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JP2003207923A - 画像形成方法 - Google Patents

画像形成方法

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Publication number
JP2003207923A
JP2003207923A JP2002005540A JP2002005540A JP2003207923A JP 2003207923 A JP2003207923 A JP 2003207923A JP 2002005540 A JP2002005540 A JP 2002005540A JP 2002005540 A JP2002005540 A JP 2002005540A JP 2003207923 A JP2003207923 A JP 2003207923A
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JP
Japan
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toner
image
developing
image forming
mass
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002005540A
Other languages
English (en)
Inventor
Manabu Ono
学 大野
Emi Tosaka
恵美 登坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2002005540A priority Critical patent/JP2003207923A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 高解像度で高精細な画像形成を達成し得る画
像形成方法を提供する。 【解決手段】 (a)帯電工程;(b)露光工程;
(c)現像工程;(d)転写工程;及び(e)クリーニ
ング工程;を有する画像形成方法において、トナーは、
少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックス成分、及びオキ
シカルボン酸を含有し、該トナー1g中からメタノール
によって抽出されるオキシカルボン酸の質量A(mg)
と0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液によって
抽出されるオキシカルボン酸の質量B(mg)が、A/
B=1.05〜3.00、B=0.10〜3.50mg
(トナーの質量基準)を満足することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、静電印刷法などを利用した記録方法に用いられ
る画像形成方法に関するものである。詳しくは、複写
機、プリンター、ファクシミリ、プロッター等に利用し
得る画像記録装置に用いられる画像形成方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、電子写真法としては米国特許第
2,297,691号明細書、特公昭42−23910
号公報、及び特公昭43−24748号公報等に記載さ
れている如く多数の方法が知られている。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静電潜
像を形成し、次いで該静電潜像をトナーを用いて現像
し、必要に応じて紙の如き転写材に中間転写体を介し
て、又は介さずにトナー画像を転写した後、加熱、加
圧、加熱加圧或いは溶剤蒸気などにより定着し、定着画
像を得るものである。また、トナー画像を転写する工程
を有する場合には、通常、感光体上の転写残余のトナー
を除去するための工程が設けられる。
【0003】静電潜像をトナーを用いて現像する為の現
像装置には現像容器に取り付けられたトナー担持体(以
下、現像ローラーとも言う)が具備されており、この現
像ローラーが現像部に担持搬送するトナー薄層の層厚を
規制する手段として、該現像ローラーにトナー規制部材
(以下、弾性ブレードとも言う)を当接させ、このトナ
ー規制部材とトナー担持体との当接部にトナーを通過さ
せて規制することによって、トナー担持体上にトナーの
薄層を形成し、且つ当接部での摩擦によりトナーに静電
潜像を現像する為の摩擦電荷を付与させる方法等が採ら
れている。
【0004】上記の如きトナー規制部材としては、ゴム
板や金属製の薄板などの他に樹脂薄板やこれらを積層し
たものがあり、例えば、正帯電性トナーには支持層とし
て金属などの薄板の上に荷電制御したシリコーンゴムな
どの電荷付与層を積層したもの、また、磁性体を含有し
た負帯電性トナーには荷電制御処理したウレタンゴムの
薄板が用いられている。
【0005】近年、プリンターやファクシミリでは画像
形成装置部分の小型化やカラー化が著しく、一成分非磁
性トナーを用いた現像装置が種々提案され、実用化され
ている。これらの画像形成装置に対しては高解像度への
要求も高まっており、例えば、当初、200〜300d
pi(dot per inch)であった解像度が4
00〜1200dpi、更には2400dpiとなりつ
つある。また、複写機についてもデジタル化による高機
能化が進み、やはり高解像度で高精細な画像形成を達成
し得る現像方法が強く要求されつつある。
【0006】この様な状況下、トナー担持体上へのトナ
ーの薄層形成手段に関する技術開発は必須となってお
り、これまでにいくつかの方策が提案されている。
【0007】例えば、特公昭51−36070号公報で
はトナー規制部材をトナー担持体に当接させてトナーを
順次帯電させていく方法、特開昭62−99772号公
報等ではトナー担持体の材質をトナーの構成材料に対し
て摩擦帯電列で遠い材料で構成する方法が提案されてい
る。しかし、これらの方法はトナーの摩擦帯電量をある
程度まで高めることが可能であるものの、トナー層厚に
ムラを生じるとトナーの帯電状態が不均一になる等の問
題を有していた。
【0008】ところで、高解像度で高精細な画像形成を
達成する為にトナーの微粒径化が行われると共に、省エ
ネルギー化に対応する為の低温定着化も求められてい
る。このような場合、トナー担持体上に上記の如きトナ
ーの薄層を均一に形成することは一層困難となってきて
おり、現像動作を多数回繰り返した場合には、トナー規
制部材の材質や構造に応じて下記のような問題が生じ易
い。
【0009】即ち、トナー規制部材として、(1)SU
Sやリン青銅等の金属薄板からなる弾性ブレードを用い
た場合、金属薄板の硬度が高すぎる為に長手方向での当
接状態が不均一になり易く、トナー担持体上に形成され
るトナー薄層の層厚に外ムラを招く。また、トナーに過
大な力が加わり易く、金属薄板表面の離型性が低いこと
から金属薄板表面とトナー担持体の当接部にトナーの融
着が発生し、画像スジ等の画像不良を招いてしまう。こ
の場合、金属薄板とトナー担持体との当接圧を軽圧化す
ることによってトナー融着を回避することは可能ではあ
るが、上述の如きトナー薄層のムラの発生や摩擦帯電量
の不足を生じる。(2)従来のウレタンゴムやシリコー
ンゴム等を板状にした弾性ブレードや経時で安定した当
接状態を得る為にこれらのゴム板を金属薄板上に接着成
形した弾性ブレードを用いた場合、前記(1)の問題を
ある程度防止することが出来るものの、トナーへの摩擦
帯電付与能力が不十分になり、画像カブリの発生を招
く。また、カラー画像等に用いられる非磁性トナーは磁
気拘束力を享受出来る磁性トナーと異なり、トナー自身
が高い摩擦電荷を得ることによって現像スリーブ上に静
電付着しなければならず、トナーの摩擦帯電量が低下す
るとトナー担持体からトナーが飛散し、画像形成装置内
を汚染するといった問題を生じる。
【0010】従って、弾性ブレードに用いられる材質と
しては摩擦帯電付与能力の高い材料が必要であり、正帯
電性トナーに対しては電子受容性の高い材料、また負帯
電性トナーに対しては電子供与性の高い材料を選択する
ことが必要となる。しかしながら、この場合には、トナ
ーへの摩擦帯電付与が使用環境の影響を受け易くなると
いった新たな問題を生じる。特に負帯電性トナーに対し
て、シリコーンゴムやウレタンゴム等の基材中に電子供
与性の高い荷電制御剤を含有したものを用いると、低温
低湿環境下ではトナーの過剰帯電を生じ、現像スリーブ
との静電付着力が高くなることによって現像効率が低下
し、画像濃度の低下等を生じる。また、高温高湿環境下
においては摩擦帯電付与が不十分となる為、画像カブリ
が発生する。
【0011】これに対し、トナーに十分な摩擦帯電付与
を行うことを目的として、トナー規制部材にナイロンに
代表されるポリアミド樹脂等の電子供与性の高い材料を
選択することも知られている。しかしながら、これらの
ポリアミド樹脂は弾性を有していない為、板状に成形加
工したものをそのままトナー規制部材として用いるには
トナー担持体への均一な当接状態を維持する点で困難で
あった。そこで、トナー担持体への当接圧をコントロー
ルする為に金属薄板を支持層とし、その金属薄板上にポ
リアミド樹脂をコーティング、或いは板状に成形加工し
たものを接着するなどして用いることが試みられてきた
が、トナーに対する帯電付与能をある程度改善すること
が出来るものの、金属薄板を単独で用いた場合と同様に
現像スリーブ上に均一なトナー薄層を形成することが困
難となったり、現像動作の繰り返しによりトナー融着を
生じる場合があった。これらの原因は、無論ポリアミド
樹脂の硬度が高すぎる為にトナー粒子がトナー規制部材
を通過する際にトナー粒子に過大な力が加わり生じたも
のである。
【0012】こうしたことから、弾性ブレードの硬度ダ
ウンを目的として、例えば、金属薄板上に弾性層として
ウレタンゴムを接着し、更にその表面に帯電付与層とし
て上記ポリアミド樹脂を薄くコーティングした3層構成
とした場合であっても、トナーへの摩擦帯電付与、トナ
ー担持体上のトナー層の均一形成、及びトナー融着の防
止といった従来からの課題を高度に解決することが非常
に困難であった。つまり、トナー規制部材としての弾性
ブレードに求められる特性としては、トナーに対して摩
擦帯電付与の点で優れ、且つ適正な硬度を有することで
当接部においてトナーに過大な力を加えることなくトナ
ーを適正層厚で通過させることであり、上記した従来の
材料、及び構成ではこれらの特性を十分満足していなか
った為に画像カブリやトナー融着を防ぎきれなかったの
である。
【0013】そこで、本出願人は、特開平9−5018
5号公報、同319213号公報、及び特開平10−3
07473号公報等において、良好な帯電付与能を有す
るポリアミド成分と弾性を有するポリエーテル成分を含
有してなるポリアミド樹脂又はポリアミド含有エラスト
マーに適切な硬度を付与したトナー規制部材を用いるこ
とによって、特に負帯電性トナーに対して十分な摩擦帯
電能を有することにより高湿下においても画像カブリを
防ぎ、また高温下においても現像動作を繰り返した際に
発生するトナー融着による画像ムラや画像スジ等の発生
を未然に防ぎ、トナー担持体上に良好なトナー薄層を安
定して形成することを提案した。
【0014】しかしながら、良好な摩擦帯電能力を有す
るポリアミド成分と弾性を有するポリエーテル成分とを
含有したポリアミド樹脂又はポリアミドエラストマーを
特定のショアーD硬度となるように調製した弾性ブレー
ドはトナー担持体上に良好なトナーの薄層を形成するも
のの、上述したような微粒径化や低温定着化を目的とし
た非磁性一成分トナーを接触現像方式を採用した現像装
置に用いた場合には改善の余地があることが判明した。
特に、高温高湿環境に長期放置した後に再度使用を開始
するような過酷な使用条件下においても画像劣化を軽減
し、高解像度で高精細な画像形成を安定して行うことが
求められている。
【0015】接触現像方式とは、トナー担持体表面に形
成したトナーの薄層を静電潜像担持体に直接接触させる
ことによってトナー像の形成を成し遂げる現像方式であ
り、画像再現性をより向上させる現像方法として注目さ
れる。また、現像時にトナー担持体に印加される現像バ
イアスから交流成分を廃し、直流成分のみに簡略化する
ことも可能である。しかしながら、非接触により現像を
行うジャンピング方式と異なり、トナーの薄層が常に静
電潜像担持体と接触する為、画像カブリが発生し易い。
また、画像形成時のプロセス速度が増加した場合には、
トナー粒子の表面劣化の促進や静電潜像担持体との摩擦
帯電に起因するトナーの帯電不良によって画像劣化を引
き起こすといった潜在的な問題を有していた。これらの
問題は微粒径化や低温定着化を施した非磁性一成分トナ
ーを用いた場合に発生し易く、特に現像バイアスから交
流成分を廃し、直流成分のみとした場合、現像部でのト
ナーの掻き混ぜ効果が無くなる為、顕在化する。
【0016】一方、高解像度で高精細な画像形成を達成
し得る現像方法の要求に対し、特開平1−112253
号公報、特開平1−191156号公報、特開平2−2
14156号公報、特開平3−181952号公報、特
開平4−162048号公報等では、特定の粒度分布を
呈する小粒径トナーが提案され、トナー担持体へのより
均一な圧接が要求されているが、従来の弾性ブレードで
は均一なトナーの薄層形成に限界を生じている。また、
特開平2−284154号公報に記載されているよう
に、トナー中の比較的粒径の小さい微粉粒子は相対的に
大きな摩擦帯電量を有する為、その強い鏡映力によって
トナー担持体表面に強固に付着することでトナー微粉粒
子層を形成する為、トナーへの均一な摩擦帯電付与を困
難なものにしている。これらの問題は、やはり現像バイ
アスから交流成分を廃した場合に発生し易い。
【0017】ところで、当該技術分野において、像担持
体上に残存する転写残余のトナーをクリーニング除去す
る方法として、ウレタンゴム等の弾性体によるブレード
クリーニング方式をはじめ、ファーブラシクリーニング
方式やローラークリーニング方式が広く実施されてお
り、これらの方法は何れも感光体ドラムの如き像担持体
の表面にクリーニング部材を当接させ、転写残余のトナ
ーを力学的に廃トナー容器へと回収するものであり、何
れもクリーニング部材が感光体ドラムの表面を強く押し
当てられることに起因する問題、例えば、感光体表面の
傷や削れ、トナーの固着等による画像不良や感光体の短
命化を生じていた。また、像担持体に対するクリーニン
グ装置の配設位置がかなり特定されることから、画像形
成装置の設計の自由度を狭め、装置の小型化を困難なも
のとしていた。
【0018】像担持体上に残存する転写残余のトナーを
クリーニング除去する他の方法としては、現像兼クリー
ニング方式、又はクリーナーレス方式と称される技術
が、特開昭59−13357号公報、特開昭62−20
3182号公報、特開昭63−133179号公報、特
開昭64−20587号公報、特開平2−302772
号公報、特開平5−2289号公報、特開平5−534
82号公報、特開平5−61383号公報に開示されて
いる。これらは、転写残余のトナーを静電気的にトナー
担持体へと回収するものであるが、いずれも望ましいト
ナーの帯電特性については言及されていない。
【0019】トナーの帯電性を改善する為に荷電制御剤
を用いることも広く知られており、特開昭63−337
55号公報、特開平2−190869号公報、特開平2
−230163号公報、及び特開平4−347863号
公報ではサリチル酸やその誘導体によりトナーの荷電制
御を行う方法、特開平3−84558号公報ではトナー
粒子表面の荷電制御用染料の染料濃度を特定したトナー
に関する技術が開示されている。
【0020】しかしながら、上記に挙げたようなトナー
は何れもトナー担持体上でのトナーの薄層形成方法やク
リーニング方法に対しては考慮されていない。
【0021】上記に挙げたような画像形成方法に対して
要求される種々の性能は互いに相反的であることが多
く、しかもそれらを共に高度に満足することが近年益々
望まれている。この様な状況下、現像装置やそれに共さ
れるトナーの果たす役割は大きく、高性能化が求められ
ると共に、お互いの優れた特性を引き出す画像形成シス
テムの設計が重要となっている。しかしながら、上記間
題点について包括した統括的対応について未だ十分なも
のはない。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、係る
従来技術の問題点を解決し、高解像度で高精細な画像形
成を達成し得る画像形成方法を提供することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも
(a)静電潜像を担持するための像担持体を帯電する帯
電工程;(b)帯電された像担持体に像露光によって静
電潜像を形成する露光工程;(c)該静電潜像を現像装
置が有しているトナーによって現像し、トナー像を形成
する現像工程;(d)像担持体の表面に形成された該ト
ナー像を中間転写体を介して、又は介さずに転写材に転
写する転写工程;及び(e)転写工程後に像担持体表面
に残存しているトナーをクリーニング除去するクリーニ
ング工程;を有する画像形成方法において、該現像装置
は、(1)トナー担持体表面に接触して配設されたトナ
ー塗布ローラーによって該トナー担持体表面にトナーを
供給する為のトナー塗布手段と、(2)バネ弾性を有す
る薄板のトナーと接する表面上にショアーD硬度が25
度〜65度であるポリアミド樹脂又はポリアミド含有エ
ラストマーを接着もしくは成形したトナー規制部材によ
って該トナー担持体表面にトナーの薄層を形成するトナ
ー層形成手段と、(3)該トナー層を像担持体の表面に
接触させることによってトナー像の形成を成し遂げる現
像手段を具備し、該トナーは、少なくとも結着樹脂、着
色剤、ワックス成分、及びオキシカルボン酸を含有し、
該トナー1g中からメタノールによって抽出されるオキ
シカルボン酸の質量A(mg)と0.1mol/Lの水
酸化ナトリウム水溶液によって抽出されるオキシカルボ
ン酸の質量B(mg)が、 A/B=1.05〜3.00 B=0.10〜3.50mg (トナーの質量基
準) を満足することを特徴とする画像形成方法に関する。
【0024】本発明者等は、上記に鑑み、鋭意検討の結
果、現像装置に、(1)トナー担持体表面に接触して配
設されたトナー塗布ローラーによって該トナー担持体表
面にトナーを供給する為のトナー塗布手段と、(2)バ
ネ弾性を有する薄板のトナーと接する表面上にショアー
D硬度が25度〜65度であるポリアミド樹脂又はポリ
アミド含有エラストマーを接着もしくは成形したトナー
規制部材によって該トナー担持体表面にトナーの薄層を
形成するトナー層形成手段と、(3)該トナー層を像担
持体の表面に接触させることによってトナー像の形成を
成し遂げる現像手段を設け、尚且つ、トナー中のオキシ
カルボン酸の含有量と存在状態を特定することにより、
トナー担持体上に均一なトナーの薄層形成と良好な帯電
付与がなされ、高解像度で高精細な画像形成が達成され
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を挙げて本発明を詳細に説明する。
【0026】本発明の画像形成方法を添付図面を参照し
ながら説明する。
【0027】図1は本発明の画像形成方法の実施例の一
例であって、一成分現像剤としてのトナーによる接触現
像方法を用いたプロセスカートリッジを有する画像形成
装置の断面図である。
【0028】図1において、静電潜像を担持するための
像担持体である感光体ドラム1は、矢印Aの方向に回転
し、帯電ローラー2によって一様に帯電される。次い
で、画像信号に応じて照射されるレーザー光3により感
光体ドラム1は露光され、静電潜像が形成される。
【0029】感光体ドラム1上に形成された静電潜像
は、プロセスカートリッジとして画像形成装置から着脱
可能である現像装置4を感光体ドラム1に対して近接配
置し、例えば反転現像方法によって現像され、トナー像
として可視化される。
【0030】次いで、感光体ドラム1上のトナー像は、
転写ローラー9によって転写材としての記録材13に転
写され、記録材13上に転写されたトナー像は加熱加圧
定着装置12により定着される。
【0031】転写されずに感光体ドラム1上に残存した
転写残余のトナーはクリーニングブレード10により掻
き取られ、廃トナー容器11に回収され、クリーニング
された感光体ドラム1は再度帯電され、以後同様に画像
形成が繰り返される。
【0032】本発明の画像形成方法において、現像装置
はトナー担持体上のトナーの薄層を静電潜像の像担持体
に接触させることによってトナー像の形成を成し遂げる
現像手段を有する。
【0033】図2は現像装置4の拡大図である。現像装
置4は、一成分現像剤としてのトナー8を収容した現像
容器14内の長手方向に延在する開口部にトナー担持体
としての現像ローラー5を有しており、感光体ドラム1
と対向設置され、感光体ドラム1上の静電潜像を現像し
て可視化するようになっている。
【0034】図中、現像ローラー5は、現像容器14の
開口部にて右略半周面を現像容器14内に突入し、左略
半周面を現像容器14外に露出して横設されている。現
像容器14は、露出している面の表面上に形成されたト
ナー層が接触するように左方に位置する感光ドラム1に
対向設置される。
【0035】トナー8は磁性トナー又は非磁性トナーの
いずれでも良く、現像ローラー5上に形成されたトナー
の薄層と感光体ドラム1の表面は接触している。現像領
域では、現像ローラー5に現像バイアス電圧が印加され
ている。この時、現像バイアス電圧が定電圧制御された
直流成分のみの場合、トナー担持体上のトナー薄層の形
成状態が現像時に大きな影響を与えるが、本発明の画像
形成方法では、後述する特定のトナー規制部材とトナー
を用いることによって、良好な薄層形成状態が得られ
る。
【0036】感光体ドラム1の明部電位(Vl)は0〜
−250Vであり、暗部電位(Vd)が−300〜−1
000Vである場合に、バイアス印加手段19により印
加されるトナー供給バイアス電圧が100〜900Vで
あり、バイアス印加手段18により印加される現像バイ
アス電圧が−100〜−900Vであることが好まし
い。
【0037】更に、非磁性トナーを用いた場合には、バ
イアス印加手段19により印加される供給バイアス電圧
を、バイアス印加手段18により印加される現像バイア
ス電圧よりも絶対値で10〜400V大きくすることに
よって、現像ローラー5へのトナーの供給と剥ぎ取りが
円滑に行われるので好ましい。
【0038】現像ローラー5は矢印Bの方向に回転駆動
され、その表面にはトナー6との摺擦確率を高めること
でトナー8の効率良い摩擦帯電と良好なトナー搬送を行
うための適度な凹凸を有する。現像ローラー5として
は、例えば直径16mmの弾性ローラーが用いられ、感
光体ドラム1と接触するように対向設置される。これ
は、現像ローラー5からトナー層を取り除いた時に現像
ローラー5が感光体ドラム1の表面に接触していること
を意味する。この時、トナーの薄層を介して、感光体ド
ラム1とそれに対向する現像ローラー5の間に働く電界
によってエッジ効果のない画像を得る為には、現像ロー
ラー5の表面、或いは表面近傍が電位をもち、感光体ド
ラム1と現像ローラー5の表面間で電界を形成する必要
がある。この為、現像ローラー5に好ましく用いられる
弾性ローラーとしては、低抵抗の芯材の表面に弾性ゴム
によって形成される弾性層が中抵抗領域に抵抗制御する
ことで感光体ドラム1の表面との導通を防ぎつつ電界を
保つことが出来るもの、低抵抗の導電性ローラーの表面
層に薄層の誘電層を設けたもの等を利用することが出来
る。更に導電性ローラー表面に絶縁性物質を被覆した構
成や絶縁性ローラーの内面側に導電層を設けた構成も可
能である。
【0039】本発明の画像形成方法において、トナー担
持体としての現像ローラー5の表面と感光体ドラム1の
表面は、同方向に回転してもよいし、逆方向に回転して
もよい。その回転方向が同方向である場合、現像ローラ
ー5の表面の周速は感光体ドラム1の周速に対して、周
速比で105〜300%であることが好ましい。周速比
を105〜300%とすることによって、静電潜像に対
する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、必要な部分には付着されるといった繰り返しに
より、静電潜像に対する忠実な現像がなされる。周速比
が105%よりも小さいと画像濃度や細線の再現性など
の画像品質に問題を生じる。また、周速比が300%を
超えると現像部に供給されるトナー量が過剰となり静電
潜像の再現性が十分でなくなるばかりか、感光体ドラム
との摩擦帯電によるトナーの不均一帯電やトナー粒子の
表面劣化による画像カブリや画像形成装置とのマッチン
グに問題を生じる。
【0040】現像ローラー5の両端部にはトナー漏れを
防止するための端部シール部材(不図示)が現像容器開
口部に設けられ、現像ローラー5の両端部をシールして
いる。
【0041】尚、本発明の画像形成方法には、トナーと
キャリアによって構成される磁気ブラシを用いた二成分
現像方法を含まない。
【0042】現像ローラー5の上方位置には、トナー規
制部材である弾性ブレード7がブレード支持板金15に
よって支持され、弾性ブレード7の自由端側を現像ロー
ラー5の回転方向の上流側に向け、その先端近傍が現像
ローラー5の表面に当接されるよう設けられている。
【0043】本発明の画像形成方法において、現像装置
は、トナー規制部材として、バネ弾性を有する薄板のト
ナーと接する表面上にショアーD硬度25度〜65度で
あるポリアミド樹脂又はポリアミド含有エラストマーを
接着もしくは成形した弾性ブレードによってトナー担持
体表面にトナーの薄層を形成するトナー層形成手段を有
する。
【0044】トナーが接する弾性ブレードの表面上のポ
リアミド樹脂又はポリアミド含有エラストマーのショア
ーD硬度が65度を超えると、良好な弾性を呈するポリ
エーテル成分の含有率が低くなる為、弾性ブレード表面
が剛直になり、上述したように弾性ブレード通過時にト
ナー粒子に過大な力が加わり易くなる為、トナー融着が
発生したり、均一なトナー層の形成に支障を生じる。ま
た、アミド成分の含有率が高くなる為、トナーの過剰帯
電を生じ、現像効率の低下による画像濃度の低下や静電
的な付着に起因するトナー融着の発生を生じる。
【0045】一方、ショアーD硬度が25度未満の場合
は、良好な帯電付与性を呈するポリアミド成分の含有率
が低くなるため、特に負帯電性トナーに対して所望の摩
擦帯電能が得られず、特に高湿環境下での画像カブリの
発生を招く。
【0046】尚、ポリアミド樹脂又はポリアミドエラス
トマーのショアーD硬度の測定は、「ASTM D22
40」に準拠して行う。
【0047】本発明に係る弾性ブレードに用いられるポ
リアミド樹脂又はポリアミドエラストマーは、前述した
ようにポリアミド成分とポリエーテル成分をエステル結
合あるいはアミド結合させたものである。
【0048】ポリアミド成分としてはポリアミド6、
6,6、6,12、11、12、12,12、又はそれ
らモノマーの重縮合から得られるコポリアミドからな
り、好ましくはポリアミドの末端アミノ基を二塩基酸等
によりカルボキシル化されたものが用いられる。二塩基
酸としては、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、スベリ
ン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族飽和ジカル
ボン酸、マレイン酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸、フ
タル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、および
上記二塩基酸とエチレングリコール、ブタンジオール、
ヘキサンジオール、オクタンジオール等のジオールから
なるポリジカルボン酸等が用いられる。
【0049】またポリエーテル成分としては、単独重合
または共重合したポリエチレングリコール、ポリプロピ
レングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポ
リエーテルジオールや両末端がアミノ化されたポリエー
テルジアミンなどが用いられる。
【0050】本発明に係る弾性ブレードは、上記の如き
ポリアミド成分とポリエーテル成分を重縮合させて得ら
れたポリアミド樹脂又はポリアミドエラストマーを溶融
し、リン青銅製の金属薄板を装着した金型に直接射出成
形して製造される。
【0051】図2において、トナー規制部材である弾性
ブレード7は、厚さ0.1mmのリン青銅製の金属薄板
上にポリアミドエラストマーを厚さが1mmとなるよう
に成形した構成になっており、ブレード支持板金15に
よって現像ローラー5に対する当接圧が24.5〜3
4.3N/m(25〜35g/cm)となるように固定
されている。
【0052】尚、本発明において当接圧とは、摩擦係数
が既知の金属薄板を3枚重ねて当接部に挿入し、その中
央の1枚を引き抜く際の引っ張り荷重をバネばかり等で
測定し、その値から算出される当接荷重のことである。
【0053】弾性ブレード7は、現像ローラー5との当
接部から弾性ブレード7の自由端の先端までの距離NE
が弾性ブレード7の中央部から両端部に向かうにしたが
って連続的に短くなるように構成されており、更にその
両端部では弾性ブレード7の先端位置が現像ローラー5
との当接部内にあるように設定される。つまり、現像ロ
ーラーの表面上に形成されるトナーの薄層の層厚は、弾
性ブレード7と現像ローラー5との当接部から弾性ブレ
ード7の自由端の先端までの距離NEが短くなるほど薄
くすることが出来るので、トナー塗布ローラー6による
トナーの供給と未現像トナーの剥ぎ取りが困難である現
像ローラー5の両端部でのトナーへの規制力を高めるこ
とが出来る。
【0054】トナー塗布ローラー6は、弾性ブレード7
と現像ローラー5の当接部よりも現像ローラー5の回転
方向の上流側に当接配置され、かつ回転可能に支持され
ている。トナー塗布ローラー6の構造としては、発泡骨
格状スポンジ構造や芯金上にレーヨンやナイロン等の繊
維を植毛したファーブラシ構造のものが現像ローラー5
へのトナー8の供給及び未現像トナーの剥ぎ取りの点か
ら好ましく、例えば芯金上にポリウレタンフォームを設
けた直径12mmの弾性ローラーが用いられ、現像ロー
ラー5に対して当接幅が1〜8mmとなるように配設さ
れ、また、現像ローラー5に対してその当接部において
相対速度をもたせることが好ましく、例えば当接幅を2
〜3mmに設定し、現像動作時にトナー塗布ローラー6
の表面移動速度は現像ローラー5の表面移動速度に対し
て周速比で30〜90%となるように駆動手段(不図
示)により所定タイミングで回転駆動させる。
【0055】画像形成の際には撹拌部材16が矢印Cの
方向、また弾性ローラー6が矢印Dの方向に回転駆動す
ることによって現像容器14内のトナー8は現像ローラ
ー5の近傍まで運ばれ、更に現像ローラー5とトナー塗
布ローラー6との当接部で摺擦されることによって摩擦
帯電を受けながら現像ローラー5の表面上に塗布され、
現像ローラー5が矢印Bの方向に回転するに伴い、トナ
ー規制部材7の圧接下に送り込まれ、規制力を受けるこ
とによって現像ローラー5の表面上にトナー8の薄層
が、例えば層厚が10〜20μm、トナー塗布量が0.
2〜1.0mg/cm2、トナーの帯電電荷量が−20
〜−60μC/gとなるように形成される。
【0056】この時、トナー規制部材としての弾性ブレ
ード7から受ける当接圧によりトナー層中のトナー粒子
は適度に充填されるので、極めて均一なトナー層に整え
られる。特に本発明の画像形成方法においては、後述す
るオキシカルボン酸の含有状態を特定したトナーを用い
ている為、弾性ブレード7から電荷付与を受けることに
よって各々のトナー粒子は迅速に帯電することが出来る
ので、粒子間に生じる静電反発により凝集体を生じるこ
と無く、粒子単位で挙動することが可能となり現像特性
が著しく向上する。特に、トナー担持体に印加される現
像バイアス電圧から交流成分を廃し、定電圧制御された
直流成分のみを印加する場合、低電位潜像や微小スポッ
ト潜像に対する現像特性が格段に改善される。
【0057】転写されずに感光体ドラム1上に残存した
転写残余のトナーはクリーニングブレード10により掻
き取られ、廃トナー容器11に回収され、クリーニング
された感光体ドラム1は再度帯電され、以後同様に画像
形成が繰り返される。
【0058】図1では着脱可能な現像装置からなるプロ
セスカートリッジを有する画像形成装置として用いた
が、現像装置を画像形成装置本体内に固定し、トナーの
みを補給するような構成のものとして用いてもよく、ま
た、現像装置、感光ドラム、クリーニング装置、廃トナ
ー収容容器、帯電装置等を適宜組み合わせてプロセスカ
ートリッジとして用いても良い。
【0059】次に、像担持体上に形成されたトナー像を
転写材としての中間転写体に第1の転写を行い、更に該
中間転写体上に転写されたトナー像を記録材に第2の転
写を行う画像形成方法を図3の模式図を用いて説明す
る。
【0060】図3において、像担持体としての感光体ド
ラム51に対向して接触回転する一次帯電ローラー52
により感光体ドラム51上に表面電位を持たせ、露光手
段53により静電潜像を形成する。静電潜像は図2に示
したようなトナー規制部材を具備した接触現像方式の現
像器54、55、56、及び57中のマゼンタトナー、
シアントナー、イエロートナー、及びブラックトナーの
4色のトナーによって現像され、フルカラーのトナー画
像が得られる。
【0061】一次帯電ローラー52は、例えば、感光体
ドラムの回転に対して150%の周速で逆方向に接触回
転させ、バイアス印加手段(不図示)により直流バイア
ス電圧が印加される。
【0062】現像工程時には各色の現像器54、55、
56、及び57のいずれか1つが感光体ドラム51に移
動して現像が行われトナー像が形成される。感光体ドラ
ム上に形成されたトナー像は中間転写体58上に転写さ
れ、この第1の転写後に感光体ドラム51上に残存する
転写残余のトナーはブレード62を具備するクリーニン
グ装置63によってクリーニング除去され、現像器は再
度元の位置に移動する。この一連の動作が各現像器毎に
順次繰り返されることにより中間転写体上に多重トナー
像が形成される。
【0063】感光体ドラム51から中間転写体58への
第1の転写に際しては、バイアス印加手段66により中
間転写体58の支持部材59に直流バイアス電圧が印加
され、トナー像の転写が行われる。
【0064】中間転写体58上に形成された多重トナー
像は、転写ローラー61によって転写材としての記録材
S上に一括して第2の転写が行われた後、加熱加圧手段
70によって定着される。
【0065】第2の転写後に中間転写体58上の残留し
ている転写残余のトナーは、ブレード64を具備する第
2のクリーニング装置65によってクリーニング除去さ
れる。また、クリーニング装置65に替えて帯電装置を
用いても良く、この場合、帯電装置によって転写残余の
トナーに感光体ドラム51と逆極性の電荷を付与し、該
転写残余のトナーを感光体ドラム51に静電的に再転写
させることによって中間転写体58の表面をクリーニン
グした後、更に感光体ドラム51上に再度転写された該
転写残余のトナーをクリーニング装置63によってクリ
ーニング除去される。
【0066】以後同様な工程が繰り返し実施される。
【0067】中間転写体58にはドラム状のものが用い
られ、外周面に保持部材を張設し、支持部材59上に導
電付与部材、例えば、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸
化スズ、炭化ケイ素、又は酸化チタン等を分散させた硬
度が10〜50度(JISK−6301)である弾性層
60を有する。また、中間転写体にはベルト状のものを
用いることができ、この場合、転写材への転写部分で上
記の如き硬度を呈するような弾性層を有するものが好ま
しい。
【0068】ところで、本発明においては、転写されず
に感光体の表面上に残存している転写残余のトナー回収
方法として、現像工程において現像装置がクリーニング
を兼ねる現像兼クリーニング方式を用いることも好まし
い実施形態の一つである。
【0069】例えば、図1において、クリーニングブレ
ード10と廃トナー容器11を取り外した場合、転写さ
れずに感光体ドラム1の表面上に残存している転写残余
のトナーはクリーニング工程を経由することなく帯電ロ
ーラー2のところまで搬送され、帯電ローラー2と感光
体ドラム1との当接部を通過する際に、帯電ローラー2
から感光体ドラム1と共に電荷の付与が行われる。電荷
付与がなされた転写残余のトナーは、帯電ローラー2に
付着することなく感光体ドラム1との当接部を通過し、
現像ローラー5によって回収することが出来る。
【0070】従来、トナー回収容器を必要としない現像
兼クリーニング方式は、画像形成装置の小型化や軽量化
に貢献するだけでなく、トナーの利用効率が極めて高い
画像形成装置を実現することが期待されるが、従来、転
写残余のトナーは、その帯電状態が非常に不安定なもの
となっていた為、現像工程でのトナーの回収不良や接触
帯電部材への付着に伴う像担持体の帯電不良等の課題を
有していた。
【0071】しかし、本発明において、感光体の表面上
に残存している転写残余のトナーは、予め上記の如きト
ナー規制部材によるトナー層形成手段によって非常に良
好な帯電状態にある為、転写工程における転写バイアス
電圧から受ける影響が小さく、また、後述するトナーを
用いている為、従来では非常に困難であった現像工程に
おける現像兼クリーニング方式によるトナーの回収を容
易なものとすることが出来る。また、現像兼クリーニン
グ方式を用いた従来の画像形成装置と比較しても非常に
簡素な構成とすることが出来る。
【0072】反転現像方法において、現像兼クリーニン
グ方式を実施する為の好ましい条件としては、感光体表
面の暗部電位(Vd)、明部電位(Vl)、及びトナー
担持体に印加される現像DCバイアス電圧(Vdc)と
の関係が、│Vd−Vdc│>│Vl−Vdc│を満足
するように設定するのが好ましい。より好ましくは、1
0<│Vd−Vdc│−│Vl−Vdc│<400の関
係を満足するように設定され、例えば、Vdは約−75
0V,Vlが約−50Vで、Vdcは約−350Vであ
る。
【0073】現像部において現像されなかった未現像ト
ナーは、現像ローラー5の回転駆動と共に現像ローラー
5の下部より回収される。この回収部分には可撓性のシ
ートからなるシール部材(不図示)が設けられ、未現像
トナーの現像容器内への通過を許容するとともに、内部
のトナー8が現像ローラー5の下部から漏出するのを防
止する。
【0074】現像容器内に回収された未現像トナーはト
ナー塗布ローラー6によって現像ローラー5上から剥ぎ
取られると共に、現像ローラー5上にはトナー塗布ロー
ラー6の回転駆動に伴って新たなトナーが供給され、以
後同様に画像形成が繰り返し実施される。
【0075】上述したように、現像装置に、トナー担持
体表面に接触して配設されたトナー塗布ローラーによる
トナー塗布手段と、バネ弾性を有する薄板のトナーと接
する表面上にショアーD硬度が25度〜65度であるポ
リアミド樹脂又はポリアミド含有エラストマーを接着も
しくは成形したトナー規制部材によるトナー層形成手段
を設けることにより、トナー担持体上に極めて良好なト
ナーの薄層形成がなされる。特に、後述するようなトナ
ー中のオキシカルボン酸の含有状態を特定したトナーを
用いることによって、トナーの帯電電荷量を高く維持
し、現像スリーブの如きトナー担持体上でのトナーの塗
布状態を均一で良好なものとすることが可能となり、高
解像度で高精細な画像形成を行うことが出来る。
【0076】また、本発明の画像形成方法では、前記の
如き中間転写体上に転写されたトナー像を転写材に第2
の転写を用いるような場合においても、トナー中のオキ
シカルボン酸の含有状態を特定したトナーを用いること
によって、転写工程の影響を最小限に抑え、高品位なフ
ルカラー画像を得ることが出来る。
【0077】更には、現像兼クリーニング方式を用いた
場合にもトナー中のオキシカルボン酸の含有状態を特定
したトナーを用いることによって、転写残余のトナーを
円滑に回収することによって、高品位な画像を長期にわ
たって安定して形成することが出来る。
【0078】本発明の画像形成方法における特徴の一つ
は、オキシカルボン酸の含有状態を特定したトナーを用
いることである。
【0079】本発明に係るトナーは、少なくとも結着樹
脂、着色剤、ワックス成分、及びオキシカルボン酸を含
有し、トナー1g中からメタノールによって抽出される
オキシカルボン酸の質量A(mg)と0.1mol/L
の水酸化ナトリウム水溶液によって抽出されるオキシカ
ルボン酸の質量B(mg)が、 A/B=1.05〜3.00 B=0.10〜3.50mg (トナーの質量基
準) を満足するようにオキシカルボン酸の含有状態が特定さ
れる。
【0080】本発明者等は、鋭意検討の結果、上記の如
きトナー層形成手段を具備した現像装置にオキシカルボ
ン酸の含有状態を特定したトナーを用いることによっ
て、高解像度で高精細の画像形成がなされると共に、多
数枚のプリントアウト時だけでなく、高温高湿環境に長
期放置した後に再度使用を開始するような過酷な使用条
件下においても画像劣化の発生を軽減し得ることを見出
した。
【0081】これらの理由については必ずしも明らかで
はないが、本発明者らの知見によれば、本発明に用いら
れるオキシカルボン酸がトナー粒子に逆電荷を保持しに
くくしていることに加えて、トナー中への含有状態を特
定したことにより、迅速で均一な帯電特性を付与するこ
とが可能となり、帯電極性制御、及び帯電量制御がより
確実に、且つ均一になされる。また、上述の如きトナー
規制部材による摩擦帯電に対しても使用環境の影響を受
けることなく迅速に電荷付与の授受が行われるので、各
々のトナー粒子は迅速に帯電することが可能となる。ま
た、現像ローラーの如きトナー担持体上でのトナー層の
形成状態も相乗的に良化するので、例えば高温高湿環境
に長期にわたって放置した場合においても、画像劣化の
程度を著しく軽減することが可能となった。
【0082】トナー1g中からメタノールによって抽出
されるオキシカルボン酸の質量A(以下「オキシカルボ
ン酸量A」と称す)は、トナー粒子の表面及びメタノー
ルの浸透可能な表面層部分(表面近傍)に存在するオキ
シカルボン酸の存在量(mg)であり、また、トナー1
g中から0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に
よって抽出されるオキシカルボン酸の質量B(以下「オ
キシカルボン酸量B」と称す)は、トナー粒子の表面に
存在するオキシカルボン酸の存在量(mg)であって、
これらの各々がトナーの帯電量と帯電速度を支配してい
るものと考えている。特にトナー担持体より磁気的な拘
束力を受けない非磁性トナーの場合であっても、上述の
如き本発明に係るトナー規制部材により良好な摩擦帯電
が付与されるので、優れたトナーの薄層形成が可能とな
り、現像バイアス電圧として低電圧制御された直流成分
のみが印加されているような接触現像方式においても高
解像度で高精細な画像形成を行うことが出来る。
【0083】即ち、トナー1g中からメタノールによっ
て抽出されるオキシカルボン酸量Aと0.1mol/L
の水酸化ナトリウム水溶液によって抽出されるオキシカ
ルボン酸量Bの比であるA/Bの値を1.05〜3.0
0とすることにより、トナー表面に存在するオキシカル
ボン酸の吸湿による帯電抑制効果と表面近傍に存在する
オキシカルボン酸の帯電付与効果によってトナー粒子に
適度な帯電量を付与することが出来る。
【0084】また、オキシカルボン酸量Bを0.10〜
3.50mgとすることにより、トナーの帯電速度が良
好な状態となる。
【0085】更に、オキシカルボン酸量Aとオキシカル
ボン酸量Bが、A≦(3/4)B+1を満たす関係にあ
る時、多数枚のプリントアウト時だけでなく、高温高湿
環境に長期放置した後に再使用するような過酷な使用条
件下においても画像劣化を軽減することが出来る。
【0086】本発明において、トナー1g中からメタノ
ールによって抽出されるオキシカルボン酸量Aと0.1
mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液によって抽出され
るオキシカルボン酸量Bは、以下の方法によって測定さ
れる。
【0087】即ち、メタノールと分散剤としてコンタミ
ノン0.04gを加えた0.1mol/Lの水酸化ナト
リウム水溶液を別々の容器に50ml用意し、各々の中
にトナー1gを秤量して加え、スターラーを用いて50
rpmで撹拌し、均一に分散させる。3時間分散処理を
行った後、メンブランフィルター(ポアサイズ:0.4
5μm)を用いて濾過し、得られた濾液の吸光度を測定
する。得られた結果から所定の検量線を用いることによ
って、トナー1g中からメタノールによって抽出される
オキシカルボン酸の質量A(mg)と0.1mol/L
の水酸化ナトリウム水溶液によって抽出されるオキシカ
ルボン酸の質量B(mg)を求めることが出来る。
【0088】本発明に係るオキシカルボン酸としては、
公知のものを用いることが可能であるが、帯電付与能力
の観点から下記一般式(1)や(2)で示される化合物
が好ましく用いられる。
【0089】
【化4】 [上記式(1)中、(A)は下記の群より選ばれ、X1
は、水素原子、ナトリウム原子、カリウム原子、アンモ
ニウム又は脂肪族アンモニウムを示す。]
【0090】
【化5】
【0091】
【化6】 [上記式(2)中、X2は、水素原子、ナトリウム原
子、カリウム原子、アンモニウム、又は脂肪族アンモニ
ウムを示し、R4は、C1〜C22のアルキル基又はアルケ
ニル基、アリール基を示し、R5は、水素原子、C1〜C
22のアルキル基又はアルケニル基、アリール基、アルコ
キシ基を示す。]
【0092】上記一般式(1)や式(2)で示されるオ
キシカルボン酸の中でも、本発明に好ましく用いられる
ものとしては、芳香族環を有するオキシカルボン酸であ
り、モノアルキル芳香族オキシカルボン酸、又はジアル
キル芳香族オキシカルボン酸が挙げられる。特に、サリ
チル酸、ジtert−ブチルサリチル酸や5−tert
−オクチルサリチル酸に代表されるアルキルサリチル
酸、ヒドロキシナフトエ酸、ベンジル酸等はトナー表面
への固定化が容易であるため、本発明に好ましく用いら
れる。
【0093】以下に代表的な具体化合物例を列挙する。
【0094】
【化7】
【0095】
【化8】
【0096】
【化9】
【0097】
【化10】
【0098】
【化11】
【0099】本発明に係るトナーは、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(μm)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
ス良く改善することができる。
【0100】即ち、トナーの円相当個数平均径D1(μ
m)を2〜10μm、より好ましくは3〜6μm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。
【0101】一般にトナー粒子を小粒径化すると必然的
に微小粒子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、画像形成装置とのマッチングにも支障を招い
ていた。
【0102】しかしながら、本発明に係るトナーは、ト
ナー粒子の円形度頻度分布の平均円形度を0.920〜
0.995、好ましくは0.950〜0.995、より
好ましくは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
大幅に改善されると共に低電位潜像に対する現像能力や
前述の如き現像兼クリーニング方式を用いた際のトナー
の回収性が格段に向上する。特に上記の如き傾向は、デ
ジタル方式の微小スポット潜像を現像する場合や中間転
写体を用い多数回の転写を行うフルカラーの画像形成の
際に非常に有効で、画像形成装置とのマッチングも良好
なものとなる。
【0103】更に、本発明のトナーは、トナー粒子の円
形度頻度分布の円形度標準偏差を0.040未満、好ま
しくは0.035未満、より好ましくは0.015以上
0.030未満とすることにより、トナー担持体上にト
ナーの薄層を形成する際に、トナー帯電量を適切なもの
とすることが可能となり、前述の如き問題を大幅に改善
することができる。
【0104】また、円形度頻度分布において、円形度が
0.950未満のトナー粒子を15個数%以下とするこ
とによって、トナー担持体上へトナーの薄層形成状態が
一層改善されるので、画像形成も良好なものとなる。
【0105】ところで、一般に上記のような特定の粒度
分布や形状分布を呈するトナーを用いた場合、バネ弾性
を有する薄板を当接させることによって現像ローラーの
如きトナー担持体の表面にトナーの薄層を形成する際に
トナー粒子のすり抜け現象を生じ、特に高温高湿環境に
長期放置した後に再度使用を開始するような過酷な使用
条件下において度々著しい画像劣化を引き起こすことが
ある。しかしながら本発明のトナーにおいては、トナー
中のオキシカルボン酸の含有状態を特定するとともに前
述の如きトナー規制部材によるトナー層形成手段を用い
ているため、トナーへの電荷付与を均一に行うことがで
きるので上記の如き画像劣化を軽減することができる。
【0106】本発明におけるトナーの円相当径、円形度
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。
【0107】
【数1】
【0108】ここで、「粒子投影面積」とは二値化され
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。
【0109】本発明における円形度はトナーの凹凸の度
合いを示す指標であり、トナー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。
【0110】本発明において、トナーの個数基準の粒径
頻度分布の平均値を意味する円相当個数平均径D1(μ
m)と粒径標準偏差SDdは、粒度分布の分割点iでの
粒径(中心値)をdi、頻度をfiとすると次式から算
出される。
【0111】
【数2】
【0112】
【0113】
【数3】
【0114】具体的な測定方法としては、容器中に予め
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。
【0115】トナーの形状測定には、前記フロー式粒子
像測定装置を用い、測定時のトナー粒子濃度が3000
〜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。
【0116】本発明に係るワックス成分は、透過電子顕
微鏡(TEM)を用いたトナー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(μm)を呈
するトナー粒子の断層面を20箇所選び出し、(2)選
び出した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
をそれぞれ計測し、(3)求められたr/Rの相加平均
値(r/R)stが、0.05≦(r/R)st≦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が
好ましい。
【0117】上記のr/Rの相加平均値(r/R)
stが、0.05≦(r/R)st≦0.95を満たす様に
ワックス成分を分散させることにより、オキシカルボン
酸や後述する荷電制御剤を効率良くトナー粒子の表面近
傍に局在化させることができるので、トナーの帯電性の
安定化に寄与し、これらをトナー粒子表面近傍に固定化
した効果を持続させることが可能となる。また、ワック
ス成分をトナー粒子中に内包化させることで、画像形成
装置への汚染やトナー表面の劣化等を防止することが出
来る。特にトナー層を像担持体の表面に接触させること
によってトナー像の形成を成し遂げる現像手段を用いる
画像形成方法に好ましく用いられる。
【0118】更に、r/Rの相加平均値(r/R)
stが、0.25≦(r/R)st≦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、現像兼クリーニング方
式を用いた際には転写工程からの影響を軽減することが
出来るので、転写残余のトナーの回収を容易なものとす
るので好ましい。
【0119】尚、本発明に係るトナーは、上記の如くト
ナーの粒子形状を制御することによりトナーの比表面積
は減少していくので、トナー粒子中のオキシカルボン酸
の含有状態やワックス成分の含有状態を特定する効果が
著しいものとなる。
【0120】トナー粒子の断層面を観察する方法として
は、用いるワックス成分と外殻を構成する結着樹脂との
結晶相と非晶相の微細構造の相違を利用して、重金属に
より一方の成分の電子密度を高めて材料間のコントラス
トを付ける電子染色法を用いることが好ましい。具体的
には、常温硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分
に分散させた後、40℃の雰囲気温度の中で2日間硬化
させ、得られた硬化物を四酸化ルテニウム(Ru
4)、また、必要により四酸化オスミウム(OsO4
を併用して電子染色を施した後、ダイヤモンドナイフを
備えたウルトラミクロトームを用いて薄片状のサンプル
を切り出し、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてトナ
ーの断面層形態を観察する。
【0121】代表的な一例を図4の(a)と(b)に示
す。後述の実施例で得られたトナー粒子は、ワックス成
分が結着樹脂で内包化されていることが観察された。
【0122】本発明に用いられるワックス成分として
は、「ASTM D3418−82」に準じて測定され
たDSC曲線における主体吸熱ピーク温度(融点)が3
0〜120℃、より好ましくは40〜90℃の範囲にあ
る化合物が好ましい。
【0123】上記の如き熱特性を呈するワックス成分を
用いることにより、得られるトナーの良好な定着性はも
とより、該ワックス成分による離型効果が効率良く発現
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を排除することができる。特
に、トナーの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、ワックス成分の熱特性と分
散状態を制御することは非常に効果的なものとなる。
【0124】ワックス成分の主体吸熱ピーク温度(融
点)の測定には、例えば「DSC−7」(パーキンエル
マー社製)を用いる。装置検出部の温度補正にはイリジ
ウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはイリジ
ウムの融解熱を用いる。測定に際しては、測定サンプル
をアルミニウム製パンに入れたものと、対照用にアルミ
ニウム製パンのみのもの(空パン)をセットし、20〜
180℃の測定領域を昇温速度10℃/minで昇温し
た時に得られるDSC曲線から主体吸熱ピーク温度(融
点)が求められる。なお、ワックス成分のみを測定する
場合には、測定時と同一条件で昇温−降温を行って前履
歴を取り除いた後に測定を開始する。また、トナー中に
含まれた状態のワックス成分を測定する場合には、前履
歴を取り除く操作を行わず、そのままの状態で測定を行
なう。
【0125】本発明において使用し得るワックス成分と
しては、具体的には、パラフィンワックス、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
リラワックス等の天然ワックス及びそれらの誘導体等が
挙げられ、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まれる。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。
【0126】これらの中でも、ポリオレフィン、フィッ
シ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、高級エステルを使
用した場合に、現像性や転写性の改善効果が更に高くな
る。なお、これらのワックス成分には、トナーの帯電性
に影響を与えない範囲で酸化防止剤が添加されていても
よい。
【0127】これらのワックス成分は、結着樹脂100
質量部に対して1〜30質量部使用するのが好ましい。
【0128】本発明に用いられるトナーの結着樹脂とし
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。
【0129】さらに、本発明においては、トナー粒子の
機械的強度を高めるために結着樹脂の合成時に架橋剤を
用いることが好ましい。
【0130】本発明のトナーに用いられる架橋剤として
は、2官能の架橋剤として、ジビニルベンゼン、ビス
(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、
エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレン
グリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ
アクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペ
ンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコー
ルジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレ
ート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリ
エチレングリコール#200、#400、#600の各
ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレー
ト、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエ
ステル型ジアクリレート(MANDA日本化薬)、及び
上記のジアクリレートをメタクリレートに代えたものが
挙げられる。
【0131】多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリ
トールトリアクリレート、トリメチロールエタントリア
クリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリ
ゴエステルアクリレート及びそのメタクリレート、2,
2−ビス(4−メタクリロキシ、ポリエトキシフェニ
ル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌ
レート、トリアリルイソシアヌレート及びトリアリルト
リメリテートが挙げられる。
【0132】これらの架橋剤は、他のビニル系単量体1
00質量部に対して、好ましくは0.05〜10質量
部、より好ましくは0.1〜5質量部であることが良
い。
【0133】本発明において、上述の結着樹脂と共にポ
リエステル樹脂やポリカーボネート樹脂等の極性を有す
る樹脂(以下、「極性樹脂」と称す)を併用することが
できる。トナー中に極性樹脂を添加することによって、
トナー中のスルホン酸基を有する重合体やオキシカルボ
ン酸の含有状態を上述の如き特定の状態に制御すること
が容易となる。
【0134】例えば、後述する懸濁重合法等により直接
トナーを製造する場合には、分散工程から重合工程に至
る重合反応時に上記の如き極性樹脂を添加すると、トナ
ー粒子となる重合性単量体組成物と水系分散媒体の呈す
る極性のバランスに応じて、添加した極性樹脂がトナー
粒子の表面に薄層を形成したり、トナー粒子表面から中
心に向け傾斜性をもって存在するように制御することが
できる。この時、オキシカルボン酸と相互作用を有する
ような極性樹脂を用いることによって、トナー中へのオ
キシカルボン酸の存在状態を望ましい形態にすることが
可能である。特に酸価が1〜20mgKOH/gを呈す
る極性樹脂を用いるとオキシカルボン酸の存在状態を制
御することが容易となる。
【0135】上記極性樹脂の添加量は、結着樹脂100
質量部に対して1〜25質量部使用するのが好ましく、
より好ましくは2〜15質量部である。1質量部未満で
はトナー粒子中での極性樹脂の存在状態が不均一とな
り、逆に25質量部を超えるとトナー粒子表面に形成さ
れる極性樹脂の薄層が厚くなるため、何れの場合もオキ
シカルボン酸の含有状態を制御するのが困難になり、そ
の機能を十分に発現することができない。
【0136】係る極性樹脂として用いられる代表的なポ
リエステル樹脂の組成は以下の通りである。
【0137】ポリエステル樹脂のアルコール成分として
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,
3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3
−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル
1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、
下記(ア)式で表わされるビスフェノール誘導体及び下
記(イ)式で示されるジオール類が挙げられる。
【0138】
【化12】
【0139】
【化13】
【0140】また、極性樹脂として反応性ポリエステル
樹脂やポリカーボネート系樹脂を用いることも本発明の
好ましい実施形態である。これらの極性樹脂を用いると
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、トナー粒子に適度な機械的強
度を付与することが可能となり、画像形成装置から受け
るトナー劣化の影響を最小限にとどめ、多数枚プリント
アウトに対する耐久性や後述する画像形成装置とのマッ
チングも向上する。更には、前述の如きトナーの形状分
布を達成するためのトナーの球形化処理や重合法によっ
てトナーを直接製造する際の乾燥処理等のトナー製造工
程から受ける影響を最小限とすることができる。また、
極性樹脂は2種類以上を組み合わせて用いることも可能
で、それ自身の有する帯電性を利用することもできる。
【0141】本発明に係る反応性ポリエステル樹脂と
は、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、アジピン
酸、マレイン酸、コハク酸、セバシン酸、チオジグリコ
ール酸、ジグリコール酸、マロン酸、グルタン酸、ピメ
リン酸、スベリン酸、アゼライン酸、しょうのう酸、シ
クロヘキサンジカルボン酸、トリメリット酸等の多塩基
酸と;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、ポリプロピレン
グリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノー
ル、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類とを縮合重合したものであって、
得られた縮合重合体の主鎖又は側鎖に反応性基を有する
ものである。反応性基とは、カルボン酸(又はその
塩)、スルホン酸(又はその塩)、エチレンイミノ酸、
エポキシ基、イソシアネート基、二重結合、酸無水物、
ハロゲン原子等様々なものが例示でき、この反応性ポリ
エステル樹脂をお互いに反応させて、あるいは多官能性
の架橋剤(例えば多価アルコール、多塩基酸など)と反
応させて、さらに反応性ポリエステルとビニル系単量体
を反応(例えばエステル化、共重合など)させてTHF
不溶分を得ることができる。例えば重合法によりトナー
を得る場合には、反応性ポリエステル樹脂として不飽和
ポリエステル樹脂を用い、これとビニル系単量体(必要
に応じてジビニルベンゼン等の架橋剤も含む)を共重合
する。この場合には、極性を有する不飽和ポリエステル
樹脂は、重合の進行と共にトナー表面付近に移行し、ト
ナー粒子の表面に薄層を形成するため、耐ブロッキング
性や耐オフセット性が特に優れたトナーを得ることが可
能である。
【0142】本発明で使用できる反応性ポリエステル樹
脂は、前述の如き反応性基を含有していればどんなもの
でも使用可能であるが、あまり分子量が低すぎると架橋
反応にあずからないポリエステル樹脂がトナー表面に存
在してしまうことがあり、耐ブロッキング性が低下する
ことがある。また、あまり高分子量であると、例えば重
合法によりトナーを得る場合には、ビニル系単量体への
該反応性ポリエステル樹脂の溶解が困難となるため、製
造が困難となる。従って、反応性ポリエステル樹脂の重
量平均分子量は、3,000〜100,000程度が特
に性能の優れたトナーを得るのに好適である。
【0143】一方、本発明に係るポリカーボネート系樹
脂としては、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が好まし
く用いられる。
【0144】
【化14】 〔式中、Rは有機基を示す。〕
【0145】上記一般式(I)は様々な構造のものがあ
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)
【0146】
【化15】 〔式中、R2は、水素原子、脂肪族炭化水素基、芳香族
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。
【0147】このポリカーボネート樹脂は、様々なもの
を充当することができるが、通常は一般式(III)〜
(V)
【0148】
【化16】
【0149】
【化17】
【0150】
【化18】 〔式中、R2、m及びZは、前記と同じである。〕で表
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。
【0151】上記一般式(III)〜(V)で表わされ
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。
【0152】また、炭酸エステル化合物としては、ジフ
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。
【0153】そして、本発明で使用されるポリカーボネ
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。
【0154】また、ポリカーボネート系樹脂のガラス転
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。
【0155】さらに、本発明においてはポリカーボネー
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。
【0156】本発明において用いられるポリカーボネー
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。
【0157】また、上記の如き極性樹脂はそれぞれ一種
類の重合体に限定されるわけではなく、例えば反応性ポ
リエステル樹脂を同時に二種類以上用いることや、ビニ
ル系重合体を二種類以上用いることが可能であり、さら
に全く種類の異なる重合体、例えば反応性の無いポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポ
リオレフィン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ
アルキルビニルエーテル、ポリアルキルビニルケトン、
ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリルエステル、メラミ
ンホルムアルデヒド樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト、ナイロン、ポリウレタン等様々な重合体を必要に応
じてバインダー樹脂に添加することができる。
【0158】一般に、上記の如き極性樹脂によってトナ
ー粒子の表面上に形成された薄層は、前記の如き透過型
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、四酸化ルテニウム(RuO4)及び/又は四
酸化オスミウム(OsO4)による電子染色法によって
識別される。この時、トナー粒子の表面上に形成された
薄層のトナー内部方向には結着樹脂とワックス成分が存
在し、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様子が同時に観察
される。代表的な例を図4の(c)及び(d)に示す。
なお、図4の(c)の如く、薄層がトナー粒子の表面を
実質的に均一に覆っている状態を連続層と定義し、図4
の(d)の如く、薄層がトナー粒子の表面を部分的に覆
っている状態を不連続層と定義する。
【0159】本発明に用いられる着色剤は、以下に示す
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。
【0160】本発明に用いられるカーボンブラックは、
窒素吸着比表面積が100m2/g以下であることが好
ましく、窒素吸着比表面積が100m2/gよりも大き
くなるとトナー中への分散が困難となり、トナーの帯電
性や着色力に問題を生じる。また、重合法によりトナー
を製造する際にはモノマーの重合性にも影響を及ぼすた
め使用に適さない。
【0161】カーボンブラックのBET比表面積の測定
は、「ASTM D3037−78」に準じて行う。
【0162】本発明に用いられるカーボンブラックのD
BP吸油量は40〜150ml/100gであることが
望ましい。
【0163】DBP吸油量が40ml/100g未満の
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。
【0164】DBP吸油量の測定は、「ASTM D2
414−79」に準拠して行う。
【0165】本発明に用いられるイエロー着色剤として
は、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンス
ラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリル
アミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的
には、例えば、C.I.ピグメントイエロー12、1
3、14、15、17、62、74、83、93、9
4、95、97、109、110、111、120、1
27、128、129、147、168、174、17
6、180、181、191等が好適に用いられる。
【0166】本発明に用いられるマゼンタ着色剤として
は、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、ア
ンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化
合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、
チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が用いられる。具
体的には、例えば、C.I.ピグメントレッド2、3、
5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、5
7:1、81:1、144、146、166、169、
177、184、185、202、206、220、2
21、254等を用いることが特に好ましい。
【0167】本発明に用いられるシアン着色剤として
は、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アンスラ
キノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が利用できる。
具体的には、例えば、C.I.ピグメントブルー1、
7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、
60、62、66等が特に好適である。
【0168】これらの着色剤は、単独又は混合して使用
することができ、更には、固溶体の状態で用いることも
できる。また、トナー中に含有させる着色剤の添加量と
しては、着色剤として磁性体を用いた場合には、結着樹
脂100質量部に対して40〜150質量部使用するこ
とが好ましく、その他の着色剤を用いた場合には、重合
性ビニル単量体100質量部に対して5〜20質量部使
用することが好ましい。
【0169】また、本発明においては、磁性材料を含有
せしめて磁性トナーとすることもできる。この場合、磁
性材料は着色剤の役割を兼ねることもできる。本発明で
使用できる磁性体としては、マグネタイト、ヘマタイ
ト、フェライト等の如き酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケ
ルのような金属、或いはこれらの金属と、アルミニウ
ム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、ア
ンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシ
ウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナ
ジウム等の金属との合金及びその混合物が挙げられる。
【0170】更に、本発明において用いるこれらの磁性
体としては、より好ましくは、表面改質された磁性体を
用いる。特に、重合法によりトナーを製造する場合には
重合阻害のない表面改質剤により疎水化処理を施したも
のを用いることが好ましい。このような表面改質剤とし
ては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリン
グ剤等を挙げることができる。
【0171】更に、これらの磁性体としては、平均粒径
が1μm以下、好ましくは0.1〜1μmのものを用い
るとよい。磁性体としては、795.8kA/m(10
kエスルテッド)印加での磁気特性として、保磁力(H
c)が1.59〜23.9Am2/g(20乃至300エ
ルステッド)、飽和磁化(σS)が50〜200Am 2
g、残留磁化(σr)が2〜20Am2/gのものを用い
ることが好ましい。
【0172】本発明には、前記のオキシカルボン酸と共
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。この時、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。
【0173】これらの中でも、特に2−アクリルアミド
−2−メチルプロパンスルホン酸を共重合比で2質量%
以上、好ましくは5質量%以上含有し、且つガラス転移
温度(Tg)が40〜70℃のスチレン及び/又はスチ
レン(メタ)アクリル酸共重合体からなる高分子型化合
物が好ましく、トナー中に結着樹脂100質量部に対し
て2〜10質量部含有させることにより、本発明に係る
オキシカルボン酸との併用によってトナーの帯電状態を
一層良好なものとすることが出来る。
【0174】本発明のトナーに無機微粉体を添加するこ
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。
【0175】本発明に用いられる無機微粉体は、BET
法で測定した窒素吸着比表面積が30m2/g以上、特
に50〜400m2/gの範囲のものが良好な結果を与
え、トナー粒子100質量部に対して0.3〜8質量部
使用され、好ましくは0.5〜5質量部である。
【0176】上記の如き比表面積が制御された無機微粉
末をトナー表面近傍に存在するオキシカルボン酸と共存
させることにより、トナー粒子への水分吸着量の制御が
なされ、摩擦帯電量や帯電速度の制御効果が増大する。
また、オキシカルボン酸によるトナー担持体等への汚染
に起因する画像不良を未然に防止する。更に、トナーに
適度な流動性が付与されるので、トナーの均一帯電性が
相乗的に良化し、連続で多数枚プリントアウトを繰り返
しても上記した優れた効果が維持される。
【0177】窒素吸着比表面積が30m2/g未満の場
合には、トナーに適度な流動性を付与することが困難で
あり、また、オキシカルボン酸に起因するトナー担時体
の汚染への防止効果が小さくなってしまう。また、窒素
吸着比表面積が400m2/gを超える場合には、連続
プリントアウト時に該無機微粉末がトナー粒子表面に埋
め込まれるために、トナーの流動性が低下する場合があ
る。
【0178】また、無機微粉末の添加量が0.3質量部
未満の場合には、添加効果が発現されず、また、8質量
部を超えると、トナーの帯電性や定着性に問題を生じる
だけでなく、遊離した無機微粉体により画像形成装置と
のマッチングが著しく悪化する。
【0179】また、本発明に用いられる無機微粉体は、
必要に応じ、疎水化,帯電性制御等の目的でシリコーン
ワニス,各種変性シリコーンワニス,シリコーンオイ
ル,各種変性シリコーンオイル,シランカップリング
剤,官能基を有するシランカップリング剤,その他有機
硅素化合物,有機チタン化合物等の処理剤で、あるい
は、種々の処理剤で併用して処理されていることも可能
であり好ましい。
【0180】無機微粉体の窒素吸着比表面積は、比表面
積測定装置「オートソーブ1」(湯浅アイオニクス社
製)を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多
点法により算出した。
【0181】高い帯電量を維持し、低消費量及び高転写
率を達成するためには、無機微粉体は少なくともシリコ
ーンオイルで処理されることがさらに好ましい。
【0182】本発明のトナーにおいては、実質的な悪影
響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばポリフッ
化エチレン粉末、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。
【0183】本発明に係るトナーを製造する方法として
は、結着樹脂、着色剤、ワックス成分等を加圧ニーダー
等により溶融混練した後、冷却した混練物を所望のトナ
ー粒径に微粉砕し、更に微粉砕物を分級して粒度分布を
調整してトナーにする粉砕法;特公昭36−10231
号公報、特開昭59−53856号公報及び特開昭59
−61842号公報に記載されている懸濁重合法を用い
て直接トナーを製造する方法;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て溶
融混練物を空気中に霧化して球状トナーを製造する方
法;及びソープフリー重合法に代表される乳化重合法
等、公知の方法を用いることが可能であるが、重合性ビ
ニル系単量体の重合反応時の水系分散媒体中のpHを制
御しながら懸濁重合法によりオキシカルボン酸の含有状
態を特定したトナーを製造することが好ましい。
【0184】ところで、摩擦帯電量や帯電速度を制御す
る目的でトナー中に添加されるオキシカルボン酸は、親
水性の官能基を多く有しているため、水系分散媒体中で
重合性単量体組成物の造粒粒子を重合してトナー粒子を
形成する際、オキシカルボン酸の水系媒体中への溶出を
生じる。オキシカルボン酸の溶出が生じた場合、得られ
たトナー粒子には帯電量や帯電速度に対する改善効果が
十分に発現しない。また、溶出したオキシカルボン酸は
界面活性剤的挙動をとるため、重合工程でのトナー粒子
の形状保持が非常に困難となり、トナーを所望の粒径分
布や球形分布にコントロールすることができない。特
に、オキシカルボン酸の溶出量が多い場合、トナー粒子
より細かい微小粒径の粒子を副生してしまい、画像形成
装置とのマッチングにも支障をきたす。
【0185】これに対して、本発明者らは、重合性ビニ
ル系単量体の重合転化率と水系分散媒体中のpHを制御
することによって、オキシカルボン酸の溶出を防止し、
オキシカルボン酸をトナーの表面近傍に良好な状態で固
定化することができることを見出した。
【0186】即ち、造粒工程から重合工程に至る重合性
単量体組成物の重合反応において、重合性ビニル単量体
の重合転化率が10%以上になるまで水系分散媒体中の
pHを4.5〜8.5に保持する。これにより、オキシ
カルボン酸の溶出を防止し、トナー粒子中に内包化す
る。
【0187】更に、水系分散媒体中のpHを9〜13に
再調整した後、重合転化率を更に高めることにより、ト
ナー中に内包化したオキシカルボン酸を摩擦帯電に関与
できるトナー粒子の表面近傍まで引き出すと同時に、表
面に存在するオキシカルボン酸をアルカリ雰囲気下で溶
解除去することができる。
【0188】以上により、オキシカルボン酸をトナー粒
子の表面近傍に良好な状態で固定化することが可能とな
り、得られるトナーの帯電特性が非常に良好なものとな
る。また、微小粒径の粒子の副生を招くことなく、トナ
ー粒子の粒度分布と形状分布を所望のものにコントロー
ルすることもできるので、帯電特性が相乗的に改善され
るとともに画像形成装置へのマッチングを極めて良好な
ものとすることができる。特に、水系媒体中のpHを
4.5〜6.0に保持しながら重合性ビニル単量体の重
合反応を行うことによってオキシカルボン酸の内包性が
更に高まるので、上記の如き改善効果が一層良好なもの
となる。
【0189】更に本発明のトナーを製造する際には、オ
キシカルボン酸量Aとオキシカルボン酸量Bが上記の如
き関係を満足するように、水系分散媒体中のpHと水系
分散媒体中のpH切り替え時の重合性単量体組成物中の
重合性ビニル単量体の重合転化率が適宜調整される。
【0190】なお、本発明において、重合性ビニル系単
量体の「重合転化率」とは、前記重合性単量体組成物に
用いられる重合性ビニル系単量体の総質量(W1)を基
準として、未反応の重合性ビニル系単量体の総質量(W
2)を定量することにより下記の式から求められる。
【0191】
【数4】
【0192】また、未反応の重合性ビニル系単量体は、
反応容器からサンプリングした直後に、重合停止剤や冷
メタノール等を採取サンプルに添加して重合反応を停止
させ、・熱天秤等により加熱時の質量減少量として測定
する熱重量測定(TG)を用いる方法、・ガスクロマト
グラフィー(GC)を用いる方法等の公知の方法を適用
することにより定量することができる。これらの中でも
GCを用いる方法が有用である。
【0193】本発明において、未反応の重合性ビニル系
単量体の定量は以下の条件で行われる。
【0194】<GCの測定条件> 装置 :GC−14A(島津製作所社製) カラム :溶融シリカキャピラリカラム(J&W SC
IENTIFC社製;サイズ…30m×0.249m
m、液相…DBWAX、膜厚…0.25μm) 試料 :2.55mgのDMFを内部標準とし、10
0mlのアセトンを加えて内部標準品入り溶媒をつく
る。次にトナー400mgを上記溶媒で10mlの溶液
とする。30分間超音波振とう機にかけた後、1時間放
置する。次に0.5μmのフィルターで濾過する。打ち
込み試料量は4μlとする。 検出器 :FID(スプリット比…1:20) キャリアガス:N2ガス オーブン温度:70℃→220℃(70℃で2分待機
後、5℃/分の割合で昇温する) 注入口温度 :200℃ 検出器温度 :200℃ 検量線の作成:サンプル溶液と同様のDMF、アセトン
溶液に対象となる重合性ビニル系単量体を加えた標準サ
ンプルについて同様にガスクロマトグラフ測定し、重合
性ビニル系単量体と内部標準品DMFの質量比/面積比
を求める。
【0195】本発明のトナーの製造において、水系分散
媒体を調製する場合に使用する分散剤としては、公知の
無機系及び有機系の分散剤を用いることができる。具体
的には、無機系の分散剤としては、例えば、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、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、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。また、有機系の分散剤としては、例えば、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、デンプン等を
用いることができる。
【0196】また、市販のノニオン、アニオン、カチオ
ン型の界面活性剤の利用も可能である。例えば、ドデシ
ル硫酸ナトリウム、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を用いることが
できる。
【0197】本発明のトナーの製造においては、無機系
の難水溶性の分散剤が好ましく、しかも酸に可溶性であ
る難水溶性無機分散剤を用いるとよい。また、本発明に
おいて難水溶性無機分散剤を用い水系分散媒体を調製す
る場合には、これらの該難水溶性無機分散剤が重合性ビ
ニル系単量体100質量部に対して0.2〜2.0質量
部となるように調製することが好ましく、重合性単量体
組成物100質量部に対して300〜3,000質量部
の水を用いて水系分散媒体を調製することが好ましい。
【0198】本発明において、上記したような難水溶性
無機分散剤が分散された水系分散媒体を調製する場合に
は、市販の分散剤をそのまま用いて分散させてもよい
が、細かい均一な粒度を有する分散剤粒子を得るため
に、水等の液媒体中で、高速撹拌下、上記したような難
水溶性無機分散剤を生成させて調製してもよい。例え
ば、リン酸三カルシウムを分散剤として使用する場合、
高速撹拌下でリン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム
水溶液を混合してリン酸三カルシウムの微粒子を形成す
ることで、好ましい分散剤を得ることができる。
【0199】上記したような構成を有するトナーの製造
方法によれば、従来、荷電制御剤が含有されたトナーに
みられていた高湿下での摩擦帯電量の低下、及び低湿下
での摩擦帯電速度の低下が抑制され、しかもトナー画像
の転写不良の発生を有効に抑制し得るトナーが容易に得
られる。
【0200】次に、本発明に係るトナーの製造において
使用する重合性単量体組成物について説明する。該重合
性単量体組成物は、少なくとも、重合性ビニル系単量
体、着色剤、荷電制御剤、及びオキシカルボン酸、好ま
しくは、これに加えてワックス成分、更に必要に応じて
各種の添加物を溶解、混合して調製される。
【0201】この際に用いる重合性ビニル系単量体とし
ては、前記に挙げたような重合性単量体を理論ガラス転
移温度(Tg)が40〜75℃を示すように適宜混合し
て用いられる。特に、Tgが高い場合には、フルカラー
画像を形成するためのカラートナーを製造した場合にお
いて、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。
【0202】また、本発明に係るトナーの製造に用いる
重合開始剤としては、具体的には、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。これらの重合開始
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、重合性ビニル系単量体100質量部に対して
5〜20質量部用いられる。重合開始剤の種類は、重合
法により若干異なるが、10時間半減期温度を参考に、
単独又は混合して使用される。
【0203】重合性単量体組成物中には、重合度を制御
するため、公知の架橋剤、連鎖移動剤及び重合禁止剤等
を更に添加し用いてもよい。これらの添加剤は、前記重
合性単量体組成物中に予め添加しておくこともできる
し、また、必要に応じて、重合反応の途中で適宜に添加
することもできる。
【0204】
【実施例】以下、具体的実施例によって本発明を説明す
るが、本発明はなんらこれらに限定されるものではな
い。
【0205】(トナーの製造例1)高速撹拌装置クレア
ミックス(エムテクニック社製)を具備した2リットル
用4つ口フラスコ中に、イオン交換水700gと0.1
mol/L−Na3PO4水溶液800gを投入し、高速
撹拌装置の回転数を15000rpmに設定し、70℃
に加温せしめた。ここに1.0mol/L−CaCl2
水溶液70質量部を添加し、微小な難水溶性分散剤Ca
3(PO42を含む水系分散媒体を調製した。更に希塩
酸により水系分散媒体のpHが5.5となるように再調
製した。
【0206】一方、分散質として、 ・スチレン単量体 83質量部 ・n−ブチルアクリレート単量体 17質量部 ・ジビニルベンゼン単量体 0.3質量部 ・カーボンブラック(BET比表面積=45m2/g) 6質量部 ・ポリエステル樹脂(酸価=20mgKOH/g) 2質量部 ・荷電制御剤 1質量部 [荷電制御樹脂:スチレン−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン 酸共重合体 共重合比(質量%)=85:15、Tg=65℃] ・前記オキシカルボン酸(1−A) 1質量部 ・エステルワックス(融点=60℃) 7質量部 からなる混合物をアトライター(三井金属社製)を用い
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)3質量部を添加し、重合性単量
体組成物を調製した。
【0207】次に、前記水系分散媒体中に該重合性単量
体組成物を投入し、内温70℃のN 2雰囲気下で、高速
撹拌装置の回転数を15000rpmを維持しつつ、1
0分間撹拌し、該重合性単量体組成物を造粒した。その
後、撹拌装置をパドル撹拌羽根を具備したものに換え、
200rpmで撹拌しながら同温度に保持し、重合性ビ
ニル系単量体の重合転化率が95%に達したところで
0.1mol/LのNaOH水溶液を添加して水系分散
媒体のpHを11に変更した。更に反応温度を85℃に
昇温し、重合転化率がほぼ100%になったところで重
合反応を完了した。
【0208】重合終了後、加熱減圧下で残存モノマーを
留去し、次いで、冷却後に希塩酸を添加して難水溶性分
散剤を溶解せしめた。更に水洗浄を数回繰り返した後、
円錐型リボン乾燥機(大川原製作所製)を用い、乾燥処
理を行い、重合体粒子(A)を得た。
【0209】上記重合体粒子(A)100質量部と疎水
性オイル処理シリカ微粉体(BET:200m2/g)
2質量部をヘンシェルミキサー(三井金属社製)で乾式
混合してトナー(A)とした。
【0210】該トナー(A)1g中からメタノールによ
って抽出されるオキシカルボン酸量Aは1.82mg/
gで、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液によ
って抽出されるオキシカルボン酸量Bは1.45mg/
gで、A/Bの値は1.26で、(3/4)B+1の値
は2.09であった。
【0211】また、円相当個数平均径は5.5μmで、
円形度頻度分布における平均円形度は0.985、円形
度標準偏差は0.020で、円形度0.95未満のトナ
ー粒子数は3.7個数%であった。
【0212】更に、TEMによってトナー(A)の断層
面観察を行ったところ、図4(c)の模式図のようにト
ナー粒子表面には連続した薄層が形成されており、その
内部方向には結着樹脂とワックス成分が存在し、前記
(r/R)stの値は0.33であった。
【0213】(トナーの製造例2〜6)オキシカルボン
酸、荷電制御剤、及びワックス成分の種類と添加量を変
更すると共に、トナー製造時における重合反応中の水系
分散媒体のpH、及びpH切り替え時の重合転化率を変
更する以外は、前記トナーの製造例1と同様にして重合
体粒子(B)〜(F)を得た後、トナー(B)〜(F)
を調製した。
【0214】(比較用トナーの製造例1、2)オキシカ
ルボン酸、荷電制御剤、及びワックス成分の種類と添加
量を変更すると共に、トナー製造時における重合反応中
の水系分散媒体のpH、及びpH切り替え時の重合転化
率を変更する以外は、前記トナーの製造例1と同様にし
て比較用重合体粒子(a)と(b)を得た後、比較用ト
ナー(a)と(b)を調製した。
【0215】尚、TEMによる比較用トナー(a)と
(b)の断層面観察では、トナー粒子表面に薄層の形成
は確認されず、ワックス成分の分散状態は図4(b)の
模式図のように結着樹脂中に実質的に球状を呈して分散
しており、前記(r/R)stの値は0.05に満たなか
った。
【0216】上記トナーの製造例、及び比較用トナーの
製造例で用いたオキシカルボン酸、荷電制御剤、及びワ
ックス成分の種類と添加量、及び水系分散媒体のpHの
条件、更に得られたトナーの諸性状を表1及び2にまと
めて示した。
【0217】
【表1】
【0218】
【表2】
【0219】(トナーの製造例7)高速撹拌装置クレア
ミックス(エムテクニック社製)を具備した2リットル
用4つ口フラスコ中に、イオン交換水700質量部と
0.1mol/L−Na3PO4水溶液800質量部を投
入し、高速撹拌装置の回転数を15000rpmに設定
し、65℃に加温せしめた。ここに1.0mol/L−
CaCl2水溶液70質量部を添加し、微小な難水溶性
分散剤Ca3(PO42を含む水系分散媒体を調製し
た。更に希塩酸により水系分散媒体のpHが5.5にな
るように再調製した。
【0220】一方、分散質として、 ・スチレン単量体 77質量部 ・2−エチルヘキシルアクリレート単量体 23質量部 ・ジビニルベンゼン単量体 0.2質量部 ・カーボンブラック(DBP吸油量=75ml/100g) 5質量部 ・ポリエステル樹脂(酸価=15mgKOH/g) 2質量部 (エポキシ化ビスフェノールAとイソフタル酸の縮合重合体、Tg=70℃) ・不飽和ポリエステル樹脂 1質量部 (エポキシ化ビスフェノールAとフマル酸の縮合重合体、Tg=65℃) ・荷電制御剤 1質量部 [荷電制御樹脂:スチレン−2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン 酸共重合体 共重合比(重量%)=80:20、Tg=60℃] ・前記オキシカルボン酸(1−A) 1質量部 ・エステルワックス(融点=65℃) 10質量部 からなる混合物をアトライター(三井金属社製)を用い
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)3質量部を添加し、重合性単量
体組成物を調製した。
【0221】次に、前記水系分散媒体中に該重合性単量
体組成物を投入し、内温65℃のN 2雰囲気下で、高速
撹拌装置の回転数を15000rpmを維持しつつ、1
5分間撹拌し、該重合性単量体組成物を造粒した。その
後、撹拌装置をパドル撹拌羽根を具備したものに換え、
80rpmで撹拌しながら同温度に保持し、重合性ビニ
ル系単量体の重合転化率が95%に達したところで第1
反応工程を終了した。これに0.1mol/LのNaO
H水溶液を添加して水系分散媒体のpHを10に変更し
た。更に反応温度を85℃に昇温し、重合転化率がほぼ
100%になったところで第2反応工程を終了し、重合
工程を完了した。
【0222】重合終了後、上記トナーの製造例1と同様
にして重合体粒子(G)を得た。
【0223】上記重合体粒子(G)100質量部と疎水
性シリカ微粉体(BET:200m 2/g)1.5質量
部と疎水性酸化チタン微粉体(BET:50m2/g)
0.5質量部をヘンシェルミキサー(三井金属社製)で
乾式混合してトナー(G)とした。
【0224】該トナー(G)1g中からメタノールによ
って抽出されるオキシカルボン酸含有量Aは1.67m
g/gで、0.1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液
によって抽出されるオキシカルボン酸量Bは1.19m
g/gで、A/Bの値は1.40で、(3/4)B+1
の値は1.89であった。
【0225】また、円相当個数平均径は5.6μmで、
円形度頻度分布における平均円形度は0.988、円形
度標準偏差は0.019、円形度0.95未満のトナー
粒子数は2.5個数%であった。
【0226】更に、TEMによってトナー(G)の断層
面観察を行ったところ、図4(c)の模式図のようにト
ナー粒子表面には連続した薄層が形成されており、その
内部方向には結着樹脂とワックス成分が存在し、前記
(r/R)stの値は0.36であった。
【0227】(トナーの製造例8〜13)オキシカルボ
ン酸、荷電制御剤、及びワックス成分の種類と添加量を
変更すると共に、トナー製造時における重合反応中の水
系分散媒体のpH、及びpH切り替え時の重合転化率を
変更する以外は、前記トナーの製造例7と同様にして重
合体粒子(H)〜(M)を得た後、トナー(H)〜
(M)を調製した。
【0228】(比較用トナーの製造例3、4)オキシカ
ルボン酸、荷電制御剤、及びワックス成分の種類と添加
量を変更すると共に、トナー製造時における重合反応中
の水系分散媒体のpH、及びpH切り替え時の重合転化
率を変更する以外は、前記トナーの製造例7と同様にし
て比較用重合体粒子(c)と(d)を得た後、比較用ト
ナー(c)と(d)を調製した。
【0229】上記トナーの製造例、及び比較用トナーの
製造例で用いた着色剤、荷電制御剤、オキシカルボン
酸、及びワックス成分の種類と添加重、及び水系分散媒
体のpHの条件、更に得られたトナーの諸性状を表3及
び4にまとめて示した。
【0230】
【表3】
【0231】
【表4】
【0232】(弾性ブレードの製造例1)ポリアミド成
分として12−ナイロンをドデカン二酸によりカルボキ
シル化したものとポリエーテル成分としてポリテトラメ
チレングリコールを用い、縮重合してポリアミドエラス
トマーとした。所定時間乾燥させた後、溶融温度200
℃/金型温度30℃の条件下で予めバネ弾性を呈する厚
さ0.1mmのリン青銅製の金属薄板を装備した金型に
射出成形によって直接成形し、該金属薄板上に厚さ1m
mのポリアミドエラストマーの弾性体を有するブレード
1を作製した。
【0233】得られたブレード1の弾性体のショアーD
硬度は25°であった。
【0234】(弾性ブレードの製造例2〜5、及び比較
用ブレードの製造例1と2)製造条件を変更する以外
は、前記弾性ブレードの製造例1と同様にしてショアー
D硬度が異なるブレード2〜5、及び比較用ブレード1
と2を製造した。
【0235】得られたブレード2〜5の弾性体のショア
ーD硬度は順に30°、45°、50°、65°で、比
較用ブレード1と2のショアーD硬度は20°と70°
であった。
【0236】(比較用ブレードの製造例3)厚さ0.1
mmのリン青銅製の金属薄板に弾性体として遠心成形機
にて成形加工した厚さ1mmのウレタンシート(ショア
ーD硬度=30°)を接着し、比較用ウレタンブレード
を作製した。
【0237】(弾性ブレードの製造例6)予熱したベン
ト機構のある鏡面を有した金型に厚さ60μmのSUS
製の金属薄板を装備した後、ポリアミドエラストマーに
アゾジカルボンアミド発泡剤を添加混合したものを射出
し、鏡面を転写したスキン層付き発泡ポリアミドエラス
トマーフォームを形成した。
【0238】更に加熱処理を施した後、弾性ブレードの
形状に2次加工した。即ち、現像ローラーとの当接部か
ら自由端までの距離NEが弾性ブレードの中央部から両
端部に向けて連続的に短くなるようにし、更にその両端
部では自由端の先端位置が現像ローラーとの当接部内に
収まるように加工し、ブレード6を作製した。
【0239】得られたブレード6のショアーD硬度は2
5°であった。
【0240】(弾性ブレードの製造例7と8、及び比較
用ブレードの製造例4と5)製造条件を変更する以外
は、前記弾性ブレードの製造例6と同様にしてショアー
D硬度が異なるブレード7と8、及び比較用ブレード4
と5を製造した。
【0241】得られたブレード7と8のショアーD硬度
は順に50°と65°で、比較用ブレード4と5のショ
アーD硬度は20°と70°であった。
【0242】<実施例1>市販のレーザービームプリン
ターを改造して、図1に示す画像形成装置を前述の具体
例に従って用意し、以下の現像条件を満足するように画
像形成条件を設定した。 感光体暗部電位(Vd):−800V 感光体明部電位(Vl):−100V 現像バイアス電圧:−400V(直流成分のみ)
【0243】また、トナー規制部材には上記弾性ブレー
ドの製造例3で得られたブレード3(ショアーD硬度=
45°)を用い、現像ローラーとの当接圧が0.29N
(30g)となるように調整した。
【0244】トナー塗布ローラー6には発泡骨格状スポ
ンジ構造の弾性ローラーを用い、現像ローラー5に対し
て2mmの当接幅となるように配設し、該現像ローラー
の表面移動速度(216mm/sec、感光体ドラムの
表面移動速度に対する周速比=150%)に対して70
%の周速比で反対方向(図2の矢印Dの方向)に回転駆
動するように設定した。
【0245】上記画像形成装置のプロセスカートリッジ
にはトナーの製造例1で得られたトナー(A)を逐次補
給し、常温常湿環境下において24枚/分(A4サイズ
紙)のプリントアウト速度で5000枚分のプリントア
ウト試験を行った。
【0246】得られたプリントアウト画像は、画像濃
度、画像飛び散り、画像ゴースト、画像カブリ、ドット
再現性に優れるものであった。
【0247】更に、上記トナー(A)を40℃/85%
の高温高湿環境下に1週間放置した後に改めて同様のプ
リントアウト試験を行ったところ、再び良好なプリント
アウト画像を得ることが出来た。
【0248】また、プリントアウト試験終了後、現像ロ
ーラー上のトナーの塗布状態を観察したところ、均一な
トナーの薄層形成が確認された。
【0249】評価項目の説明とその評価基準は以下の通
りであり、後述の実施例2〜6、及び比較例1〜6にお
いても同様に評価を行った。
【0250】[プリントアウト画像評価] <1>画像濃度 通常の複写機用普通紙(75g/m2)に所定の枚数の
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RD918」
(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。 A:1.40以上 B:1.35以上、1.40未満 C:1.00以上、1.35未満 D:1.00未満
【0251】<2>画像飛び散り 図5(a)に示した「電」文字パターンを普通紙(75
g/m2)にプリントアウトした際の文字周辺部へのト
ナー飛び散り(図5(b)の状態)を目視で評価した。 A:ほとんど発生せず。 B:軽微な飛び散りが見られる。 C:若干の飛び散りが見られる。 D:顕著な飛び散りが見られる。
【0252】<3>画像ゴースト 図6(A)に示した幅aで長さlのベタ黒の帯状画像X
をプリントアウトした後、図6(B)に示した幅b(>
a)で長さlのハーフトーン画像Yをプリントアウトし
た際、該ハーフトーン画像上に現れる濃淡差(図6
(C)のA、B、Cの部分)を目視で評価した。 A:濃淡差が全く見られない B:BとCの部分で軽微な濃淡差がみられる C:A、B、Cの各々で若干の濃淡差がみられる D:顕著な濃淡差が見られる
【0253】<4>画像カブリ ベタ白画像形成時の感光体上の転写残余のトナーをマイ
ラーテープによってテーピングして剥ぎ取り、それを紙
上に貼ったものの反射濃度を「マクベス反射濃度計RD
918」で測定する。得られた反射濃度から、マイラー
テープをそのまま紙上に貼った時の反射濃度を差し引い
た数値を用いて評価した。数値が小さい程、画像カブリ
が抑制されていることになる。 A:0.03未満 B:0.03以上、0.07未満 C:0.07以上、0.15未満 D:0.15以上
【0254】<5>ドット再現性 潜像電界によって電界が閉じ易く、再現しにくい図7に
示す様な小径(45μm)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。 A:100個中の欠損が2個以下 B:100個中の欠損が3〜5個 C:100個中の欠損が6〜10個 D:100個中の欠損が11個以上
【0255】[画像形成装置マッチング評価] <1>現像ローラー上のトナーの薄層形成状態 プリントアウト試験終了後、現像ローラー上のトナーの
薄層形成状態を目視で評価した。 A:均一なトナーの薄層形成がなされている。 B:軽微なムラが発生しているが、画像への影響はな
い。 C:回転方向にスジ状のコートムラを生じ、画像にも影
響が現れている。 D:均一なトナーの薄層形成が困難であり、現像ローラ
ーからトナーの飛散を生じる。
【0256】<2>トナー塗布ローラーとのマッチング プリントアウト試験終了後、トナー塗布ローラーへのト
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。 A:固着は未発生。 B:汚染が発生しているが、固着はほとんど発生せず。 C:固着があるが、画像への影響が少ない。 D:固着が多く、画像ムラを生じる。
【0257】これらの評価結果を表5にまとめて示し
た。
【0258】<実施例2>トナーとしてトナーの製造例
2で得られたトナー(B)を用いることを除いては、実
施例1と同様にして評価したところ、概ね良好な結果を
得た。
【0259】これらの評価結果を表5にまとめて示し
た。
【0260】<実施例3〜6>トナーとしてトナー
(C)〜(F)を各々用いると共に、弾性ブレードの種
類と現像ローラーの表面移動速度に対するトナー塗布ロ
ーラーの周速比の設定を変更することを除いては、実施
例1と同様にして評価したところ、概ね良好な結果を得
た。
【0261】これらの評価結果を表5にまとめて示し
た。
【0262】<比較例1、2>トナーとして比較用トナ
ー(a)と(b)を各々用いることを除いては、実施例
1と同様に評価した。
【0263】その結果、トナー中のオキシカルボン酸の
含有量と存在状態を特定の状態に制御していない為、良
好な結果が得られなかった。
【0264】これらの評価結果を表5にまとめて示し
た。
【0265】<比較例3、4>トナーとして比較用トナ
ー(a)と(b)を各々用いると共に弾性ブレードを比
較用ブレード2と1に変更することを除いては、実施例
1と同様に評価した。
【0266】その結果、トナー中のオキシカルボン酸の
含有量と存在状態を特定の状態に制御していない為、良
好な結果が得られなかった。
【0267】また、弾性ブレードのショアーD硬度が適
切ではなかった為、トナーの薄層形成状態も十分なもの
ではなかった。
【0268】これらの評価結果を表5にまとめて示し
た。
【0269】<比較例5>トナーとしてトナー(F)を
用いると共に弾性ブレードを比較用ウレタンブレードに
変更することを除いては、実施例6と同様に評価した。
【0270】その結果、トナー中のオキシカルボン酸の
含有量と存在状態を特定の状態に制御していない為、良
好な結果が得られなかった。
【0271】また、弾性ブレードの材質が適切ではなか
った為、トナーの薄層形成状態も十分なものではなかっ
た。
【0272】これらの評価結果を表5にまとめて示し
た。
【0273】
【表5】
【0274】<実施例7>市販のフルカラー複写機を改
造して、図3に示す画像形成装置を前述の具体例に従っ
て用意した。
【0275】現像装置には図1に示す現像装置4を流用
し、以下の現像条件及び転写条件を満足するように画像
形成条件を設定した。 感光体暗部電位(Vd):−750V 感光体明部電位(Vl):−50V 現像バイアス電圧:−350V(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電
圧:300V(直流成分のみ) 第2の転写工程で転写ローラに印加する転写バイアス電
圧:1000V(直流成分のみ)
【0276】尚、クリーナー63を取り外し、感光体ド
ラム上の転写残余のトナーが現像装置に回収されるよう
に設定した。
【0277】また、トナー規制部材には上記弾性ブレー
ドの製造例7で得られたブレード7(ショアーD硬度=
50°)を用い、現像ローラーとの当接圧が0.245
N(25g)となるように調整した。
【0278】トナー塗布ローラー6には上記実施例1で
用いた弾性ローラーを流用し、現像ローラー5に対して
3mmの当接幅となるように配設し、該現像ローラーの
表面移動速度(144mm/sec、感光体ドラムの表
面移動速度に対する周速比=150%)に対して60%
の周速比で反対方向(図2の矢印Dの方向)に回転駆動
するように設定した。
【0279】上記画像形成装置のプロセスカートリッジ
にはトナーの製造例7で得られたトナー(G)を逐次補
給し、常温常湿環境下において単色モードにより16枚
/分(A4サイズ紙)のプリントアウト速度で5000
枚分のプリントアウト試験を行った。
【0280】得られたプリントアウト画像は、画像濃
度、画像ゴースト、画像カブリ、ドット再現性に優れる
ものであった。また、感光体ドラムの帯電不良に起因す
る画像汚れは発生せず、帯電ローラヘのトナー付着も軽
微であり、感光体ドラム上に残余する転写残余のトナー
の回収性も良好であった。
【0281】更に、上記トナー(A)を40℃/85%
の高温高湿環境下に1週間放置した後に改めて同様のプ
リントアウト試験を行ったところ、再び良好なプリント
アウト画像を得ることが出来た。
【0282】また、プリントアウト試験終了後、現像ロ
ーラー上のトナーの塗布状態を観察したところ、均一な
トナーの薄層形成が確認された。
【0283】評価項目の説明とその評価基準は以下の通
りであり、後述の実施例8〜13、及び比較例5〜8に
おいても同様に評価を行った。
【0284】[評価方法] <1>画像濃度 表5に示した場合に準じる。
【0285】<2>画像汚れ 1ドットライン−1ドットスペースで構成されるハーフ
トーン画像を普通紙(75g/m2)にプリントアウト
した際の画像汚れを目視で評価した。 A:発生せず B:軽微な汚れが見られる C:微細な黒点状の汚れが見られる D:周期的な帯状の汚れや縦スジ状の汚れが見られる
【0286】<3>画像ゴースト 表5に示した場合に準じる。
【0287】<4>画像ゴースト 表5に示した場合に準じる。
【0288】<5>ドット再現性 表5に示した場合に準じる。
【0289】[画像形成装置マッチング評価] <1>現像ローラー上のトナーの薄層形成状態 表5に示した場合に準じる。
【0290】<2>帯電ローラヘのトナー付着量 帯電ローラの表面に付着した単位面積当たりのトナー質
量(mg/cm2)を測定した。トナー付着量が少ない
ほど良好である。 A:0.20mg/cm2未満 B:0.20mg/cm2以上、0.35mg/cm2
満 C:0.35mg/cm2以上、0.55mg/cm2
満 D:0.55mg/cm2以上
【0291】これらの評価結果を表6にまとめて示し
た。
【0292】<実施例8〜13>トナーとしてトナー
(H)〜(M)を各々用いると共に、弾性ブレードの種
類と現像ローラーの表面移動速度に対するトナー塗布ロ
ーラーの周速比の設定を変更することを除いては、実施
例7と同様にして評価したところ、概ね良好な結果を得
た。
【0293】これらの評価結果を表6にまとめて示し
た。
【0294】<比較例5、6>トナーとして比較用トナ
ー(c)と(d)を各々用いることを除いては、実施例
7と同様に評価した。
【0295】その結果、トナー中のオキシカルボン酸の
含有量と存在状態を特定の状態に制御していない為、良
好な結果が得られなかった。
【0296】これらの評価結果を表6にまとめて示し
た。
【0297】<比較例7、8>トナーとして比較用トナ
ー(a)と(b)を各々用いると共に弾性ブレードを比
較用ブレード5と4に変更することを除いては、実施例
1と同様に評価した。
【0298】その結果、トナー中のオキシカルボン酸の
含有量と存在状態を特定の状態に制御していない為、良
好な結果が得られなかった。
【0299】また、弾性ブレードのショアーD硬度が適
切ではなかった為、トナーの薄層形成状態も十分なもの
ではなかった。
【0300】これらの評価結果を表6にまとめて示し
た。
【0301】
【表6】
【0302】<実施例14>トナーとしてトナー(G)
と(I)〜(K)を用い、フルカラーモードによりグラ
フィック画像5000枚分をプリントアウトする以外
は、実施例7と同様に評価を行った。尚、プリントアウ
ト試験時に画像形成装置は、50枚分を連続プリントす
る毎に休止と起動を繰り返し、再起動する際の予備動作
時によって帯電ローラに付着したトナーが現像装置に回
収されるように設定した。
【0303】得られたプリントアウト画像は、画像濃
度、画像カブリに優れ、画像濃度ムラや色再現ムラのな
い良好なフルカラー画像であった。また、感光体ドラム
の帯電不良に起因する画像汚れは発生せず、帯電ローラ
ヘのトナー付着も軽微であり、感光体ドラム上に残余す
る転写残余のトナーの回収性も良好であった。
【0304】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
方法によれば、ショアーD硬度が25〜65度であるポ
リアミド樹脂又はポリアミド含有エラストマーを用いた
トナー規制部材を現像装置に設け、尚且つ、オキシカル
ボン酸の含有状態を特定したトナーを用いることにより
トナー担持体上に均一なトナーの薄層形成と良好な帯電
付与がなされるので、高温高湿環境に長期放置した後に
再度使用を開始するような過酷な使用条件下においても
画像劣化を軽減し、高解像度で高精細な画像形成を行う
ことが出来る。
【0305】また、現像兼クリーニング方式を用いる場
合には、感光体上の転写残余のトナーのより安定した回
収性を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成方法の一例として、接触一成
分現像装置を用いたプロセスカートリッジを有する画像
形成装置の断面図である。
【図2】画像形成装置の現像装置の拡大図である。
【図3】本発明の画像形成方法の他の例として、接触一
成分現像装置を用いた中間転写体を具備した画像形成装
置の模式図である。
【図4】ワックス成分を内包化しているトナー粒子の断
面の一例を示す模式図である。
【図5】文字画像の飛び散りの状態を示す模式図であ
る。
【図6】画像ゴーストの説明図である。
【図7】解像度を評価する為の孤立ドットパターンの説
明図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム(静電潜像担持体) 2 帯電ローラー 3 レーザー光(露光手段) 4 現像装置 5 現像ローラー(トナー担持体) 6 トナー塗布ローラー 7 トナー規制ブレード 8 トナー 9 転写ローラー 10 クリーニングブレード(クリーニング部材) 11 廃トナー容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/08 504 G03G 9/08 344 507 15/08 507B 507C 507L Fターム(参考) 2H005 AA06 AA15 CA04 CA14 CA30 DA01 EA03 EA05 EA07 FA07 2H073 AA02 BA02 BA13 CA02 2H077 AB04 AB14 AC04 AD02 AD06 AD13 AD18 AD23 AD31 AD35 AE04 EA15 FA13 FA22 FA25 GA13

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも(a)静電潜像を担持するた
    めの像担持体を帯電する帯電工程;(b)帯電された像
    担持体に像露光によって静電潜像を形成する露光工程;
    (c)該静電潜像を現像装置が有しているトナーによっ
    て現像し、トナー像を形成する現像工程;(d)像担持
    体の表面に形成された該トナー像を中間転写体を介し
    て、又は介さずに転写材に転写する転写工程;及び
    (e)転写工程後に像担持体表面に残存しているトナー
    をクリーニング除去するクリーニング工程;を有する画
    像形成方法において、該現像装置は、(1)トナー担持
    体表面に接触して配設されたトナー塗布ローラーによっ
    て該トナー担持体表面にトナーを供給する為のトナー塗
    布手段と、(2)バネ弾性を有する薄板のトナーと接す
    る表面上にショアーD硬度が25度〜65度であるポリ
    アミド樹脂又はポリアミド含有エラストマーを接着もし
    くは成形したトナー規制部材によって該トナー担持体表
    面にトナーの薄層を形成するトナー層形成手段と、
    (3)該トナー層を像担持体の表面に接触させることに
    よってトナー像の形成を成し遂げる現像手段を具備し、 該トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、ワックス成
    分、及びオキシカルボン酸を含有し、 該トナー1g中からメタノールによって抽出されるオキ
    シカルボン酸の質量A(mg)と0.1mol/Lの水
    酸化ナトリウム水溶液によって抽出されるオキシカルボ
    ン酸の質量B(mg)が、 A/B=1.05〜3.00 B=0.10〜3.50mg (トナーの質量基
    準) を満足することを特徴とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】 トナー1g中からメタノールによって抽
    出されるオキシカルボン酸の質量A(mg)と0.1m
    ol/Lの水酸化ナトリウム水溶液によって抽出される
    オキシカルボン酸の質量B(mg)が、 A≦(3/4)B+1 を満足することを特徴とする請求項1に記載の画像形成
    方法。
  3. 【請求項3】 オキシカルボン酸が下記式(1)で示さ
    れる化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記
    載の画像形成方法。 【化1】 (上記式(1)中、(A)は下記の群より選ばれ、X1
    は、水素原子、ナトリウム原子、カリウム原子、アンモ
    ニウム、又は、脂肪族アンモニウムを示す。) 【化2】
  4. 【請求項4】 オキシカルボン酸が下記式(2)で示さ
    れる化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記
    載の画像形成方法。 【化3】 (上記式(2)中、X2は、水素原子、ナトリウム原
    子、カリウム原子、アンモニウム、又は脂肪族アンモニ
    ウムを示し、R4は、C1〜C22のアルキル基又はアルケ
    ニル基、アリール基を示し、R5は、水素原子、C1〜C
    22のアルキル基又はアルケニル基、アリール基、アルコ
    キシ基を示す。)
  5. 【請求項5】 荷電制御剤として、2−アクリルアミド
    −2−メチルプロパンスルホン酸を共重合比で2質量%
    以上含有し、ガラス転移温度(Tg)が40〜70℃の
    スチレン及び/又はスチレン(メタ)アクリル酸共重合
    体からなる荷電制御樹脂を含有するトナーを用いること
    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。
  6. 【請求項6】 現像工程において、現像装置に具備され
    るトナー塗布ローラーの表面移動速度はトナー担持体の
    表面移動速度に対して周速比で30〜90%に設定さ
    れ、且つ、該トナー担持体には外部から定電圧制御され
    た直流成分のみの現像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1乃至5のいずれかに記載の画像
    形成方法。
  7. 【請求項7】 クリーニング工程における転写残余のト
    ナーの回収方法が、現像工程において現像装置が兼ねて
    行う現像兼クリーニング方式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。
  8. 【請求項8】 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(μm)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請求項1乃至7のいずれかに
    記載の画像形成方法。
  9. 【請求項9】 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8に記載の画像形成方法。
  10. 【請求項10】 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8に記載の画像
    形成方法。
  11. 【請求項11】 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10のいずれかに記載の画像形成方法。
  12. 【請求項12】 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(μm)を呈
    するトナー粒子の断層面を20箇所選び出し、 (2)選び出した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内、最も大きいものの
    長径rをそれぞれ計測し、 (3)求められたr/Rの相加平均値(r/R)stが、
    0.05≦(r/R) st≦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11のいずれかに記載の画像形成方法。
  13. 【請求項13】 前記r/Rの相加平均値(r/R)st
    が、0.25≦(r/R)st≦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に記載の画像形成方法。
  14. 【請求項14】 透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた
    トナー粒子の断層面観察において、トナー粒子の表面に
    は、四酸化ルテニウム(RuO4)及び/又は四酸化オ
    スミウム(OsO4)による電子染色法によって識別さ
    れる材料による薄層が形成されており、そのトナー内部
    方向には結着樹脂とワックス成分が存在し、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13
    のいずれかに記載の画像形成方法。
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