JP2000075538A - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
位な画像を長期にわたって安定して実現する画像形成方
法を提供する。 【解決手段】 クリーニング工程が、現像工程時に静電
潜像担持体の表面に残存しているトナーを現像剤担持体
が回収することによって静電潜像担持体表面のクリーニ
ングが行われる方式を用いて行なわれ、且つ、トナー
は、結着樹脂、着色剤、及び、ワックス成分を含有し、
フロー式粒子像測定装置で計測されるトナーの個数基準
の円相当径−円形度スキャッタグラムにおいて、トナー
の円相当個数平均径が2〜10μmであり、且つ、トナ
ーの平均円形度が0.920〜0.995で、円形度標
準偏差が0.040未満であることを特徴とする。
Description
記録法又は磁気記録法を利用した画像形成方法に関する
ものである。詳しくは、本発明は、感光体上にトナー像
を形成後、トナー像を転写材上に転写して画像形成す
る、複写機、プリンター、ファクシミリの如き画像形成
装置に用いられる画像形成方法に関するものである。
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々
の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで電
気的潜像をトナーを用いて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定着
画像を得るものである。この際、転写後に転写材に転写
せずに感光体上に残余したトナーは種々の方法でクリー
ニングされ、上述の工程が繰り返される。
スケード現像法、磁気ブラシ現像法、非磁性一成分現像
方法、加圧現像方法が知られている。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磁性一成
分現像方法も用いられている。
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240dpi又は300dpi
であったものが400dpi、600dpi又は120
0dpi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。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。デジタル方式においては、静電荷像
をレーザーで形成する方法が主であるため、やはり高解
像度になってきており、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。
特開平1−112253号公報、特開平1−19115
6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。
誘電層を形成した現像ローラーを用いて感光体表面層に
押し当てる構成にて現像を行う所謂一成分接触現像方法
が提案されている。
担持体を非接触とした場合、感光体上の静電潜像のエッ
ジ部に電気力線が集中し、電気力線に沿ってトナーが現
像されるために画像のエッジ部にトナーが偏って現像さ
れるエッジ効果によって画像の品位が低下し易い。
とにより、このエッジ効果を防止するが、感光体とトナ
ー担持体の隙間を機械的に設定する際、トナー担持体上
のトナー層の厚みよりも隙間を小さく設定することは困
難である。
当てて現像を行なう一成分接触現像方法がエッジ効果の
防止に有効となる。しかしながら、感光体表面移動速度
に対し、トナー担持体表面移動速度が同じであると、感
光体上潜像を可視化した場合、満足できる画像は得られ
ない。よって、一成分接触現像方法においては、感光体
表面移動速度に対する、トナー担持体表面移動速度に差
を持たせることにより、感光体表面の潜像に対し、トナ
ー担持体上の一部のトナーが現像され、別の一部のトナ
ーが剥ぎ取られ、その結果、潜像に非常に忠実なエッジ
効果のない現像画像が得られる。
は、感光体表面をトナー及びトナー担持体により摺擦す
るため、長期間使用によるトナー劣化、トナー担持体表
面劣化、感光体表面劣化又は磨耗が生じ易いことから、
耐久特性の劣化が問題点として残り、この改善方法が望
まれていた。したがって、一成分接触現像方法において
は、このような理由により、画像形成プロセスの耐久特
性を改良する必要があり、さらに装着により負荷のかか
る高速化が難しいという本質的課題を有している。
集 25〜28頁に接触型一成分非磁性現像方式の検討
がなされている。しかしながら、その耐久特性について
は触れられていない。
J.,28,4,pp.473−480(Decemb
er l992)には、一成分接触現像方法を用いたプ
リンターの概要が報告されている。しかしながら、その
耐久特性については十分ではなく更なる改善の余地があ
る。
特開平5−188765号公報には、一成分接触現像方
法に関する技術が開示されているが、いずれもその耐久
特性や耐久性改善のための技術は開示されていない。
ナー像は転写工程で転写材に転写されるが、感光体上に
残った転写残余の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、従来ブレードクリーニン
グ、ファーブラシクリーニング及びローラークリーニン
グの如きクリーニング方法が用いられていた。いずれの
クリーニング方法も感光体表面にクリーニング部材を当
接させて、力学的に転写残余のトナーを掻き落とすか、
またはせき止めて廃トナー容器へと捕集されるものであ
った。よって、これらのクリーニング方法は、いずれも
クリーニング部材が感光体表面に押し当てられることに
起因する問題、例えば、クリーニング部材を強く押し当
てることにより感光体を磨耗させ感光体が短命化するこ
とが生じていた。また、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
り画像形成装置のコンパクト化を目指す際のネックにな
っていた。
の有効活用を目的とした廃トナーのでないシステム、お
よび省エネルギーの観点より、定着性と耐オフセット性
に優れたシステムが望まれていた。
ーナレス方式と呼ばれた技術の開示は、特開平5−22
87号公報にあるように、画像上に転写残余のトナーの
影響によるポジメモリやネガメモリに焦点を当てたもの
であった。しかし、電子写真の利用が進んでいる今日、
様々な転写材に対してトナー像を転写する必要性がでて
きており、この意味で様々な転写材に対し満足するもの
ではなかった。
行っている先行技術としては、特開昭59−13357
3号公報、特開昭62−203182号公報、特開昭6
3−133179号公報、特開昭64−20587号公
報、特開平2−302772号公報、特開平5−228
9号公報、特開平5−53482号公報及び特開平5−
61383号公報があるが、これらの先行技術は、いず
れも、望ましい画像形成方法については述べておらず、
トナー構成についても言及していない。
程で兼ねる現像同時クリーニング方式においては、感光
体表面をトナー及びトナー担持体により擦る構成が必須
であり、このために長期間使用によるトナー劣化、トナ
ー担持体表面劣化、感光体表面劣化又は磨耗等を引き起
こし、耐久特性の劣化が生じ易いことから、従来技術で
は充分な解決がなされず、定着性と耐久特性の両立が望
まれていた。同時に画像形成のスピードアップが望まれ
る今日、よりプロセススピードの速い装置の現像同時ク
リーニングでは、現像での転写残余のトナーの回収性を
高めるための転写残余のトナーの帯電制御、回収された
トナーを再利用するにあたっての現像の安定性保持の面
でも従来技術では充分な解決がなされていない。
は、形状係数と比表面積及び粒径を規定した非磁性一成
分現像剤が提供されているが、この先行技術に規定され
ている現像剤では耐久性が不十分であった。
は、形状係数SF1及びSF2を規定したトナーが提案
されている。しかしながら、この先行技術には転写に関
してなんの記載もなく、実施例を追試した結果、転写効
率が低く、さらなる改良が必要である。
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、この先行技術では、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。
用されているコロナ放電を利用した一次帯電工程及び転
写工程において、感光体表面に帯電部材を当接させて帯
電を行う接触帯電方法及び感光体表面に転写材を介して
転写部材を当接させて転写を行う接触転写方法が主流と
なりつつある。
としては、例えば、特開昭63−149669号公報や
特開平2−123385号公報に提案されている。これ
らは、感光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感光体を一様に帯電
し、次いで露光、現像工程によってトナー像を得た後、
該感光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、該感光体上のトナー
画像を転写材に転写した後、定着工程を経て複写画像を
得るものである。
おいては、転写部材が転写時に転写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。
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余のトナーが
増加する傾向があった。
れるトナーと感光体とは、離型性に優れていることが要
求されていた。
ーの転写性を向上させるために、懸濁重合法で製造した
球形に近いトナーを用いることが、特開平7−2099
52号公報(対応米国特許第5,659,857号明細
書)に開示されている。
から提案されている(例えば特公昭36−10231号
公報)。この懸濁重合法においては重合性単量体および
着色剤(更に必要に応じて重合開始剤、架橋剤、荷電制
御剤、その他の添加剤)を均一に溶解または分散せしめ
て単量体組成物とした後、この単量体組成物を分散安定
剤を含有する連続相(例えば水相)中に適当な撹拌器を
用いて分散し、重合反応を行なわせ、所望の粒径を有す
るトナー粒子を得るものである。
なる分散媒中で単量体組成物の液滴を生成せしめるた
め、単量体組成物に含まれる極性基を有する成分は水相
との界面である表層部に存在しやすく、非極性の成分は
表層部に存在しないという所謂コア/シェル構造や海島
構造を有する球形トナーを製造することが出来る。
ス成分の内包化により、低温定着性及び耐ブロッキング
性と耐高温オフセット性との相反する性能を両立するこ
とが可能となってきている。
色剤の露出が生じにくく、均一な摩擦帯電性を有すると
いう利点がある。さらに、分級工程を省略することも可
能となるため、エネルギーの節約,時間の短縮,工程収
率の向上の如き製造コスト削減効果が大きい。
の形状が実質的に真球状であることから、上述の電子写
真プロセスのうちのクリーニング、とりわけブレードク
リーニングを行う際にトナー粒子のすりぬけによるクリ
ーニング不良が発生し、複写画の品質を著しく損うこと
がある。
光体上に現像されたトナーの帯電量が高く、トナー粒子
の感光体への付着力(鏡像力)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る。転写残余
のトナーの帯電量も高くなる傾向にあり、やはりトナー
粒子の感光体への付着力が大きくなってクリーニングの
際にクリーニング不良が発生し易いという問題があっ
た。
除するためのクリーニング工程を現像時に現像工程で兼
ねる現像同時クリーニング方式においても、球形トナー
を用いた場合には、長期間使用した際に外添剤がトナー
表面に埋没し易い傾向があり、トナーの帯電性等が低下
し、結果的に画質の劣化を招くことが多かった。特に、
この現象は現像ローラーのプロセススピードがより高速
になる程、顕著なものとなっていた。
極性に応じて、正または負の電荷を有する必要がある。
ナーの成分である樹脂の摩擦帯電性を利用することも出
来るが、この方法ではトナーの帯電が安定しないので、
濃度の立ち上がりが遅く、カブリ易い。そこで、所望の
摩擦帯電性をトナーに付与するために帯電制御剤を添加
することが行われている。
御剤としては、負摩擦帯電性帯電制御剤として、モノア
ゾ染料の金属錯塩、ヒドロキシカルボン酸、ジカルボン
酸、芳香族ジオール等の金属錯塩、酸成分を含む樹脂等
が知られている。正摩擦帯電性帯電制御剤として、ニグ
ロシン染料、アジン染料、トリフェニルメタン系染顔
料、4級アンモニウム塩、4級アンモニウム塩を側鎖に
有するポリマー等が知られている。
んどは、有色でありカラートナーには使えないものが多
い。そして、カラートナーに適用可能な、無色、白色あ
るいは淡色のものは、性能的に不十分なものがほとんど
である。それらはハイライトの均一性が得られなかった
り、耐久試験での画像濃度の変動が大きい等の欠点を有
する。
うな欠点を有する。画像濃度とカブリのバランスが取り
にくい、高湿環境で、十分な画像濃度を得にくい、樹脂
への分散性が悪い、保存安定性、定着性、耐オフセット
性に悪影響を与える等である。
属塩は特開昭53−127726号公報、特開昭57−
111541号公報、特開昭57−124357号公
報、特開昭57−104940号公報、特開昭61−6
9073号公報、特開昭61−73963号公報、特開
昭61−267058号公報、特開昭62−10515
6号公報、特開昭62−145255号公報、特開昭6
2−163061号公報、特開昭63−208865号
公報、特開平3−276166号公報、特開平4−84
141号公報、特開平8−160668号公報を始めと
して、いくつかの提案がなされている。しかしながら、
これらの公報に提案されているのは、摩擦帯電付与とい
う観点からはいずれも優れたものであるが、簡易な現像
器構成で環境変動、経時、使用状況に関わらず、安定し
た現像性の得られるものは少ない。また、高速機におい
て長期耐久時においても安定した現像性が得られるもの
も少ない。更に、他の原材料の影響があり、他の原材料
への制約が発生するものも多い。以上のようなすべての
項目において満足するものは無いのが現状である。
化合物を含有させることも知られている。
性一成分現像方法で、トナーに特定のアゾ系鉄錯体化合
物を含有させ、帯電性を改良した懸濁重合トナーを用い
る提案がなされている。しかしながら、トナーの重合性
及び帯電性に大きく影響するカーボンブラックについて
は検討されていない。
形成方法において、これらカーボンブラックを含有する
トナーを用いる際の問題点について充分な解決がなされ
た従来技術は未だ見当たらない。
従来技術の欠点を大幅に改良し、現像性と環境安定性を
向上し、尚且つ、高品位な画像を長期にわたって安定し
て実現し、画像形成装置に悪影響を及ぼさない、電子写
真プロセスに高度な適用を可能とする画像形成方法を提
供するものである。
より帯電部材に電圧を印加し、静電潜像担持体に帯電を
行う帯電工程と、帯電された静電潜像担持体に静電潜像
を形成する潜像形成工程と、現像剤担持体の表面に担持
されているトナーを有する現像剤によって形成される現
像剤層が静電潜像担持体の表面に接触することにより、
静電荷像を現像してトナー像を静電潜像担持体上に形成
する現像工程と、静電潜像担持体上のトナー像を転写材
に転写する転写工程と、転写工程後に静電潜像担持体の
表面に残存しているトナーを回収するクリーニング工程
と、転写材上のトナー像を加熱定着する定着工程とを少
なくとも有する画像形成方法において、該クリーニング
工程が、現像工程時に静電潜像担持体の表面に残存して
いるトナーを現像剤担持体が回収することによって静電
潜像担持体表面のクリーニングが行われるクリーニング
方式を用いて行なわれ、且つ、該トナーは、少なくと
も、結着樹脂、着色剤、及び、ワックス成分を含有し、
フロー式粒子像測定装置で計測されるトナーの個数基準
の円相当径−円形度スキャッタグラムにおいて、該トナ
ーの円相当個数平均径(D1)が2〜10μmであり、
且つ、該トナーの平均円形度が0.920〜0.995
で、円形度標準偏差が0.040未満であることを特徴
とする画像形成方法に関する。
電部材に電圧を印加し、静電潜像担持体に帯電を行う帯
電工程と、帯電された静電潜像担持体に静電潜像を形成
する潜像形成工程と、現像剤担持体の表面に担持されて
いるトナーを有する現像剤によって形成される現像剤層
が静電潜像担持体の表面に接触し、且つ、静電潜像担持
体の表面とトナー担持体との表面が相互に移動すること
により静電荷像を現像してトナー像を静電潜像担持体上
に形成する現像工程と、静電潜像担持体上のトナー像を
中間転写体に転写する第一の転写工程と、中間転写体上
のトナー像を転写材に転写する第二の転写工程と、第一
の転写工程後に静電潜像担持体の表面に残存しているト
ナーを回収するクリーニング工程と、転写材上のトナー
像を加熱定着する定着工程とを少なくとも有する画像形
成方法において、第一のクリーニング工程が、現像工程
時に静電潜像担持体の表面に残存しているトナーをトナ
ー担持体が回収することによって静電潜像担持体表面の
クリーニングが行われるクリーニング方式を用いて行な
われ、且つ、該トナーは、少なくとも、結着樹脂、着色
剤、及び、ワックス成分を含有し、フロー式粒子像測定
装置で計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度
スキャッタグラムにおいて、該トナーの円相当個数平均
径(D1)が2〜10μmであり、且つ、該トナーの平
均円形度が0.920〜0.995で、円形度標準偏差
が0.040未満であることを特徴とする画像形成方法
に関する。
制御することにより、トナーに望ましい電子写真特性を
与えると共に、該トナーを現像同時クリーニング方式を
用いた一成分接触現像法を適応した画像形成装置に用い
た場合、該画像形成装置との安定したマッチングを得、
高品位な画像形成を行うことが出来ることを見出した。
均径(D1)が2〜10μmであり、且つ該トナーの平
均円形度が0.920〜0.995で、円形度標準偏差
が0.040未満となるようにトナーの粒子形状を精密
に制御することにより、現像性と転写性をバランス良く
改良すると共に、転写残余のトナーの回収性といった画
像形成装置とのマッチングが著しく向上する。
10μmと小粒径化することにより、画像の輪郭部分、
特に文字画像やラインパターンの現像での再現性が良好
なものとなる。しかし、一般にトナー粒子を小粒径化す
ると、必然的に微小粒径のトナーの存在率が高くなるた
め、トナーを均一に帯電させることが困難となり画像カ
ブリを生じるばかりか、静電潜像担持体表面やトナー担
持体への付着力が高くなり、結果として転写残余のトナ
ーの増加や前述の如き問題を招いていた。
差を0.040未満、好ましくは0.035未満、より
好ましくは0.010以上0.035未満とすることに
より、現像性に関わる問題を大幅に改善することができ
る。その理由として本発明者らは、現像工程においてト
ナー担持体上にトナーの薄層を形成する際に、トナー層
規制部材の規制力を通常よりも強くしても十分なトナー
コート量を保つことができるため、トナー担持体から受
けるダメージが最小限となりトナー担持体上のトナー帯
電量を適正なものとすることが可能となるからだと考え
ている。
0.920〜0.995、好ましくは0.950〜0.
995、より好ましくは平均円形度を0.970〜0.
990とすることにより、従来では困難であった小粒径
を呈するトナーの転写性が大幅に改善させると共に低電
位潜像に対する現像能力も格段に向上する。特に非磁性
一成分接触現像方法に適応されるデジタル方式の微小ス
ポット潜像を現像する場合に有効である。
に残存しているトナーを現像剤担持体が回収することに
よって静電潜像担持体表面のクリーニングが行なわれる
クリーニング方式、すなわち現像兼クリーニング方式を
用いた画像形成方法の原理を説明する。
体上のトナーの帯電極性及び帯電量を制御することと反
転現像方法を用いるということである。
及び負帯電性のトナーを用いた場合、その転写工程にお
いて、正電位が印加された転写部材によって可視化され
た像を転写材に転写することになるが、転写材の種類
(厚み、抵抗、誘電率等の違い)と画像面積等の関係に
より、転写残余のトナーの帯電極性が負帯電性から正帯
電性まで変動する。しかし、負帯電性の感光体を帯電す
る際に負電位が印加された帯電部材により、転写工程に
おいて正側に帯電性が変動した転写残余のトナーも、一
様に負側へ帯電極性を揃えることが出来る。これゆえ、
現像方法として反転現像を用いた場合、感光体上にはト
ナーの現像されるべき明部電位部には負に再帯電された
転写残余のトナーが残り、トナーの現像されるべきでな
い暗部電位には、現像電界によりトナー担持体の方に引
き寄せられ、暗部電位をもつ感光体上から転写残余のト
ナーがクリーニングされる。
ドの画像形成を行おうとする場合には、感光体単位表面
積あたりの帯電時間の減少に相関して、帯電部材により
感光体表面と共に転写残余のトナーをも一様に帯電極性
を揃えることが困難となる。これゆえ、現像方法として
反転現像を用いた場合、トナーの現像されるべきでない
暗部電位上の転写残余のトナーが、現像電界によってト
ナー担持体の方に引き寄せられ回収することが困難とな
る。また、トナー担持体に摺擦等の機械的力によって回
収されたとしても、転写残余のトナーの帯電が均一に揃
えられていないと、トナー担持体上のトナーの帯電性に
悪影響を及ぼし、現像特性を低下させる。
帯電極性を制御することにより、現像兼クリーニング方
式による画像形成方法が成立する。しかし、このよう
に、より高速なプロセススピードの画像形成装置に現像
兼クリーニング方式による画像形成方法を適用する場合
には、転写残余のトナーの帯電極性の制御が困難になり
現像での回収不良を起こし易くなる、現像自体も高速化
されるため現像で回収される転写残余のトナーの帯電性
が現像特性により大きく影響し、現像性能の低下を招き
易くなる等の問題点がある。
こしやすくなる。
ススピードの系の現像兼クリーニング方式による画像形
成方法においては、転写残余のトナーの現像での回収性
の向上には、帯電極性の制御がより迅速に行われなばな
らず、現像性能の保持には、帯電部材を通過する際、転
写残余のトナーがより確実に且つ均一に帯電極性が制御
されねばならないことが判明した。
せるいわゆる直接帯電法においては、その帯電機構とし
ては、所謂パッシェンの法則にしたがう放電を利用した
場合においては、帯電部材が感光体に接触している事お
よび放電エネルギーによるトナー劣化に起因する帯電部
材への付着性の悪化も生ずる。
のクリーニング部材により、転写残余のトナーが感光体
上からクリーニングされており、感光体上に存在するト
ナーの帯電、現像装置での回収性及びこのトナーが現像
装置内に回収され再利用される際の現像性能への影響を
考慮にいれた検討は行われていなかった。
検討を行い、現像兼クリーニング方式を用いた画像形成
方法においては、トナーの帯電部材通過時の帯電制御特
性が、これら耐久特性や画像品質特性に密接なつながり
のあることを見い出し、さらにトナーの形状分布を精密
に制御することにより、トナーの帯電部材通過時の帯電
制御特性が改善されることを見い出し本発明に至った。
及びそれらの頻度分布とは、トナー粒子の形状を定量的
に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明
ではフロー式粒子像測定装置FPIA−1000型(東
亜医用電子社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算
出した。
たトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」
とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線
の長さと定義する。
の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形の
場合に1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円
形度は小さな値となる。
不純固形物などを除去したイオン交換水10mlを用意
し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアル
キルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、更に測定試料を
0.02gを加え、均一に分散させる。分散させる手段
としては、超音波分散機UH−50型(エスエムテー社
製)に振動子として5φのチタン合金チップを装着した
ものを用い、5分間分散処理を用い、測定用の分散液と
する。その際、該分散液の温度が40℃以上とならない
様に適宜冷却する。
粒子像測定装置を用い、測定時のトナー粒子濃度が30
00〜1万個/μlとなる様に該分散液濃度を再調整
し、トナー粒子を1000個以上計測する。計測後、こ
のデータを用いて、トナーの円相当径や円形度頻度分布
等を求める。
微鏡(TEM)を用いたトナーの断層面観察において、
該ワックス成分が結着樹脂と相溶しない状態で、実質的
に球状及び/又は紡錘形で島状に分散されている。
ー中に内包化させることによりトナーの劣化や画像形成
装置への汚染等を防止することが出来る。特にr/Rの
平均値が0.25≦r/R≦0.90を満たす分散状態
にある場合、良好な帯電性が維持され、ドット再現に優
れたトナー画像を長期にわたって形成し得ることが可能
となるので好ましい。また、加熱時にはワックス成分が
効率良く作用する為、低温定着性と耐オフセット性を満
足なものとする。
具体的方法としては、常温硬化性のエポキシ樹脂中にト
ナー粒子を十分分散させた後温度40℃の雰囲気中で2
日間硬化させ得られた硬化物を四三酸化ルテニウム、必
要により四三酸化オスミウムを併用し染色を施した後、
ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用い薄片状のサ
ンプルを切り出し透過電子顕微鏡(TEM)を用いトナ
ーの断層形態を観察する。本発明においては、用いる低
軟化点物質と外殻を構成する樹脂との若干の結晶化度の
違いを利用して材料間のコントラストを付けるため四三
酸化ルテニウム染色法を用いることが好ましい。代表的
な一例を図6に示す。後記の実施例で得られたトナー粒
子は、低軟化点物質が外殻樹脂で内包化されていること
が観測された。
量計により測定されるDSC曲線において、昇温時に5
0〜100℃の領域に最大吸熱ピークを示し、該最大吸
熱ピークを含む吸熱ピークの始点のオンセット温度が4
0℃以上であることが好ましく、特に該最大吸熱ピーク
のピーク温度と該オンセット温度の温度差が7〜50℃
の範囲であることが好ましい。
域で溶融するワックス成分を用いることにより、他の添
加剤の分散性を良好なものとすることができると共に、
ワックス成分自身を前述の如き分散状態に容易にコント
ロールすることができる。
り、該ワックス成分による離型効果が効果的に発現さ
れ、十分な定着領域が確保されると共に、従来から知ら
れるワックス成分による現像性、耐ブロッキング性や画
像形成装置への悪影響が排除されるのでこれらの特性が
格段に向上する。特に粒子形状が球形化するに従い、ト
ナーの比表面積は減少していくので、ワックス成分の分
散状態をコントロールすることは、非常に効果的なもの
となる。
の熱のやり取りを測定し、その挙動を観測するので、測
定原理から、高精度の内熱式入力補償型の示差走査熱量
計で測定することが好ましい。例えば、パーキンエルマ
ー社製のDSC−7が利用できる。
2」に準じて行う。本発明に用いられるDSC極性は、
ワックス成分のみを測定する場合、1回昇温−降温させ
前履歴を取った後、温度速度10℃/minで昇温させ
た時に測定されるDSC曲線を用いる。また、トナー中
に含まれる状態で測定される場合には、前履歴を取ら
ず、そのまま測定されるDSC曲線を用いる。
呈する各温度は、次にように定義される。
C曲線において、50〜100℃の温度領域で最大吸熱
ピークを示すピークのピークトップ温度(図7中のMP
に相当)。
温時に得られるDSC曲線の微分値が最初に極大となる
点における曲線の接線とベースラインとの交点の温度
(図7中のSPに相当)。
フィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペト
ロラクタム等の石油系ワックス及びその誘導体、モンタ
ンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法
による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレン
に代表される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、キャンデリラワックス等、天然ワッ
クス及びそれらの誘導体等で、誘導体には酸化物や、ビ
ニルモノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物も
含み、また、高級脂肪族アルコール等のアルコール;ス
テアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸或いはその化合
物;酸アミド、エステル、ケトン、硬化ヒマシ油及びそ
の誘導体、植物ワックス、動物ワックスが挙げられる。
これらは単独、もしくは併用して用いることができる。
ャートロプシュ法による炭化水素ワックス、石油系ワッ
クス、高級アルコール、もしくは、高級エステルである
場合、現像性や転写性の改善効果が更に高くなる。
響を与えない範囲で酸化防止剤が添加されていても良
い。
重量部に対して1〜30重量部使用するのが好ましい。
ては、一般的に用いられているスチレン−(メタ)アク
リル共重合体,ポリエステル樹脂,エポキシ樹脂,スチ
レン−ブタジエン共重合体が挙げられる。重合法により
直接トナー粒子を得る方法においては、それらを形成す
るための単量体が用いられる。具体的にはスチレン;o
−(m−,p−)メチルスチレン,m−(p−)エチル
スチレンの如きスチレン系単量体;(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
酸プロピル,(メタ)アクリル酸ブチル,(メタ)アク
リル酸オクチル,(メタ)アクリル酸ドデシル,(メ
タ)アクリル酸ステアリル,(メタ)アクリル酸ベヘニ
ル,(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル,(メタ)
アクリル酸ジメチルアミノエチル,(メタ)アクリル酸
ジエチルアミノエチルの如き(メタ)アクリル酸エステ
ル系単量体;ブタジエン,イソプレン,シクロヘキセ
ン,(メタ)アクリロニトリル,アクリル酸アミドの如
きエン系単量体が好ましく用いられる。これらは、単
独、または、一般的には出版物ポリマーハンドブック第
2版III−P139〜192(John Wiley
&Sons社製)に記載の理論ガラス転移温度(Tg)
が、40〜75℃を示すように単量体を適宜混合して用
いられる。理論ガラス転移温度が40℃未満の場合には
トナーの保存安定性や耐久安定性の面から問題が生じや
すく、一方75℃を超える場合はトナーの定着点の上昇
をもたらす。特にフルカラー画像を形成するためのカラ
ートナーの場合においては各色トナーの定着時の混色性
が低下し色再現性に乏しく、更にOHP画像の透明性が
低下するため好ましくない。
ンクロマトグラフィー(GPC)により測定される。低
軟化点物質を外殻樹脂で内包化した所謂コア−シェル構
造を有するトナーの場合、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トルエ
ン溶剤で20時間抽出を行った後、ロータリーエバポレ
ーターでトルエンを留去せしめて抽出物を得、更に低軟
化点物質は溶解するが外殻樹脂は溶解しない有機溶剤
(例えばクロロホルム等)を抽出物に加え十分洗浄を行
った後、残留物をテトラヒドロフラン(THF)に溶解
した溶液をポア径が0.3μmの耐溶剤性メンブランフ
ィルターでろ過したサンプル(THF溶液)をウォータ
ーズ社製150Cを用いて測定する。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。本発明に係る結着樹脂
の主たるピーク分子量は5000〜100万、重量平均
分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/
Mn)が、2〜100を示すものが本発明には好まし
い。
ステル、ポリカーボネート等の極性を有する樹脂を併用
することができる。中でも下記一般式(I)で示される
繰り返し単位を分子構造中に有するポリカーボネート系
樹脂を併用することが好ましく、トナーの帯電特性が向
上し画像カブリや飛び散りが改善されると共に、ドット
再現性に優れる高品位な画像を得ることができる。ま
た、トナーに適度な機械的強度を付与することが可能と
なり、画像形成装置とのマッチングが良化するばかり
か、前述の如きトナーの乾燥処理や球形化処理に対して
もトナー劣化の影響を最小限とすることができるので、
性能が相乗的に向上する。
るが、例えば2価フェノールとカーボネート前駆体とを
溶液法又は溶融法で反応せしめて製造されるあらゆる公
知のポリカーボネートを使用することができ、一例を挙
げれば下記一般式(II)
置換基であり、このR2が複数の場合、それらは同一で
あってもよいし、異なっていてもよく、mは、0〜4の
数である。Zは、単結合、脂肪族炭化水素基、芳香族置
換基、−S−、−SO−、−SO2−、−O−、−CO
−結合で表わされる結合などを示す。〕で表わされる構
造の繰返し単位を有する重合体などが挙げられる。
を充当することができるが、通常は一般式(III)〜
(V)
わされる二価フェノールとホスゲンまたは炭酸エステル
化合物などのカーボネート前駆体とを反応させることに
よって容易に製造することができる。すなわち、例え
ば、塩化メチレンなどの溶媒中において、公知の酸受容
体や分子量調節剤の存在下、二価フェノールとホスゲン
のようなカーボネート前駆体との反応により、あるいは
二価フェノールとジフェニルカーボネートのようなカー
ボネート前駆体とのエステル交換反応によって製造され
る。
る二価フェノールとしては様々なものがあり、2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン〔通称:ビス
フェノールA〕をはじめ、例えば、ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)メタン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)
フェニルメタン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)ナフ
チルメタン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)−(4−
イソプロピルフェニル)メタン;ビス(3,5−ジメチ
ル−4−ヒドロキシフェニル)メタン;1,1−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)エタン;1−ナフチル−
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタン;1−
フェニル−1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エ
タン;1,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)エタ
ン;2−メチル−1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン;2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−
ヒドロキシフェニル)プロパン;1−エチル−1,1−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン;2,2−ビ
ス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン;2,
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン;1,4−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン;2,2−ビス
(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン;4−メチル−
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサ
ン;2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサ
ン;4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタ
ン;2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ノナン;
1,10−ビス(4−ヒドロキシフェニル)デカン;
1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロデカン
などのジヒドロキシアリールアルカン類、ビス(4−ヒ
ドロキシフェニル)スルホン;ビス(3,5−ジメチル
−4−ヒドロキシフェニル)スルホンなどのジヒドロキ
シアリールスルホン類、ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)エーテル;ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキ
シフェニル)エーテルなどのジヒドロキシアリールエー
テル類、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン;3,
3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジヒドロキ
シベンゾフェノンなどのジヒドロキシアリールケトン
類、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド;ビス
(3−メチル−4−ヒドロキシフェニルスルフィド;ビ
ス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)スル
フィドなどのジヒドロキシアリールスルフィド類、ビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシドなどのジヒド
ロキシアリールスルホキシド類、4,4’−ジヒロキシ
ジフェニルなどのジヒドロキシジフェニル類、ヒドロキ
ノン;ゾルシノール;メチルヒドロキノンなどのジヒド
ロキシベンゼン類、1,5−ジヒドロキシナフタレン;
2,6−ジヒドロキシナフタレンなどのジヒドロキシナ
フタレン類などが挙げられる。これらの二価フェノール
は、それぞれ単独で用いてもよいし、2種以上を組み合
わせて用いてもよい。
ェニルカーボネート等のジアリールカーボネートやジメ
チルカーボネート、ジエチルカーボネート等のジアルキ
ルカーボネートが挙げられる。
ート系樹脂は、これらの二価フェノールの1種を用いた
ホモポリマーであってもよく、また2種以上を用いたコ
ポリマーであってもよく、もしくはブレンド物であって
もよい。さらに、多官能性芳香族化合物を上記二価フェ
ノール及び/又はカーボネート前駆体と反応させて得ら
れる熱可塑性ランダム分岐ポリカーボネート樹脂であっ
てもよい。
移温度や粘弾性を調節するために、二価フェノールの一
部を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−ビス(ヒドロキ
シメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(2−ヒドロ
キシエチル)ベンゼン、1,4−シクロヘキサンジメタ
ノール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、水素添加ビスフェノールAおよびその誘導体、ビス
フェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノ
ールAのプロピレンオキサイド付加物、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価
アルコール等に置き換えた形の変性ポリカーボネート系
樹脂も好適に使用される。この場合、単純に二価フェノ
ール類の一部と置き換えて前記した方法により製造する
ことも可能であるが、他の製造方法の一例として、二価
フェノールと脂肪族あるいは芳香族のビスクロロホルメ
ートとをピリジンを触媒としてメチレンクロライド溶媒
中で反応させる方法などが例示されるが、もちろんその
他の製造方法による合成も可能である。
ト系樹脂として、上述したポリカーボネートとポリスチ
レン、スチレン−(メタ)アクリル共重合体、ポリエス
テル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、
ポリアミド、ポリスルホン、ポリシアノアリールエーテ
ル、ポリアリーレンスルフィドなどとのブロック共重合
体やアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル
酸、マレイン酸、スチレン系モノマー等をグラフトした
グラフト変性共重合体の使用も可能である。
ト系樹脂の分子量は特に制限されないが、GPCにおい
て測定したピーク分子量が1000〜500000の範
囲にあるものが好ましく、さらに好ましくは2000〜
100000である。ピーク分子量が1000よりも低
いと帯電特性に悪影響がでる場合があり、500000
よりも高いと溶融粘度が高くなりすぎ、定着性に問題を
生じる場合がある。また、本発明において使用されるポ
リカーボネート系樹脂を製造するに際し、適当な分子量
調節剤、粘弾性改善のための分岐剤、反応を促進するた
めの触媒等必要に応じて使用することができる。
脂の含有量は特に制限されないが、全結着樹脂100重
量部に対して通常0.1〜50重量部、好ましくは0.
2〜40重量部、さらに好ましくは0.5〜30重量部
である。0.1重量部未満の場合には、添加効果が発現
されず、また、50重量部を超えるとトナーの帯電性や
定着性や画像形成装置とのマッチングに問題を生じる様
になる。
ナー表面に設けられる最外殻樹脂層として用いること
は、好適な実施形態の一つである。
脂のガラス転移温度は、耐ブロッキング性のさらなる向
上のため外殻樹脂層のガラス転移温度以上に設計される
こと、さらに定着性を損なわない程度に架橋されている
ことが好ましい。また、該最外殻樹脂層には帯電性向上
のため極性樹脂や荷電制御剤が含有されていることが好
ましい。
定されるものではないが例えば以下のような方法が挙げ
られる。
中に必要に応じて、極性樹脂、荷電制御剤、架橋剤等を
溶解、分散したモノマーを添加し重合粒子に吸着させ、
重合開始剤を添加し重合を行う方法。
剤、架橋剤等を含有したモノマーからなる乳化重合粒子
またはソープフリー重合粒子を反応系中に添加し、重合
粒子表面に凝集、必要に応じて熱等により固着させる方
法。
剤、架橋剤等を含有したモノマーからなる乳化重合粒子
またはソープフリー重合粒子を乾式で機械的にトナー粒
子表面に固着させる方法。
含有させることは、トナーの電子写真特性の向上と共に
帯電部材通過時の帯電制御特性を改善するので好まし
く、特にアゾ系鉄化合物や有機ジルコニウム化合物が好
適である。
のが好ましく用いられる。
級アルコキシ基、ニトロ基またはハロゲン原子を表わ
し、X1とX2は同じであっても異なっていてもよく、m
およびm’は1〜3の整数を表わし、R1およびR3は水
素原子、C1〜C18のアルキル基、C2〜C18のアルケニ
ル基、スルホンアミド基、メシル基、スルホン酸基、カ
ルボキシエステル基、ヒドロキシ基、C1〜C18のアル
コキシ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基また
はハロゲン原子を表わし、R1とR3は同じであっても異
なっていてもよく、nおよびn’は1〜3の整数を表わ
し、R2およびR4は水素原子またはニトロ基を表わし、
A+はカチオンイオンを示し、アンモニウムイオン、水
素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン又はそれ
らの混合イオンを有する。]
しても用いられる。該化合物は公知の方法により合成で
きる。
な具体例としては、次のような化合物が挙げられる。
て形成する際、使用する重合性単量体中にカーボンブラ
ックと前記アゾ系鉄錯体化合物を前分散させることで、
カーボンブラックの分散性向上の効果が著しい。これは
より高濃度で分散させるために分散液が高粘度となり、
高シェアで分散が行われるためである。
しては、(i)金属元素としてジルコニウムを有し、配
位子として芳香族ジオール、芳香族ヒドロキシカルボン
酸、又は芳香族ポリカルボン酸を配位しているジルコニ
ウム錯体あるいはジルコニウム錯塩、(ii)金属イオ
ンとしてジルコニウムイオンを有し、酸イオンとして芳
香族カルボン酸イオン、芳香族ヒドロキシカルボン酸イ
オン、又は芳香族ポリカルボン酸イオンを有しているカ
ルボン酸ジルコニウム塩、等が挙げられる。
元素基準でハフニウム元素を20wt%未満で含んでい
ても良い。また、ジルコニウムの錯化合物及びジルコニ
ウムの芳香族カルボン酸塩の配位子として、芳香族ジオ
ール、芳香族ヒドロキシカルボン酸又は芳香族ポリカル
ボン酸を2〜4個キレート形成しているものが好まし
く、さらには、2〜3個有しているものが好ましい。更
に、キレート形成数の異なる錯体、錯塩、あるいは配位
子の異なる錯体、錯塩の混合物であっても良い。また、
酸イオンのイオン化数が異なる塩の混合物であっても良
い。
ン酸、又は芳香族ポリカルボン酸のジルコニウム錯体あ
るいはジルコニウム錯塩としては、一般式(B−1)で
表わせる有機ジルコニウム化合物が好ましい。
としてアルキル基、アリール基、アルアルキル基、シク
ロアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール
オキシ基、水酸基、アルコキシカルボニル基、アリール
オキシカルボニル基、アシル基、アシルオキシ基、カル
ボキシル基、ハロゲン、ニトロ基、シアノ基、アミノ
基、アミド基、カルバモイル基を有していてもよい。芳
香族残基を表わし、X,Yは−0−、−CO−O−を表
わし、X,Yは同じであっても異なっていてもよく、L
は中性配位子、水、アルコール、アンモニア、アルキル
アミン、ピリジンを表わし、C1は1価のカチオン、水
素、1価の金属イオン、アンモニウム、アルキルアンモ
ニウムを表わし、C2は2価のカチオン、2価の金属イ
オンを表し、nは2、3、4を表わし、mは0、2、4
を表わす。各錯体または錯塩において配位子となる芳香
族カルボン酸類、芳香族ジオール類は同じものであって
も異なるものであってもよい。またn,mの数の異なる
錯化合物の混合物であっても良い。結着樹脂中への錯
体、錯塩の分散性向上の観点あるいは帯電性向上の観点
から、芳香族残基としては、ベンゼン環、ナフタレン
環、アントラセン環、フェナントレン環が好ましく、置
換基としてはアルキル基、カルボキシル基、水酸基が好
ましく、Lとしては水が好ましく、C1としては水素、
ナトリウム、カリウム、アンモニウム、アルキルアンモ
ニウムが好ましい。
は一般式(B−2)、(B−3)、(B−4)で表わせ
る有機ジルコニウム化合物である。
4)において、Rは水素、アルキル基、アリール基、ア
ルアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アル
コキシ基、アリールオキシ基、水酸基、アシルオキシ
基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニ
ル基、アシル基、カルボキシル基、ハロゲン、ニトロ
基、アミノ基、カルバモイル基を表わし、相互に連結し
て脂肪族環、芳香環あるいは複素環を形成しても良く、
この場合この環に置換基Rを有していても良く、置換基
Rは1から8個持っていてもよく、それぞれ同じであっ
ても、異なっていてもよく、Cは1価のカチオン、水
素、アルカリ金属、アンモニウム、アルキルアンモニウ
ムを表わし、1は1〜8の整数を表わし、nは2、3、
4を表わし、mは0、2、4を表わし、各錯体または塩
において配位子となる芳香族カルボン酸類、芳香族ジオ
ール類は同じ物であっても異なるものであってもよい。
またn,mの数の異なる錯化合物の混合物であっても良
い。結着樹脂中へのジルコニウム錯体あるいは塩の分散
性向上の観点あるいは帯電性向上の観点から、置換基R
としてはアルキル基、アルケニル基、カルボキシル基、
水酸基が好ましく、Cとしては水素、ナトリウム、カリ
ウム、アンモニウム、アルキルアンモニウムが好まし
い。特に好ましいのは、カウンターイオンを有さない、
一般式においてn=2の場合のジルコニウム中性錯体で
あり、優れた環境安定性が得られ、結着樹脂中への分散
性にも優れ、良好な耐久性が得られる。
いは塩は、六配位または八配位の錯化合物で、八配位の
中には、配位子が橋かけした複核錯化合物となり示性式
上六配位となる錯化合物がある。このような錯化合物の
構造の代表的なものを、以下の一般化学式(B−5)〜
(B−9)でその構造を例示する。以下の構造の中には
配位子Lを持たないものも包含する。
としては、一般式(B−10)、(B−11)で表わせ
る有機ジルコニウム化合物が好ましい。
て、Arは置換基としてアルキル基、アリール基、アル
アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルコ
キシ基、アリールオキシ基、水酸基、アシルオキシ基、
アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル
基、アシル基、カルボキシル基、ハロゲン、ニトロ基、
シアノ基、アミノ基、アミド基、カルバモイル基を有し
ていてもよい、芳香族残基を表わし、A1は1価のアニ
オン、ハロゲンイオン、水酸イオン、硝酸イオンを表わ
し、A2は2価のアニオン、硫酸イオン、リン酸水素イ
オンを表し、nは1、2、3、4を表わす。各金属塩に
おいて酸イオンとなる芳香族カルボン酸類、芳香族ジオ
ール類は同じものであっても異なるものであってもよ
い。また、nの数が異なる塩の混合物であっても良い。
結着樹脂中への金属塩の分散性向上の観点あるいは帯電
性向上の観点から、芳香族残基としては、ベンゼン環、
ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環が好
ましく、置換基としてはアルキル基、カルボキシル基、
水酸基、アシルオキシ基が好ましく、一般式(B−1
0)ではnが4のもの、一般式(B−11)ではnが2
のものが好ましい。
2)、(B−13)で表わせるジルコニウム塩である。
いて、Rは水素、アルキル基、アリール基、アルアルキ
ル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルコキシ
基、アリールオキシ基、水酸基、アルコキシカルボニル
基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、ア
シル基、カルボキシル基、ハロゲン、ニトロ基、アミノ
基、アミド基、カルバモイル基を表わし、相互に連結し
て脂肪族環、芳香環あるいは複素環を形成しても良く、
この場合この環に置換基Rを有していても良い、置換基
Rは1から8個持っていてもよく、それぞれ同じであっ
ても、異なっていてもよく、A1は1価のアニオン、ハ
ロゲンイオン、水酸イオン、硝酸イオンを表わし、A2
は2価のアニオン、硫酸イオン、リン酸水素イオンを表
し、1は1〜8の整数を表わし、nは2、3、4を表わ
す。各金属塩において酸イオンとなる芳香族カルボン酸
類、芳香族ジオール類は同じものであっても異なるもの
であってもよい。また、nの数が異なる塩の混合物であ
っても良い。結着樹脂中への金属塩の分散性向上の観点
あるいは帯電性向上の観点から、置換基としてはアルキ
ル基、アルケニル基、カルボキシル基、水酸基、アシル
オキシ基が好ましく、一般式(B−12)ではnが4の
もの、一般式(B−13)ではnが2のものが好まし
く、優れた環境安定性が得られ、結着樹脂中への分散性
にも優れ、優れた耐久性が得られる。
酸化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、有機酸ジルコニ
ウムなどのジルコニウム化合物を水、アルコール、アル
コール水溶液に溶解し、芳香族カルボン酸、芳香族ジオ
ールおよびこれらのアルカリ金属塩を添加するか、ある
いは芳香族カルボン酸、芳香族ジオールとアルカリ剤を
添加することにより合成される。これらの有機ジルコニ
ウム化合物は、アルコール水溶液などで再結晶し、アル
コール洗浄で精製する。また、錯塩の場合は、生成物を
鉱酸、アルカリ剤、アミン剤で処理することにより種々
のカウンターイオンを持つ錯塩が得られる。本発明にお
いては、ジルコニウム錯塩のカウンターイオンに水素イ
オン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオンなど複
数種有しているものも含む。
ウム化合物の具体例を挙げるが、ここでは、示性式を示
す。水分子を2〜4個配位しているものも含まれるが、
ここでは水分子の記載を省略する。また、カウンターイ
オンは複数種有するものも含むが、ここでは一番多いカ
ウンターイオンのみを記載する。
イエロー着色剤,マゼンタ着色剤及びシアン着色剤が挙
げられ、黒色着色剤としてカーボンブラック,磁性体ま
たは以下に示すイエロー着色剤/マゼンタ着色剤/シア
ン着色剤を混合して黒色に調色されたものが利用され
る。
径は25〜80nmであることが好ましい。
nmよりも小さいと、一次粒径が微細なため、十分な分
散が得られにくく、使いこなすのが困難である。
散してもトナーとしての着色力の不足から、低濃度の画
像しか得られない、或いはトナー消費量が増大する等の
不都合が生ずる。
が35〜70nmであることがより好ましく、転写残ト
ナーの帯電部材による帯電極性及び帯電量を制御がより
確実に且つ均一になされ、トナーの帯電量の安定性及び
トナー着色力の面でもより有利である。
クの粒径は、透過型電子顕微鏡で拡大した写真を撮影し
て測定することができる。
BP吸油量は40〜150ml/100gであることが
望ましい。
ストラクチャーの短いカーボンブラックではトナーの帯
電量が低くなりすぎ易く、150ml/100gを超え
ると強固な長ストラクチャーのためカーボンブラックの
微細な分散が得られにくい。
14−79に準拠して行う。
窒素吸着比表面積が100m2/g以下、揮発分が2%
以下であることが望ましい。この本発明に係わるカーボ
ンブラックは、通常トナーに多く用いられているものよ
りも比表面積が小さく、揮発分も少ない。
ンブラックは、重合阻害性の官能基が少ないことから、
重合阻害性が低い利点があり、トナー中でのカーボンブ
ラックの均一な分散にも有利である。
/gよりも大きくなると重合阻害性を生じ易くなる。ま
た、揮発分が2%を超えるカーボンブラックは、表面に
重合阻害性の官能基が多数存在するため使用に適さな
い。
3037−78に準拠して行う。
発明に係わるアゾ系鉄化合物やジルコニウム錯体あるい
はジルコニウム塩と共にカーボンブラックを前分散する
工程を行うことが望ましい。より高濃度でカーボンブラ
ックを分散するためせん断力がかかり易くなり、分散性
向上の効果が大きくなる。
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、109、110、
111、128、129、147、168、180等が
好適に用いられる。
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。
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。
固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相,
彩度,明度,耐候性,OHP透明性,トナー粒子中への
分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂
成分100重量部に対し1〜20重量部使用するのが好
ましい。
は、他の着色剤と異なり、樹脂100重量部に対し40
〜150重量部使用するのが好ましい。
コニウム錯体あるいはジルコニウム塩と共に公知の荷電
制御剤を併用することができ、特に帯電スピードが速
く、且つ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御
剤が好ましい。更に、トナー粒子を直接重合法を用いる
場合には、重合阻害性が無く水系分散媒体への可溶化物
の無い荷電制御剤が好ましい。具体的化合物としては、
ネガ系荷電制御剤としてサリチル酸、ナフトエ酸、ダイ
カルボン酸の如き芳香族カルボン酸の金属化合物;スル
ホン酸又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物;
ホウ素化合物;尿素化合物;ケイ素化合物;カリークス
アレーン等が挙げられる。ポジ系荷電制御剤として、四
級アンモニウム塩;該四級アンモニウム塩を側鎖に有す
る高分子型化合物;グアニジン化合物;イミダゾール化
合物等が挙げられる。
の添加は必須ではなく、二成分現像方法を用いた場合に
おいては、キャリヤとの摩擦帯電を利用し、非磁性一成
分ブレードコーティング現像方法を用いた場合において
は、ブレード部材やスリーブ部材との摩擦帯電を積極的
に利用することでトナー粒子中に必ずしも荷電制御剤を
含む必要はない。
とは、現像性、転写性、帯電安定性、流動性及び耐久性
向上のために好ましい実施形態である。該無機微粉体と
しては公知のものが使用可能であるが、特にシリカ,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。更には、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-等の製造残渣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。
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重量部に対してシリカ微粉末
0.1〜8重量部、好ましくは0.5〜5重量部、さら
に好ましくは1.0を超えて3.0重量部まで使用する
のが特に良い。
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。
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。
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。
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。
樹脂,低軟化点物質からなる離型剤,着色剤,荷電制御
剤等を加圧ニーダーやエクストルーダー又はメディア分
散機を用い均一に分散せしめた後、機械的又はジェット
気流下でターゲットに衝突させ、所望のトナー粒径に微
粉砕化せしめた後(必要により、トナー粒子の平滑化及
び球形化の工程を付加)、更に分級工程を経て粒度分布
をシャープにせしめトナーにする粉砕方法によるトナー
の製造方法の他に、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36−1
0231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
法に代表される乳化重合方法等を用いトナーを製造する
ことが可能である。
いては、トナー粒子の形状を所望の円形度頻度分布の範
囲に納めることが困難であり、溶融スプレー法において
は、ある程度の円形度を得ることができるが、得られる
トナーの粒度分布が広くなり易い傾向があると共に、ト
ナーの表面状態をコントロールすることが困難である。
他方、分散重合法においては、得られるトナーは極めて
シャープな粒度分布を示すが、使用する材料の選択が狭
いことや有機溶剤の利用が廃溶剤の処理や溶剤の引火性
に関する観点から製造装置が複雑で煩雑化しやすい。ソ
ープフリー重合に代表される乳化重合方法は、トナーの
粒度分布が比較的揃うため有効であるが、使用した乳化
剤や重合開始剤末端がトナー粒子表面に存在し時に環境
特性を悪化させやすい。
度分布のコントロールが重要であり、比較的容易に円相
当個数平均径が2〜6μmの微粒子トナーが得られる常
圧下、または、加圧下での乳化重合法又は懸濁重合方法
を用い、予め得られた重合体にメディアを用い定形化し
たり、直接加圧衝突板に重合体を衝突せしめる方法や、
更には得られた重合体を水系中にて凍結せしめたり、塩
折や反対表面電荷を有する粒子をpH等の条件を考慮す
ることで合体し、凝集、合一せしめる凝集方法が特に好
ましい。さらに、一旦得られた重合粒子に更に単量体を
吸着せしめた後、重合開始剤を用い重合せしめるシード
重合方法も本発明に好適に利用することができる。
用する場合、トナー粒子の円形度頻度分布及び粒径頻度
分布の制御は、難水溶性の無機塩や保護コロイド作用を
する分散剤の種類や添加量を変える方法や機械的装置条
件(例えばローターの周速、パス回数、撹拌羽根形状等
の撹拌条件や容器形状)又は、水溶液中での固形分濃度
等を制御することにより所定のトナー粒子を得ることが
できる。また、前述の如くトナー粒子の乾燥に用いられ
る円錘型乾燥機の撹拌条件、処理時間を調整することに
よっても所定のトナー粒子を得ることができる。
いられる重合開始剤として例えば、2,2’−アゾビス
−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−ア
ゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シク
ロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビ
ス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、
アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系
重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケ
トンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネ
ート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベ
ンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシドの如き
過酸化物系重合開始剤が用いられる。該重合開始剤の使
用量は、目的とする重合度により変化するが一般的には
重合性単量体に対し0.5〜20重量%用いられる。重
合開始剤の種類は、重合法により若干異なるが、十時間
半減期温度を参考に、単独又は混合して使用される。
移動剤,重合禁止剤等を更に添加し用いても良い。
濁重合法を利用する場合、用いる分散安定剤としては、
無機化合物として、リン酸三カルシウム,リン酸マグネ
シウム,リン酸アルミニウム,リン酸亜鉛,炭酸カルシ
ウム,炭酸マグネシウム,水酸化カルシウム,水酸化マ
グネシウム,水酸化アルミニウム,メタケイ酸カルシウ
ム,硫酸カルシウム,硫酸バリウム,ベントナイト,シ
リカ,アルミナ等が挙げられる。有機化合物としては、
ポリビニルアルコール,ゼラチン,メチルセルロース,
メチルヒドロキシプロピルセルロース,エチルセルロー
ス,カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩,ポリ
アクリル酸及びその塩,デンプン等が挙げられる。これ
らを水相に分散させて使用できる。これら分散安定剤
は、重合性単量体100重量部に対して0.2〜20重
量部を使用することが好ましい。
合、市販のものをそのまま用いても良いが、細かい粒子
を得るために、分散媒体中にて該無機化合物の微粒子を
生成しても良い。例えば、リン酸三カルシウムの場合、
高速撹拌下において、リン酸ナトリウム水溶液と塩化カ
ルシウム水溶液を混合すると良い。
0.001〜0.1重量部の界面活性剤を併用してもよ
い。これは上記分散安定剤の所期の作用を促進するため
のものであり、例えば、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウ
ム,テトラデシル硫酸ナトリウム,ペンタデシル硫酸ナ
トリウム,オクチル硫酸ナトリウム,オレイン酸ナトリ
ウム,ラウリル酸ナトリウム,ステアリン酸カリウム,
オレイン酸カルシウム等が挙げられる。
直接重合法を用いる場合においては、以下の如き製造方
法が可能である。
離型剤,着色剤,荷電制御剤,重合開始剤その他の添加
剤を加え、ホモジナイザー,超音波分散機等によって均
一に溶解又は分散せしめた単量体組成物を、分散安定剤
を含有する水相中に通常の撹拌機またはホモミキサー,
ホモジナイザー等により分散せしめる。好ましくは単量
体組成物の液滴が所望のトナー粒子のサイズを有するよ
うに撹拌速度,撹拌時間を調整し、造粒する。その後は
分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒
子の沈降が防止される程度の撹拌を行えば良い。重合温
度は40℃以上、一般的には50〜90℃の温度に設定
して重合を行うのが良い。重合反応後半に昇温しても良
く、更に、本発明における画像形成方法における耐久性
向上の目的で、未反応の重合性単量体、副生成物等を除
去するために反応後半、又は、反応終了後に一部水系媒
体を反応系から留去しても良い。反応終了後、生成した
トナー粒子を洗浄・濾過により回収し、乾燥する。懸濁
重合法においては、通常単量体組成物100重量部に対
して水300〜3000重量部を分散媒体として使用す
るのが好ましい。
照しながら以下に説明する。
ら、本発明の画像形成方法の実施例の一例として用い
た、磁気ブラシ現像用二成分系現像剤を使用する現像器
を用いた画像形成装置を模式的に示した図で説明する。
帯電ブラシローラー5(ナイロン繊維にカーボンブラッ
クを分散させて抵抗調整された、繊維の太さが6デニー
ル、ブラシの繊維の長さは3mm、ブラシ密度は1平方
インチ当たり10万本、感光体回転と逆方向に周速12
0%で回転)を感光体2と接触させてバイアス印加して
帯電し、レーザー光による露光6(600dpi、2
値)により、感光体2に静電荷潜像を形成する。現像器
15の現像剤担持体1上のトナーと磁性キャリアとを有
する二成分系現像剤で形成された磁気ブラシを感光体2
と接触させて、反転現像法により感光体2の静電荷潜像
を現像してトナー画像を形成する。
より少なくとも直流バイアスが印加される(直流成分と
して現像コントラストが500Vとなるように設定、交
流成分としては1.8kVを印加)。
る転写材4へ、転写手段である転写コロナ帯電器3(感
光体2とは非接触)により転写され、転写材4上のトナ
ー画像は、ヒータ8を内包する加熱ローラ7と加圧ロー
ラ9とを有する加熱加圧定着手段により転写材4に定着
される。感光体2としては、感光体表面の水に対する接
触角が85度以上である感光体製造例1の感光体を使用
した。転写工程後の感光体2上の転写残余のトナーは、
クリーニング工程を経由することはない。イレース露光
11により除電された感光体2は、再度帯電ブラシロー
ラー5で帯電され、露光6により静電荷潜像を形成す
る。転写残余のトナーを有する感光体2は、現像剤担持
体1上の磁気ブラシによる静電荷潜像の現像とともに、
転写残余のトナーの現像剤担持体1への回収がおこなわ
れる。現像兼クリーニング工程後の感光体2上のトナー
画像は、搬送されてくる転写材4上へ転写コロナ帯電器
3により転写され、転写工程後の感光体2は、イレース
露光11で除電され、帯電ブラシローラー5で再度帯電
され、以後同様な工程が繰り返し実施される。
2において、感光体2と、現像剤担持体1上の二成分系
現像剤20で形成されている磁気ブラシと接触してい
る。
SUS316の如き非磁性材料で構成されている。現像
剤担持体1は現像器15の左下方壁に容器長手方向に形
成した横長開口に右略半周面を現像器15内へ突入さ
せ、左略半周面を容器外へ露出させて回転自在に軸受け
させて横設してあり、矢印方向に回転駆動される。
に位置決め保持した固定磁界発生手段としての固定の永
久磁石(マグネット)であり、現像剤担持体1が回転駆
動されてもこの磁石24は図示の位置・姿勢にそのまま
固定保持される。この磁石24はN極の磁極22,25
及び26を有し、S極の磁極21及び23の5磁極を有
する。磁石24は永久磁石に代えて電磁石を配設しても
よい。
給器開口の上縁側に、基部を容器側壁に固定した現像剤
規制部材としての非磁性ブレードであり、例えばSUS
316を横断面路図の如くL宇形に曲げ加工したもので
ある。
13の下面側に上面を接触させ前端面を現像剤案内面と
した磁性キャリア限定部材である。非磁性ブレード13
及び磁性キャリア返し部材14などによって構成される
部分が規制部である。
像剤層である。16は非磁性トナーである。
によって得られる出力に応じて作動するトナー補給ロー
ラーである。センサーとしては、現像剤の体積検知方
式、圧電素子、インダクタンス変化検知素子、交番バイ
アスを利用したアンテナ方式、光学濃度を検知する方式
を利用することができる。該ローラーの回転または停止
によって非磁性トナー16の補給を行う。トナー16が
補給されたフレッシュな現像剤は現像剤搬送ローラ17
によって搬送されながら混合及び撹拌される。従ってこ
の搬送中において補給されたトナーにトリボ付与が行わ
れる。18はしきり板で現像器の長手方向両端部におい
て切り欠かれており、この部分でスクリュー17によっ
て搬送されたフレッシュな現像剤がスクリュー19へ受
け渡される。
現像剤を容器内に回収し、さらに容器内の現像剤を規制
部まで搬送する。
接して設けたスクリュー19によって搬送されてきたフ
レッシュな現像剤と現像後の回収現像剤とを交換する。
1面との距離dは400μmとした。好ましいdの設定
範囲は100〜900μmである。この距離が100μ
mより小さいとキャリア粒子がこの間に詰まり現像剤層
にムラを生じやすいと共に良好な現像を行うのに必要な
現像剤を塗布することが出来ず濃度の薄いムラの多い現
像画像しか得られない場合がある。一方、この距離が9
00μmより大きいと現像剤担持体1上へ塗布される現
像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制が行えず、潜像
担持体への磁性粒子付着が多くなると共に現像剤の循
環、現像剤限定部材14による現像規制が弱まりトナー
のトリボが不足しカブリやすくなる傾向がある。
像剤担持体1と感光体2との対向空隙距離よりも若干大
きくすることが好ましい。この距離は、400μmに設
定した。好ましくは、50〜800μmに設定するのが
良い。
ら、本発明の画像形成方法の実施例の別の一例として、
クリーニングブレード等を有するクリーニングユニット
を除去したプロセスカートリッジを有する画像形成方法
を模式的に示した図で説明する。
感光体36を帯電し、レーザー光40で画像部分を露光
して静電荷潜像を形成する。現像器32にあるトナー3
0をトナー塗布ローラ35及び塗布ブレード33により
トナー担持体34上に塗布し、トナー担持体34上のト
ナーで感光体36の静電荷潜像を反転現像法により現像
し、トナー画像を感光体36上に形成する。トナー担持
体34にはバイアス印加手段41により少なくとも直流
バイアスが印加される。感光体36上のトナー画像は搬
送されて来る転写材38上へ、バイアス印加手段42に
よりバイアスが印加されている転写手段である転写ロー
ラー37により転写され、転写材上のトナー画像は、加
熱ローラと加圧ローラーとを有する加熱加圧定着手段4
3により定着される。
る接触角が85度以上である感光体製造例1の感光体を
使用した。転写工程後の感光体36上の転写残余のトナ
ーは、ブレードクリーニング手段の如きクリーニング手
段によりクリーニング工程を経由することなく、帯電ロ
ーラー31の所まで搬送される。転写残余のトナーを有
する感光体36は、再度、帯電ローラー31で帯電さ
れ、帯電後にレーザー光40の露光により静電荷潜像が
形成される。転写残余のトナーを有する感光体36は、
トナー担持体34上のトナーによる静電荷潜像の現像と
ともに、転写残余のトナーの現像剤担持体34への回収
がおこなわれる。現像兼クリーニング工程後の感光体3
6上のトナー画像は、転写ローラー37により搬送され
てくる転写材38上に転写され、転写工程後の感光体3
6は、帯電ローラー31により再度帯電され、以後同様
な工程が繰り返し実施される。
ングを実施するための好ましい現像条件としては、感光
体表面の暗部電位(Vd)と明部電位(Vl)とトナー担
持体に印加される直流バイアス(VDC)とが、|Vd−
VDC|>|Vl−VDC|の関係を満足するように設定す
るのが良い。より好ましくは、|Vd−VDC|の値が|
Vl−VDC|の値よりも10V以上大きい方が良い。
ス:図4は中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置
(複写機あるいはレーザービームプリンター)の概略的
説明図である。
の電子写真感光体(以下感光ドラムと記す)であり、矢
印の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆
動される。
52により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次
いで不図示の像露光手段による露光53を受ける。この
ようにして目的のカラー画像の第1の色成分像(例えば
イエロー色成分像)に対応した静電潜像が形成される。
エロー色現像器71)により第1色であるイエロー成分
像に現像される。この時第2〜第4の現像器、即ちマゼ
ンタ現像器72、シアン色現像器73、およびブラック
色現像器74は作動しておらず、感光ドラム51には作
用していないので、上記第1色のイエロー成分画像は上
記第2〜第4の現像器による影響を受けない。
ドラム51と同じ周速度で回転駆動される。
のイエロー成分像が、感光ドラム51と中間転写ベルト
77とのニップ部を通過する過程で、一次転写ローラ6
2を介してバイアス電源78から中間転写ベルト77に
印加される一次転写バイアスによって形成される電界に
より、中間転写ベルト77の外周面に順次転写(一次転
写)されていく。
エロートナー画像の転写を終えた感光ドラム51の表面
は、イエロー現像器71のトナー担持体による現像兼ク
リーニング方式によりクリーニングされる。
像、第3色のシアントナー画像、第4色のブラックトナ
ー画像が順次中間転写ベルト77上に重ね合わせて転写
され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画
像が形成される。
ーラ64に対応し平行に軸受させて中間転写ベルト77
の下面部に離間可能な状態に配設してある。
ベルト77へ転写するための一次転写バイアスは、トナ
ーとは逆極性でバイアス電源78から印加される。その
印加電圧は例えば+100V〜+2kVの範囲である。
の第1〜第3色のトナー画像の一次転写工程において、
二次転写ローラ63及びクリーニング装置54は中間転
写ベルト77から離間することも可能である。
ラー画像は、二次転写ローラ63が中間転写ベルト77
に当接され、給紙ローラ80から中間転写ベルト70と
二次転写ローラ63との当接部分に所定のタイミングで
第2の画像担持体である転写材Pが給送され、二次転写
バイアスがバイアス電源76から二次転写ローラ63に
印加されることにより転写材Pに二次転写される。トナ
ー画像が転写された転写材Pは、定着器75へ導入され
加熱定着される。
ルト77には転写残余のトナーのクリーニング装置54
が当接され、中間転写ベルト77がクリーニングされ
る。
を付与することが好ましく、感光体表面の水に対する接
触角は85度以上であることが好ましい。この効果によ
り、転写残余のトナー量を著しく減少させることがで
き、転写残余のトナーによる遮光がほとんどなくネガゴ
ースト画像を本質的に防止できると共に現像時に転写残
余のトナーの現像域での回収効率も向上し、ポジゴース
ト画像を防止する。
説明する。
なるのは、一枚の転写材に対し感光体表面が繰り返し使
用される場合、つまり感光体一周分の長さが転写材の進
行方向長さよりも短い場合、転写残余のトナーが感光体
上に存在する状態で帯電と露光と現像をしなければなら
ないため、転写残余のトナーの存在する感光体表面部で
の電位が充分落ちきらず現像コントラストが不十分にな
るため反転現像については周囲よりも濃度が低い、ネガ
ゴーストとして画像上に現れる。
ニング効果が不十分であれば、転写残余のトナーの存在
する感光体表面上に、トナーが現像されるため周囲より
も濃度が高く、ポジゴーストが発生する。
を本質的に防止することが出来る。
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感光体の上に、
樹脂を主体とした保護膜を設ける場合、又は機能分離型
有機感光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、シリコー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
カーボン等が挙げられる。
する接触角を85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。また、感光体表面の水に対する接触角は90
度以上とすることが、より好ましい。
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好適である。
は、バインダー樹脂中に該粉体を分散させた層を感光体
最表面に設けるか、あるいは、元々樹脂を主体として構
成されている有機感光体であれば、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。
重量に対して、1〜60重量%、さらには2〜50重量
%が好ましい。1重量%より少ないと転写残余のトナー
が充分に減少せず、転写残余のトナーのクリーニング効
率も充分でなく、ゴースト防止効果が不十分であり、6
0重量%を超えると膜の強度が低下したり、感光体への
入射光量が著しく低下したりするため、好ましくない。
また、該粉体の粒径については、画質の面から、1μm
以下、好ましくは0.5μm以下が望ましい。1μmよ
り大きいと入射光の散乱によりラインの切れが悪くなり
実用に耐えない。
当接させる直接帯電法の場合に特に効果的である。すな
わち、クリーニング後の未回収トナーが多いと、それが
後工程である直接帯電部材に付着してしまい、帯電不良
を引き起こす。従って、帯電手段が感光体に接すること
のないコロナ放電等に比べて、未回収トナーの量はより
少なく、付着し難くする必要がある。
のひとつを以下に説明する。
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
性粒子を含侵させた紙・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。
向上・塗工性改良・基体の保護・基体上に欠陥の被覆・
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。
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するあるいは蒸着等により形成さ
れる。なかでもフタロシアニン系顔料が感光体感度を本
発明に適合する感度に調整するうえで好ましい。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重量%以下、好ましく
は0〜40重量%に選ぶ。また、電荷発生層の膜厚は5
μm以下、特には0.05〜2μmが好ましい。
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。
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。
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。
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、保護層総重量に対
して2〜90重量%が好ましく、5〜80重量%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。
ーティング、ビームコーティングあるいは浸透(ディッ
ピング)コーティングすることによって行うことができ
る。
感光体表面が接触しており、特に反転現像方法を用いる
場合に非常に好適である。二成分磁気ブラシ現像方法を
用いる場合は、そのキャリアとして、フェライト、マグ
ネタイト、鉄粉あるいは、それらをアクリル樹脂、シリ
コーン樹脂、フッ素樹脂等でコーティングしたものが用
いられる。このとき、現像時あるいは現像前後の空白時
には、直流あるいは交流成分のバイアスを印加し、現像
と感光体上の残余のトナーを回収出来るような電位に制
御される。このとき直流成分は、明部電位と暗部電位の
間に位置する。
弾性ローラーを用い、弾性ローラー表面等にトナーをコ
ーティングしこれを感光体表面と接触させる方法も用い
られる。このとき、トナーの磁性、非磁性は問わず、た
だ、トナーと感光体表面が接触していることが重要とな
る。このとき、トナーを介して、感光体と感光体表面に
対向する弾性ローラー間に働く電界によって現像と共に
クリーニングが行われるので、弾性ローラ表面あるい
は、表面近傍が電位をもち、感光体表面とトナー担持表
面間で電界を有する必要性がある。このため、弾性ロー
ラーの弾性ゴムが中抵抗領域に抵抗制御されて感光体表
面との導通を防ぎつつ電界を保つか、または導電性ロー
ラーの表面層に薄層の絶縁層を設ける方法も利用でき
る。さらには、導電性ローラ上に感光体表面に対向する
側を絶縁性物質により被覆した導電性樹脂スリーブある
いは、絶縁性スリーブで感光体に対向しない側に導電層
を設けた構成も可能である。また、トナー担持体として
剛体ローラを用い、感光体をベルトのごときフレキシブ
ルなものとした構成も可能である。トナー担持体として
の現像ローラの抵抗としては102〜109Ω・cmの範
囲が好ましい。
を担持するローラー表面と感光体の周速同方向に回転し
ていてもよいし、逆方向に回転していてもよい。その回
転が同方向である場合感光体の周速に対して、周速比で
100%以上が望ましい。100%未満であると、画像
品質が悪い。周速比が高まれば高まるほど、現像部位に
供給されるトナーの量は多く、潜像に対しトナーの脱着
頻度が多くなり、不要な部分は掻き落とされ必要な部分
には付与されるという繰り返しにより、潜像に忠実な画
像が得られる。現像兼クリーニングという観点では、感
光体上に密着した転写残余のトナーを感光体表面とトナ
ーの付着部分を周速差により物理的に引き剥がし電界に
より回収すると言う効果も期待できることから、周速比
は高いほど転写残余のトナーの回収には都合がよい。具
体的には、トナー担持体面の移動速度が感光体面の移動
速度に対し、1.05〜3.0倍の速度であることが好
ましい。
接触転写工程について具体的に説明する。
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
するものであるが、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(3g
/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。
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109〜1
010Ωcm程度の弾性体で作られている。
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。
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は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。
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。
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。
コロトロンなどと呼ばれる公知のコロナ帯電方法が用い
られるほか、ピン電極を用いた方法等も使用できる。ま
た、直接帯電法も同様に使用できる。
ないように帯電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。
セス条件としては、ローラーの当接圧が5〜500g/
cmで、転写残余のトナーの極性を感光体の帯電極性と
同じ極性に揃え、現像時での回収を容易にするため、直
流電圧の印加がよいが、直流電圧に交流電圧を重畳した
ものを用いたときには、2×Vth(V)[Vth;直
流印加における放電開始電圧(V)]未満のピーク間電
圧を有する交流電圧を直流電圧に重畳することが好まし
い。
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。
レードの場合は、導電性基体として、鉄、銅、ステンレ
ス等の金属、カーボン分散樹脂、金属あるいは金属酸化
物分散樹脂などが用いられ、その形状としては棒状、板
状等が使用できる。例えば、弾性ローラーの構成として
は、導電性基体上に弾性層、導電層、抵抗層を設けたも
のが用いられ、ローラー弾性層としては、クロロプレン
ゴム、イソプレンゴム、EPDMゴム、ポリウレタンゴ
ム、エポキシゴム、ブチルゴムなどのゴム又はスポンジ
や、スチレン−ブタジエンサーモプラスチックエラスト
マー、ポリウレタン系サーモプラスチックエラストマ
ー、ポリエステル系サーモプラスチックエラストマー、
エチレン−酢ビサーモプラスチックエラストマー等のサ
ーモプラスチックエラストマーなどで形成することがで
き、導電層としては、体積抵抗率を107Ω・cm以
下、望ましくは106Ω・cm以下である。例えば、金
属蒸着膜、導電性粒子分散樹脂、導電性樹脂等が用いら
れ、具体例としては、アルミニウム、インジウム、ニッ
ケル、銅、鉄等の蒸着膜、導電性粒子分散樹脂の例とし
ては、カーボン、アルミニウム、ニッケル、酸化チタン
などの導電性粒子をウレタン、ポリエステル、酢酸ビニ
ル−塩化ビニル共重合体、ポリメタクリル酸メチル等の
樹脂中に分散したものなどが挙げられる。導電性樹脂と
しては、4級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチ
ル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロール、ポリジ
アセチレン、ポリエチレンイミンなどが挙げられる。抵
抗層は、例えば、体積抵抗率が106〜1012Ω・cm
の層であり、半導性樹脂、導電性粒子分散絶縁樹脂等を
用いることができる。半導性樹脂としては、エチルセル
ロース、ニトロセルロース、メトキシメチル化ナイロ
ン、エトキシメチル化ナイロン、共重合ナイロン、ポリ
ビニルヒドリン、カゼイン等の樹脂が用いられる。導電
性粒子分散樹脂の例としては、カーボン、アルミニウ
ム、酸化インジウム、酸化チタンなどの導電性粒子をウ
レタン、ポリエステル、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合
体、ポリメタクリル酸メチル等の絶縁性樹脂中に少量分
散したものなどが挙げられる。
れている繊維に導電材を分散させて抵抗調整されたもの
が用いられる。繊維としては、一般に知られている繊維
が使用可能であり、例えばナイロン、アクリル、レーヨ
ン、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられる。
また導電材としては、これも一般に知られている導電材
が使用可能であり、銅、ニッケル、鉄、アルミニウム、
金、銀等の金属あるいは酸化鉄、酸化亜鉛、酸化スズ、
酸化アンチモン、酸化チタン等の金属酸化物、さらには
カーボンブラック等の導電粉が挙げられる。なおこれら
導電粉は必要に応じ疎水化、抵抗調整の目的で表面処理
が施されていてもよい。使用に際しては、繊維との分散
性や生産性を考慮して選択して用いる。ブラシの形状と
しては、繊維の太さが1〜20デニール(繊維径10〜
500μm程度)、ブラシの繊維の長さは1〜15m
m、ブラシ密度は1平方インチ当たり1万〜30万本
(1平方メートル当り1.5×107〜4.5×108本
程度)のものが好ましく用いられる。
るが、本発明はなんらこれらに限定されるものではな
い。
DSCの測定結果と共に表1にまとめる。
クス、<B>高級アルコールワックス、<C>フィッシ
ャートロプシュ法により合成したポリアルキレンから分
別により得られたワックス、<D>アーゲ法により合成
したポリアルキレンから分別により得られたワックス、
<E>ポリプロピレンの酸化分解より得られたワックス
(以上、本発明のトナー用)、及び<a>と<b>ポリ
エチレンの酸化分解より得られたワックス(比較トナー
用)である。
のトナーの製造例及び比較製造例について述べる。
を備えた2リットル用4つ口フラスコ中にイオン交換水
650gと0.1mol/リットル−Na3PO4水溶液
500gを投入し、回転数を12000rpmに調整
し、70℃に加温せしめた。ここに1.0mol/リッ
トル−CaCl2水溶液70重量部を徐々に添加し、微
小な難水溶性分散安定剤Ca3(PO4)2を含む水系分
散媒体を調製した。
3時間分散させた後、2,2’−アゾビス(2,4−ジ
メチルバレロニトリル)10重量部を添加し重合性単量
体組成物を調製した。
体組成物を投入し、内温70℃のN2雰囲気下で、高速
撹拌器の回転数を12000rpmに維持しつつ、15
分間撹拌し、該重合性単量体組成物を造粒した。その
後、撹拌器をプロペラ撹拌羽根に換え50rpmで撹拌
しながら同温度に5時間保持し、更に80℃に昇温して
10時間保持して重合を完了した。
Torr)の加熱減圧下で残存モノマーを留去し、懸濁
液を冷却し、次いで希塩酸を添加し分散安定剤を除去せ
しめた。更に水洗浄を数回繰り返した後、円錘型リボン
乾燥機(大川原製作所製)を用い、45℃/1.3kP
a(10Torr)の加熱減圧下で、螺旋リボン回転翼
で撹拌しながら重合体粒子の球形化処理と乾燥処理を6
時間行い、重合体粒子(A)を得た。
が3.7μmで、円形度頻度分布における平均円形度が
0.985で、円形度標準偏差が0.030で、GPC
による分子量分布で、ピーク分子量が1.2万、Mw/
Mnが13であった。
成分は、スチレンモノマーが40ppm、2−エチルヘ
キシルアクリレートモノマーが0ppm(検出されず)
であった。更に、ワックス成分の分散状態をTEMで観
察したところ、図6(a)の模式図の様に結着樹脂中に
実質的に球状を呈し分散していた。
性オイル処理シリカ微粉体(BET;200m2/g)
2重量部をヘンシェルミキサー(三井金属社製)で乾式
混合して、本発明のトナー(A)とした後、該トナー
(A)5重量部と樹脂コート磁性フェライトキャリア
(平均粒径;40μm)95重量部とを混合して磁気ブ
ラシ現像用二成分系現像剤(A)を調製した。
加量を変えると共に、残存モノマーの留去時の温度と減
圧度と処理時間、円錐型リボン乾燥機の設定温度と撹拌
条件と処理時間を変更することにより、粒子の粒度分布
と形状、及び残存モノマー量をコントロールした以外は
前記のトナーの製造例1と同様にして、重合体粒子
(B)〜(E)を得た後、本発明のトナー(B)〜
(E)、現像剤(B)〜(E)を調製した。
及び添加量、極性樹脂の種類及び添加量は、表2に示
す。
記表1のワックス成分<a>と飽和ポリエステル樹脂
(プロポキシ化ビスフェノールAとテレフタル酸の縮合
重合体、ピーク分子量=7000)を用いる以外は、ト
ナーの製造例1と同様にして比較用重合体粒子(a)を
得た後、比較用トナー(a)、更には、比較用現像剤
(a)を調製した。
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
分級して分級粉(b)とした。該分級粉(b)を用い前
記トナーの製造例1と同様にして比較用トナー(b)、
更には、比較用現像剤(b)を調製した。
て結着樹脂に由来するスチレンモノマーが182pp
m、2−エチルヘキシルアクリレートモノマー6ppm
が残留し、また、ワックス成分は微分散していた。
(E)、比較用重合体粒子(a)、及び、分級粉(b)
の諸性状を表2にまとめる。
以外は、前記のトナー製造例1と同様にして、重合体粒
子(F)を得た。
水性オイル処理シリカ微粉体(BET:50m2/g)
1.5重量部と、疎水性オイル処理酸化チタン微粉体
(BET:200m2/g)0.5重量部を、ヘンシェ
ルミキサー(三井金属社製)で乾式混合して、本発明の
トナー(F)とした。
例3〜6 着色剤、ジルコニウム化合物、及び、極性樹脂の種類と
添加量を変更すると共に、残存モノマーの留去時の温度
と減圧度と処理時間、円錐型リボン乾燥機の設定温度と
撹拌条件と処理時間を変更する以外は前記のトナーの製
造例1と同様にして、重合体粒子(G)〜(I)、及
び、比較用重合体粒子(c)〜(f)を得た後、本発明
のトナー(G)〜(I)及び、比較用トナー(c)〜
(f)を調製した。
ニウム化合物、極性樹脂の種類と添加量及び、得られた
重合体粒子(F)〜(I)、比較用重合体粒子(c)〜
(f)の諸性状を表3にまとめる。
形成方法に用いられる静電潜像担持体として感光体ドラ
ムの製造例について述べる。
ーを基体とし、次に示すような構成の層を順次浸漬塗布
により積層して、感光体ドラム1を作製した。
ンの粉未をフェノール樹脂に分散したものを主体とす
る。膜厚15μm。
ナイロンを主体とする。膜厚0.6μm。
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。
ニルアミン化合物をポリカーボネート樹脂(オストワル
ド粘度法による分子量2万)に8:10の重量比で溶解
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重量%添加
し、均一に分散した。膜厚25μm。
る接触角は95度であった。
は、協和界面科学(株)、接触角計CA−DS型を用い
た。
たことを除いては、感光体ドラムの製造例1と同様にし
て膜厚25μmの電荷輸送層を形成し、感光体ドラム2
を作製した。得られた感光体ドラム2の表面の水に対す
る接触角は79度であった。
装置を用いて画像形成を行った。
ecの回転周速で移動するように設定し、現像剤は現像
剤(A)を用いた。
アウト試験を行い、画像評価を行ったところ、画像濃度
やドット再現性は共に良好であり、画像汚れ、カブリ、
飛び散り、中抜け等の画像不良も発生せず、高品位な画
像が得られた。また、感光体と現像ローラーの表面を観
察したが融着や傷もなく、帯電ローラーへのトナーの付
着量も軽微であり、交換することを必要としなかった。
いては実施例1と同様にして評価した。結果は表4に示
すように概ね良好であった。
とを除いては実施例1と同様にして評価した。結果は表
4に示すように帯電部材をトナーが著しく汚染し、帯電
不良による画像不良を招いた。
る画像形成装置の断面の概略的説明図であり、市販のレ
ーザープリンターLBP−EX(キヤノン社製)を改造
し、再設定して用いた。即ち、静電潜像担持体36の表
面は96mm/secの回転周速(16枚(A4サイ
ズ)/分のプリントアウト速度に相当)で矢印の方向に
移動する。プロセスカートリッジにおけるクリーニング
ゴムブレードを取りはずし、装置の帯電方式をゴムロー
ラー31を当接する接触帯電であり、印加電圧を直流成
分(−1400V)とした。レーザー光40で露光(6
00dpi)することにより静電潜像を形成した。
部分を改造した。トナー担持体であるステンレススリー
ブの代わりに発泡ウレタンからなる中抵抗ゴムローラー
(16mm、硬度ASKER C45度、抵抗105Ω
・cm)を用いて、静電潜像担持体36に当接させた。
該トナー担持体34表面の移動方向は、感光体表面の移
動方向と同方向であり、該感光体回転周速に対し130
%となるように駆動する。
として、現像部分に塗布ローラー35を、トナー担持体
34に当接させて設けた。さらに、トナー担持体34上
トナーのコート層制御のために、樹脂をコートしたステ
ンレス製ブレード33を取付けた。
ムの製造例1で作製した感光体(1)を用い、トナーは
トナー(A)を用い、以下の現像条件を満足するように
プロセス条件を設定した。 感光体暗部電位:−800V 感光体明部電位:−150V 現像バイアス:−450V(直流成分のみ)
アウトを行い画像評価を行ったところ、画像濃度やドッ
ト再現性は共に良好であり、画像汚れ、カブリ、飛び散
り、中抜け、ゴーストなどの画像不良も発生せず、初期
と同等の画像品質を得た。また、感光体と現像ローラー
表面を観察したが、融着や傷もなく、帯電ローラーへの
トナー付着量も軽微であり、交換することを必要としな
かった。
表面の回転周速を144mm/sec(20枚(A4サ
イズ)/分のプリントアウト速度に相当)とし、現像容
器32中のトナー塗布ローラー35として単層構造のス
ポンジローラーを用い、このトナー塗布ローラー35に
図示されていないバイアス印加手段からバイアス電圧を
印加するように変更することを除いては、実施例1と同
様にして実施例5と同様にして画像形成を行ない評価を
行なった。
イアス電圧として直流成分のみを−300V、また、ト
ナー塗布ローラー35にはバイアス電圧として直流成分
のみを−450V印加した。
体の均一な帯電やトナーの帯電量制御、更には、帯電ロ
ーラーへのトナー汚染に対し厳しい条件となっているに
もかかわらず優れた画像が得られた。また、帯電ローラ
ーへのトナー付着量が増えたものの画像形成装置とのマ
ッチングも概ね良好であった。
することを除いては実施例5と同様にしてプリントアウ
ト試験を行った。得られた画像には軽微なゴーストを生
じ結果は表5に示すように実施例5と比較するとやや劣
るものの、概ね良好であった。
いては実施例6と同様にしてプリントアウト試験を行っ
た。結果は表5に示すように、概ね良好であった。
とを除いては実施例6と同様にして評価した。結果は表
5に示すように帯電部材をトナーが著しく汚染し、帯電
不良による画像不良を招いた。
像形成を行った。
段としてトナー担持体により現像兼クリーニング方式が
行われ、第2の転写工程後、中間転写体表面に残存する
トナーを除去するためのクリーニング手段として、中間
転写体表面に当接するクリーニング部材を有するクリー
ナーが、第2の転写部より下流側であり、第1の転写部
よりも上流側に設けられている。
2の構成のものを用いた。第1の転写後感光体ドラム表
面に残存するトナーは、帯電部で帯電バイアスの印加に
より、トナーの帯電極性を負極性にそろえた後、現像時
に現像部で非画像領域に存在するトナーのみ現像器中で
回収させる構成にした。
散して抵抗を調整したシリコーンゴムからなる中抵抗ゴ
ムローラ(16mm)をトナー担持体9とし、感光体に
当接した。トナー担持体9の表面の移動方向及び回転周
速は、感光体表面との接触部分において同方向であり、
該感光体回転周速に対し150%となるように駆動す
る。つまり、トナー担持体の周速は120mm/sであ
り、感光体表面に対する相対速度は80mm/sであ
る。
て、単層構成のスポンジローラーを塗布ローラー12と
して設け、該トナー担持体に当接させた。接触部におい
て、塗布ローラー12の表面の移動方向が、トナー担持
体の移動方向と反対方向に移動するように回転させるこ
とによりトナーをトナー担持体上に塗布した。さらに、
該トナー担持体上トナーのコート層制御のために、樹脂
をコートしたステンレス製ブレード16を取付けた。
た感光体(1)を用い、トナーはトナー(A)を用い、
以下の現像条件及び転写条件を満足するよう画像形成条
件を設定した。 感光体暗部電位:−700V 感光体明部電位:−150V 現像ローラーに印加する現像バイアス :−450V
(直流成分のみ) トナー塗布ローラーに印加するバイアス:−300V
(直流成分のみ) 第1の転写工程で中間転写体に印加する転写バイアス:
350V(直流成分のみ) 第2の転写工程で転写ローラーに印加する転写バイア
ス:1100V(直流成分のみ)
転写されたトナー画像は、以下の加熱定着装置によっ
て、転写材に加熱定着した。
い熱ロール方式の定着装置を用いた。この時上部ローラ
ー68、下部ローラー69共にフッ素系樹脂の表面層を
有するものを使用し、ローラーの直径は55mmであっ
た。また、定着温度は150℃、ニップ幅を7mmに設
定した。
を補給しつつ1000枚のプリントアウト試験を行い画
像評価を行ったところ、高濃度で画像汚れのない高品質
の画像が得られた。
いては実施例13と同様にしてプリントアウト試験を行
った。結果は表6に示すように、概ね良好であった。
とを除いては実施例13と同様にしてプリントアウト試
験を行った。結果は表6に示すように、帯電部材をトナ
ーが著しく汚染し、帯電不良による画像不良を招いた。
ーの画像形成を試みたところ、良好な画像が得られた。
とを除いては実施例17と同様にフルカラーの画像の形
成を試みたが、著しい帯電不良が発生し途中で中止せざ
るを得なかった。
像形成を行った。
第2のクリーニング手段である中間転写ベルト20のク
リーニング装置50を取りはずし、代わりに帯電部材5
2を当接し、感光ドラムとは逆極性のバイアスを印加す
ることにより、転写材Pに転写されずに中間転写ベルト
に残留している転写残トナーに感光ドラムと逆極性の電
荷を付与し、該転写残トナーを感光ドラムとの当接部お
よびその近傍において感光ドラムに静電的に転写させる
ことにより、中間転写ベルトがクリーニングされ、更
に、感光ドラム上に転写された該転写残トナーをブラッ
ク色現像器44を作動させ回収し、感光ドラムの表面を
清掃するように設定した。
し、フルカラーの画像形成を試みたところ、概ね良好な
画像が得られた。
とを除いては実施例18と同様にフルカラーの画像形成
を試みたが、帯電ローラーと中間転写ベルトへのトナー
付着が著しく途中で中止せざるを得なかった。
項目の説明とその評価基準について述べる。
プリントアウトを終了した時の画像濃度により評価し
た。尚、画像濃度は「マクベス反射濃度計」(マクベス
社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分のプリ
ントアウト画像に対する相対濃度を測定した。
良に起因する画像汚れを目視により評価した。
示す様な小径(50μm)の孤立ドットパターンの画像
をプリントアウトし、そのドット再現性を評価した。
プリントアウト画像の白地部分の白色度と転写紙の白色
度の差から、カブリ濃度(%)を算出し、画像カブリを
評価した。
g/m2)と厚紙(128g/m2)にプリントした際の
文字周辺部へのトナー飛び散り(図9(b)の状態)を
目視で評価した。
8g/m2)にプリントした際の文字の中抜け(図10
(b)の状態)を目視で評価した。
トナーの固着の様子とプリントアウト画像への影響を目
視で評価した。
い。
留トナーの固着の発生状況とプリントアウト画像への影
響を目視で評価した。
への影響はない。
ない。
じる。
トナーの固着状況を目視で評価した。
ものの画像への影響はない。
ない。
の付着状況を目視で評価した。
現像工程時に静電潜像担持体の表面に残存しているトナ
ーをトナー担持体が回収することによって静電潜像担持
体表面のクリーニングが行われる現像同時クリーニング
方式を有する画像形成装置に用いられるトナーの形状分
布を精密に制御することにより、高品位な画像形成性
と、画像形成装置との安定したマッチングを得ることが
できる。
像形成装置の概略的説明図である。
る画像形成装置の要部の拡大横断図である。
像形成装置の概略的説明図である。
備した中間転写ベルトを用いた画像形成装置の概略的説
明図である。
を具備した中間転写ベルトを用いた画像形成装置の概略
的説明図である。
面の一例を示す模式図である。
SC曲線の概略的説明図である。
トパターンの説明図である。
る。
る。
Claims (23)
- 【請求項1】 外部より帯電部材に電圧を印加し、静電
潜像担持体に帯電を行う帯電工程と、帯電された静電潜
像担持体に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像剤
担持体の表面に担持されているトナーを有する現像剤に
よって形成される現像剤層が静電潜像担持体の表面に接
触することにより、静電荷像を現像してトナー像を静電
潜像担持体上に形成する現像工程と、静電潜像担持体上
のトナー像を転写材に転写する転写工程と、転写工程後
に静電潜像担持体の表面に残存しているトナーを回収す
るクリーニング工程と、転写材上のトナー像を加熱定着
する定着工程とを少なくとも有する画像形成方法におい
て、 該クリーニング工程が、現像工程時に静電潜像担持体の
表面に残存しているトナーを現像剤担持体が回収するこ
とによって静電潜像担持体表面のクリーニングが行われ
るクリーニング方式を用いて行なわれ、且つ、 該トナーは、少なくとも、結着樹脂、着色剤、及び、ワ
ックス成分を含有し、フロー式粒子像測定装置で計測さ
れるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグ
ラムにおいて、該トナーの円相当個数平均径(D1)が
2〜10μmであり、且つ、該トナーの平均円形度が
0.920〜0.995で、円形度標準偏差が0.04
0未満であることを特徴とする画像形成方法。 - 【請求項2】 該トナーの平均円形度が0.950〜
0.995で、円形度標準偏差が0.035未満である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。 - 【請求項3】 該トナーの平均円形度が0.970〜
0.990で、円形度標準偏差が0.015以上0.0
35未満であることを特徴とする請求項1に記載の画像
形成方法。 - 【請求項4】 前記フロー式粒子像測定装置で計測され
るトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラ
ムにおいて、該トナーが円形度0.950未満のトナー
粒子が15個数%以下であ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画像形成方法。 - 【請求項5】 該トナーの透過電子顕微鏡(TEM)を
用いたトナー粒子の断層面観察において、 (1)フロー式粒子像測定装置で測定されるトナーの重
量基準の円相当重量平均径D4(μm)に対し、0.9
≦R/D4≦1.1の関係を満たす長径Rを呈するトナ
ー粒子の断層面を20箇所選び出し、 (2)該トナー粒子の断層面中に存在するワックス成分
に起因する相分離構造のうち、最も大きいものの長径r
をそれぞれについて計測し、 (3)求められたr/Rの相加平均値が、 0.05≦r/Rの相加平均値≦0.95 を満たすように、該ワックス成分が結着樹脂中に実質的
に球状及び/又は紡錘形の島状に分散されていることを
特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成
方法。 - 【請求項6】 前記r/Rの相加平均値が、 0.25≦r/Rの相加平均値≦0.90 を満たすように該ワックス成分が結着樹脂中に実質的に
球状及び/又は紡錘形の島状に分散されていることを特
徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方
法。 - 【請求項7】 該トナーの結着樹脂100重量部のうち
0.1〜50重量部がポリカーボネート系樹脂であり、
且つ、該ポリカーボネート系樹脂のゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィー(GPC)によるピーク分子量が
1000〜50万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画像形成方法。 - 【請求項8】 該トナーが、下記一般式で示されるアゾ
系鉄化合物を結着樹脂100重量部に対し0.1〜10
重量部含有することを特徴とする請求項1乃至7のいず
れかに記載の画像形成方法。 【化1】 [式中、X1およびX2は水素原子、低級アルキル基、低
級アルコキシ基、ニトロ基またはハロゲン原子を表わ
し、X1とX2は同じであっても異なっていてもよく、m
およびm’は1〜3の整数を表わし、R1およびR3は水
素原子、C1〜C18のアルキル基、C2〜C18のアルケニ
ル基、スルホンアミド基、メシル基、スルホン酸基、カ
ルボキシエステル基、ヒドロキシ基、C1〜C18のアル
コキシ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基また
はハロゲン原子を表わし、R1とR3は同じであっても異
なっていてもよく、nおよびn’は1〜3の整数を表わ
し、R2およびR4は水素原子またはニトロ基を表わし、
A+はカチオンイオンを示し、アンモニウムイオン、水
素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン又はそれ
らの混合イオンを有する。] - 【請求項9】 該トナーが、金属元素としてジルコニウ
ムを有し、配位子として芳香族ジオール、芳香族ヒドロ
キシカルボン酸、又は芳香族ポリカルボン酸を配位して
いるジルコニウム錯体あるいはジルコニウム塩、及び/
又は、金属イオンとしてジルコニウムイオンを有し、酸
イオンとして芳香族カルボン酸イオン、芳香族ヒドロキ
シカルボン酸イオン、又は、芳香族ポリカルボン酸イオ
ンを有しているカルボン酸ジルコニウム塩を、結着樹脂
100重量部に対し0.1〜10重量部含有することを
特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成
方法。 - 【請求項10】 該現像剤は、該トナー及びキャリアを
有する二成分系現像剤であることを特徴とする請求項1
乃至9のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項11】 該現像剤は、該トナーを有する一成分
系現像剤であることを特徴とする請求項1乃至9のいず
れかに記載の画像形成方法。 - 【請求項12】 少なくとも、外部より帯電部材に電圧
を印加し、静電潜像担持体に帯電を行う帯電工程と、帯
電された静電潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成
工程と、現像剤担持体の表面に担持されているトナーを
有する現像剤によって形成される現像剤層が静電潜像担
持体の表面に接触し、且つ、静電潜像担持体の表面とト
ナー担持体との表面が相互に移動することにより静電荷
像を現像してトナー像を静電潜像担持体上に形成する現
像工程と、静電潜像担持体上のトナー像を中間転写体に
転写する第一の転写工程と、中間転写体上のトナー像を
転写材に転写する第二の転写工程と、第一の転写工程後
に静電潜像担持体の表面に残存しているトナーを回収す
るクリーニング工程と、転写材上のトナー像を加熱定着
する定着工程とを少なくとも有する画像形成方法におい
て、 第一のクリーニング工程が、現像工程時に静電潜像担持
体の表面に残存しているトナーをトナー担持体が回収す
ることによって静電潜像担持体表面のクリーニングが行
われるクリーニング方式を用いて行なわれ、且つ、 該トナーは、少なくとも、結着樹脂、着色剤、及び、ワ
ックス成分を含有し、フロー式粒子像測定装置で計測さ
れるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグ
ラムにおいて、該トナーの円相当個数平均径(D1)が
2〜10μmであり、且つ、該トナーの平均円形度が
0.920〜0.995で、円形度標準偏差が0.04
0未満であることを特徴とする画像形成方法。 - 【請求項13】 該トナーの平均円形度が0.950〜
0.995で、円形度標準偏差が0.035未満である
ことを特徴とする請求項12に記載の画像形成方法。 - 【請求項14】 該トナーの平均円形度が0.970〜
0.990で、円形度標準偏差が0.015以上0.0
35未満であることを特徴とする請求項12に記載の画
像形成方法。 - 【請求項15】 前記フロー式粒子像測定装置で計測さ
れるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグ
ラムにおいて、該トナーが円形度0.950未満のトナ
ー粒子が15個数%以下であることを特徴とする請求項
12乃至14のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項16】 該トナーの透過電子顕微鏡(TEM)
を用いたトナー粒子の断層面観察において、 (1)フロー式粒子像測定装置で測定されるトナーの重
量基準の円相当重量平均径D4(μm)に対し、0.9
≦R/D4≦1.1の関係を満たす長径11Rを呈する
トナー粒子の断層面を20箇所選び出し、 (2)該トナー粒子の断層面中に存在するワックス成分
に起因する相分離構造のうち、最も大きいものの長径r
をそれぞれについて計測し、 (3)求められたr/Rの相加平均値が、 0.05≦r/Rの相加平均値≦0.95 を満たすように、該ワックス成分が結着樹脂中に実質的
に球状及び/又は紡錘形の島状に分散されていることを
特徴とする請求項12乃至15のいずれかに記載の画像
形成方法。 - 【請求項17】 前記r/Rの相加平均値が、 0.25≦r/Rの相加平均値≦0.90 を満たすように該ワックス成分が結着樹脂中に実質的に
球状及び/又は紡錘形の島状に分散されていることを特
徴とする請求項12乃至16のいずれかに記載の画像形
成方法。 - 【請求項18】 該トナーの結着樹脂100重量部のう
ち0.1〜50重量部がポリカーボネート系樹脂であ
り、且つ、該ポリカーボネート系樹脂のゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー(GPC)によるピーク分子
量が1000〜50万であることを特徴とする請求項1
2乃至17のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項19】 該トナーが、下記一般式で示されるア
ゾ系鉄化合物を結着樹脂100重量部に対し0.1〜1
0重量部含有することを特徴とする請求項12乃至18
のいずれかに記載の画像形成方法。 【化2】 [式中、X1およびX2は水素原子、低級アルキル基、低
級アルコキシ基、ニトロ基またはハロゲン原子を表わ
し、X1とX2は同じであっても異なっていてもよく、m
およびm’は1〜3の整数を表わし、R1およびR3は水
素原子、C1〜C18のアルキル基、C2〜C18のアルケニ
ル基、スルホンアミド基、メシル基、スルホン酸基、カ
ルボキシエステル基、ヒドロキシ基、C1〜C18のアル
コキシ基、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基また
はハロゲン原子を表わし、R1とR3は同じであっても異
なっていてもよく、nおよびn’は1〜3の整数を表わ
し、R2およびR4は水素原子またはニトロ基を表わし、
A+はカチオンイオンを示し、アンモニウムイオン、水
素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン又はそれ
らの混合イオンを有する。] - 【請求項20】 該トナーが、金属元素としてジルコニ
ウムを有し、配位子として芳香族ジオール、芳香族ヒド
ロキシカルボン酸、又は芳香族ポリカルボン酸を配位し
ているジルコニウム錯体あるいはジルコニウム塩、及び
/又は、金属イオンとしてジルコニウムイオンを有し、
酸イオンとして芳香族カルボン酸イオン、芳香族ヒドロ
キシカルボン酸イオン、又は、芳香族ポリカルボン酸イ
オンを有しているカルボン酸ジルコニウム塩を、結着樹
脂100重量部に対し0.1〜10重量部含有すること
を特徴とする請求項12乃至18のいずれかに記載の画
像形成方法。 - 【請求項21】 帯電部材により静電潜像担持体と逆極
性のバイアスを印加して、中間転写体の表面に残存して
いるトナーを静電潜像担持体に転写することにより、中
間転写体表面のクリーニングを行うクリーニング工程を
有することを特徴とする請求項12乃至20のいずれか
に記載の画像形成方法。 - 【請求項22】 該現像剤は、該トナー及びキャリアを
有する二成分系現像剤であることを特徴とする請求項1
2乃至21のいずれかに記載の画像形成方法。 - 【請求項23】 該現像剤は、該トナーを有する一成分
系現像剤であることを特徴とする請求項12乃至21の
いずれかに記載の画像形成方法。
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