脂合成例の樹脂a 100部 ・キナクリドン顔料 5.0部 ・ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のクロム錯体
2.0部
【0328】上記材料をロールミルにより溶融混練し、
冷却後、粗粉砕、微粉砕、分級し着色剤樹脂粒子を得
た。
【0329】更に、上記着色剤含有樹脂粒子100部
と、粒径120mμと670mμにピークを有し、比電
気抵抗が5×1013Ωcmである有機樹脂粒子0.4部
と、気相法によって得られたBET比表面積180m2
/gのAl23粒子0.4部とを混合してマゼンタトナ
ーを調製した。
【0330】このマゼンタトナーは重量平均粒径
【0331】
【外26】 が8.2μmであり、粒径5μm以下の着色剤含有樹脂
粒子が28個数%含有され、粒径12.7〜16μmの
着色剤含有樹脂粒子が2.3重量%含有され、粒径16
μm以上の着色剤含有樹脂粒子の含有量が実質的に0重
量%であり、粒径6.35〜10.1μmの着色剤含有
樹脂粒子の個数%(N)は42個数%であり、粒径6.
35〜10.1μmの着色剤含有樹脂粒子の重量%
(V)は、59重量%であった。したがって、シアント
ナーの
【0332】
【外27】 は11.5であった。
【0333】参考例11と同様にしてCLC−500本
体単色モードで3万枚の耐久を行なったところ、定着ロ
ールへのオフセットがなく、カブリやとびちりのない良
好な画像が得られた。参考例11と同様に耐ブロッキン
グ性を試験したが良好な結果が得られた。結果を第4表
に示す。
【0334】
【表4】
【0335】実施例10 ・スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体(共重合
重量比=8:2、重量平均分子量(Mw)=25万)
100部 ・磁性体微粉体(BET値8.6m2/g) 60部 ・負荷電性制御剤(モノアゾ染料系クロム錯体)1部低
分子量ポリプロピレン(Mw=6000) 3部
【0336】以上混合物を140℃に加熱された2軸エ
クストルーダで溶融混練し、冷却した混練物をハンマー
ミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、
得られた微粉砕粉を風力分級して、重量平均粒径10μ
mの磁性着色樹脂粒子(I)(分級粉、Tg60℃)を
得た。
【0337】得られた磁性着色樹脂粒子100部と、粒
径50mμと550mμに2つのピークをもち小粒粒子
と大粒粒子の割合が、それぞれ93重量%と7重量%で
あり、粒子を構成するモノマー組成がメチルメタクリレ
ート85%、スチレン10%、n−ブチルアクリレート
5%である有機樹脂粒子0.3部と、疎水性シリカ微粉
体(BET比表面積150m2/g)0.5部とを混合
して負帯電性磁性トナーとした。
【0338】この磁性トナーを用いて市販の複写機(キ
ヤノン製CLC500)を改造して磁性トナーが使用出
来るようにし、高温高湿下(32.5%(85%)、低
温低湿下(15℃ 10%)及び常温常湿下(23.5
℃ 60%)で10000枚の画出しを行なったとこ
ろ、温度15℃、湿度10%RH下の画像濃度は画像濃
度1.38、温度23.5℃、湿度60%RH下では
1.36、温度32.5℃、湿度80%RH下では画像
濃度1.36と安定しており、スタート時の濃度差やカ
ブリクリーニング不良のない鮮明な画像が得られた。
【0339】実施例11 粒径90mμと620mμそれぞれピークを有し、小粒
径粒子が89%であり大粒径粒子が11%である有機樹
脂粒子を使用する以外は、実施例10と同様にして画出
しを行なったところ温度15℃、湿度10%RH下で画
像濃度1.35、温度23.5℃ 湿度60%RH下で
画像濃度1.34、温度32.5℃ 湿度85%下では
画像濃度1.32と安定な画像濃度が得られ実施例10
と同様な結果が得られた。
【0340】実施例12 モノマー組成をメチルメタクリレート重量65%、n−
ブチルアクリレート35重量%とし、粒径65mμと5
70mμそれぞれピークを有し、小粒径粒子が90%で
あり、大粒径粒子が10%にした有機樹脂粒子を使用す
る以外は実施例10と同様にして画出しを行なったとこ
ろ温度15℃ 湿度10%RH下で画像濃度1.38、
温度23.5℃ 湿度60%RH下で画像濃度1.3
6、温度32.5℃ 湿度85%RH下では画像濃度
1.33の画像濃度が得られ実施例10と同様良好な結
果が得られた。
【0341】比較例11 実施例10で有機樹脂粒子を使用しない以外は、同様に
て行なったところ、スタート時の濃度変動が大きく、ま
た各環境間での画像濃度も不安定となり、さらに600
0枚付近が画像ムラを生じた。
【0342】比較例12 実施例10で使用した有機樹脂粒子と同組成で粒径50
μmにピークを1つもつ、大径粒子を実質的に含まない
樹脂粒子にした以外は、実施例10と同様にして行なっ
たところ7000枚付近より画像ムラを生じ10000
枚終了時にドラム上を観察したところ紙粉中に含まれる
低抵抗の付着物が多数認められた。
【0343】比較例13 実施例10で使用した有機樹脂粒子と同組成で粒径48
mμと1100mμにピークをそれぞれもち、小粒径粒
子60%を含有し、大粒径粒子40%を含有している有
機樹脂粒子を使用する以外は実施例10と同様にして画
出しを行なったところ温度15℃ 湿度10%RH下で
カブリを生じてしまった。
【0344】
【発明の効果】本発明によれば、外添剤として特定な有
機樹脂粒子を使用することにより、各環境下において良
好なトナー画像を長期的に提供できる。すなわち、特定
の有機樹脂粒子を外添剤として加えることによって、種
々の環境での帯電性の安定性に極めて優れた、クリーニ
ング特性に優れたカラー現像剤を提供することができ
る。また、トナーの帯電の立ち上がりが促進され、初期
から非常に安定した帯電特性が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で使用した有機樹脂粒子の粒度分布の一
例を示すグラフ図である。
【図2】本発明の画像形成方法に使用される現像装置の
一具体例を示す概略図である。
【図3】粉体試料の摩擦帯電量を測定するための装置の
概略図を示す。
【図4】結着樹脂またはトナーのガラス転移点を測定す
るための説明図である。
【図5】カーボンブラックの比表面積を測定するための
装置システムの概略図である。
【符号の説明】
1 潜像保持体 2 現像剤担持体 3 ホッパー 4 供給ローラー 5 現像剤塗布ブレード 6 バイアス印加手段 31 吸引機 32 測定容器 33 メッシュ状スクリーン 34 フタ 35 真空計 36 風量調節弁 37 吸引口 38 コンデンサ 39 電位計
フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平2−199254 (32)優先日 平成2年7月30日(1990.7.30) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平2−202449 (32)優先日 平成2年8月1日(1990.8.1) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平2−208122 (32)優先日 平成2年8月8日(1990.8.8) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平2−222567 (32)優先日 平成2年8月27日(1990.8.27) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平2−226693 (32)優先日 平成2年8月30日(1990.8.30) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平3−145992 (32)優先日 平成3年6月18日(1991.6.18) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 藤田 亮一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−160251(JP,A) 特開 平3−166551(JP,A) 特開 平3−77960(JP,A) 特開 昭64−77075(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 9/08 - 9/10

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 着色剤または磁性粉を含有する着色樹脂
    粒子及び外添剤を有する静電荷像現像用トナーにおい
    て、該外添剤は粒度分布において粒径20〜200mμ
    の領域に及び粒径300〜800mμの領域にそれぞれ
    ピークを有し、粒径300〜800mμの領域に存在す
    る大粒径粒子の含有量割合が2〜20重量%である有機
    樹脂粒子を含有することを特徴とする静電荷像現像用ト
    ナー。
  2. 【請求項2】 該外添剤は、粒径20〜200mμの領
    域に存在する小粒径粒子の含有量割合が80〜98重量
    %であり、粒径300〜800mμの領域に存在する大
    粒径粒子の含有量割合が2〜20重量%である有機樹脂
    粒子を含有することを特徴とする請求項1に記載の静電
    荷像現像用トナー。
  3. 【請求項3】 該外添剤は、粒径20〜200mμの領
    域に存在する小粒径粒子の含有量割合が80〜93重量
    %であり、粒径300〜800mμの領域に存在する大
    粒径粒子の含有量割合が7〜20重量%である有機樹脂
    粒子を含有することを特徴とする請求項1に記載の静電
    荷像現像用トナー。
  4. 【請求項4】 着色剤または磁性粉を含有する着色樹脂
    粒子及び外添剤を有するトナーと、キャリアとを有する
    二成分系現像剤において、該外添剤は、粒度分布におい
    て粒径20〜200mμの領域に及び粒径300〜80
    0mμの領域にそれぞれピークを有し、粒径300〜8
    00mμの領域に存在する大粒径粒子の含有量割合が2
    〜20重量%である有機樹脂粒子を含有することを特徴
    とする二成分系現像剤。
  5. 【請求項5】 該外添剤は、粒径20〜200mμの領
    域に存在する小粒径粒子の含有量割合が80〜98重量
    %であり、粒径300〜800mμの領域に存在する大
    粒径粒子の含有量割合が2〜20重量%である有機樹脂
    粒子を含有することを特徴とする請求項4に記載の二成
    分系現像剤。
  6. 【請求項6】 該外添剤は、粒径20〜200mμの領
    域に存在する小粒径粒子の含有量割合が80〜93重量
    %であり、粒径300〜800mμの領域に存在する大
    粒径粒子の含有量割合が7〜20重量%である有機樹脂
    粒子を含有することを特徴とする請求項4に記載の二成
    分系現像剤。
  7. 【請求項7】 キャリアは、重量平均粒径25〜65μ
    mを有することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか
    に記載の二成分系現像剤。
  8. 【請求項8】 現像剤担持体上に塗布ブレードによりト
    ナー層を形成し、 該現像剤担持体と対向する潜像保持体との間に現像領域
    を形成し、 該現像剤担持体と潜像保持体との間にバイアス電圧を印
    加しながら現像剤担持体上のトナーで潜像を現像してト
    ナー像を形成し、 該トナー像を転写材へ転写する画像形成方法であり、該
    トナーは、着色剤を含有する着色樹脂粒子及び外添剤を
    有し、該外添剤は、粒度分布において粒径20〜200
    mμの領域及び粒径300〜800mμの領域にそれぞ
    れピークを有し、粒径300〜800mμの領域に存在
    する大粒径粒子の含有量割合が2〜20重量%である有
    機樹脂粒子を含有することを特徴とする画像形成方法。
  9. 【請求項9】 該外添剤は、粒径20〜200mμの領
    域に存在する小粒径粒子の含有量割合が80〜98重量
    %であり、粒径300〜800mμの領域に存在する大
    粒径粒子の含有量割合が2〜20重量%である有機樹脂
    粒子を含有することを特徴とする請求項8に記載の画像
    形成方法。
  10. 【請求項10】 該外添剤は、粒径20〜200mμの
    領域に存在する小粒径粒子の含有量割合が80〜93重
    量%であり、粒径300〜800mμの領域に存在する
    大粒径粒子の含有量割合が7〜20重量%である有機樹
    脂粒子を含有することを特徴とする請求項8に記載の画
    像形成方法。
  11. 【請求項11】 該トナー像の形成は、現像剤担持体に
    担持されている該トナーとキャリアとを有する二成分系
    現像剤の該トナーで潜像を現像することによって行なわ
    れることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記
    載の画像形成方法。
  12. 【請求項12】 キャリアは、重量平均粒径25〜65
    μmを有することを特徴とする請求項11に記載の画像
    形成方法。
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