(57)【要約】本発明は、実質的に弱乃至非磁性であって、所定の粒径を持つ黒色顔料をトナー用着色材料として用いることにより、製造性が良好で、現像特性に優れ、充分な濃度及び優れた定着性の画像を形成可能な電子写真用トナー等を提供することを目的とする。マンガン及び鉄を含有しヘマタイト構造を有する粒子と、結着樹脂とを含み、前記粒子における、マンガン含有量が３〜３０重量％、平均粒径が０．０１〜２．０μｍ、飽和磁化（σｓ）が２ｅｍｕ／ｇ以下であることを特徴とする電子写真用トナーである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
マンガン及び鉄を含有しヘマタイト構造を有する粒子と、結着樹脂とを含み、前記粒子における、マンガン含有量が３〜３０重量％、平均粒径が０．０１〜２．０μｍ、飽和磁化（σｓ）が２ｅｍｕ／ｇ以下であることを特徴とする電子写真用トナー。
【請求項２】
粒子が、少なくとも、マグネタイト粒子及びマンガン化合物を６００〜１１００℃の温度で加熱焼成して得た黒色粉末粒子である請求の範囲第１項に記載の電子写真用トナー。
【請求項３】
マンガンが、固溶したマンガンである請求の範囲第１項又は第２項に記載の電子写真用トナー。
【請求項４】
少なくとも、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の電子写真用トナーを含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項５】
静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、請求の範囲第４項に記載の電子写真用現像剤を収容し、前記静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を転写材に転写する転写手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、電子写真法等において、フォトコンドラムなどの光導電性絶縁体の表面に形成した静電潜像を可視化するための電子写真用トナー並びにそれを用いた電子写真用現像剤、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
背景技術
従来より、電気的な画像データを記録紙等に可視化する方法の１つとして電子写真法がある。該電子写真法においては、先ず光導電性絶縁体（フォトコンドラムなど）表面に静電潜像を形成する。その後、該静電潜像に、ブレード等の接触帯電機構を有する現像器により帯電する１成分トナーや、キャリアと接触することにより帯電する２成分トナーを電気的に付着させて潜像を現像可視化してトナー像を得る。更に、該トナー像を記録紙上等に転写しトナーを溶融・固化させて印刷物を得る。
前記光導電性絶縁体表面へのトナー像の形成は、例えば、該光導電性絶縁体（フォトコンドラムなど）表面にコロナ放電等により一様な静電荷を与え、適宜の手段により該光導電性絶縁体上に光像を照射することによって静電潜像を形成した後、静電潜像の電気的吸引力によって帯電したトナーを付着させて行われる。
前記静電潜像を現像可視化するためのトナーとしては、天然又は合成高分子物質等からなるバインダ樹脂中に、着色剤、必要に応じて帯電制御剤等の添加剤を分散させたものを、１〜３０μｍ程度に微粉砕した粒子が用いられる。
前記記録紙等に転写されたトナー像の定着方法としては、加圧、加熱、或いはこれらを併用した方法によってトナーを溶融させた後、固化定着させる方法や、光エネルギを照射してトナーを溶融させた後、固化定着させる方法等が挙げられる。記録紙上に固着したトナーは、半永久的な画像を形成し、可視化された情報として近年の社会において不可欠なものとして使用されている。また、可視化の際のトナーに使用される着色剤の選定は、画像品質に大きく関与するため非常に重要である。
近年、電子写真の画像には、モノクロ画像、モノカラー画像からフルカラー画像まで多種多様にあるが、中でもフルカラー画像の普及には目覚しいものがある。しかし、前記フルカラー画像を形成するフルカラー装置は、イエロー、マゼンタ、シアンに加え、ブラックの４色を揃えて画像形成するのが一般的であるため、モノクロ画像の市場は大変大きく、黒色顔料は電子写真には不可欠な材料となっている。該黒色顔料は、樹脂と共に混合、混練し分散させた後、粉砕・分級して所望の粒径に揃え、流動性付与、帯電性付与、抵抗調整等必要に応じて、無機或いは有機微粒子を外添処理して、トナーとして使用される。従来より、該黒色顔料としては、非磁性トナーとしてはカーボンブラック粒子粉末、磁性トナーとしてはマグネタイト粉末粒子等が広く使用されてきた。
しかし、前記カーボンブラック粒子粉末は超微粒子であり、トナー製造の際、安全衛生の観点から非常に留意した取扱いが必要であるという問題があった。また嵩高い粉末であることから、ハンドリング性及び製造性が悪いという問題があった。更にカーボンブラックは、隠蔽率が非常に高く、黒色度の高い材料であるが、添加量に応じてフィラー効果によって粘度が増大してしまうため、定着性が低下するという問題もあった。
一方、前記マグネタイト粉末粒子は、粒子間での凝集力が強い、分散性が悪い、製造性及びトナー化した際の抵抗や帯電特性の安定性が悪いなどの問題があった。また該マグネタイト粉末粒子は、トナーの製造過程やプリンター等における定着過程で高温条件で使用されると、黒色から茶褐色に変色するため、黒色着色剤として問題があった。弱或いは非磁性で、ハンドリング性の良好な材料として、ヘマタイト粉末粒子が挙げられるが、黒色度が低く充分な画像濃度を得ることが困難であるという問題があった。
本発明の目的は、実質的に弱乃至非磁性であって、所定の粒径を持つ黒色顔料をトナー用着色材料として用いることにより、製造性が良好で、現像特性に優れ、充分な濃度及び優れた定着性の画像を形成可能な電子写真用トナー並びにそれを用いた電子写真用現像剤、画像形成装置、及び、画像形成方法を提供することにある。
発明の開示
前記本発明の目的を達成するための本発明の電子写真用トナーは、マンガン及び鉄を含有しヘマタイト構造を有する粒子と、結着樹脂とを含み、前記粒子における、マンガン含有量が３〜３０重量％、平均粒径が０．０１〜２．０μｍ、飽和磁化（σｓ）が２ｅｍｕ／ｇ以下である。前記本発明の目的を達成するための本発明の電子写真用現像剤は、本発明の前記電子写真用トナーを少なくとも含む。前記本発明の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、本発明の前記電子写真用現像剤を収容し、前記静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を転写材に転写する転写手段とを少なくとも有する。
発明を実施するための最良の形態
［電子写真用トナー］
本発明の電子写真用トナーは、所定の粒子と、結着樹脂とを含み、必要に応じてその他の成分を含む。
−粒子−
前記粒子は、マンガン及び鉄を含有し、ヘマタイト構造を有する。また該粒子においては、マンガン含有量が３〜３０重量％、平均粒径が０．０１〜２．０μｍ、飽和磁化（σｓ）が２ｅｍｕ／ｇ以下である。
前記粒子において、前記マンガン含有量としては、１０〜３０重量％が好ましく、２０〜２５重量％がより好ましい。
前記含有量が、３重量％未満であると、電子写真用トナーにおける黒色度が低下してしまい、一方３０重量％を超えると、褐色度が強くなり好ましくない。
前記粒子において、前記平均粒径としては、０．０５〜１．０μｍが好ましく、０．１〜０．８μｍがより好ましい。
前記平均粒径が、２μｍを超えると、トナー化した際、分散径が大きくなり、充分な黒色度を得ることができない。一方、前記平均粒径は小径である程好ましいが、０．０１μｍ未満とするには、解砕及び分級工程が必要でコストが非常に高くなってしまうため、トナーの着色剤として使用するには実用的でないことがある。このため、実用上は０．０１μｍ以上であるのが好ましい。
尚、本発明において、前記平均粒径は、電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した粒子に対し、画像回析装置を用いて粒子一個の面積から平均半径を計算し、粒径を求め、同様の作業によりｎ数１０以上をカウントし、平均した値として求めた。
前記粒子において、前記飽和磁化（σｓ）としては、実質弱乃至非磁性であるのが好ましく、具体的に１．５ｅｍｕ／ｇ以下が好ましく、１ｅｍｕ／ｇ以下がより好ましい。
尚、本発明において、「飽和磁化（σｓ）」は粉末状態で１０ＫＯｅの磁場において測定した値である。
＜＜粒子の調製方法＞＞
前記粒子の調製方法としては、特に制限はないが、以下に示す方法が特に好ましい。例えば、マグネタイト粒子を含む懸濁液に、Ｍｎ又はＭｎと鉄とを水溶液の状態で添加する。その懸濁液を加熱酸化し、マグネタイト粒子と、Ｍｎ化合物又はＭｎ化合物及びＦｅ化合物とが一様に混ざって存在する状態、或いは、マグネタイト粒子表面を、Ｍｎ化合物又はＭｎ化合物及びＦｅ化合物が存在することによって被覆させた状態で存在させる。
これら懸濁液中のＭｎ化合物−Ｆｅ化合物−マグネタイト等の混合物粒子を水洗、乾燥させ、６００℃〜１１００℃の温度範囲で加熱焼成することによって、実質弱乃至非磁性で、飽和磁化（σｓ）が２ｅｍｕ／ｇ以下で、Ｍｎが固溶し、鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する黒色粒子を効率的に得ることができる。
尚、本発明において、前記粒子を調製する際の加熱焼成温度としては、一般的に、前述の温度範囲、即ち、６００〜１１００℃が好ましく、７００〜１０００℃がより好ましい。
該加熱焼成の温度が６００℃未満であると、前記マグネタイト粒子がヘマタイト構造に変化し難く、磁性を保持し易くなることがある一方、１１００℃を超えると、粒子の凝集により、所望の粒径が得られなくなることがある。
＜＜粒子の含有量＞＞
前記粒子の、本発明の前記電子写真用トナーにおける含有量としては、特に制限はないが、１０〜７０重量％が好ましく、１５〜５０重量％がより好ましく、２０〜４０重量％が更に好ましい。
前記含有量が、１０重量％未満であると、充分な黒色度が得られ難いことがある一方、７０重量％を超えると、定着性が低下することがある。
−結着樹脂−
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、天然或いは合成高分子よりなる公知の各種の熱可塑性樹脂等が挙げられ、例えば、重量平均分子量４０００〜１０万程度、融点９０〜１５０℃程度の樹脂等が好適に挙げられる。該結着樹脂としては、具体的には、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のシクロオレフィン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、及び、ポリブタジエン樹脂等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、特に、ポリエステル樹脂等が好ましい。
前記結着樹脂の、本発明の前記電子写真用トナーにおける含有量としては、特に制限はないが、３０〜９５重量％が好ましく、４０〜９０重量％がより好ましい。
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、前記所定粒子以外の着色剤、赤外線吸収剤、帯電制御剤、流動性向上剤、ワックス類、定着助剤、金属石鹸、クリーニング活剤、界面活性剤、などが挙げられる。
−−着色剤−−
本発明の前記電子写真用トナーには、前記マンガン及び鉄を含有しヘマタイト構造を有する所定の粒子以外に、公知の各種のイエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラック等の各色着色剤を含有させることより、更に所望の発色性を出すことができる。
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものの中から適宜選択することができ、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、シアン着色剤、ブラック着色剤等が挙げられ、具体的には、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイルブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン６Ｃレーキ、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、マラカイトグリーン、マラカイトグリーンヘキサレート、ローズベンガル、ナフトール、カーミン、キナクリドン、モノアゾ系染顔料、ジスアゾ系染顔料、トリスアゾ系染顔料、などが挙げられる。
前記イエロー着色剤としては、例えば、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物等が挙げられ、具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２，１３，１４，１５，１７，６２，７４，８３，９３，９４，９５，１０９，１１０，１１１，１２８，１２９，１４７，１６８，１８０，１８５等が好適に挙げられる。
前記マゼンタ着色剤としては、例えば、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、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、ベンズイミダゾール化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物等が挙げられ、具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２，３，５，６，７，２３，４８：２，４８：３，４８：４，５７：１，８１：１，１２２，１４４，１４６，１６６，１６９，１７７，１８４，１８５，２０２，２０６，２２０，２２１，２５４等が好適に挙げられる。
前記シアン着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が挙げられ、具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，７，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，６０，６２，６６等が好適に挙げられる。
これらの着色剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記着色剤の、本発明の前記電子写真用トナーにおける含有量としては、０．１〜２０重量％が好ましく、０．２〜１０重量％がより好ましい。
−−赤外線吸収剤−−
前記赤外線吸収剤としては、７５０〜１２００ｎｍの近赤外領域に少なくとも１つ以上の強い光吸収ピークを有する材料であればよく、無機系赤外線吸収剤、有機系赤外線吸収剤のいずれであってもよい。
前記無機系赤外線吸収剤としては、例えば、酸化イッテルビウム、燐酸イッテルビウム等のランタノイド化合物、インジウムチンオキサイド、酸化錫、などが挙げられる。
前記有機系赤外線吸収剤としては、例えば、アミニウム化合物、ジイモニウム化合物、ナフタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、ポリメチン系化合物、などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記赤外線吸収剤の、本発明の前記電子写真用トナーにおける含有量としては、０．１〜５重量％が好ましく、０．３〜３重量％がより好ましい。
前記含有量が、０．１重量％未満であると、前記電子写真用トナーを定着できないことがある一方、５重量％を超えると形成される画像の色が濁ってしまうことがある。
−−帯電制御剤−−
前記帯電制御剤を用いることにより、本発明の前記電子写真用トナーの帯電量を所望の範囲に容易に制御することができる。該帯電制御剤としては、前記結着樹脂をプラスに帯電させるか、マイナスに帯電させるかによって、正極性帯電制御剤、負極性帯電制御剤等を適宜使い分ける。正極性帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン系染料、第四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン誘導体等が挙げられ、負極性帯電制御剤としては、例えば、含金属アゾ錯体、ナフトーヤ酸亜鉛錯体、サリチル酸亜鉛錯体、カリックスアレーン系化合物等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
−−流動性向上剤−−
前記流動性向上剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、白色粒子等の無機微粒子が挙げられる。
前記無機微粒子の一次平均粒径としては、５ｎｍ〜２μｍが好ましく、５ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましい。該無機微粒子のＢＥＴ法による比表面積としては、２０〜５００ｍ２／ｇが好ましい。該無機微粒子としては、例えば、シリカ微粉末、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化硅素、窒化硅素、などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリカ微粉末が好ましく、シリカ微粉末、チタン化合物、樹脂微粉及びアルミナ等の併用も好ましい。
前記流動性向上剤の、本発明の前記電子写真用トナーにおける含有量としては、０．０１〜５重量％が好ましく、０．０１〜２．０重量％がより好ましい。
−−クリーニング活剤−−
前記クリーニング活剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、ステアリン酸亜鉛等に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の微粒子粉末、などが挙げられる。
−−界面活性剤−−
前記界面活性剤としては、例えば、非イオン性界面活性剤などが挙げられる。
＜電子写真用トナーの製造方法＞
本発明の前記電子写真用トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法の中から適宜選択することができるが、例えば、前記所定の粒子を、結着樹脂、ワックス成分、該所定の粒子以外の着色剤（顔料等）及び各種添加剤（赤外線吸収剤、帯電制御剤、磁性体等）等のトナー原料と共に、ボールミル、ヘンシェルミキサー等の混合装置を用いて均一に混合した後、加熱ロール、加圧ニーダー、エクストルーダ等の熱混練装置を用いて溶融、混練し、樹脂類中に、金属化合物、顔料、染料、及び、磁性体等を分散させて冷却固化し、その後、ジェットミル等の粉砕装置を用いて粉砕し、風力分級機等によって所望の粒度分布に分級することにより製造する機械的粉砕法等が挙げられる。また、必要に応じて、シリカ微粉末等を表面処理することにより、流動性や帯電性を調整し、得られる。
＜電子写真用トナーの磁性＞
本発明の前記電子写真用トナーは、磁性の保持力により現像担持体に吸着する磁性トナーとは異なる。本発明の前記電子写真用トナーの磁性としては、具体的には、飽和磁化（σｓ）が２ｅｍｕ／ｇ以下の実質弱乃至非磁性であるのが好ましく、０．５ｅｍｕ／ｇ以下であるのがより好ましく、０．１ｅｍｕ／ｇ以下であるのが更に好ましい。
［電子写真用現像剤］
本発明の電子写真用現像剤は、本発明の前記電子写真用トナーを少なくとも含み、必要に応じて適宜選択したその他の成分を含む。
前記電子写真用現像剤は、前記電子写真用トナーからなる非磁性一成分現像剤であってもよいし、前記電子写真用トナーとキャリアとを含む二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。
−キャリア−
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記芯材の材料としては、例えば、５０〜９０ｅｍｕ／ｇのマンガン−ストロンチウム（Ｍｎ−Ｓｒ）系材料、マンガン−マグネシウム（Ｍｎ−Ｍｇ）系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉（１００ｅｍｕ／ｇ以上）、マグネタイト（７５〜１２０ｅｍｕ／ｇ）等の低抵抗材料が好ましく、トナーが穂立ち状態となっている感光体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−ジンク（Ｃｕ−Ｚｎ）系（３０〜８０ｅｍｕ／ｇ）等の弱磁化材料が好ましい。これらは、１種単独で使用してもよい、２種以上を併用してもよい。
前記芯材の粒径としては、平均粒径で、１０〜１５０μｍが好ましく、４０〜１００μｍがより好ましい。
前記平均粒径が、１０μｍ未満であると、キャリア粒子の分布において、微粉系が多くなり、１粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがあり、１５０μｍを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、特にベタ部の再現が悪くなることがある。尚、該平均粒径は、前述と同様の平均粒径の測定方法により求めた値である。
前記樹脂層の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜公知の材料の中から選択することができるが、耐久性、長寿命性等の点で、例えばシリコーン系樹脂、アクリル変性シリコーン系樹脂、フッ素変性シリコーン樹脂等のシリコーン樹脂類が好適に挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法、例えば浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法等により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行なうこと等により形成することができる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及び、セルソルブチルアセテート、などが挙げられる。
前記焼付としては、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記樹脂層の前記キャリアにおける割合（樹脂被覆量）としては、前記キャリア総量に対し、０．０１〜５．０重量％が好ましい。
前記割合（樹脂被覆量）が、０．０１重量％未満であると、前記芯材の表面に均一な前記樹脂層を形成することができないことがあり、５．０重量％を超えると、前記樹脂層が厚くなり過ぎキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
前記電子写真用現像剤が前記二成分現像剤である場合、前記キャリアの前記二成分現像剤における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、９０〜９８重量％が好ましく、９３〜９７重量％がより好ましい。
本発明の前記電子写真用現像剤は、本発明の前記電子写真用トナーを含有しているため、製造性が良好で、かつ、充分な濃度の画像を形成可能である。本発明の前記電子写真用現像剤は、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に好適に用いることができ、以下の本発明の画像形成方法及び画像形成装置に特に好適に用いることができる。
［画像形成方法及び画像形成装置］
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程とを少なくとも含み、定着工程を更に含むのが好ましく、必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程、などを含んでいてもよい。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段とを少なくとも有してなり、定着手段を更に有してなるのが好ましく、必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段、などを有していてもよい。
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記静電潜像形成工程は前記静電潜像形成手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記定着工程は前記定着手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
−静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段−
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体（「光導電性絶縁体」、「感光体」と称することがある）としては、その材質、形状、構造、大きさ、材質等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロシアニン等の有機感光体、などが挙げられる。
前記静電潜像の形成は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段により行うことができる。
前記静電潜像形成手段は、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電は、例えば、前記帯電器を用いて前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記露光は、例えば、前記露光器を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、ＬＥＤ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
−現像工程及び現像手段−
前記現像工程は、前記静電潜像を、電子写真用現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を電子写真用現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、電子写真用現像剤を収容し、前記静電潜像に前記電子写真用現像剤を接触又は非接触的に付与する現像器を少なくとも有する。
前記現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよいが、例えば、前記電子写真用現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるものなどが好適に挙げられる。
前記現像器内では、例えば、前記電子写真用トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該電子写真用トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体（感光体）近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記電子写真用トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体（感光体）の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該電子写真用トナーにより現像されて該静電潜像担持体（感光体）の表面にトナーによる可視像が形成される。
前記現像器に収容させる現像剤は、本発明の前記電子写真用現像剤であるが、該電子写真用現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。該電子写真用現像剤に含まれるトナーは、本発明の前記電子写真用トナーであるが、単色用現像の場合には一般にブラックトナーが用いられ、多色用現像の場合には、該ブラックトナー以外にマゼンタトナー、イエロートナー及びシアントナーから選択される有彩色トナーが用いられ、フルカラーの場合には、ブラックトナー、マゼンタトナー、イエロートナー及びシアントナーが用いられる。
−転写工程及び転写手段−
前記転写工程は前記可視像を転写材に転写する工程である。
前記転写は、例えば、前記可視像を前記電子写真用トナーと逆極性の転写帯電器を用いることにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段は、前記静電潜像担持体（感光体）上に形成された前記可視像を前記転写材側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有する。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
なお、前記転写材としては、特に制限はなく、公知の記録媒体（記録紙）の中から適宜選択することができる。
−定着工程及び定着手段−
前記定着工程は、転写材に転写された転写像を定着装置を用いて定着させる工程である。
前記定着は、例えば、前記転写材に転写された前記転写像に対し、熱定着ローラを用いて行う加熱加圧定着であってもよいが、光定着が好ましく、前記定着手段により行うことができる。
前記光定着は、例えば、前記転写材に転写された前記転写像に対し光定着器を用いて光照射することにより行うことができ、前記光定着手段により行うことができる。
前記光定着手段としては、赤外線を照射するフラッシュランプが好ましい。
前記フラッシュランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、赤外線ランプ、キセノンランプなどが好適に挙げられる。
前記光定着におけるフラッシュエネルギーとしては、１〜３Ｊ／ｃｍ２程度が好ましい。
前記フラッシュエネルギーが、１Ｊ／ｃｍ２未満であると、良好に定着できないことがある一方、３Ｊ／ｃｍ２を超えると、トナーボイド、用紙の焦げ等が発生することがある。
前記除電工程は、前記静電潜像担持体に対し、全面露光又は除電バイアスの印加を行って除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し、露光又は除電バイアスの印加を行うことができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができる。
前記クリーニング工程は、前記静電潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記電子写真用トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
本発明の画像形成方法においては、前記静電潜像形成工程において、静電潜像担持体上に静電潜像が形成される。前記現像工程において、前記静電潜像が前記電子写真用現像剤により現像されて可視像が形成される。前記転写工程において、前記可視像が転写材に転写される。前記定着工程において、前記転写材に転写された転写像が定着される。その結果、前記転写材上に画像が形成される。その結果、前記転写材上に画像が極めて高速に定着され形成される。
また、本発明の画像形成装置においては、前記静電潜像形成手段が静電潜像担持体上に静電潜像を形成する。前記現像手段が、前記電子写真用現像剤を収容し、前記静電潜像を現像して可視像を形成する。前記転写手段が、前記可視像を転写材に転写する。前記定着手段が、転写材に転写された転写像を定着させる。その結果、前記転写材上に画像が極めて高速に定着され形成される。
この画像形成装置及び画像形成方法では、前記電子写真用現像剤として本発明の電子写真用トナーを含有する本発明の電子写真用現像剤を使用するので、画質及び彩度に優れた画像を効率的に形成可能である。
前記画像形成装置としては、特に制限はないが、プロセス速度が１１００ｍｍ／ｓ程度の高速現像タイプであるのが好ましく、アモルファスシリコンからなる感光体を有するのが好ましい。
以下に、実施例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１〜１２、比較例１〜７）
−黒色粒子（顔料１〜１０）の作製−
Ｍｎ化合物−Ｆｅ化合物−マグネタイトの混合物粒子を水洗、乾燥し、８５０℃の高温で加熱焼成することにより、表１に記載の各黒色粒子（顔料１〜１０）を作製した。各黒色粒子の加熱焼成の際の焼成温度、各黒色粒子におけるＭｎ含有量（重量％）、粒径（平均粒径（μｍ））、及び、粉末状態で１０ＫＯｅの磁場において測定した飽和磁化（σｓ（ｅｍｕ／ｇ））、を各々表１に示す。また、その他の顔料（マグネタイト顔料、ヘマタイト顔料、カーボンブラック顔料、シアン顔料、イエロー顔料、マゼンタ顔料）の詳細を、同様にして表１に示す。
2003104902.tif 000002
−電子写真用トナーの作製−
表２に示す電子写真用トナー１〜１９を、表２に示す成分配合量にて調製した。
調製においては、結着樹脂としてはポリエステル樹脂（花王（株）製）を用い、正極性帯電制御剤としてはＮ−０１（オリエント化学（株）製）を用い、ワックスとしてはポリプロピレン系ワックスＮＰ１０５（三井化学（株）製）を用い、各成分をヘンシェルミキサーに投入して予備混合を行った後、溶融混練してバインダ樹脂内に各成分を分散させて固化し、粉砕分級して平均粒径が９μｍの正帯電性黒色トナー母体を得た。得られたトナー母体に、疎水性シリカを０．８重量部外添処理して、各電子写真用トナー１〜１９を得た。
尚、ポリエステル樹脂としては、ビスフェノールＡのエチレンオキサイドを主要ジオール成分としテレフタル酸、トリメリット酸を主要カルボン酸成分としたポリエステル樹脂を用いた。
−電子写真用現像剤１〜１９の作製−
前記電子写真用トナー１〜１９を、各々フェライトキャリア（平均粒径が７０μｍ）にトナー濃度４．５重量％にて調合し、表２に示す電子写真用現像剤１〜１９を得た。得られた電子写真用現像剤１〜３を各々実施例１〜３の電子写真用現像剤、電子写真用現像剤４〜５を各々比較例１〜２の電子写真用現像剤、電子写真用現像剤６〜７を各々実施例４〜５の電子写真用現像剤、電子写真用現像剤８を比較例３の電子写真予現像剤、電子写真用現像剤９を実施例６の電子写真用現像剤、電子写真用現像剤１０〜１３を各々比較例４〜７の電子写真用現像剤、電子写真用現像剤１４〜１９を各々実施例７〜１２の電子写真用現像剤として、以下の各評価を行った。
2003104902.tif 000003
2003104902.tif 000004
尚、表２において「＜０．１」は飽和磁化（σｓ）が０．１ｅｍｓ／ｇ未満であることを指す。
＜印刷試験＞
得られた電子写真用現像剤１〜１９を、プリンター（Ｆ６７６４、富士通（株）製）の改造機に搭載し、７００〜１５００ｎｍの波長範囲に高い発光強度を有するキセノンフラッシュ光を照射して、普通紙（商品名「ＮＩＰ−１５００ＬＴ」（小林記録紙社製）））上にトナーを定着させて画像を形成した。
＜＜印字濃度（ＯＤ）測定・画像濃度評価＞＞
得られた画像における印字濃度（ＯＤ）を、Ｍａｃｂｅｔｈ  ＲＤ  ９１８（マクベス社製）を用いて測定し、１ｉｎｃｈ画の面画付着量が０．５ｍｇ／ｃｍ２時のＯＤを印字濃度として測定し、下記ＯＤ判定基準により画像濃度を評価した。結果を表３〜表４に示す。
−−ＯＤ判定基準−−
・ＯＤ≧１．３・・・・・・◎
・１．３＞ＯＤ≧１．２・・○
・１．２＞ＯＤ≧１．１・・△
・ＯＤ＜１．１・・・・・・×
＜＜ａ値及びｂ値測定・評価＞＞
得られた画像に対し、Ｓｐｅｃｔｒｏｄｅｎｓｉｔｍｅｔｅｒ（Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｌｔｄ．製、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８）を用いてａ値及びｂ値を測定し、下記評価基準により評価した。結果を表３〜表４に示す。
−−ａ値及びｂ値評価基準−−
・ａ≦１、かつ、ｂ≦１・・・◎
・ａ≦３、かつ、ｂ≦３・・・○
・ａ≦５、かつ、ｂ≦５・・・△
・ａ＞５、又は、ｂ＞５・・・×
＜＜テープ剥離試験・定着性評価＞＞
得られた画像に対して、以下に示すテープ剥離試験を行い、下記評価基準によりトナー定着率を評価した。
先ず、トナー像を定着させた普通紙上の画像印字濃度を、光学濃度として測定した。次いで、普通紙のトナー像上に剥離テープ（商品名「スコッチメディングテープ」（住友３Ｍ社製））を粘着させた後、該剥離テープを剥離させ、剥離後の普通紙上の光学濃度を測定した。剥離前の普通紙上の画像印字濃度を１００とした場合の、剥離後の普通紙上の画像印字濃度をパーセンテージで表し、これをトナー定着率として画像の定着性を評価した。結果を表３〜表４に示す。尚、光学濃度の測定には、前記Ｍａｃｂｅｔｈ  ＲＤ  ９１８を用いた。
−−評価基準−−
・印字濃度変化が５％以下（即ち、定着率が９５％以上）である場合・・・・◎
・印字濃度変化が５％を超え１０％以下（即ち、定着率が９０％以上９５％未満）である場合・・・・○
・印字濃度変化が１０％を超え２０％以下（即ち、定着率が８０％以上９０％未満）である場合・・・・△
・印字濃度変化が２０％を超える（即ち、定着率が８０％未満）である場合・・・・×
＜＜現像特性の評価＞＞
１ｉｎｃｈ面画における付着量０．５ｍｇ／ｃｍ２を出す場合の電位差（現像バイアス電位（Ｖｂ）の設定値）により、下記評価基準に従って評価した。結果を表３〜表４に示す。尚、表面電位（Ｖｓ）と現像バイアス電位（Ｖｂ）との差は、２５０Ｖで常に平行移動し調整した。
−−評価基準−−
・３００Ｖ以下・・・◎
・３００Ｖ超４００Ｖ以下・・・○
・４００Ｖ超６００Ｖ以下・・・△
・６００Ｖ超・・・×
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2003104902.tif 000006
2003104902.tif 000007
表３〜表４より、黒色顔料として、Ｍｎ及び鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒子を所定量配合した電子写真用トナーは、黒色度が良好であり、製造性にも優れていた。また、これらの電子写真用トナーを用いた電子写真用現像剤により画像を形成した場合には、定着性、現像特性、ａ値、ｂ値共に優れていた。
ここで、本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
（付記１）  マンガン及び鉄を含有しヘマタイト構造を有する粒子と、結着樹脂とを含み、前記粒子における、マンガン含有量が３〜３０重量％、平均粒径が０．０１〜２．０μｍ、飽和磁化（σｓ）が２ｅｍｕ／ｇ以下であることを特徴とする電子写真用トナー。
（付記２）  粒子が、少なくとも、マグネタイト粒子及びマンガン化合物を６００〜１１００℃の温度で加熱焼成して得た黒色粉末粒子である付記１に記載の電子写真用トナー。
（付記３）  マンガンが、固溶したマンガンである付記１又は２に記載の電子写真用トナー。
（付記４）  粒子が、マグネタイト粒子と比較して、実質的に弱乃至非磁性である付記２又は３に記載の電子写真用トナー。
（付記５）  粒子の、電子写真用トナーにおける含有量が、１０〜７０重量％である付記１から４のいずれかに記載の電子写真用トナー。
（付記６）  シアン、マゼンタ、及び、イエローの少なくともいずれかの着色剤を含む付記１から５のいずれかに記載の電子写真用トナー。
（付記７）  粒子におけるマンガン含有量が１０〜３０重量％である付記１から６のいずれかに記載の電子写真用トナー。
（付記８）  粒子における平均粒径が０．０１〜１．０μｍである付記１から７のいずれかに記載の電子写真用トナー。
（付記９）  粒子の、電子写真用トナーにおける含有量が、１５〜５０重量％である付記１から８のいずれかに記載の電子写真用トナー。
（付記１０）  飽和磁化（σｓ）が１ｅｍｕ／ｇ以下である付記１から９のいずれかに記載の電子写真用トナー。
（付記１１）  付記１から１０のいずれかに記載の電子写真用トナーを少なくとも含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
（付記１２）  キャリアを含む付記１１に記載の電子写真用現像剤。
（付記１３）  静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、付記１１又は１２に記載の電子写真用現像剤を収容し、前記静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を転写材に転写する転写手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
（付記１４）  転写材に転写された転写像を光定着させる光定着手段を更に有する付記１３に記載の画像形成装置。
（付記１５）  静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を付記１１又は１２に記載の電子写真用現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を転写材に転写する転写工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
（付記１６）  更に光定着する定着工程を含む付記１５に記載の画像形成方法。
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月6日(2003.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（補正後）マンガン及び鉄を含有しヘマタイト構造を有する粒子と、結着樹脂とを含み、前記粒子における、マンガン含有量が３〜３０重量％、平均粒径が０．０１〜２．０μｍ、飽和磁化（σｓ）が２ｅｍｕ／ｇ以下であることを特徴とする光定着用電子写真トナー。
【請求項２】
（補正後）粒子が、少なくとも、マグネタイト粒子及びマンガン化合物を６００〜１１００℃の温度で加熱焼成して得た黒色粉末粒子である請求の範囲第１項に記載の光定着用電子写真トナー。
【請求項３】
（補正後）マンガンが、固溶したマンガンである請求の範囲第１項又は第２項に記載の光定着用電子写真トナー。
【請求項４】
（補正後）少なくとも、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の光定着用電子写真トナーを含むことを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項５】
静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、請求の範囲第４項に記載の電子写真用現像剤を収容し、前記静電潜像を現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を転写材に転写する転写手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置。
【国際調査報告】
2003104902.tif 000008
2003104902.tif 000009