JP2002221815A - トナー - Google Patents

トナー

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JP2002221815A
JP2002221815A JP2002014312A JP2002014312A JP2002221815A JP 2002221815 A JP2002221815 A JP 2002221815A JP 2002014312 A JP2002014312 A JP 2002014312A JP 2002014312 A JP2002014312 A JP 2002014312A JP 2002221815 A JP2002221815 A JP 2002221815A
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toner
external additive
sio
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particles
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JP2002014312A
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Kazuhiro Ichikawa
市川和弘
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】接触現像時や接触転写時にトナーから外添剤が
遊離するのを抑制して、フィルミングの発生を低減す
る。 【解決手段】本発明のトナーTは、非同期の外添剤(S
iO2)13の量が全体のトナー量に対して5%以下に
なるように設定されている。このように非同期の外添剤
(SiO2)13の量を設定することで、外添剤(Si
2)13が再凝集することを防止できるようになるた
め、フィルミングを減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、潜像担持体上の静
電潜像を現像するためのトナーの技術分野に属し、特
に、流動性および帯電性の優れ、および転写後に潜像担
持体上に残留する残余トナーを少なくされているトナー
の技術分野の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】画像形成装置においては、トナーにより
潜像担持体上の静電潜像を現像するとともに、その現像
画像を紙等の転写材に転写して、この転写材上に、潜像
担持体上に露光された静電潜像の転写画像を得るように
なっている。
【0003】図10は、従来のこのような画像形成装置
の一例であるフルカラ−の中間転写型の画像形成装置を
模式的に示す図である。図10に示すように、この画像
形成装置1においては、画像が潜像担持体(以下、OP
Cともいう)2上に静電潜像として露光されるととも
に、このOPC2上の静電潜像がイエロー、マゼンタ、
シアン、および黒の各現像器3,4,5,6で順に(各色
の順序は任意)現像されて可視像化され、更に、OPC
2上の現像画像が転写器7で色合わせを行い転写材8に
転写された後、定着器9で定着することにより、転写材
8上に所望の画像が得られるようになっている。
【0004】そして、現像画像が転写材8に転写された
後、OPC2上に残留する残余トナーT′はクリーニン
グブレード10により除去され、残余トナーボックス1
1に収容される。
【0005】ところで、このような従来の画像形成装置
1に用いられているトナーTは、各現像器の各トナー供
給部材3c,4c,5c,6cから供給された各トナー担
持体3a,4a,5a,6a上のトナーTが各トナー規制
ブレード3b,4b,5b,6bで均一薄層化および均一
帯電化されてOPC2の方へ搬送されるが、各トナー担
持体3a,4a,5a,6aと各トナーブレード3b,4
b,5b,6bとの間をすり抜けてOPC2の方へ確実に
搬送されるためには、トナーTは良好な流動性および良
好な帯電性が求められる。そこで、従来のトナーTは、
図11に示すように樹脂(炭素:C)からなる母粒子1
2の表面に、シリカ(SiO2)からなる外添剤13が
付着されて、その流動性および帯電性を良好にされてい
る。
【0006】しかしながら、このように外添剤13が母
粒子12に付着されて形成されているトナーTには、母
粒子12から遊離した外添剤13が存在しており、この
遊離している外添剤13は、外添剤13が母粒子12に
比べて比較的硬いものとなっているため、残余トナー
T′中の遊離した外添剤13がクリーニングブレード1
0によって除去される際、図12に示すようにOPC2
のクリーニングブレード10との接触部(ニップ部)2
aに固着、滞留し、いわゆるフィルミングが発生するよ
うになる。このようなフィルミングが発生すると、良質
な画像を得ることができなくなってしまう。
【0007】そこで、画像形成装置1に使用するトナー
Tにおいて、母粒子12から遊離した外添剤13の凝集
体(ダマ)を低減することで、フィルミングの発生を抑
制することが、特公平7−99438号公報によって提
案されている。この公告公報に開示されているものによ
れば、クリーニングブレード10において外添剤13に
よるフィルミングの発生が低減されるようになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、このようなフィルミングについて種々研究した結
果、トナーTにおいて母粒子12に付着している外添剤
13でも、クリーニングブレード10に固着してフィル
ミングを起こすことがわかった。すなわち、OPC2の
静電潜像の現像工程やOPC2の現像画像の転写工程に
おいて、母粒子12に付着している外添剤13がOPC
2と接触する接触現像時や転写器7と接触する接触転写
時にストレスを繰り返し受けるようになるが、このスト
レスにより、外添剤13が母粒子12から遊離してしま
うことがわかった。
【0009】このため、前述の公告公報の開示のよう
に、トナーT中の、母粒子12から遊離した外添剤13
の凝集体(ダマ)を低減させたとしても、ストレスによ
り母粒子12から遊離した外添剤13がOPC2のニッ
プ部2aに滞留、固着してしまい、フィルミングが発生
するようになる。
【0010】また、トナーT中に、ダマになっている外
添剤13がなくても、遊離した小粒径の外添剤13が多
量に存在すると、これらの外添剤13は、現像工程での
OPC2との接触現像時や転写工程での転写器7との接
触転写時に静電凝集により2次凝集を起こしてダマを形
成することがわかった。特に、OPC2との接触現像時
に受けるトナーTのストレスは現像器内でのストレスよ
り高いことが多く、また高画質現像システムに使用され
ている現像器は、一般にOPC2に対して異周速で回転
しているため、トナーTに対するストレスが大きいこと
から、外添剤13の2次凝集が起こりやすいことも判明
した。
【0011】このように、前述の公告公報のトナーで
は、トナーT中の、母粒子12から遊離した外添剤13
の2次凝集によるダマの発生を防止することができない
ので、フィルミングの発生を十分にかつ効果的に防止で
きるとは言えない。
【0012】しかも、前述の公告公報のトナーでは、ト
ナーが接触現像時や接触転写時にストレスを繰り返し受
けたとき、外添剤が母粒子から遊離するおそれがあるこ
とから、フィルミングの発生を防止するためには、その
寿命が制限され、トナーの更なる寿命延長は期待できな
いものとなっている。
【0013】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、フィルミングの発生を更
に一層確実に防止することができ、しかも寿命をより一
層延長することのできるトナーを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項1の発明のトナーは、多数の母粒子とこれら
の母粒子にそれぞれ付着される多数の外添剤とからなる
トナーにおいて、前記母粒子から遊離した外添剤が、ト
ナー全体に対して5%以下であるように設定されている
ことを特徴としている。
【0015】また、請求項2の発明のトナーは、前記母
粒子の等価粒径に対する前記外添剤の等価粒径の分布を
最小2乗法で近似した近似直線の傾き(外添剤の等価粒
径/母粒子の等価粒径)が、0.6以下であるように設
定されていることを特徴としている。
【0016】更に、請求項3の発明のトナーは、前記母
粒子に付着している外添剤の等価粒径の平均粒径を、外
添剤全体の等価粒径の平均粒径で除した値が1よりも大
きくなるように設定されていることを特徴としている。
【0017】
【作用】このように構成された請求項1の発明のトナー
においては、母粒子から遊離した外添剤をトナー全体に
対して5%以下になるように設定することで、外添剤の
再凝集が防止されるようになり、フィルミングが効果的
に低減する。
【0018】また、請求項2の発明においては、母粒子
の等価粒径に対する外添剤の等価粒径の分布を最小2乗
法で近似した近似直線の傾き(外添剤の等価粒径/母粒
子の等価粒径)を0.6以下になるように設定すること
で、母粒子に付着する外添剤の量および粒径が制限され
るようになる。これにより、画像形成プロセス中の、潜
像担持体と、現像器との接触現像工程時や転写器との接
触転写工程時などにおいて、母粒子からの外添剤の遊離
が低減する。したがって、潜像担持体のクリーニング部
における外添剤の滞留が抑制され、フィルミングが更に
低減するようになる。
【0019】更に、請求項3の発明においては、母粒子
に付着している外添剤の等価粒径の平均粒径を、外添剤
全体の等価粒径の平均粒径で除した値が1よりも大きく
なるように設定することで、粒径の大きな外添剤がほと
んど母粒子に付着して同期外添剤となっており、母粒子
から遊離した非同期外添剤のほとんどが粒径の小さな外
添剤となる。これによっても、請求項1における近似直
線の傾きが小さくなるので、フィルミングが低減するよ
うになる。
【0020】また、特に本発明のトナーにおいては、接
触転写時にトナーが繰り返しストレスを受けても、母粒
子からの外添剤の遊離が抑制されるので、トナーの寿命
および画像形成装置の寿命がより一層延びるようにな
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図1は、本発明にかかるト
ナーの実施の形態の一例であるトナーの母粒子と外添剤
との付着状態の分析に用いる従来のトナー分析方法の一
例を説明する図である。
【0022】まず、この例のトナーにおける、トナーT
の母粒子と外添剤との付着状態を分析する必要がある。
そこで、この例のトナーTでは、トナーの分析方法とし
て、電子写真学会年次大会(通算95回)、“ Japan H
ardcopy'97 ”論文集、「新しい外添評価方法−パーテ
ィクルアナライザによるトナー分析−」、鈴木俊之、高
原寿雄、電子写真学会主催、1997年7月9〜11
日、に開示されているトナー分析方法を採用している。
【0023】このトナー分析方法は、樹脂(C)からな
る母粒子の表面にシリカ(SiO2)からなる外添剤を
付着させて形成されたトナーTの粒子をプラズマ中に導
入することにより、トナーT粒子を励起させ、この励起
に伴う、図1に示すような発光スペクトルを得ることに
より、元素分析を行う方法である。
【0024】図1において、発光スペクトルの横軸は時
間軸を示す。まず、図1(a)に示すようにトナーTの
樹脂製母粒子(C)に外添剤(SiO2)が付着したト
ナーT粒子がプラズマに導入されると、母粒子(C)お
よび外添剤(SiO2)がともに発光する。このとき、
母粒子(C)と外添剤(SiO2)とが同時にプラズマ
に導入されることから、母粒子(C)と外添剤(SiO
2)とは同時に発光するようになる。このように、母粒
子(C)と外添剤(SiO2)とが同時に発光する状態
の場合は、母粒子(C)と外添剤(SiO2)とが同期
しているという。換言すれば、母粒子(C)と外添剤
(SiO2)とが同期した状態は、外添剤(SiO2)が
母粒子(C)に付着している状態を表すことになる。
【0025】また、同図(b)に示すように外添剤(S
iO2)が付着していない母粒子(C)や母粒子(C)
から遊離した外添剤(SiO2)がプラズマに導入され
る場合は、前述と同様に母粒子(C)および外添剤(S
iO2)はいずれも発光するが、このとき、母粒子
(C)と外添剤(SiO2)とが異なる時間にプラズマ
に導入されることから、母粒子(C)と外添剤(SiO
2)とは異なる時間に発光するようになる(例えば、母
粒子が外添剤より先にプラズマに導入されると、先に母
粒子が発光し、その後遅れて外添剤が発光する)。
【0026】このように、母粒子(C)と外添剤(Si
2)とが互いに異なる時間に発光する状態の場合は、
母粒子(C)と外添剤(SiO2)とが同期していない
(つまり、非同期である)という。換言すれば、母粒子
(C)と外添剤(SiO2)とが非同期である状態は、
外添剤(SiO2)が母粒子(C)に付着していない状
態を表すことになる。
【0027】更に、図1において発光信号の高さは、そ
の発光の強さを表しているが、この発光の強さは粒子の
大きさや形ではなく、粒子内に含まれているその元素
(C,SiO2)の原子数に比例している。そこで、元素
の発光強度を粒子の大きさとして表すために、図2に示
すように母粒子(C)および外添剤(SiO2)の発光
が得られたとき、これらの母粒子(C)および外添剤
(SiO2)だけでできた真球の粒子を仮定し、それら
の母粒子(C)および外添剤(SiO2)の粒径として
表している。このときの真球の粒子を等価粒子と呼び、
その粒径を等価粒径と呼ぶ。そして、外添剤は非常に小
さいことから、その粒子を1個ずつ検出することができ
ないので、検出された外添剤の発光信号を足し合わせて
1つの等価粒子に換算して分析している。
【0028】このように母粒子および外添剤の各発光ス
ペクトルによって得られた等価粒子の等価粒径を、トナ
ーTの各粒子毎にプロットすると、図3に示すようなト
ナー粒子の等価粒径分布図が得られる。
【0029】図3において、横軸は母粒子(C)の等価
粒径を表し、縦軸は外添剤(SiO 2)の等価粒径を表
している。そして、横軸上の等価粒子は、外添剤(Si
2)が付着されていない非同期の母粒子(C)を表し
ているとともに、縦軸上の等価粒子は、母粒子(C)か
ら遊離した非同期の外添剤(SiO2)を表している。
また、横軸および縦軸上にない等価粒子は、母粒子
(C)に外添剤(SiO2)が付着されている同期のト
ナーTを表している。このようにして、トナーTの母粒
子(C)に対する外添剤(SiO2)の付着状態が分析
される。
【0030】ところで、この例の画像形成装置に使用さ
れるトナーTは、負極性、正極性のどちらの極性のトナ
ーでも良い。その場合、母粒子は少なくとも、着色剤、
帯電制御剤、及び樹脂から構成されており、更に分散
剤、離型剤(WAX)、磁性材、その他添加剤等も使用
できる。
【0031】母粒子としては、ポリスチレン及び共重合
体、例えば水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチ
レン共重合体、ABS樹脂、ASA樹脂、AS樹脂、A
AS樹脂、ACS樹脂、AES樹脂、スチレン・Pクロ
ロスチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、
スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジ
エン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・
アルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマル
ジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチ
レン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン
酸共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレ
ート系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹
脂及び及びその共重合体、例えばスチレン・アクリル共
重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリ
レート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エ
ステル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共
重合体、スチレン・n−ブチルメタアクリレート共重合
体、スチレン・メチルメタアクリレート・n−ブチルア
クリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレー
ト・ブチルアリレート・N−(エトキシメチル)アクリ
ルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアクリレ
ート共重合体、スチレン・ブタジエン・ジメチル・アミ
ノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・アクリ
ル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン
・メタアクリル酸メチル・アクリル酸2−エチルヘキシ
ル共重合体、スチレン・n−ブチルアリレート・エチル
グリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・n−
ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、スチレ
ン・n−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸共重
合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチルマレ
イン酸ハ−フエステル・ジビニルベンゼン共重合体、ポ
リエステル及びその共重合体、ポリエチレン及びその共
重合体、エポキシ樹脂、シリコ−ン樹脂、ポリプロピレ
ン及びその共重合体、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂等を1種類あるいは2種類以上ブレ
ンドしたものを使用することができる。
【0032】また、着色剤としては、カーボンブラッ
ク、スピリットブラック、ニグロシン、ローダミン系、
トリアミノトリフェニルメタン、カチオン系、ジオキサ
ジン、銅フタロシニアン、ベリレン、アゾ系、含金アゾ
顔料、アゾクロムコンプレックス、カーミン系、ベンジ
ジン系、ソーラピュアイエロー8G、キナクリドン、ポ
リタングストリン酸、インダスレンブルー、スルホンア
ミド誘導体等を使用することができる。
【0033】更に、帯電制御剤としては、電子受容性の
有機錯体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸、第4
級アンモニウム塩、ピリジニル塩等を使用できる。更
に、離型剤としては、ポリプロピレンワックス、ポリエ
チレンワックス等を使用することができる。更に、分散
剤としては、金属石鹸、ポリエチレングリコール等を使
用できる。その他の添加剤としては、ステアリン酸亜
鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を使用することができ
る。
【0034】更に、磁性剤としては、Fe、Co、N
i、Cr、Mn、Zn等の金属粉、Fe34、Fe
23、Cr23、フェライト等の金属酸化物、マンガン
と酸を含む合金等の熱処理によって強磁性を示す合金等
を用いることができ、予めカップリング剤等の予備処理
を施しても構わない。そして、これらを一般の混練粉砕
法、スプレ−ドライ法、重合法等を用いて混合すること
により、母粒子に作製する。
【0035】一方、外添剤としては、種々のものが使用
できる、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の金
属酸化物、及びこれらの複合酸化物等の無機微粒子や、
アクリル微粒子等の有機微粒子を用いることができる。
また、これらの表面処理剤として、シラン系カップリン
グ剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シラン
カップリング剤、シリコーンオイル等を用いることがで
きる。これらの処理剤で処理された外添剤の疎水化率
は、従来のメタノール法によるもので60%以上のもの
が好ましい。これ以下であると、高温高湿化において、
水分の吸着により帯電性及び流動性の低下を起こしやす
く好ましくない。外添剤の粒径としては、搬送性、帯電
性の観点から0.001〜1μmであることが好まし
い。外添剤添加量としては、トナー母粒子に対して0.
1〜5wt%であることが好ましい。これ以上量を増加
させると、外添剤がトナーと非同期になる確率が増え、
外添剤どうしの2次凝集等が多発するようになり、帯電
性の低下、搬送すじの増加を招くようになる。
【0036】また、外添剤は1種類に限定されるもので
はなく、2種類以上のものを混合したものも使用するこ
とができる。そして、前述の母粒子と外添剤とをヘンシ
ェルミキサー、パーペンマイヤー等の高速流動混合機や
メカノケミカル法等の混合機等により乾式混合させて互
いに付着させることにより、本例のトナーTが形成され
る。
【0037】本例の画像形成装置における現像装置に用
いられるトナー担持体としては、磁性、非磁性、導電
性、絶縁性、金属、ゴム、樹脂等、トナー担持体として
形成できるものであればすべてのものを用いることがで
きる。例えば、材質的には、アルミニウム、ニッケル、
ステンレス等の金属、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタ
ンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレ
ンゴム、NBR等のゴム、スチロール樹脂、塩化ビニル
樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリ
ル樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂を用いることができる。
また、これらの材質の上層部にコートしても使用できる
ことは言うまでもない。その場合、コート材としては、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエス
テル、ナイロン、アクリル等が使用できる。また、形態
としては、非弾性体、弾性体、単層、多層、フイルム、
ローラ等のすべてのものを用いることができる。また、
トナー担持体の表面粗さはトナー搬送性を確保するため
に、Rz1〜10μmに設定している。
【0038】また、本例の画像形成装置における現像装
置に用いられるトナー供給部材の材質としては、トナー
担持体の接触を安定させるために弾性体を設定すること
が好ましい。本例では、トナー供給部材の材質として、
ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエ
チレンフォーム、ポリエステルフォーム、エチレンプロ
ピレンフォーム、ナイロンフォーム、シリコンフォーム
等が使用することができる。なお、トナー供給手段の発
泡セルは単泡、連泡のどちらでも使用できるが、単泡の
方が好ましい。これは、発泡セルが連泡であると、トナ
ーが供給手段の発泡セル内部に進入し、やがて、内部及
び表層部において、トナー凝集を起こし、トナー搬送性
の低下や規制部における搬送すじの原因となるからであ
る。したがって、単泡の方が好ましい。硬度は、10゜
〜40゜(アスカーC硬度計にて測定)のものが使用可
能であるが、最適にはトナー担持体上の残留トナーの掻
き取り効果の大きい35゜〜40゜のものが好ましい。
また、抵抗値は103〜107Ωcm(体積抵抗値)のも
のが使用できる。
【0039】なお、本例では、フォーム材を使用したが
弾性を有するゴム材を使用しても良いことは言うまでも
ない。詳しくは、シリコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴ
ム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジ
エンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプ
ロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタ
ジエンゴム、アクリルゴムにカーボン等の導電剤を分散
成型したものが使用できる。
【0040】更に、本例の画像形成装置における現像装
置に用いられるトナー規制手段としては、ステンレス、
銅、鉄及び樹脂等の板材にR形状したゴム等弾性チップ
を形成したものを使用できる。ゴムチップとしては、シ
リコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴ
ム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロ
プレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エ
ピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタジエンゴム、アク
リルゴムにカーボン等の導電剤を分散成型したものが使
用できる。また、これらのゴム材を単独で一体成型した
ものや、板材単独で構成したものも同様に使用できる。
更に、前述の材料の上層部に樹脂をコートしても使用で
きることは言うまでもない。そのコート材としては、ポ
リエチレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリウレタン、
ポリエステル等が使用できる。
【0041】更に、本例の画像形成装置に用いられるク
リーニングブレードとしては、ステンレス、銅、鉄及び
樹脂等の板材にゴム等弾性チップを形成したものを使用
できる。ゴムチップとしては、シリコンゴム、ウレタン
ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエン
ゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴ
ム、エチレンプロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴ
ム、ニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム等を成型し
たものや、その後研磨またはカットしたものが使用でき
る。
【0042】そして、本例のトナーTにおいても、前述
の分析方法でトナー分析を行っている。本例のトナーに
おいては、外添剤としてシリカ粒子を用いている。図4
に示すように前述の分析方法で分析されたトナーTの母
粒子中の炭素(C)12と外添剤(SiO2)13との
付着状態を、最小2乗法を用いて得られた原点を通る1
本の近似直線αを利用している。この近似直線αの傾き
(外添剤の等価粒径/母粒子の等価粒径)θは母粒子
(C)12に付着している(同期している)外添剤(S
iO2)13の濃度を表している。すなわち、傾きθが
小さいほど同期している外添剤(SiO2)13の濃度
が低く、この場合は、同期している外添剤(SiO2
13の量が少なく、また粒径が小さいことになる。ま
た、傾きθが大きいほど同期している外添剤(Si
2)13の濃度が高く、この場合は、同期している外
添剤(SiO2)13の量が多く、また粒径が大きいこ
とになる。
【0043】同期している外添剤(SiO2)13の量
が多いほど、傾きθが大きくなり、ストレスによる遊離
外添剤(SiO2)13が増加しやすくなって、フィル
ミングが発生しやすい。また、外添剤(SiO2)13
の粒径が大きいほど、傾きθが大きくなり、ストレスに
より外添剤(SiO2)13が遊離しやすくなって、フ
ィルミングが発生しやすい。
【0044】そして、この例のトナーTは、同期してい
る外添剤(SiO2)13の濃度に関係する近似直線α
の傾きθが、0.6以下になるように設定されている。
【0045】このように構成されたこの例のトナーTに
よれば、母粒子(C)12と外添剤(SiO2)13と
が同期しているトナーTにおいて、母粒子(C)12の
粒径に対する外添剤(SiO2)13の濃度に基づく近
似直線αの傾きθが0.6以下になるように、トナーT
を構成することで、トナーTに付着する外添剤(SiO
2)13の総量および1個の母粒子(C)12に付着す
る外添剤(SiO2)13の粒径を、印字枚数が多くな
っても発生するフィルミングの個数がほとんど変化しな
い程度に制限することができる。これにより、画像形成
プロセス中の接触現像工程時や接触転写工程時等におい
て、同期しているトナーTの母粒子(C)12からの外
添剤(SiO2)13の遊離を低減することができる、
換言すれば非同期の外添剤(SiO2)13の発生を低
減することができるようになる。したがって、OPC2
上のニップ部2aにおける外添剤(SiO2)13の滞
留を更に効果的に減少でき、フィルミングの発生を効果
的に抑制することができる。
【0046】実際に、近似直線αの傾きθが0.6に設
定されたこの例のトナーTと、近似直線αの傾きθが
0.7に設定された、本発明に含まれないトナーTとを
用いて、前述の図10に示すようなクリーニングブレー
ド10を備えた画像形成装置1で画像形成の試験をした
結果、図5に示すような結果が得られた。試験に用いた
トナーとしては、シリカ微粒子を用いたトナーを使用
し、Siの発光スペクトルを検出することにより測定を
行った(以下の他の試験においても同様である)。
【0047】この図5から明らかなように、近似直線α
の傾きθが0.7に設定されたトナーTの場合は、印字
枚数が多くなると、OPC2上に発生する外添剤(Si
2)13によるフィルミングの個数が急増するように
なるが、この例のトナーTの場合は、印字枚数が多くな
っても、発生する外添剤(SiO2)13によるフィル
ミングの個数はほとんど変わらないか、きわめて微増す
るだけであるという結果が得られ、この例のトナーTで
は、外添剤(SiO2)13によるフィルミングの発生
が低減することがわかった。
【0048】また、この例のトナーTによれば、接触現
像時や接触転写時にトナーTが繰り返しストレスを受け
ても、母粒子(C)12からの外添剤(SiO2)13
の遊離が抑制されるので、トナーTの寿命がより一層延
びるようになる。
【0049】なお、本発明は、外添剤としてシリカ微粒
子に限定されるものではなく、前述のように種々の材質
のものが使用できる。したがって、トナーの分析試験を
行うにあたっては、外添剤の材質により適宜検出すべき
元素の発光スペクトルを選択することにより、シリカ以
外の外添剤を用いた場合においても同様に測定を行うこ
とができる。その場合、例えば、外添剤として、酸化チ
タンを用いる場合はTiの発光スペクトルを、アルミナ
を用いる場合はAlの発光スペクトルを検出し処理すれ
ばよい。
【0050】図6は、本発明に係るトナーの実施の形態
の他の例を説明し、図4に示す分析結果から得られたト
ナー粒径の正規分布図である。本発明に係るトナーの実
施の形態の他の例として、トナーTを、前述の傾きθが
0.6以下であることに加えて、図6に示す非同期の外
添剤(SiO2)13の量が全体のトナー量に対して5
%以下になるように設定している。このように非同期の
外添剤(SiO2)13の量を設定することで、外添剤
(SiO2)13が再凝集することを防止できるように
なるため、フィルミングを減少させることができる。
【0051】実際に、非同期の外添剤(SiO2)13
の量を全体のトナー量に対して増加させていきながら、
前述と同様に画像形成の試験をした結果、図7に示すよ
うな結果が得られた。
【0052】この図7から明らかなように、非同期の外
添剤(SiO2)13の量が全体のトナー量に対して5
%を超えた場合は、印字枚数が多くなると、OPC2上
に発生する外添剤(SiO2)13によるフィルミング
の個数が急増するようになるが、非同期の外添剤(Si
2)13の量が全体のトナー量に対して5%以下の場
合は、印字枚数が多くなっても、発生する外添剤(Si
2)13によるフィルミングの個数は微増するだけ
で、実質的に画像に影響しないという結果が得られた。
すなわち、この例のトナーTでも、外添剤(SiO2
13によるフィルミングの発生が低減することがわかっ
た。また、この例のトナーTによっても、前述の例のト
ナーTと同様に、トナーTの寿命がより一層延びるよう
になる。
【0053】図8は、本発明に係るトナーの実施の形態
の更に他の例を説明し、図4に示す分析結果から得られ
た外添剤粒径の正規分布図である。本発明に係るトナー
の実施の形態の他の例として、トナーTを、図8に示す
ように同期外添剤(SiO2)13の平均粒径が、外添
剤(SiO2)13全体の平均粒径よりも大きくなるよ
うに、すなわち、
【0054】
【数1】
【0055】となるように設定している。このように構
成することにより、この例のトナーTにおいては、粒径
の大きな外添剤(SiO2)13はほとんど母粒子
(C)12に付着して同期外添剤(SiO2)13とな
っている。そして、母粒子(C)12から遊離した非同
期外添剤(SiO2)13は、そのほとんどが粒径の小
さな外添剤(SiO2)13となっている。
【0056】したがって、この例のトナーTによって
も、画像形成プロセス中の接触現像工程時や接触転写工
程時等において、非同期の外添剤(SiO2)13が低
減するので、OPC2上のニップ部2aにおける外添剤
(SiO2)13の滞留を更に効果的に減少でき、フィ
ルミングの発生を効果的に抑制することができる。
【0057】実際に、同期外添剤(SiO2)13の平
均粒径が、外添剤(SiO2)13全体の平均粒径より
も大きく設定されたこの例のトナーTと、同期外添剤
(SiO 2)13の平均粒径が、外添剤(SiO2)13
全体の平均粒径よりも小さく設定された、本発明に含ま
れないトナーTとを用いて、前述と同様に画像形成の試
験をした結果、図9に示すような結果が得られた。
【0058】この図9から明らかなように、同期外添剤
(SiO2)13の平均粒径が、外添剤(SiO2)13
全体の平均粒径よりも小さいトナーTの場合は、印字枚
数が多くなると、OPC2上に発生する外添剤(SiO
2)13によるフィルミングの個数が急増するようにな
るが、この例のトナーTの場合は、印字枚数が多くなっ
ても、発生する外添剤(SiO2)13によるフィルミ
ングの個数はほとんど変わらないという結果が得られ、
この例のトナーTでも、外添剤(SiO2)13による
フィルミングの発生が低減することがわかった。また、
この例のトナーTによっても、前述の例のトナーTと同
様に、トナーTの寿命がより一層延びるようになる。
【0059】なお、前述の例では、トナーの母粒子と外
添剤との付着状態を分析する方法として、前述の論文集
に開示されているトナー分析方法を用いるものとしてい
るが、本発明は、同期トナーの等価粒径の平均粒径およ
びトナー全体の等価粒径の平均粒径を得ることができる
トナー分析方法であれば、どのようなトナー分析方法を
用いることができることは言うまでもない。
【0060】また、本発明の画像形成装置は、図10に
示す画像形成装置1に限定されるものではなく、少なく
とも現像後にOPC2上の残余トナーT′をクリーニン
グブレード10によってクリーニングするようになって
いる画像形成装置であれば、どのような画像形成装置に
も適用することができる。
【0061】更に、前述の各例では、外添剤13として
シリカ(SiO2)を用いているが、母粒子(C)に付
着するもので、トナーTの流動性を良好にするものであ
れば、シリカ以外のものでも外添剤13として用いるこ
とができる。
【0062】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のトナーによれば、母粒子から遊離した外添剤をトナー
全体に対して5%以下になるように設定しているので、
外添剤の再凝集を防止できるようになり、フィルミング
を効果的に低減することができる。
【0063】また、請求項2の発明によれば、母粒子の
等価粒径に対する外添剤の等価粒径の分布を最小2乗法
で近似した近似直線の傾き(外添剤の等価粒径/母粒子
の等価粒径)を0.6以下になるように設定しているの
で、母粒子に付着する外添剤の量および粒径を制限でき
るようになる。これにより、画像形成プロセス中の、潜
像担持体と、現像器との接触現像工程時や転写器との接
触転写工程時などにおいて、母粒子からの外添剤の遊離
を低減することができる。したがって、潜像担持体のク
リーニング部における外添剤の滞留を抑制でき、フィル
ミングを更に低減することができる。
【0064】更に、請求項3の発明によれば、母粒子に
付着している外添剤の等価粒径の平均粒径を、外添剤全
体の等価粒径の平均粒径で除した値が1よりも大きくな
るように設定しているので、粒径の大きな外添剤をほと
んど母粒子に付着した同期外添剤とすることができ、母
粒子から遊離した非同期外添剤のほとんどを粒径の小さ
な外添剤とすることができる。これによっても、請求項
1における近似直線の傾きを小さくできるので、フィル
ミングを低減することができる。
【0065】また、特に本発明のトナーによれば、接触
転写時にトナーが繰り返しストレスを受けても、母粒子
からの外添剤の遊離を抑制できるので、トナーの寿命お
よび画像形成装置の寿命をより一層延ばすことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかるトナーの実施の形態の一例で
あるトナーの母粒子と外添剤との付着状態の分析に用い
る従来のトナー分析方法の一例を説明する図である。
【図2】 図1に示すトナー分析方法において用いられ
る等価粒子および等価粒径について説明する図である。
【図3】 図1に示すトナー分析方法による分析結果を
示す図である。
【図4】 図3に示す分析結果に基づいて、本発明のト
ナーを構成するために用いる近似直線を説明する図であ
る。
【図5】 本発明のトナーと本発明以外のトナーとを用
いた画像形成試験の結果を示す図である。
【図6】 本発明に係るトナーの実施の形態の他の例を
説明し、図4に示す分析結果から得られたトナー粒径の
正規分布図である。
【図7】 図6に示す例のトナーとこの例以外のトナー
とを用いた画像形成試験の結果を示す図である。
【図8】 本発明に係るトナーの実施の形態の更に他の
例を説明し、図4に示す分析結果から得られた外添剤粒
径の正規分布図である。
【図9】 図8に示す例のトナーとこの例以外のトナー
とを用いた画像形成試験の結果を示す図である。
【図10】 クリーニング手段を備えた従来の画像形成
装置の一例を模式的に示す図である。
【図11】 母粒子に外添剤が付着されたトナー粒子を
示す図である。
【図12】従来のトナーを用いて図10に示す画像形成
装置により画像形成を行った場合に発生するフィルミン
グを説明する図である。
【符号の説明】
1…画像形成装置、2…潜像担持体(OPC)、3,4,
5,6…現像器、7…転写器、8…転写材、9…定着
器、10…クリーニングブレード、11…残余トナーボ
ックス、12…母粒子(C)、13…外添剤(Si
2)、T…トナー、T′…残余トナー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多数の母粒子とこれらの母粒子にそれぞ
    れ付着される多数の外添剤とからなるトナーにおいて、 前記母粒子から遊離した外添剤が、トナー全体に対して
    5%以下であるように設定されていることを特徴とする
    トナー。
  2. 【請求項2】 前記母粒子の等価粒径に対する前記外添
    剤の等価粒径の分布を最小2乗法で近似した近似直線の
    傾き(外添剤の等価粒径/母粒子の等価粒径)が、0.
    6以下であるように設定されていることを特徴とする請
    求項1記載のトナー。
  3. 【請求項3】 前記母粒子に付着している外添剤の等価
    粒径の平均粒径を、外添剤全体の等価粒径の平均粒径で
    除した値が1よりも大きくなるように設定されているこ
    とを特徴とする請求項1または2記載のトナー。
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