(57)【要約】【課題】  ランニングによる多数枚の現像時でも、他の部材との摩擦によりトナーが粉砕されることもなく、いつまでも安定した電荷量のトナーを現像部に供給することができるようなトナー硬度をもつ静電荷現像用トナー、その製造方法、それを用いた現像手段の提供。【解決手段】  少なくとも樹脂、顔料、離型剤を混合、溶融、固化、粉砕して得られたトナー混練物の、測定温度５０℃、荷重１０ｇで複数回測定したときのマイクロビッカース硬度の平均値が８〜１１ｋｇ／ｍｍ２であることを特徴とする静電荷現像用トナー。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂、顔料、離型剤を含有する組成物を混合、溶融、固化、粉砕して得られたトナー混練物の、測定温度５０℃、荷重１０ｇで複数回測定したときのマイクロビッカース硬度の平均値が８〜１１ｋｇ／ｍｍ２であることを特徴とする静電荷現像用トナー。
【請求項２】
前記離型剤の含有量が樹脂５０重量部に対して１．０〜３．０重量部である請求項１記載の静電荷現像用トナー。
【請求項３】
さらに、前記組成物に樹脂５０重量部に対して１．５〜３．５重量部の離型剤分散用添加剤を配合した請求項２記載の静電荷現像用トナー。
【請求項４】
トナー混練物の内部に、粒状の離型剤部分が点在し、その周辺に離型剤分散用添加剤が存在している請求項３記載の静電荷現像用トナー。
【請求項５】
トナー混練物の内部に楕円状の離型剤部分が点在し、その周辺に離型剤分散用添加剤が存在している請求項３記載の静電荷現像用トナー。
【請求項６】
トナー混練物の粉砕工程終了後の粒子における重量平均粒径が４〜８μｍである請求項１〜５いずれか記載の静電荷現像用トナー。
【請求項７】
平均円形度が０．９〜０．９９である請求項１〜６いずれか記載の静電荷現像用トナー。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか記載の静電荷現像用トナーを用いて、接触または非接触現像を行うことを特徴とする１成分現像方法。
【請求項９】
ドクターローラおよび／または供給ローラを用いる請求項８記載の１成分現像方法。
【請求項１０】
請求項１〜７いずれか記載の静電荷現像用トナーと、平均粒径２０〜１００μｍのキャリアを用いて現像することを特徴とする２成分現像方法。
【請求項１１】
請求項１〜７いずれか記載の静電荷現像用トナーが充填されていることを特徴とするトナーカートリッジまたはプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
試料ステージの下に加熱コイルおよび温度センサーを設けたことを特徴とする静電荷現像用トナーのためのマイクロビッカース硬度測定装置。
【請求項１３】
少なくとも樹脂、顔料、離型剤を混合、溶融、固化、粉砕して得られたトナー混練物を、測定温度５０℃、荷重１０ｇの測定条件でそのマイクロビッカース硬度を複数回測定し、その平均値を求めることにより、トナー用としての適否を評価することを特徴とするトナー用混練物の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１成分現像または２成分現像に用いる静電荷現像用トナーおよびそれを用いたカートリッジ、現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはビッカース硬さが２〜８ｋｇ／ｍｍ２である硬度付与作用を有する樹脂を含むことを特徴とするトナー組成物が記載されている。この発明の狙いは、長期に渡り安定な保形性、低温定着性、耐オフセット性を有するようにすることである。
しかし、この発明は３種の樹脂を機能分離して用いるもので、トナーの溶融混練後の硬さについてまでは何も考えていない。そのためランニングによる多数枚の現像時に、トナーが他の部材との摩擦により粉砕され、いつまでも安定した電荷量をもつトナーを現像部に供給できないという問題点がある。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２０９４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ランニングによる多数枚の現像時でも、他の部材との摩擦によりトナーが粉砕されることもなく、いつまでも安定した電荷量のトナーを現像部に供給することができるようなトナー硬度をもつ静電荷現像用トナー、その製造方法、それを用いた現像手段を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１は、少なくとも樹脂、顔料、離型剤を含有する組成物を混合、溶融、固化、粉砕して得られたトナー混練物の、測定温度５０℃、荷重１０ｇで複数回測定したときのマイクロビッカース硬度の平均値が８〜１１ｋｇ／ｍｍ２であることを特徴とする静電荷現像用トナーに関する。
本発明の第２は、前記離型剤の含有量が樹脂５０重量部に対して１．０〜３．０重量部である請求項１記載の静電荷現像用トナーに関する。
本発明の第３は、さらに、前記組成物に樹脂５０重量部に対して１．５〜３．５重量部の離型剤分散用添加剤を配合した請求項２記載の静電荷現像用トナーに関する。
本発明の第４は、トナー混練物の内部に、粒状（電子顕微鏡でみたとき丸っこい形にみえる）の離型剤部分が点在し、その周辺に離型剤分散用添加剤が存在している請求項３記載の静電荷現像用トナーに関する。
本発明の第５は、トナー混練物の内部に楕円状（電子顕微鏡でみたとき楕円形にみえる）の離型剤部分が点在し、その周辺に離型剤分散用添加剤が存在している請求項３記載の静電荷現像用トナーに関する。
本発明の第６は、トナー混練物の粉砕工程終了後の粒子における重量平均粒径が４〜８μｍである請求項１〜５いずれか記載の静電荷現像用トナーに関する。
本発明の第７は、平均円形度が０．９〜０．９９である請求項１〜６いずれか記載の静電荷現像用トナーに関する。
本発明の第８は、請求項１〜７いずれか記載の静電荷現像用トナーを用いて、接触または非接触現像を行うことを特徴とする１成分現像方法に関する。
本発明の第９は、ドクターローラおよび／または供給ローラを用いる請求項８記載の１成分現像方法に関する。
本発明の第１０は、請求項１〜７いずれか記載の静電荷現像用トナーと、平均粒径２０〜１００μｍのキャリアを用いて現像することを特徴とする２成分現像方法に関する。
本発明の第１１は、請求項１〜７いずれか記載の静電荷現像用トナーが充填されていることを特徴とするトナーカートリッジおよびプロセスカートリッジに関する。
本発明の第１２は、試料ステージの下に加熱コイルおよび温度センサーを設けたことを特徴とする静電荷現像用トナーのためのマイクロビッカース硬度測定装置に関する。
本発明の第１３は、少なくとも樹脂、顔料、離型剤を混合、溶融、固化、粉砕して得られたトナー混練物を、測定温度５０℃、荷重１０ｇの測定条件でそのマイクロビッカース硬度を複数回測定し、その平均値を求めることにより、トナー用としての適否を評価することを特徴とするトナー用混練物の評価方法に関する。
【０００６】
本発明の静電荷現像用トナーは、少なくとも樹脂、顔料、離型剤からなる粉体の表面を添加剤で覆った構造をしており、樹脂、顔料、離型剤等は海島状の相分離構造を採用している。離型剤等が入っているトナーの安定性は温度状態により大きく変化するので、本発明では温度状態での硬度特性を適性に評価し、最適なトナーとなる条件を選択している。
【０００７】
前記樹脂は従来からカラートナーに用いられているポリエステル樹脂または／およびポリオール樹脂等が好ましい。ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、従来多用されてきたスチレン−アクリル系樹脂よりも低温定着性に優れ、耐熱保存性も比較的良いためである。しかし、ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、スチレン−アクリル系樹脂に比べると、離型剤の分散性が悪く、そのため、粉砕時に樹脂とワックスの界面に粉砕応力が集中し易く、樹脂と離型剤の界面で粉砕され易く、粉砕されたトナーの表面には添加した離型剤の割合以上に離型剤が露出して、トナーの安定性を悪くする面があるので、この点に注意して使用することが好ましい。本発明で一応使用できる樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレン−アクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。
【０００８】
スチレン−アクリル系樹脂のようなビニル樹脂の例としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどの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−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体：ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。これらの樹脂は単独でも併用でもよく、併用の場合は一方の樹脂それ自体では硬度不足でも、併用した混合物の硬度が本発明の硬度要件を満たしていれば良い。
【０００９】
ポリエステル樹脂としては以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
Ａ群：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−ブテンジオール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２′−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（２，０）−２，２′−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等。
Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
Ｃ群：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３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸等。ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
【００１０】
本発明で用いる顔料としてはとくに制限はなく、例えば以下のものを用いることができる。
黒色顔料の例としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料の例としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料の例としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
赤色顔料の例としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂが挙げられる。
紫色顔料の例としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料の例としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
緑色顔料の例としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ等がある。
これらは１種または２種以上を使用することができる。
特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では溶剤を使用せず水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００１１】
本発明のトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）してもよいが、場合により、トナー粒子と混合（外添）して用いても良く、内添と外添を併用してもよい。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【００１２】
また、本発明におけるトナーでは、オイルレス定着を実現し、定着時のオフセット防止のために離型剤を内添する。
離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。
これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００１３】
離型剤等の分散性を向上させるなどの目的の為に、さらには離型剤分散用添加剤を内添しても良い。離型剤分散用添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合した物でも良い。
【００１４】
本発明に係るトナーを作製する方法の一例としては、まず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサーや連続式の２軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製ＫＴＫ型２軸押出し機、東芝機械社製ＴＥＭ型２軸押出し機、ＫＣＫ社製２軸押出し機、池貝鉄工社製ＰＣＭ型２軸押出し機、栗本鉄工所社製ＫＥＸ型２軸押出し機や、連続式の１軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。この切断後のチップ状の混練物の硬さ測定をマイクロビッカース硬度測定装置（例：アカシ製・ＭＶＫ−Ｇ１型）にて行なう。測定法はＪＩＳ  Ｚ２２５１−８０，ＪＩＳ  Ｂ７７３４−９１に準ずる。測定荷重は、５０ｇ以下の範囲でクラックや陥没現象が生じない条件を選択する必要があり、本発明では、微小な部分（出来れば５０μｍ角以下）の硬さの分布を測定したいので、出来るだけ圧痕のサイズが小さくなるように荷重を１０ｇに設定して測定した。
【００１５】
このトナー混練物のマイクロビッカース硬度Ｈｖは、現像部のスリーブ固着性や感光体のフィルミング特性と相関があり、Ｈｖが小さいとスリーブ固着性や感光体のフィルミング特性が悪くなり、耐久特性が劣化することが実験により分かった。この傾向は、トナーにＷＡＸ等の離型剤を入れた場合に顕著になり、トナー混練物のマイクロビッカース硬度を上げることが必要になってきている。
【００１６】
また、この耐久性劣化の現象は、温度が高くなったときに起き易く、プリンタや複写機などの機内温度が高くなったときに問題として発生する。そのため、現象に即した正確な評価法ということで、マイクロビッカース硬度Ｈｖ測定を試料温度を５０℃に上げて行ない、トナー安定性を評価した。トナー混練物の加熱は、マイクロビッカース硬度測定装置の試料ステージの下に加熱コイル及び温度センサーを設け、温調ユニットを用いて、±０．１℃精度で温度をコントロールして行なった。
【００１７】
トナー混練物のマイクロビッカース硬度Ｈｖの温度特性は図１のようになり、温度を上げると徐々にＨｖは小さくなり、柔らかくなることが分かる。本発明では、５０℃のときのマイクロビッカース硬度Ｈｖ測定を行ない、スリーブ固着性や感光体のフィルミング特性などとの関係を調べた。温度は５０℃に昇温後、そのままの状態で５分間加熱放置して、その後マイクロビッカース硬度測定装置のダイヤモンド圧子をトナー混練物に押し当て（荷重：１０ｇ）、測定を行なった。測定は、測定値の信頼性を高めるため２回〜１０回繰返して行ない、その平均値で評価した。
【００１８】
その結果、スリーブ固着性や感光体のフィルミング特性を良くするためには、繰返し測定したＨｖ値の平均値が８〜１１ｋｇ／ｍｍ２であることが必要であることが分かった。つまり、トナー混練物の中にＷＡＸ等の離型剤を入れるとＨｖは小さくなるが、５０℃で繰返し測定したときのＨｖの平均値が８〜１１ｋｇ／ｍｍ２あればスリーブ固着性等の問題はなくなり、トナーの耐久性は良くなる。Ｈｖが８ｋｇ／ｍｍ２未満では、スリーブ固着、ドクターブレードへの固着、フィルミング、トナー飛散等が発生し易くなる。Ｈｖが１１ｋｇ／ｍｍ２より大きくなると、粉砕の収率が悪くなり、環境（エネルギー）問題やコスト問題に影響してくる。
【００１９】
トナー混練物の温度を上げた場合の硬度は、プレ混合条件、混練工程での混練条件（スクリュー形状、混練回転数、温度、真空度、冷却有無等）、圧延冷却工程での圧延冷却条件（冷却温度、回転数、プレス圧等）や混練物の組成、構造によって変化する。特に、ＷＡＸ等の離型剤が入ったトナー混練物の場合、添加剤の影響が大きく、添加剤を添加することにより硬度が高くなる。その添加量の最適範囲は、我々の実験結果から樹脂５０重量部に対して１．５〜３．５重量部であった。また、その添加剤効果はＷＡＸ等の離型剤量が樹脂５０重量部に対して１．０〜３．０重量部のとき大きく、ＷＡＸなどの離型剤量が３．０重量部より大きくなると添加剤の効果は小さくなった。
その混練物の構造を電子顕微鏡により観察した結果、以下のような状態のとき硬度が高くなった。
（ａ）混練物内部に１μｍ以上の粒状のＷＡＸなどの離型剤の軟らかい部分が点在し、その周辺に添加剤が存在している。
（ｂ）混練物の内部に、１０μｍ以上の楕円状のＷＡＸなどの離型剤の柔かい部分が点在し、その周辺に添加剤が存在している。
つまり、添加剤がＷＡＸなどの離型剤の周辺に存在し、ＷＡＸなどの離型剤の軟らかい部分に添加剤により支柱を設け、硬度を上げている。しかし、ＷＡＸなどの離型剤量が多くなると、添加剤による補強が難しくなり、硬度を上げることが出来なくなる。
【００２０】
これらの内部構造は、前記混練条件や圧延冷却条件などの造粒条件によっても影響され、それぞれの条件が複合的に組み合わさって形成される。また、人為的に混合投入材料を非常に細かくして、微小な分布を行ない本構造を実現させても良い。
このような構造の場合に注意しないといけないのが、ＷＡＸなどの離型剤、添加剤以外の領域はトナ―の構成材料が均一な状態であることが必要である。
このＷＡＸなどの離型剤部分の状態の違いは混練工程の条件により制御できる。具体的には、以下のように変化する。
バレル温度…………………………低い→→→→→→→→高い
ＷＡＸなどの離型剤部分…（ｂ）楕円状→→→→（ａ）微細な点状
混練回転数…………………………低い→→→→→→→→高い
ＷＡＸなどの離型剤部分…（ｂ）楕円状→→→→（ａ）微細な点状
しかし、これらの傾向は複合的に変化し、この２条件以外の他の要因も密接に関係してくるので注意しないといけない。
【００２１】
このトナー混練物のマイクロビッカース硬度Ｈｖは、粉砕して粉体トナーを作製する前に、混練工程後のトナー混練物のマイクロビッカース硬度を測定すれば良く、工程管理に用いることができる。この場合は、切断後のトナー混練物の破片を抜取り、その試料をそのままマイクロビッカース硬度測定装置で加熱した後測定すれば良い。測定回数は２〜１０回位が適している。表面がスムーズな場合には、２〜５回でも可能である。本硬度の検査結果を基に、混練機の混練条件をコントロールしたり、粉砕機の粉砕条件をコントロールすることも可能である。
切断後のトナー混練物は破砕を行ない、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。その後、無機粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させ、２５０メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去し本発明のトナーを得る。
【００２２】
さらに二成分現像剤として使用する場合は、後述する磁性キャリアと所定の混合比率で混合することによって二成分現像剤とする。
【００２３】
本トナーの重量平均粒径は４〜８μｍであり、さらに好ましくは５〜７μｍである。重量平均粒径４μｍ未満では長期間の使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすい。また重量平均粒径が８μｍを超える場合では１００μｍ以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。
【００２４】
高画質を実現するためには静電荷現像用トナーの平均円形度が０．９〜０．９９である必要がある。トナー粒子の形も非常に静電荷現像用トナーの流動性に影響を与え、平均円形度が０．９〜０．９９の範囲に入っている球に近いものは静電荷現像用トナーの流動性に優れ、高画質を実現できる。なお、トナー粒子の円形度はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社）により平均円形度として計測した。
【００２５】
本トナーは、接触または非接触現像方式に使用する１成分現像剤として用いる。接触または非接触現像方式は色々な公知のものが使用される。例えば、アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
【００２６】
本発明の静電荷現像用トナーは、接触又は非接触現像方式に使用する１成分または２成分現像剤として用いる。接触または非接触現像方式は色々な公知のものが使用される。例えば、アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
【００２７】
また、本発明の静電荷現像用トナーを用いた現像時にＡＣバイアス電圧成分を印加すると、現像効率が向上し、画像特性が向上する。
【００２８】
また、１成分現像方式において、トナー供給部の出口にトナー層を均一にするためのローラー状のブレードを設けた現像方式に、本トナーを用いることが有効である。このような方式の場合には、従来のトナーを使用すると、スリーブや感光体へのフィルミングだけではなく、ドクターローラへのフィルミングが発生し、トナー層が均一に形成できないばかりかトナー帯電が不均一になり、トナー電荷量も小さくなる。このため現像不良が生じる。しかし本発明のトナーを用いると、ドクターローラへのフィルミングは発生せず、安定した現像が行なわれ、耐久特性に優れた方式となる。
【００２９】
また、１成分現像方式において、トナー供給部の中にトナーのくみ上げ量を安定化するための供給ローラを設けた現像方式に、本トナーを用いることが有効である。このような方式の場合には、従来のトナーを使用すると、スリーブや感光体へのフィルミングだけではなく、供給ローラへのフィルミングが発生し、トナーの安定供給が出来ないばかりかトナー帯電が不均一になり、トナー電荷量が小さくなる。このため現像不良が生じる。
しかし、本トナーを用いると、供給ローラへのフィルミングは発生せず、安定した現像が行なわれ、耐久特性に優れた方式となる。
【００３０】
また、磁性トナーとする場合には、トナー粒子の中に磁性体の微粒子を内添すれば良い。磁性体としては、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル、コバルト、それらの合金などの強磁性体等が考えられる。磁性体の平均粒径は０．１〜１μｍが好ましい。磁性体の含有量はトナー１００重量部に対して、１０から７０重量部であることが好ましい。
【００３１】
二成分現像剤に使用されるキャリアとしては公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、マグネタイト粉の如き磁性粒子あるいはこれら磁性粒子の表面をフッ素系樹脂、ビニル系樹脂、シリコーン系樹脂等で処理したもの、あるいは磁性粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂粒子等が挙げられる。これら磁性キャリアの平均粒径は２０〜１００μｍが良い。好ましくは２０〜７０μｍが良い。
キャリアの平均粒径がこの範囲にあると、本発明のトナーと組み合わせることにより、現像機内部のトナー濃度が２〜１０重量％の範囲内において、トナーの帯電量をより均一にすることができる。２０μｍ以下ではキャリア粒子の感光体上への付着等が生じやすく、さらにトナーとの撹拌効率が悪くなりトナーの均一な帯電量が得られにくくなる。また１００μｍを超える場合では、細かい画像再現性が悪くなる。
【００３２】
また、前述したように本発明の二成分現像剤は流動性向上剤として無機微粉体をトナーに添加して用いることが可能である。
本発明の無機微粉体としてはＳｉ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｖ、Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。
【００３３】
さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、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、ｐ−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、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
【００３４】
無機微粉体はトナーに対して０．１〜２重量％使用されるのが好ましい。０．１重量％未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２重量％を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
【００３５】
また、本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン（登録商標）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；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；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を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００３６】
本発明の静電荷現像用トナーは、流動性に優れているため、カートリッジ容器に入れて保管することが十分可能であり、カートリッジ容器から現像部へトナー搬送するような構成の装置にも適している。
カートリッジ容器としては、静電荷現像用トナーを充填するトナーカートリッジと、少なくとも感光体と現像手段を具備し、現像手段のトナー収容部に静電荷現像用トナーを充填するプロセスカートリッジを挙げることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明により、オイルレス定着を可能にし、耐久特性として問題になる感光体、現像ローラやドクターローラ等へのフィルミング発生を無くし、画質劣化を生じないトナーを提供することが出来る。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例、比較例を挙げて本発明を説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
今回は、トナー組成、トナー混練条件を変化してトナー混練物を作製し、トナー混練物硬度を本評価法を用いて評価し、トナー混練物を粉砕して作製したトナーを用いて２万枚のランニング耐久試験を行ない、スリーブ固着ランクを５段階評価（ランク１：悪い→ランク５：良い）で評価した。また、２万枚のランニング耐久試験を行ない、感光体のフィルミング等による画像安定性及び定着性の不具合点を評価した。不具合点の無かった場合を○、不具合点のあった場合を×として評価した。マイクロビッカース硬度測定装置の評価条件は以下のようにした。
・温度：５０℃
・温度保持時間：５分
・荷重：１０ｇ
・荷重保持時間：２０ｓｅｃ
・測定繰返し回数：１０回
【００３９】
実施例１
樹脂        ポリエステル樹脂              ５０部
顔料        カーボンブラック                ５部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩            ０．５部
離型剤      ライスワックス              ２．５部
添加剤      スチレン−アクリル樹脂      １．５部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
本トナー混練物のマイクロビッカース硬度は、繰返し１０回測定し、その平均値を算出した。その結果を表１に示す。
本トナー混練物の内部には粒状のＷＡＸ部分や１０μｍ以上の楕円状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られたトナーをＯＰＣドラムおよびドクターローラを用いた１成分現像装置で耐久試験を行ない、スリーブ固着性のランクを評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。
【００４０】
実施例２
樹脂        ポリエステル樹脂              ５０部
顔料        カーボンブラック                ５部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩            ０．５部
離型剤      ライスワックス              ２．５部
添加剤      スチレン−アクリル樹脂      １．５部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１４０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
本トナー混練物のマイクロビッカース硬度は、繰返し１０回測定し、その平均値を算出した。その結果を表１に示す。
本トナー混練物の内部には細かい粒状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られたトナーをＯＰＣドラムおよびドクターローラを用いた１成分現像装置で耐久試験を行ない、スリーブ固着性のランクを評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４１】
実施例３
樹脂        ポリエステル樹脂              ５０部
顔料        カーボンブラック                ５部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩            ０．５部
離型剤      ライスワックス              ２．５部
添加剤      スチレン−アクリル樹脂      １．５部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１６０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
本トナー混練物のマイクロビッカース硬度は、繰返し１０回測定し、その平均値を算出した。その結果を表１に示す。
本トナー混練物の内部には細かい粒状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られたトナーをＯＰＣドラムおよびドクターローラを用いた１成分現像装置で耐久試験を行ない、スリーブ固着性のランクを評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４２】
実施例４
樹脂        ポリエステル樹脂              ５０部
顔料        カーボンブラック                ５部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩            ０．５部
離型剤      ライスワックス              ２．５部
添加剤      スチレン−アクリル樹脂      ２．５部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１４０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
平均粒径７０μｍのフェライト粒子にシリコン樹脂を表面にコートしたキャリア９７．５部に対し、本トナーを２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作成した。
トナー混練物のマイクロビッカース硬度の平均値は表１のようになった。
本トナー混練物の内部には細かい粒状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４３】
実施例５
樹脂        ポリエステル樹脂              ５０部
顔料        カーボンブラック                ５部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩            ０．５部
離型剤      ライスワックス              ２．５部
添加剤      スチレン−アクリル樹脂      ３．５部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１４０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
平均粒径７０μｍのフェライト粒子にシリコン樹脂を表面にコートしたキャリア９７．５部に対し、本トナーを２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作成した。
トナー混練物のマイクロビッカース硬度の平均値は表１のようになった。
本トナー混練物の内部には細かい粒状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４４】
実施例６
樹脂        ポリエステル樹脂              ５０部
顔料        銅フタロシアニンブルー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）
２．５部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩                １部
離型剤      ライスワックス              １．５部
添加剤      スチレン−アクリル樹脂      １．５部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１４０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
平均粒径７０μｍのフェライト粒子にシリコン樹脂を表面にコートしたキャリア９７．５部に対し、本トナーを２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作成した。
トナー混練物のマイクロビッカース硬度の平均値は表１のようになった。
本トナー混練物の内部には細かい粒状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４５】
実施例７
樹脂        ポリエステル樹脂              ５０部
顔料        銅フタロシアニンブルー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）
２．５部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩                １部
離型剤      ライスワックス              １．５部
添加剤      スチレン−アクリル樹脂      ２．５部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１４０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
平均粒径７０μｍのフェライト粒子にシリコン樹脂を表面にコートしたキャリア９７．５部に対し、本トナーを２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作成した。
トナー混練物のマイクロビッカース硬度の平均値は表１のようになった。
本トナー混練物の内部には細かい粒状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４６】
実施例８
樹脂        ポリオール樹脂                              ５０部
顔料        マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７）  ３部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩                              ２部
離型剤      低分子量ポリエチレン                          ３部
添加剤      ポリエチレン樹脂                          １．８部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
平均粒径７０μｍのフェライト粒子にシリコン樹脂を表面にコートしたキャリア９７．５部に対し、本トナーを２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作成した。
トナー混練物のマイクロビッカース硬度の平均値は表１のようになった。
本トナー混練物の内部には粒状のＷＡＸ部分や１０μｍ以上の楕円状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４７】
実施例９
樹脂        ポリオール樹脂                              ５０部
顔料        マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７）  ３部
帯電制御剤  サルチル酸亜鉛塩                              ２部
離型剤      低分子量ポリエチレン                          ３部
添加剤      ポリエチレン樹脂                              ３部
前記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機により混練物温度１００℃混練機回転数１２０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、重量平均粒径が７μｍの粒度分布に分級した。このようにして得られた母体着色粒子１００部に対して、シリカ微粉末１部をスーパーミキサーにて混合した。
平均粒径７０μｍのフェライト粒子にシリコン樹脂を表面にコートしたキャリア９７．５部に対し、本トナーを２．５部の割合で混合し、二成分現像剤を作成した。
トナー混練物のマイクロビッカース硬度の平均値は表１のようになった。
本トナー混練物の内部には粒状のＷＡＸ部分や１０μｍ以上の楕円状のＷＡＸ部分が多数存在し、その周辺に添加剤が存在していた。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４８】
比較例１
実施例１において添加剤を添加しない以外は実施例１と同様にして、トナーを作製し、実施例１と同様の評価を行なった。
得られたトナーをＯＰＣドラムおよびドクターローラを用いた１成分現像装置で耐久試験を行ない、スリーブ固着性のランクを評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００４９】
比較例２
実施例４において、添加剤のスチレン−アクリル樹脂の量を４．０部に上げた以外は実施例４と同様にして、２成分現像剤を作製し、実施例４と同様の評価を行なった。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００５０】
比較例３
実施例４において、離型剤、添加剤を添加しない以外は実施例４と同様にして、二成分現像剤を作製し、実施例４と同様の評価を行なった。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００５１】
比較例４
実施例４において、離型剤のライスワックスの量を０．５部、また添加剤を添加しないこと以外は実施例４と同様にして、二成分現像剤を作製し、実施例４と同様の評価を行なった。
得られた現像剤を潜像担持体がＯＰＣドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、耐久試験を行ない、スリーブ固着性を評価した。また、画像および定着性の不具合点を評価した。その結果を表１に示す。
【００５２】
以上の実施例の実験結果を下表に示す。評価項目はトナー混練物のマイクロビッカース硬度Ｈｖを１０回測定したときの平均値、強制劣化試験時のスリーブ固着ランク、画像安定性、定着性である。また、表１から定着性を向上させるためには離型剤を１．０〜３．０重量部（樹脂５０重量部のとき）加えることが必要であることが分かる。
【００５３】
【表１】
2006259062.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】トナー混練物のマイクロビッカース硬度平均値と温度との関係を示すグラフである。
【図２】トナー混練物のマイクロビッカース硬度平均値とスリーブ固着性の関係を実施例１〜９、比較例１〜２のデータにより示すグラフである。
【図１】
2006259062.tif 000003
【図２】
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