JP4177988B2 - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー、現像剤及び画像形成方法、画像形成装置に関し、より詳細には、電子写真、静電記録などに用いるトナー、それを含有する二成分現像剤、及びそれを用いる画像形成方法、画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二成分現像剤を用いた電子写真法を用いた画像形成法は広く知られ、プリンタや複写機等に利用されている。
最近は、特開昭６０−４１０７９号公報に開示されているように、トナーにより感光体上に形成された潜像を現像画像装置として転写後に感光体ドラムに残留したトナーを除去するためのクリーナーとクリーナーで除去されたトナーを現像装置に戻すリサイクル装置とを有するものが多くなってきている。
又、特開平７−１９９５３８号公報には、低温定着のリサイクルシステムにおいてもトナー劣化が少なく長時間良好な画質の画像を形成することのできるトナーとして、流動性向上剤として、帯電量を増加させる添加剤と減少させる添加剤の２種類を含有し、更にワックスとしてカルナウバワックス等を含有したトナーが提案されている。
【０００３】
さらに最近、省エネルギーの観点から低エネルギー定着化、オフィスの省スペース化に伴う装置の小型化、更には、環境汚染防止の観点から廃トナーレス画像形成装置が求められている。
そこで、低エネルギー定着を達成する為にトナー構成材料の検討は従来からなされてきた。しかし、小型でトナーリサイクルを有し、且つ、低エネルギー定着可能な画像形成方法においては、現像剤が劣化し、装置内、及び画像を汚染し易いといった不具合が生じ易いことが知られてきた。
【０００４】
これは現像装置において、現像剤の攪拌条件と現像剤特性が現像剤の劣化に大きく影響している。現像剤が現像剤担持体に汲み上げられドクター部でキャリアとトナーは擦られる。その結果、機械的なストレスにより、局部的にトナーの成分がキャリアに付着する。オイルレストナーには定着離型性を確保するためにワックスを分散している。現像剤に熱ストレスを加えた場合、ワックスがトナー表面へブリードアウトし粒子表面がワックス過多となる為、キャリア表面へのワックス付着が促進される。トナーが負極性の場合、同極性であるワックスはキャリア表面の帯電機能を失活させてしまい、その結果、現像剤の帯電量が低下してしまう。更に、リサイクルシステムによって現像部へ再度補給されるトナーは、トナー粒子表面に添加している流動性付与剤が脱離又は埋没している為、更にキャリア表面へトナー成分が付着し易くなる。
即ち、キャリアスペントは、装置の小型化により助長され、更にリサイクルトナーが現像装置内へ取り込まれることにより、更に顕著となるという問題を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来の技術に鑑み、低エネルギー定着可能で、且つ、トナーへの熱ストレス、機械ストレスに強く、安定した画像が得られるトナー、それを含有する二成分現像剤、及びそれを用いる画像形成方法、画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、低温定着が可能で高画質化及び高寿命の両立化をはかる為に鋭意検討した結果、トナーは結着樹脂として少なくともポリエステル樹脂を含有し、又、融点が６０〜９０℃のワックスを含有し、且つ、ドクターブレードと現像剤担持体とのギャップＧｄ（ｍｍ）と、現像剤担持体ローラ周速Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、トナー表面静摩擦係数μの関係が下記式（１）及び（２）を満たすことにより上記課題が解決されることを見出し本発明を完成するに至った。
ａ・（Ｖ／Ｇｄ）−０．２４≦μ≦０．３５ （１）
（但し、ａ＝０．８×１０^-3）
４５０≦Ｖ／Ｇｄ≦７００ （２）
【０００７】
即ち本発明によれば、静電潜像が形成される静電潜像担持体と、二成分現像剤を磁力により吸着保持して前記静電潜像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持体上の二成分現像剤の層厚を規制するドクターブレードと、静電潜像担持体をクリーニングする手段と、このクリーニング手段により分離されたトナーをリサイクルする機構を有する画像形成装置を用い、該ドクターブレードと該現像剤担持体とのギャップＧｄ（ｍｍ）と、該現像剤担持体ローラ周速Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）と、トナー表面静摩擦係数μとの関係が下記式（１）及び下記（２）を満たす画像形成方法であって、該二成分現像剤が、結着樹脂として少なくともポリエステル樹脂を含有し、さらに着色剤及び融点が６０〜９０℃のワックスを含有するトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法が提供される。
ａ・（Ｖ／Ｇｄ）−０．２４≦μ≦０．３５ （１）
（但し、ａ＝０．８×１０^−３）
４５０≦Ｖ／Ｇｄ≦７００ （２）
また、本発明によれば、前記トナーが、その粒子表面に少なくとも１種類以上の無機粉末微粒子が添加され、その添加量が該トナーに対して０．５〜２．０重量％含有することを特徴とする上記の画像形成方法が提供される。また、本発明によれば、前記トナーに用いるポリエステル樹脂のＭＩが、０．３〜４．０（ｇ／１０分）の範囲であることを特徴とする上記いずれかに記載の画像形成方法が提供される。また、本発明によれば、前記トナーに用いるワックスが、カルナウバワックス、ライスワックス、またはエステルワックスの少なくとも１種であることを特徴とする上記いずれかに記載の画像形成方法が提供される。また、本発明によれば、前記ワックスの原材料粒径が、１００〜６００μｍであることを特徴とする上記いずれかに記載の画像形成方法が提供される。また、本発明によれば、前記キャリアが樹脂で被覆されており、該被覆樹脂中に導電性微粒子を含有し、被覆樹脂に対する含有率が３重量％以下あることを特徴とする上記の画像形成方法が提供される。
また、本発明によれば、静電潜像が形成される静電潜像担持体と、二成分現像剤を磁力により吸着保持して前記静電潜像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持体上の二成分現像剤の層厚を規制するドクターブレードと、静電潜像担持体をクリーニングする手段とこのクリーニング手段により分離されたトナーをリサイクルする機構を有する画像形成装置であって、該ドクターブレードと該現像剤担持体とのギャップＧｄ（ｍｍ）と、該現像剤担持体ローラ周速Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）と、トナー表面静摩擦係数μとの関係が下記式（１）及び（２）を満たし、かつ該二成分現像剤として上記いずれかに記載の二成分現像剤を装填したことを特徴とする画像形成装置が提供される。
ａ・（Ｖ／Ｇｄ）−０．２４≦μ≦０．３５ （１）
（但し、ａ＝０．８×１０^−３）
４５０≦Ｖ／Ｇｄ≦７００ （２）
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、本発明の画像形成方法及び画像形成装置の実施の形態について図を参照して説明する。
図１には、本発明によるレーザ複写機（例えば実施例で用いたもの等）の全体概略構成を示す。図中符号１０は、複写機装置本体である。装置本体１０には、ドラム状静電潜像担持体１２を設ける。像担持体１２のまわりには、帯電装置１３、書込み装置１４、現像装置１５、転写装置１６、クリーニング装置１７等を備える。
そして、像担持体１２の図中反時計方向への回転とともに、公知のとおり、まずその表面を帯電装置１３で一様に帯電し、次いで書込み装置１４でレーザ光Ｌを照射して書込みを行うことにより静電潜像を形成し、それから現像装置１５でトナーを付着してその潜像を可視像化し、その後その像担持体１２上に形成した画像を転写装置１６で転写して用紙等の記録媒体に記録を行う。
画像記録後の記録媒体は、定着装置１８で転写画像を定着して後、排紙スタック部１９上に排出し、また画像転写後の像担持体１２は、クリーニング装置１７で清掃してその像担持体１２上に残留するトナーを除去し、除電するなどして再度の画像形成に備える。
【０００９】
ところで、図示レーザ複写機では、上述したとおり、小型化を図るべく、またメンテナンス上の便宜から、像担持体１２と帯電装置１３や現像装置１５やクリーニング装置１７を一体的に設けて図２に示すようなプロセスカートリッジ２０を構成し、そのプロセスカートリッジ２０を複写機装置本体１０に対して着脱自在としてなる。
【００１０】
キャリアとトナーからなる現像剤は、搬送スクリュ２２・２３により循環搬送され、現像剤担持体２４内の磁石によって現像領域へと搬送される。現像ドクターブレード２５の先端と現像剤担持体２４外周面は所定間隔となっており、本発明ではこの間隙をドクターギャップとして規定している。現像剤担持体に搬送された現像剤の余剰分はドクターブレード２５により掻き落とされる。像担持体（感光体）側に搬送された現像剤中のトナーが静電潜像に対応して、現像バイアスにより付着する。
上記現像によって像担持体（感光体）１２上に付着したトナーは、転写装置１５の転写手段によって転写紙に静電転写されるが、一部のトナーが未転写となって感光体上に残る。未転写トナーはクリーニング装置１７のクリーニング手段のクリーニングブレードによって感光体から掻き落とされるようになっていてこの掻き落とされた回収トナーはリサイクルトナー（Ｔ）として再使用するためにクリーニングブレード上部の経路をリサクルトナー搬送スクリュー３６により搬送される。搬送されたトナーはカートリッジケース２１内にリサイクルトナーとして戻される。
【００１１】
次に、本発明に用いるトナー及び現像剤の構成について説明する。
低エネルギー定着を可能とする為には、トナーが▲１▼ポリエステル樹脂を含有する、▲２▼融点が９０℃以下のワックスを含有することが必要である。
キャリアスペントに対して本発明者らが鋭意研究した結果、Ｇｄ／Ｖとトナー静摩擦係数μが関係することを見出した。
即ち、前記式（１）の左辺より小さいトナー静摩擦係数のトナーを用いた場合、キャリアスペントにより現像剤が経時劣化し易くなる。従って、現像条件により、静摩擦係数がある値以上のトナーを使用することで、現像剤寿命を確保することができる。
【００１２】
またワックスを含有するトナーは、ワックスの分散状態により特性が大きく異なる。ワックスが小粒径で均一に分散している場合は、トナー表面に存在するワックス量の比率は内包されているワックス量と等しくなる。しかし、大粒径で存在した場合、トナー表面に存在するワックス量の比率は内包するワックス量より多くなる。この原因は、混練したトナーを粉砕し微粒化する場合、機械的衝撃、ジェット気流による衝撃などの外力により粉砕することが多く、その場合、内部の最も弱い部分から破壊が起るが、これがワックスである為、ワックスが大粒径で存在した場合、トナー表面のワックス量が多くなる。
【００１３】
この様なトナーの静摩擦係数は小さく、又、複写機内で発生する熱により経時で更に静摩擦係数が低下する。特に小型化した装置の場合、レイアウト上、定着部と現像部を近接して配置しなければならない為、現像部及び現像部補給用のトナーカートリッジ周辺は、室温よりも１０〜２０℃程度は高くなってしまう。この場合、トナー及び現像剤自身が高温下に保管されているのと同様である為、経時でのトナー静摩擦係数の低下が見られる為、ワックスの融点が６０℃以上であることが好ましい。
【００１４】
又、トナー表面のワックス量が少ない場合、即ち、静摩擦係数が大きすぎる場合は定着オフセットが発生する。従って、本発明に用いるトナーは、低エネルギー定着を可能とする為に、少なくともポリエステル樹脂及び融点が６０〜９０℃のワックスを含有し、且つ、現像条件に対して、静摩擦係数が下記式（１）及び（２）の関係を満たすトナーを用いる。
ａ・（Ｖ／Ｇｄ）−０．２４≦μ≦０．３５ （１）
（但し、ａ＝０．８×１０^-3）
４５０≦Ｖ／Ｇｄ≦７００ （２）
【００１５】
又、本発明の様にトナーリサイクルされる場合は、トナー粒子表面に少なくとも１種類以上の無機微粉末粒子を添加し、その添加量が０．５〜２．０重量％であることが好ましい。これはリサイクル後のトナー流動性を低下させず、また、トナー表面のワックス成分のキャリアへの付着を抑えることに効果がある。この無機微粒子の一次粒子径は、５ｍμ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｍμ〜５００ｍμであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ²／ｇであることが好ましい。一般的に無機微粒子の使用割合が多くなるとリサイクル後のトナー流動性は確保出来るものの、使用割合が２．０重量％を超えると、装置小型の為に小径の像担持体を使用する場合には、クリーニング不良による異常画像が発生しやすくなる。従って、この無機微粒子の使用割合は２．０重量％以下であることが好ましい。
【００１６】
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。この他、高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤などが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【００１７】
本発明のトナーは、結着樹脂として少なくともポリエステル樹脂を含有する。結着樹脂としてポリエステル樹脂を含有させることにより、低温定着性と耐オフセット性及び帯電安定性について改善させることができる。更に詳細には、トナー中のＴＨＦ不溶分と、結着樹脂中のＴＨＦ不溶分のバランスをコントロールすることで定着性及び帯電安定性の点を改善させることができる。
上記ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを重合反応させることにより製造させる。ここで多価カルボン酸成分としては、例えばマレイン酸、フマル酸、メサコン酸、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、マロン酸、これらの酸無水物、又は低級アルキルエステル、リノレイン酸の二量体、その他の二価の有機酸単量体等の多価カルボン酸、そのエステル等の誘導体が挙げられる。また多価アルコール成分としては、例えば、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−ブテンジオール等のジオール類、１，４−ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、その他の二価のアルコール単量体等の多価アルコールが挙げられる。
【００１８】
トナーに用いるポリエステル樹脂は特にＭＩが０．３〜４．０（ｇ／１０分）の範囲であることが低エネルギー定着の面及び着色剤分散の面から好ましい。
また、ポリエステル樹脂はトナー混練条件により下記式（３）で示されるΔＴＨＦ不溶分を変化させることが知られている。該式（３）によりトナーのＴＨＦ（テトラヒドロフラン）不溶分から求める△ＴＨＦ不溶分を１．０〜２．８（％）とすることにより、低エネルギー定着性と着色剤分散性の双方を改良しつつホットオフセット性が改良できる。結着樹脂のＴＨＦ不溶分（ゲル分）がホットオフセット性向上に寄与することは従来から解説されているが、トナー中にＴＨＦ不溶分が多く残存すると低エネルギー定着性や着色剤の分散性を低下させる。
前記△ＴＨＦ不溶分が少ないとホットオフセット性に劣り、前記△ＴＨＦ不溶分が多いと低エネルギー定着性や着色剤分散性を低下させる。前記△ＴＨＦ不溶分は１．０〜２．８（％）であることが好ましく、更には１．７〜２．３（％）が好ましい。
｛（結着樹脂のＴＨＦ不溶分）−（トナーのＴＨＦ不溶分）｝／
｛２×（結着樹脂のＴＨＦ不溶分）＋（トナーのＴＨＦ不溶分）｝×１００ （３）
【００１９】
表１に本発明に使用されるポリエステル樹脂重合の際の使用成分（表中の数字は重量部）、得られた樹脂の諸特性を、また表２に同スチレン系樹脂重合の際の使用成分（表中の数字は重量部）、得られた樹脂の諸特性を示すが、本発明に使用される樹脂は、これらに限定されるものではない。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
又、本発明では、結着樹脂としてポリエステル樹脂と共に、他の従来公知の樹脂が全て併用可能である。このような樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジェン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられる。またこれらの樹脂を一種類または二種類以上併用しても良い。
又、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
【００２３】
トナー静摩擦係数の制御は混練条件によりある程度可能であるが、好ましくはワックスの原材料平均粒径が１００〜６００μｍの範囲にあり、その中で適宜制御することが好ましい。ワックス成分はトナー中に均一に、しかも所望の粒径で分散していることが極めて望ましい。好ましい分散径としては０．１〜５μｍ程度である。
しかしながら、通常原材料のワックス粒子は、粒径分布も非常に広いものが多い。このようなワックスを用いたトナーはワックス分散径が不均一となり、０．０１〜５０μｍ程度の粒径分布となってしまう。ワックスを１００〜６００μｍにすることで、所望する分散径とすることが可能となる。ワックスの平均粒径が６００μｍより大きい場合、トナー中の分散径が大きくなり、フィルミング性、スペント性及び耐熱保存性が悪化する。また、ワックスの平均粒径が１００μｍより小さい場合、トナー中の分散径が小さくなり、低温定着性、オフセット性が悪化する。
尚、ワックスのトナー中の分散径は、トナーの透過型走査電子顕微鏡により撮影されたワックス粒子の写真画像を画像解析装置ルーゼックスIIIＵ（株式会社ニレコ）を用い画像解析により求める。
【００２４】
更にトナー中のワックス成分としてカルナウバワックス、ライスワックス、エステルワックスを用いると、低温定着性に優れる。従って、ワックス成分としてカルナウバワックス及び／またはライスワックス及び／または合成エステルワックスを用いることが好ましい。
カルナウバワックスはカルナウバヤシの葉から得られる天然のワックスであるが、特に遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプのものが結着樹脂中に均一分散が可能であるので好ましい。
ライスワックスは米糠から抽出される米糠油を精製する際に、脱ろうまたはウィンタリング工程で製出される粗ろうを精製して得られる天然ワックスである。
合成エステルワックスは単官能直鎖脂肪酸と単官能直鎖アルコールからエステル化反応で合成される。
これらのワックス成分は単独または併用して使用される。ワックス成分の添加量はトナー１００重量部に対して０．５〜１０重量部が好ましい。
【００２５】
本発明に用いるトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、及びサリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カ一リット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
【００２６】
本発明に使用される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適用される。具体的には、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、オイルブラック、アゾオイルブラックなど特に限定されない。
着色剤の使用量はトナー１００重量部に対して１〜１０重量部、好ましくは３〜７重量部である。
【００２７】
本発明のトナーの製造方法は、従来公知の方法でよく、結着樹脂、ワックス成分、着色剤、その他場合によつては荷電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却固化し、これをジェットミル等の粉砕で粉砕し、その後分級し得られる。
トナーの粒径としては、５〜１０μｍが望ましい。トナー粒径が大きいと、得られる画像の解像力が悪くなる。また、小さすぎるとトナー流動性の低下を招く。なお、粒径の測定はＣｏｕｌｔｅｒ ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ IIｅを使用した。この際アパーチャー径は１００μｍである。
上記トナーに無機無粉末を添加するにはスーパーミキサー、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いる。
【００２８】
本発明に用いるキャリアまたはキャリア芯材の平均粒径としては３０〜８０μｍの従来から公知の磁性体が使用され、例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属やマグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金あるいは化合物等が挙げられる。ところで、キャリアはその磁気特性で現像スリーブに内蔵されたマグネットローラーによって影響を受け、現像剤の現像特性及び搬送性に大きく影響を及ぼすものである。
更に、本発明に用いるキャリアはその表面を樹脂で被覆することが好ましく、その際の被覆樹脂は表面エネルギーが小さいシリコーン樹脂を用いると極めて効果があることが判明した。本発明に用いる被覆樹脂としては、一般的な熱硬化型シリコーン樹脂等である。
【００２９】
キャリアの飽和磁化が５０〜９０ｅｍｕ／ｇのとき、画像の均一性や階調再現性にすぐれ好適である。飽和磁化が９０ｅｍｕ／ｇ（３０００エルステッドの印加磁場に対し）を超える場合であると、現像時感光体上の静電潜像に対向した現像スリーブ上のキャリアとトナーにより構成されるブラシ状の穂立ちが固く締った状態となり、階調性や中間調の再現が悪くなる。また、５０ｅｍｕ／ｇ未満であると、トナー及びキャリアを現像スリーブ上に良好に保持することが困難になり、小粒径キャリア／小粒径トナーで構成される現像剤を使用する場合、特にキャリア付着やトナー飛散が悪化するという問題点が発生しやすくなる。更にキャリアの残留磁化及び保磁力が高すぎると現像器内の現像剤の良好な搬送性が妨げられ、画像欠陥としてカスレやベタ画像中での濃度不均一等が発生しやすくなり、現像能力を低下せしめるものとなる。それゆえ、現像性を維持するためには、その残留磁化が１０ｅｍｕ／ｇ以下、好ましくは５ｅｍｕ／ｇ以下、より好ましくは実質上０ｅｍｕ／ｇであり、保磁力が４０エルステッド以下（３０００エルステッド、印加磁場に対し）、好ましくは３０エルステッド以下、より好ましくは１０エルステッド以下であることが重要である。これらの点を考慮した場合、コア材料としては、フェライトを使用するのが好ましい。
【００３０】
また、キャリア抵抗の調整等の目的で、被覆層中に微粉末を添加するが、被覆層中に分散される微粉末は、０．０１〜５．０μｍ程度の粒径のものが好ましい。また、該微粉末がカーボンブラックで、且つ、被覆樹脂に対して２重量％以下の含有量において、本発明の効果が顕著となる。
更にキャリア帯電特性を調整する目的及び被覆層と磁性体粒子との接着性を向上させる等の目的で、カップリング剤、特にシランカップリング剤を用いることができる。例えば、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル［３−（トリメトキシシリル）プロピル］アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン（以上、トーレ・シリコン社製）、アリルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、１．３−ジビニルテトラメチルジシラザン、メタクリルオキシエチルジメチル（３−トリメトキシシリルプロピル）アンモニウムクロライド（以上チッソ社製）等が挙げられる。
現像剤中のトナー濃度は、通常２〜８重量％である。
【００３１】
以下に本発明に係わるトナー、キャリア及び現像剤特性値の測定方法について述べる。
（１）トナー静摩擦係数
表面摩擦係数は、質量３ｇのトナーに６ｔ／ｃｍ²の荷重をかけ直径４０ｍｍの円盤状のペレットにしたものを協和界面科学（株）社製全自動摩擦摩耗解析装置を用い測定する。このとき接触子として３ｍｍステンレス球の点接触子を用いる。
（２）ワックス原材料粒径
振動フルイによる測定法、レーザーによる測定法などを用いる。
レーザー法の一例として以下を例示する。
装置：堀場製作所 ＬＡ−９２０
条件：循環速度 ５〜７、分散媒 メタノール
（３）トナー体積平均粒径
電解質溶液１００〜１５０ｍｌに界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ添加し、これに測定試料を２〜２０ｍｇ添加する。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で１〜３分間分散処理して、前述したコールターカウンターＩＩｅ型により１００μｍのアパーチャーを用いて体積を基準として２〜４０μｍの粒度分布等を測定する。
（４）ＭＩ
トナー及び樹脂の試料５ｇをＴＯＹＯＳＥＩＫＩ製ＦＬＯＷ ＲＥＴＥ ＣＯＵＮＴＥＲ ＴＹＰＥ−Ｃ−５０５９Ｄに静置する。プランジャーの圧力を２１６０ｇ、昇温後の平衡温度を１５０℃にセットし試料のＭＩ（１０分／ｇ）を測定する。
（５）ＴＨＦ不溶分
トナー又は樹脂を微粉砕し、４０メッシュの篩を通過させ、試料５．００ｇを採取し、濾過助剤ラジオライト５．００ｇとともに容器に入れ、これにＴＨＦ（テトラヒドロフラン）１００ｇを注入し十分に溶解させる。次に加圧濾過器に直径７ｃｍの（ＪＩＳ規格（Ｐ３８０１）５種Ｃ定量濾過紙の）濾紙を置き、試料溶液を濾過する。溶液の流出が完了した後に濾紙、濾紙上の残留物を真空乾燥機内に入れ、８０〜１００℃、圧力１００ｍｍＨｇの条件下で１０時間乾燥させる。かくして得られた乾固物の総重量を測定し、ＴＨＦ不溶分（％）を算出する。（６）キャリア磁気特性
測定装置は、ＢＨＵ−６０型磁化測定装置（理研測定製）を用いる。具体的には、測定試料は約１．０ｇ秤量し内径７ｍｍφ、高さ１０ｍｍのセルにつめ、前記の装置にセットする。測定は印加磁場を徐々に加え最大３，０００エルステッドまで変化させる。次いで印加磁場を減少せしめ、最終的に記録紙上に試料のヒステリシスカーブを得る。これより、飽和磁化、残留磁化、保磁力を求める。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に詳細に説明する。尚、実施例中、部及び％はいずれも重量部基準である。
【００３３】
（トナーＴ１の作製）
ポリエステル樹脂Ｐ−１（表１） ８１．０部
スチレン−メチルアクリレート共重合体 ２０部
カルナウバワックス（粒径４００μｍ 融点８３℃） ４．５部
カーボンブラック ８部
含金属モノアゾ染料 １．０部
これらの混合物をヘンシェルミキサー中で十分攪拌混合した後、ロールミルで１００〜１１０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後得られた混練物をジェットミルで粉砕分級し、７．０μｍの粒径の分級トナーを得た。この分級品１００部に対し、シリカ微粒子０．７部、チタニア微粒子０．３部をヘンシェルミキサーで１５００ｒｐｍ、添加混合し、トナーＴ１（静摩擦係数０．２８）を得た。
【００３４】
（トナーＴ２の作製）
カルナウバワックス量を５．５部とした以外は、（トナーＴ１の作製）と同様にしてトナーＴ２（静摩擦係数０．２５）を得た。
（トナーＴ３の作製）
カルナウバワックス量を３．５部とした以外は、（トナーＴ１の作製）と同様にしてトナーＴ３（静摩擦係数０．３２）を得た。
（トナーＴ４の作製）
カルナウバワックスの粒径を７００μｍとし、ワックス量を５．５部とした以外は、（トナーＴ１の作製）と同様にしてトナーＴ４（静摩擦係数０．２０）を得た。
（トナーＴ５の作製）
カルナウバワックスの替わりにライスワックス（粒径４００μｍ、融点８３℃）を使用した以外は、（トナーＴ１の作製）と同様にしてトナーＴ６（静摩擦係数０．２７）を得た。
（トナーＴ６の作製）
カルナウバワックスの替わりにエステルワックス（粒径４００μｍ）を使用した以外は、（トナーＴ１の作製）と同様にしてトナーＴ７（静摩擦係数０．２９）を得た。
（トナーＴ７の作製）
エステルワックスの粒径を８０μｍとした以外は、（トナーＴ６の作製）と同様にしてトナーＴ７（静摩擦係数０．３７）を得た。
【００３５】
（キャリアＣ１の作製）
シリコーン樹脂（２０％トルエン溶液） １００部
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン １．０部
カーボンブラック ０．２部
トルエン ６０部
これらの処方をホモミキサーで２０分分散して被覆層形成液を調製した。
これを重量平均粒径のフェライト１０００部（体積平均粒径５５μｍ、飽和磁化７２ｅｍｕ／ｇ）の表面に、流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した後、電気炉にて焼成してキャリアＣ１を作製した。
【００３６】
（キャリアＣ２の作製）
シリコーン樹脂（２０％トルエン溶液） １００部
γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン １．０部
カーボンブラック ０．５部
トルエン ６０部
これらの処方をホモミキサーで２０分分散して被覆層形成液を調製した。
これを重量平均粒径のフェライト１０００部（体積平均粒径５５μｍ、飽和磁化７２ｅｍｕ／ｇ）の表面に、流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成した後、キャリアＣ１と同一の焼成温度にて焼成してキャリアＣ２を作製した。
【００３７】
（現像剤の作製）
トナー及びキャリアを表３に示す組み合わせで、トナー５部とキャリア９５部をターブラーミキサーにて５０ｒｐｍ、１５分間攪拌混合しそれぞれの二成分現像剤を得た。
【００３８】
各二成分現像剤を用い、表３に示す現像条件で画像を形成し、下記に示す評価を行った。
（画像評価）
上記のように作製した現像剤Ｄを（株）リコー製複写機ｉｍａｇｉｏＭＦ２７００改造機にて、連続１０万枚（印字率６％）コピーを行い、スタート、１０万枚時のスペント性及び画像品質を評価した。又、５０００枚通紙後トナー補給容器中に残存していたトナーの静摩擦係数も測定した。
画像品質は定着性、画像濃度、地汚れについて評価した。
＜スペント性＞
スペント性は現像剤をブローオフしたキャリアの重量をＷｂとし、このキャリアを溶剤に浸してキャリア表面に付着した物質を取り除いてキャリアを乾燥させた後の重量をＷａとした場合、下記式で求められる。
スペント性＝（Ｗｂ−Ｗａ）／Ｗｂ×１００
＜定着性＞
定着性は次の様に評価した。定着ヒーター温度を振って定着画像を得た後、定着後の画像にメンディングテープ（３Ｍ社製）を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくりと引き剥がした。その前後の画像濃度をマクベス反射濃度計により測定し、次式にて定着率を算出した。定着ローラ温度を段階的に下げて、次式で示す定着率が８０％以下となる時の温度を定着下限温度とする。又、温度を上げていき、ホットオフセット現象が現れ始めた時の温度をホットオフセット発生温度とする。
定着率＝テープ付着画像濃度／画像濃度×１００
＜画像濃度及び地肌汚れ＞
画像濃度評価は、マクベス反射濃度計により測定する。また地肌汚れは程度によってランク付けを行い、○：合格レベル、△：許容レベル、×：許容不可レベルとして評価した。
【００３９】
【表３】

【００４０】
【表４】

【００４１】
【表５】

【００４２】
表３、表４及び表５の結果から明らかなように、本発明のものは定着性、画像安定性、耐スペント性に特に優れ、更に高画質となる画像形成を行なうことができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、静電潜像担持体、現像剤担持体、ドクターブレード、クリーニング手段及びリサイクル機構を有する画像形成装置を用い、結着樹脂として少なくともポリエステル樹脂を含有し、さらに着色剤及び融点が６０〜９０℃のワックスを含有するトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用い、ドクターブレードと現像剤担持体とのギャップＧｄと、現像剤担持体ローラ周速Ｖと、トナー表面静摩擦係数μとの関係が前記式（１）及び（２）を満たす条件で、画像形成を行なうことにより、定着性、画像安定性、耐スペント性に特に優れ、しかも高画質の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成方法に用いる複写機装置（画像形成装置）。
【図２】図１に示す複写機装置に着脱可能なプロセスカートリッジ。
【符号の説明】
１０ 複写機装置本体（画像形成装置本体）
１２ ドラム状静電潜像担持体
１３ 帯電装置
１４ 書き込み装置
１５ 現像装置
１６ 転写装置
１７ クリーニング装置
１８ 定着装置
１９ 排紙スタック部
２０ プロセスカートリッジ
２１ カートリッジケース
２２、２３ 搬送スクリュ
２４ 現像剤担持体
２５ ドクターブレード
２６ トナー濃度センサ
３０ 転写紙分離爪
３５ 感光体シャッター
３６ リサイクルトナー搬送スクリュー

Claims (7)

1. 静電潜像が形成される静電潜像担持体と、二成分現像剤を磁力により吸着保持して前記静電潜像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持体上の二成分現像剤の層厚を規制するドクターブレードと、静電潜像担持体をクリーニングする手段とこのクリーニング手段により分離されたトナーをリサイクルする機構を有する画像形成装置を用い、該ドクターブレードと該現像剤担持体とのギャップＧｄ（ｍｍ）と、該現像剤担持体ローラ周速Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）と、トナー表面静摩擦係数μとの関係が下記式（１）及び（２）を満たす画像形成方法であって、該二成分現像剤が、結着樹脂として少なくともポリエステル樹脂を含有し、さらに着色剤及び融点が６０〜９０℃のワックスを含有するトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
   ａ・（Ｖ／Ｇｄ）−０．２４≦μ≦０．３５ （１）
   （但し、ａ＝０．８×１０^−３）
   ４５０≦Ｖ／Ｇｄ≦７００ （２）
2. 前記トナーが、その粒子表面に少なくとも１種類以上の無機粉末微粒子が添加され、その添加量が該トナーに対して０．５〜２．０重量％含有することを特徴とする請求項１記載の画像形成方法。
3. 前記トナーに用いるポリエステル樹脂のＭＩが、０．３〜４．０（ｇ／１０分）の範囲であ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。
4. 前記トナーに用いるワックスが、カルナウバワックス、ライスワックス、またはエステルワックスの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法。
5. 前記ワックスの原材料粒径が、１００〜６００μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法。
6. 前記キャリアが樹脂で被覆されており、該被覆樹脂中に導電性微粒子を含有し、被覆樹脂に対する含有率が３重量％以下あることを特徴とする請求項１〜５記載のいずれかに記載の画像形成方法。
7. 静電潜像が形成される静電潜像担持体と、二成分現像剤を磁力により吸着保持して前記静電潜像担持体と対向する現像領域に搬送する現像剤担持体と、この現像剤担持体上の二成分現像剤の層厚を規制するドクターブレードと、静電潜像担持体をクリーニングする手段とこのクリーニング手段により分離されたトナーをリサイクルする機構を有する画像形成装置であって、該ドクターブレードと該現像剤担持体とのギャップＧｄ（ｍｍ）と、該現像剤担持体ローラ周速Ｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）と、トナー表面静摩擦係数μとの関係が下記式（１）及び（２）を満たし、かつ該二成分現像剤として、結着樹脂として少なくともポリエステル樹脂を含有し、さらに着色剤及び融点が６０〜９０℃のワックスを含有するトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を装填したことを特徴とする画像形成装置。
   ａ・（Ｖ／Ｇｄ）−０．２４≦μ≦０．３５ （１）
   （但し、ａ＝０．８×１０^−３）
   ４５０≦Ｖ／Ｇｄ≦７００ （２）

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