JP2007264452A

JP2007264452A - 画像形成方法

Info

Publication number: JP2007264452A
Application number: JP2006091670A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nagai; 孝永井
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-11
Also published as: US20070231019A1; US7725057B2

Abstract

【課題】トナー粒子の粒子径、５μｍ以下のトナー微粉の含有量およびトナー粒子の形状を規定し、これによりトナー密度の高いトナー像が得られ、使用トナー量が少なくても十分な画像濃度を確保し、ドット画像の再現性も高い画像形成方法を提供することにある。
【解決手段】静電荷像担持体と現像スリーブを使用した画像形成方法であって、前記現像スリーブ表面の十点平均粗さＲｚは３．０〜５．５μｍであり、トナー粒子は、体積平均粒子径が６．２〜７．８μｍ、体積平均粒子径５．０４μｍ以下の含有量が２．５〜１０．０体積％、かつ、画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ-１が１１５≦ＳＦ-１≦１５０で、形状係数ＳＦ-２が１１５≦ＳＦ-２≦１４５である。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真、静電記録方式を用いた複写機、プリンタ、ファックスの分野に利用される画像形成方法に関する。

従来より、電子写真法では、静電荷像担持体（以下、感光体ともいう。）表面を一様に帯電させ、所定の原稿情報に基づいて光照射により静電荷像を形成し、この静電荷像にトナーを飛翔させてトナー像を形成する。そして、このトナー像を所定の用紙に転写し、定着ローラでの加熱及び加圧によって該トナー像を用紙に定着することにより、画像形成が行われる。
電子写真法で使用されるトナーは少なくとも結着樹脂中に着色剤を含有した物を混合した後、二軸混練機等で溶融混練、冷却後、粉砕工程、分級工程を経た後、無機酸化物等を添加し混合して得ている。
前記粉砕工程では粉砕器等の種類やその他の要因により、製造されるトナーの形状は異なる。そして、その形状はクリーニング性や転写性に影響を及ぼすことが知られている。そこで、トナーを小粒径化し、トナーの形状を所定の規定範囲とすることでクリーニング性能および転写性能を向上させる方法等の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

一方、２成分現像方式において、転写性能を高めるために現像スリーブ上に形成される磁気ブラシの密度、その他を規定し高画質、高品位な画像を得ることが検討されている。例えば、現像スリーブ上の２成分トナーの磁気ブラシを感光体に接触させ、かぶり取りバイアスを含む現像バイアスを印加し、感光体上の静電潜像を現像すると同時に、感光体上の転写残りトナーを除去することにより高品質画像を得る方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかし、特許文献１のように、単にトナーの形状を規制し、小粒径化しただけでは、５μｍ以下のトナーの含有量が増加し、トナーの流動性が低下する傾向にある。そのため現像器内の撹拌、搬送性の低下や、現像スリーブ上へのトナー搬送量低下が起こり、ベタ部の濃度不良やかぶりの発生、グレーやドット再現性においては均一性のある物が得られにくくなり画像の品質が低下する。また、特許文献２のように転写残りトナーは除去できても、所定の画像濃度を得るためには、より多くのトナー量が必要となり、それにより転写残りトナーなどの廃トナーも多くなり、環境面でも好ましくない。

特許第３３７２６９８号公報特許第３３８２４８３号公報

本発明の目的は、静電記録方式を用いる現像システムにおいて高画質化を達成するために、トナー粒子の粒子径、微小トナー粒子の含有量およびトナー粒子の形状を規定し、これによりトナー密度の高い（最密充填された）トナー像が得られ、使用トナー量が少なくても十分な画像濃度を確保し、ドット画像の再現性も高い画像形成方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、トナー粒子の小粒径化をはかり、平均粒子径５μｍ以下のトナー粒子の含有量、およびトナー粒子の形状を最適化し、かつ現像スリーブの表面粗さを所定の範囲のものとして、これらを組み合わせて用いることで、均一でかつトナー密度の高いトナー薄層を形成させることができ、これにより高画質、高耐久性に優れた画像形成方法を提供できることを見出して、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の画像形成方法は、以下の構成を有する。

（１）静電荷像担持体上に形成された静電荷潜像を、現像スリーブ上に薄層で形成されたトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程を少なくとも有する画像形成方法であって、前記現像スリーブ表面の十点平均粗さＲｚは３．０〜５．５μｍであり、トナー粒子は、体積平均粒子径が６．２〜７．８μｍ、体積平均粒子径５．０４μｍ以下の含有量が２．５〜１０．０体積％、かつ、画像解析装置で測定した下記式（１）で表される形状係数ＳＦ-１が１１５≦ＳＦ-１≦１５０で、下記式（２）で表され形状係数ＳＦ-２が１１５≦ＳＦ-２≦１４５であることを特徴とする画像形成方法。

[上記式中、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、ＰＥＲＩは粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を示す。]
（２）前記現像スリーブ表面に形成されるトナー薄層のトナー密度が０．６２〜０．８２ｍｇ／ｃｍ²であることを特徴とする（１）に記載の画像形成方法。
（３）前記現像スリーブはＳＵＳ（ステンレス鋼）からなることを特徴とする（１）または（２）記載の画像形成方法。

本発明に係る画像形成方法によれば、小粒径のトナー粒子を用いて、その形状を規制するとともに、平均粒子径５μｍ以下のトナー粒子の含有量を最適化し、かつ現像スリーブの表面粗さを所定の範囲とすることにより、均一でかつトナー密度の高いトナー薄層を形成させることができ、より少ないトナー使用量でも高画質の画像が得られる画像形成方法を提供することができる。

本発明に係る画像形成装置を図１に示す。本発明に係る画像形成方法は、図１に示すように、静電荷像担持体１０と対向配置された回転自在な現像スリーブ１２ａを用いて、前記現像スリーブ１２ａの回転によりトナーを搬送し、規制ブレード１２ｂと現像スリーブ１２ａとの間を通過させることにより、現像スリーブ１２ａ表面にトナー薄層を形成し、静電荷像担持体１０上に静電潜像を現像する磁性１成分現像ジャンピング方式であり、トナー粒子は、体積平均粒子径が６．０〜８．０μｍ、体積平均粒子径５．０μｍ以下のトナー粒子の含有量が２．０〜１１．０体積％、かつ、画像解析装置で測定した形状係数ＳＦ-１が１１５≦ＳＦ-１≦１５０で、形状係数ＳＦ-２が１１５≦ＳＦ-２≦１４５であり、前記現像スリーブ１２ａ表面の十点平均粗さＲｚが３．０〜５．５μｍである。
即ち、本発明では、トナー粒子の体積平均粒子径と、体積平均粒子径５．０μｍ以下のトナー粒子の含有量と、トナー粒子の形状係数と、そして現像スリーブ１２ａ表面の十点平均粗さＲｚとをそれぞれ上記範囲のもとで組み合わせて用いることにより、現像スリーブ１２ａ表面上に均一でかつトナー密度の高いトナー薄層を形成することができる。そして、より少ないトナー使用量で高画質で、かつ良好な画像を得ることできる。
ここでトナー粒子の体積平均粒子径とは、小径側から累積体積が５０％になる粒子径（Ｄ_50v）を意味し、例えばコールターカウンターＴＡ−ＩＩ（ベックマン‐コールター社製）、マルチサイザーＩＩ（ベックマン−コールター社製）などの測定器を用いて測定することができる。

本発明のトナー粒子は、体積平均粒子径が６．０〜８．０μｍ、好ましくは６．２〜７．８μｍであるのがよい。体積平均粒子径が６．０μｍより小さいと、微粉トナー量が多くなり過帯電したトナーが凝集し、画像かぶりが発生する。また、８．０μｍより大きいと、高画質な画像が得られ難くなり、画像形成を繰り返すに従って画像濃度の低下が発生する。

また、本発明のトナー粒子は、体積平均粒子径が５．０μｍ以下（微粉）のトナー粒子が２．０〜１１．０体積％、好ましくは２．５〜１０．０体積％であるのがよい。トナー粒子の微粉量が１１．０体積％より多くなると、トナーの帯電量分布がブロードになり、かぶりなどの画像不良を発生させるばかりか、感光体１０のクリーニング不良を誘発させ、長期耐久性能が無くなる。特に、不良帯電を帯びて、トナー薄層に乱れを生じさせる原因にもなると考えられ、長期にわたり安定したトナー薄層を供給することができない。

また、本発明のトナー粒子は、上記したように、形状係数ＳＦ-１が１１５以上１５０以下で、形状係数ＳＦ-２が１１５以上１４５以下である。形状係数ＳＦ-１はトナー粒子の丸さの度合いを示し、形状係数ＳＦ-２はトナー粒子の凹凸の度合いを示している。形状係数が、この範囲であると、高い転写性とクリーニング性との両立が可能であると考えられる。
ここで、本発明において、形状係数を示すＳＦ-１、ＳＦ-２は、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い１０００倍に拡大した１０μｍ以下の磁性粒子像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介して、例えばニコレ社製画像解析装置（ＬｅｚｅｘIII）に導入し解析を行い上記式（１）、（２）より算出し、得られた値を形状係数ＳＦ-１、ＳＦ-２と定義する。
なお、形状係数は、粉砕法によるトナー粒子の作製の際に、粉砕工程での粉砕の回転数、粉砕時間等を変えることにより調整できる。

（トナー）
本発明のトナーは、特に限定されるものでなく、磁性１成分トナーおよび非磁性２成分トナーのいずれを用いてもよい。
本発明のトナー粒子としては、例えば粉砕法により、結着樹脂中に、着色剤などの種々のトナー配合剤を分散させトナー粒子を得ることができる。
すなわち、本発明で用いられるトナーは、所定量の結着樹脂に、所定量の着色剤と、必要に応じてワックス、電荷抑制剤等の添加剤とを添加し、それをヘンシェルミキサーなどの混合装置で攪拌混合して得ることができる。前記攪拌混合して得られる混合物を二軸押出機などで溶融混練し、冷却後、ハンマーミルやジェットミルなどの粉砕機で粉砕する。次に、風力分級機などの分級機を用いて、分級した後、所定の大きさの粒径および形状係数をもったトナー粒子を得ることができる。上記のトナー粒子は、６〜８μｍ程度に粒度調整されているのが良い。

また、トナー粒子を得るためには重合法を用いることもできる。重合法では、主に懸濁重合法、乳化重合法が使用される。重合法は結着樹脂にワックス、着色剤、更に必要に応じて電荷制御剤、重合開始剤、架橋剤が使用され、結着樹脂に他の添加剤を加えた混合物または分散液を水相中攪拌しながら造粒し重合させ所望の粒子サイズを有するトナー粒子を得ることができる。

（結着樹脂）
本発明におけるトナーに使用する結着樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
より具体的には、ポリスチレン系樹脂として、スチレンの単独重合体でも、スチレンと共重合可能な他の共重合モノマーとの共重合体でもよい。共重合モノマーとしては、ｐ−クロルスチレン；ビニルナフタレン；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類；塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類；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、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドテシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸エステル；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどの他のアクリル酸誘導体；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリデンなどのＮ−ビニル化合物などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用することもできるし、あるいは２種以上を組み合わせてスチレン単量体と共重合させることができる。

ポリスチレン系樹脂の分子量また、結着樹脂において、二つの質量平均分子量ピーク（低分子量ピークと、高分子量ピークと称する。）を有することが好ましい。具体的に、低分子量ピークが３，０００〜２０，０００の範囲内であり、もう一つの高分子量ピークが３００，０００〜１，５００，０００の範囲内であり、Ｍｗ／Ｍｎが１０以上あるものが好ましい。質量平均分子量ピークがこのような範囲内にあれば、トナーを容易に定着させることができ、また、耐オフセット性を向上させることもできる。尚、結着樹脂の質量平均分子量は、分子量測定装置（ＧＰＣ）を用いて、カラムからの溶出時間を測定し、標準ポリスチレン樹脂を用いて予め作成しておいた検量線と照らし合わせることにより、求めることができる。

また、ポリエステル系樹脂としては、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合ないし共縮重合によって得られるものであれば使用することができる。ポリエステル系樹脂を合成する際に用いられる成分としては、以下のものが挙げられる。まず、２価または３価以上のアルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール類；ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノール類；ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５，−トリヒドロキシメチルベンゼン等の３価以上のアルコール類が例示される。

また、２価または３価以上のカルボン酸成分としては、２価または３価カルボン酸、この酸無水物またはこの低級アルキルエステルが用いられ、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、あるいはｎ−ブチルコハク酸、ｎ−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のアルキルまたはアルケニルコハク酸等の２価カルボン酸；１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等の３価以上のカルボン酸等が例示される。

また、ポリエステル系樹脂の軟化点は、１１０〜１５０℃であることが好ましく、より好ましくは１２０〜１４０℃である。
また、結着樹脂は、定着性が良好な観点から熱可塑性樹脂が好ましいが、ソックスレー抽出器を用いて測定される架橋部分量（ゲル量）が１０質量％以下の値、より好ましくは０．１〜１０質量％の範囲内の値であれば、熱硬化性樹脂であっても良い。このように一部架橋構造を導入することにより、定着性を低下させることなく、トナーの保存安定性や形態保持性、あるいは耐久性をより向上させることができる。よって、トナーのバインダー樹脂として、熱可塑性樹脂を１００質量％使用する必要はなく、架橋剤を添加したり、あるいは、熱硬化性樹脂を一部使用することも好ましい。
したがって、熱硬化性樹脂として、エポキシ系樹脂やシアネート系樹脂等が使用することができる。より具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、シアネート樹脂等の１種または２種以上の組み合わせが挙げられる。
なお、軟化点は、フローテスタを用い、試料量：１．８ｇ、ダイ孔径：１ｍｍ、ダイ長さ：１ｍｍ、押出圧力：４Ｍｐａによって、試料の１／２の量が流出した時点の温度を求める１／２法によって求めたものである。

結着樹脂における官能基はまた、このようなバインダー樹脂において、磁性粉の分散性を向上させるために、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基およびグリシドキシ（エポキシ）基から選択される少なくとも一つの官能基を分子内に有する樹脂を使用することが好ましい。なお、これらの官能基を有しているか否かは、ＦＴ−ＩＲ装置を用いて確認することができ、さらに滴定法を用いて定量することができる。
結着樹脂において、ガラス転移点（Ｔｇ）を５５〜７０℃の範囲内の値とするのが好ましい。結着樹脂のガラス転移点が、５５℃未満では、得られたトナー同士が融着し、保存安定性が低下する傾向がある。一方、結着樹脂のガラス転移点が、７０℃を超えると、トナーの定着性が乏しくなる傾向がある。
なお、ここで説明したＴｇは以下の測定方法で求めたものである。具体的には、Ｔｇを測定する装置として、ＳＩＩ(エスアイアイ)テクノロジー社製ＤＳＣ６２００を使用し、まず試料約１０ｍｇをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。そして、昇温速度１０℃／ｍｉｎで３０℃から１7０℃まで加熱した後、３０℃まで試料を冷却して、再度１７０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱してＤＳＣ測定を行った。
Ｔｇは、ＤＳＣ６２００中の解析システムを用いて、Ｔｇ近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出することで求められる。

（磁性粉）
現像剤を磁性トナーとする場合、トナーに磁性粉を用いる。また、この場合、磁性粉は着色剤としての役割も果たす。磁性粉としては、それ自体公知のもの、例えば、フェライト、マグネタイトを初めとする鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属、もしくは合金またはこれらの元素を含む化合物、あるいは、強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合金、または二酸化クロム等を挙げることができる。
これらの磁性粉は、平均粒子径が０．１〜１μｍ、特に０．１〜０．５μｍの範囲内の微粉末の形で、上述した結着樹脂中に均一に分散される。また、磁性粉は、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤などの表面処理剤で表面処理を施して使用することもできる。磁性粉の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡によって撮影した写真（倍率１万倍）を４倍に拡大して、写真に写された３００個の磁性粉について測定したマーチン径（円相当径）の平均値である。
また磁性粉は、トナー中に３０〜６０質量部、特に４５〜５５質量部の量で含有されていることが好ましい。上記範囲よりも多量に磁性粉を用いると、画像濃度の耐久性が悪くなり、また、定着性が極度に低下する傾向があり、上記範囲よりも少量では、画像濃度耐久性におけるカブリが悪くなってしまう。
ただし、本発明で用いる磁性粉は形状は特に規定しないが、含有される磁性粉の形状を球形ではなくエッジを有した多面体（８面体、６面体など）であると、トナー表面からその磁性粉の一角もしくは複数の角が露出していることが期待でき、さらに、磁性粉含有量は４０〜５５質量%の範囲に入ることでより効果的に、ブレードエッジに溜まるトナー電位がブレードとの摩擦帯電により感光体の絶縁破壊電位に至る前に、磁性粉のエッジより徐々に滞留トナーの電荷を放電していく効果を得ることができる。
磁性粉の形状の観察においては、必要に応じて、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）Ｈ−７００Ｈ、Ｈ−８００、Ｈ−７５００(いずれも日立製作所製)または走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)Ｓ−８００またはＳ−４７００（いずれも日立製作所製）を用い、２００００倍から２０００００倍で撮影し、１〜1０倍の焼き付け倍率として、任意の倍率で試料を観察することができる。

（電荷制御剤）
電荷制御剤は、帯電レベルや帯電立ち上がり特性（短時間で、一定の電荷レベルに帯電するかの指標）を著しく向上させ、耐久性や安定性に優れた特性等を得るために配合されるものである。すなわち、トナーを正帯電させて現像に供する場合には、正帯電性の電荷制御剤を添加し、負帯電させて現像に供する場合には、負帯電性の電荷制御剤を添加することができる。
このような電荷制御剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、正帯電性の電荷制御剤の具体例としては、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、オルトオキサジン、メタオキサジン、パラオキサジン、オルトチアジン、メタチアジン、パラチアジン、１，２，３−トリアジン、１，２，４−トリアジン、１，３，５−トリアジン、１，２，４−オキサジアジン、１，３，４−オキサジアジン、１，２，６−オキサジアジン、１，３，４−チアジアジン、１，３，５−チアジアジン、１，２，３，４−テトラジン、１，２，４，５−テトラジン、１，２，３，５−テトラジン、１，２，４，６−オキサトリアジン、１，３，４，５−オキサトリアジン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリンなどのアジン化合物；アジンファストレッドＦＣ、アジンファストレッド１２ＢＫ、アジンバイオレットＢＯ、アジンブラウン３Ｇ、アジンライトブラウンＧＲ、アジンダ-クグリ-ンＢＨ／Ｃ、アジンディ-プブラックＥＷおよびアジンディーブラック３ＲＬなどのアジン化合物からなる直接染料；ニグロシン、ニグロシン塩、ニグロシン誘導体などのニグロシン化合物；ニグロシンＢＫ、ニグロシンＮＢ、ニグロシンＺなどのニグロシン化合物からなる酸性染料；ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩類；アルコキシル化アミン；アルキルアミド；ベンジルメチルヘキシルデシルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩を例示することができ、これらは、１種単独でも２種以上を併用して使用することもできる。特に、ニグロシン化合物は、より迅速な立ち上がり性が得られる観点から、正帯電性トナーとしての使用には最適である。

また、４級アンモニウム塩、カルボン酸塩或いはカルボキシル基を官能基として有する樹脂またはオリゴマ-なども正帯電性電荷制御剤として使用することができる。より具体的には、４級アンモニウム塩を有するスチレン系樹脂、４級アンモニウム塩を有するアクリル系樹脂、４級アンモニウム塩を有するスチレン-アクリル系樹脂、４級アンモニウム塩を有するポリエステル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン系樹脂、カルボン酸塩を有するアクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン-アクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するポリエステル系樹脂、カルボキシル基を有するポリスチレン系樹脂、カルボキシル基を有するアクリル系樹脂、カルボキシル基を有するスチレン-アクリル系樹脂、カルボキシル基を有するポリエステル系樹脂等の１種または２種以上が挙げられる。

特に、４級アンモニウム塩を官能基として有するスチレン-アクリル系共重合樹脂は、帯電量を所望の範囲内の値に容易に調節することができる観点から、最適である。この場合において、上記スチレン単位と共重合させる好ましいアクリル系コモノマーとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｉｓｏ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｉｓｏ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸n-ブチル、メタアクリル酸ｉｓｏ−ブチルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。また、４級アンモニウム塩としては、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートから第４級化の工程を経て誘導される単位が用いられる。誘導されるジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジブチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のジ（低級アルキル）アミノエチル（メタ）アクリレート；ジメチルメタクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドが好適である。また、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等のヒドロキシ基含有重合性モノマーを重合時に併用することもできる。

負帯電性を示す電荷制御剤としては、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効で、その例としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄（II）アセチルアセトナート、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸クロム等があり、特にアセチルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましく、特にサリチル酸系金属錯体またはサリチル酸系金属塩が好ましい。

上述した正帯電性或いは負帯電性の電荷制御剤は、一般に１．５〜１５質量部、好ましくは２．０〜８．０質量部、最も好ましくは３．０〜７．０質量部の量でトナー中に含まれているのがよい（すなわち、トナーの全体量を１００質量部とする）。電荷制御剤の添加量が上記範囲よりも少量であると、所定極性にトナーを安定して帯電することが困難となる傾向があり、該トナーを用いて静電潜像の現像を行って画像形成を行ったとき、画像濃度が低くなったり、画像濃度の耐久性が低下する傾向がある。また、電荷制御剤の分散不良が起こりやすく、いわゆるカブリの原因となったり、感光体汚染が激しくなる等の傾向がある。一方、電荷制御剤が上記範囲よりも多量に使用されると、耐環境性、特に高温高湿下での帯電不良、画像不良となり、感光体汚染等の欠点が生じやすくなる傾向がある。

（離型剤）
離型剤として、ワックス類が用いられる。それらは、特に制限されるものではないが、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、テフロン（登録商標）系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス、ライスワックス等を使用することが好ましい。また、これらワックスは２種以上を併用しても構わない。かかるワックスを添加することにより、オフセット性や像スミアリングをより効率的に防止することができる。
上述したワックス類は、特に制限されるものではないが、一般に、トナー中に（トナー全体量を１００質量部とする）、１〜５質量部の量で配合されていることが好ましい。ワックス類の添加量が１質量部未満では、オフセット性や像スミアリング等を効率的に防止することができない傾向があり、一方、５質量部を超えると、トナー同士が融着してしまい、保存安定性が低下する傾向がある。

（外添剤）
本発明で用いられる外添剤としては、シリカを用いるのが好ましいが、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末；ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末；ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。シリカ粉末としては、例えば日本アエロジル社製のアエロジルＲＡ２００Ｈ、ＮＡＹ２００、ＮＡ５０Ｈ、Ｒ９７２、Ｒ９７４、９０、シリカＤ−１７、Ｔ−８０５、Ｒ−８１２、ＲＡ２００、ＨＲＸ−Ｃ；キャボット社製のＴＧ８２０Ｆ、ＴＧ８２４Ｆ、Ｃａｂ−ｏ−ＳｉｌＭ−５、ＭＳ−７、ＭＳ−７５、ＨＳ−５、ＥＨ−５、Ｓ−１７、ＴＳ−７２；日本触媒社製のＫＥ−Ｅ３０、ＫＥ−Ｅ４０などが挙げられる。
前記無機微粒子の添加量は、トナー総量当たり０．１〜５．０質量％の範囲が好ましい。当該外添剤とトナー粒子との混合は、例えばヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等を用いて行うことができる。
また、前記無機微粒子の表面は、必要に応じ、疎水化，帯電制御等の目的でシランカップリング剤、アミノシラン、シリコーンオイル、またはチタネートカップリング剤により表面処理されていても良い。
これら表面処理剤の使用量は、前記無機微粒子１００重量部に対して、０．０５〜２０重量部が好ましい。

シランカップリング剤としては、例えば、オルガノアルコキシシラン（例えば、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、エトキシトリメチルシラン等）；オルガノクロルシラン（例えば、トリクロルメチルシラン、ジクロルジメチルシラン、クロルトリメチルシラン、トリクロルエチルシラン、ジクロルジエチルシラン、クロルトリエチルシラン、トリクロルフェニルシラン等）；オルガノシラザン（例えば、トリエチルシラザン、トリプロピルシラザン、トリフェニルシラザン等）；オルガノジシラザン（例えば、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン等）；その他オルガノシラン等が挙げられる。これらは単独で使用しても、あるいは２種以上を併用してもよい。上記のシランカップリング剤の中でも、オルガノクロルシラン、オルガノシラザン、オルガノジシラザンが好適に使用される。

アミノシランとしては、例えば、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。上記のアミノシランの中でも、３−アミノプロピルトリメトキシシランが好適に使用される。

シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、フルオロシリコーンオイル、変性シリコーンオイル等が挙げられる。これらは単独で使用しても２種以上を併用してもよい。必要に応じて、架橋剤や熱処理により、上記のシリコーンオイルを硬化させてもよい。上記のシリコーンオイルの中でも、ジメチルシリコーンオイルが好適に使用される。

チタネートカップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリクルミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート等が挙げられる。これらは単独で使用しても２種以上を併用してもよい。上記のチタネートカップリング剤の中でも、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートが好適に使用される。

（画像形成装置）
本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる画像形成装置の概略構成を示す図である。本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１は、アモルファスシリコンドラムを用いた静電荷像担持体ドラム１０と、静電荷像担持体１０の表面に接触して帯電電圧を印加する接触帯電部材である帯電ローラ１１と、静電荷像担持体１０の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段（図示せず）と、静電荷像担持体１０上の静電潜像に所定の極性の帯電トナーを付着させてトナー画像を形成する現像スリーブ１２ａ等の現像手段１２と、給紙および搬送手段１３によって給紙・搬送された転写材１６に転写電圧を印加して、静電荷像担持体１０上のトナー画像を転写材１６に転移させる接触転写ローラ等の転写部材１４と、静電荷像担持体１０上に残留した未転写のトナーを回収する静電荷像担持体清掃手段１５（クリーニングブレード１５ａ）とを備えている。

画像形成時は、静電荷像担持体ドラム１０が接触帯電部材１１によって一様に帯電され、露光装置から静電荷像担持体ドラム１０の表面上にレーザービーム等が照射されて静電潜像が形成される。即ち、光照射部の電位が低下し、静電潜像が形成されるわけである。現像装置１２は、静電荷像担持体ドラム１０と対向配置された回転自在な現像スリーブ１２ａを備えており、現像スリーブ１２ａ表面に担持された現像剤（トナー）を静電荷像担持体ドラム１０表面の静電潜像に付着させてトナー像として現像（可視像化）するものである。即ち、現像装置１２内の現像剤は、攪拌部材によって攪拌され、静電荷像担持体ドラム１０の帯電極性と同極性に摩擦帯電されて現像スリーブ１２ａ側に搬送される。現像スリーブ１２ａは、静電荷像担持体ドラム１０に対して所定のギャップを設けて配置され、現像スリーブ１２ａ表面の現像剤は規制ブレード１２ｂにより層厚規制を受けて所定層厚に形成される。そして、現像スリーブ１２ａに現像バイアスを印加することにより、帯電トナーが前述した画像露光によって電位が低下した部分に付着することにより、静電荷像担持体ドラム１０表面にトナー像が形成されることとなる。このトナー像は、接触転写ローラ１４により、給紙・搬送された転写材１６に転写電圧が印加され、静電荷像担持体ドラム１０上のトナー像が転写材１６に転写される。静電荷像担持体１０上の残留トナーは、クリーニングブレード１５ａにより除去され回収される。

現像スリーブ１２ａに用いる材質としては、高耐久性を考慮する場合、スリーブ材質としてステンレス鋼（ＳＵＳ）を使用するのが好ましく、例えばＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６等を用いることができる。特に、磁性が弱くかつ加工しやすいＳＵＳ３０５を使用するのがより好ましい。また、アルミニウムを用いることもできる。しかし、低速の電子写真プロセスでは、アルミニウム等の比較的柔らかい材質でも耐久性は維持できたが、高速のプロセスでは耐久性能が確保できない。したがって、高速プロセスに対応するためには、傷がつきにくく、削られにくいステンレス鋼を用いることにより、高耐久性を確保することができる。
本発明では、前記ステンレス鋼を用いた現像スリーブの表面粗さＲｚは、３．０〜５．５μｍである。表面粗さが５．５μｍを超えると、トナー薄層の厚みが厚くなりすぎて安定した層が得られない。また、表面粗さが３．０μｍより小さいと、トナー搬送力が弱く、トナー薄層の厚みが薄くなり画像濃度が低下するおそれがある。前記表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１−２００１に基づき、例えば（株）小坂研究所製の表面粗さ測定器「サーフコーダＳＥ−３０Ｄ」を用いて測定することができる。
なお、表面粗さは、サンドブラスト法またはビーズブラスト法等を用いて調整することができる。

なお、本発明の画像形成方法は、前記磁性１成分現像ジャンピング方式に限定されるものでなく、例えば所謂ハイブリッド現像方式にも好適に用いることができる。これは、静電荷像担持体に対向し、かつトナーを担持するドナーロールと、このドナーロールに対向し、かつトナーと磁性キャリアとが含まれる２成分現像剤を担持するトナー搬送ロールとを備え、磁気ブラシによりトナー搬送ロールから大量の現像剤を供給し、ドナーロール上にトナー薄層を形成するようにしたものである。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

以下に、実施例においては、磁性１成分トナーを用いた例で説明するが、２成分でも勿論問題なく使用可能である。

（実施例１）
表１に示す組成で、表２に示す工程により、粉砕工程において粉砕機としてターボミルＴ−２５０型（ターボ工業社製）を用い、風量１０Ｎｍ³／ｍｉｎ、回転数８５００ｒｐｍにて、粉砕工程を１回行い、トナー粒子を得た。トナー粒子の体積平均粒子径は７．８μｍであった。得られたトナー粒子に、トナー粒子１００重量部に対してシリカ（ＲＡ−２００Ｈ、日本アエロジル株式会社製）を０．８質量部を添加し、ヘンシェルミキサー内で３分間攪拌し、該トナー粒子の表面にシリカを付着させ本発明のトナーを調製した。そして、表３に示すように、得られたトナーと表面粗さＲｚが４．３μｍの現像スリーブを用いたケースを、実施例１とした。

（実施例２）
ターボミルの回転数を１０５００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にして、トナーを作製し、このトナーと表面粗さＲｚが３．０μｍの現像スリーブを用いたケースを、実施例２とした。
（実施例３）
ターボミルの回転数を７５００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にして、トナーを作製し、このトナーと表面粗さＲｚが５．５μｍの現像スリーブを用いたケースを、実施例３とした。
（比較例１）
ターボミルの回転数を１１５００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例１とした。
（比較例２）
ターボミルの回転数を６５００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例２とした。
（比較例３）
ターボミルの回転数を８５００ｒｐｍとし、分級工程でトナー微粉量を調整した以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例３とした。
（比較例４）
ターボミルの回転数を８５００ｒｐｍとし、分級工程でトナー微粉量を調整した以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例４とした。
（比較例５）
現像スリーブの表面粗さＲｚを５．８μｍとした以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例５とした。
（比較例６）
現像スリーブの表面粗さＲｚを２．６μｍとした以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例６とした。
（比較例７）
ターボミルの風量を７．５Ｎｍ³／ｍｉｎ、回転数を８５００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例７とした。
（比較例８）
ターボミルの風量を１２．５Ｎｍ³／ｍｉｎ、回転数を８５００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例８とした。
（比較例９）
ターボミルの風量を７．５Ｎｍ³／ｍｉｎ、回転数を９５００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例９とした。
（比較例１０）
ターボミルの風量を１２．５Ｎｍ³／ｍｉｎ、回転数を７５００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にしたケースであり、これを比較例１０とした。

（粒子径測定）
トナー粒子の体積平均粒子径は、小径側から累積体積が５０％になる粒子径（Ｄ_50v）を意味し、ベックマン‐コールター社製のコールターカウンターであるマルチサイザーＴＡ−ＩＩを用いて測定した。

（形状係数測定）
トナー粒子の形状係数は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い１０００倍に拡大した１０μｍ以下のトナー粒子像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介して、ニコレ社製画像解析装置（ＬｅｚｅｘIII）に導入し解析を行い上記式（１）、（２）より算出して求めた。

（トナー密度測定）
トナー密度は、感光体ドラム上にベタ画像を現像させ、ノズル等の着いた吸引装置を用い、感光体ドラム上のベタ画像を吸引し、その重量を測定した。そして、吸引した面積（ｃｍ²）で割り、トナー密度（ｍｇ／ｃｍ²）を算出した。

（評価試験および評価方法）
表３に示す実施例１〜３、比較例１〜１０のトナーを用い、正帯電性ａ−Ｓｉ感光体ドラム搭載／ＳＵＳ製現像スリーブ搭載の京セラミタ株式会社製プリンタ(ＫＭ−３５３０)を用い、初期での画像特性の評価試験を行った。併せて使用トナー量の状態を調べた。
評価結果を表３に示した。

画像特性として、画像濃度（ＩＤ）、かぶり（ＦＤ）およびドット再現を評価した。評価方法および評価基準は、以下の通りである。
画像濃度（ＩＤ）は、常温常湿環境（２０℃、６５%ＲＨ）にて初期時に上記プリンタにより画像評価パターンを印字して初期画像とし、ソリッド画像をマクベス反射濃度計（ＲＤ９１４）を用いて測定し、一定のベタ部の９ポイントの濃度測定を行ない、その平均値（ＩＤ）を算出した。評価基準は、画像濃度１．２８以上を合格とした。
かぶり（ＦＤ）は、反射濃度計(東京電飾社製、ＴＣ−６Ｄ)を用いて測定し画像特性評価を行った。評価基準は、かぶり（ＦＤ）０．００８以下を合格とした。
ドット再現は、ルーペを用いた目視により確認した。評価基準は以下の通りである。
◎：欠けやつぶれがなく再現性良好。
○：◎より劣るが、ほぼ再現。
△：欠けやつぶれが若干認められる。
×：欠けやつぶれがある。

表３に示すように、比較例１は、トナーの平均粒子径が本発明の範囲より小さいためにかぶりが発生し、比較例２は、トナーの平均粒子径が本発明の範囲より大きいために画像濃度が低下した。比較例３は、トナーの微粉含有量が本発明の範囲より小さいために画像濃度が低下しており、比較例４は、トナーの微粉含有量が本発明の範囲より大きいためにかぶりが発生した。比較例５は、現像スリーブの表面粗さが本発明の範囲より大きいためにトナー密度は高まるが、かぶりが発生し、ドット再現性が悪化した。比較例６は、現像スリーブの表面粗さが本発明の範囲より小さいためにトナー密度は低くなり、画像濃度の低下が見られた。比較例７は、形状係数ＳＦ-１が本発明の範囲より小さいために、かぶりが発生し、ドット再現性が悪化した。比較例８は、形状係数ＳＦ-１が本発明の範囲より大きいために、画像濃度の低下が見られた。比較例９は、形状係数ＳＦ-２が本発明の範囲より小さいために、かぶりが発生し、ドット再現性が悪化した。比較例１０は、形状係数ＳＦ-２が本発明の範囲より大きいために、画像濃度の低下が見られた。
これに対して、本発明の範囲内の実施例１〜３は、いずれも画像濃度およびかぶりは良好であり、使用トナー量も少なく、トナー密度の高いトナー像が得られており、使用トナー量が少なくても十分な画像濃度を確保し、ドット画像の再現性も高いことが確認できた。

本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の概要図である。

符号の説明

１画像形成装置
１０静電荷像担持体ドラム
１１接触帯電部材（帯電ローラ）
１２現像手段（現像器）
１２ａ現像スリーブ
１２ｂ規制ブレード
１３給紙および搬送手段
１４転写部材
１５清掃手段
１５ａクリーニングブレード
１６転写材

Claims

静電荷像担持体上に形成された静電荷潜像を、現像スリーブ上に薄層で形成されたトナーにより現像してトナー像を形成する現像工程を少なくとも有する画像形成方法であって、前記現像スリーブ表面の十点平均粗さＲｚは３．０〜５．５μｍであり、トナー粒子は、体積平均粒子径が６．２〜７．８μｍ、体積平均粒子径５．０４μｍ以下の含有量が２．５〜１０．０体積％、かつ画像解析装置で測定した、下記式（１）で表される形状係数ＳＦ-１が１１５≦ＳＦ-１≦１５０で、下記式（２）で表され形状係数ＳＦ-２が１１５≦ＳＦ-２≦１４５であることを特徴とする画像形成方法。

[上記式中、ＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長、ＰＥＲＩは粒子の周囲長、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を示す。]
前記現像スリーブ表面に形成されるトナー薄層のトナー密度が０．６２〜０．８２ｍｇ／ｃｍ²であることを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
前記現像スリーブはＳＵＳ（ステンレス鋼）からなることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成方法。