JP3639714B2 - 静電荷像現像用トナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電印刷のごとき静電荷像を現像するための静電荷像現像用トナー、該トナーを用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジに関する。
【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て、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、該潜像をトナーで現像を行なって可視像(トナー像)とし、必要に応じて紙の如き転写材にトナー像を転写した後、熱及び/又は圧力により転写材にトナー画像を定着して定着画像を得るものである。
【0003】
近年、電子写真法を用いた画像形成装置は、従来の複写機に加えて、例えばプリンター及びファクシミリの如き色々な装置に適用されてきている。プリンター装置はLED又は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、1200dpi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。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ため、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おり、特開平1−112253号公報、特開平2−284158号公報では粒径の小さいトナーが提案されている。
【0004】
しかし、近年の複写機やプリンター装置の高速化、長寿命化に対してトナーの耐久性はいまだ十分とはいえず、高温高湿環境などで長期にわたり使用を続けると画像濃度や解像度の低下の如き、トナー劣化による問題が発生しやすい。
【0005】
特開平8−278659号公報(対応欧州特許公開第0727717号公報)は、トナーの重量平均粒径と粒径3.17μm以下の粒径のトナー粒子の割合とを規定した静電荷像現像用トナーに関して記載している。特開平8−278659号公報においては、トナーの重量平均粒径に対する粒径3.17μm以下のトナー粒子の含有割合を規定することにより、良好な高画質画像を形成することが可能であると言う効果を有しているものの、粒径2μm未満の粒子について特に考慮していないことから、特に高温高湿環境下の多数枚耐久性についてさらに改良することが望まれる。
【0006】
特開平6−67458号公報(対応米国特許第5406357号)は、特定の分子量分布を有する結着樹脂成分を有する磁性トナー、及び添加剤としてシリカ微粉末、金属酸化物粉末及び含フッ素樹脂粉末を特定割合で有することにより、接触帯電部材及び接触転写部材へのトナー融着が抑えられ、低温定着性及び耐オフセット性に優れた静電荷像現像用現像剤に関して開示している。
【0007】
欧州特許公報第0762223号公報は、トナーが特定の複合酸化物を含む粒子を有することにより、現像安定性及び多数枚耐久性が高まった静電荷像現像用トナーに関して記載している。
【0008】
特開平6−3854号公報は、特定の画像形成装置に用いるための現像剤として、磁性トナー、流動化剤及び特定の粒度分布を有する金属酸化物粉末を含有する現像剤に関して開示している。
【0009】
しかしながら、これらの公報においては、ドット再現性に優れた高画質画像を形成する目的でトナーの重量平均粒径をより小さくした場合において、トナー中の粒径2.0μm未満の粒子の含有割合をどのようにするかについて考慮しておらず、高画質画像を特に高温高湿環境下で多数枚耐久後まで形成するためには、さらに改良することが望まれる。
【0010】
このようにトナーの性能改良はいまだ不十分であり、多くの改良すべき点を残している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、画像濃度が高く、カブリ(非画像部へのトナー現像)が少なく、高解像・高精細な画像を高温高湿下及び低温低湿下の各環境下において、長期にわたって出力することを可能とする静電荷像現像用トナー、該トナーを用いる画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子、及び外添剤微粒子を有する静電荷像現像用トナーにおいて、
該トナーは、
(i)コールターカウンターによって測定される粒径2.00μm乃至40.30μmの粒子の体積基準及び個数基準の粒度分布に基づいて算出された値において、該トナーの重量平均粒径(D4)のXμmと、粒径2.00乃至3.17μmの粒子の含有量のY個数%とは、下記条件(1)及び(2):
−5X+35≦Y≦−25X+180 (1)
3.5≦X≦6.5 (2)
を満たす粒度分布、及び
(ii)フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量のA個数%と、円相当径が2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量のB個数%とは、下記条件(3):
B−A≦0.30 (3)
を満たす粒度分布
を有していることを特徴とする静電荷像現像用トナーに関する。
【0013】
また、本発明は、静電潜像を担持するための静電潜像担持体を帯電する帯電工程;
帯電された静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程;及び
該静電潜像担持体の静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像工程;
を有する画像形成方法において、
該トナーとして、上記の静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成方法に関する。
【0014】
さらに本発明は、画像形成装置本体に脱着可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、
該プロセスカートリッジは、(i)静電潜像を担持するための静電潜像担持体、及び(ii)該静電潜像担持体に担持されている静電潜像を現像してトナー画像を形成するためのトナーを保有している現像手段を有しており、
該トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子、及び外添剤微粒子を有しており、
該トナーとして、上記の静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の静電荷像現像用トナーの特徴の一つは、トナーの重量平均径(D4)をX(μm)とし、トナーの個数分布における粒径2.00μm〜3.17μmの粒子の割合をY(個数%)としたとき、Yが−5X+35≦Y≦−25X+180(好ましくは−5X+35≦Y≦−12.5X+98.75)、Xが3.5≦X≦6.5(好ましくは4.0≦X≦6.3)を満たす粒度分布を有していることである。このような粒度分布を有するトナーは、画像濃度が高く、カブリの無い、ドット再現性に優れた高解像・高精細画像を形成することができる。
【0016】
トナーの重量平均径(D4)X(μm)が3.5μmより小さい場合にはトナーがチャージアップしやすく、画像濃度の低下が起りやすい。X(μm)が6.5μmより大きい場合にはドット再現性が悪く好ましくない。トナーの個数分布における粒径2.00μm〜3.17μmの粒子の割合Y(個数%)が−5X+35より小さい場合、X(μm)が6.5μmより大きい場合と同様にドット再現性に劣るため好ましくない。Y(個数%)が−25X+180より大きい場合にはカブリが多くなるため好ましくない。
【0017】
すなわち、本発明においては、より高解像・高精細画像を形成するために、トナーの重量平均粒径(D4)を小さくした場合に、トナーの重量平均粒径(D4)に対するトナー中に含まれる粒径2.00μm〜3.17μmの粒子の含有量を最適値となるように規定したものである。
【0018】
しかしながら、本発明者らが鋭意検討を行なった結果、上記のような粒度分布を有するトナーであっても、高温高湿環境で長期にわたる耐久を行うとトナーの流動性や帯電量の低下がおこり、画質の劣化や画像濃度の低下があることが分かった。
【0019】
この原因究明を行った結果、従来用いていた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)という上記のようなトナー粒径を測定する装置では、測定できない粒径2.00μm未満の微粒子の影響が確認され、そして、これら微粒子はフロー式粒子像分析装置によって測定できることがわかった。これは、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といった装置では粒径2.00μm以上のトナー粒子を測定するのに対し、フロー式粒子像分析装置はトナー粒子及び外添剤微粒子の粒径2.00μm未満の微粒子の測定ができるためである。
【0020】
高温高湿環境で長期にわたる耐久を行ってもトナーの帯電量の低下がなく、画像濃度の低下や画質の劣化が起こらない、ドット再現性に優れた画像を得られる静電荷像現像用トナーを得るためには、上記の特定の粒度分布をトナーが有することに加えて、フロー式粒子像分析装置によって測定される0.60μm〜159.21μmの粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量A(個数%)と、円相当径2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量B(個数%)とがB−A≦0.30、好ましくは、−0.63≦B−A≦0.30を満たす粒度分布を有することが重要である。
【0021】
さらに、本発明においては、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm〜159.21μmの粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量C(個数%)が、好ましくは10個数%以上、より好ましくは10〜37.7個数%であることが良い。
【0022】
このフロー式粒子像分析装置によって分析可能な微粒子の含有割合をコントロールすることによる効果のメカニズムについてはっきりしたことは不明であるが、以下のような理由が推察される。高温高湿環境下で長期にわたる耐久を行うと、トナー粒子表面に存在するシリカ微粒子の如き外添剤粒子などがトナー粒子表面に埋め込まれたり、トナー粒子の凸部が欠けてしまうなど、耐久初期とはトナー粒子の表面状態が変化してしまい流動性の低下や帯電性の低下を生じ易くなるが、微粒子がある一定の含有割合の条件を満たすようにコントロールすることで、現像スリーブや規制ブレードの如きトナーと接触してトナーを帯電させる部材との接触時にトナーにかかる負荷を減らし、トナー粒子表面に存在するシリカ微粒子の如き外添剤粒子がトナー粒子表面に埋め込まれることや、トナー粒子の凸部の欠落などを防止しているのではないかと考えられる。
【0023】
特に、帯電量が高く、かつドット再現性のような画質への影響が大きい粒径2.00μm〜3.17μmのトナー粒子の劣化を防止する効果が大きいと思われる。
【0024】
すなわち、ドット再現性に優れた高解像・高精細画像を形成するためには、トナーの重量平均粒径は小さくかつ粒径2.00μm〜3.17μmの粒子をトナーの重量平均粒径に応じた特定量含有していることが必要であるが、この粒径2.00〜3.17μmの粒子は、単位重量当りの比表面積が大きいことから、単位重量当りの摩擦帯電量(μC/g)が大きくなる。よって、キャリアや現像スリーブの如きトナー担持体に対する静電的吸着力が高く、強い負荷を受けやすいことから、トナー粒子の凸部の欠落及びシリカ微粒子の如き外添剤粒子の埋め込みが生じやすいことに加えて、シリカ微粒子の如き一次平均粒径が20mμ以下の超微粒子がトナー粒子の表面に付着する際に、前述の如く、粒径2.00μm〜3.17μmの粒子は、粒径3.17μmより大きい粒子に比べて単位重量当りの比表面積が大きいことから、単位重量当りの超微粒子の付着量も多くなるため、外添剤粒子による影響を受けやすい。
【0025】
よって、コールターカウンターによる粒度分布が上記の特定の条件を満たすトナーが、フロー式粒子像分析装置による円相当径の粒度分布が上記の特定の条件を満たすことにより、外添剤微粒子によるトナー粒子の負荷を軽減し、画像濃度が高く、カブリの無い、ドット再現性に優れた高解像・高精細画像を形成することができるトナーの性能を、高温高湿のような過酷な環境で長期にわたって維持することが可能である。
【0026】
B−A>0.30の場合には、本発明で使用する粒度分布を有するトナー粒子との組み合わせにおいては十分な効果を得られず、長期耐久時に画像濃度の低下や画質の劣化が著しく好ましくない。
【0027】
B−A<−0.63の場合には円相当径の小さな粒子が多くなるため、帯電量が高くなりすぎることで画像濃度の低下が起きるというチャージアップ現象が起こり易い。
【0028】
さらに、トナーの上記円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量Cが10個数%未満であると、外添剤微粒子によるトナー粒子の負荷を軽減させる効果が十分に現れ難い。
【0029】
これらの粒度分布の条件を満たす方法としては、フロー式粒子像分析装置による個数基準の粒度分布において、円相当平均径が0.60〜4.00μmの微粒子Aを、トナー粒子とヘンシェルミキサーのような混合機を使って撹拌、混合することが最も簡単であり、好ましい。
【0030】
円相当平均径が0.60〜4.00μm(好ましくは1.00〜4.00μm、より好ましくは1.00〜3.00μm)の微粒子Aは、粒径2.00〜3.17μmのトナー粒子と粒径が近いため、現像器内で同じ様な挙動をしやすい。その結果、長期耐久を行った際に、粒径2.00〜3.17μmのトナー粒子が受ける負荷が微粒子Aにも分散されるため、トナー劣化が抑制できるものと考えられる。
【0031】
さらに、本発明で用いることが可能な上記の円相当平均径が0.60〜4.00μmの外添剤微粒子Aは、フロー式粒子像分析装置による個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量a(個数%)と、円相当径が2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量b(個数%)とが、好ましくは下記条件
b−a≦0.30
を満たすことが良く、より好ましくは下記条件
−0.63≦b−a≦0.30
を満たすことが良く、さらに好ましくは下記条件
−0.51≦b−a≦0.30
を満たすことが良い。
【0032】
b−a>0.30の場合には、外添剤微粒子A中に比較的粒径の大きなものが多く含まれるようになり、この微粒子の現像器中での挙動が粒径2.00〜3.17μmのトナー粒子の挙動と異なってしまい、トナー劣化防止の効果が小さい。
【0033】
b−a<−0.63の場合には、粒径の小さなものが多く含まれ、チャージアップ現象などを起こし易くなる。
【0034】
トナー粒子に混合する外添剤微粒子として、上記の円相当径が0.5μm〜4.0μmの外添剤微粒子Aとしては以下のようなものが挙げられる。これらは単独あるいは併用して用いることが好ましい。酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化コバルト、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ストロンチウム、酸化錫及び酸化アンチモンの如き金属酸化物粒子;チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム及びチタン酸ストロンチウムの如き複合金属酸化物粒子;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム及び硫酸マグネシウムの如き金属塩粒子;カオリンの如き粘土鉱物粒子;アパタイトの如きリン酸化合物粒子;シリカ、炭化ケイ素及び窒化ケイ素の如きケイ素化合物粒子;カーボンブラック及びグラファイトの如き炭素化合物粒子;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ウレタン、メラミン−ホルムアルデヒド、アクリル樹脂及びフッ素樹脂(テフロン、ポリフッ化ビニリデン)の如き樹脂粒子;ゴム、ワックス、脂肪酸系化合物、樹脂の如き有機化合物と金属、金属酸化物、塩、カーボンブラックの如き無機化合物との複合粒子;フッ化カーボンの如きフッ素無機化合物;ステアリン酸亜鉛の如き脂肪酸金属塩;脂肪酸、脂肪酸エステルの如き脂肪酸誘導体粒子;硫化モリブデン、アミノ酸及びアミノ酸誘導体の如き滑剤粒子が挙げられる。
【0035】
これらのなかでも酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウムが好ましく用いられる。
【0036】
これら外添剤微粒子Aは、フロー式粒子像分析装置による個数基準の粒度分布において、円相当平均径が0.60〜4.00μm(好ましくは1.00〜4.00μm、より好ましくは1.00〜3.00μm)であることが良く、さらに好ましくは円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量a(個数%)と円相当径2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量b(個数%)とが下記条件
b−a≦0.30
を満たすよう、予め粉砕及び分級の如き粒度分布の調整を行ったものを使用することが好ましい。特に分級方法としては遠心分離やシックナーといった沈降分離を利用した湿式分級法が好ましい。
【0037】
さらに外添剤微粒子Aを混合する前のトナー粒子は、フロー式粒子像分析装置による個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量が10個数%未満となるように粒度分布をコントロールしておくことがより好ましい。この円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の範囲にトナー粒子が10個数%以上存在すると、微粒子を添加してもトナー劣化を防止する効果が小さくなる。
【0038】
特に本発明のトナーは、前述の如くトナーの重量平均径(D4)をX(μm)とし、トナーの個数分布における粒径3.17μm以下のトナー粒子の割合をY(個数%)としたとき下記条件:
−5X+35≦Y≦−25X+180
3.5≦X≦6.5
を満たすものであるが、この様な粒度分布をもつトナーは、従来の様な分級を行うだけでは、特に粒径2.00μm未満のトナー粒子を除去することが困難である。そのため従来よりも精密な分級操作を行い、2.00μm未満のトナー粒子を可能な限り除去することが好ましい。例えばエルボジェットの様な風力分級機による複数回の分級や、エルボジェットによる分級後にターボクラシファイアによる微粉カット分級を行うことがあげられる。
【0039】
つまり本発明では、精密な分級操作を行うことで円相当径が1.00μm以上2.00μm未満のトナー粒子の含有量が10個数%以下となるように粒度分布を調整し、そのトナー粒子に特定の粒度分布を有する微粒子を添加することで得られるトナーが好ましい。
【0040】
さらに本発明においては、トナーの体積平均粒径(Dv)は、2.5μm乃至6.0μmであることが好ましい。体積平均粒径(Dv)が2.5μm未満の場合は、十分な画像濃度が得られ難い。体積平均粒径(Dv)が6.0μmより大きい場合は、より高精細な画像形成が困難である。
【0041】
本発明において、コールターカウンターによる粒度分布の測定及びフロー式粒子像分析装置による粒度分布の測定は、以下の方法に従って行なう。
【0042】
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(コールター社製)を用いて行なうが、コールターマルチサイザー(コールター社製)を用いることも可能である。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100〜150ml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分間分散処理を行い、前記測定装置によりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、2.00μm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、本発明に係る体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径(D4)、体積平均粒径(Dv)(それぞれ各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)、個数分布から求めた個数基準の2.00μm〜3.17μmの割合を求めた。
【0043】
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを用いる。
【0044】
トナー、トナー粒子及び外添剤微粒子Aのフロー式粒子像分析装置による測定は、東亜医用電子社(株)製フロー式粒子像分析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。
【0045】
測定は、フィルターを通して微細なごみを取り除き、その結果として10-3cm3の水中に測定範囲(例えば、円相当径0.60μm以上159.21μm未満)の粒子数が20個以下の水50ml中に界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を数滴加え、更に、測定試料を2〜20mg加え、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、測定試料の粒子濃度を4000〜8000個/10-3cm3(測定円相当径範囲の粒子を対象として)に調整した試料分散液を用いて、0.60μm以上159.21μm未満の円相当径を有する粒子の粒度分布を測定する。
【0046】
測定の概略は、東亜医用電子社(株)発行のFPIA−1000のカタログ(1995年6月版)、測定装置の操作マニアル及び特開平8−136439号公報に記載されているが、以下の通りである。
【0047】
試料分散液は、フラットで扁平な透明フローセル(厚み約200μm)の流路(流れ方向に沿って広がっている)を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するように、ストロボとCCDカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために1/30秒間隔で照射され、その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する2次元画像として撮影される。それぞれの粒子の2次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。
【0048】
約1分間で、1200個以上の粒子の円相当径を測定することができ、円相当径分布に基づく数及び規定された円相当径を有する粒子の割合(個数%)を測定できる。特に実施例の粒子濃度が6000個/10-3cm3のトナー分散液の場合には、約1分間で約1800個の円相当径を測定することができる。
【0049】
結果(頻度%及び累積%)は、表1に示す通り、0.06〜400μmの範囲を226チャンネル(1オクターブに対し30チャンネルに分割)に分割して得ることができる。実際の測定では、円相当径が0.60μm以上159.21μm未満の範囲で粒子の測定を行う。
【0050】
【表1】
*)粒径範囲の上限は、その数値を含まず、「未満」を表わす。
【0051】
さらに本発明では、以下の式で定義されるトナーのタップ時の空隙率が0.45〜0.70の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは0.50〜0.70の範囲であるときに優れた帯電性を示す。
空隙率=(真密度−タップ密度)/真密度
【0052】
トナーは、主にトナー担持体とトナー規制ブレードとの間でパッキングされた状態で摩擦帯電をする。そのためトナーのパッキング状態の程度はそのトナーの帯電に大きく影響する。トナーが上記範囲の空隙率を有するとき、トナー粒子各個の帯電機会が均一になるため各トナー粒子の帯電量のバラツキが制御され、画像濃度とカブリを高いレベルで調節することが可能となる。
【0053】
本発明において、トナーのタップ密度の測定はホソカワミクロン(株)製のパウダーテスターを用い、該パウダーテスターに付属している容器を使用して、該パウダーテスターの取扱説明書の手順に従って測定した値を言う。
【0054】
本発明において、トナーの真密度は以下のようにして測定する。トナー1gをIR測定用錠剤成型器に入れ、約1.96MPa(200kgf/cm2)の圧力で1分間加圧し成型する。このサンプルの体積および重量を測定し真密度を求める。
【0055】
本発明に使用される結着樹脂の種類としては、ポリスチレン、ポリ−P−クロロスチレン及びポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−P−クロロスチレン共重合体、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及びスチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如き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;ポリアクリル酸及びポリアクリル酸エステルの如きアクリル系樹脂;ポリメタクリル酸及びポリメタクリル酸エステルの如きメタクリル系樹脂;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;石油系樹脂が使用できる。さらに、架橋されたスチレン系樹脂も好ましい結着樹脂である。
【0056】
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、ビニル系単量体が単独又は組合わせて用いることができる。ビニル系単量体としては、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及びアクリルアミドの如き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、マレイン酸メチル及びマレイン酸ジメチルの如き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、酢酸ビニル及び安息香酸ビニルの如きビニルエステル類;例えば、エチレン、プロピレン及びブチレンの如きエチレン系オレフィン類;例えば、ビニルメチルケトン及びビニルヘキシルケトンの如きビニルケトン類;例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル及びビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル類が挙げられる。
【0057】
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単独又は組合わせて用いられる。このような化合物としては、例えば、ジビニルベンゼン及びジビニルナフタレンの如き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及び1,3−ブタンジオールジメタクリレートの如き二重結合を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及びジビニルスルホンの如きジビニル化合物;及び3個以上のビニル基を有する化合物;が挙げられる。
【0058】
本発明に係る樹脂組成物の高分子量成分の重合法としては、乳化重合法や懸濁重合法が挙げられる。
【0059】
このうち、乳化重合法は、水にほとんど不溶の単量体(モノマー)を乳化剤で小さい粒子として水相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行う方法である。この方法では反応熱の調節が容易であり、重合の行われる相(重合体と単量体からなる油相)と水相とが別であるから停止反応速度が小さく、その結果重合速度が大きく、高重合度のものが得られる。更に、重合プロセスが比較的簡単であること、及び重合生成物が微細粒子であるために、トナーの製造において、着色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易であること等の理由から、トナー用バインダー樹脂の製造方法として有利な点がある。
【0060】
しかし、添加した乳化剤のため生成重合体が不純になり易く、重合体を取り出すには塩析などの操作が必要で、この不便を避けるためには懸濁重合が好都合である。
【0061】
懸濁重合においては、水系溶媒100重量部に対して、モノマー100重量部以下(好ましくは10〜90重量部)で行うのが良い。使用可能な分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール部分ケン化物及びリン酸カルシウムが挙げられる。分散剤の使用量は、水系溶媒に対するモノマー量で適当量があるが、一般に水系溶媒100重量部に対して0.05〜1重量部が用いられる。重合温度は50〜95℃が適当であるが、使用する開始剤、目的とするポリマーによって適宜選択すべきである。
【0062】
本発明にかかる結着樹脂の低分子量成分の合成法としては、公知の方法を用いることができる。しかし、塊状重合法では、高温で重合させて停止反応速度をはやめることで低分子量の重合体を得ることもできるが反応をコントロールしにくい問題点がある。その点、溶融重合法では溶媒によるラジカルの連鎖移動の差を利用することにより、または、開始剤量や反応温度を調節することにより、低分子量重合体を温和な条件で容易に得ることができ、低分子量体を合成する場合には好ましい。なかでも、酸成分や分子量を高度に調節するために、例えば、分子量と組成の異なる重合体を混合して低分子量重合体を得る方法や、組成の異なるモノマー類を後添加する方法を用いることができる。
【0063】
溶液重合で用いる溶媒としては、キシレン、トルエン、クメン、酢酸セロソルブ、イソプロピルアルコール、ベンゼン等が用いられる。スチレンモノマー混合物の場合はキシレン、トルエン又はクメンが好ましい。重合生成するポリマーによって適宜選択される。
【0064】
本発明では必要に応じてトナー中にワックスを含有していることが好ましい。用いられるワックスとしては、例えば、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が挙げられる。誘導体は、酸化物、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、及びビニル系モノマーとのグラフト変性物を含む。
【0065】
本発明で好ましく用いられるワックスは、下記一般式で表わされるものである。
【0066】
R−Y
【0067】
式中、Rは炭化水素基を示し、
Yは水素、水酸基、カルボキシル基、アルキルエーテル基、エステル基又はスルホニル基を示す。
【0068】
上記のR−Yで示される化合物は、GPCによる重量平均分子量(Mw)が3000以下、好ましくは500〜2500であることが良い。
【0069】
具体的な化合物例としては、下記式(A),(B)及び(C)で示される化合物が挙げられる。
(A)CH3(CH2)nCH2OH(n=20〜300)
(B)CH3(CH2)nCH2COOH(n=20〜300)
(C)CH3(CH2)nCH2OCH2(CH2)mCH3
(n=20〜200,m=0〜100)
これらの化合物は、(A)化合物の誘導体であり、主鎖は直鎖状の飽和炭化水素である。化合物(A)から誘導される化合物であれば上記例に示した以外のものでも使用できる。上記ワックスを用いることにより、本発明のトナーは低温での定着性及び高温での耐オフセット性を高度に満足することが可能となる。
【0070】
上記化合物のなかでも特に上記(A)式で表わされる高分子アルコールを主成分として用いたワックスが好ましい。上記ワックスはすべり性がよく、特に耐オフセットに優れている。
【0071】
本発明において、ワックスの分子量分布は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって次の条件で測定される。
【0072】
<ワックスのGPC測定条件>
装置 :GPC−150C(ウォーターズ社製)
カラム:GMH−HT(東ソー社製)の2連
温度 :135℃
溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール添加)
流速 :1.0ml/min.
試料 :濃度0.15重量%の試料を0.4ml注入
【0073】
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用する。更に、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式で換算することによって算出される。
【0074】
これらのワックスは結着樹脂100重量部に対し、0.5重量部乃至20重量部用いられることが好ましい。
【0075】
トナーは、着色剤として、磁性体を含有する磁性トナーとして用いることが好ましい。磁性トナーの磁性体含有量は、結着樹脂100重量部に対して、30〜200重量部、好ましくは、50〜150重量部であることが良い。
【0076】
本発明においては、トナーに負荷電制御剤を添加して負荷電性磁性トナーとすることが、より好ましい。
【0077】
負荷電制御剤の具体例としては、特公昭41−20153号公報、同42−27596号公報、同44−6397号公報及び同45−26478号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯体;特開昭50−133338号公報に記載されているニトロアミン酸及びその塩;C.I.14645の如き染顔料;特公昭55−42752号公報、特公昭58−41508号公報、特公昭58−7384号公報及び特公昭59−7385号公報に記載されているサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸のZn,Al,Co,Cr,Feの如き金属錯体;スルホン化した銅フタロシアニン顔料;ニトロ基、ハロゲンを導入したスチレンオリゴマー;塩素化パラフィンを挙げることができる。特に分散性に優れ、画像濃度の安定性やカブリの低減に効果のある、一般式(I)で表わされるアゾ系金属錯体及び一般式(II)で表わされる塩基性有機酸金属錯体が好ましい。
【0078】
【化1】
【0079】
【化2】
【0080】
そのうち上記式(I)で表わされるアゾ系金属錯体がより好ましく、とりわけ、中心金属がFeである下記式(III)で表されるアゾ系鉄錯体が最も好ましい。
【0081】
【化3】
【0082】
次に、上記式(III)で示されるアゾ系鉄錯体の具体例を下記に示す。
【0083】
【化4】
【0084】
【化5】
【0085】
本発明において、荷電制御剤の含有量は結着樹脂100重量部に対し0.1〜5重量部が好ましく、特に0.2〜3重量部が好ましい。荷電制御剤の含有量が過大の場合にはトナーの流動性が悪化し、カブリが生じやすく、過小のときには十分な帯電量が得られにくい。
【0086】
本発明のトナーは、環境安定性,帯電安定性,現像性,流動性,保存性向上のため、親水性無機微粉体または疎水性無機微粉体の如き無機微粉体Bが外添剤粒子として、前述した微粒子Aと共にトナー粒子と混合されることが好ましい。この無機微粉体Bとしては、例えば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末又はそれらの疎水化物が挙げられる。それらは、単独あるいは併用して用いることが好ましい。
【0087】
シリカ微粉体はケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法またはヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両方が使用可能であるが、表面及び内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O,SO3 2-等の製造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。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,塩化チタンの如き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。
【0088】
さらにシリカ微粉体は疎水化処理されているものが好ましい。疎水化処理するには、有機ケイ素化合物の如きシリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する処理剤で化学的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ微粉体をシランカップリング剤で処理した後、あるいはシランカップリング剤で処理すると同時にシリコーンオイルの如き有機ケイ素化合物で処理する方法が挙げられる。
【0089】
疎水化処理に使用されるシランカップリング剤としては、例えばヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシランメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン及び1分子当たり2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛のケイ素原子に結合した水酸基を含有したジメチルポリシロキサンが挙げられる。
【0090】
有機ケイ素化合物としては、シリコーンオイルが挙げられる。好ましいシリコーンオイルとしては、25℃における粘度がおよそ30〜1,000センチストークスのものが用いられる。シリコーンオイルとしては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルが挙げられる。
【0091】
シリコーンオイル処理の方法は、例えばシランカップリング剤で処理されたシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合しても良いし、ベースとなるシリカへシリコーンオイルを噴射する方法によっても良い。あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体とを混合し、溶剤を除去する方法でも良い。
【0092】
この無機微粉体の平均粒径は一次粒径として、0.002〜0.2μmであることが、帯電安定性や流動性向上の点で好ましい。
【0093】
さらに本発明では転写中抜けや、感光ドラムへのトナー融着防止のために、シリコーンオイルまたはシリコーンワニスの存在量が20〜90重量%の微粒子凝集体Cが外添剤微粒子として混合されていることが、より好ましい。
【0094】
本発明において、微粒子とシリコーンオイルまたはシリコーンワニスとからなる微粒子凝集体Cに用いる該微粒子としては、無機化合物の微粒子または有機化合物の微粒子が使用される。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、シリコーンゴム、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、フッ素樹脂の如き樹脂粒子脂肪族系化合物が挙げられる。
【0095】
無機化合物としては、SiO2,GeO2,TiO2,SnO2,Al2O3,B2O3,P2O5,As2O3の如き金属酸化物;ケイ酸塩,ホウ酸塩,リン酸塩,ゲルマン酸塩,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,テルル酸塩の如き金属酸化物塩;及びこれらの複合化合物;炭化ケイ素,窒化ケイ素,アモルファスカーボン;が挙げられる。これらは、単独あるいは混合して用いられる。
【0096】
これらの中で金属酸化物が好ましく用いられ、Si,Al及びTiからなるグループから選択される金属の酸化物又は複合化合物がより好ましい。表面をカップリング剤によりあらかじめ疎水化したものを用いてもよい。
【0097】
本発明に用いるシリコーンオイルとしては下記一般式(IV)
【0098】
【化6】
【0099】
R :炭素数1〜3のアルキル基
R’:アルキル、ハロゲン変性アルキル、フェニル及び変性フェニルからな
るグループから選択されるシリコーンオイル変性基
R”:炭素数1〜3のアルキル基又はアルコキシ基
で表わされるものが好ましい。例えばジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルが挙げられる。
【0100】
本発明において、シリコーンオイルとしては、式(V)で表わされる構造をもつアミノ変性シリコーンオイルも使用できる。
【0101】
【化7】
【0102】
(ここで、R3及びR8は水素,アルキル基,アリール基又はアルコキシ基を表わし、R4はアルキレン基又はフェニレン基を表わし、R5は含窒素複素環をその構造に有する化合物を表わし、R6及びR7は水素,アルキル基又はアリール基を表わし、R4はなくてもよい。ただし上記のアルキル基,アリール基,アルキレン基及びフェニレン基はアミンを含有していても良いし、帯電性を損ねない範囲でハロゲンを置換基として有していても良い。pは1以上の数であり、q及びrは0を含む正の数である。ただしq+rは1以上の正の数である。)
【0103】
上記構造中最も好ましい構造は、窒素原子を含む側鎖中の窒素原子の数が1か2であるものである。
【0104】
窒素を含有する不飽和複素環として下記にその一例を挙げる。
【0105】
【化8】
【0106】
窒素を含有する飽和複素環の一例を以下に挙げる。
【0107】
【化9】
【0108】
ただし、本発明は何ら上記化合物例に拘束されるものではないが、好ましくは5員環又は6員環の複素環をもつものが良い。
【0109】
誘導体としては、上記化合物群に炭化水素基、ハロゲン基、アミノ基、ビニル基、メルカプト基、メタクリル基、グリシドキシ基、ウレイド基を導入した誘導体が例示される。
【0110】
これらは1種または2種以上の混合系で用いてもよい。
【0111】
本発明に用いられるシリコーンワニスとしては、例えばメチルシリコーンワニス及びフェニルメチルシリコーンワニスを挙げることができ、特に、メチルシリコーンワニスが好ましい。
【0112】
メチルシリコーンワニスは、下記構造式で示されるT31単位、D31単位、M31単位よりなるポリマーであり、かつT31単位を多量に含む三次元ポリマーである。
【0113】
【化10】
【0114】
メチルシリコーンワニスまたはフェニルメチルシリコーンワニスは、具体的には例えば下記構造式(VI)で示されるような化学構造を有する物質である。
【0115】
【化11】
(R31は、メチル基またはフェニル基を表わす。)
【0116】
上記シリコーンワニスにおいて、特にT31単位は、良好な熱硬化性を付与し、三次元網状構造とするために有効な単位である。上記T31単位は、シリコーンワニス中に10〜90モル%、特に30〜80モル%の割合で含まれることが好ましい。
【0117】
このようなシリコーンワニスは、分子鎖の末端もしくは側鎖に水酸基を有しており、この水酸基の脱水縮合によって硬化することとなる。この硬化反応を促進させるために用いることができる硬化促進剤としては、例えば、亜鉛、鉛、コバルト、スズの如き脂肪酸塩;トリエタノールアミン、ブチルアミンの如きアミン類;を挙げることができる。このうち特にアミン類を好ましく用いることができる。
【0118】
上記の如きシリコーンワニスをアミノ変性シリコーンワニスとするためには、前記T31単位、D31単位、M31単位中に存在する一部のメチル基あるいはフェニル基をアミノ基を有する基に置換すればよい。アミノ基を有する基としては、例えば下記構造式(VII)〜(XI)で示されるものを挙げることができる。が、これらに限定されるものではない。
【0119】
【化12】
【0120】
上記シリコーンオイルまたはシリコーンワニスは25℃における粘度が、好ましくは50乃至200,000センチストークス、さらに好ましくは500〜150,000センチストークス、より好ましくは1,500〜100,000センチストークス、さらに好ましくは3,000〜80,000センチストークスが良い。
【0121】
50センチストークス未満では、多量のシリコーンオイルまたはシリコーンワニスの良好な粒子化が困難であるとともに、微粒子凝集体に安定性が無く、熱および機械的な応力により、画質が劣化する傾向がある。
【0122】
200,000センチストークスを超える場合は、シリコーンオイルまたはシリコーンワニスの粒子化が困難になる傾向がある。
【0123】
シリコーンオイルまたはシリコーンワニスの粘度測定は、ビスコテスターVT500(ハーケ社製)を用いて行なう。
【0124】
いくつかあるVT500用粘度センサーの一つを選び(任意)、そのセンサー用の測定セルに測定試料を入れて測定する。装置上に表示された粘度(Pas)はcSt(センチストークス)に換算する。
【0125】
微粒子凝集体Cにおけるシリコーンオイルまたはシリコーンワニスの処理量は、20〜90重量%、好ましくは27〜85重量%、さらに好ましくは40〜80重量%の場合に初期の効果が得られる。
【0126】
シリコーンオイルまたはシリコーンワニスの処理量が20重量%未満の場合、転写中抜けや感光ドラムへのトナー融着の改良に効果が少なく、90重量%を超える場合は、シリコーンオイルまたはシリコーンワニスを粒子に保持しにくくなり、過剰のシリコーンオイルまたはシリコーンワニスがトナー粒子を凝集させ、画質の劣化を起し易くなる。
【0127】
シリコーンオイルまたはシリコーンワニスと微粒子から構成される微粒子凝集体Cの適用量はトナー100重量部に対して、好ましくは0.01〜10重量部、より好ましくは0.03〜5重量部、さらに好ましくは0.05〜2重量部が良い。0.01重量部未満では、転写中抜けや感光ドラムへのトナー融着の改良の効果が少なく、また、10重量部を超える場合は、トナーの定着性を損なう傾向がある。
【0128】
本発明に係るシリコーンオイルまたはシリコーンワニスと微粒子から構成される微粒子凝集体Cは、シリコーンオイルまたはシリコーンワニスという離型性の良好な物質を20重量%〜90重量%と比較的に多量に含んでおり、それがトナーと感光体表面との離型性の向上に働く。
【0129】
シリコーンワニスよりシリコーンオイルの方が感光体表面に塗布され易いので、シリコーンオイルの方が好ましい。またシリコーンオイルにはアルコキシ基は含まれないことが好ましい。
【0130】
この微粒子凝集体Cの平均粒径は、0.5〜50μmであることが、トナー中での均一混合性の点で好ましい。
【0131】
本発明においては、現像性や流動性の改善のため、トナーに外添剤粒子として樹脂微粒子Dを添加することが、より好ましい。
【0132】
該樹脂微粒子Dは、乳化重合法またはスプレードライ法によって生成条件を調整することにより製造され得る。好ましくは、スチレン、アクリル酸、メチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートの如き、トナー用結着樹脂に用いられる成分を乳化重合法により単独あるいは共重合して得られるガラス転移点80℃以上の樹脂粒子が良好な効果を示す。
【0133】
ジビニルベンゼンの如き架橋剤で架橋されていてもよく、表面が金属、金属酸化物、顔料、染料、界面活性剤で処理されても良い。
【0134】
本発明における樹脂微粒子Dは、スチレン系モノマー単位を51重量%以上含む、ブロックまたはランダムスチレン系共重合体であることが特に好ましい。スチレン系樹脂微粒子は、通常、トナーの結着樹脂に用いられるスチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂と帯電列が近く、トナー粒子との相互帯電が少なく流動性が悪化しにくい。
【0135】
樹脂微粒子D中に含まれるスチレンモノマー単位が51重量%未満であるとトナーの凝集性が強くなり、流動性が悪化し、画像白抜け、画像濃度ムラが生じやすい。
【0136】
この樹脂微粒子Dの平均粒径は、0.01〜1.0μmであることが、現像性改善の点で好ましい。
【0137】
上記の無機微粉体B、微粒子凝集体C及び樹脂微粒子Dの平均粒径は、以下の方法で測定した値である。
【0138】
電子顕微鏡S−800(日立製作所社製)を用いて、無機微粉体Bは10万乃至20万倍、微粒子凝集体Cは100乃至2000倍、樹脂微粒子Dは10000乃至20000倍の倍率で写真撮影を行い、撮影された微粒子から、無機微粉体Bは粒径5nm以上の粒子について、微粒子凝集体Cは粒径0.2μm以上の粒子について、樹脂微粒子Dは0.005μm以上の粒子について、ランダムに100乃至200個を抽出し、ノギス等の測定機器を用いてそれぞれの直径を測定し、平均化したものを各微粒子の平均粒径とした。
【0139】
本発明の画像形成方法の好ましい一具体例を図3を参照しながら説明する。
【0140】
一次帯電器としての帯電ローラーからなる接触帯電部材11で静電潜像担持体としてのOPC感光ドラム3表面を負極性に帯電し、レーザ光による露光5によりイメージスキャニングによりデジタルの静電潜像を形成し、カウンター方向に設置されたウレタンゴム製の弾性ブレード8および磁石15を内包している現像スリーブ6を具備する現像手段としての現像装置1の負摩擦帯電性磁性トナー13で該潜像を反転現像する。または、アモルファスシリコン感光体を使用し、感光体を正極性に帯電し、静電潜像を形成し、負摩擦帯電性磁性トナーを用いて正規現像をおこなう。現像スリーブ6に、バイアス印加手段12により交互バイアス、パルスバイアス及び/又は直流バイアスが印加されている。転写紙Pが搬送されて、転写部にくると転写手段としての転写ローラーからなる接触転写部材4により転写紙Pの背面(感光ドラム側と反対面)から帯電をすることにより、感光ドラム表面上のトナー画像が転写紙P上へ静電転写される。感光ドラム3から分離された転写紙Pは、内部に加熱手段20を有する加熱ローラー21と加圧ローラー22を有する加熱加圧定着器により転写紙P上のトナー画像を定着するために定着処理される。
【0141】
転写工程後の感光ドラム3に残留する磁性トナーは、クリーニングブレード7を有するクリーニング器14で除去される。クリーニング後の感光ドラム3は、イレース露光10により除電され、再度、一次帯電器11による帯電工程から始まる工程が繰り返される。
【0142】
静電潜像担持体(感光ドラム)は感光層及び導電性基体を有し、矢印方向に動く。現像剤担持体である非磁性円筒の現像スリーブ6は、現像部において静電潜像担持体表面と同方向に進むように回転する。非磁性円筒の現像スリーブ6の内部には、磁界発生手段である多極永久磁石15(マグネットロール)が回転しないように配されている。現像装置1内の磁性トナー13は非磁性円筒面上に塗布され、かつ現像スリーブ6の表面と磁性トナー粒子との摩擦によって、磁性トナー粒子はマイナスのトリボ電荷が与えられる。さらに弾性ドクターブレード8を配置することにより、トナー層の厚さを薄く(30μm〜300μm)且つ均一に規制して、現像部における感光ドラム3と現像スリーブ6の間隙よりも薄いトナー層を非接触となるように形成する。このスリーブ6の回転速度を調整することにより、スリーブ表面速度が静電潜像担持体表面の速度と実質的に等速、もしくはそれに近い速度となるようにする。
【0143】
現像スリーブ6に交流バイアスまたはパルスバイアスをバイアス手段12により印加しても良い。この交流バイアスはfが200〜4,000Hz、Vppが500〜3,000Vであることが好ましい。
【0144】
現像部分における磁性トナー粒子の転移に際し、静電潜像を保持する感光ドラム3の表面の静電的力及び交流バイアスまたはパルスバイアスの作用によって磁性トナー粒子は静電潜像側に転移する。
【0145】
上述の感光ドラムの如き静電潜像担持体や現像装置、クリーニング手段などの構成要素のうち、複数のものを装置ユニットとして一体に結合してプロセスカートリッジを構成し、このプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱可能に構成しても良い。例えば、帯電手段及び現像装置を感光ドラムとともに一体に支持してプロセスカートリッジを形成し、装置本体に着脱自在の単一ユニットとし、装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成にしても良い。このとき、上記のプロセスカートリッジのほうにクリーニング手段を伴って構成しても良い。
【0146】
図4は本発明のプロセスカートリッジの一実施例を示している。本実施例では、現像装置1、ドラム状の静電潜像担持体(感光ドラム)3、クリーナ14、一次帯電器11を一体としたプロセスカートリッジ18が例示される。
【0147】
プロセスカートリッジにおいては、現像装置1の磁性トナー13がなくなった時に新たなカートリッジと交換される。
【0148】
本実施例では、現像装置1は磁性トナー13を保有しており、現像時には、感光ドラム3と現像スリーブ6との間に所定の電界が形成され、現像工程が好適に実施されるためには、感光ドラム3と現像スリーブ6との間の距離は非常に大切である。本実施例では例えば300μm中心とし、誤差が±20μmとなるように調整される。
【0149】
図4に示すプロセスカートリッジにおいて、現像装置1は磁性トナー13を収容するためのトナー容器2と、トナー容器2内の磁性トナー13をトナー容器2から静電潜像担持体3に対面した現像域へと担持し搬送する現像スリーブ6と、現像スリーブ6にて担持され、現像域へと搬送される磁性トナーを所定厚さに規制し該現像スリーブ上にトナー薄層を形成するための弾性ブレード8とを有する。
【0150】
前記現像スリーブ6は、任意の構造とし得る。通常は、磁石15を内蔵した非磁性の現像スリーブ6から構成される。現像スリーブ6は図示されるように円筒状の回転体とすることもできる。循環移動するベルト状とすることも可能である。その材質としては通常、アルミニウムやSUSが用いられることが好ましい。
【0151】
前記弾性ブレード8は、ウレタンゴム、シリコーンゴム、NBRの如きゴム弾性体;リン青銅、ステンレス板の如き金属弾性体;ポリエチレンテレフタレート、高密度ポリエチレン等の如き樹脂弾性体で形成された弾性板で構成される。弾性ブレード8は、その部材自体のもつ弾性により現像スリーブ6に当接され、鉄の如き剛体から成るブレード支持部材9にてトナー容器2に固定される。弾性ブレード8は、線圧5〜80g/cmで現像スリーブ6の回転方向に対してカウンター方向に当接することが好ましい。
【0152】
弾性ブレード8の代わりに、鉄のごとき磁性ドクターブレードを用いることも可能である。
【0153】
一次帯電手段としては、以上のごとく接触帯電手段として帯電ローラー11を用いて説明したが、帯電ブレード、帯電ブラシの如き接触帯電手段でもよく、更に、非接触のコロナ帯電手段でもよい。しかしながら、帯電によるオゾンの発生が少ない点で接触帯電手段の方が好ましい。転写手段としては、以上のごとく転写ローラー4を用いて説明したが転写ブレードの如き接触帯電手段でもよく、更に非接触のコロナ転写手段でもよい。しかしながら、こちらも転写によるオゾンの発生が少ない点で接触帯電手段の方が好ましい。
【0154】
本発明の画像形成方法をファクシミリのプリンターに適用する場合には、光像露光Lは受信データをプリントするための露光になる。図5はこの場合の一例をブロック図で示したものである。
【0155】
コントローラ31は画像読取部30とプリンター39を制御する。コントローラ31の全体はCPU37により制御されている。画像読取部からの読取データは、送信回路33を通して相手局に送信される。相手局から受けたデータは受信回路32を通してプリンター39に送られる。画像メモリには所定の画像データが記憶される。プリンタコントローラ38はプリンター39を制御している。34は電話である。
【0156】
回線35から受信された画像(回線を介して接続されたリモート端末からの画像情報)は、受信回路32で復調された後、CPU37は画像情報の複号処理を行い順次画像メモリ36に格納される。そして、少なくとも1ページの画像がメモリ36に格納されると、そのページの画像記録を行う。CPU37は、メモリ36より1ページの画像情報を読み出しプリンタコントローラ38に複合化された1ページの画像情報を送出する。プリンタコントローラ38は、CPU37からの1ページの画像情報を受け取るとそのページの画像情報記録を行うべく、プリンタ39を制御する。
【0157】
尚、CPU37は、プリンタ39による記録中に、次のページの受信を行っている。
【0158】
以上の様に、画像の受信と記録が行われる。
【0159】
【実施例】
以上本発明の基本的な構成と特色について述べたが、以下実施例に基づいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、これによって本発明の実施の態様がなんら限定されるものではない。なお、実施例中の部数は重量部である。
【0160】
(微粒子製造例)
炭酸ストロンチウム600gと酸化チタン320gをボールミルにて、8時間湿式混合した後濾過乾燥した。この混合物を5kg/cm2の圧力で成型し、1100℃の温度で8時間仮焼した。
【0161】
得られたチタン酸ストロンチウムをジェット気流を用いた粉砕機により粉砕し、風力分級機を用いて分級しある程度粒径をそろえた後、水中に分散させ、遠心分離機でより精密な分級を行い、乾燥後解砕処理することで、フロー式粒子像分析装置による個数基準の粒度分布において円相当平均径が1.4μm、b−aが−0.51であるチタン酸ストロンチウム微粒子Iを得た。
【0162】
同様に粉砕、分級を行い表2に示す微粒子を調製した。
【0163】
【0164】
上記材料を予備混合した後、130℃に設定した二軸混練押出機によって溶融混練を行った。混練物を冷却後粗粉砕し、ジェット気流を用いて粉砕機によって微粉砕し、さらにエルボジェット分級機を用いて2回分級を行い、トナー粒子(重量平均粒径5.91μm、体積平均粒径5.10μm、2.00〜3.17μmの粒子が14.3個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が3.1個数%)を得た。
上記の得られたトナー粒子100部に対して、上記の材料をヘンシェルミキサーで混合して、表3の実施例1に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0165】
<実施例2>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.63μm、体積平均粒径4.87μm、2.00〜3.17μmの粒子が26.5個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が4.2個数%)を得、チタン酸ストロンチウムの代わりに酸化チタンI 2.0部を使用する以外は同様にして、表3の実施例2に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0166】
<実施例3>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.78μm、体積平均粒径4.99μm、2.00〜3.17μmの粒子が14.2個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が4.4個数%)を得、チタン酸ストロンチウムの代わりにステアリン酸亜鉛I 0.5部を使用する以外は同様にして、表3の実施例3に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0167】
<実施例4>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径6.45μm、体積平均粒径5.53μm、2.00〜3.17μmの粒子が5.5個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が8.9個数%)を得、チタン酸ストロンチウムの代わりにアクリル樹脂粒子I 0.09部を使用する以外は同様にして、表3の実施例4に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0168】
<実施例5>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.82μm、体積平均粒径5.02μm、2.00〜3.17μmの粒子が31.4個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が7.5個数%)を得、チタン酸ストロンチウムI1.0部を使用する以外は同様にして、表3の実施例5に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0169】
<実施例6>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.10μm、体積平均粒径4.44μm、2.00〜3.17μmの粒子が20.1個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が2.0個数%)を得、チタン酸ストロンチウムI1.5部を使用する以外は同様にして、表3の実施例6に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0170】
<実施例7>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.87μm、体積平均粒径5.06μm、2.00〜3.17μmの粒子が14.4個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が0.8個数%)を得、チタン酸ストロンチウムI0.1部を使用する以外は同様にして、表3の実施例7に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0171】
<実施例8>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径6.38μm、体積平均粒径5.48μm、2.00〜3.17μmの粒子が12.8個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が1.1個数%)を得、チタン酸ストロンチウムI0.1部を使用する以外は同様にして、表3の実施例8に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0172】
<実施例9>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.72μm、体積平均粒径4.96μm、2.00〜3.17μmの粒子が16.9個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が8.2個数%)を得、チタン酸ストロンチウムII 1.0部を使用する以外は同様にして、表3の実施例9に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0173】
<実施例10>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.90μm、体積平均粒径5.08μm、2.00〜3.17μmの粒子が15.0個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が2.9個数%)を得、チタン酸ストロンチウムIII 1.0部を使用する以外は同様にして、表3の実施例10に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0174】
<実施例11>
エルボジェットによる分級を1回しか行なわなかった以外は実施例1と同様にして、トナー粒子(重量平均粒径5.86μm、体積平均粒径5.03μm、2.00〜3.17μmの粒子が22.7個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が12.0個数%)を得、チタン酸ストロンチウムI 0.8部を使用することも同様にして、表3の実施例11に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0175】
<実施例12>
実施例1での分級条件を変更してトナー粒子(重量平均粒径6.15μm、体積平均粒径5.28μm、2.00〜3.17μmの粒子が10.7個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が5.1個数%)を得、実施例1と同様に外添を行なって、表3の実施例12に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0176】
上記の外添後のトナー及び外添剤のトナー粒子のフロー式粒子像分析装置によって測定される粒子の円相当径の個数基準の粒度分布を表5及び表6にそれぞれ示し、粒度分布図を図1及び図2にそれぞれ示す。
【0177】
<比較例1>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径7.52μm、体積平均粒径6.40μm、2.00〜3.17μmの粒子が7.9個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が0.4個数%)を得、チタン酸ストロンチウムの代わりに比較用酸化チタン1.0部を使用する以外は同様にして、表3の比較例1に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0178】
<比較例2>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径11.32μm、体積平均粒径9.49μm、2.00〜3.17μmの粒子が0.2個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が1.2個数%)を得、チタン酸ストロンチウムIを使用しない以外は同様にして、表3の比較例2に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0179】
<比較例3>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.71μm、体積平均粒径4.93μm、2.00〜3.17μmの粒子が15.4個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が1.8個数%)を得、チタン酸ストロンチウムIの代わりに比較用乾式シリカ1.0部を使用する以外は同様にして、表3の比較例3に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0180】
<比較例4>
実施例1と同様にしてトナー粒子(重量平均粒径5.85μm、体積平均粒径5.02μm、2.00〜3.17μmの粒子が15.1個数%、1.00μm以上2.00μm未満の粒子が4.3個数%)を得、比較用チタン酸ストロンチウム1.0部を使用する以外は同様にして、表3の比較例4に示したような静電荷像現像用トナーを得た。
【0181】
次にこれらの調製されたトナーを以下に示すような方法によって評価した。図3に示す画像形成装置として、市販のレーザービームプリンターLBP−450(キヤノン製)を用い、プリント速度12枚(A4)/1分を20枚(A4)/1分に改造し、低温低湿下(10℃・15%RH)及び高温高湿下(32.5℃・90%RH)のそれぞれの環境下で3万枚(30K)のプリントアウト試験を行った。トナー切れに際しては、カートリッジ上部のトナー容器部分に切り込みを設け、そこからトナーを補給することによってプリントアウト試験を続けた。得られた画像を下記の項目について評価した。
【0182】
(1)ドット再現性
高温高湿環境での耐久初期と30K耐久後の画像で、独立した1ドットのパターンをプリントアウトし、1ドットの再現性を顕微鏡観察によって評価した。
A:非常に良好(ドットを忠実に再現しており、トナー飛散もほとんど無い)
B:良好(ドットを忠実に再現している)
C:普通(やや像に汚れがある)
D:悪い(像に乱れが多く再現性が悪い)
【0183】
(2)画像濃度
高温高湿環境では耐久初期と30K耐久後の画像で、低温低湿環境では30K耐久後の画像で通常の複写機用普通紙(75g/m2)にプリントアウト時の画像濃度により評価した。なお、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。
【0184】
(3)カブリ
リフレクトメーター(東京電色(株)製)により測定した転写紙の白色度と、低温低湿環境下での3万枚(30K)プリントアウト後のベタ白画像の白色度との比較からカブリを算出した。
【0185】
以上(1)〜(3)の評価結果を表4に示した。
【0186】
【表2】
【0187】
【表3】
【0188】
【表4】
【0189】
【表5】
【0190】
【表6】
【0191】
【発明の効果】
本発明によれば、高温高湿の環境で長期にわたる耐久を行ってもトナーの帯電量の低下がなく、画像濃度の低下や画質の劣化も起らず、ドット再現性に優れた画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例12で調製したトナーのフロー式粒子像分析装置によって測定される粒子の円相当径の個数基準の粒度分布図を示す。
【図2】本発明の実施例12で外添剤微粒子を外添する前のトナー粒子のフロー式粒子像分析装置によって測定される粒子の円相当径の個数基準の粒度分布図を示す。
【図3】本発明の実施例に用いた画像形成装置の概略的説明図を示す。
【図4】本発明のプロセスカートリッジの一実施例を示す説明図である。
【図5】本発明の画像形成方法をファクシミリのプリンターに適用した場合のブロック図である。
【符号の説明】
1 現像装置
2 現像剤容器
3 感光体
4 転写手段
5 レーザー光又はアナログ光
6 トナー担持体
7 クリーニングブレード
8 規制ブレード
11 帯電手段
12 バイアス印加手段
13 現像剤
14 クリーニング手段
15 磁界発生手段
Claims (87)
- 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子、及び外添剤微粒子を有する静電荷像現像用トナーにおいて、
該トナーは、
(i)コールターカウンターによって測定される粒径2.00μm乃至40.30μmの粒子の体積基準及び個数基準の粒度分布に基づいて算出された値において、該トナーの重量平均粒径(D4)のXμmと、粒径2.00乃至3.17μmの粒子の含有量のY個数%とは、下記条件(1)及び(2):
−5X+35≦Y≦−25X+180 (1)
3.5≦X≦6.5 (2)
を満たす粒度分布、及び
(ii)フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量のA個数%と、円相当径が2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量のB個数%とは、下記条件(3):
B−A≦0.30 (3)
を満たす粒度分布
を有していることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 該トナーは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量のA個数%と、円相当径が2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量のB個数%とは、下記条件(4):
−0.63≦B−A≦0.30 (4)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。 - コールターカウンターによって測定される粒径2.00μm乃至40.30μmの粒子の体積基準及び個数基準の粒度分布に基づいて算出された値において、該トナーの重量平均粒径(D4)のXμmと、粒径2.00乃至3.17μmの粒子の含有量のY個数%とは、下記条件(5)及び(6):
−5X+35≦Y≦−12.5X+98.75 (5)
4.0≦X≦6.3 (6)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。 - 該トナーは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量のC個数%が10個数%以上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静電荷像現像用トナー。
- 該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が0.60乃至4.00μmの外添剤微粒子Aを有し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静電荷像現像用トナー。
- 該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が1.00乃至3.00μmの外添剤微粒子Aを有し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静電荷像現像用トナー。
- 該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量が10個数%未満であり、
該外添剤微粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が0.60乃至4.00μmの外添剤微粒子Aを有してい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静電荷像現像用トナー。 - 該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量が10個数%未満であり、
該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が1.00〜3.00μmの外添剤微粒子Aを有してい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静電荷像現像用トナー。 - 該外添剤微粒子Aは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(7):
b−a≦0.30 (7)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。 - 該外添剤微粒子Aは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(8)を満たす粒度分布:
−0.63≦b−a≦0.30 (8)
を有していることを特徴とする請求項5乃至8のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。 - 該トナー粒子と該外添剤微粒子とを混合して該トナーを調製する前に、該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量を10個数%未満となるように予め減少させたものであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 該外添剤微粒子は、外添剤微粒子Aを有しており、
該トナー粒子と該外添剤微粒子とを混合して該トナーを調製する前に、該外添剤微粒子Aは、沈殿分離を用いた湿式分級法で分級を行うことにより、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(7):
b−a≦0.30 (7)
を満たす粒度分布を有するように粒度分布が調製されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。 - 該外添剤微粒子Aは、金属酸化物粒子、複合金属酸化物粒子、金属塩粒子、粘土鉱物粒子、リン酸化合物粒子、ケイ素化合物粒子、炭素化合物粒子、樹脂粒子、有機化合物と無機化合物との複合粒子、脂肪酸誘導体粒子及び滑剤粒子からなるグループから選択される少なくとも1種の粒子を含むことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 該外添剤微粒子Aは、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム及びチタン酸バリウムからなるグループから選択される少なくとも1種の粒子を含むことを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 該トナーは、下記式
空隙率=(真密度−タップ密度)/真密度
で得られるトナーのタップ時の空隙率0.45〜0.70を有してい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静電荷像現像用トナー。 - 該トナーは、下記式
空隙率=(真密度−タップ密度)/真密度
で得られるトナーのタップ時の空隙率0.50〜0.70を有してい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静電荷像現像用トナー。 - 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及び無機微粉体Bを有していることを特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 該無機微粉体Bは、疎水性シリカ微粉体を有していることを特徴とする請求項17に記載の静電荷像現像用トナー。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及びシリコーンオイル又はシリコーンワニスと微粒子とからなる微粒子凝集体Cを有していることを特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 該微粒子凝集体Cは、20〜90重量%の該シリコーンオイル又は該シリコーンワニスで該微粒子が処理されていることを特徴とする請求項19に記載の静電荷像現像用トナー。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及び樹脂微粒子Dを有していることを特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 該樹脂微粒子Dは、スチレン系共重合体を有していることを特徴とする請求項21に記載の静電荷像現像用トナー。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A、無機微粉体B、シリコーンオイル又はシリコーンワニスと微粒子とからなる微粒子凝集体C及び樹脂微粒子Dを有していることを特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 該トナー粒子は、負荷電制御剤及び該着色剤としての磁性体を含有しており、該トナーは、負帯電性磁性トナーであることを特徴とする請求項1乃至23のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 該トナーは、着色剤として磁性体を含有している磁性トナー粒子を有する磁性トナーであることを特徴とする請求項1乃至24のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 該磁性トナー粒子は、該磁性体を該結着樹脂100重量部に対して30乃至200重量部含有していることを特徴とする請求項25に記載の静電荷像現像用トナー。
- 静電潜像を担持するための静電潜像担持体を帯電する帯電工程;
帯電された静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程;及び
該静電潜像担持体の静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成する現像工程;
を有す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及び着色剤を含有するトナー粒子、及び外添剤微粒子を有しており、
該トナーは、
(i)コールターカウンターによって測定される粒径2.00μm乃至40.30μmの粒子の体積基準及び個数基準の粒度分布に基づいて算出された値において、該トナーの重量平均粒径(D4)のXμmと、粒径2.00乃至3.17μmの粒子の含有量のY個数%とは、下記条件(1)及び(2):
−5X+35≦Y≦−25X+180 (1)
3.5≦X≦6.5 (2)
を満たす粒度分布、及び
(ii)フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量のA個数%と、円相当径が2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量のB個数%とは、下記条件(3):
B−A≦0.30 (3)
を満たす粒度分布
を有していることを特徴とする画像形成方法。 - 該トナーは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量のA個数%と、円相当径が2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量のB個数%とは、下記条件(4):
−0.63≦B−A≦0.30 (4)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項27に記載の画像形成方法。 - コールターカウンターによって測定される粒径2.00μm乃至40.30μmの粒子の体積基準及び個数基準の粒度分布に基づいて算出された値において、該トナーの重量平均粒径(D4)のXμmと、粒径2.00乃至3.17μmの粒子の含有量のY個数%とは、下記条件(5)及び(6):
−5X+35≦Y≦−12.5X+98.75 (5)
4.0≦X≦6.3 (6)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項27又は28に記載の画像形成方法。 - 該トナーは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量のC個数%が10個数%以上であることを特徴とする請求項27乃至29のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が0.60乃至4.00μmの外添剤微粒子Aを有していることを特徴とする請求項27乃至30のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が1.00乃至3.00μmの外添剤微粒子Aを有していることを特徴とする請求項27乃至30のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量が10個数%未満であり、
該外添剤微粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が0.60乃至4.00μmの外添剤微粒子Aを有していることを特徴とする請求項27乃至32のいずれかに記載の画像形成方法。 - 該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量が10個数%未満であり、
該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が1.00〜3.00μmの外添剤微粒子Aを有していることを特徴とする請求項27乃至32のいずれかに記載の画像形成方法。 - 該外添剤微粒子Aは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(7):
b−a≦0.30 (7)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項31乃至34のいずれかに記載の画像形成方法。 - 該外添剤微粒子Aは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(8)を満たす粒度分布:
−0.63≦b−a≦0.30 (8)
を有していることを特徴とする請求項31乃至34のいずれかに記載の画像形成方法。 - 該トナー粒子と該外添剤微粒子とを混合して該トナーを調製する前に、該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量を10個数%未満となるように予め減少させたものであることを特徴とする請求項27乃至36のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該外添剤微粒子は、外添剤微粒子Aを有しており、
該トナー粒子と該外添剤微粒子とを混合して該トナーを調製する前に、該外添剤微粒子Aは、沈殿分離を用いた湿式分級法で分級を行うことにより、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(7):
b−a≦0.30 (7)
を満たす粒度分布を有するように粒度分布が調製されていることを特徴とする請求項27乃至36のいずれかに記載の画像形成方法。 - 該外添剤微粒子Aは、金属酸化物粒子、複合金属酸化物粒子、金属塩粒子、粘土鉱物粒子、リン酸化合物粒子、ケイ素化合物粒子、炭素化合物粒子、樹脂粒子、有機化合物と無機化合物との複合粒子、脂肪酸誘導体粒子及び滑剤粒子からなるグループから選択される少なくとも1種の粒子を含むことを特徴とする請求項27乃至38のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該外添剤微粒子Aは、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム及びチタン酸バリウムからなるグループから選択される少なくとも1種の粒子を含むことを特徴とする請求項27乃至38のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該トナーは、下記式
空隙率=(真密度−タップ密度)/真密度
で得られるトナーのタップ時の空隙率0.45〜0.70を有していることを特徴とする請求項27乃至40のいずれかに記載の画像形成方法。 - 該トナーは、下記式
空隙率=(真密度−タップ密度)/真密度
で得られるトナーのタップ時の空隙率0.50〜0.70を有していることを特徴とする請求項27乃至40のいずれかに記載の画像形成方法。 - 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及び無機微粉体Bを有していることを特徴とする請求項31に記載の画像形成方法。
- 該無機微粉体Bは、疎水性シリカ微粉体を有していることを特徴とする請求項43に記載の画像形成方法。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及びシリコーンオイル又はシリコーンワニスと微粒子とからなる微粒子凝集体Cを有していることを特徴とする請求項31に記載の画像形成方法。
- 該微粒子凝集体Cは、20〜90重量%の該シリコーンオイル又は該シリコーンワニスで該微粒子が処理されていることを特徴とする請求項45に記載の画像形成方法。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及び樹脂微粒子Dを有していることを特徴とする請求項31に記載の画像形成方法。
- 該樹脂微粒子Dは、スチレン系共重合体を有していることを特徴とする請求項47に記載の画像形成方法。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A、無機微粉体B、シリコーンオイル又はシリコーンワニスと微粒子とからなる微粒子凝集体C及び樹脂微粒子Dを有していることを特徴とする請求項31に記載の画像形成方法。
- 該トナー粒子は、負荷電制御剤及び該着色剤としての磁性体を含有しており、該トナーは、負帯電性磁性トナーであることを特徴とする請求項27乃至49のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該トナーは、着色剤として磁性体を含有している磁性トナー粒子を有する磁性トナーであることを特徴とする請求項27乃至50のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該磁性トナー粒子は、該磁性体を該結着樹脂100重量部に対して30乃至200重量部含有していることを特徴とする請求項51に記載の画像形成方法。
- 該現像工程における現像部において、該静電潜像担持体と該トナーを担持するためのトナー担持体との間隔よりも、該トナー担持体上に担持されているトナー層の層厚が薄く、該トナー担持体に担持されているトナー層は、非接触状態で該静電潜像担持体に形成されている静電潜像を現像することを特徴とする請求項27乃至52のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該現像工程において、該トナー担持体にバイアス電圧を印加して、該静電潜像担持体に形成されている静電潜像を現像することを特徴とする請求項27乃至53のいずれかに記載の画像形成方法。
- 該静電潜像担持体は、電子写真用感光体であることを特徴とする請求項27乃至54のいずれかに記載の画像形成方法。
- 画像形成装置本体に脱着可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、
該プロセスカートリッジは、(i)静電潜像を担持するための静電潜像担持体、及び(ii)該静電潜像担持体に担持されている静電潜像を現像してトナー画像を形成するためのトナーを保有している現像手段を有しており、
該トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子、及び外添剤微粒子を有しており、
該トナーは、
(i)コールターカウンターによって測定される粒径2.00μm乃至40.30μmの粒子の体積基準及び個数基準の粒度分布に基づいて算出された値において、該トナーの重量平均粒径(D4)のXμmと、粒径2.00乃至3.17μmの粒子の含有量のY個数%とは、下記条件(1)及び(2):
−5X+35≦Y≦−25X+180 (1)
3.5≦X≦6.5 (2)
を満たす粒度分布、及び
(ii)フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量のA個数%と、円相当径が2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量のB個数%とは、下記条件(3):
B−A≦0.30 (3)
を満たす粒度分布
を有していることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 該トナーは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子の含有量のA個数%と、円相当径が2.00μm以上2.06μm未満の粒子の含有量のB個数%とは、下記条件(4):
−0.63≦B−A≦0.30 (4)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項56に記載のプロセスカートリッジ。 - コールターカウンターによって測定される粒径2.00μm乃至40.30μmの粒子の体積基準及び個数基準の粒度分布に基づいて算出された値において、該トナーの重量平均粒径(D4)のXμmと、粒径2.00乃至3.17μmの粒子の含有量のY個数%とは、下記条件(5)及び(6):
−5X+35≦Y≦−12.5X+98.75 (5)
4.0≦X≦6.3 (6)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項56又は57に記載のプロセスカートリッジ。 - 該トナーは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量のC個数%が10個数%以上であることを特徴とする請求項56乃至58のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が0.60乃至4.00μmの外添剤微粒子Aを有していることを特徴とする請求項56乃至59のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が1.00乃至3.00μmの外添剤微粒子Aを有していることを特徴とする請求項56乃至59のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量が10個数%未満であり、
該外添剤微粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が0.60乃至4.00μmの外添剤微粒子Aを有していることを特徴とする請求項56乃至61のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。 - 該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量が10個数%未満であり、
該外添剤粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当平均径が1.00〜3.00μmの外添剤微粒子Aを有していることを特徴とする請求項56乃至61のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。 - 該外添剤微粒子Aは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(7):
b−a≦0.30 (7)
を満たす粒度分布を有していることを特徴とする請求項60乃至63のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。 - 該外添剤微粒子Aは、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(8)を満たす粒度分布:
−0.63≦b−a≦0.30 (8)
を有していることを特徴とする請求項60乃至63のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。 - 該トナー粒子と該外添剤微粒子とを混合して該トナーを調製する前に、該トナー粒子は、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上2.00μm未満の粒子の含有量を10個数%未満となるように予め減少させたものであることを特徴とする請求項56乃至65のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該外添剤微粒子は、外添剤微粒子Aを有しており、
該トナー粒子と該外添剤微粒子とを混合して該トナーを調製する前に、該外添剤微粒子Aは、沈殿分離を用いた湿式分級法で分級を行うことにより、フロー式粒子像分析装置によって測定される円相当径0.60μm以上159.21μm未満の粒子の個数基準の粒度分布において、円相当径が1.00μm以上1.03μm未満の粒子のa個数%及び円相当径が2.00μm以上2.06μm未満のb個数%が、下記条件(7):
b−a≦0.30 (7)
を満たす粒度分布を有するように粒度分布が調製されていることを特徴とする請求項56乃至66のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。 - 該外添剤微粒子Aは、金属酸化物粒子、複合金属酸化物粒子、金属塩粒子、粘土鉱物粒子、リン酸化合物粒子、ケイ素化合物粒子、炭素化合物粒子、樹脂粒子、有機化合物と無機化合物との複合粒子、脂肪酸誘導体粒子及び滑剤粒子からなるグループから選択される少なくとも1種の粒子を含むことを特徴とする請求項56乃至67のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該外添剤微粒子Aは、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム及びチタン酸バリウムからなるグループから選択される少なくとも1種の粒子を含むことを特徴とする請求項56乃至67のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該トナーは、下記式
空隙率=(真密度−タップ密度)/真密度
で得られるトナーのタップ時の空隙率0.45〜0.70を有していることを特徴とする請求項56乃至69のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。 - 該トナーは、下記式
空隙率=(真密度−タップ密度)/真密度
で得られるトナーのタップ時の空隙率0.50〜0.70を有していることを特徴とする請求項56乃至69のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。 - 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及び無機微粉体Bを有していることを特徴とする請求項60に記載のプロセスカートリッジ。
- 該無機微粉体Bは、疎水性シリカ微粉体を有していることを特徴とする請求項72に記載のプロセスカートリッジ。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及びシリコーンオイル又はシリコーンワニスと微粒子とからなる微粒子凝集体Cを有していることを特徴とする請求項60に記載のプロセスカートリッジ。
- 該微粒子凝集体Cは、20〜90重量%の該シリコーンオイル又は該シリコーンワニスで該微粒子が処理されていることを特徴とする請求項74に記載のプロセスカートリッジ。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A及び樹脂微粒子Dを有していることを特徴とする請求項60に記載のプロセスカートリッジ。
- 該樹脂微粒子Dは、スチレン系共重合体を有していることを特徴とする請求項76に記載のプロセスカートリッジ。
- 該トナーは、該外添剤微粒子として該外添剤微粒子A、無機微粉体B、シリコーンオイル又はシリコーンワニスと微粒子とからなる微粒子凝集体C及び樹脂微粒子Dを有していることを特徴とする請求項60に記載のプロセスカートリッジ。
- 該トナー粒子は、負荷電制御剤及び該着色剤としての磁性体を含有しており、該トナーは、負帯電性磁性トナーであることを特徴とする請求項56乃至78のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該トナーは、着色剤として磁性体を含有している磁性トナー粒子を有する磁性トナーであることを特徴とする請求項56乃至79のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該磁性トナー粒子は、該磁性体を該結着樹脂100重量部に対して30乃至200重量部含有していることを特徴とする請求項80に記載のプロセスカートリッジ。
- 該静電潜像担持体と該トナーを担持するためのトナー担持体とは、間隔を有して配置されており、現像部において、該トナー担持体上に担持されているトナー層の層厚は、該間隔よりも薄く、該トナー担持体に担持されているトナー層は、非接触状態で該静電潜像担持体に形成されている静電潜像を現像することを特徴とする請求項56乃至81のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該トナー担持体は、該静電潜像担持体に形成されている静電潜像の現像時にバイアス電圧が印加されていることを特徴とする請求項56乃至82のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該静電潜像担持体は、電子写真用感光体であることを特徴とする請求項56乃至83のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該静電潜像担持体及び該現像手段に加えて、さらに該静電潜像担持体を一次帯電するための帯電部材を有していることを特徴とする請求項56乃至84のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該静電潜像担持体及び該現像手段に加えて、さらに該静電潜像担持体表面をクリーニングするためのクリーニング部材を有していることを特徴とする請求項56乃至85のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
- 該静電潜像担持体及び該現像手段に加えて、さらに該静電潜像担持体を一次帯電するための帯電部材及び該静電潜像担持体表面をクリーニングするためのクリーニング部材を有していることを特徴とする請求項56乃至86のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
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1998
- 1998-03-26 JP JP07820698A patent/JP3639714B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP2367060A1 (en) | 2010-03-17 | 2011-09-21 | Ricoh Company, Ltd. | Toner, method of manufacturing toner and image forming method |
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JPH11194530A (ja) | 1999-07-21 |
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