(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及び見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記長鎖脂肪族基の炭素数が５〜２４であり、前記第４級アンモニウム塩が下記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【化１】
0003615640.tif 000009
式中、Ｒは炭素数５〜２４の脂肪族基を示し、Ｒ１〜Ｒ３は水素原子、脂肪族基、芳香族基を示し、Ｍはアニオンを示し、ｎは１〜６の整数を示す。
【請求項２】
少なくともバインダー樹脂、長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及び見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを乾式混合、溶融混練、粉砕、分級してトナーを得る静電荷像現像用トナーの製造方法において、前記長鎖脂肪族基の炭素数が５〜２４であり、前記第４級アンモニウム塩が前記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
【請求項３】
潜像担持体上の静電荷像を、長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及び見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを含有するトナーを使用し、顕像化する静電荷像現像方法において、前記長鎖脂肪族基の炭素数が５〜２４であり、前記第４級アンモニウム塩が前記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする静電荷像現像方法。
【請求項４】
長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及び見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを含有するトナーと、キャリアとを含有する静電荷像現像用現像剤において、前記長鎖脂肪族基の炭素数が５〜２４であり、前記第４級アンモニウム塩が前記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
【請求項５】
前記キャリアが樹脂被覆キャリアであることを特徴とする請求項４記載の静電荷像現像用現像剤。
【請求項６】
前記キャリアを被覆する樹脂がシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項５記載の静電荷像現像用現像剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は静電荷像現像用トナー及びその製造方法並びにこれを用いた現像剤及び静電荷像現像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静電荷像現像用の黒色トナーにおいては、着色剤としてカーボンブラックを用いることは周知の技術である。ところが、カーボンブラックは一次粒径がｎｍオーダーの非常に小さな粒子であるため、凝集力が強く、トナー中に均一に存在させることが難しい。このため、トナー製造過程でカーボンブラックがマーブル状に凝集し均一なトナーが得られないという問題が生じ易い。このようにトナーが不均一であると、トナーの摩擦帯電量が不均一となり、充分な画像濃度を得ることと、トナー飛散・カブリといった画像欠陥を生じないようにすることの両立が困難となる。
【０００３】
特に、像担持体上に形成された静電荷像をトナーにより現像する工程と、像担持体へ現像されたトナーを転写体へ転写する工程と、未転写トナーをクリーニングする工程と、クリーニング部で回収されたトナーを現像部へ戻す工程を有する画像形成方法（以下、トナーリサイクルシステムを採用した画像形成方法という）に用いた場合、画像濃度の変動が大きくなり、問題が大きい。
【０００４】
一方、第４級アンモニウム塩を荷電制御剤として使用することは公知の技術であるが、この場合も帯電量分布が広く、上述の問題が生じていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、帯電量分布がシャープであり、充分な画像濃度が得られ、トナー飛散・カブリの生じないトナー及びその製造方法を得ることにある。本発明のもう一つの課題は、充分な画像濃度が得られ、トナー飛散・カブリの生じない現像剤を得ることにある。
本発明のさらにもう一つの課題は、充分な画像濃度が得られ、トナー飛散・カブリの生じない画像形成方法を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、下記構成によって達成される。
１．長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及び見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを含有する静電荷像現像用トナーにおいて、前記長鎖脂肪族基の炭素数が５〜２４であり、前記第４級アンモニウム塩が下記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【０００９】
【化２】
0003615640.tif 000002
式中、Ｒは炭素数５〜２４の脂肪族基を示し、Ｒ１〜Ｒ３は水素原子、脂肪族基、芳香族基を示し、Ｍはアニオンを示し、ｎは１〜６の整数を示す。
【００１０】
２．少なくともバインダー樹脂、長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及び見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを乾式混合、溶融混練、粉砕、分級してトナーを得る静電荷像現像用トナーの製造方法において、前記長鎖脂肪族基の炭素数が５〜２４であり、前記第４級アンモニウム塩が前記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
【００１１】
３．潜像担持体上の静電荷像を、長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及び見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを含有するトナーを使用し、顕像化する静電荷像現像方法において、前記長鎖脂肪族基の炭素数が５〜２４であり、前記第４級アンモニウム塩が前記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする静電荷像現像方法。
【００１２】
４．長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩及び見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを含有するトナーと、キャリアとを含有する静電荷像現像用現像剤において、前記長鎖脂肪族基の炭素数が５〜２４であり、前記第４級アンモニウム塩が前記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
【００１３】
５．前記キャリアが樹脂被覆キャリアであることを特徴とする請求項４記載の静電荷像現像用現像剤。
【００１４】
６．前記キャリアを被覆する樹脂がシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項５記載の静電荷像現像用現像剤。
【００１５】
特定の長鎖脂肪族基を有する第４級アンモニウム塩と見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックを併用することにより、帯電量分布がシャープになる理由は必ずしも明らかでないが、（１）特定の長鎖脂肪族基により第４級アンモニウム塩のバインダー樹脂への分散性がよくなること、（２）トナー製造時、トナー原料を乾式で予備混合する際に、カーボンブラックの見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３であると他の原料の比重との兼ね合いで原料が均一に混合され易く、その結果、トナーが均一化すること、等が考えられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細について説明する。本発明に用いる第４級アンモニウム塩の長鎖脂肪族基としては、炭素数５以上炭素数２４以下のものが好ましく、本発明は下記一般式（１）で表される第４級アンモニウム塩を用いる。
【００１７】
【化３】
0003615640.tif 000003
式中、Ｒは炭素数５以上炭素数２４以下の脂肪族基を示し、Ｒ１〜Ｒ３はＨ、脂肪族基（好ましくは炭素数１〜２２のアルキル基）、芳香族基（好ましくはフェニル基）を示し、Ｍはアニオンを示し、ｎは１〜６の整数を示す。本発明に用いられる第４級アンモニウム塩の具体例を下記に示す。
【００１８】
【化４】
0003615640.tif 000004
【００１９】
【化５】
0003615640.tif 000005
【００２０】
本発明において、トナーへの第４級アンモニウム塩の添加量はバインダー樹脂１００重量部に対し、好ましくは０．５〜８重量部、より好ましくは０．５〜２重量部である。
【００２１】
本発明においては、見掛け密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ３のカーボンブラックが用いられる。カーボンブラックの見掛け密度は一定体積のカーボンブラックの重量を測定し、この重量を体積で割ることにより求める。カーボンブラックの見掛け密度は、粒子生成反応の条件（温度、圧力、時間、濃度等）や、一次粒子を造粒する際の造粒条件等により変化させることができる。
カーボンブラックの見掛け密度が０．３ｇ／ｃｍ３未満であると、他の原料との兼ね合いで、乾式混合に際し原料が均一に混合され難く、トナーが不均一化することがある。また、カーボンブラックの見掛け密度が０．６ｇ／ｃｍ３を超えると、上記と同じように他の原料との兼ね合いで、乾式混合に際し原料が均一に混合され難く、トナーが不均一化することがある。
【００２２】
本発明において、トナーへのカーボンブラックの添加量は、バインダー樹脂１００重量部に対し、好ましくは６〜１５重量部、より好ましくは８〜１２重量部である。
【００２３】
本発明のトナーに用いるバインダー樹脂は特に限定されず、従来公知の種々の樹脂が用いられる。例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。
【００２４】
本発明のトナーは必要に応じて離型剤を含有してもよい。離型剤としては、従来使用されている離型剤は格別の制限なく使用することができる。具体的には、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン類、マイクロクリスタンワックス、カルナバワックス、サゾールワックス、パラフィンワックス等が挙げられる。離型剤の添加量はバインダー樹脂１００重量部に対し、好ましくは１〜１０重量部、より好ましくは１〜５重量部である。
【００２５】
本発明のトナーは、本発明に係る原材料を予め乾式混合した後、溶融混練、粉砕、分級して得られる。原材料を乾式混合する方法としては、ヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、Ｗコーンミキサー、バイブローミル、ターブラー等を用いる方法が挙げられる。溶融混練、粉砕、分級する方法は、従来公知の技術を特別の制限なく採用できる。
【００２６】
また、本発明のトナーには、流動性付与の観点から、無機微粒子を添加してもよい。無機微粒子としてはシリカ・チタニア・アルミナ等の無機酸化物粒子が好ましく、更にこれらの無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤等によって疎水化処理されていてもよい。中でも疎水性シリカの添加が特に好ましく、疎水性シリカ微粒子の一次粒子の数平均粒径は５〜３００ｎｍの範囲が好ましい。また、疎水性シリカ微粒子の添加割合は、トナー１００重量部に対し０．１〜２重量部の範囲が好ましい。
【００２７】
本発明のもう一つの目的は、潜像担持体上の静電荷像を、本発明のトナーを使用し、顕像化する静電荷像現像方法により解決される。更に本発明の効果をより効果的に発揮させるためには、トナーリサイクルシステムを採用した画像形成方法に適用することが好ましい。
【００２８】
以下、本発明の画像形成方法について説明する。
図１は本発明の画像形成方法の実施に用いることができる画像形成装置を示す。有機光導電性感光層を備えた潜像担持体２０の周囲に、帯電極２１、現像機構２２、転写分離極２３、クリーニング機構２４、除電ランプ２５が配置されている。給紙機構２６からの記録材は、搬送機構２７により搬送され、転写分離極２３によりトナー像の転写を受けた後、定着機構２８により定着されて画像が形成される。転写後に潜像担持体２０上に残留したトナーはクリーニング機構２４により掻き取り除去される。回収したトナーは、好ましくは２９のようなリサイクル機構により再度現像機構２２に戻されて再使用される。
【００２９】
以下、各工程毎に説明する。
本発明のトナーを用いた現像剤を現像剤搬送担体により現像領域に搬送し、この現像剤により潜像担持体上の静電潜像を現像して、未定着トナー画像を形成する。現像方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を適用することができる。具体的には以下の方法を挙げることができる。
【００３０】
（１）接触磁気ブラシ現像法
この方法では、図２に示すように、現像剤搬送担体３１上に、現像領域の間隙より穂立ちの高い現像剤の磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを現像領域に搬送して潜像担持体２０上の静電潜像を摺擦しながら磁気ブラシ中のトナーを静電潜像に付着させて現像を行う。尚、３２は主攪拌ローラ、３３は補助攪拌ローラ、３４はトナー搬送スクリュー、３５は穂立ち規制板、３６はドクターブレードである。
【００３１】
（２）ジャンピング磁気ブラシ現像法
この方法では、現像剤搬送担体上に、現像領域の間隙より穂立ちの低い現像剤の磁気ブラシを形成し、この磁気ブラシを現像領域に搬送すると共に、現像領域に振動電界を作用させることにより磁気ブラシ中のトナーを飛翔させて静電潜像に付着させて現像を行う。
【００３２】
（３）カスケード現像法
（転写工程）
現像により得られた潜像担持体上の未定着トナー画像を記録材に転写する。この転写工程においては、静電転写方式或いはバイアス転写方式のいずれも適用できるが、特に静電転写方式が好ましい。具体的には、例えば、直流コロナ放電を生じさせる転写器を、記録材を介して潜像担持体に対向するよう配置し、記録材にその裏面側から直流コロナ放電を作用させることにより潜像担持体の表面に担持されていた未定着トナー画像を記録材の表面に転写する。
【００３３】
（クリーニング工程）
転写工程を経た後に潜像担持体上に残留したトナーをクリーニングする。クリーニング手段は、特に限定されないが、潜像担持体の表面に接触配置したクリーニングブレードを有するクリーニング装置が好ましい。このクリーニング装置によれば、潜像担持体の表面がクリーニングブレードにより摺擦されることにより、残留トナーが掻き取り除去される。
【００３４】
クリーニングブレードの構成としては、図４及び図５に記載される構成のいずれも使用することができる。図４及び図５においてはホールダー３にクリーニングブレード１を保持する構成である。また、感光体は２である。ホールダー３と感光体２が形成する角度は図中θ１が２０〜９０°、好ましくは３０〜７５°である。クリーニングブレード自体を構成する材料としては、シリコンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を使用することができる。この場合、ゴム硬度が３０〜９０°のものがよい。厚みは２〜１０ｍｍ、ホールダー部外の長さは５〜４０ｍｍがよい。感光体に対する圧接力は５〜３０ｇｆ／ｍｍが好適である。
【００３５】
クリーニング工程により回収されたトナーは、好ましくは次のリサイクル工程に導入されリサイクルされる。
【００３６】
（リサイクル工程）
クリーニングにより回収したトナーを、適宜のリサイクルシステムにより再び現像機構に戻してこれを再使用する。図３はリサイクルシステムの一例を示す説明図である。２０は潜像担持体、２２は現像機構、２４はクリーニング機構、２９はリサイクル機構、４１は磁気ブラシ機構、４２はトナー受入分配機構、４３はスクリューコンベア、４４は第１スクリュー、４５は第２スクリューである。この例の装置は、第１スクリュー４４と第２スクリュー４５とによりスクリューコンベア４３よりのトナーをトナー受入分配機構４２に供給するようにしたものである。
【００３７】
即ち、第１スクリュー４４及び第２スクリュー４５は、夫々内部に回転軸とこの回転軸に沿ってスパイラル状に設けた羽根を有し、第１スクリュー４４においては、スクリューコンベア４３により送られたトナーが回転軸の回転に伴って羽根により順次押し上げられて第２スクリュー４５に送られ、この第２スクリュー４５においては、第１スクリュー４４と同様の原理で水平方向にトナーが順次送られてトナー受入分配機構４２に供給され、回収されたトナーが再び潜像担持体２０上の静電潜像の現像に供される。
【００３８】
（定着工程）
転写工程によって、未定着トナー画像が転写された記録材を、加熱定着機構により定着処理し、記録材上に定着トナー画像を形成する。
【００３９】
（現像剤）
本発明のトナーは、二成分現像剤、一成分現像剤のいずれとしても用いることができるが、キャリアと混合し二成分現像剤として用いることが好ましい。二成分現像剤として用いる場合には、キャリアとして鉄、フェライト等の磁性粒子を用いることが好ましい。更にこれらの磁性粒子は表面を樹脂により被覆した樹脂被覆キャリアであることが好ましく、中でも被覆樹脂がシリコーン樹脂であることが特に好ましい。キャリアの平均粒径は体積平均粒径で３０〜１５０μｍであることが好ましい。尚、二成分現像剤におけるトナー濃度は３〜８重量％が好ましい。
【００４０】
【実施例】
次に実施例及び比較例により、本発明を具体的に説明する。尚、「部」は特に断わりのない限り、「重量部」を表す。
（トナー作成）
表１に示す樹脂、カーボンブラック、第４級アンモニウム塩と、ポリプロピレン４重量部をヘンシェルミキサーにより乾式混合し、次いで溶融混練、粉砕、分級して体積平均粒径８．５μｍのトナー母体を作成し、続いてトナー母体１００重量部に対し疎水性シリカ（一次粒子の数平均粒径１０ｎｍ）１．０重量部を外添混合し、本発明のトナー及び比較トナーを作成した。
【００４１】
また、表１に示したトナーを、シリコーン樹脂で被覆した体積平均粒径６０μｍのフェライトキャリアと混合し、トナー濃度が５重量％の現像剤を調製した。
【００４２】
【表１】
0003615640.tif 000006
【００４３】
【化６】
0003615640.tif 000007
【００４４】
（評価方法）
上記現像剤を用いてＵ−ＢＩＸ４１４５（コニカ社製）を改造し、図３に示すリサイクル機構を搭載した複写機により、室温２０℃、相対湿度５０％の環境下で繰り返して複写画像を形成するテストを行い、トナーの摩擦帯電量、帯電量分布、画像濃度、カブリ、トナー飛散を測定した。結果を表２に示す。
【００４５】
＜摩擦帯電量＞
ブローオフにより測定。
＜帯電量分布＞
帯電量分布装置イースパートアナライザー（ホソカワミクロン社製）により測定したＱ／ｄ（Ｑ：電荷量、ｄ：粒径）分布の最頻値の１／４の頻度の幅（ｆｅｍｔＣ／μｍ）により評価。この幅が小さい程、帯電量分布はシャープである。
＜画像濃度＞
サクラデンシトメーター（コニカ社製）により、コピー画像のベタ黒部分の絶対反射濃度を５点測定し、平均値を示した。
＜カブリ＞
サクラデンシトメーター（コニカ社製）により、原稿の白地部分に対応するコピー画像の白地部分の相対反射濃度を５点測定し、平均値を示した。
＜トナー飛散＞
現像器の下部を目視により観察し、下記評価基準により評価した。
○：飛散がない
△：やや飛散がある
×：飛散が多く機内を著しく汚した
【００４６】
【表２】
0003615640.tif 000008
【００４７】
表２から、本発明によれば、帯電量分布がシャープなトナーが得られ、良好な画像特性が得られることが判る。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、帯電量分布がシャープであり、充分な画像濃度が得られ、トナー飛散・カブリの生じないトナー及びその製造方法を得ることができる。
また本発明によれば、充分な画像濃度が得られ、トナー飛散・カブリの生じない現像剤を得ることができる。
さらに本発明によれば、充分な画像濃度が得られ、トナー飛散・カブリの生じない画像形成方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いることができる画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】接触磁気ブラシ現像法の一例を示す説明図である。
【図３】リサイクルシステムの一例を示す説明図である。
【図４】クリーニングブレードの構成の一例を示す説明図である。
【図５】クリーニングブレードの構成の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  クリーニングブレード
２  感光体
３  ホールダー
２０  潜像担持体
２１  帯電極
２２  現像機構
２３  転写分離極
２４  クリーニング機構
２５  除電ランプ
２６  給紙機構
２７  搬送機構
２８  定着機構
２９  リサイクル機構
３１  現像剤搬送担体
３２  主攪拌ローラ
３３  補助攪拌ローラ
３４  トナー搬送スクリュー
３５  穂立ち規制板
３６  ドクターブレード
４１  磁気ブラシ機構
４２  トナー受入分配機構
４３  スクリューコンベア
４４  第１スクリュー
４５  第２スクリュー
【図１】
0003615640.tif 000010
【図２】
0003615640.tif 000011
【図３】
0003615640.tif 000012
【図４】
0003615640.tif 000013
【図５】
0003615640.tif 000014