JP2003098725A - 画像形成方法及び該画像形成方法に用いられる現像剤 - Google Patents

画像形成方法及び該画像形成方法に用いられる現像剤

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JP2003098725A JP2001288037A JP2001288037A JP2003098725A JP 2003098725 A JP2003098725 A JP 2003098725A JP 2001288037 A JP2001288037 A JP 2001288037A JP 2001288037 A JP2001288037 A JP 2001288037A JP 2003098725 A JP2003098725 A JP 2003098725A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 多数枚の連続プリントを行っても、カブリの
少ない画像が得られ、感光体や帯電ローラへの汚染の少
ない、画像形成方法を提供する。 【解決手段】 感光体1と、感光体面の帯電手段2と、
静電潜像情報書き込み手段3と、静電潜像現像手段4
と、転写手段5とを有し、転写工程後の感光体上の残余
トナーを現像と兼用で回収する画像形成方法において、
現像剤が、トナーとキャリアからなる二成分現像剤であ
り、トナーは結着樹脂、着色剤および離型剤を含有し、
かつトナーの示差熱分析測定(DSC)の吸熱ピークに
おける半値幅が10℃以下であり、感光体面を帯電する
帯電手段が導電性弾性層を有する帯電ローラであり、フ
ロー式粒子像測定装置で計測される個数基準の円相当径
−円形度スキャッタグラムでのトナーの円相当個数平均
径D1(μm)よりも帯電ローラの10点平均表面粗さ
(Rz)が小さいことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法あるい
は静電印刷法などにおいて、電気的潜像の形成及び現像
を行う画像形成方法に関し、とりわけ、静電荷潜像の現
像と転写残留トナーの回収が兼用手段により行なわれる
画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
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静電荷潜像を形成し、ついで該潜
像をトナーで現像を行ってトナー像を形成し、必要に応
じて紙の如き転写材にトナー像を転写した後、熱,圧
力,加熱加圧などにより転写材上にトナー像を定着して
複写物又は印刷物を得るものである。転写材上に転写さ
れずに感光体上に残留したトナー粒子はクリーニング工
程により感光体上より除去される。
【0003】感光体のクリーニング工程については、従
来ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニング、
ローラクリーニング等の手段が用いられていた。該手段
は力学的に感光体上の転写残トナーを掻き落とすか、ま
たはせき止めて廃トナー容器へと転写残トナーを捕集す
るものであった。よって、このような手段を構成する部
材が感光体表面に押し当てられることに起因し、問題が
生じやすかった。例えば、クリーニング部材を強く押し
当てることにより感光体表面が摩耗される。
【0004】さらに、クリーニング手段を具備するため
に装置全体が必然的に大きくなり装置のコンパクト化を
目指すときのネックになっていた。
【0005】さらには、エコロジーの観点より、廃トナ
ーのでないシステムが待望されている。
【0006】例えば、特公平5−69427号公報に、
現像兼クリーニング又は、クリーナーレスと呼ばれた技
術を採用した画像形成装置が提案されている。該画像形
成装置では感光体一回転につき一画像を形成し、転写残
留トナーの影響が同一画像に現れないようにしている。
特開昭64−20587号公報、特開平2−25978
4号公報、特開平4−50886号公報、特開平5−1
65378号公報では、転写残留トナーを散らし部材に
より感光体上に散らし、非パターン化することで、一画
像につき感光体同一表面が複数回利用される場合でも、
画像上で顕在化しにくい方法を提案している。
【0007】今日、様々な転写材に対してトナー像を転
写する必要性が出ている。残留トナーを非パターン化す
るための部材に電圧を印加する場合、クリーナーレスシ
ステムであるが、装置全体をコンパクト化することが困
難である。
【0008】さらに、特開平10−333359号公報
に、半値幅及びクリーナーレスの記載はあるが、帯電ロ
ーラ粗さに関する記載は無い。
【0009】これら技術は、過酷な環境での連続通紙に
おいてトナーを回収することが未だ満足のいくものでは
なく、感光体及び帯電部材への汚染が原因で生じる画像
欠陥の解消が課題となっている。
【0010】
【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現像剤及び画像形成方法を提供
することにある。
【0011】すなわち、本発明の目的は、高温高湿環境
下において多数枚の連続プリントを行っても、カブリの
少ない画像が得られる現像剤及び画像形成方法を提供す
ることにある。
【0012】本発明の他の目的は、高温高湿環境下にお
いて多数枚の連続プリントを行っても、感光体への汚染
の少なく、ドラム融着を発生させない現像剤及び画像形
成方法を提供することにある。
【0013】本発明の他の目的は、低温低湿環境下にお
いて多数枚の連続プリントを行っても、帯電ローラへの
汚染の少なく、画像均一性の良好な現像剤及び画像形成
方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、感光体と、感
光体面を帯電する帯電手段と、帯電処理された感光体に
静電潜像を形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現
像剤のトナーを供給し静電潜像を可視化する現像手段
と、可視化したトナー像を転写材に転写する転写手段と
を有し、転写工程後の感光体上に残余するトナーを静電
荷潜像の現像と兼用で回収する画像形成方法において、
現像剤が、トナーとキャリアからなる二成分現像剤であ
り、該トナーは少なくとも結着樹脂、着色剤および離型
剤を含有し、かつ該トナーの示差熱分析測定(DSC)
の吸熱ピークにおける半値幅が10℃以下であるするこ
とを特徴とし、該感光体面を帯電する帯電手段が導電性
弾性層を有する帯電ローラであり、フロー式粒子像測定
装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッ
タグラムでの該トナーの円相当個数平均径D1(μm)
よりも該帯電ローラの10点平均表面粗さ(Rz)が小
さいことを特徴とする現像兼回収の画像形成方法に関す
る。
【0015】また、本発明は、感光体と、感光体面を帯
電する帯電手段と、帯電処理された感光体に静電潜像を
形成する情報書き込み手段と、静電潜像に現像剤のトナ
ーを供給し静電潜像を可視化する現像手段と、可視化し
たトナー像を転写材に転写する転写手段とを有し、転写
工程後の感光体上に残余するトナーを静電荷潜像の現像
と兼用で回収する画像形成方法に用いられる現像剤であ
って、該感光体面を帯電する帯電手段が導電性弾性層を
有する帯電ローラであり、フロー式粒子像測定装置で計
測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラム
での該トナーの円相当個数平均径D1(μm)よりも該
帯電ローラの10点平均表面粗さ(Rz)が小さいこと
を特徴とし、現像剤が、トナーとキャリアからなる二成
分現像剤であり、該トナーは少なくとも結着樹脂、着色
剤および離型剤を含有し、かつ該トナーの示差熱分析測
定(DSC)の吸熱ピークにおける半値幅が10℃以下
であるすることを特徴とするトナーからなる現像剤に関
する。
【0016】
【発明の実施の形態】現像兼クリーニング方法を用いた
クリーナーレス画像形成方法の原理を説明する。その原
理は、電子写真各工程における感光体上のトナーの帯電
極性及び帯電量を制御することと反転現像方法を用いる
ということである。
【0017】マイナス帯電性の感光体及びマイナス帯電
性のトナーを用いた場合、その転写工程において、プラ
ス極性の転写部材によって可視化された像が転写材に転
写される。転写材の種類(厚み,抵抗,誘電率等の違
い)と画像面積との関係により、転写残トナーの帯電極
性がプラスからマイナスまで変動する。しかし、マイナ
ス帯電性の感光体を帯電する際のマイナス極性の帯電部
材により、感光体表面と共に転写残トナーまでもが、転
写工程においてプラス極性になったとしても、一様にマ
イナス側へ帯電極性を揃えることができる。それゆえ、
現像方法として反転現像を用いた場合、現像されるべき
明部電位部上にはマイナスに帯電された、転写残トナー
が残り、現像されるべきでない暗部電位には、現像電界
の関係上トナー担持体の方に転写残トナーが引き寄せら
れ、暗部電位部上にトナーは残留しない。
【0018】図1を用い、更に具体的に説明する。
【0019】トナー担持体(現像ローラ)51上に担持
されたトナーとキャリアとを有するトナーでマイナス極
性に帯電されたトナーにより、マイナス帯電性の感光体
52上の静電荷潜像を反転現像により、トナー像を得
る。感光体上のトナー像は、プラスバイアスを印加した
コロナ転写帯電器53により転写材54に転写される。
転写材に転写しきれないトナーは転写残トナーとして感
光体52上に残留する。
【0020】この転写残トナーは、プラス極性の転写バ
イアスをうけてプラス極性となっているトナー粒子を含
む。転写残トナーが、コロナ帯電器55により感光体5
2表面をマイナス極性に帯電する際に、プラス極性とな
っているトナー粒子をマイナス極性へ変換する。
【0021】よって、コロナ帯電器55を通過した感光
体52上のトナーは一様にマイナス極性であり、感光体
表面電位もナイマス極性である。
【0022】ついで、像露光56により静電荷潜像を形
成し、トナーを担持した現像ローラ51により、感光体
52の静電荷潜像を現像する。反転現像では、像露光部
(明部電位部)を現像するが、現像ローラ52に印加す
るバイアスを、感光体非露光部,露光部電位の間に位置
することにより、非露光部(暗部電位部)上に存在する
マイナス極性トナーに対しては、トナー側に引きつける
静電気力を働かせ、転写残のトナーを回収することがで
きる。
【0023】露光部上に存在するマイナス極性トナーに
対しては、感光体表面上に残留する力が働くが、元来ト
ナー像の形成される部分であり、問題を生じない。
【0024】図2は、感光体36表面をマイナス極性に
帯電する手段として帯電ローラ31を用い、転写帯電手
段としてプラスバイアスを印加した転写ローラ37を用
いている。
【0025】上述のようにすれば、転写残トナーの帯電
極性を制御することにより、現像兼クリーニングによる
クリーナレス画像形成方法を実施することが可能ではあ
るが、帯電手段がコロナ帯電器の場合、オゾンの抑制問
題が残るだけでなく、過酷環境における連続通紙印字に
おいては、まだ完全にトナーの回収できず、更なる改良
が望まれていた。
【0026】これに対して、感光体と、感光体面を帯電
する帯電手段と、帯電処理された感光体に静電潜像を形
成する情報書き込み手段と、静電潜像にトナーを供給し
静電潜像を可視化する現像手段と、可視化したトナー像
を転写材に転写する転写手段とを有し、転写工程後の感
光体上に残余するトナーを静電荷潜像の現像と兼用に回
収する画像形成方法において、該トナーの示差熱分析測
定(DSC)の吸熱メイン曲線における半値幅を規定
し、かつ、フロー式粒子像測定装置で計測される個数基
準の円相当径−円形度スキャッタグラムでの該トナーの
円相当個数平均径D1(μm)よりも該帯電ローラの1
0点平均表面粗さ(Rz)が小さいという条件により、
上記問題点を解決することを見出した。
【0027】以下に詳細な説明をする。
【0028】現像兼回収方式による連続通紙において、
軽微に帯電ローラへトナーが付着しトナーがダメージを
受けて、形状の変形したものや一部破損したものが生じ
てくる。これらは正常なトナーと形状や物性が異なるた
めか十分に現像兼回収されずに感光体上に残るものが存
在知るため、連続通紙が進行するに伴い、感光体汚染や
帯電ローラ汚染が促進してしまう。
【0029】これに対して本発明者らは鋭意検討の結
果、上記の如き現像兼回収方法において、離型剤を含有
するトナーの半値幅をある範囲内に規定することで、感
光体表面へのトナー由来物質の汚染を減少させることに
加えて、該トナーの円相当個数平均径D1(μm)と、
本発明の如き帯電ローラの平均表面粗さ(Rz)との関
係を規定することにより、従来の問題点を大きく改善す
ることが出来た。
【0030】理由は以下のように考えている。
【0031】過酷環境における連続通紙印字を行うと、
印字枚数が進むにつれて、トナー形状の変形あるいは破
損したトナーが若干ではあるが発生し、そのトナー表面
は印字初期のトナーよりも離型剤がリッチに存在するこ
とが考えられる。
【0032】離型剤は、未定着画像を定着する際に、加
熱ローラとトナー層を離型する効果のために添加されて
いる物質であるがその反面、各部材表面に付着しやすい
という特性もあわせ持っている。このことから、表面離
型剤存在量が多くなったトナーは、この離型剤を介し
て、感光体や帯電ローラへ付着しやすくなると推測され
る。高温高湿環境下においては、印字枚数が進むにつれ
て、機内昇温も進むことから、上記付着はさらに高まっ
てしまう。
【0033】これに対し本発明のように離型剤を含有す
るトナーの半値幅を小さくするということは、すなわ
ち、離型剤の半値幅を小さくすると同義であり、こうす
ることで離型剤の純度が高まり、それに伴い結晶性は高
まる。結晶化が進んだ離型剤は、化合物自体の硬度を高
める。
【0034】このことが要因でトナー表面の離型剤存在
比が、過酷環境における連続通紙印字にて、印字枚数が
進むにつれて何らかの影響で、トナーがダメージを受
け、離型剤リッチなトナーになったとしても、感光体や
帯電ローラへの汚染が抑制できるのであると考えてい
る。
【0035】さらに、この系に、トナーの円相当個数平
均径D1(μm)よりも本発明の如き帯電ローラの平均
表面粗さを小さくすることで、連続通紙印字で破損した
トナー由来の物質が帯電ローラの凹部に進入し蓄積する
ことを大きく抑制し、帯電ローラ汚染を大幅に減少させ
る。
【0036】このことは、印字枚数が増した時の感光体
汚染をも抑制し、上述の如き作用効果を一層高め、現像
兼回収方式において、カブリが良好で、融着もなく、均
一性の良好な画像を入手可能にしていくのであると考え
ている。
【0037】以下、実施例の画像形成装置(画像記録装
置)について説明する。
【0038】図3は本発明に従う画像形成装置例の概略
構成模型図である。本例の画像形成装置は、転写方式電
子写真プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式、ク
リーナレス、最大通紙サイズがA3サイズのレーザビー
ムプリンタである。
【0039】(1)プリンタの全体的概略構成 a)感光ドラム 1は回転ドラム型の電子写真感光体(以下、感光ドラム
と記す)である。この感光ドラム1は、図4の層構成模
型図のように、アルミニウム製シリンダ(導電性ドラム
基体)1aの表面に、光の干渉を抑え、上層の接着性を
向上させる下引き層1bと、光電荷発生層1cと、電荷
輸送層1dの3層を下から順に塗り重ねた構成をしてい
る。
【0040】本発明の感光ドラムは上記に限られるもの
ではない。以下につぎに電子写真感光体の典型的な構成
について、図5、図6および図7により説明する。
【0041】感光層が有機光導電体を主成分として構成
され、有機光導電体としては、ポリビニールカルバゾー
ル等の有機光導電性ポリマーを用いたもの、あるいは低
分子量の有機光導電性物質を結着樹脂中に含有したもの
などがある。
【0042】図5の電子写真感光体は、導電性支持体1
6上に感光層17が設けられており、この感光層17は
結着樹脂中に電荷発生物質18を分散含有した電荷発生
層19と電荷輸送層20の積層構造である。この場合電
荷輸送層20は、電荷発生層19の上に積層されてい
る。
【0043】図6の電子写真感光体は、図5の場合と異
なり、電荷輸送層20は電荷発生層19の下に積層され
ている。この場合、電荷発生層19中には電荷輸送物質
が含有されていてもよい。
【0044】図7の電子写真感光体は、導電性支持体1
6上に感光層17が設けられており、この感光層17は
結着樹脂中に電荷発生物質18と電荷輸送物質(図示せ
ず)が含有されている。
【0045】これらのうち、図5に示すように、導電性
支持体16側から電荷発生層19、次いで、電荷輸送層
20の順で積層されている構造の感光体が本発明におい
ては好ましい。
【0046】導電性支持体16としては、アルミニウ
ム、ステンレスなどの金属、紙、プラスチックなどの円
筒状シリンダー、シートまたはフィルムなどが用いられ
る。また、これらの円筒状シリンダー、シートまたはフ
ィルムは、必要に応じて導電性ポリマー層、あるいは酸
化スズ、酸化チタン、銀粒子などの導電性粒子を含有す
る樹脂層を有していてもよい。
【0047】また、導電性支持体16と感光層17の間
にはバリアー機能と下引き機能を持つ下引き層(接着
層)を設けることができる。
【0048】下引き層は感光層の接着性改良、塗工性改
良、支持体の保護、支持体の欠陥の被覆、支持体からの
電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護など
のために形成される。その膜厚は0.2〜2μm程度で
ある。
【0049】電荷発生物質としては、ビリリウム、チオ
ピオリリウム系染料、フタロシアニン系顔料、アントア
ントロン顔料、ジベンズビレンキノン顔料、ピラトロン
顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン系顔料、
非対称キノシアニン、キノシアニンなどを用いることが
できる。
【0050】電荷輸送物質としては、ヒドラゾン系化合
物、ピラゾリン系化合物、スチリル系化合物、オキサゾ
ール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリールメタ
ン系化合物、ポリアリールアルカン系化合物などを用い
ることができる。
【0051】電荷発生層19は、上記電荷発生物質を
0.5〜4倍量の結着剤樹脂、および溶剤と共に、ホモ
ジナイザー、超音波、ボールミル、振動ボールミル、サ
ンドミル、アトライター、ロールミルなどの方法でよく
分散し、塗布、乾燥されて形成される。その厚みは5μ
m以下、特には0.01〜1μmの範囲が好ましい。
【0052】電荷輸送層20は、一般的には上記電荷輸
送物質と結着剤樹脂を溶剤に溶解し、塗布して形成す
る。電荷輸送物質と結着剤樹脂との混合割合は2:1〜
1:2程度である。溶剤としては、アセトン、メチルエ
チルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルな
どのエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化
水素類、クロルベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素な
どの塩素系炭化水素類、などが用いられる。この溶液を
塗布する際には、例えば浸漬コーティング法、スプレー
コーティング法、スピンナーコーティング法などのコー
ティング法を用いることができ、乾燥は10〜200
℃、好ましくは20〜150℃の範囲の温度で5分〜5
時間、好ましくは10分〜2時間で送風乾燥または静止
乾燥下で行うことができる。生成した電荷輸送層の膜厚
は5〜30μm、特には10〜25μmの範囲が好まし
い。
【0053】電荷発生層19および電荷輸送層20を形
成するのに用いられる結着樹脂としては、アクリル樹
脂、スチレン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート
樹脂、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリフェニレン
オキシド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド
樹脂、および不飽和樹脂等から選ばれる樹脂が好まし
い。特に好ましい樹脂としては、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重
合体、ポリカーボネート樹脂またはジアリルフタレート
樹脂が挙げられる。
【0054】また、電荷発生層あるいは電荷輸送層に
は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、潤滑剤など種々の添加
剤を含有させることができる。
【0055】b)帯電手段 2は感光ドラム1の周面を一様に帯電処理する帯電手段
としての接触帯電装置(接触帯電器)であり、本例は帯
電ローラ(ローラ帯電器)である。
【0056】この帯電ロ一ラ2は、芯金2aの両端部を
それぞれ不図示の軸受け部材により回転自在に保持させ
ると共に、押し圧ばね2eによって感光ドラム方向に付
勢して感光ドラム1の表面に対して所定の押圧力をもっ
て圧接させており、感光ドラム1の回転に従動して回転
する。感光ドラム1と帯電ローラ2との圧接部が帯電部
(帯電ニップ部)aである。
【0057】帯電ローラ2の芯金2aには電源S1より
所定の条件の帯電バイアス電圧が印加されることにより
回転感光ドラム1の周面が所定の極性・電位に接触帯電
処理される。本例において、帯電ローラ2に対する帯電
バイアス電圧は直流電圧(Vdc)と交流電圧(Va
c)とを重畳した振動電圧である。
【0058】直流電圧;−500V 交流電圧;周波数f1000Hz、ピーク間電圧Vpp
1300V、正弦波とを重畳した振動電圧であり、感光
ドラム1の周面は−500V(暗電位Vd)に一様に接
触帯電処理される。
【0059】帯電ローラ2の長手長さは320mmであ
り、図4の層構成模型図のように、芯金(支持部材)2
aの外回りに、弾性層2bと、抵抗制御層2cと、表面
層2dを下から順次に積層した3層構成である。弾性層
2bは帯電音を低減するための発泡スポンジ層であり、
抵抗制御層2cは帯電ローラ全体として均一な抵抗を得
るための導電層であり、表面層2dは感光ドラム1上に
ピンホール等の欠陥があってもリークが発生するのを防
止するために設けている保護層である。
【0060】さらに詳細に説明する。
【0061】図4において、2は帯電部材、2aは導電
性支持体、2bは弾性層、2cは抵抗制御層、2dは表
面層を示す。帯電ローラは抵抗制御層2cのない弾性層
2bと表面層2dの構成であってもよい。
【0062】本発明に用いられる導電性支持体2aは、
鉄、銅、ステンレス、アルミニウム及びニッケル等の金
属を用いることができる。更に、これらの金属表面に防
錆や耐傷性付与を目的としてメッキ処理を施しても構わ
ないが、導電性を損なわないことが必要である。
【0063】帯電ローラ2において、弾性層2bには、
帯電ローラ2の感光体1に対する良好な均一密着性を確
保するために適当な弾性を持たせてある。
【0064】弾性層2bの導電性はゴム等の弾性材料中
にカーボンブラック等の導電性粒子あるいはアルカリ金
属塩及びアンモニウム塩等の導電剤を添加することによ
り調整される。弾性はプロセス油及び可塑剤等の添加に
より調整される。弾性層2bの具体的弾性材料として
は、例えば、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンメチ
レンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(S
BR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒ
ドリンゴム、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム
(BR)、ニトリル−ブタジエンゴム(NBR)及びク
ロロプレンゴム(CR)等の合成ゴム、更にはポリアミ
ド樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂及びフッ素
樹脂等の樹脂も挙げられる。また、前述の弾性材料の発
泡体を弾性層2bに用いてもよい。
【0065】前記弾性層の電気抵抗は、1×103〜1
×1010[Ωcm]の範囲の導電性を有していることが
好ましい。また、膜厚は導電性支持体の径にもよるの
で、特に制限を受けるものではない。
【0066】表面層2dは弾性層2b中の可塑剤等の帯
電ローラ表面へのブリードアウトを防止するためや帯電
ローラ表面の滑り性や平滑性を維持するために設けるこ
とが多い。表面層2dは塗工あるいはチューブを被覆す
ることによって設ける。
【0067】表面層2dを塗工により設ける場合、具体
的な材料としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹
脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂及びシリコーン樹脂等の
樹脂、更にはエピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、
クロロプレンゴム及びアクリロニトリル系ゴム等が挙げ
られる。塗工方法としては、浸漬塗工法、ロール塗工法
及びスプレー塗工法などがよい。
【0068】また、表面層2dをチューブを被覆するこ
とにより設ける場合、具体的な材料としては、ナイロン
12、PFA(4フッ化エチレン−パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合樹脂)、PVDF(ポリフッ化
ビニリデン)、FEP(4フッ化エチレン−6フッ化プ
ロピレン共重合樹脂)、更にはポリスチレン系、ポリオ
レフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリ
エステル系及びポリアミド系等の熱可塑性エラストマー
が挙げられる。
【0069】チューブは熱収縮性チューブであってもよ
いし、非熱収縮性チューブであってもよい。表面層2d
にも適度な導電性を持たせるため、カーボンブラック及
びカーボングラファイトのような導電性粒子や、導電性
酸化チタン、導電性酸化亜鉛及び導電性酸化錫等の導電
性金属酸化物等の導電剤が用いられる。
【0070】前記表面層の電気抵抗は、1×106〜1
×1014[Ωcm]の範囲であることが好ましい。
【0071】また、膜厚は、2乃至500μmであるこ
とが好ましい。より好ましくは、2乃至250μmであ
る。
【0072】抵抗制御層2cは帯電部材の抵抗を制御す
るために設けることが多い。抵抗制御層2cの具体的材
料としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ
素樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂、さらにはエピクロル
ヒドリンゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム及びア
クリロニトリル系ゴム等が挙げられる。抵抗制御層2c
にも抵抗調整を目的として、カーボンブラックやカーボ
ングラファイトのような導電性粒子や、導電性酸化チタ
ン、導電性酸化亜鉛及び導電性酸化錫等の導電性金属酸
化物あるいはアルカリ金属塩及びアンモニウム塩等の導
電剤を分散することができる。
【0073】抵抗制御層2cもまた塗工あるいはチュー
ブを被覆することによって設ける。
【0074】前記抵抗制御層の電気抵抗は、1×106
〜1×1010[Ωcm]の範囲であることが好ましい。
また、膜厚は、10乃至1000μmであることが好ま
しい。より好ましくは、10乃至750μmである。
【0075】本発明における体積抵抗率の測定は、JI
S K 6911に準じて行ったものである。
【0076】図4において、2fは帯電ローラクリーニ
ング部材であり、本例では可撓性を持つクリーニングフ
ィルムである。このクリーニングフィルム2fは、帯電
ローラ2の長手方向に対し平行に配置され且つ同長手方
向に対し一定量の往復運動をする支持部材2gに一端を
固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ2と接
触ニップを形成するよう配置されている。支持部材2g
がプリンタの駆動モーターによりギア列を介して長手方
向に対し一定量の往復運動駆動されて帯電ローラ表面層
2dがクリーニングフィルム2fで摺擦される。これに
より帯電ローラ表面層2dの付着汚染物(微粉トナー、
外添剤など)の除去がなされる。
【0077】本発明の帯電部材表面の10点平均表面粗
さ(Rz、JIS−B0601)は5μm以下であるこ
とが好ましい。好ましくは3μm以下である。上記範囲
を超えた場合は放電量が増大し、被帯電体である感光体
を侵食するため、いわゆる感光体削れが助長され、その
寿命を縮めてしまう恐れがある。
【0078】c)情報書き込み手段 3は帯電処理された感光ドラム1の面に静電潜像を形成
する情報書き込み手段としては露光である。LEDアレ
イを用いる方法、半導体レーザを用いる方法、液晶シャ
ッタアレイを用いた方などがある。
【0079】本例は半導体レーザを用いたレーザビーム
スキャナである。画像読み取り装置等のホスト装置から
プリンタ側に送られた画像信号に対応して変調されたレ
ーザ光を出力して回転感光ドラム1の一様帯電処理面を
露光位置bにおいてレーザ走査露光L(イメージ露光)
する。このレーザ走査露光Lにより感光ドラム1面のレ
ーザ光で照射されたところの電位が低下することで回転
感光ドラム1面には走査露光した画像情報に対応した静
電潜像が順次に形成されていく。
【0080】d)現像手段 4は感光ドラム1上の静電潜像に現像剤(トナー)を供
給し静電潜像を可視化する現像手段としての現像装置
(現像器)であり、本例は二成分磁気ブラシ現像方式の
反転現像装置である。
【0081】4aは現像容器、4bは非磁性の現像スリ
ーブであり、この現像スリーブ4bはその外周面の一部
を外部に露呈させて現像容器4a内に回転可能に配設し
てある。4cは非回転に固定して現像スリーブ4b内に
挿設したマグネットローラ、4dは現像剤コーティング
ブレード、4eは現像容器4aに収容した二成分現像
剤、4fは現像容器4a内の底部側に配設した現像剤攪
拌部材、4gはトナーホッパーであり、補給用トナーを
収容させてある。
【0082】而して、回転する現像スリーブ4bの面に
薄層としてコーティングされ、現像部cに搬送された現
像剤中のトナー分が現像バイアスによる電界によって感
光ドラム1面に静電潜像に対応して選択的に付着するこ
とで静電潜像がトナー画像として現像される。本例の場
合は感光ドラム1面の露光明部にトナーが付着して静電
潜像が反転現像される。
【0083】現像部cを通過した現像スリーブ4b上の
現像剤薄層は、引き続く現像スリーブの回転に伴い現像
容器4a内の現像剤溜り部に戻される。
【0084】現像容器4a内の二成分現像剤4eのトナ
ー濃度を所定の略一定範囲内に維持させるために、現像
容器4a内の二成分現像剤4eのトナー濃度が不図示の
例えば光学式トナー濃度センサーによって検知され、そ
の検知情報に応じてトナーホッパー4gが駆動制御され
て、トナーホッパー内のトナーが現像容器4a内の二成
分現像剤4eに補給される。二成分現像剤4eに補給さ
れたトナーは攪拌部材4fにより攪拌される。
【0085】e)転写手段・定着手段 5は転写装置であり、本例は転写ローラである。この転
写ローラ5は感光ドラム1に所定の押圧力をもって圧接
させてあり、その圧接ニップ部が転写部dである。この
転写部dに不図示の給紙機構部から所定の制御タイミン
グにて転写材(被転写部材、記録材)Pが給送される。
【0086】転写部dに給送された転写材Pは、回転す
る感光ドラム1と転写ローラ5の間に挟持されて搬送さ
れ、その間、転写ローラ5に電源S3からトナーの正規
帯電極性である負極性とは逆極性である正極性の転写バ
イアス本例では+2kVが印加されることで、転写部d
を挟持搬送されていく転写材Pの面に感光ドラム1面側
のトナー画像が順次に静電転写されていく。
【0087】転写部dを通ってトナー画像の転写を受け
た転写材Pは、回転感光ドラム1面から順次に分離され
て定着装置6(例えば熱ローラ定着装置)へ搬送されて
トナー画像の定着処理を受けて画像形成物(プリント、
コピー)として出力される。
【0088】(2)クリーナレスシステムおよびトナー
帯電量制御 本例のプリンタはクリーナレスであり、転写材Pに対す
るトナー画像転写後の感光ドラム1面に若干量残留する
転写残トナーを除去する専用のクリーニング装置は具備
させていない。転写後の感光ドラム1面上の転写残トナ
ーは、引き続く感光ドラム1の回転に伴い帯電部a、露
光部bを通って現像部cに持ち運ばれて、現像装置3に
より現像兼クリーニング(回収)される(クリーナレス
システム)。
【0089】本実施例においては現像装置4の現像スリ
ーブ4bは前述したように現像部cにおいて、感光ドラ
ム1面の進行方向とは逆方法に回転させており、これは
感光ドラム1上の転写残トナーの回収に有利である。
【0090】感光ドラム1面上の転写残トナーは露光部
bを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされ
るが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現
れない。
【0091】ただ前述のように、転写残トナーには帯電
極性が正規極性のもの、逆極性のもの(反転トナー)、
帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナ
ーや帯電量が少ないトナーが帯電部aを通過する際に帯
電ローラ2に付着することで帯電ローラが許容以上にト
ナー汚染して帯電不良を生じることになる。
【0092】また、感光ドラム1面上の転写残トナーの
現像装置3による現像兼クリーニングを効果的に行なわ
せるためには、現像部cに持ち運ばれる感光ドラム上の
転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯
電量が現像装置によって感光ドラムの静電潜像を現像で
きるトナーの帯電量であることが必要である。反転トナ
ーや帯電量が適切でないトナーについては感光ドラム上
から現像装置に除去・回収できず、不良画像の原因とな
ってしまう。
【0093】そこで本実施例においては、転写部dより
も感光ドラム回転方向下流側で、帯電部aよりも感光ド
ラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯
電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー
(現像剤)帯電量制御手段7を設けている。
【0094】転写残トナーの帯電極性を正規極性である
負極性に揃えることにより、さらに下流に位置する帯電
部aで、該転写残トナーの上から感光ドラム1面上を帯
電処理する際に、感光ドラム1への鏡映力が大きくし、
転写残トナーの帯電ローラ2への付着を防止するのであ
る。
【0095】この為に転写残トナーに必要な帯電量は現
像時のトナー帯電量と比較すると、2.2倍以上必要で
ある。
【0096】次に本発明のトナーについて説明をする。
【0097】本発明のトナーを粉砕方法で製造する際に
用いられるトナーの結着樹脂としては、ポリスチレン;
ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如き
スチレン置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチ
レン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、ス
チレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステ
ル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル
共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチ
レン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニ
ルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケ
トン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレ
ン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル
−インデン共重合体の如きスチレン系共重合体;アクリ
ル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニール、シリコー
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹
脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。
【0098】これらの樹脂は、単独で又は混合して使用
される。
【0099】結着樹脂の主成分としてはスチレンと他の
ビニルモノマーとの共重合体であるスチレン共重合体が
現像性、定着性の点で好ましい。
【0100】スチレン共重合体のスチレンモノマーに対
するコモノマーとしては、アクリル酸、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
ドジテル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、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、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、アクリルアミドのような二重結合を有
するモノカルボン酸もしくはその置換体;マレイン酸、
マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメ
チルのような二重結合を有するジカルボン酸及びその置
換体;塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルのよう
なビニルエステル;エチレン、プロピレン、ブチレンの
ようなエチレン系オレフィン;ビニルメチルケトン、ビ
ニルヘキシルケトンのようなビニルケトン;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
エーテルのようなビニルエーテルが挙げられる。これら
ビニル単量体が単独もしくは2つ以上用いられる。
【0101】スチレン共重合体はジビニルベンゼンの如
き架橋剤で架橋されていることがトナーの定着温度領域
を広げ、耐オフセット性を向上させる上で好ましい。
【0102】本発明のトナーを重合方法で製造する際に
用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能
なビニル系重合性単量体が用いられる。該ビニル系重合
性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能
性重合性単量体を使用することが出来る。単官能性重合
性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β
−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルス
チレン、p−メチルスチレン、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−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、p−メトキシスチ
レン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メ
チルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピル
アクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブ
チルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、te
rt−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、
n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリ
レート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリ
レート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリ
レート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、
ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチル
フォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオ
キシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量
体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n
−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリ
レート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメ
タクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−
アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、
2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタ
クリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォ
スフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェ
ートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単
量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビ
ニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニ
ル、ギ酸ビニルの如きビニルエステル;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
テルの如きビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニ
ルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビ
ニルケトンが挙げられる。
【0103】多官能性重合性単量体としては、ジエチレ
ングリコールジアクリレート、トリエチレングリコール
ジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレ
ート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6
−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリ
コールジアクリレート、トリプロピレングリコールジア
クリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレー
ト、2,2′−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキ
シ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリ
アクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレ
ート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレ
ングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコー
ルジメタクリレート、テトラ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、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、
1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペン
チルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリ
コールジメタクリレート、2,2′−ビス(4−(メタ
クリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,
2′−ビス(4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フ
ェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタク
リレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレー
ト、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニル
エーテル等が挙げられる。
【0104】本発明においては、上記した単官能性重合
性単量体を単独或いは、2種以上組み合わせて、又は、
上記した単官能性重合性単量体と多官能性重合性単量体
を組み合わせて使用する。多官能性重合性単量体は架橋
剤として使用することも可能である。
【0105】上記した重合性単量体の重合の際に用いら
れる重合開始剤としては、油溶性開始剤及び/又は水溶
性開始剤が用いられる。例えば、油溶性開始剤として
は、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’
−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,
1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリ
ル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジ
メチルバレロニトリルの如きアゾ化合物;アセチルシク
ロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピル
パーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、
ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイ
ド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサ
イド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエー
ト、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ
イソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メ
チルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサ
イド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチ
ルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドの如き
パーオキサイド系開始剤が挙げられる。
【0106】水溶性開始剤としては、過硫酸アンモニウ
ム、過硫酸カリウム、2,2’−アゾビス(N,N’−
ジメチレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2’−ア
ゾビス(2−アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス
(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2’−アゾビスイ
ソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又
は過酸化水素が挙げられる。
【0107】本発明においては、重合性単量体の重合度
を制御する為に、連鎖移動剤,重合禁止剤等を更に添加
し用いることも可能である。
【0108】本発明のトナーに用いられる架橋剤として
は、2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用
いられる。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタ
レンのような芳香族ジビニル化合物;エチレングリコー
ルジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレー
ト、1,3−ブタンジオールジメタクリレートのような
二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルア
ニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビ
ニルスルホンの如きジビニル化合物;及び3個以上のビ
ニル基を有する化合物が挙げられる。これらは単独もし
くは混合物として用いられる。
【0109】本発明のトナーに用いられる離型剤として
は、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マ
イクロクリスタリンワックス、フィッシャートロピッシ
ュワックスの如きポリメチレンワックス、アミドワック
ス、高級脂肪酸、長鎖アルコール、ケトンワックス、エ
ステルワックス及びこれらのグラフト化合物、ブロック
化合物の如き誘導体が挙げられ、必要に応じて蒸留など
しても構わない。
【0110】下記一般構造式で示すが特にエステルワッ
クスが好ましい。
【0111】
【化1】 (式中、a及びbは0〜4の整数を示し、a+bは4で
あり、R1及びR2は炭素数が1〜40の有機基を示し、
且つR1とR2との炭素数差が3以上である基を示し、
n及びmは0〜40の整数を示し、nとmが同時に0に
なることはない。)
【0112】
【化2】 (式中、a及びbは0〜4の整数を示し、a+bは4で
あり、R1は炭素数が1〜40の有機基を示し、n及び
mは0〜40の整数を示し、nとmが同時に0になるこ
とはない。)
【0113】
【化3】 (式中、a及びbは0〜3の整数を示し、a+bは3以
下であり、R1及びR2は炭素数が1〜40の有機基を示
し、且つR1とR2との炭素数差が3以上である基を示
し、R3は炭素数が1以上の有機基を示し、n及びmは
0〜40の整数を示し、nとmが同時に0になることは
ない。)
【0114】該トナーの半値幅は、ASTM D341
8−82に準拠して測定される。そして10℃以下であ
ることが好ましく、より好ましくは7℃以下が良い。1
0℃を超える場合には、結晶性が高くないことから、離
型剤の硬度も軟らかく、感光体や帯電ローラへの汚染を
促進させてしまう。
【0115】ここでいう吸熱ピークの半値幅とは、吸熱
ピークにおけるベースラインからピークの高さの2分の
1の吸熱チャートの温度幅である。
【0116】本発明における離型剤のDSC吸熱曲線に
おける吸熱ピーク値は、トナー中から離型剤を任意の方
法で抽出した後、該抽出したサンプルをASTM D3
418−82に準拠して測定する。
【0117】そして、より好ましくは50乃至100℃
の値を示す化合物が好ましく、特に、DSC曲線の接線
離脱温度が40℃以上の離型剤が一層好ましい。
【0118】測定試料は、2〜10mgの範囲内で正確
に秤量する。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30〜16
0℃の間で、昇温温度10℃/minで、常温常湿下で
測定を行う。
【0119】吸熱ピーク値が50℃未満であると、離型
剤の自己凝集力が弱い為に、トナー粒子の内部又は中心
部を構成しづらく、トナー粒子の製造時にトナー粒子表
面に離型剤が析出し、感光体や帯電ローラを汚染しやす
い。
【0120】一方、吸熱ピークが120℃を超えると、
定着時に離型剤が浸み出しにくく、低温時の定着性や、
トナー現像量が多い2次色(レッド、グリーン、ブル
ー)の定着性が低下する。更に、直接重合方法によりト
ナー粒子を生成する場合には、重合性単量体組成物中へ
の溶解性が低下し、水系媒体中での重合性単量体組成物
のトナー粒子径サイズへの液滴の造粒中に離型剤が析出
して造粒が困難となり好ましくない。
【0121】離型剤の分子量としては、重量平均分子量
(Mw)が300乃至1,500のものが好ましい。3
00未満になると離型剤のトナー粒子表面への露出が生
じ易く、現像性が悪化し、高温高湿環境下でのカブリが
悪い。また、帯電ローラへの汚染も著しい。1,500
を超えると低温定着性が低下しかつ、OHT透明性も悪
化する。特に400乃至1,250の範囲のものが好ま
しい。
【0122】更に、重量平均分子量/数平均分子量の比
(Mw/Mn)が1.5以下になると、離型剤のDSC
吸熱曲線の極大ピークがよりシャープになり、室温時の
トナー粒子の機械的強度が向上し、定着時にはシャープ
な溶融特性を示す特に優れたトナー物性が得られる。
【0123】離型剤の分子量はGPCにより次の条件で
測定される。
【0124】(GPC測定条件) 装置 :GPC−150C(ウォーターズ社製) カラム:GMH−MT30cm2連(東ソー社製) 温度 :135℃ 溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール
添加) 流速 :1.0ml/min 試料 :0.15%の試料を0.4ml注入
【0125】以上の条件で測定し、試料の分子量算出に
あたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した
分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Hou
wink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン
換算することによって算出される。
【0126】該離型剤の針入度はJIS K2235に
準拠し測定される。測定温度は25℃とする。該離型剤
の針入度は15度以下、より好ましくは、8度以下であ
ることが良い。15度を超える場合には、離型剤を含有
するトナーの半値幅が10℃を超える場合と同様に、感
光体や帯電ローラへの汚染を促進させてしまう。
【0127】離型剤は、溶融混練粉砕法によりトナー粒
子を生成する場合は、結着樹脂100質量部に対して1
乃至10質量部使用するのが良い。
【0128】重合性単量体組成物を使用して、水系媒体
中で直接的にトナー粒子を生成する場合には、重合性単
量体100質量部に対して5乃至40質量部(より好ま
しくは、5乃至30質量部)配合し、結果として、重合
性単量体から生成された結着樹脂100質量部当り離型
剤5乃至40質量部(より好ましくは、5乃至30質量
部)トナー粒子に含有されるのが良い。
【0129】溶融混練粉砕法による乾式トナー製法に比
べ重合法によるトナー製法においては、トナー粒子内部
に極性樹脂により多量の離型剤を内包化させ易いので乾
式トナー製法と比較し、一般に多量の離型剤を用いるこ
とが可能となり、定着時のオフセット防止効果には特に
有効となる。
【0130】本発明のトナーに用いられる着色剤は、黒
色着色剤としてカーボンブラック,磁性体,以下に示す
イエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色さ
れたものが利用される。
【0131】イエロー着色剤としては、顔料系として
は、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アンス
ラキノン化合物、アゾ金属錯体メチン化合物、アリルア
ミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的に
は、 C.I.PigmentYellow3.7.1
0.12.13.14.15.17.23.24.6
0.62.74.75. 83.93.94.95.9
9.100.101.104.108.109.11
0. 111.117.123.128.129.13
8.139.147.148.150.166.16
8.169.177.179.180.181.18
3.185.191:1.191.192.193.1
99等が好適に用いられる。染料系としては、例えば、
C.I.solvent Yellow33.56.
79.82.93.112.162.163、 C.
I.disperse Yellow42.64.20
1.211などが挙げられる。
【0132】マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合
物、ジケトピロロピロール化合物,アントラキノン,キ
ナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール
化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合
物,ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.
I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、4
8;2、48;3、48;4、57;1、81;1、1
22、146、166、169、177、184、18
5、202、206、220、221、254、C.
I.ピグメントバイオレッド19が特に好ましい。
【0133】シアン着色剤としては、フタロシアニン化
合物及びその誘導体,アントラキノン化合物,塩基染料
レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピ
グメントブルー1、7、15、15:1、15:2、1
5:3、15:4、60、62、66等が特に好適に利
用される。
【0134】これらの着色剤は、単独又は混合し更には
固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤
は、色相角,彩度,明度,耐侯性,OHP透明性,トナ
ー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量
は、樹脂100質量部に対し1乃至20質量部添加して
用いられる。
【0135】本発明のトナーは、荷電制御剤を併用して
も構わない。
【0136】トナーを負荷電性に制御するものとして下
記物質がある。
【0137】例えば、有機金属化合物、キレート化合物
が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン
金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカル
ボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属
化合物がある。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香
族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エ
ステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類など
がある。
【0138】さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系
化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4
級アンモニウム塩、カリックスアレーン、樹脂系帯電制
御剤等が挙げられる。
【0139】トナーを正荷電性に制御するものとして下
記物質がある。
【0140】ニグロシン及び脂肪酸金属塩等によるニグ
ロシン変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合
物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ
−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレートの如き4級アンモニウム塩、
及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウ
ム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料
及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタ
ングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモ
リブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェ
リシアン化物、フェロシアン化物など)、高級脂肪酸の
金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキ
サイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドの如きジオル
ガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチ
ルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如き
ジオルガノスズボレート類、樹脂系帯電制御剤等が挙げ
られる。これらを単独で或いは2種類以上組合せて用い
ることができる。
【0141】荷電制御剤は、結着樹脂100質量部当
り、0.01乃至20質量部、より好ましくは0.5乃
至10質量部使用するのが良い。本発明のトナーが重合
法トナーの場合に縮合系樹脂を添加しても良い。
【0142】本発明の該縮合系樹脂は例えば、ポリエス
テル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹
脂、ポリアミド、セルロースなどが挙げられる。より好
ましくは材料の多様性からポリエステルが望まれる。結
着樹脂100質量部当り、0.01乃至20質量部、よ
り好ましくは0.5乃至10質量部使用するのが良い。
【0143】トナーにおける各種の特性向上を目的とし
た添加剤としては、耐久性の点から、トナー粒子の体積
平均径の1/2以下の粒径であることが好ましい。添加
剤の粒径とは、電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観
察により求めたその平均粒径を意味する。これら特性付
与を目的とした添加剤としては、たとえば、以下のよう
なものが用いられる。
【0144】流動性付与剤としては、金属酸化物(酸化
ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンなど)カーボン
ブラック、フッ化カーボンなどが挙げられる。それぞ
れ、疎水化処理を行ったものが、より好ましい。
【0145】研磨剤としては、金属酸化物(チタン酸ス
トロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化
マグネシウム、酸化クロムなど)・窒化物(窒化ケイ素
など)・炭化物(炭化ケイ素など)・金属塩(硫酸カル
シウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど)が挙げら
れる。
【0146】滑剤としては、フッ素系樹脂粉末(フッ化
ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなど)・脂肪
酸金属塩(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム
など)などが挙げられる。
【0147】荷電制御性粒子としては、金属酸化物(酸
化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウムなど)・カーボンブラックなどが挙げられる。
【0148】これら添加剤は、トナー粒子100質量部
に対し、0.1乃至10質量部が用いられ、好ましくは
0.1乃至5質量部が用いられる。
【0149】これら添加剤は、単独で用いても、また、
複数併用しても良い。さらに必要に応じ疎水化処理(オ
イル、カップリング)をしても構わない。
【0150】以下に本発明のトナー製造方法を示す。
【0151】本発明のトナーが粉砕法トナーである場合
には、少なくとも結着樹脂、着色剤を、加圧ニーダーや
エクストルーダー、或いはメディア分散機等を用いて混
練、均一に分散せしめた後、機械的又はジェット気流下
でターゲットに衝突させて所望のトナー粒径に微粉砕化
せしめ、更に分級工程を経た後、機械的手段を用いて所
望の円形度にするしトナー粒子を製造する製造方法や、
上記微粉砕化の後に湿式あるいは乾式の熱球形化処理を
する方法などがある。
【0152】本発明のトナーが重合法である場合には、
特に制約を受けるものではないが、特公昭36−102
31号公報、特開昭59−53856号公報、特開昭5
9−61842号公報に述べられている懸濁重合法を用
いて直接トナーを生成する方法;単量体には可溶で水溶
性重合開始剤の存在下で直接重合させてトナー粒子を生
成するソープフリー重合法に代表される乳化重合法によ
るトナー粒子の製造が挙げられる。また、マイクロカプ
セル製法のような界面重合法、in−situ重合法、
コアセルベーション法などの製造も挙げられる。さら
に、特開昭62−106473号公報や特開昭63−1
86253号公報に開示されている様な、少なくとも1
種以上の微粒子を凝集させ所望の粒径のものを得る界面
会合法なども挙げられる。
【0153】小粒径のトナー粒子が容易に得られる懸濁
重合方法が特に好ましい。さらに一旦得られた重合粒子
に更に単量体を吸着せしめた後、重合開始剤を用い重合
せしめるシード重合方法も本発明に好適に利用すること
ができる。このとき、吸着せしめる単量体中に、極性を
有する化合物を分散あるいは溶解させて使用することも
可能である。
【0154】縣濁重合をする場合には、通常単量体組成
物100質量部に対して水300乃至3000質量部を
分散媒体として使用するのが好ましい。用いる分散剤と
して例えば無機系酸化物として、リン酸三カルシウム,
リン酸マグネシウム,リン酸アルミニウム,リン酸亜
鉛,炭酸カルシウム,炭酸マグネシウム,水酸化カルシ
ウム,水酸化マグネシウム,水酸化アルミニウム,メタ
ケイ酸カルシウム,硫酸カルシウム,硫酸バリウム,ベ
ントナイト,シリカ,アルミナ,ドデシル硫酸ナトリウ
ム等が挙げられる。有機系化合物としては例えばポリビ
ニルアルコール,ゼラチン,メチセルロース,メチルヒ
ドロキシプロピルセルロース,エチルセルロース,カル
ボキシメチルセルロースのナトリウム塩,デンプン等が
使用されている。これら分散剤あるいは分散助剤は、重
合性単量体100質量部に対して0.1乃至5.0質量
部を使用することが好ましい。これら分散剤の微細化の
ために0.001乃至0.1質量%の界面活性剤を併用
しても良い。具体的には市販のノニオン,アニオン,カ
チオン型の界面活性剤が利用できる。例えばドデシル硫
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,オレイ
ン酸ナトリウム,ラウリル酸ナトリウム,ステアリン酸
カリウム,オレイン酸カルシウム等が好ましく用いられ
る。
【0155】本発明のトナーのフロー式粒子像測定装置
で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグ
ラムにおける平均円形度は、0.950乃至0.999
が好ましい。より好ましい平均円形度及び円形度標準偏
差は、0.950乃至0.999でかつ0.040未満
が好ましく、さらに好ましくは、0.950乃至0.9
95であり、0.015以上0.035未満であること
が好ましく、さらに好ましくは0.970乃至0.99
5でかつ、0.015乃至0.035が良い。
【0156】平均円形度が0.950未満の場合には、
トナー形状がかなり不定形になるために、連続通紙時の
トナー転写効率が悪くなり、感光体上に転写残トナーが
おおく、現像兼回収がし難くなる。
【0157】平均円形度が0.999を超える場合に
は、製造面において、再現性、収率が著しく悪化し、コ
ストアップにつながる。
【0158】円形度標準偏差が0.04を超える場合に
は、トナーの形状分布が拡がるために、均一転写が悪化
し、現像兼回収がし難くなる。
【0159】本発明におけるトナーの円相当径、円形
度、及びそれらの頻度分布とは、トナー粒子の形状を定
量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本
発明ではフロー式粒子像測定装置FPIA−1000型
(東亜医用電子社製)を用いて測定を行い、下式を用い
て算出した。
【0160】
【数1】
【0161】ここで、「粒子投影面積」とは二値化され
たトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」
とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線
の長さと定義する。
【0162】本発明における円形度はトナー粒子の凹凸
の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の
場合には1.000を示し、表面形状が複雑になる程、
円形度は小さな値となる。
【0163】本発明において、トナーの個数基準の粒径
頻度分布の平均値を意味する円相当個数平均径D1(μ
m)と粒径標準偏差SDdは、粒度分布の分割点iでの
粒径(中心値)をdi、頻度をfiとすると次式から算
出される。
【0164】
【数2】
【0165】
【0166】
【数3】
【0167】具体的な測定方法としては、容器中に予め
不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意
し、その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加えた後、更に測定試料を
0.02gを加え、均一に分散させる。分散手段として
は、超音波分散機UH−50型(エスエムテー社製)に
振動子として5φのチタン合金チップを装着したものを
用い、5分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。
その際、該分散液の温度が40℃以上にならないように
適宜冷却する。
【0168】トナー粒子の形状測定には、フロー式粒子
像測定装置「FPIA−1000型」(東亜医用電子社
製)を用い、測定時のトナー粒子濃度が3000〜1万
個/μlとなるように該分散液濃度を再調整し、トナー
粒子を1000個以上計測する。計測後、このデータを
用いてトナー粒子の円相当径や円形度頻度分布等を求め
る。
【0169】次に本発明のキャリアについて説明をす
る。
【0170】本発明のキャリア粒子の体積基準の50%
粒径及び粒度分布の測定方法は、シンパテック(SYN
PATEC)社製で乾式分散機(ロドス<RODOS
>)を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置(へロス
<HELOS>)を用いて、フィードエア圧力3ba
r、吸引圧力0.1barの条件で測定した。
【0171】キャリア粒径は、体積基準による50%粒
径(D)が好ましくは15〜60μm、より好ましくは
25〜50μmであることがよい。さらにキャリアは、
50%粒径の2/3以下の粒径(2D/3≧)の粒子の
含有量が、好ましくは5体積%以下、より好ましくは
0.1〜5体積%以下であることが良い。
【0172】キャリアの50%粒径が15μm未満であ
る場合には、キャリアの粒度分布の微粒子側の粒子によ
る非画像部へのキャリア付着を良好に防止できず、それ
が原因で帯電ローラの表面層に傷をつけ、その結果帯電
ローラ汚染が生じてしまう場合がある。キャリアの50
%粒径が60μmより大きい場合には、トナーへの帯電
付与能が低下し、現像特性が劣る場合がある。
【0173】本発明のキャリアの粒度分布として、50
%粒径の2/3以下の粒径の粒子の含有量が5体積%を
超える場合には、キャリアの微粉によるキャリア付着を
生じる傾向があり、それが原因で帯電ローラの表面層に
傷をつけ、その結果帯電ローラ汚染が生じてしまう場合
がある。
【0174】本発明において、キャリアの比抵抗は、1
×108〜1×1016Ω・cmであることが好ましく、
より好ましくは、1×109〜1×1015Ω・cmであ
ることが良い。
【0175】キヤリアの比抵抗が1×108Ω・cm未
満であると、感光体表面へのキャリア付着を起こし易
く、感光体に傷を生じさせたり、直接紙上に転写された
りして画像欠陥を起こし易くなる。さらに、現像バイア
スが、キャリアを介してリークし、感光体ドラム上に描
かれた静電潜像を乱してしまうことがある。
【0176】キヤリアの比抵抗が1×1016Ω・cmを
超えると、エッジ強調のきつい画像が形成され易く、さ
らに、キャリア表面の電荷がリークしづらくなるため、
チャージアップ現象による画像濃度の低下や、新たに補
給されたトナーへの帯電付与ができなくなくなることに
よるカブリ及び飛散などを起こしてしまうことがある。
さらに、現像器内壁等の物質と帯電してしまい、本来与
えられるべきトナーの帯電量が不均一になってしまうこ
ともある。その他、静電気的な外添剤付着など、画像欠
陥を引き起こしやすい。
【0177】キャリアの比抵抗の測定は、真空理工
(株)社製の粉体用絶縁抵抗測定器を用いて測定した。
測定条件は、23℃,60%条件下に24時間以上放置
したキャリアを直径20mm(0.283cm2)の測
定セル中にいれ、120g/cm2の荷重電極で挟み、
厚みを2mmとし、印加電圧を500Vで測定した。
【0178】キャリアの磁気特性は、1000/4π
(kA/m)での磁化の強さが、好ましくは20〜10
0(Am2/kg)、より好ましくは30〜65(Am2
/kg)であるような低磁気力であることが良い。
【0179】キャリアの磁化の強さが100(Am2
kg)を超えるとキャリア粒径にも関係するが、現像極
での現像スリーブ上に形成される磁気ブラシの密度が減
少し、穂長が長くなり、かつ剛直化してしまうためコピ
ー画像上に掃き目ムラが生じやすく、特に多数枚の複写
又はプリントによるトナーの耐久劣化が生じやすい。
【0180】キャリアの磁化の強さが20(Am2/k
g)未満では、キャリア微粉を除去してもキャリアの磁
気力が低下し、キャリア付着が生じやすく、トナー搬送
性が低下し易い。
【0181】キャリアの磁気特性の測定は、理研電子
(株)製の振動磁場型磁気特性自動記録装置BHV−3
5を用いて行なった。測定条件としては、キャリア粉体
の磁気特性は1000/4π(kA/m)の外部磁場を
作り、そのときの磁化の強さを求めた。キャリアを円筒
状のプラスチック容器にキャリア粒子が動かないように
十分密になるようにパッキングした状態に作製し、この
状態で磁化モーメントを測定し、試料を入れたときの実
際の重量を測定して、磁化の強さ(Am2/kg)を求
めた。
【0182】本発明において、キャリアコアに用いる金
属化合物粒子としては、下記式(1)又は(2)で表さ
れる磁性を有するマグネタイト又はフェライトが挙げら
れる。 MO・Fe23 ・・・(1) M・Fe24 ・・・(2) (式中、Mは3価、2価又は1価の金属イオンを示
す。)
【0183】Mとしては、Mg、Al、Si、Ca、S
c、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、
Zn、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、Sn、B
a、Pb及びLiが挙げられ、これらは、単独あるいは
複数で用いることができる。
【0184】上記の磁性を有する金属化合物粒子の具体
的化合物としては、例えば、マグネタイト、Zn−Fe
系フェライト、Mn−Zn−Fe系フェライト、Ni−
Zn−Feフェライト、Mn−Mg−Fe系フェライ
ト、Ca−Mn−Fe系フェライト、Ca−Mg−Fe
系フェライト、Li−Fe系フェライト及びCu−Zn
−Fe系フェライトの如き鉄系酸化物が挙げられる。
【0185】さらに、本発明において、キャリアコアに
用いる金属化合物粒子としては、上記の磁性を有する金
属化合物と下記の非磁性の金属化合物とを混合して用い
ても良い。
【0186】非磁性の金属化合物としては、例えば、A
23、SiO2、CaO、TiO2、V25、CrO、
MnO2、α−Fe23、CoO、NiO、CuO、Z
nO、SrO、Y23及びZrO2が挙げられる。この
場合、1種類の金属化合物を用いることもできるが、と
くに好ましくは少なくとも2種以上の金属化合物を混合
して用いるのが良い。その場合には、比重や形状が類似
している粒子を用いるのが結着樹脂との密着性及びキャ
リアコア粒子の強度を高めるためにより好ましい。
【0187】組み合わせの具体例としては、例えば、マ
グネタイトとヘマタイト、マグネタイトとr−Fe
23、マグネタイトとSiO2、マグネタイトとAl2
3、マグネタイトとTiO2、マグネタイトとCa−Mn
−Fe系フェライト、マグネタイトとCa−MgFe系
フェライトが好ましく用いることができる。中でもマグ
ネタイトとヘマタイトの組み合わせが特に好ましく用い
ることができる。
【0188】上記の磁性を示す金属化合物を単独で使用
する場合、又は非磁性の金属化合物と混合して使用する
場合、磁性を示す金属化合物の個数平均粒径は、キャリ
アコアの個数平均粒径によっても変わるが、好ましくは
0.02〜2μm、より好ましくは0.05〜1μmで
あることが良い。
【0189】磁性を示す金属化合物の個数平均粒径が
0.02μm未満の場合には、好ましい磁気特性を得ら
れがたくなる。磁性を示す金属化合物の個数平均粒径が
2μmを超える場合には、造粒不均一により、強度の高
い好ましい粒径のキャリアが得られがたくなる。
【0190】磁性を有する金属化合物と非磁性の化合物
とを混合して用いる場合、非磁性の金属化合物の個数平
均粒径は、好ましくは0.05〜5μm、より好ましく
は0.1〜3μmであることが良い。この場合、磁性を
有する金属化合物の個数平均粒径(平均粒径ra)と、
非磁性の金属化合物の個数平均粒径(平均粒径rb)と
の粒径比(rb/ra)は、好ましくは1.0乃至5.
0より好ましくは1.2乃至5.0であることが良い。
【0191】非磁性の金属化合物の個数平均粒径が0.
05μm未満の場合には、好ましい抵抗が得られず、キ
ャリア付着しやすくなる。非磁性の金属化合物の個数平
均粒径が5μmを超える場合には、造粒不均一により強
度の高い好ましい粒径のキャリアが得られがたくなる。
【0192】さらに、rb/raが1.0未満である
と、比抵抗の低い強磁性を示す金属化合物粒子が表面に
出やすくなり、キャリアコアの比抵抗を上げにくく、キ
ャリア付着を防止する効果が得られ難くなる。rb/r
aが5を超えると、キャリアの強度が低下しやすく、キ
ャリア破壊を引き起こしやすくなる。
【0193】上記金属酸化物の個数平均粒径は、日立製
作所(株)製の透過型電子顕微鏡H−800により50
00〜20000倍に拡大した写真画像を用い、ランダ
ムに粒径0.01μm以上の粒子を300個以上抽出
し、ニレコ社(株)製の画像処理解析装置Luzex3
により水平方向フェレ径をもって金属酸化物粒径として
測定し、平均化処理して個数平均粒径を算出した。
【0194】結着樹脂に分散されている金属化合物の比
抵抗は、磁性を有する金属化合物粒子の比抵抗が1×1
3Ω・cm以上の範囲のものが好ましく、特に、磁性
を有する金属化合物と非磁性の化合物とを混合して用い
る場合には、磁性を有する金属化合物粒子の比抵抗が1
×103Ω・cm以上の範囲が好ましく、他方の非磁性
の金属化合物粒子は磁性金属化合物粒子よりも高い比抵
抗を有するものを用いることが好ましく、好ましくは本
発明に用いる非磁性の金属化合物の比抵抗は1×108
Ω・cm以上、より好ましくは1×1010Ω・cm以上
のものが良い。
【0195】磁性を有する金属化合物粒子の比抵抗が1
×103Ω・cm未満であると、含有量を減量しても所
望の高比抵抗が得られ難く、電荷注入を招き、画質の劣
化や、キャリア付着を招きやすい。また、磁性を有する
金属化合物と非磁性の化合物とを混合して用いる場合に
は、非磁性の金属化合物の比抵抗が1×108Ω・cm
未満であると、磁性キャリアコアの比抵抗が低くなり、
本発明の効果が得られにくくなる。
【0196】本発明において、磁性を有する金属化合物
及び非磁性の金属化合物の比抵抗測定方法は、キャリア
粒子の比抵抗の測定方法に準じて行なう。
【0197】本発明のキャリアコアにおいて、金属化合
物の含有量は、キャリアコアに対して、好ましくは80
〜99質量%であることが良い。
【0198】金属化合物の含有量が80質量%未満であ
ると、帯電性が不安定になりやすく、特に低温低湿環境
下においてキャリアが帯電し、その残留電荷が残存し易
くなるために、微粉トナーや外添剤がキャリア粒子表面
に付着し易くなり、さらに、適度な比重が得られなくな
る。金属化合物の含有量が99質量%を超えると、キャ
リア強度が低下して、耐久によるキャリアの割れなどの
問題を生じ易くなる。
【0199】さらに本発明の好ましい形態としては、磁
性を有する金属化合物と非磁性の化合物との混合物を含
有するキャリアコアにおいて、含有する金属化合物全体
に占める磁性を有する金属化合物の含有量が好ましくは
50〜95質量%、より好ましくは55〜95質量%で
あることが良い。
【0200】含有する金属化合物全体に占める磁性を有
する金属化合物の含有量が50質量%未満であると、コ
アの高抵抗化は良好になる反面、キャリアとしての磁気
力が小さくなり、キャリア付着を招く場合がある。含有
する金属化合物全体に占める磁性を有する金属化合物の
含有量が95質量%を超えると、磁性を有する金属化合
物の比抵抗にもよるが、より好ましいコアの高抵抗化が
図れない場合がある。
【0201】本発明に用いるキャリアコア粒子の結着樹
脂としては、熱硬化性樹脂であり、一部または全部が3
次元的に架橋されている樹脂であることが好ましい。こ
のことにより、分散する金属化合物粒子を強固に結着で
きるため、キャリアコアの強度を高めることができ、多
数枚の複写においても金属化合物の脱離が起こり難くす
る。
【0202】磁性体分散型キャリアコアを得る方法とし
ては、特に以下に記載する方法に限定されるものではな
いが、本発明においては、モノマーと溶媒が均一に分散
又は溶解されているような溶液中から、モノマーを重合
させることにより粒子を生成する重合法の製造方法、特
に、キャリアコア粒子中に分散する金属酸化物に、親油
化処理を施すことにより、粒度分布のシャープな、微粉
の少ない磁性体分散型樹脂キャリアコアを得る方法が、
好適に用いられる。
【0203】本発明においては、高画質化を達成するた
めに重量平均粒径が1〜10μmの小粒径トナーと組み
合わせて用いられるキャリアの場合、キャリア粒径もト
ナーの粒径に応じて小粒径化することが好ましく、上述
した製造方法ではキャリア粒径を小粒径化させても平均
粒径に関係なく微粉の少ないキャリアを製造できること
から特に好ましい。
【0204】キャリアコア粒子の結着樹脂に使用される
モノマーとしては、ラジカルの重合性モノマーを用いる
ことができる。例えばスチレン;o−メチルスチレン、
m−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチ
ルスチレン、p−ターシャリーブチルスチレンの如きス
チレン誘導体;アクリル酸、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n−プ
ロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸オクチル、
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;メタク
リル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メ
タクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メ
タクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシ
ル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、
メタクリル酸ジメチルアミノメチル、メタクリル酸ジエ
チルアミノエチル、メタクリル酸ベンジルの如きメタク
リル酸エステル類;2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート;アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド;メチル
ビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニ
ルエーテル、n−ブチルエーテル、イソブチルエーテ
ル、β−クロルエチルビニルエーテル、フェニルビニル
エーテル、p−メチルフェニルエーテル、p−クロルフ
ェニルエーテル、p−ブロムフェニルエーテル、p−ニ
トロフェニルビニルエーテル、p−メトキシフェニルビ
ニルエーテルの如きビニルエーテル;ブタジエンの如き
ジエン化合物を挙げることができる。
【0205】これらのモノマーは単独または混合して使
用することができ、好ましい特性が得られるような好適
な重合体組成を選択することができる。
【0206】前述したように、キャリアコア粒子の結着
樹脂は3次元的に架橋されていることが好ましいが、結
着樹脂を3次元的に架橋させるための架橋剤としては、
重合性の2重結合を一分子当たり2個以上有する架橋剤
を使用することが好ましい。このような架橋剤として
は、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンの
如き芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアク
リレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリ
エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレン
グリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコ
ールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ネオペン
チルグリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペ
ンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリ
トールテトラメタクリレート、グリセロールアクロキシ
ジメタクリレート、N,N−ジビニルアニリン、ジビニ
ルエーテル、ジビニルスルフィド及びジビニルスルフォ
ンが挙げられる。これらは、2種類以上を適宜混合して
使用しても良い。架橋剤は、重合性混合物にあらかじめ
混合しておくこともできるし、必要に応じて適宜重合の
途中で添加することもできる。
【0207】その他のキャリアコア粒子の結着樹脂のモ
ノマーとして、エポキシ樹脂の出発原料としてなるビス
フェノール類とエピクロルヒドリン;フェノール樹脂の
フェノール類とアルデヒド類;尿素樹脂の尿素とアルデ
ヒド類;メラミンとアルデヒド類が挙げられる。
【0208】もっとも好ましい結着樹脂は、フェノール
系樹脂である。その出発原料としては、フェノール、m
−クレゾール、3,5−キシレノール、p−アルキルフ
ェノール、レゾルシル、p−tert−ブチルフェノー
ルの如きフェノール化合物、ホルマリン、パラホルムア
ルデヒド、フルフラールの如きアルデヒド化合物が挙げ
られる。特にフェノールとホルマリンの組み合わせが好
ましい。
【0209】これらのフェノール樹脂又はメラミン樹脂
を用いる場合には、硬化触媒として塩基性触媒を用いる
ことができる。塩基性触媒として通常のレゾール樹脂製
造に使用される種々のものを用いることができる。具体
的にはアンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン、ジエ
チルトリアミン、ポリエチレンイミンの如きアミン類を
挙げることができる。
【0210】本発明において、キャリアコアに含有され
る金属化合物は、親油化処理されていることが磁性キャ
リア粒子の粒度分布をシャープにすること及び金属化合
物粒子のキャリアからの脱離を防止する上で好ましい。
親油化処理された金属化合物を分散させたキャリアコア
粒子を形成する場合、モノマーと溶媒が均一に分散又は
溶解している液中から重合反応が進むと同時に溶液に不
溶化した粒子が生成する。そのときに金属酸化物が粒子
内部で均一に、かつ高密度に取り込まれる作用と粒子同
士の凝集を防止し粒度分布をシャープ化する作用がある
と考えられる。更に、親油化処理を施した金属化合物を
用いた場合、フッ化カルシウムの如き懸濁安定剤を用い
る必要がなく、懸濁安定剤がキャリア表面に残存するこ
とによる帯電性阻害、コート時におけるコート樹脂の不
均一性、シリコーン樹脂の如き反応性樹脂をコートした
場合における反応阻害を防止することができる。
【0211】親油化処理は、エポキシ基、アミノ基及び
メルカプト基から選ばれた、1種又は2種以上の官能基
を有する有機化合物や、それらの混合物である親油化処
理剤で処理されていることが好ましい。
【0212】磁性金属酸化物粒子は、磁性金属酸化物粒
子100質量部当り好ましくは0.1〜10質量部、よ
り好ましくは0.2〜6質量部の親油化処理剤で処理さ
れているのが磁性金属酸化物粒子の親油性及び疎水性を
高める上で好ましい。
【0213】エポキシ基を有する親油化処理剤として
は、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β
−(3,4−エポキシシクロヘキシル)トリメトキシシ
ラン、エピクロルヒドリン、グリシドール及びスチレン
−(メタ)アクリル酸グリシジル共重合体が挙げられ
る。
【0214】アミノ基を持つ親油化処理剤としては、例
えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルメトキシジエトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、エチレンジアミン、エチレ
ントリアミン、スチレン−(メタ)アクリル酸ジメチル
アミノエチル共重合体及びイソプロピルトリ(N−アミ
ノエチル)チタネート等が用いられる。
【0215】メルカプト基を有する親油化処理剤として
は、例えば、メルカプトエタノール、メルカプトプロピ
オン酸及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
が用いられる。
【0216】キャリアコア表面を被覆する樹脂は、特に
限定を受けるものではない。具体的には、例えば、ポリ
スチレン、スチレン−アクリル共重合体の如きアクリル
樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン
樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹
脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリド
ン、石油樹脂、セルロース、セルロース誘導体、ノボラ
ック樹脂、低分子量ポリエチレン、飽和アルキルポリエ
ステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ
エーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、フェ
ノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アル
キド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、無水マレイン
とテレフタル酸と多価アルコールとの重縮合によって得
られる不飽和ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、
尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グ
アナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹脂、アセトグア
ナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ
エーテルイミド樹脂及びポリウレタン樹脂を挙げること
ができる。
【0217】中でもシリコーン樹脂は、コアとの密着
性、スペント防止の観点から、好ましく用いられる。シ
リコーン樹脂は、単独で用いることもできるが、被覆層
の強度を高め好ましい帯電に制御するために、カップリ
ング剤と併用して用いることが好ましい。更に、前述の
カップリング剤は、その一部が、樹脂をコートする前
に、キャリアコア表面に処理される、いわゆるプライマ
ー剤として用いられることが好ましく、その後の被覆層
が、共有結合を伴った、より密着性の高い状態で形成す
ることができる。
【0218】カップリング剤としては、アミノシランを
用いると良い。その結果、ポジ帯電性を持ったアミノ基
をキャリア表面に導入でき、良好にトナーに負帯電特性
を付与できる。更に、アミノ基の存在は、金属化合物に
好ましく処理されている親油化処理剤と、シリコーン樹
脂の両者を活性化させるため、シリコーン樹脂のキャリ
アコアとの密着性を更に高め、同時に樹脂の硬化を促進
することで、より強固な被覆層を形成することができ
る。
【0219】被覆層の被覆処理時は、30℃〜80℃の
温度下において、減圧状態で被覆することが好ましい。
【0220】また、最終工程において23℃,60%R
Hのような通常環境下に少なくとも24時間以上放置す
ることによる調湿工程を行なうことが好ましい。
【0221】
【実施例】本発明を以下に実施例を示すことでより具体
的に説明するが、これは本発明になんら限定するもので
はない。以下の部は質量部を意味する。
【0222】本例の画像形成装置は、転写方式電子写真
プロセス利用、接触帯電方式、反転現像方式、クリーナ
レス、最大通紙サイズがA3サイズのレーザビームプリ
ンタである。
【0223】本実施例での感光ドラムは、負帯電性の有
機光導電体(OPC)で、外径50mmであり、中心支
軸を中心に100mm/secのプロセススピード(周
速度)をもって矢示の反時計方向に回転駆動される。
【0224】本発明での現像構成は、図3に則して下記
のとおりである。
【0225】現像スリーブ4bは感光ドラム1との最近
接距離(S−Dgapと称する)を350μmに保たせ
て感光ドラム1に近接させて対向配設してある。この感
光ドラム1と現像スリーブ4bとの対向部が現像部cで
ある。現像スリーブ4bは現像部cにおいて感光ドラム
1の進行方向とは逆方向に回転駆動される。この現像ス
リーブ4bの外周面に該スリーブ内のマグネットローラ
4cの磁力により現像容器4a内の二成分現像剤4eの
一部が磁気ブラシ層として吸着保持され、該スリーブの
回転に伴い回転搬送され、現像剤コーティングブレード
4dにより所定の薄層に整層され、現像部cにおいて感
光ドラム1の面に対して接触して感光ドラム面を適度に
摺擦する。現像スリーブ4bには電源S2から所定の現
像バイアスが印加される。本例において、現像スリーブ
4bに対する現像バイアス電圧は直流電圧(Vdc)と
交流電圧(Vac)とを重畳した振動電圧である。より
具体的には、 直流電圧;−350V 交流電圧;1500V とを重畳した振動電圧である。
【0226】本実施例ではこのトナー帯電量制御手段7
は、適度の導電性を持ったブラシ形状部材であり、ブラ
シ部を感光ドラム1面に接触させて配設してあり、負極
性の電圧が電源S4より印加されている。eはブラシ部
と感光ドラム1面の接触部である。トナー帯電量制御手
段7を通過する感光ドラム1上の転写残トナーはその帯
電極性が正規極性である負極性に揃えられる。
【0227】以下、帯電ローラの製造方法を説明する。
【0228】 (帯電ローラNo.1の製造方法) ・スチレン−ブタジエンゴム(SBR) 100部 ・カーボンブラック 30部 ・酸化亜鉛 4.5部 ・脂肪酸 2部 以上の材料を60℃に調節した密閉型ミキサーにて10
分間混練した後、SBR100部に対してナフテン系オ
イル20部を加え、20℃に冷却した密閉型ミキサーで
20分間混練し、原料コンパウンドを調製した。さらに
原料ゴムのスチレン−ブタジエンゴム(SBR)100
部に対し加硫剤として硫黄0.5部、加硫促進剤として
チアゾール系1部およびチウラム系1部を原料コンパウ
ンドに加え、20℃に冷却した2本ロール機にて10分
間混練した。このコンパウンドを用い、直径6mm、長
さ320mmのステンレス製導電性支持体2aの周囲に
ローラ状に弾性層2bをトランスファー成型にて加硫成
型した。
【0229】尚、帯電ローラの表面粗さはこの時点のロ
ーラ表面を研磨処理することで行なった。
【0230】研磨後の弾性層ローラの10点平均表面粗
さは、Rz=11.2μmであった。
【0231】また抵抗制御層2cの材料として ・エピクロルヒドリンゴム 100部 ・酸化チタン 30部 をトルエンの溶媒にて分散溶解して抵抗制御層用塗料を
作製した。この塗料を前記の弾性層2b上にディッピン
グ法にて塗布して膜厚700μmの抵抗制御層2cを形
成した。
【0232】さらに、形成した抵抗制御層2c上に下記
のようにして表面層2dを形成した。
【0233】表面層2dの材料として ・ポリウレタン樹脂 100部 ・酸化チタン 90部 をメチルエチルケトンの溶媒にて分散溶解して表面層用
塗料を作製した。この塗料を抵抗制御層2c上にディッ
ピング法にて塗布して膜厚10μmの表面層2dを形成
し、帯電ローラNo.1を得た。10点平均の表面粗さ
(Rz)は1.4μmであった。
【0234】(帯電ローラNo.2の製造方法)帯電ロ
ーラNo.1の研磨よりも粗い工程を用いて、研磨後の
弾性層ローラの2bのRzを15.0μmとし、その他
は帯電ローラNo.1の製造方法と同様にして最終的に
は表面粗さ(Rz)5.1μmの帯電ローラNo.2を
得た。
【0235】(帯電ローラNo.3の製造方法)帯電ロ
ーラNo.2の研磨よりも粗い工程を用いて、研磨後の
弾性層ローラの2bのRzを20.0μmとし、その他
は帯電ローラNo.1の製造方法と同様にして最終的に
は表面粗さ(Rz)7.7μmの帯電ローラNo.3を
得た。
【0236】以下にキャリアの製造方法について説明す
る。
【0237】(キャリアNo.1の製造方法)水媒体中
にフェノール/ホルムアルデヒドモノマー(50:5
0)を混合分散した後、モノマー重量に対して、チタン
カップリング剤で表面処理した0.25μmのマグネタ
イト粒子610部、0.6μmのヘマタイト粒子390
部を均一に分散させ、アンモニアを適宜添加しつつモノ
マーを重合させ、磁性粒子内包球状磁性樹脂キャリア芯
材1(平均粒径36μm,飽和磁化40Am2/kg)
を得た。
【0238】一方、トルエン20部,ブタノール20
部,水20部,氷40部を四つ口フラスコにとり、撹拌
しながらCH3SiCl3 15モルと(CH32SiC
210モルとの混合物40部を加え、更に30分間撹
拌した後、60℃で1時間縮合反応を行った。その後シ
ロキサンを水で十分に洗浄し、トルエン−メチルエチル
ケトン−ブタノール混合溶媒に溶解して固型分10%の
シリコーンワニスを調製した。
【0239】このシリコーンワニスにシロキサン固型分
100部に対して2.0部のイオン交換水および2.0
部の下記硬化剤(1)、1.0部の下記アミノシランカ
ップリング剤(2)および、5.0部の下部シランカッ
プリング剤(3)を同時添加し、キャリア被覆溶液Iを
作製した。この溶液Iを塗布機(岡田精工社製:スピラ
コータ)により、前述のキャリア芯材100部に、樹脂
コート量が1部となるように塗布し、コートキャリアN
o.1を得た。
【0240】このキャリアは50%粒径が36μmであ
り、50%粒径の2/3以下の粒径(2D/3≧)の粒
子の含有量が4.0体積%であり、SF−1の値は11
3であった。
【0241】さらに比抵抗が、6×1013Ωcmであ
り、飽和磁化が、42Am2/kgであった。
【0242】
【化4】
【0243】
【化5】
【0244】
【化6】
【0245】(キャリアNo.2の製造方法)水媒体中
にフェノール/ホルムアルデヒドモノマー(50:5
0)を混合分散した後、モノマー重量に対して、チタン
カップリング剤で表面処理した0.25μmのマグネタ
イト粒子640部、0.6μmのヘマタイト粒子240
部を均一に分散させ、アンモニアを適宜添加しつつモノ
マーを重合させ、磁性粒子内包球状磁性樹脂キャリア芯
材1(平均粒径35μm,飽和磁化49Am2/kg)
を得た。これ以外は、キャリアNo.1と同様な製造方
法でキャリアNo.2を製造した。
【0246】得られたキャリアは、50%粒径は35μ
mであり、50%粒径の2/3以下の粒径(2D/3
≧)の粒子の含有量が4.2体積%であり、SF−1の
値は112であった。
【0247】さらに比抵抗が8.8×1011Ωcmであ
り、飽和磁化が51Am2/kgであった。
【0248】以下にトナーの製造方法について説明す
る。
【0249】(ブラックトナーNo.1の製造方法)高
速撹拌装置TK−ホモミキサーを備えた2リットル用四
つ口フラスコ中に、イオン交換水910部とポリビニル
アルコール2部、ドデシル硫酸ナトリウム1部を添加し
回転数を10000回転/分に調整し、60℃に加温せ
しめ分散媒系とした。
【0250】一方、分散質系は、 ・スチレン単量体 60部 ・2−エチルヘキシルアクリレート単量体 40部 ・グラフト化カーボンブラック顔料(カーボン含有量50%) 10部 ・オキシカルボン酸系金属化合物 1部 ・飽和ポリエステル樹脂 10部 (プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとテレフタル酸との重縮合物) 上記混合物をメディア式分散機を用い3時間分散させた後、 低軟化点物質(エステルワックス DSCピーク70℃) 25部 を添加し、内温を60℃にし30分間保温した。
【0251】その後、重合開始剤である2,2’−アゾ
ビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3部を添加し
た分散物を、上記分散媒中に投入し10000回転/分
を維持しつつ10分間造粒した。その後高速撹拌器から
プロペラ撹拌羽根に撹拌器を代え150回転で重合を1
2時間重合をした。
【0252】重合終了後スラリーを冷却し、水洗、乾燥
をしてブラック粒子を得た。
【0253】得られたブラック粒子100部に対し、酸
化チタン微粉末を1.2部を加え、ヘンシェルミキサー
(三井三池化工機社製)にて均一固着しブラックトナー
No.1を得た。
【0254】得られたブラックトナーNo.1の円相当
個数平均径はD16.3μmであった。詳細は表1に示
す。
【0255】(ブラックトナーNo.2の製造方法)分
散媒中における分散質の造粒時間を12分間とする以外
は、ブラックトナーNo.1と同様な製造方法にてブラ
ックトナーNo.2を得た。得られたトナーの円相当個
数平均径はD16.1μmであった。詳細は表1に示
す。
【0256】(ブラックトナーNo.3の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク65℃)
とする以外は、ブラックトナーNo.1と同様な製造方
法にてブラックトナーNo.3を得た。得られたトナー
の円相当個数平均径はD16.3μmであった。詳細は
表1に示す。
【0257】(ブラックトナーNo.4の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク50℃)
とする以外は、ブラックトナーNo.1と同様な製造方
法にてブラックトナーNo.4を得た。得られたトナー
の円相当個数平均径はD16.3μmであった。詳細は
表1に示す。
【0258】(ブラックトナーNo.5の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク72℃)
とする以外は、ブラックトナーNo.1と同様な製造方
法にてブラックトナーNo.5を得た。得られたトナー
の円相当個数平均径はD16.4μmであった。詳細は
表1に示す。
【0259】(ブラックトナーNo.6の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク70℃)
とする以外は、ブラックトナーNo.1と同様な製造方
法にてブラックトナーNo.6を得た。得られたトナー
の円相当個数平均径はD16.5μmであった。詳細は
表1に示す。
【0260】(イエロートナーNo.1の製造方法)ブ
ラックトナーNo.1の製造方法の着色剤をベンズイミ
ダゾロン顔料に変更する以外は、同様にしてイエロート
ナーNo.1を得た。得られたトナーの円相当個数平均
径はD16.3μmであった。詳細は表1に示す。
【0261】(イエロートナーNo.2の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク72℃)
とする以外は、イエロートナーNo.1の製造方法と同
様にしてイエロートナーNo.2を得た。得られたトナ
ーの円相当個数平均径はD16.4μmであった。詳細
は表1に示す。
【0262】(イエロートナーNo.3の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク50℃)
とする以外は、イエロートナーNo.1の製造方法と同
様にしてイエロートナーNo.3を得た。得られたトナ
ーの円相当個数平均径はD16.3μmであった。詳細
は表1に示す。
【0263】(イエロートナーNo.4の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク70℃)
とする以外は、イエロートナーNo.1の製造方法と同
様にしてイエロートナーNo.4を得た。得られたトナ
ーの円相当個数平均径はD16.3μmであった。詳細
は表1に示す。
【0264】(マゼンタトナーNo.1の製造方法)ブ
ラックトナーNo.1の製造方法の着色剤をキナクリド
ン顔料に変更する以外は、同様にしてマゼンタトナーN
o.1を得た。得られたトナーの円相当個数平均径はD
16.3μmであった。詳細は表1に示す。
【0265】(マゼンタトナーNo.2の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク72℃)
とする以外は、マゼンタートナーNo.1の製造方法と
同様にしてマゼンタトナーNo.2を得た。得られたト
ナーの円相当個数平均径はD16.4μmであった。詳
細は表1に示す。
【0266】(マゼンタトナーNo.3の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク50℃)
する以外は、マゼンタートナーNo.1の製造方法と
同様にしてマゼンタトナーNo.3を得た。得られたト
ナーの円相当個数平均径はD16.3μmであった。詳
細は表1に示す。
【0267】(マゼンタトナーNo.4の製造方法)低
軟化点物質(エステルワックス DSCピーク70℃)
とする以外は、マゼンタトナーNo.1の製造方法と同
様にしてマゼンタトナーNo.4を得た。得られたトナ
ーの円相当個数平均径はD16.3μmであった。詳細
は表1に示す。
【0268】(シアントナーNo.1の製造方法)ブラ
ックトナーNo.1の製造方法の着色剤を銅フタロシア
ニン顔料に変更する以外は、同様にしてシアントナーN
o.1を得た。得られたトナーの円相当個数平均径はD
16.3μmであった。詳細は表1に示す。
【0269】(シアントナーNo.2の製造方法)低軟
化点物質(エステルワックス DSCピーク72℃)と
する以外は、シアントナーNo.1の製造方法と同様に
してシアントナーNo.2を得た。得られたトナーの円
相当個数平均径はD16.4μmであった。詳細は表1
に示す。
【0270】(シアントナーNo.3の製造方法)低軟
化点物質(エステルワックス DSCピーク50℃)と
する以外は、シアントナーNo.1の製造方法と同様に
してシアントナーNo.3を得た。得られたトナーの円
相当個数平均径はD16.3μmであった。詳細は表1
に示す。
【0271】(シアントナーNo.4の製造方法)低軟
化点物質(エステルワックス DSCピーク70℃)と
する以外は、シアントナーNo.1の製造方法と同様に
してシアントナーNo.4を得た。得られたトナーの円
相当個数平均径はD16.3μmであった。詳細は表1
に示す。
【0272】以下に実施例を説明する。
【0273】<実施例1>ブラックトナーNo.1とキ
ャリアNo.1とをトナー濃度8%で混合してブラック
二成分系現像剤を作製した。
【0274】次に高温高湿環境下(30℃/80%)で
図3に示す構成のA3サイズのレーザビームプリンタを
用いて、トナー乗り量0.55乃至0.65mg/cm
2のベタ画像(FF HEX出力)と、白べた画像(0
0 HEX出力画像)を10枚ずつ出力した。
【0275】その後、画像面積比率5%の画像を500
0枚の連続画像出力し、さらに上記のベタ画像と白べた
画像を1枚ずつ出力した。
【0276】10枚目の画像サンプルと、連続画像出力
5000枚後1枚目の画像サンプルを用いて、カブリ、
融着を確認した。その結果を表2に記載する。
【0277】また、低温低湿環境下(10℃/15%)
で、図3に示す構成のA3サイズのレーザビームプリン
タを用いて、トナー乗り量0.30乃至0.40mg/
cm 2のハーフトーン画像を10枚出力した。
【0278】その後、画像面積比率5%の画像を500
0枚の連続画像出力し、さらに上記のハーフトーン画像
を1枚出力した。
【0279】10枚目の画像サンプルと、連続画像出力
5000枚後1枚目の画像サンプルを用いて、画像均一
性を確認した。その結果を表2に記載する。
【0280】以下に、表2に示した画像評価方法につい
て説明する。
【0281】カブリの測定は、REFLECTOMET
ER MODEL TC−6DS(東京電色社製)を用
い測定した。ブラック/マゼンタトナー画像は、グリー
ンフィルターで、イエロートナー画像はブルーフィルタ
ーで、シアントナー画像はアンバーフィルターをそれぞ
れ使用し下記式により算出した。尚、カブリ値は少ない
方が良好である。
【0282】カブリ(反射率;%)=(標準紙の反射
率;%)−(サンプルの反射率;%) A: 0.8%以下 B: 0.8%を超え1.2%以下 C: 1.2%を超え1.6%以下 D: 1.6%を超え2.0%以下 E: 2.0%を超える
【0283】画像均一性の評価は、得られた中間調画像
と帯電ローラの表面観察から判断した。評価はA、B、
C、Dでした。 A:中間調画像の均一性は良好で、帯電ローラ表面もき
れいなレベル B:中間調画像の均一性は良好ではあるが、帯電ローラ
表面には軽微な汚染物が見受けられるレベル C:中間調画像の均一性はやや不良で、帯電ローラ表面
の汚染物もはっきり認識できるレベル D:中間調画像の均一性は不良で、帯電ローラ周期で濃
度ムラが生じ、帯電ローラ−表面も汚いレベル
【0284】ドラム融着の評価は、得られた画像と感光
体の表面観察から判断した。評価はA、B、C、Dでし
た。 A:画像には融着はなく、感光体表面もきれいなレベル B:画像には融着はないものの、感光体表面には軽微な
融着物が見受けられるレベル C:画像には融着が5点未満存在し、感光体表面にも融
着物がはっきり認識できるレベル D:画像には融着が5点以上存在し感光体表面も多数融
着物が認識できるレベル
【0285】<実施例2〜17、比較例1〜6>実施例
2乃至17、比較例1乃至6のトナー、キャリア、帯電
ローラの組み合わせを表1に示す。実験方法と評価手段
は実施例1に習うものとする。
【0286】
【表1】
【0287】
【表2】
【0288】
【発明の効果】上記構成の本発明によれば、高温高湿環
境下において多数枚の連続プリントを行っても、カブリ
の少ない画像が得られ、感光体への汚染の少ないドラム
融着を発生させないトナー及び画像形成方法が得られ
た。さらに低温低湿環境下において多数枚の連続プリン
トを行っても、帯電ローラへの汚染の少ない、画像均一
性の良好なトナー及び画像形成方法も得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成方法の概略図である。
【図2】画像形成方法の概略図である。
【図3】本発明に従う画像形成装置例の概略構成模型図
である。
【図4】感光体の層構成模型図である。
【図5】感光体の層構成模型図である。
【図6】感光体の層構成模型図である。
【図7】感光体の層構成模型図である。
【符号の説明】
1 感光体 2 帯電手段 5 転写手段 4b 現像スリーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷内 信也 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 (72)発明者 中山 憲一 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 (72)発明者 野中 克之 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 (72)発明者 池田 直隆 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 Fターム(参考) 2H005 AA06 BA03 CA14 CA17 CA20 CB03 EA01 EA03 EA05 EA06 EA10 2H077 AA37 AC16 AD31

Claims (50)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感光体と、感光体面を帯電する帯電手段
    と、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する情報書
    き込み手段と、静電潜像に現像剤のトナーを供給し静電
    潜像を可視化する現像手段と、可視化したトナー像を転
    写材に転写する転写手段とを有し、転写工程後の感光体
    上に残余するトナーを静電荷潜像の現像と兼用で回収す
    る画像形成方法において、 現像剤が、トナーとキャリアからなる二成分現像剤であ
    り、該トナーは少なくとも結着樹脂、着色剤および離型
    剤を含有し、かつ該トナーの示差熱分析測定(DSC)
    の吸熱ピークにおける半値幅が10℃以下であるするこ
    とを特徴とし、該感光体面を帯電する帯電手段が導電性
    弾性層を有する帯電ローラであり、フロー式粒子像測定
    装置で計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッ
    タグラムでの該トナーの円相当個数平均径D1(μm)
    よりも該帯電ローラの10点平均表面粗さ(Rz)が小
    さいことを特徴とする現像兼回収の画像形成方法。
  2. 【請求項2】 該トナーの吸熱ピークにおける半値幅が
    7℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像
    形成方法。
  3. 【請求項3】 該離型剤のDSC吸熱曲線における吸熱
    ピーク値が、50℃乃至120℃であることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の画像形成方法。
  4. 【請求項4】 該離型剤のDSC吸熱曲線における吸熱
    ピーク値が、60℃乃至100℃であることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の画像形成方法。
  5. 【請求項5】 該離型剤の重量平均分子量(Mw)が3
    00乃至1,500であることを特徴とする請求項1乃
    至4のいずれかに記載の画像形成方法。
  6. 【請求項6】 該離型剤の重量平均分子量(Mw)が4
    00乃至1,250であることを特徴とする請求項1乃
    至4のいずれかに記載の画像形成方法。
  7. 【請求項7】 該離型剤の針入度が15度以下であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像
    形成方法。
  8. 【請求項8】 該離型剤の針入度が8度以下であること
    を特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形
    成方法。
  9. 【請求項9】 該帯電ローラの10点平均表面粗さ(R
    z)は5μm以下であることを特徴とする請求項1乃至
    8のいずれかに記載の画像形成方法。
  10. 【請求項10】 該帯電ローラの10点平均表面粗さ
    (Rz)は3μm以下であることを特徴とする請求項1
    乃至8のいずれかに記載の画像形成方法。
  11. 【請求項11】 該トナーのフロー式粒子像測定装置で
    計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラ
    ムにおける平均円形度が0.950乃至0.999であ
    ることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載
    の画像形成方法。
  12. 【請求項12】 該トナーの平均円形度が0.950乃
    至0.999であり、円形度標準偏差が0.040未満
    であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに
    記載の画像形成方法。
  13. 【請求項13】 該トナーの平均円形度が0.950乃
    至0.995であり、円形度標準偏差が0.015以上
    0.035未満であることを特徴とする請求項1乃至1
    0のいずれかに記載の画像形成方法。
  14. 【請求項14】 該トナーの平均円形度が0.970乃
    至0.995で、円形度標準偏差が0.015乃至0.
    035未満であることを特徴とする請求項1乃至10の
    いずれかに記載の画像形成方法。
  15. 【請求項15】 該キャリアが磁性体分散型コートキャ
    リアであって、該キャリアの体積平均による50%径が
    15乃至60μm、50%粒径の2/3以下の粒径(2
    D/3≧)の粒子の含有量が5体積%以下、SF−1が
    100乃至130であることを特徴とする請求項1乃至
    14のいずれかに記載の画像形成方法。
  16. 【請求項16】 該キャリアは、結着樹脂中に金属化合
    物を分散させたコアを持ち、コア表面を樹脂でコートし
    た磁性体分散型コートキャリアであることを特徴とする
    請求項1乃至15のいずれかに記載の画像形成方法。
  17. 【請求項17】 該キャリアは少なくとも2種類以上の
    金属化合物粒子を含有し、該結着樹脂に対して金属化合
    物の割合が80乃至99質量%であり、該金属化合物粒
    子の一方は強磁性体であり、他方は該強磁性体より高抵
    抗の非磁性金属化合物であり金属化合物粒子総量に対し
    て強磁性体の割合が50乃至95質量%であることを特
    徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の画像形成
    方法。
  18. 【請求項18】 該キャリアは、比抵抗が1×108
    至1×1016Ω・cmであり、1000/4π(kA/
    m)における磁化の強さが20乃至100(Am2/k
    g)であることを特徴とする請求項1乃至17のいずれ
    かに記載の画像形成方法。
  19. 【請求項19】 該キャリアにおける強磁性体はマグネ
    タイトであり、高抵抗金属化合物の少なくともひとつが
    ヘマタイトであることを特徴とする請求項1乃至18の
    いずれかに記載の画像形成方法。
  20. 【請求項20】 該キャリアにおける結着樹脂が、熱硬
    化性樹脂からなり架橋構造を有していることを特徴とす
    る請求項1乃至19のいずれかに記載の画像形成方法。
  21. 【請求項21】 該キャリアにおける結着樹脂が、フェ
    ノール樹脂であることを特徴とする請求項1乃至20の
    いずれかに記載の画像形成方法。
  22. 【請求項22】 該画像形成方法において、該帯電手段
    より上流に位置していて、感光体面上のトナーを帯電す
    るトナー帯電量制御手段とを有し、転写工程後の感光体
    上に残余するトナーを、前記トナー帯電量制御手段で正
    規極性に帯電処理し、前記帯電手段で前記感光体面を帯
    電すると同時に、前記トナー帯電量制御手段で帯電処理
    されたときの帯電量の絶対値よりも小さい絶対値の帯電
    量にすることを特徴とする請求項1乃至21のいずれか
    に記載の画像形成方法。
  23. 【請求項23】 該帯電手段は接触帯電方式であること
    を特徴とする請求項1乃至22のいずれかに記載の画像
    形成方法。
  24. 【請求項24】 該帯電手段は振動電界を印加すること
    を特徴とする請求項1乃至23のいずれかに記載の画像
    形成方法。
  25. 【請求項25】 該情報書き込み手段は露光手段である
    ことを特徴とする請求項1乃至24のいずれかに記載の
    画像形成方法。
  26. 【請求項26】 感光体と、感光体面を帯電する帯電手
    段と、帯電処理された感光体に静電潜像を形成する情報
    書き込み手段と、静電潜像に現像剤のトナーを供給し静
    電潜像を可視化する現像手段と、可視化したトナー像を
    転写材に転写する転写手段とを有し、転写工程後の感光
    体上に残余するトナーを静電荷潜像の現像と兼用で回収
    する画像形成方法に用いられる現像剤であって、 該感光体面を帯電する帯電手段が導電性弾性層を有する
    帯電ローラであり、フロー式粒子像測定装置で計測され
    る個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラムでの該
    トナーの円相当個数平均径D1(μm)よりも該帯電ロ
    ーラの10点平均表面粗さ(Rz)が小さいことを特徴
    とし、 現像剤が、トナーとキャリアからなる二成分現像剤であ
    り、該トナーは少なくとも結着樹脂、着色剤および離型
    剤を含有し、かつ該トナーの示差熱分析測定(DSC)
    の吸熱ピークにおける半値幅が10℃以下であるするこ
    とを特徴とするトナーからなる現像剤。
  27. 【請求項27】 該トナーの吸熱ピークにおける半値幅
    が7℃以下であることを特徴とする請求項26に記載の
    トナーからなる現像剤。
  28. 【請求項28】 該離型剤のDSC吸熱曲線における吸
    熱ピーク値が、50℃乃至120℃であることを特徴と
    する請求項26又は27に記載のトナーからなる現像
    剤。
  29. 【請求項29】 該離型剤のDSC吸熱曲線における吸
    熱ピーク値が、60℃乃至100℃であることを特徴と
    する請求項26又は27に記載のトナーからなる現像
    剤。
  30. 【請求項30】 該離型剤の重量平均分子量(Mw)が
    300乃至1,500であることを特徴とする請求項2
    6乃至29のいずれかに記載のトナーからなる現像剤。
  31. 【請求項31】 該離型剤の重量平均分子量(Mw)が
    400乃至1,250であることを特徴とする請求項2
    6乃至29のいずれかに記載のトナーからなる現像剤。
  32. 【請求項32】 該離型剤の針入度が15度以下である
    ことを特徴とする請求項26乃至31のいずれかに記載
    のトナーからなる現像剤。
  33. 【請求項33】 該離型剤の針入度が8度以下であるこ
    とを特徴とする請求項26乃至31のいずれかに記載の
    トナーからなる現像剤。
  34. 【請求項34】 該帯電ローラの10点平均表面粗さ表
    面粗さ(Rz)は5μm以下であることを特徴とする請
    求項26乃至33のいずれかに記載のトナーからなる現
    像剤。
  35. 【請求項35】 該帯電ローラの10点平均表面粗さ
    (Rz)は3μm以下であることを特徴とする請求項2
    6乃至33のいずれかに記載のトナーからなる現像剤。
  36. 【請求項36】 該トナーのフロー式粒子像測定装置で
    計測される個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラ
    ムにおける平均円形度が0.950乃至0.999であ
    ることを特徴とする請求項26乃至35のいずれかに記
    載のトナーからなる現像剤。
  37. 【請求項37】 該トナーの平均円形度が0.950乃
    至0.999であり、円形度標準偏差が0.040未満
    であることを特徴とする請求項26乃至35のいずれか
    に記載のトナーからなる現像剤。
  38. 【請求項38】 該トナーの平均円形度が0.950乃
    至0.995であり、円形度標準偏差が0.015以上
    0.035未満であることを特徴とする請求項26乃至
    35のいずれかに記載のトナーからなる現像剤。
  39. 【請求項39】 該トナーの平均円形度が0.970乃
    至0.995で、円形度標準偏差が0.015乃至0.
    035未満であることを特徴とする請求項26乃至35
    のいずれかに記載のトナーからなる現像剤。
  40. 【請求項40】 該キャリアが磁性体分散型コートキャ
    リアであって、該キャリアの体積平均による50%径が
    15乃至60μm、50%粒径の2/3以下の粒径(2
    D/3≧)の粒子の含有量が5体積%以下、SF−1が
    100乃至130であることを特徴とする請求項26乃
    至39のいずれかに記載のトナーからなる現像剤。
  41. 【請求項41】 該キャリアは、結着樹脂中に金属化合
    物を分散させたコアを持ち、コア表面を樹脂でコートし
    た磁性体分散型コートキャリアであることを特徴とする
    請求項26乃至40のいずれかに記載のトナーからなる
    現像剤。
  42. 【請求項42】 該キャリアは少なくとも2種類以上の
    金属化合物粒子を含有し、該結着樹脂に対して金属化合
    物の割合が80乃至99質量%であり、該金属化合物粒
    子の一方は強磁性体であり、他方は該強磁性体より高抵
    抗の非磁性金属化合物であり金属化合物粒子総量に対し
    て強磁性体の割合が50乃至95質量%であることを特
    徴とする請求項26乃至41のいずれかに記載のトナー
    からなる現像剤。
  43. 【請求項43】 該キャリアは、比抵抗が1×108
    至1×1016Ω・cmであり、1000/4π(kA/
    m)における磁化の強さが20乃至100(Am2/k
    g)であることを特徴とする請求項26乃至42のいず
    れかに記載のトナーからなる現像剤。
  44. 【請求項44】 該キャリアにおける強磁性体はマグネ
    タイトであり、高抵抗金属化合物の少なくともひとつが
    ヘマタイトであることを特徴とする請求項26乃至43
    のいずれかに記載のトナーからなる現像剤。
  45. 【請求項45】 該キャリアにおける結着樹脂が、熱硬
    化性樹脂からなり架橋構造を有していることを特徴とす
    る請求項26乃至44のいずれかに記載のトナーからな
    る現像剤。
  46. 【請求項46】 該キャリアにおける結着樹脂が、フェ
    ノール樹脂であることを特徴とする請求項26乃至45
    のいずれかに記載のトナーからなる現像剤。
  47. 【請求項47】 該画像形成方法において、該帯電手段
    より上流に位置していて、感光体面上のトナーを帯電す
    るトナー帯電量制御手段とを有し、転写工程後の感光体
    上に残余するトナーを、前記トナー帯電量制御手段で正
    規極性に帯電処理し、前記帯電手段で前記感光体面を帯
    電すると同時に、前記トナー帯電量制御手段で帯電処理
    されたときの帯電量の絶対値よりも小さい絶対値の帯電
    量にすることを特徴とする請求項26乃至46のいずれ
    かに記載のトナーからなる現像剤。
  48. 【請求項48】 該帯電手段は接触帯電方式であること
    を特徴とする請求項26乃至47のいずれかに記載のト
    ナーからなる現像剤。
  49. 【請求項49】 該帯電手段は振動電界を印加すること
    を特徴とする請求項26乃至48のいずれかに記載のト
    ナーからなる現像剤。
  50. 【請求項50】 該情報書き込み手段は露光手段である
    ことを特徴とする請求項26乃至49のいずれかに記載
    のトナーからなる現像剤。
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