JP2003295506A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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JP2003295506A
JP2003295506A JP2002100939A JP2002100939A JP2003295506A JP 2003295506 A JP2003295506 A JP 2003295506A JP 2002100939 A JP2002100939 A JP 2002100939A JP 2002100939 A JP2002100939 A JP 2002100939A JP 2003295506 A JP2003295506 A JP 2003295506A
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Kazuo Terauchi
和男 寺内
Yuzo Tokunaga
雄三 徳永
Yayoi Tazawa
弥生 田澤
Chika Negishi
千花 根岸
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 外添剤の遊離がないトナーを用いることで、
多数枚プリント後においても高画質が維持され、更にク
リーナーレスシステムにおける感光体を帯電する接触帯
電ローラーの汚染が少ない画像形成方法を提供する。 【解決手段】 電子写真感光体を接触帯電ローラーで帯
電する帯電工程、静電潜像を形成する露光工程、一成分
現像方式により現像する現像工程、現像されたトナー像
を被転写体に転写させる転写工程を有する画像形成方法
において、該トナーは、結着樹脂と磁性体とを含む重量
平均径が4〜12μmの磁性トナーで、比表面積175
/g以上で、シランカップリング剤およびシリコー
ンオイルで処理されてなるシリカ微粒子が0ないし1.
0質量%以下外添されているトナーで、かつ該シリカ微
粒子の外添量をX質量%、X質量%外添時の凝集度をY
%とした場合に、XとYの間に下記の関係式が成り立つ
ことを特徴とする。 Y≦80exp(−1.6X) (式1)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式に基
づく複写機、プリンター、ファクシミリ、製版システム
等に広く用いることの出来る静電荷像を現像するための
トナーと、接触帯電ローラーにより感光体を帯電する接
触帯電手段を有する画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、磁性トナーを用いた一成分現
像においては、トナーの転写効率等の特性を高めるた
め、シリカに代表される無機微粒子を流動性付与剤とし
て外添することが必須であった。しかしながら、これら
の無機微粒子は、硬度が高いため感光体、特に有機樹脂
を1層以上コートして調製されるいわゆる有機感光体
(Organic Photo Conductor=
OPC)に接触した際に、OPC表面を削ってしまうと
いう現像が起こるという問題があった。この削れは特に
現像やクリーニングプロセスに代表される、トナー及び
トナーから遊離した外添剤がOPC上に付着することで
より顕著にみられる現象である。耐久試験や長期使用に
よってOPCの削れが多くなると、OPCの膜厚が減少
することにより電界強度が増大するため、支持体側から
の注入が促進され、帯電能の低下や反転現像系における
いわゆるカブリ等の画像劣化が起こるという問題があっ
た。
【0003】さらに、クリーニングプロセスを排除した
クリーナーレスシステムを用いる場合では、トナー、及
びトナーから遊離した外添剤が、感光体を帯電するため
の帯電ローラー表面に付着してしまい、感光体の帯電に
むらができ、画像濃度むらに繋がるという問題があっ
た。
【0004】これら諸問題を解決するためにはトナー表
面の無機微粒子の量を減少させることが有効であるが、
無機微粒子の外添量が少なすぎると、トナーの凝集度が
高すぎて例えば転写効率が低いなどのトナー本来の性能
に不具合が出てしまい、感光体の劣化防止と高い転写効
率を両立するトナーは実現されていなかった。
【0005】さらに、この諸問題を解決するために、例
えば特開平10―326028号公報ではアルミナ粒子
を用いる手法が、また特開平11−153886号公報
や特開2000−75555号公報ではトナーの結着樹
脂に軟質樹脂を用いる方法がそれぞれ紹介されている。
しかしながら、これらの発明は無機微粒子の外添量を減
らす、もしくは外添しないという手段ではないために、
感光体削れや、帯電ローラーへの付着を最も効果的に軽
減もしくはなくす手段ではないと考えられる。また、一
般的な磁性トナーにおいて、ただ無機微粒子の外添量を
少なくする、もしくは外添しないという手法をとると、
トナーの凝集度が高すぎて転写効率が低くなるために濃
度が低くなるといった、トナー本来の性能に不具合が出
てしまう。
【0006】上記理由より、感光体、帯電ローラーの劣
化の本質的防止と、高い転写効率、及び濃度を両立する
様な画像形成方法というものがこれまで見いだされてい
なかった。
【0007】
【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画像形成方法を提供する
ことにある。
【0008】また、本発明の目的は、少ない外添剤量に
て高品位な画像が実現され、外添剤の遊離が見られない
トナー、及び該トナーを用いた画像形成方法を提供する
ことにある。
【0009】また、本発明の目的は、離型性並びに滑り
性に優れるトナーを用いることで、長期間及び多数枚プ
リント後においてもこれらの機能が維持され、さらに、
クリーナーレスシステムにおける感光体を帯電する接触
帯電ローラーの汚染が少ない画像形成方法を提供するこ
とにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、下記の本
発明によって達成される。
【0011】即ち、本発明は、導電性支持体上に感光層
を有する電子写真感光体を帯電する帯電工程、該帯電さ
れた電子写真感光体を露光して静電潜像を形成する露光
工程、一成分現像方式を用いてトナーを該静電潜像に現
像する現像工程、現像されたトナーを被転写体に転写さ
せる転写工程を有する画像形成方法であって、該感光体
を帯電する工程において、該帯電手段が感光体と接触し
ている接触帯電ローラーであり、該トナーは、少なくと
も結着樹脂と磁性体とを含む磁性トナーであって、重量
平均径が4〜12μmでありかつ、該トナー表面に比表
面積175m2/g以上でかつシランカップリング剤お
よびシリコーンオイルで処理されてなるシリカ微粒子が
0ないし1.0質量%以下外添されているトナーであ
り、かつ該シリカ微粒子の外添量をX質量%、X質量%
外添時の凝集度をY%とした場合に、XとYの間に下記
の関係式が成り立つことを特徴とする画像形成方法に関
する。 Y≦80exp(−1.6X) (式1)
【0012】更に、本発明は、該トナーのX,Y値が下
記式の関係を満たすことを特徴とする画像形成方法に関
する。 Y≦75exp(−1.8X) (式2)
【0013】また本発明は、上記式1および2におい
て、Xつまりシリカ微粒子の外添量が0ないし0.5質
量%以下であることを特徴とする画像形成方法に関す
る。
【0014】また本発明は、上記式1および2におい
て、Xつまりシリカ微粒子の外添量が0ないし0.3質
量%以下であることを特徴とする画像形成方法に関す
る。
【0015】さらに、本発明は、上記トナーの円形度
(FPIAで計算される平均円形度)が0.960以上
であることを特徴とする画像形成方法に関する。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明者らは、磁性トナーに外添
されている無機微粒子の量とその際のトナー流動性を計
る凝集度、及び外添剤、またはトナー粒子による接触帯
電ローラーの汚染との関係について鋭意検討したとこ
ろ、トナーへの該微粒子の外添量が少ないほど、具体的
には該磁性トナーの重量平均粒子径が4〜12μmであ
り、該微粒子が比表面積175m2/g以上でかつシラ
ンカップリング剤およびシリコーンオイルで処理されて
なるシリカ微粒子の場合において、外添量が0ないし
1.0質量%以下である場合、長時間の使用においても
接触帯電ローラーの汚染を最小限にとどめることがで
き、従来にない耐久性に富んだ現像剤が実現できること
を見いだした。さらに該トナーを用いることにより、ク
リーナーレスシステムを用いた画像形成方法において
も、その耐久性を維持することを見出した。
【0017】しかし、これまではシリカ微粒子の外添量
を0ないし1.0質量%以下というように少なくするこ
とで、トナーの流動性が低下してしまい、それに伴い、
クリーナーレスシステムでは特に重要な電子写真特性で
ある、転写効率も低くなるという問題があった。
【0018】そこで我々が鋭意検討した結果、該シリカ
微粒子の外添量を0ないし1.0質量%以下というよう
に少ない条件においても、高い転写効率を達成し、耐久
安定性をも示すトナーの構成として、前述したシリカ微
粒子の外添量をX質量%、X質量%外添時のトナーの凝
集度をY%とした場合に下記式 Y≦80exp(−1.6X) を満たすようなトナー、より好ましくは Y≦75exp(−1.8X) を満たすトナーを見出した。
【0019】その結果、本発明の構成のトナーを用いれ
ば、接触帯電ローラーの汚染を最小限にとどめることが
でき、カートリッジや、感光体の長寿命化を達成できる
ことも同時に見いだした。
【0020】図1にY=80exp(−1.6X)〔Y
=80e-1.6x〕のグラフを示し、以下本発明の必須条
件であるY≦80exp(−1.6X)の意味について
説明する。Y≦80exp(−1.6X)を満たすとい
うことはすなわち、図1において凝集度がグラフのプロ
ファイルより下側(斜線部)にあることを意味する。我
々の検討の結果、各外添量において、凝集度がY=80
exp(−1.6X)よりも下回るようなトナーが、シ
リカ外添量1.0質量%以下の場合においても十分な転
写効率を示し、耐久による画像劣化も少なく、結果とし
て接触帯電ローラーの汚染を最小限にとどめることが達
成できることを見出した。
【0021】以下、図2中のAからFの各ポイントにつ
いて説明する。
【0022】図2中AとBでは、両者とも低い外添量の
ため、外添剤の遊離による接触帯電ローラーの汚染も少
ない。しかしAの場合、多くの転写されないトナーが帯
電ローラーに付着しており、十分な濃度の画像を得られ
ないことが明らかとなった。これは、Aは0.1質量%
外添のため、凝集度が90%と高く、転写効率が低くな
ってしまったためである。その結果、実質的に良好な電
子写真画像を得ることが出来なかった。それに対して、
Bは0.1質量%と低い外添量であっても、凝集度が比
較的低く、実用上問題ない程度の転写効率を示したた
め、良好な電子写真画像を得ることが出来た。
【0023】このように、元粒子(外添前粒子)の凝集
度を低く抑えることにより、比較的少ない外添量領域
(0.5質量%以下)においても、凝集度を低く抑える
ことが出来ると本発明者らは考えている。具体的には元
粒子の凝集度が、本発明の必須条件である式1:Y≦8
0exp(−1.6X)においてX=0の時のYの値が
80%以下(好ましくは請求項2に記載の式2において
X=0の時のYの値が75%以下)であることが本発明
の必須条件であり、該式1:Y≦80exp(−1.6
X)を満たす必要条件である。
【0024】また、図2中Cのポイントについて説明す
る。本発明者らの検討では、理由は定かではないが、C
のように比較的高い外添量(0.5質量%以上1.0質
量%以下)において、Y≧80exp(−1.6X)と
なるようなトナーの場合には、耐久において、外添剤の
遊離による接触帯電ローラーの汚染に起因する画質の劣
化はほとんど見られないにもかかわらず、画像濃度の低
下が観察された。この理由を我々は以下のように考えて
いる。
【0025】まず、Cのように比較的高い外添量(0.
5質量%以上1.0質量%以下)においても凝集度が高
い理由をトナーの表面凹凸との関連で考察した(図3参
照)。つまり、表面凹凸が多いトナーと比較的表面が滑
らかなトナーに同じ量の無機微粒子を外添した場合、図
3に示したように、表面凹凸のあるトナーにおいては、
凹部に無機微粒子が入り込んでしまい、図3中黒で示し
た実質的に働く無機微粒子の量が少なくなると予想され
る。つまり、実質的に流動性に関与できるシリカ量が少
ないために、初期の凝集度が高くなると推測される。ト
ナーが耐久によって劣化するということは、シリカが埋
め込まれたり、遊離したりして事実上シリカ量が減るこ
とと同等であると推測されるが、そのとき初期で図2中
Cのポイントにあるトナーは劣化後に図2中Aに代表さ
れるような凝集度の高い状態、つまりY≧80exp
(−1.6X)になってしまい、結果として画像濃度低
下などの画質に影響を与えるものと推測される。
【0026】以上より、式1の意味は、外添量が比較的
少ない領域(0ないし、0.5質量%以下)でも比較的
低い凝集度を示す、すなわち元粒子の凝集度が低いとい
う条件と、外添量が比較的多い領域(0.5質量%以上
1.0質量%以下)においても、利用された外添剤が効
率よく活用され、低い凝集度を示す、すなわちトナーの
表面凹凸が少なく外添剤が有効に働くトナーであること
を総合的に示す式であるといえる。
【0027】以下に本発明における凝集度の測定方法を
示す。
【0028】凝集度測定方法 本発明においては、試料の流動特性を測定する手段とし
て凝集度を用いた。凝集度の値が大きいほど試料の流動
性は悪いと判断する。
【0029】測定装置としては、デジタル振動計(デジ
バイブロ MODEL 1332)を有するパウダーテ
スター(ホソカワミクロン社製)を用いる。
【0030】測定法としては、振動台に250メッシ
ュ,150メッシュ,75メッシュのふるいを目開の狭
い順に、すなわち75メッシュふるいが最上位にくるよ
うに250メッシュ,150メッシュ,75メッシュの
ふるい順に重ねてセットした。
【0031】このセットした75メッシュふるい上に正
確に秤量した試料5gを加え、デジタル振動計の変位の
値を0.6mm(peak−to−peak)になるよ
うに調整し、15秒間振動を加えた。その後、各ふるい
上に残った試料の質量を測定して下式にもとづき凝集度
を得た。
【0032】
【数1】
【0033】本発明においては、重量平均径4〜12μ
mの磁性トナーに対し、比表面積175m2/g以上の
シリカ微粒子の外添量が0ないしは1.0質量%以下、
より好ましくは0ないしは0.5質量%以下、更に好ま
しくは0.3質量%以下である場合において帯電ローラ
ー汚染がより軽減される。これ以上の外添量では(図2
のE,F)添加量が多いため、トナーから過剰分の外添
剤が遊離し、帯電ローラーに付着することで帯電ローラ
ーに与えるダメージが大きくなってしまう。
【0034】ここで、本発明の無機微粒子の外添量の決
定方法について述べる。
【0035】シリカ外添量の測定 本発明におけるトナーのシリカ微粒子外添量は、アルカ
リ水溶液中でトナー表面のシリカ微粒子を溶解し、その
水溶液中のシリカ濃度をプラズマ発光分析法(ICP−
AES)によって測定し、トナー単位グラムあたりのシ
リカ分子量を算出したのち、シリカ微粒子をSiO2
して、SiO2質量%を算出することによって決定され
る。
【0036】具体的には、25mlの純水に1gのNa
OHを溶解した水溶液に、サンプル約1gを秤量して投
入し、6時間室温で振盪することでトナー表面のシリカ
微粒子を完全に溶解する。次にシリカが溶解した水溶液
中のSi濃度をセイコー電子工業社製SP4000型を
用いてプラズマ発光分析法により求める。この値を今X
質量%とすると、シリカの外添量つまりSiO2の質量
%は下記式によって求められる。
【0037】
【数2】
【0038】また本発明のトナーの特徴である式1およ
び式2は、外添する無機微粒子の比表面積は175m2
/g以上でかつ、シランカップリング剤およびシリコー
ンオイルで処理されてなる場合において成り立つ。
【0039】本発明に用いられるシランカップリング剤
は、ヘキサメチルジシラザンまたは、一般式 RmSiYn R:アルコキシ基または塩素原子 m:1〜3の整数 Y:アルキル基、ビニル基、グリシドキシ基、メタクリ
ル基を含む炭化水素基 n:1〜3の整数 で表されるもので、例えば代表的にはジメチルジクロル
シラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロ
ルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジ
メチルクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−
メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニル
トリアセトキシシラン、ジビニルクロルシラン、ジメチ
ルビニルクロルシラン等を挙げることが出来る。
【0040】上記シリカ微粉体のシランカップリング剤
処理は、微粉体を撹拌によりクラウド状としたものに気
化したシランカップリング剤を反応させる乾式法、又
は、微粉体を溶媒中に分散させシランカップリング剤を
滴下反応させる湿式法のいずれでも処理することが出来
る。
【0041】本発明に用いられるシリコーンオイルは一
般に次の式で表されるものである。
【0042】
【化1】
【0043】例えばジメチルシリコーンオイル、アルキ
ル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリ
コーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ
素変性シリコーンオイル等が挙げられる。
【0044】上記シリコーンオイルは、好ましくは25
℃における粘度がおよそ50〜1000mm2/sのも
のが用いられる。分子量が低すぎるシリコーンオイルは
加熱処理等により、揮発分が発生することがあり、分子
量が高すぎると粘度が高くなりすぎ処理は困難となる。
【0045】シリコーンオイル処理の方法は、公知の技
術を用いることが可能である。例えば、シリカ微粉体と
シリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機
を用いて直接混合しても良いし、ベースシリカへシリコ
ーンオイルを噴霧する方法によっても良い。適当な溶剤
にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベ
ースのシリカ微粉体を加え混合し、溶剤を除去して処理
を行っても良い。
【0046】本発明におけるトナーは、比表面積175
2/g以上のシリカ微粒子の外添量を規定したもので
ある。一般的に外添剤の粒径が大きくなる、つまり比表
面積が小さくなるとトナーへの流動性付与能力は減少す
る。本発明者らの検討により、比表面積175m2/g
以上のシリカを用いた場合に式1または式2を満たすよ
うなトナーに、175m2/g未満の外添剤を同量外添
した場合には凝集度が高くなってしまい、式1および式
2の条件を満たさなくなってしまう場合があった。した
がって、本発明におけるトナーの特徴である式1および
式2によって規定されるトナー形態は、シリカ微粒子の
比表面積が175m2/g以上である場合に限定するも
のとする。
【0047】また図3に示したとおり、該外添剤のトナ
ー表面での存在密度が本発明の効果を発するにあたり重
要な点である。トナーの粒子径およびトナーの粒度分布
と該外添剤の存在状態は大きく関係するが、本発明者ら
の検討により、重量平均粒子径が4〜12μmである場
合において、式1および式2は成り立つことが明らかと
なった。
【0048】以下に本発明における粒子径の測定方法と
比表面積の測定方法を示す。
【0049】トナー粒子径の測定方法 本発明のトナーの重量平均粒径は、コールターマルチサ
イザー(コールター社製)、及び電解液にISOTON
R−II(1%NaCl水溶液、コールターサイエン
ティフィックジャパン社製)を用いて、下記の方法によ
って測定した。測定法としては、前記電解水溶液100
〜150ml中に分散剤として界面活性剤を0.1〜5
ml加え、更に、測定する粉体試料を2〜20mg程度
加える。試料が懸濁された電解液を超音波分散機で約1
〜3分間分散処理した後、前記測定装置によって、体
積、個数を測定して、重量平均粒径を算出する。重量平
均粒径が6μm以上の場合は、100μmのアパーチャ
ーを用い2〜60μmの粒子を測定し、重量平粒径6〜
2.5μmの場合は、50μmのアパーチャーを用いて
1〜30μmの粒子を測定し、重量平均粒径2.5μm
未満の場合は、30μmのアパーチャーを用いて0.6
〜18μmの粒子を測定する。
【0050】比表面積の測定方法 比表面積の測定:比表面積の測定は、ASTM法D30
37−78におけるBET式に準拠して行う。即ち、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。 1)試料を105℃で1時間乾燥後0.1〜1g精秤
し、U字管に入れて流路に取り付ける。 2)流量調節器により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N2に浸してN2を吸着させる。 4)吸着平衡に達した後液体N2を取り去り30秒間、
空気中にさらした後、U字管を室温の水に浸しN2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。
【0051】以下、次式を適用することにより表面積を
求める。 P0: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
【0052】吸油量の測定(DBP法):吸油量の測定
はASTM法D2414−79に準拠して行う。即ち、
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 5 (4)ダンパーバルブ 0.150 (5)DBPの滴下速度 4ml/min. の滴下速度を実測により調整した後、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点に合せ、スイッチを自動にして滴下を開始
する。トルクが設定点(この場合5)になるとリミット
スイッチが作動して滴下が自動的に停止し、その時のビ
ュレットカウンターの目盛(V)を読み、次式によって
吸油量を算出する。
【0053】
【数3】 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D
BPの使用量(ml) W :乾燥試料の重さ(g)
【0054】また本発明者らの検討によって、下記式に
よる円形度が0.960以上であるときに、請求項1に
示した本発明のトナーの要件が満たされやすいことが明
らかとなった。
【0055】 円形度=L0/L (式5) (式中、L0は粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長
を示し、Lは512×512の画像処理解像度(0.3
μm×0.3μmの画素)で画像処理したときの粒子像
の周囲長を示す。)
【0056】すなわち、円形度が0.960以上のトナ
ーはそれ以下のトナーよりも表面積が小さくなる。つま
り、図3の考え方から言えば、円形度の大きなものと小
さなものを比べると、円形度の大きなものの方が表面積
は小さくなり、すなわちトナーの流動性に有効に働くシ
リカが実質多いということを意味している。そのため式
1を満たすには円形度0.960以上であることがより
好ましいと考えられる。以下に本発明の円形度の測定方
法を示す。
【0057】円形度の測定方法 本発明においてトナーの円形度は東亜医用電子製フロー
式粒子像分析装置 FPIA−1000を用いて測定す
ることによって得ることができる。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水10
0〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましく
はアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜0.5ml
加え、さらに測定試料を0.1〜0.5g加える。試料
を分散した懸濁液は超音波分散器で1〜3分間分散処理
を行い、分散濃度を3000〜10000個/μlとし
て、前記装置により円形度を測定する。
【0058】次に本発明のトナーの製造方法について説
明する。
【0059】本発明のトナーの製造方法としては、結着
樹脂、着色剤及び/又は磁性体、その他の添加剤を混合
機により十分に混合してから、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
た後、冷却固化し、粉砕及び分級を行う、いわゆる粉砕
法であってもよいし、特公昭56−13945号公報等
に記載のディスク又は多流体ノズルを用い、溶融混合物
を空気中に霧化しトナー粒子を得る方法や、特公昭36
−10231号公報、特開昭59−53856号公報、
特開昭59−61842号公報に述べられている懸濁重
合法を用いてトナー粒子を生成する方法や、単量体は可
溶であるが得られる重合体は不溶な親水性有機溶媒を用
いる分散重合法を用いてトナー粒子を生成する方法、水
溶性重合開始剤の存在下で重合を行う乳化重合法を用い
てトナー粒子を生成する方法等を用いても良い。また、
上記いずれかのトナーの製造方法に加えて、機械的な衝
撃を与える方法や熱気流中で加熱する方法、更には特開
2000−47424号公報、特開2000−1054
86号公報、特開2001−27824号公報、特開平
9−34166号公報に述べられているような湿式によ
り球形化処理を施すこともできる。
【0060】特に、粉砕法を用いる場合には、特開平1
1−216377号公報で述べられているような、上記
のごとき球形化処理を施すことがより好ましく、ロータ
ーを回転して機械的衝撃力を与える方式がより好まし
い。
【0061】粉砕法でトナーを作製する場合に用いるこ
とのできる結着樹脂としてはたとえば、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、エノール樹脂、天然変成フェノール樹脂、天然変成
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、石油系樹脂などがあげられ
る。架橋されたスチレン系共重合体および架橋されたポ
リエステル樹脂も好ましい結着樹脂である。
【0062】スチレン系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、例えば、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、
アクリル酸ドデシル、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、アクリルアミドなどのよう
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;例えばマレイン酸、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などのような二重結合を有
するジカルボン酸およびその置換体;例えば塩化ビニ
ル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルなどのようなビニルエ
ステル類;例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなど
のようなエチレン系オレフィン類;例えばビニルメチル
ケトン、ビニルヘキシルケトンなどのようなビニルケト
ン類;例えば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などのようなビニルエ
ーテル類;などのビニル単量体が単独もしくは2種以上
用いられる。
【0063】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よく、またそれらの混合樹脂でも
良い。
【0064】懸濁重合法を用いた場合には、例えば重合
性単量体と、着色剤と、重合開始剤と、その他の添加剤
よりなる単量体組成物を調製し、分散剤を含有する水系
媒体において、例えばホモジナイザー、ホモミキサー等
によって該単量体組成物を分散し、造粒する。その後は
粒子の沈降が防止される程度の撹拌を行って、重合反応
を進行させる。重合温度は好ましくは30〜90℃、よ
り好ましくは40℃以上80℃以下の範囲に設定して重
合を行う。重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未
反応の重合性単量体、副生成物などを除去するために、
反応後半及び/又は反応終了後、一部水系媒体を留去し
ても良い。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄・濾
過により回収し、乾燥する。
【0065】重合法によりトナー粒子を得る場合に使用
する重合性単量体としては、例えば、スチレン、o−メ
チルスチレン、m−メチルスチレン、p−メトキシスチ
レン、p−エチルスチレン、p−t−ブチルスチレン等
のスチレン系単量体、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、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
ル酸ジアミノメチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、メタクリル酸ベンジル、クロトン酸、イソクロトン
酸、アシッドホスホキシエチルメタクリレート、アッシ
ドホスホオキシプロピルメタクリレート、アクロイルモ
ルホリン、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
タクルロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸系単
量体、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、ブタジエン等のビニルエーテ
ル系単量体、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸モノブチル、マレイン酸モノブチル等の二塩基酸
系単量体、2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、
4−ビニルピリジン、N−ビニルイミダゾール等の複素
環単量体等を挙げることができる。
【0066】これらの単量体は単独で用いても、或いは
2種以上を組み合わせて用いてもよく、好ましい特性が
得られるように、任意に組み合わせた重合体組成を選択
することができる。また、単量体組成物中に、必要に応
じて架橋剤を用いることもできる。
【0067】本発明に係る樹脂組成物は、保存性の観点
から、ガラス転移温度(Tg)が45〜75℃、好まし
くは50〜70℃であり、Tgが45℃より低いと高温
雰囲気でトナーが劣化しやすく、また、定着時にオフセ
ットが発生し易くなる。また、Tgが75℃を超える
と、定着性が低下する傾向にある。
【0068】本発明に用いられる磁性体としては、マグ
ネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄が
用いられ、その磁性酸化鉄表面あるいは内部に非鉄元素
を含有するものが好ましい。
【0069】本発明に用いられる磁性体は、異種元素を
含有するマグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の
磁性酸化鉄およびその混合物である。
【0070】中でもリチウム、ベリリウム、ボロン、マ
グネシウム、アルミニウム、シリコン、リン、ゲルマニ
ウム、チタン、ジルコニウム、錫、鉛、亜鉛、カルシウ
ム、バリウム、スカンジウム、バナジウム、クロム、マ
ンガン、コバルト、銅、ニッケル、ガリウム、カドミウ
ム、インジウム、銀、パラジウム、金、ネチウム、ルテ
ニウム、ロジウム、ビスマスから選ばれる少なくとも一
つ以上の元素を含有する磁性酸化鉄であることが好まし
い。特にリチウム、ベリリウム、ボロン、マグネシウ
ム、アルミニウム、シリコン、リン、ゲルマニウム、ジ
ルコニウム、錫、第4周期の遷移金属元素が好ましい元
素である。これらの元素は酸化鉄結晶格子の中に取り込
まれても良いし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれて
も良いし、表面に酸化物あるいは水酸化物として存在し
ても良い。また酸化物として含有されているのが好まし
い形態である。
【0071】またトナー中に含有される磁性体の量とし
ては樹脂成分100質量部に対して、20〜200質量
部特に好ましくは樹脂成分100質量部に対して40〜
150質量部が更に好ましい。
【0072】トナーに使用しうるその他の着色剤として
は、任意の適当な顔料または染料が挙げられる。例えば
顔料としてカーボンブラック、アニリンブラック、アセ
チレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイイエロ
ー、ローダミンレーキ、アニザリンレーキ、ベンガラ、
フタロシアニンブルー、インダンスレンブルーが挙げら
れる。これらは定着画像の光学濃度を維持するのに十分
な量が用いらることができる。用いる場合には樹脂10
0質量部に対し、0.1〜20質量部、好ましくは1〜
10質量部の顔料を使用することが好ましい。同様の目
的で染料を用いることもできる。例えばアゾ系染料、ア
ントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料
があり、樹脂100質量部に対し、0.1〜20質量
部、好ましくは0.3〜10質量部用いることが好まし
い。
【0073】また本発明のトナーには必要に応じてワッ
クスを入れることもできる。本発明のトナーに用いられ
るワックスには次のようなものがある。例えば低分子量
ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィ
ン共重合物、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、パラフィンワックス、フィッシャート
ロップワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス;酸化
ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス
の酸化物;または、それらのブロック共重合物;キャン
デリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバロ
ウの如き植物系ワックス;蜜蝋、ラノリン、鯨ろうの如
き動物性ワックス;オゾケライト、セレシン、ペトロラ
クタムの如き鉱物系ワックス;モンタン酸エステルワッ
クス、カスターワックスの如き脂肪酸エステルを主成分
とするワックス類;脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸
エステルを一部または全部脱酸素化したものがあげられ
る。さらにパルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、
あるいは更に長鎖のアルキル基を有するアルキルカルボ
ン酸のごとき飽和直鎖脂肪酸;ブラシジン酸、エレオス
テアリン酸、バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸;ステア
リルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長
鎖のアルキル基を有する長鎖のアルキルアルコールの如
き飽和アルコール;ソルビトールの如き多価アルコー
ル;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸
アミドの如き脂肪族アミド;メチレンビスステアリン酸
アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレ
ンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミ
ド;エトレンビスオレシン酸アミド、ヘキサメトレンビ
スオレイン酸アミド、N,N'−ジオレイルアジビン酸
アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドの如き
不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸
アミド、N、N’−ジスレアリルイソフタル酸アミドの
如き芳香族系ビスアミド;ステアリン酸カルシウム、ラ
ウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸
マグネシウムの如き脂肪酸金属塩(一般に金属石鹸とよ
ばれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレ
ンやアクリル酸の如きビニル系モノマーを用いてグラフ
ト化させたワックス;ベヘニン酸モノグリセリドの如き
脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物;植物性
油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル
基を有するメチルエステル化合物が挙げられる。好まし
く用いるれるワックスとしては、オレフィンを高圧下で
ラジカル重合したポリオレフィン;高分子ポリオレフィ
ン重合時に得られる低分子副生成物を精製したポリオレ
フィン;低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒の如
き触媒を用いて重合したポリオレフィン;放射熱、電磁
波または光を利用して重合したポリオレフィン;構文し
ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子ポリオレフ
ィン;パラフィンワックス;マイクロクリスタリンワッ
クス、フィッシャートロプシュワックス;ジンドール
法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成
炭化水素ワックス;炭素数1個の化合物をモノマーとす
る合成ワックス、水素基またはカルボキシル機のごとき
官能基を有する炭化水素系ワックス;炭化水素系ワック
スと官能基を有するワックスとの混合物;これらのワッ
クスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アク
リレート、メタクリレート、無水マレイン酸の如きビニ
ルモノマーをグラフト変性したワックスが挙げられる。
【0074】また、これらのワックスをプレス発汗法、
溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法また
は融液晶法を用いて分子量分布をシャープにしたもの
や、低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低
分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものも好
ましく用いられる。
【0075】本発明に使用されるワックスは、定着性と
耐オフセット性のバランスを取るために融点が65〜1
60℃であることが好ましく、更には65〜130℃で
あることが好ましく、特には70℃〜120℃であるこ
とが好ましい。65℃未満では耐ブロッキング性が低下
し、160℃を超えると耐オフセット効果が発現しにく
くなる。
【0076】本発明のトナーにおいては、これらのワッ
クス総合含有量は、結着樹脂100質量部に対し、0.
2〜20質量部で用いられ、好ましくは0.5〜10質
量部で用いるのが効果的である。また、悪影響を与えな
い限り複数のワックス類を併用しても良い。
【0077】本発明において、ワックスの融点は、DS
Cにおいて測定されるワックスの吸熱ピークの最大ピー
クのピークトップをもってワックスの融点とする。
【0078】本発明において、ワックスまたはトナーの
示差走査熱量計によるDSC測定では、高精度の内熱式
入力補償方の示差走査熱量計で測定することが好まし
く、例えばパーキンエルマー社製のDSC−7が利用で
きる。
【0079】測定方法はASTM D3418−82に
準じて行う。本発明に用いられるDSC曲線は1回昇温
させ、前履歴を取った後、温度測定10℃/min.,
温度0〜200℃の範囲で降温させた後、昇温させた時
に測定されるDSC曲線を用いる。
【0080】本発明のトナーは、比表面積175m2
g以上のシリカ微粒子を0ないし1.0質量%以下外添
したトナーであるが、このシリカ微粒子は主に流動性付
与を目的としたものであり、必要に応じて、帯電補助、
導電性付与、ケーキング防止、滑剤、研磨剤等の働きを
する樹脂微粒子や無機微粒子を用いることも出来る。
【0081】例えばポリ弗化エチレン、ステアリン酸亜
鉛、ポリ弗化ビニリデンのごとき滑剤、中でもポリ弗化
ビニリデンが好ましい。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中でもチタン
酸ストロンチウムがこのましい。あるいはケーキング
剤、例えばカーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモ
ン、酸化錫等の導電性付与剤、また逆極性の白色微粒子
および黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いること
も出来る。磁性トナーと混合される上記の如き補助剤は
磁性トナー100質量部に対して3質量部以下(好まし
くは0.5質量部以下)が好ましい。
【0082】本発明の磁性トナーには荷電制御剤をトナ
ー粒子に配合(内添)、又はトナー粒子と混合(外添)
して用いることもできる。荷電制御剤によって、現像シ
ステムに応じた最適の荷電量コントロールが可能とな
り、特に本発明では粒度分布と荷電量とのバランスを更
に安定したものとすることが可能である。
【0083】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。例えば有機金属錯体、キレート化合物が
有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属
錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカル
ボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキ
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
ノール誘導体類等がある。
【0084】また、正荷電性に制御するものとして下記
物質がある。ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性
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等の四級アンモニウム塩、及
びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩
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、燐タングス
テン酸、燐モリブデン酸、燐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、フェロシアン化物等)、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等の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等のジオルガノスズ
ボレート類;これらを単独あるいは2種類以上組み合わ
せて用いることができる。
【0085】上述した荷電制御剤は微粒子状として用い
ることが好ましく、この場合これらの荷電制御剤の個数
平均粒径は4μm以下さらには3μm以下が特に好まし
い。これらの荷電制御剤をトナーに内添する場合は結着
樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部、特に
0.2〜10質量部使用することが好ましい。
【0086】
【実施例】以上、本発明の基本的な構成と特色について
述べたが、以下実施例に基づいて具体的に本発明につい
て説明する。しかしながら、これによって本発明の実施
の形態がなんら限定されるものではない。
【0087】 (トナー母体粒子の製造例) ・スチレン−nブチルアクリレート−ジビニルベンゼン共重合体 (重量平均分子量28.5万、数平均分子量1.0万、Tg=60.2℃) 100質量部 ・磁性酸化鉄〔個数平均粒径0.18μm;795.8kA/m(10kエルス テッド)印加条件でHc9.63kA/m(121エルステッド);σs83 Am2/kg;σr11Am2/kg〕 90質量部 ・プロピレンワックス(融点140℃) 5質量部 ・アゾ系鉄錯体化合物 2質量部 上記処方をヘンシェルミキサーにより十分に予備混合を
行い、二軸押し出し混練機により温度140℃で溶融混
練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に
粗粉砕した。
【0088】これを図4に示した機械的粉砕機を用いて
微粉砕した。粗粉砕物は、中心回転軸312に取り付け
られた回転体である回転子314と、この回転子表面と
微小間隔を保持して回転子314の周囲に配置される固
定子310からなる環状空間に導入され、回転子314
表面と固定子310内壁に形成された空間を通過するこ
とにより機械的衝撃力が与えられ、微粉砕される。図5
に図4におけるD位置での断面図を、図6に回転子31
4の斜視図を示す。
【0089】得られた微粉砕粉末をコアンダ効果を利用
した多分割分級機を用いて分級し以下の実施例に用いる
トナー母体粒子Aを作製した。
【0090】(トナーの製造例1)トナー母体粒子A1
50gを秤量し、奈良機械製作所社製ハイブリダイゼー
ションシステム(NHS−1型)に導入した。その際、
処理条件を回転数:7200rpm、処理時間:3mi
n、処理温度:52℃で行った。上記操作終了後、得ら
れたトナーを再度、上記システムに導入し、同条件にて
上記操作をさらに4回繰り返し行い、未外添トナーaを
得た。
【0091】得られた未外添トナーaは重量平均粒子径
7.01μmであった。この未外添トナーa100質量
部に対して、シランカップリング剤を用いて疎水化処理
をおこなったシリカ微粉末(BET比表面積200m2
/g)1.0質量部を混合し、ヘンシェルミキサーで十
分に撹拌することにより外添処理をおこない、これをト
ナー1とした。得られたトナー1の円形度は0.98
1、凝集度Yは10.1であった。外添剤量Xは1.0
であるので、75exp(−1.8X)=12.4>
Y、80exp(−1.6X)=16.2>Yとなっ
た。トナーの諸物性を表1に示す。
【0092】(トナーの製造例2)トナーの製造例1で
作製した未外添トナーa100質量部に対して、シラン
カップリング剤を用いて疎水化処理をおこなったシリカ
微粉末(BET比表面積200m2/g)0.5質量部を
混合し、ヘンシェルミキサーで十分に撹拌することによ
り外添処理をおこない、これをトナー2とした。得られ
たトナー2の円形度は0.981、凝集度Yは18.8
であった。外添剤量Xは0.5であるので、75exp
(−1.8X)=30.5>Y、80exp(−1.6
X)=35.9>Yとなった。
【0093】(トナーの製造例3)トナーの製造例1で
作製した未外添トナーa100質量部に対して、シラン
カップリング剤を用いて疎水化処理をおこなったシリカ
微粉末(BET比表面積200m2/g)0.3質量部
を混合し、ヘンシェルミキサーで十分に撹拌することに
より外添処理をおこない、これをトナー3とした。得ら
れたトナー3の円形度は0.980、凝集度Yは23.
5であった。外添剤量Xは0.3であるので、75ex
p(−1.8X)=43.7>Y、80exp(−1.
6X)=49.5>Yとなった。
【0094】(トナーの製造例4)トナーの製造例1で
作製した未外添トナーaに対して外添処理を行わず、そ
のままトナー4とした。得られたトナー4の円形度は
0.981、凝集度Yは29.8であった。外添剤量X
は0であるので、75exp(−1.8X)=75.0
>Y、80exp(−1.6X)=80.0>Yとなっ
た。
【0095】(トナーの製造例5)トナー母体粒子A1
50gを秤量し、奈良機械製作所社製ハイブリダイゼー
ションシステム(NHS−1型)に導入した。その際、
処理条件を回転数:7200rpm、処理時間:3mi
n、処理温度:52℃でおこない、未外添トナーbを得
た。
【0096】得られた未外添トナーbは個数平均粒子径
7.10μmであった。この未外添トナーb100質量
部に対して、シランカップリング剤を用いて疎水化処理
をおこなったシリカ微粉末(BET比表面積200m2
/g)1.0質量部を混合し、ヘンシェルミキサーで十
分に撹拌することにより外添処理をおこない、これをト
ナー5とした。得られたトナー5の円形度は0.96
7、凝集度Yは11.1であった。外添剤量Xは1.0
であるので、75exp(−1.8X)=12.4>
Y、80exp(−1.6X)=16.2>Yとなっ
た。
【0097】(トナーの製造例6)トナーの製造例5で
作製した未外添トナーb100質量部に対して、シラン
カップリング剤を用いて疎水化処理をおこなったシリカ
微粉末(BET比表面積200m2/g)0.3質量部を
混合し、ヘンシェルミキサーで十分に撹拌することによ
り外添処理をおこない、これをトナー6とした。得られ
たトナー6の円形度は0.968、凝集度Yは38.8
であった。外添剤量Xは0.3であるので、75exp
(−1.8X)=43.7>Y、80exp(−1.6
X)=49.5>Yとなった。
【0098】(トナーの製造例7)トナーの製造例5で
作製した未外添トナーbに対して外添処理を行わず、そ
のままトナー7とした。得られたトナー7の円形度は
0.968、凝集度Yは60.0であった。外添剤量X
は0であるので、75exp(−1.8X)=75.0
>Y、80exp(−1.6X)=80.0>Yとなっ
た。
【0099】(トナーの製造例8)トナー母体粒子a1
00質量部に対して、シランカップリング剤を用いて疎
水化処理をおこなったシリカ微粉末(BET比表面積2
00m2/g)1.0質量部を混合し、ヘンシェルミキサ
ーで十分に撹拌することにより外添処理をおこない、こ
れをトナー8とした。得られたトナー8の円形度は0.
958、凝集度Yは15.2であった。外添剤量Xは
1.0であるので、75exp(−1.8X)=12.
4<Y、80exp(−1.6X)=16.2>Yとな
った。
【0100】(トナーの製造例9)トナー母体粒子A1
00質量部に対して、シランカップリング剤を用いて疎
水化処理をおこなったシリカ微粉末(BET比表面積2
00m2/g)0.3質量部を混合し、ヘンシェルミキサ
ーで十分に撹拌することにより外添処理をおこない、こ
れをトナー9とした。得られたトナー9の円形度は0.
954、凝集度Yは48.5であった。外添剤量Xは
0.3であるので、75exp(−1.8X)=43.
7<Y、80exp(−1.6X)=49.5>Yとな
った。
【0101】(トナーの製造例10)トナー母体粒子の
作製例における、粗粉砕物を微粉砕するための粉砕機
を、エアージェット方式の微粉砕機に変更すること以外
はトナー母体粒子の製造例とまったく同様にしてトナー
の母体粒子を作製した。この母体粒子100質量部に対
して、シランカップリング剤を用いて疎水化処理をおこ
なったシリカ微粉末(BET比表面積200m2/g)
1.0質量部を混合し、ヘンシェルミキサーで十分に撹
拌することにより外添処理をおこない、これをトナー1
0とした。得られたトナー10の円形度は0.947、
凝集度Yは22.2であった。外添剤量Xは1.0であ
るので、75exp(−1.8X)=12.4<Y、8
0exp(−1.6X)=16.2<Yとなった。
【0102】(トナーの製造例11)トナーの製造例1
で作製した未外添トナーa100質量部に対して、シラ
ンカップリング剤を用いて疎水化処理をおこなったシリ
カ微粉末(BET比表面積200m2/g)1.2質量部
を混合し、ヘンシェルミキサーで十分に撹拌することに
より外添処理をおこない、これをトナー2とした。得ら
れたトナー2の円形度は0.982、凝集度Yは7.6
であった。外添剤量Xは1.2であるので、75exp
(−1.8X)=8.6>Y、80exp(−1.6
X)=11.7>Yとなった。
【0103】<実施例1>作製した電子写真用トナーを
市販のデジタル複写機(GP55、キヤノン社製)を図
7に示すクリーナーレスシステムの画像形成装置に改造
し、対応の感光体に接続するクリーニングユニットを除
去した上で、23.5℃,60%湿度の環境下で、画像
比率10%のテストチャートを計5千枚画像出しを行
い、耐久試験をおこなった。本発明の画像形成装置の詳
細な構成は下記に示す。
【0104】評価項目として、全面ベタ黒画像を用いて
の転写効率(初期、耐久後)、帯電ローラー汚れ評価、
及び画像再現性評価を行った。
【0105】転写効率は、転写後(転写紙上)の単位面
積当たりのトナー質量を転写前のドラム上単位面積当た
りのトナー質量で割ることによって測定した。
【0106】帯電ローラー汚れ評価は、5千枚耐久後の
帯電ローラ表面の汚れの程度を目視評価により行った。 ◎◎◎ 優良 ◎◎ 良 ◎ 可能 ○ 問題なし △ 問題有り × NG
【0107】画像再現性評価は、テストチャートのハー
フトーン画像部に濃淡が生じるかどうかを目視にて評価
した。 ◎ 優良 ○ 良 △ 問題なし × むらが顕著に生じる
【0108】初期転写効率は98.5%、5千枚耐久後
の転写効率は96.1%であり、転写性は非常に優れた
ものであった。また、画像再現性も優れたものであっ
た。また、帯電ローラー表面の遊離シリカ・トナー付着
についても、画像再現性に問題無いレベルであった。
【0109】また今回用いた現像剤の物性測定結果を表
1に、実施例および比較例の結果を表2にまとめて示
す。
【0110】本発明の画像形成装置の構成を図7を参照
して説明する。
【0111】今回、試験用にデジタル複写機:電子写真
装置としてレーザービームを用いたデジタル複写機(キ
ヤノン製:GP55)を用意した。該装置の概略は、ド
ラムの帯電手段としてコロナ帯電器を備え、現像手段と
して一成分ジャンピング現像方法を採用した一成分現像
器を備え、転写手段としてコロナ帯電器、ブレードクリ
ーニング手段、帯電前露光手段を備える。また、ドラム
帯電器及びクリーニング手段、ドラムは一体型のユニッ
トとなっている。プロセススピードは150mm/sで
ある。
【0112】このデジタル複写機のクリーニングユニッ
トを取り去り、クリーナレス複写装置となるように、そ
して、ドラム帯電手段であるコロナ帯電器を帯電ローラ
ーに改造を施した。
【0113】本発明の画像形成装置は、クリーニングブ
レードなどのクリーニング部材を有するクリーニングユ
ニットを除去したプロセスを有している。現像剤として
は、磁性一成分現像剤を使用し、現像剤担持体上の現像
剤層と現像担持体が非接触となるように配置される非接
触現像の画像形成装置である。図7中、1は像担持体と
しての回転ドラム型OPCドラムであり、時計方向に回
転する。2は接触帯電部材としての帯電ローラーであ
る。
【0114】<実施例2>トナーは上記したトナー2を
用いること以外は実施例1と全く同様にして画像出し耐
久試験をおこなった。
【0115】その結果、初期転写効率は98.1%、耐
久後転写効率は95.6%であり、実施例1には劣るも
のの優れたものであった。画像再現性も優れていた。5
千枚耐久後の帯電ローラー表面の遊離シリカ・トナー付
着についても、付着は見られず、良好であった。
【0116】<実施例3>トナーとして上記したトナー
3を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像出
し耐久試験をおこなった。
【0117】その結果、初期転写効率は97.0%、耐
久後転写効率は95.5%であり、問題ないレベルであ
った。画像再現性も優れていた。5千枚耐久後の帯電ロ
ーラー表面の遊離シリカ・トナー付着についても、付着
は殆ど見られず、良好であった。
【0118】<実施例4>トナーとして上記したトナー
4を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像出
し耐久試験をおこなった。
【0119】その結果、初期転写効率は95.2%、耐
久後転写効率は94.5%であり、問題ないレベルであ
った。画像再現性も優れていた。5千枚耐久後のドラム
帯電ローラー表面の遊離シリカ・トナー付着について
も、付着は全く見られず、良好であった。
【0120】<実施例5>トナーとして上記したトナー
5を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像出
し耐久試験をおこなった。
【0121】その結果、初期転写効率は97.6%、耐
久後転写効率は95.5%であり、実施例1には劣るも
のの優れたものであった。画像再現性も優れていた。5
千枚耐久後の帯電ローラー表面の遊離シリカ・トナー付
着についても、画像再現性に問題無いレベルであった。
【0122】<実施例6>トナーとして上記したトナー
6を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像出
し耐久試験をおこなった。
【0123】その結果、初期転写効率は96.3%、耐
久後転写効率は94.8%であり、問題ないレベルであ
った。画像再現性も優れていた。5千枚耐久後の帯電ロ
ーラー表面の遊離シリカ・トナー付着についても、付着
は殆ど見られず、良好であった。
【0124】<実施例7>トナーとして上記したトナー
7を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像出
し耐久試験をおこなった。
【0125】その結果、初期転写効率は95.1%、耐
久後転写効率は94.1%であり、実用上は問題ないレ
ベルであった。画像再現性も優れていた。5千枚耐久後
の帯電ローラー表面の遊離シリカ・トナー付着について
も、付着は全く見られず、良好であった。
【0126】<実施例8>トナーとして上記したトナー
8を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像出
し耐久試験をおこなった。
【0127】その結果、初期転写効率は96.2%、耐
久後転写効率は93.5%であり、実用上は問題ないレ
ベルであった。画像再現性もOKレベルであった。5千
枚耐久後の帯電ローラー表面の遊離シリカ・トナー付着
についても、画像再現性に問題無いレベルであった。
【0128】<実施例9>トナーとして上記したトナー
9を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像出
し耐久試験をおこなった。
【0129】その結果、初期転写効率は92.0%、耐
久後転写効率は91.4%であり、実用上は問題ないレ
ベルであった。画像再現性もOKレベルであった。5千
枚耐久後の帯電ローラー表面の遊離シリカ・トナー付着
についても、付着は殆ど見られず、良好であった。
【0130】<比較例1>トナーとして上記したトナー
10を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像
出し耐久試験をおこなった。
【0131】その結果、初期転写効率は92.5%と問
題ないレベルであったが、耐久後転写効率は86.6%
であり、大きく劣る結果となった。そのため、耐久後画
像再現性もNGであった。5千枚耐久後の帯電ローラー
表面の遊離シリカ・トナー付着については、遊離外添剤
は殆ど見られないものの、転写されなかったトナーが数
多く帯電ローラーに付着していた。
【0132】<比較例2>トナーとして上記したトナー
11を用いること以外は実施例1と全く同様にして画像
出し耐久試験をおこなった。
【0133】その結果、初期転写効率は98.0%、耐
久後転写効率は96.8%であり、問題なく、画像再現
性も優れたものであったが、3千枚耐久時から画像上に
濃度むらが発生し、回復することはなかった。帯電ロー
ラー表面に遊離シリカが付着しているのが観察され、こ
れが、画像上の濃度むらの原因になっていると考えられ
る。
【0134】
【表1】
【0135】
【表2】
【0136】
【発明の効果】本発明トナーを用いれば、無機微粒子の
外添量を極力抑えながら、高い転写効率を両立するトナ
ーを提供できる。それによって長期の使用においても、
ドラムを帯電する接触帯電ローラーを汚染せず、もしく
は最小限にとどめ、耐久性のあるカートリッジもしく
は、ドラムユニットを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】外添剤添加量とその際のトナー凝集度の関係
(式1)を示す概略図である。
【図2】外添剤添加量とその際のトナー凝集度の関係
(式1)の説明図である。
【図3】トナー表面の外添剤の存在状態とトナーの表面
凹凸の関係を示したモデル図である。
【図4】本発明のトナーの粉砕工程において使用される
一例の機械式粉砕機の概略図である。
【図5】図4におけるD−D’面での概略断面図であ
る。
【図6】図4における回転子の斜視図である。
【図7】本発明の画像形成装置の構成の概略図である。
【符号の説明】
1: 感光体ドラム 2: 帯電ローラー 3: レーザービーム 4: 現像装置 5: 転写ローラー 6: 定着装置 219: パイプ 220: ディストリビュータ 222: バグフィルター 224: 吸引ブロワー 229: 補集サイクロン 302: 粉体排出口 310: 固定子 311: 紛体投入口 312: 回転軸 313: ケーシング 314: 回転子 316: ジャケット 317: 冷却水供給口 318: 冷却水排出口 321: 冷却発生手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田澤 弥生 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 根岸 千花 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 CA12 CA26 CB13 EA05 EA07 EA10 FA06 2H077 AD00 AD06 DB12 DB14 EA13 2H200 FA08 FA16 HA03 HB12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性支持体上に感光層を有する電子写
    真感光体を帯電する帯電工程、該帯電された電子写真感
    光体を露光して静電潜像を形成する露光工程、一成分現
    像方式を用いてトナーを該静電潜像に現像する現像工
    程、現像されたトナーを被転写体に転写させる転写工程
    を有する画像形成方法であって、 該感光体を帯電する工程において、該帯電手段が感光体
    と接触している接触帯電ローラーであり、 該トナーは、少なくとも結着樹脂と磁性体とを含む磁性
    トナーであって、重量平均径が4〜12μmでありか
    つ、該トナー表面に比表面積175m2/g以上でかつ
    シランカップリング剤およびシリコーンオイルで処理さ
    れてなるシリカ微粒子が0ないし1.0質量%以下外添
    されているトナーであり、かつ該シリカ微粒子の外添量
    をX質量%、X質量%外添時の凝集度をY%とした場合
    に、XとYの間に下記の関係式が成り立つことを特徴と
    する画像形成方法。 Y≦80exp(−1.6X) (式1)
  2. 【請求項2】 該トナーのX,Y値が下記式の関係を満
    たすことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。 Y≦75exp(−1.8X) (式2)
  3. 【請求項3】 該外添量Xの値が下記式の関係を満たす
    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。 0≦X≦0.5 (式3)
  4. 【請求項4】 該外添量Xの値が下記式の関係を満たす
    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。 0≦X≦0.3 (式4)
  5. 【請求項5】 該トナーの円形度(FPIAで計算され
    る平均円形度)が0.960以上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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008262183A (ja) * 2007-03-16 2008-10-30 Ricoh Co Ltd 画像形成方法

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