JPH08272133A - トナー及び画像形成方法 - Google Patents

トナー及び画像形成方法

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JPH08272133A
JPH08272133A JP7094167A JP9416795A JPH08272133A JP H08272133 A JPH08272133 A JP H08272133A JP 7094167 A JP7094167 A JP 7094167A JP 9416795 A JP9416795 A JP 9416795A JP H08272133 A JPH08272133 A JP H08272133A
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Japan
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toner
fine powder
image forming
forming method
value
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JP7094167A
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English (en)
Inventor
Motoo Urawa
茂登男 浦和
Tsutomu Kukimoto
力 久木元
Keita Nozawa
圭太 野沢
Satoshi Yoshida
聡 吉田
Yuki Nishio
由紀 西尾
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー像の転写効率に優れ、転写残トナーが
少なく、高品位な画像が得られるトナーを提供すること
にある。 【構成】 少なくとも結着樹脂中に着色剤が分散された
トナー粒子と無機微粉体を有するトナーであり、該トナ
ーが液体潤滑剤を含有し、該トナーの画像解析装置で測
定した形状係数SF−1の値が110<SF−1≦18
0であり、形状係数SF−2の値が110<SF−2≦
140であり、SF−2の値から100を引いた値Bと
SF−1の値から100を引いた値Aとの比B/Aの値
が1.0以下であり、該トナーのBET法によって測定
された単位体積あたりの比表面積Sb(m2/cm3
と、トナーを真球と仮定した際の重量平均粒径から算出
した単位体積あたりの比表面積St(m2/cm3)の関
係が下記条件 3.0≦Sb/St≦7.0 Sb≧St×1.5+1.5 を満足していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法,静電記録
法,磁気記録法などを利用した記録方法に用いられるト
ナー及び画像形成方法に関するものである。詳しくは、
本発明は、予め静電潜像担持体上にトナー像を形成後、
転写材上に転写させて画像形成する、複写機,プリンタ
ー,ファックスに用いられるトナー及び画像形成方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々
の手段により像担持体(感光体)上に電気的潜像を形成
し、次いで該潜像をトナーで現像を行なって可視像と
し、必要に応じて紙などの転写材にトナー像を転写した
後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して
複写物を得るものである。
【0003】電気的潜像を可視化する方法としては、カ
スケード現像法,磁気ブラシ現像法,加圧現像方法等が
知られている。さらには、磁性トナーを用い、中心に磁
極を配した回転スリーブを用い感光体上とスリーブ上の
間を電界にて飛翔させる方法も用いられている。
【0004】一成分現像方式は二成分方式のようにガラ
スビーズや鉄粉等のキャリア粒子が不要な為、現像装置
自体を小型化・軽量化出来る。さらには、二成分現像方
式はキャリア中のトナーの濃度を一定に保つ必要がある
為、トナー濃度を検知し必要量のトナーを補給する装置
が必要である。よって、ここでも現像装置が大きく重く
なる。一成分現像方式ではこのような装置は必要となら
ない為、やはり小さく軽く出来るため好ましい。
【0005】また、プリンター装置はLED、LBPプ
リンターが最近の市場の主流になっており、技術の方向
としてより高解像度即ち、従来240、300dpiで
あったものが400、600、800dpiとなって来
ている。従って現像方式もこれにともなってより高精細
が要求されてきている。また、複写機においても高機能
化が進んでおり、そのためデジタル化の方向に進みつつ
ある。この方向は、静電荷像をレーザーで形成する方法
が主である為、やはり高解像度の方向に進んでおり、こ
こでもプリンターと同様に高解像・高精細の現像方式が
要求されてきている。このためトナーの小粒径化が進ん
でおり、特開平1−112253号公報、特開平1−1
91156号公報、特開平2−214156号公報、特
開平2−284158号公報、特開平3−181952
号公報、特開平4−162048号公報などでは特定の
粒度分布の粒径の小さいトナーが提案されている。
【0006】現像工程で感光体上に形成されたトナー像
は転写工程で転写材に転写されるが、感光体上に残った
転写残トナーはクリーニング工程でクリーニングされ、
廃トナー容器にトナーは蓄えられる。このクリーニング
工程については、従来ブレドクリーニング,ファーブラ
シクリーニング,ローラークリーニング等が用いられて
いた。装置面からみると、かかるクリーニング装置を具
備するために装置が必然的に大きくなり装置のコンパク
ト化を目指すときのネックになっていた。さらには、エ
コロジーの観点より、トナーの有効活用と言う意味で廃
トナーの少ないシステムが望まれており、転写効率の良
いトナーが求められていた。
【0007】特開昭61−279864号公報において
は形状係数SF−1及びSF−2を規定したトナーが提
案されている。しかしながら、該公報には転写に関して
なんの記載もなく、また、実施例を行った結果、転写効
率が低く、さらなる改良が必要である。
【0008】さらに、特開昭63−235953号公報
においては機械的衝撃力により球形化した磁性トナーが
提案されている。しかしながら、転写効率はいまだ不十
分であり、さらなる改良が必要である。
【0009】また、近年では環境保護の観点から、従来
から使用されているコロナ放電を利用した一次帯電及び
転写プロセスから感光体当接部材を用いた一次帯電、転
写プロセスが主流となりつつある。
【0010】例えば、特開昭63−149669号公報
や特開平2−123385号公報が提案されている。こ
れらは、接触帯電方法や接触転写方法に関するものであ
るが、静電潜像担持体に導電性弾性ローラーを当接し、
該導電性ローラーに電圧を印加しながら該静電潜像担持
体を一様に帯電し、次いで露光,現像工程によってトナ
ー像を得た後該静電潜像担持体に電圧を印加した別の導
電性ローラーを押圧しながらその間に転写材を通過さ
せ、該静電潜像担持体上のトナー画像を転写材に転写し
た後、定着工程を経て転写画像を得ている。
【0011】しかしながら、このようなコロナ放電を用
いないローラー転写方式においては、転写部材が転写時
に転写部材を介して感光体に当接されるため、感光体上
に形成されたトナー像を転写材へ転写する際にトナー像
が圧接され、所謂転写中抜けと称される部分的な転写不
良の問題が生じる(図5参照)。
【0012】また、トナーが小径化するに従い、転写で
トナー粒子にかかるクーロン力に比して、トナー粒子の
感光体への付着力(鏡像力やファンデルワールス力な
ど)が大きくなってきて結果として転写残トナーが増加
する傾向があった。
【0013】さらに、ローラー帯電方式においては、帯
電ローラーと静電潜像担持体間に発生する放電による静
電潜像担持体表面の物理的・化学的な作用がコロナ帯電
方式に比較して大きく、特に有機感光体/ブレードクリ
ーニングとの組合せにおいて、感光体表面劣化に起因す
る摩耗が生じやすく、寿命に問題があった(直接帯電/
有機感光体/一成分磁性現像方法/当接転写/ブレード
クリーニングの組合せは、画像形成装置の低コスト化お
よび小型軽量化が容易であるため、低価格・小型軽量が
要求される分野の複写機,プリンター,ファクシミリ等
において主流の方式である。)。
【0014】従って、このような画像形成方法に用いら
れるトナーと感光体は離型性に優れたものであることが
要求されていた。
【0015】そのために特公昭57−13868号公
報、特開昭54−58245号公報、特開昭59−19
7048号公報、特開平2−3073号公報、特開平3
−63660号公報、米国特許4517272号等にシ
リコーン化合物を含有させる方法が開示されている。し
かしながら、これらの方法はシリコーン化合物をトナー
中に直接添加しているため、結着樹脂と相溶性のないシ
リコーン化合物はトナー中の分散が悪く、トナー粒子の
帯電性が不均一となり長期繰り返しの使用で現像性が悪
くなると言う問題がある。
【0016】また、近年では環境保護の観点からコピー
用紙については、いわゆる再生紙が主流となってきてい
る。しかしながら再生紙は紙粉や充填剤粉末の発生量が
多いため、クリーニング不良やトナー融着と言った問題
は、再生コピー用紙の使用により助長される方向であ
る。これらの問題は、環境問題をクリアーしつつ小型・
軽量かつ低コストで高解像・高精細画像が得られる画像
形成装置を得るために是非とも改善されねばならない問
題であった。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の従来技術の問題点を解決したトナー及び画像形成方法
を提供することにある。
【0018】すなわち本発明の目的は、転写性に優れ、
転写残トナーが少なく、ローラー転写方式においても転
写中抜けが発生しないか、又はこれらの現象が抑制され
たトナー及び画像形成方法を提供することにある。
【0019】さらに本発明の目的は、離型性並びに滑り
性に優れ、これら機能が長期間および多数枚プリント後
においても感光体削れが少なく、長寿命である像担持体
に用いるトナー及び画像形成方法を提供することにあ
る。
【0020】さらに本発明の目的は、静電潜像担持体に
圧接する部材の汚染による帯電異常や画像欠陥が発生し
ないか、又はこれらの現象が抑制されたトナー及び画像
形成方法を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、少な
くとも結着樹脂中に着色剤が分散されたトナー粒子と無
機微粉体を有するトナーであり、該トナーが液体潤滑剤
を含有し、該トナーの画像解析装置で測定した形状係数
SF−1の値が110<SF−1≦180であり、形状
係数SF−2の値が110<SF−2≦140であり、
SF−2の値から100を引いた値BとSF−1の値か
ら100を引いた値Aとの比B/Aの値が1.0以下で
あり、該トナーのBET法によって測定された単位体積
あたりの比表面積Sb(m2/cm3)と、トナーを真球
と仮定した際の重量平均粒径から算出した単位体積あた
りの比表面積St(m2/cm3)の関係が下記条件 3.0≦Sb/St≦7.0 Sb≧St×1.5+1.5 を満足していることを特徴とするトナー及び、静電潜像
担持体上に該トナーを用いたトナー像を形成する現像工
程と、該トナー像を、電圧が印加されている転写部材を
転移材に接触させながら該転写材料上へ転写する転写工
程を有する電子写真装置を用いる画像形成方法に関す
る。
【0022】好ましくはSF−1の値が120≦SF−
1≦160であり、かつSF−2の値が115≦SF−
2≦140であるトナーが用いられる。
【0023】本発明において、形状係数を示すSF−
1,SF−2とは、例えば日立製作所製FE−SEM
(S−800)を用い、1000倍に拡大した2μm以
上のトナー像を100個無作為にサンプリングし、その
画像情報はインターフェースを介して、例えばニコレ社
製画像解析装置(Luzex III)に導入し解析を
行い下式より算出し得られた値を形状係数SF−1,S
F−2と定義する。
【0024】
【数1】
【0025】(式中、MXLNGは粒子の絶対最大長、
PERIMEは粒子の周囲長、AREAは粒子の投影面
積を示す。)
【0026】形状係数SF−1はトナー粒子の丸さの度
合を示し、形状係数SF−2はトナー粒子凹凸の度合を
示している。
【0027】トナーの形状係数SF−1が110以下の
時あるいはトナーの球状係数SF−2が110以下の
時、及び比B/Aの値が1.0を超えるときは、一般に
クリーニング不良が発生しやすく、トナーの形状係数S
F−1が180を超えると、球形から離れて不定形に近
づき、現像器内でトナーが破砕され易く、粒度分布が変
動したり、帯電量分布がブロードになりやすく地かぶり
や反転かぶりが生じやすい。また、SF−2が140を
超えると、静電像保持体から転写材への転写時における
トナー像の転写効率の低下、および文字やライン画像の
転写中抜けを招き好ましくない。この際、粉砕法で製造
したトナーが好ましく用いられる。
【0028】また、比B/Aの値は図6において、原点
を通る直線の傾きを示し、好ましくはこの値が0.20
〜0.95(さらには0.35〜0.85)であること
が、現像性を維持しながら転写性を向上させるために、
好ましい。
【0029】また、さらにトナー粒子表面に無機微粉体
を有することで、転写効率の向上及び文字やライン画像
の転写中抜けが改善される。この時、BET法によって
測定された単位体積あたりの比表面積Sbと、トナーを
真球と仮定した際の重量平均粒径(D4)から算出した
単位体積あたりの比表面積St(St=6/D4)の関
係が3.0≦Sb/St≦7.0かつ、Sb≧St×
1.5+1.5であることが好ましく、さらにSbが
3.2〜6.8m2/cm3(より好ましくは3.4〜
6.3m2/cm3)であることがよい。
【0030】上記比率が3.0倍未満であると転写効率
が不十分であり、7.0倍を超えると画像濃度が低下す
る。これはトナー粒子に添加される無機微粒子がトナー
粒子とトナー像担持体との間でスペーサーとして有効に
挙動することに因ると考えられる。
【0031】上記範囲のトナーの比表面積は、トナー粒
子の比表面積とトナー粒子に添加する無機微粉体の比表
面積,添加量及び添加混合強度を制御することで達成さ
れる。添加混合強度が強すぎると、無機微粒子がトナー
粒子中に埋め込まれてしまい、転写効率の向上が不十分
である。
【0032】さらには無機微粉体が有効に使われるため
にトナー粒子の体積あたりの比表面積Srが1.2〜
2.5m2/cm3(好ましくは1.4〜2.1m2/c
3)であり、トナーを真球と仮定した際の重量平均粒
径から計算される体積あたりの理論比表面積の1.5〜
2.5倍であることが良い。
【0033】また、無機微粉体の添加によって、比表面
積は1.5m2/cm3以上増加することが好ましい。無
機粒子を添加する前のトナー粒子の1nm〜100nm
の細孔の積算細孔面積比率曲線における60%細孔半径
が3.5nm以下であるほうがよい。この際、トナーの
BET比表面積Sbとトナー粒子のBET比表面積Sr
の比Sb/Srの値は2〜5の範囲にあることが好まし
い。
【0034】これらは、トナー粒子に添加される無機微
粉体の一次粒径以上の、トナー粒子中の細孔を減ずるこ
とによって、該無機微粉体がさらに有効に挙動し、転写
効率を向上させるものと考えられる。
【0035】また本発明では、液体潤滑剤が静電潜像担
持体表面を被覆すること並びにトナー粒子の有する良好
な離型性により、静電潜像担持体表面上のトナーが転写
材上に均一にかつ有効に移行することができる。
【0036】本発明においては、液体潤滑剤は磁性体な
どの担体粒子に吸着,造粒,凝集,含浸,内包等の手段
で担持させトナー粒子中に含有させることが好ましい。
これによりトナー粒子表面に液体潤滑剤を均一かつ適正
量存在させることができ、トナー粒子の離型性,潤滑性
を安定化することができる。
【0037】本発明のトナーに離型性,潤滑性を与える
液体潤滑剤としては、動物油、植物油、石油系潤滑油、
合成潤滑油等が用いられ、その安定性から合成潤滑油が
好ましく用いられる。合成潤滑油としては、ジメチルシ
リコーン、メチルフェニルシリコーン、各種変性シリコ
ーン等のシリコーン;ペンタエリスリトールエステル、
トリメチロールプロパンエステル等のポリオールエステ
ル;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ
α−オレフィン等のポリオレフィン;ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール等のポリグリコー
ル;テトラデシルシリケート、テトラオクチルシリケー
ト等のケイ酸エステル;ジ−2−エチルヘキシルセバケ
ート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート等のジエステ
ル;トリケレシルホスフェート、プロピルフェニルホス
フェート等の燐酸エステル;ポリクロロトリフルオロエ
チレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニ
リデン、ポリフッ化エチレン等のフッ化炭化水素化合
物;ポリフェニルエーテル、アルキルナフテン、アルキ
ル芳香族等が挙げられる。中でも熱安定性,酸化安定性
の面からシリコーン、フッ化炭化水素が好ましい。また
シリコーンとしては、アミノ変性、エポキシ変性、カル
ボキシル変性、カルビノール変性、メタクリル変性、メ
ルカプト変性、フェノール変性、異種官能基変性等の反
応性シリコーン;ポリエーテル変性、メチルスチリル変
性、アルキル変性、脂肪酸変性、アルコキシ変性、フッ
素変性等の非反応性シリコーン;ジメチルシリコーン、
メチルフェニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリ
コーン等のストレートシリコーン等が用いられる。
【0038】本発明においては、磁性体表面あるいは、
担持体表面の液体潤滑剤が一部遊離してトナー粒子表面
に存在することによりその効果を発揮するので、硬化型
のシリコーンはその性質上効果は薄れる。また反応性シ
リコーンや極性基を持つシリコーンは液体潤滑剤担持媒
体への吸着が強くなったり、結着樹脂に対する相溶性が
現われる等、その程度によっては遊離量が少なくなり、
効果が劣る場合がある。また非反応性シリコーンでも、
側鎖の構造によっては結着樹脂に対する相溶性が現われ
効果が劣る場合がある。従ってジメチルシリコーン、フ
ッ素変性シリコーン、フッ化炭化水素等が反応性,極性
が少なく吸着も強固でなく、結着樹脂への相溶性も無い
ので好ましく用いられる。本発明に用いられる液体潤滑
剤は25℃における粘度が10〜20万cStであるこ
とが好ましく、より好ましくは20〜10万cSt、特
には50〜7万cStであることが良い。10cSt未
満の場合では、低分子量成分が多くなるため現像性,保
存性に問題が生じやすい。また、20万cStを超える
場合では、トナー粒子中での移行や分散が不均一になり
現像性,転写性,対汚染性等において問題が生じやすく
なる。本発明における液体潤滑剤の粘度測定は、ビスコ
テスターVT500(ハーケ社製)を用いて行なう。
【0039】いくつかあるVT500用粘度センサーの
ひとつを任意に選び、そのセンサー用のセルに測定資料
を入れて測定する。装置上に表示された粘度(pas)
はcStに換算する。
【0040】本発明では、液体潤滑剤を磁性体もしくは
潤滑粒子に担持せしめて使用されるので、単にシリコー
ン等の液体潤滑剤をそのまま添加するよりも分散性に優
れる。しかしながら本発明においては、単に分散性を向
上させるのが目的ではなく、担体粒子から液体潤滑剤を
遊離させてその離型性,潤滑性を発揮させると同時に、
適度な液体潤滑剤の吸着強度を持たせ、過度の遊離を防
止する必要がある。
【0041】担体の表面に液体潤滑剤を保持せしめ、ト
ナー粒子表面あるいは、表面近傍に存在せしめることで
トナー粒子表面の液体潤滑剤量を適度に調整することが
できる。
【0042】本発明の液体潤滑剤を磁性体表面に担持さ
せる具体的方法としては、ホイール型混練機又はらいか
い機が用いられる。ホイール型混練機又はらいかい機を
用いた場合には、圧縮作用によって磁性体粒子間に介在
している液体潤滑剤を磁性体粒子表面に押しつけるとと
もに、粒子間隙を通して押し広げて粒子表面との密着性
を増し、せん断作用によって液体潤滑剤を引き延ばしな
がら粒子群に対してはせん断力により位置を変えてばら
ばらに凝集を解きほぐし、更に、へらなで作用により粒
子表面に存在する液体潤滑剤を均一に広げると言う、上
記3つの作用が繰り返されることによって磁性体粒子間
の凝集がときほぐされて粒子1個1個ばらばらの状態で
個々の粒子表面に均一に担持されるので特に好ましい。
尚ホイール型混練機としては、シンプソンミックスマー
ラー、マルチマル、ストッツミル、アイリッヒミル、逆
流混練機等が好ましく使用できる。
【0043】しかしながら、ヘンシェルミキサー、ボー
ルミルのような混合機を用いて液体潤滑剤をそのまま、
あるいは溶剤等で希釈して磁性体粒子と直接混合し担持
させたり、磁性体粒子に直接スプレーして担持させたり
する方法も知られているが、これらの方法は磁性体粒子
の場合には、少量の液体潤滑剤を担体に均一に担持させ
ることが難しかったり、局部的にせん断力,熱等が加わ
り液体潤滑剤が強固に吸着したり、シリコーンの場合な
どは焼きつきを起こしたりする為、液体潤滑剤の担体か
らの遊離が効果的に行われないことがある。
【0044】磁性体に対する液体潤滑剤の担持量につい
ては、その効果の点から結着樹脂に対する液体潤滑剤の
量が重要である。その最適範囲は、液体潤滑剤量として
は結着樹脂100質量部に対し0.1〜7質量部となる
ように磁性体に担持させ添加することが重要であり好ま
しく、さらに好ましくは0.2〜5質量部であり、特に
は0.3〜2質量部が好ましい。
【0045】本発明に用いられる液体潤滑剤を含有する
潤滑粒子としては、前記磁性体の他には、有機化合物も
しくは無機化合物の微粒子を液体潤滑剤により造粒、あ
るいは凝集させたものが潤滑粒子として使用される。
【0046】有機化合物としては、スチレン樹脂、アク
リル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタ
ン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素樹
脂等の樹脂粒子等が挙げられる。また、無機化合物とし
ては、SiO2,GeO2,TiO2,SnO2,Al
23,B23,P25等の酸化物、ケイ酸塩、ホウ酸
塩、リン酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、アル
ミノホウ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、タングステン酸
塩、モリブデン酸塩、テルル酸塩等の金属酸化物塩、及
びこれらの複合化合物、炭化珪素、窒化珪素、アモルフ
ァスカーボン等が挙げられる。これらは単独あるいは混
合して使用できる。
【0047】無機化合物微粉体としては、乾式法及び湿
式法で製造下無機化合物微粉体が使用できる。ここで言
う乾式法とはハロゲン化物の蒸気相酸上により生成する
無機化合物微粉体の製造法である。例えばハロゲン化物
ガスの酸素水素中における熱分解酸化反応を利用する方
法で基礎となる反応式は次のようなものである。
【0048】 MXn+1/2 nH2+1/4O2 → MO2+nHCl
【0049】この式において、例えばMは金属,半金属
元素、Xはハロゲン元素、nは整数を表す反応式であ
る。具体的には、AlCl3,TiCl4,GeCl4
SiCl4,POCl3,BBr3を用いれば、それぞれ
Al23,TiO2,GeO2,SiO2,P25,B2
3が得られる。この時ハロゲン化物を混合して用いれば
複合化合物が得られる。
【0050】他には、熱CVD,ブラズマCVD等の製
造法を応用して、乾式による微粉体を得ることができ
る。なかでも、SiO2,Al23,TiO2等が好まし
く用いられる。
【0051】一方本発明に用いられる無機化合物微粉体
を湿式法で製造する方法は、従来公知である種々の方法
が適用できる。例えば下式に示すようなケイ酸ナトリウ
ムの酸による分解、 Na2O・XSiO2+HCl+H2O → SiO2・nH2O+NaCl またケイ酸ナトリウムのアンモニア塩類又はアルカリ塩
類による分解、ケイ酸ナトリウムよりアルカリ土類金属
ケイ酸塩を生成せしめた後、酸で分解しケイ酸とする方
法、ケイ酸ナトリウム溶液をイオン交換樹脂によりケイ
酸とする方法、天然ケイ酸又はケイ酸塩を利用する方法
等がある。その他には金属アルコキシドの加水分解によ
る方法がある。この一般反応式を以下に示す。
【0052】 M(OR)nO+1/2nH2O → MO2+ROH
【0053】この式において例えばMは金属,半金属元
素、Rはアルキル基、nは整数を表す。また、この時2
種以上の金属アルコキシドを用いれば複合物が得られ
る。
【0054】これらのなかでも適度な電気抵抗値を有す
る点から無機化合物が特には金属酸化物が良い。特に、
Si,Al,Tiの酸化物、複酸化物が好ましい。
【0055】また表面をカップリング剤等により予め疎
水化したものを用いてもよい。しかしながら、液体潤滑
剤のなかにはトナー粒子表面を覆うと帯電過剰となりや
すいものもある。疎水化していないものを担体として用
いると電荷の適切なリークを行うことができ、良好な現
像性を維持することが可能である。従って、疎水化処理
を行っていない担体を用いることも好ましい形態のひと
つである。
【0056】担体微粒子の粒径としては、好ましくは
0.001〜20μm、特に0.005〜10μmが良
い。BET法で測定した窒素吸着による比表面積として
は、5〜500m2/g、より好ましくは10〜400
2/g、さらに好ましくは20〜350m2/gが良
い。5m2/g未満では本発明の液体潤滑剤を好適な粒
径の潤滑粒子として保持することが困難となりやすい。
【0057】また潤滑粒子における液体潤滑剤の量は、
20〜90質量%、好ましくは27〜87質量%、特に
好ましくは40〜80質量%が良い。液体潤滑剤の量が
20質量%未満ではトナー粒子に良好な潤滑剤,離型性
が与えられず、またその為に多量に潤滑粒子をトナー中
に添加すると現像性が不安定になりやすく。90質量%
を超える場合では均一に液体潤滑剤を含有する潤滑粒子
が得られにくい。
【0058】従来より、SiO2,Al23,TiO等
にシリコーンを吸着させる方法が提案されているが、こ
れらの方法は吸着が強すぎ液体潤滑剤がトナー粒子表面
に現われにくくトナー粒子に充分な潤滑性,離型性を付
与することができず、本発明の潤滑粒子とならない。本
発明は、液体潤滑剤を保持しつつ遊離を行えるように潤
滑粒子の粒径が0.5μm以上であることが好ましく、
さらには1μm以上が良く、その体積基準分布による主
成分がトナー粒子の粒径より大きいことも好ましい。こ
れらの潤滑粒子は、液体潤滑剤を多量に含有しもろいの
で、トナーの製造中にその一部は崩れトナー粒子に均一
に分散すると共に、液体潤滑剤を遊離しトナー粒子に潤
滑性,離型性を与えるこができる。その一方で、潤滑粒
子は液体潤滑剤の保持能力を維持した状態でトナー粒子
中に存在するのでトナー粒子中でのその粒径等は限定さ
れない。
【0059】従って、液体潤滑剤を過度にトナー粒子表
面に移行させることもなくトナーの流動性,現像性の劣
化も生じない。一方、トナー粒子表面から液体潤滑剤が
一部離脱しても潤滑粒子から補充することが可能である
ので、トナー粒子の離型性,潤滑性を長期間維持可能で
ある。これらの潤滑粒子は、混合機中で液体潤滑剤ある
いは任意の溶媒で希釈した溶液等の液滴を担体微粒子に
吸着させる方法で造粒することができ、溶媒は造粒後揮
発させさらに必要に応じ粉砕しても良い。あるいは混練
機等を用いて担体粒子に液体潤滑剤あるいはその希釈物
を加え混練し、必要に応じて粉砕し造粒することがで
き、溶媒はその後揮発させる方法が用いられる。以上の
様な、潤滑粒子は結着樹脂100質量部に対し、0.0
1〜50質量部含有することが好ましく、より好ましく
は0.05〜50質量部、特には0.1〜20質量部が
好ましい。0.01質量部未満では潤滑,離型効果が得
られず、50質量部を超える場合では帯電安定性,生産
性に問題が生じやすい。
【0060】本発明の潤滑粒子は多孔質粉体に液体潤滑
剤を含浸,内包させたものを用いることができる。
【0061】本発明において用いられる多孔質粉体とし
ては、ゼオライトに代表されるモレキュラーシーブ、ベ
ントナイト等の粘土鉱物、酸化アルミニウム、酸化チタ
ン、酸化亜鉛、樹脂ジェル等がある。多孔質粉体でも樹
脂ジェルの如きトナー製造時の混練工程でその粒子が崩
壊するものは、その粒径は限定されない。一方、崩壊困
難な多孔質粉体の粒径としては、一次粒径として15μ
m以下が好ましい。15μmを超える場合ではトナー粒
子中への分散が不均一になりやすい。また、液体潤滑剤
を含浸する前の多孔質粉体のBET法で測定した窒素吸
着により比表面積は10〜50m2/gであるものが好
ましい。10m2/g未満では多量の液体潤滑剤を保持
することが難しく、50m2/gを超えると細孔径が細
かく細孔内に液体潤滑剤が充分含浸できなくなる。多孔
質粉体に含浸させる方法としては、多孔質粉体を減圧処
理しこれを液体潤滑剤に浸す方法で製造できる。液体潤
滑剤を含浸させた多孔質粉体は結着樹脂100質量部に
対し、0.1〜20質量部の範囲で混合するのが好まし
い。0.1質量部未満では潤滑性,離型性改善に効果が
なく、20質量部を超えるとトナーの帯電安定性に問題
が生じやすい。またこれらの他にも、液体潤滑剤を内包
するカプセル型潤滑粒子や内部に液体潤滑剤を分散、内
包、膨張、含浸させた樹脂粒子等も使用できる。
【0062】本発明では液体潤滑剤を潤滑粒子としてト
ナー粒子中に分散させる必要があるが、潤滑粒子やその
崩壊物はトナー粒子中に均一に分散するので、液体潤滑
剤もトナー粒子ひとつひとつに均一に分散できる。従来
よりシリコーンをトナー中に均一に分散させる為、各種
担体に吸着させて用いることがあり、単にシリコーン等
を直接添加する方法より均一分散性に優れている。しか
しながら、本発明では単に分散性を向上させることが目
的ではなく、担体より液体潤滑剤を遊離させその潤滑効
果,離型効果を有効に発揮させなければならないのと同
時に、適度の保持強度をもたせ液体潤滑剤の過剰の遊離
を防止することが重要である。その為には本発明には潤
滑粒子を用いることが好ましく、液体潤滑剤を各種担体
に担持させた潤滑粒子が用いられる。
【0063】比表面積はBET法に従って、比表面積測
定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)を用い
て試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用い
て比表面積を算出した。また、60%細孔半径は、脱離
側の細孔半径に対する積算細孔面積比率曲線から求め
た。オートソーブ1においては細孔分布の計算はBar
rett, Joyner & Harenda(B.
J.H)によって考えられたB.J.H法で行う。
【0064】更に高画質化のためより微小な潜像ドット
を忠実に現像するために、トナー粒子は重量平均径が4
μm〜9μmであることが好ましい。重量平均径が4μ
m未満のトナー粒子においては、転写効率の低下から感
光体上に転写残のトナーが多く、さらに、カブリ・転写
不良に基づく画像の不均一ムラの原因となりやすく、本
発明で使用するトナーには好ましくない。また、トナー
粒子の重量平均径が9μmを超える場合には、文字やラ
イン画像の飛び散りが生じやすい。
【0065】トナーの平均粒径及び粒度分布はコールタ
ーカウンターTA−II型あるいはコールターマルチサ
イザー(コールター社製)等を用い、個数分布,体積分
布を出力するインターフェイス(日科機製)及びPC9
801パーソナルコンピューター(NEC製)を接続
し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl
水溶液を調製する。たとえば、ISOTON R−II
(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使
用できる。測定法としては、前記電解水溶液100〜1
50ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアル
キルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加え、
更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電
解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行ない前
記コールターカウンターTA−II型によりアパーチャ
ーとして100μmアパーチャーを用いて、2μm以上
のトナーの体積,個数を測定して体積分布と個数分布と
を算出した。それから、本発明に係わる体積分布から求
めた体積基準の重量平均粒径(D4)、個数分布から求
めた個数基準の長さ平均粒径(D1)を求めた。
【0066】また、本発明に係わるトナーの単位体積あ
たりの帯電量(二成分法)は30〜80C/m3(より
好ましくは40〜70C/m3)であることが、電圧を
印加した転写部材を用いる転写方法において転写効率を
向上させる上で好ましい。
【0067】本発明におけるトナーの二成分法による帯
電量(二成分トリボ)の測定法を以下に示す(図4)。
【0068】23℃,相対湿度60%環境下、キャリア
としてEFV200/300(パウダーテック社製)を
用い、キャリア9.5gにトナー0.5gを加えた混合
物を50〜100ml容量のポリエチレン製の瓶に入れ
50回手で震盪する。次いで、底に500メッシュのス
クリーン23のある金属製の測定容器22に前記混合物
1.0〜1.2gを入れ、金属製のフタ24をする。こ
の時の測定容器22全体の質量を秤りW1(g)とす
る。次に吸引機(測定容器22と接する部分は少なくと
も絶縁体)において、吸引口27から吸引し風量調節弁
26を調節して真空計25の圧力を2450Pa(25
0mmAq)とする。この状態で一分間吸引を行ないト
ナーを吸引除去する。この時の電位計29の電位をV
(ボルト)とする。ここで28はコンデンサーであり容
量をC(μF)とする。また吸引後の測定機全体の質量
を秤りW2(g)とする。このトナーの摩擦帯電量(m
C/kg)は、下式の如く計算される。
【0069】 摩擦帯電量(mC/kg)=CV/(W1−W2
【0070】また、本発明にかかわるトナーに用いられ
る結着樹脂としてはGPC分子量分布において、低分子
量のピークが3000〜15000の範囲にあること
が、粉砕法で生成したトナーの形状を熱機械的衝撃力で
コントロールする上で好ましい。低分子量のピークが1
5000を超えると、形状係数SF−1,SF−2を本
発明の範囲に制御しにくく、転写効率の向上が十分では
ない。また、3000未満では、表面処理時に融着を生
じやすい。分子量は、GPC(ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー)により測定される。具体的なGPC
の測定方法としては、予めトナーをソックスレー抽出器
を用いTHF(テトラヒドロフラン)溶剤で20時間抽
出を行ったサンプルを用い、カラム構成は昭和電工製A
−801,802,803,804,805,806,
807を連結し標準ポリスチレン樹脂の検量線を用い分
子量分布を測定し得る。
【0071】また、重量平均分子量(Mw)と数平均分
子量(Mn)の比率(Mw/Mn)は、2〜100を示
す樹脂が本発明には好ましい。
【0072】また、トナーのガラス転移点Tgは定着
性,保存性の観点から50℃〜75℃(さらに好ましく
は、52℃〜70℃)が好ましい。
【0073】本発明に係わるトナーのガラス転移点Tg
の測定にはたとえば、パーキンエルマー社製のDSC−
7のような高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量計
で測定を行う。測定方法は、ASTM D3418−8
2に準じて行う。本発明においては、資料を1回昇温さ
せ前履歴をとった後、急冷し、再度温度速度10℃/m
in、温度0〜200℃の範囲で昇温させたときに測定
されるDSC曲線を用いる。
【0074】本発明に使用される結着樹脂の種類として
は、例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレ
ン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の
単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、ス
チレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナ
フタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重
合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチ
レン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチ
ルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル
共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共
重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合
体等のスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノー
ル樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイ
ン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビ
ニール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレ
タン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キ
シレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、ク
マロンインデン樹脂、石油系樹脂等が使用できる。ま
た、架橋されたスチレン系樹脂も好ましい結着樹脂であ
る。
【0075】スチレン系共重合体のスチレンモノマーに
対するコモノマーとしては、例えば、アクリル酸、アク
リル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、
アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸
−2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリ
ル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタ
クリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のような
二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体;
例えば、マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メ
チル、マレイン酸ジメチル、等のような二重結合を有す
るジカルボン酸及びその置換体;例えば、塩化ビニル、
酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のようなビニルエステル
類、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のよう
なエチレン系オレフィン類;例えば、ビニルメチルケト
ン、ビニルヘキシルケトン等のようなビニルケトン類;
例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテ
ル、ビニルイソブチルエーテル等のようなビニルエーテ
ル類;等のビニル単量体が単独もしくは組み合わせて用
いられる。ここで架橋剤としては、主として2個以上の
重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例え
ば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等のような
芳香族ジビニル化合物;例えば、エチレングリコールジ
アクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、
1,3−ブタンジオールジメタクリレート等のような二
重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニ
リン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニ
ルスルホン等のジビニル化合物;及び3個以上のビニル
基を有する化合物;が単独もしくは混合物として使用で
きる。
【0076】また、圧力定着用に供されるトナー用の結
着樹脂としては、低分子量ポリエチレン,低分子量ポリ
プロピレン,エチレン−酢酸ビニル共重合体,エチレン
−アクリル酸エステル共重合体,高級脂肪酸,ポリアミ
ド樹脂,ポリエステル樹脂が挙げられる。これらは単独
又は混合して用いることが好ましい。
【0077】また、定着時の定着部材からの離型性の向
上,定着性の向上の点から次のようなワックス類をトナ
ー中に含有させることも好ましい。パラフィンワックス
及びその誘導体,マイクロクリスタリンワックス及びそ
の誘導体,フィッシャートロプシュワックス及びその誘
導体,ポリオレフィンワックス及びその誘導体,カルナ
バワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物
や、ビニル系モノマーとのブロック共重合体,グラフト
変性物を含む。
【0078】その他、アルコール,脂肪酸,酸アミド,
エステル,ケトン,硬化ヒマシ油及びその誘導体,植物
系ワックス,動物性ワックス,鉱物系ワックス,ペトロ
ラクタム等も利用できる。
【0079】本発明の磁性トナーには荷電制御剤をトナ
ー粒子に配合(内添)、又はトナー粒子と混合(外添)
して用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像
システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能とな
り、特に本発明では粒度分布と荷電量とのバランスを更
に安定したものとすることが可能である。トナーを負荷
電性に制御するものとして下記物質がある。
【0080】例えば有機金属錯体、キレート化合物が有
効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯
体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボ
ン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシ
カルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金
属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノ
ール誘導体類等がある。
【0081】また正荷電性に制御するものとして下記物
質がある。
【0082】ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性
物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ
−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、及
びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩
及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及び
これらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングス
テン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン
酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン
化物、フェロシアン化物等)、高級脂肪酸の金属塩;ジ
ブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジ
シクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキ
サイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレー
ト、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズ
ボレート類;これらを単独あるいは2種類以上組み合わ
せて用いることができる。
【0083】上述した荷電制御剤は微粒子状として用い
ることが好ましく、この場合これらの荷電制御剤の個数
平均粒径は4μm以下さらには3μm以下が特に好まし
い。これらの荷電制御剤をトナーに内添する場合は結着
樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部、特に
0.2〜10質量部使用することが好ましい。
【0084】本発明に用いられる着色剤は、黒色着色剤
としてカーボンブラック,磁性体,以下に示すイエロー
/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたもの
が利用される。
【0085】イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合
物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,
アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代
表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピ
グメントイエロー12、13、14、15、17、6
2、74、83、93、94、95、97、109、1
10、111、120、127、128、129、14
7、168、174、176、180、181、191
等が好適に用いられる。
【0086】マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合
物,ジケトピロロピロール化合物,アンスラキノン,キ
ナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール
化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合
物,ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.
I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、4
8;2、48;3、48;4、57;1、81;1、1
44、146、166、169、177、184、18
5、202、206、220、221、254が特に好
ましい。
【0087】シアン着色剤としては、銅フタロシアニン
化合物及びその誘導体,アンスラキノン化合物,塩基染
料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.
ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、
15:3、15:4、60、62、66等が特に好適に
利用できる。
【0088】これらの着色剤は、単独又は混合し更には
固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤
は、色相角,彩度,明度,耐候性,OHP透明性,トナ
ー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量
は、樹脂100質量部に対し1〜20質量部添加して用
いられる。
【0089】黒色着色剤として磁性体を用いた場合に
は、他の着色剤と異なり、樹脂100質量部に対し30
〜200質量部添加して用いられる。
【0090】磁性体としては、鉄,コバルト,ニッケ
ル,銅,マグネシウム,マンガン,アルミニウム,珪素
などの元素を含む金属酸化物などがある。中でも四三酸
化鉄,γ−酸化鉄等,酸化鉄を主成分とするものが好ま
しい。また、トナー帯電性コントロールの観点から硅素
元素またはアルミニウム元素等、他の金属元素を含有し
ていてもよい。これら磁性粒子は、窒素吸着法によるB
ET比表面積が好ましく2〜3m2/g、特に3〜28
2/g、更にモース硬度が5〜7の磁性粉が好まし
い。
【0091】磁性体の形状としては、8面体,6面体,
球体,針状,鱗片状などがあるが、8面体,6面体,球
体,不定型等の異方性の少ないものが画像濃度を高める
上で好ましい。磁性体の平均粒径としては0.05〜
1.0μmが好ましく、さらに好ましくは0.1〜0.
6μm、さらには、0.1〜0.4μmが好ましい。
【0092】磁性体量は結着樹脂100質量部に対し3
0〜200質量部、好ましくは40〜200質量部、さ
らには50〜150質量部が好ましい。30質量部未満
ではトナー搬送に磁気力を用いる現像器においては、搬
送性が不十分で現像剤担持体上の現像剤層にむらが生じ
画像むらとなる傾向であり、さらに現像剤トリボの上昇
に起因する画像濃度の低下が生じ易い傾向であった。一
方、200質量部を超えると定着性に問題が生ずる傾向
であった。
【0093】また本発明のトナーに含有される無機微粉
体としては公知のものが用いられるが、帯電安定性,現
像性,流動性,保存性向上のため、シリカ,アルミナ,
チタニアあるいはその複酸化物の中から選ばれることが
好ましい。さらには、シリカであることがより好まし
い。例えば、かかるシリカは硅素ハロゲン化物やアルコ
キシドの蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又
はヒュームドシリカと称される乾式シリカ及びアルコキ
シド,水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの
両者が使用可能であるが、表面及びシリカ微粉体の内部
にあるシラノール基が少なく、またNa2O,SO3 2-
の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾
式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化ア
ルミニウム,塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物を硅
素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと
他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能でありそ
れらも包含する。
【0094】本発明に用いられる無機微粉体はBET法
で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以
上、特に50〜400m2/gの範囲のものが良好な結
果を与え、トナー100質量部に対してシリカ微粉末
0.1〜8質量部、好ましくは0.5〜5質量部、さら
に好ましくは1.0を超えて3.0質量部まで使用する
のが特に良い。
【0095】また、本発明に用いられる無機微粉体は、
一次粒径が30nm以下であることが好ましい。
【0096】また、本発明に用いられる無機微粉体は、
必要に応じ、疎水化,帯電性制御等の目的でシリコーン
ワニス,各種変性シリコーンワニス,シリコーンオイ
ル,各種変性シリコーンオイル,シランカップリング
剤,官能基を有するシランカップリング剤,その他有機
硅素化合物,有機チタン化合物等の処理剤で、あるい
は、種々の処理剤で併用して処理されていることも可能
であり好ましい。
【0097】高い帯電量を維持し、低消費量及び高転写
率を達成するためには、無機微粉体は少なくともシリコ
ーンオイルで処理されることがさらに好ましい。
【0098】また、本発明においては、転写性および/
またはクリーニング性向上のために、前記無機微粉体に
加えて、さらに一次粒径が30nmを超える(好ましく
は比表面積が50m2/g未満)、より好ましくは、5
0nm以上(好ましくは比表面積が30m2/g未満)
の無機又は有機の球状に近い微粒子をさらに添加するこ
とも好ましい形態の一つである。例えば球状シリカ粒
子,球状ポリメチルシルセスキオキサン粒子,球状樹脂
粒子等が好ましく用いられる。
【0099】本発明のトナーにおいては、実質的な悪影
響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン
粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉
末の如き滑剤粉末;酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、
チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤;例えば酸化
チタン粉末、酸化アルミニウム粉末などの流動性付与
剤;ケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラッ
ク粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与
剤、また、逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像性
向上剤として少量用いることもできる。
【0100】本発明に係るトナーを作製するには、公知
の方法が用いられるが、例えば、結着樹脂、ワックス、
金属塩ないしは金属錯体、着色剤としての顔料、染料、
又は磁性体、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤
等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合器により
十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルー
ダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類をお互
いに相溶せしめた中に金属化合物、顔料、染料、磁性体
を分散又は溶解せしめ、冷却固化後、粉砕、分級を行な
って本発明に係るトナーを得ることが出来る。分級工程
においては生産効率上、多分割分級機を用いることが好
ましい。
【0101】表面処理としては、粉砕法トナー粒子を水
中に分散させ加熱する湯浴法、熱気流中を通過させる熱
処理法、機械的エネルギーを付与して処理する機械的衝
撃法などが挙げられるが、本発明においては、機械的衝
撃法において処理温度をトナー粒子のガラス転移点Tg
付近の温度(Tg±10℃)を加える熱機械的衝撃が、
凝集防止,生産性の観点から好ましい。さらに好ましく
は、トナーのガラス転移点Tg±5℃の範囲の温度で行
うことが、表面の10nm以上の半径の細孔を減じ、無
機微粉体を有効に働かせ、転写効率を向上させるのに特
に有効である。
【0102】また、本発明に係わるトナーは特公昭56
−13945号公報等に記載のディスク又は多流体ノズ
ルを用い溶融混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る
方法や、特公昭36−10231号公報,特開昭59−
53856号公報,特開昭59−61842号公報に述
べられている懸濁重合方法を用いて直接トナーを生成す
る方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水
系有機溶剤を用い直接トナーを生成する分散重合方法又
は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生
成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法
等を用いトナナーを製造することが可能である。
【0103】また、本発明は、像担持体表面が高分子結
着剤を主体として構成される場合に有効である。例え
ば、セレン,アモルファスシリコンなどの無機像担持体
の上に樹脂を主体とした、保護膜を設ける場合、又は機
能分離型有機像担持体の電荷輸送層として、電荷輸送材
と樹脂からなる表面層をもつ場合、さらにその上に上記
のような保護層を設ける場合等がある。このような表面
層に離型性を付与する手段としては、膜を構成する樹
脂自体に表面エネルギーの低いものを用いる、撥水,
親油性を付与するような添加剤を加える、高い離型性
を有する材料を粉体状にして分散する、などが挙げられ
る。の例としては、樹脂の構造中にフッ素含有基、シ
リコン含有基等を導入することにより達成する。とし
ては、界面活性剤等を添加剤とすればよい。として
は、フッ素原子を含む化合物、すなわちポリ4フッ化エ
チレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ化カーボン等の粉
体が挙げられる。この中でも特にポリ4フッ化エチレン
が好適である。本発明においては、の含フッ素樹脂な
どの離型性粉体の最表面層への分散が特に好適である。
【0104】これらの手段によって像担持体表面の水に
対する接触角を85度以上(好ましくは90度以上)と
することができる。85度未満では耐久によるトナーお
よびトナー担持体の劣化が生じやすい。
【0105】これらの粉体を表面に含有させるために
は、バインダー樹脂中に該粉体を分散させた層を像担持
体最表面に設けるか、あるいは、元々樹脂を主体として
構成されている有機像担持体であれば、新たに表面層を
設けなくても、最上層に該粉体を分散させれば良い。
【0106】該粉体の表面層への添加量は、表面層総質
量に対して、1〜60質量%、さらには、2〜50質量
%が好ましい。1質量%より少ないとトナー及びトナー
担持体の耐久性改善の効果が不十分であり、60質量%
を超えると膜の強度が低下したり、像担持体への入射光
量が著しく低下したりするため、好ましくない。
【0107】本発明は、帯電手段が帯電部材を像担持体
に当接させる直接帯電法の場合に特に効果的である。帯
電手段が像担持体に接することのないコロナ放電等に比
べて、像担持体表面に対する負荷が大きいので像担持体
寿命という点で改善効果が顕著であり、好ましい適用形
態の一つである。
【0108】本発明に用いられる像担持体の好ましい態
様のひとつを以下に説明する。
【0109】導電性基体としては、アルミニウム,ステ
ンレス等の金属、アルミニウム合金,酸化インジウム−
酸化錫合金等による被膜層を有するプラスチック、導電
性粒子を含浸させた紙,プラスチック,導電性ポリマー
を有するプラスチック等の円筒状シリンダー及びフィル
ムが用いられる。
【0110】これら導電性基体上には、感光層の接着性
向上,塗工性改良,基体の保護,基体上の欠陥の被覆,
基体からの電荷注入性改良,感光層の電気的破壊に対す
る保護等を目的として下引き層を設けても良い。下引き
層は、ポリビニルアルコール,ポリ−N−ビニルイミダ
ゾール,ポリエチレンオキシド,エチルセルロース,メ
チルセルロース,ニトロセルロース,エチレン−アクリ
ル酸コポリマー,ポリビニルブチラール,フェノール樹
脂,カゼイン,ポリアミド,共重合ナイロン,ニカワ,
ゼラチン,ポリウレタン,酸化アルミニウム等の材料に
よって形成される。その膜厚は通常0.1〜10μm、
好ましくは0.1〜3μm程度である。
【0111】電荷発生層は、アゾ系顔料,フタロシアニ
ン系顔料,インジゴ系顔料,ペリレン系顔料,多環キノ
ン系顔料,スクワリリウム色素,ピリリウム塩類,チオ
ピリリウム塩類,トリフェニルメタン系色素、セレン,
非晶質シリコン等の無機物質などの電荷発生物質を適当
な結着剤に分散し塗工あるいは蒸着等により形成され
る。結着剤としては、広範囲な結着性樹脂から選択で
き、例えば、ポリカーボネート樹脂,ポリエステル樹
脂,ポリビニルブチラール樹脂,ポリスチレン樹脂,ア
クリル樹脂,メタクリル樹脂,フェノール樹脂,シリコ
ーン樹脂,エポキシ樹脂,酢酸ビニル樹脂等が挙げられ
る。電荷発生層中に含有される結着剤の量は80質量%
以下、好ましくは0〜40質量%に選ぶ。また、電荷発
生層の膜厚は5μm以下、特には0.05〜2μmが好
ましい。
【0112】電荷輸送層は、電界の存在下で電荷発生層
から電荷キャリアを受け取り、これを輸送する機能を有
している。電荷輸送層は電荷輸送物質を必要に応じて結
着樹脂と共に溶剤中に溶解し、塗工することによって形
成され、その膜厚は一般的には5〜40μmである。電
荷輸送物質としては、主鎖または側鎖にビフェニレン,
アントラセン,ピレン,フェナントレンなどの構造を有
する多環芳香族化合物、インドール,カルバゾール,オ
キサジアゾール,ピラゾリンなどの含窒素環式化合物、
ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、セレン,セレン−
テルル,非晶質シリコン,硫化カドニウム等が挙げられ
る。
【0113】また、これら電荷輸送物質を分散させる結
着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂,ポリエステル
樹脂,ポリメタクリル酸エステル,ポリスチレン樹脂,
アクリル樹脂,ポリアミド樹脂等の樹脂、ポリ−N−ビ
ニルカルバゾール,ポリビニルアントラセン等の有機光
導電性ポリマー等が挙げられる。
【0114】また、表面層として、保護層を設けてもよ
い。保護層の樹脂としては、ポリエステル,ポリカーボ
ネート,アクリル樹脂,エポキシ樹脂,フェノール樹
脂、あるいはこれらの樹脂の硬化剤等が単独あるいは2
種以上組み合わされて用いられる。
【0115】また、保護層の樹脂中に導電性微粒子を分
散してもよい。導電性微粒子の例としては、金属,金属
酸化物等が挙げられ、好ましくは、酸化亜鉛,酸化チタ
ン,酸化スズ,酸化アンチモン,酸化インジウム,酸化
ビスマス,酸化スズ被膜酸化チタン,スズ被膜酸化イン
ジウム,アンチモン被膜酸化スズ,酸化ジルコニウム等
の超微粒子がある。これらは単独で用いても2種以上を
混合して用いても良い。一般的に保護層に粒子を分散さ
せる場合、分散粒子による入射光の散乱を防ぐために入
射光の波長よりも粒子の粒径の方が小さいことが必要で
あり、本発明における保護層に分散される導電性,絶縁
性粒子の粒径としては0.5μm以下であることが好ま
しい。また、保護層中での含有量は、保護層総質量に対
して2〜90質量%が好ましく、5〜80質量%がより
好ましい。保護層の膜厚は、0.1〜10μmが好まし
く、1〜7μmがより好ましい。
【0116】表面層の塗工は、樹脂分散液をスプレーコ
ーティング,ビームコーティングあるいは浸透コーティ
ングすることによって行うことができる。
【0117】以下、本発明の画像形成方法に適用可能な
接触転写工程について具体的に説明する。
【0118】接触転写工程とは、静電荷像担持体と転写
材を介して転写手段を当接しながら現像画像を転写材に
静電転写するのであるが、転写手段の当接圧力としては
線圧2.9N/m(3g/cm)以上であることが好ま
しく、より好ましくは19.6N/m(20g/cm)
以上である。当接圧力としての線圧が2.9N/m(3
g/cm)未満であると、転写材の搬送ずれや転写不良
の発生が起こりやすくなるため好ましくない。
【0119】また、接触転写工程における転写手段とし
ては、転写ローラーあるいは転写ベルトを有する装置が
使用される。転写ローラーは少なくとも芯金と導電性弾
性層からなり、導電性弾性層はカーボン等の導電材を分
散させたウレタンやEPDM等の、体積抵抗106〜1
10Ωcm程度の弾性体で作られている。
【0120】本発明は、潜像担持体(感光体)の表面が
有機化合物である様な画像形成装置において特に有効に
用いられる。即ち、有機化合物が感光体の表面層を形成
している場合には、無機材料を用いた他の感光体よりも
トナー粒子に含まれる結着樹脂との接着性に優れ、転写
性がより低下する傾向にあるためである。
【0121】また、本発明に係る感光体の表面物質とし
ては、たとえばシリコーン樹脂、塩化ビニリデン、エチ
レン−塩化ビニル、スチレン−アクリロニトリル、スチ
レン−メチルメタクリレート、スチレン、ポリエチレン
テレフタレートおよびポリカーボネート等が挙げられる
が、これらに限定されることなく他のモノマーあるいは
前述の結着樹脂間での共重合体およびブレンド体等も使
用することができる。
【0122】また、本発明は、直径が50mm以下の小
径の感光体を有する画像形成装置に対し特に有効に用い
られる。即ち、小径感光体の場合には、同一の線圧に対
する曲率が大きく、当接部における圧力の集中が起こり
やすいためである。ベルト感光体でも同一の現象がある
と考えられるが、本発明は、転写部での曲率半径が25
mm以下の画像形成装置に対しても有効である。
【0123】また、本発明のトナーは、トナー担持体上
のトナーを規制する部材によってトナー担持体上のトナ
ー層厚よりも像担持体とトナー担持体の最近接間隙が広
くなるように設定して用いるが、トナー担持体上のトナ
ーを規制する部材がトナーを介してトナー担持体に当接
されている弾性部材によって規制することが、トナーを
均一帯電させる観点から特に好ましい。
【0124】また、本発明に使用されるトナー担持体の
表面粗さはJIS中心線平均粗さ(Ra)で0.2〜
3.5μmの範囲にあることが好ましい。
【0125】Raが0.2μm未満ではトナー担持体上
の帯電量が高くなり、現像性が不充分となる。Raが
3.5μmを超えると、トナー担持体上のトナーコート
層にむらが生じ、画像上で濃度むらとなる。さらに好ま
しくは、0.5〜3.0μmの範囲にあることが好まし
い。
【0126】さらに本発明のトナーは高い帯電能力を有
するために現像に際しては、トナーの総帯電量をコント
ロールすることが望ましく、本発明に係わるトナー担持
体の表面は導電性微粒子及び/又は滑剤を分散した樹脂
層で被覆されていることが好ましい。
【0127】トナー担持体表面を被覆する樹脂層に含有
される導電性微粒子としては、カーボンブラック、グラ
ファイト、導電性酸化亜鉛等の導電性金属酸化物及び金
属複酸化物などが単独もしくは2つ以上好ましく用いら
れる。また、該導電性微粒子が分散される樹脂として
は、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、
ポリオレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹
脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂など公知の樹脂が
用いられる。特に熱硬化性もしくは、光硬化性の樹脂が
好ましい。
【0128】本発明において一成分現像方法を用いる場
合には、高画質を得るためにトナー担持体上にトナー担
持体−潜像担持体の最近接距離(S−D間)よりも小さ
い層厚で、磁性トナーを塗布し、交番電界を印加して現
像を行う現像工程で現像されることが好ましい。
【0129】また、本発明においてはオゾンが発生しな
いように帯電部材及び転写部材が感光体に当接されてい
ることが環境保全上好ましい。
【0130】帯電ローラーを用いたときの好ましいプロ
セス条件としては、ローラーの当接圧が5〜500g/
cmで、直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いたと
きには、交流電圧=0.5〜5kVpp,交流周波数=
50〜5kHz,直流電圧=±0.2〜±5kVであ
る。
【0131】この他の帯電手段としては、帯電ブレード
を用いる方法や、導電性ブラシを用いる方法がある。こ
れらの接触帯電手段は、高電圧が不要になったり、オゾ
ンの発生が低減するといった効果がある。
【0132】接触帯電手段としての帯電ローラー及び帯
電ブレードの材質としては、導電性ゴムが好ましく、そ
の表面に離型性被膜を設けてもよい。離型性被膜として
は、ナイロン系樹脂,PVDF(ポリフッ化ビニリデ
ン),PVDC(ポリ塩化ビニリデン),フッ素アクリ
ル樹脂などが適用可能である。
【0133】次に、本発明の画像形成方法を図に沿って
具体的に説明する。
【0134】図1において、100は感光ドラムで、そ
の周囲に一次帯電ローラー117、現像器140、転写
帯電ローラー114、クリーナ116、レジスタローラ
ー124等が設けられている。そして感光ドラム100
は一次帯電ローラー117によって−700Vに帯電さ
れる(印加電圧は交流電圧−2.0kVpp、直流電圧
−700Vdc)。そして、レーザー発生装置121に
よりレーザー光123を感光ドラム100に照射するこ
とによって露光される。感光ドラム100上の静電潜像
は現像器140によって一成分磁性トナーで現像され、
転写材を介して感光ドラムに当接された転写ローラー1
14により転写材上へ転写される。トナー画像をのせた
転写材は搬送ベルト125等により定着器126へ運ば
れ転写材上に定着される。また、静電潜像担持体上に一
部残されたトナーはクリーニング手段116によりクリ
ーニングされる。
【0135】現像器140は図2に示すように感光ドラ
ム100に近接してアルミニウム,ステンレス等非磁性
金属で作られた円筒状のトナー担持体102(以下現像
スリーブと称す)が配設され、感光ドラム100と現像
スリーブ102との間隙は図示されないスリーブ/ドラ
ム間隙保持部材等により約300μmに維持されてい
る。また、現像器内には攪拌棒141が配設されてい
る。現像スリーブ内にはマグネットローラー104が現
像スリーブ102と同心的に固定、配設されている。但
し、現像スリーブ102は回転可能である。マグネット
ローラー104には図示の如く複数の磁極が具備されて
おり、S1は現像、N1はトナーコート量規制、S2はト
ナーの取り込み/搬送、N2はトナーの吹き出し防止に
影響している。現像スリーブ102に付着して搬送され
る磁性トナー量を規制する部材として、弾性ブレード1
03が配設され弾性ブレード103の現像スリーブ10
2に対する当接圧により現像領域に搬送されるトナー量
が制御される。現像領域では、感光ドラム100と現像
スリーブ102との間に直流及び交流現像バイアスが印
加され、現像スリーブ上トナーは静電潜像に応じて感光
ドラム100上に飛翔し可視像となる。
【0136】
【実施例】以下、本発明を製造例及び実施例により具体
的に説明するが、これは本発明をなんら限定するもので
はない。尚、以下の配合における部数は全て質量部であ
る。
【0137】(液体潤滑剤担持磁性体の製造例)磁性酸
化鉄(平均粒径0.22μm)100部に対し、液体潤
滑剤の所定量をシンプソンミックスマーラー(MPVU
−2松本鋳造社製)に投入し、室温にて30分間作動さ
せた後、さらにハンマーミルによりほぐし処理を加えて
液体潤滑剤を担持した磁性体aを得た。同様にして、各
種液体潤滑剤を磁性体に担持させた。得られた液体潤滑
剤を担持した磁性体a〜hの物性値を表1に示す。また
磁性体aの未処理品を未処理磁性体gとした。
【0138】
【表1】
【0139】(液体潤滑剤担持潤滑微粒子の製造例)液
体潤滑剤を担持させる担体微粒子(シリカ)をヘンシェ
ルミキサー中で攪拌しつつ、液体潤滑剤をn−ヘキサン
で希釈したものを滴下した。滴下終了後攪拌しつつ減圧
しn−ヘキサンを除去し、次いでハンマーミルで粉砕し
液体潤滑剤を担持した潤滑微粒子aを得た。同様にし
て、各種液体潤滑剤を各種担体微粒子に担持させた。得
られた液体潤滑剤を担持した潤滑粒子a〜dの物性値を
表2に示す。また、潤滑粒子aの製造に用いたシリカの
未処理品を粒子eとした。
【0140】
【表2】
【0141】 (トナー製造例1) ・磁性体a 100部 ・スチレン−アクリル酸ブチル−マレイン酸ブチルハーフエステル共重合体 (低分子量側ピーク:約5000,ガラス転移点Tg:58℃) 100部 ・モノアゾ染料の鉄錯体(負帯電性制御剤) 2部 ・低分子量ポリオレフィン(離型剤) 2部
【0142】上記材料をブレンダーにて混合し、130
℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却
した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェ
ットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物をコアンダ効果
を用いた多分割分級機にて厳密に分級して磁性トナー粒
子を得た。該磁性トナー粒子を熱機械的衝撃力(処理温
度60℃)により表面処理し、得られた磁性トナー粒子
に対し1.8質量%のヘキサメチルジシラザンで疎水化
処理された一次粒径12nmの乾式シリカ(処理後のB
ET比表面積160m2/g)と0.5質量%の球状シ
リカ(BET表面積20m2/g,一次粒径0.1μ
m)を添加し、混合機にて混合し磁性トナー1を得た。
【0143】得られた磁性トナー1の重量平均粒径は
6.5μm、個数平均粒径は5.3μm、SF−1は1
42、SF−2は126、BET比表面積は5.3m2
/cm3であった。また、トナー粒子のBET比表面積
は1.7m2/cm3であった。得られた磁性トナー1の
物性を表3に示す。本発明においては粒径はコールター
カウンターマルチサイザー(コールター社製)を用いて
測定した。
【0144】(トナー製造例2)トナー製造例1におい
て磁性体aに代えて磁性体bを用いること、及び無機微
粉体としてヘキサメチルジシラザンで疎水化処理された
一次粒径12nmの乾式シリカ(BET比表面積160
2/g)を1.3質量%用いること以外はトナー製造
例1と同様にして磁性トナー2を得た。得られた磁性ト
ナー2の物性を表3に示す。
【0145】 (トナー製造例3) ・磁性体c 90部 ・スチレン−アクリル酸ブチル−マレイン酸ブチルハーフエステル共重合体 (低分子量側ピーク:約10000,ガラス転移点Tg:62℃) 100部 ・モノアゾ染料の鉄錯体(負帯電性制御剤) 2部 ・低分子量ポリオレフィン(離型剤) 2部
【0146】上記材料を用いること、トナー粒子の熱機
械的衝撃による処理温度を64℃とすること、及び無機
微粉体としてヘキサメチルジシラザンで疎水化された一
次粒径8nmの乾式シリカ(処理後のBET比表面積1
80m2/g)を1.8質量%用いること以外はトナー
製造例1と同様にして、磁性トナー3を得た。得られた
磁性トナー3の物性を表3に示す。
【0147】(トナー製造例4,5)トナー製造例1に
おいて磁性体aに代えてそれぞれ磁性体d,eを用いる
ことの他はトナー製造例1と同様にして磁性トナー4,
5を得た。磁性トナー4,5の物性を表3に示す。
【0148】(トナー製造例6)トナー製造例1におい
て磁性体aの代えて磁性体fを用い、無機微粉体として
一次粒径20nmのアルミナ微粉体(BET比表面積9
0m2/g)を1.5質量%用いることの他はトナー製
造例1と同様にして磁性トナー6を得た。得られた磁性
トナー6の物性を表3に示す。
【0149】 (トナー製造例7) ・磁性体a 110部 ・ポリエステル樹脂 (低分子量側ピーク:約7000,ガラス転移点Tg:62℃) 100部 ・モノアゾ染料のクロム錯体(負帯電性制御剤) 2部 ・低分子量ポリオレフィン(離型剤) 2部
【0150】上記材料を用いること、及びトナー粒子の
熱機械的衝撃による処理温度を64℃とすること以外は
トナー製造例1と同様にして、磁性トナー7を得た。得
られた磁性トナー7の物性を表3に示す。
【0151】 (トナー製造例8) ・ポリエステル樹脂 (低分子量側ピーク:約6000,ガラス転移点Tg:55℃) 100部 ・カーボンブラック 7部 ・潤滑粒子a 4部 ・サリチル酸金属化合物 2部
【0152】上記組成物をエクストルーダーを用い十分
溶融混練後、冷却した混練物を機械的に粗粉砕し、粗砕
物をジェット流を用い衝突板に衝突させて微粉砕し、更
にコアンダー効果を用いた気流分級機で微粉砕物を分級
して黒色トナー粒子を得た。該トナー粒子を熱機械的衝
撃力(処理温度60℃)によって表面処理した後、トナ
ー粒子にイソブチルトリメトキシシランで疎水処理した
一次粒径約20nmの酸化チタン微粒子(BET比表面
積130m2/g)を2質量%外添し流動性に優れたト
ナー8を得た。上記トナーと平均粒径約50μmの樹脂
コートフェライトキャリヤをそれぞれ5:95で混合し
て二成分現像剤を調製した。得られたトナー8の物性を
表3に示す。
【0153】(トナー製造例9〜11)トナー製造例8
において潤滑粒子aに代えて潤滑粒子b,c,dを用
い、熱機械的衝撃力による表面処理条件を変えることの
他はトナー製造例8と同様にしてトナー9,10,11
を得た。得られたトナー9,10,11の物性を表3に
示す。
【0154】 (トナー比較製造例1) ・磁性体g 60部 ・スチレン−アクリル酸ブチル共重合体 (低分子量側ピーク:約18000,ガラス転移点Tg:71℃) 100部 ・モノアゾ染料の鉄錯体(負帯電性制御剤) 2部 ・低分子量ポリオレフィン(離型剤) 2部
【0155】上記材料をブレンダーにて混合し、130
℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却
した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェ
ットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物をコアンダ効果
を用いた多分割分級機にて厳密に分級して磁性トナー粒
子を得た。得られた磁性トナー粒子に対し0.5質量%
のヘキサメチルジシラザンで疎水化処理された一次粒径
約16nmの乾式シリカ(処理後のBET比表面積10
0m2/g)を添加し、混合機にて混合し磁性トナー1
2を得た。得られた磁性トナー12の重量平均粒径は1
2μmであった。得られた磁性トナー12の物性を表3
に示す。
【0156】(トナー比較製造例2)トナー製造例1に
おいて、熱機械的衝撃力によって表面処理を行わないこ
と以外はトナー製造例1と同様にして磁性トナー13を
得た。得られた磁性トナー13の物性を表3に示す。
【0157】(トナー比較製造例3)無機微粉体をトナ
ー粒子に添加しない以外はトナー製造例1と同様にし
て、磁性トナー14を得た。得られた磁性トナー14の
物性を表3に示す。
【0158】(トナー比較製造例4)トナー製造例8に
おいて、潤滑粒子aに代えて潤滑粒子e4部を用い、熱
機械的衝撃力によって表面処理を行わないことの他はト
ナー製造例8と同様にしてトナー15を得た。
【0159】(トナー製造例12)トナー製造例1にお
いて、無機微粉体を1.8質量%のヘキサメチルジシラ
ザンで疎水化処理された一次粒径12nmの乾式シリカ
(処理後のBET比表面積160m2/g)と0.5質
量%のヘキサメチルジシラザンで疎水化処理された一次
粒径40nmの乾式シリカ(処理後のBET比表面積4
0m2/g)とすることの他は製造例1と同様にして磁
性トナー16を得た。
【0160】上記トナー1乃至16と平均粒径約50μ
mの樹脂コートフェライトキャリヤをそれぞれ5:95
で混合して二成分現像剤を調製した。得られたトナー1
乃至16の物性を表3に示す。
【0161】
【表3】
【0162】(感光体製造例1)感光体としては30φ
のAlシリンダーを基体とした。これに、図3に示すよ
うな構成の層を順次浸漬塗布により積層して、感光体を
作製した。
【0163】(1)導電性被覆層:酸化錫及び酸化チタ
ンの粉末をフェノール樹脂に分散したものを主体とす
る。膜厚15μm。
【0164】(2)下引き層:変性ナイロン及び共重合
ナイロンを主体とする。膜厚0.6μm。
【0165】(3)電荷発生層:長波長域に吸収を持つ
アゾ顔料をブチラール樹脂に分散したものを主体とす
る。膜厚0.6μm。
【0166】(4)電荷輸送層:ホール搬送性トリフェ
ニルアミン化合物をポリカーボネート樹脂(オスワルド
粘度法による分子量2万)に8:10の質量比で溶解し
たものを主体とし、さらにポリ4フッ化エチレン粉体
(粒径0.2μm)を総固形分に対して10質量%添加
し、均一に分散した。膜厚25μm。水に対する接触角
は95度であった。
【0167】なお、接触角の測定は純水を用い、装置は
協和界面科学(株)、接触角計CA−DS型を用いた。
【0168】(感光体製造例2)感光体製造例1でポリ
4フッ化エチレン粉体を添加しないで同様に感光体を作
製した。水に対する接触角は74度であった。
【0169】(感光体製造例3)感光体は、電荷発生層
までは感光体製造例1に準じて作製した。電荷輸送層
は、ホール搬送性トリフェニルアミン化合物をポリカー
ボネート樹脂に10:10の質量比で溶解したものを用
いた。膜厚20μm。さらにその上に保護層として、同
じ材料を5:10の質量比で溶解した構成物にポリ4フ
ッ化エチレン粉体(粒径0.2μm)を総固形分に対し
て30%添加し、均一に分散したものを用い、電荷輸送
層の上にスプレーコートした。膜厚5μm。水に対する
接触角は102度であった。
【0170】実施例1 画像形成装置として、概ね図1及び図2に示されるもの
を用いた。
【0171】静電潜像担持体として感光体製造例3の有
機感光体(OPC)ドラムを用い暗部電位Vd=−70
0V,明部電位VL=−210Vとした。感光ドラムと
現像スリーブとの間隙を300μmとし、トナー担持体
として下記の構成の層厚約7μm、JIS中心線平均粗
さ(Ra)0.8μmの樹脂層を、表面が鏡面である直
径16φのアルミニウム円筒上に形成した現像スリーブ
を使用し、現像磁極95mT(950ガウス)、トナー
規制部材として厚み1.0mm、自由長10mmのウレ
タンゴム製ブレードを14.7N/m(15g/cm)
の線圧で当接させた。
【0172】 フェノール樹脂 100部 グラファイト(粒径約7μm) 90部 カーボンブラック 10部
【0173】次いで、現像バイアスとして直流バイアス
成分Vdc=−500V,重畳する交流バイアス成分V
P-P=1200V,f=2000Hzを用いた。また、
現像スリーブの周速は感光体周速(48mm/sec)
に対して順方向(回転方向としては逆方向)に150%
のスピード(72mm/sec)とした。
【0174】また、図7のような転写ローラー(導電性
カーボンを分散したエチレン−プロピレンゴム製、導電
性弾性層の体積抵抗値108Ωcm,表面ゴム硬度24
°,直径20mm,当接圧49N/m(50g/cm)
を感光体周速(48mm/sec)に対して等速とし、
転写バイアスとして+2000Vを印加し、トナーとし
て磁性トナーAを使用し、23℃,65%RH環境下で
画出しを行なった。転写紙としては75g/m2の紙を
使用した。
【0175】この時の感光体から転写材への転写効率は
97%と高い転写効率を示し、文字やラインの転写中抜
けもなく、画像上に飛び散りのない良好な画像が得られ
た。
【0176】なお、本発明において飛び散りの評価は、
グラフィカルな画像の画質に関わる微細な細線での飛び
散り評価であり、文字やラインにおける飛び散りよりも
より飛び散りやすい100μm幅ラインでの飛び散り評
価である。
【0177】また、転写性はベタ黒の感光体上の転写ト
ナーをマイラーテープにより、テーピングしてはぎ取
り、紙上に貼ったもののマクベス濃度から、テープのみ
を貼ったもののマクベス濃度を差し引いた数値で評価し
た。
【0178】実施例2 トナーとしてトナー製造例2のトナー2を用い、静電潜
像担持体として感光体製造例1のOPCドラムを使用し
た以外は実施例1と同様の装置・条件で画出しを行っ
た。
【0179】この時の感光体から転写材への転写効率は
96%と高い転写効率を示し、文字やラインの転写中抜
けもなく、画像上に飛び散りのない良好な画像が得られ
た。
【0180】さらに、連続で6000枚まで画出し、感
光体削れ量を膜厚計で測定したところ、削れ量は0〜1
μmと非常に少なかった。
【0181】比較例1 トナーとしてトナー比較製造1のトナー12を使用する
以外は、実施例2と同様の装置・条件で画出しを行っ
た。その結果、感光体から転写材への転写効率は85%
となり、トナーの利用効率が低かった。また、やや文字
やラインの転写中抜けが多く、飛び散りが非常に多い。
【0182】比較例2 トナーとしてトナー比較製造例2のトナー13を使用
し、静電潜像担持体として感光体製造例2のOPCドラ
ムを使用した以外は比較例1と同様の装置・条件で画出
しを行った。その結果、感光体から転写材への転写効率
は90%となり、実施例1に比べ転写効率悪く、やや文
字やラインの転写中抜けが多く、飛び散りが非常に多い
画像であった。
【0183】比較例3 トナーとして磁性トナー13のかわりに磁性トナー14
を使用する以外は比較例2と同様に行った。その結果、
転写効率が70%未満と低く、また、ラインが細く、画
像濃度も低い貧弱な画像であった。
【0184】実施例3 トナーとしてトナー製造例3のトナー3を使用する以外
は、実施例1と同様の装置・条件で画出しを行った。そ
の結果、実施例1と同様に高い転写効率を示し、文字や
ラインの転写中抜けもなく、画像上に飛び散りのない良
好な画像が得られた。
【0185】実施例4〜6 トナーとしてトナー製造例4〜6の磁性トナー4〜6を
使用する以外は、実施例1と同様の装置・条件で画出し
を行った。その結果、実施例1と同様に高い転写効率を
示し、文字やラインの転写中抜けもなく、画像上に飛び
散りのない良好な画像が得られた。磁性トナー6ではや
や画像濃度が薄く転写効率もわずかに実施例1より劣る
ものの、文字やラインの中抜けもなく、画像上に飛び散
りのない良好な画像が得られた。
【0186】実施例7 トナー担持体として下記の構成の層厚約7μm、JIS
中心線平均粗さ(Ra)1.5μmの樹脂層を、表面を
ブラストした直径16φのステンレス円筒上に形成した
現像スリーブを作製した。
【0187】 ・フェノール樹脂 100部 ・グラファイト(粒径約3μm) 45部 ・カーボンブラック 5部
【0188】この現像スリーブとトナーとしてトナー製
造例7の磁性トナー7を使用し、現像バイアスとして直
流バイアス成分Vdc=−500V,重畳する交流バイ
アス成分Vpp=1100V,f=2000Hzとし、
現像スリーブの周速Vtと感光体周速の比率Vt/Vを
2.0として順方向に回転させる以外は実施例1と同様
の装置・条件で画出しを行った。
【0189】その結果、実施例1と同様に転写効率のよ
い、文字やラインの転写中抜けもなく、画像上に飛び散
りのない良好な画像が得られた。
【0190】実施例8 トナーとしてトナー製造例3の磁性トナー3を使用し、
現像バイアスとして直流バイアス成分Vdc=−450
V,重畳する交流バイアス成分Vpp=1300V,f
=2000Hzとする以外は実施例1と同様の装置・条
件で画出しを行ない、実施例1と同様に転写効率のよ
い、文字やラインの転写中抜けもなく、画像上に飛び散
りのない良好な画像が得られた。
【0191】実施例9〜12 トナーとしてトナー製造例8〜11のトナー8〜11を
用いて二成分磁気ブラシ現像を行った以外は実施例2と
同様の装置・条件で画出しを行なった。その結果、実施
例2と同様に、転写効率のよい、文字やラインの転写中
抜けもなく、画像上に飛び散りのない良好な画像が得ら
れた。トナー11ではわずかに転写効率が低めではあっ
たが文字やラインの中抜けもなく、画像上に飛び散りの
ない良好な画像が得られた。
【0192】比較例4 トナーとしてトナー比較製造例4のトナー15を用いた
以外は、実施例9〜12と同様の装置及び条件で画出し
を行った。その結果、感光体から転写材への転写効率は
83%となり、トナーの利用効率が低かった。また、や
や文字やラインの中抜けが多い画像であった。
【0193】実施例13 トナーとしてトナー製造例12のトナー16を用いるこ
と以外は実施例1と同様の装置・条件で画出しを行っ
た。この時の感光体から転写材への転写効率は96%と
高い転写効率を示し、文字やラインの転写中抜けもな
く、画像上に飛び散りの無い良好な画像が得られた。
【0194】
【発明の効果】本発明によれば、少なくとも結着樹脂中
に着色剤が分散されたトナー粒子と無機微粉体を有する
トナーであり、該トナーが液体潤滑剤を含有し、該トナ
ーの画像解析装置で測定した形状係数SF−1の値が1
10<SF−1≦180であり、形状係数SF−2の値
が110<SF−2≦140であり、比B/Aの値が
1.0以下であり、該トナーのBET法によって測定さ
れた単位体積あたりの比表面積Sb(m2/cm3)と、
トナーを真球と仮定した際の重量平均粒径から算出した
単位体積あたりの比表面積St(m2/cm3)の関係が
下記条件 3.0≦Sb/St≦7.0 Sb≧St×1.5+1.5 を満足していることを特徴とするトナー及び、静電潜像
担持体上に該トナーを用いたトナー像を形成する現像工
程と、該トナー像を、電圧が印加されている転写部材を
転写材に接触させながら該転写材上へ転写する転写工程
を有する電子写真装置を用いる画像形成方法を用いるこ
とで、高画像濃度・潜像再現性を保持しつつ、転写中抜
け及び転写効率を向上することが可能となる。さらに、
高品位で鮮鋭な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に好適な画像形成装置の一例を示す概略
図である。
【図2】一成分現像用現像器の一例を示す概略図であ
る。
【図3】本発明に用いる感光体の構成の一例を示す概略
図である。
【図4】本発明に用いるトナーの帯電量を測定する帯電
量測定装置の概略図である。
【図5】“転写中抜け”のない良好な画像(a)および
“転写中抜け”が生じている不良な画像(b)を示す図
である。
【図6】形状係数SF−1,SF−2における、本発明
の範囲を示す図である。
【図7】当接転写部材の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
100 感光体(静電潜像担持体) 102 現像スリーブ(トナー担持体) 103 当接ブレード 104 マグネットローラー 114 転写帯電ローラー 116 クリーナー 117 一次帯電ローラー 140 現像器 141 撹拌棒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 9/08 371 374 375 (72)発明者 吉田 聡 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 西尾 由紀 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも結着樹脂中に着色剤が分散さ
    れたトナー粒子と無機微粉体を有するトナーであり、該
    トナーが液体潤滑剤を含有し、該トナーの画像解析装置
    で測定した形状係数SF−1の値が110<SF−1≦
    180であり、形状係数SF−2の値が110<SF−
    2≦140であり、SF−2の値から100を引いた値
    BとSF−1の値から100を引いた値Aとの比B/A
    の値が1.0以下であり、該トナーのBET法によって
    測定された単位体積あたりの比表面積Sb(m2/c
    3)と、トナーを真球と仮定した際の重量平均粒径か
    ら算出した単位体積あたりの比表面積St(m2/c
    3)の関係が下記条件 3.0≦Sb/St≦7.0 Sb≧St×1.5+1.5 を満足していることを特徴とするトナー。
  2. 【請求項2】 該トナーが結着樹脂100質量部に対
    し、磁性体30〜200質量部を含する磁性トナーであ
    ることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 【請求項3】 液体潤滑剤が、液体潤滑剤を全質量に対
    して20〜90質量%含有した潤滑粒子の形態でトナー
    中に含有されていることを特徴とする請求項1又は2に
    記載のトナー。
  4. 【請求項4】 液体潤滑剤が、撹拌作用,圧縮作用,せ
    ん断作用,へらなで作用等により磁性体に担持されてい
    ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の
    トナー。
  5. 【請求項5】 液体潤滑剤の25℃における粘度が10
    〜20万cStであることを特徴とする請求項1乃至4
    のいずれかに記載のトナー。
  6. 【請求項6】 該トナーの画像解析装置で測定したSF
    −1の値が120〜160であり、かつSF−2の値が
    115〜140であることを特徴とする請求項1乃至5
    のいずれかに記載のトナー。
  7. 【請求項7】 該トナーに含有される無機微粉体がチタ
    ニア,アルミナ,シリカあるいはその複酸化物の中から
    選ばれる1種以上の無機微粉体であることを特徴とする
    請求項1乃至6のいずれかに記載のトナー。
  8. 【請求項8】 該トナーに含有される無機微粉体が疎水
    化処理されているものであることを特徴とする請求項1
    乃至7のいずれかに記載のトナー。
  9. 【請求項9】 該トナーに含有される該無機微粉体は、
    一次粒径が30nm以下であり、かつ該トナーは、30
    nmを超える微粉体をさらに有していることを特徴とす
    る請求項1乃至8のいずれかに記載のトナー。
  10. 【請求項10】 該30nmを超える微粉体は、無機微
    粉体であることを特徴とする請求項9に記載のトナー。
  11. 【請求項11】 該30nmを超える微粉体は、樹脂微
    粉体であることを特徴とする請求項9に記載のトナー。
  12. 【請求項12】 該30nmを超える微粉体は、実質的
    に球形であることを特徴とする請求項9乃至11のいず
    れかに記載のトナー。
  13. 【請求項13】 該トナーのGPCで測定される分子量
    分布において、低分子量側のピークが3000〜150
    00の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至12の
    いずれかに記載のトナー。
  14. 【請求項14】 該トナー粒子のBET法によって測定
    された体積あたりの比表面積が1.2〜2.5m2/c
    3であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれ
    かに記載のトナー。
  15. 【請求項15】 該トナー粒子の1nm〜100nmの
    細孔の積算細孔面積比率曲線から求めた60%細孔半径
    が3.5nm以下であることを特徴とする請求項1乃至
    14のいずれかに記載のトナー。
  16. 【請求項16】 静電潜像担持体上にトナー像を形成す
    る現像工程と、該トナー像を、電圧が印加されている転
    写部材を転写材に接触させながら該転写材上へ転写する
    転写工程を有する電子写真装置を用いる画像形成方法に
    おいて、 該トナーは少なくとも結着樹脂中に着色剤が分散された
    トナー粒子と無機微粉体を有するトナーであり、該トナ
    ーが液体潤滑剤を含有し、該トナーの画像解析装置で測
    定した形状係数SF−1の値が110<SF−1≦18
    0であり、形状係数SF−2の値が110<SF−2≦
    140であり、SF−2の値から100を引いた値Bと
    SF−1の値から100を引いた値Aとの比B/Aの値
    が1.0以下であり、該トナーのBET法によって測定
    された単位体積あたりの比表面積Sb(m2/cm3
    と、トナーを真球と仮定した際の重量平均粒径から算出
    した単位体積あたりの比表面積St(m2/cm3)の関
    係が下記条件 3.0≦Sb/St≦7.0 Sb≧St×1.5+1.5 を満足していることを特徴とする画像形成方法。
  17. 【請求項17】 該トナーが結着樹脂100質量部に対
    し、磁性体30〜200質量部を含する磁性トナーであ
    ることを特徴とする請求項16に記載の画像形成方法。
  18. 【請求項18】 液体潤滑剤が、液体潤滑剤を全質量に
    対して20〜90質量%含有した潤滑粒子の形態でトナ
    ー中に含有されていることを特徴とする請求項16又は
    17に記載の画像形成方法。
  19. 【請求項19】 液体潤滑剤が、撹拌作用,圧縮作用,
    せん断作用,へらなで作用等により磁性体に担持されて
    いることを特徴とする請求項16乃至18のいずれかに
    記載の画像形成方法。
  20. 【請求項20】 液体潤滑剤の25℃における粘度が1
    0〜20万cStであることを特徴とする請求項16乃
    至19のいずれかに記載の画像形成方法。
  21. 【請求項21】 該トナーの画像解析装置で測定したS
    F−1の値が120〜160であり、かつSF−2の値
    が115〜140であることを特徴とする請求項16乃
    至20のいずれかに記載の画像形成方法。
  22. 【請求項22】 該トナーに含有される無機微粉体がチ
    タニア,アルミナ,シリカあるいはその複酸化物の中か
    ら選ばれる1種以上の無機微粉体であることを特徴とす
    る請求項16乃至21のいずれかに記載の画像形成方
    法。
  23. 【請求項23】 該トナーに含有される無機微粉体が疎
    水化処理されているものであることを特徴とする請求項
    16乃至22のいずれかに記載の画像形成方法。
  24. 【請求項24】 該トナーに含有される該無機微粉体
    は、一次粒径が30nm以下であり、かつ該トナーは、
    30nmを超える微粉体をさらに有していることを特徴
    とする請求項16乃至23のいずれかに記載の画像形成
    方法。
  25. 【請求項25】 該30nmを超える微粉体は、無機微
    粉体であることを特徴とする請求項24に記載の画像形
    成方法。
  26. 【請求項26】 該30nmを超える微粉体は、樹脂微
    粉体であることを特徴とする請求項24に記載の画像形
    成方法。
  27. 【請求項27】 該30nmを超える微粉体は、実質的
    に球形であることを特徴とする請求項24乃至26のい
    ずれかに記載の画像形成方法。
  28. 【請求項28】 該トナーのGPCで測定される分子量
    分布において、低分子量側のピークが3000〜150
    00の範囲にあることを特徴とする請求項16乃至27
    のいずれかに記載の画像形成方法。
  29. 【請求項29】 該トナー粒子のBET法によって測定
    された体積あたりの比表面積が1.2〜2.5m2/c
    3であることを特徴とする請求項16乃至28のいず
    れかに記載の画像形成方法。
  30. 【請求項30】 該トナー粒子の1nm〜100nmの
    細孔の積算細孔面積比率曲線から求めた60%細孔半径
    が3.5nm以下であることを特徴とする請求項16乃
    至29のいずれかに記載の画像形成方法。
  31. 【請求項31】 該静電潜像担持体の表面の接触角が8
    5度以上であることを特徴とする請求項16乃至30の
    いずれかに記載の画像形成方法。
  32. 【請求項32】 該静電潜像担持体の表面にフッ素を含
    む物質を含有することを特徴とする請求項31に記載の
    画像形成方法。
  33. 【請求項33】 該静電潜像担持体の表面のフッ素を含
    む物質が、フッ素を含む微粉体であることを特徴とする
    請求項32に記載の画像形成方法。
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