JP2001147552A - 画像形成方法と画像形成装置及び静電潜像用現像剤 - Google Patents

画像形成方法と画像形成装置及び静電潜像用現像剤

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JP2001147552A
JP2001147552A JP32962899A JP32962899A JP2001147552A JP 2001147552 A JP2001147552 A JP 2001147552A JP 32962899 A JP32962899 A JP 32962899A JP 32962899 A JP32962899 A JP 32962899A JP 2001147552 A JP2001147552 A JP 2001147552A
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toner
image
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carrier
electrostatic latent
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JP32962899A
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Yoshiaki Kobayashi
義彰 小林
Tomomi Oshiba
知美 大柴
Hiroshi Yamazaki
弘 山崎
Takao Yamanouchi
貴生 山之内
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小粒径トナーを使用し高画質、高画像濃度を
達成し、且つ、トナー飛散による機内汚れや画像欠陥を
起こさない安定な画像形成方法と画像形成装置及び静電
潜像用現像剤を提供する。 【解決手段】 静電潜像形成体上を均一帯電させた後、
画像に応じた露光を行って形成された静電潜像をトナー
とキャリアを含む現像剤により現像し、得られたトナー
画像を画像支持体上に転写後定着する画像形成方法にお
いて、該トナーが少なくとも樹脂粒子を水系媒体中にて
融着させて造られたトナーであり、且つ該キャリアの体
積抵抗が103〜1012Ω・cmである樹脂被覆キャリ
アであることを特徴とする画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成方法と画
像形成装置及びそれに用いる静電潜像用現像剤に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高画質高速な画像形成には、電子
写真等の静電画像形成方式が最も多く使用されている。
【0003】それだけに静電画像形成方式に対する性能
改善要求も多く高い。特にさらなる高速高画質の画像形
成を求める声に応えるには、出来るだけ小粒径化したト
ナーを用いる方法が有利である。又、現像方式としては
トナーとキャリアからなる二成分現像剤が帯電付与の安
定性等をふまえて現像性が安定するために、高画質な画
像を長期に渡って維持することができ、幅広く利用され
ている。
【0004】しかし、トナーが小粒径化するに従って、
トナー自体が保有する隠蔽性が低下し、画像濃度が従来
の通常の粒径を有するトナーと比較して低くなる傾向が
あり、高画質を維持することと相反する問題が生じてい
る。
【0005】このためには帯電量を下げることが一般的
には有効な方法といえるが、帯電量を下げることで、ト
ナー飛散などの問題が発生する。
【0006】又、小粒径トナーは例えば粉砕法等で作ら
れた場合、分級を行っても粒径が極めて小さい、粒径1
μm以下といった微粒子トナーを多く含んでいる。これ
らは取り除くことが困難であり、最初から粒径が均一で
衝撃等にも強い小粒径のトナーを造る必要がある。この
目的かなう小粒径トナーの製造方法として、粉砕法では
なく、いわゆる重合法を用いて一段でトナーを製造する
方法が提案されている。この方法には懸濁重合法や、水
系媒体中で樹脂粒子を融着させて造るトナー等種々の方
法が提案されているが、水系媒体中で樹脂粒子を融着さ
せて造る重合法トナーは得られるトナーの形状が不定形
化することができるために、クリーニング性に優れ、画
像を長期に安定化するためには有利なものである。
【0007】ところが、いずれも上記画像濃度低下の問
題を解決することができず、小粒径化されたトナーで画
像濃度も含めて高画質を長期に渡って維持することがで
きていないのが現状である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決する為になされた。
【0009】即ち、本発明の目的は、小粒径トナーを使
用し高画質、高画像濃度を達成し、且つ、トナー飛散に
よる機内汚れや画像欠陥を起こさない安定な画像形成方
法と画像形成装置及び静電潜像用現像剤を提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、少なくとも樹脂粒子を水系媒体中にて融着さ
せて造られたトナー粒子径や表面形状が均一なトナーを
用い、且つ、キャリアの体積抵抗が通常よりやや小さい
樹脂被覆キャリアを用いることにより、上記問題を解決
できること突き止め、本発明に至った。
【0011】即ち、本発明の目的は下記構成の何れかを
採ることにより達成される。 〔1〕 静電潜像形成体上を均一帯電させた後、画像に
応じた露光を行って形成された静電潜像をトナーとキャ
リアを含む現像剤により現像し、得られたトナー画像を
画像支持体上に転写後定着する画像形成方法において、
該トナーが少なくとも樹脂粒子を水系媒体中にて融着さ
せて造られたトナーであり、且つ該キャリアの体積抵抗
が103〜1012Ω・cmである樹脂被覆キャリアであ
ることを特徴とする画像形成方法。
【0012】〔2〕 静電潜像形成体上を均一帯電させ
る手段、画像に応じた露光を行って形成された静電潜像
を形成する手段、トナーとキャリアとを含む現像剤によ
り現像する手段、得られたトナー画像を画像支持体上に
転写する手段及びそのトナー像を定着する手段を有する
画像形成装置において、該トナーが少なくとも樹脂粒子
を水系媒体中にて融着させて造られたトナーであり、且
つ該キャリアの体積抵抗が103〜1012Ω・cmであ
る樹脂被覆キャリアであることを特徴とする画像形成装
置。
【0013】〔3〕 静電潜像形成体上を均一帯電させ
た後、画像に応じた露光を行って形成された静電潜像を
トナーとキャリアとを含む現像剤により現像し、得られ
たトナー画像を画像支持体上に転写後定着する画像形成
方法に用いられる静電潜像用現像剤において、該トナー
が少なくとも樹脂粒子を水系媒体中にて融着させて造ら
れたものであり、且つ該キャリアが体積抵抗が103
1012Ω・cmの抵抗を有する樹脂被覆キャリアである
ことを特徴とする静電潜像用現像剤。
【0014】〔4〕 前記トナーの体積平均粒径が3〜
9μmであり、該トナーの下記式で示される形状係数が
1.3〜2.2の範囲内にあり、且つ形状係数が1.5
〜2.0の範囲内にあるトナー粒子が80個数%以上で
あることを特徴とする〔1〕記載の画像形成方法。 形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積。
【0015】〔5〕 前記トナーの体積平均粒径が3〜
9μmであり、該トナーの下記式で示される形状係数が
1.3〜2.2の範囲内にあり、且つ形状係数が1.5
〜2.0の範囲内にあるトナー粒子が80個数%以上で
あることを特徴とする〔2〕記載の画像形成装置。 形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積。
【0016】〔6〕 前記トナーの体積平均粒径が3〜
9μmであり、該トナーの下記式で示される形状係数が
1.3〜2.2の範囲内にあり、且つ形状係数が1.5
〜2.0の範囲内にあるトナー粒子が80個数%以上で
あることを特徴とする〔3〕記載の静電潜像用現像剤。 形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積。
【0017】〔7〕 静電潜像形成体上を均一帯電させ
た後、画像に応じた露光を行って形成された静電潜像を
トナーとキャリアを含む現像剤により現像し、得られた
トナー画像を画像支持体上に転写後定着する画像形成方
法において、該トナーが少なくとも樹脂粒子を水系媒体
中にて融着させて造られたトナーであり、且つ該キャリ
アの体積抵抗が103〜1012Ω・cmである樹脂被覆
キャリアであり、現像領域にて現像剤層を静電潜像形成
体に接触させてなり、さらに現像領域に振動電界を作用
させ現像することを特徴とする画像形成方法。
【0018】〔8〕 静電潜像形成体上を均一帯電させ
た後、画像に応じた露光を行って形成された静電潜像を
トナーとキャリアを含む現像剤により現像し、得られた
トナー画像を画像支持体上に転写後定着する画像形成装
置において、該トナーが少なくとも樹脂粒子を水系媒体
中にて融着させて造られたトナーであり、且つ該キャリ
アの体積抵抗が103〜1012Ω・cmである樹脂被覆
キャリアであり、現像領域にて現像剤層を静電潜像形成
体に非接触にさせてなり、さらに現像領域に振動電界を
作用させ現像することを特徴とする画像形成装置。
【0019】小粒径トナーとして樹脂粒子を水系媒体中
で融着させてなるトナーを使用し、その現像性自体を向
上するために種々の方策を検討した結果、特定の抵抗を
有するキャリアを使用することで本発明を完成すること
ができることを見いだしたのである。
【0020】即ち、キャリアの体積抵抗が103〜10
12Ω・cmである樹脂被覆キャリアを使用することによ
り本発明を完成することができたものである。一般的に
低抵抗化することで現像性自体は改善するが、単に低抵
抗化するのみでは現像性自体は向上するものの、高画質
の観点でのドットの再現性が低下し、On−Off化さ
れた画像となりやすく、高画質な画像を形成することが
困難になってくる。本発明では抵抗を特定の範囲中とす
ることで、高画質と高現像性の両立ができることを見出
したものである。
【0021】又、トナーとしては樹脂粒子を水系媒体で
融着させてなるトナーがよい。これは、単なる懸濁重合
法で調製されたトナーと異なり、微細な凹凸をトナー表
面に形成することができ、帯電サイトを表面に均一に形
成することができるため、帯電性の均一化が図れ、現像
時の逆極性トナーの発生などの画質劣化の要因となるト
ナーの帯電性の広がりを抑制することができ、結果とし
て帯電性のシャープな現像剤を形成することができるた
め、より高画質な画像を形成することができるものであ
る。
【0022】
【発明の実施の形態】次に本発明に用いられる素材、要
件、装置等につきさらに説明する。 (キャリアの構成)キャリアの磁性粒子として、鉄、フ
ェライト、マグネタイト等の金属及び合金等の従来から
公知の材料を用いることが出来る。
【0023】上記磁性粒子は、その体積平均粒径として
は15〜100μm、より好ましくは25〜80μmの
ものがよい。
【0024】キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的
には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置
「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMP
ATEC)社製)により測定することができる。
【0025】本発明で使用されるキャリアの磁性粒子と
しては、好ましくはマグネタイトや各種フェライトであ
る。フェライトとしては銅、亜鉛、ニッケル、マンガン
等の重金属を含有するフェライトやアルカリ金属及び/
又はアルカリ土類を含有する軽金属フェライトが好まし
い。特に好ましくはアルカリ金属及び/又はアルカリ土
類を含有する軽金属フェライトである。
【0026】この組成としては、Li、Na等のアルカ
リ金属及び/又はMg、Ca、Sr、Baのアルカリ土
類を含有するものであり、具体的には下記組成を有する
ものである。
【0027】(M2O)x(Fe231-xあるいは(M
O)x(Fe231-xさらに、このM2O及び/又はF
23の一部をアルカリ土類金属酸化物で置換したもの
であってもよい。Mとしては前述のLi、Na等のアル
カリ金属及び/又はMg、Ca、Sr、Baのアルカリ
土類を示す。
【0028】また、xとしては30mol%以下、好ま
しくは25mol%以下であり、さらに置換されるアル
カリ土類及び/又はアルカリ金属酸化物は1〜30mo
l%が好ましい。さらに好ましくは3〜25mol%で
ある。この場合、その他の金属を含有してもよく、この
その他の金属としては、Mn、Ni等をあげることがで
きる。
【0029】被覆用の樹脂組成としては、特に限定は無
いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ス
チレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル
系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。
【0030】本発明に好ましく使用できるのはシリコー
ン樹脂であり、特に好ましくは下記のごときものであ
る。
【0031】
【化1】
【0032】本発明に係るシリコーン樹脂は、一般式
(1)、(2)で表されるセグメントの集合体であり、
5〜R8はそれぞれメチル基、エチル基、フェニル基、
ビニル基から選ばれる炭化水素基を表す。接着性及び硬
度の観点よリメチル基のものが特に好ましい。またアル
キッド変成、アクリル変成、ポリエステル変成、フェノ
ール変成、メラミン変成、ウレタン変成等の変成タイプ
を使用しても良い。
【0033】一般式(1)、(2)で表されるセグメン
トの比は(1)/(2)=0/100〜70/30が好
ましく、より好ましいのは0/100〜50/50であ
る。(1)/(2)>70/30の場合、直鎖成分が多
いために硬度が低下し、十分な耐久性が得られないこと
もある。
【0034】シリコーン樹脂に他の添加物を添加しても
良い。例えば架橋剤としては、一般に知られている脱ア
ルコール型、脱酢酸型、脱オキシム型、脱アミド型、脱
アミノキシ型、脱アセトン型等の低分子シラン化合物を
使用することができる。
【0035】硬化触媒として、Zn,Sn,Fe,P
b,Co,Ni,Al,Zrなどの金属石鹸、キレート
化合物、蟻酸、酢酸などの有機酸、アミン等の塩基を使
用することができる。荷電制御剤としアミノシランカッ
プリング剤を添加しても良い。
【0036】これらの添加物の添加量はシリコーン樹脂
固形分100質量部に対して0.01〜30質量部であ
ることが好ましい。
【0037】コーティングするために用いられる溶剤
は、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトンなどである。
【0038】樹脂被覆キャリア中の樹脂被覆量としては
キャリアコア(磁性粒子)に対して0.01〜10質量
%であり、より好ましくは0.1〜5質量%である。シ
リコーン樹脂被覆量が0.01質量%未満の場合、コア
表面に均一な被覆層が形成できない可能性がある。一
方、10質量%を越える場合は、キャリア粒子同士の造
粒が生じ、流動性が著しく低下し、トナーとの混合性能
が落ちる可能性がある。
【0039】キャリアコアにコーティング層を形成する
方法としては、シリコーン樹脂を溶剤に溶解させた後、
浸漬法、スプレードライ法等により表面に塗布し、乾燥
により溶剤を除去する。その後焼き付けを行う場合に
は、焼き付け温度としては、150〜300℃程度であ
り、多くの場合好ましくは170〜280℃である。焼
き付け温度が150℃未満の場合、シリコーン樹脂の架
橋反応が十分進行せず、硬度が不十分になることもあ
る。一方、300℃を越える場合、シリコーン樹脂の一
部が分解し、均一な樹脂被覆層が得られないこともあ
る。
【0040】キャリアの抵抗を調整するためには、キャ
リアコア自体の抵抗を調整することとともに、表面の樹
脂被覆層の厚みや組成を調整する方法がある。例えば、
キャリアコア自体の抵抗に関しては抵抗が10Ω・cm
以上とすることが好ましい。この理由としては、キャリ
アの被覆樹脂層の構成にもよるが、均一な被覆が形成さ
れない場合に、抵抗がさがり、本発明のキャリアを形成
することができなくなる場合がある。また、樹脂被覆層
としてはその膜厚が0.1μm未満とすると抵抗が低く
なり、本発明のキャリアを調製することができないこと
がある。
【0041】その被覆樹脂層の厚み及びキャリアコアの
抵抗を調整することで本発明のキャリアを得ることがで
きる。具体的には、被覆層の厚みを部分的に不均一化す
ることで抵抗を調整することができる。被覆層を不均一
化する方法としては、被覆する際の樹脂濃度を低くし、
キャリアコアの表面をまんべんなく被覆することではな
く、コアの形態に従ってキャリアの被覆層を形成させ、
結果として凸部の被覆を薄くし、凹部の厚みを厚くする
ことで抵抗を調整することができる。さらには、被覆し
た後に機械的な処理を施し、表面の被覆層を局部的に研
磨することで調整することもできる。
【0042】なお、キャリアの抵抗の測定方法として
は、25℃/50%RH環境下にて12時間放置したキ
ャリアを使用し、平行電極の間にキャリアを充填し、そ
の高さ(Hcm)を測定する。ついで、一定の荷重(3
9.2kPa)を付与した状態でその間に1000Vの
直流電圧を印加し、30秒後の電流値(IA)を測定す
ることで下記算出式より抵抗を算出する。なお、測定環
境は25℃、50%RHである。 抵抗(Ω・cm)=1000/(I×H) (トナーの構成)本発明に使用されるトナーは樹脂粒子
を水系媒体中に於いて融着させたトナーである。
【0043】本発明に使用されるトナーは、着色剤を含
有した樹脂粒子を水系媒体中で融着させて製造してもよ
いが、着色剤を内包した樹脂粒子を調製する際の重合安
定能の問題、及びトナー生産に於ける安定化の観点か
ら、樹脂粒子と着色剤粒子さらには離型剤粒子を水系媒
体中において融着させたトナーがより好ましい。該トナ
ーはトナー製造時から表面に凹凸がある形状を有してお
り、さらに、水系媒体中で融着するため、粒子間の形状
や表面性に差がでることも少なく、結果として帯電量分
布もシャープであり、トナー飛散の少ない解像性の優れ
た仕上がり画像をえることができる。又、これが本発明
の効果に大きく寄与しているであろうことは先に記載し
た通りである。
【0044】水系媒体中で融着させる方法として、例え
ば特開昭63−186253号公報、同63−2827
49号公報、特開平7−146583号公報等に記載さ
れている方法や、樹脂粒子を塩析/融着させて形成する
方法等をあげることができる。
【0045】本発明のトナーの製造に用いる樹脂粒子は
質量平均粒径50〜2000nmが好ましく、これらの
樹脂粒子は乳化重合、懸濁重合、シード重合等のいずれ
の造粒重合法によっても良いが、本発明に最も好ましく
用いられるのは乳化重合法である。
【0046】以下、樹脂粒子の材料及び製造方法の例に
ついて記述する。 《材料》 〔単量体〕重合性単量体としては、ラジカル重合性単量
体を必須の構成成分とし、必要に応じて架橋剤を使用す
ることができる。また、以下の酸性基を有するラジカル
重合性単量体または塩基性基を有するラジカル重合性単
量体を少なくとも1種類含有させることが好ましい。
【0047】(1)ラジカル重合性単量体 ラジカル重合性単量体成分としては、特に限定されるも
のではなく従来公知のラジカル重合性単量体を用いるこ
とができる。また、要求される特性を満たすように、1
種または2種以上のものを組み合わせて用いることがで
きる。
【0048】具体的には、芳香族系ビニル単量体、(メ
タ)アクリル酸エステル系単量体、ビニルエステル系単
量体、ビニルエーテル系単量体、モノオレフィン系単量
体、ジオレフィン系単量体、ハロゲン化オレフィン系単
量体等を用いることができる。
【0049】芳香族系ビニル単量体としては、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−メトキシスチレン、p−フェ
ニルスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレ
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、2,4−ジメチル
スチレン、3,4−ジクロロスチレン等のスチレン系単
量体およびその誘導体が挙げられる。
【0050】(メタ)アクリル酸エステル系単量体とし
ては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸
シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタ
クリル酸ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、
β−ヒドロキシアクリル酸エチル、γ−アミノアクリル
酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、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
ル等が挙げられる。
【0051】ビニルエステル系単量体としては、酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等が挙げ
られる。
【0052】ビニルエーテル系単量体としては、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、ビニルフェニルエーテル等が挙げられ
る。
【0053】モノオレフィン系単量体としては、エチレ
ン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペン
テン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。
【0054】ジオレフィン系単量体としては、ブタジエ
ン、イソプレン、クロロプレン等が挙げられる。
【0055】ハロゲン化オレフィン系単量体としては、
塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等が挙げられ
る。
【0056】(2)架橋剤 架橋剤としては、トナーの特性を改良するためにラジカ
ル重合性架橋剤を添加しても良い。ラジカル重合性架橋
剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、
ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレー
ト、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレ
ングリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリル等の
不飽和結合を2個以上有するものが挙げられる。
【0057】(3)酸性基を有するラジカル重合性単量
体または塩基性基を有するラジカル重合性単量体 酸性基を有するラジカル重合性単量体または塩基性基を
有するラジカル重合性単量体としては、例えば、カルボ
キシル基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、第1級
アミン、第2級アミン、第3級アミン、第4級アンモニ
ウム塩等のアミン系の化合物を用いることができる。
【0058】酸性基を有するラジカル重合性単量体とし
ては、カルボン酸基含有単量体として、アクリル酸、メ
タクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、ケ
イ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モ
ノオクチルエステル等が挙げられる。
【0059】スルホン酸基含有単量体としては、スチレ
ンスルホン酸、アリルスルホコハク酸、アリルスルホコ
ハク酸オクチル等が挙げられる。
【0060】これらは、ナトリウムやカリウム等のアル
カリ金属塩あるいはカルシウムなどのアルカリ土類金属
塩の構造であってもよい。
【0061】塩基性基を有するラジカル重合性単量体と
しては、アミン系の化合物があげられ、ジメチルアミノ
エチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルア
ミノエチルメタクリレート、および上記4化合物の4級
アンモニウム塩、3−ジメチルアミノフェニルアクリレ
ート、2−ヒドロキシ−3−メタクリルオキシプロピル
トリメチルアンモニウム塩、アクリルアミド、N−ブチ
ルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、
ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−ブ
チルメタクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミ
ド、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルN−メ
チルピリジニウムクロリド、ビニルN−エチルピリジニ
ウムクロリド、N,N−ジアリルメチルアンモニウムク
ロリド、N,N−ジアリルエチルアンモニウムクロリド
等を挙げることができる。
【0062】本発明に用いられるラジカル重合性単量体
としては、酸性基を有するラジカル重合性単量体または
塩基性基を有するラジカル重合性単量体が単量体全体の
0.1〜15質量%使用することが好ましく、ラジカル
重合性架橋剤はその特性にもよるが、全ラジカル重合性
単量体に対して0.1〜10質量%の範囲で使用するこ
とが好ましい。
【0063】〔連鎖移動剤〕分子量を調整することを目
的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いること
が可能である。
【0064】連鎖移動剤としては、特に限定されるもの
ではなく例えばオクチルメルカプタン、ドデシルメルカ
プタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプ
タン、およびスチレンダイマー等が使用される。
【0065】〔重合開始剤〕本発明に用いられるラジカ
ル重合開始剤は水溶性であれば適宜使用が可能である。
例えば過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム
等)、アゾ系化合物(4,4′−アゾビス4−シアノ吉
草酸及びその塩、2,2′−アゾビス(2−アミジノプ
ロパン)塩等)、パーオキシド化合物等が挙げられる。
【0066】更に上記ラジカル性重合開始剤は、必要に
応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とするこ
とが可能である。レドックス系開始剤を用いることで、
重合活性が上昇し重合温度の低下が図れ、更に重合時間
の短縮が期待できる。
【0067】重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生
成温度以上であればどの温度を選択しても良いが例えば
50℃から90℃の範囲が用いられる。但し、常温開始
の重合開始剤、例えば過酸化水素−還元剤(アスコルビ
ン酸等)の組み合わせを用いることで、室温またはそれ
以上の温度で重合することも可能である。 〔界面活性剤〕前述のラジカル重合性単量体を使用して
乳化重合を行うためには、界面活性剤を使用して乳化重
合を行う必要がある。この際に使用することのできる界
面活性剤としては特に限定されるものでは無いが、下記
のイオン性界面活性剤を好適なものの例として挙げるこ
とができる。
【0068】イオン性界面活性剤としては、スルホン酸
塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリール
アルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−
ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−ア
ミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オ
ルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、
2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−
4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン
酸ナトリウム等)、硫酸エステル塩(ドデシル硫酸ナト
リウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫
酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等)、脂肪酸塩
(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプ
リン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸
ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシ
ウム等)が挙げられる。
【0069】又、ノニオン性界面活性剤も使用すること
ができる。具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリ
プロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポ
リエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリ
コールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノール
ポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレング
リコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキ
サイドのエステル、ソルビタンエステル等をあげること
ができる。
【0070】本発明において、これらは、主に乳化重合
時の乳化剤として使用されるが、他の工程または使用目
的で使用してもよい。
【0071】〔着色剤〕着色剤としては無機顔料、有機
顔料を挙げることができる。
【0072】無機顔料としては、従来公知のものを用い
ることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。
【0073】黒色の顔料としては、例えば、ファーネス
ブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、
サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラッ
ク、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いら
れる。
【0074】これらの無機顔料は所望に応じて単独また
は複数を選択併用することが可能である。また顔料の添
加量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましく
は3〜15質量%が選択される。
【0075】有機顔料としても従来公知のものを用いる
ことができる。具体的な有機顔料を以下に例示する。
【0076】マゼンタまたはレッド用の顔料としては、
C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッ
ド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメン
トレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピ
グメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、
C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメン
トレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:
1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメ
ントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、
C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメント
レッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.
I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッ
ド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げら
れる。
【0077】オレンジまたはイエロー用の顔料として
は、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメ
ントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、
C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメント
イエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.
I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエ
ロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.
ピグメントイエロー138等が挙げられる。
【0078】グリーンまたはシアン用の顔料としては、
C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブ
ルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、
C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブ
ルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられ
る。
【0079】これらの有機顔料は所望に応じて単独また
は複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加
量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは
3〜15質量%が選択される。
【0080】着色剤は表面改質して使用することもでき
る。その表面改質剤としては、従来公知のものを使用す
ることができ、具体的にはシランカップリング剤、チタ
ンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等を好
ましく用いることができる。
【0081】《製造工程》本発明の重合トナーの製造工
程は、乳化重合を行い樹脂粒子を調製する重合工程、前
記樹脂粒子分散液を用いて水系媒体中で樹脂粒子を融着
させる工程、得られた粒子を水系媒体中より濾過し界面
活性剤などを除去する洗浄工程、得られた粒子を乾燥さ
せる工程、さらに乾燥させて得られた粒子に外添剤など
を添加する外添剤添加工程などから構成される。ここで
樹脂粒子としては着色された粒子であってもよい。ま
た、非着色粒子を樹脂粒子として使用することもでき
る、この場合には、樹脂粒子の分散液に着色剤粒子分散
液などを添加した後に水系媒体中で融着させることで着
色粒子とすることができる。
【0082】特に、融着の方法としては、重合工程によ
って生成された樹脂粒子を用いて塩析し、融着する方法
が好ましい。また、非着色の樹脂粒子を使用した場合に
は、樹脂粒子と着色剤粒子を水系媒体中で塩析し、融着
させることができる。
【0083】また、着色剤や離型剤に限らず、トナーの
構成要素である荷電制御剤等も本工程で粒子として添加
することができる。
【0084】尚、ここで水系媒体とは主成分として水か
らなるもので、水の含有量が50質量%以上であるもの
を示す。水以外のものとしては、水に溶解する有機溶媒
を挙げることができ、例えば、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチル
エチルケトン、テトラヒドロフランなどをあげることが
できる。好ましくは樹脂を溶解しない有機溶媒である、
メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノー
ルのようなアルコール系有機溶媒が特に好ましい。
【0085】着色剤自体は表面改質して使用してもよ
い。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散し、
その中に表面改質剤を添加した後昇温し反応を行う。反
応終了後、ろ過し同一の溶媒で洗浄ろ過を繰り返し乾燥
させ表面改質剤で処理された顔料を得る。
【0086】着色剤粒子は着色剤を水系媒体中に分散し
て調製される方法がある。この分散は、水中で界面活性
剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行
われる。
【0087】顔料分散時の分散機は特に限定されない
が、好ましくは超音波分散機、機械的ホモジナイザー、
マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散
機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモン
ドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。
【0088】ここで使用される界面活性剤は、前述の界
面活性剤を使用することができる。塩析/融着を行う工
程は、樹脂粒子及び着色剤粒子とが存在している水中に
アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等からなる塩析剤
を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、ついで樹脂
粒子のガラス転移点以上に加熱することで塩析を進行さ
せると同時に融着を行う工程である。この工程では、水
に無限溶解する有機溶媒を添加し、樹脂粒子のガラス転
移温度を実質的に下げることで融着を効果的に行う手法
を使用してもよい。
【0089】ここで、塩析剤であるアルカリ金属塩及び
アルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウ
ム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類
金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナ
トリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げ
られる。また塩を構成するものとしては、塩素塩、臭素
塩、沃素塩、炭酸塩、硫酸塩等が挙げられる。
【0090】さらに、前記水に無限溶解する有機溶媒と
しては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、
2−プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、
アセトン等があげられるが、炭素数が3以下のメタノー
ル、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール
のアルコールが好ましく、特に、2−プロパノールが好
ましい。
【0091】本発明の融着を塩析/融着で行う場合、塩
析剤を添加した後に放置する時間をできるだけ短くする
ことが好ましい。この理由として明確では無いが、塩析
した後の放置時間によって、粒子の凝集状態が変動し、
粒径分布が不安定になったり、融着させたトナーの表面
性が変動したりする問題が発生する。また、塩析剤を添
加する温度としては少なくとも樹脂粒子のガラス転移温
度以下であることが必要である。この理由としては、塩
析剤を添加する温度が樹脂粒子のガラス転移温度以上で
あると樹脂粒子の塩析/融着は速やかに進行するもの
の、粒径の制御を行うことができず、大粒径の粒子が発
生したりする問題が発生する。この添加温度の範囲とし
ては樹脂のガラス転移温度以下であればよいが、一般的
には5〜55℃、好ましくは10〜45℃である。
【0092】又、本発明では、塩析剤を樹脂粒子のガラ
ス転移温度以下で加え、その後にできるだけ速やかに昇
温し、樹脂粒子のガラス転移温度以上に加熱する方法を
使用することが好ましい。この昇温までの時間としては
30分未満、好ましくは10分未満である。さらに、昇
温を速やかに行う必要があるが、昇温速度としては、1
℃/分以上が好ましい。上限としては特に明確では無い
が、急速な塩析/融着の進行により粗大粒子の発生を抑
制する観点で、15℃/分以下が好ましい。
【0093】ここで、本発明の融着されて得られたトナ
ーの粒径は、体積平均粒径で3〜9μmが好ましい。こ
れらのトナーの体積平均粒径は、コールターカウンター
TA−II、コールターマルチサイザー、SLAD110
0(島津製作所社製レーザー回折式粒径測定装置)等を
用いて測定することができる。コールターカウンターT
A−II及びコールターマルチサイザーではアパーチャー
径=100μmのアパーチャーを用いて2.0〜40μ
mの範囲における粒径分布を用いて測定されたものを示
す。
【0094】さらに、トナーとしては、3.0μm以下
の微粉トナー量が個数分布で全体の20個数%以下、さ
らに好ましくは2.0μm以下の微粉トナー量が10個
数%以下であるのがよい。この微粉トナー量は大塚電子
社製の電気泳動光散乱光度計ELS−800を用いて測
定することができる。この範囲に粒径分布を調整するた
めには、塩析/融着段階での温度制御を狭くすることが
よい。具体的にはできるだけすばやく昇温することであ
り、昇温温度を早くすることである。この条件として
は、昇温までの時間としては30分未満、好ましくは1
0分未満、さらに、昇温速度としては、1〜15℃/分
が好ましい。
【0095】又、融着によって得られたトナーの形状
は、下記式で示される形状係数が1.3〜2.2の範囲
内にあり、且つ形状係数が1.5〜2.0の範囲にある
トナー粒子が80個数%以上であることが好ましい。 形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積 この形状係数は、走査型電子顕微鏡により500倍にト
ナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基
づいて「SCANNING IMAGE ANALYS
ER」(日本電子社製)を使用して写真画像の解析を行
う。この際、500個のトナー粒子を使用して本発明の
形状係数を上記算出式にて測定するものである。
【0096】形状係数の算術平均値が1.3〜2.2の
場合には、不定形化の度合いが高くなく、表面に存在す
る微細な凹凸が過度に存在することがないため、帯電付
与能が適度な大きさとなるため、帯電性の均一化を図る
ことができるため、好ましい。
【0097】さらに形状係数が1.5〜2.0の範囲に
あるトナー粒子が80個数%以上とすることで、形状の
分布を均一にすることができるため、より球形化された
トナーやより不定形化されたトナーの存在量を少なくす
ることができることから、前述の問題点を長期に亘って
抑制することができる。
【0098】トナーは、着色剤、離型剤以外にトナー用
材料として種々の機能を付与することのできる材料を加
えてもよい。具体的には荷電制御剤等が挙げられる。こ
れらの成分は樹脂粒子を乳化重合する段階でその分散液
を添加する方法、前述の塩析/融着段階で樹脂粒子と着
色剤粒子と同時に添加し、トナー中に包含する方法、樹
脂粒子自体に添加する方法等種々の方法で添加すること
ができる。好ましい方法としては、前述の樹脂粒子を乳
化重合する段階で荷電制御剤粒子及び/又は離型剤粒子
を分散液の状態で添加する方法及び前述の塩析/融着工
程で樹脂粒子及び着色剤粒子と同時に荷電制御剤粒子及
び/又は離型剤粒子を分散液の状態で添加し、塩析/融
着させる方法が挙げられる。
【0099】尚、離型剤としては、種々の公知のもの
で、且つ水中に分散することができるものを使用するこ
とが好ましい。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチ
レン等のオレフィン系ワックスや、これらの変性物、カ
ルナウバワックスやライスワックス等の天然ワックス、
脂肪酸ビスアミドなどのアミド系ワックスなどをあげる
ことができる。これらは離型剤粒子として加えられ、樹
脂や着色剤と共に塩析/融着させることが好ましいこと
はすでに述べた。
【0100】荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、
且つ水中に分散することができるものを使用することが
できる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸ま
たは高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4
級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸
金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。
【0101】〈外添剤〉本発明のトナーには、流動性、
帯電性の改良およびクリーニング性の向上などの目的
で、いわゆる外添剤を添加して使用することができる。
これら外添剤としては特に限定されるものでは無く、種
々の無機微粒子、有機微粒子及び滑剤を使用することが
できる。
【0102】無機微粒子としては、従来公知のものを使
用することができる。具体的には、シリカ、チタン、ア
ルミナ微粒子等が好ましく用いることができる。これら
無機微粒子としては疎水性のものが好ましい。具体的に
は、シリカ微粒子として、例えば日本アエロジル社製の
市販品R−805、R−976、R−974、R−97
2、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−
2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−
720、TS−530、TS−610、H−5、MS−
5等が挙げられる。
【0103】チタン微粒子としては、例えば、日本アエ
ロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社
製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−5
00BS、MT−600、MT−600SS、JA−
1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−
500、TAF−130、TAF−510、TAF−5
10T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、
IT−OB、IT−OC等が挙げられる。
【0104】アルミナ微粒子としては、例えば、日本ア
エロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産
業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。
【0105】又、有機微粒子としては数平均一次粒子径
が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用す
ることができる。このものとしては、スチレンやメチル
メタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を
使用することができる。
【0106】滑剤には、例えばステアリン酸の亜鉛、ア
ルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オ
レイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の
塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウ
ム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシ
ノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の
金属塩が挙げられる。
【0107】これら外添剤の添加量は、トナーに対して
0.1〜5質量%が好ましい。外添剤の添加工程は、そ
の方法に特に限定はない。
【0108】外添剤を添加するために使用される装置と
しては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、
ナウターミキサー、V型混合機などの種々の公知の混合
装置を挙げることができる。
【0109】〈画像形成方法及び画像形成装置〉次に、
本発明の画像形成方法又は装置について説明する。
【0110】図1において、本発明の一実施態様例を示
した画像形成装置の概略構成図を示す。4は静電潜像形
成体である感光体であり、アルミニウム製のドラム基体
の外周面に感光体層である有機光導電体(OPC)を形
成してなるもので、矢印方向に所定の速度で回転する。
本実施態様例において、感光体4は外径60mmであ
る。
【0111】尚、本発明の静電潜像形成体とは、代表的
には上記の如く電子写真感光体である。しかし、感光体
に限らず静電潜像を形成するものであればよい。
【0112】図1において、図示しない原稿読み取り装
置にて読み取った情報に基づき、半導体レーザ光源1か
ら露光光が発せられる。これをポリゴンミラー2によ
り、図1の紙面と垂直方向に振り分け、画像の歪みを補
正するfθレンズ3を介して、感光体面上に照射され静
電潜像を作る。感光体は、あらかじめ帯電器5により一
様帯電され、像露光のタイミングにあわせて時計方向に
回転を開始している。
【0113】感光体面上の静電潜像は、現像器6により
現像され、形成された現像像はタイミングを合わせて搬
送されてきた画像支持体8に転写器7の作用により転写
される。さらに感光体4と画像支持体8は分離器(分離
極)9により分離されるが、トナー現像像は画像支持体
8に転写担持されて、定着器10へと導かれ定着され
る。
【0114】感光体面に残留した未転写のトナー等は、
クリーニングブレード方式のクリーニング器11にて清
掃され、帯電前露光(PCL)12にて残留電荷を除
き、次の画像形成のため再び帯電器5により、一様帯電
される。
【0115】尚、画像支持体は代表的には普通紙である
が、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に限定
されず、OHP用のPETベース等も無論含まれる。
【0116】又、クリーニングブレード13は、厚さ1
〜30mm程度のゴム状弾性体を用い、材質としてはウ
レタンゴムが最もよく用いられる。
【0117】前述の走査光学系から照射されるビーム
は、裾が左右に広がった正規分布状に近似した丸状や楕
円状の輝度分布となり、例えばレーザビームの場合、通
常、感光体上で主走査方向あるいは副走査方向の一方あ
るいは両者が20〜100μmという極めて小さい円状
あるいは楕円状である。
【0118】本発明に用いられる現像方式としては、現
像スリーブと静電潜像形成体(感光体)の間隔が現像層
の厚さより広い、いわゆる非接触現像でも、より狭い一
般的に用いられている接触現像でも特に限定無く用いる
ことが出来る。また、何れの場合にも現像領域に振動電
界をかけても良い。
【0119】図2は、この発明の現像方法を実施するの
に用いた現像器6の一例を示した断面図である。
【0120】この図2に示す現像器6においては、その
内部にトナーTとキャリアとを含む現像剤を収容させて
おり、この現像剤を搬送させる現像スリーブ(現像剤搬
送部材)21として、複数の磁極N1、S1、N2、S2
3を有するマグネットローラ21aが内周側に設けら
れた円筒状の現像スリーブ21を用い、この現像スリー
ブ21を現像領域において感光体4と適当な間隔Dsd
を介して対向するようにして、回転可能に配置させてい
る。そして、この現像スリーブ21を感光体4とは逆方
向、すなわち現像スリーブ21と感光体4とが対向する
現像領域では現像スリーブ21と感光体4とが同方向に
移動するように回転させ、この現像スリーブ21の回転
に伴って現像器6内に収容された現像剤20を、上記の
マグネットローラ21aによる磁力作用により磁気ブラ
シの状態で感光体側に搬送させるようにしている。
【0121】又、上記の現像スリーブ21には現像バイ
アス電源22を接続させており、この現像バイアス電源
22から交流電圧或いは交流電圧に直流電圧を重畳させ
た現像バイアス電圧を印加させて、現像領域に振動電界
を作用させるようにしている。振動電界としては、現像
スリーブと感光体との間隙Dsdと交流電圧のピーク−
ピーク値(Vp−p)との関係が、 3kV/mm≦(Vp−p/Dsd)≦5kV/mm であることが好ましい。
【0122】また、上記の現像スリーブ21と感光体4
とが対向する現像領域よりも現像剤の搬送方向上流側
で、前記のマグネットローラ21aの磁極N1と対向す
る位置には、現像スリーブ21と所要間隔を介して磁性
ブレード23を設け、この磁性ブレード23によって現
像スリーブ21上における現像剤の量を規制するように
している。
【0123】この現像器6においては、その上部にトナ
ーTを収容させたトナー収容部24を設けており、現像
スリーブ21から現像剤中におけるトナーTを感光体4
に供給して現像を行った結果、現像器6内における現像
剤中のトナー濃度が低下した場合には、このトナー収容
部24の下に設けられたトナー補給ローラ25を回転さ
せて、トナー収容部24内に収容されたトナーTを現像
器6内に補給させるようにしている。
【0124】そして、このように現像スリーブ21によ
る現像剤の搬送量を調整した後、この現像剤を現像スリ
ーブ21によって感光体4と対向する現像領域に導き、
上記の現像バイアス電源22からバイアス電圧を印加さ
せて、この現像領域に振動電界を作用させ、現像スリー
ブ21によって搬送されてきた現像剤中におけるトナー
Tを現像スリーブ21から感光体4の潜像部分に供給し
て現像を行うようにした。
【0125】又、上記画像形成装置は、感光体4と、帯
電器5、現像器6、クリーニング器11あるいは転写器
7等の少なくとも一つを含むプロセスカートリッジを搭
載する形態にすることもできる。
【0126】本発明の画像形成装置に搭載するためのプ
ロセスカートリッジの例を、図3に断面図(a)、斜視
図(b)として示した。このプロセスカートリッジ15
は、画像形成装置の側面、即ち画像支持体の搬送される
方向と直角方向からガイドレール等により装置内に装填
される。
【0127】図3から明らかなごとく、本例ではプロセ
スカートリッジ15内に、感光体4を中心に帯電器5、
現像器6、クリーニング器11、PCL12が収納され
一つのユニットとしてプロセスカートリッジを形成して
いる。このようなプロセスカートリッジの形態をとるこ
とは、本発明の一つの好ましい実施態様といえる。
【0128】本発明において使用する定着器10は、熱
ローラー方式をはじめ各種のものを用いることが出来
る。また、必要に応じてクリーニング機構を付与しても
よい。この場合には、シリコーンオイルを定着器のロー
ラーに供給する方式として、シリコーンオイルを含浸し
たパッド、ローラー、ウェッブ等で供給し、クリーニン
グする方法が使用できる。
【0129】シリコーンオイルとしては耐熱性の高いも
のが使用され、ポリジメチルシリコーン、ポリフェニル
メチルシリコーン、ポリジフェニルシリコーン等が使用
される。粘度の低いものは使用時に流出量が大きくなる
ことから、20℃における粘度が1〜100Pa・sの
ものが好適に使用される。シリコーンオイルの塗布量
は、0.1〜10μg/cm2が好ましい。
【0130】
【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。なお、文中
「部」とは「質量部」を表す。
【0131】着色粒子1の製造 n−ドデシル硫酸ナトリウム0.90kgと純水10.
0リットルを入れ撹拌溶解する。この液に、撹拌下、リ
ーガル330R(キャボット社製カーボンブラック)
1.20kgを徐々に加え、ついで、クレアミックスを
用いて分散した。大塚電子社製の電気泳動光散乱光度計
ELS−800を用いて、上記分散液の粒径を測定した
結果、質量平均径で106nmであった。また、静置乾
燥による質量法で測定した上記分散液の固形分濃度は1
6.6質量%であった。この分散液を「着色剤分散液
1」とする。
【0132】ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム
0.055kgをイオン交換水4.0リットルに室温下
撹拌溶解する。これを、アニオン界面活性剤溶液Aとす
る。
【0133】ノニルフェノールアルキルエーテル0.0
14kgをイオン交換水4.0リットルに室温下撹拌溶
解する。これを、ノニオン界面活性剤溶液Aとする。
【0134】過硫酸カリウム223.8gをイオン交換
水12.0リットルに室温下撹拌溶解する。これを、開
始剤溶液Aと呼ぶ。
【0135】温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付
けた100リットルのGL(グラスライニング)反応釜
に、WAXエマルジョン(数平均分子量3000のポリ
プロピレンエマルジョン:数平均一次粒子径120n
m、固形分濃度29.9%)3.41kgとアニオン界
面活性剤溶液Aとノニオン界面活性剤溶液Aとを入れ、
撹拌を開始する。次いで、イオン交換水44.0リット
ルを加える。
【0136】加熱を開始し、液温度が75℃になったと
ころで、開始剤溶液Aを全量添加する。その後、液温度
を75℃±1℃に制御しながら、スチレン12.1kg
とアクリル酸n−ブチル2.88kgとメタクリル酸
1.04kgとt−ドデシルメルカプタン448gとを
投入する。
【0137】さらに、液温度を80℃に上げて、5時間
以上撹拌を行い、重合率が99%以上になった時点で、
液温度を40℃以下に冷却し撹拌を停止する。ポールフ
ィルターで濾過し、これをラテックスA1とした。
【0138】なお、ラテックスA1中の樹脂粒子のガラ
ス転移温度は58℃、軟化点は120℃、分子量分布
は、重量平均分子量=2.25万、質量平均粒径は12
0nmであった。
【0139】過硫酸カリウム200.7gをイオン交換
水12.0リットルに室温下撹拌溶解する。これを、開
始剤溶液Bとする。
【0140】温度センサー、冷却管、窒素導入装置、櫛
形バッフルを付けた100リットルのGL反応釜に、W
AXエマルジョン(数平均分子量3000のポリプロピ
レンエマルジョン:数平均一次粒子径=120nm/固
形分濃度 29.9%)3.41kgとアニオン界面活
性剤溶液Aとノニオン界面活性剤溶液Aとを入れ、撹拌
を開始する。次いで、イオン交換水44.0リットルを
投入する。
【0141】加熱を開始し、液温度が70℃になったと
ころで、開始剤溶液Bを添加する。この時、スチレン1
1.0kgとアクリル酸n−ブチル4.00kgとメタ
クリル酸1.04kgとをあらかじめ混合した溶液を投
入する。
【0142】その後、液温度を72℃に制御して、6時
間加熱撹拌を行い、さらに、液温度を80℃に上げて、
12時間以上加熱撹拌を行った。重合率が99%以上に
なった時点で、液温度を40℃以下に冷却し撹拌を停止
する。ポールフィルターで濾過し、この濾液をラテック
スB1とした。
【0143】なお、ラテックスB1中の樹脂粒子のガラ
ス転移温度は59℃、軟化点は133℃、分子量分布
は、重量平均分子量=28.5万、質量平均粒径は11
0nmであった。
【0144】塩析剤としての塩化ナトリウム5.36k
gとイオン交換水20.0リットルを入れ、撹拌溶解す
る。これを、塩化ナトリウム溶液Aとする。
【0145】温度センサー、冷却管、窒素導入装置、櫛
形バッフルを付けた100リットルのSUS反応釜に、
上記で作製したラテックスA1を20.0kgとラテッ
クスB1を5.2kgと着色剤分散液1を10.4kg
とイオン交換水20.0kgとを入れ撹拌する。つい
で、35℃に加温し、塩化ナトリウム溶液Aを添加す
る。その後、5分間放置した後に、昇温を開始し、液温
度85℃まで5分で昇温する(昇温速度=10℃/
分)。液温度85℃±2℃にて、6時間加熱撹拌し、塩
析/融着させる。その後、30℃以下に冷却し撹拌を停
止する。目開き45μmの篩いで濾過し、この濾液を会
合液とする。ついで、遠心分離機を使用し、会合液
よりウェットケーキ状の非球形状粒子を濾取した。その
後、イオン交換水により洗浄した。
【0146】上記で洗浄を完了したウェットケーキ状の
非球形状粒子を、40℃の温風で乾燥し、非球形状粒子
を得た。以上のようにして得られた非球形状粒子を「着
色粒子1」とする。着色粒子1の体積平均粒径は6.0
μmであった。
【0147】着色粒子2の製造 着色粒子1の製造例の塩析剤を添加した後の液温度85
℃を90℃にした他は同様にして着色粒子を得た。これ
を「着色粒子2」とする。
【0148】着色粒子3の製造 着色粒子1の製造例の塩析剤を添加した後の液温度85
℃を80℃にした他は同様にして着色粒子を得た。これ
を「着色粒子3」とする。
【0149】着色粒子4の製造 着色粒子1の製造例の塩析剤を添加した後の液温度85
℃を90℃とし、6時間加熱攪拌の代わりに3時間とし
た他は同様にして着色粒子を得た。これを「着色粒子
4」とする。
【0150】着色粒子5の製造 着色粒子1の製造例の塩析剤を添加した後の液温度85
℃を80℃とし、6時間加熱攪拌の代わりに3時間とし
た他は同様にして着色粒子を得た。これを「着色粒子
5」とする。
【0151】着色粒子6の製造 着色粒子1の製造例の塩析剤を添加した後の液温度の昇
温速度を5℃/分とし、液温度85℃を80℃とし、6
時間加熱攪拌の代わりに12時間とした他は同様にして
着色粒子を得た。これを「着色粒子6」とする。
【0152】着色粒子7の製造 スチレン165g、n−ブチルアクリレート35g、フ
タロシアニンブルーl0g、ジ−t−プチルサリチル酸
金属化合物2g、スチレン−メタクリル酸共重合体8
g、低分子量ポリプロピレン(数平均分子量=300
0)20g及びリーガル330Rの15gを60℃に加
温し、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)にて12
000rpmで均一に溶解、分散した。これに重合開始
剤として2,2′−アゾビス(2,4−バレロニトリ
ル)の10gを加えて溶解させ、重合性単量体組成物を
調製した。ついで、イオン交換水710gに0.1M燐
酸ナトリウム水溶液450gを加え、TKホモミキサー
にて12000rpmで撹拌しながら1.0M塩化カル
シウム68gを徐々に加え、燐酸三カルシウムを分散さ
せた懸濁液を調製した。
【0153】この懸濁液に上記重合性単量体組成物を添
加し、TKホモミキサーにて10000rpmで20分
間撹粋し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、8
0℃にて10時間反応させた。塩酸により燐酸三カルシ
ウムを溶解除去し、ついで潰過、洗浄、乾燥を行って着
色粒子を得た。このものを「着色粒子7」とする。
【0154】着色粒子8の製造 スチレンアクリル樹脂100部、磁性粒子40部、低分
子量ポリプロピレン(数平均分子量=3000)4部と
を溶融、混練、粉砕して体積平均粒径が6.9μmの着
色粒子を得た。このものを「着色粒子8」とする。
【0155】以上に示す「着色粒子1」〜「着色粒子
8」の形状係数等を下記一覧表「表1」に示す。
【0156】
【表1】
【0157】ついで上記「着色粒子1」〜「着色粒子
8」にそれぞれ疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12
nm、疎水化度=68)を1質量%添加し、ヘンシェル
ミキサーにより混合してトナーを得た。これらを「トナ
ー1」〜「トナー8」とする。
【0158】尚、形状及び粒径等の物性に関しては着色
粒子及びトナーのいずれも差異は無い。
【0159】上記トナーの各々に対してシリコーン樹脂
を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリア
を混合し、トナー濃度が6%の現像剤を調製した。これ
らをトナーに対応して、「現像剤1」〜「現像剤8」と
する。
【0160】ここで調製した現像剤を使用し、コニカ社
製デジタル複写機Konica7060を用い実写評価
を実施した。
【0161】キャリアの作製 コア材の製造 Li2Oを22mol%、Fe23を78mol%を、
湿式ボールミルで2時間粉砕、混合し乾燥させた後に、
900℃で2時間保持することにより仮焼成し、これを
ボールミルで3時間粉砕しスラリー化した。分散剤及び
バインダーを添加し、スプレードライヤーにより造粒、
乾燥し、その後1200℃、3時間本焼成を行い、体積
平均粒径60μmのフェライトコア材粒子を得た。 キャリア1の製造 一般式(1)及び(2)においてR5〜R8はCH3であ
り、セグメント比率が(1)/(2)比=2/98のシ
リコーン樹脂(固形分50%)100質量部とγ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン2質量部をトルエン溶剤
中に添加した10質量%の濃度の溶液を調製した。つい
で、流動床を用いてフェライトコア材粒子に0.5質量
%コーティングし、さらに190℃で3時間焼き付けを
行い、コーティング粒子1を得た。次いで、コーティン
グ粒子1をメカノミル(岡田精工社製)に投入し、回転
数1000rpm、撹拌時間5分の混合を行い、「キャ
リア1」を得た。このキャリアの体積抵抗は1010Ω・
cmであった。 キャリア2の製造 キャリア1の製造例において、コーティング量を1.0
質量%とした他は同様にしてキャリアを得た。これを
「キャリア2」とする。 キャリア3の製造 キャリア1の製造例において、メカノミル処理時間を3
0分とした他は同様にしてキャリアを得た。これを「キ
ャリア3」とする。 キャリア4の製造 キャリア1の製造例において、メカノミル処理時間を6
0分とした他は同様にしてキャリアを得た。これを「キ
ャリア4」とする。 キャリア5の製造 キャリア2の製造例において、メカノミル処理時間を3
0分とした他は同様にしてキャリアを得た。これを「キ
ャリア5」とする。 キャリア6の製造 キャリア1の製造例において、コーティング液の濃度を
10質量%から20質量%に変更した他は同様にしてキ
ャリアを得た。これを「キャリア6」とする。 キャリア7の製造 キャリア1の製造例において、コーティング液の濃度を
10質量%から20質量%に変更し、コーティング量を
2.0質量%とした他は同様にしてキャリアを得た。こ
れを「キャリア7」とする。 キャリア8の製造 キャリア7の製造例において、メカノミル処理をしなか
った他は同様にしてキャリアを得た。これを「キャリア
8」とする。 キャリア9の製造 キャリア1の製造例において、コーティング液の濃度を
10質量%から5質量%に変更し、コーティング量を
0.3質量%とした他は同様にしてキャリアを得た。こ
れを「キャリア9」とする。
【0162】以上のキャリアの抵抗を測定した結果を下
記「表2」に示す。
【0163】
【表2】
【0164】現像剤の作製 上記トナー1〜8の各々に対してシリコーン樹脂を被覆
した上記キャリア1〜9を混合し、トナー濃度が6%の
現像剤を調製した。
【0165】下記に調製した現像剤を一覧表「表3」で
示す。
【0166】
【表3】
【0167】ここで調製した現像剤を使用し、コニカ社
製デジタル複写機Konica7060を用い実写評価
を実施した。
【0168】条件は下記に示す条件である。又、感光体
としては積層型有機感光体を使用した。 現像条件 現像バイアス ;DCバイアス=−500V ACバイアス=1500V(Vp−p) 周波数 =1800Hz Dsd(感光体と現像スリーブ間距離);600μm 現像剤層規制 ;磁性H−Cut方式 現像剤層厚 ;700μm 現像スリーブ径;40mm 定着方式としては図1に示すごとき接触加熱方式の定着
器を使用した。 〔特性評価〕A4で画素率が15%の線画を使用し、1
枚間欠モードで10万枚の印字を常温常湿(20℃、5
0%RH環境)にて実施した。
【0169】その初期と10万枚後のベタ黒画像の画像
濃度(紙の濃度を「0」としたときの相対反射濃度)、
解像度及び10万枚印字後の機内の状態、特に現像器下
方と感光体ドラム周りの汚れと機内全体のトナーの飛び
散りの状態を比較した。結果を下記に示す。
【0170】
【表4】
【0171】表4に記載された結果から明らかな如く、
本発明内のものは何れの特性も実用範囲内にあるのに対
し、本発明外のものは特性に問題があることがわかる。
【0172】
【発明の効果】本発明により、小粒径トナーを使用し高
画質、高画像濃度を達成し、且つ、トナー飛散による機
内汚れや画像欠陥を起こさない安定な画像形成方法と画
像形成装置及び静電潜像用現像剤を提供することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置の概略構成図。
【図2】現像器の一例を示した断面図。
【図3】プロセスカートリッジの断面図と斜視図。
【符号の説明】 1 半導体レーザ光源 2 ポリゴンミラー 3 fθレンズ 4 感光体 5 帯電器 6 現像器 7 転写器 8 画像支持体 9 分離極 10 定着器 11 クリーニング器 12 帯電前露光(PCL) 13 クリーニングブレード 15 プロセスカートリッジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山之内 貴生 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 Fターム(参考) 2H005 AA15 AB03 BA06 CA04 CA12 EA01 EA05 EA07 FA01 FA02

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電潜像形成体上を均一帯電させた後、
    画像に応じた露光を行って形成された静電潜像をトナー
    とキャリアを含む現像剤により現像し、得られたトナー
    画像を画像支持体上に転写後定着する画像形成方法にお
    いて、該トナーが少なくとも樹脂粒子を水系媒体中にて
    融着させて造られたトナーであり、且つ該キャリアの体
    積抵抗が103〜1012Ω・cmである樹脂被覆キャリ
    アであることを特徴とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】 静電潜像形成体上を均一帯電させる手
    段、画像に応じた露光を行って形成された静電潜像を形
    成する手段、トナーとキャリアとを含む現像剤により現
    像する手段、得られたトナー画像を画像支持体上に転写
    する手段及びそのトナー像を定着する手段を有する画像
    形成装置において、該トナーが少なくとも樹脂粒子を水
    系媒体中にて融着させて造られたトナーであり、且つ該
    キャリアの体積抵抗が103〜1012Ω・cmである樹
    脂被覆キャリアであることを特徴とする画像形成装置。
  3. 【請求項3】 静電潜像形成体上を均一帯電させた後、
    画像に応じた露光を行って形成された静電潜像をトナー
    とキャリアとを含む現像剤により現像し、得られたトナ
    ー画像を画像支持体上に転写後定着する画像形成方法に
    用いられる静電潜像用現像剤において、該トナーが少な
    くとも樹脂粒子を水系媒体中にて融着させて造られたも
    のであり、且つ該キャリアが体積抵抗が103〜1012
    Ω・cmの抵抗を有する樹脂被覆キャリアであることを
    特徴とする静電潜像用現像剤。
  4. 【請求項4】 前記トナーの体積平均粒径が3〜9μm
    であり、該トナーの下記式で示される形状係数が1.3
    〜2.2の範囲内にあり、且つ形状係数が1.5〜2.
    0の範囲内にあるトナー粒子が80個数%以上であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。 形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積
  5. 【請求項5】 前記トナーの体積平均粒径が3〜9μm
    であり、該トナーの下記式で示される形状係数が1.3
    〜2.2の範囲内にあり、且つ形状係数が1.5〜2.
    0の範囲内にあるトナー粒子が80個数%以上であるこ
    とを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積
  6. 【請求項6】 前記トナーの体積平均粒径が3〜9μm
    であり、該トナーの下記式で示される形状係数が1.3
    〜2.2の範囲内にあり、且つ形状係数が1.5〜2.
    0の範囲内にあるトナー粒子が80個数%以上であるこ
    とを特徴とする請求項3記載の静電潜像用現像剤。 形状係数=((最大径/2)2×π)/投影面積
  7. 【請求項7】 静電潜像形成体上を均一帯電させた後、
    画像に応じた露光を行って形成された静電潜像をトナー
    とキャリアを含む現像剤により現像し、得られたトナー
    画像を画像支持体上に転写後定着する画像形成方法にお
    いて、該トナーが少なくとも樹脂粒子を水系媒体中にて
    融着させて造られたトナーであり、且つ該キャリアの体
    積抵抗が103〜1012Ω・cmである樹脂被覆キャリ
    アであり、現像領域にて現像剤層を静電潜像形成体に接
    触させてなり、さらに現像領域に振動電界を作用させ現
    像することを特徴とする画像形成方法。
  8. 【請求項8】 静電潜像形成体上を均一帯電させた後、
    画像に応じた露光を行って形成された静電潜像をトナー
    とキャリアを含む現像剤により現像し、得られたトナー
    画像を画像支持体上に転写後定着する画像形成装置にお
    いて、該トナーが少なくとも樹脂粒子を水系媒体中にて
    融着させて造られたトナーであり、且つ該キャリアの体
    積抵抗が103〜1012Ω・cmである樹脂被覆キャリ
    アであり、現像領域にて現像剤層を静電潜像形成体に非
    接触にさせてなり、さらに現像領域に振動電界を作用さ
    せ現像することを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003029468A (ja) * 2001-07-19 2003-01-29 Dowa Mining Co Ltd 電子写真現像用キャリヤ。
US7070899B2 (en) 2002-11-26 2006-07-04 Fuji Xerox Co., Ltd. Electrostatic latent image developer, image forming method, and image forming apparatus

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JP2003029468A (ja) * 2001-07-19 2003-01-29 Dowa Mining Co Ltd 電子写真現像用キャリヤ。
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