説明

画像形成方法

【課題】高速出力においても、高画質の画像が維持できる画像形成方法を提供する。
【解決手段】使用する二成分系現像剤の磁性キャリアが樹脂組成物を磁性コア粒子の表面に被覆処理して形成された被覆層を有する磁性キャリアであって、下記の関係式(A)を満足することを特徴とする。700≦Et100(mJ)≦950・・・・・(A)
[Et100(mJ)は、回転式ブレードを備えた粉体流動性分析装置において、プロペラ型ブレードの最外縁部の周速を100mm/secで回転させながら磁性キャリアが満たされた測定容器内の磁性キャリア粉体層中に垂直に侵入させ、粉体層の底面から100mmの位置から測定を開始し、底面から10mmの位置までブレードを進入させた時に得られる、回転トルクと垂直荷重の総和を表している。]

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成方法に関する。また、本発明は、電子写真法において、感光体上に形成された静電潜像を現像剤で現像して、感光体上にトナー像を形成する現像工程を含み規制部材と磁性キャリアを用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、複写装置やプリンターは、省スペース、高速化などの要求から、より小型、より軽量そしてより高速であり、かつ高信頼性が厳しく追求されてきており、複写装置本体は種々な点でよりシンプルな要素で構成されるようになってきている。その結果、現像剤に要求される性能はより高度になり、現像剤の性能向上が達成できなければ、より優れた本体構成が成り立たなくなってきている。例えば複写装置本体要素のうち、高信頼性の上では製品寿命の長さもの一つとなる。特に近年高速化でトナーが柔らかい傾向にあり、トナー汚染による部材寿命も懸念点となりつつある。特に高圧、高速回転でトナーと接触する現像部品は顕著である。その中の現像剤を搬送する現像剤担持体では、トナー汚染による影響が大きく、様々な工夫がされている。例えばトナー汚染に強い表面形状の提案(例えば特許文献1参照)や、現像剤の規制部材に対する提案(例えば特許文献2参照)などがある。しかしながら、従来の手法では高速化とトナーの柔らかさを両立させることを、補助できるものではなくなりつつある。
【0003】
また現像剤でも工夫がされ、例えば磁性キャリアにおいては、現像器トルクを軽減するために磁性キャリアの大粒径化や比重の低減、及びキャリアの高流動性などが有効な手段となる。キャリアの比重を下げるには、樹脂中に磁性体粒子が分散している所謂樹脂キャリアが有効である(例えば特許文献3参照)。上記以外にはポーラスなフェライト粒子に樹脂を充填する所謂充填キャリアも有効である(例えば特許文献4参照)。またキャリアの粒度分布を揃えることで流動性を向上させたり、また、キャリアに凹凸を作ることで流動性を向上させたりする提案がされている(例えば特許文献3乃至8参照)。しかしながら、上記してきたいずれのキャリアにおいても、高速の白黒機並みの速度、例えば70枚/分位の高速になると現像器トルクが高くなり、柔らかいトナーでは現像剤担持体の汚染を抑制できるところまでは至っていないのが現状である。
【0004】
【特許文献1】特開2002−62725号公報
【特許文献2】特開昭60−63573号公報
【特許文献3】特開2007−163728号公報
【特許文献4】特開2007−57943号公報
【特許文献5】特開2007−33720号公報
【特許文献6】特開2007−33721号公報
【特許文献7】特開2007−52283号公報
【特許文献8】特開2001−188388号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、従来技術の上記課題を解消したものである。
【0006】
すなわち、本発明の目的は、二成分系現像剤を用い、高速出力においても、長期安定した画像が維持できる、前記規制部材と前記磁性キャリアを用いた画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、現像剤担持体に近接して設置された現像剤規制部材の角度と、流動性が特定範囲である磁性キャリアを提供することにより、上記要求を満足出来ることを見いだし本発明に至った。
【0008】
即ち、本発明は、以下の構成を特徴とする。
[1]像担持体を帯電させる帯電工程、前記帯電工程で帯電された像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーと磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤を用い、前記二成分系現像剤の層厚を現像剤担持体に近接して設置された現像剤層厚規制部材で規制し、トナー画像を形成する現像工程、前記像担持体上のトナー画像を中間転写体を介し、または介さずに転写材に転写する転写工程、前記トナー画像を転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
i)前記現像剤層厚規制部材の先端角度をα(度)とすると、前記αが25度以上50度以下であり、
ii)前記磁性キャリアは、粉体流動性分析装置における回転トルクと垂直荷重の総和から得られるEt100(mJ)が、700(mJ)以上2000(mJ)以下であることを特徴とする画像形成方法。
[前記Et100(mJ)は、回転式ブレードを備えた粉体流動性分析装置において、プロペラ型ブレードの最外縁部の周速を100mm/secで回転させながら前記磁性キャリアが満たされた測定容器内の磁性キャリア粉体層中に垂直に進入させ、前記粉体層の底面から100mmの位置から測定を開始し、底面から10mmの位置までブレードを進入させた時に得られる、回転トルクと垂直荷重の総和を表している。]
[2]画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm)のフロー式粒子像分析装置によって計測された円形度を、0.200以上1.000以下の円形度範囲に800分割し解析された前記キャリアの平均円形度が0.985以上1.000以下であり、且つ円形度が0.985未満の量をβ(個数%)とすると、前記βが2.0個数%以下であることを特徴とする[1]に記載の画像形成方法。
[3]前記トナーは、40℃,95%RH、72時間放置後の示差走査熱量計(DSC)による測定から得られる、昇温1度目のTg1と、降温後、再度昇温させる昇温2度目のTg2の差ΔTg(Tg2−Tg1=ΔTg)が、0.0℃以上5.0℃以下であることを特徴とする[1]または[2]に記載の画像形成方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、現像剤規制部の改良と、使用する現像剤のキャリアの改良によって、近年の高速化に十分対応でき、安定した画像を長期にわたり得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】従来の現像剤規制部材の一例を示す。
【図2】本発明の現像剤規制部材の一例を示す。
【図3】本発明の磁性キャリアの製造に用いた被覆処理装置の一例を示す模式図である。
【図4】フルカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図5】画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図6】画像形成装置の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
二成分系現像方法では、磁石を内包した現像剤担持体上に二成分系現像剤の磁気ブラシを形成し、前記磁気ブラシを現像剤層厚規制部材により所定の層厚にコートした後、感光体に対向する現像領域へと搬送する。本体の高速化に伴い、現像剤担持体への負担は大きくなっている。長期使用によるトナー汚染を受け、現像性の悪化による画質低下(白抜けなど)のために、現像器自体の早めの交換が必要となってきている。本発明者らは二つの因子で、現像器の交換を早めなくて良いことが分かった。高速にしても現像剤担持体へのトナー汚染を促進させないためには、現像剤の整流が一つと、現像剤の均一化が重要であることが分かった。
【0012】
一つ目の現像剤の整流とは、現像剤担持体で一番ストレスの掛かる現像剤規制部での整流である。単純に磁極を弱め軽圧化すると、現像剤の規制が弱くなり、結果規制部での現像剤規制量にムラが発生し、画像にムラがそのまま発生する弊害が出る。そこで図1に示すように、通常の規制部材では、現像剤が規制部材で堰き止められて乱流を起こしやすく、現像剤担持体を汚染しやすかったと考えられる。そこで図2のように、αの角度を持たせることで、現像剤の整流効果が生まれ、汚染を低減できるものである。規制部材の先端角度である前記αは25度以上50度以下が良い。25度未満だと整流効果が小さく、汚染を低減する効果が少ない。逆に50度より大きいと、規制部材での強度が落ちるため、現像剤の規制にムラが生じてしまうためである。
【0013】
上述の整流効果だけでは、近年の高速化にはもう一歩であった。現像剤自体の流動性も向上させる必要があり、特に磁性キャリアの影響が大きいものである。本発明において、流動性の指標としてEt100(mJ)を用いた。前記Et100(mJ)の詳細は後述する。本発明の磁性キャリアは、磁性キャリアのEt100(mJ)が700以上2000以下であり、好ましくは750以上1400以下である。
【0014】
前記Et100(mJ)が2000を超えた場合、流動性が悪いと判断され、高速現像時における現像剤と現像剤担持体の摩擦が増大し、現像剤担持体にスペントしやすくなる。結果、長期間の耐久において、搬送性悪化、規制不良、現像性悪化という弊害が発生する。一方、前記Et100(mJ)が700より小さい場合、流動性が良すぎると判断され、トナーと磁性キャリアを現像器内に補給する現像剤の場合、補給される現像剤が、元々ある現像器内の現像剤の上を水のように流れてしまい、直ちに混合され難い状態になる。結果、トナー濃度[トナーの質量(T)/現像剤の質量(D):(T/D)]の変動が大きくなりやすく、画像濃度の変動が大きくなる傾向にある。
【0015】
二つ目の均一化という観点では、前記磁性キャリアの均一化が重要となる。具体的には、フロー式粒子像分析装置で測定される円形度0.985以下の存在率βが、2.0個数%以下であることが好ましく、1.0個数%以下であることがより好ましい。
【0016】
前記βが2.0個数%より多くなると、歪な形状の磁性キャリアが障害となって、規制部材と現像剤担持体の間で不均一な圧力を生じる要因となる。結果、現像剤担持体にスペントを助長するものとなるためである。
【0017】
なお、前記βは、磁性コア粒子作製時の分級回数や、組成、重合条件を制御することで、上記範囲に調整することが可能である。また、平均円形度の好ましい範囲は、0.985以上1.000以下である。
【0018】
キャリアの製造例の一例を挙げる。例えば磁性キャリア表面を凹凸にして、点接触にすることで、流動性を上げる方法も、本発明に有効な一手段である。磁性キャリア表面を凹凸にして、点接触にするために、単に微粒子を磁性キャリア表面に添加するだけでは、不十分である。添加される微粒子の磁性キャリア表面からの遊離を無くさなければ、高速現像での長期間耐久における、様々な弊害、例えば感光ドラムへの傷、クリーニングブレードの欠けによる画像スジなどが助長されて、画像欠陥を生じる要因になる。
【0019】
従来の磁性キャリアの製造方法では、磁性キャリアを被覆するための被覆樹脂液中に大きめの微粒子を分散させて、流動床にて磁性キャリア表面を被覆処理し、磁性キャリア表面に凹凸を形成させている。このとき、例えば、アグロマスタ(ホソカワミクロン社製)や、またナウタミキサー(ホソカワミクロン社製)などのような混合攪拌槽を用いて被覆処理を実施している。
【0020】
しかしながら、上記方法では、磁性キャリア表面上に微粒子を選択的に存在させられない。結果、磁性キャリアの流動性は若干向上するものの、本発明に規定される流動性は期待できない。磁性キャリア表面を綺麗な凹凸で仕上げようとすると、過剰に微粒子を添加しなくてはならず、結果、被覆層と磁性キャリアコア粒子との密着性が落ち、被覆層の剥がれなどが生じることがあった。
【0021】
また、微粒子の添加量を抑えて点接触にさせるためには、かなり大きめの微粒子を用いなければならず、被覆膜の厚さムラを生じやすいため、微粒子の遊離が生じやすかった。
【0022】
一方、本発明のように樹脂被覆処理した後、微粒子を機械的に固着させる方法として、例えば、ハイブリダイザー(奈良機械社製)を用いる方法もある。しかし、微粒子と樹脂被服層との固着強度が弱く、高速現像での長期間耐久では微粒子の埋没が起こり、磁性キャリアの帯電変化が大きく、画像濃度の変動を生じさせ易かった。
【0023】
しかしながら、本発明の好ましい態様において、流動性が特定範囲である磁性キャリアを提供することが可能となった。また、本発明の好ましい他の態様において、高流動性のキャリアであって、添加された微粒子の遊離による画像スジ、樹脂被覆層の剥がれ、添加された微粒子の埋没による画像濃度変動などが抑制可能な磁性キャリアを提供することが可能となった。
【0024】
上記流動性が良く、被覆層の剥離が防止され、且つ、添加された微粒子の遊離の少ない磁性キャリアを製造するには、樹脂組成物を磁性コア粒子の表面に被覆処理し、被覆層を形成した後に上記微粒子を固着する方法が好ましい。従来技術である、ハイブリダイザー(奈良機械社製)を用いて上記微粒子を上記被覆層に固着処理する方法は、微粒子を均一かつ強固に固着させることが難しく、微粒子の遊離を発生しやすい方法であった。
【0025】
そこで、上記被覆層は、複数の攪拌手段が表面に設置された回転体と、攪拌手段に対してと間隙を隔てて位置する内周部を有したケーシングとを備えた被覆処理装置を用いて形成させることが良い。樹脂組成物を磁性コア粒子の表面に被覆処理して形成された被覆層の表面に、微粒子を更に固着処理したことによって形成されることが有効である。例えば複数の攪拌部材の一部の攪拌部材により、回転体の軸方向の一方向に送られ、複数の攪拌部材の他の一部の攪拌部材により、回転体の軸方向の前記一方向とは逆の方向に戻され、送りと戻しとを行いながら固着処理されることが好ましい。
【0026】
上記固着処理を行うために本発明においては、図3に示す被覆処理装置を用いた方法を好適に例示できる。以下、図3に示す被覆処理装置を用いた方法を説明する。
【0027】
上記被覆処理装置は、複数の攪拌羽根が表面に設置された回転体と、該前記攪拌羽根に対して微小間隙を隔てて位置する内周部を有して設けられたケーシングとを備える。そして、上記被覆処理装置は、回転体を回転させることで、樹脂組成物を磁性コア粒子の表面に被覆処理して被処理物を得ることができる。また被処理物にさらに微粒子を、攪拌及び混合して、微粒子を被覆層の表面に均一かつ強固に固着処理する被覆できるものである。
【0028】
上記ハイブリダイザーが遠心力で固着処理作業を行うのに対し、図3の装置では、複数の攪拌手段が表面に設置された回転体とケーシングの内周部との微小間隙において、被処理物に強力なトルクを与えて、該被処理物を均一に混合させている。しかも送りと戻しによる被処理物粒子同士の衝突を発生させることで、より均一に、より強力に、微粒子を被覆層の表面に固着させることができるため、はじめて本発明の所望するものができる。つまり図3に示す被覆処理の装置を用いた場合には、微粒子のでは固着強度を大きくすることが可能でありの度合いがかなり強くでき、微粒子を樹脂被覆層の表面近傍に強固しっかりと固定、且つ、表層に均一に固定化固着できる。また、図3に示す被覆処理の装置は、の回転体の回転数や混合処理時間を操作することで、任意に固着強度を調整すること度合いにもできる。
【0029】
本発明における磁性キャリアの製造の具体例を詳細に述べる。所謂乾式被覆手法であり、以下図3に示す被覆処理装置の模式図に従って、本発明の乾式被覆手法を説明するが、これに限定されるものではない。
【0030】
まず、図3中の投入口35より、樹脂組成物を磁性コア粒子の表面に被覆処理して形成された被覆層を有する磁性キャリアと微粒子(被処理物)磁性キャリアコア及び被覆用の樹脂組成物を有する処理物を投入する。このとき磁性キャリアコア粒子と被覆用の樹脂組成物被処理物は別々に投入してもよく、投入前に該被処理物をミキサーやミルで混合したものを投入しても状態にしてもよい。次に、被処理物は、回転体32表面に設けられた配列された攪拌羽根33により攪拌・混合されながら、ケーシング31の内周部と回転体32表面に配列された攪拌羽根33との微小間隙において、固着被覆処理された後、排出口36から処理物として排出される。この際、回転体32表面の攪拌羽根33aは、回転体32の軸方向の一方向(投入口35側→排出口36側)に被処理物を送るための送り攪拌機構として働きを有する。該攪拌羽根33の右斜め下の且つ攪拌羽根33bは、回転体32の軸方向の一方向とは逆の方向(排出口36→投入口35)に被処理物を送るための戻し攪拌機構として働きを有している。これらの機構により、被処理物は、送りと戻しが繰り返され、攪拌力を均一且つ強力に付与されることができ、磁性キャリア表面への樹脂組成物の被覆、その後の微粒子が均一且つ迅速に処理でき、磁性キャリア粒子間の合一の発生もなく、且つ微粒子を被覆層の表面近傍最表層に強固且つ均一にしかもしっかりと固着化できることから、本発明に至った。
【0031】
上記被覆処理装置は、上記回転体を冷却又は加熱するための媒体を流す流路と、上記ケーシングを冷却又は加熱するための媒体を流す流路と、該流路の少なくとも一に媒体を導入し、上記樹脂組成物を磁性コア粒子の表面に被覆処理して形成された被覆層を有する磁性キャリアと微粒子の温度を調節する温度調節手段を備えていることが好ましい。
【0032】
即ち、上記被覆処理装置は、被処理物を冷却又は加熱し、被処理物の温度を制御するために、冷却水、熱水、スチーム、又はオイル等の媒体を流すことのできるジャケット34を有している回転体やケーシングを用いることが好ましい。
【0033】
更に、ケーシング31の内周部と回転体32との間の空間39において、上記被処理物が混合されるときの温度T(℃)は、上記樹脂組成物のガラス転移点(Tg)よりも低いことが好ましい。
【0034】
尚、被処理物が混合されるときの温度T(℃)とは、ケーシング31の内周部の内壁表面に装着した温度計(熱電対を用いた温度計)によって測定された温度をいう。
【0035】
更に、被覆処理中のケーシング31と回転体32間の空間39における雰囲気温度は、被覆用の樹脂組成物のガラス転移点(Tg)よりも低いことが重要である。ちなみに被覆処理中の混合層内の雰囲気温度とは、ケーシング31の内壁表面に装着した熱電対によって測定することができる。
【0036】
上記被処理物が混合されるときの温度T(℃)これは、品温が樹脂組成物のTgよりも高くなってしまうと以上とした場合、磁性キャリア粒子間の合一化が発生しやすくなるとともに、ケーシング31の内周部内や攪拌羽根33表面への樹脂組成物の融着や固着が発生しやすくなる。その結果、磁性キャリヤ表面への樹脂組成物の均一被覆ができなくなり、磁性キャリアの合一化を促進してしまう場合がある。
【0037】
上記そこで、雰囲気温度を制御するためには、冷却水や熱媒体用の、温度・流速を制御でき得るジャケット34を有していることが好ましい。雰囲気温度は、被覆用の樹脂組成物のTgにより適宜調整される。
【0038】
このように、雰囲気温度T(℃)を上記被覆用の樹脂組成物のTgよりも低くした場合すると、磁性キャリアコア表面への微粒子被覆用の樹脂組成物の密着性が懸念される。上記被覆処理装置を用いた場合、上記温度T(℃)が本発明においては、雰囲気温度が被覆用の樹脂組成物のTgよりも低くても、微粒子の高い密着性と樹脂被覆均一性を両立することが可能であるとなった。この理由としては、攪拌羽根先端とケーシングの内周部の間での機械的せん断力と、繰り返される送り・戻しの攪拌機構により、磁性キャリア粒子間の合一化を発生させにくいためだと考えられている。前記樹脂被覆処理した磁性キャリア粒子にさらに、添加剤を加え、同様に図3に示す乾式樹覆装置にて処理を行うことで、本発明の所望する磁性キャリアを得られることもできる。
【0039】
本発明に用いられる磁性コア粒子としては、低比重、且つ、球形であることが好ましい。従って、本発明に用いられる磁性コア粒子は、磁性成分分散型樹脂コア粒子、ポーラスな磁性フェライトコア粒子に樹脂を添加、充填した所謂充填キャリアコア粒子などが好ましい。低比重という観点から、上記磁性コア粒子は、磁性成分と樹脂成分を少なくとも含有する磁性成分分散型樹脂コア粒子であることがより好ましい。特に重合法により得られる、磁性成分が樹脂成分中に分散された複合粒子である磁性成分分散型樹脂コア粒子が特に好ましいが、本発明はこれに限定される訳ではない。
【0040】
また、重合法により得られた磁性成分分散型樹脂コア粒子は、粒度分布をシャープにすることができる観点からも好ましい。
【0041】
磁性成分分散型樹脂コア粒子に用いられる樹脂成分と被覆層に用いられる樹脂組成物の樹脂成分は、同一であっても異なっていてもよい。磁性成分分散型樹脂コア粒子に用いられる樹脂成分は特に強度が要求される。一方、被覆層に用いられる樹脂組成物の樹脂成分は摩擦帯電付与性が要求される。従って、磁性成分分散型樹脂コア粒子に用いられる樹脂成分と被覆層に用いられる樹脂組成物の樹脂成分とは、それぞれ異なる樹脂成分であることが好ましい。
【0042】
本発明に用いられる磁性成分としては、以下のものが挙げられる。
(1)表面が酸化された、または未酸化の鉄粉。
(2)リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類元素の如き金属粒子。
(3)鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類元素の如き金属の合金粒子、またはこれらの元素を含む酸化物粒子。
(4)マグネタイト粒子、または(磁性)フェライト粒子。
【0043】
これらの内、好ましい磁性成分としては、マグネタイト粒子、又は、銅、亜鉛、マンガン、カルシウム、リチウム及びマグネシウムから選ばれる一種または二種以上の元素を少なくとも有する磁性フェライト粒子である。
【0044】
上記磁性コア粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)は、磁性キャリアの粒径にほぼ相当する粒子径であればよく、25μm以上80μm以下であることが好ましい。このような範囲にすることにより、樹脂成分を適度に含浸することができるので、過剰量の樹脂成分による磁性キャリア粒子同士の合一の発生を抑えることができ、さらに磁性キャリアに適度な円形度を付与することができる。
【0045】
また、上記磁性コア粒子は、磁性成分とともに非磁性無機化合物を含有してもよい。非磁性無機化合物を含有させることにより、磁性キャリアの磁気特性や比抵抗を調整することができる。
【0046】
上記磁性コア粒子の製造例を示すがこれらに限定されない。
【0047】
上記磁性コア粒子は、磁性コア粒子の樹脂成分を形成するためのモノマーを磁性成分存在下で重合することで製造することができる。このときに、磁性成分自身が分散剤の役割を果たし、磁性コア粒子の合一を抑制し、球形でない磁性コア粒子の形成を抑えることができる。他の製造例としては、樹脂成分(ビニル系または非ビニル系の熱可塑性樹脂)、および磁性成分、ならびに必要に応じてその他の添加剤を、混合機により十分に混合する。得られた混合物を、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き混練機を用いて溶融・混練する。冷却された溶融・混練物を粉砕して、さらに分級することにより、磁性コア粒子を得ることができる。得られた磁性コア粒子は、さらに熱又は機械的に球形化してもよい。
【0048】
上記磁性コア粒子に用いられる樹脂成分としては、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂及びポリエーテル樹脂の如き樹脂が挙げられる。これら樹脂は、一種であっても、二種以上の混合樹脂であってもよい。特に、フェノール樹脂は、磁性コア粒子の形状安定性及び強度の点で好ましい。
【0049】
上記被覆層を形成するために、磁性コア粒子の表面の被覆処理に用いられる樹脂組成物としては、磁性コア粒子の磁性成分に対する濡れ性が高く、且つ、熱可塑性樹脂を含有する樹脂組成物が好ましい。
【0050】
上記熱可塑性樹脂としては、以下のものが挙げられる。
【0051】
ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、石油樹脂、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ノボラック樹脂、低分子量ポリエチレン、飽和アルキルポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂。
【0052】
上記樹脂組成物を磁性コア粒子の表面に被覆処理して形成された被覆層は、導電性微粒子を含有することが好ましい。また、上記導電性微粒子が、カーボンブラック微粒子、マグネタイト微粒子、グラファイト微粒子、酸化チタン微粒子、及びアルミナ微粒子からなる群から選択される導電性微粒子を、1種または2種以上含有することが好ましい。これら導電性微粒子のうち、カーボンブラック微粒子は、粒径が小さく磁性キャリア表面に凹凸を生じにくいので、特に好ましい。上記導電性微粒子以外の粒子を用いた場合には、被覆層中に均一に分散することが難しいこと、及び、所望の動的抵抗率を得ることが難しいことから、現像性が低下する傾向にあり、より充分な画像濃度が得られない場合がある。
【0053】
また、導電性微粒子を被覆層中に均一に存在させることで、磁性キャリアの抵抗を所望の範囲に制御することができる。また、長期にわたる耐久テストにおいても、導電性微粒子の被覆層からの脱離が生じにくく、初期の性能を維持することが出来る。
【0054】
上記導電性微粒子を被覆層に分散する方法としては、被覆のための樹脂組成物を溶剤に溶解し溶液としたものに、導電性微粒子をサンドミル、ボールミル、ロールミル、ホモジナイザー、ナノマイザー、ペイントシェイカー、超音波等の公知の手段を利用して、分散する方法が挙げられる。
【0055】
尚、カーボンブラック微粒子など、一次粒子径が20nm乃至50nmと微小領域の粒子では、寿工業社製のスーパーアスペックミル、ウルトラアスペックミルなどの分散機を用いることにより、より高効率に粒度分布をシャープにすることができる。
【0056】
上記導電性微粒子は、被覆層中に、被覆層に用いられる樹脂100質量部に対して、2質量部以上50質量部以下含有することが好ましい。これにより磁性キャリアの抵抗を下げすぎず、かつ磁性キャリア表面のカウンターチャージを除去しやすくすることができる。
【0057】
本発明において、樹脂組成物を磁性コア粒子の表面に被覆処理して被覆層を形成するための方法については、特に限定はなく公知の方法を用いることができる。例えば、上記樹脂組成物を溶剤に希釈し、磁性コア粒子に添加する湿式方法や、溶剤を使用しないで樹脂組成物を粒子として磁性コア粒子に添加する乾式方法がある。
【0058】
上記湿式方法に使用される溶剤は、樹脂組成物を溶解できるものであればよく、有機溶剤に可溶な樹脂である場合は、有機溶剤として、トルエン、キシレン、セルソルブブチルアセテート、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノールが挙げられる。
一方、水溶性の樹脂成分またはエマルジョンタイプの樹脂成分である場合には、水を用いればよい。
【0059】
また、上記磁性コア粒子に、溶剤で希釈された樹脂成分を添加する方法としては、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、流動床、及び混練法の如き塗布方法により樹脂組成物を含浸させ、その後、溶剤を揮発させる方法が挙げられる。
【0060】
またトナー自体も改良することで、さらに現像剤担持体の汚染を軽減することができる。例えば結着樹脂の特性や、結着樹脂と離型剤の相溶性により、高温高湿下での機内昇温時のトナーの可塑化が発生し、現像スリーブ表面へのトナーの付着や融着の原因となってしまう。一方で、高温高湿下での機内昇温でトナーの硬化が発生する場合である。これは、トナーの特性として、水分を吸着しやすい場合である。高温高湿下での機内昇温時は、水分を吸着したトナーは水分を放出すると考えられる。これにより、トナーの硬化現象が起こり、現像スリーブ上の搬送量は低下することなく、感光ドラムの潜像に対する充電効率も良好に推移する。しかし、この場合、耐久放置後、機内の雰囲気湿度が周囲の環境に戻ると、やはり水分を吸着することでトナーの可塑化が発生し、耐久中と、耐久放置後のトナーの帯電性が大きく変化し、濃度変動が発生しやすくなってしまう。
【0061】
40℃,95%RH、72時間放置後の示差走査熱量計(DSC)により測定される昇温1度目のTg1(℃)と、降温後、再度昇温させる昇温2度目のTg2(℃)との関係が、式(1)を満たすことにより、高温高湿湿下での機内昇温時における、トナーの可塑化による現像スリーブ表面へのトナーの付着や融着を防止するとともに、機内昇温前後でのトナーの濃度変動を抑制することができる。
【0062】
トナーのTg1とTg2の差ΔTgである(Tg2−Tg1)は、トナーの加熱及び水分吸着における可塑化又は硬化の割合を示す値である。(Tg2−Tg1)が0.0℃以上5.0℃以下の範囲外の場合、即ち、0.0未満であると、加熱によるトナーの可塑化現象が発生している。(Tg2−Tg1)が0.0を超えると、水分吸着したトナーが加熱により水分を放出する際に硬化現象を発生していると考えられる。
【0063】
よって、(Tg2−Tg1)が0.0未満であると、トナーが可塑化し、現像スリーブ表面にトナーの付着や融着が発生しやすくなることで、画像ムラを発生させてしまう。(Tg2−Tg1)が5.0を超えると、機内昇前後でのトナーの帯電量変化が大きくなることで、濃度変動を発生してしまう。(Tg2−Tg1)のより好ましい範囲は、下記式(2)を満たす範囲である。
0.0≦Tg2−Tg1≦5.0 (1)
0.0≦Tg2−Tg1≦3.0 (2)
【0064】
また、本発明の現像方法は、トナーが、少なくともポリエステルユニットを有する結着樹脂、着色剤及び炭化水素系ワックスを含有し、炭化水素系ワックスのDSCにより測定される最大吸熱ピーク温度が50℃以上120℃以下であることが好ましい。従来、熱によるトナーの可塑化現象は、結着樹脂とワックスの相溶が原因で発生する。本発明では、結着樹脂としてポリエステルを、ワックスとして炭化水素系ワックスを用いることで、結着樹脂とワックスの相溶を防止することができる。炭化水素系ワックスのDSCにより測定される最大吸熱ピーク温度が50℃以上120℃以下であるが、この範囲であることで、現像スリーブ表面にワックスの付着や融着を発生しないので好ましく使用される。吸熱ピーク温度が50℃未満の場合は、高温高湿下での機内昇温時にワックス自体がトナー中から染み出してきてしまう場合がある。吸熱ピーク温度が120℃を超える場合は、トナー中へのワックス分散が不均一となり、トナー表面にワックスが露出されてしまうことで、これまた現像スリーブ表面への付着や融着を発生してしまう場合がある。
【0065】
また、本発明の現像方法は、トナー用結着樹脂が2種以上の樹脂を含有し、それぞれの樹脂が少なくともポリエステルユニットとビニル系共重合体ユニットとを有することが好ましい。高温高湿下での機内昇温時に発生する、トナーの硬化現象は、主にポリエステル成分の水分吸着によるところが大きい。ビニル系共重合体成分は、ポリエステル成分と比較して水分吸着量は少ない。よって、これら2種以上の樹脂を含有することで、トナーの(Tg2−Tg1)を、所定の範囲にし、本発明の目的を効果的に発揮することができる。
【0066】
本発明に用いられるトナーとしては、粉砕法、重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法等のいずれの方法で製造されたものであってもよい。また、結着樹脂の主たる成分としては、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、又はハイブリッド樹脂を用いることが好ましい。本発明の目的を効果的に達成するためには、特にハイブリッド樹脂を用いることが好ましい。
【0067】
結着樹脂としてハイブリッド樹脂を用いる際のポリエステルユニットを生成する場合には、多価アルコールと、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物又は多価カルボン酸エステル等が原料モノマーとして使用できる。
【0068】
具体的には、例えば二価アルコール成分としては、ポリオキシプロピレン(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)−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(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジ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、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
【0069】
三価以上のアルコール成分としては、例えばソルビトール、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−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【0070】
2価の酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6乃至12のアルキル基で置換された琥珀酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物が挙げられる。
【0071】
また、架橋部位を有するポリエステル樹脂を形成するための3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えば、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−ナフタレントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸及び、これらの無水物やエステル化合物等が挙げられる。
【0072】
それらの中でも、特に、下記一般式(イ)で代表されるビスフェノール誘導体をジオール成分とし、二価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分(例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)を酸成分として、これらを縮重合したポリエステル樹脂が、カラートナーとして、良好な帯電特性を有するので好ましい。
【0073】
【化1】

【0074】
本発明に使用できるトナーに含有される結着樹脂において、「ハイブリッド樹脂」とは、ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットが化学的に結合した樹脂を意味する。具体的には、ポリエステルユニットと(メタ)アクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマーを重合したビニル系重合体ユニットとがエステル交換反応によって形成する樹脂であり、好ましくはビニル系重合体を幹重合体、ポリエステルユニットを枝重合体としたグラフト共重合体(あるいはブロック共重合体)である。なお、本発明において「ポリエステルユニット」とはポリエステルに由来する部分を示し、「ビニル系重合体ユニット」とはビニル系重合体に由来する部分を示す。ポリエステルユニットを構成するポリエステル系モノマーとしては、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分であり、ビニル系重合体ユニットとは、ビニル基を有するモノマー成分である。
【0075】
ビニル系共重合体或いはビニル系重合体ユニットを生成するためのビニル系モノマーとしては、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、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、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、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きスチレン誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如き不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;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の如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、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−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の如きビニルエーテル類;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の如きビニルケトン類;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−ビニルピロリドンの如き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、アクリルアミドの如きアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。
【0076】
さらに、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物、前記α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが挙げられる。
【0077】
さらに、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸またはメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマーが挙げられる。
【0078】
本発明に使用できるトナーにおいて、結着樹脂のビニル系共重合体或いはビニル系重合体ユニットは、ビニル基を二個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。
【0079】
この場合に用いられる架橋剤には、芳香族ジビニル化合物として例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンが挙げられる。アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類として例えば、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が挙げられる。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としては、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が挙げられる。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として例えば、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が挙げられる。
【0080】
多官能の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、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。
【0081】
ハイブリッド樹脂を製造する際には、ビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニットのいずれか一方又は両方の中に、両樹脂ユニットの成分と反応し得るモノマー成分を含むことが好ましい。ポリエステル樹脂ユニットを構成するモノマーのうちビニル系重合体ユニットの成分と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物などが挙げられる。ビニル系重合体ユニットを構成するモノマーのうちポリエステルユニットの成分と反応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸もしくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。
【0082】
ビニル系重合体ユニットとポリエステルユニットの反応生成物を得る方法としては、先に挙げたビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニットのそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在しているところで、どちらか一方もしくは両方の樹脂の重合反応を行うことにより得る方法が好ましい。
【0083】
本発明に使用できるビニル系共重合体或いはビニル系重合体ユニットを製造する場合に用いられる重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−(カーバモイルアゾ)−イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチル−プロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−クミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエイト、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、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が挙げられる。
【0084】
本発明に使用できるトナーに用いられるハイブリッド樹脂を調製するための製造方法としては、例えば、以下の(1)乃至(5)に示す製造方法を挙げることができる。
【0085】
(1)ビニル系重合体とポリエステル樹脂を別々に製造後、少量の有機溶剤に溶解・膨潤させ、エステル化触媒及びアルコールを添加し、加熱することによりエステル交換反応を行ってハイブリッド樹脂を合成する方法。
【0086】
(2)ビニル系重合体を製造後に、これの存在下にポリエステルユニット及びハイブリッド樹脂成分を製造する方法である。ハイブリッド樹脂成分はビニル系重合体ユニット(必要に応じてビニル系モノマーも添加できる)とポリエステルモノマー(多価アルコール、多価カルボン酸)との反応、及び前記ユニット及びモノマーと必要に応じて添加されるポリエステルとの反応により製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
【0087】
(3)ポリエステル樹脂を製造後に、これの存在下にビニル系重合体ユニット及びハイブリッド樹脂成分を製造する方法である。ハイブリッド樹脂成分はポリエステルユニット(必要に応じてポリエステルモノマーも添加できる)とビニル系モノマーとの反応、及び前記ユニット及びモノマーと必要に応じて添加されるビニル系重合体ユニットとの反応により製造される。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
【0088】
(4)ビニル系重合体及びポリエステル樹脂を製造後に、これらの重合体ユニット存在下にビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(多価アルコール、多価カルボン酸)のいずれか一方又は両方を添加し、添加したモノマーに応じた条件の重合反応を行うことにより、ハイブリッド樹脂成分を製造する方法。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
【0089】
(5)ビニル系モノマー及びポリエステルモノマー(多価アルコール、多価カルボン酸等)を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系重合体ユニット、ポリエステルユニット及びハイブリッド樹脂成分を製造する方法。さらに、適宜、有機溶剤を使用することができる。
【0090】
上記(1)乃至(5)の製造方法において、ビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニットには、分子量や架橋度の異なる複数種の重合体ユニットを使用することができる。
【0091】
なお、本発明におけるビニル系重合体又はビニル系重合体ユニットとは、ビニル系単重合体若しくはビニル系共重合体又はビニル系単重合体ユニット若しくはビニル系共重合体ユニットを意味するものである。
【0092】
本発明に用いられるトナーは、ワックス成分を含有することが好ましい。本発明に用いることができるワックスの一例としては、次のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、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などの脂肪族炭化水素系ワックス、また酸化ポリエチレンワックスなどの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等が挙げられる。本発明に用いることができるワックスのDSCにより測定される最大吸熱ピーク温度は、50℃以上120℃以下であることが好ましい。
【0093】
本発明に使用できるトナーに用いられる着色剤としては、公知の染料または/及び顔料が使用される。顔料単独使用でもかまわないが、鮮明度を向上させるという点で、染料と顔料とを併用してもよい。
【0094】
マゼンタトナー用着色顔料しては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、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、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペルリン化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、254、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35などが挙げられる。
【0095】
マゼンタトナー用染料としては、C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27、C.I.ディスパーバイオレット1の如き油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40、C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28などの塩基性染料が挙げられる。
【0096】
シアントナー用着色顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、2、3、7、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45または下記式(へ)で示される構造を有するフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1乃至5個置換した銅フタロシアニン顔料などが挙げられる。
【0097】
【化2】

【0098】
イエロー用着色顔料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属化合物、メチン化合物、アリルアミド化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74,83、93、95、97,109、110、111、120、127、128、129、147、155、168、174、180、181、185、191、C.I.バットイエロー1、3、20などである。また、C.I.ダイレクトグリーン6、C.I.ベーシックグリーン4、C.I.ベーシックグリーン6、ソルベントイエロー162などの染料も使用することができる。
【0099】
本発明に用いることができる黒色着色剤としてカーボンブラック、酸化鉄粒子、上記に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用できる。
【0100】
また、本発明に使用できるトナーにおいて、本発明の結着樹脂に予め、着色剤を混合し、マスターバッチ化させたものを用いることが好ましい。そして、この着色剤マスターバッチとその他の原材料(結着樹脂及びワックス等)を溶融混練させることにより、トナー中に着色剤を良好に分散させることが出来る。
【0101】
トナー中における着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して好ましくは0.1乃至15質量部、より好ましくは0.5乃至12質量部、最も好ましくは2乃至10質量部が、色再現性、現像性の点で好ましい。
【0102】
本発明に使用できるトナーには、その帯電性を安定化させるために公知の荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、荷電制御剤の種類や他のトナー粒子構成材料の物性等によっても異なるが、一般に、トナー粒子中に結着樹脂100質量部当たり0.1乃至10質量部含まれることが好ましく、0.1乃至5質量部含まれることがより好ましい。このような荷電制御剤としては、トナーを負帯電性に制御するものと、正帯電性に制御するものとが知られており、トナーの種類や用途に応じて種々のものを一種又は二種以上用いることができる。
【0103】
負帯電性荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ダイカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーン等が利用できる。正帯電性荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物等が利用できる。荷電制御剤はトナー粒子に対して内添しても良いし外添しても良い。特に、本発明に使用できるカラートナーでは、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して維持できる芳香族カルボン酸金属化合物が好ましい。
【0104】
次に本発明に用いられるトナーの製造方法について説明する。
【0105】
まず、原料混合工程では、トナー内添剤として、少なくとも樹脂、着色剤を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、Q型ミキサー、ナウターミキサー等がある。
【0106】
更に、上記の配合で混合したトナー原料を溶融混練して、結着樹脂類を溶融し、その中に着色剤等を分散させる。その溶融混練工程では、例えば、加圧ニーダー、バンバリィミキサー等のバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができる。また、連続生産できる等の優位性から、1軸または2軸押出機が主流となっており、例えば、池貝製作所製PCM型2軸押出機、神戸製鋼所社製KTK型2軸押出機、東芝機械社製TEM型2軸押出機、ケイ・シー・ケイ社製2軸押出機、ブス社製コ・ニーダー等が一般的に使用される。更に、トナー原料を溶融混練することによって得られる着色樹脂組成物は、溶融混練後、2本ロール等で圧延され、水冷等で冷却する冷却工程を経て冷却される。
【0107】
上記で得られた着色樹脂組成物の冷却物は、次いで、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、まず、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミル等で粗粉砕され、更に、公知の風力式粉砕機や機械式粉砕機で微粉砕される。粉砕工程では、このように段階的に所定のトナー粒度まで粉砕される。
【0108】
更に、得られた微粉砕品を表面改質工程で表面改質、すなわち、球形化処理を行い、表面改質粒子を得てもよい。その後、必要に応じて表面改質粒子を慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)等の分級機或いは、風力式篩のハイボルター(新東京機械社製)等の篩分機を用いて分級し、重量平均粒子径3乃至11μmのトナーを得る。
【0109】
本発明に使用できるトナーは、粉砕・分級後、又は表面改質後、流動化剤をヘンシェルミキサーの如き混合機で混合させることにより、トナーの流動性を調整して用いることが好ましい。
【0110】
本発明に使用できる無機微粒子としては、例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末等のフッ素系樹脂粉末、酸化チタン微粉末、アルミナ微粉末、湿式製法シリカ、乾式製法シリカ等の微粉末シリカ、それらをシラン化合物、及び有機ケイ素化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等により表面処理を施した処理シリカ等がある。
【0111】
本発明に使用できるシリカとしては、湿式製法シリカ及び乾式製法シリカいずれも使用できる。湿式製法シリカとしては、特にアルコキシシランを水が存在する有機溶媒中において、触媒により加水分解、縮合反応させて得られるシリカゾル懸濁液から、溶媒除去、乾燥して、粒子化する、ゾルゲル法により製造されるシリカ粒子がある。ゾルゲル法により製造されるシリカ粒子は、得られる粒子の粒度分布がシャープであり、且つ概略球状の粒子が得られるとともに、反応時間を変えることにより所望の粒度分布を有する粒子が得られるので、特に好ましく用いられる。
【0112】
また、乾式製法シリカとしては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された微粉体であり、いわゆる乾式法シリカ又はヒュームドシリカと称されるもので、従来公知の技術によって製造されるものである。例えば、四塩化ケイ素ガスの酸水素焔中における熱分解酸化反応を利用するもので、基礎となる反応式は次の様なものである。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
【0113】
また、この製造工程において、例えば塩化アルミニウム又は塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらも包含する。
【0114】
また、酸化チタン微粉体であれば、硫酸法、塩素法、揮発性チタン化合物例えばチタンアルコキシド,チタンハライド,チタンアセチルアセトネートの低温酸化(熱分解,加水分解)により得られる酸化チタン微粒子が用いられる。結晶系としてはアナターゼ型,ルチル型,これらの混晶型,アモルファスのいずれのものも用いることができる。
【0115】
そしてアルミナ微粉体であれば、バイヤー法、改良バイヤー法、エチレンクロルヒドリン法、水中火花放電法、有機アルミニウム加水分解法、アルミニウムミョウバン熱分解法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩熱分解法、塩化アルミニウムの火焔分解法により得られるアルミナ微粉体が用いられる。結晶系としてはα,β,γ,δ,ξ,η,θ,κ,χ,ρ型、これらの混晶型、アモルファスのいずれのものも用いられ、α,δ,γ,θ,混晶型,アモルファスのものが好ましく用いられる。
【0116】
上記無機微粉体の疎水化方法としては、無機微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的、または物理的に処理することによって付与される。
【0117】
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シリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。そのような有機ケイ素化合物の例は、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、トリオルガノシリルメルカプタン、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および1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛のSiに結合した水酸基を含有するジメチルポリシロキサン等がある。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。
【0118】
本発明に使用できる無機微粒子として、前述した湿式法シリカや乾式法シリカを、アミノ基を有するカップリング剤或いは、シリコーンオイルで処理したものを本発明の目的を達成するために必要に応じて用いてもかまわない。また、その添加量は、トナー100質量部に対して流動化剤0.01乃至8質量部、好ましくは0.1乃至4質量部使用するのが良い。
【0119】
上記トナーと本発明の磁性キャリアとを混合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上15質量%以下、好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低下しやすく、15質量%を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。
【0120】
以下、本発明の画像形成方法の各工程について詳しく説明する。
【0121】
<帯電工程>
帯電工程は、帯電手段を用いて、像担持体(感光体)の表面に電荷を付与して感光体を帯電させる工程である。該帯電手段には、コロナ帯電手段のように、感光体に対して非接触で感光体を帯電させる装置や、導電性のローラやブレードを感光体に接触させて感光体を帯電させる装置が使用可能である。
【0122】
<(静電)潜像形成工程>
(静電)潜像形成工程において、露光手段として公知の露光装置が使用できる。例えば、露光装置の光源は半導体レーザまたは発光ダイオードが用いられ、ポリゴンミラー、レンズ、ミラーから成る走査光学系ユニットを用いることができる。
【0123】
静電潜像を形成できる領域には、主走査方向の領域と副走査方向の領域がある。感光体上における主走査方向の領域は、感光体の回転軸に平行な方向におけるレーザビーム照射開始可能位置からレーザビーム照射終了位置までの領域である。また、感光体表面上における副走査方向の領域は、画像データ1ページ分における最初の主走査ラインの照射可能位置から最終の主走査ラインの照射可能位置までの領域である。
【0124】
静電潜像形成工程について具体的に説明する。まずは、光源である半導体レーザからレーザビームを回転するポリゴンミラーに照射する。そして、周期的に偏向して反射されるレーザビームを走査レンズによって集束させて、副走査方向に回転する感光体上を副走査方向と直交する主走査方向に反復走査することで、感光体上に静電潜像の露光を行う。
【0125】
トナーを用いた画像形成装置においては、この静電潜像形成可能領域を変更し、全面縁無し対応の印刷モード(縁無しコピー)としてもよい。
【0126】
縁無しコピーは、静電潜像形成可能領域の主走査方向領域及び/又は副走査方向領域が大きくなる。なぜなら、縁無しコピーを行った場合には、画像データのイメージサイズと記録材の実際のサイズとの微少なサイズ誤差による余白の発生を修正し消去するために、記録材のサイズ以上の縁無しコピー用倍率に反映させる必要があるためである。
【0127】
縁無しコピーが選択されると、露光装置は、主走査画素クロックおよびポリゴンミラー回転周期を設定することによって、画像の解像度を設定する。主走査画素クロックの設定は、書込みクロック生成回路によって行われる。ポリゴンミラー回転周期の設定は、ポリゴンミラーの回転モータ制御回路によって行われる。また、露光装置は、主走査画素クロックおよびポリゴン回転周期の設定を微調整することによって、縁有り印刷モード時の主走査倍率調整、副走査倍率調整を行う。これをもとにして、縁無しコピーにおける縁無し画像用の主走査倍率調整、副走査倍率調整を行う。
【0128】
このように、静電潜像工程で感光体上に形成された静電潜像は、現像工程で現像剤によってトナー像として可視像化されることになる。
【0129】
<現像工程>
現像工程は、主として磁性キャリアが不要な一成分系接触現像方法とトナーと磁性キャリアを有する二成分系現像方法に分けられるが、本発明においては二成分系現像方法である。
【0130】
二成分系現像方法としては、磁石を内包した現像剤担持体(現像スリーブ)上に二成分系現像剤の磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシを現像剤層厚規制部材により所定の層厚にコートした後、感光体に対向する現像領域へと搬送する。該現像領域においては、感光体と現像スリーブの間に所定の現像バイアスを印加しながら、該磁気ブラシを感光体表面に近接/又は接触させることによって、上記静電潜像をトナー像として顕像化する方法である。
【0131】
<転写工程、転写体クリーニング工程>
転写工程は、コロナ転写手段のように、感光体に対して非接触で感光体表面のトナー画像を転写材に転写させる方法や、ローラや無端状ベルトの転写部材を感光体に接触させて感光体表面のトナー画像を転写材に転写させる方法が有り、いずれも使用可能である。また、中間転写体のクリーニングは、ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニングあるいはそれらの組み合わせ等、任意のクリーニング装置が使用可能である。
【0132】
<感光体クリーニング工程>
また、本発明の画像形成方法においては、図5に示したように、転写後で帯電工程の前に感光体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置9を更に含んでもよい。 クリーニング装置9においては、ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニング、ローラクリーニング等の公知の方法があるが、いずれも使用可能である。
【0133】
<均し工程>
本発明においては、図6に示したように、転写後で帯電工程の前に感光体上の転写残トナーを均し、現像時の転写残トナーの回収率を向上させるために、転写残トナーの帯電極性の均一化を目的として、均し装置(補助ブラシ帯電装置)10を更に含んでもよい。
【0134】
均し装置10においては、トナーが負帯電性の場合は、転写残トナーを負帯電させるバイアスを印加させることにより、帯電工程での帯電部材への転写残トナーの付着が軽減できるため好ましい。これにより、現像時における転写残トナーの回収率が向上する。また、均し部材としては、ブラシ状のものが好ましく用いられる。更にこのような均し部材は、複数個設けることにより、帯電部材のへの転写残トナーの付着の軽減や、現像時における転写残トナーの回収率が高まるため好ましい。
【0135】
<定着工程>
定着工程は、従来の一対のローラからなるハードローラ系の定着装置や、高速化や省エネ化に対応した軽圧定着システムを用いたベルト定着装置など、いずれの定着装置も使用可能である。
【0136】
本発明の画像形成方法を用いたフルカラー画像形成装置の一例を図4に示す。図4中のPK、PY、PC、PMなどの画像形成ユニットの並びや回転方向を示す矢印は何らこれに限定されるものではない。ちなみにKはブラック、Yはイエロー、Cはシアン、Mはマゼンタを意味している。図4において、静電潜像担持体である電子写真感光体1K、1Y、1C、1Mは図中矢印方向に回転する。各感光体は帯電手段である帯電装置2K、2Y、2C、2Mにより帯電され、帯電した各感光体表面には、静電潜像形成手段である露光装置3K、3Y、3C、3Mによりレーザ光を投射し、静電潜像を形成する。その後、現像手段である現像装置4K、4Y、4C、4Mにより静電潜像はトナー像として可視像化され、転写手段である転写装置5K、5Y、5C、5Mにより中間転写体6に転写される。さらに転写手段である転写装置7により、転写材Pに転写され、転写材Pは、定着手段である定着装置8により加熱定着され、画像として出力される。そして11は転写ベルトのクリーニング部材であり、転写残トナー、キャリアなどを回収する。
【0137】
以下に、本発明に関わる測定方法について述べる。
【0138】
<トナーの重量平均粒子径(D4)の測定方法>
トナーの重量平均粒子径(D4)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行ない、算出した。
【0139】
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
【0140】
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように専用ソフトの設定を行った。
【0141】
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定した。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定した。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れた。
【0142】
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定した。
【0143】
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行った。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておいた。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加えた。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加した。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させた。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整した。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させた。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続した。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節した。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整した。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行った。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒子径(D4)を算出した。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒子径(D4)である。
【0144】
<ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による樹脂の分子量の測定方法>
樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下の条件で測定した。
【0145】
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05乃至0.6質量%に調製した樹脂のTHF試料溶液を50乃至200μl注入して測定した。
【0146】
検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。カラムとしては、1×103乃至2×106の分子量領域を的確に測定するために、市販のポリスチレンゲルカラムを複数組み合わせることが好ましい。このような市販のポリスチレンゲルカラムの組み合わせとしては、例えば、Waters社製のμ−styragel 500、103、104、105の組み合わせや、昭和電工社製のshodex KA−801、802、803、804、805、806、807の組み合わせが好ましい。
【0147】
試料である樹脂の分子量の測定にあたっては、樹脂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製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Pressure Chemical Co.製あるいは、東洋ソーダ工業社製の、分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用いた。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。
【0148】
<磁性キャリアの平均円形度及び円形度分布の測定、βの測定>
磁性キャリアの平均円形度は、画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm)のフロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定・解析条件で測定した。
【0149】
具体的な測定方法としては、イオン交換水20ml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ホン酸塩を適量加えた後、測定試料0.02gを加え、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散機(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製など)を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とした。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。
【0150】
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した前記フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて2000個のトナー粒子を計測して、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.00μm以下に限定し、磁性キャリアの平均円形度を求めた。
【0151】
そして0.200以上0.985以下に円形度を規定することで、磁性キャリアの平均円形度が0.985以下の個数とした。0.985以下の個数を、円形度を規定しない場合の数(円形度が0.200以上1.000以下)で割ることで、存在率βを算出した。
【0152】
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えばDuke Scientific社製5200Aをイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行った。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施した。
【0153】
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用し、解析粒子径を円相当径2.00μm以上200.00μm以下に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
【0154】
<Et100(mJ)の測定方法>
本発明における、Et100(mJ)は、回転式ブレードによる流動性測定法により測定した。測定装置として、粉体流動性分析装置パウダーレオメータFT−4(Freeman Technology社製)(以下、「FT−4」と省略する場合がある)を用いた。
【0155】
上記装置は、粉体サンプル中でブレードを移動させ、一定の流動測定とパターンの流れを起こさせる。サンプル中の粒子はブレードが近接すると流動し、通過するとブレードは以後に落下して再び静止する。ブレードが粉体中を移動するのに必要としたエネルギーが計算され、この値から、種々の流動性指数が計算される。ブレードはプロペラ型で、回転すると同時に上又は下方向にも運動するので先端はらせんを描くことになる。回転速度と上下運動を変化させることによりブレードのらせん経路の角度や速度を調節することができる。ブレードが右回りのらせん経路に沿って移動するときには粉体を均一に混ぜる作用がある。逆に左回りのらせん経路に沿って移動するときにはブレードは粉体から抵抗を受けることになる。
【0156】
具体的には、以下の操作により測定を行った。尚、全ての操作において、プロペラ型ブレードは、FT−4測定専用48mm径ブレード(48mm×10mmのブレード板の中心に法線方向に回転軸が存在し、ブレード板は、両最外縁部分(回転軸から24mm部分)が70°、回転軸から12mmの部分が35°といったように、反時計回りになめらかにねじられたもので、材質はSUS製。型番:C210。以下、「ブレード」と省略する場合がある)を用いた。
【0157】
まず、FT−4測定専用50mm×160mlスプリット容器(型番:C203。容器底面からスプリット部分までの高さ82mm。材質は、ガラス。以下、容器と省略する場合がある)に23℃,60%環境に3日以上放置された磁性キャリアを容器に溢れるくらい入れ、磁性キャリア粉体層とした。
【0158】
(1)コンディショニング操作
(a)ブレードの回転スピード(ブレードの最外縁部の周速)を60mm/sec、測定容器内の磁性キャリア粉体層への垂直方向の進入速度を、移動中のブレードの最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角(以降、「なす角」と省略する場合がある)が5(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転により粉体層がほぐされる方向)の回転方向に、磁性キャリア粉体層表面から磁性キャリア粉体層の底面から10mmの位置までブレードを進入させる。
【0159】
その後、ブレードの回転スピードを60mm/sec、磁性キャリア粉体層への垂直方向の進入速度を、なす角が2(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、磁性キャリア粉体層の底面から1mmの位置までブレードを進入させる操作を行う。
【0160】
その後、ブレードの回転スピードを60mm/sec、磁性キャリア粉体層からの抜き取り速度をなす角が5(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、磁性キャリア粉体層の底面から100mmの位置までブレードを移動させ、抜き取りを行う。
【0161】
抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した磁性キャリアを払い落とす。
【0162】
(b)一連の上記(1)−(a)の操作を5回行うことで、磁性キャリア粉体層中に巻き込まれている空気を取り除き、安定した磁性キャリア粉体層を作る。
【0163】
(2)スプリット操作
上述のFT−4測定専用セルのスプリット部分で磁性キャリア粉体層をすり切り、粉体層上部の磁性キャリアを取り除くことで、同じ体積の磁性キャリア粉体層を形成する。
【0164】
(3)測定操作
(i)Et100(mJ)の測定
(a)上記(1)−(a)と同様の操作を一回行う。
(b)次にブレードの回転スピードを100mm/sec、磁性キャリア粉体層への垂直方向の進入速度を、なす角が5(deg)のスピードで、粉体層表面に対して反時計回り(ブレードの回転により粉体層が押し込まれる方向)の回転方向に、磁性キャリア粉体層の底面から10mmの位置までブレードを進入させる。
【0165】
その後、ブレードの回転スピードを60mm/sec、磁性キャリア粉体層への垂直方向の進入速度を、なす角が2(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、粉体層の底面から1mmの位置までブレードを進入させる操作を行う。
【0166】
その後、ブレードの回転スピードを60mm/sec、粉体層からの垂直方向の抜き取り速度をなす角が5(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、粉体層の底面から100mmの位置までブレードの抜き取りを行う。
【0167】
抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着した磁性キャリアを払い落とす。
【0168】
(c)上記、(b)の一連の操作を7回繰り返す。
【0169】
上記(c)の操作において、7回目のプロペラ型ブレードの最外縁部の周速を100mm/secで回転させながら容器内の磁性キャリア粉体層中に垂直に進入させ、磁性キャリア粉体層の底面から100mmから測定を開始し、底面から10mmの位置までブレードを進入させたときに得られる、回転トルクと垂直荷重の総和Etを、Et100(mJ)とした。
【0170】
<磁性キャリアの真比重の測定方法>
本発明の磁性キャリアの真比重は、乾式自動密度計オートピクノメータ(ユアサアイオニクス社製)を用いて測定した。
セル SMセル(10mL)
サンプル量 2.0g
【0171】
この測定方法は、気相置換法に基づいて、固体・液体の真密度を測定するものである。液相置換法と同様、アルキメデスの原理に基づいているが、置換媒体としてHeガスを用いるため、微細孔を有する磁性キャリアに対して精度が高い。
【0172】
<磁性キャリア及び磁性コア粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定方法>
磁性キャリア及び磁性コア粒子の粒度分布は、マイクロトラックMT3300EX(日機装社製)を用いて測定を行った。測定には、乾式測定用のTurbotrac試料供給機を装着して行った。粒径は体積基準の50%粒径(D50)として求めた。
【0173】
<被覆用樹脂組成物に含有される樹脂成分のガラス転移点(Tg)測定>
樹脂組成物に含有される樹脂成分のガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
【0174】
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
【0175】
具体的には、樹脂組成物を約10mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲30℃以上200℃以下の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。この昇温過程で、温度40℃以上100℃以下の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、樹脂組成物に含有される樹脂成分のガラス転移温度Tgとする。
【実施例】
【0176】
以下に、製造例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、以下の配合における「部」は特に説明が無い場合は質量基準である。
【0177】
<トナー用結着樹脂の製造例1 B−1樹脂>
縮重合系樹脂のモノマーとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン40部、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン18部、テレフタル酸8部、無水トリメリット酸5部、フマル酸5部及び酸化ジブチル錫を窒素雰囲気下、230℃常圧下にて8時間反応させた後、さらに減圧下で1時間縮重合反応させた。その後、160℃まで冷却した。
【0178】
付加重合系樹脂のモノマーとして、スチレン15部及びアクリル酸2−エチルヘキシル4部、両反応性モノマーとしてアクリル酸1部及び重合開始剤としてターシャリーブチルパーオキサイドの混合物を160℃で攪拌しながら1時間かけて滴下した。さらに同温度を1時間保持して付加重合反応を行った後、200℃まで昇温し、さらに減圧下で1時間反応させた後、反応容器にフマル酸2部、無水トリメリット酸2部を投入し、常圧下で2時間縮重合反応させた。更に減圧下で1時間反応させて低軟化点樹脂を得た。低軟化点樹脂の軟化点は95℃であった。
【0179】
次に低軟化点樹脂の製造方法と同様にして、縮重合反応を6時間として高軟化点樹脂を得た。高軟化点樹脂の軟化点は135℃であった。
【0180】
得られた低軟化点樹脂と高軟化点樹脂を質量比50:50でブレンドし、結着樹脂(B−1)とした。結着樹脂の構成を表1に示す。
【0181】
<トナー用結着樹脂の製造例2 B−2樹脂>
縮重合系樹脂のモノマーとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン35部、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン16部、テレフタル酸7部、無水トリメリット酸4部、フマル酸4部及び酸化ジブチル錫を窒素雰囲気下、230℃常圧下にて8時間反応させた後、さらに減圧下で1時間縮重合反応させた。その後、160℃まで冷却した。
【0182】
付加重合系樹脂のモノマーとして、スチレン23部及びアクリル酸2−エチルヘキシル6部、両反応性モノマーとしてアクリル酸1部及び重合開始剤としてターシャリーブチルパーオキサイドの混合物を160℃で攪拌しながら1時間かけて滴下した。さらに同温度を1時間保持して付加重合反応を行った後、200℃まで昇温し、さらに減圧下で1時間反応させた後、反応容器にフマル酸2部、無水トリメリット酸2部を投入し、常圧下で4時間縮重合反応させ、更に減圧下で1時間反応させて結着樹脂(B−2)を得た。結着樹脂(B−2)の軟化点は116℃であった。結着樹脂の構成を表1に示す。
【0183】
<トナー用結着樹脂の製造例3 B−3樹脂>
縮重合系樹脂のモノマーとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン45部、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン20部、テレフタル酸9部、無水トリメリット酸6部、フマル酸6部及び酸化ジブチル錫を窒素雰囲気下、230℃常圧下にて8時間反応させた後、さらに減圧下で1時間縮重合反応させた。その後、160℃まで冷却した。
【0184】
付加重合系樹脂のモノマーとして、スチレン7.5部及びアクリル酸2−エチルヘキシル2部、両反応性モノマーとしてアクリル酸0.5部及び重合開始剤としてターシャリーブチルパーオキサイドの混合物を160℃で攪拌しながら1時間かけて滴下した。さらに同温度を1時間保持して付加重合反応を行った後、200℃まで昇温し、さらに減圧下で1時間反応させた後、反応容器にフマル酸2部、無水トリメリット酸2部を投入し、常圧下で4時間縮重合反応させ、更に減圧下で1時間反応させて結着樹脂(B−3)を得た。結着樹脂(B−3)の軟化点は114℃であった。結着樹脂の構成を表1に示す。
【0185】
<トナー用結着樹脂の製造例4 B−4樹脂>
縮重合系樹脂のモノマーとして、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン50部、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン22部、テレフタル酸10部、無水トリメリット酸9部、フマル酸9部及び酸化ジブチル錫を窒素雰囲気下、230℃常圧下にて8時間反応させた後、さらに減圧下で1時間縮重合反応させて結着樹脂(B−4)を得た。結着樹脂(B−4)の軟化点は117℃であった。結着樹脂の構成を表1に示す。
【0186】
【表1】

【0187】
[トナー製造例1]
下記の材料を用いて、トナー(T−1)を作製した。
結着樹脂(B−1) 100部
C.I.ピグメントブルー15:3 5部
ノルマルパラフィンワックス(最大吸熱ピーク:80℃) 7部
上記の材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)で混合した後、温度120℃に設定した二軸式押出機(PCM−30型、池貝製)にて溶融混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、トナー粗砕物を得た。得られたトナー粗砕物を、機械式粉砕機(T−300型、ターボ工業製)を用いて微粉砕した。粉砕条件としては、回転子の回転数を120s-1として粉砕処理した。
【0188】
次に、得られた微粉砕物をホソカワミクロン社製のファカルティを用いて、分級と同時に球形化を行うことでトナー粒子1を得た。
【0189】
そして得られたトナー粒子1を100部に、BET比表面積100m2/gのルチル型の酸化チタンを1.0質量%、BET比表面積130m2/gの疎水性シリカ1.0質量%を添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)で回転数30s-1、10分間混合して、トナー(T−1)を得た。また、トナー(T−1)のTg2−Tg1(ΔTg)は、1.5℃であった。
【0190】
[トナー製造例2乃至4]
結着樹脂をB−1に変えてB−2を用いる以外はトナー(T−1)と同様に作製し、トナー(T−2)を得た。トナー(T−2)のTg2−Tg1は、0.0℃であった。同様に結着樹脂B−3を用いて、トナー(T−3)を得た。トナー(T−3)のTg2−Tg1は、5.0℃であった。さらに結着樹脂B−4を用いて、トナー(T−4)を得た。トナー(T−4)のTg2−Tg1は、6.0℃であった。
【0191】
[磁性コア粒子(磁性成分分散型樹脂コア粒子)1、3、7の製造例]
・フェノール 10部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド36質量%水溶液) 16部
・マグネタイト微粒子(個数平均粒径200nm) 84部
を、フラスコに導入し、40℃にしてよく混合した。このときの反応媒体中の溶存酸素量は9.00g/m3であった。次いで65℃まで加温しながら、この反応媒体中に窒素ガスを導入した。窒素ガスの導入量の流量を250cm3/分とし、30分間のガス置換を行った。30分間ガス置換後の反応媒体中の溶存酸素量は0.90g/m3であった。
【0192】
その後、窒素導入量を50cm3/分に抑えながら、酸素が入らないようにして28質量%アンモニア水4部および水8部をフラスコに加えた。フラスコに設置された攪拌機を用いて撹拌しながら平均昇温速度3℃/分で、65℃から85℃に加熱した。85℃にて保持し、3時間重合反応させて硬化させた。このとき攪拌機の撹拌翼の周速は2.2m/秒とした。
【0193】
重合反応させた後、30℃まで冷却して水を添加した。上澄み液を除去して得られた沈殿物を水洗し、さらに風乾した。得られた風乾物を、減圧下(5hPa以下)にて、60℃で乾燥して、体積分布基準の50%粒径(D50)が54μmの磁性成分分散型樹脂コア粒子1を得た。
【0194】
撹拌翼の周速を変更する以外は、磁性成分分散型樹脂コア粒子1と同様に作製し、磁性成分分散型樹脂コア粒子3、及び7を得た。コア粒子3のD50は62μm、コア粒子7のD50は64μmであった。
【0195】
[磁性コア粒子(磁性成分分散型樹脂コア粒子)2の製造例]
・フェノール 10部
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド36質量%水溶液) 16部
・マグネタイト微粒子(個数平均粒径200nm) 60部
・ヘマタイト微粒子(個数平均粒径700nm) 24部
上記配合に変更すること、及び撹拌翼の周速を変更する以外は、磁性成分分散型樹脂コア粒子1と同様に作製し、D50が44μmの磁性成分分散型樹脂コア粒子2を得た。
【0196】
[磁性成分分散型樹脂コア粒子4乃至6、8の製造例]
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体 30部
(スチレン:メチルメタクリレート(質量基準)は75:25)
・マグネタイト微粒子(個数平均粒径200nm) 70部
上記材料を加圧ニーダーで溶融混練し、機械式で粉砕し、さらに熱風処理することで球形化した後、分級を行って、D50が57μmの磁性成分分散型樹脂コア粒子4を得た。
【0197】
熱風条件と分級条件を変更する以外は、磁性成分分散型樹脂コア粒子と同様に作製し、磁性成分分散型樹脂コア粒子5、6及び8を得た。コア粒子5のD50は44μm、コア粒子6のD50は41μm、コア粒子8のD50は34μmであった。
【0198】
[被覆樹脂1の製造例]
下記式(4)で示される構造を有する一方の末端にエチレン性不飽和基(メタクリロイル基)を有する重量平均分子量5,000のメタクリル酸メチルマクロマー(平均値n=50)35部と、下記式(5)で示される構造を有するシクロヘキシルをユニットとしてエステル部位を有するメタクリル酸シクロヘキシルモノマー65部を、還流冷却器、温度計、窒素吸い込み管、及びすり合わせ方式撹拌装置を有する四つ口フラスコに加えた。さらにトルエン90部、メチルエチルケトン110部、及びアゾビスイソバレロニトリル2.0部を加えた。得られた混合物を、窒素気流下70℃で10時間保持し、重合反応終了後、洗浄を繰り返し、グラフト共重合体溶液(固形分33質量%)を得た。この溶液のゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による重量平均分子量は、56,000であった。また、Tgは94℃であった。
【0199】
【化3】

【0200】
得られたグラフト共重合体溶液を固形分濃度10質量%になるようにトルエンで希釈して被覆樹脂1を得た。
【0201】
[磁性キャリア1の製造例]
・被覆樹脂1 (固形分として) 1.5部
・磁性コア粒子1 100部
上記材料をナウタミキサー(ホソカワミクロン(株))にて、60℃で2時間の湿式コートを行い、樹脂被覆処理された磁性キャリア粒子1を得た。さらに、図3に示された被覆処理装置を用い、下記処方にて添加剤の固着を行って、磁性キャリア1を得た。
【0202】
被覆処理装置の構成は、攪拌羽根の軸方向に対する角度を45°、端部の重なりを5mmとした。また、添加剤の固着処理条件は、攪拌羽根とケーシングの内周部との間隙を3.0mm、空間充填率を90%、攪拌羽根の回転数を1600rpm、処理時間を20分間で行った。尚、被覆処理装置のジャケットには20℃の冷却水を導入し、固着処理時の被処理物が処理されるときの温度は56℃であった。該処理終了後に75μ開口の篩いを通して、D50が55μmの磁性キャリア1を得た。
【0203】
・樹脂被覆処理磁性キャリア粒子1 100部
・ゾルゲルシリカ(個数平均粒径140nm) 0.75部
【0204】
[磁性キャリア2乃至8の製造例]
表2に示すように、磁性コア粒子、被覆樹脂、添加微粒子の種類、及び添加微粒子の添加量を変更させること以外は、磁性キャリア1と同様に作製し、磁性キャリア2乃至8を得た。
【0205】
【表2】

【0206】
[現像剤の作製]
10部のトナー(T−1)と、90部の磁性キャリア1を混合し、二成分系現像剤とした。各現像剤、トナーとキャリアの組み合わせは、表3に示す。
【0207】
<実施例1乃至6、及び比較例1乃至5>
上記の現像剤を、下記に示す高速仕様に改造した、キヤノン(株)製フルカラー複写機iRC5180改造機を用いて、下記に示す評価を実施した。上記改造の内容は、高速対応で85枚/分の出力スピードに変更したことである。
【0208】
各評価項目と評価基準については、下記に示した。得られた評価結果を表3に示す。
【0209】
<ハーフトーン(HT)におけるスジの評価方法>
常温低湿環境下(23℃/5%)、単色モードで[(Tトナーの質量(T)/現像剤の質量(D):(T/D)]を3質量%にした二成分現像剤を用いて実験を行った。A4画像(印字比率:0%)を5000枚出力した後、一旦現像剤だけを取り出し、(T/D)が10質量%になるようトナーを混合した。その後、現像剤を現像器に入れ、A4画像(印字比率:10%)2000枚連続で出力した後、A4画像全面にハーフトーン画像を3枚連続で出力した。ちなみにハーフトーン画像は、X−Rite500型(X−rite社製)で濃度0.5であった。目視でスジになっている本数をカウントした。
【0210】
(評価基準)
A:スジがなく、綺麗で非常に良好
B:1本以内/枚で良好
C:2本以上4本未満/枚
D:4本以上/枚
E:6本以上/枚
【0211】
<濃度変動の評価方法>
常温低湿環境下(23℃/5%)、単色モードでA4画像(印字比率:30%)を5000枚出力した後、A4画像(印字比率:1%)を5000枚出力した。さらにA4画像(印字比率:30%)を5000枚出力し、100枚毎に画像濃度をX−Rite500型(X−rite社製)で測定した。
【0212】
(評価基準)
A:濃度変動幅が0.05未満で非常に良好
B:濃度変動幅が0.05以上0.1未満で良好
C:濃度変動幅が0.1以上0.2未満
D:濃度変動幅が0.2以上
【0213】
【表3】

【符号の説明】
【0214】
1:感光体、2:帯電装置、3:露光装置、4:現像装置、5:転写装置、6:中間転写体、7:転写装置、8:定着装置、9:クリーニング装置、10:均し装置(補助ブラシ帯電装置)、11:転写ベルトのクリーニング部材、1K、1Y、1C、1M:感光体、2K、2Y、2C、2M:帯電装置、3K、3Y、3C、3M:露光装置、4K、4Y、4C、4M:現像装置、5K、5Y、5C、5M:転写装置、17K、17Y、17C、17M:現像剤担持体、P:転写材、PK、PY、PC、PM:画像形成ユニット、31:ケーシング、32:回転体、33、33a、33b、33c:攪拌羽根、34:ジャケット、35:投入口、36:排出口、37:支持体、38:駆動部、39:空間、d:攪拌羽根の位置関係を示す間隔、51:現像剤の規制部材、52:現像剤担持体、53:像担持体

【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体を帯電させる帯電工程、前記帯電工程で帯電された像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーと磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤を用い、前記二成分系現像剤の層厚を現像剤担持体に近接して設置された現像剤層厚規制部材で規制し、トナー画像を形成する現像工程、前記像担持体上のトナー画像を中間転写体を介し、または介さずに転写材に転写する転写工程、前記トナー画像を転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
i)前記現像剤層厚規制部材の先端角度をα(度)とすると、前記αが25度以上50度以下であり、
ii)前記磁性キャリアは、粉体流動性分析装置における回転トルクと垂直荷重の総和から得られるEt100(mJ)が、700(mJ)以上2000(mJ)以下であることを特徴とする画像形成方法。
[前記Et100(mJ)は、回転式ブレードを備えた粉体流動性分析装置において、プロペラ型ブレードの最外縁部の周速を100mm/secで回転させながら前記磁性キャリアが満たされた測定容器内の磁性キャリア粉体層中に垂直に進入させ、前記粉体層の底面から100mmの位置から測定を開始し、底面から10mmの位置までブレードを進入させた時に得られる、回転トルクと垂直荷重の総和を表している。]
【請求項2】
画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm )のフロー式粒子像分析装置によって計測された円形度を、0.200以上1.000以下の円形度範囲に800分割し解析された前記キャリアの平均円形度が0.985以上1.000以下であり、且つ円形度が0.985以下の量をβ(個数%)とすると、前記βが2.0個数%以下であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
【請求項3】
前記トナーは、40℃,95%RH、72時間放置後の示差走査熱量計(DSC)による測定から得られる、昇温1度目のTg1と、降温後、再度昇温させる昇温2度目のTg2の差ΔTg(Tg2−Tg1=ΔTg)が、0.0℃以上5.0℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2011−28068(P2011−28068A)
【公開日】平成23年2月10日(2011.2.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−174994(P2009−174994)
【出願日】平成21年7月28日(2009.7.28)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】