(57)【要約】【課題】  流動性に優れ、画像濃度の低下や、地汚れやトナー飛散による機内汚染などが生じず、また、感光体表面の残留トナーをクリーニングする際に、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミングが生じないカラートナー、該トナーを使用した画像形成方法および画像形成装置の提供。【解決手段】  感光体に圧接されたクリーニング手段を有し、且つ該クリーニング手段により感光体の残留トナーを除去し、該感光体を繰返し使用してカラー画像を形成する画像形成装置において、カラートナーの少なくとも１色のトナーが、５μｍ以下のトナーが１５個数％以下含有され、重量平均径の２倍径以上のトナーが５体積％以下含有され、累積個数分布が２５％と７５％になる個数平均粒径Ｄ２５とＤ７５の関係が０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８０であり、重量平均径が６．０〜１１．５μｍであるカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用い、前記クリーニング手段により除去されたトナーを収容する為のトナー収容器を感光体の上部に配置されたことを特徴とする画像形成装置。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体に圧接されたクリーニング手段を有し、且つ該クリーニング手段により感光体の残留トナーを除去し、該感光体を繰返し使用してカラー画像を形成する画像形成装置において、カラートナーの少なくとも１色のトナーが、５μｍ以下のトナーが１５個数％以下含有され、重量平均径の２倍径以上のトナーが５体積％以下含有され、累積個数分布が２５％と７５％になる個数平均粒径Ｄ２５とＤ７５の関係が０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８０であり、重量平均径が６．０〜１１．５μｍであるカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用い、前記クリーニング手段により除去されたトナーを収容する為のトナー収容器を感光体の上部に配置された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】
【０００１】
本発明は、感光体に圧接させるクリーニング手段により感光体の残留トナーを除去し、該感光体を繰り返し使用してカラー画像を形成するためのカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法は、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電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙などに粉像を転写した後、加熱あるいは溶剤蒸気などにより定着し、コピーを得るものである。
従来から、特許文献１などに開示されているように、静電荷像をトナーを用いて現像する方法には大別して、トナーとキャリアとが混合されてなるいわゆる二成分系現像剤を用いる方法と、キャリアと混合されずにトナー単独で用いられる一成分系現像剤を用いる方法とがある。
【０００３】
このうち二成分系現像剤を用いる方法は、トナーとキャリアとを攪拌摩擦することにより、各々を互いに異なる極性に帯電せしめ、この帯電したトナーにより反対極性を有する静電荷像が可視化（現像）されるものであり、トナーとキャリアの種類により、鉄粉キャリアを用いるマグネットブラシ法、ビーズキャリアを用いるカスケード法、ファーブラシ法等がある。これらの各種の現像方法に適用されるトナーとしては、天然樹脂あるいは合成樹脂からなる結着樹脂に、カーボンブラック等の着色剤を分散させた微粉末が用いられている。例えば、ポリスチレン等の結着樹脂中に、着色剤を分散させたものを１〜３０μｍ程度に微粉砕した粒子がトナーとして用いられている。また、これらの成分にさらにマグネタイト等の磁性材料を含有せしめたものは磁性トナーとして用いられる。
【０００４】
近年、複写機、プリンターの分野では市場の要求から、より高速化・安定化が常に望まれている。これら高速複写機あるいは高速プリンターにおいては二成分現像方式が主流である。これは、二成分トナーは一成分トナーと比べて、キャリアの劣化及びトナーとキャリアとの混合比の変動などが発生しやすく、装置の維持管理性やコンパクト化に難点がある一方で、比較的安定して良好な画像が得られることや、一成分磁性トナーと比較して、多量の磁性体を含有しておらず、その結果、特に高速機において定着性が非常に有利となるためである。
【０００５】
二成分現像方式において、転写後の未転写トナーを潜像担持体から除去するクリーニング手段は、ブレードやファーブラシを直接潜像担持体に接触させて行うのが一般的であり、この時、潜像担持体裏面の電荷輸送層ＣＴＬはクリーニング部材や現像部村と直接接触するため磨耗を受けることになる。
特に高速機では非常に大量の複写、プリントに耐えうる感光体の耐磨耗性が要求される。このような理由から高速機については、感光体表面の有効利用面積を大きくとることが出来る可撓性を有するベルト状のＯＰＣ感光体と、感光体に対して比較的ソフトなクリーニングを行うことの出来るブラシクリニーングの組み合せが主流となっている。しかしながら、こうした組み合せでも百万枚を超える様な大量複写に対しては充分ではなく、より高耐久が望まれている。
【０００６】
また、近年では、複写画像のより高精細化・高解像化が強く望まれている。しかしながら、従来の二成分系現像剤は長期間・多量枚数の複写、プリントにおいて、トナー粒子の選択的な現像により現像剤中でトナー粒子の粒度分布が変化し、この結果、画像の解像度が低下する問題がある。
【０００７】
一方、こうした高精細．高解像度の画像を得るために、特許文献２、特許文献３、特許文献４では、平均粒径が小さく、かつ５μｍ以下のトナー粒子含有量及びその分布を規定した現像剤が提案されている。ここでは、５μｍ以下のトナー粒子は高精細、高解像度の画像を形成するための必須成分であり、この粒径のトナーが感光体上の潜像の現像時に円滑に供給される場合に潜像に忠実であり、潜像からはみ出すことなく再現性に優れた画像が得られるとしている。また、潜像周囲のエッジ部の電界強度が中央部よりも高く、そのため潜像内部がエッジ部よりもトナー粒子の付着量が少なくなり画像が薄くなる傾向が５μｍ以下のトナー粒子では顕著になるのに対し、中間粒径が５μｍ以上のトナー粒子の個数％を規定することで、この問題を解決できるとしている。
【０００８】
しかしながら、小粒径のトナーほど高精細、高解像度の画像を形成するのに有利ではあるが、代表例として図１、図２に示すように、５μｍ以下のトナー粒子を１７個数％含有する場合、このトナーの体積分布では５μｍ以下のトナー粒子は３体積％が存在するだけであり、この程度の量では５μｍ以下の小粒径トナーが潜像上の周囲部分に、５μｍ以上の中間粒径のトナーが潜像の中央部に選択的にのるということは、考えにくい。
【０００９】
一方、図３、図４に代表例として示すように、５μｍ以下のトナー粒子を６０個数％と多量に含有する場合では、流動性が悪化し、トナー飛散による機内汚染が生じやすくなり、特に低湿環境下でトナー粒子がチャージアップと呼ばれる過剰帯電が生じやすく、このチャージアップしたトナーや微粉が現像剤中のキャリア表面や感光体表面に強固に付着し、その結果画像濃度の低下や地汚れの発生、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミングの発生といった、好ましくない問題を生じさせる。
特許文献５では、前記の問題を解決するため１２．７〜１６．０μｍのトナー粒子を０．１〜５．０体積％含有させることで、流動性が向上するとしているが、５μｍ以下のトナー粒子を１５個数％以下にしたものより劣ることは確実である。
【００１０】
一方、流動性を向上する方法として添加剤量を増加させることが考えられるが、トナー粒子表面の添加剤の存在状態が同じときに流動性が同程度になると考えられるため、５μｍ以下が６０個数％の場合は５μｍ以下が１７個数％のトナーに比べ、１．５〜２倍量の添加剤を加えなければならないことになる。このように多量の添加剤を加えた場合、感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミングの発生、定着性の悪化等は避けられないことは明らかである。また、添加剤量を増加させると、「転写チリ」と呼ばれる細線部におけるトナーのチリが発生しやすくなり、特に、カラーの細線部のように、２色以上のトナーを重ねて現像させる場合には、その傾向はより顕著になる。
【００１１】
５μｍ以下のトナー粒子の数を少なく規定したものとしては、特許文献６、特許文献７により、１成分トナーについてその効果が示されているが、画像の品質を決定付ける大部分のトナー粒子が存在する範囲の粒度分布については記載されておらず、高解像の画像を得るには足らなかった。
【００１２】
【特許文献１】特開昭６１−１４７２６１号公報
【特許文献２】特開平１−１１２２５３号公報
【特許文献３】特開平２−２８４１５８号公報
【特許文献４】特開平７−２９５２８３号公報
【特許文献５】特開平４−１７７３号公報
【特許文献６】特開平４−１２４６８２号公報
【特許文献７】特開平１０−９１０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、流動性に優れ、画像濃度の低下や、地汚れやトナー飛散による機内汚染などが生じず、また、感光体表面の残留トナーをクリーニングする際に、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミングが生じないカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の別の目的は、感光体やクリーニングブレードの耐久性も良好で、定着性の悪化も見られず、さらに、「転写チリ」と呼ばれる細線部におけるトナーのチリが発生しないカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
さらに、本発明の別の目的は、「虫喰い」と呼ばれる細線部の転写中抜けや、「ホタル」と呼ばれるトナーの付着ムラによるべタ画像における白抜け等の転写不良が生じないカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の特徴は、感光体に圧接されたクリーニング手段を有し、且つ該クリーニング手段により感光体の残留トナーを除去し、該感光体を繰返し使用してカラー画像を形成する画像形成装置において、カラートナーの少なくとも１色のトナーが、５μｍ以下のトナーが１５個数％以下含有され、重量平均径の２倍径以上のトナーが５体積％以下含有され、累積個数分布が２５％と７５％になる個数平均粒径Ｄ２５とＤ７５の関係が０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８０であり、重量平均径が６．０〜１１．５μｍであるカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用い、前記クリーニング手段により除去されたトナーを収容する為のトナー収容器を感光体の上部に配置されたことを特徴とする画像形成装置を提供することにより、前記課題を解決したことにある。
前記感光体に直接に圧接させるクリーニング手段としては、感光体に直接に圧接させるクリーニングブレードを備えたクリーニング手段が挙げられる。
本発明のトナーは、従来の問題点を解決し、最近の高速画像形成装置における高画質化及び低温定着、感光体の高耐久化等への厳しい要求に耐えることを可能としたものである。
【００１７】
本発明のトナー粒子は前記のように５μｍ以下の粒子が、全粒子数の１５個数％以下、さらに好ましくは１２個数％以下が良い。５μｍ以下のトナー粒子が１５個数％以上であると、流動性が悪化し、トナー飛散による機内汚染が生じやすくなり、特に低湿環境下でトナー粒子がチャージアップと呼ばれる過剰帯電が生じやすく、このチャージアップしたトナーや微粉が現像剤中のキャリア表面や感光体表面に強固に付着し、その結果画像濃度の低下や地汚れの発生、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミングの発生といった、好ましくない問題を生じさせる。
【００１８】
上記の粒度分布を有するトナーは、少量の無機酸化物の添加でも流動性が向上し、定着性に優れ、連続多量枚数の複写・プリントを続けた場合でも高解像・高繊細な画質を維持し、再生用紙等の使用に対してもビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミング等の問題が生ずることがない極めて安定した画像を形成することが出来る。
【００１９】
本発明のトナーにおいて、上記の粒度分布を有することにより、前記のような効果が得られる理由は必ずしも明確ではないが、以下のように推定される。
５μｍ以下のトナー粒子は、帯電量コントロールが困難であったり、トナーの流動性を損ない、キャリア汚染の原因となる成分、また、クリーニング不良やフィルミングの問題の原因となる成分、さらにはトナー飛散して画像形成装置内部を汚す成分となりやすい。
【００２０】
さらに流動性を改良するために無機酸化物を添加する場合、粒径が小さいほどトナー表面積が増加するため、トナー表面上の無機酸化物の被覆率を同じにするためには、多量の無機酸化物を添加しなければならず、これがさらに、フィルミング、定着性の悪化等の問題を生ずる原因となっていることが明らかとなった。すなわち、５μｍ以下のトナー粒子を多くすることは、長期に使用することを考えた場合、前記問題点を解決できず、満足できるものとはなり得ない。そのため、本発明のトナーにおいては、５μｍ以下のトナー粒子を１５個数％以下にすることで、少ない流動性向上剤でトナーとしての流動性が確保でき、実質的にフィルミングが少なく、定着性に優れたトナーが得られる。
【００２１】
また、本発明のトナーにおいては、累積個数分布が２５％と７５％になる個数平均粒径Ｄ２５とＤ７５の関係が、０．６０≦Ｄ２５／Ｄ７５≦０．８０であることがひとつの特徴である。
前記Ｄ２５／Ｄ７５は、１に近いほど粒度分布がシャープであることを示している。実質的に画像の大部分を形成するトナーの粒度分布がシャープであるということは、トナー粒子一つ一つの特性も等しいものとなる結果、現像部における一つ一つのトナーの挙動も同じになるため、選択的なトナーの消費や、帯電量の異なるトナーが少なくなり、高精細、高解像度の画像を安定して形成できるものである。
【００２２】
篩下の累積個数分布が２５％と７５％になる個数平均粒径Ｄ２５とＤ７５の関係が、Ｄ２５／Ｄ７５＜０．６０では粒度分布がブロードになるため、トナー粒子一つ一つの挙動が均一でなくなり、選択的なトナーの消費や、帯電量の異なるトナーが画像を悪化する原因となる。また、Ｄ２５／Ｄ７５＞０．８０ではシャープな粒度分布となり高解像度の画像形成には有利にはなるが、従来の乾式粉砕分級による製造方法では生産性が極端に低下するため、実質的ではない。
【００２３】
本発明のトナーにおいては、重量平均径の２倍径以上のトナー粒子の量は、５体積％以下、さらに好ましくは３体積％以下であり、その量はできるだけ少ない方が好ましい。この重量平均径の２倍径以上のトナー粒子の量が５体積％を超えると、細線再現性が劣る傾向にある。
【００２４】
本発明のトナーの重量平均径は６．０〜１ｌ．５μｍであり、さらに好ましくは７．０〜９．０μｍである。重量平均径６．０μｍ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、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良等の問題が生じやすい。前記重量平均径が１１．５μｍ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。
【００２５】
本発明の特徴とする前記のような粒度分布をもつトナーでは、比表面積が従来のトナーよりも小さくなる。この場合、キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合では、従来のトナーよりもトナー粒子とキャリアとの接触回数は減少し、キャリア表面の汚染や、トナー粒子の摩耗・解砕が発生しにくくなる。さらに、比表面積が減少した分、無機酸化物の添加量を減少させることができ、無機酸化物によるビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミング、さらには定着不良といった問題が生じにくくなる。これによってトナー、感光体及びクリーニングブレードの長寿命化が図れる。
【００２６】
また、通常、クリーニングブレードの感光体に対する圧接力が高いと、初期のクリーニング特性は良好であるものの、高温高湿環境下において、感光体とブレードの摩擦係数が増加するため、ビビリやブレードめくれ等のクリーニング不良を生じたり、さらには感光体に対する負荷が過剰となり、感光体削れやさらには回転動作がストップするなどの現象が発生する。しかし、本発明の特徴とするような粒度分布をもつトナーでは、トナーの比表面積が小さいため、添加剤の含有量を少なくすることが出来、これによりクリーニングブレードの感光体に対する圧接力を５〜５０ｇ／ｃｍと低く設定しても、感光体上の残留トナーを良好に除去することが出来、ビビリ、ブレードめくれ等のクリーニング不良や感光体上へのフィルミングが生じない良好な画像が得られ、感光体やクリーニングブレードの耐久性も向上する。
【００２７】
さらに、本発明の特徴とする前記のようなＤ２５／Ｄ７５の範囲のトナー粒子は、少量の無機酸化物の存在によりさらに効果を発揮し、高画質な画像を長期間安定して提供することが出来る。
【００２８】
本発明のカラートナーとしては、少なくとも１色のトナーが、上記粒度分布の要件を満足し、さらに、少なくとも結着樹脂と着色剤及び少なくとも２種の無機酸化物を含有したものが好ましい。
一般に、トナーの粒径が小さくなるほど、その非静電的付着力が相対的に大きくなり、流動性が悪化するため、トナーにシリカ、チタニア等の無機酸化物を添加剤として加え、流動性を改良する必要があり、特に小粒径の添加剤を用いることにより顕著な効果が得られる。
【００２９】
また、小粒子添加剤の含有量を増加させると、さらに流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミングが生じやすくなり、感光体やクリーニングブレードの耐久性も悪化する。さらに、「転写チリ」と呼ばれる細線部におけるトナーのチリが発生しやすくなり、特に、カラーの細線部のように、２色以上のトナーを重ねて現像させる場合には、その傾向はより顕著になる。一方、添加剤の粒径を大きくすることにより、小粒径の添加剤と比較して流動性はやや低下するものの、充分なスペーサー効果が得られるため、トナー粒子同士間の付着力が減衰し、「虫喰い」、「ホタル」等の転写不良が改善される。
【００３０】
本発明では、前記無機酸化物として、さらに、粒径が異なる少なくとも２種の無機酸化物を添加剤として用いることにより、流動性や転写性等の特性を同時に満足させることが出来る。
特に、２種の粒径が異なる無機酸化物を添加剤として用いる場合、平均一次粒子径が０．０１５〜０．２μｍの１種の無機酸化物を、トナーに対し０．１〜１．０重量％添加し、さらに、別の平均一次粒子径が０．００５〜０．０２μｍ以下の他種の無機酸化物を、トナーに対し０．２〜１．０重量％添加することにより、「虫喰い」と呼ばれる細線部の転写中抜けや、「ホタル」と呼ばれるトナーの付着ムラによるべタ画像における白抜け等の転写不良が生じず、また、「転写チリ」と呼ばれる細線部におけるトナーのチリが発生しない高品質の画像を得ることが出来、この時、定着性の悪化や、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミング、さらに、感光体及びクリーニングブレードの劣化も見られない。
【００３１】
本発明のカラートナーのトナー粒度分布は種々の方法で測定可能であるが、本発明においてはコールターカウンターを用いて行なった。
即ち、測定装置としてはコールターカウンターＴＡ−II型（コールター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。
【００３２】
測定法としては、前記電解水溶液１００〜１５０ｍｌ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フオン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加え、超音波分散器で約１〜３分分散処理を行なう。別のビーカーに電解水溶液１００〜２００ｍｌを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターカウンターＴＡ−II型によりアパーチャーとして１００μｍアパーチヤーを用いて個数を基準として２〜４０μｍの粒子の粒度分布を測定し、２〜４０μｍの粒子の体積分布と個数分布を算出し、体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径（Ｄ４：各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする）を求めた。
【００３３】
本発明において、画像面積の少ない原稿を連続してコピーする場合、すなわち、上記無機酸化物を含む残留トナーが少ない場合でも常に良好なクリーニングを行うようにするため、掻き取られた前記無機酸化物を有する残留トナーが常に感光体の未クリーニング部にあり、クリーニングブレードエッジ部に適度なスペーサー粒子が常在する様にクリーニングブレード及び該プレードにより除去されたトナー収容器を、感光体の上部に設置してある構成の装置がより好ましい。
【００３４】
本発明の無機酸化物としては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。これらのうちシリカ、チタニア、アルミナの微粒子が好適に用いられる。
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。
【００３５】
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、ｐ−クロルフェニルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリルオキシプロピトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチルトリクロルシラン、デシルトリクロルシラン、ノニルトリクロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）トリクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）トリクロルシラン、ジペンチルジクロルシラン、ジヘキシルジクロルシラン、ジオクチルジクロルシラン、ジノニルジクロルシラン、ジデシルジクロルシラン、ジドデシルジクロルシラン、ジヘキサデシルジクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）オクチルジクロルシラン、ジオクチルジクロルシラン、ジデセニルジクロルシラン、ジノネニルジクロルシラン、ジ−２−エチルへキシルジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルペンチルジクロルシラン、トリへキシルクロルシラン、トリオクチルクロルシラン、トリデシルクロルシラン、ジオクチルメチルクロルシラン、オクチルジメチルクロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）ジエチルクロルシラン、イソブチルトリメトキシシラン．メチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、トリメトキシ（３，３，３−トリフルオロプロピル）シラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
この他チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤も使用可能である。
【００３６】
また、本発明のトナーには、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；また、逆極性の白色微粒子、及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【００３７】
本発明のトナー用樹脂としては従来公知のものを広く使用することができる。例えば、ビニル樹脂あるいはポリエステル樹脂あるいはポリオール樹脂からなる。
ビニル樹脂としては、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、ポリ酢酸ビニルなどがある。
【００３８】
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、ポリオキシプロビレン（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）プロパンなど。
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など。
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−ルなどの３価以上のアルコール、トリメリット酸、ピロメリット酸、などの３価の以上のカルボン酸など。
【００３９】
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。
その他にも必要に応じて以下の樹脂を混合して使用することもできる。
エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂など。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡやビスフェノールＦなどのビスフェノールとエピクロロヒドリンとの重縮合物が代表的である。
【００４０】
本発明で用いる着色剤としては以下のものが用いられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラツク、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、アニリンブラツ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。
黄色着色剤としては、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等が挙げられる。
また、橙色着色剤としては、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。
【００４１】
赤色着色剤としては、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、ビラソロンレッド、ウオ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、キナクリドン、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。
紫色着色剤としては、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。
青色着色剤としては、コバルトブルー、アルリブルー、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。
緑色着色剤としては、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。
【００４２】
また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することも可能である。
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などがある。これらは、結着樹脂及び定着ローラー表面材質により選択される。
【００４３】
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。
【００４４】
本発明のトナーには帯電制御剤をトナー粒子に配合（内添）、またはトナー粒子と混合（外添）して用いることが好ましい。帯電制御剤によって、現像システムに応じた最適の荷電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帯電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。
トナーを正荷電性に制御するものとして、ニグロシン及び四級アンモニウム塩、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組合わせて用いることができる。また、トナーを負荷電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などが用いられる。
【００４５】
本発明のトナーを製造する方法の一例としては、先ず、前述した結着樹脂、着色剤としての顔料または染料、帯電制御剤、滑剤、その他の添加剤等をへ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良く混練し、冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、さら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。ついで、無機酸化物と該トナーをへンシェルミキサーの如き混合機により充分混合し、必要に応じて、２５０メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去する。
【００４６】
本発明のトナーは、二成分系現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して用いられる。本発明に使用し得るキャリアとしては、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等、公知のものがすべて使用可能であるが、特に、これらの表面を樹脂などで被覆することが好ましい。
この場合、使用される樹脂はポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等である。
この樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリアの表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
ここで、これらキャリアの平均粒径は通常１０〜１００μｍ、好ましくは３０〜５０μｍである。なお、樹脂の使用量としては、通常キャリア１００重量部に対して１〜１０重量％である。
さらに、トナーとキャリアとの混合割合は、一般にキャリア１００重量部に対しトナー０．５〜６．０重量部程度が適当である。
【発明の効果】
【００４７】
本発明のカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる画像形成装置により、流動性に優れ、画像濃度の低下や、地汚れやトナー飛散による機内汚染などが生じず、又、感光体表面の残留トナーをクリーニングする際に、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や感光体上へのフィルミングの発生も見られなかった。
また、本発明のカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる画像形成装置により、感光体やクリーニングブレードの耐久性も良好で、定着性の悪化も見られず、さらに、「転写チリ」と呼ばれる細線部におけるトナーのチリも発生しなかった。
さらに、本発明のカラートナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる画像形成装置により、「虫喰い」と呼ばれる細線部の転写中抜けや、「ホタル」と呼ばれるトナーの付着ムラによるべタ画像における白抜け等の転写不良が発生しない高品質の画像が得られた。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の部は重量部を表す。
【００４９】
分級トナー処方
＜イエロー分級トナー＞
結着樹脂    ポリオール樹脂                                      １００部
着色剤      ジスアソ系イエロー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０）
８部
帯電制御剤  サリチル酸亜鉛誘導体                                    ２部
＜マゼンタ分級トナー＞
結着樹脂    ポリオール樹脂                                      １００部
着色剤      キナクリドン系マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２）
８部
帯電制御剤  サリチル酸亜鉛誘導体                                    ２部
＜シアン分級トナー＞
結着樹脂    ポリオール樹脂                                      １００部
着色剤      鋼フタロシアニンブルー顔料                          ３．５部
（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）
帯電制御剤  サリチル酸亜鉛誘導体                                    ２部
＜ブラック分級トナー＞
結着樹脂    ポリオール樹脂                                      １００部
着色剤      カーボンブラック                                        ６部
帯電制御剤  サリチル酸亜鉛誘導体                                    ２部
【００５０】
分級トナーの製造例１〜５
以下の作業手順により各分級トナーを製造した。
１．上記分級トナー処方の各原材料を、色毎にへンシェルミキサーにより混合
２．１３０℃に設定した二軸押し出し機により溶融混練
３．混練物を冷却し、カッターミルで粗粉砕
４．ジェット気流を用いた微粉砕機により粉砕
５．旋回式風力分級機を用いて、分級
６．２５０メッシュの篩により、粗大粒子、凝集粒子を除去
ここで、上記４、５の粉砕、分級条件を変えることにより、粒度分布の異なる各分級トナーを得た。この時得られた製造例１〜５の粒度分布を、一例としてシアン分級トナーについて表１に示した。
なお、イエロー、マゼンタ、ブラックの各分級トナーについても、各製造例におけるシアン分級トナーにほぼ対応した粒度分布を得た。
【００５１】
【表１】
2005043918.tif 000002
【００５２】
実施例１
製造例１のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各分級トナーに対し、ヘキサメチルジシラザンで表面処理した体積平均粒径０．２μｍのシリカを１．０重量％加え、ヘンシェルミキサー（三井三池社製）で十分混合し、本発明のカラートナーを得た。
【００５３】
実施例２〜１２、比較例１〜４
実施例１と同様にして、無機酸化物の混合にへンシェルミキサー（三井三池社製）を用いて、カラートナーを得た。
このとき使用した各分級トナ−の製造例、無機酸化物の種類や粒径、添加量等について、表２に示した。
【００５４】
【表２】
2005043918.tif 000003
【００５５】
評価
＜キャリアの製造＞
流動床型コーティング装置に粒径４５μｍのＣｕ−Ｚｎフェライトを５ｋｇ入れて流動させながら、シリコーン樹脂液（ＳＲ−２４１１、固形分２０重量％、東レダウコーニング・シリコーン社製）５００ｇ及びトルエン１４５０ｇからなる溶液を８０℃の加熱下で噴霧し、さらに２１０℃で２時間焼成を行い、シリコーン樹脂が被覆されたキャリアを得た。
【００５６】
＜フルカラー現像剤の製造＞
実施例及び比較例のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックトナー各５部とキャリア９５部を、ターブラーシェーカーミキサーで１０分間混合して、トナー濃度５％のカラー現像剤をそれぞれ得た。
これらの実施例及び比較例のカラートナー、現像剤について、以下の評価を行った。
【００５７】
評価１：流動性評価
流動性の評価は、以下の方法で各トナーの凝集度を測定することにより行った。
パウダーテスター（ホソカワミクロン社製）を用い、目開き１５０μｍ、７５μｍ、および４５μｍの篩をこの順に上から並べ、目開き１５０μｍの篩に各２ｇのトナーを投入して、振幅ｌｍｍで３０秒間振動を与え、振動後の各篩上のトナー重量を測定し、それぞれに０．５、０．３および０．１の重みをかけ加算して１００分率で算出した。ここで、得られた値が小さいほどトナーの流動性が良好であることを示す。この時得られた各トナーの凝集度を表３に示した。
【００５８】
次に、上記のカラー現像剤各４００ｇを、図５に示すような、クリーニングブレード及び除去されたトナーを回収するためのトナー収容器が感光体の上部に設置され、感光体に対するクリーニングブレードの圧接力が３０ｇ／ｃｍであるクリーニング装置を持つフルカラー複写機（ＰＲＥＴＥＲ５５０、リコー社製）にセットし、１万枚の連続複写を行い、以下の各種評価を行った。
この時の評価結果を表３に示した。
ここで、表３内の○、△、×は、各評価項目を３段階評価したもので、○は非常に良好なレベル、△は実用上は問題のないレベル、×は実用上問題があるレベルをそれぞれ示している。
【００５９】
評価２：画像濃度
連続複写後のべタ部の画像濃度をＸ−Ｒｉｔｅ９３８により測定し、初期画像における同一箇所の画像濃度との差を３段階で評価した。
評価３：地汚れ
地汚れの評価は、連続複写中の非画像部における地汚れの発生の程度を目視にて３段階で評価した。
評価４：トナー飛散
トナー飛散の評価は、連続複写後の複写機内のトナーの汚染の程度を目視にて３段階で評価した。
評価５：クリーニング性
クリーニング性の評価は、連続複写後の感光体上のべタ部に相当する箇所に残存したトナー量の程度を目視にて３段階で評価した。
評価６：フィルミング
フィルミングの評価は、連続複写後の感光体上のフィルミングの程度を目視にて３段階で評価した。
評価７：定着性
定着性の評価は、連続複写中に、フルカラー複写機の指定定着温度の中心温度で、ベタ画像を定着させ、上島社製描画試験機により荷重５０ｇの条件でべタ画像上を引っ掻き、その引っ掻き傷の程度を目視にて３段階で評価した。
評価８：転写チリ
転写チリの評価は、連続複写中に、１ドット青ラインを出力した時の画像を２００倍レンズ（ＶＨ−２００）を搭載したマイクロスコープＶＨ−５９１０（キーエンス社製）にて観察し、その視野中における１ラインのチリトナーの程度を３段階で評価した。
評価９：耐久性
感光体及びクリーニングブレードの耐久性評価を行った。感光体の耐久性の評価は、連続複写後の画像上に発生した白すじの程度を、目視にて３段階で評価した。ここで、白すじの発生の程度が低いほど、感光体の耐久性が高いことを示している。
クリーニングブレードの耐久性の評価は、連続複写後のクリーニングブレードの損傷の程度を未使用の状態と比較し、目視にて３段階で評価した。
【００６０】
評価１０：虫喰い
虫喰いの評価は、連続複写中に、１ドット黒ラインを出力した時の画像を２００倍レンズ（ＶＨ−２００）を搭載したマイクロスコープＶＨ−５９１０（キーエンス社製）にて観察し、その視野中における１ラインの虫喰いの程度を目視にて３段階で評価した。
評価１１：ホタル
ホタルの評価は、連続複写中のべタ画像部のホタルの発生の程度を目視にて３段階で評価した。
【００６１】
【表３】
2005043918.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】５μｍ以下の粒子が１７個数％の場合の代表的個数粒度分布を示す図である。
【図２】５μｍ以下の粒子が１７個数％の場合の代表的体積粒度分布を示す図である。
【図３】５μｍ以下の粒子が６０個数％の場合の代表的個数粒度分布を示す図である。
【図４】５μｍ以下の粒子が６０個数％の場合の代表的体積粒度分布を示す図である。
【図５】実施例及び比較例において使用されたフルカラー複写機の断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０１  スキャナ
１１２  プリンター
２０１  複写機
２０２  黒現像ユニット
２０３  シアン現像ユニット
２０４  マゼンタ現像ユニット
２０５  イエロー現像ユニット
２０６  中間転写ベルト
２０７  帯電装置
２０８  レーザ光学系
２０９  コンタクトガラス
２１０  露光ランプ（ハロゲンランプ）
２１１  反射ミラー
２１２  結像レンズ
２１３  ＣＣＤイメージセンサ
２１４  クリーニング装置
２１５  感光体
２１６  給紙ユニット
２１７  転写バイアスローラ
２１８  搬送ベルト
２１９  定着装置
２２０  排紙トレイ
２２１  バイアスローラ
２２２  ベルトクリーニング装置
【図１】
2005043918.tif 000005
【図２】
2005043918.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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