JP2003202709A - フルカラー画像形成方法及び二成分系現像剤キット - Google Patents

フルカラー画像形成方法及び二成分系現像剤キット

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JP2003202709A JP2002290213A JP2002290213A JP2003202709A JP 2003202709 A JP2003202709 A JP 2003202709A JP 2002290213 A JP2002290213 A JP 2002290213A JP 2002290213 A JP2002290213 A JP 2002290213A JP 2003202709 A JP2003202709 A JP 2003202709A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたる画像形成に際して、転写性にす
ぐれ、カブリ、トナー飛散の抑制された高画質を安定し
て提供する。 【解決手段】 帯電工程;潜像形成工程;現像工程;転
写工程;及び定着工程;を少なくとも有するフルカラー
画像形成方法であって、該現像工程に用いられる現像剤
として、複数のカラー現像剤及びブラック現像剤を有し
ており、上記各カラー現像剤が、カラートナーとカラー
現像剤用キャリアとを有するフルカラー画像形成用二成
分系現像剤であり、上記ブラック現像剤が、ブラックト
ナーとブラック現像剤用キャリアとを有するフルカラー
画像形成用二成分系現像剤であり、上記ブラック現像剤
用キャリアが、上記の各カラー現像剤用キャリアより
も、同一トナーを用いた際の帯電量の絶対値が大きいこ
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、電子写真法又は静
電記録法などを利用した記録方法に用いられるフルカラ
ー用現像剤に関するものである。詳しくは、複写機、プ
リンター、ファクシミリ、プロッター等に利用しえる画
像記録装置に用いられるフルカラー画像形成方法及び二
成分系現像剤キットに関するものである。
【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
手段により静電荷像担持体上に静電潜像を形成し、次い
で該静電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・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して
複写物又はプリントを得るものである。
【0003】従来、フルカラー複写機、フルカラープリ
ンターなどにおいては、1つの静電荷像担持体に対向せ
しめた転写材保持体表面に静電気力やグリッパーの如き
機械的作用により転写材を巻き付け、現像から転写工程
を4回転実施することでフルカラー画像を得る方法(転
写ドラム方式)、1つの静電荷像担持体上に4色のトナ
ー像を形成し、紙に一括転写する方法(多重現像方式)
や、4つの静電荷像担持体を用い各静電荷像担持体上に
形成された静電潜像をイエロー現像剤,マゼンタ現像
剤,シアン現像剤、ブラック現像剤を用いて現像し、べ
ルト状転写体で転写材を搬送し、各色トナー像を順次転
写材へ転写後、フルカラー画像を形成せしめる方法(タ
ンデム方式)が一般的に利用されている。
【0004】近年フルカラー用転写材として通常の紙や
オーバーヘッドプロジェクター用フィルム(OHP)以
外に、厚紙,カード,葉書の如き小サイズ紙への対応の
必要性が増してきている。転写ドラム方式においては、
転写材を転写ドラムに巻き付けるため、ハガキ等の厚紙
は使用できないという欠点があるのに対して、上記の多
重現像方式、タンデム方式においては、転写材が平板状
で搬送されるため多様な転写材への適用範囲は広いが、
複数のトナー像を色差なく正確に転写材へ転写しなけれ
ばならない。そのため、トナーの転写不良に起因する画
像欠陥を起こしやすい。この問題を解決するために、ト
ナーの転写性を色差無く向上させ高画質化する目的で、
流動性向上剤などの種々の添加剤をトナーに添加するこ
とが試みられている。
【0005】しかしながら、トナーに内添される着色剤
の抵抗、即ち、高抵抗の有機着色剤と低抵抗のカーボン
ブラックをはじめとする無機着色剤の抵抗を考慮せず
に、各色トナーの転写性と帯電性とのバランスをとって
も、トナー飛散の問題あるいは得られる画像の画像濃
度、画質等の画像特性を満足させることは難しく、また
着色剤の抵抗差を考慮しても、各色トナーの光沢度、画
像濃度、着色力等に色差が生じ、色ムラ、カラーバラン
ス等まで考慮した場合には、やはり画像特性を満足させ
ることは難しい。着色剤の抵抗の違いを考慮し、カラー
トナーに対して、ブラックトナーの流動性向上剤(酸化
チタン)の体積固有抵抗を大きくすることにより、転写
性を向上させる試みもなされている(例えば、特許文献
1参照)。この方法により、転写性は確かに向上するも
のの、酸化チタン量が少ない場合は所望の効果が得られ
にくく、あるいは、多く添加した場合には、ブラックト
ナーの帯電性が低下しやすいため、流動性の向上の観点
から要求される量の流動性向上剤を用いることができな
いため、トナー流動性と転写性との両立は困難であっ
た。
【0006】一方、中間転写体を用いた画像形成方法
(中間転写方式)も提案されている。
【0007】例えば、ドラム形状の中間転写体を用いる
フルカラー画像装置や、複数の静電荷像担持体から複数
色のトナー像を中間転写体へ順次重ねて転写し、中間転
写体上のトナー像を転写体へさらに転写する技術も知ら
れている(例えば、特許文献2、3参照)。中間転写方
式は、複雑な光学系を必要としなくなり、また葉書や厚
紙などの腰の強い用紙にも使用でき、また中間転写ベル
トを使用するとフレキシブルなため、装置自体の小型化
を可能に出来るメリットがある。
【0008】このような中間転写体を用いる系において
は、トナー像を感光体の如き静電荷像担持体から中間転
写体に1次転写をした後、さらに中間転写体から転写材
上に2次転写することが必要であり、トナーの転写効率
を従来以上に高くする必要がある。すなわち、中間転写
体を用いた現像方法においては、2回の転写を行い、転
写材へトナー像を形成するため、トナーの転写性に起因
した画像欠陥を起こしやすい。
【0009】また、上記中間転写体を用いるフルカラー
の中間転写方式においては、白黒複写機に用いられる一
色の黒トナーの場合と比較し中間転写体上のトナー量が
増加するため、さらに転写効率が悪化しやすい。すなわ
ち、フルカラー画像の形成においては2色以上重ねたト
ナー像が均一に転写されにくく、中間転写体を用いる場
合には、色ムラやカラーバランスの面で問題が生じてし
まいやすく、高画質のフルカラー画像を安定して出力す
ることは容易ではない。
【0010】特にブラックトナーを含む2色以上を重ね
たトナー像は、ブラックトナーの転写性の低さから、相
乗的に転写性が悪くなり、画像欠陥を起こしやすい。着
色剤として低抵抗のカーボンブラックをはじめとする無
機着色剤を用いたブラックトナーは、高抵抗の有機着色
剤を用いたイエロートナー、マゼンタトナー、シアント
ナー(以下、カラートナーと略すことがある)と比較し
て、帯電量が低くなり、かつ静電荷像担持体から中間転
写体への転写時における帯電量の低下に伴う転写効率の
低下、及び中間転写体から転写材への転写時における帯
電量の低下に伴う転写効率の低下やライン画像の転写中
抜け、カブリ、トナー飛散を招きやすい。また、トナー
粒子中のカーボンブラックの分散状態によっては、転写
性及び帯電性に大きな影響を与えるため、特に2回の転
写を行う中間転写体をもちいる画像形成方法において
は、上記問題が顕著となり、カラートナーとのバランス
を向上させることは難しい。
【0011】また、中間転写体から転写材への転写時に
生じる転写残トナーを除去するために、中間転写体にク
リーニング部材が設けられることが多いが、中間転写体
の寿命上好ましくなく、転写効率の改良が求められてい
る。
【0012】さらに、フルカラー複写機、フルカラープ
リンターでも白黒画像をとる割合は以外に多く、そのた
めカラー現像剤よりも早くブラック用現像剤が劣化して
しまうため、さらにブラックトナーとカラートナーとの
転写性の差が広がり、画像欠陥を招いている。
【0013】一方、現像剤の劣化を防止し、長期使用時
においても安定した現像性を得るために、現像槽内のキ
ャリアを徐々に補給する方式の現像装置も提案されてい
る。上記の現像方式の現像装置の代表的なものとして
は、現像剤補給装置から現像装置へ徐々に未使用のキャ
リアを補給する一方、この補給によって過剰となった現
像装置内の古い現像剤を現像剤廃棄口からオーバーフロ
ーさせることによって排出させ、現像剤回収容器に回収
する装置である(例えば、特許文献4乃至6参照)。こ
のような現像装置では、現像剤の帯電能は、現像装置に
未使用のキャリアが充填されたときからある一定の使用
時間を経過するまでの間、劣化していくものの、その後
は、未使用のキャリアが徐々に補給され、古い現像剤が
徐々に排出されることにより、安定してほぼ一定とな
る。また、現像剤回収容器は、回収された現像剤で一杯
になったときに交換すればよく、キャリアの劣化に応じ
た定期的な交換作業が不要になる。また、このような現
像方式は、本体構成が複雑になるものの、現像剤回収容
器のみの交換作業においてはトナーの舞い上がりも生じ
難いといった利点を有するものとなっている。さらに
は、定期的なサービスマン等による新たな現像剤の交換
回数が減り、ランニングコストを低減することが出来
る。
【0014】しかしながら、トナー補給装置とは別にキ
ャリア補給装置を具備した現像方式では、キャリア、ト
ナーそれぞれ独立に補給量を制御しなければならず、制
御が複雑になるばかりではなく、装置をコンパクト化す
ることができない。また、補給用現像剤中にキャリアを
含有させる現像方法においては、確かに長期に渡り現像
剤の安定した帯電能を維持することができるが、先に述
べたような転写性の問題を解消すること無しには、近年
の高画質化の要請に十分に応えることが出来ない。
【0015】
【特許文献1】特開平6−11901号公報
【特許文献2】米国特許第5,187,526号明細書
【特許文献3】特公平7−50358号公報
【特許文献4】特公平2−21591号公報
【特許文献5】特公平1−43301号公報
【特許文献6】特開平3−145678号公報
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の従来技術の問題点を解決したフルカラー画像形成方法
及びフルカラー画像形成用二成分現像剤キットを提供す
ることにある。
【0017】本発明の目的は、ブラックトナーの転写性
を向上し、カラートナーとの転写性の差を無くすことに
より、長期使用において、カブリ、トナー飛散を無く
し、色ムラが無く、カラーバランスに優れた画像を得る
ことができるフルカラー画像形成方法及びフルカラー画
像形成用二成分系現像剤キットを提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、静電荷像担持
体を帯電する帯電工程;帯電された静電荷像担持体上に
静電荷像を形成する潜像形成工程;静電荷像を現像装置
に含有される現像剤を用いて現像し、トナー像を形成す
る現像工程;形成されたトナー像を転写材に転写する転
写工程;及びトナー像を転写材に定着する定着工程;を
少なくとも有するフルカラー画像形成方法であって、該
現像工程に用いられる現像剤として、複数のカラー現像
剤及びブラック現像剤を有しており、上記の各カラー現
像剤が、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含
有するカラートナー粒子を有するカラートナーと、カラ
ー現像剤用キャリアとを有するフルカラー画像形成用二
成分系現像剤であり、上記ブラック現像剤が、少なくと
も結着樹脂、カーボンブラック及びワックスを含有する
ブラックトナー粒子を有するブラックトナーと、ブラッ
ク現像剤用キャリアとを有するフルカラー画像形成用二
成分系現像剤であり、上記ブラック現像剤用キャリア
が、上記の各カラー現像剤用キャリアよりも、同一トナ
ーを用いた際の帯電量の絶対値が大きいことを特徴とす
るフルカラー画像形成方法に関する。
【0019】また、本発明は、複数のカラー現像剤及び
ブラック現像剤を有する二成分系現像剤キットであっ
て、上記の各カラー現像剤が、少なくとも結着樹脂、着
色剤及びワックスを含有するカラートナー粒子を有する
カラートナーと、カラー現像剤用キャリアとを有するフ
ルカラー画像形成用二成分系現像剤であり、上記ブラッ
ク現像剤が、少なくとも結着樹脂、カーボンブラック及
びワックスを含有するブラックトナー粒子を有するブラ
ックトナーと、ブラック現像剤用キャリアとを有するフ
ルカラー画像形成用二成分系現像剤であり、上記ブラッ
ク現像剤用キャリアが、上記の各カラー現像剤用キャリ
アよりも、同一トナーを用いた際の帯電量の絶対値が大
きいことを特徴とする二成分系現像剤キットに関する。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明に係るフルカラー画像形成
用現像剤は、ブラック現像剤のキャリアが、各カラー現
像剤のキャリアよりも、同一トナーを用いた際の帯電量
の絶対値が大きく(帯電付与能が大きく)なっているの
で、例えば、フルカラー複写機、フルカラープリンター
などに使用することにより、黒色画像複写およびフルカ
ラー画像複写の両方の要求を満足し、良好な画像を得る
ことができる。
【0021】即ち、本発明のフルカラー画像形成方法
は、静電荷像担持体上、中間転写体上に現像されたトナ
ー像を忠実に転写材へ転写させることが可能であり、網
点及びデジタル潜像のような微小なドット潜像からベタ
潜像まで、安定な転写画像が得られる。
【0022】本発明のフルカラー画像形成方法におい
て、上記のような効果が得られる理由は以下のように推
定される。一般にブラックトナーは、着色剤としてカー
ボンブラックなどの低抵抗の無機着色剤を使用している
ため、どうしても他の高抵抗の有機着色剤を使用してい
るカラートナーに比べて帯電量が小さくなりやすく、ま
た、静電荷像担持体から中間転写体、中間転写体から転
写材への転写時における帯電量の低下に伴う転写効率の
低下が大きいため、転写性が劣っていた。さらにブラッ
クトナーは、着色剤としてカーボンブラックをはじめと
する無機着色剤を用いるため、有機着色剤を用いるカラ
ートナーと比べ、トナーが硬くなり、定着時にオフセッ
トしやすい。そのためトナーにワックスを含有する場
合、ブラックトナーはカラートナーより、ワックスの添
加量を多くする必要性が生じる場合がある。しかし、ト
ナー中のワックスを増量すると帯電性が低くなり、転写
性も劣るようになってしまいやすい。
【0023】そこで、ブラック現像剤中のキャリアの帯
電付与能を大きくすることで、帯電量の低下に伴う転写
効率の低下を抑え、色差無くカラートナーとブラックト
ナーのトナー像を均一に転写することができると考えら
れる。特に転写性の影響を受けやすい、中間転写体を用
いた2回の転写を行う画像形成方法、或いは補給用現像
剤中にキャリアを含み、劣化キャリアを順次回収し、フ
レッシュなキャリアを補給していく現像方式(以後、オ
ートリフレッシュ現像方式と略すことがある。)を採用
した画像形成方法を用いる場合、本発明のフルカラー画
像形成方法を適用することにより、色ムラやカラーバラ
ンスの面での問題を解消し、長期使用にわたり高解像度
の高画質フルカラー画像を安定して出力することができ
る。
【0024】本発明の実施態様を挙げて、本発明を更に
詳細に説明する。
【0025】本発明に用いられるキャリアとしては、例
えば表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜鉛、コ
バルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属、それら
の合金、それらの酸化物及びフェライト;或いは、結着
樹脂、金属酸化物及び磁性金属酸化物等から構成される
磁性微粒子分散型樹脂キャリアを用いることが好まし
い。これらの製造方法として特別な制約はない。
【0026】本発明に用いられるキャリアとしては、下
記の理由から磁性微粒子分散型樹脂キャリアが好適に用
いられる。磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、フェライ
トキャリアなどに比べ真比重が小さいため、現像剤を現
像剤層厚規制部材で現像スリーブ上に所定の層厚にする
際に、或いは、現像器内での現像剤の撹拌の際に現像剤
にかかる負荷が小さい。そのため、現像剤を長期にわた
り使用した場合においても、キャリア及びトナーが劣化
しにくいため、良好な転写性を維持することができ、ま
た、カブリ、トナー飛散等の現像性の低下が生じにく
い。特にフルカラー複写機、フルカラープリンターにお
いて、白黒画像をとる割合は多く、カラー現像剤よりも
早くブラック現像剤が劣化してしまうため、長期に渡
り、良好な転写性と現像性を維持できるキャリアとし
て、磁性微粒子分散型樹脂キャリアは好適である。さら
に非磁性金属酸化物及びマグネタイトを含有した重合法
磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、磁気特性や抵抗を任
意にコントロールでき、粒子に形状的な歪みが少なく、
シャープな粒度分布が達成でき、粒子強度が高い球状に
することが比較的容易であり、流動性に優れている。そ
のため、真比重が小さく、流動性が優れている重合法磁
性微粒子分散型樹脂キャリアは、補給用現像剤中にキャ
リアを含むオートリフレッシュ現像方式を採用した画像
形成方法用の補給用現像剤として、補給用現像剤収容容
器中でのキャリアの偏在の防止及び分散性がよいため、
現像槽内の現像剤の帯電安定性を向上させる点で好適で
ある。また、粒子サイズや抵抗も広範囲に制御できるこ
とから、現像スリーブ又はスリーブ内の磁石の回転数が
大きい高速複写機や高速レーザービームプリンター等に
適し特に好ましい。
【0027】本発明において、ブラック現像剤のキャリ
アを、各カラー現像剤のキャリアよりも同一トナーを用
いた際の帯電量の絶対値を大きくする方法としては、キ
ャリアの帯電付与能をコントロールする公知の方法を用
いることができる。例えば、本発明のブラック現像剤の
キャリアを、各カラー現像剤のキャリアよりも同一トナ
ーを用いた際の帯電量の絶対値を大きくする方法として
は、鉄粉等の酸化処理方法、あるいはフェライト、マグ
ネタイトなどの構成材料、さらにこれら構成材料の表面
形状、粒径、表面被覆材の種類、量及びその処理方法な
どを変えてキャリアの物性を調整する方法、あるいはブ
ラック現像剤のキャリアとカラー現像剤のキャリアを種
類の異なったもの(例えば、フェライトキャリアと磁性
微粒子分散型樹脂キャリアの組み合わせ等)にする方法
などが挙げられるが、本発明においては、ブラック現像
剤のキャリアが、各カラー現像剤のキャリアよりも同一
トナーを用いた際の帯電量の絶対値が大きければよく、
いずれの方法を用いることが可能であり、特別な制約は
ない。
【0028】尚、後述する実施例においては、シアント
ナーを基準としてキャリアの帯電量を測定しており、例
えば、シアントナーをブラック現像剤用キャリア及びカ
ラー現像剤用キャリアの帯電量を測るトナーとして用い
ることができる。
【0029】同一トナーを用いた際のブラック現像剤の
キャリアと各カラー現像剤のキャリアとの帯電量の絶対
値の大きさの差は、好ましくは1〜20mC/kg、さ
らに好ましくは2〜15mC/kgである。1mC/kg
より小さいと、ブラック現像剤に関して所望の転写性を
得ることができない場合がある。20mC/kgより大
きいと、ブラック現像剤がチャージアップ等を生じやす
くなり、長期にわたり安定した現像性を得ることが難し
くなる場合がある。帯電量の測定方法は後述する。
【0030】中でも、本発明においては、帯電付与能以
外のキャリアの特性を色差無く維持しつつ、トナーへの
帯電付与能をコントロールしやすいという観点から、キ
ャリアコア表面を被覆剤によって処理したキャリアが好
ましく、キャリアコア表面を被覆する被覆剤の種類、
量、処理方法(特に焼結温度)を変更することによっ
て、キャリアの帯電性(言い換えると、トナーに対する
帯電付与性)を調整することが好ましい。特に、アミノ
基を有する樹脂、アミノ基を有するカップリング剤、又
は、アミノ基を有するカップリング剤を含有する樹脂を
用いることが好ましい。詳細な処理方法については、後
述する。
【0031】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。これらの樹脂は、1種または2種以上を用い
ても良い。
【0032】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
の強度を高めて好ましい帯電性に制御するために、カッ
プリング剤と併用することが好ましい。更に、カップリ
ング剤は、樹脂をコートする前のキャリアコア表面を処
理する、いわゆるプライマー剤として少なくともその一
部が用いられることが好ましく、この場合には、プライ
マー剤による処理層と樹脂被覆層とが、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よう
になる。
【0033】カップリング剤としては、アミノシランを
用いることが好ましい。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
電荷を付与できる。更に、アミノ基の存在は、キャリア
コアとして用いられる金属化合物の処理に好ましく用い
ら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。
【0034】本発明においては、上述した如く、アミノ
基を有する樹脂、アミノ基を有するカップリング剤、又
は、アミノ基を有するカップリング剤を含有する樹脂を
用いて処理することが好ましいが、更に好ましくは、ア
ミノ基を有するシランカップリング剤、又は、アミノ基
を有するカップリング剤を含有する樹脂を用いて処理す
ることである。更には、ブラック現像剤と各カラー現像
剤のキャリアにおいて、同一のアミノ基を有するカップ
リング剤及び/またはアミノ基を有するシランカップリ
ング剤を含有する樹脂を用い、その量を調整する(ブラ
ック現像剤用キャリアのアミノ基を有するシランカップ
リング剤及び/またはアミノ基を有するシランカップリ
ング剤を含有する樹脂の量をカラー現像剤用キャリアの
量よりも多くする。)ことによって、キャリアの帯電性
を調整することが好ましく、あるいは、アミノ基を有す
るシランカップリング剤及び/またはアミノ基を有する
シランカップリング剤を含有する樹脂に関して、ブラッ
ク現像剤用キャリアにおけるアミン当量を、カラー現像
剤用キャリアにおけるアミン当量よりも大きいものを用
いることによって、キャリアの帯電性を調整すること
が、帯電付与能を安定的にコントロールし易いという点
で好ましい。
【0035】アミン当量とは、アミン1個あたりの当量
(g/eqiv)であり、分子量を1分子あたりのアミ
ン数で割った値である。
【0036】本発明に係るキャリアの体積基準の50%
粒径は、15〜45μmが好ましく、20〜40μmで
あることがさらに好ましい。
【0037】キャリアの体積基準の50%粒径が15μ
m未満の場合には、キャリアの流動性が低下し、トナー
との混合性が低下し、カブリを生じやすくなる。45μ
mを超える場合には、トナーの担持能が低下し、トナー
飛散が生じやすくなる。
【0038】本発明の体積基準の50%粒径は、レーザ
ー回折式粒度分布計(堀場製作所株式会社製)により測
定した。
【0039】本発明において、同一トナーを用いた際の
帯電量の絶対値に関し、ブラック現像剤のキャリアを、
各カラー現像剤のキャリアよりも大きくするために、キ
ャリア粒径を調整することにより、ブラック現像剤のキ
ャリアとカラー現像剤のキャリアの帯電付与能をコント
ロールしてもよい。
【0040】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
ることが好ましい。
【0041】キャリアの比抵抗が1×108Ω・cm未
満であると、静電荷像担持体表面へのキャリア付着を起
こし易く、静電荷像担持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、静電
荷像担持体上に描かれた静電潜像を乱してしまうことが
ある。
【0042】キャリアの比抵抗が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り、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。
【0043】本発明において、ブラック現像剤のキャリ
アを、各カラー現像剤のキャリアよりも同一トナーを用
いた際の帯電量の絶対値を大きくする方法として、比抵
抗を調整することにより、ブラック現像剤のキャリアと
カラー現像剤のキャリアの帯電付与能をコントロールし
てもよい。
【0044】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、11.76kPa(120g/c
2)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。
【0045】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。
【0046】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現像剤の耐久劣化が生じやすい。
【0047】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、磁性微粒子分散型キャリア付着が生じや
すく、トナー搬送性が低下し易い。
【0048】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を用いて行った。測定条件としては、磁性微粒子分散
型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。
【0049】本発明においては、同一トナーを用いた際
の帯電量の絶対値に関し、ブラック現像剤のキャリア
を、各カラー現像剤のキャリアよりも大きくするため
に、キャリアの磁化を調整することにより、ブラック現
像剤のキャリアとカラー現像剤のキャリアの帯電付与能
をコントロールしてもよい。
【0050】本発明においては、キャリアコアとして、
金属化合物粒子を用いることが好ましく、具体的には、
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。)
【0051】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。
【0052】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。
【0053】本発明に好適に用いられる磁性微粒子分散
型樹脂キャリアについて説明する。
【0054】本発明において、磁性微粒子分散型樹脂キ
ャリアにおける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。
【0055】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、特
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。
【0056】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γ−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。
【0057】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。
【0058】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
れにくくなる。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、キャリアの製造時、造粒が不
均一になってしまいやすく、強度が高く、好ましい粒径
を有するキャリアが得られにくくなる。
【0059】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。
【0060】上記金属化合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化合物粒径として
測定し、平均化処理して個数平均粒径を算出した。
【0061】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1×10
8Ω・cm以上、より好ましくは1×1010Ω・cm以
上のものが良い。
【0062】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。
【0063】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の測定方法は、前述し
たキャリアの比抵抗の測定方法に準じて行う。
【0064】本発明に係る磁性微粒子分散型樹脂キャリ
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。
【0065】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磁性微粒子分散型
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、磁性微粒子分散型キャリア強度が低下し
て、耐久による磁性微粒子分散型キャリアの割れなどの
問題を生じ易くなる。
【0066】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金属化合物との混合物
を含有する磁性微粒子分散型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。
【0067】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、磁性微粒子分散型キャ
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。
【0068】本発明において、磁性微粒子分散型樹脂キ
ャリアを用いる場合には、同一トナーを用いた際の帯電
量の絶対値に関して、ブラック現像剤のキャリアを、各
カラー現像剤のキャリアよりも大きくするために、磁
性、非磁性の金属化合物の量、種類を調整し、物性を変
えることにより、ブラック現像剤のキャリアとカラー現
像剤のキャリアの帯電付与能をコントロールしてもよ
い。
【0069】本発明に用いる磁性微粒子分散型樹脂キャ
リアのコアにおける結着樹脂としては、熱硬化性樹脂が
好ましく用いられ、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、磁性
微粒子分散型樹脂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、さらに、被覆樹脂を、より良好に被覆することが
でき、その結果、吸着水分量を本発明の範囲内に制御す
ることが容易になる。
【0070】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で、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が好ましく、特に、
親油化処理を施した金属化合物を用いて、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
を得る方法が好適である。
【0071】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3.0〜10μmの小粒径トナーと
組み合わせて用いる場合には、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。
【0072】磁性微粒子分散型樹脂キャリアコア粒子の
結着樹脂を得るため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。
【0073】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。
【0074】前述したように、磁性微粒子分散型樹脂キ
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。
【0075】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。
【0076】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。
【0077】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の
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。
【0078】本発明において、磁性微粒子分散型樹脂キ
ャリアを用いる場合には、同一トナーを用いた際の帯電
量の絶対値に関して、ブラック現像剤のキャリアを、各
カラー現像剤のキャリアよりも大きくするために、結着
樹脂、架橋剤、金属化合物の量、種類を調整し、また製
造方法を調整し、物性を変えることにより、ブラック現
像剤のキャリアとカラー現像剤のキャリアの帯電付与能
をコントロールしてもよい。
【0079】本発明において、磁性微粒子分散型樹脂キ
ャリアを用いる場合、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。そのときに金属化合物が粒子内部で均
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。また、懸濁安定
剤が表面に存在しないこと及び、それに付随する弊害を
無くすことで、吸着水分量を本発明の範囲内に制御する
ことを容易にしている。
【0080】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。特に、本発明の
吸着水分量の範囲を容易に達成し、帯電付与能が安定し
たキャリアを得るためには、エポキシ基が好ましく用い
られる。
【0081】磁性金属化合物粒子は、磁性金属化合物粒
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。
【0082】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。
【0083】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、N−β(アミノエチル)−
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミ
ノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
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
が用いられる。
【0084】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。
【0085】本発明において、磁性微粒子分散型樹脂キ
ャリアを用いる場合には、同一トナーを用いた際の帯電
量の絶対値に関して、ブラック現像剤のキャリアを、各
カラー現像剤のキャリアよりも大きくするために、親油
化処理剤の量、種類、製造方法を調整し、物性を変える
ことにより、ブラック現像剤のキャリアとカラー現像剤
のキャリアの帯電付与能をコントロールしてもよい。
【0086】本発明において、磁性微粒子分散型樹脂キ
ャリアは、先に述べたアミノ基を有する樹脂、アミノ基
を有するカップリング剤、又は、アミノ基を有するカッ
プリング剤を含有する樹脂によって被覆されていること
が、帯電安定性や環境安定性をもたせる上で好ましい。
【0087】本発明においては必要に応じて、磁性体粒
径分布をシャープにして造粒したり、焼結温度,昇温速
度,加熱保持時間等をかえたりすることにより、ブラッ
ク用現像剤のキャリアとカラー現像剤のキャリアの帯電
付与能をコントロールし、キャリアコアを製造できる。
【0088】本発明方法は連続法又はバッチ法のいずれ
でも行うことができるが、通常はバッチ法を採用する。
【0089】次に、本発明に用いられるトナーについて
説明する。
【0090】本発明のトナーは、ワックスを含有してい
る。ワックスの添加量は、結着樹脂100質量部に対し
2〜30質量部用いることが好ましく、より好ましくは
5〜20質量部、更に好ましくは8〜20質量部、特に
好ましくは13〜20質量部使用するのが良い。
【0091】粉砕トナー製法に比べ重合トナー製法にお
いては、用いるワックスがバインダー樹脂より極性が低
いことから、水系媒体中での重合方法ではトナー粒子内
部に多量のワックスを内包化させ易いため粉砕トナー製
法と比較し、多量のワックス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。
【0092】ワックスの配合量が下限より少ないとオフ
セット防止効果が低下しやすく、上限を超える場合、耐
ブロッキング効果が低下し耐オフセット効果にも悪影響
を与えやすく、ドラム融着やスリーブ融着を起こしやす
く、特に重合トナー製法の場合には粒度分布の広いトナ
ーが生成する傾向にある。
【0093】ブラックトナーは、着色剤としてカーボン
ブラックを用いるため、有機着色剤を用いるカラートナ
ーと比べ、トナーが硬くなり、定着時にオフセットしや
すい。そのためトナーにワックスを含有する場合、ブラ
ックトナーはカラートナーより、ワックスの添加量を多
くする必要性が生じる場合がある。しかし、トナー中の
ワックスを増量すると帯電性が低くなり、転写性も低下
する傾向にある。本発明においては、ブラック現像剤の
キャリアが、カラー現像剤のキャリアよりも帯電付与能
が高いため、カラートナーよりもワックスを多く添加し
ているブラックトナーを用いたフルカラー現像剤におい
ては、ブラックトナーの帯電性や転写性の低下が抑制さ
れ、色差なくバランスの取れた現像性を維持することが
できる。
【0094】本発明に用いることが可能なワックスとし
ては、例えば、パラフィン系ワックス、ポリオレフィン
系ワックス、これらの変性物(例えば、酸化物やグラフ
ト処理物)、高級脂肪酸、およびその金属塩、アミドワ
ックス、及びエステル系ワックスが挙げられる。
【0095】本発明に用いられるトナーの着色剤として
は、以下のものが例示できる。
【0096】黒色着色剤としては、カーボンブラックが
用いられる。
【0097】該トナーに用いることができるカーボンブ
ラックとしては、平均一次粒径が10〜60nmである
ことが好ましく、より好ましくは25〜50nmであ
り、pHが6.0〜11.0であることが好ましく、よ
り好ましくは7.0〜10.0であり、比表面積が45
〜300m2/gであることが好ましく、より好ましく
は50〜100m2/gであり、DBP吸油量が10〜
100ml/100gであることが好ましく、より好ま
しくは25〜60ml/100gのものを用いる。
【0098】上記範囲に限定する理由は、カーボンブラ
ックの平均粒径が10nmより小さい場合、トナー中で
カーボンブラックが凝集するため、トナーの帯電保持能
力の低下あるいは、静電荷像担持体から中間転写への転
写時における帯電量の低下、及び中間転写体から転写材
への転写時における帯電量の低下が生じやすくなり、ト
ナー飛散やカブリを引き起こしやすくなる。60nmを
超えると着色力が低下する。重合法によりトナーを得る
場合、pHが6.0未満又は11.0を超える場合に
は、カーボンブラックの水との親和性が高まり、トナー
表面近傍にカーボンブラックが偏在するようになり、ト
ナーの帯電保持能力の低下あるいは、静電荷像担持体か
ら中間転写への転写時における帯電量の低下、及び中間
転写体から転写材への転写時における帯電量の低下が生
じやすくなり、トナー飛散や、カブリを引き起こしやす
くなる。また、カーボンブラックの比表面積が300m
2/gを超えると、得られる可視画像のエッジ部におい
てトナーの飛び散り現象が生じやすくなる。
【0099】DBP吸油量について、10ml/100
g未満の場合、充分な画像濃度を得ることが困難とな
り、また100ml/100gを超えた場合、画像定着
中にカーボンブラック粒子の凝集を生じやすくなる。
【0100】上記カーボンブラックの物性測定におい
て、粒子径は走査電子顕微鏡写真の粒子径を直接選別的
にカウントすることにより測定する。次に、比表面積、
吸油量、pH値の測定方法について説明する。
【0101】〔比表面積〕比表面積の測定は、ASTM
法D3037−78におけるBET法に準拠して行う。
図4に示すフローに従いカーボンブラックにN2とHe
の混合ガスを流し、N2を吸着させてその量を熱伝導度
セルにより検出し、N2吸着量から計算によってサンプ
ルの比表面積を求める。
【0102】1)試料を105℃で1時間乾燥後0.1
〜1g精秤し、U字管514に入れて流路に取り付け
る。 2)流量調節器510及び511によりN2/He混合
比を変え所定のP/P0にセットする。 3)コックを開いて試料層に吸着ガスを導入した後、U
字管を液体N2513に浸してN2を吸着させる。 4)吸着平衡にしたあと液体N2を取り去り約30秒
間、空気中にさらしたあと、U字管を室温の水に浸しN
2を脱着させる。 5)脱着曲線をレコーダーに描かせ面積を測定する。 6)これらの操作に先立ち既知量のN2を導入して作成
した検量線を用い、上記の試料について得られた面積か
ら所定のP/P0におけるN2吸着量を求める。
【0103】以下、次式を適用することにより比表面積
を求める。 P/ν/(P0−P)=1/νm/C+(C−1)/ν
m/C・P/P00:測定温度における吸着質の飽和蒸気圧 P:吸着平衡における圧力 ν:吸着平衡における吸着量 C:定数 P/P0とP/ν(P0−P)との関係は直線となり、そ
の勾配と切片からνmを求める。νmが求められれば比
表面積Sは次式により計算される。 S=A×νm×N/W ここで S:比表面積 A:吸着分子の断面積 N:アボガドロ数 W:試料量
【0104】〔吸油量(DBP法)〕吸油量の測定はA
STM法D2414−79に準拠して行う。アブソープ
トメーターのコックを操作し、自動ビュレット系統に気
泡が残らない様に完全にDBP(ジブチルフタレイト)
を満たし、装置の各諸元を次の条件にする。 (1)スプリング張力 2.68kg/cm (2)ローター回転数 125rpm (3)トルク用リミットスイッチの目盛り 5 (4)ダンパーバルブ 0.150 (5)DBPの滴下速度 4ml/min DBPの滴下速度を実測により調整したのち、アブソー
プトメーター混合室に一定量の乾燥試料を入れ、ビュレ
ットカウンターを0点に合わせ、スイッチを自動にして
滴下を開始する。トルクが設定点(この場合5)になる
とリミットスイッチが作動して滴下が自動的に停止し、
その時のビュレットカウンターの目盛り(V)を読み、
次式によって吸油量を算出する。 OA=100V/W OA:吸油量(ml/100g) V:終点(リミットスイッチ作動点)までに用いたDB
Pの使用量(ml) W:乾燥試料の重さ(g)
【0105】〔pH値〕カーボンブラック1〜10gを
ビーカーに計り取り、試料1gにつき10mlの割合で
水を加え、時計皿でおおい、15分間煮沸する。試料を
ぬれやすくする為、エチルアルコール数滴を加えても良
い。煮沸後室温まで冷却し、傾斜法または遠心分離法に
より上澄み液を除去して、泥状物を残す。この泥状物中
にガラス電極pH計の電極を入れ、JIS Z8802
(pH測定法)によってpHを測定する。この場合、電
極の挿入位置により測定が変化することがあるから、ビ
ーカーを動かして電極の位置を変えて、電極面と泥状面
が充分に接触する様に注意して測定し、pH値が一定に
なったところの値を読む。
【0106】本発明において、カーボンブラックはトナ
ー粒子の総質量に対し2.0〜15質量%用いるのが好
ましく、5.0〜13質量%用いるのが更に好ましい。
カーボンブラックの添加重が2.0質量%未満である
と、得られる可視画像において、ガサツキ、画像濃度の
ダウンを生じやすく、逆に15質量%より多い含有量で
は画像上での飛び散り、カブリ及びトナー飛散を招く要
因となりやすい。
【0107】また、イエロー着色剤としては、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、メチン化合物及びアリルアミド化合
物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエ
ロー12、13、14、15、17、62、74、8
3、93、94、95、109、110、111、12
8、129、147、168又は180が好適に用いら
れる。さらにC.I.ソルベントイエロー93,16
2,163の如き染料を併用しても良い。
【0108】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、48:
2、48:3、48:4、57:1、81:1、14
4、146、166、169、177、184、18
5、202、206、220、221又は254が好適
に用いられる。
【0109】シアン着色剤としては、銅フタロシアニン
化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染
料レーキ化合物が用いられる。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又は66が特に好適に利
用できる。
【0110】これらの着色剤は、単独で、混合して、或
いは固溶体の状態で用いることができる。本発明におい
て、着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透
明性、トナー中への分散性の点を考慮して選択される。
本発明に用いられるトナーにおいて、着色剤の添加量
は、結着樹脂100質量部に対し1〜20質量部が好ま
しい。
【0111】トナーに使用される結着樹脂としては、下
記の結着樹脂の使用が可能である。例えばポリスチレ
ン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの
如きスチレンおよびその置換体の単重合体;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;ポリ塩化ビニル;フェノール樹脂;天然変性フ
ェノール樹脂;天然樹脂変性マレイン酸樹脂、;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;ポリウレタン;ポリアミド
樹脂;フラン樹脂;エポキシ樹脂;キシレン樹脂;ポリ
ビニルブチラール;テルペン樹脂;クマロンインデン樹
脂;石油系樹脂が使用できる。好ましい結着物質として
は、スチレン系共重合体もしくはポリエステル樹脂があ
げられる。また、架橋されたスチレン系樹脂も好ましい
結着樹脂である。
【0112】スチレン系重合体またはスチレン系共重合
体は架橋されていても良く、さらに架橋されている樹脂
と架橋されていない樹脂との混合樹脂でも良い。
【0113】結着樹脂の架橋剤としては、主として2個
以上の重合可能な二重結合を有する化合物を用いてもよ
い。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;例えば、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;例えば、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、ジビニルスルフォンの如きジビニル化合物;および
3個以上のビニル基を有する化合物;が単独もしくは混
合物として用いられる。
【0114】架橋剤の添加量としては、結着樹脂を合成
するのに用いられる重合性単量体100質量部に対して
0.001〜10質量部が好ましい。
【0115】本発明のトナーは、荷電制御剤を含有して
も良い。
【0116】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。
【0117】例えば、有機金属化合物、キレート化合物
が有効であり、さらにモノアゾ金属化合物、アセチルア
セトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸或い
はその金属化合物、芳香族モノ又はポリカルボン酸或い
はその金属化合物が好ましく用いられる。さらに、ビス
フェノールの如きフェノール誘導体類;尿素誘導体;ホ
ウ素化合物;4級アンモニウム塩;カリックスアレー
ン;ケイ素化合物;スチレン−アクリル酸共重合体;ス
チレン−メタクリル酸共重合体;スチレン−アクリル−
スルホン酸共重合体が挙げられる。
【0118】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。
【0119】例えば、ニグロシン;脂肪酸金属塩による
変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリ
ブチルベンジンアンモニウム−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、の類似体
であるホスホニウム塩の如きオニウム塩及び4級アンモ
ニウム塩又はオニウム塩のレーキ顔料;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、例えば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);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が挙げら
れる。これらは、単独で或は2種類以上組み合わせて用
いることができる。
【0120】これらの中でも、ニグロシン系、4級アン
モニウム塩の如き荷電制御剤が、良好な帯電の立ち上が
り得られるため、特に好ましく用いられる。
【0121】これらの荷電制御剤は、トナーの結着樹脂
100質量部に対して、0.01〜20質量部、より好
ましくは0.1〜10質量部、さらにより好ましくは
0.2〜4質量部使用するのが良い。
【0122】本発明に用いられるトナーは、必要に応じ
て磁性材料を添加してもよい。磁性材料は、より好まし
くは、表面改質されていることが良い。重合トナー製法
で磁性トナーを得る場合には、重合性モノマーに対する
重合阻害のない物質である表面改質剤により、表面改質
することが好ましく、このような表面改質剤としては、
例えばシランカップリング剤及びチタンカップリング剤
を挙げることができる。
【0123】また、本発明のトナーは、必要に応じて外
部添加剤を混合した場合、より良い結果が得られる。添
加剤としては、例えば、酸化チタン、シリカ、アルミナ
等の流動性向上剤、ポリ弗化エチレン、ステアリン酸亜
鉛の如き滑剤、あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素、チ
タン酸ストロンチウム等の研磨剤、あるいは例えばカー
ボンブラック、酸化スズ等の導電性付与剤、あるいは低
分子ポリエチレンなどの定着助剤等がある。また、逆極
性の白色微粒子を現像性向上剤として用いることもでき
る。
【0124】本発明に係るトナーは、重量平均粒径が
3.0〜10.0μmであることが好ましい。トナーの
重量平均粒径が10.0μmを超えると、静電荷像を現
像するトナー粒子が大きくなるために、磁性コートキャ
リアの磁気力を下げても静電荷像に忠実な現像が行われ
にくく、また、静電的な転写を行うとトナーが飛び散り
やすくなる。また、重量平均粒径が3μm未満のトナー
は、粉体としてのハンドリング性が低下する。トナーの
粒度分布を測定するには、例えばコールターカウンター
を使用する方法を挙げることができる。
【0125】次に本発明に用いられるトナーを製造する
ための方法について説明する。本発明に用いられるトナ
ーは、粉砕トナー製法及び重合トナー製法を用いて製造
することが可能である。
【0126】本発明に係るトナーとしては、良好な転写
性、帯電量を得ることができ、長期にわたり安定なフル
カラー画像品質を維持しやすいという観点から、重合ト
ナーを用いることが好ましい。
【0127】本発明において、粉砕トナーを用いる場合
には、結着樹脂、ワックス、着色剤としての顔料、染料
又は磁性体、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤
を、ヘンシェルミキサー、ボールミルの如き混合機によ
り充分混合し;得られた混合物を加熱ロール、ニーダ
ー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練
し、樹脂成分を互いに相溶せしめた中に金属化合物、着
色剤を分散又は溶融せしめ;得られた混練物を冷却固化
後粉砕及び分級を行ってトナーを得ることができる。
【0128】さらに必要に応じてトナーと所望の外部添
加剤をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分混合
し、本発明に用いられるトナーを得ることができる。
【0129】本発明において、重合トナーを用いる場合
には、例えば、特公昭56−13945号公報に記載の
ディスク又は多流体ノズルを用い溶融混合物を空気中に
霧化し球状トナー粒子を得る方法;例えば、特公昭36
−10231号公報、特開昭59−53856号公報及
び特開昭59−61842号公報に記載されている重合
性モノマー、着色剤及びワックスを少なくとも含むモノ
マー組成物を直接重合してトナー粒子を生成する懸濁重
合法を用いて直接トナー粒子を生成する方法;単量体に
は可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直
接トナー粒子を生成する分散重合法又は水溶性極性重合
開始剤存在下で直接重合し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;予め一次極性乳
化重合粒子を作った後、反対電荷を有する極性粒子を加
え会合させるヘテロ凝集法等を用いトナーを製造するこ
とが可能である。
【0130】また、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所謂
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。
【0131】本発明におけるトナーとキャリアを混合し
て二成分現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤
中のトナー濃度として、2〜15質量%、好ましくは4
〜13質量%にすると通常良好な結果が得られる。トナ
ー濃度が2質量%未満では画像濃度が低く実用が困難と
なり、15質量%を超えるとカブリや機内飛散を増加せ
しめ、現像剤の耐用寿命を短くしてしまう。
【0132】本発明において、現像方法としては特に選
ばないが、本発明において用いられる現像剤は、各色現
像剤の転写性が良好に揃えられているため、現像手段が
実質的なクリーニング手段でもあるシステム、すなわ
ち、転写位置と現像位置との間に転写後の静電荷像担持
体上に残留したトナーを回収するクリーニング手段を有
さない、所謂クリーナーレスシステムの場合、反転現像
法を好ましい方法として用いることができる。現像の際
に印加されるバイアスについては、その直流成分は、黒
字部(反転現像の場合、露光部)と白地部の電位の間に
することが好ましい。
【0133】本発明においては、転写残トナーを、一時
的に回収した帯電手段(帯電器)から、静電荷像担持体
表面を利用して、現像部分に搬送し回収再利用するため
に、静電荷像担持体帯電バイアスを変更する必要は無
い。但し、実用上、転写材ジャムが生じた場合、あるい
は画像比率の高い画像を連続して得る場合は、帯電器に
混入する転写残トナーが非常に多くなることがある。こ
の場合は、電子写真装置の動作中、静電荷像担持体上に
画像を形成しない時を利用して、帯電器から現像装置へ
とトナーを移動させても良い。この非画像形成時とは、
前回転時、後回転時、転写材間などである。その場合、
トナーが帯電器より静電荷像担持体に移りやすいような
帯電バイアスに変更することも好ましく行われる。帯電
器から転写残トナーを放出しやすくする方法としては、
交流成分のピーク間電圧を小さめにする、あるいは直流
成分のみとする。さらに、ピーク間電圧を変えずに、波
形を変更して交流実効値を下げる、などが挙げられる。
【0134】本発明においては、ブラック現像剤及び各
色カラー現像剤に関して、良好で、且つ揃った転写性を
有しているため、カブリが良好に抑制され、またクリー
ナーレスシステムへの適用が容易となる。特に高湿下で
のキャリア汚染が抑制され、少量の現像剤で長寿命化が
達成され、装置の小型化に好適であるため本発明におい
ては、現像剤担持体の直径が20mm以下、好ましくは
16mm以下のものが好適に用いられる。また静電荷像
担持体の直径は、40mm以下、好ましくは30mm以
下、さらに好ましくは24mm以下のものが好適に用い
られる。
【0135】本発明の現像方法としては、例えば図1に
示すようなクリーナーシステムを用いた現像手段を用い
現像を行うことができる。具体的には交番電界を印加し
つつ、磁気ブラシが静電荷像担持体(感光ドラム)、例
えば、感光体ドラム1に接触している状態で現像を行う
ことが好ましい。現像剤担持体(現像スリーブ)11と
感光体ドラム1の距離(S−D間距離)Bは100〜1
000μmであることがキャリア付着防止及びドット再
現性の向上において良好である。100μmより狭いと
現像剤の供給が不十分になりやすく、画像濃度が低くな
り、1000μmを超えると現像極N1からの磁力線が
広がり磁気ブラシの密度が低くなり、ドット再現性に劣
ったり、キャリアを拘束する力が弱まりキャリア付着が
生じたりしやすくなる。
【0136】交番電界のピーク間の電圧は300〜30
00Vが好ましく、周波数は500〜10000Hz、
好ましくは1000〜7000Hzであり、それぞれプ
ロセスにより適宜選択して用いることができる。この場
合、波形としては三角波、矩形波、正弦波、あるいはD
uty比を変えた波形、さらには断続的な交番電界重畳
等、種々選択して用いることができる。印加電圧が、3
00Vより低いと十分な画像濃度が得られにくく、また
非画像部のカブリトナーを良好に回収することができな
い場合がある。また、3000Vを超える場合には磁気
ブラシを介して、潜像を乱してしまい、画質低下を招く
場合がある。
【0137】良好に帯電したトナーを有する二成分系現
像剤を使用することで、カブリ取り電圧(Vback)
を低くすることができ、感光体の一次帯電を低めること
ができるために感光体寿命を長寿命化できる。Vbac
kは、現像システムにもよるが300V以下、より好ま
しくは250V以下が良い。
【0138】コントラスト電位としては、十分画像濃度
がでるように100〜400Vが好ましく用いられる。
【0139】周波数が500Hzより低いと、プロセス
スピードにも関係するが、静電荷像担持体に接触したト
ナーが現像スリーブに戻される際に、十分な振動が与え
られず、カブリが生じやすくなる。10000Hzを超
えると、電界に対してトナーが追随できず画質低下を招
きやすい。
【0140】本発明の画像形成方法は、特にハーフトー
ンを重視するようなフルカラー画像の出力において、本
発明の現像剤および現像方法を用い、特にデジタル潜像
を形成した現像システムと組み合わせることで、磁気ブ
ラシの影響がなく、潜像を乱さないためにドット潜像に
対して忠実に現像することが可能となる。転写工程にお
いても微紛カットした粒度分布のシャープなトナーを用
いることで高転写率が達成でき、したがって、ハーフト
ーン部、ベタ部共に高画質を達成できる。
【0141】さらに初期の高画質化と併せて、本発明の
二成分系現像剤を用いることで現像器内での現像剤にか
かるシェアが小さく、多数枚の複写においても画質低下
のない本発明の効果が十分に発揮できる。
【0142】より引き締まった画像を得るためには好ま
しくは、マゼンタ用、シアン用、イエロー用、ブラック
用の現像器を有し、ブラックの現像が最後に行われるこ
とで引き締まった画像を呈することができる。
【0143】添付図面を参照しながら本発明に用いるこ
とができる現像方法について説明する。
【0144】図1において、帯電ローラー22を静電荷
像担持体(感光ドラム)1の表面に接触させ、感光ドラ
ム1を帯電する。搬送スリーブには、図示されないバイ
アス印加手段により帯電バイアスが印加されている。帯
電された感光ドラム1に、図示されない露光装置により
レーザー光24を照射することにより、デジタルな静電
荷像を形成する。感光ドラム1上に形成された静電荷像
は、図示されないバイアス印加装置によって現像バイア
スを印加されている現像スリーブ11に担持された現像
剤19中のトナー19aによって現像される。また、現
像スリーブ11には、マグネットローラ12が内包され
ている。19bは、現像剤19に含有されるキャリアで
ある。
【0145】現像装置4は、隔壁17により現像剤室R
1、撹拌室R2に区画され、それぞれ現像剤搬送スクリ
ュー13、14が設置されている。撹拌室R2の上方に
は、補給用トナー18を収容したトナー貯蔵室R3が設
置され、貯蔵室R3の下部には補給口20が設けられて
いる。
【0146】現像剤搬送スクリュー13は回転すること
によって、現像剤室R1内の現像剤を撹拌しながら現像
スリーブ11の長手方向に沿って一方向に搬送する。隔
壁17には図の手前側と奥側に図示しない開口が設けら
れており、スクリュー13によって現像剤室R1の一方
に搬送された現像剤は、その一方側の隔壁17の開口を
通って撹拌室R2に送り込まれ、現像剤搬送スクリュー
14に受け渡される。スクリュー14の回転方向はスク
リュー13と逆で、撹拌室R2内の現像剤、現像剤室R
1から受け渡された現像剤及びトナー貯蔵室R3から補
給されたトナーを撹拌、混合しながら、スクリュー13
とは逆方向に撹拌室R2内を搬送し、隔壁17の他方の
開口を通って現像剤室R1に送り込む。
【0147】感光ドラム1上に形成された静電荷像を現
像するには、現像剤室R1内の現像剤19がマグネット
ローラ12の磁力により汲み上げられ、現像スリーブ1
1の表面に担持される。現像スリーブ11上に担持され
た現像剤は、現像スリーブ11の回転にともない規制ブ
レード15に搬送され、そこで適正な層厚の現像剤薄層
に規制された後、現像スリーブ11と感光ドラム1とが
対向した現像領域に至る。マグネットローラ12の現像
領域に対応した部位には、磁極(現像極)N1が位置さ
れており、現像極N1が現像領域に現像磁界を形成し、
この現像磁界により現像剤が穂立ちして、現像領域に現
像剤の磁気ブラシが生成される。そして磁気ブラシが感
光ドラム1に接触し、反転現像法により、磁気ブラシに
付着しているトナーおよび現像スリーブ11の表面に付
着しているトナーが、感光ドラム1上の静電荷像の領域
に転移して付着し、静電荷像が現像されトナー像が形成
される。
【0148】現像領域を通過した現像剤は、現像スリー
ブ11の回転にともない現像装置4内に戻され、磁極S
1、S2間の反撥磁界により現像スリーブ11から剥ぎ
取られ、現像剤室R1および撹拌室R2内に落下して回
収される。
【0149】上記の現像により現像装置4内の現像剤1
9のT/C比(トナーとキャリアの混合比、すなわち現
像剤中のトナー濃度)が低下したら、トナー貯蔵室R3
からトナー18を現像で消費された量に見あった量で撹
拌室R2に補給し、現像剤19のT/Cが所定量に保た
れる。その容器4内の現像剤19のT/C比の検知に
は、コイルのインダクタンスを利用して現像剤の透磁率
の変化を測定するトナー濃度検知センサー28を使用す
る。該トナー濃度検知センサーは、図示されないコイル
を内部に有している。
【0150】現像スリーブ11の下方に配置され、現像
スリーブ11上の現像剤19の層厚を規制する規制ブレ
ード15は、アルミニウム又はSUS316の如き非磁
性材料で作製される非磁性ブレード15である。その端
部と現像スリーブ11面との距離は200〜900μ
m、好ましくは300〜800μmである。この距離が
200μmより小さいと、磁性キャリアがこの間に詰ま
り現像剤層にムラを生じやすいと共に、良好な現像を行
うのに必要な現像剤を塗布しにくく、濃度の薄いムラの
多い現像画像が形成されやすい。現像剤中に混在してい
る不用粒子による不均一塗布(いわゆるブレードづま
り)を防止するためにはこの距離は300μm以上が好
ましい。900μmより大きいと現像スリーブ11上へ
塗布される現像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制が
行いにくく、感光ドラム1への磁性キャリア粒子の付着
が多くなると共に現像剤の循環、規制ブレード15によ
る現像規制が弱まりトナーのトリボが低下しカブリやす
くなる。
【0151】この磁性キャリア粒子層は、現像スリーブ
11が矢印方向に回転駆動されても磁気力,重力に基づ
く拘束力と現像スリーブ11の移動方向への搬送力との
釣合いによってスリーブ表面から離れるに従って動きが
遅くなる。重力の影響により落下するものもある。
【0152】従って磁極NとSの配設位置と磁性キャリ
ア粒子の流動性及び磁気特性を適宜選択することによ
り、磁性キャリア粒子層はスリーブに近いほど磁極N1
方向に搬送し移動層を形成する。この磁性キャリア粒子
の移動により、現像スリーブ11の回転に伴って現像領
域へ現像剤は搬送され現像に供される。
【0153】また、現像されたトナー画像は、転写材2
5上へ、バイアス印加手段26により転写バイアス印加
されている転写手段である転写ブレード27により転写
され、転写材上に転写されたトナー画像は、図示されて
いない定着装置により転写材に定着される。転写工程に
おいて、転写材に転写されずに感光ドラム1上に残った
転写残トナーは、帯電工程において、帯電を調整され、
現像時に回収される。
【0154】本発明のフルカラー画像形成方法として
は、現像剤が、非常に転写性に優れているため、中間転
写方式、特に複数の静電荷像担持体を備えた画像形成方
法に好適である。
【0155】ベルト状の中間転写体(以下、中間転写ベ
ルトと略すことがある)を使用した画像形成装置は、カ
ラー画像情報や多色画像情報に基づく複数の成分色画像
を順次転写、積層し、カラー画像や多色画像を合成再現
した画像形成物を得るカラー画像形成装置や多色画像形
成装置として有効である。
【0156】本発明に好適に用いられる中間転写ベルト
を用いた画像形成装置の一例の概略を図2に示す。本画
像形成装置は、中間転写ベルト60を有した電子写真プ
ロセスのカラー画像形成装置(複写機やレーザービーム
プリンター)であり、1つの静電荷像担持体に対して、
ブラック現像剤或いはカラー現像剤を含有する現像装置
が複数配されている。
【0157】画像形成装置は、第1の画像担持体として
ドラム状の静電荷像担持体(以下、感光ドラムという)
1を備え、この感光ドラム1は矢印の方向に所定の周速
度(プロセススピード)で回転駆動される。
【0158】感光ドラム1はこの回転過程で、一次帯電
器2により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次
いで像露光手段により像露光3を受ける。これにより、
目的のカラー画像の第1の色成分像(例えばイエロー色
成分像)に対応した静電潜像が形成される。
【0159】次いで、その静電潜像が現像位置において
第1の現像器(イエロー現像器)41により現像され、
イエロートナー像として可視化される。このとき第2〜
第4の現像器、すなわちマゼンタ現像器42、シアン現
像器43、ブラック現像器44は作動しておらず感光ド
ラム1には作用しないので、イエロートナー像は第2〜
第4の現像器42〜44による作用を受けない。第1〜
第4の現像器41〜44は支持体40に搭載して回転自
在に設置され、感光ドラム1と対向した現像位置に順次
移動される。
【0160】中間転写ベルト60は、ローラー61、6
4、65とに掛け廻され、感光ドラム1と当接した対向
部で同方向に移動する向きに、感光ドラム1と同じ周速
度で回転駆動される。感光ドラム1との当接部の中間転
写ベルト60の内側位置には一次転写ローラー65が設
置され、バイアス電源69からの一次帯電バイアスを一
次転写ローラー65を介して中間転写ベルト60に印加
するようになっている。一次転写バイアスはトナーと逆
極性である。
【0161】感光ドラム1上に形成されたイエロートナ
ー像は、感光ドラム1と中間転写ベルト60との当接ニ
ップ部を通過する過程で、一次転写ローラー65から中
間転写ベルト60に印加した一次転写バイアスによって
形成される一次転写電界により、中間転写ベルト60の
外周面に順次転写されていく(一次転写)。
【0162】中間転写ベルト60への第1色のイエロー
トナー像の転写を終えた感光ドラム1は、表面に残留し
た一次転写残りのトナーをクリーニング装置53により
清掃、除去した後、一次帯電以下の画像形成プロセスに
供せられる。以下、同様にして、第2色のマゼンタトナ
ー像、第3色のシアントナー像、第4色のブラックトナ
ー像が形成され、中間転写ベルト60上に順次重ねて転
写されて、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像
が得られる。中間転写ベルト60を支持したローラー6
4は二次転写対向ローラーで、このローラー64が配設
された部位の中間転写ベルト60の外面位置に二次転写
ローラー63が離接自在に設置され、二次転写ローラー
63にはバイアス電源68から二次帯電バイアスが印加
されるようになっている。二次転写ローラー63は、第
1色〜第3色のトナー像の一次転写工程時には、中間転
写ベルト60から離間しておくことが可能である。
【0163】中間転写ベルト60上に重畳転写された4
色のトナー像が中間転写ベルト60の回動で二次転写部
位の直近に至るタイミングで、二次転写ローラー63に
バイアス電源68から二次転写バイアスが印加され、同
時に二次転写ローラー63が中間転写ベルト60に当接
される。更にその当接部に、第2の画像担持体としての
転写材(紙または樹脂シート)Pが給紙ローラー71に
より所定のタイミングで送り出され、ガイド70を経て
給紙される。
【0164】中間転写ベルト60上の4色のトナー像は
一括して、中間転写ベルト60と二次転写ローラー63
との当接ニップ部を通過する過程で、二次転写ローラー
63から中間転写ベルト60に印加した二次転写バイア
スによって形成される二次転写電界により、転写材Pの
表面に順次転写されていく(二次転写)。4色のトナー
像が二次転写された転写材Pは定着器75に導入され、
そこで加熱および加圧することにより4色のトナーが溶
融混色して転写材Pに固定され、フルカラーのプリント
画像に形成される。
【0165】中間転写ベルト60の表面に残留した二次
転写残のトナーは、ベルトクリーナ73により感光ドラ
ム1とは逆極性に帯電される。ベルトクリーナ73は中
間転写ベルト60の外面に離接自在に設置されたローラ
ーからなり、ベルトクリーナ73を中間転写ベルト60
の表面に当接し、中間転写ベルト60の内側に配置した
接地された導電ローラー72を対向極として、バイアス
電源66によりベルトクリーナ73に所定の極性のクリ
ーニングバイアスを印加することにより、二次転写残ト
ナーを所定の極性に帯電するものである。本例では、感
光ドラム1は負極性帯電なので、二次転写残トナーは正
極性に帯電される。ベルトクリーナ73は、第1色〜第
3色のトナー像の一次転写工程時には、中間転写ベルト
60から離間しておくことが可能である。
【0166】中間転写ベルト60上の逆極性に帯電され
た二次転写残トナーは、中間転写ベルト60の感光ドラ
ム1との当接部およびその近傍で、感光ドラム1に静電
的に吸引されて転移し、中間転写ベルト60から除去さ
れる。
【0167】上記の中間転写ベルトを用いたカラー画像
形成装置は、転写ドラム上に転写材を貼り付けまたは吸
着して担持し、その転写材に感光ドラムから各色のトナ
ー像を転写してカラー画像を得る、例えば転写ドラム方
式と比較すると、転写材に何らの制御(たとえば転写ド
ラムのグリッパーに転写材を把持する、転写ドラムの表
面に転写材を吸着する、転写ドラムの表面に沿うように
曲率を持たせる等)を必要とせずに、中間転写ベルトか
ら転写材にトナー像を転写できる。したがって、封筒、
葉書、ラベル紙など、40g/m2程度の薄い紙から2
00g/m2程度の厚い紙まで、幅の広狭や長さの長短
によらず、トナー像を転写してカラー画像を得ることが
できるという利点を有している。
【0168】さらに本発明に好適に用いられる複数の静
電荷像担持体を備え、高速化対応を可能とし、メディア
フレキシビリティー(はがきから厚紙や大サイズ紙など
広範囲な転写材に対応可能なこと)に富んだ中間転写ベ
ルトを用いた画像形成装置(クリーナーシステム)の一
例の概略を図3に示す。
【0169】図3は電子写真プロセスを利用したカラー
レーザープリンターの概略断面図であり、1つの静電荷
像担持体に対して1つの現像装置を有するものであり、
複数の静電荷像担持体上に順次形成される各色のトナー
像を、中間転写体である中間転写ベルト上に、各色トナ
ー像が重なるように順次転写することによって、中間転
写ベルト上にフルカラーのトナー画像を形成するもので
ある。本構成においては、中間転写体を用いずに、搬送
ベルトによって搬送される転写材上に直接、複数の静電
荷像担持体上に順次形成される各色のトナー像を重ねる
ように順次転写する構成であっても良い。
【0170】図3に示すカラーレーザープリンターは、
複数個の現像器を有し、一旦第2の画像担持体である中
間転写ベルト60に連続的に多重転写し、フルカラープ
リント画像を得る4連ドラム方式(インライン)プリン
ターである。
【0171】図3において無端状の中間転写ベルト60
が、駆動ローラー6a、テンションローラ6b及び2次
転写対向ローラー6cに懸架され、図中矢印の方向に回
転している。
【0172】現像器は、上記中間転写ベルト60に直列
に各色に対応し4本配置されている。
【0173】以下、画像形成方法について説明する。
【0174】イエロートナーを現像する現像器(Y)内
に配置される、感光ドラム1はその回転過程で、一次帯
電ローラー2により所定の極性・電位に一様に帯電処理
され、次いで不図示の画像露光手段(カラー原稿画像の
色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタ
ル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力
するレーザースキャンによる走査露光系等)による画像
露光3を受けることにより目的のカラー画像の第1の色
成分像(イエロー成分像)に対応した静電潜像が形成さ
れる。
【0175】次いで、その静電潜像が第1現像器(イエ
ロー現像器)により第1色であるイエロートナーにより
現像される。
【0176】図3において、感光ドラム1上に形成され
たイエロー画像は、中間転写ベルト60との一次転写ニ
ップ部へ進入する。転写ニップ部では中間転写ベルト6
0の裏側に、一次転写バイアス源69によって電圧が印
加された可撓性電極65を接触当接させている。中間転
写ベルト60は1色目のポートでまずイエローを転写す
る。感光ドラム1上に残留する一次転写残トナーは、感
光ドラムクリーナー4により除去される。次いで先述し
た同様の工程を経た、各色に対応する感光ドラム1より
順次マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)
の各色を各ポートで多重転写する。
【0177】中間転写ベルト60上で形成された4色フ
ルカラー画像は、次いで二次転写ローラー63により、
転写材Pに一括転写され、不図示の定着装置によって溶
融定着されカラープリント画像を得る。
【0178】中間転写ベルト60上に残留する二次転写
残トナーは、中間転写ベルトクリーナ9でブレードクリ
ーニングされ、次作像工程に備える。
【0179】上記転写ベルト60の材質の選定として
は、各色ポートでのレジストレーションを良くするた
め、伸縮する材料は望ましくなく、樹脂系或いは、金属
芯体入りのゴムベルト、樹脂+ゴムベルトが望ましい。
【0180】また、本発明のフルカラー画像形成方法
は、用いる現像剤が、長期の使用において非常に転写性
に優れ、安定しているため、オートリフレッシュ現像方
式を採用した画像形成方法に好適である。
【0181】図5を参照しながら、本発明に用いること
が出来るオートリフレッシュ現像方法について説明す
る。
【0182】図5は、図1の現像装置4に劣化現像剤を
回収するための現像剤回収部34〜36を配設した現像
装置である。オートリフレッシュ現像方式を用いた現像
装置においては、現像を繰り返しによるトナー濃度の低
下を検知すると、補給用現像剤貯蔵室R3から、トナー
とキャリアとを混合した補給用現像剤が、補給口20を
経て、現像装置4に補給される。繰り返し補給が行わ
れ、過剰になった現像剤(主に、劣化したキャリア)
は、現像装置4に設けられた現像器側現像剤排出口34
から溢出され、現像剤中間回収室35から、現像剤回収
オーガ36を経て、図示されていない現像剤回収容器に
排出される。
【0183】本発明において、トナーとキャリアとを混
合し、オートリフレッシュ現像方法用の補給用現像剤を
調製する場合、キャリアとトナーを質量比でキャリア1
質量部に対してトナー1〜30質量部の配合割合にする
と良好な結果が得られる。この割合の範囲内であれば、
現像槽のキャリアの帯電付与能を効率よく安定化するこ
とができる。
【0184】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0185】 キャリア製造例1 ・フェノール 7.5質量部 ・ホルマリン溶液 11.25質量部 (ホルムアルデヒド約40%、メタノール約10%、残りは水) ・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.0質量%で親油化処理した マグネタイト微粒子 62質量部 (平均粒径0.24μm、比抵抗5×105Ω・cm) ・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1.0質量%で親油化処理した α−Fe23微粒子 26質量部 (平均粒径0.60μm、比抵抗2×109Ω・cm) ここで用いたマグネタイト及びα−Fe23の親油化処
理は、マグネタイト99質量部及びα−Fe23 99
質量部のそれぞれに対して1.0質量部のγ−グリシド
キシプロピルトリメトキシシランを加え、ヘンシェルミ
キサー内で100℃で30分間、予備混合撹拌すること
によって行った。
【0186】上記材料および水11質量部を40℃に保
ちながら、1時間混合を行った。このスラリーに塩基性
触媒として28質量%アンモニア水2.0質量部、およ
び水11質量部をフラスコに入れ、撹拌・混合しながら
40分間で85℃まで昇温・保持し、3時間反応させ、
フェノール樹脂を生成し硬化させた。その後、30℃ま
で冷却し、100質量部の水を添加した後、上澄み液を
除去し、沈殿物を水洗し、風乾した。次いで、これを減
圧下(5mmHg以下)に180℃で乾燥して、フェノ
ール樹脂を結着樹脂としたマグネタイト微粒子含有球状
の磁性キャリアコア粒子を得た。
【0187】この粒子を60メッシュ及び100メッシ
ュの篩によって、粗大粒子の除去を行い、次いでコアン
ダ効果を利用した多分割風力分級機(エルボジェットラ
ボEJ−L−3、日鉄鉱業社製)を使用して微粉除去及
び粗粉除去をおこない、体積平均50%粒径35μmの
キャリアコア粒子を得た。得られたキャリアコアは、比
抵抗が2.2×1012Ω・cmであった。
【0188】その後、トルエン溶媒を用いて希釈したγ
−アミノプロピルトリメトキシシランA3質量%を剪断
応力を連続して印加しつつ、コア表面に処理した。また
その際、40℃,100torr,乾燥窒素気流下で溶
媒を揮発させながら行った。引き続き、置換基がすべて
メチル基であるストレートシリコーン樹脂0.5質量%
及び、γ−アミノプロピルトリメトキシシランB0.0
15質量%の混合物をトルエンを溶媒として被覆した。
その際、40℃,500torr,乾燥窒素気流下で溶
媒を揮発させながら行った。
【0189】さらに、この磁性コートキャリアを180
℃で焼き付け、100メッシュの篩で、凝集した粗大粒
子をカットし、次いで多分割風力分級機で微粉及び粗粉
を除去して粒度分布を調整した。
【0190】その後23℃,60%内で保たれたホッパ
ー内で100時間、20℃/60%RHで調湿してキャ
リア1を得た。得られたキャリア1の物性を表1に示
す。
【0191】以下に各物性の測定方法を記載する。
【0192】トナー及びキャリアの帯電量の測定方法を
記載する。
【0193】トナー及びキャリアの帯電量の測定は、ブ
ローオフ法で測定を行う。
【0194】図6はトリボ電荷量を測定する装置の説明
図である。測定試料としては、トナー1.6gと磁性キ
ャリア18.4gを50ccのポリエチレン製の容器に
入れ、常温常湿環境下(23℃/50%)に開放状態で
一日放置し、その後、ターブラミキサーで60秒混合し
たものを用いる。底に目開き20μm(625メッシ
ュ)のスクリーン43のある金属製の測定容器42に、
上記試料約0.3g(W(g))を入れ、金属製のフタ
44をする。この時測定容器42全体の重量を秤りW1
(g)とする。次に、吸引機41(測定容器42と接す
る部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口47から
吸引し風量調節弁46を調整して真空計45の圧力を2
50mmAqとする。この状態で十分、好ましくは2分
間吸引を行い、トナーを吸引除去する。この時の電位計
49の電位をV(ボルト)とする。ここで48はコンデ
ンサーであり、容量をC(μF)とする。吸引後の測定
容器全体の重量を秤りW2(g)とする。この時、トナ
ー及びキャリアの帯電量(mC/kg)は下式の如く計
算される。尚、表1に示した摩擦帯電量は、後述する重
合シアントナーを用いて測定を行った際の値である。 トナーの帯電量(mC/kg)=C×V/(W1−W
2) キャリアの帯電量(mC/kg)=−C×V/(W−
(W1−W2)) また、耐久時の現像剤のトナーの摩擦帯電量は、現像ス
リーブ上の現像剤を1gサンプリングし、混合撹拌する
ことなく上記測定装置を使用して測定を行った。
【0195】キャリア製造例2 キャリア製造例1において、γ−アミノプロピルトリメ
トキシシランAの添加量を5質量%に変更することを除
いては、キャリア製造例1と同様にしてキャリア2を得
た。得られたキャリア2の物性を表1に示す。
【0196】キャリア製造例3 キャリア製造例1において、γ−アミノプロピルトリメ
トキシシランBの添加量を0.025質量%に変更する
ことを除いては、キャリア製造例1と同様にしてキャリ
ア3を得た。得られたキャリア3の物性を表1に示す。
【0197】キャリア製造例4 キャリア製造例1において、ストレートシリコーンの添
加量を1.0質量%に変更することを除いては、キャリ
ア製造例1と同様にしてキャリア4を得た。得られたキ
ャリア4の物性を表1に示す。
【0198】キャリア製造例5 キャリア製造例1において、マグネタイトとヘマタイト
の比率60:40の割合に変更することを除いては、キ
ャリア製造例1と同様にしてキャリア5を得た。得られ
たキャリア5の物性を表1に示す。
【0199】キャリア製造例6 キャリア製造例1において、磁性コートキャリアの焼き
付けの温度を140℃に変更することを除いては、キャ
リア製造例1と同様にしてキャリア6を得た。得られた
キャリア6の物性を表1に示す。
【0200】キャリア製造例7 モル比で、Fe23=55モル%、CuO=25モル%
及びZnO=20モル%になる様に秤量し、ボールミル
を用いて混合を行った。
【0201】これを仮焼した後、ボールミルにより粉砕
を行い、更にスプレードライヤーにより造粒を行った。
これを焼結し、更に分級して磁性フェライトキャリアコ
ア粒子を得た。得られた磁性キャリアコア粒子の抵抗を
測定したところ2×108Ω・cmであった。
【0202】その後、トルエン溶媒を用いて希釈したγ
−アミノプロピルトリメトキシシランA3質量%を剪断
応力を連続して印加しつつ、コア表面に処理した。また
その際、40℃,100torr,乾燥窒素気流下で溶
媒を揮発させながら行った。引き続き、置換基がすべて
メチル基であるストレートシリコーン樹脂0.5質量%
及び、γ−アミノプロピルトリメトキシシランB0.0
15質量%の混合物をトルエンを溶媒として被覆した。
その際、40℃,500torr,乾燥窒素気流下で溶
媒を揮発させながら行った。
【0203】さらに、この磁性コートキャリアを180
℃で焼き付け、100メッシュの篩で、凝集した粗大粒
子をカットし、次いで多分割風力分級機で微粉及び粗粉
を除去して粒度分布を調整した。
【0204】その後23℃,60%内で保たれたホッパ
ー内で100時間調湿してキャリア7を得た。得られた
キャリア7の物性を表1に示す。
【0205】キャリア製造例8 キャリア製造例7において、γ−アミノプロピルトリメ
トキシシランAの添加量を5質量%に変更することを除
いては、キャリア製造例1と同様にしてキャリア8を得
た。得られたキャリア8の物性を表1に示す。
【0206】キャリア製造例9、10 キャリア製造例1において、攪拌条件を変更し粒径を変
えることを除いては、キャリア製造例1と同様にしてキ
ャリア9、10を得た。得られたキャリア9、10の物
性を表1に示す。
【0207】キャリア製造例11、12 キャリア製造例2において、攪拌条件を変更しキャリア
の粒径をかえた以外は、キャリア製造例1と同様にして
キャリア11、12を得た。得られたキャリア11、1
2の物性を表1に示す。
【0208】キャリア製造例13 キャリア製造例1において、γ−アミノプロピルトリメ
トキシシランAをγ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンに変更した以外は、キャリア製造例1と同様にしてキ
ャリア15を得た。得られたキャリア13の物性を表1
に示す。
【0209】
【表1】
【0210】トナーの製造例1(重合シアントナー) イオン交換水710質量部に、0.1M−Na3PO4
溶液450質量部を投入し、60℃に加温した後、TK
式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、1200
0rpmにて撹拌した。これに1.0M−CaCl2
溶液68質量部を徐々に添加し、Ca3(PO42を含
む水系媒体を得た。
【0211】一方、 ・スチレン 165質量部 ・n−ブチルアクリレート 35質量部 ・C.I.ピグメントブルー15:3(着色剤) 15質量部 ・ジアルキルサリチル酸金属化合物(荷電制御剤) 5質量部 ・飽和ポリエステル(極性樹脂) 10質量部 ・エステルワックス(融点70℃) 50質量部 上記材料を60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊
機化工業製)を用いて、11000rpmにて均一に溶
解、分散した。これに、重合開始剤2,2’−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)10質量部を溶解
し、重合性単量体組成物を調製した。
【0212】水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投
入し、60℃,N2雰囲気下において、TK式ホモミキ
サーにて11000rpmで10分間撹拌し、重合性単
量体組成物を造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌し
つつ、80℃に昇温し、10時間反応させた。重合反応
終了後、減圧下で残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸
を加えてリン酸カルシウムを溶解した後、ろ過、水洗、
乾燥をして、シアントナー粒子を得た。
【0213】得られたシアントナー粒子100質量部に
対して、疎水化処理シリカ微粉体(一次粒子の個数平均
粒径:0.03μm)を1.6質量部外添し、重量平均
粒径6.8μmの重合シアントナーを得た。
【0214】以下に、トナー粒径の測定の具体例を示
す。
【0215】電解質溶液100〜150mlに界面活性
剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml
添加し、これに測定試料を2〜20mg添加する。試料
を懸濁した電解液を超音波分散器で1〜3分間分散処理
して、前述したコールターカウンターマルチサイザーに
より17μmまたは100μm等の適宜トナーサイズに
合わせたアパチャーを用いて体積を基準として0.3〜
40μmの粒度分布等を測定するものとする。この条件
で測定した個数平均粒径、重量平均粒径をコンピュータ
処理により求めた。
【0216】トナーの製造例2(重合マゼンタトナー) トナーの製造例1で用いたピグメントブルーに代えてキ
ナクリドンを8質量部用いたことを除いては、トナーの
製造例1と同様にして、重量平均粒径6.8μmの重合
マゼンタトナーを得た。
【0217】トナーの製造例3(重合イエロートナー) トナーの製造例1で用いたピグメントブルーに代えてピ
グメントイエロー93を6.5質量部用いたことを除い
ては、トナーの製造例1と同様にして、重量平均粒径
6.8μmの重合イエロートナーを得た。
【0218】トナーの製造例4(重合ブラックトナー) トナーの製造例1で用いたピグメントブルーに代えて、
平均一次粒径30nm、比表面積150m2/g、DB
P吸油量48ml/100gのカーボンブラックを10
質量部用いたことを除いては、トナーの製造例1と同様
にして、重量平均粒径6.9μmの重合ブラックトナー
を得た。
【0219】 トナーの製造例5(粉砕シアントナー) ・ポリエステル樹脂(プロポキシ化ビスフェノールAとフマール酸との縮合ポリ マー;酸価10.8mgKOH/g) 100質量部 ・C.I.ピグメントブルー15:3 5質量部 ・ジアルキルサリチル酸のアルミニウム化合物 5質量部 ・低分子量ポリプロピレン 5質量部 上記材料をヘンシェルミキサーにより混合し、ベント口
吸引ポンプに接続し吸引しつつ、二軸押し出し機にて溶
融混練を行った。この溶融混練物を、ハンマーミルにて
粗砕して1mmのメッシュパスの粗砕物を得た。さら
に、ジェットミルにて微粉砕を行った後、多分割分級機
(エルボウジェット)により、分級を行いシアントナー
粒子を得た。
【0220】このシアントナー粒子100質量部に対し
て、疎水化処理酸化チタン微粉体(一次粒子の個数平均
粒径:0.02μm)を1.2質量部ヘンシェルミキサ
ーにより混合し、重量平均粒径6.5μmの粉砕シアン
トナーを得た。
【0221】トナーの製造例6(粉砕マゼンタトナー) トナーの製造例5で用いたピグメントブルーに代えてキ
ナクリドンを用いたことを除いては、トナーの製造例5
と同様にして、重量平均粒径6.8μmの粉砕マゼンタ
トナーを得た。
【0222】トナーの製造例7(粉砕イエロートナー) トナーの製造例5で用いたピグメントブルーに代えてピ
グメントイエロー93を用いたことを除いては、トナー
の製造例5と同様にして、重量平均粒径6.7μmの粉
砕イエロートナーを得た。
【0223】トナーの製造例8(粉砕トナー4) トナーの製造例5で用いたピグメントブルーに代えて、
トナーの製造例4で用いたカーボンブラックを用いたこ
とを除いては、トナーの製造例5と同様にして、重量平
均粒径7.0μmの粉砕ブラックトナーを得た。
【0224】トナーの製造例9(重合ブラックトナー
2) トナーの製造例1で用いたピグメントブルーに代えてピ
グメントイエロー17を2.4質量部、ピグメントレッ
ド5を6質量部、ピグメントブルーを3.6質量部用い
たことを除いては、トナーの製造例1と同様にして、重
量平均粒径6.8μmの重合ブラックトナーを得た。
【0225】<実施例1>キャリア1と重合イエロート
ナー、重合マゼンタトナー、重合シアントナー及び、キ
ャリア2と重合ブラックトナーを全質量に対するトナー
の割合が8質量%となるようにそれぞれ混合してそれぞ
れ4色の二成分系現像剤を製造した。
【0226】得られた4色の二成分系現像剤を市販の複
写機CLC500(キヤノン社製)を図2の中間転写体
を備えた画像形成装置に改造し、画像DUTY5%のオ
リジナル画像を4万枚画出しし、転写効率、帯電安定
性、トナー飛散、カブリ、画像均一性に関して評価を行
った。結果を表3及び表4に示す。それぞれの測定条件
及び評価基準を以下に示す。
【0227】評価環境は、高温高湿下(H/H:32.
5℃/90%RH)にて行った。紙は、キヤノン社製カ
ラーレーザーコピアSK紙を24時間高温高湿下(H/
H:32.5℃/90%RH)にて調湿したものを使用
した。
【0228】〔転写効率〕評価方法は、まず静電荷像担
持体上に各色ベタ黒画像を形成し、その各色ベタ黒画像
をそれぞれ透明な粘着テープで採取し、その画像濃度
(D1)をカラー反射濃度計(color refle
ctiondensitometer X−RITE
404A manufactured by X−Ri
te Co.)で測定した。次に再度、ベタ黒画像を静
電荷像担持体上に形成し、ベタ黒画像を中間転写体、転
写材へ順次転写し、転写材上に転写されたベタ黒画像を
透明な粘着テープで採取し、その画像濃度(D2)を測
定した。転写効率は、得られた画像濃度(D1)及び
(D2)から下式に基づいて算出した。また、4色ハー
フトーン画像を重ね合わせた画像を形成し、同様の方法
で転写効率を算出した。 転写効率(%)=(D2/D1)×100
【0229】〔帯電安定性〕帯電安定性は、各環境下で
4万枚の複写テストを行い、各色現像剤の帯電量変化か
ら帯電安定性を評価した。評価は、1000枚複写時の
帯電量と終了時の帯電量の変化幅を、初期のトナーの帯
電量を基準として「%」で表わし、以下の基準で評価を
行った。 (評価基準) A:帯電量の変化幅が0%〜11%未満 B:帯電量の変化幅が11%〜21%未満 C:帯電量の変化幅が21%〜31%未満 D:帯電量の変化幅が31%以上
【0230】〔トナー飛散〕トナー飛散は、各環境下に
おいて4万枚画出しの後現像器を取り出し、空回転機に
セットする。現像器のスリーブ真下を中心にA4の紙を
置き、10分間の空回転を行い、紙上に落ちたトナーの
質量を測定し、以下の基準により評価した。 (評価基準) A:4mg未満 B:4mg〜7mg未満 C:7mg〜10mg未満 D:10mg以上
【0231】〔カブリ〕カブリに関しては、各環境下で
反射濃度計(densitometer TC6MC:
(有)東京電色技術センター)を用いて、白紙の反射濃
度、及び複写機で画出ししたの紙の非画像部の反射濃度
を測定し、両者の反射濃度の差を白紙の反射濃度を基準
とし、4色の中でカブリが最も悪いものを下記評価基準
に基づいて示した。 (評価基準) A:0.6%未満 B:0.6〜1.1%未満 C:1.1〜1.6%未満 D:1.6〜2.1%未満 E:2.1〜4.1%未満 F:4.1%以上
【0232】〔画像均一性・画質〕単色ベタ画像及び4
色ハーフトーン画像重ね合わせ画像をプリントアウト
し、その画像均一性を目視で評価した。 A:均一画像で画像ムラが未発生。 B:若干の画像ムラが確認できるが、実用上全く問題な
いレベル。 C:画像ムラが確認できるが、実用上可能なレベル。 D:画像ムラが著しく発生する。
【0233】<実施例2〜5>表2に示すようなキャリ
ア及びトナーの組み合わせに代える以外は実施例1と同
様にして、画出しを行い評価した。評価結果を表3及び
表4に示す。表3及び表4に示されるように、各評価に
おいて、良好な結果が得られた。
【0234】<比較例1>表2に示すように、ブラック
用キャリアをキャリア1に代える以外は実施例1と同様
にして、画出しを行い評価した。評価結果を表3及び表
4に示す。4万枚画出し後、ブラック及び4色重ね合わ
せ転写効率、トナー飛散、カブリ、ブラック及び4色重
ね合わせの画像均一性、ブラックの帯電安定性が悪化し
た。これは、ブラック現像剤のキャリアの帯電付与能
が、カラー現像剤のキャリアと同じであるため、本発明
の最大の目的である帯電量低下に伴う転写効率の低下を
抑えることが出来ず、長期にわたる使用による現像剤劣
化に伴い、ブラック現像剤とカラー現像剤の現像性、転
写性差が広がったためであると考えられる。
【0235】<実施例6>表2に示すように、重合トナ
ーを粉砕トナーに代える以外は実施例1と同様にして、
画出しを行い評価した。評価結果を表3及び表4に示
す。表3及び表4に示されるように、各評価において、
良好な結果が得られた。
【0236】<比較例2>表2に示すように、ブラック
用キャリアをキャリア1に、重合トナーを粉砕トナーに
代える以外は実施例1と同様にして、画出しを行い評価
した。評価結果を表3及び表4に示す。表3及び表4に
示されるように、4万枚画出し後、すべての評価項目に
おいて悪化した。これは、比較例1の結果と同様に、ブ
ラック現像剤のキャリアの帯電付与能が、カラー現像剤
のキャリアと同じであるため、本発明の最大の目的であ
る帯電量低下に伴う転写効率の低下を抑えることが出来
ず、長期にわたる使用による現像剤劣化に伴い、ブラッ
ク現像剤とカラー現像剤の現像性、転写性差が広がった
ためであると考えられる。さらには、重合トナーに比べ
て、粒度分布が広く、形状的な歪が大きい粉砕トナーを
使用したため、長期にわたる使用により、トナーの劣化
が大きく、帯電性が不安定となったためと考えられる。
【0237】<実施例7>表2に示すように、キャリア
1をキャリア7に、キャリア2をキャリア8に代える以
外は実施例1と同様にして、画出しを行い評価した。評
価結果を表3及び表4に示す。表3及び表4に示される
ように、各評価において、良好な結果が得られた。各評
価項目において、実施例1に比べて若干劣るのは、重合
法磁性微粒子分散型樹脂キャリアに比べて、フェライト
キャリアは、真比重が大きく、また粒子の形状的歪が若
干大きく、粒度分布が広いため、帯電分布が広く、長期
使用時において、劣化が早いためによると推定される。
【0238】<実施例8>市販の複写機CP2120
(キヤノン社製)を図3に示す構成に変更し、このよう
な構成を有する画像形成装置を用いた以外は、実施例1
と同様にして評価を行った。評価結果を表3及び表4に
示す。表3及び表4に示されるように、各評価におい
て、良好な結果が得られた。
【0239】<実施例9、10>実施例1において、表
2のようにキャリアの粒径を代えた以外は実施例1と同
様にして、画出しを行い評価した。評価結果を表3及び
表4に示す。表3及び表4に示されるように、各評価に
おいて、良好な結果が得られた。評価結果を表3及び表
4に示す。表3及び表4に示されるような結果が得られ
た。
【0240】<比較例3>表2に示すようなブラックト
ナーを重合ブラックトナー2に代える以外は実施例1と
同様にして、画出しを行い評価した。評価結果を表3及
び表4に示す。表3及び表4に示されるように、ブラッ
クトナーのカブリ、帯電安定性等が悪化した。これは、
カーボンブラックの代わりに有機着色剤を使用し、カー
ボンブラックを用いた場合と同程度の画像濃度を得よう
としたために、有機着色剤の使用量が多くなり、環境性
が悪化したものと推定される。
【0241】<実施例11>表2に示すようなキャリア
2をキャリア13に代える以外は実施例1と同様にし
て、画出しを行い評価した。評価結果を表3及び表4に
示す。表3及び表4に示されるように、各評価におい
て、良好な結果が得られた。
【0242】<実施例12>図3に示す画像形成装置に
おいて、中間転写ベルトの代わりに搬送ベルトを用いて
おり、搬送ベルトによって転写材を搬送して、感光ドラ
ムから直接、転写材にトナー像が順次転写される構成を
有する市販の複写機CP2120(キヤノン社製)を用
いて画出しを行った以外は、実施例1と同様にして評価
した。評価結果を表3及び表4に示す。
【0243】<実施例13>実施例1において、オート
リフレッシュ現像方式の現像装置を具備した画像形成装
置に改造し、本発明のキャリアを15%含有した各色の
補給用現像剤を用いて30万枚画出しし、実施例1と同
様にして各評価を行った。評価結果を表3及び表4に示
す。
【0244】<実施例14>実施例12において、オー
トリフレッシュ現像方式の現像装置を具備した画像形成
装置に改造し、本発明のキャリアを15%含有した各色
の補給用現像剤を用いて30万枚画出しし、実施例1と
同様にして各評価を行った。評価結果を表3及び表4に
示す。
【0245】
【表2】
【0246】
【表3】
【0247】
【表4】
【0248】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
長期にわたる画像形成に際して、転写性にすぐれ、カブ
リ、トナー飛散の抑制された高画質を安定して提供する
ことができる。特に、複数のカラートナー像を静電荷像
担持体、中間転写体上に重ね合わせて形成するような画
像形成方法において、顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いることのできる現像器の好適な一
例を表す模式図である。
【図2】本発明の画像形成方法を適用したフルカラー画
像形成装置の好適な一例を表す模式図である。
【図3】本発明の画像形成方法を適用したフルカラー画
像形成装置の他の好適な一例を表す模式図である。
【図4】本発明に係るカーボンブラックの比表面積を測
定する装置の模式図である。
【図5】オートリフレッシュ現像方式を採用した現像装
置を表す模式図である。
【図6】現像剤の摩擦帯電量を測定する装置の模式図で
ある。
【符号の説明】
1 静電荷像担持体(感光ドラム) 4 現像装置 9 中間転写ベルトクリーニング装置 11 現像剤担持体(現像スリーブ) 12 マグネットローラ 13,14 現像剤搬送スクリュー 15 規制ブレード 17 隔壁 18 補給用トナー 19 現像剤 19a トナー 19b キャリア 20 補給口 21 マグネットローラ 22 搬送スリーブ 23 磁性粒子 24 レーザー光 25 転写材(記録材) 26 バイアス印加手段 27 転写ブレード 28 トナー濃度検知センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 9/113 G03G 9/10 351 15/01 331 9/08 384 (72)発明者 吉▼崎▲ 和己 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 岡戸 謙次 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 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 御厨 裕司 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 AA21 BA05 BA06 CA12 CA14 CA26 CA28 EA05 EA07 2H300 EB02 EB04 EB07 EB08 EB09 EB12 EC02 EC05 EF02 EF03 EF05 EF08 EG02 EH16 EJ09 EJ15 EJ22 EJ30 EJ35 EJ36 EJ37 EJ43 EJ47 EJ52 EL03 EL07 GG01 GG02 GG03 GG12 GG14 GG37 KK03 KK13

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電荷像担持体を帯電する帯電工程;帯
    電された静電荷像担持体上に静電荷像を形成する潜像形
    成工程;静電荷像を現像装置に含有される現像剤を用い
    て現像し、トナー像を形成する現像工程;形成されたト
    ナー像を転写材に転写する転写工程;及びトナー像を転
    写材に定着する定着工程;を少なくとも有するフルカラ
    ー画像形成方法であって、 該現像工程に用いられる現像剤として、複数のカラー現
    像剤及びブラック現像剤を有しており、 上記の各カラー現像剤が、少なくとも結着樹脂、着色剤
    及びワックスを含有するカラートナー粒子を有するカラ
    ートナーと、カラー現像剤用キャリアとを有するフルカ
    ラー画像形成用二成分系現像剤であり、 上記ブラック現像剤が、少なくとも結着樹脂、カーボン
    ブラック及びワックスを含有するブラックトナー粒子を
    有するブラックトナーと、ブラック現像剤用キャリアと
    を有するフルカラー画像形成用二成分系現像剤であり、 上記ブラック現像剤用キャリアが、上記の各カラー現像
    剤用キャリアよりも、同一トナーを用いた際の帯電量の
    絶対値が大きいことを特徴とするフルカラー画像形成方
    法。
  2. 【請求項2】 1つの静電荷像担持体に対して、ブラッ
    ク現像剤或いはカラー現像剤を含有する現像装置を複数
    用いることを特徴とする請求項1に記載のフルカラー画
    像形成方法。
  3. 【請求項3】 静電荷像担持体上に複数色のトナー像を
    重ねて形成し、中間転写体を介して又は介さずに、多重
    トナー像を転写材に転写することを特徴とする請求項2
    に記載のフルカラー画像形成方法。
  4. 【請求項4】 各色のトナー像を形成する現像工程を行
    うごとに、トナー像を中間転写体に転写し、中間転写体
    上に複数色のトナー像を重ねて形成することを特徴とす
    る請求項2に記載のフルカラー画像形成方法。
  5. 【請求項5】 各色のトナー像を形成する現像工程を行
    うごとに、トナー像を転写材上に転写し、転写材上に複
    数色のトナー像を重ねて形成することを特徴とする請求
    項2に記載のフルカラー画像形成方法。
  6. 【請求項6】 1つの静電荷像担持体に対して1つの現
    像装置を用いる画像形成方法であり、複数の静電荷像担
    持体上に順次形成される複数のトナー画像を、中間転写
    体或いは転写材に、該トナー画像が重なるように順次転
    写することを特徴とする請求項1に記載のフルカラー画
    像形成方法。
  7. 【請求項7】 カラー現像剤として、イエロー現像剤、
    マゼンタ現像剤及びシアン現像剤を用いることを特徴と
    する請求項1乃至6のいずれかに記載のフルカラー画像
    形成方法。
  8. 【請求項8】 各カラー現像剤用キャリア及びブラック
    現像剤用キャリアの表面が、i)アミノ基を有する樹
    脂、ii)アミノ基を有するカップリング剤、iii)
    アミノ基を有するカップリング剤を含有する樹脂のいず
    れか一種類以上で処理されていることを特徴とする請求
    項1乃至7のいずれかに記載のフルカラー画像形成方
    法。
  9. 【請求項9】 各カラー現像剤用キャリア及びブラック
    現像剤用キャリアの表面が、アミノ基を有するシランカ
    ップリング剤及び/またはアミノ基を有するシランカッ
    プリング剤を含有する樹脂で処理されていて、該アミノ
    基を有するシランカップリング剤による表面処理量が、
    各カラー現像剤用キャリアよりも、ブラック現像剤用キ
    ャリアの方が多いことを特徴とする請求項1乃至7のい
    ずれかに記載のフルカラー画像形成方法。
  10. 【請求項10】 各カラー現像剤用キャリア及びブラッ
    ク現像剤用キャリアが、磁性微粒子と結着樹脂とを含有
    する重合法によって得られる磁性微粒子分散型キャリア
    コアを有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれ
    かに記載のフルカラー画像形成方法。
  11. 【請求項11】 各カラー現像剤用キャリア及びブラッ
    ク現像剤用キャリアが、体積基準の50%粒径(D5
    0)が、15〜45μm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フルカラー画像形成方
    法。
  12. 【請求項12】 上記ブラックトナー粒子が、各カラー
    トナー粒子よりも、ワックスを多く含有していることを
    特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載のフルカ
    ラー画像形成方法。
  13. 【請求項13】 ブラックトナー及びカラートナーが、
    重量平均粒径3.0〜10.0μmであり、ワックスを
    結着樹脂100質量部に対して2〜30質量部含有して
    いることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記
    載のフルカラー画像形成方法。
  14. 【請求項14】 ブラックトナー及びカラートナーが、
    重量平均粒径3.0〜10.0μmであり、ワックスを
    結着樹脂100質量部に対して11.5〜20質量部含
    有していることを特徴とする請求項1乃至12のいずれ
    かに記載のフルカラー画像形成方法。
  15. 【請求項15】 ブラックトナー粒子及びカラートナー
    粒子が、重合法によって製造されたものであることを特
    徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載のフルカラ
    ー画像形成方法。
  16. 【請求項16】 現像剤の補給時、キャリアを含有する
    現像剤を補給することを特徴とする請求項1乃至15の
    いずれかに記載のフルカラー画像形成方法。
  17. 【請求項17】 ブラック現像剤の補給時、ブラックト
    ナー粒子及びブラック現像剤用キャリアを含有する補給
    用ブラック現像剤を補給す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フルカラー画像形成方法。
  18. 【請求項18】 上記補給用ブラック現像剤が、ブラッ
    ク現像剤用キャリア1質量部に対してブラックトナー粒
    子を2〜50質量部の割合で含有することを特徴とする
    請求項17に記載のフルカラー画像形成方法。
  19. 【請求項19】 複数のカラー現像剤及びブラック現像
    剤を有する二成分系現像剤キットであって、 上記の各カラー現像剤が、少なくとも結着樹脂、着色剤
    及びワックスを含有するカラートナー粒子を有するカラ
    ートナーと、カラー現像剤用キャリアとを有するフルカ
    ラー画像形成用二成分系現像剤であり、 上記ブラック現像剤が、少なくとも結着樹脂、カーボン
    ブラック及びワックスを含有するブラックトナー粒子を
    有するブラックトナーと、ブラック現像剤用キャリアと
    を有するフルカラー画像形成用二成分系現像剤であり、 上記ブラック現像剤用キャリアが、上記の各カラー現像
    剤用キャリアよりも、同一トナーを用いた際の帯電量の
    絶対値が大きいことを特徴とする二成分系現像剤キッ
    ト。
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