JP3978824B2 - 二成分現像剤及び電子写真方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタやファクシミリに用いられるトナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真装置はオフィスユースの目的からパーソナルユースへと移行しつつあり、小型化、メンテフリーなどを実現する技術が求められている。そのため廃トナーのリサイクルなどのメンテナンス性が良く、オゾン排気が少ないなどの条件が必要となる。
【０００３】
電子写真方式の複写機、プリンターの印字プロセスを説明する。先ず、画像形成のために像担持体（以下感光体と称す）を帯電する。帯電方法としては、従来から用いられているコロナ帯電器を使用するもの、また、近年ではオゾン発生量の低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧した接触型の帯電方法などによって感光体表面を均一に帯電する方法がある。感光体を帯電後、複写機であれば、複写原稿に光を照射して反射光をレンズ系を通じて感光体に照射する。或いは、プリンタであれば露光光源としての発光ダイオードやレーザーダイオードに画像信号を送り、光のＯＮ−ＯＦＦによって感光体に潜像を形成する。感光体に潜像（表面電位の高低）が形成されると感光体は予め帯電された着色粉体であるトナー（直径が５μｍ〜１５μｍ程度）によって可視像化される。トナーは感光体の表面電位の高低に従って感光体表面に付着し複写用紙に電気的に転写される。すなわち、トナーは予め正または負に帯電しており複写用紙の背面からトナー極性と反対の極性の電荷を付与して電気的に吸引する。転写方法としては、従来から用いられているコロナ放電器を使用するもの、また、近年ではオゾン発生量の低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧した転写方法が実用化されている。転写時には感光体上の全てのトナーが複写用紙に移るのではなく、一部は感光体上に残留する。この残留トナーはクリーニング部でクリーニングブレードなどで掻き落とされ廃トナーとなる。そして複写用紙に転写されたトナーは、定着の工程で、熱や圧力により、紙に固定される。
【０００４】
周知のように電子写真方法に使用される静電荷現像用のトナ−は一般的に樹脂成分、顔料もしくは染料からなる着色成分および可塑剤、電荷制御剤、更に必要に応じて磁性体、離型剤などの添加成分によって構成されている。樹脂成分として天然または合成樹脂が単独あるいは適時混合して使用される。
【０００５】
そして、上記添加剤を適当な割合で予備混合し、熱溶融によって加熱混練し、気流式衝突板方式等により微粉砕し、微粉分級されてトナー母体が完成する。その後このトナー母体に外添剤を外添処理してトナーが完成する。
【０００６】
一成分現像では、トナーのみで構成されるが、トナーと磁性粒子からなるキャリアと混合することによって２成分現像剤が得られる。
【０００７】
またカラー複写機では、感光体を、帯電チャージャーによるコロナ放電で帯電させ、その後各色の潜像を光信号として感光体に照射し、静電潜像を形成し、第１色、例えばイエロートナーで現像し、潜像を顕像化する。その後感光体に、イエロートナーの帯電と逆極性に帯電された転写材を当接し、感光体上に形成されたイエロートナー像を転写する。感光体は転写時に残留したトナーをクリーニングしたのち除電され、第１のカラートナーの現像、転写を終える。
【０００８】
その後マゼンタ、シアンなどのトナーに対してもイエロートナーと同様な操作を繰り返し、各色のトナー像を転写材上で重ね合わせてカラー像を形成する方法が取られている。そしてこれらの重畳したトナー像はトナーと逆極性に帯電した転写紙に転写された後、定着され複写が終了する。
【０００９】
このカラー像形成方法としては、単一の感光体上に順次各色のトナー像を形成し、転写ドラムに巻き付けた転写材を回転させて繰り返しこの感光体に対向させ、そこで順次形成される各色のトナー像を重ねて転写していく転写ドラム方式と、複数の像形成部を並べて配置し、ベルトで搬送される転写材にそれぞれの像形成部を通過させて順次各色のトナー像を転写し、カラー像を重ね合わす連続重ね方式が一般的である。
【００１０】
前記の転写ドラム方式を用いたものに、特開平１−２５２９８２号公報に示されるカラー画像形成装置がある。図５はこの従来例の全体構成の概要を示すもので、以下その構成と動作を簡単に説明する。図５において、５０１は感光体で、これに対向して帯電器５０２と、現像部５０３と、転写ドラム５０４、クリーナ５０５が設けられている。現像部５０３は、イエロ色のトナー像をつくるためのＹ現像器５０６、マゼンタ色のＭ現像器５０７、シアン色のＣ現像器５０８、黒色のＢｋ現像器５０９とで構成され、現像器群全体が回転して各々の現像器が順次感光体５０１に対向し現像可能の状態になる。転写ドラム５０４と感光体５０１は動作中は対向しながらそれぞれ矢印方向に一定速度で回転している。
【００１１】
像形成動作が開始すると感光体５０１が矢印方向に回転するとともに、その表面が帯電器５０２によって一様に帯電される。その後感光体表面には、１色目のイエロの像を形成するための信号で変調されたレーザビーム５１０を照射されて、潜像が形成される。次にこの潜像は最初に感光体５０１に対向しているＹ現像器５０６により現像され、イエロのトナー像が形成される。感光体上に形成されたイエロのトナー像が転写ドラム５０４に対向する位置に移動するまでに、すでに転写ドラム５０４の外周には給紙部５１１から送られた転写材としての１枚の用紙が先端を爪部５１２でつかまれて巻き付けられており、その用紙の所定の位置に感光体上のイエロのトナー像が対向して出会うようにタイミングがとられている。
【００１２】
感光体上のイエロのトナー像が転写帯電器５１３の作用により用紙に転写された後、感光体表面はクリーナ５０５により清掃されて、次色の像形成が準備される。続いてマゼンタ、シアン、黒のトナー像も同様に形成されるが、そのとき現像部５０３は色に応じて用いる各現像器５０６〜５０９を感光体に対向させて現像可能の状態にする。転写ドラム５０４の径は最長の用紙が巻き付けられかつ各色の像間で現像器の交換が間に合うように充分の大きさを持っている。
【００１３】
各色の像形成のためのレーザビーム５１０の照射は、回転につれて感光体上の各色のトナー像と転写ドラム上の用紙に既に転写されたトナー像とが位置的に合致されて対向するようにタイミングがとられて実行される。このようにして４色のトナー像が転写ドラム５０４上で用紙に重ねて転写されて、用紙上にカラー像が形成される。全ての色のトナー像が転写された後、用紙は剥離爪５１４により転写ドラム５０４から剥されて、搬送部５１５を経て定着器５１６によりトナー像が定着され、装置外へ排出される。
【００１４】
一方、連続転写方式を用いたカラー画像形成装置の例として、特開平１−２５０９７０号公報がある。この従来例では４色の像形成のためにそれぞれが感光体、光走査手段などを含んだ４つの像形成ステーションが並び、ベルトに搬送された用紙がそれぞれの感光体の下部を通過してカラートナー像が重ね合わされる。
【００１５】
さらにまた、転写材上に異なる色のトナー像を重ねてカラー像を形成する他の方法として、感光体上に順次形成される各色トナー像を中間転写材上に一旦重ねて、最後にこの中間転写材上のトナー像を一括して転写紙に移す方法が特開平２−２１２８６７号公報で開示されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
昨今地球環境保護の点から、オゾン発生量の低減や、産業廃棄物の無制限な廃棄を規制するため従来再利用されずに廃棄されていた廃トナーを再利用することや、定着の消費電力を抑える低温定着方法などの必要性が叫ばれている。トナー材料もオゾン量の発生の少ないローラ転写方法への対応や、廃トナーを再利用するリサイクルへの対応や、低温定着化への対応すべく改良が進んでいる。また、トナーの製造の工程において、微粉分級時に発生するトナー微粉は再利用されずに廃棄されているのが現状である。これは混合又は混錬工程に戻して再利用すると、混合混錬性が低下して内添剤の分散の偏りが生じ、複写画像上でのカブリとトナー飛散が発生しやすくなるためであり、この分級時の微粉トナーの再利用も重要な問題である。更にこれら単独ではなく同時に満足できる高性能なトナーは環境保護からは重要課題である。
【００１７】
また複写機や、プリンタ、ＦＡＸにおいてプロセス速度の異なる機種毎に別々の種類のトナーを使用している。例えば低速機では耐オフセット性を向上させるため、粘弾性の高い、高軟化点の結着樹脂材料を使用する。高速機では定着に必要な熱量が得にくいため、定着性を高めるために軟化点を下げた特性の異なる別の結着樹脂を使用している。プロセス速度とは機械の時間当たりの複写処理能力に関係し、感光体の周速度を示している。感光体の周速度によって複写用紙の搬送速度が決まる。これらの別々のトナーを共有化できれば、生産効率が上がり、トナーコストも大きく下げることが可能になる。
【００１８】
定着の工程では、紙へのトナーの付着力である定着強度と、ヒートローラへの付着を防止する耐オフセット性とが支配因子となる。
【００１９】
トナーは定着ローラからの熱または圧力により、紙の繊維に溶融浸透して、定着強度が得られる。この定着特性を向上するため、従来は、結着樹脂を改良したり、離型剤などを添加したりして、紙へ固着する定着強度を高め、定着ローラにトナーが付着するオフセット現象を防止している。
【００２０】
特開昭５９−１４８０６７号公報では、樹脂に低分子量と高分子量部分とを持ち、低分子量のピーク値とＭｗ／Ｍｎを規定した不飽和エチレン系重合体を使用し、軟化点を特定したポリオレフィンを含有するトナーが開示されている。これによって、定着性と耐オフセット性が確保されるとしている。また特開昭５６−１５８３４０号公報では特定の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分よりなる樹脂を主成分とするトナーが開示されている。低分子量成分により定着性を確保し、高分子量成分により耐オフセット性を確保する目的である。また特開昭５８−２２３１５５号公報では１０００〜１万と２０万〜１００万の分子量領域に極大値を持ち、Ｍｗ／Ｍｎが１０〜４０の不飽和エチレン系重合体からなる樹脂と特定の軟化点を有するポリオレフィンを含有するトナーが開示されている。低分子量成分により定着性を確保し、高分子量成分とポリオレフィンにより耐オフセット性を確保する目的として使用されている。
【００２１】
しかし、高速機での定着強度を高めるために、結着樹脂の溶融粘度を下げたり低分子量化した樹脂を使用すると、長期使用中に２成分現像であればトナーがキャリアに固着するいわゆるスペントが発生し易くなる。一成分現像であれば、ドクターブレードや現像スリーブ上にトナーが固着しやすくなり、トナーの耐ストレス性が低下する。低速機に使用すると定着時ヒートローラにトナーが付着するオフセットが発生しやすくなる。また長期保存中にトナー同士が融着するブロッキングが発生する。
【００２２】
高分子量成分と低分子量成分をブレンドする構成によっては、狭範囲のプロセス速度に対しては定着強度と、耐オフセット性を両立させることが可能ではあるが、広範囲のプロセス速度に対応することは難しい。広範囲のプロセス速度に対応するためにはより高い高分子量成分とより低い低分子量成分の構成にする必要がある。高速機では低分子量成分を多くすることにより定着強度を高めることができるが、耐オフセット性も悪化する。低速機では高分子量成分を多くすることにより耐オフセット性を高める効果が得られるが、高分子量成分を多くすると、トナーの粉砕性が低下し生産性が低下する弊害が生じる。そのため、高分子量成分と低分子量成分をブレンドした、あるいは共重合させた構成に対して、低融点離型剤の添加、例えばポリプロピレンワックスの添加により、定着時ヒートローラからの離型性を良くして耐オフセット性を高める効果が得られる。さらにポリエチレンワックスや、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、ホホバワックス等の天然ワックス添加により、それ自身の紙への浸透効果や摩擦低減効果を持つため定着時の熱でトナー表面に溶融析出することで、結着樹脂の定着性に寄与する低分子量成分が同量であっても、定着性向上には効果的である。つまりポリエチレンワックス等添加による定着性向上作用は、複写用紙とトナーとの結合を強化するのみならず、外部からの力を逃がす効果にもよるものである。
【００２３】
しかし上記材料は離型性が高い分だけ結着樹脂中での分散性を良好に保てないと、逆極性トナーが発生し易く、画質を悪化させる。またキャリア、感光体、現像スリーブをフィルミング汚染する課題がある。またワックスの滑り効果により、感光体に付着する低抵抗物質をクリーニングブレードにより除去できなくなり、高湿時に感光体の表面電荷が流れて、画像欠陥に繋がる。
【００２４】
またトナーの滑り性が変化するとキャリアとの混合性が変化し、帯電の立上り性に影響し、逆帯電粒子を増加させる可能性を有している。さらにキャリア表面にトナーの低融点成分が付着するいわゆるスペント性対策として低表面エネルギーの樹脂をコートするが、これがトナーとの滑り性を変化させ、逆に帯電の立上り性を悪化させ、地カブリの増加に繋がる可能性もある。
【００２５】
混練の工程で結着樹脂中に離型剤をミクロ分散させるが、この分散状態がトナーの定着性、オフセット性のみならず、帯電性にも影響を与える。分散性が悪化すると添加剤の樹脂中での偏在や遊離が生じて、逆帯電粒子の増加により地かぶりが増加する。また遊離により耐オフセット性が低下したり、感光体や現像スリーブを汚染する問題が生じる。特に低分子量成分と高分子量成分とから構成され、幅広い分子量分布を有する樹脂では、添加剤の分散不良がより生じやすい。低温で混練すると高分子量成分が十分に溶融されずに混練されるため、添加剤の分散不良が生じたり、樹脂に強ストレスが掛かるため高分子量成分の分子切断が生じ、分子量低下を招いてしまう。また高温で混練すると低分子量成分が低粘度となり混練のストレスが掛かりにくくなり、分散不良を生じ、温度と分散性とのバランスを取るのが厳しくなる。
【００２６】
また、前記したように近年地球環境保護の観点から、転写後に感光体上に残留し、クリーニング手段によって回収された廃トナーを再度現像工程でリサイクルするのが好ましい。しかしながら、廃トナーをリサイクルするとき、廃トナーがクリーナ部、現像部、また廃トナーを現像部へ戻すときの輸送管内で受けるストレスなどにより離型剤の存在するトナーの軟質の部分にダメージが現れる。またクリーニング工程で感光体から掻き落とされた廃トナーを再度現像でリサイクルする際、分散不良となった廃トナーと現像器内の新しいトナーが混合すると帯電量分布が不均一になり、逆極性トナーが増加して、複写画像の品質が低下する。さらに感光体へのワックスのフィルミングが助長され、寿命低下の要因となる。また葉書などの長さの短い用紙では感光体ドラムとの摩擦力で搬送されるが、上記離型剤が感光体に付着するとその搬送力を低下させ葉書通紙不良となる。
【００２７】
また、前記の導電性弾性ローラを用いた転写方式は、像担持体と導電性弾性ローラとの間に転写紙を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体表面上にあるトナーを転写紙に転写するものであるが、かかる導電性弾性ローラを用いた転写方式では、転写紙に裏汚れが発生するといった問題がある。これは像担持体上のトナーを転写ローラを用いて転写紙に転写する場合、転写紙がない状態では転写ローラは像担持体に所定の圧力で当接しており、現像工程でカブリが多いと、かかるカブリによるトナーによって転写ローラが汚染し、このトナーによって汚染した転写ローラが送られて来た転写紙の裏面に当接するためである。
【００２８】
また、後述するように、本発明に係るトナーを用いる電子写真方法では、中間転写体を用いる構成である。
【００２９】
転写ドラム方式では、異なる色のトナー像の位置を合わせて重ねるために転写ドラムを用い、この転写ドラムを感光体に対して同速度で回転させ、さらに像の先端のタイミングを合わせることによって、カラー像を形成する場合の各色トナー像の相互位置を合致させる。しかしながら上記のような構成では、転写ドラムに用紙を巻き付ける必要があるため、転写ドラムの径が一定の大きさ以上必要であり、またその構造が非常に複雑で高精度が要求されるため、装置が大がかりで高価なものとなっていた。また葉書や厚紙など腰の強い用紙は、転写ドラムに巻き付けることができないため使用できなかった。
【００３０】
一方、連続転写方式は、色数に対応した像形成位置を有しており、そこに用紙を次々と通過させればよいため、このような転写ドラムは不要であるが、この方式では感光体上に潜像を形成するためのレーザ光学系などの潜像形成手段が色の数に対応して複数個必要であり、構造が非常に複雑で高価であった。さらにまた、像形成位置が複数箇所あるため、各色の像形成部の相対的な位置ずれ、回転軸の偏心、各部の平行度のずれなどが直接色ずれに影響し高画質を安定に得ることが困難であった。特に潜像形成手段による潜像の各色間の位置合わせを正確に行う必要があり、特開平１−２５０９７０号公報にも示されているように、潜像形成手段である像露光系に相当の工夫と複雑な構成が必要であるという問題点があった。
【００３１】
さらに、中間転写材を用いる特開平２−２１２８６７号公報の例では、各色のトナー像を同一の感光体上に形成するために、複数の現像器を単一の感光体の周辺に配置しなければならず、必然的に感光体の形状が大きくなり、また感光体が取り扱いにくいベルト形状になっている。また、各現像器をメンテナンス時に交換すると感光体の特性とのマッチング調整が必要であったり、感光体の交換時には各現像器との間での位置調整が必要であったため、各色現像器や感光体のメンテナンスも困難であった。
【００３２】
しかし中間転写方式は、複雑な光学系を必要としなく、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、転写ドラム方式、連続転写方式に比べて、装置自体の小型化を可能に出来るメリットがある。
【００３３】
また、トナーは転写時に全て転写されるのが理想であるが、一部転写残りが生じる。いわゆる転写効率は１００％でなく、一般的には７５〜９０％程度である。この転写残りのトナーは感光体クリーニングの工程でクリーニングブレード等で掻き落とされて廃トナーとなる。
【００３４】
しかし、中間転写体を使用する構成では、トナーは感光体から中間転写体へ、さらに中間転写体から転写紙へと、少なくとも２回以上の転写工程を経ることになり、通常の１回転写の複写機では、例えば８５％の転写効率があっても、２回の転写により、転写効率は７２％にまで低下する。さらに１回転写で７５％の転写効率であるものは５６％と約半分のトナーが廃トナーとなってしまい、トナーのコストアップや、廃トナーボックスの容積をより大きなものとせねばならず、これでは装置の小型化が出来ない。転写効率の低下は分散不良による逆極性の地かぶりや転写抜けが要因と考えられる。
【００３５】
またカラー現像の場合は、中間転写体上で４色のトナー画像を重ねるためトナー層が厚くなり、トナー層がない、あるいは、薄いところとの圧力差が生じやすい。このため、トナーの凝集効果によって画像の一部が転写されずに穴となる”中抜け”現象が発生し易い。さらに、転写紙が詰まった場合のクリーニングを確実に行うために、中間転写体にトナーの離型効果の高い材料を用いると、中抜けは顕著に現れ、画像の品位を著しく低下させてしまう。さらに、文字やラインなどではエッジ現像となっており、トナーがより多くのり、加圧によるトナー同士の凝集を起こし、中抜けがより顕著になる。特に高湿高温の環境下でより顕著に現れる。
【００３６】
また、後述するように、本発明に係るトナーを用いる電子写真方法では、異なった色のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットを円環状に配置した像形成ユニット群を有し、その像形成ユニット全体が回転移動する構成である。さらに像形成ユニット、中間転写ユニット毎での交換が可能な構成であり、寿命が来て交換時期に来るとユニット毎の交換でメンテナンスが容易に行え、電子写真カラープリンタにおいても白黒並みのメンテナンス性を得ることが可能となる。しかし像形成ユニット自体が公転するため、クリーニングされた廃トナーが一時的に感光体に繰り返し付着し、また現像ローラからの離脱、付着を繰り返すため、感光体へのダメージやフィルミングが生じやすくなるし、現像の初期に於いて帯電の立ち上がり性が悪いと初期カブリを誘発する。
【００３７】
また、この４色トナー画像の定着においては、カラートナーを混色させる必要がある。このとき、トナーの溶融不良が起こるとトナー画像表面又は内部に於いて光の散乱が生じて、トナー色素本来の色調が損なわれると共に重なった部分では下層まで光が入射せず、色再現性が低下する。従って、トナーには完全溶融特性を有し、色調を妨げないような透光性を有することが必要条件である。しかしこのような樹脂の構成ではより溶融特性を良くしようとするとき耐オフセット性が低下し、紙にすべて定着するのではなく定着ローラ表面に付着してオフセットが生じてしまう。そのためポリプロピレンやポリエチレン等の離型剤を添加して耐オフセット性を向上させると色の濁りが生じて、色再現性が低下してしまう。
【００３８】
また、特開平５−１１９５０９号公報、特開平８−２２０８０８号公報においてカルナウバワックスを多量に添加することで色濁りを抑えて優れた定着性、耐オフセット性が得られている報告がなされている。
【００３９】
しかし先にも述べたようにカルナウバ等の低融点ワックス等を添加すると、感光体上に付着した低抵抗物質の除去ができず、さらには感光体、中間転写体へのフィルミングの発生、転写不良を誘発し、さらには廃トナーリサイクルプロセスに於いてはより、これらの現象が顕著になる。
【００４０】
本発明は上記問題点に鑑み、結着樹脂中に低融点のワックス等の内添加剤が分散性されたトナーにおいても、感光体上に付着する低抵抗物質の除去を容易に行え、さらには感光体、中間転写体へのフィルミングの発生、転写不良を防止できトナーを提供することを目的とする。
【００４１】
また、オイル塗布しないオイルレス定着のフルカラー電子写真用トナーを提供することを目的とする。
【００４２】
また結着樹脂中にワックス等の高離型性、高滑り性の内添加剤を含有するトナーにおいても、均一な帯電分布を有するトナーを提供することを目的とする。
【００４３】
また、プロセス速度が広範囲に異なる機種においても、定着性と耐オフセット性を両立出来、かつ分散性に優れ帯電性が安定し高画質を可能とするトナーを提供することを目的とする。
【００４４】
また、導電性弾性ローラや、中間転写体を用いた電子写真方法で転写時の中抜けや飛び散りを防止し、高転写効率が得られるトナーを提供することを目的とする。
【００４５】
また、長期使用においても、感光体、中間転写体のフィルミングを防止し、高湿時でも画像流れの生じない現像剤を提供することを目的とする。
【００４６】
また、廃トナーをリサイクルしても現像剤の帯電量、流動性の低下がなく、凝集物を生じず、長寿命化が図られ、リサイクル現像を可能とし、地球環境汚染防止と資源の再活用を可能にする現像剤を提供することを目的とする。
【００４７】
また、製造工程での微粉分級時に発生する微粉トナーを再利用しても均一分散が保つことが出来、資源の再活用を可能にする現像剤を提供することを目的とする。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る二成分現像剤の第一の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、前記トナーには、動摩擦係数が０．１２〜０．３０である外添剤が含有され、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００４９】
本発明に係る二成分現像剤の第二の構成は、少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、前記外添剤の動摩擦係数が０．１２〜０．３０であり、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５０】
本発明に係る二成分現像剤の第三の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５１】
本発明に係る二成分現像剤の第四の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、前記外添剤の動摩擦係数が０．１２〜０．３０であり、前記外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後の前記トナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５２】
本発明に係る二成分現像剤の第五の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５３】
本発明に係る二成分現像剤の第六の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーであって、前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５４】
本発明に係る二成分現像剤の第七の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーであって、トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦ、トナー母体のＢＥＴ比表面積をＳＢ、外添処理後のトナーのＢＥＴ比表面積をＳＴとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦ、１．１＜ＳＴ／ＳＢ＜１．６を両立させる関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５５】
本発明に係る二成分現像剤の第八の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーであって、前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦ、トナー母体のＢＥＴ比表面積をＳＢ、外添処理後のトナーのＢＥＴ比表面積をＳＴとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつ、ＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦ、１．１＜ＳＴ／ＳＢ＜１．６を両立させる関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００６７】
また前記いずれかに記載の本発明の二成分現像剤においては、転写プロセス後に像担持体上に残留したトナーを現像装置内に回収して再度現像プロセスに利用する廃トナーリサイクル工程を具備する電子写真方法に好適に使用される。
【００６８】
また前記いずれかに記載の本発明の二成分現像剤においては、像保持体と導電性弾性ローラとの間に転写材を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体上の静電潜像を可視像化したトナーを転写するトナー転写工程を具備する電子写真方法に好適に使用される。
【００６９】
また前記いずれかに記載の本発明の二成分現像剤においては、像担持体上に形成した静電潜像を顕像化されたトナー画像を、前記像担持体に無端状の中間転写体の表面を当接させて前記中間転写体の表面に前記トナー画像を転写させる一次転写プロセスが複数回繰り返し実行され、この後に、この一次転写プロセスの複数回の繰り返し実行により前記中間転写体の表面に形成された重複転写トナー画像を転写材に一括転写させる２次転写プロセスが実行されるよう構成された転写システムを有する電子写真方法に好適に使用される。
【００７０】
また前記いずれかに記載の本発明の二成分現像剤においては、各々が少なくとも回転する像担持体とそれぞれ色の異なるトナーを有する現像手段とを備え、前記像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットと、単一の露光位置と単一の転写位置より構成される像形成位置と、前記複数の像形成ユニットを円環状に配置した像形成ユニット群と、前記複数の像形成ユニットのそれぞれを、前記単一の像形成位置に順次移動せしめるため前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移動手段と、信号光を発生する露光手段と、前記像形成ユニット群の回転移動のほぼ回転中心に、前記露光手段の光を前記露光位置に導くミラーとを有し、転写材上に異なる色のトナー像を、位置一を合わせて重ねて転写し、カラー像形成するカラー電子写真装置に好適に使用される。
【００７１】
広範囲の現像プロセス速度に対応するため、広い分子量分布の結着樹脂を使用し、かつ紙への浸透性を上げ、定着画像表面上を低摩擦状態にするため、特定の特性を有するポリエチレンワックス、植物系ワックスを添加することで、良好な定着性が得られる。さらにトナーに添加する外添剤の動摩擦係数、外添処理前のトナー母体の動摩擦係数、外添後のトナーの動摩擦係数、外添処理前のトナー母体の比表面積、外添後のトナーの比表面積を特定の関係を満たすように材料、製造条件を設定することで、定着性、耐オフセット性を満足しながら、ブレードによるクリーニング性を良好なものとし、また、感光体上の低抵抗物質の異物除去も効果的に行える。さらにキャリアのコート膜の摩擦係数、接触角を規定することにより、二成分現像において、トナーとの混合性を均一なものとして帯電性を向上させ、特にトナーが急速に補給された時の帯電追随性が遅れることによる地カブリの発生を防止できる。さらに廃トナーのリサイクル性、転写ローラ、中間転写における転写性の優れたトナーを得ることを見出したものである。
【００７２】
【発明の実施の形態】
本発明において、結着樹脂は、スチレン（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体であり、前記に於いて、”（メタ）アクリル…”とは、”アクリル…”または、”メタアクリル…”を意味し、少なくともスチレン系単量体を共重合させて得られた重合体を含むものである。
【００７３】
スチレン系単量体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン，Ｐ−クロルスチレンなどのスチレンの置換体、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，アクリル酸イソブチル，アクリル酸ヘキシルなどのアクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル，メタクリル酸エチル，メタクリル酸ブチル，メタクリル酸オクチル，メタクリル酸イソブチル，メタクリル酸ドデシル，メタクリル酸ヘキシルなどのメタクリル酸アルキルエステルを挙げることができる。重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重合法を使用することができる。本発明では、かかるビニル系単量体を重合させて得られた重合体を結着樹脂の主要成分とするが、必要に応じてビニル系単量体を重合させて得られた重合体以外の重合体、例えばポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂等を結着樹脂に含有させることができる。
【００７４】
本発明において、トナーを広範囲の現像プロセス速度（１４０ｍｍ／ｓｅｃ〜４８０ｍｍ／ｓｅｃ）に対応させるためには、前記混練時の添加剤の分散性を向上させることによるトナーの定着性および帯電性の向上だけでなく、結着樹脂の熱溶融による紙への浸透力を更に高めること，トナー定着像の表面の滑り性を上げること，および耐オフセット性を向上させるために適度な粘弾性を有するものにすることが必要である。紙への浸透力を高め、耐オフセット性を向上させるためには、結着樹脂の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分のそれぞれにおける組成とガラス転移点と分子量を特定するのが好ましい。
【００７５】
具体的には、低分子量重合体成分として、重量平均分子量が２５００〜２万の範囲にあり，ガラス転移点が５０℃以上のスチレン系重合体を含み、高分子量重合体成分として、重量平均分子量が１０万以上で，ガラス転移点が５０〜７０℃の範囲、好ましくは重量平均分子量が１２万以上でガラス転移点が５５〜７０℃の範囲、より好ましくは重量平均分子量が１５万以上でガラス転移点が５５〜６５℃の範囲にあるスチレン−アクリル系共重合体を含んでなるものを使用するのが好ましい。これら低分子量重合体成分と高分子量重合体成分の配合比は９：１〜５：５の範囲にあるのが好ましい。結着樹脂全体として重量平均分子量Ｍｗが１０万〜５０万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが４０〜９０、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが３５０〜９００、高化式フローテスタによる１／２流出温度（以下軟化点）が１０５〜１４５℃であることが好ましい。
【００７６】
さらには重量平均分子量Ｍｗが１２万〜４５万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが４５〜８５、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが４００〜８００、軟化点が１１０〜１４０℃であることがより好ましい。さらには重量平均分子量Ｍｗが１２万〜３５万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが５５〜８５、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが４００〜７００、軟化点が１１５〜１４０℃であることがより好ましい。
【００７７】
更に、定着性および製造段階での粉砕時における粉砕性を更に向上させるためには、結着樹脂はスチレン系成分を５０〜９５重量％含むものが好ましい。また結着樹脂のフローテスターによる流出開始温度は、８０〜１２０℃の範囲、好ましくは８５〜１１０℃の範囲、より好ましくは９５〜１０８℃の範囲にあるのがよい。
【００７８】
また本発明のトナーをカラートナーとして使用する場合、ポリエステル樹脂を結着樹脂として好適に使用できる。
【００７９】
結着樹脂は多価カルボン酸又はその低級アルキルエステルと多価アルコールとの重縮合によって得られるポリエステル樹脂から構成される。多価カルボン酸又は低級アルキルエステルとしては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂肪族二塩基酸、マレイン酸、、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、及び無水フタル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族二塩基酸、及びこれらのメチルエステル、エチルエステル等を例示することが出来る。この中でフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族二塩基酸及びそれらの低級アルキルエステルが好ましい。
【００８０】
多価アルコールとしては、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、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物、などのジオール、グレセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどのトリオール、及びそれらの混合物を例示することが出来る。この中でネオペンチルグリコール、トチメチロールプロパン、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物が好ましい。
【００８１】
重合は公知の重縮合、溶液重縮合等を用いることが出来る。これによって耐塩ビマット性やカラートナーの色材の色を損なうことなしに、良好なトナーを得ることができる。
【００８２】
多価カルボン酸と多価アルコールの使用割合は通常、カルボキシル基数に対する水酸基数の割合（ＯＨ／ＣＯＯＨ）で０．８〜１．４が一般的である。またポリエステル樹脂の水酸基価は好ましくは６〜１００である。
【００８３】
このポリエステル樹脂は、重量平均分子量Ｍｗが１万〜３０万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが３〜５０、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１０〜８００、高化式フローテスタによる１／２流出温度（以下軟化点）が８０〜１５０℃、流出開始温度は８０〜１２０℃の範囲であることが好ましい。
【００８４】
４色重なる像が形成される定着されるカラープロセス用トナーでは、透光性、光沢性の点から、重量平均分子量Ｍｗが１万〜１８万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが３〜２０、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１０〜３００、軟化点が８５〜１２０℃、流出開始温度は８０〜１１０℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、重量平均分子量Ｍｗが１万〜１５万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが３〜１６、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１０〜２６０、軟化点が９０〜１１５℃、流出開始温度は８５〜１１０℃の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、重量平均分子量Ｍｗが１万〜１０万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが５〜１２、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１４〜２２０、軟化点が９５〜１１５℃、流出開始温度は８５〜１０５℃の範囲であることが好ましい。
【００８５】
１色の現像である白黒プロセス用黒トナーとして使用される場合は、透光性、平滑性はあまり考慮する必要がないが、例えば、広範囲の現像プロセス速度（１４０ｍｍ／ｓｅｃ〜４８０ｍｍ／ｓｅｃ）に対応させる必要がある場合などは、前記混練時の添加剤の分散性を向上させることによるトナーの定着性および帯電性の向上だけでなく、結着樹脂の熱溶融による紙への浸透力を更に高めること，トナー定着像の表面の滑り性を上げること，および耐オフセット性を向上させるために適度な粘弾性を有するものにすることが必要である。そのため、重量平均分子量Ｍｗが５万〜３０万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが５〜５０、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが５０〜８００、軟化点が９０〜１５０℃、流出開始温度は８０〜１２０℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、重量平均分子量Ｍｗが８万〜２５万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが７〜４５、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１００〜７００、軟化点が９５〜１４６℃、流出開始温度は８５〜１１５℃の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、重量平均分子量Ｍｗが１０万〜２２万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが９〜４５、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１５０〜６００、軟化点が１００〜１４２℃、流出開始温度は８５〜１１０℃の範囲であることが好ましい。
【００８６】
前記結着樹脂の重量平均分子量は、数種の単分散ポリスチレンを標準サンプルとするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによって測定された値である。すなわち、温度２５℃においてテトラヒドロフランを溶媒として毎分１ｍｌの流速で流し、これに濃度０．５ｇ／ｄｌのテトラヒドロフラン試料溶液を、試料重量で１０ｍｇ注入して測定した値である。測定条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により得られる検量線における分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される条件である。
【００８７】
また、結着樹脂の軟化点は、島津製作所のフローテスタ（ＣＦＴ５００）により、１ｃｍ ３ の試料を昇温速度６℃／分で加熱しながらプランジャーにより２０ｋｇ／ｃｍ ２ の荷重を与え、直径１ｍｍのノズルを押し出して、このプランジャーの降下量と昇温温度特性との関係から、その特性線の高さをｈとしたとき、ｈ／２に対する温度を軟化点としたものである。
【００８８】
前記の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分のそれぞれにおける組成とガラス転移点と分子量を特定した結着樹脂を使用すると、テープ剥離テストで評価されるトナー定着画像の定着強度は向上するが、トナー定着画像表面を擦った場合には簡単にトナーが転写材から剥がれてしまう。本発明において、かかるトナー定着画像の耐擦過性を上げるために、トナー中に低動摩擦係数の植物系ワックスを含有するのが好ましい。本発明においてはＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックスが好ましい。これは定着向上剤として作用し、画像表面での摩擦抵抗を減少させ、定着性を向上させるとともに、耐オフセット性改良の効果がある。添加量は結着樹脂１００重量部当たり１〜２０重量部が好ましい。
【００８９】
その植物系ワックスとしては、ＤＳＣ法による融点が８０〜８６℃で、酸価が２〜１０のカルウナバワックス、ＤＳＣ法による融点が６８〜７２℃で、酸価が１２〜２０のキャンデリラワックス、ＤＳＣ法による融点が６６〜７２℃で酸価が３以下、２２０℃での加熱減量が２％以下の水添ホホバ油、ＤＳＣ法による融点が７９〜８３℃で、酸価が２〜１３のライスワックスが好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。
【００９０】
また本発明において、前記結着樹脂中にポリエチレンワックスを添加するのも好ましい。これは定着向上剤として作用し、画像表面での摩擦抵抗を減少させ、定着性を向上させる効果がある。好ましいのは熱分解法で作成されたポリエチレンワックスである。２５℃のトルエンで１時間洗浄した場合の回収率が９５％以上である。ポリエチレンワックスのＤＳＣ法による融点は８０〜１４０℃、好ましくは９０〜１３５℃、より好ましくは９５〜１３０℃の範囲にあるのがよい。融点が１４０℃より高いと、定着時に離型剤が溶けず、定着ハードローラとトナーの界面に離型剤が溶出せず、高温オフセットを発生しやすくなり、また摩擦低減効果が少なくなり定着性向上効果が弱くなる。融点が８０℃以下であるとトナーの耐熱性が低下して凝集や固化が起こりやすくなる。ワックスは結着樹脂１００重量部当たり一般に０．１〜２０重量部、好ましくは１．０〜１５重量部添加される。
【００９１】
また本発明において、ポリエチレンワックスと、植物系ワックスとの併用もより好ましい。
【００９２】
また他に、離型剤として、低分子量ポリプロピレンなどの低分子量ポリアルキレン、エチレンビスアマイド、モンタンワックス、パラフィン系ワックスを挙げることができ、これらの１種または２種以上が混合されて使用される。これらは結着樹脂に相溶せず、遊離性を有する形態が好ましい。
【００９３】
しかし、これらの低摩擦ワックスを添加することは、定着性、耐久性等にとって好ましいが、低摩擦であるがゆえ、感光体への付着により、低抵抗物質の除去が出来にくくなり、高湿下において画像流れの原因となる。
【００９４】
そこで、本発明では外添剤、トナー母体、トナーが特定範囲にある動摩擦係数を有することにより両立を図ることが可能となる。
【００９５】
外添剤としては、動摩擦係数０．１２〜０．３０の微粉末材料が好ましく使用される。より好ましくは０．１５〜０．２８、更に好ましくは０．１７〜０．２６の材料である。動摩擦係数が０．１２以下になると感光体表面に付着した低抵抗物が有効に除去できず、また、キャリアとの混合性が逆に良くなりすぎるため、帯電の立上り性が遅くなり、トナーが補給された時などに一時的にカブリが発生しやすくなる。また、０．３以上になると、感光体ヘの傷等のダメージが大きくなるばかりでなく、クリーニングブレードの設定条件によっては、めくれが発生しやすくなる。また、キャリアとの混合性が悪化し、帯電量分布が不均一となる。
【００９６】
この係数を満足させるために、１種類又は、２種以上の外添剤が組み合わせて用いられる。その微粉末材料としては酸化珪素微粉末である疎水性シリカ微粒子、酸化チタン微粉末、マグネタイト微粉末、チタン酸塩系微粉末、ジルコニア酸塩系微粉末が好ましく、特に疎水性シリカとその微粉末との混合系の組み合わせての使用がより好ましい。
【００９７】
疎水性シリカは、ケイ素酸ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粒子で、例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するものである。負帯電性トナーとして使用する場合は、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチレンジシラザン、ポリジメチルシロキサンで表面処理した疎水性シリカが好ましく、正帯電性のトナーの場合はアミノシランにより表面処理した疎水性シリカが好ましい。また、かかる疎水性シリカの窒素吸着によるＢＥＴ比表面積は５０〜３５０ｍ ２ ／ｇの範囲にあるのが好ましい。疎水性シリカは一般にトナー母体粒子１００重量部に当たり０．１〜５重量部、好ましくは０．２〜３重量部配合される。
【００９８】
また酸化チタンはＢＥＴ比表面積１０〜１１０ｍ ２ ／ｇ、疎水化度が２０〜７０ものが好ましい。また、表面がＡｌ、シリコーンオイル、シランカップリング剤等で表面処理されているものが好ましい。
【００９９】
また、マグネタイト、タングステンカーバイト微粒子は形状が球状、八面体又は六面体が好ましく、ＢＥＴ比表面積は１．０〜１０が好ましい。
【０１００】
また、無機微粒子の中では、チタン酸塩系微粉末、ジルコニア酸塩系微粉末がより好適に使用され、これらは、固相法、水熱条件下での微粒子の合成法、シュウ酸塩熱分解法等により作成された微粒子が好適に使用できる。
【０１０１】
例えば、シュウ酸塩熱分解法は、チタン酸バリウム微粒子の場合、ＴｉＣｌ ４ （ａｑ）とＢａＣｌ ２ ・２Ｈ ２ Ｏの混合液Ａ（３０℃以下に保持）を作成し、これを８０℃に保持したシュウ酸（ＣＯＯＨ） ２ ・２Ｈ ２ Ｏ水溶液中に混合液Ａを滴下してＢａＴｉＯ（Ｃ ２ Ｏ ４ ）・４Ｈ ２ Ｏを得る。これを６００℃以上に加熱することによりＢａＴｉＯ ３ の微粒子が得られる。また、水熱条件下での微粒子の合成法としては、水熱酸化法、水熱沈澱法、水熱合成法、水熱分散法、水熱結晶化法、水熱加水分解法、水熱アトリーダ混合法、水熱メカノケミカル法等がある。好ましくは、水熱酸化法、水熱沈澱法、水熱合成法、水熱分散法、水熱加水分解法である。
【０１０２】
水熱法により合成される材料としては、ＣａＳｉＯ ３ 、ＬａＣｒＯ ３ 、ＡｌＰＯ ４ 、ＮｂＰ ３ Ｏ ４ 、ＬａＦｅＯ ３ 、ＬｉＮｂＯ ３ 、ＳｒＴｉＯ ３ 、ＢａＴｉＯ ３ 、ＣａＴｉＯ ３ 、ＰｂＴｉＯ ３ 、ＦｅＴｉＯ ３ 、ＳｒＺｒＯ ３ 、ＢａＺｒＯ ３ 、ＣａＺｒＯ ３ 、ＰｂＺｒＯ ３ 、ＭｎＳｉＯ ３ 、ＭｇＳｉＯ ３ 、ＭｏＯ ２ 、ＳｎＯ ２ 、ＺｎＯ ２ 、ＭｇＯ ２ 、ＮｉＯ、Ｖ ２ Ｏ ５ 、Ｎｂ ２ Ｏ ５ 、ＷＯ ２ 、Ｎｂ ２ Ｏ ３ −ＴｉＯ ２ 、Ｔａ ２ Ｏ ５ −ＴｉＯ ２ 、Ｖ ２ Ｏ ５ −ＺｎＯ ２ 等が挙げられる。好ましくは、ＳｒＴｉＯ ３ 、ＢａＴｉＯ ３ 、ＭｇＴｉＯ ３ 、ＡｌＴｉＯ ３ 、ＣａＴｉＯ ３ 、ＰｂＴｉＯ ３ 、ＦｅＴｉＯ ３ 、ＳｒＺｒＯ ３ 、ＢａＺｒＯ ３ 、ＭｇＺｒＯ ３ 、ＡｌＺｒＯ ３ 、ＣａＺｒＯ ３ 、ＰｂＺｒＯ ３ 、ＭｎＳｉＯ ３ 、ＣａＳｉＯ ３ 、ＭｇＳｉＯ ３ であり、より好ましくはＳｒＴｉＯ ３ 、ＢａＴｉＯ ３ 、ＭｇＴｉＯ ３ 、ＡｌＴｉＯ ３ 、ＣａＴｉＯ ３ 、ＰｂＴｉＯ ３ 、ＦｅＴｉＯ ３ 等のチタン酸塩や、ＳｒＺｒＯ ３ 、ＢａＺｒＯ ３ 、ＭｇＺｒＯ ３ 、ＡｌＺｒＯ ３ 、ＣａＺｒＯ ３ 、ＰｂＺｒＯ ３ 等のジルコン酸塩がある。
【０１０３】
また、チタン酸塩や、ジルコン酸塩微粒子等の無機材料は上記した本発明の磁性トナー結着樹脂の有機材料に対して逆極に帯電する。さらに、例えば正帯電性に対してはチタンカップリング剤や、窒素基を有するカップリング剤、窒素基を有する有機材料の表面処理等により高い正帯電性を得ることが可能となる。このとき、平均粒径０．０５〜４μｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が０．１〜４０ｍ ２ ／ｇ、好ましくは平均粒径０．１〜３μｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が１．０〜２０ｍ ２ ／ｇ、より好ましくは平均粒径０．５〜２μｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が２〜１５ｍ ２ ／ｇである。さらに静嵩密度０．２〜１．２ｇ／ｃｍ ３ である無機微粒子を使用し、さらに真比重が５．０〜８．５ｇ／ｃｍ ３ である無機微粒子を使用することにより、無機微粒子の分散性がより向上し、磁性トナーの母体粒子に均一に付着し、フィルミングの防止に対して有効に作用する。
【０１０４】
平均粒径０．０５μｍ以下になると無機微粒子の分散性が悪化し、凝集物が増加して、画像欠陥となる。また、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が４０ｍ ２ ／ｇ以上になると同様に無機微粒子の分散性が悪化し、凝集物が増加して、画像欠陥となる。静嵩密度０．２ｇ／ｃｍ ３ 以下になると無機微粒子の凝集性が強くなり分散が悪化する。
【０１０５】
平均粒径４μｍ以上になると磁性トナーの母体粒子と遊離し、感光体に無用な傷を与える。窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が０．１ｍ ２ ／ｇ以下となると粗大粒子が多くなり、磁性トナーの母体粒子と遊離し、感光体に無用な傷を与える。
【０１０６】
この方法によって合成された微粒子は、凝集の少ない、粒度分布の狭い、流動性の良い球状の微粒子が得られる。そのためトナーに外添混合処理したとき分散性が良く、トナーに均一に付着する。そして形状が球状のため感光体に無用な傷を与えることがない。
【０１０７】
無機微粒子の添加量は磁性トナー１００重量部に対して０．１〜５．０重量部が好ましい。０．１重量部以下であるとフィルミング防止に対する効果が少なく、５．０重量部以上であると凝集性が強くなり、感光体に無用な傷を与える。
【０１０８】
また本発明のトナーでは、動摩擦係数が０．１５〜０．３５にあることが好ましい。
【０１０９】
また、本発明では、外添剤の動摩擦係数ＧＦと、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＧＦ＜ＴＦの関係にあることが好ましい。
【０１１０】
逆の傾向にあるトナーを使用すると、感光体上の低抵抗物質を除去できにくく、廃トナーをリサイクルするとカブリが増大する現象が現われた。さらに、本発明のトナーでは、粉砕分級され外添処理前のトナー母体の動摩擦係数をＢＦとすると、ＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦの関係にあることが好ましい。
【０１１１】
この傾向から外れると、感光体上の低抵抗物質を除去できにくく、廃トナーをリサイクルするとカブリが増大する。さらにＢＦが大きくなると、クリーニングブレードが剥離しやすくなる現象が現われた。要因は掴みきれていないが、外添剤の外添処理時での付着状態がトナーの母体の表面の滑り性、外添処理されたトナー表面からの外添剤の離脱性に影響されるものと思われる。
【０１１２】
さらに本発明では、トナー母体のＢＥＴ比表面積をＳＢ、外添剤の外添処理後のトナーのＢＥＴ比表面積をＳＴとすると、１．１＜ＳＴ／ＳＢ＜１．６の関係に外添処理条件を設定することが好ましい。
【０１１３】
つまり、比表面積の大きい外添剤はある程度の強さでトナー母体に一部埋没する形で処理する必要があり、比表面積の小さい外添剤は、大きい材料ほど強くトナー母体に外添処理する必要がない。外添処理はミキサーの羽根形状、回転数、時間、槽内温度、投入量さらに使用されるトナー材料により影響される。ＳＴ／ＳＢが１．１より小さくなると低摩擦係数のトナー母体表面に強く打ち込まれる外添剤が多くなり、トナーの摩擦係数が低くなり、クリーニング性、感光体の異物除去の効果が低下し、トナー自体の帯電性、流動性も悪化する。ＳＴ／ＳＢが１．６よりも大きくなると、特に比表面積の大きいシリカ微粒子等がトナーからの遊離が頻発し、これにより感光体等への打ち込み等が生じ、黒筋、白筋の発生する要因となる。
【０１１４】
ＢＥＴ比表面積は島津製作所製ＦｌｏｗＳｏｒｂＩＩ２３００を使用して測定した。
【０１１５】
動摩擦係数はＨＥＩＤＯＮ社製ＨＥＩＤＯＮ１４型摩擦係数測定装置を用いて測定した。
【０１１６】
被測定物であるトナーをブレードでステージ上のガラスプレパラート表面に均一塗布し薄層化する。次に装置の圧子取り付け部分にカバーガラスを取り付けて、ガラスプレパラートとカバーガラスにトナー層を挟んだ状態でステージを移動させ、その時の摩擦抵抗を荷重変換装置にて測定した。しかし、この方法で行うとトナー薄層化が一定しないため、測定時の摩擦係数値にばらつきが大きく、データの安定性の欠ける傾向があるため、以下の方法で行った。
【０１１７】
ガラスプレパラートとカバーガラスにトナー層を挟んだ状態で一定の負荷をかけてステージを一定回数往復運動させる。
【０１１８】
その後、ガラスプレパラート及びカバーガラスを一旦装置より取り外し、付着したトナーをエアにより軽く除去し、再度装置に取り付ける。
【０１１９】
ガラスプレパラートとカバーガラスを接触させた状態でステージ移動させ、その時の摩擦抵抗を荷重変換装置にて測定し動摩擦係数とした。
【０１２０】
電子写真プロセスでは、転写残りのトナーがクリーニングブレードで感光体表面に擦り付けられる状態であり、トナーに添加した低融点ワックス等が感光体上に残留してフィルミングが生じたり、感光体表面の滑り性が良くなって、低抵抗物質の除去が出来にくくなる。本摩擦係数測定方法は、この状態に近い形で評価できるものと考えられる。ガラスプレパラート及びカバーガラス表面に付着残留したトナー構成材料の滑り性や付着量などで摩擦係数が変化する。実機との相関をとるため、一定枚数の耐久テスト後の感光体の膜削れ量との相関性を取ると、良好に再現されていることが確認できた。
【０１２１】
本発明では電荷制御剤として公知の材料が使用できる。正帯電材料であれば、アジン系の化合物が好ましい。添加量は結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜５重量部が好ましい。またトナーの着色および／または電荷制御の目的で結着樹脂に他に適当な顔料または染料が配合される。かかる顔料または染料としては、カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、アゾ染料のＣｒ、Ｆｅ等の金属錯体、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、デュポンオイルレッド、トリアリルメタン系染料等を挙げることができ、これらのうちの１種または２種以上が混合されて使用される。結着樹脂に着色および／または電荷制御に必要な量が添加される。
【０１２２】
本発明では結着樹脂に必要に応じて磁性粉を添加することができる。具体例としては、鉄、マンガン、ニッケル、コバルトなどの金属粉末や、鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、亜鉛などのフェライトなどがある。粉体の平均粒径は一般に１μｍ以下、好ましくは０．６μｍ以下である。磁性粉はトナー全体当たり１５〜７０重量％添加される。添加量が１５重量％以下ではトナー飛散が増加する傾向になり、７０重量％以上ではトナーの帯電量が低下し、画質の劣化を引き起こす傾向になる。
【０１２３】
トナーの製造工程は、基本的に各種材料の予備混合処理、溶融混練処理、粉砕分級処理および外添処理をこの順に行うことからなる。
【０１２４】
予備混合処理は、結着樹脂とこれに分散させるべき添加剤を撹拌羽根を具備したミキサなどにより均一分散する処理である。ミキサとしては、スーパーミキサ（川田製作所製）、ヘンシェルミキサ（三井三池工業社製）、ＰＳミキサ（神鋼パンテック社製）、レーディゲミキサ等の公知のミキサを使用する。
【０１２５】
溶融混練処理は、せん断力により結着樹脂中に添加剤を分散させる処理であり、シリンダと混練軸が複数のセグメントに分割された分割セグメント方式の二軸押し出し混練機（池貝社製）により行われる。
【０１２６】
粉砕分級処理は、混練処理され冷却されて得られたトナー塊を、カッターミルなどで粗粉砕し、その後ジェットミル粉砕（例えばＩＤＳ粉砕機、日本ニューマティック工業社製）などで細かく粉砕し、さらに必要に応じて気流式分級機で微粉粒子をカットして、所望の粒度分布のトナー粒子（トナー母体粒子）を得るものである。機械式による粉砕，分級も可能であり、これには、例えば、固定したステータに対して回転するローラとの微小な空隙にトナーを投入して粉砕するクリプトロン粉砕機（川崎重工業社製）やターボミル（ターボ工業社製）などが使用される。この分級処理により一般に５〜１２μｍの範囲、好ましくは５〜９μｍの範囲の体積平均粒子径を有するトナー粒子（トナー母体粒子）を所得する。
【０１２７】
外添処理は、前記分級により得られたトナー粒子（トナー母体粒子）にシリカなどの外添剤を混合する処理である。これにはヘンシェルミキサ、スーパーミキサなどの公知のミキサが使用される。
【０１２８】
また本発明のトナーは一成分現像用としても、二成分現像用としても好適に使用できる。
【０１２９】
二成分用として使用する時、キャリアは導電性微粉末を含有した樹脂で磁性体を被覆したものが好ましい。使用される導電性微粉末としては金属粉末やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸価亜鉛などの半導電性酸化物、酸化チタン、酸価亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粉末表面を酸化スズやカーボンブラック、金属で被覆したもの等が挙げられ、その固有抵抗は１０１０Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。
【０１３０】
キャリアの芯材としては平均粒径が２０〜１００μｍ好ましくは３０〜８０μｍのコバルト、鉄、銅、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、黄銅、ガラス等の非金属や、金属、金属合金等の従来使用されている材料が広く用いられる。
【０１３１】
キャリアの芯材に被服層を形成するには、公知の被覆方法、例えば、キャリア芯材である粉末を、被服層形成用溶液に浸漬する浸漬法、被覆形成用溶液をキャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被服層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコータ中でキャリア芯材と被服層形成用溶液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
【０１３２】
キャリアの被覆層として使用される樹脂としては、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂及びそのアルキッド変性、エポキシ変性、ウレタン変性等の変性品、フッ素樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられ、これらは単独あるいは組みあわせて使用することが出来る。また共重合体としても使用することが出来る。
【０１３３】
シリコーン樹脂は常温硬化型シリコーン樹脂が好ましい。例えばＫＲ２７１、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２（信越化学社製）、ＳＲ２４００、ＳＲ２４０６、ＳＨ８４０（トーレシリコーン社製）等が挙げられる。
【０１３４】
本発明では、キャリアのコート膜の表面接触角が９０〜１２０度の範囲のものが好ましい。より好ましくは９５〜１１５度、更に好ましくは１００〜１１５度である。
【０１３５】
接触角が９０度以下になると、トナーの低融点成分が付着しやすく、キャリア劣化が著しくなる。接触角が１２０度以上になると、表面の均一性が上がりすぎ、帯電量が上がりにくくなり、帯電の立上り性が悪くなる。また表面の摩擦係数が低下し、トナーとの滑り性が良くなりすぎて逆に帯電の立上り性が悪化する傾向にある。特に廃トナーをリサイクルする構成では、現像機に戻って来る廃トナーは帯電性が低いものが多く含まれており、帯電立上りが特に悪化し、カブリの増大を招く。
【０１３６】
さらに、キャリアの樹脂コート膜の鋼球との動摩擦係数が０．０１〜０．１の範囲であることが好ましい。より好ましくは０．０１〜０．０８、更に好ましくは０．０２〜０．０７である。
【０１３７】
またキャリアの樹脂コート膜の本発明のトナーとの動摩擦係数が０．１〜０．３の範囲であることが好ましい。より好ましくは０．１〜０．２７、更に好ましくは０．１〜０．２４である。
【０１３８】
鋼球による動摩擦係数が０．０１以下で、本発明のトナーとの動摩擦係数が０．１以下であると、キャリア表面の摩擦係数が低下し、トナーとの滑り性が良くなりすぎて逆に帯電の立上り性が悪化する傾向にある。特に廃トナーをリサイクルする構成では、現像機に戻って来る廃トナーは帯電性が低いものが多く含まれており、帯電立上りが特に悪化し、カブリの増大を招く。
【０１３９】
鋼球による動摩擦係数が０．１以上で、本発明のトナーとの動摩擦係数が０．３以上であると、トナーとの混合時にトナーとの接触性が低下して、帯電にムラが生じるものと考えられる。
【０１４０】
さらに本発明では、キャリアとトナーとを混合させた現像剤の混合攪拌時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であるが好ましい。より好ましくは、０．７〜１．２、更に好ましくは０．８〜１．１である。帯電立上り指数が０．６以下になると、長期連続使用中での帯電量の低下が著しくなり、細線の太りや、解像度の低下が生じる。帯電立上り指数が１．３以上になると、トナーの帯電立上り性が遅く、カブリ、トナー飛散を生じる。
【０１４１】
ここで、帯電立上り指数は、キャリアとの混合時間において、混合時間１ｍｉｎ値のブローオフ法による帯電量をＱＭ１、混合時間６０ｍｉｎ値のブローオフ法による帯電量をＱＭ６０としたとき、ＱＭ６０／ＱＭ１を帯電立上り指数と規定している。値が大きいことは、混合により帯電が徐々に上がる傾向にあり、値が小さいことは帯電が混合により低下することを示している。二成分現像では、新たにトナーが補給されると、現像器内に現存しているものとの帯電量的に差が大きくなり、帯電のバランスが崩れることにより、地カブリ、飛散が発生し易くなると考えられる。１００ｍｌのポリエチレン容器にトナー濃度３％でキャリアと混合して１００ｇ投入し、回転数１００ｒｐｍで攪拌した。ブローオフ法では現像剤量０．３ｇで、エアー圧０．２ｋｇ／ｃｍ ２ 、ブロー時間９０ｓｅｃで行ったものである。
【０１４２】
これらキャリアの樹脂コート膜の接触角、動摩擦係数、帯電指数を達成するためには、樹脂コート材料においては、単体のみでは達成が難しい。複数のコート剤の混合系、或いは共重合体系が必要であり、さらに膜厚や膜をコートした後のキュア温度、時間等のコート膜の生成条件にも左右される。
【０１４３】
好ましい材料の組成は、特に側鎖基がメチル基等の炭素数１〜４のアルキル基のみのストレートシリコーン樹脂と、側鎖基にフェニル基を含むストレートシリコーン樹脂と、（メタ）アクリル樹脂、との混合系が好ましい。（メタ）アクリル樹脂は（メタ）アクリル酸、（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，（メタ）アクリル酸ドデシル，（メタ）アクリル酸オクチル，（メタ）アクリル酸イソブチル，（メタ）アクリル酸２エチルヘキシルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル重合体樹脂が好ましく、さらに、（化１）で示される炭素数１４〜２６の長鎖アルキルを有する（メタ）アクリル酸アルキル重合体からなる樹脂を被覆層として有することにより、より特性が向上する。
【０１４４】
【化１】
【０１４５】
これらのコート樹脂で被覆し、特定の接触角、動摩擦係数、帯電指数を有するキャリアと、植物系ワックス等を含有し、特定の動摩擦係数を有する材料を使用するトナーを組み合わせて使用することで、現像性、定着性、廃トナーリサイクル性が良好なものとなる。
【０１４６】
本発明のトナーは、像担持体と導電性弾性ローラとの間に転写材を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体上にあるトナー画像を静電気力で転写材に転写するトナー転写システムを具備する電子写真装置に好適に使用される。これは、かかるトナー転写システムは、接触転写であることから、電気力以外の機械力が転写に作用して、本来転写されるべきでない感光体表面に付着した逆極性トナーが転写されたり、通紙していない状態で感光体表面に付着したトナーが転写ローラ表面を汚染し、転写紙裏面を汚染させてしまうことがあるものであるが、かかるトナーを当該トナー転写システムを具備した画像形成装置に適用した場合には、トナーの流動性が良好に維持されて逆極性トナーを発生せず、また、感光体表面へのトナーやトナーから遊離した低軟化点ワックスのフィルミングを除去でき、転写紙の不要トナー粒子による汚染を防止することができるためである。また、転写ローラ表面へのトナーや遊離した低軟化点ワックスのフィルミングも防止できるので、転写ローラ表面から感光体表面へトナーや遊離した低軟化点ワックスが再転写することにより生ずる画像欠陥も防止することができる。
【０１４７】
また、本発明のトナーは、転写プロセス後に像担持体上に残留したトナーを現像装置内に回収して再度現像プロセスに利用する廃トナーリサイクルシステムを具備する電子写真装置に好適に使用される。これは、本発明のトナーがクリーニング器から現像器に回収されていく間のクリーニング器，クリーニング器と現像器をと繋ぐ輸送管および現像器の内部にて機械的衝撃を受けても添加剤の脱落が少ない。また、リサイクルして現像器内に戻って来る不良帯電トナー（粒子）の発生を軽減でき、廃トナーリサイクルにおけるナーの流動性及び帯電量の低下、感光体上でのトナーフィルミングを防止できるためである。さらに長期連続してリサイクル使用中での帯電量の低下を防止でき、細線の太りや、解像度の低下を防ぐことが可能となる。これはトナーの良好な帯電立上り性、感光体上への異物付着が抑えられているためと考えられる。
【０１４８】
また、本発明のトナーは、像担持体の表面に形成されたトナー画像を、前記像担持体の表面に無端状の中間転写体の表面を当接させて当該表面に前記トナー画像を転写させる一次転写プロセスが複数回繰り返し実行され、この後、この一次転写プロセスの複数回の繰り返し実行により前記中間転写体の表面に形成された重複転写トナー画像を転写材に一括転写させる２次転写プロセスが実行されるよう構成された転写システムを具備する電子写真装置に好適に使用される。
【０１４９】
これは、本発明のトナーが結着樹脂中に添加剤が均一かつ一様に分散してなるものであることにより、低軟化点の離型剤がトナーから脱落して中間転写体へフィルミングすることがなく、転写効率の低下が抑制されるためである。また、トナーの摩擦性、外添剤の付着状態が適正状態に設定されているため、トナー粒子同士間の相互の付着力が小さくなって、トナーの凝集が緩和されるため、トナーの凝集効果によって画像の一部が転写されずに穴となる”中抜け”現象を減少できるためである。
【０１５０】
また、本発明のトナーは、回転する感光体とそれぞれ色の異なるトナーを有する現像手段とを備え前記感光体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットを円環状に配置した像形成ユニット群から構成され、前記像形成ユニット群全体を回転移動させ、感光体上に形成した異なる色のトナー像を転写材上に位置を合わせて重ねて転写してカラー像を形成するカラー電子写真装置に好適に使用される。像形成ユニット全体が回転する構成のため、感光体上からクリーニングされ、感光体上から離れた廃トナーが再度感光体に一時的に繰り返し付着する状況が必ず発生する。ワックス等の低融点材料が分散不良の状態にあるトナーでは廃トナーにはワックスが偏在したトナーが多く存在し、その廃トナーが感光体と再度繰り返し接触することで像担持体へのフィルミングが著しく発生しやすくなり、感光体の寿命低下の要因となる。また、像形成ユニットが回転することによりトナーが上下に激しく移動するためシール部分からのトナーのこぼれが発生しやすく、そのためシール部分ではよりシールを強化する必要があり、ワックス等の低融点材料が分散不良の状態にあるトナーでは融着現象が発生し、それが塊となって黒筋、白筋の画像ノイズの原因となる。また、トナーは常に一時的に現像ローラから離脱する状況が発生し、現像初期に於いて帯電の立ち上がり性が悪いと、地カブリの原因となる。
しかし、本発明のトナーを使用することで、感光体へのフィルミングの発生が回避され、また帯電立ち上がり性が良好であるため、現像初期の地カブリの発生は皆無である。
【０１５１】
また、本発明のトナーはフルカラー画像の定着に於いて、４色のトナーが重なり合った定着画像においても、低軟化点のポリエステルを使用しているためほぼ完全溶融に近い形で定着され、またワックスが分散されているため、オイルレス定着に於いても良好な耐オフセットが得られ、色の濁りがない、光沢性を損ねない定着画像が得られる。
【０１５２】
【実施例】
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。本発明はこれに限定されるものではない。
【０１５３】
（実施例１）
本実施例で使用するトナーに外添処理する外添剤各微粒子とその動摩擦係数を（表１）に示す。
【０１５４】
【表１】
【０１５５】
トナーの動摩擦係数測定は、トナーをブレードを用いて、ステージ上のガラスプレート表面に均一塗布して薄層化する。次に装置の圧子取り付け部分に、縦横１８ｍｍのガラスプレートを取り付けて圧子上部の更に５００ｇの錘を乗せ、ガラスプレパラートとカバーガラスにトナー層を挟んだ状態でステージを捜査幅３０ｍｍ、速度５００ｍｍ／ｓｅｃで２００往復運動させる。その後、ガラスプレパラート及びカバーガラスを一旦装置より取り外し、付着したトナーをエアにより軽く除去し、再度装置に取り付ける。次に圧子上部の更に１０ｇの錘を乗せ荷重変換装置を接続しステージを１０ｍｍ／ｓｅｃで移動させた時の装置の表示値を動摩擦係数とした。
【０１５６】
本実施例で使用する結着樹脂のスチレンアクリル酸ブチル共重合体の熱特性を（表２）に示す。
【０１５７】
【表２】
【０１５８】
表１において、Ｔｇはガラス転移点、Ｍｎは数平均分子量、Ｍｗは重量平均分子量、ＭｚはＺ平均分子量、Ｔｍ、Ｔｉはフローテスターでの軟化点、流出開始温度である。
【０１５９】
本実施例で使用するワックスと、ＤＳＣ法による融点Ｔｗｔを（表３）に示す。
【０１６０】
【表３】
【０１６１】
実施例において使用するトナーの処方を（表４）に示す。
【０１６２】
【表４】
【０１６３】
実施例で使用したトナーサンプルと使用した材料、各諸特性を（表５）に示す。
外添処理において、トナーＡ１〜Ａ４のようにシリカ等の比表面積の大きい１種類の材料の外添剤で行う時は、凝集性が強いため、ある程度の回転の強度と時間をかける必要があるが、トナーＡ５〜Ａ９のように比表面積の小さい材料と混合して使用する時は、前記と同じような条件で外添処理すると、フィルミング除去に対して効果が低下する傾向にある。そのため処理を２段階で行うと効果的になる。トナーＡ１〜Ａ４の処理条件はヘンシェルミキサ（三井三池工業社製）を使用し、羽根形状はＺ０＋Ｓ０を用い、回転数１８００ｒｐｍ、時間６ｍｉｎ、投入量１．５ｋｇ、槽内温度３８℃で行うが、Ａ５、Ａ６、Ａ９での処理条件はヘンシェルミキサ（三井三池工業社製）を使用し、羽根形状はＺ０＋Ｓ０を用い、まず回転数１８００ｒｐｍ、時間４ｍｉｎ、投入量１ｋｇでシリカのみ外添処理を行い、その後に比表面積の小さい材料を所定量投入し、続けて回転数１７００ｒｐｍ、時間２ｍｉｎで行うか、または、まず回転数１７００ｒｐｍ、時間４ｍｉｎ、投入量１．５ｋｇでシリカのみ外添処理を行い、その後に比表面積の小さい材料を所定量投入し、続けて回転数１２００ｒｐｍ、時間４ｍｉｎで行うかである。つまり回転数を下げるか、処理時間を短くして後半の処理を行うことにより、トナーの動摩擦係数、比表面積値、キャリアと混合した時の帯電立上り指数が適正値にあわせられる。
【０１６４】
【表５】
【０１６５】
図１は本実施例１で使用した現像方式が磁性一成分現像方式の電子写真装置の構成を示す断面図である。図１において、２０１は有機感光体で、アルミニウムの導電性支持体上にポリビニルブチラール樹脂（積水化学製エレックＢＬ−１）にτ型無金属フタロシアニン（東洋インキ製）の電荷発生物質を分散した電荷発生層と、ポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学製Ｚ−２００）と、１，１−ビス（Ｐ−ジエチルアミノフェニル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン（アナン社製Ｔ−４０５）を含む電荷輸送層を順次積層した構成のものである。２０２は感光体２０１と同軸で固定された磁石、２０３は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、２０４は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、２０５は信号光である。
【０１６６】
２０７は磁性一成分トナー、２０６は感光体２０１表面に磁性一成分トナー２０７を供給するトナーホッパー、２０８は感光体２０１とギャップを開けて設定した非磁性電極ローラ、２０９は電極ローラ２０８の内部に設置された磁石、２１０は電極ローラ２０８に電圧を印加する交流高圧電源、２１１は電極ローラ上のトナーをかきおとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、２１２はトナーホッパー内でのトナーの流れをスムーズにし、またトナーが自重で押しつぶされ感光体と電極ローラとの間でのつまりが発生するのを防止するためのダンパーである。これらにより露光後の潜像を可視像化するための現像装置が構成される。ここで、電極ローラ２０８は非画像部の余分なトナーを回収するためのものである。
【０１６７】
２１３は感光体上のトナー像を紙に転写する転写ローラで、その表面が感光体２０１の表面に接触するように設定されている。転写ローラ２１３は導電性の金属からなる軸の周囲に導電性弾性部材を設けた弾性ローラである。感光体２０１への押圧力は転写ローラ２１３一本（約２１６ｍｍ）当たり０〜２０００ｇ、望ましくは５００〜１０００ｇである。これは転写ローラ２１３を感光体２０１に圧接するためのバネのバネ係数と縮み量の積から測定した。感光体２０１との接触幅は約０．５ｍｍ〜５ｍｍである。転写ローラ２１３のゴム硬度はアスカーＣの測定法（ローラ形状でなく、ブロック片を用いた測定）で８０度以下、望ましくは３０〜４０度である。弾性ローラ２１３は直径６ｍｍのシャフトの周辺にＬｉ２０などのリチウム塩を内添することによりを抵抗値を１０７Ω（軸と表面に電極を設け、両者に５００Ｖ印加する）にした発泡性のウレタンエラストマーを用いた。転写ローラ２１３全体の外径は１６．４ｍｍで、硬度はアスカーＣで４０度であった。転写ローラ２１３を感光体２０１に転写ローラ２１３の軸を金属バネで押圧する事で接触させた。押圧力は約１０００ｇであった。ローラの弾性体としては前記発泡性のウレタンのエラストマーの他にＣＲゴム、ＮＢＲ、Ｓｉゴム、フッ素ゴムなどの他の材料からなる弾性体を使用することもできる。そして導電性を付与するための導電性付与剤としては前記リチウム塩の他にカーボンブラック等の他の導電性物質を使用することもできる。
【０１６８】
２１４は転写紙を転写ローラ２１３に導入する導電性部材からなる突入ガイド、２１５は導電性部材の表面を絶縁被覆した搬送ガイドである。突入ガイド２１４と搬送ガイド２１５は直接あるいは抵抗を介して接地している。２１６は転写紙、２１７は転写ローラ２１３に電圧印加する電圧発生電源である。
【０１６９】
２１８は転写残りのトナーをかき落とすクリーニングブレード、２１９は廃トナーを貯めるクリーニングボックス、２２４は廃トナーである。クリーニングブレードに弾性体ウレタンブレードを用いたが、バイアス印加したファーブラシや、導電性金属ローラでも同様の結果となる。
【０１７０】
感光体２０１表面での磁束密度は６００Ｇｓである。電極ローラ２０８内部の磁力の方を強くして搬送性を向上させた。また図中に示す磁石２０２の磁極角はθは１５度に設定した。感光体２０１の直径は３０ｍｍで、周速２６０ｍｍ／ｓで図中の矢印の方向に回転させ用いた。電極ローラ２０８の直径は１６ｍｍで、周速４０ｍｍ／ｓで感光体２０１の進行方向とは逆方向（図中の矢印方向）に回転させ用いた。感光体２０１と電極ローラ２０８とのギャップは３００μｍに設定した。感光体２０１をコロナ帯電器２０３（印加電圧−４．５ｋＶ、グリッド２０４の電圧−５００Ｖ）で、ー５００Ｖに帯電させた。この感光体２０１にレーザ光２０５を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体２０１の露光電位はー９０Ｖであった。この感光体２０１表面上に、トナー２０７をトナーホッパー２０６内で磁石により付着させた。次に感光体２０１を電極ローラ２０８の前を通過させた。感光体２０１の未帯電域の通過時には、電極ローラ２０８には交流高圧電源２１０により、０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク １．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。その後、−５００Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光体２０１の通過時には、電極ローラ２０８には交流高圧電源２１０により、−３５０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク １．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。すると感光体２０１の帯電部分に付着したトナーは電極ローラ２０８に回収され、感光体２０１上には画像部のみのネガポジ反転したトナー像が残った。
【０１７１】
矢印方向に回転する電極ローラ２０８に付着したトナーは、スクレーパ２１１によってかきとり、再びトナーホッパー２０６内に戻し次の像形成に用いた。こうして感光体２０１上に得られたトナー像を転写紙２１６に転写ローラ２１３によって転写した後、定着器（図示せず）により熱定着して複写画像が得られる。
【０１７２】
画像評価は画像形成の初期と１万枚後の耐久テスト後の画像濃度と地かぶりを評価した。地かぶりは明視にて判断し、実用上問題ないレベルであれば合格（○）とした。感光体上へのフィルミングが発生すると、葉書用紙の搬送力が低下し、さらに感光体上に黒点が発生し画像ノイズとなって現れる。
【０１７３】
かかる電子写真装置により、トナーサンプルＡ１〜Ａ９を用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、転写不良や紙の裏汚れがなく、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で、濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像を得ることができた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部での地かぶりも発生していなかった。更に、１００００枚の長期複写テストを行ったところ、スクレーパへのトナーの固着はなく、また感光体表面へのトナー（ワックス）のフィルミングはなく、初期の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画像が得られた。また定着性、耐オフセット性も良好に行えた。また高湿下での画像の乱れはなく、低抵抗物質が均一に除去できているものと思われる。
【０１７４】
（実施例２）
キャリアはコート樹脂１部をキシレン５０部に溶解して成る被覆樹脂溶液中に、フェライト粒子１００部を浸漬した後、加熱してキシレンを除去し、更に一定温度と時間で熱処理し、次いで凝集物を篩い分けした。
【０１７５】
コート樹脂の接触角、動摩擦係数はガラスプレパラート上に、被覆樹脂溶液をコートしたものを測定サンプルとした。
【０１７６】
サンプルはガラスプレパラート上に被覆樹脂溶液を数滴垂らしガラス棒を用いてバーコートの要領で塗布した後、前記キャリアの熱処理と同様な条件を施して作成したものである。
【０１７７】
接触角は接触角測定装置（協和界面科学ＦＡＣＥ）を用い、前記プレパラートサンプル表面に純水の液滴を垂らし、純水に対する接触角を測定した。
【０１７８】
動摩擦係数はＨＥＩＤＯＮ１４型（ＨＥＩＤＯＮ社製）を用い、鋼球圧子での動摩擦係数を測定した。
【０１７９】
測定は測定台（ステージ）にガラスプレパラートサンプルを設置し、鋼球圧子をサンプル表面にゆっくりと接触させ鋼球圧子上部の皿に１０ｇの錘をのせる。荷重変換装置を接続し、走査速度１０ｍｍ／ｓｅｃでステージを移動させた時の表示値を動摩擦係数とした。
【０１８０】
トナーとの動摩擦係数の測定は、トナーをブレードを用いて、ステージ上の樹脂を塗布被覆したガラスプレート表面に均一塗布して薄層化する。次に装置の圧子取り付け部分に、縦横１８ｍｍのガラスプレートを取り付けて圧子上部の更に５００ｇの錘を乗せ、ガラスプレパラートとカバーガラスにトナー層を挟んだ状態でステージを捜査幅３０ｍｍ、速度５００ｍｍ／ｓｅｃで２００往復運動させる。その後、ガラスプレパラート及びカバーガラスを一旦装置より取り外し、付着したトナーをエアにより軽く除去し、再度装置に取り付ける。次に圧子上部の更に１０ｇの錘を乗せ荷重変換装置を接続しステージを１０ｍｍ／ｓｅｃで移動させた時の装置の表示値を動摩擦係数とした。
【０１８１】
トナーの動摩擦係数は感光体の膜削れ量と関係し、０．１５以下になると感光体が削れなくなり、高湿下において画像乱れが生じる。０．３５以上になると、逆に感光体へのダメージが大きくなり、傷等が発生しやくなる傾向にある。
【０１８２】
キャリアの樹脂コート材料を（表６）に、キャリアの試作条件とその特性値（表７）に示す。
【０１８３】
【表６】
【０１８４】
【表７】
【０１８５】
実施例において使用するトナーの処方を（表８）に示す。
【０１８６】
【表８】
【０１８７】
実施例で使用したトナーサンプルと使用した材料、各諸特性を（表９）に示す。
【０１８８】
【表９】
【０１８９】
実施例で使用した現像剤サンプルのトナー、キャリア及びその諸特性を（表１０）に示す。外添処理条件は基本的に実施例１と同様な条件で行ったが、今回は非磁性トナーなので投入量を１．５ｋｇとして行った。
【０１９０】
【表１０】
【０１９１】
図２は本実施例２で使用した電子写真装置の構成を示す断面図である。本実施例装置は、ＦＰ−７７４２（松下電器社製）複写機を改造し、二成分現像方式で、廃トナーリサイクル機構を付加した構成である。
【０１９２】
２２０は現像スリーブ、２２１はドクターブレード、２２２はキャリア保持のためのマグネットロール、２２３はキャリア、２２４は転写残りの廃トナー、２２５はクリーニングボックス２１９中の廃トナー２２４を現像工程に戻すための輸送管である。その他の符号は図１の電子写真装置と同様な部材である。転写残りのトナーをクリーニングブレード２１８でかき落とし、クリーニングボックス２１９に一時的に貯められた廃トナー２２４は、輸送管２２５によって現像工程に戻されるよう構成されている。
【０１９３】
画像評価は画像形成の初期と１０万枚後の耐久テスト後の画像濃度と地かぶりに評価した。初めの５万枚は廃トナーリサイクル無しで行い、後の５万枚は廃トナーリサイクルをして行った。地かぶりは明視にて判断し、実用上問題ないレベルであれば合格（○）とした。さらに、感光体上へのフィルミングが発生すると、葉書用紙の搬送力が低下し、さらに感光体上に黒点が発生し画像ノイズとなって現れる。
【０１９４】
かかる電子写真装置により、トナーサンプルＡ１０〜Ａ１８を用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、転写不良や紙の裏汚れがなく、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で、濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像を得ることができた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部での地かぶりも発生していなかった。また定着強度、耐オフセット性も良好に得られた。１０万枚の長期複写テストを行ったところ、また感光体表面へのトナー（ワックス）のフィルミングはなく、初期の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画像が得られた。また高湿下での画像の乱れはなく、低抵抗物質が均一に除去できているものと思われる。
【０１９５】
（実施例３）
図３は本実施例で使用したフルカラー画像形成用の電子写真装置の構成を示す断面図である。図３において、１はカラー電子写真プリンタの外装筐で、図中の右端面側が前面である。１Ａはプリンタ前面板であり、この前面板１Ａはプリンタ外装筐１に対して下辺側のヒンジ軸１Ｂを中心に点線表示のように倒し開き操作、実線表示のように起こし閉じ操作自由である。プリンタ内に対する中間転写ベルトユニット２の着脱操作や紙詰まり時などのプリンタ内部点検保守等は前面板１Ａを倒し開いてプリンタ内部を大きく解放することにより行われる。この中間転写ベルトユニット２の着脱動作は、感光体の回転軸母線方向に対し垂直方向になるように設計されている。
【０１９６】
中間転写ベルトユニット２の構成を図４に示す。中間転写ベルトユニット２はユニットハウジング２ａに、中間転写ベルト３、導電性弾性体よりなる第１転写ローラ４、アルミローラよりなる第２転写ローラ５、中間転写ベルト３の張力を調整するテンションローラ６、中間転写ベルト３上に残ったトナー像をクリーニングするベルトクリーナローラ７、クリーナローラ７上に回収したトナーをかきおとすスクレーパ８、回収したトナーを溜おく廃トナー溜め９ａおよび９ｂ、中間転写ベルト３の位置を検出する位置検出器１０を内包している。この中間転写ベルトユニット２は、図３に示されているように、プリンタ前面板１Ａを点線のように倒し開いてプリンタ外装筐１内の所定の収納部に対して着脱自在である。
【０１９７】
中間転写ベルト３は、絶縁性樹脂中に導電性のフィラーを混練して押出機にてフィルム化して用いる。本実施例では、絶縁性樹脂としてポリカーボネート樹脂（たとえば三菱ガス化学製，ユーピロンＺ３００）９５重量部に、導電性カーボン（たとえばケッチェンブラック）５重量部を加えてフィルム化したものを用いた。また、表面に弗素樹脂をコートした。フィルムの厚みは約３５０μｍ、抵抗は約１０７〜１０８Ω・ｃｍである。ここで、中間転写ベルト３としてポリカーボネート樹脂に導電性フィラーを混練し、これをフィルム化したものを用いているのは、中間転写ベルト３の長期使用による弛みや，電荷の蓄積を有効に防止できるようにするためであり、また、表面を弗素樹脂でコートしているのは、長期使用による中間転写ベルト表面へのトナーフィルミングを有効に防止できるようにするためである。
【０１９８】
この中間転写ベルト３を、厚さ１００μｍのエンドレスベルト状の半導電性のウレタンを基材としたフィルムよりなり、周囲に１０７Ω・ｃｍの抵抗を有するように低抵抗処理をしたウレタンフォームを成形した第１転写ローラ４、第２転写ローラ５およびテンションローラ６に巻回し、矢印方向に移動可能に構成する。ここで、中間転写ベルト３の周長は、最大用紙サイズであるＡ４用紙の長手方向の長さ（２９８ｍｍ）に、後述する感光体ドラム（直径３０ｍｍ）の周長の半分より若干長い長さ（６２ｍｍ）を足した３６０ｍｍに設定している。
【０１９９】
中間転写ベルトユニット２がプリンタ本体に装着されたときには、第１転写ローラ４は、中間転写ベルト３を介して感光体１１（図４に図示）に約１．０ｋｇの力で圧接され、また、第２転写ローラ５は、中間転写ベルト３を介して上記の第１転写ローラ４と同様の構成の第３転写ローラ１２（図４に図示）に圧接される。この第３転写ローラ１２は中間転写ベルト３に従動回転可能に構成している。
【０２００】
クリーナローラ７は、中間転写ベルト３を清掃するベルトクリーナ部のローラである。これは、金属性のローラにトナーを静電的に吸引する交流電圧を印加する構成である。なお、このクリーナローラ７はゴムブレードや電圧を印加した導電性ファーブラシであってもよい。
【０２０１】
図３において、プリンタ中央には黒、シアン、マゼンタ、イエロの各色用の４組の扇型をした像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃが像形成ユニット群１８を構成し、図のように円環状に配置されている。各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃは、プリンタ上面板１Ｃをヒンジ軸１Ｄを中心に開いて像形成ユニット群１８の所定の位置に着脱自在である。像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃはプリンタ内に正規に装着されることにより、像形成ユニット側とプリンタ側の両者側の機械的駆動系統・電気回路系統が相互カップリング部材（不図示）を介して結合して機械的・電気的に一体化する。
【０２０２】
円環状に配置されている像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは支持体（図示せず）に支持されており、全体として移動手段である移動モータ１９に駆動され、固定されて回転しない円筒状の軸２０の周りに回転移動可能に構成されている。各像形成ユニットは、回転移動によって順次前述の中間転写ベルト３を支持する第２転写ローラ４に対向した像形成位置２１に位置することができる。像形成位置２１は信号光２２による露光位置でもある。
【０２０３】
各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは、中に入れた現像剤を除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化するため黒用の像形成ユニット１７Ｂｋについて説明し、他色用のユニットの説明については省略する。
【０２０４】
３５はプリンタ外装筐１内の下側に配設したレーザビームスキャナ部であり、図示しない半導体レーザ、スキャナモータ３５ａ、ポリゴンミラー３５ｂ、レンズ系３５ｃなどから構成されている。このレーザビームスキャナ部３５からの画像情報の時系列電気画素信号に対応した画素レーザ信号光２２は、像形成ユニット１７Ｂｋと１７Ｙの間に形成された光路窓口３６を通って、軸２０の一部に開けられた窓３７を通して軸２０内の固定されたミラー３８に入射し、反射されて像形成位置２１にある像形成ユニット１７Ｂｋの露光窓２５から像形成ユニット１７Ｂｋ内にほぼ水平に進入し、像形成ユニット内に上下に配設されている現像剤溜め２６とクリーナ３４との間の通路を通って感光体１１の左側面の露光部に入射し母線方向に走査露光される。
【０２０５】
ここで光路窓口３６からミラー３８までの光路は両隣の像形成ユニット１７Ｂｋと１７Ｙとのユニット間の隙間を利用しているため、像形成ユニット群１８には無駄になる空間がほとんど無い。また、ミラー３８は像形成ユニット群１８の中央部に設けられているため、固定された単一のミラーで構成することができ、シンプルでかつ位置合わせなどが容易な構成である。
【０２０６】
１２はプリンタ前面板１Ａの内側で紙給送ローラ３９の上方に配設した第３転写ローラであり、中間転写ベルト３と第３転写ローラ１２との圧接されたニップ部には、プリンタ前面板１Ａの下部に設けた紙給送ローラ３９により用紙が送られてくるように用紙搬送路が形成されている。
【０２０７】
４０はプリンタ前面板１Ａの下辺側に外方に突出させて設けた給紙カセットであり、複数の紙Ｓを同時にセットできる。４１ａと４１ｂとは紙搬送タイミングローラ、４２ａ・４２ｂはプリンタの内側上部に設けた定着ローラ対、４３は第３転写ローラ１２と定着ローラ対４２ａ・４２ｂ間に設けた紙ガイド板、４４ａ・４４ｂは定着ローラ対４２ａ・４２ｂの紙出口側に配設した紙排出ローラ対、４５は定着ローラ４２ａに供給するシリコンオイル４６を溜める定着オイル溜め、４７はシリコンオイル４６を定着ローラ４２ａに塗布するオイル供給ローラである。
【０２０８】
各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ、中間転写ベルトユニット２には、廃トナー溜めを設けている。
【０２０９】
以下、動作について説明する。
【０２１０】
最初、像形成ユニット群１８は、図３に示すように、黒の像形成ユニット１７Ｂｋが像形成位置２１にある。このとき感光体１１は中間転写ベルト３を介して第１転写ローラ４に対向接触している。
【０２１１】
像形成工程により、レーザビームスキャナ部３５により黒の信号光が像形成ユニット１７Ｂｋに入力され、黒トナーによる像形成が行われる。このとき像形成ユニット１７Ｂｋの像形成の速度（感光体の周速に等しい６０ｍｍ／ｓ）と中間転写ベルト３の移動速度は同一になるように設定されており、像形成と同時に第１転写ローラ４の作用で、黒トナー像が中間転写ベルト３に転写される。このとき第１転写ローラには＋１ｋＶの直流電圧を印加した。黒のトナー像がすべて転写し終わった直後に、像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは像形成ユニット群１８として全体が移動モータ１９に駆動されて図中の矢印方向に回転移動し、ちょうど９０度回転して像形成ユニット１７Ｃが像形成位置２１に達した位置で止まる。この間、像形成ユニットの感光体以外のトナーホッパ２６やクリーナ３４の部分は感光体１１先端の回転円弧より内側に位置しているので、中間転写ベルト３が像形成ユニットに接触することはない。
【０２１２】
像形成ユニット１７Ｃが像形成位置２１に到着後、前と同様に今度はシアンの信号でレーザビームスキャナ部３５が像形成ユニット１７Ｃに信号光２２を入力しシアンのトナー像の形成と転写が行われる。このときまでに中間転写ベルト３は一回転し、前に転写された黒のトナー像に次のシアンのトナー像が位置的に合致するように、シアンの信号光の書き込みタイミングが制御される。この間、第３転写ローラ１２とクリーナローラ７とは中間転写ベルト３から少し離れており、転写ベルト上のトナー像を乱さないように構成されている。
【０２１３】
以上と同様の動作を、マゼンタ、イエロについても行い、中間転写ベルト３上には４色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成された。最後のイエロトナー像の転写後、４色のトナー像はタイミングを合わせて給紙カセット４０から送られる用紙に、第３転写ローラ１２の作用で一括転写される。このとき第２転写ローラ５は接地し、第３転写ローラ１２には＋１．５ｋＶの直流電圧を印加した。用紙に転写されたトナー像は定着ローラ対４２ａ・４２ｂにより定着された。用紙はその後排出ローラ対４４ａ・４４ｂを経て装置外に排出された。中間転写ベルト３上に残った転写残りのトナーは、クリーナローラ７の作用で清掃され次の像形成に備えた。
【０２１４】
次に単色モード時の動作を説明する。単色モード時は、まず所定の色の像形成ユニットが像形成位置２１に移動する。次に前と同様に所定の色の像形成と中間転写ベルト３への転写を行い、今度は転写後そのまま続けて、次の第３転写ローラ１２により給紙カセット４０から送られてくる用紙に転写をし、そのまま定着した。
【０２１５】
なお、本装置では、像形成ユニットの構造としては実施例１、２に記載の現像方法を用いたが、他にコンベンショナルな現像法を用いた構造の像形成ユニットを用いることもできる。
【０２１６】
本実施例で使用する結着樹脂のポリエステル樹脂の熱特性を（表１１）に示す。
【０２１７】
【表１１】
【０２１８】
本実施例において使用するトナーの処方を（表１２）に示す。
【０２１９】
【表１２】
【０２２０】
本実施例で使用したトナーサンプルと使用した材料、各諸特性を（表１３）に示す。
【０２２１】
【表１３】
【０２２２】
かかる電子写真装置により、前記のように製造したトナーサンプルを用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像が得られ、画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。また、非画像部の地かぶりも発生していなかった。更に、５千枚の長期耐久テストにおいても、流動性、画像濃度とも変化が少なく安定した特性を示した。また転写においても中抜けは実用上問題ないレベルであり、転写効率は９０％以上得られた。また、感光体、中間転写ベルトへのトナー（離型剤）のフィルミングも実用上問題ないレベルであった。
【０２２３】
また、高湿下での画像の乱れは生じなかった。
【０２２４】
（表１４）にＯＨＰ用紙に付着量０．７ｍｇ／ｃｍ２以上のベタ画像を１５５℃で、オイルを塗布しない定着器で定着させたときの透過率と、高温でのオフセット性を評価した。プロセス速度は１００ｍｍ／ｓｅｃで、透過率は分光光度計Ｕ−３２００（日立製作所）で、７００ｎｍの光の透過率を測定した。実用上満足できる結果が得られた。
【０２２５】
【表１４】
【０２２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、広範囲の現像プロセス速度に対応するため、広い分子量分布の結着樹脂を使用し、かつ紙への浸透性を上げ、定着画像表面上を低摩擦状態にするため、特定の特性を有するポリエチレンワックス、植物系ワックスを添加し、さらにトナーに添加する外添剤の動摩擦係数、外添処理前のトナー母体の動摩擦係数、外添後のトナーの動摩擦係数、外添処理前のトナー母体の比表面積、外添後のトナーの比表面積を特定の関係を満たすように材料、製造条件を設定することで、定着性、耐オフセット性を満足しながら、ブレードによるクリーニング性を良好なものとし、また、感光体上の低抵抗物質の異物除去も効果的に行える。さらにキャリアのコート膜の摩擦係数、接触角を規定することにより、二成分現像において、トナーとの混合性を均一なものとして帯電性を向上させ、特にトナーが急速に補給された時の帯電追随性が遅れることによる地カブリの発生を防止できる。さらに廃トナーのリサイクル性、転写ローラ、中間転写における転写性の優れたトナーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１で使用した現像方式が磁性一成分現像方式の電子写真装置の構成を示す断面図
【図２】 本発明の実施例２で使用した現像方式が二成分現像方式の電子写真装置の構成を示す断面図
【図３】 本発明の実施例３で使用したカラー電子写真装置の概略構成を示す断面図
【図４】 図３に示した中間転写ベルトユニットの構成を示す断面図
【図５】 カラー電子写真装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
２ 中間転写ベルトユニット
３ 中間転写ベルト
４ 第１転写ローラ
５ 第２転写ローラ
６ テンションローラ
１１ 感光体
１２ 第３転写ローラ
１７Ｂｋ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙ 像形成ユニット
１８ 像形成ユニット群
２１ 像形成位置
２２ レーザ信号光
３５ レーザビームスキャナ部
３８ ミラー
２０１ 感光体
２０２ 感光体に内包された固定磁石
２０３ コロナ帯電器
２０４ グリッド電極 ２０６ トナーホッパー
２０７ 磁性一成分トナー（現像剤）
２０８ 電極ローラ
２０９ 電極ローラ内部に設置された磁石
２１１ スクレーパ
２１３ 転写ローラ
２１４ 突入ガイド
２１５ 搬送ガイド
２１６ 転写紙
２１８ クリーニングブレード
２１９ クリーニングボックス
２２０ 現像スリーブ
２２１ ドクターブレード
２２２ マグネットロール
２２４ 廃トナー
２２５ 廃トナー輸送管
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、プリンタやファクシミリに用いられるトナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真装置はオフィスユースの目的からパーソナルユースへと移行しつつあり、小型化、メンテフリーなどを実現する技術が求められている。そのため廃トナーのリサイクルなどのメンテナンス性が良く、オゾン排気が少ないなどの条件が必要となる。
【０００３】
電子写真方式の複写機、プリンターの印字プロセスを説明する。先ず、画像形成のために像担持体（以下感光体と称す）を帯電する。帯電方法としては、従来から用いられているコロナ帯電器を使用するもの、また、近年ではオゾン発生量の低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧した接触型の帯電方法などによって感光体表面を均一に帯電する方法がある。感光体を帯電後、複写機であれば、複写原稿に光を照射して反射光をレンズ系を通じて感光体に照射する。或いは、プリンタであれば露光光源としての発光ダイオードやレーザーダイオードに画像信号を送り、光のＯＮ−ＯＦＦによって感光体に潜像を形成する。感光体に潜像（表面電位の高低）が形成されると感光体は予め帯電された着色粉体であるトナー（直径が５μｍ〜１５μｍ程度）によって可視像化される。トナーは感光体の表面電位の高低に従って感光体表面に付着し複写用紙に電気的に転写される。すなわち、トナーは予め正または負に帯電しており複写用紙の背面からトナー極性と反対の極性の電荷を付与して電気的に吸引する。転写方法としては、従来から用いられているコロナ放電器を使用するもの、また、近年ではオゾン発生量の低減を狙って導電性ローラを感光体に直接押圧した転写方法が実用化されている。転写時には感光体上の全てのトナーが複写用紙に移るのではなく、一部は感光体上に残留する。この残留トナーはクリーニング部でクリーニングブレードなどで掻き落とされ廃トナーとなる。そして複写用紙に転写されたトナーは、定着の工程で、熱や圧力により、紙に固定される。
【０００４】
周知のように電子写真方法に使用される静電荷現像用のトナ−は一般的に樹脂成分、顔料もしくは染料からなる着色成分および可塑剤、電荷制御剤、更に必要に応じて磁性体、離型剤などの添加成分によって構成されている。樹脂成分として天然または合成樹脂が単独あるいは適時混合して使用される。
【０００５】
そして、上記添加剤を適当な割合で予備混合し、熱溶融によって加熱混練し、気流式衝突板方式等により微粉砕し、微粉分級されてトナー母体が完成する。その後このトナー母体に外添剤を外添処理してトナーが完成する。
【０００６】
一成分現像では、トナーのみで構成されるが、トナーと磁性粒子からなるキャリアと混合することによって２成分現像剤が得られる。
【０００７】
またカラー複写機では、感光体を、帯電チャージャーによるコロナ放電で帯電させ、その後各色の潜像を光信号として感光体に照射し、静電潜像を形成し、第１色、例えばイエロートナーで現像し、潜像を顕像化する。その後感光体に、イエロートナーの帯電と逆極性に帯電された転写材を当接し、感光体上に形成されたイエロートナー像を転写する。感光体は転写時に残留したトナーをクリーニングしたのち除電され、第１のカラートナーの現像、転写を終える。
【０００８】
その後マゼンタ、シアンなどのトナーに対してもイエロートナーと同様な操作を繰り返し、各色のトナー像を転写材上で重ね合わせてカラー像を形成する方法が取られている。そしてこれらの重畳したトナー像はトナーと逆極性に帯電した転写紙に転写された後、定着され複写が終了する。
【０００９】
このカラー像形成方法としては、単一の感光体上に順次各色のトナー像を形成し、転写ドラムに巻き付けた転写材を回転させて繰り返しこの感光体に対向させ、そこで順次形成される各色のトナー像を重ねて転写していく転写ドラム方式と、複数の像形成部を並べて配置し、ベルトで搬送される転写材にそれぞれの像形成部を通過させて順次各色のトナー像を転写し、カラー像を重ね合わす連続重ね方式が一般的である。
【００１０】
前記の転写ドラム方式を用いたものに、特開平１−２５２９８２号公報に示されるカラー画像形成装置がある。図５はこの従来例の全体構成の概要を示すもので、以下その構成と動作を簡単に説明する。図５において、５０１は感光体で、これに対向して帯電器５０２と、現像部５０３と、転写ドラム５０４、クリーナ５０５が設けられている。現像部５０３は、イエロ色のトナー像をつくるためのＹ現像器５０６、マゼンタ色のＭ現像器５０７、シアン色のＣ現像器５０８、黒色のＢｋ現像器５０９とで構成され、現像器群全体が回転して各々の現像器が順次感光体５０１に対向し現像可能の状態になる。転写ドラム５０４と感光体５０１は動作中は対向しながらそれぞれ矢印方向に一定速度で回転している。
【００１１】
像形成動作が開始すると感光体５０１が矢印方向に回転するとともに、その表面が帯電器５０２によって一様に帯電される。その後感光体表面には、１色目のイエロの像を形成するための信号で変調されたレーザビーム５１０を照射されて、潜像が形成される。次にこの潜像は最初に感光体５０１に対向しているＹ現像器５０６により現像され、イエロのトナー像が形成される。感光体上に形成されたイエロのトナー像が転写ドラム５０４に対向する位置に移動するまでに、すでに転写ドラム５０４の外周には給紙部５１１から送られた転写材としての１枚の用紙が先端を爪部５１２でつかまれて巻き付けられており、その用紙の所定の位置に感光体上のイエロのトナー像が対向して出会うようにタイミングがとられている。
【００１２】
感光体上のイエロのトナー像が転写帯電器５１３の作用により用紙に転写された後、感光体表面はクリーナ５０５により清掃されて、次色の像形成が準備される。続いてマゼンタ、シアン、黒のトナー像も同様に形成されるが、そのとき現像部５０３は色に応じて用いる各現像器５０６〜５０９を感光体に対向させて現像可能の状態にする。転写ドラム５０４の径は最長の用紙が巻き付けられかつ各色の像間で現像器の交換が間に合うように充分の大きさを持っている。
【００１３】
各色の像形成のためのレーザビーム５１０の照射は、回転につれて感光体上の各色のトナー像と転写ドラム上の用紙に既に転写されたトナー像とが位置的に合致されて対向するようにタイミングがとられて実行される。このようにして４色のトナー像が転写ドラム５０４上で用紙に重ねて転写されて、用紙上にカラー像が形成される。全ての色のトナー像が転写された後、用紙は剥離爪５１４により転写ドラム５０４から剥されて、搬送部５１５を経て定着器５１６によりトナー像が定着され、装置外へ排出される。
【００１４】
一方、連続転写方式を用いたカラー画像形成装置の例として、特開平１−２５０９７０号公報がある。この従来例では４色の像形成のためにそれぞれが感光体、光走査手段などを含んだ４つの像形成ステーションが並び、ベルトに搬送された用紙がそれぞれの感光体の下部を通過してカラートナー像が重ね合わされる。
【００１５】
さらにまた、転写材上に異なる色のトナー像を重ねてカラー像を形成する他の方法として、感光体上に順次形成される各色トナー像を中間転写材上に一旦重ねて、最後にこの中間転写材上のトナー像を一括して転写紙に移す方法が特開平２−２１２８６７号公報で開示されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
昨今地球環境保護の点から、オゾン発生量の低減や、産業廃棄物の無制限な廃棄を規制するため従来再利用されずに廃棄されていた廃トナーを再利用することや、定着の消費電力を抑える低温定着方法などの必要性が叫ばれている。トナー材料もオゾン量の発生の少ないローラ転写方法への対応や、廃トナーを再利用するリサイクルへの対応や、低温定着化への対応すべく改良が進んでいる。また、トナーの製造の工程において、微粉分級時に発生するトナー微粉は再利用されずに廃棄されているのが現状である。これは混合又は混錬工程に戻して再利用すると、混合混錬性が低下して内添剤の分散の偏りが生じ、複写画像上でのカブリとトナー飛散が発生しやすくなるためであり、この分級時の微粉トナーの再利用も重要な問題である。更にこれら単独ではなく同時に満足できる高性能なトナーは環境保護からは重要課題である。
【００１７】
また複写機や、プリンタ、ＦＡＸにおいてプロセス速度の異なる機種毎に別々の種類のトナーを使用している。例えば低速機では耐オフセット性を向上させるため、粘弾性の高い、高軟化点の結着樹脂材料を使用する。高速機では定着に必要な熱量が得にくいため、定着性を高めるために軟化点を下げた特性の異なる別の結着樹脂を使用している。プロセス速度とは機械の時間当たりの複写処理能力に関係し、感光体の周速度を示している。感光体の周速度によって複写用紙の搬送速度が決まる。これらの別々のトナーを共有化できれば、生産効率が上がり、トナーコストも大きく下げることが可能になる。
【００１８】
定着の工程では、紙へのトナーの付着力である定着強度と、ヒートローラへの付着を防止する耐オフセット性とが支配因子となる。
【００１９】
トナーは定着ローラからの熱または圧力により、紙の繊維に溶融浸透して、定着強度が得られる。この定着特性を向上するため、従来は、結着樹脂を改良したり、離型剤などを添加したりして、紙へ固着する定着強度を高め、定着ローラにトナーが付着するオフセット現象を防止している。
【００２０】
特開昭５９−１４８０６７号公報では、樹脂に低分子量と高分子量部分とを持ち、低分子量のピーク値とＭｗ／Ｍｎを規定した不飽和エチレン系重合体を使用し、軟化点を特定したポリオレフィンを含有するトナーが開示されている。これによって、定着性と耐オフセット性が確保されるとしている。また特開昭５６−１５８３４０号公報では特定の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分よりなる樹脂を主成分とするトナーが開示されている。低分子量成分により定着性を確保し、高分子量成分により耐オフセット性を確保する目的である。また特開昭５８−２２３１５５号公報では１０００〜１万と２０万〜１００万の分子量領域に極大値を持ち、Ｍｗ／Ｍｎが１０〜４０の不飽和エチレン系重合体からなる樹脂と特定の軟化点を有するポリオレフィンを含有するトナーが開示されている。低分子量成分により定着性を確保し、高分子量成分とポリオレフィンにより耐オフセット性を確保する目的として使用されている。
【００２１】
しかし、高速機での定着強度を高めるために、結着樹脂の溶融粘度を下げたり低分子量化した樹脂を使用すると、長期使用中に２成分現像であればトナーがキャリアに固着するいわゆるスペントが発生し易くなる。一成分現像であれば、ドクターブレードや現像スリーブ上にトナーが固着しやすくなり、トナーの耐ストレス性が低下する。低速機に使用すると定着時ヒートローラにトナーが付着するオフセットが発生しやすくなる。また長期保存中にトナー同士が融着するブロッキングが発生する。
【００２２】
高分子量成分と低分子量成分をブレンドする構成によっては、狭範囲のプロセス速度に対しては定着強度と、耐オフセット性を両立させることが可能ではあるが、広範囲のプロセス速度に対応することは難しい。広範囲のプロセス速度に対応するためにはより高い高分子量成分とより低い低分子量成分の構成にする必要がある。高速機では低分子量成分を多くすることにより定着強度を高めることができるが、耐オフセット性も悪化する。低速機では高分子量成分を多くすることにより耐オフセット性を高める効果が得られるが、高分子量成分を多くすると、トナーの粉砕性が低下し生産性が低下する弊害が生じる。そのため、高分子量成分と低分子量成分をブレンドした、あるいは共重合させた構成に対して、低融点離型剤の添加、例えばポリプロピレンワックスの添加により、定着時ヒートローラからの離型性を良くして耐オフセット性を高める効果が得られる。さらにポリエチレンワックスや、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、ホホバワックス等の天然ワックス添加により、それ自身の紙への浸透効果や摩擦低減効果を持つため定着時の熱でトナー表面に溶融析出することで、結着樹脂の定着性に寄与する低分子量成分が同量であっても、定着性向上には効果的である。つまりポリエチレンワックス等添加による定着性向上作用は、複写用紙とトナーとの結合を強化するのみならず、外部からの力を逃がす効果にもよるものである。
【００２３】
しかし上記材料は離型性が高い分だけ結着樹脂中での分散性を良好に保てないと、逆極性トナーが発生し易く、画質を悪化させる。またキャリア、感光体、現像スリーブをフィルミング汚染する課題がある。またワックスの滑り効果により、感光体に付着する低抵抗物質をクリーニングブレードにより除去できなくなり、高湿時に感光体の表面電荷が流れて、画像欠陥に繋がる。
【００２４】
またトナーの滑り性が変化するとキャリアとの混合性が変化し、帯電の立上り性に影響し、逆帯電粒子を増加させる可能性を有している。さらにキャリア表面にトナーの低融点成分が付着するいわゆるスペント性対策として低表面エネルギーの樹脂をコートするが、これがトナーとの滑り性を変化させ、逆に帯電の立上り性を悪化させ、地カブリの増加に繋がる可能性もある。
【００２５】
混練の工程で結着樹脂中に離型剤をミクロ分散させるが、この分散状態がトナーの定着性、オフセット性のみならず、帯電性にも影響を与える。分散性が悪化すると添加剤の樹脂中での偏在や遊離が生じて、逆帯電粒子の増加により地かぶりが増加する。また遊離により耐オフセット性が低下したり、感光体や現像スリーブを汚染する問題が生じる。特に低分子量成分と高分子量成分とから構成され、幅広い分子量分布を有する樹脂では、添加剤の分散不良がより生じやすい。低温で混練すると高分子量成分が十分に溶融されずに混練されるため、添加剤の分散不良が生じたり、樹脂に強ストレスが掛かるため高分子量成分の分子切断が生じ、分子量低下を招いてしまう。また高温で混練すると低分子量成分が低粘度となり混練のストレスが掛かりにくくなり、分散不良を生じ、温度と分散性とのバランスを取るのが厳しくなる。
【００２６】
また、前記したように近年地球環境保護の観点から、転写後に感光体上に残留し、クリーニング手段によって回収された廃トナーを再度現像工程でリサイクルするのが好ましい。しかしながら、廃トナーをリサイクルするとき、廃トナーがクリーナ部、現像部、また廃トナーを現像部へ戻すときの輸送管内で受けるストレスなどにより離型剤の存在するトナーの軟質の部分にダメージが現れる。またクリーニング工程で感光体から掻き落とされた廃トナーを再度現像でリサイクルする際、分散不良となった廃トナーと現像器内の新しいトナーが混合すると帯電量分布が不均一になり、逆極性トナーが増加して、複写画像の品質が低下する。さらに感光体へのワックスのフィルミングが助長され、寿命低下の要因となる。また葉書などの長さの短い用紙では感光体ドラムとの摩擦力で搬送されるが、上記離型剤が感光体に付着するとその搬送力を低下させ葉書通紙不良となる。
【００２７】
また、前記の導電性弾性ローラを用いた転写方式は、像担持体と導電性弾性ローラとの間に転写紙を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体表面上にあるトナーを転写紙に転写するものであるが、かかる導電性弾性ローラを用いた転写方式では、転写紙に裏汚れが発生するといった問題がある。これは像担持体上のトナーを転写ローラを用いて転写紙に転写する場合、転写紙がない状態では転写ローラは像担持体に所定の圧力で当接しており、現像工程でカブリが多いと、かかるカブリによるトナーによって転写ローラが汚染し、このトナーによって汚染した転写ローラが送られて来た転写紙の裏面に当接するためである。
【００２８】
また、後述するように、本発明に係るトナーを用いる電子写真方法では、中間転写体を用いる構成である。
【００２９】
転写ドラム方式では、異なる色のトナー像の位置を合わせて重ねるために転写ドラムを用い、この転写ドラムを感光体に対して同速度で回転させ、さらに像の先端のタイミングを合わせることによって、カラー像を形成する場合の各色トナー像の相互位置を合致させる。しかしながら上記のような構成では、転写ドラムに用紙を巻き付ける必要があるため、転写ドラムの径が一定の大きさ以上必要であり、またその構造が非常に複雑で高精度が要求されるため、装置が大がかりで高価なものとなっていた。また葉書や厚紙など腰の強い用紙は、転写ドラムに巻き付けることができないため使用できなかった。
【００３０】
一方、連続転写方式は、色数に対応した像形成位置を有しており、そこに用紙を次々と通過させればよいため、このような転写ドラムは不要であるが、この方式では感光体上に潜像を形成するためのレーザ光学系などの潜像形成手段が色の数に対応して複数個必要であり、構造が非常に複雑で高価であった。さらにまた、像形成位置が複数箇所あるため、各色の像形成部の相対的な位置ずれ、回転軸の偏心、各部の平行度のずれなどが直接色ずれに影響し高画質を安定に得ることが困難であった。特に潜像形成手段による潜像の各色間の位置合わせを正確に行う必要があり、特開平１−２５０９７０号公報にも示されているように、潜像形成手段である像露光系に相当の工夫と複雑な構成が必要であるという問題点があった。
【００３１】
さらに、中間転写材を用いる特開平２−２１２８６７号公報の例では、各色のトナー像を同一の感光体上に形成するために、複数の現像器を単一の感光体の周辺に配置しなければならず、必然的に感光体の形状が大きくなり、また感光体が取り扱いにくいベルト形状になっている。また、各現像器をメンテナンス時に交換すると感光体の特性とのマッチング調整が必要であったり、感光体の交換時には各現像器との間での位置調整が必要であったため、各色現像器や感光体のメンテナンスも困難であった。
【００３２】
しかし中間転写方式は、複雑な光学系を必要としなく、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、転写ドラム方式、連続転写方式に比べて、装置自体の小型化を可能に出来るメリットがある。
【００３３】
また、トナーは転写時に全て転写されるのが理想であるが、一部転写残りが生じる。いわゆる転写効率は１００％でなく、一般的には７５〜９０％程度である。この転写残りのトナーは感光体クリーニングの工程でクリーニングブレード等で掻き落とされて廃トナーとなる。
【００３４】
しかし、中間転写体を使用する構成では、トナーは感光体から中間転写体へ、さらに中間転写体から転写紙へと、少なくとも２回以上の転写工程を経ることになり、通常の１回転写の複写機では、例えば８５％の転写効率があっても、２回の転写により、転写効率は７２％にまで低下する。さらに１回転写で７５％の転写効率であるものは５６％と約半分のトナーが廃トナーとなってしまい、トナーのコストアップや、廃トナーボックスの容積をより大きなものとせねばならず、これでは装置の小型化が出来ない。転写効率の低下は分散不良による逆極性の地かぶりや転写抜けが要因と考えられる。
【００３５】
またカラー現像の場合は、中間転写体上で４色のトナー画像を重ねるためトナー層が厚くなり、トナー層がない、あるいは、薄いところとの圧力差が生じやすい。このため、トナーの凝集効果によって画像の一部が転写されずに穴となる”中抜け”現象が発生し易い。さらに、転写紙が詰まった場合のクリーニングを確実に行うために、中間転写体にトナーの離型効果の高い材料を用いると、中抜けは顕著に現れ、画像の品位を著しく低下させてしまう。さらに、文字やラインなどではエッジ現像となっており、トナーがより多くのり、加圧によるトナー同士の凝集を起こし、中抜けがより顕著になる。特に高湿高温の環境下でより顕著に現れる。
【００３６】
また、後述するように、本発明に係るトナーを用いる電子写真方法では、異なった色のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットを円環状に配置した像形成ユニット群を有し、その像形成ユニット全体が回転移動する構成である。さらに像形成ユニット、中間転写ユニット毎での交換が可能な構成であり、寿命が来て交換時期に来るとユニット毎の交換でメンテナンスが容易に行え、電子写真カラープリンタにおいても白黒並みのメンテナンス性を得ることが可能となる。しかし像形成ユニット自体が公転するため、クリーニングされた廃トナーが一時的に感光体に繰り返し付着し、また現像ローラからの離脱、付着を繰り返すため、感光体へのダメージやフィルミングが生じやすくなるし、現像の初期に於いて帯電の立ち上がり性が悪いと初期カブリを誘発する。
【００３７】
また、この４色トナー画像の定着においては、カラートナーを混色させる必要がある。このとき、トナーの溶融不良が起こるとトナー画像表面又は内部に於いて光の散乱が生じて、トナー色素本来の色調が損なわれると共に重なった部分では下層まで光が入射せず、色再現性が低下する。従って、トナーには完全溶融特性を有し、色調を妨げないような透光性を有することが必要条件である。しかしこのような樹脂の構成ではより溶融特性を良くしようとするとき耐オフセット性が低下し、紙にすべて定着するのではなく定着ローラ表面に付着してオフセットが生じてしまう。そのためポリプロピレンやポリエチレン等の離型剤を添加して耐オフセット性を向上させると色の濁りが生じて、色再現性が低下してしまう。
【００３８】
また、特開平５−１１９５０９号公報、特開平８−２２０８０８号公報においてカルナウバワックスを多量に添加することで色濁りを抑えて優れた定着性、耐オフセット性が得られている報告がなされている。
【００３９】
しかし先にも述べたようにカルナウバ等の低融点ワックス等を添加すると、感光体上に付着した低抵抗物質の除去ができず、さらには感光体、中間転写体へのフィルミングの発生、転写不良を誘発し、さらには廃トナーリサイクルプロセスに於いてはより、これらの現象が顕著になる。
【００４０】
本発明は上記問題点に鑑み、結着樹脂中に低融点のワックス等の内添加剤が分散性されたトナーにおいても、感光体上に付着する低抵抗物質の除去を容易に行え、さらには感光体、中間転写体へのフィルミングの発生、転写不良を防止できトナーを提供することを目的とする。
【００４１】
また、オイル塗布しないオイルレス定着のフルカラー電子写真用トナーを提供することを目的とする。
【００４２】
また結着樹脂中にワックス等の高離型性、高滑り性の内添加剤を含有するトナーにおいても、均一な帯電分布を有するトナーを提供することを目的とする。
【００４３】
また、プロセス速度が広範囲に異なる機種においても、定着性と耐オフセット性を両立出来、かつ分散性に優れ帯電性が安定し高画質を可能とするトナーを提供することを目的とする。
【００４４】
また、導電性弾性ローラや、中間転写体を用いた電子写真方法で転写時の中抜けや飛び散りを防止し、高転写効率が得られるトナーを提供することを目的とする。
【００４５】
また、長期使用においても、感光体、中間転写体のフィルミングを防止し、高湿時でも画像流れの生じない現像剤を提供することを目的とする。
【００４６】
また、廃トナーをリサイクルしても現像剤の帯電量、流動性の低下がなく、凝集物を生じず、長寿命化が図られ、リサイクル現像を可能とし、地球環境汚染防止と資源の再活用を可能にする現像剤を提供することを目的とする。
【００４７】
また、製造工程での微粉分級時に発生する微粉トナーを再利用しても均一分散が保つことが出来、資源の再活用を可能にする現像剤を提供することを目的とする。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る二成分現像剤の第一の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、前記トナーには、動摩擦係数が０．１２〜０．３０である外添剤が含有され、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００４９】
本発明に係る二成分現像剤の第二の構成は、少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、前記外添剤の動摩擦係数が０．１２〜０．３０であり、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５０】
本発明に係る二成分現像剤の第三の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５１】
本発明に係る二成分現像剤の第四の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、前記外添剤の動摩擦係数が０．１２〜０．３０であり、前記外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後の前記トナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５２】
本発明に係る二成分現像剤の第五の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５３】
本発明に係る二成分現像剤の第六の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーであって、前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５４】
本発明に係る二成分現像剤の第七の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーであって、トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦ、トナー母体のＢＥＴ比表面積をＳＢ、外添処理後のトナーのＢＥＴ比表面積をＳＴとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦ、１．１＜ＳＴ／ＳＢ＜１．６を両立させる関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００５５】
本発明に係る二成分現像剤の第八の構成は、少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーであって、前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦ、トナー母体のＢＥＴ比表面積をＳＢ、外添処理後のトナーのＢＥＴ比表面積をＳＴとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつ、ＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦ、１．１＜ＳＴ／ＳＢ＜１．６を両立させる関係を有し、前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤である。
【００６７】
また前記いずれかに記載の本発明の二成分現像剤においては、転写プロセス後に像担持体上に残留したトナーを現像装置内に回収して再度現像プロセスに利用する廃トナーリサイクル工程を具備する電子写真方法に好適に使用される。
【００６８】
また前記いずれかに記載の本発明の二成分現像剤においては、像保持体と導電性弾性ローラとの間に転写材を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体上の静電潜像を可視像化したトナーを転写するトナー転写工程を具備する電子写真方法に好適に使用される。
【００６９】
また前記いずれかに記載の本発明の二成分現像剤においては、像担持体上に形成した静電潜像を顕像化されたトナー画像を、前記像担持体に無端状の中間転写体の表面を当接させて前記中間転写体の表面に前記トナー画像を転写させる一次転写プロセスが複数回繰り返し実行され、この後に、この一次転写プロセスの複数回の繰り返し実行により前記中間転写体の表面に形成された重複転写トナー画像を転写材に一括転写させる２次転写プロセスが実行されるよう構成された転写システムを有する電子写真方法に好適に使用される。
【００７０】
また前記いずれかに記載の本発明の二成分現像剤においては、各々が少なくとも回転する像担持体とそれぞれ色の異なるトナーを有する現像手段とを備え、前記像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットと、単一の露光位置と単一の転写位置より構成される像形成位置と、前記複数の像形成ユニットを円環状に配置した像形成ユニット群と、前記複数の像形成ユニットのそれぞれを、前記単一の像形成位置に順次移動せしめるため前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移動手段と、信号光を発生する露光手段と、前記像形成ユニット群の回転移動のほぼ回転中心に、前記露光手段の光を前記露光位置に導くミラーとを有し、転写材上に異なる色のトナー像を、位置一を合わせて重ねて転写し、カラー像形成するカラー電子写真装置に好適に使用される。
【００７１】
広範囲の現像プロセス速度に対応するため、広い分子量分布の結着樹脂を使用し、かつ紙への浸透性を上げ、定着画像表面上を低摩擦状態にするため、特定の特性を有するポリエチレンワックス、植物系ワックスを添加することで、良好な定着性が得られる。さらにトナーに添加する外添剤の動摩擦係数、外添処理前のトナー母体の動摩擦係数、外添後のトナーの動摩擦係数、外添処理前のトナー母体の比表面積、外添後のトナーの比表面積を特定の関係を満たすように材料、製造条件を設定することで、定着性、耐オフセット性を満足しながら、ブレードによるクリーニング性を良好なものとし、また、感光体上の低抵抗物質の異物除去も効果的に行える。さらにキャリアのコート膜の摩擦係数、接触角を規定することにより、二成分現像において、トナーとの混合性を均一なものとして帯電性を向上させ、特にトナーが急速に補給された時の帯電追随性が遅れることによる地カブリの発生を防止できる。さらに廃トナーのリサイクル性、転写ローラ、中間転写における転写性の優れたトナーを得ることを見出したものである。
【００７２】
【発明の実施の形態】
本発明において、結着樹脂は、スチレン（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体であり、前記に於いて、”（メタ）アクリル…”とは、”アクリル…”または、”メタアクリル…”を意味し、少なくともスチレン系単量体を共重合させて得られた重合体を含むものである。
【００７３】
スチレン系単量体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン，Ｐ−クロルスチレンなどのスチレンの置換体、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，アクリル酸イソブチル，アクリル酸ヘキシルなどのアクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル，メタクリル酸エチル，メタクリル酸ブチル，メタクリル酸オクチル，メタクリル酸イソブチル，メタクリル酸ドデシル，メタクリル酸ヘキシルなどのメタクリル酸アルキルエステルを挙げることができる。重合体の製造方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重合法を使用することができる。本発明では、かかるビニル系単量体を重合させて得られた重合体を結着樹脂の主要成分とするが、必要に応じてビニル系単量体を重合させて得られた重合体以外の重合体、例えばポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂等を結着樹脂に含有させることができる。
【００７４】
本発明において、トナーを広範囲の現像プロセス速度（１４０ｍｍ／ｓｅｃ〜４８０ｍｍ／ｓｅｃ）に対応させるためには、前記混練時の添加剤の分散性を向上させることによるトナーの定着性および帯電性の向上だけでなく、結着樹脂の熱溶融による紙への浸透力を更に高めること，トナー定着像の表面の滑り性を上げること，および耐オフセット性を向上させるために適度な粘弾性を有するものにすることが必要である。紙への浸透力を高め、耐オフセット性を向上させるためには、結着樹脂の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分のそれぞれにおける組成とガラス転移点と分子量を特定するのが好ましい。
【００７５】
具体的には、低分子量重合体成分として、重量平均分子量が２５００〜２万の範囲にあり，ガラス転移点が５０℃以上のスチレン系重合体を含み、高分子量重合体成分として、重量平均分子量が１０万以上で，ガラス転移点が５０〜７０℃の範囲、好ましくは重量平均分子量が１２万以上でガラス転移点が５５〜７０℃の範囲、より好ましくは重量平均分子量が１５万以上でガラス転移点が５５〜６５℃の範囲にあるスチレン−アクリル系共重合体を含んでなるものを使用するのが好ましい。これら低分子量重合体成分と高分子量重合体成分の配合比は９：１〜５：５の範囲にあるのが好ましい。結着樹脂全体として重量平均分子量Ｍｗが１０万〜５０万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが４０〜９０、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが３５０〜９００、高化式フローテスタによる１／２流出温度（以下軟化点）が１０５〜１４５℃であることが好ましい。
【００７６】
さらには重量平均分子量Ｍｗが１２万〜４５万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが４５〜８５、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが４００〜８００、軟化点が１１０〜１４０℃であることがより好ましい。さらには重量平均分子量Ｍｗが１２万〜３５万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが５５〜８５、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが４００〜７００、軟化点が１１５〜１４０℃であることがより好ましい。
【００７７】
更に、定着性および製造段階での粉砕時における粉砕性を更に向上させるためには、結着樹脂はスチレン系成分を５０〜９５重量％含むものが好ましい。また結着樹脂のフローテスターによる流出開始温度は、８０〜１２０℃の範囲、好ましくは８５〜１１０℃の範囲、より好ましくは９５〜１０８℃の範囲にあるのがよい。
【００７８】
また本発明のトナーをカラートナーとして使用する場合、ポリエステル樹脂を結着樹脂として好適に使用できる。
【００７９】
結着樹脂は多価カルボン酸又はその低級アルキルエステルと多価アルコールとの重縮合によって得られるポリエステル樹脂から構成される。多価カルボン酸又は低級アルキルエステルとしては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸などの脂肪族二塩基酸、マレイン酸、、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、及び無水フタル酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族二塩基酸、及びこれらのメチルエステル、エチルエステル等を例示することが出来る。この中でフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族二塩基酸及びそれらの低級アルキルエステルが好ましい。
【００８０】
多価アルコールとしては、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、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物、などのジオール、グレセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタンなどのトリオール、及びそれらの混合物を例示することが出来る。この中でネオペンチルグリコール、トチメチロールプロパン、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物が好ましい。
【００８１】
重合は公知の重縮合、溶液重縮合等を用いることが出来る。これによって耐塩ビマット性やカラートナーの色材の色を損なうことなしに、良好なトナーを得ることができる。
【００８２】
多価カルボン酸と多価アルコールの使用割合は通常、カルボキシル基数に対する水酸基数の割合（ＯＨ／ＣＯＯＨ）で０．８〜１．４が一般的である。またポリエステル樹脂の水酸基価は好ましくは６〜１００である。
【００８３】
このポリエステル樹脂は、重量平均分子量Ｍｗが１万〜３０万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが３〜５０、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１０〜８００、高化式フローテスタによる１／２流出温度（以下軟化点）が８０〜１５０℃、流出開始温度は８０〜１２０℃の範囲であることが好ましい。
【００８４】
４色重なる像が形成される定着されるカラープロセス用トナーでは、透光性、光沢性の点から、重量平均分子量Ｍｗが１万〜１８万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが３〜２０、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１０〜３００、軟化点が８５〜１２０℃、流出開始温度は８０〜１１０℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、重量平均分子量Ｍｗが１万〜１５万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが３〜１６、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１０〜２６０、軟化点が９０〜１１５℃、流出開始温度は８５〜１１０℃の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、重量平均分子量Ｍｗが１万〜１０万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが５〜１２、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１４〜２２０、軟化点が９５〜１１５℃、流出開始温度は８５〜１０５℃の範囲であることが好ましい。
【００８５】
１色の現像である白黒プロセス用黒トナーとして使用される場合は、透光性、平滑性はあまり考慮する必要がないが、例えば、広範囲の現像プロセス速度（１４０ｍｍ／ｓｅｃ〜４８０ｍｍ／ｓｅｃ）に対応させる必要がある場合などは、前記混練時の添加剤の分散性を向上させることによるトナーの定着性および帯電性の向上だけでなく、結着樹脂の熱溶融による紙への浸透力を更に高めること，トナー定着像の表面の滑り性を上げること，および耐オフセット性を向上させるために適度な粘弾性を有するものにすることが必要である。そのため、重量平均分子量Ｍｗが５万〜３０万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが５〜５０、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが５０〜８００、軟化点が９０〜１５０℃、流出開始温度は８０〜１２０℃の範囲であることが好ましい。より好ましくは、重量平均分子量Ｍｗが８万〜２５万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが７〜４５、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１００〜７００、軟化点が９５〜１４６℃、流出開始温度は８５〜１１５℃の範囲であることが好ましい。さらに好ましくは、重量平均分子量Ｍｗが１０万〜２２万、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが９〜４５、Ｚ平均分子量Ｍｚと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｚ／Ｍｎが１５０〜６００、軟化点が１００〜１４２℃、流出開始温度は８５〜１１０℃の範囲であることが好ましい。
【００８６】
前記結着樹脂の重量平均分子量は、数種の単分散ポリスチレンを標準サンプルとするゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによって測定された値である。すなわち、温度２５℃においてテトラヒドロフランを溶媒として毎分１ｍｌの流速で流し、これに濃度０．５ｇ／ｄｌのテトラヒドロフラン試料溶液を、試料重量で１０ｍｇ注入して測定した値である。測定条件は、対象試料の分子量分布が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により得られる検量線における分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される条件である。
【００８７】
また、結着樹脂の軟化点は、島津製作所のフローテスタ（ＣＦＴ５００）により、１ｃｍ ３ の試料を昇温速度６℃／分で加熱しながらプランジャーにより２０ｋｇ／ｃｍ ２ の荷重を与え、直径１ｍｍのノズルを押し出して、このプランジャーの降下量と昇温温度特性との関係から、その特性線の高さをｈとしたとき、ｈ／２に対する温度を軟化点としたものである。
【００８８】
前記の低分子量重合体成分と高分子量重合体成分のそれぞれにおける組成とガラス転移点と分子量を特定した結着樹脂を使用すると、テープ剥離テストで評価されるトナー定着画像の定着強度は向上するが、トナー定着画像表面を擦った場合には簡単にトナーが転写材から剥がれてしまう。本発明において、かかるトナー定着画像の耐擦過性を上げるために、トナー中に低動摩擦係数の植物系ワックスを含有するのが好ましい。本発明においてはＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックスが好ましい。これは定着向上剤として作用し、画像表面での摩擦抵抗を減少させ、定着性を向上させるとともに、耐オフセット性改良の効果がある。添加量は結着樹脂１００重量部当たり１〜２０重量部が好ましい。
【００８９】
その植物系ワックスとしては、ＤＳＣ法による融点が８０〜８６℃で、酸価が２〜１０のカルウナバワックス、ＤＳＣ法による融点が６８〜７２℃で、酸価が１２〜２０のキャンデリラワックス、ＤＳＣ法による融点が６６〜７２℃で酸価が３以下、２２０℃での加熱減量が２％以下の水添ホホバ油、ＤＳＣ法による融点が７９〜８３℃で、酸価が２〜１３のライスワックスが好ましく、一種類又は二種類以上組み合わせての使用も可能である。
【００９０】
また本発明において、前記結着樹脂中にポリエチレンワックスを添加するのも好ましい。これは定着向上剤として作用し、画像表面での摩擦抵抗を減少させ、定着性を向上させる効果がある。好ましいのは熱分解法で作成されたポリエチレンワックスである。２５℃のトルエンで１時間洗浄した場合の回収率が９５％以上である。ポリエチレンワックスのＤＳＣ法による融点は８０〜１４０℃、好ましくは９０〜１３５℃、より好ましくは９５〜１３０℃の範囲にあるのがよい。融点が１４０℃より高いと、定着時に離型剤が溶けず、定着ハードローラとトナーの界面に離型剤が溶出せず、高温オフセットを発生しやすくなり、また摩擦低減効果が少なくなり定着性向上効果が弱くなる。融点が８０℃以下であるとトナーの耐熱性が低下して凝集や固化が起こりやすくなる。ワックスは結着樹脂１００重量部当たり一般に０．１〜２０重量部、好ましくは１．０〜１５重量部添加される。
【００９１】
また本発明において、ポリエチレンワックスと、植物系ワックスとの併用もより好ましい。
【００９２】
また他に、離型剤として、低分子量ポリプロピレンなどの低分子量ポリアルキレン、エチレンビスアマイド、モンタンワックス、パラフィン系ワックスを挙げることができ、これらの１種または２種以上が混合されて使用される。これらは結着樹脂に相溶せず、遊離性を有する形態が好ましい。
【００９３】
しかし、これらの低摩擦ワックスを添加することは、定着性、耐久性等にとって好ましいが、低摩擦であるがゆえ、感光体への付着により、低抵抗物質の除去が出来にくくなり、高湿下において画像流れの原因となる。
【００９４】
そこで、本発明では外添剤、トナー母体、トナーが特定範囲にある動摩擦係数を有することにより両立を図ることが可能となる。
【００９５】
外添剤としては、動摩擦係数０．１２〜０．３０の微粉末材料が好ましく使用される。より好ましくは０．１５〜０．２８、更に好ましくは０．１７〜０．２６の材料である。動摩擦係数が０．１２以下になると感光体表面に付着した低抵抗物が有効に除去できず、また、キャリアとの混合性が逆に良くなりすぎるため、帯電の立上り性が遅くなり、トナーが補給された時などに一時的にカブリが発生しやすくなる。また、０．３以上になると、感光体ヘの傷等のダメージが大きくなるばかりでなく、クリーニングブレードの設定条件によっては、めくれが発生しやすくなる。また、キャリアとの混合性が悪化し、帯電量分布が不均一となる。
【００９６】
この係数を満足させるために、１種類又は、２種以上の外添剤が組み合わせて用いられる。その微粉末材料としては酸化珪素微粉末である疎水性シリカ微粒子、酸化チタン微粉末、マグネタイト微粉末、チタン酸塩系微粉末、ジルコニア酸塩系微粉末が好ましく、特に疎水性シリカとその微粉末との混合系の組み合わせての使用がより好ましい。
【００９７】
疎水性シリカは、ケイ素酸ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粒子で、例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するものである。負帯電性トナーとして使用する場合は、ジメチルジクロロシラン、ヘキサメチレンジシラザン、ポリジメチルシロキサンで表面処理した疎水性シリカが好ましく、正帯電性のトナーの場合はアミノシランにより表面処理した疎水性シリカが好ましい。また、かかる疎水性シリカの窒素吸着によるＢＥＴ比表面積は５０〜３５０ｍ ２ ／ｇの範囲にあるのが好ましい。疎水性シリカは一般にトナー母体粒子１００重量部に当たり０．１〜５重量部、好ましくは０．２〜３重量部配合される。
【００９８】
また酸化チタンはＢＥＴ比表面積１０〜１１０ｍ ２ ／ｇ、疎水化度が２０〜７０ものが好ましい。また、表面がＡｌ、シリコーンオイル、シランカップリング剤等で表面処理されているものが好ましい。
【００９９】
また、マグネタイト、タングステンカーバイト微粒子は形状が球状、八面体又は六面体が好ましく、ＢＥＴ比表面積は１．０〜１０が好ましい。
【０１００】
また、無機微粒子の中では、チタン酸塩系微粉末、ジルコニア酸塩系微粉末がより好適に使用され、これらは、固相法、水熱条件下での微粒子の合成法、シュウ酸塩熱分解法等により作成された微粒子が好適に使用できる。
【０１０１】
例えば、シュウ酸塩熱分解法は、チタン酸バリウム微粒子の場合、ＴｉＣｌ ４ （ａｑ）とＢａＣｌ ２ ・２Ｈ ２ Ｏの混合液Ａ（３０℃以下に保持）を作成し、これを８０℃に保持したシュウ酸（ＣＯＯＨ） ２ ・２Ｈ ２ Ｏ水溶液中に混合液Ａを滴下してＢａＴｉＯ（Ｃ ２ Ｏ ４ ）・４Ｈ ２ Ｏを得る。これを６００℃以上に加熱することによりＢａＴｉＯ ３ の微粒子が得られる。また、水熱条件下での微粒子の合成法としては、水熱酸化法、水熱沈澱法、水熱合成法、水熱分散法、水熱結晶化法、水熱加水分解法、水熱アトリーダ混合法、水熱メカノケミカル法等がある。好ましくは、水熱酸化法、水熱沈澱法、水熱合成法、水熱分散法、水熱加水分解法である。
【０１０２】
水熱法により合成される材料としては、ＣａＳｉＯ ３ 、ＬａＣｒＯ ３ 、ＡｌＰＯ ４ 、ＮｂＰ ３ Ｏ ４ 、ＬａＦｅＯ ３ 、ＬｉＮｂＯ ３ 、ＳｒＴｉＯ ３ 、ＢａＴｉＯ ３ 、ＣａＴｉＯ ３ 、ＰｂＴｉＯ ３ 、ＦｅＴｉＯ ３ 、ＳｒＺｒＯ ３ 、ＢａＺｒＯ ３ 、ＣａＺｒＯ ３ 、ＰｂＺｒＯ ３ 、ＭｎＳｉＯ ３ 、ＭｇＳｉＯ ３ 、ＭｏＯ ２ 、ＳｎＯ ２ 、ＺｎＯ ２ 、ＭｇＯ ２ 、ＮｉＯ、Ｖ ２ Ｏ ５ 、Ｎｂ ２ Ｏ ５ 、ＷＯ ２ 、Ｎｂ ２ Ｏ ３ −ＴｉＯ ２ 、Ｔａ ２ Ｏ ５ −ＴｉＯ ２ 、Ｖ ２ Ｏ ５ −ＺｎＯ ２ 等が挙げられる。好ましくは、ＳｒＴｉＯ ３ 、ＢａＴｉＯ ３ 、ＭｇＴｉＯ ３ 、ＡｌＴｉＯ ３ 、ＣａＴｉＯ ３ 、ＰｂＴｉＯ ３ 、ＦｅＴｉＯ ３ 、ＳｒＺｒＯ ３ 、ＢａＺｒＯ ３ 、ＭｇＺｒＯ ３ 、ＡｌＺｒＯ ３ 、ＣａＺｒＯ ３ 、ＰｂＺｒＯ ３ 、ＭｎＳｉＯ ３ 、ＣａＳｉＯ ３ 、ＭｇＳｉＯ ３ であり、より好ましくはＳｒＴｉＯ ３ 、ＢａＴｉＯ ３ 、ＭｇＴｉＯ ３ 、ＡｌＴｉＯ ３ 、ＣａＴｉＯ ３ 、ＰｂＴｉＯ ３ 、ＦｅＴｉＯ ３ 等のチタン酸塩や、ＳｒＺｒＯ ３ 、ＢａＺｒＯ ３ 、ＭｇＺｒＯ ３ 、ＡｌＺｒＯ ３ 、ＣａＺｒＯ ３ 、ＰｂＺｒＯ ３ 等のジルコン酸塩がある。
【０１０３】
また、チタン酸塩や、ジルコン酸塩微粒子等の無機材料は上記した本発明の磁性トナー結着樹脂の有機材料に対して逆極に帯電する。さらに、例えば正帯電性に対してはチタンカップリング剤や、窒素基を有するカップリング剤、窒素基を有する有機材料の表面処理等により高い正帯電性を得ることが可能となる。このとき、平均粒径０．０５〜４μｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が０．１〜４０ｍ ２ ／ｇ、好ましくは平均粒径０．１〜３μｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が１．０〜２０ｍ ２ ／ｇ、より好ましくは平均粒径０．５〜２μｍ、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が２〜１５ｍ ２ ／ｇである。さらに静嵩密度０．２〜１．２ｇ／ｃｍ ３ である無機微粒子を使用し、さらに真比重が５．０〜８．５ｇ／ｃｍ ３ である無機微粒子を使用することにより、無機微粒子の分散性がより向上し、磁性トナーの母体粒子に均一に付着し、フィルミングの防止に対して有効に作用する。
【０１０４】
平均粒径０．０５μｍ以下になると無機微粒子の分散性が悪化し、凝集物が増加して、画像欠陥となる。また、窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が４０ｍ ２ ／ｇ以上になると同様に無機微粒子の分散性が悪化し、凝集物が増加して、画像欠陥となる。静嵩密度０．２ｇ／ｃｍ ３ 以下になると無機微粒子の凝集性が強くなり分散が悪化する。
【０１０５】
平均粒径４μｍ以上になると磁性トナーの母体粒子と遊離し、感光体に無用な傷を与える。窒素吸着によるＢＥＴ比表面積が０．１ｍ ２ ／ｇ以下となると粗大粒子が多くなり、磁性トナーの母体粒子と遊離し、感光体に無用な傷を与える。
【０１０６】
この方法によって合成された微粒子は、凝集の少ない、粒度分布の狭い、流動性の良い球状の微粒子が得られる。そのためトナーに外添混合処理したとき分散性が良く、トナーに均一に付着する。そして形状が球状のため感光体に無用な傷を与えることがない。
【０１０７】
無機微粒子の添加量は磁性トナー１００重量部に対して０．１〜５．０重量部が好ましい。０．１重量部以下であるとフィルミング防止に対する効果が少なく、５．０重量部以上であると凝集性が強くなり、感光体に無用な傷を与える。
【０１０８】
また本発明のトナーでは、動摩擦係数が０．１５〜０．３５にあることが好ましい。
【０１０９】
また、本発明では、外添剤の動摩擦係数ＧＦと、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＧＦ＜ＴＦの関係にあることが好ましい。
【０１１０】
逆の傾向にあるトナーを使用すると、感光体上の低抵抗物質を除去できにくく、廃トナーをリサイクルするとカブリが増大する現象が現われた。さらに、本発明のトナーでは、粉砕分級され外添処理前のトナー母体の動摩擦係数をＢＦとすると、ＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦの関係にあることが好ましい。
【０１１１】
この傾向から外れると、感光体上の低抵抗物質を除去できにくく、廃トナーをリサイクルするとカブリが増大する。さらにＢＦが大きくなると、クリーニングブレードが剥離しやすくなる現象が現われた。要因は掴みきれていないが、外添剤の外添処理時での付着状態がトナーの母体の表面の滑り性、外添処理されたトナー表面からの外添剤の離脱性に影響されるものと思われる。
【０１１２】
さらに本発明では、トナー母体のＢＥＴ比表面積をＳＢ、外添剤の外添処理後のトナーのＢＥＴ比表面積をＳＴとすると、１．１＜ＳＴ／ＳＢ＜１．６の関係に外添処理条件を設定することが好ましい。
【０１１３】
つまり、比表面積の大きい外添剤はある程度の強さでトナー母体に一部埋没する形で処理する必要があり、比表面積の小さい外添剤は、大きい材料ほど強くトナー母体に外添処理する必要がない。外添処理はミキサーの羽根形状、回転数、時間、槽内温度、投入量さらに使用されるトナー材料により影響される。ＳＴ／ＳＢが１．１より小さくなると低摩擦係数のトナー母体表面に強く打ち込まれる外添剤が多くなり、トナーの摩擦係数が低くなり、クリーニング性、感光体の異物除去の効果が低下し、トナー自体の帯電性、流動性も悪化する。ＳＴ／ＳＢが１．６よりも大きくなると、特に比表面積の大きいシリカ微粒子等がトナーからの遊離が頻発し、これにより感光体等への打ち込み等が生じ、黒筋、白筋の発生する要因となる。
【０１１４】
ＢＥＴ比表面積は島津製作所製ＦｌｏｗＳｏｒｂＩＩ２３００を使用して測定した。
【０１１５】
動摩擦係数はＨＥＩＤＯＮ社製ＨＥＩＤＯＮ１４型摩擦係数測定装置を用いて測定した。
【０１１６】
被測定物であるトナーをブレードでステージ上のガラスプレパラート表面に均一塗布し薄層化する。次に装置の圧子取り付け部分にカバーガラスを取り付けて、ガラスプレパラートとカバーガラスにトナー層を挟んだ状態でステージを移動させ、その時の摩擦抵抗を荷重変換装置にて測定した。しかし、この方法で行うとトナー薄層化が一定しないため、測定時の摩擦係数値にばらつきが大きく、データの安定性の欠ける傾向があるため、以下の方法で行った。
【０１１７】
ガラスプレパラートとカバーガラスにトナー層を挟んだ状態で一定の負荷をかけてステージを一定回数往復運動させる。
【０１１８】
その後、ガラスプレパラート及びカバーガラスを一旦装置より取り外し、付着したトナーをエアにより軽く除去し、再度装置に取り付ける。
【０１１９】
ガラスプレパラートとカバーガラスを接触させた状態でステージ移動させ、その時の摩擦抵抗を荷重変換装置にて測定し動摩擦係数とした。
【０１２０】
電子写真プロセスでは、転写残りのトナーがクリーニングブレードで感光体表面に擦り付けられる状態であり、トナーに添加した低融点ワックス等が感光体上に残留してフィルミングが生じたり、感光体表面の滑り性が良くなって、低抵抗物質の除去が出来にくくなる。本摩擦係数測定方法は、この状態に近い形で評価できるものと考えられる。ガラスプレパラート及びカバーガラス表面に付着残留したトナー構成材料の滑り性や付着量などで摩擦係数が変化する。実機との相関をとるため、一定枚数の耐久テスト後の感光体の膜削れ量との相関性を取ると、良好に再現されていることが確認できた。
【０１２１】
本発明では電荷制御剤として公知の材料が使用できる。正帯電材料であれば、アジン系の化合物が好ましい。添加量は結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜５重量部が好ましい。またトナーの着色および／または電荷制御の目的で結着樹脂に他に適当な顔料または染料が配合される。かかる顔料または染料としては、カーボンブラック、鉄黒、グラファイト、アゾ染料のＣｒ、Ｆｅ等の金属錯体、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、デュポンオイルレッド、トリアリルメタン系染料等を挙げることができ、これらのうちの１種または２種以上が混合されて使用される。結着樹脂に着色および／または電荷制御に必要な量が添加される。
【０１２２】
本発明では結着樹脂に必要に応じて磁性粉を添加することができる。具体例としては、鉄、マンガン、ニッケル、コバルトなどの金属粉末や、鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、亜鉛などのフェライトなどがある。粉体の平均粒径は一般に１μｍ以下、好ましくは０．６μｍ以下である。磁性粉はトナー全体当たり１５〜７０重量％添加される。添加量が１５重量％以下ではトナー飛散が増加する傾向になり、７０重量％以上ではトナーの帯電量が低下し、画質の劣化を引き起こす傾向になる。
【０１２３】
トナーの製造工程は、基本的に各種材料の予備混合処理、溶融混練処理、粉砕分級処理および外添処理をこの順に行うことからなる。
【０１２４】
予備混合処理は、結着樹脂とこれに分散させるべき添加剤を撹拌羽根を具備したミキサなどにより均一分散する処理である。ミキサとしては、スーパーミキサ（川田製作所製）、ヘンシェルミキサ（三井三池工業社製）、ＰＳミキサ（神鋼パンテック社製）、レーディゲミキサ等の公知のミキサを使用する。
【０１２５】
溶融混練処理は、せん断力により結着樹脂中に添加剤を分散させる処理であり、シリンダと混練軸が複数のセグメントに分割された分割セグメント方式の二軸押し出し混練機（池貝社製）により行われる。
【０１２６】
粉砕分級処理は、混練処理され冷却されて得られたトナー塊を、カッターミルなどで粗粉砕し、その後ジェットミル粉砕（例えばＩＤＳ粉砕機、日本ニューマティック工業社製）などで細かく粉砕し、さらに必要に応じて気流式分級機で微粉粒子をカットして、所望の粒度分布のトナー粒子（トナー母体粒子）を得るものである。機械式による粉砕，分級も可能であり、これには、例えば、固定したステータに対して回転するローラとの微小な空隙にトナーを投入して粉砕するクリプトロン粉砕機（川崎重工業社製）やターボミル（ターボ工業社製）などが使用される。この分級処理により一般に５〜１２μｍの範囲、好ましくは５〜９μｍの範囲の体積平均粒子径を有するトナー粒子（トナー母体粒子）を所得する。
【０１２７】
外添処理は、前記分級により得られたトナー粒子（トナー母体粒子）にシリカなどの外添剤を混合する処理である。これにはヘンシェルミキサ、スーパーミキサなどの公知のミキサが使用される。
【０１２８】
また本発明のトナーは一成分現像用としても、二成分現像用としても好適に使用できる。
【０１２９】
二成分用として使用する時、キャリアは導電性微粉末を含有した樹脂で磁性体を被覆したものが好ましい。使用される導電性微粉末としては金属粉末やカーボンブラック、更に酸化チタン、酸価亜鉛などの半導電性酸化物、酸化チタン、酸価亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粉末表面を酸化スズやカーボンブラック、金属で被覆したもの等が挙げられ、その固有抵抗は１０１０Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。
【０１３０】
キャリアの芯材としては平均粒径が２０〜１００μｍ好ましくは３０〜８０μｍのコバルト、鉄、銅、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、黄銅、ガラス等の非金属や、金属、金属合金等の従来使用されている材料が広く用いられる。
【０１３１】
キャリアの芯材に被服層を形成するには、公知の被覆方法、例えば、キャリア芯材である粉末を、被服層形成用溶液に浸漬する浸漬法、被覆形成用溶液をキャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被服層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコータ中でキャリア芯材と被服層形成用溶液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
【０１３２】
キャリアの被覆層として使用される樹脂としては、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂及びそのアルキッド変性、エポキシ変性、ウレタン変性等の変性品、フッ素樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられ、これらは単独あるいは組みあわせて使用することが出来る。また共重合体としても使用することが出来る。
【０１３３】
シリコーン樹脂は常温硬化型シリコーン樹脂が好ましい。例えばＫＲ２７１、ＫＲ２５５、ＫＲ１５２（信越化学社製）、ＳＲ２４００、ＳＲ２４０６、ＳＨ８４０（トーレシリコーン社製）等が挙げられる。
【０１３４】
本発明では、キャリアのコート膜の表面接触角が９０〜１２０度の範囲のものが好ましい。より好ましくは９５〜１１５度、更に好ましくは１００〜１１５度である。
【０１３５】
接触角が９０度以下になると、トナーの低融点成分が付着しやすく、キャリア劣化が著しくなる。接触角が１２０度以上になると、表面の均一性が上がりすぎ、帯電量が上がりにくくなり、帯電の立上り性が悪くなる。また表面の摩擦係数が低下し、トナーとの滑り性が良くなりすぎて逆に帯電の立上り性が悪化する傾向にある。特に廃トナーをリサイクルする構成では、現像機に戻って来る廃トナーは帯電性が低いものが多く含まれており、帯電立上りが特に悪化し、カブリの増大を招く。
【０１３６】
さらに、キャリアの樹脂コート膜の鋼球との動摩擦係数が０．０１〜０．１の範囲であることが好ましい。より好ましくは０．０１〜０．０８、更に好ましくは０．０２〜０．０７である。
【０１３７】
またキャリアの樹脂コート膜の本発明のトナーとの動摩擦係数が０．１〜０．３の範囲であることが好ましい。より好ましくは０．１〜０．２７、更に好ましくは０．１〜０．２４である。
【０１３８】
鋼球による動摩擦係数が０．０１以下で、本発明のトナーとの動摩擦係数が０．１以下であると、キャリア表面の摩擦係数が低下し、トナーとの滑り性が良くなりすぎて逆に帯電の立上り性が悪化する傾向にある。特に廃トナーをリサイクルする構成では、現像機に戻って来る廃トナーは帯電性が低いものが多く含まれており、帯電立上りが特に悪化し、カブリの増大を招く。
【０１３９】
鋼球による動摩擦係数が０．１以上で、本発明のトナーとの動摩擦係数が０．３以上であると、トナーとの混合時にトナーとの接触性が低下して、帯電にムラが生じるものと考えられる。
【０１４０】
さらに本発明では、キャリアとトナーとを混合させた現像剤の混合攪拌時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であるが好ましい。より好ましくは、０．７〜１．２、更に好ましくは０．８〜１．１である。帯電立上り指数が０．６以下になると、長期連続使用中での帯電量の低下が著しくなり、細線の太りや、解像度の低下が生じる。帯電立上り指数が１．３以上になると、トナーの帯電立上り性が遅く、カブリ、トナー飛散を生じる。
【０１４１】
ここで、帯電立上り指数は、キャリアとの混合時間において、混合時間１ｍｉｎ値のブローオフ法による帯電量をＱＭ１、混合時間６０ｍｉｎ値のブローオフ法による帯電量をＱＭ６０としたとき、ＱＭ６０／ＱＭ１を帯電立上り指数と規定している。値が大きいことは、混合により帯電が徐々に上がる傾向にあり、値が小さいことは帯電が混合により低下することを示している。二成分現像では、新たにトナーが補給されると、現像器内に現存しているものとの帯電量的に差が大きくなり、帯電のバランスが崩れることにより、地カブリ、飛散が発生し易くなると考えられる。１００ｍｌのポリエチレン容器にトナー濃度３％でキャリアと混合して１００ｇ投入し、回転数１００ｒｐｍで攪拌した。ブローオフ法では現像剤量０．３ｇで、エアー圧０．２ｋｇ／ｃｍ ２ 、ブロー時間９０ｓｅｃで行ったものである。
【０１４２】
これらキャリアの樹脂コート膜の接触角、動摩擦係数、帯電指数を達成するためには、樹脂コート材料においては、単体のみでは達成が難しい。複数のコート剤の混合系、或いは共重合体系が必要であり、さらに膜厚や膜をコートした後のキュア温度、時間等のコート膜の生成条件にも左右される。
【０１４３】
好ましい材料の組成は、特に側鎖基がメチル基等の炭素数１〜４のアルキル基のみのストレートシリコーン樹脂と、側鎖基にフェニル基を含むストレートシリコーン樹脂と、（メタ）アクリル樹脂、との混合系が好ましい。（メタ）アクリル樹脂は（メタ）アクリル酸、（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，（メタ）アクリル酸ドデシル，（メタ）アクリル酸オクチル，（メタ）アクリル酸イソブチル，（メタ）アクリル酸２エチルヘキシルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル重合体樹脂が好ましく、さらに、（化１）で示される炭素数１４〜２６の長鎖アルキルを有する（メタ）アクリル酸アルキル重合体からなる樹脂を被覆層として有することにより、より特性が向上する。
【０１４４】
【化１】
これらのコート樹脂で被覆し、特定の接触角、動摩擦係数、帯電指数を有するキャリアと、植物系ワックス等を含有し、特定の動摩擦係数を有する材料を使用するトナーを組み合わせて使用することで、現像性、定着性、廃トナーリサイクル性が良好なものとなる。
【０１４６】
本発明のトナーは、像担持体と導電性弾性ローラとの間に転写材を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体上にあるトナー画像を静電気力で転写材に転写するトナー転写システムを具備する電子写真装置に好適に使用される。これは、かかるトナー転写システムは、接触転写であることから、電気力以外の機械力が転写に作用して、本来転写されるべきでない感光体表面に付着した逆極性トナーが転写されたり、通紙していない状態で感光体表面に付着したトナーが転写ローラ表面を汚染し、転写紙裏面を汚染させてしまうことがあるものであるが、かかるトナーを当該トナー転写システムを具備した画像形成装置に適用した場合には、トナーの流動性が良好に維持されて逆極性トナーを発生せず、また、感光体表面へのトナーやトナーから遊離した低軟化点ワックスのフィルミングを除去でき、転写紙の不要トナー粒子による汚染を防止することができるためである。また、転写ローラ表面へのトナーや遊離した低軟化点ワックスのフィルミングも防止できるので、転写ローラ表面から感光体表面へトナーや遊離した低軟化点ワックスが再転写することにより生ずる画像欠陥も防止することができる。
【０１４７】
また、本発明のトナーは、転写プロセス後に像担持体上に残留したトナーを現像装置内に回収して再度現像プロセスに利用する廃トナーリサイクルシステムを具備する電子写真装置に好適に使用される。これは、本発明のトナーがクリーニング器から現像器に回収されていく間のクリーニング器，クリーニング器と現像器をと繋ぐ輸送管および現像器の内部にて機械的衝撃を受けても添加剤の脱落が少ない。また、リサイクルして現像器内に戻って来る不良帯電トナー（粒子）の発生を軽減でき、廃トナーリサイクルにおけるナーの流動性及び帯電量の低下、感光体上でのトナーフィルミングを防止できるためである。さらに長期連続してリサイクル使用中での帯電量の低下を防止でき、細線の太りや、解像度の低下を防ぐことが可能となる。これはトナーの良好な帯電立上り性、感光体上への異物付着が抑えられているためと考えられる。
【０１４８】
また、本発明のトナーは、像担持体の表面に形成されたトナー画像を、前記像担持体の表面に無端状の中間転写体の表面を当接させて当該表面に前記トナー画像を転写させる一次転写プロセスが複数回繰り返し実行され、この後、この一次転写プロセスの複数回の繰り返し実行により前記中間転写体の表面に形成された重複転写トナー画像を転写材に一括転写させる２次転写プロセスが実行されるよう構成された転写システムを具備する電子写真装置に好適に使用される。
【０１４９】
これは、本発明のトナーが結着樹脂中に添加剤が均一かつ一様に分散してなるものであることにより、低軟化点の離型剤がトナーから脱落して中間転写体へフィルミングすることがなく、転写効率の低下が抑制されるためである。また、トナーの摩擦性、外添剤の付着状態が適正状態に設定されているため、トナー粒子同士間の相互の付着力が小さくなって、トナーの凝集が緩和されるため、トナーの凝集効果によって画像の一部が転写されずに穴となる”中抜け”現象を減少できるためである。
【０１５０】
また、本発明のトナーは、回転する感光体とそれぞれ色の異なるトナーを有する現像手段とを備え前記感光体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットを円環状に配置した像形成ユニット群から構成され、前記像形成ユニット群全体を回転移動させ、感光体上に形成した異なる色のトナー像を転写材上に位置を合わせて重ねて転写してカラー像を形成するカラー電子写真装置に好適に使用される。像形成ユニット全体が回転する構成のため、感光体上からクリーニングされ、感光体上から離れた廃トナーが再度感光体に一時的に繰り返し付着する状況が必ず発生する。ワックス等の低融点材料が分散不良の状態にあるトナーでは廃トナーにはワックスが偏在したトナーが多く存在し、その廃トナーが感光体と再度繰り返し接触することで像担持体へのフィルミングが著しく発生しやすくなり、感光体の寿命低下の要因となる。また、像形成ユニットが回転することによりトナーが上下に激しく移動するためシール部分からのトナーのこぼれが発生しやすく、そのためシール部分ではよりシールを強化する必要があり、ワックス等の低融点材料が分散不良の状態にあるトナーでは融着現象が発生し、それが塊となって黒筋、白筋の画像ノイズの原因となる。また、トナーは常に一時的に現像ローラから離脱する状況が発生し、現像初期に於いて帯電の立ち上がり性が悪いと、地カブリの原因となる。
しかし、本発明のトナーを使用することで、感光体へのフィルミングの発生が回避され、また帯電立ち上がり性が良好であるため、現像初期の地カブリの発生は皆無である。
【０１５１】
また、本発明のトナーはフルカラー画像の定着に於いて、４色のトナーが重なり合った定着画像においても、低軟化点のポリエステルを使用しているためほぼ完全溶融に近い形で定着され、またワックスが分散されているため、オイルレス定着に於いても良好な耐オフセットが得られ、色の濁りがない、光沢性を損ねない定着画像が得られる。
【０１５２】
【実施例】
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。本発明はこれに限定されるものではない。
【０１５３】
（実施例１）
本実施例で使用するトナーに外添処理する外添剤各微粒子とその動摩擦係数を（表１）に示す。
【０１５４】
【表１】
トナーの動摩擦係数測定は、トナーをブレードを用いて、ステージ上のガラスプレート表面に均一塗布して薄層化する。次に装置の圧子取り付け部分に、縦横１８ｍｍのガラスプレートを取り付けて圧子上部の更に５００ｇの錘を乗せ、ガラスプレパラートとカバーガラスにトナー層を挟んだ状態でステージを捜査幅３０ｍｍ、速度５００ｍｍ／ｓｅｃで２００往復運動させる。その後、ガラスプレパラート及びカバーガラスを一旦装置より取り外し、付着したトナーをエアにより軽く除去し、再度装置に取り付ける。次に圧子上部の更に１０ｇの錘を乗せ荷重変換装置を接続しステージを１０ｍｍ／ｓｅｃで移動させた時の装置の表示値を動摩擦係数とした。
【０１５６】
本実施例で使用する結着樹脂のスチレンアクリル酸ブチル共重合体の熱特性を（表２）に示す。
【０１５７】
【表２】
表１において、Ｔｇはガラス転移点、Ｍｎは数平均分子量、Ｍｗは重量平均分子量、ＭｚはＺ平均分子量、Ｔｍ、Ｔｉはフローテスターでの軟化点、流出開始温度である。
【０１５９】
本実施例で使用するワックスと、ＤＳＣ法による融点Ｔｗｔを（表３）に示す。
【０１６０】
【表３】
実施例において使用するトナーの処方を（表４）に示す。
【０１６２】
【表４】
実施例で使用したトナーサンプルと使用した材料、各諸特性を（表５）に示す。
外添処理において、トナーＡ１〜Ａ４のようにシリカ等の比表面積の大きい１種類の材料の外添剤で行う時は、凝集性が強いため、ある程度の回転の強度と時間をかける必要があるが、トナーＡ５〜Ａ９のように比表面積の小さい材料と混合して使用する時は、前記と同じような条件で外添処理すると、フィルミング除去に対して効果が低下する傾向にある。そのため処理を２段階で行うと効果的になる。トナーＡ１〜Ａ４の処理条件はヘンシェルミキサ（三井三池工業社製）を使用し、羽根形状はＺ０＋Ｓ０を用い、回転数１８００ｒｐｍ、時間６ｍｉｎ、投入量１．５ｋｇ、槽内温度３８℃で行うが、Ａ５、Ａ６、Ａ９での処理条件はヘンシェルミキサ（三井三池工業社製）を使用し、羽根形状はＺ０＋Ｓ０を用い、まず回転数１８００ｒｐｍ、時間４ｍｉｎ、投入量１ｋｇでシリカのみ外添処理を行い、その後に比表面積の小さい材料を所定量投入し、続けて回転数１７００ｒｐｍ、時間２ｍｉｎで行うか、または、まず回転数１７００ｒｐｍ、時間４ｍｉｎ、投入量１．５ｋｇでシリカのみ外添処理を行い、その後に比表面積の小さい材料を所定量投入し、続けて回転数１２００ｒｐｍ、時間４ｍｉｎで行うかである。つまり回転数を下げるか、処理時間を短くして後半の処理を行うことにより、トナーの動摩擦係数、比表面積値、キャリアと混合した時の帯電立上り指数が適正値にあわせられる。
【０１６４】
【表５】
図１は本実施例１で使用した現像方式が磁性一成分現像方式の電子写真装置の構成を示す断面図である。図１において、２０１は有機感光体で、アルミニウムの導電性支持体上にポリビニルブチラール樹脂（積水化学製エレックＢＬ−１）にτ型無金属フタロシアニン（東洋インキ製）の電荷発生物質を分散した電荷発生層と、ポリカーボネート樹脂（三菱ガス化学製Ｚ−２００）と、１，１−ビス（Ｐ−ジエチルアミノフェニル）−４，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン（アナン社製Ｔ−４０５）を含む電荷輸送層を順次積層した構成のものである。２０２は感光体２０１と同軸で固定された磁石、２０３は感光体をマイナスに帯電するコロナ帯電器、２０４は感光体の帯電電位を制御するグリッド電極、２０５は信号光である。
【０１６６】
２０７は磁性一成分トナー、２０６は感光体２０１表面に磁性一成分トナー２０７を供給するトナーホッパー、２０８は感光体２０１とギャップを開けて設定した非磁性電極ローラ、２０９は電極ローラ２０８の内部に設置された磁石、２１０は電極ローラ２０８に電圧を印加する交流高圧電源、２１１は電極ローラ上のトナーをかきおとすポリエステルフィルム製のスクレーパ、２１２はトナーホッパー内でのトナーの流れをスムーズにし、またトナーが自重で押しつぶされ感光体と電極ローラとの間でのつまりが発生するのを防止するためのダンパーである。これらにより露光後の潜像を可視像化するための現像装置が構成される。ここで、電極ローラ２０８は非画像部の余分なトナーを回収するためのものである。
【０１６７】
２１３は感光体上のトナー像を紙に転写する転写ローラで、その表面が感光体２０１の表面に接触するように設定されている。転写ローラ２１３は導電性の金属からなる軸の周囲に導電性弾性部材を設けた弾性ローラである。感光体２０１への押圧力は転写ローラ２１３一本（約２１６ｍｍ）当たり０〜２０００ｇ、望ましくは５００〜１０００ｇである。これは転写ローラ２１３を感光体２０１に圧接するためのバネのバネ係数と縮み量の積から測定した。感光体２０１との接触幅は約０．５ｍｍ〜５ｍｍである。転写ローラ２１３のゴム硬度はアスカーＣの測定法（ローラ形状でなく、ブロック片を用いた測定）で８０度以下、望ましくは３０〜４０度である。弾性ローラ２１３は直径６ｍｍのシャフトの周辺にＬｉ２０などのリチウム塩を内添することによりを抵抗値を１０７Ω（軸と表面に電極を設け、両者に５００Ｖ印加する）にした発泡性のウレタンエラストマーを用いた。転写ローラ２１３全体の外径は１６．４ｍｍで、硬度はアスカーＣで４０度であった。転写ローラ２１３を感光体２０１に転写ローラ２１３の軸を金属バネで押圧する事で接触させた。押圧力は約１０００ｇであった。ローラの弾性体としては前記発泡性のウレタンのエラストマーの他にＣＲゴム、ＮＢＲ、Ｓｉゴム、フッ素ゴムなどの他の材料からなる弾性体を使用することもできる。そして導電性を付与するための導電性付与剤としては前記リチウム塩の他にカーボンブラック等の他の導電性物質を使用することもできる。
【０１６８】
２１４は転写紙を転写ローラ２１３に導入する導電性部材からなる突入ガイド、２１５は導電性部材の表面を絶縁被覆した搬送ガイドである。突入ガイド２１４と搬送ガイド２１５は直接あるいは抵抗を介して接地している。２１６は転写紙、２１７は転写ローラ２１３に電圧印加する電圧発生電源である。
【０１６９】
２１８は転写残りのトナーをかき落とすクリーニングブレード、２１９は廃トナーを貯めるクリーニングボックス、２２４は廃トナーである。クリーニングブレードに弾性体ウレタンブレードを用いたが、バイアス印加したファーブラシや、導電性金属ローラでも同様の結果となる。
【０１７０】
感光体２０１表面での磁束密度は６００Ｇｓである。電極ローラ２０８内部の磁力の方を強くして搬送性を向上させた。また図中に示す磁石２０２の磁極角はθは１５度に設定した。感光体２０１の直径は３０ｍｍで、周速２６０ｍｍ／ｓで図中の矢印の方向に回転させ用いた。電極ローラ２０８の直径は１６ｍｍで、周速４０ｍｍ／ｓで感光体２０１の進行方向とは逆方向（図中の矢印方向）に回転させ用いた。感光体２０１と電極ローラ２０８とのギャップは３００μｍに設定した。感光体２０１をコロナ帯電器２０３（印加電圧−４．５ｋＶ、グリッド２０４の電圧−５００Ｖ）で、ー５００Ｖに帯電させた。この感光体２０１にレーザ光２０５を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体２０１の露光電位はー９０Ｖであった。この感光体２０１表面上に、トナー２０７をトナーホッパー２０６内で磁石により付着させた。次に感光体２０１を電極ローラ２０８の前を通過させた。感光体２０１の未帯電域の通過時には、電極ローラ２０８には交流高圧電源２１０により、０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク １．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。その後、−５００Ｖに帯電し静電潜像が書き込まれた感光体２０１の通過時には、電極ローラ２０８には交流高圧電源２１０により、−３５０Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ０−ｐ（ピーク・ツー・ピーク １．５ｋＶ）の交流電圧（周波数１ｋＨｚ）を印加した。すると感光体２０１の帯電部分に付着したトナーは電極ローラ２０８に回収され、感光体２０１上には画像部のみのネガポジ反転したトナー像が残った。
【０１７１】
矢印方向に回転する電極ローラ２０８に付着したトナーは、スクレーパ２１１によってかきとり、再びトナーホッパー２０６内に戻し次の像形成に用いた。こうして感光体２０１上に得られたトナー像を転写紙２１６に転写ローラ２１３によって転写した後、定着器（図示せず）により熱定着して複写画像が得られる。
【０１７２】
画像評価は画像形成の初期と１万枚後の耐久テスト後の画像濃度と地かぶりを評価した。地かぶりは明視にて判断し、実用上問題ないレベルであれば合格（○）とした。感光体上へのフィルミングが発生すると、葉書用紙の搬送力が低下し、さらに感光体上に黒点が発生し画像ノイズとなって現れる。
【０１７３】
かかる電子写真装置により、トナーサンプルＡ１〜Ａ９を用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、転写不良や紙の裏汚れがなく、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で、濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像を得ることができた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部での地かぶりも発生していなかった。更に、１００００枚の長期複写テストを行ったところ、スクレーパへのトナーの固着はなく、また感光体表面へのトナー（ワックス）のフィルミングはなく、初期の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画像が得られた。また定着性、耐オフセット性も良好に行えた。また高湿下での画像の乱れはなく、低抵抗物質が均一に除去できているものと思われる。
【０１７４】
（実施例２）
キャリアはコート樹脂１部をキシレン５０部に溶解して成る被覆樹脂溶液中に、フェライト粒子１００部を浸漬した後、加熱してキシレンを除去し、更に一定温度と時間で熱処理し、次いで凝集物を篩い分けした。
【０１７５】
コート樹脂の接触角、動摩擦係数はガラスプレパラート上に、被覆樹脂溶液をコートしたものを測定サンプルとした。
【０１７６】
サンプルはガラスプレパラート上に被覆樹脂溶液を数滴垂らしガラス棒を用いてバーコートの要領で塗布した後、前記キャリアの熱処理と同様な条件を施して作成したものである。
【０１７７】
接触角は接触角測定装置（協和界面科学ＦＡＣＥ）を用い、前記プレパラートサンプル表面に純水の液滴を垂らし、純水に対する接触角を測定した。
【０１７８】
動摩擦係数はＨＥＩＤＯＮ１４型（ＨＥＩＤＯＮ社製）を用い、鋼球圧子での動摩擦係数を測定した。
【０１７９】
測定は測定台（ステージ）にガラスプレパラートサンプルを設置し、鋼球圧子をサンプル表面にゆっくりと接触させ鋼球圧子上部の皿に１０ｇの錘をのせる。荷重変換装置を接続し、走査速度１０ｍｍ／ｓｅｃでステージを移動させた時の表示値を動摩擦係数とした。
【０１８０】
トナーとの動摩擦係数の測定は、トナーをブレードを用いて、ステージ上の樹脂を塗布被覆したガラスプレート表面に均一塗布して薄層化する。次に装置の圧子取り付け部分に、縦横１８ｍｍのガラスプレートを取り付けて圧子上部の更に５００ｇの錘を乗せ、ガラスプレパラートとカバーガラスにトナー層を挟んだ状態でステージを捜査幅３０ｍｍ、速度５００ｍｍ／ｓｅｃで２００往復運動させる。その後、ガラスプレパラート及びカバーガラスを一旦装置より取り外し、付着したトナーをエアにより軽く除去し、再度装置に取り付ける。次に圧子上部の更に１０ｇの錘を乗せ荷重変換装置を接続しステージを１０ｍｍ／ｓｅｃで移動させた時の装置の表示値を動摩擦係数とした。
【０１８１】
トナーの動摩擦係数は感光体の膜削れ量と関係し、０．１５以下になると感光体が削れなくなり、高湿下において画像乱れが生じる。０．３５以上になると、逆に感光体へのダメージが大きくなり、傷等が発生しやくなる傾向にある。
【０１８２】
キャリアの樹脂コート材料を（表６）に、キャリアの試作条件とその特性値（表７）に示す。
【０１８３】
【表６】
【表７】
実施例において使用するトナーの処方を（表８）に示す。
【０１８６】
【表８】
実施例で使用したトナーサンプルと使用した材料、各諸特性を（表９）に示す。
【０１８８】
【表９】
実施例で使用した現像剤サンプルのトナー、キャリア及びその諸特性を（表１０）に示す。外添処理条件は基本的に実施例１と同様な条件で行ったが、今回は非磁性トナーなので投入量を１．５ｋｇとして行った。
【０１９０】
【表１０】
図２は本実施例２で使用した電子写真装置の構成を示す断面図である。本実施例装置は、ＦＰ−７７４２（松下電器社製）複写機を改造し、二成分現像方式で、廃トナーリサイクル機構を付加した構成である。
【０１９２】
２２０は現像スリーブ、２２１はドクターブレード、２２２はキャリア保持のためのマグネットロール、２２３はキャリア、２２４は転写残りの廃トナー、２２５はクリーニングボックス２１９中の廃トナー２２４を現像工程に戻すための輸送管である。その他の符号は図１の電子写真装置と同様な部材である。転写残りのトナーをクリーニングブレード２１８でかき落とし、クリーニングボックス２１９に一時的に貯められた廃トナー２２４は、輸送管２２５によって現像工程に戻されるよう構成されている。
【０１９３】
画像評価は画像形成の初期と１０万枚後の耐久テスト後の画像濃度と地かぶりに評価した。初めの５万枚は廃トナーリサイクル無しで行い、後の５万枚は廃トナーリサイクルをして行った。地かぶりは明視にて判断し、実用上問題ないレベルであれば合格（○）とした。さらに、感光体上へのフィルミングが発生すると、葉書用紙の搬送力が低下し、さらに感光体上に黒点が発生し画像ノイズとなって現れる。
【０１９４】
かかる電子写真装置により、トナーサンプルＡ１０〜Ａ１８を用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、転写不良や紙の裏汚れがなく、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で、濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像を得ることができた。画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。非画像部での地かぶりも発生していなかった。また定着強度、耐オフセット性も良好に得られた。１０万枚の長期複写テストを行ったところ、また感光体表面へのトナー（ワックス）のフィルミングはなく、初期の画像に比べて遜色のない高濃度、低地カブリの複写画像が得られた。また高湿下での画像の乱れはなく、低抵抗物質が均一に除去できているものと思われる。
【０１９５】
（実施例３）
図３は本実施例で使用したフルカラー画像形成用の電子写真装置の構成を示す断面図である。図３において、１はカラー電子写真プリンタの外装筐で、図中の右端面側が前面である。１Ａはプリンタ前面板であり、この前面板１Ａはプリンタ外装筐１に対して下辺側のヒンジ軸１Ｂを中心に点線表示のように倒し開き操作、実線表示のように起こし閉じ操作自由である。プリンタ内に対する中間転写ベルトユニット２の着脱操作や紙詰まり時などのプリンタ内部点検保守等は前面板１Ａを倒し開いてプリンタ内部を大きく解放することにより行われる。この中間転写ベルトユニット２の着脱動作は、感光体の回転軸母線方向に対し垂直方向になるように設計されている。
【０１９６】
中間転写ベルトユニット２の構成を図４に示す。中間転写ベルトユニット２はユニットハウジング２ａに、中間転写ベルト３、導電性弾性体よりなる第１転写ローラ４、アルミローラよりなる第２転写ローラ５、中間転写ベルト３の張力を調整するテンションローラ６、中間転写ベルト３上に残ったトナー像をクリーニングするベルトクリーナローラ７、クリーナローラ７上に回収したトナーをかきおとすスクレーパ８、回収したトナーを溜おく廃トナー溜め９ａおよび９ｂ、中間転写ベルト３の位置を検出する位置検出器１０を内包している。この中間転写ベルトユニット２は、図３に示されているように、プリンタ前面板１Ａを点線のように倒し開いてプリンタ外装筐１内の所定の収納部に対して着脱自在である。
【０１９７】
中間転写ベルト３は、絶縁性樹脂中に導電性のフィラーを混練して押出機にてフィルム化して用いる。本実施例では、絶縁性樹脂としてポリカーボネート樹脂（たとえば三菱ガス化学製，ユーピロンＺ３００）９５重量部に、導電性カーボン（たとえばケッチェンブラック）５重量部を加えてフィルム化したものを用いた。また、表面に弗素樹脂をコートした。フィルムの厚みは約３５０μｍ、抵抗は約１０７〜１０８Ω・ｃｍである。ここで、中間転写ベルト３としてポリカーボネート樹脂に導電性フィラーを混練し、これをフィルム化したものを用いているのは、中間転写ベルト３の長期使用による弛みや，電荷の蓄積を有効に防止できるようにするためであり、また、表面を弗素樹脂でコートしているのは、長期使用による中間転写ベルト表面へのトナーフィルミングを有効に防止できるようにするためである。
【０１９８】
この中間転写ベルト３を、厚さ１００μｍのエンドレスベルト状の半導電性のウレタンを基材としたフィルムよりなり、周囲に１０７Ω・ｃｍの抵抗を有するように低抵抗処理をしたウレタンフォームを成形した第１転写ローラ４、第２転写ローラ５およびテンションローラ６に巻回し、矢印方向に移動可能に構成する。ここで、中間転写ベルト３の周長は、最大用紙サイズであるＡ４用紙の長手方向の長さ（２９８ｍｍ）に、後述する感光体ドラム（直径３０ｍｍ）の周長の半分より若干長い長さ（６２ｍｍ）を足した３６０ｍｍに設定している。
【０１９９】
中間転写ベルトユニット２がプリンタ本体に装着されたときには、第１転写ローラ４は、中間転写ベルト３を介して感光体１１（図４に図示）に約１．０ｋｇの力で圧接され、また、第２転写ローラ５は、中間転写ベルト３を介して上記の第１転写ローラ４と同様の構成の第３転写ローラ１２（図４に図示）に圧接される。この第３転写ローラ１２は中間転写ベルト３に従動回転可能に構成している。
【０２００】
クリーナローラ７は、中間転写ベルト３を清掃するベルトクリーナ部のローラである。これは、金属性のローラにトナーを静電的に吸引する交流電圧を印加する構成である。なお、このクリーナローラ７はゴムブレードや電圧を印加した導電性ファーブラシであってもよい。
【０２０１】
図３において、プリンタ中央には黒、シアン、マゼンタ、イエロの各色用の４組の扇型をした像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃが像形成ユニット群１８を構成し、図のように円環状に配置されている。各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃは、プリンタ上面板１Ｃをヒンジ軸１Ｄを中心に開いて像形成ユニット群１８の所定の位置に着脱自在である。像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃはプリンタ内に正規に装着されることにより、像形成ユニット側とプリンタ側の両者側の機械的駆動系統・電気回路系統が相互カップリング部材（不図示）を介して結合して機械的・電気的に一体化する。
【０２０２】
円環状に配置されている像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは支持体（図示せず）に支持されており、全体として移動手段である移動モータ１９に駆動され、固定されて回転しない円筒状の軸２０の周りに回転移動可能に構成されている。各像形成ユニットは、回転移動によって順次前述の中間転写ベルト３を支持する第２転写ローラ４に対向した像形成位置２１に位置することができる。像形成位置２１は信号光２２による露光位置でもある。
【０２０３】
各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは、中に入れた現像剤を除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化するため黒用の像形成ユニット１７Ｂｋについて説明し、他色用のユニットの説明については省略する。
【０２０４】
３５はプリンタ外装筐１内の下側に配設したレーザビームスキャナ部であり、図示しない半導体レーザ、スキャナモータ３５ａ、ポリゴンミラー３５ｂ、レンズ系３５ｃなどから構成されている。このレーザビームスキャナ部３５からの画像情報の時系列電気画素信号に対応した画素レーザ信号光２２は、像形成ユニット１７Ｂｋと１７Ｙの間に形成された光路窓口３６を通って、軸２０の一部に開けられた窓３７を通して軸２０内の固定されたミラー３８に入射し、反射されて像形成位置２１にある像形成ユニット１７Ｂｋの露光窓２５から像形成ユニット１７Ｂｋ内にほぼ水平に進入し、像形成ユニット内に上下に配設されている現像剤溜め２６とクリーナ３４との間の通路を通って感光体１１の左側面の露光部に入射し母線方向に走査露光される。
【０２０５】
ここで光路窓口３６からミラー３８までの光路は両隣の像形成ユニット１７Ｂｋと１７Ｙとのユニット間の隙間を利用しているため、像形成ユニット群１８には無駄になる空間がほとんど無い。また、ミラー３８は像形成ユニット群１８の中央部に設けられているため、固定された単一のミラーで構成することができ、シンプルでかつ位置合わせなどが容易な構成である。
【０２０６】
１２はプリンタ前面板１Ａの内側で紙給送ローラ３９の上方に配設した第３転写ローラであり、中間転写ベルト３と第３転写ローラ１２との圧接されたニップ部には、プリンタ前面板１Ａの下部に設けた紙給送ローラ３９により用紙が送られてくるように用紙搬送路が形成されている。
【０２０７】
４０はプリンタ前面板１Ａの下辺側に外方に突出させて設けた給紙カセットであり、複数の紙Ｓを同時にセットできる。４１ａと４１ｂとは紙搬送タイミングローラ、４２ａ・４２ｂはプリンタの内側上部に設けた定着ローラ対、４３は第３転写ローラ１２と定着ローラ対４２ａ・４２ｂ間に設けた紙ガイド板、４４ａ・４４ｂは定着ローラ対４２ａ・４２ｂの紙出口側に配設した紙排出ローラ対、４５は定着ローラ４２ａに供給するシリコンオイル４６を溜める定着オイル溜め、４７はシリコンオイル４６を定着ローラ４２ａに塗布するオイル供給ローラである。
【０２０８】
各像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ、中間転写ベルトユニット２には、廃トナー溜めを設けている。
【０２０９】
以下、動作について説明する。
【０２１０】
最初、像形成ユニット群１８は、図３に示すように、黒の像形成ユニット１７Ｂｋが像形成位置２１にある。このとき感光体１１は中間転写ベルト３を介して第１転写ローラ４に対向接触している。
【０２１１】
像形成工程により、レーザビームスキャナ部３５により黒の信号光が像形成ユニット１７Ｂｋに入力され、黒トナーによる像形成が行われる。このとき像形成ユニット１７Ｂｋの像形成の速度（感光体の周速に等しい６０ｍｍ／ｓ）と中間転写ベルト３の移動速度は同一になるように設定されており、像形成と同時に第１転写ローラ４の作用で、黒トナー像が中間転写ベルト３に転写される。このとき第１転写ローラには＋１ｋＶの直流電圧を印加した。黒のトナー像がすべて転写し終わった直後に、像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは像形成ユニット群１８として全体が移動モータ１９に駆動されて図中の矢印方向に回転移動し、ちょうど９０度回転して像形成ユニット１７Ｃが像形成位置２１に達した位置で止まる。この間、像形成ユニットの感光体以外のトナーホッパ２６やクリーナ３４の部分は感光体１１先端の回転円弧より内側に位置しているので、中間転写ベルト３が像形成ユニットに接触することはない。
【０２１２】
像形成ユニット１７Ｃが像形成位置２１に到着後、前と同様に今度はシアンの信号でレーザビームスキャナ部３５が像形成ユニット１７Ｃに信号光２２を入力しシアンのトナー像の形成と転写が行われる。このときまでに中間転写ベルト３は一回転し、前に転写された黒のトナー像に次のシアンのトナー像が位置的に合致するように、シアンの信号光の書き込みタイミングが制御される。この間、第３転写ローラ１２とクリーナローラ７とは中間転写ベルト３から少し離れており、転写ベルト上のトナー像を乱さないように構成されている。
【０２１３】
以上と同様の動作を、マゼンタ、イエロについても行い、中間転写ベルト３上には４色のトナー像が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成された。最後のイエロトナー像の転写後、４色のトナー像はタイミングを合わせて給紙カセット４０から送られる用紙に、第３転写ローラ１２の作用で一括転写される。このとき第２転写ローラ５は接地し、第３転写ローラ１２には＋１．５ｋＶの直流電圧を印加した。用紙に転写されたトナー像は定着ローラ対４２ａ・４２ｂにより定着された。用紙はその後排出ローラ対４４ａ・４４ｂを経て装置外に排出された。中間転写ベルト３上に残った転写残りのトナーは、クリーナローラ７の作用で清掃され次の像形成に備えた。
【０２１４】
次に単色モード時の動作を説明する。単色モード時は、まず所定の色の像形成ユニットが像形成位置２１に移動する。次に前と同様に所定の色の像形成と中間転写ベルト３への転写を行い、今度は転写後そのまま続けて、次の第３転写ローラ１２により給紙カセット４０から送られてくる用紙に転写をし、そのまま定着した。
【０２１５】
なお、本装置では、像形成ユニットの構造としては実施例１、２に記載の現像方法を用いたが、他にコンベンショナルな現像法を用いた構造の像形成ユニットを用いることもできる。
【０２１６】
本実施例で使用する結着樹脂のポリエステル樹脂の熱特性を（表１１）に示す。
【０２１７】
【表１１】
本実施例において使用するトナーの処方を（表１２）に示す。
【０２１９】
【表１２】
本実施例で使用したトナーサンプルと使用した材料、各諸特性を（表１３）に示す。
【０２２１】
【表１３】
かかる電子写真装置により、前記のように製造したトナーサンプルを用いて画像出しを行ったところ、横線の乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなくベタ黒画像が均一で濃度が１．４の１６本／ｍｍの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像が得られ、画像濃度１．４以上の高濃度の画像が得られた。また、非画像部の地かぶりも発生していなかった。更に、５千枚の長期耐久テストにおいても、流動性、画像濃度とも変化が少なく安定した特性を示した。また転写においても中抜けは実用上問題ないレベルであり、転写効率は９０％以上得られた。また、感光体、中間転写ベルトへのトナー（離型剤）のフィルミングも実用上問題ないレベルであった。
【０２２３】
また、高湿下での画像の乱れは生じなかった。
【０２２４】
（表１４）にＯＨＰ用紙に付着量０．７ｍｇ／ｃｍ２以上のベタ画像を１５５℃で、オイルを塗布しない定着器で定着させたときの透過率と、高温でのオフセット性を評価した。プロセス速度は１００ｍｍ／ｓｅｃで、透過率は分光光度計Ｕ−３２００（日立製作所）で、７００ｎｍの光の透過率を測定した。実用上満足できる結果が得られた。
【０２２５】
【表１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、広範囲の現像プロセス速度に対応するため、広い分子量分布の結着樹脂を使用し、かつ紙への浸透性を上げ、定着画像表面上を低摩擦状態にするため、特定の特性を有するポリエチレンワックス、植物系ワックスを添加し、さらにトナーに添加する外添剤の動摩擦係数、外添処理前のトナー母体の動摩擦係数、外添後のトナーの動摩擦係数、外添処理前のトナー母体の比表面積、外添後のトナーの比表面積を特定の関係を満たすように材料、製造条件を設定することで、定着性、耐オフセット性を満足しながら、ブレードによるクリーニング性を良好なものとし、また、感光体上の低抵抗物質の異物除去も効果的に行える。さらにキャリアのコート膜の摩擦係数、接触角を規定することにより、二成分現像において、トナーとの混合性を均一なものとして帯電性を向上させ、特にトナーが急速に補給された時の帯電追随性が遅れることによる地カブリの発生を防止できる。さらに廃トナーのリサイクル性、転写ローラ、中間転写における転写性の優れたトナーを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例１で使用した現像方式が磁性一成分現像方式の電子写真装置の構成を示す断面図
【図２】 本発明の実施例２で使用した現像方式が二成分現像方式の電子写真装置の構成を示す断面図
【図３】 本発明の実施例３で使用したカラー電子写真装置の概略構成を示す断面図
【図４】 図３に示した中間転写ベルトユニットの構成を示す断面図
【図５】 カラー電子写真装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
２ 中間転写ベルトユニット
３ 中間転写ベルト
４ 第１転写ローラ
５ 第２転写ローラ
６ テンションローラ
１１ 感光体
１２ 第３転写ローラ
１７Ｂｋ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙ 像形成ユニット
１８ 像形成ユニット群
２１ 像形成位置
２２ レーザ信号光
３５ レーザビームスキャナ部
３８ ミラー
２０１ 感光体
２０２ 感光体に内包された固定磁石
２０３ コロナ帯電器
２０４ グリッド電極 ２０６ トナーホッパー
２０７ 磁性一成分トナー（現像剤）
２０８ 電極ローラ
２０９ 電極ローラ内部に設置された磁石
２１１ スクレーパ
２１３ 転写ローラ
２１４ 突入ガイド
２１５ 搬送ガイド
２１６ 転写紙
２１８ クリーニングブレード
２１９ クリーニングボックス
２２０ 現像スリーブ
２２１ ドクターブレード
２２２ マグネットロール
２２４ 廃トナー
２２５ 廃トナー輸送管
Claims (14)
- 少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、
前記トナーには、動摩擦係数が０．１２〜０．３０である外添剤が含有され、
前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤。 - 少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、
前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、前記外添剤の動摩擦係数が０．１２〜０．３０であり、
前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤。 - 少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、
外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、一般式（数１）の関係を有し、
前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤。
- 少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、
前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、前記外添剤の動摩擦係数が０．１２〜０．３０であり、
前記外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後の前記トナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、
前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤。 - 少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、
トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつ一般式（数２）の関係を有し、
前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤。
- 少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、
前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、
トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦの関係を有し、
前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤。 - 少なくとも、結着樹脂、着色剤、外添剤を主成分とするトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、
トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦ、トナー母体のＢＥＴ比表面積をＳＢ、外添処理後のトナーのＢＥＴ比表面積をＳＴとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、かつＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦ、一般式（数３）を両立させる関係を有し、
前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤。
- 少なくとも、結着樹脂、着色剤、ワックス、外添剤よりなるトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であって、
前記ワックスが少なくともＤＳＣ法による融点が６６〜８６℃である植物系ワックス、またはＤＳＣ法による融点が８０〜１４０℃であるポリエチレン系ワックスのうちの１種類、または２種類以上からなり、
トナー母体の動摩擦係数をＢＦ、外添剤の動摩擦係数をＧＦ、トナー母体に外添剤を外添処理した後のトナーの動摩擦係数をＴＦ、トナー母体のＢＥＴ比表面積をＳＢ、外添処理後のトナーのＢＥＴ比表面積をＳＴとすると、ＢＦが０．１０〜０．２５、ＧＦが０．１２〜０．３０であり、
かつ、ＢＦ＜ＧＦ＜ＴＦ、１．１＜ＳＴ／ＳＢ＜１．６を両立させる関係を有し、
前記キャリアと前記トナーの混合時の帯電立上り指数が０．６〜１．３であることを特徴とする二成分現像剤。 - 前記キャリアは導電性微粉末を含有する樹脂で磁性体の表面を被覆したキャリアであって、前記樹脂による被覆膜の表面接触角が９０〜１２０度である請求項１〜８いずれか記載の二成分現像剤。
- 前記キャリアは導電性微粉末を含有する樹脂で磁性体の表面を被覆したキャリアであって、前記樹脂による被覆膜の鋼球との動摩擦係数が０．０１〜０．１である請求項１〜８いずれか記載の二成分現像剤。
- 前記キャリアは導電性微粉末を含有する樹脂で磁性体の表面を被覆したキャリアであって、前記樹脂による被覆膜の請求項１ないし８のいずれかに記載のトナーとの動摩擦係数が０．１〜０．３である請求項１〜８いずれか記載の二成分現像剤。
- 像保持体と導電性弾性ローラとの間に転写材を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像担持体上の静電潜像を可視像化したトナーを転写するトナー転写工程を具備する電子写真方法であって、請求項１ないし１１のいずれかの二成分現像剤を使用することを特徴とする電子写真方法。
- 転写プロセス後に像担持体上に残留したトナーを現像装置内に回収して再度現像プロセスに利用する廃トナーリサイクル工程を具備する電子写真方法であって、請求項１ないし１１のいずれかの二成分現像剤を使用することを特徴とする電子写真方法。
- 像担持体上に形成した静電潜像を顕像化されたトナー画像を、前記像担持体に無端状の中間転写体の表面を当接させて前記中間転写体の表面に前記トナー画像を転写させる一次転写プロセスが複数回繰り返し実行され、この後に、この一次転写プロセスの複数回の繰り返し実行により前記中間転写体の表面に形成された重複転写トナー画像 を転写材に一括転写させる２次転写プロセスが実行されるよう構成された転写システムを有する電子写真方法であって、請求項１ないし１１のいずれかの二成分現像剤を使用することを特徴とする電子写真方法。
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