(57)【要約】【課題】高温高湿環境下やキャリアの帯電量が低い場合であっても良好な帯電性を示すトナーを用い、転写効率の高い優れた画像が得られる画像形成方法を提供する。【解決手段】現像工程で用いるトナーは、少なくともバインダー樹脂と、着色剤と、荷電制御剤とを含有するトナーであって、該荷電制御剤は、ジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸からなるジルコニウム化合物であり、Ｘ線回折において、ブラッグ角２θの主要ピークＡが５．５度±０．３度にあり、回折強度が２０００〜１５０００ｃｐｓの範囲にある画像形成方法である。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部より帯電部材に電圧を印加し像担持体に帯電を行う帯電工程と、
帯電している像担持体に静電荷像を形成する静電潜像形成工程と、
静電荷像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像工程と、
外部より転写部材に電圧を印加し、トナー画像を記録材上に転写する転写工程と、
トナー画像を記録材上に加熱定着する定着工程と、
転写後の像担持体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法において、
該現像工程で用いるトナーは、少なくともバインダー樹脂と、着色剤と、荷電制御剤とを含有するトナーであって、
該荷電制御剤は、ジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸からなるジルコニウム化合物であり、Ｘ線回折において、ブラッグ角２θの主要ピークＡが５．５度±０．３度にあり、回折強度が２０００〜１５０００ｃｐｓの範囲にある
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成方法において、
前記荷電制御剤は、ブラッグ角２θの主要ピークが、メインピークＡ：５．５度±０．３度、サブピークＢ：３１．６度±０．３度にあり、ピークＡ及びＢの強度比Ａ／Ｂが３〜２５の範囲にある
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成方法において、
前記荷電制御剤は、平均粒径が０．２〜４．０μｍである
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記荷電制御剤は、イオン交換水に１．５×１０−４ｇ／ｃｍ３の濃度で抽出したときの導電率が５〜２０Ｓ／ｃｍである
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記荷電制御剤は、バインダー樹脂１００重量部に対し０．５〜５重量部添加される
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記バインダー樹脂は、酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のポリエステル樹脂を５０〜１００重量％含有する
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記荷電制御剤は、ジルコニウムと３，５−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸からなるジルコニウム化合物である
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記帯電工程は、前記帯電部材を前記像担持体に接触させて帯電を行う
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記転写工程は、前記像担持体上のトナー画像を、転写装置を介して記録材へ静電転写する工程であり、該転写装置は、静電転写の際に前記像担持体と当接する
ことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成方法において、
前記クリーニング部材は、クリーニングブレードである
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を利用した画像形成方法に関し、特に、優れた帯電特性を有するトナーを用いて、高い転写効率とかぶりのない画像を提供する画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法を利用した画像形成方法には従来から様々な方法が提案されている。これらの画像形成方法に適用される現像方式としては、大別して乾式現像法と湿式現像法とがあり、乾式現像法においてはさらに一成分現像方式と二成分現像方式とに分けられる。いずれの方式においても、用いられるトナーは、現像される静電荷像の極性に応じて正または負の電荷を有する必要がある。
【０００３】
トナーに電荷を保有するためには、荷電制御剤を添加することが最も効果が大きく、その中でも無色あるいは白色のものはカラートナーにおいて必要不可欠である。これら無色あるいは白色の荷電制御剤としては、例えば、特公昭５５−４２７５２号公報、特開昭６１−６９０７３号公報、特開昭６１−２２１７５６号公報、特開平９−１２４６５９号公報等に記載されているサリチル酸誘導体の金属塩化合物や、特開昭５７−１１１５４１号公報に記載されている芳香族ジカルボン酸金属塩化合物等があるが、これらは環境に懸念のあるクロム化合物であったり、カラートナーに必要な無色あるいは白色性が不十分であった。
これらの問題を解決するため、中心金属として４価金属であるジルコニウムに注目し、特に４価の陽イオン体、オキソ錯体である２価の陽イオン体とサリチル酸、又はサリチル酸誘導体との各種化合物による検討が行われた。これによると、レジンとの分散性が良好で、電子写真用トナーに良好な帯電性を付与できる無色の荷電制御剤が見出されたものの、特に高温高湿環境での帯電量の低下という問題が残っている。
【０００４】
さらに、特許第３１３５５０７号公報、特許第３１５４０８８号公報においては、金属化合物と無機イオンとカルボン酸誘導体の比率の検討がなされたり、特開２００１−６６８３０号公報ではジルコニウム原子と芳香族カルボン酸の構成単位の検討がなされたりしている。これらにより、高温高湿下でも高い摩擦帯電量が維持できるようになったが、キャリアの帯電量が低い場合に現像剤の帯電量分布がブロードとなり、かぶりを生じるという問題が解決されていない。
また、特開２０００−１４７８２８号公報では、非結晶性または低結晶性の芳香族化合物の金属塩のＸ線回折を規定することで、再転写が改善されたものの、非結晶性または低結晶性の荷電制御剤では、トナー製造時の混練工程による熱やせん断エネルギーにより構造が変化してしまい、狙いの品質を出すためには生産の条件がかなり限定されたり、現像剤の耐久性に関しては、キャリアを汚染するため現像剤の劣化につながるなどの欠点がある。
このように、特性、品質を全てにおいて満足する荷電制御剤が得られていないため、環境変化やキャリアの帯電量変化に対応して、常にかぶり等がなく転写効率の高い良好な画像を提供する画像形成方法が確立されていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、高温高湿環境下やキャリアの帯電量が低い場合であっても良好な帯電性を示すトナーを用い、転写効率の高い優れた画像が得られる画像形成方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
トナーの帯電量を調整するために添加される荷電制御剤の機能は、既述のように高い帯電性を付与することはもちろんのことであるが、同時にシャープな帯電量分布、及び高温高湿あるいは低温低湿の環境変動に対する帯電量の安定性を付与することにある。そのために、荷電制御剤の結晶状態と機能について鋭意検討した結果、上記機能発現のためには、荷電制御剤がジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸とからなるジルコニウム化合物であって、その結晶面が同一面で成長していることが必要であることが明らかとなり、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、請求項１に記載の発明は、外部より帯電部材に電圧を印加し像担持体に帯電を行う帯電工程と、帯電している像担持体に静電荷像を形成する静電潜像形成工程と、静電荷像をトナーによって現像してトナー画像を形成する現像工程と、外部より転写部材に電圧を印加し、トナー画像を記録材上に転写する転写工程と、トナー画像を記録材上に加熱定着する定着工程と、転写後の像担持体表面をクリーニング部材でクリーニングするクリーニング工程とを有する画像形成方法において、該現像工程で用いるトナーは、少なくともバインダー樹脂と、着色剤と、荷電制御剤とを含有するトナーであって、該荷電制御剤は、ジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸からなるジルコニウム化合物であり、Ｘ線回折において、ブラッグ角２θの主要ピークＡが５．５度±０．３度にあり、回折強度が２０００〜１５０００ｃｐｓの範囲にある画像形成方法である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成方法において、前記荷電制御剤のブラッグ角２θの主要ピークが、メインピークＡ：５．５度±０．３度、サブピークＢ：３１．６度±０．３度にあり、ピークＡ及びＢの強度比Ａ／Ｂが３〜２５の範囲にある画像形成方法である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成方法において、前記荷電制御剤の平均粒径が０．２〜４．０μｍである画像形成方法である。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成方法において、前記荷電制御剤は、イオン交換水に１．５×１０−４ｇ／ｃｍ３の濃度で抽出したときの導電率が５〜２０Ｓ／ｃｍである画像形成方法である。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成方法において、前記荷電制御剤が、バインダー樹脂１００重量部に対し０．５〜５重量部添加される画像形成方である。
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成方法において、前記バインダー樹脂は、酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のポリエステル樹脂を５０〜１００重量％含有する画像形成方法である。
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成方法において、前記荷電制御剤が、ジルコニウムと３，５−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸からなるジルコニウム化合物である画像形成方法である。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成方法において、前記帯電工程は、前記帯電部材を前記像担持体に接触させて帯電を行う画像形成方法である。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成方法において、前記転写工程は、前記像担持体上のトナー画像を、転写装置を介して記録材へ静電転写する工程であり、該転写装置は、静電転写の際に前記像担持体と当接する画像形成方法である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成方法において、前記クリーニング部材がクリーニングブレードである画像形成方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の画像形成方法が適用される画像形成装置の概略構成図である。図１のデジタル複写機は、周知の電子写真方式を用いるものであり、内部にドラム状感光体１を備えている。感光体１の周囲には矢印Ａで示す回転方向に沿って、電子写真複写工程を実施する帯電手段２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、クリーニング手段６および定着手段１０が配置されている。
露光手段３は、複写機上面の原稿載置台７に置かれた原稿を、読み取り手段８によって読み取り、読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。
感光体１上に形成された静電潜像は、現像手段４によってトナー像化され、そのトナー像が給紙装置９から給送されてくる記録材に転写手段５によって静電転写される。トナー像が載った記録材は、定着手段１０に搬送、定着された後に、機外へ排出される。
一方、未転写部や汚れの付着した感光体１はクリーニング手段６によりクリーニングされ次の作像ステップに入る。
【００１１】
本発明の画像形成方法に用いられるトナーは、少なくともバインダー樹脂と、着色剤と、荷電制御剤とを含有する。以下、荷電制御剤について説明する。
荷電制御剤は、ジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸からなるジルコニウム化合物であって、Ｘ線回折において、以下の結晶状態を示すものである。ＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角２θの主要ピークが、ピークＡ：５．５度±０．３度にあり、回折強度がスキャンスピード０．５〜４度／分において２０００〜１５０００ｃｐｓの範囲にある。一般的に、Ｘ線回折測定では、結晶性物質はブラッグの回折条件により結晶面間隔に応じて固有の回折ピークが表れ、その回折強度は結晶状態、結晶化度に依存しており、結晶化による硬度もある範囲においては結晶化度に依存している。２θピークＡ：５．５度±０．３度は、芳香族オキシカルボン酸を配位子として有するジルコニウム化合物に起因するピークである。この回折強度が２０００ｃｐｓ未満では、ジルコニウム化合物の結晶性が低いため、トナー製造時の混練工程による熱やせん断エネルギーにより、ジルコニウム化合物内の結合の切断が起こりやすくなり、構造の変化を起こしてトナー帯電性を低下させてしまう。特に、高温高湿環境において顕著に帯電量の低下が発生する。また、回折強度が１５０００ｃｐｓを超えると負極性が増大し、凝集力が増大するため、他材料との分散性が不十分となりシャープな帯電量分布が得られなくなる。以上より、ジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸からなるジルコニウム化合物のＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角２θの主要ピークが、ピークＡ：５．５度±０．３度にあり、回折強度がスキャンスピード０．５〜４度／分において２０００〜１５０００ｃｐｓの範囲にあることで、荷電制御剤としてトナーに高い帯電性を付与し、シャープな帯電量分布を与えることが可能となる。
【００１１】
さらに、荷電制御剤のＣｕＫα特性Ｘ線に対するブラッグ角２θの主要ピークが、少なくともメインピークＡ：５．５度±０．３度、サブピークＢ：３１．６度±０．３度にあり、ピークＡ及びＢの強度比Ａ／Ｂが３〜２５の範囲にあることにより、高温高湿及び低温低湿での環境変動に対しても、トナーの帯電を安定的に行うことができ、帯電量の安定性がさらに良好となる。サブピークＢが３１．６度±０．３度にあることは、結晶の面間隔が２．８５５３〜２．８９１４Åであることに相当するものであり、結晶間の電子密度が大きいことを示す。これにより、結晶は水分子と水素結合しにくくなり、高温高湿環境における帯電量の低下を抑制するものである。ここで、ピークの強度比Ａ／Ｂが３未満であると、高温高湿環境における帯電量安定性に十分な効果がなく、また、２５を超えるとメインピークＡに由来する単結晶性の性質が不十分となり、多結晶性となるため、帯電量分布がブロードになりやすい。
【００１２】
芳香族オキシカルボン酸としては、公知のものが使用可能であるが、下記の一般式（１）で表される化合物が、帯電付与能力の点から好ましい。
【００１３】
【化１】
2004053915.tif 000002
但し、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、各々水素原子、塩素原子、炭素数１〜１０のアルキル基又はアリール基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、炭素数１〜１０のアルコキシ基のいずれかを表す。
【００１４】
さらに、帯電付与能力の観点から、具体的に以下の化合物が好ましい。
【００１５】
【化２】
2004053915.tif 000003
【００１６】
この中でも、３，５−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸が、高温高湿下での帯電量の低下と現像スリーブの汚染を抑制できる点において特に好ましい。
【００１７】
荷電制御剤の平均粒径は、０．２〜４．０μｍであることで、トナー中の分散性がさらに良好になり、シャープな帯電量分布が得られると共に、経時でのキャリアや現像スリーブへの汚染を防止できる。平均粒径は、レーザー回折式粒度測定装置によって測定できる。平均粒径が４．０μｍを超えると、他材料との分散性が不十分となりトナー中で凝集体の状態のまま存在するものが残存し、シャープな帯電量分布が得にくくなる。また、平均粒径が０．２μｍ未満であると、かさが増大し、トナー製造工程において原材料を供給するホッパーが詰まりやすいなどの不具合が生じやすい。
【００１８】
また、荷電制御剤は、イオン交換水に１．５×１０−４ｇ／ｃｍ３の濃度で抽出したときの導電率が５〜２０Ｓ／ｃｍであることが好ましい。導電率がこの範囲にあることで、トナーの負帯電性をさらに高くすることができる。導電率が５Ｓ／ｃｍ未満であると、極性が小さいために十分な負帯電性が得られず、２０Ｓ／ｃｍを超えると電荷がリークしやすい。
【００１９】
トナーに含有されるバインダー樹脂としては、従来より公知の樹脂が全て使用される。例えば、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−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−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられるが、特にポリエステル樹脂を用いる事が好ましい。
ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られる。使用されるアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、１，４−ビス（ヒドロキシメタ）シクロヘキサン、及びビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。また、カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。ポリエステル樹脂のＴｇは５８〜７５℃が好ましい。
また、以上の樹脂は単独で使用することも可能であるが、二種類以上併用しても良い。また、これら樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
【００２０】
荷電制御剤は、上記バインダー樹脂１００重量部あたり０．５〜５重量部含有することがよい。０．５重量部未満では十分な負帯電性が得られず、５重量部を超えると現像スリーブを汚染するなどの不具合が生じやすい。
【００２１】
さらに、上記バインダー樹脂がポリエステル樹脂を５０〜１００重量％含有し、該ポリエステル樹脂の酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることがよい。ポリエステル樹脂の酸価が上記範囲であることにより、ポリエステル樹脂に含まれる遊離状態のカルボキシル基が電子受容性を有するため、トナーの負帯電性を向上することができる。酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、高温高湿下でのトナーの帯電安定性が悪化する。
【００２２】
トナーに含有される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料の全てが適用される。具体的には、カーボンブラック、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、オイルブラック、アゾオイルブラックなど特に限定されない。着色剤の使用量は１〜１０重量部、好ましくは３〜７重量部である。
【００２３】
また、トナーには、定着時の離型性を向上させるためワックス成分を使用することも可能である。例えば、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス等のようなポリオレフィンワックスや、キャンデリラワックス、ライスワックス、カルナウバワックス等の天然ワックスが使用可能である。
ワックス成分の添加量は０．５〜１０重量部が好ましい。
【００２４】
トナーには、必要に応じてその他、添加剤を添加する事も可能である。添加剤としては、シリカ、酸化アルミニウム類、酸化チタン類を例示することができる。高流動性を付与する事を主目的する場合には、疎水化処理シリカあるいはルチル型微粒子酸化チタンとして、平均一次粒径が０．００１〜１μｍ、好ましくは０．００５〜０．１μｍの範囲ものから適宜選択でき、特に有機シラン表面処理シリカあるいはチタニアが好ましく、通常０．１〜５重量％、好ましくは０．２〜２重量％の割合で使用される。
【００２５】
また、本発明を乾式二成分現像方式の現像工程を有する画像形成方法に適用する場合には、現像剤に使用するキャリアとして、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコン、シリカ等を主成分とする、粒径３０〜１０００μｍ程度の粉末、または、該粉末を芯材としてスチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたものから適宜選択して使用することが可能である。
【００２６】
以下に、トナーの製造方法を示す。
トナーの製造方法は、少なくともバインダー樹脂、帯電制御剤及び着色剤を含む現像剤成分を機械的に混合する工程と、溶融混練する工程と、粉砕する工程と、分級する工程とを有する製造方法が適用できる。また、機械的に混合する工程や溶融混練する工程において、粉砕または分級する工程で得られる製品となる粒子以外の粉末を戻して再利用する製造方法も含まれる。ここで言う製品となる粒子以外の粉末（副製品）とは、溶融混練する工程後、粉砕工程で得られる所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子や、引き続いて行われる分級工程で発生する所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子を意味する。このような副製品を、混合工程や溶融混練する工程で、原料と好ましくは副製品１に対しその他原材料が９９、ないしは副製品５０に対しその他原材料が５０の重量比率で混合するのが好ましい。
【００２７】
少なくともバインダー樹脂、帯電制御剤および着色剤、副製品を含む現像剤成分を機械的に混合する混合工程は、回転させる羽による通常の混合機などを用いて通常の条件で行えばよく、特に制限はない。
以上の混合工程が終了したら、次いで混合物を混練機に仕込んで溶融混練する。溶融混練機としては、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。この溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが重要である。具体的には、溶融混練温度は、バインダー樹脂の軟化点を参考に行うべきであり、軟化点より低温過ぎると切断が激しく、高温過ぎると分散が進まない。
以上の溶融混練工程が終了したら、次いで混練物を粉砕する。この粉砕工程においては、まず粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際、ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
この粉砕工程が終了した後に、粉砕物を遠心力などにより気流中で分級し、もって所定の粒径、例えば平均粒径が５〜２０μｍのトナーを製造する。
【００２８】
また、トナーを調製する際には、トナーの流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、以上のようにして製造されたトナーに、さらに先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。外添剤の混合は、一般の粉体の混合機が用いられるが、ジャケット等を装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよい。もちろん、混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。使用できる混合設備の例としては、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。
【００２９】
以上により製造されるトナーは、高い帯電性を有し、同時にシャープな帯電量分布、及び高温高湿での環境変動に対する帯電量の安定性が極めて良好である。従って、このような特性を有するトナーを使用した本発明の画像形成方法により、トナーの帯電量分布がシャープであるため転写効率が高く、かぶりの無い良好な画像を提供することができる。
【００３０】
さらに、近年オゾンの発生を低減化するために、帯電工程、転写工程、クリーニング工程は、感光体と接触させて行う方式が有効に使用されており、帯電ローラーや帯電ブレード、転写ベルト、クリーニングブレードなどが使用されているが、これらの部材を用いる不具合として、直接感光体に接触するために、トナーが融着するという問題が発生しやすい。しかし、本発明の画像形成方法においては、トナーはそのような不具合を発生しないため好ましい。これは、もともとトナーの帯電量分布がシャープであるために、逆帯電トナーの発生量が少なく、転写効率が高いため、感光体上の転写残トナーの発生量が少ないことがあげられる。また、トナー融着のメカニズムの１つとして、トナー表面に凝集体として存在している荷電制御剤が遊離して付着し、これが核となって融着が進行するケースがある。しかしながら、本発明の画像形成方法においては、トナーは荷電制御剤の他材料への分散性が良好であるため、トナー表面に凝集体として存在せず、融着の核とならないため、帯電工程、転写工程、クリーニング工程がそれぞれ接触方式であっても、トナーの融着が発生しない。
【００３１】
【実施例】
以下に、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。尚、以下の実施例によって本発明が限定されるものではない。
【００３２】
実施例に先立ち、本実施の形態における荷電制御剤の物性測定方法を以下に示す。
＜Ｘ線回折＞
Ｘ回折装置（日立製作所社製；ＲＩＮＴ１１００）を使用し、ＣｕＫα線を用いて次の条件により測定した。
Ｘ線管球：Ｃｕ、管電圧：５０ｋＶ、管電流：３０ｍＡ、スキャンスピード：２度／分
＜平均粒径＞
容器中にイオン交換水１０ｃｍ３を用意し、その中に界面活性剤、例えば和光純薬社製のコンタミノンを２〜３滴添加し、そこへ荷電制御剤０．０１ｇを加えて、超音波分散機にて１分間分散したものを分散液として、レーザー回折式粒度測定装置（島津製作所社製；ＳＡＬＩＤ）を使用して測定した。
＜導電率＞
容器中にイオン交換水２０ｃｍ３を用意し、荷電制御剤０．００３ｇを精秤して加え、超音波分散機にて１０分間分散後、１０時間放置し、その後上澄み液を１５ｃｍ３採取して導電率計にて測定した。
【００３３】
（実施例１〜１０）
＜荷電制御剤１＞
５−メトキシサリチル酸２０〜３０部と２５％水酸化ナトリウム水溶液２０〜３０部を水３００〜４００部に溶解し、５〜１５℃／分の昇温速度で５０℃に昇温し、攪拌しながらオキシ塩化ジルコニウム１５〜２５部を水８０〜１００部に溶解した溶液を滴下した。同温度で１時間攪拌後、５〜１５℃／分の速度で室温まで冷却し、２５％水酸化ナトリウム水溶液５〜８部を加え、ｐＨ７．５〜８．０に調整した。析出した結晶をろ過、水洗、乾燥して２０〜３５部のジルコニウム化合物の白色結晶を得た。
それぞれの荷電制御剤のＸ線回折、平均粒径、導電率の測定結果を表１に示す。
【００３４】
＜トナー処方＞
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　１００重量部
カーボンブラック（三菱化学（株）社製；＃４４）　　　１０重量部
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
荷電制御剤１　　　　　　　　　　　　　　　　　表１記載の重量部
以上の処方で、二軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し、平均粒径６〜８μｍとした。その後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（クライアントジャパン社製；Ｒ−９７２）を混合しトナーを得た。
【００３５】
上記で得たトナーと、平均粒径５０μｍのフェライト粒子にシリコーン樹脂をコートしたキャリアとを４．０％のトナー濃度で混合し、現像剤を作製した。各現像剤を用い、トナーの物性測定を以下の要領で行った。これらの結果を表１に示す。
＜トナーの帯電量＞
ブローオフ粉体帯電量測定装置（東芝ケミカル社製；ＴＢ−２００）を使用して、高温高湿（３０℃、９０％）、常温常湿（２５℃、６５％）にてトナーの帯電量を測定した。
＜帯電量分布の半値幅＞
イースパートアナライザーを使用して現像剤の帯電量を測定し、その分布から半値幅を算出した。
【００３６】
また、上記現像剤を用いて以下の画像評価試験を行った。その結果も表１に併せて示す。
リコー社製ｉｍａｇｉｏ４２０にて、常温常湿環境（１８〜２７℃、３０〜７０％）で初期画像と５０，０００枚複写画像をとった後、現像剤の帯電量、帯電量分布を測定した。また、以下の要領で、画像の転写効率、現像スリーブの汚染の測定と、かぶりを評価した。なお、リコーｉｍａｇｉｏ４２０は帯電ローラー、転写ベルト、クリーニングブレードを搭載している。
＜かぶり＞
かぶりは以下の基準で総合的に判断した。
Ａ：非常に良好。かぶりなし。
Ｂ：良好。わずかにかぶり発生
Ｃ：可能。かぶり発生しているが現実的には問題なし。
Ｄ：悪い。かぶりひどい。
＜転写効率＞
１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形のべた画像を形成する条件で画像形成を行う。この時の転写前の感光体上のトナー量Ｗ１と、転写後の記録材上のトナー量Ｗ５から、下記式により転写効率を算出する。
転写効率（％）＝（Ｗ５／Ｗ１）×１００
＜現像スリーブ汚染＞
現像スリーブの汚染評価は以下の基準で総合的に判断した。
ランク１：非常に良好。トナー汚れなし。
ランク２：良好。わずかにトナー汚れ発生
ランク３：可能。トナー汚れ発生しているが、特に画像に問題なし。
ランク４：悪い。トナー汚れ発生し、画像のクロべたに抜けが発生する。
【００３７】
（実施例１１、１２）
バインダー樹脂の処方を、実施例１１では、ポリエステル樹脂（酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００重量部とし、実施例１２では、スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体５０重量部、ポリエステル樹脂（酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）５０重量部とした以外は、実施例１〜１０と同様にしてトナーを作製し、物性測定、ならびに画像評価試験を行った。結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例１３〜１５）
バインダー樹脂の処方を、スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体２０重量部、ポリエステル樹脂（酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ）８０重量部とし、以下に示す荷電制御剤２を用いた以外は、実施例１〜１０と同様にしてトナーを作製し、物性測定、ならびに画像評価試験を行った。結果を表１に示す。
＜荷電制御剤２＞
３，５−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸３０〜４０部と２５％水酸化ナトリウム水溶液１５〜２８部を水３００〜４００部に溶解し、５〜１５℃／分の昇温速度で５０℃に昇温し、攪拌しながらオキシ塩化ジルコニウム１５〜２６部を水７０〜１２０部に溶解した溶液を滴下した。同温度で１時間攪拌後、５〜１５℃／分の速度で室温まで冷却し、２５％水酸化ナトリウム水溶液５〜９部を加え、ｐＨ７．５〜８．０に調整した。析出した結晶をろ過、水洗、乾燥して２０〜４０部のジルコニウム化合物の白色結晶を得た。
【００３９】
（比較例１〜５）
＜荷電制御剤３＞
５−メトキシサリチル酸５〜２８部と２５％水酸化ナトリウム水溶液５〜２２部を水３５０〜４５０部に溶解し、５０℃に昇温し、攪拌しながらオキシ塩化ジルコニウム１０〜１２部を水９０部に溶解した溶液を滴下した。同温度で０．５時間攪拌後、１〜３℃／分の速度で室温まで冷却し、２５％水酸化ナトリウム水溶液約６部を加え、ｐＨ７．５〜８．０に調整した。析出した結晶をろ過、水洗、乾燥して２０〜３０部のジルコニウム化合物の白色結晶を得た。
それぞれの荷電制御剤のＸ線回折、平均粒径、導電率の測定結果を表２に示す。
【００４０】
＜トナー処方＞
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　８０重量部
ポリエステル樹脂（酸価１２ｍｇＫＯＨ／ｇ）　　　　２０重量部
カーボンブラック（三菱化成社製；＃４４）　　　　　１０重量部
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　４重量部
荷電制御剤３　　　　　　　　　　　　　　　　表２記載の重量部
以上の処方で、二軸エクストルーダーを用いて混練し、粉砕、分級し、平均粒径６〜８μｍとした。その後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ微粉末（クライアントジャパン社製；Ｒ−９７２）を混合しトナーを得た。
上記で得たトナーと、平均粒径５０μｍのフェライト粒子にシリコーン樹脂をコートしたキャリアとを４．０％のトナー濃度で混合し、現像剤を作製した。各現像剤を用い、実施例１〜１０と同様にして、物性測定、ならびに画像評価試験を行った。これらの結果を表２に示す。
【００４１】
【表１】
2004053915.tif 000004
【００４２】
【表２】
2004053915.tif 000005
【００４３】
表１には、実施例１〜１５の結果をまとめた。荷電制御剤のＸ線回折におけるブラッグ角２θが５．５度±０．３度のピークＡ強度が、２０００〜１５０００の範囲にある実施例１〜１５では、いずれもトナーの帯電量が高く、高温高湿下での帯電量の低下も問題なく、また、５０，０００枚後の帯電量分布の半値幅も小さいことから、均一で良好な帯電特性を有していることが分かった。得られる画像は、５０，０００枚後であっても、かぶりが実用上問題ないＣレベル以上で、転写効率も９０％以上の高い値を示し、現像スリーブの汚れも画像に問題のない３レベル以上であった。
また、メインピークＡ：５．５度±０．３度とサブピークＢ：３１．６度±０．３度の強度比Ａ／Ｂが３〜２５の範囲にある実施例３〜１５では、高温高湿環境におけるトナーの帯電を良好にすることができた。
荷電制御剤の平均粒径が０．２〜４．０μｍの範囲にある実施例５〜１５では、トナー中での分散性が良好になりトナーの帯電量分布がさらに改善され、画像のかぶりもＢランク以上とする効果が得られた。
荷電制御剤をイオン交換水に抽出したときの導電率が、５〜２０（Ｓ／ｃｍ）の範囲にある実施例７〜１５では、トナーの帯電量を一層増大させることができ、転写効率を向上させる効果が得られた。
荷電制御剤の添加量がバインダー樹脂１００重量部に対し０．５〜５重量部の範囲にある実施例９〜１５では、さらにトナーの帯電量を増大させ、転写効率を向上させることができた。
また、実施例１１〜１５に示すように、バインダー樹脂中に酸価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のポリエステル樹脂を５０〜１００重量％含有させることでもトナーの帯電量増大と、転写効率の向上効果が得られることが分かった。
さらに、荷電制御剤に３，５−ジ−ｔ−ブチルサリチル酸を用いた実施例１３〜１５では、高温高湿環境においても高いトナー帯電量を示し、帯電量分布も極めてシャープで、かぶりも発生せず、転写効率も極めて高く、したがって現像スリーブの汚れもない優れた画像品質が得られることがわかった。
尚、上記実施例１〜１５において、帯電ローラー、転写ベルト、クリーニングブレードへのトナー融着、固着の発生がないことも確認した。
【００４４】
一方、表２には、比較例１〜５の結果をまとめた。荷電制御剤のＸ線回折におけるブラッグ角２θが５．５度±０．３度のピークＡ強度が、２０００〜１５０００の範囲にない比較例１〜５では、いずれもトナーの帯電量が低く、また、５０，０００枚後の帯電量分布の半値幅が大きいことから、帯電特性にばらつきが生じていることがわかった。得られる画像は、５０，０００枚後の画像で、かぶりがＤランクで、転写効率も８８％以下と低く、現像スリーブの汚れも４ランクで、画像に影響を及ぼすほどであった。
比較例１では帯電ローラーが汚れており、汚れ部分の周囲の画像が特にかぶりが多く発生していた。また、比較例５は転写ベルトの両端が汚れていることを確認した。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明により、ジルコニウムと芳香族オキシカルボン酸からなるジルコニウム化合物であって、所定の結晶状態である化合物を荷電制御剤として含有するトナーを用いることで、転写効率が高く、かぶりが無く、現像スリーブ汚染が無い、高品質な画像を与える画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成方法が適用される画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１　感光体（像担持体）
２　帯電手段
３　露光手段
４　現像手段
５　転写手段
５ａ　転写ベルト
６　クリーニング手段
６ａ　クリーニングブレード
１０　定着手段
【図１】
2004053915.tif 000006