(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能で、静電容量の変化により、逐次にトナー残量を検知できるトナー残量逐次検出手段を備えたプロセスカートリッジを用いる画像形成方法に用いられるトナーであって、
該トナーは、少なくとも結着樹脂及びワックス成分を含有し、該トナーのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）により測定される分子量分布において、分子量３×１０3乃至３×１０4の領域にメインピークを有し、かつ、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域にサブピークまたはショルダーを有し、該トナーの示差走査型熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時のＤＳＣ曲線において、１２０乃至１６０℃の温度領域に少なくとも１つの吸熱ピークを有し、
該トナーの結着樹脂が、少なくとも、ＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量３×１０3乃至３×１０4の領域に極大値を有する低分子側成分（Ｌ成分）と、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域に極大値を有する高分子側成分の混合物からなるものであり、そのうち、Ｌ成分の構成モノマーに占めるスチレンの割合が９０乃至１００質量％であることを特徴とするトナー。
【請求項２】
前記プロセスカートリッジが、感光体に形成された静電潜像を現像するためにトナーを収容し、このトナーを前記感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えたトナー収納部とを有し、
前記現像剤担持体と対向し、間隔を置いて設置された上下二本の電極間の静電容量の変化を逐次に検知することによって、前記トナー収納部内のトナーの量を逐次に検知できるプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１に記載のトナー。
【請求項３】
前記の二本の電極のうち、どちらかが現像剤担持体もしくは現像ブレード板金であることを特徴とする請求項２に記載のトナー。
【請求項４】
前記プロセスカートリッジが、感光体に形成された静電潜像を現像するためにトナーを収容し、このトナーを前記感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えたトナー収納部とを有し、
前記トナー収納部内のトナーの増減に伴い接触面積が変動する位置に配置された静電容量発生部の静電容量の変化を逐次に検知することにより、前記トナー収納部内のトナーの量を逐次に検知できるプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１に記載のトナー。
【請求項５】
該トナーの結着樹脂の構成モノマー中に占めるスチレンの割合が８０乃至９９質量％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のトナー。
【請求項６】
画像形成装置本体に着脱可能で、静電容量の変化により、逐次にトナー残量を検知できるトナー残量逐次検出手段を備えたプロセスカートリッジを用いる画像形成方法であり、
該トナーは、少なくとも結着樹脂及びワックス成分を含有し、該トナーのＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量分布において、分子量３×１０3乃至３×１０4の領域にメインピークを有し、かつ、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域にサブピークまたはショルダーを有し、該トナーのＤＳＣにより測定される昇温時のＤＳＣ曲線において、１２０乃至１６０℃の温度領域に少なくとも１つの吸熱ピークを有し、
該トナーの結着樹脂が、少なくとも、ＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量３×１０3乃至３×１０4の領域に極大値を有する低分子側成分（Ｌ成分）と、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域に極大値を有する高分子側成分の混合物からなるものであり、そのうち、Ｌ成分の構成モノマーに占めるスチレンの割合が９０乃至１００質量％であることを特徴とする画像形成方法。
【請求項７】
前記プロセスカートリッジが、感光体に形成された静電潜像を現像するためにトナーを収容し、このトナーを前記感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えたトナー収納部とを有し、
前記現像剤担持体と対向し、間隔を置いて設置された上下二本の電極間の静電容量の変化を逐次に検知することによって、前記トナー収納部内のトナーの量を逐次に検知できるプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
【請求項８】
前記の二本の電極のうち、どちらかが現像剤担持体もしくは現像ブレード板金であることを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
【請求項９】
前記プロセスカートリッジが、感光体に形成された静電潜像を現像するためにトナーを収容し、このトナーを前記感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えたトナー収納部とを有し、
前記トナー収納部内のトナーの増減に伴い接触面積が変動する位置に配置された静電容量発生部の静電容量の変化を逐次に検知することにより、前記トナー収納部内のトナーの量を逐次に検知できるプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成方法。
【請求項１０】
該トナーの結着樹脂の構成モノマー中に占めるスチレンの割合が８０乃至９９質量％であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１１】
画像形成装置本体に着脱可能で、静電容量の変化により、逐次にトナー残量を検知できるトナー残量逐次検出手段を備えたプロセスカートリッジにおいて、
使用されるトナーが、少なくとも結着樹脂及びワックス成分を含有し、該トナーのＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量分布において、分子量３×１０3乃至３×１０4の領域にメインピークを有し、かつ、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域にサブピークまたはショルダーを有し、該トナーのＤＳＣにより測定される昇温時のＤＳＣ曲線において、１２０乃至１６０℃の温度領域に少なくとも１つの吸熱ピークを有し、
該トナーの結着樹脂が、少なくとも、ＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量３×１０3乃至３×１０4の領域に極大値を有する低分子側成分（Ｌ成分）と、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域に極大値を有する高分子側成分の混合物からなるものであり、そのうち、Ｌ成分の構成モノマーに占めるスチレンの割合が９０乃至１００質量％であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
前記プロセスカートリッジが、感光体に形成された静電潜像を現像するためにトナーを収容し、このトナーを前記感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えたトナー収納部とを有し、
前記現像剤担持体と対向し、間隔を置いて設置された上下二本の電極間の静電容量の変化を逐次に検知することにより、前記トナー収納部内のトナーの量を逐次に検知できることを特徴とする請求項１１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１３】
前記の二本の電極のうち、どちらかが現像剤担持体もしくは現像ブレード板金であることを特徴とする請求項１２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
前記プロセスカートリッジが、感光体に形成された静電潜像を現像するためにトナーを収容し、このトナーを前記感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えたトナー収納部とを有し、
前記トナー収納部内のトナーの増減に伴い接触面積が変動する位置に配置された静電容量発生部の静電容量の変化を逐次に検知することにより、前記トナー収納部内のトナーの量を逐次に検知できることを特徴とする請求項１１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
該トナーの結着樹脂の構成モノマー中に占めるスチレンの割合が８０乃至９９質量％であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【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、静電記録法、磁気記録法、トナージェット法などの方法で形成される静電潜像を現像するためのトナー、画像形成方法、及び、プロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、例えばトナーの補給など、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格別に利便性を向上することができる。このような利点からプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００３】
このようなカートリッジ方式の電子写真画像形成装置では、上述のように、ユーザー自身がカートリッジを交換することができ、そのため、現像装置内のトナー残量を検知し、トナー量が少なくなった場合にそれを表示し、警告する手段が設けられており、画像濃度低下等が発生する前に、ユーザーにカートリッジ交換を促すようになっているものがある。
【０００４】
このようなカートリッジの寿命検出については、種々の方法が提案されており、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶手段を利用して、カートリッジの使用量を積算して記憶させる方法が提案されている。例えば特開昭６１−１８５７６１号公報では、プロセスカートリッジ内の感光ドラムをレーザー光または発光ダイオードなどによって露光させる場合、露光時間の情報を加算記憶することにより、トナー残量に対応する情報を加算記憶する手段を備えた電子写真画像形成装置について述べられている。
【０００５】
また、カートリッジには、装置本体に対して着脱交換される機会が多いため、記憶手段を内蔵して、一つの装置本体に対して複数のカートリッジが使用された場合の検出精度を高めるという提案もなされている。例えば、特開昭６３−２１２９５６号公報では、カートリッジ内にメモリを設け、装置本体には、メモリの読み出し及び書き込みを行うための手段と、メモリから読み出した内容と電子写真動作とに基づいてカートリッジの寿命に関連する情報の演算を行い、その情報をメモリに書き込ませる電子写真画像形成装置が提案されている。
【０００６】
また、他のトナーの消費量の検出方法として、カートリッジ内のトナーの残量を直接検出する方法についても提案されている。例えば、特開昭６２−６２３５２号公報では、トナー担持体である現像スリーブの近傍に検知用アンテナを配して、現像スリーブにＡＣ電圧を印加した時に、アンテナに誘起される電流を測定し、それがスリーブとアンテナ間のトナー量に応じて変化することを利用してトナーの残量を検出する方法について述べられている。
【０００７】
また、特開平５−１００５７１号公報には、二本の電極棒の代わりに、所定の間隔を持って平行に同一面上に配置された２つの平行電極を凹凸形状に組み合わせたトナー検知電極部材を備え、このトナー検知部材をトナー容器の下面に設置したトナー検出装置を開示している。この装置は、平面状態に設置された平行電極間の静電容量の変化を検知してトナー残量を検知するものである。
【０００８】
しかしながら、上記いずれのトナー検出装置も、トナー容器内におけるトナーの有無を検出するもの、すなわち、トナー容器内のトナーを使い切る直前にトナーが少ないことを検出できるのみであり、トナー容器内にどの程度のトナーが残っているかを検出することはできなかった。
【０００９】
これに対して、トナー容器内のトナー量を逐次検出することができれば、トナー容器内のトナー使用状態をユーザー自身が知ることが可能となり、交換時期に合わせて新しいプロセスカートリッジを用意することができ、ユーザーにとって好便である。
【００１０】
このような逐次残量検知システムとしては、例えば、特開２０００−１４７８９１号公報、特開２０００−２０６７７４号公報、特開２０００−２５０３８０号公報、特開２００１−２７８４１号公報及び特開２００１−２７８４２号公報等に記載されているが、これらのシステムでは未だに誤差が生じることがあり、精度の高い残量検知について検討の余地を残しているのが現状である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、現像装置やプロセスカートリッジ内に残っているトナー量を精度良く検出し、トナー残量や残りのプリント可能枚数を逐次ユーザーに報知することができ、ユーザーにとってきわめて有益なトナー残量検出手段を有する画像形成装置に適用可能なトナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することである。
【００１２】
本発明の目的は、高速現像システムにおいても良好な現像性及び耐久性が得られるトナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１３】
本発明の目的は、低温低湿、高温高湿環境下においても良好な現像性及び耐久性が得られるトナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１４】
本発明の目的は、長期の放置後においても良好な現像性が得られるトナー、画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像形成装置本体に着脱可能で、静電容量の変化により、逐次にトナー残量を検知できるトナー残量逐次検出手段を備えたプロセスカートリッジを用いる画像形成方法に用いられるトナーであって、
該トナーは、少なくとも結着樹脂及びワックス成分を含有し、該トナーのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）により測定される分子量分布において、分子量３×１０3乃至３×１０4の領域にメインピークを有し、かつ、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域にサブピークまたはショルダーを有し、該トナーの示差走査型熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時のＤＳＣ曲線において、１２０乃至１６０℃の温度領域に少なくとも１つの吸熱ピークを有し、
該トナーの結着樹脂が、少なくとも、ＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量３×１０3乃至３×１０4の領域に極大値を有する低分子側成分（Ｌ成分）と、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域に極大値を有する高分子側成分の混合物からなるものであり、そのうち、Ｌ成分の構成モノマーに占めるスチレンの割合が９０乃至１００質量％であることを特徴とするトナーに関する。
【００１６】
また、本発明は、画像形成装置本体に着脱可能で、静電容量の変化により、逐次にトナー残量を検知できるトナー残量逐次検出手段を備えたプロセスカートリッジを用いる画像形成方法であり、
該トナーは、少なくとも結着樹脂及びワックス成分を含有し、該トナーのＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量分布において、分子量３×１０3乃至３×１０4の領域にメインピークを有し、かつ、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域にサブピークまたはショルダーを有し、該トナーのＤＳＣにより測定される昇温時のＤＳＣ曲線において、１２０乃至１６０℃の温度領域に少なくとも１つの吸熱ピークを有し、
該トナーの結着樹脂が、少なくとも、ＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量３×１０3乃至３×１０4の領域に極大値を有する低分子側成分（Ｌ成分）と、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域に極大値を有する高分子側成分の混合物からなるものであり、そのうち、Ｌ成分の構成モノマーに占めるスチレンの割合が９０乃至１００質量％であることを特徴とする画像形成方法に関する。
【００１７】
さらに、本発明は、画像形成装置本体に着脱可能で、静電容量の変化により、逐次にトナー残量を検知できるトナー残量逐次検出手段を備えたプロセスカートリッジにおいて、
使用されるトナーが、少なくとも結着樹脂及びワックス成分を含有し、該トナーのＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量分布において、分子量３×１０3乃至３×１０4の領域にメインピークを有し、かつ、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域にサブピークまたはショルダーを有し、該トナーのＤＳＣにより測定される昇温時のＤＳＣ曲線において、１２０乃至１６０℃の温度領域に少なくとも１つの吸熱ピークを有し、
該トナーの結着樹脂が、少なくとも、ＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量３×１０3乃至３×１０4の領域に極大値を有する低分子側成分（Ｌ成分）と、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域に極大値を有する高分子側成分の混合物からなるものであり、そのうち、Ｌ成分の構成モノマーに占めるスチレンの割合が９０乃至１００質量％であることを特徴とするプロセスカートリッジに関する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
従来、逐次残量検出手段は現像装置のみからの改良が行われてきたが、トナー残量にばらつきが生じることがあった。特にトナー容器内に電極を設置してトナー残量を検知する方法では、電極周りでのトナーの動きが影響されてトナー搬送が滞り、現像性や画像が白抜けしてしまう現象（以下、フェーディング現象と呼ぶ）を起こしやすくなったり、電極部へのトナー付着を引き起こしてトナー残量検知精度が悪化する。
【００１９】
本発明者らは、鋭意検討の結果、特定のトナー特性と、特定の残量検出手段との組み合わせを選択することにより、今まで以上にトナー残量逐次検知精度が上がることを発見し、本発明に至った。
【００２０】
すなわち、該トナーが、少なくとも結着樹脂及びワックス成分を含有し、該トナーのＴＨＦ可溶分のＧＰＣにより測定される分子量分布において、分子量３×１０3乃至３×１０4の領域にメインピークを有し、かつ、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域にサブピークまたはショルダーを有し、該トナーの示差走査型熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時のＤＳＣ曲線において、１２０乃至１６０℃の温度領域に少なくとも１つの吸熱ピークを有するものである場合に、今まで以上にトナー残量検知精度が上がることを見い出した。
【００２１】
分子量分布が上記範囲にあることによって、定着性と耐オフセット性のバランスをとることが可能となり、トナー粒子同士の凝集やトナー容器、トナー残量検出手段に対しての付着性を抑え、トナー残量を検出する精度を向上し、精度の高い逐次残量検知システムを達成することが可能となり、また、トナーの高い流動性が保たれているためにトナー残量検知手段によるトナーの容器内での動きが抑制されることなく、現像性を悪化させることがない。
【００２２】
また、トナーの吸熱ピークが上記範囲内にあることにより、トナーの離型性が良好となり、付着性が抑制されるために、残量検知精度の向上を図ることができた。
【００２３】
本発明のトナーは、ＴＨＦ可溶成分のＧＰＣにより測定される分子量分布において、分子量３×１０3乃至３×１０4、好ましくは５×１０3乃至２×１０4の領域にメインピークを有し、且つ、分子量５×１０4乃至３×１０6、好ましくは１×１０5乃至２×１０6、さらに好ましくは３×１０5乃至２×１０6の領域にサブピークまたはショルダーを有することを特徴とする。
【００２４】
分子量分布において、トナーがこのような分子量分布を持つことにより、定着・耐オフセット性のバランスが良好に保たれることはもちろん、トナーの凝集性を抑え、また、トナー容器やトナー残量検知手段に対する付着を抑えることができる。すなわち、低分子側の分子量が３×１０3未満では、耐オフセット性が損なわれ、トナー同士が凝集しやすくなって、好ましい帯電が得られず画像濃度薄やカブリなどの弊害が発生する。また、トナー収納容器内やトナー残量検出手段に付着しやすくなるために、トナーの動きが滞り、画像濃度・カブリ等の現像性が悪化したり、トナー搬送量不足によるフェーディング現象を発生してしまう。さらにはトナー残量検出手段にも付着しやすくなってしまうために、残量検出の精度が劣るようになり、正確なトナー残量を検出できなくなってしまう。
【００２５】
また、低分子側の分子量が３×１０4より大きければ、定着性に悪影響を与え、また、樹脂成分の粘度が上がってしまうためにトナー中の原材料の分散が行われにくくなり、濃度低下やカブリなどを引き起こしやすくなったり、分散性が低下することによって生じた遊離原材料成分がトナー残量検出手段に付着しやすくなり、精度の高い検知ができなくなる。
【００２６】
さらに、高分子側の分子量５×１０4より小さい場合には、耐オフセット性に悪影響を与え、また、トナー容器やトナー残量検出手段に対して付着しやすくなり、フェーディング現象や残量検知精度の低下を引き起こす。また、高分子量側の分子量が３×１０6より大きければ、定着性に悪影響を与え、また、樹脂中の低分子量成分と分子量がかけ離れてしまうため、樹脂の不均一性が増し、粉砕時に遊離する原材料成分が増え、トナー残量検知手段に付着し残量検知精度を低下させたり、帯電性等に悪影響を及ぼし濃度低下やカブリ等を引き起こす。
【００２７】
ここで、本発明のトナーまたは結着樹脂のＴＨＦ（テトラハイドロフラン）を溶媒としたＧＰＣによる分子量分布は例えば次の条件で測定することができる。
【００２８】
まず、４０℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラハイドロフラン（ＴＨＦ）を毎分１ｍｌの流速で流し、試料のＴＨＦ溶液を約１００μｌ注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。
【００２９】
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製または昭和電工社製の分子量が１０2〜１０7程度のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良い。例えば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＫＦ−８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８０７，８００Ｐの組み合わせや、東ソー社製のＴＳＫｇｅｌＧ１０００Ｈ（ＨXL），Ｇ２０００Ｈ（ＨXL），Ｇ３０００Ｈ（ＨXL），Ｇ４０００Ｈ（ＨXL），Ｇ５０００Ｈ（ＨXL），Ｇ６０００Ｈ（ＨXL），Ｇ７０００Ｈ（ＨXL），ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎの組み合わせを挙げることができる。
【００３０】
分子量分布測定のための試料は次のようにして作製する。トナーの試料をＴＨＦに入れ、数時間放置した後、十分振とうしてＴＨＦと良く混ぜ（試料の合一体がなくなるまで）、更に１２時間以上静置する。このときＴＨＦ中への試料の放置時間が２４時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルター（ポアサイズ０．４５〜０．５μｍ、例えば、マイショリディスクＨ−２５−５東ソー社製、エキクロディスク２５ＣＲ  ゲルマン  サイエンス  ジャパン社製などが利用できる）を通過させたものを、ＧＰＣの測定試料とする。試料濃度は、樹脂成分が０．５〜５ｍｇ／ｍｌとなるように調整する。
【００３１】
本発明のトナーに使用される結着樹脂の種類としては、スチレン系樹脂、スチレン系共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂が挙げられる。
【００３２】
本発明のトナーの結着樹脂は、スチレン系樹脂であることが好ましく、該結着樹脂の構成モノマー中に占めるスチレンの割合が８０乃至９９質量％、好ましくは８５乃至９９質量％、更に好ましくは９０乃至９９質量％であることがトナーの凝集度や付着性をコントロールする上で好ましい。
【００３３】
スチレン成分が８０質量％未満では、トナーが衝撃や摩耗に対してもろくなり、長期間に渡る画出し等で常に撹拌されているような状態では使用中にトナーが崩れ、超微粉が発生するようになり、その超微粉がトナー残量検出手段に付着しやすくなり、トナー残量検知精度に影響が出ることがあり、好ましくない。また、９９質量％を超えると、樹脂のガラス転移温度と分子量の関係から好ましいものを得られにくくなり、また、低温低湿などの環境下では過剰な帯電をする傾向となり、カブリ等に悪影響を及ぼすことがあり、また、静電凝集を起こしやすくなり、好ましくない。
【００３４】
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、ビニルトルエンの如きスチレン誘導体；アクリル酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル；メタクリル酸；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチルの如きメタクリル酸エステル；マレイン酸；マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルの如き二重結合を有するジカルボン酸エステル；アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、ブタジエン；塩化ビニル；酢酸ビニル、安息香酸ビニルの如きビニルエステル；エチレン、プロピレン、ブチレンの如きエチレン系オレフィン；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンの如きビニルケトン；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテルが挙げられる。これらのビニル系単量体が単独もしくは併用して用いられる。
【００３５】
トナーの結着樹脂は、トナーの保存性の観点から、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４５〜８０℃、好ましくは５０〜７０℃である。Ｔｇが上記範囲よりも低すぎると、高温雰囲気下でトナーが劣化しやすく、また定着時にオフセットが発生しやすくなる。また、Ｔｇが上記範囲よりも高すぎると、定着性が低下する傾向にある。
【００３６】
本発明の結着樹脂の合成方法として用いることの出来る重合法として、溶液重合法、乳化重合法や懸濁重合法が挙げられる。
【００３７】
このうち、乳化重合法は、水にほとんど不溶の単量体（モノマー）を乳化剤で小さい粒子として水相中に分散させ、水溶性の重合開始剤を用いて重合を行う方法である。この方法では反応熱の調節が容易であり、重合の行われる相（重合体と単量体からなる油相）と水相とが別であるから停止反応速度が小さい。その結果、重合速度を大きくすることができ、高重合度のものが得られる。更に、重合プロセスが比較的簡単であること、及び重合生成物が微細粒子であるために、トナーの製造において、着色剤及び荷電制御剤その他の添加物との混合が容易であること等の理由から、トナー用の結着樹脂の製造方法として有利な点がある。
【００３８】
しかし、乳化重合法では添加した乳化剤のため生成重合体が不純になり易く、重合体を取り出すには塩析などの操作が必要で、この不便を避けるためには懸濁重合が好都合である。
【００３９】
懸濁重合においては、水系溶媒１００質量部に対して、モノマー１００質量部以下（好ましくは１０〜９０質量部）で行うのが良い。使用可能な分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール部分ケン化物、リン酸カルシウム等が用いられ、一般に水系溶媒１００質量部に対して０．０５〜１質量部使用される。重合温度は５０〜９５℃が適当であるが、使用する重合開始剤、生成するポリマーによって適宜選択される。
【００４０】
本発明に用いられる結着樹脂は、以下に例示する様な多官能性重合開始剤単独あるいは単官能性重合開始剤を用いて生成することが好ましい。
【００４１】
多官能構造を有する多官能性重合開始剤の具体例としては、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，３−ビス−（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、トリス−（ｔ−ブチルパーオキシ）トリアジン、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、２，２−ジ−ｔ−ブチルパーオキシブタン、４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシバレリックアシッド−ｎ−ブチルエステル、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシアゼレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシトリメチルアジペート、２，２−ビス−（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、２，２−ｔ−ブチルパーオキシオクタンおよび各種ポリマーオキサイド等の１分子内に２つ以上のパーオキサイド基の如き重合開始機能を有する官能基を有する多官能性重合開始剤；及びジアリルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ−ブチルパーオキシアリルカーボネート及びｔ−ブチルパーオキシイソプロピルフマレート等の１分子内にパーオキサイド基などの重合開始機能を有する官能基と重合性不飽和基の両方を有する多官能性重合開始剤が挙げられる。
【００４２】
これらのうち、より好ましいものは、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシアゼレート及び２，２−ビス−（４，４−ジ−ｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン、及びｔ−ブチルパーオキシアリルカーボネートである。
【００４３】
これらの多官能性重合開始剤は、トナーの結着樹脂として要求される種々の性能を満足する為には、単官能性重合開始剤と併用されることが好ましい。特に該多官能性重合開始剤の半減期１０時間を得るための分解温度よりも低い、半減期１０時間を得るための分解温度を有する重合開始剤と併用することが好ましい。このような単官能性重合開始剤としては、具体的には、ベンゾイルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシクメン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシドの如き有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノアゾベンゼンの如きアゾおよびジアゾ化合物等が挙げられる。
【００４４】
これらの単官能性重合開始剤は、前記多官能性重合開始剤と同時にモノマー中に添加しても良いが、該多官能性重合開始剤の効率を適正に保つ為には、重合工程において該多官能性重合開始剤の示す半減期を経過した後に添加するのが好ましい。
【００４５】
これらの開始剤は、効率の点から、モノマー１００質量部に対し０．０５〜２質量部で用いるのが好ましい。
【００４６】
また、結着樹脂は架橋性モノマーで架橋されていることも好ましい。
【００４７】
架橋性モノマーとしては主として２個以上の重合可能な二重結合を有するモノマーが用いられる。具体例としては、芳香族ジビニル化合物（例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等）；アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類（例えば、エチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの）；エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類（例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール＃４００ジアクリレート、ポリエチレングリコール＃６００ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの）；芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類（例えば、ポリオキシエチレン（２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン（４）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンジアクリレート、及び、以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの）；さらにはポリエステル型ジアクリレート化合物類（例えば、商品名ＭＡＮＤＡ（日本化薬））が挙げられる。多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタアクリレートに代えたもの；トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテートが挙げられる。
【００４８】
これらの架橋剤は、他のモノマー成分１００質量部に対して、０．００００１〜１質量部、好ましくは０．００１〜０．０５質量部の範囲で用いることが好ましい。
【００４９】
これらの架橋性モノマーのうち、トナーの定着性，耐オフセット性の点から好適に用いられるものとして、芳香族ジビニル化合物（特にジビニルベンゼン）、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類が挙げられる。
【００５０】
その他の合成方法としては、塊状重合方法、溶液重合方法を用いることができる。塊状重合法は高温で重合させて停止反応速度を速めることで、任意の重合体を得ることができるが、反応をコントロールしにくい問題点がある。その点、溶液重合法では、溶媒によるラジカルの連鎖移動の差を利用して、また、開始剤量や反応温度を調整することで低分子量重合体を温和な条件で容易に得ることができ、本発明で用いる結着樹脂を含む組成物中の低分子量体を得るには好ましい。特に、開始剤使用量を最小限に抑え、開始剤が残留することによる影響を極力抑えるという点で、加圧条件下での溶液重合法も好ましい。
【００５１】
本発明の結着樹脂を得る為のモノマーとしては、次のようなものが挙げられる。スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン等のスチレンおよびその誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン不飽和モノオレフィン；ブタジエン等の不飽和ポリエン類；塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、弗化ビニル等のハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等の如きビニルエステル；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物；ビニルナフタリン類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸誘導体もしくはメタクリル酸誘導体が挙げられる。これらのビニル系モノマーは単独もしくは２つ以上のモノマーを混合して用いられる。
【００５２】
これらの中でもスチレン系共重合体、スチレンアクリル系共重合体となるようなモノマーの組み合わせが好ましい。
【００５３】
結着樹脂を製造する方法として、溶液重合法により高分子量重合体と低分子量重合体を別々に合成した後にこれらを溶液状態で混合し、次いで脱溶剤する溶液ブレンド法、また、押出機等により溶融混練するドライブレンド法、溶液重合法等により得られた低分子量重合体を溶解した高分子量重合体を構成するモノマーに溶解し、懸濁重合を行い、洗浄・乾燥し、樹脂組成物を得る二段階重合法等も挙げられる。しかしながら、ドライブレンド法では、均一な分散・相溶の点で問題がある。また、二段階重合法は均一な分散性等に利点が多いが、溶液ブレンド法は低分子量分を高分子量分以上に増量することができ、低分子量重合体成分の存在下で分子量の大きい高分子量重合体の合成ができ、不必要な低分子量重合体が副生成する等の問題が少ないことから、該溶液ブレンド法が最も好適である。本発明の特徴とする分子量分布をトナーに付与するためには、低分子量成分と高分子量成分を別の過程で合成し、その後に溶液中でブレンドする方法が好ましい。
【００５４】
本発明のトナーの結着樹脂が、少なくとも、ＴＨＦ可溶成分のＧＰＣにより測定される分子量３×１０3乃至３×１０4の領域に極大値を有する低分子側成分（Ｌ成分）と、分子量５×１０4乃至３×１０6の領域に極大値を有する高分子側成分の混合物からなるものであり、そのうち、Ｌ成分の構成モノマーに占めるスチレンの割合が９０乃至１００質量％、好ましくは９５乃至１００質量％であることが好ましい。
【００５５】
Ｌ成分は定着性をコントロールするため、トナー全体の粘弾性に対する影響が大きくなり、トナーの付着性や凝集性に対する影響も大きくなり、その成分のスチレンの割合が大きいことが帯電性やトナー付着性をコントロールする観点から好ましい。Ｌ成分のスチレンの割合が９０質量％未満ならば、トナーに衝撃や摩耗に対してもろい部分ができ、長期間に渡るような使用中にトナーが崩れ、超微粉が発生するようになり、その超微粉がトナー残量検出手段に付着しやすくなり、トナー残量検知精度に影響が出ることがあり、好ましくない。特に高温高湿下では凝集性が増しやすくなるために、付着性が高くなり、トナー残量検知精度が更に悪化することがあり、好ましくない。
【００５６】
また、本発明において結着樹脂として用いられるポリエステル樹脂の組成は以下の通りである。
【００５７】
２価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールＡ、また式（Ａ）で表されるビスフェノール及びその誘導体が挙げられる。
【００５８】
【化１】
0003893253.tif 000002
（式中、Ｒはエチレンまたはプロピレン基であり、ｘ，ｙはそれぞれ０以上の整数であり、かつ、ｘ＋ｙの平均値は０〜１０である。）
【００５９】
さらに、２価のアルコール成分として式（Ｂ）で示されるジオールが挙げられる。
【００６０】
【化２】
0003893253.tif 000003
【００６１】
２価の酸成分としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸などのベンゼンジカルボン酸また、はその無水物、低級アルキルエステル；こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸また、はその無水物また、はその低級アルキルエステル；ｎ−ドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸の如きアルケニルコハク酸もしくはアルキルコハク酸、また、はその無水物また、はその低級アルキルエステル；フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸また、はその無水物また、はその低級アルキルエステル等のジカルボン酸及びその誘導体が挙げられる。
【００６２】
また、架橋成分としても働く３価以上のアルコール成分と３価以上の酸成分を併用することが好ましい。
【００６３】
３価以上の多価アルコール成分としては、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン等が挙げられる。
【００６４】
また、３価以上の多価カルボン酸成分としては、例えばトリメリット酸、ピロメリット酸、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、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、及びこれらの無水物、低級アルキルエステル；次式
【００６５】
【化３】
0003893253.tif 000004
（式中、Ｘは炭素数１以上の側鎖を１個以上有する炭素数１〜３０のアルキレン基また、はアルケニレン基）
で表わされるテトラカルボン酸及びこれらの無水物及びそれらの低級アルキルエステル等の多価カルボン酸類及びその誘導体が挙げられる。
【００６６】
アルコール成分としては４０〜６０ｍｏｌ％、好ましくは４５〜５５ｍｏｌ％、酸成分としては６０〜４０ｍｏｌ％、好ましくは５５〜４５ｍｏｌ％であることが好ましい。また３価以上の多価アルコールの成分は、全成分中の１〜６０ｍｏｌ％であることが好ましい。上記ポリエステル樹脂も通常一般に知られている縮重合によって得られる。
【００６７】
本発明のトナーは、磁性材料を含有した磁性トナーとして用いられることが好ましい。使用できる磁性材料としては、鉄、コバルト、ニッケル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、ケイ素などの元素を含む金属酸化物などがある。これら磁性粒子は、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積が好ましくは１〜２０ｍ2／ｇ、特に２．５〜１２ｍ2／ｇ、更にモース硬度が５〜７の磁性粉が好ましい。磁性体の形状としては、８面体、６面体、球形、針状、鱗片状などがあるが、８面体、６面体、球形等の異方性の少ないものが好ましい。等方性の形状を有するものは、トナー中で良好な分散を達成することができるからである。磁性体の平均粒径としては０．０５〜１．０μｍが好ましく、さらに好ましくは０．１〜０．６μｍ、さらには、０．１〜０．４μｍが好ましい。
【００６８】
上記磁性材料は、トナー結着樹脂１００質量部に対し４０〜２００質量部添加するのが好ましく、特に好ましくは５０〜１５０質量部である。４０質量部未満ではトナーの搬送性が不十分であり、トナー容器等への付着・残存などを起こしやすくなったり、現像剤担持体上のトナー層にムラが生じ、画像ムラとなる傾向があり、さらにトナーの帯電の過剰な上昇に起因する画像濃度の低下が生じ易い傾向である。また、２００質量部を超える場合にはトナーの帯電が充分には得られなくなるために、画像濃度低下が生じやすくなる。
【００６９】
本発明において、磁性酸化鉄の各物性は以下の方法により測定される。
【００７０】
（１）磁性酸化鉄の粒径及び形状：透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）Ｈ−７００Ｈ、Ｈ−８００、Ｈ−７５００（いずれも日立製作所製）または、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）Ｓ−８００または、Ｓ−４７００（いずれも日立製作所製）を用い、磁性酸化鉄を２０，０００〜２００，０００倍で撮影し、１〜１０倍の焼き付け倍率として、任意の倍率で試料を観察することができる。粒径は、０．０３μｍ以上の粒子１００個をランダムに選び出して、各粒子の最大長（μｍ）を計測し、その平均をもって個数平均粒径とする。
【００７１】
（２）ＢＥＴ比表面積：ＢＥＴ比表面積は、湯浅アイオニクス（株）製、全自動ガス吸着量測定装置：オートソーブ１を使用し、吸着ガスに窒素を用い、ＢＥＴ多点法により求める。なお、サンプルの前処理としては、５０℃で１時間の脱気を行う。
【００７２】
本発明のトナーは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時のＤＳＣ曲線に少なくとも一つの吸熱ピークを有し、該吸熱ピークが１２０〜１６０℃、好ましくは１２０〜１５０℃、より好ましくは１２５〜１４５℃に存在することが好ましい。吸熱ピークは２つ以上存在していてもよいが、その場合は１２０〜１６０℃に少なくとも１つの吸熱ピークを有することが好ましい。昇温時のＤＳＣ曲線からは、トナーの吸熱に伴う融解挙動を見ることができる。吸熱ピークが１２０〜１６０℃に存在することでトナーが摩擦熱に対して強くなり、長時間の使用においてもトナーに滑り性を確保でき、適度な耐付着性・流動性を確保できる。
【００７３】
吸熱ピークが１２０℃未満の温度にのみ存在するならば、熱的に軟化しやすくなるために容器内でのトナーの付着が起こりやすくなり、トナー残量検出手段に付着しやすくなるために、トナーの動きが滞り、画像濃度・カブリ等の現像性が悪化したり、トナー搬送性が悪化し、フェーディング現象を発生したり、高温下や、高耐久時に機内が昇温した場合などでトナー残量検知精度が劣ることになる。また、吸熱ピークが１６０℃を超えた温度にのみ存在すると、トナー中の各材料の分散が悪化し、カブリが悪化する場合がある。本発明のトナーの吸熱ピークは、トナーに含有されるワックスに起因するものであり、適当なワックスを選択してトナーに含有させることによって所望の吸熱ピークを得ることができる。このような吸熱ピークをトナーに付与することができるワックスは、その離型性から、トナーの付着性に対する影響が大きく、トナーに効果的に良好な流動特性を付与することができる。
【００７４】
本発明においては、トナーのＤＳＣ曲線は、示差走査熱量計（ＤＳＣ測定装置）、例えばＤＳＣ−７（パーキンエルマー社製）やＤＳＣ２９２０（ＴＡインスツルメンツジャパン社製）を用い、ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−８２に準じて測定を行う。ＤＳＣ曲線は、１回昇温、降温させ前履歴を取った後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温させた時に測定されるＤＳＣ曲線を用いる。
【００７５】
本発明のトナーは、荷電制御剤として、有機金属化合物を用いることが好ましく、特に有機化合物を配位子や対イオンとして含有するものが有用である。このような金属錯体としては、帯電性の観点から、金属錯体型モノアゾ化合物が好ましく用いられる。金属錯体型モノアゾ化合物としては、特公昭４１−２０１５３号、同４２−２７５９６号、同４４−６３９７号、同４５−２６４７８号公報などに記載されているモノアゾ染料の金属錯体などがある。特に分散性・帯電性の面などから、下記一般式（Ｉ）で表わされる金属錯体型モノアゾ化合物であることが好ましく、中でも、中心金属が鉄である金属錯体型モノアゾ鉄錯体を用いることが好ましい。さらに好ましくは、下記一般式（ＩＩ）で表わされるモノアゾ鉄錯体を用いることである。
【００７６】
【化４】
0003893253.tif 000005
【００７７】
【化５】
0003893253.tif 000006
［式中、Ｘ1，Ｘ2；水素原子，低級アルキル基，低級アルコキシ基，ニトロ基，ハロゲン原子
ｍ，ｍ’；１〜３の整数
Ｙ1，Ｙ3；水素原子，Ｃ1〜Ｃ18のアルキル，アルケニル，スルホンアミド，メシル，スルホン酸，カルボキシエステル，ヒドロキシ，Ｃ1〜Ｃ18のアルコキシ，アセチルアミノ，ベンゾイル，アミノ基，ハロゲン原子
ｎ，ｎ’；１〜３の整数
Ｙ2，Ｙ4；水素原子，ニトロ基
（上記のＸ1とＸ2，ｍとｍ’，Ｙ1とＹ3，ｎとｎ’，Ｙ2とＹ4は同一でも異なっていても良い。）
Ａ+；アンモニウムイオン，アルカリ金属イオン、水素イオンの混合よりなる。］
【００７８】
上記金属錯体型モノアゾ化合物の含有量は、トナー結着樹脂１００質量部に対し、０．０５〜５質量部が好ましく、特に０．２〜３質量部が好ましい。該金属錯体型モノアゾ化合物の含有量が多過ぎると、トナーの流動性が悪化し、カブリが生じやすく、一方、少な過ぎると充分な帯電量が得られにくい。
【００７９】
本発明において着色剤としては、任意の適当な顔料または染料が使用される。トナー着色剤は周知であって、例えば顔料としてカーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルー等がある。これらは定着画像の光学濃度を維持するのに必要充分な量が用いられ、樹脂１００質量部に対し０．１〜２０質量部、好ましくは０．２〜１０質量部の添加量が良い。また同様の目的で、さらに染料が用いられる。例えばアゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料等があり樹脂１００質量部に対し０．１〜２０質量部、好ましくは０．３〜１０質量部の添加量が良い。
【００８０】
本発明のトナーに含有されるワックスは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される昇温時のＤＳＣ曲線に少なくとも一つの吸熱ピークを有し、該吸熱ピークが１２０〜１６０℃、好ましくは１２０〜１５０℃、より好ましくは１２５〜１４５℃に存在することが好ましい。吸熱ピークは２つ以上存在していてもよいが、その場合は１２０〜１６０℃に少なくとも１つの吸熱ピークを有することが好ましい。ワックスが上記温度領域に吸熱ピークを有することで、トナーに好ましい吸熱特性を付与することができる。
【００８１】
本発明のトナーに含有されるワックスは、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、オレフィンの共重合物、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス；酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物または、それらのブロック共重合物；カルナバワックス、モンタン酸エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類；脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルカルボン酸類の如き飽和直鎖脂肪酸類；ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸類；ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類の如き飽和アルコール類；ソルビトールの如き多価アルコール類；リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミド類；メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸アミド類；ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系ビスアミド類；脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類；ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物；植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシ基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
【００８２】
好ましく用いられるワックスとしては、アルキレンを高圧下でラジカル重合あるいは低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒または、その他の触媒を用いて重合した低分子量のアルキレンポリマー；高分子量のアルキレンポリマーを熱分解して得られるアルキレンポリマー；アルキレンポリマーを重合する際に副生する低分子量アルキレンポリマーを分離精製したもの；一酸化炭素及び水素からなる合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素の蒸留残分から、あるいは、これらを水素添加して得られる合成炭化水素などから、特定の成分を抽出分別したワックスが挙げられる。これらワックスには酸化防止剤が添加されていてもよい。さらに、直鎖状のアルコール、脂肪酸、酸アミド、エステルあるいは、モンタン系誘導体で形成されるワックスが挙げられる。また、脂肪酸等の不純物を予め除去してあるものも好ましい。
【００８３】
特に好ましいワックスは、メタロセン触媒により重合されたポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体、プロピレン−αオレフィン共重合体である。これらによりトナーに耐付着性・流動性が付与され好ましい。
【００８４】
本発明に使用されるワックスは、結着樹脂１００質量部に対して０．１〜１５質量部、好ましくは０．５〜１２質量部添加されるのが効果的であり、また、複数のワックスを併用することも好ましい。
【００８５】
また、本発明のトナーには、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保存性向上のため、無機微粉体が混合されていることが好ましい。無機微粉体はトナーに外添されていることが好ましい。無機微粉体は疎水性無機微粉体であることが好ましい。無機微粉体の例としては、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末または、それらの疎水化物が挙げられる。それらは、単独あるいは併用して用いることが好ましい。
【００８６】
シリカ微粉体としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式法またはヒュームドシリカと称される乾式シリカ及び水ガラス等から製造される湿式シリカの両方が挙げられるが、表面及び内部にあるシラノール基が少なく、製造残渣のない乾式シリカの方が好ましい。
【００８７】
さらにシリカ微粉体は疎水化処理されているものが好ましい。疎水化処理するには、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物で化学的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ微粉体をシラン化合物で処理した後、あるいはシラン化合物で処理すると同時にシリコーンオイルの如き有機ケイ素化合物で処理する方法が挙げられる。
【００８８】
疎水化処理に使用されるシラン化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、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、β−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、トリオルガノシランメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサンが挙げられる。
【００８９】
有機ケイ素化合物としては、シリコーンオイルが挙げられる。好ましいシリコーンオイルとしては、２５℃における粘度がおよそ３０〜１，０００ｍｍ2／ｓのものが用いられる。例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイルが好ましい。
【００９０】
特に好ましい方法としては、ジメチルシリコーンオイルで処理する方法が挙げられる。ジメチルシリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ微粉体は、適度な疎水性を有し、且つ滑り性にも優れるため、長期の使用において、トナー容器やトナー残量検出手段に付着したり、トナーが現像スリーブに融着して画像濃度が低下することを効果的に防ぐことができる。
【００９１】
シリコーンオイル処理の方法は、シラン化合物で処理されたシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合しても良いし、ベースとなるシリカヘシリコーンオイルを噴射する方法によっても良い。あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、ベースのシリカ微粉体とを混合し、溶剤を除去して作製しても良い。
【００９２】
シリカ微粉体の好ましい疎水化処理として、ジメチルジクロロシランで処理し、次いでヘキサメチルジシラザンで処理し、次いでシリコーンオイルで処理することにより調製する方法が挙げられる。
【００９３】
上記のようにシリカ微粉体を２個以上のシラン化合物で処理し、後にオイル処理することが疎水化度を効果的に上げることができ、好ましい。
【００９４】
上記シリカ微粉体における疎水化処理、更には、オイル処理を酸化チタン微粉体に施したものも、シリカ系同様に好ましい。
【００９５】
本発明のトナーには、必要に応じてシリカ微粉体または、酸化チタン微粉体以外の添加剤を外添してもよい。例えば帯電補助剤、導電性付与剤、流動性付与剤、ケーキング防止剤、熱ロール定着時の離型剤、滑剤、研磨剤等の働きをする樹脂微粒子や無機微粒子である。
【００９６】
樹脂微粒子としては、その平均粒径が０．０３〜１．０μｍのものが好ましい。その樹脂を構成する重合性単量体としては、スチレン；ｏ−メチルスチレン，ｍ−メチルスチレン，ｐ−メチルスチレン，ｐ−メトキシスチレン，ｐ−エチルスチレン誘導体；アクリル酸；メタクリル酸；アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸ｎ−ブチル，アクリル酸イソブチル，アクリル酸ｎ−プロピル，アクリル酸ｎ−オクチル，アクリル酸ドデシル，アクリル酸２−エチルヘキシル，アクリル酸ステアリル，アクリル酸２−クロルエチル，アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル；メタクリル酸メチル，メタクリル酸エチル，メタクリル酸ｎ−プロピル，メタクリル酸ｎ−ブチル，メタクリル酸イソブチル，メタクリル酸ｎ−オクチル，メタクリル酸ドデシル，メタクリル酸２−エチルヘキシル，メタクリル酸ステアリル，メタクリル酸フェニル，メタクリル酸ジメチルアミノエチル，メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きメタクリル酸エステル；アクリロニトリル，メタクリロニトリル，アクリルアミド等の単量体が挙げられる。
【００９７】
重合法としては、懸濁重合、乳化重合、ソープフリー重合が挙げられる。より好ましくは、ソープフリー重合によって得られる粒子が良い。
【００９８】
その他の微粒子としては、弗素樹脂、ステアリン酸亜鉛、ポリ弗化ビニリデンの如き滑剤（中でもポリ弗化ビニリデンが好ましい）；酸化セリウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウムの如き研磨剤（中でもチタン酸ストロンチウムが好ましい）；酸化チタン、酸化アルミニウムの如き流動性付与剤（中でも特に疎水性のものが好ましい）；ケーキング防止剤；カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化スズの如き導電性付与剤が挙げられる。さらに、トナーと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ても良い。
【００９９】
トナーと混合される樹脂微粒子または無機微粉体または疎水性無機微粉体は、トナー１００質量部に対して０．１〜５質量部（好ましくは、０．１〜３質量部）使用するのが良い。
【０１００】
トナーの重量平均粒径及び粒度分布はコールターカウンター法を用いて行うが、例えばコールターマルチサイザー（コールター社製）を用いることが可能である。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。例えばＩＳＯＴＯＮ  Ｒ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。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ォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置によりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、２．００μｍ以上のトナー粒子の体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。それから本発明に係る体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径（Ｄ4）を算出する。
【０１０１】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを用いる。
【０１０２】
本発明のトナーを製造する方法としては、上述したようなトナー構成材料をボールミルその他の混合機により十分混合した後、熱ロールニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いてよく混練し、冷却固化後、機械的に粉砕し、粉砕粉を分級することによってトナーを得る方法が好ましい。他には、結着樹脂を構成すべき単量体に所定の材料を混合して乳化懸濁液とした後に、重合させてトナーを得る重合法トナー製造法；コア材及びシェル材から成るいわゆるマイクロカプセルトナーにおいて、コア材あるいはシェル材、あるいはこれらの両方に所定の材料を含有させる方法；結着樹脂溶液中に構成材料を分散した後、噴霧乾燥することによりトナーを得る方法が挙げられる。更に必要に応じ所望の添加剤とトナー粒子とをヘンシェルミキサーの如き混合機により十分に混合し、本発明のトナーを製造することができる。
【０１０３】
例えば混合機としては、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）；スーパーミキサー（カワタ社製）；リボコーン（大川原製作所社製）；ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス（ホソカワミクロン社製）；スパイラルピンミキサー（太平洋機工社製）；レーディゲミキサー（マツボー社製）が挙げられ、混練機としては、ＫＲＣニーダー（栗本鉄工所社製）；ブス・コ・ニーダー（Ｂｕｓｓ社製）；ＴＥＭ型押し出し機（東芝機械社製）；ＴＥＸ二軸混練機（日本製鋼所社製）；ＰＣＭ混練機（池貝鉄工所社製）；三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー（井上製作所社製）；ニーデックス（三井鉱山社製）；ＭＳ式加圧ニーダー、ニダールーダー（森山製作所社製）；バンバリーミキサー（神戸製鋼所社製）が挙げられ、粉砕機としては、カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ（ホソカワミクロン社製）；ＩＤＳ型ミル、ＰＪＭジェット粉砕機（日本ニューマチック工業社製）；クロスジェットミル（栗本鉄工所社製）；ウルマックス（日曹エンジニアリング社製）；ＳＫジェット・オー・ミル（セイシン企業社製）；クリプトロン（川崎重工業社製）；ターボミル（ターボ工業社製）が挙げられ、分級機としては、クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラッシファイアー（セイシン企業社製）；ターボクラッシファイアー（日清エンジニアリング社製）；ミクロンセパレータ、ターボプレックス（ＡＴＰ）、ＴＳＰセパレータ（ホソカワミクロン社製）；エルボージェット（日鉄鉱業社製）、ディスパージョンセパレータ（日本ニューマチック工業社製）；ＹＭマイクロカット（安川商事社製）が挙げられ、造粒機としては、ローラーコンパクター（ターボ工業社製）が挙げられ、粗粒などをふるい分けるために用いられる篩い装置としては、ウルトラソニック（晃栄産業社製）；レゾナシーブ、ジャイロシフター（徳寿工作所社製）；バイブラソニックシステム（ダルトン社製）；ソニクリーン（新東工業社製）；ターボスクリーナー（ターボ工業社製）；ミクロシフター（槙野産業社製）；円形振動篩い等が挙げられる。
【０１０４】
次に本発明の画像形成方法及びプロセスカートリッジ（以下、「画像形成方法等」ともいう）について説明する。
【０１０５】
本発明の画像形成方法等は、以下の方法が挙げられる。本発明の画像形成方法等は、画像形成装置本体に着脱可能で、静電容量の変化により、逐次にトナー残量を検知できるトナー残量逐次検出手段を備えた画像形成方法等である。
【０１０６】
さらに、本発明の画像形成方法は、画像形成装置本体に着脱可能で、感光体に形成された静電潜像を現像するためにトナーを収容し、このトナーを前記感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えたトナー収納部とを有するプロセスカートリッジにおいて、
前記現像剤担持体と対向し、間隔を置いて設置された上下二本の電極間（二本の電極のうち、どちらかが現像剤担持体もしくは現像ブレード板金であってもよい）の静電容量の変化を逐次に検知することによって、前記トナー収納部内のトナーの量を逐次に検知できるプロセスカートリッジを用いるものである画像形成方法等である。
【０１０７】
さらに、本発明の画像形成方法等は、画像形成装置本体に着脱可能で、感光体に形成された静電潜像を現像するためにトナーを収容し、このトナーを前記感光体へ搬送するための現像剤担持体を備えたトナー収納部とを有するプロセスカートリッジにおいて、
前記トナー収納部内のトナーの増減に伴い接触面積が変動する位置に配置された静電容量発生部の静電容量の変化を逐次に検知することにより、前記トナー収納部内のトナーの量を逐次に検知できるプロセスカートリッジを用いるものである画像形成方法等である。
【０１０８】
本発明に係る画像形成方法及びプロセスカートリッジを図面に則して更に詳しく説明する。なお、以下の説明ではプロセスカートリッジを装着する電子写真画像形成装置を用いるが、本発明の画像形成方法は、トナー収納部のトナー量を静電容量によって検出する機構を用いる画像形成方法であれば特に限定されず、静電記録方式やトナージェット方式等の他の画像形成方法にも適用することができる。
【０１０９】
＜プロセスカートリッジ形態１＞
先ず、図１を参照して、本発明に従って構成されるプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形成装置の一実施形態について説明する。本実施形態にて、電子写真画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプリンタＡとされ、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体、例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布などに画像を形成するものである。
【０１１０】
レーザービームプリンタＡは、ドラム形状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム７を有する。感光体ドラム７は、帯電手段である帯電ローラ８によって帯電され、次いで、レーザダイオード１ａ、ポリゴンミラー１ｂ、レンズｌｃ、反射ミラー１ｄを有した光学手段１から画像情報に応じたレーザ光を照射することによって、感光体ドラム７に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像は、現像手段９によって現像され、可視像、即ち、トナー像とされる。
【０１１１】
図２に示すように、現像手段９は、現像剤担持体としての現像ローラ９ａを備えた現像室９Ａを有しており、現像室９Ａに隣接して形成されたトナー収納部としてのトナー容器１１Ａ内の現像剤をトナー送り部材９ｂの回転によって、現像室９Ａの現像ローラ９ａへと送り出す。現像室９Ａには、現像ローラ９ａの近傍に現像剤撹拌部材９ｅを備えており、現像室内のトナーを循環させる。また、現像ローラ９ａは、固定磁石９ｃを内蔵しており、現像ローラ９ａを回転することによってトナーは搬送され、現像ブレード９ｄにて摩擦帯電電荷が付与されると共に所定厚のトナー層とされ、感光体ドラム７の現像領域へと供給される。この現像領域へと供給されたトナーは、前記感光体ドラム７上の潜像へと転移され、トナー像を形成する。現像ローラ９ａは、現像バイアス回路に接続されており、通常、交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加される。
【０１１２】
一方、トナー像の形成と同期して給紙カセット３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ及びレジストローラ対３ｅで転写位置へと搬送する。転写位置には、転写手段としての転写ローラ４が配置されており、電圧を印加することによって、感光体ドラム７上のトナー像を記録媒体２に転写する。
【０１１３】
トナー像の転写を受けた記録媒体２は、搬送ガイド３ｆで定着手段５へと搬送する。定着手段５は、駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ａを内蔵した定着ローラ５ｂを備え、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を記録媒体２上に定着する。
【０１１４】
記録媒体は、排出ローラ対３ｇ、３ｈ、３ｉで搬送し、反転経路３ｊを経由して排出トレイ６へと排出される。この排出トレイ６は、レーザービームプリンタＡの電子写真画像形成装置本体１４の上面に設けられている。なお、揺動可能なフラッパ３ｋを動作させ、排出ローラ対３ｍによって反転経路３ｊを介することなく記録媒体２を排出することもできる。本実施形態では、上記ピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ、３ｄ、レジストローラ対３ｅ、搬送ガイド３ｆ、排出ローラ対３ｇ、３ｈ、３ｉ及び排出ローラ対３ｍによって搬送手段３を構成している。
【０１１５】
転写ローラ４によってトナー像を記録媒体２に転写した後の感光体ドラム７は、クリーニング手段１０によって感光体ドラム７上に残留したトナーを除去した後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング手段１０は、感光体ドラム７に当接して設けられた弾性クリーニングブレード１０ａによって感光体ドラム７上の残留現像剤を掻き落として廃トナー溜め１０ｂへと集める。
【０１１６】
次に、本実施形態のプロセスカートリッジＢの一例を説明する。図２に示すように、トナーを収納するトナー容器（トナー収納部）１１Ａ及び、トナー撹拌手段であるトナー撹拌・搬送部材９ｂを有する枠体１１と、現像ローラ９ａ及び現像ブレード９ｄなどの現像手段９を保持する現像枠体１２とを溶着して一体として現像装置が形成される。プロセスカートリッジＢは、該現像装置に、感光体ドラム７、クリーニングブレード１０ａなどのクリーニング手段１０及び帯電ローラ８を取り付けたクリーニング枠体１３を一体に結合することによってカートリッジ化されている。
【０１１７】
本発明によれば、プロセスカートリッジＢは、トナー容器１１Ａ内のトナーの消費に従ってその残量を逐次検出することのできるトナー量検出手段（以下、「トナー量検出装置」ともいう）を備えている。
【０１１８】
プロセスカートリッジ形態によれば、トナー量検出装置は、図３に示すように、トナー撹拌・搬送部材９ｂによって送られたトナーが入り込めるような、下方が開放された凹部８０を形成する第１及び第２の電極８１、８２等の検知手段（以下、トナー量検出手段に用いる電極を「検知手段」ということもある）を用いる。
【０１１９】
また、これらの電極８１、８２は、略対向し且つ現像ローラ９ａとほぼ平行になるように配置されている。つまり、現像剤撹拌・搬送部材（撹拌部材）９ｂによって移動させられるトナーＴの移動方向と交差する方向において、第１電極８１と第２電極８２は異なった位置に配置されている。尚、第１、第２電極８１、８２は現像室９を構成する枠体１２に取り付けられている。これら電極８１、８２のより具体的な構成については、後で詳しく説明する。
【０１２０】
そして、トナー量検出装置は、第１及び第２の電極８１、８２のいずれかに交流電圧を印加することにより、これらの電極８１、８２間の静電容量に応じた電気信号を発生させ、それを測定することでトナー量を検出するものである。
【０１２１】
次に、プロセスカートリッジの出荷前から、電子写真画像形成装置本体１４に装着され、使用される際におけるトナーの動きと減少状態について説明する。
【０１２２】
プロセスカートリッジを出荷する際には、図３において点線で示すように、現像室９Ａとトナー容器１１との間に、トナー容器１１内のトナーを密封するためのシール部材３０を貼設し、搬送時の振動などによってトナーが外部に漏れないようにしている。
【０１２３】
ユーザーがプロセスカートリッジを使用する際には、シール部材３０を取り除いたうえで電子写真画像形成装置本体１４に装着する。尚、近年では、電子写真画像形成装置本体１４に装着した後、自動的にシール部材３０を取り除く構成を備えたものもある。
【０１２４】
上記のように、トナー容器１１内にはトナー撹拌・搬送部材９ｂが設けられているが、このトナー撹拌・搬送部材９ｂは撹拌軸９ｂ１と、撹拌軸９ｂに取り付けられた弾性シート（マイラー）９ｂ２とを備えており、その回転によってトナー容器１１内のトナーを現像室９Ａ側へと搬送する。
【０１２５】
このトナー撹拌・搬送部材９ｂの作用によって、プロセスカートリッジＢが初めて使用され、シール部材３０が取り除かれた直後であっても、トナーは即座に現像室９Ａ側に送り込まれるため、スムーズに印字可能状態となる。同時に、第１、第２電極８１、８２間にもトナーが送り込まれるため、静電容量が変化する。
【０１２６】
第１、第２電極８１、８２近傍に分布するトナーの状態を変化する力としては以下の４項目が挙げられる。
（１）トナー撹拌・搬送部材９ｂによって送り込まれる際の上方向の力。
（２）トナーの自重にて下方に落下する力。
（３）凹部８０内のトナーに蓋をし、留めようとする力。（凹部８０の下方にトナーが多量に存在すると、「自重によって落下しようとするトナー」に蓋をしてしまう。）
（４）トナー自体の流動性が低いために現状位置に留まろうとする力。
【０１２７】
トナー容器１１内及び現像室９Ａ内にトナーが十分にある時には、項目（１）の力が極めて大きく、また、項目（３）の力によって凹部８０が蓋する力によってしっかりと締められているため、第１、第２電極８１、８２間にはトナーが詰め込まれた状態が維持され、この場合、静電容量値として高い値を示し続ける。
【０１２８】
プロセスカートリッジＢを使用し続けると、現像ローラ９ａ近傍のトナーは現像のために消費されて減少するが、トナー撹拌・搬送部材９ｂの作用によって現像ローラ９ａ近傍にはトナー容器１１内のトナーが常に補充される。その結果、プロセスカートリッジＢを使用していくと、トナー容器１１内のトナーの量が減少し、その高さは低くなっていく。
【０１２９】
図４に示すように、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順にトナー容器１１内のトナーの高さが低くなっていくと、上記項目（１）と（３）の力が小さくなり、そのため次第に第１、第２電極８１、８２間のトナー残量も減少していき、その結果、静電容量も変化する。
【０１３０】
図４について説明すると、図４（ａ）にはトナーがトナー容器１１内に十分にあって第１、第２電極８１、８２がトナー中に埋まっている状態が示されている。図４（ｂ）にはトナー容器１１内のトナーが減少し、トナーの表面が第１電極８１の下端と第２電極８２の上端に接する高さになっている状態が示されている。図４（ｃ）にはトナーが更に減少し、既に凹部８０内にはなく、第１電極８１の下端よりも低く、第２電極８２の中程の高さになっている状態が示されている。図４（ｄ）には第２電極８２の下端にようやく接する程度の高さになっている状態が示されている。
【０１３１】
トナー容器１１内のトナー高さ（トナー残量）と静電容量値の変化の傾向は、使用しているトナーの流動性やトナー撹拌・搬送部材９ｂの搬送能力によって左右される。
【０１３２】
例えば、トナーが水のような流動性を有している場合、トナー容器１１内のトナー高さと第１、第２電極８１、８２間のトナー高さは完全に一致するが、実際のトナーの流動性は水の流動性に比べてはるかに低く、トナー撹拌・搬送部材９ｂによって現像室９Ａ側に搬送された状態をある程度維持するため、図４（ａ）乃至（ｄ）に示したように、トナー容器１１内のトナー高さの変化に若干遅れて第１、第２電極８１、８２間のトナー高さが変化する傾向がある。
【０１３３】
また、トナー撹拌・搬送部材９ｂの搬送力が弱すぎても強すぎても、第１、第２電極８１、８２間へのトナーの入り込みが変わり、トナー残量の変化と静電容量値の変化との関係が異なったものとなる。
【０１３４】
従って、トナーの流動性及びトナー搬送能力に応じて第１、第２電極の位置や形状を適正化する必要がある。
【０１３５】
上記構成以外に、例えばプロセスカートリッジに記憶手段を備えている場合は印字枚数やプロセスカートリッジの駆動時間などを記憶させておき、平衡状態に達すると考えられる時間以上を経過した時に初めて検出をスタートする方法もある。
【０１３６】
また、トナー量を逐次に検出する際に、検出精度を向上させるためには、静電容量の変化量を増やせばよい。これは、具体的には第１、第２電極８１、８２のそれぞれの表面積を増やすこと、あるいは第１、第２電極８１、８２間の距離を近づけることなどによって達成できる。電極の表面積を増やす際には、図５に示すように、波打ち形状にしてもよく、あるいは図６に示すように、絞り形状にしてもよい。
【０１３７】
尚、設計上の都合により、電極のスペースが確保できない、あるいはコストダウンを図らなければならないというときには、図７及び図８に示すように、第１、第２電極８１、８２のいずれか一方を丸棒などによって構成してもよい。
【０１３８】
画像形成を続けることによって、トナーの消費が進み、最終的に、現像ローラ９ａ表面のトナー量を規制する現像ブレード９ｄの先端と第２電極８２の間、即ち、現像ローラ９ａと第２電極８２の間のトナーが消費されることで画像上に白抜けが発生し、トナーエンド、つまりトナー無しの状態になる。
【０１３９】
このとき更に現像ローラ９ａや現像ブレードの板金をコンデンサの電極の一つとして用い（対となるのは第２電極８２である）、図９に示すように、第１、第２電極８１、８２が構成するコンデンサと並列に接続することによって白抜けの検出精度を大幅に向上させることができる。
【０１４０】
図１０のグラフに、現像ローラ９ａをコンデンサーの一つとして用いた場合（図１０（ｂ））と、用いない場合（図１０（ａ））とについての検出精度を模式的に示す。図１０（ｂ）の方が、図１０（ａ）に比して、白抜け間際の単位トナー変化量（消費量）に対する静電容量の変化量が劇的に大きくなっていることが分かる。
【０１４１】
白抜け間際の単位トナー変化量（消費量）に対する静電容量の変化量が劇的に大きくなるのは、上述のように白抜けが現像ローラ９ａ表面上のトナー量が減り始めることによって発生するからであり、従って、現像ローラ９ａ表面上のトナー量をより正確に測定することが検出精度アップの必須条件となる。
【０１４２】
上記のように、現像ローラ９ａをコンデンサの電極の一つとして用い、対となる第２電極８２が現像ローラ９ａ表面の近傍にあることによって、現像ローラ９ａ近傍における「検出感度」を高くすることが可能となり、図１０（ａ）、（ｂ）における検出精度の差が生じることとなる。
【０１４３】
更に白抜け近傍の「検出感度」を高めるためには、現像ローラ９ａ表面近傍における「検出感度」を高める必要がある。
【０１４４】
現像ローラ９ａ表面上にトナーがほとんどなくても、図１１に示すように、現像ブレード９ｄ近傍領域にトナーＴがあると現像が可能となることから、上記領域におけるトナーＴを感度良く検出することによって白抜け検出精度を向上させることができる。
【０１４５】
しかしながら、本発明のプロセスカートリッジ形態１のように長手方向に電極を配置させることによって、二本の電極間（もしくは電極と現像スリーブ・ブレード間）でのトナーの詰りという現象も起こりやすくなってしまう。
本発明の如きトナーを用いることによって、電極へのトナー付着を防止でき、両電極間の詰りも発生しないために、良好なトナー残量検知精度が得られるようになる。
【０１４６】
尚、上記の電極８１、８２は導電性部材であれば、すべて同等の作用をするが、本発明のプロセスカートリッジ形態では、トナーの循環に影響を出さないように、非磁性ＳＵＳ材などの非磁性金属材料を用いている。
【０１４７】
また、電極８１、８２を、現像室９Ａを構成する枠体１２に直接、蒸着、印刷などの処理を施したり、導電性樹脂を２色成形すれば、別部材からなる電極に比べ、取り付け公差、部品公差がへるため、位置精度の向上を図ることができる。
【０１４８】
上記説明では、トナーとして磁性トナーを用いたトナー量検出の構成について説明したが、非磁性トナーを用いた現像装置構成にも適用できる。
【０１４９】
＜プロセスカートリッジ形態２＞
次に、本発明の第２のプロセスカートリッジ形態について図１２〜図１４により説明する。
【０１５０】
第２のプロセスカートリッジ形態においても、第１のプロセスカートリッジ形態において説明したものと同様の構成及び作用をなす電子写真画像形成装置を用い、同一部材については同一符号を付す。
【０１５１】
第２のプロセスカートリッジ形態では、図１２に示すように電極８４を現像室９Ａの底面に配置している。即ち、電極８４は、トナー容器１１に収納されているトナーＴが現像ローラ９ａへ至る経路に沿って設けられている。従ってこの電極８４は以下、経路電極８４という。この経路電極８４は、図１２に示す断面形状で長手方向全領域について同じ形状をしている。
【０１５２】
現像室９Ａの底面近傍の磁性トナーは現像ローラ９ａの中に配置されたマグネット９ｃの磁力によって現像ローラ９ａに引き付けられる力が常に働いている。そのためトナー量が少なくなりトナー容器１１からのトナーの供給が減少すると、まず現像室９Ａの床面近傍のトナーから消費されていく傾向がある。
【０１５３】
具体的には、図１３に示すように、トナー容器１１内のトナー残量が多いと現像室９Ａ内のトナーを自重で押し込むため上記のようにトナーが消費されてもすぐに押し込まれるが（図１３（ａ））、トナー容器１１内のトナー残量が少なくなっていくと、消費されたトナーの分を押し込む力が強く働かずに、現像室９Ａの底面近傍から空洞ができて（図１３（ｂ）、（ｃ））、最終的には現像ブレード９ｄ先端周りにトナーが残るようになる（図１３（ｄ））。
【０１５４】
このようにトナーが消費されていくので、本構成によれば、現像室９Ａの底面近傍のトナー量を検出できるトナー量検出が可能となる。
【０１５５】
図１４のグラフに、トナー残量が減少していく時の静電容量の変化を模式的に示す。図１４に示すように、本構成を用いてもトナー量検出が可能であることが分かる。
【０１５６】
このようなカートリッジ形態の場合には、トナー容器底面や側面へのトナーの付着、特にトナー残量検出手段付近での付着により、トナー残量検知精度が落ちるようになることがあるが、本発明のトナーによれば、トナー容器の底面・側面への付着が防止されるために、良好なトナー残量検知精度が得られる。
【０１５７】
＜プロセスカートリッジ形態３＞
次に、本発明の第３のプロセスカートリッジ形態について説明する。
【０１５８】
第３のプロセスカートリッジ形態においては、トナー量検出装置は、図１５に示すように、トナー量を検知する第一静電容量発生部としての測定電極部材２０Ａを有する。このとき、環境、即ち、雰囲気の温度・湿度を検知し、基準用信号を出力する比較部材である第二静電容量発生部としての基準電極部材２０Ｂを有することが好ましい。
【０１５９】
測定電極部材２０Ａは、図１５に示すように、現像手段９のトナー容器１１Ａの内部側面、また、は、図１６に示すように、トナー容器１１Ａの内部底面などの、トナーと接触する位置であって、しかも、トナーが減少するに従って、トナーとの接触面積が変動するような方向に配置される。また、基準電極部材２０Ｂを設置する場合は、図１５に示すように、トナーと接触することのない装置本体１４の任意の場所に設置することも可能であるが、例えば、図１７に示すように、トナー容器１１Ａの内部であって、測定電極部材２０Ａとは反対側位置に仕切壁２１にて区画された、トナーとは接触しない箇所に設けることもできる。更に、図１８に示すように、測定電極部材２０Ａと基準電極部材２０Ｂとを対称配置にて一体的に作製した場合には、基準電極部材２０Ｂを外方へと折り曲げて、測定電極部材２０Ａが配置されたと同じ側のトナー容器内であって、仕切壁２１にて区画された、トナーとは接触しない箇所に設けることもできる。
【０１６０】
測定電極部材２０Ａは、図１９に示すように、基板２２の上に所定の間隔をもって平行に形成された一対の導電部、即ち、電極２３、２４を有する。各電極２３、２４は、一つの基部と、この基部から分岐した複数個の分岐部を有することができ、各電極２３、２４の分岐部は、一定の間隔で交互に平行に並んで形成することができる。本実施形態では、電極２３、２４は、所定間隔Ｇにて平行に並置された少なくとも一対の電極部分２３ａ〜２３ｆ、２４ａ〜２４ｆを有し、各電極部分２３ａ〜２３ｆ、２４ａ〜２４ｆは、連結電極部分２３ｇ、２４ｇにて互いに連結されており、二つの電極２３及び２４は、その分岐部が互いに組み合わさった多数の凹凸形状とされている。勿論、測定電極部材２０の電極パターンは、これに限定されるものではなく、図２０に示すように一対の電極２３、２４を互いに所定の間隔にて平行に配置された渦巻き形状に形成することもできる。
【０１６１】
測定電極部材２０Ａは、一対の平行電極２３、２４間の静電容量を測定することによりトナー容器１１Ａ内のトナー残量を逐次検知することができる。つまり、トナーは空気より誘電率が大きいために測定電極部材２０Ａの表面にトナーが接触することにより―対の電極２３、２４間の静電容量が増加する。
【０１６２】
従って、本発明によれば、上記構成の測定電極部材２０Ａを用いることにより、測定電極部材２０Ａの表面に接するトナーの面積から所定の較正曲線を適用することによりトナー容器１１Ａの断面形状や測定電極部材２０Ａの形状によらずトナー容器１１Ａ内のトナー量を測定することができる。
【０１６３】
斯かる測定電極部材２０Ａの電極パターン２３、２４は、例えば厚さ０．４〜１．６ｍｍの、例えば紙フェノール、ガラスエポキシ等の硬質プリント基板２２、または厚さ０．１ｍｍ程度のポリエステル、ポリイミド等の可撓性のプリント基板２２上にエッチング或いは印刷にて銅などの導体金属パターン２３、２４を形成することによって得ることができ、通常のプリント基板の配線パターン形成方法と同一の方法で製造することができる。従って、図１９及び図２０に示すような複雑な電極パターン形状であっても容易に製造することができ、製造コストも簡単なパターンのものと殆ど変わりはない。
【０１６４】
また、図１９及び図２０に示すような複雑なパターン形状を用いることにより、電極２３、２４間の対向長さを長くでき、更にエッチングなどのパターン形成方法を用いることにより電極２３、２４間の所定間隔Ｇを数十μｍ程度まで狭くすることも可能であり、大きな静電容量を得ることが可能となる。また、静電容量の変化量を大きくすることができ、検知精度を上げることができる。具体的には、電極２３、２４は、幅０．１〜０．５ｍｍ、厚さ１７．５〜７０μｍとされ、間隔Ｇは０．１〜０．５ｍｍとされる。更に、金属パターン形成面は、例えば１２．５〜１２５μｍ程度の薄い樹脂フィルムにてラミネートすることも可能である。
【０１６５】
上述のように、本発明のトナー量検出装置によれば、トナー容器１１Ａの内部の側面または底面の現像剤が減少する方向に設置された測定電極部材２０Ａに対するトナーの接触面積の変化、即ち、測定電極部材２０Ａの静電容量の変化を測定し、その値によりトナー容器全体のトナー量を逐次に検出する。
【０１６６】
つまり、トナーの誘電率は空気より大きいため、測定電極部材２０Ａに現像剤が接触している部分（トナーが有る部分）は、接触していない部分（トナーが無い部分）に比べて出力される静電容量が大きい。従って、その静電容量の変化を測定すればトナー容器１１Ａ内の現像剤量を推定できる。
【０１６７】
図１５に示すように、測定電極部材２０Ａをトナー容器１１Ａの片側の内側面に配置することにより、トナー容器長手方向側部の、図２１に示すＹＺ平面の断面積に占めるトナーの割合を静電容量の値により推測することが可能である。
【０１６８】
更に、図２２に示すように測定電極部材２０Ａを現像剤容器内側の両側面の二箇所に配置することにより、図２３に示すようにジャム処理などでプロセスカートリッジＢを着脱したときに、または、プロセスカートリッジＢを傾けたり、印字パターンの偏りなどによって、長手方向に極端にトナーが偏った場合でも、両電極部材２０Ａ、２０Ａの出力を比較することにより、トナーの偏りを推測することが可能であり、片側に配置した場合よりも長手方向のトナーの偏りに対してトナー残量を正確に推測することが可能になる。但し、本発明のトナーを用い、更にはトナー容器内に撹拌機構を備えている場合は、二箇所に配置することは必ずしも必要ではない。
【０１６９】
また、図１６に示すように、測定電極２０Ａをトナー容器１１Ａ内側の底面に配置した場合は、底面積にトナーの占める割合を推測することが可能なため、長手方向のトナーの偏りの影響を小さくできる。更に、トナー容器１１Ａは側面の面積より底面の面積の方が広いため、前述の側面に配置した場合に比べてトナー量検出部材２０Ａの設置面積を大きくすることが可能となり、静電容量の変化量を大きくでき、出力を大きくとることができるため測定誤差を小さくすることができる。
【０１７０】
トナー容器１１Ａ内側の底面と側面に電極部材を配置した場合は、トナー容器１１Ａ内のトナー量を三次元的に推測することが可能であるため、より正確にトナー容器内のトナー量を検知することができる。
【０１７１】
本発明によれば、トナー残量検出装置は、図１５に示すように、更に、第二静電容量発生部としての基準電極部材２０Ｂを有してもよい。
【０１７２】
基準電極部材２０Ｂは、上記測定電極部材２０Ａと同様の構成とされ、図１９に示すように、基板２２の上に所定の間隔Ｇをもって平行に形成された一対の導電部、即ち、電極２３（２３ａ〜２３ｆ）、２４（２４ａ〜２４ｆ）を有し、二つの電極２３及び２４の分岐部が互いに組み合わさった多数の凹凸形状とすることもできるし、また、図２０に示すように渦巻き形状に形成することもできる。基準電極部材２０Ｂもまた、通常のプリント基板の配線パターン形成方法と同一の方法で製造し得る。
【０１７３】
本発明によれば、基準電極部材２０Ｂは、上述したように、温度、湿度などの環境条件によって静電容量が変動し、測定電極部材２０Ａに対して基準用の比較部材として機能するため、トナー残量検知の精度を高めることができる。
【０１７４】
このようなプロセスカートリッジ形態の場合には、トナー残量検出手段が側面もしくは底面に面状の静電容量発生部として設置されているが、そのような部分へはトナーの付着が起こり易くなり、特に基板上の電極間にトナーが付着することによって静電容量が変化してしまい、精度の高いトナー残量検出ができなくなることがあるが、本発明のトナーによれば、付着性が抑えられているためにそのような不具合を発生することなく、高精度なトナー残量検知が達成できる。
【０１７５】
尚、上述したプロセスカートリッジ形態において、当初、容器内に収納されているトナーの量を１００％としたときに、トナーの残量を約３０％乃至０％までの全領域にわたって逐次に検出することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、容器内のトナーの残量が５０％乃至０％まで、或いは、４０％乃至０％までの領域にわたって逐次に検出するようにしてもよい。ここで、「トナーの残量が０％」とは、トナーが完全になくなったことのみを意味するものではない。例えば、トナーの残量が０％とは、容器内にトナーが残っていたとしても、所定の画像品質（現像品質）が得られなくなる程度までトナーの残量が減ったことも含まれる。
【０１７６】
【実施例】
以下、具体的実施例によって本発明を説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。
【０１７７】
−樹脂製造例−
（高分子量重合体の合成例）
高分子量重合体（Ｈ−１）の合成：
４ツ口フラスコに脱気水１８０質量部とポリビニルアルコールの２質量％水溶液２０質量部を投入した後、スチレン７０質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル２０質量部、マレイン酸モノブチル１０質量部、ジビニルベンゼン０．００１質量部、及び、２，２−ビス（４，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシシクロヘキシル）プロパン（半減期１０時間温度９２℃）０．１質量部の溶液の混合液を加え、撹拌し懸濁液とした。
【０１７８】
フラスコ内を充分に窒素で置換した後、８５℃まで昇温して、重合を開始した。同温度に２４時間保持した後、ベンゾイルパーオキサイド（半減期１０時間温度９２℃）０．１質量部を追加添加した。さらに、１２時間保持して重合を完了した。これを瀘別し、水洗、乾燥し、高分子量重合体（Ｈ−１）を得た。
【０１７９】
該高分子量重合体（Ｈ−１）を瀘別し、水洗、乾燥した後、分析したところ、Ｍｗ＝９０万、ＰＭｗ＝８３万、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．３、Ｔｇ＝６２℃であった。
【０１８０】
高分子量重合体（Ｈ−２）の合成：
４ツ口フラスコ内にキシレン３００質量部を投入し、撹拌しながら容器内を充分に窒素で置換した後、昇温して還流させる。
【０１８１】
この還流下で、スチレン６５質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル３０質量部、マレイン酸モノブチル５質量部、ジビニルベンゼン０．００１質量部、及び、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド０．５質量部の混合液を４時間かけて滴下後、２時間保持し重合を完了し、高分子量重合体（Ｈ−２）溶液を得た。
【０１８２】
この重合体溶液の一部をサンプリングし、減圧下で乾燥させ、得られた高分子量重合体（Ｈ−２）を分析したところ、Ｍｗ＝２３万、ＰＭｗ＝１２万、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．９、Ｔｇ＝５５℃であった。
【０１８３】
（低分子量重合体の合成例）
低分子量重合体（Ｌ−１）の合成：
４ツ口フラスコ内にキシレン３００質量部を投入し、撹拌しながら容器内を充分に窒素で置換した後、昇温して還流させる。
【０１８４】
この還流下で、スチレン９３質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル７質量部、及び、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド３質量部の混合液を４時間かけて滴下後、２時間保持し重合を完了し、低分子量重合体（Ｌ−１）溶液を得た。
【０１８５】
この重合体溶液の一部をサンプリングし、減圧下で乾燥させ、得られた低分子量重合体（Ｌ−１）の分析を行なったところ、Ｍｗ＝９８００、ＰＭｗ＝８０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．３、Ｔｇ＝６１．２℃であった。
【０１８６】
低分子量重合体（Ｌ−２）の合成：
スチレン９６質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル４質量部、及び、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド５質量部とした以外は、低分子量重合体（Ｌ−１）と同様に重合を行い、低分子量重合体（Ｌ−２）溶液を得た。
【０１８７】
この重合体溶液の一部をサンプリングし、減圧下で乾燥させ、得られた低分子量重合体（Ｌ−３）の分析を行なったところ、Ｍｗ＝６９００、ＰＭｗ＝５９００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１、Ｔｇ＝５９．３℃であった。
【０１８８】
低分子量重合体（Ｌ−３）の合成：
スチレン１００質量部、及び、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド９質量部とした以外は、低分子量重合体（Ｌ−１）と同様に重合を行い、低分子量重合体（Ｌ−２）溶液を得た。
【０１８９】
この重合体溶液の一部をサンプリングし、減圧下で乾燥させ、得られた低分子量重合体（Ｌ−２）の分析を行なったところ、Ｍｗ＝４３００、ＰＭｗ＝４０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．４、Ｔｇ＝６０℃であった。
【０１９０】
低分子量重合体（Ｌ−４）の合成：
スチレン８６質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル１４質量部、及び、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド２質量部とした以外は、低分子量重合体（Ｌ−１）と同様に重合を行い、低分子量重合体（Ｌ−４）溶液を得た。
【０１９１】
この重合体溶液の一部をサンプリングし、減圧下で乾燥させ、得られた低分子量重合体（Ｌ−４）の分析を行なったところ、Ｍｗ＝２０３００、ＰＭｗ＝１８０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．３、Ｔｇ＝６７．６℃であった。
【０１９２】
低分子量重合体（Ｌ−５）の合成：
スチレン７５質量部、アクリル酸−ｎ−ブチル２５質量部、及び、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド１．５質量部とした以外は、低分子量重合体（Ｌ−１）と同様に重合を行い、低分子量重合体（Ｌ−５）溶液を得た。
【０１９３】
この重合体溶液の一部をサンプリングし、減圧下で乾燥させ、得られた低分子量重合体（Ｌ−５）の分析を行なったところ、Ｍｗ＝３７０００、ＰＭｗ＝３０２００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．３、Ｔｇ＝５１．１℃であった。
【０１９４】
次に、表１に示すような割合で高分子量重合体と低分子量重合体を混合した。方法は、キシレン１００質量部に、高分子量重合体と低分子量重合体の合計が１００質量部となるようにして投入し、昇温して還流下で撹拌し、１２時間保持した後、有機溶剤を留去し、得られた樹脂を冷却、固化後、粉砕してトナー用樹脂組成物を得た。
【０１９５】
＜実施例１＞
樹脂成分とワックス成分を表１に示した処方とし、下記の如くしてトナーを得た。
【０１９６】
・表１に示したトナー用樹脂組成物                           １００質量部
・球形磁性酸化鉄(平均粒径０．２０μｍ・ＢＥＴ８．５ｍ2／ｇ)１００質量部
・モノアゾ鉄錯体                                               ２質量部
・ポリプロピレン（ＤＳＣ吸熱ピーク１４０℃）                   ３質量部
上記混合物をヘンシェルミキサーで前混合した後、１３０℃に加熱された２軸エクストルーダで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた粉砕機（ジェットミル）によって微粉砕し、得られた微粉砕物をコアンダ効果を利用した多分割分級装置（日鉄鉱業社製エルボジェット分級機）で微粉、超微粉及び粗粉を同時に厳密に分級除去して、重量平均粒径（Ｄ4）６．７μｍの負帯電性トナー粒子を得た。
【０１９７】
この磁性トナー粒子１００部と、ジメチルジクロロシラン処理した後、ヘキサメチルジシラザン処理し、次いでジメチルシリコーンオイル処理を行った疎水性シリカ微粉体１．２部とを、ヘンシェルミキサーで混合して負帯電性トナー１を調製した。このトナーの分析結果を表１に示した。
【０１９８】
＜実施例２〜４、参考例１、比較例１〜３＞
実施例１と同様にして、表１のトナー処方に基づき、実施例２〜４、参考例１、及び、比較例１〜３のトナーを得た。これらのトナーの分析結果を表１に示した。
【０１９９】
次に、調製されたトナーを以下に示すような方法によって評価した。評価結果を表２に示す。
【０２００】
プロセスカートリッジ形態１に示した、逐次にトナー残量を検知可能なトナー残量検出手段を装着したＥＰ−７２カートリッジを、上記トナーが１６００ｇ充填できるように改造した。また、キヤノン製レーザービームプリンターＬＢＰ−９５０を前記カートリッジが入り、トナー残量検知信号が検出可能なように改造し、更にＡ４横送りで３２枚／分から５０枚／分に改造し、更に定着器の加熱ローラーと加圧ローラー間の総圧を３３３Ｎ（３４ｋｇ）、ニップを９ｍｍに設定した。この時のプロセススピードは２３５ｍｍ／ｓｅｃであった。
【０２０１】
以上の設定条件で高温高湿環境下（３０℃，８５％ＲＨ）及び低温低湿環境下（１５℃，１０％ＲＨ）において２枚／６ｓｅｃ．の間欠プリント速度で３００００枚の画出し試験を行い、得られた画像を下記の項目について評価した。また、高温高湿環境下においては、１５０００枚の画出し試験の後、同一環境下において２日間放置し、更に１５０００枚の画出し試験を行った。
【０２０２】
（１）画像濃度
通常の複写機用普通紙（７５ｇ／ｍ2）に３００００枚プリントアウトし、高温高湿環境下（温度３０℃，湿度８５％ＲＨ）では２日間の放置後の朝一及び耐久終期の画像濃度、低温低湿環境下（温度１５℃，湿度１０％ＲＨ）では耐久終期の画像濃度の評価を行った。なお、画像濃度は「マクベス反射濃度計」（マクベス社製）を用いて、原稿濃度が０．００の白地部分のプリントアウト画像に対する相対濃度を測定した。
【０２０３】
（２）カブリ
通常の複写機用普通紙（７５ｇ／ｍ2）に、低温低湿下（温度１５℃，湿度１０％ＲＨ）で３００００枚プリントアウトし、開始時及び終了時のカブリの評価を行った。リフレクトメーター（東京電色（株）製）により測定した転写紙の白色度と、ベタ白をプリント後の転写紙の白色度との比較からカブリを算出した。
【０２０４】
（３）トナー残量検出精度
通常の複写機用普通紙（７５ｇ／ｍ2）に、高温高湿環境下（３０℃、８５％ＲＨ）で連続プリントアウトし、トナー残量１０％検知（１６５ｇに相当）、及び、５％検知（８２．５ｇに相当）時点でのトナー残量を実測し、残量検知装置による出力信号の値と比較することによって、残量検知誤差を求めた。
残量検知誤差（％）＝｛｜（実測残量）−（残量検知値）｜／（実測残量）｝×１００
【０２０５】
（４）画像品質
通常環境（２３℃，６０％ＲＨ）において、図２４に示すチェッカー模様をプリントアウトし、ドット再現性を以下の評価基準に基づいて評価した。
（評価基準）
◎：非常に良好（欠損２個以下／１００個）
○：良好（欠損３〜５個／１００個）
△：普通（欠損６〜１０個／１００個）
×：悪い（欠損１１個以上／１００個）
【０２０６】
（５）フェーディング
高温高湿（３０℃，８５％ＲＨ）環境下において、１０００枚ごとにベタ黒画像をとりながら、４％印字パターンを２枚／６秒の割合で間欠的に３００００枚耐久画出しし、ベタ黒画像の均一性により、フェーディングの有無をチェックした。
【０２０７】
【表１】
0003893253.tif 000007
【０２０８】
【表２】
0003893253.tif 000008
【０２０９】
【発明の効果】
高温高湿、低温低湿のような厳しい環境下においても長期の使用において高い現像性を維持し、精密な逐次トナー残量検知を行い、且つ、フェーディング現象等の画像弊害を起こさないトナー、画像形成方法、及び、プロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子写真画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施形態における縦断面を示す縦断面図である。
【図３】本発明に従ったトナー量検知装置における第１及び第２電極の配置及び凹部を示す図である。
【図４】トナーが消費されていく時のトナーの減少状態と第１及び第２電極の位置関係を示す図である。
【図５】第１及び第２電極の一実施例を示す斜視図である。
【図６】第１及び第２電極における他の実施例を示す斜視図である。
【図７】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施例の縦断面図である。
【図８】本発明に係るプロセスカートリッジの一実施例の縦断面図である。
【図９】第１、  第２の電極及び現像ローラの電気回路の一実施例を示す図である。
【図１０】（ａ）現像部材をコンデンサとして用いない場合と、（ｂ）現像部材をコンデンサとして用いた場合とについて、トナー量と静電容量の推移をそれぞれ示した図である。
【図１１】現像ブレード近傍のみにトナーがある状態を示す説明図である。
【図１２】トナー量検知装置の他の実施例を示す要部縦断面図である。
【図１３】現像室内のトナー量検知装置が減少していくときの底面電極とトナーの状態を示す説明図である。
【図１４】図１２のトナー量検知装置におけるトナー量と静電容量との関係を示す図である。
【図１５】本発明に用いられるトナー量検出装置の一例を説明するためのトナー容器の斜視図である。
【図１６】本発明に用いられるトナー量検出装置の他の例を説明するためのトナー容器の斜視図である。
【図１７】本発明に用いられるトナー量検出装置の他の例を説明するためのトナー容器の斜視図である。
【図１８】本発明に用いられるトナー量検出装置の他の例を説明するためのトナー容器の斜視図である。
【図１９】測定電極部材及び基準電極部材の一例を示す正面図である。
【図２０】測定電極部材及び基準電極部材の他の例を示す正面図である。
【図２１】トナー容器におけるトナー収容態様の一例を示す図である。
【図２２】本発明に用いられるトナー量検知装置の他の例を説明するためのトナー容器の斜視図である。
【図２３】トナー容器におけるトナー収容態様の他の例を示す図である。
【図２４】ドット再現性の評価に用いたチェッカー模様の説明図である。
【符号の説明】
１  光学手段
１ａ  レーザーダイオード
１ｂ  ポリゴンミラー
１ｃ  レンズ
１ｄ  反射ミラー
２  記録媒体
３、６３  搬送手段
３ａ  給紙カセット
３ｂ  ピックアップローラ
３ｃ、３ｄ  搬送ローラ対
３ｅ  レジストローラ対
３ｆ  搬送ガイド
３ｇ、３ｈ、３ｉ、３ｍ  排出ローラ対
３ｊ  反転経路
４  転写ローラ
５  定着手段
５ａ  ヒータ
５ｂ  定着ローラ
５ｃ  駆動ローラ
６  排出トレイ
７、５１  感光体ドラム（電子写真感光体）
８  帯電ローラ（帯電手段）
９  現像手段
９Ａ  現像室
９ａ  現像ローラ
９ｂ  トナー送り部材
９ｃ  固定磁石
９ｄ  現像ブレード
９ｅ  トナー撹拌部材
９ｈ  電極棒
１０  クリーニング手段
１０ａ  クリーニングブレード
１０ｂ  廃トナー溜め
１１  枠体
１１Ａ  トナー容器（トナー収納部）
１２  現像枠体
１３  クリーニング枠体
２０Ａ  測定電極部材（第一静電容量発生部）
２０Ｂ  基準電極部材（第二静電容量発生部）
２１  仕切壁
２２  基板
２３、２４  電極
２３ａ〜２３ｆ、２４ａ〜２４ｆ  電極部分
２３ｇ、２４ｇ  連結電極部分
８０  凹部
８１  第１電極
８２  第２電極
８４  経路電極
Ａ  レーザービームプリンタ
Ｂ  プロセスカートリッジ
Ｇ  間隔
【図１】
0003893253.tif 000009
【図２】
0003893253.tif 000010
【図３】
0003893253.tif 000011
【図４】
0003893253.tif 000012
【図５】
0003893253.tif 000013
【図６】
0003893253.tif 000014
【図７】
0003893253.tif 000015
【図８】
0003893253.tif 000016
【図９】
0003893253.tif 000017
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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