(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー製造時にイジェクター解砕を行った後、分級時に粉体濃度が０．０２〜０．０５ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒで分級した、トナーの粒度分布において粒径が０．１７〜０．８８μｍの範囲の比率が３０〜９５個数％であるトナーを含有することを特徴とする静電荷像現像剤。
【請求項２】
トナーの帯電量が１５〜３５μＣ／ｇであり、トナー平均粒径が５〜１５μｍであることを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像剤。
【請求項３】
トナーとキャリアを混合した２成分現像剤においてトナー濃度が２〜１０重量％であり、キャリアはキャリア全量に対する被覆樹脂の比率が１〜５重量％である樹脂コーティングキャリアであることを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像剤。
【請求項４】
トナー製造時にイジェクター解砕を行った後、分級時に粉体濃度が０．０２〜０．０５ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒで分級した、トナーの粒度分布において粒径が０．１７〜０．８８μｍの範囲の比率が３０〜９５個数％であるトナーを含有する現像剤を用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、静電荷像現像剤に用いるトナー及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電荷像現像法における２成分現像方式では必要な帯電量を得るためにトナー・キャリア間の摩擦帯電を利用している。また一成分現像方式ではトナーと現像剤担持体との摩擦帯電、あるいはトナーとドクターブレード間の摩擦帯電を利用している。しかし、実際の現像においては摩擦帯電量を常に一定にすることは難しく、連続複写に伴って帯電量は低下する傾向にある。この要因の一つとして微粒トナーの存在がある。
【０００３】
長く実用に供された後のキャリア表面を電子顕微鏡で観察すると、１μｍ以下の微粒トナーが付着、融着するいわゆるトナースペントが発生している。また一成分現像方式においては現像剤担持体にトナーが融着していることが観察される。このためトナーの帯電量が低下し、現像剤の現像特性が変化するものと考えられる。
【０００４】
上記のごとき状態のキャリアあるいは現像剤担持体をもちいて画像形成をおこなうと、現像剤の電荷量が低くなることにより、潜像部以外にも付着するいわゆるかぶり現象が生じ、画像を汚すこととなる。あるいは潜像部に十分な画像濃度が得られるまで付着せず、必要な画像濃度が得られなくなる場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、長期間の使用においてもかぶり現象が生じず画像を汚すことのない、画像部分においては必要な画像濃度が得られる現像剤及び画像形成装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成の何れかを採ることによって達成される。
【０００７】
（１）  トナー製造時にイジェクター解砕を行った後、分級時に粉体濃度が０．０２〜０．０５ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒで分級した、トナーの粒度分布において粒径が０．１７〜０．８８μｍの範囲の比率が３０〜９５個数％であるトナーを含有することを特徴とする静電荷像現像剤。
【０００８】
（２）  トナーの帯電量が１５〜３５μＣ／ｇであり、トナー平均粒径が５〜１５μｍであることを特徴とする（１）記載の静電荷像現像剤。
【０００９】
（３）  トナーとキャリアを混合した２成分現像剤においてトナー濃度が２〜１０重量％であり、キャリアはキャリア全量に対する被覆樹脂の比率が１〜５重量％である樹脂コーティングキャリアであることを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像剤。
【００１０】
（４）  トナー製造時にイジェクター解砕を行った後、分級時に粉体濃度が０．０２〜０．０５ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒで分級した、トナーの粒度分布において粒径が０．１７〜０．８８μｍの範囲の比率が３０〜９５個数％であるトナーを含有する現像剤を用いることを特徴とする画像形成装置。
【００１１】
微粒トナーは重量当たりの帯電量が高く、その粉体挙動は静電気力に支配される。そのためキャリアや現像剤担持体の表面に付着して離れにくい。また、小さいがゆえに熱によって変形され易く、キャリアや現像剤担持体表面に融着して離れない。従って、これを取り除くことが望ましい。しかし、微粒トナーは少なければそれだけ特性が良くなるかというと必ずしもそうではないことを見いだし、本発明に至った。
【００１２】
ここでトナーの粒度は、試料を界面活性剤と共に水中に分散し、３０秒間超音波照射した後、レーザ回折粒度測定装置ＳＡＬＤ−１１００（島津製作所製）を用いて測定される。測定レンジは０．１〜４５μｍ、屈折率１．７〜０．２の範囲で測定され、微粒トナーとは、具体的には、０．１７〜０．８８μｍの間の粒径のものをいう。この粒径のものが３０〜９５個数％である現像剤、更に好ましくは３５〜７５個数％の現像剤が、キャリアや現像剤担持体表面への融着が少なく、良好な耐久性を示すものである。
【００１３】
９５個数％より多いと前述のような問題点が発生し、３５％以下にすると外添剤との混合状態が悪くなるためか、帯電量分布が広くなる傾向にあり好ましくない。
【００１４】
前記したごとく本発明は現像方式としては１成分現像方式、２成分現像方式の何れにおいても効果を発揮する。又、非接触現像法でも接触現像法に用いても有効である。
【００１５】
ここにおいてトナーの帯電量は適当な画像濃度が得られるように、また画質を損ねないように１５〜３５μＣ／ｇであることが好ましい。又、トナー粒径は５〜１５μｍが好ましく、画質の観点からは特に１０μｍ以下が好ましい。
【００１６】
２成分現像方式に適用する場合にはキャリアと組み合わて用いられるが、通常良く用いられるトナー濃度は２〜１０重量％であり、キャリアはキャリア全量に対する被覆樹脂の比率が１〜５重量％である樹脂コーティングキャリアであることが望ましい。
【００１７】
【作用】
本発明に係わる技術をより具体的に説明する。
【００１８】
本発明のトナーは、一成分現像方式にも、２成分現像方式にも適用できる。２成分現像方式においては、キャリアと混合して用いられる。これらの組成、製造方法等は公知の一般的に用いられている技術が広く適用できる。
【００１９】
〔２成分現像方式〕
〈キャリア〉
キャリアとしては、樹脂分散型あるいは、末コートの鉄粉、フェライト、マグネタイト等も用いられるが、好ましいのはフェライト、マグネタイトを芯材とした樹脂コートキャリアである。芯材となる磁性体粒子の電気抵抗は107〜1013(Ωcm)が好ましい。107(Ωcm)より小さい場合は、キャリア粒子への感光体表面から電荷の注入によるキャリア付着が発生しやすく、1013(Ωcm)より大きい場合は、高濃度の画像が得られにくい。
【００２０】
電気抵抗の測定は常温常湿環境下で、二つの電極間に常温常湿下で調湿されたキャリアを厚さ約３(mm)にてはさみ込み、直流電圧500(V)を印加し、電流値を測定して、算出する。
【００２１】
キャリア粒子の平均粒径は20〜300(μm)が好ましく、より好ましくは、30〜200(μm)である。20(μm)より小さい場合は、感光体へのキャリア付着が発生しやすい。300(μm)より大きい場合は、現像スリーブ上の現像ブラシが粗になり、良好な画像が得られなくなる。キャリアの平均粒径は、湿式分散器を備えてなるレーザー回折式粒度分布測定装置「ＨＥＬＯＳ」（シンパテック製）により測定される体積基準の平均粒径である。
【００２２】
キャリア表面をコート（被覆ということもあり）する樹脂としては、公知の適当な樹脂を用いることができる。例えばフッ素含有樹脂（フッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン、フッ化ビニリデン−テトラフロロエチレン系共重合体、フッ化アルキル（メタ）アクリレート系共重合体等）・シリコーン樹脂（メチルシリコーン、ジメチルシリコーン、フェニルシリコーン等）・スチレン系樹脂（スチレン、クロルスチレン、メチルスチレン等）・アクリル系樹脂（メチルメタクリレート、メチルアクリレート、プロピルアクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート等）・スチレン−アクリル系樹脂・ポリエステル樹脂・エチレン系・ロジン変性樹脂・ポリアミド樹脂等またこれらを組み合わせて使用しても良い。特に好ましいのはシリコーン樹脂、フッ素樹脂、スチレン-アクリル系樹脂、アクリル系樹脂である。
【００２３】
コーティング樹脂の層厚は0.01〜2.0μmが好ましく、特に0.01〜1.0μmが好ましい。層厚が2.0μmより厚い場合、画像濃度が低く、良好な画像が得られない。層厚が0.01μmより薄い場合、現像スリーブから電荷が注入され、感光体表面にキャリア付着が発生しやすくなる。
【００２４】
コーティング樹脂の層厚の測定はキャリア粒子を破壊し、その破断面を走査型顕微鏡で観察し、無作為に30カ所を抽出し、その平均値を層厚とした。
【００２５】
樹脂コーティング方法としては、湿式法として浸積法、スプレードライ法等、乾式法として機械的衝撃力を加えて磁性粒子表面にコーティング樹脂微粒子を固着させ被覆する方法などが挙げられる。
【００２６】
〈本発明に用いられるトナー〉
本発明にもちいるトナーは、顕電性、着色性および定着性を有するそれ自体公知の任意のトナーであって、バインダー樹脂中に、着色剤、その他の特性改良剤を含有したものである。バインダー樹脂としては、スチレン-アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、フェノール樹脂等、従来公知のものを用いることができる。
【００２７】
本発明に用いる着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン染料（C.I.No.50415B）、アニリンブルー（C.I.No.50405）、カルコオイルブルー（C.I.No.azoic Blue3）、クロムイエロー（C.I.No.14090）、ウルトラマリンブルー（C.I.No.77103）、デュポンオイルレッド（C.I.No.26105）、キノリンイエロー（C.I.No.47005）、メチレンブルークロライド（C.I.No.52015）、フタロシアニンブルー（C.I.No.74160）、マラカイトグリーンオクサレート（C.I.No.42000）、ランプブラック（C.I.No.77266）、ローズベンガル（C.I.No.45435）、これらの混合物、その他を挙げることができる。着色剤は、十分な濃度の可視像が形成されるに十分な割合で含有されることが好ましく、通常バインダー樹脂に対して１〜20重量％の割合とされることが好ましい。
【００２８】
本発明に用いるトナーにおいては、上記以外に特性改良剤を用いることができる。この特性改良剤として、例えば低分子量ポリエチレン、ポリプロピレンなどの低分子量オレフィン重合体もしくは共重合体、アルキレンビス脂肪酸アミド類、脂肪酸アルコールエステル類、などのオフセット防止剤を添加することができる。これらのオフセット防止剤は１種または２種以上のものを組み合わせて使用してもよい。また、その使用割合はバインダー樹脂に対して１〜20重量％の割合とされることが好ましい。
【００２９】
また、ニグロシンベース（CI50415）、オイルブラック（CI20150）、スピロンブラック等の油溶性染料、ピリジニウム塩、トリフェニルメタン、アンモニウム塩等の窒素原子を含有する４級塩化合物、その他の任意の荷電制御剤を添加してもよい。
【００３０】
このトナーは従来公知の製造方法によって得る事ができる。トナーの粒度分布はコールターカウンターＴＡII型（コールターカウンター社製）により測定する。
【００３１】
〈その他の添加剤等〉
流動化剤については、従来公知の無機微粒子や、その他を用いることができる。
【００３２】
又、無機微粒子としては、例えばシリカ、チタニア、アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化ベリリウム、などの金属酸化物の微粒子を挙げることができる。これらの金属酸化物の微粒子は疎水化してもよい。
【００３３】
また、摩擦減少物質（滑剤）として、ステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸の金属塩を着色粒子へ添加してもよい。
【００３４】
〔一成分現像方式〕
非磁性現像方式においては２成分現像方式のトナーと同様にして作製できるが、一成分磁性現像方式の場合は磁性体微粒子がトナー中に含有される。磁性体微粒子の粒径は数平均一次粒子径が０．１〜２．０μmでフェライト又はマグネタイト等の強磁性体が通常用いられる。又、トナー粒子中への添加量は通常２０〜７０重量％である。
【００３５】
さらに、上記磁性体微粒子は黒色をしているものが多いので、その場合には着色剤はあえて添加する必要はない。
【００３６】
〔画像形成方法〕
図１は、本発明の画像形成方法に適用できる画像形成装置の一例を示す。14は静電荷像担持体としての感光体であり、この感光体14は回転ドラム状の形態を有しており、特に易廃棄性の観点から有機感光体が好ましい。感光体14の周囲にはその回転方向上流側から下流側に向かって、順に帯電器１、露光光学系２、現像装置12、転写器５、分離器６、クリーニング装置15が配置されている。10は熱ローラー定着器である。
【００３７】
この画像形成装置においては、帯電器１により感光体14の表面が一様な電位に帯電され、次いで露光光学系２により像様露光されて感光体14の表面に静電潜像が形成される。そして、現像装置12内に収容された後述する特定のトナー及びキャリアからなる現像剤により、上記の静電潜像が現像されてトナー像が形成される。このトナー像は転写器５により給紙部より給送された記録材Ｐに静電転写され、トナー像を転写した記録材Ｐは、分離器６により感光体14から分離される。その後、記録材Ｐ上のトナー像は熱ローラー定着器10により加熱定着されて定着画像が形成される。一方、転写器５を通過した感光体はクリーニング装置15により残留トナーがクリーニングされて次の画像の形成に供される。さらにクリーニング装置に回収されたトナーは図示しないトナーリサイクルシステムにより再び現像装置12及びまたはトナー補給ボックス11に戻されて再使用に供される。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【００３９】
〈実施例１〉
スチレン／ｎ−ブチルアクリレート／メチルメタクリレート＝６８／２０／１２(重量比)の共重合体                                    １００重量部
カーボンブラック                                          １２重量部
ポリプロピレン（数平均分子量４０００）                      ３重量部
エチレンビスステアリン酸アミド                              ２重量部
上記成分を混合・溶融・混練・粉砕し着色粒子を得た。この着色粒子をイジェクタ解砕の後、分級機１３２ＭＰＳ（アルピネ−安川製）に分級機内の粉体濃度が０．０５ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒになるように供給し、平均粒径９．７μｍ、微粒トナー量が５２個数％の着色粒子を得た。
【００４０】
さらに該着色粒子１００重量部に対し、疎水化処理したシリカを１．０重量部添加した。これをトナー１とする。
【００４１】
また
メチルメタクリレート／シクロヘキシルメタクリレート＝５／５（モル比）の共重合体                                                １．９重量部
芯材粒子（球形のマグネタイト粒子、平均粒径６０μｍ）    １００重量部
以上のキャリア原料を、水平回転翼型混合機に投入し、水平回転翼の周速が８ｍ／ｓで３０℃５分間混合撹拌した後、１００℃に加熱して２０分間撹拌して、樹脂被覆キャリアを製造した。これをキャリア１とする。
【００４２】
トナー１を５重量部と、キャリア１を９５重量部とを混合し、現像剤１を得た。
【００４３】
以上の２成分現像剤１を、３０℃、８０％ＲＨ環境下において、転写残トナーを回収、リサイクルする機構を有した電子写真複写機「ＫｏｎｉｃａＵ−ＢＩＸ５０７０」（コニカ社製）を用いて、複写画像の画像濃度および地かぶりを評価した。その後同環境で３０万枚の耐久テストを行ったが、初期と同様に良好な画像が得られた。結果は表１にまとめて記した。
【００４４】
画像濃度は原稿濃度１．４の複写画像の濃度をマクベス濃度計を用いて測定した。地かぶりは複写画像の白地部分の新しい紙に対する相対濃度を測定した。地かぶりに相当する濃度が０．０１０以下は実用可能なレベルである。
【００４５】
【表１】
0003951313.tif 000002
【００４６】
〈実施例２〉
多価カルボン酸成分としてテレフタル酸２７５重量部、トリメリット酸１１０重量部と、ジオール成分としてエチレングリコール５０重量部、ネオペンチルグ
0003951313.tif 000003
上記成分を混合、溶融、混練、粉砕し、着色粒子を得た。この着色粒子をイジェクタで解砕の後、分級機132MPS（アルピネ−安川製）に、粉体濃度０．０２ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒになるように供給し、平均粒径8.2μｍ、微粒トナー量が38個数％の磁性着色粒子を得た。
【００４７】
さらに該磁性着色粒子１００重量部に対し、疎水化処理したシリカを0.6重量部添加した。これを現像剤２とする。
【００４８】
この現像剤２を市販のキヤノン製ＮＰ−６０６０（アモルファスシリコン感光体使用）を改造し、転写残トナーを回収、リサイクルする機構を取り付けた複写機に投入し、実写評価を行い複写画像の画像濃度および地かぶりを評価した。その後、同環境で３０万枚の耐久テストを行ったが、初期と同様に良好な画像が得られた。
【００４９】
〈参考例１〉
実施例１において、イジェクタで解砕することをせずに分級機の粉体濃度が０．０９ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒとなるように着色粒子を供給した他は同様にしてトナーを作製し、平均粒径９．８μｍ、微粒トナー量８３個数％の着色粒子を得た。さらに該着色粒子１００重量部に対し、疎水化処理したシリカを１．０重量部添加した。これをトナー２とする。このトナー２を５重量部と、キャリア１を９５重量部とを混合し、現像剤３を作製した。この現像剤３について実施例１と同様の複写機で評価を行ったところ、初期、ランニング後ともに良好な画像が得られた。
【００５０】
〈比較例１〉
実施例１において、イジェクタで解砕することをせずに分級機の粉体濃度が0.１５ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒとなるように着色粒子を供給した他は同様にしてトナーを作製し、平均粒径９．４μｍ、微粒トナー量９８個数％の着色粒子を得た。さらに該着色粒子１００重量部に対し、疎水化処理したシリカを１．０重量部添加した。これをトナー３とする。このトナー３を５重量部と、キャリア１を９５重量部とを混合し、現像剤４を作製した。この現像剤４について実施例１と同様の評価を行ったところ、初期は良好な画像が得られたものの、１２万枚を過ぎた頃からかぶりが発生し、１８万枚付近で画像濃度が低下したので評価を中止した。
【００５１】
〈比較例２〉
実施例２においてイジェクタで解砕することをせずに粉体濃度０．１２ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒとなるように着色粒子を分級機−１３２ＭＰＳ（アルピネ−安川製)に供給し平均粒径８．０μｍ、微粒トナー量９７個数％の磁性着色粒子を得た。さらに該磁性着色粒子１００重量部に対し、疎水化処理したシリカを０．６重量部添加した。これを現像剤５とする。この現像剤５について実施例２と同様の評価を行ったところ、5万枚すぎから画像濃度が低下したため評価を中止した。
【００５２】
〈比較例３〉
実施例１において、分級機の粉体濃度が０．０１ｋｇ／ｋｇ−ａｉｒとなるように着色粒子を供給した他は同様にしてトナーを作製し、平均粒径９．８μｍ、微粒トナー量２５個数％の着色粒子を得た。さらに該着色粒子１００重量部に対し、疎水化処理したシリカを１．０重量部添加した。これをトナー４とする。このトナー４を５重量部と、キャリア１を９５重量部とを混合し、現像剤６を作製した。この現像剤６について実施例１と同様の複写機で評価を行ったところ、初期からかぶりが発生した。
【００５３】
【発明の効果】
本発明により、長期使用においてもトナースペントや現像剤担持体へのトナー融着のない現像剤を得ることが出来る。従って、トナー帯電量が常に安定しており、仕上がり画像のかぶりや濃度低下をきたさない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置断面図である。
【符号の説明】
１  帯電器
２  露光光学系
４  転写器
６  分離器
１２  現像装置
１４  感光体（像担持体）
Ｐ  記録材
【図１】
0003951313.tif 000004