JPH10123743A - 画像形成方法 - Google Patents
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Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トナーに迅速かつ均一な帯電性が付与できる
一成分現像剤を小型画像形成装置に適用することによ
り、長期に亘り低現像性、濃度むら及びカブリの発生し
ない鮮明な画像が得られる画像形成方法を提供する。 【解決手段】 潜像保持体上に潜像を形成する工程、得
られた潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いて現像する
工程を有する画像形成方法において、その潜像保持体と
して外径が10〜20mmのものを、また、その現像剤
担持体として外径が5〜15mmのものを用いるととも
に、その現像剤として、結着樹脂と着色剤を含有するト
ナー粒子と、TiO(OH)2 とシラン化合物との反応
により得られる比重2.8〜3.6のチタン化合物とか
らなる一成分現像剤を使用する。
一成分現像剤を小型画像形成装置に適用することによ
り、長期に亘り低現像性、濃度むら及びカブリの発生し
ない鮮明な画像が得られる画像形成方法を提供する。 【解決手段】 潜像保持体上に潜像を形成する工程、得
られた潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いて現像する
工程を有する画像形成方法において、その潜像保持体と
して外径が10〜20mmのものを、また、その現像剤
担持体として外径が5〜15mmのものを用いるととも
に、その現像剤として、結着樹脂と着色剤を含有するト
ナー粒子と、TiO(OH)2 とシラン化合物との反応
により得られる比重2.8〜3.6のチタン化合物とか
らなる一成分現像剤を使用する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤担持体上に
形成した現像剤層を現像領域まで搬送し、その現像剤層
により潜像保持体上の潜像を現像する画像形成方法に関
するものである。
形成した現像剤層を現像領域まで搬送し、その現像剤層
により潜像保持体上の潜像を現像する画像形成方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、静電複写方式における乾式現像法
は、従来のように複写機に用いられるのみならず、プリ
ンター、ファクシミリ、さらには、これらと複写機との
複合機等のパーソナルコピー分野においても広範囲に使
用されている。このため装置自体の小型化、軽量化とと
もに、省資源化やリサイクル等のエコロジー対応がより
強く要求されている。これらの要求に対応させるため
に、種々の画像形成方法の改善や新規開発が行われてい
る。現在、実用化されている種々の静電複写方式におけ
る乾式現像法としては、トナー粒子と鉄粉等のキャリア
を用いる二成分現像方式及びキャリアを用いない一成分
現像方式が知られている。二成分現像方式は、広範囲に
利用されている方式であるが、トナーがキャリア表面に
付着して現像剤が劣化するという問題があり、また、ト
ナーのみが消費されて現像剤中のトナーの濃度割合が低
下するから、トナーとキャリアの混合割合を一定に保持
させる濃度調節装置等を要するために現像装置が大型化
するという欠点がある。一方、一成分現像方式は、現像
剤にキャリアを用いないために装置を小型化できる等の
利点を有することから、現在では現像方式の主流になり
つつある。
は、従来のように複写機に用いられるのみならず、プリ
ンター、ファクシミリ、さらには、これらと複写機との
複合機等のパーソナルコピー分野においても広範囲に使
用されている。このため装置自体の小型化、軽量化とと
もに、省資源化やリサイクル等のエコロジー対応がより
強く要求されている。これらの要求に対応させるため
に、種々の画像形成方法の改善や新規開発が行われてい
る。現在、実用化されている種々の静電複写方式におけ
る乾式現像法としては、トナー粒子と鉄粉等のキャリア
を用いる二成分現像方式及びキャリアを用いない一成分
現像方式が知られている。二成分現像方式は、広範囲に
利用されている方式であるが、トナーがキャリア表面に
付着して現像剤が劣化するという問題があり、また、ト
ナーのみが消費されて現像剤中のトナーの濃度割合が低
下するから、トナーとキャリアの混合割合を一定に保持
させる濃度調節装置等を要するために現像装置が大型化
するという欠点がある。一方、一成分現像方式は、現像
剤にキャリアを用いないために装置を小型化できる等の
利点を有することから、現在では現像方式の主流になり
つつある。
【0003】最近、画像形成装置は小型化の要求が高ま
るに伴い、その装置の主要な構成要素である現像剤担持
体(現像ロール)及び潜像保持体(感光体ドラム)の小
型化が試みられている。しかし、現像ロールを小径にす
ると、帯電付与する領域が狭くなるためにトナーに十分
な帯電量を付与させることができず、その結果、トナー
の低帯電や不均一帯電に起因する低画像濃度、濃度むら
及びカブリ等の問題が発生し易くなる。また、現像ロー
ルは、小径化した場合、一定のプリント速度を確保する
には従来の大径のものに比べて高速回転する必要があ
り、また、現像ロールの曲率が大きくなるために実質的
な帯電付与領域におけるストレスが大きくなり、長期プ
リント時の画質の劣化が問題となる。さらに、現像機の
容量が小さいため、トナーの流動性が低いと担持体への
不均一な搬送による濃度むらを起し易い。
るに伴い、その装置の主要な構成要素である現像剤担持
体(現像ロール)及び潜像保持体(感光体ドラム)の小
型化が試みられている。しかし、現像ロールを小径にす
ると、帯電付与する領域が狭くなるためにトナーに十分
な帯電量を付与させることができず、その結果、トナー
の低帯電や不均一帯電に起因する低画像濃度、濃度むら
及びカブリ等の問題が発生し易くなる。また、現像ロー
ルは、小径化した場合、一定のプリント速度を確保する
には従来の大径のものに比べて高速回転する必要があ
り、また、現像ロールの曲率が大きくなるために実質的
な帯電付与領域におけるストレスが大きくなり、長期プ
リント時の画質の劣化が問題となる。さらに、現像機の
容量が小さいため、トナーの流動性が低いと担持体への
不均一な搬送による濃度むらを起し易い。
【0004】これらの課題を解決するために、特開平6
−110324号公報には、直径7〜15mmの現像ロ
ール及び直径14〜29mmの感光体ドラムを使用した
画像形成方法において、一定量の残留磁化及び帯電分布
を有する磁性トナーを用いる画像形成方法が提案されて
いる。しかしながら、この画像形成方法では、初期には
低画像濃度、濃度むら及びカブリ等の防止に有効である
としても、連続使用時には常に適正なトナー帯電量を維
持することは難しく、画質維持性において不十分であ
る。これは、連続使用によりトナー粒子の表面劣化や層
形成部材の摩耗・汚染による劣化が生じ、トナーの帯電
能力が低下した場合、帯電の機会が少なくなりトナーに
迅速かつ均一な帯電を付与できないことに因るものと考
えられる。そこで、超小型画像装置を用いる画像形成方
法を確立させるには、連続使用時においても、トナーに
迅速かつ均一な帯電を常時付与させるとともに、十分な
画像濃度を維持させることが主要な課題となっている。
−110324号公報には、直径7〜15mmの現像ロ
ール及び直径14〜29mmの感光体ドラムを使用した
画像形成方法において、一定量の残留磁化及び帯電分布
を有する磁性トナーを用いる画像形成方法が提案されて
いる。しかしながら、この画像形成方法では、初期には
低画像濃度、濃度むら及びカブリ等の防止に有効である
としても、連続使用時には常に適正なトナー帯電量を維
持することは難しく、画質維持性において不十分であ
る。これは、連続使用によりトナー粒子の表面劣化や層
形成部材の摩耗・汚染による劣化が生じ、トナーの帯電
能力が低下した場合、帯電の機会が少なくなりトナーに
迅速かつ均一な帯電を付与できないことに因るものと考
えられる。そこで、超小型画像装置を用いる画像形成方
法を確立させるには、連続使用時においても、トナーに
迅速かつ均一な帯電を常時付与させるとともに、十分な
画像濃度を維持させることが主要な課題となっている。
【0005】また、一成分現像剤におけるトナーの帯電
は、二成分現像剤とは異なり、現像ロールとブレードと
いうトナー層形成部材との極めて短時間の接触のみで行
う必要があるため、使用するトナーに求められる特性
は、極めて短時間内に所定の帯電量を確保できること
(帯電速度が非常に速いこと)が重要である。すなわ
ち、トナーとしては、高帯電能(十分な帯電時間を設け
ることによる)であっても帯電速度の遅いものは使用す
ることができない。そのため、一成分現像剤について
は、従来より種々の改善、例えば、トナー粒子内部に帯
電制御剤を混合したり、トナー粒子の表面に外添剤を付
着させること等が試みられている。とりわけ、外添剤に
ついては、最近の特許出願件数から見ても、関係各社と
も鋭意研究開発を行っていることが推察できる。
は、二成分現像剤とは異なり、現像ロールとブレードと
いうトナー層形成部材との極めて短時間の接触のみで行
う必要があるため、使用するトナーに求められる特性
は、極めて短時間内に所定の帯電量を確保できること
(帯電速度が非常に速いこと)が重要である。すなわ
ち、トナーとしては、高帯電能(十分な帯電時間を設け
ることによる)であっても帯電速度の遅いものは使用す
ることができない。そのため、一成分現像剤について
は、従来より種々の改善、例えば、トナー粒子内部に帯
電制御剤を混合したり、トナー粒子の表面に外添剤を付
着させること等が試みられている。とりわけ、外添剤に
ついては、最近の特許出願件数から見ても、関係各社と
も鋭意研究開発を行っていることが推察できる。
【0006】トナーの帯電及び搬送を安定化させるため
に、すなわち、流動性及び帯電性の向上を目的として、
シリカ等の無機酸化微粉末をトナーに添加すること等が
一成分系のみならず二成分系現像剤においても行われて
いる。しかしながら、通常使用されるシリカ系微粉末
は、トナーの流動性には特に有効なものであるが、負極
性が強く、特に低温低湿下においては、負帯電性トナー
を過度に増大させてしまうために、例え含窒素化合物等
による正帯電化処理を施しても正帯電トナーには適さな
いものであり、他方、高温高湿下においては、水分を取
り込んで帯電性を減少させることになるために、両環境
下における帯電性に大きな差異が生じることとなる。そ
のため、現像ロール上へのトナーの搬送性及びトナーの
帯電性を高温高湿並びに低温低湿下において最適なもの
とすることができず、画像濃度再現不良、背景カブリ及
びトナーのボタ落ち等が生じるという問題があり、これ
らを改善するために無機微粉末を表面処理したものを用
いることが提案されている。例えば、特開昭46−57
82号公報、特開昭48−47345号公報、特開昭4
8−47346号公報、特開昭59−34539号公
報、特開昭59−198470号公報及び特開昭59−
231550号公報等には、シリカ微粒子の表面を疎水
化処理することが記載されている。しかし、これらの疎
水化処理された無機微粉末を用いるのみでは、帯電性が
不十分となり、特に、結着樹脂としてポリエステル樹脂
を使用したときには全く効果は得られない。すなわち、
高温高湿において十分な帯電性を付与できるケースで
は、低温低湿において超過度な帯電を付与して現像ロー
ル上の搬送量が過度となり、また、帯電のブロード化が
激しくなり、特に現像性低下及びカブリの割合が大きく
なる。
に、すなわち、流動性及び帯電性の向上を目的として、
シリカ等の無機酸化微粉末をトナーに添加すること等が
一成分系のみならず二成分系現像剤においても行われて
いる。しかしながら、通常使用されるシリカ系微粉末
は、トナーの流動性には特に有効なものであるが、負極
性が強く、特に低温低湿下においては、負帯電性トナー
を過度に増大させてしまうために、例え含窒素化合物等
による正帯電化処理を施しても正帯電トナーには適さな
いものであり、他方、高温高湿下においては、水分を取
り込んで帯電性を減少させることになるために、両環境
下における帯電性に大きな差異が生じることとなる。そ
のため、現像ロール上へのトナーの搬送性及びトナーの
帯電性を高温高湿並びに低温低湿下において最適なもの
とすることができず、画像濃度再現不良、背景カブリ及
びトナーのボタ落ち等が生じるという問題があり、これ
らを改善するために無機微粉末を表面処理したものを用
いることが提案されている。例えば、特開昭46−57
82号公報、特開昭48−47345号公報、特開昭4
8−47346号公報、特開昭59−34539号公
報、特開昭59−198470号公報及び特開昭59−
231550号公報等には、シリカ微粒子の表面を疎水
化処理することが記載されている。しかし、これらの疎
水化処理された無機微粉末を用いるのみでは、帯電性が
不十分となり、特に、結着樹脂としてポリエステル樹脂
を使用したときには全く効果は得られない。すなわち、
高温高湿において十分な帯電性を付与できるケースで
は、低温低湿において超過度な帯電を付与して現像ロー
ル上の搬送量が過度となり、また、帯電のブロード化が
激しくなり、特に現像性低下及びカブリの割合が大きく
なる。
【0007】また、トナー粒子の負帯電性を緩和する方
法としては、上記したアミノ変性シリコーンオイルで表
面処理されたシリカ微粒子を外添させる方法(特開昭6
4−73354号公報)及びアミノシラン及び/又はア
ミノ変性シリコーンオイルで表面処理されたシリカ微粒
子を外添させる方法(特開平1−237561号公報)
等が知られている。しかし、これらのアミノ化合物で処
理したものは、低温低湿下における負帯電性トナーの過
剰な帯電上昇は抑制できるものの、シリカ微粉末自体の
持つ環境依存性を十分に改善することができない。すな
わち、高温高湿下においても同様な電荷の中和が起るた
めに、依然として環境依存性は改善されず、搬送不良、
帯電不良を原因とする背景部カブリ及び画像濃度低下を
引き起すことになる。
法としては、上記したアミノ変性シリコーンオイルで表
面処理されたシリカ微粒子を外添させる方法(特開昭6
4−73354号公報)及びアミノシラン及び/又はア
ミノ変性シリコーンオイルで表面処理されたシリカ微粒
子を外添させる方法(特開平1−237561号公報)
等が知られている。しかし、これらのアミノ化合物で処
理したものは、低温低湿下における負帯電性トナーの過
剰な帯電上昇は抑制できるものの、シリカ微粉末自体の
持つ環境依存性を十分に改善することができない。すな
わち、高温高湿下においても同様な電荷の中和が起るた
めに、依然として環境依存性は改善されず、搬送不良、
帯電不良を原因とする背景部カブリ及び画像濃度低下を
引き起すことになる。
【0008】さらに、一成分トナーは、現像ロールと帯
電ブレードとの僅かな接触時間及び狭い接触空間内にお
ける接触摩擦で帯電しなければならず、そのため、トナ
ーには帯電の立ち上がりの速さが要求される。ところ
が、シリカ微粒子を外添したトナーは、二成分系、一成
分系を問わず一般に帯電の立ち上がりが遅いために、一
成分トナーにおいては、高帯電が得られる低温低湿にお
いても、逆極性トナーによるカブリやトナークラウド
(機内汚れ)が発生し易い。また、シリカ微粉末は、高
抵抗、高帯電性及び帯電速度の遅さ等が主因となって現
像ロール上の帯電分布が広くなることから、帯電量は適
切な範囲にあっても、逆極性トナーが多数発生する等の
欠点も有しており、逆極性トナーによるカブリやトナー
クラウド(機内汚れ)を引き起すことになる。このよう
に、シリカ微粒子は、疎水化処理や負帯電性の緩和処理
等を行っても、シリカが本来有する帯電の環境依存性、
帯電速度の遅さ及び帯電分布の悪さを改善するまでには
至っていないのが現状である。
電ブレードとの僅かな接触時間及び狭い接触空間内にお
ける接触摩擦で帯電しなければならず、そのため、トナ
ーには帯電の立ち上がりの速さが要求される。ところ
が、シリカ微粒子を外添したトナーは、二成分系、一成
分系を問わず一般に帯電の立ち上がりが遅いために、一
成分トナーにおいては、高帯電が得られる低温低湿にお
いても、逆極性トナーによるカブリやトナークラウド
(機内汚れ)が発生し易い。また、シリカ微粉末は、高
抵抗、高帯電性及び帯電速度の遅さ等が主因となって現
像ロール上の帯電分布が広くなることから、帯電量は適
切な範囲にあっても、逆極性トナーが多数発生する等の
欠点も有しており、逆極性トナーによるカブリやトナー
クラウド(機内汚れ)を引き起すことになる。このよう
に、シリカ微粒子は、疎水化処理や負帯電性の緩和処理
等を行っても、シリカが本来有する帯電の環境依存性、
帯電速度の遅さ及び帯電分布の悪さを改善するまでには
至っていないのが現状である。
【0009】一方、トナーの帯電及び流動性を改善する
ために、他の無機酸化物としてチタニアを添加する場
合、チタニアはシリカよりも帯電の立ち上がりが速く、
かつチタニア自体が低抵抗性のためか帯電分布がシャー
プになるという利点を持っている。しかし、チタニア
は、トナーに高帯電を付与することができず、搬送量の
低下及び帯電低下による濃度再現性の低下及び背景部カ
ブリを生じ易い。
ために、他の無機酸化物としてチタニアを添加する場
合、チタニアはシリカよりも帯電の立ち上がりが速く、
かつチタニア自体が低抵抗性のためか帯電分布がシャー
プになるという利点を持っている。しかし、チタニア
は、トナーに高帯電を付与することができず、搬送量の
低下及び帯電低下による濃度再現性の低下及び背景部カ
ブリを生じ易い。
【0010】この帯電性を改善するために、二成分系、
一成分系を問わず、疎水性酸化チタンをトナーに外添す
る方法が提案されている(特開昭58−216252号
公報、特開昭60−123862号公報、特開昭60−
238847号公報)。この疎水性酸化チタンは、その
表面をシラン化合物、シランカップリング剤、シリコー
ンオイル等で処理することにより得られる。この方法に
よれば、トナーの帯電性は未処理の親水性チタニアを用
いるよりも向上させることが可能であり、二成分系トナ
ーに使用されて上市されている例がある。しかし、一成
分トナーにおいては、処理剤の種類及び量を調整するこ
とにより一定量の帯電レベルの改善は可能であるが、そ
の帯電レベルは未だ満足できる水準には到達しておら
ず、また環境依存性においても限界がある。また、処理
剤を用いて酸化チタンの疎水化を高くすると、帯電レベ
ル及び環境非依存性は、従来の親水性酸化チタンよりも
向上するが、他方では、酸化チタンのもつ帯電速度の速
さ及び帯電分布のシャープさ等については従来の酸化チ
タンよりも低下するというのが実情である。
一成分系を問わず、疎水性酸化チタンをトナーに外添す
る方法が提案されている(特開昭58−216252号
公報、特開昭60−123862号公報、特開昭60−
238847号公報)。この疎水性酸化チタンは、その
表面をシラン化合物、シランカップリング剤、シリコー
ンオイル等で処理することにより得られる。この方法に
よれば、トナーの帯電性は未処理の親水性チタニアを用
いるよりも向上させることが可能であり、二成分系トナ
ーに使用されて上市されている例がある。しかし、一成
分トナーにおいては、処理剤の種類及び量を調整するこ
とにより一定量の帯電レベルの改善は可能であるが、そ
の帯電レベルは未だ満足できる水準には到達しておら
ず、また環境依存性においても限界がある。また、処理
剤を用いて酸化チタンの疎水化を高くすると、帯電レベ
ル及び環境非依存性は、従来の親水性酸化チタンよりも
向上するが、他方では、酸化チタンのもつ帯電速度の速
さ及び帯電分布のシャープさ等については従来の酸化チ
タンよりも低下するというのが実情である。
【0011】さらに、酸化チタンは、主にイルメナイト
鉱石から硫酸法または塩酸法により酸化チタン結晶を取
り出す方法により得られているが、これらの湿式法によ
り生成され、これを加熱、焼成して得られる酸化チタン
には、脱水縮合により形成される凝集粒子も当然存在す
ることから、既存の技術ではこのような凝集粒子を分散
させることは容易ではない。すなわち、微粉末として取
り出した酸化チタンには、さらに二次、三次の凝集を形
成しており、トナーの流動性を向上させる能力はシリカ
に比べて劣ることになる。
鉱石から硫酸法または塩酸法により酸化チタン結晶を取
り出す方法により得られているが、これらの湿式法によ
り生成され、これを加熱、焼成して得られる酸化チタン
には、脱水縮合により形成される凝集粒子も当然存在す
ることから、既存の技術ではこのような凝集粒子を分散
させることは容易ではない。すなわち、微粉末として取
り出した酸化チタンには、さらに二次、三次の凝集を形
成しており、トナーの流動性を向上させる能力はシリカ
に比べて劣ることになる。
【0012】近年、画像の高画質化が強く求められてお
り、これに伴ってトナーの粒径を小径化して高画質を達
成する試みがなされているが、トナー粒径を細かくする
と粒子間付着力が増大してトナーの流動性を低下させる
ことになり、この現象は微細化するにつれて益々顕著な
ものとなる。特に、従来より使用されている酸化チタン
は、シリカよりも比重が大きいためか、トナー表面に強
固に付着せずトナー表面から剥離し易い。このためスリ
ーブ汚染を伴う長期の帯電安定性に劣り、また感光体汚
染も引き起こし易く、画質劣化及び画質欠陥の原因とな
る。
り、これに伴ってトナーの粒径を小径化して高画質を達
成する試みがなされているが、トナー粒径を細かくする
と粒子間付着力が増大してトナーの流動性を低下させる
ことになり、この現象は微細化するにつれて益々顕著な
ものとなる。特に、従来より使用されている酸化チタン
は、シリカよりも比重が大きいためか、トナー表面に強
固に付着せずトナー表面から剥離し易い。このためスリ
ーブ汚染を伴う長期の帯電安定性に劣り、また感光体汚
染も引き起こし易く、画質劣化及び画質欠陥の原因とな
る。
【0013】また、トナーの流動性向上及び帯電の環境
非依存性を両立させるために、疎水性酸化チタン及び疎
水性シリカの併用添加が試みられている(特開昭60−
136755号公報)。この手法によれば、疎水性シリ
カ及び疎水性酸化チタンの有する欠点は一時的に抑制さ
れるものの、分散状態によりいずれか一方の添加剤の影
響を受けやすい。特に耐久性についてみると、トナー表
面における分散構造を安定に制御することは困難であ
り、例えば、スリーブ上のストレスを受けて疎水性シリ
カまたは疎水性酸化チタンの欠点が現れ易く、また、こ
れらを長期に亘り安定的に制御することは困難であっ
た。
非依存性を両立させるために、疎水性酸化チタン及び疎
水性シリカの併用添加が試みられている(特開昭60−
136755号公報)。この手法によれば、疎水性シリ
カ及び疎水性酸化チタンの有する欠点は一時的に抑制さ
れるものの、分散状態によりいずれか一方の添加剤の影
響を受けやすい。特に耐久性についてみると、トナー表
面における分散構造を安定に制御することは困難であ
り、例えば、スリーブ上のストレスを受けて疎水性シリ
カまたは疎水性酸化チタンの欠点が現れ易く、また、こ
れらを長期に亘り安定的に制御することは困難であっ
た。
【0014】次に、疎水性アモルファス酸化チタンをト
ナーに添加する方法が提案されている(特開平5−20
4183号公報、特開平5−72797号公報)。この
アモルファス酸化チタンは、CVD法を用いて金属アル
コキシドまたは金属ハライドを加水分解することにより
得られる(化学工学論文集、第18巻、第3号、303
〜307(1992))。しかし、このような加水分解
法により得られた酸化チタンは、帯電特性とトナー流動
性向上の両立は可能であるが、粒子内部に多くの吸着水
を有するから転写時にそれ自体は感光体上に残留する。
すなわち、アモルファス酸化チタンと感光体との付着力
が強いために、その酸化チタンが転写されずに感光体上
に残り、画像上の白点抜け又はクリーニング時に硬い酸
化チタンにより感光体を損傷させる等の問題を有してい
る。
ナーに添加する方法が提案されている(特開平5−20
4183号公報、特開平5−72797号公報)。この
アモルファス酸化チタンは、CVD法を用いて金属アル
コキシドまたは金属ハライドを加水分解することにより
得られる(化学工学論文集、第18巻、第3号、303
〜307(1992))。しかし、このような加水分解
法により得られた酸化チタンは、帯電特性とトナー流動
性向上の両立は可能であるが、粒子内部に多くの吸着水
を有するから転写時にそれ自体は感光体上に残留する。
すなわち、アモルファス酸化チタンと感光体との付着力
が強いために、その酸化チタンが転写されずに感光体上
に残り、画像上の白点抜け又はクリーニング時に硬い酸
化チタンにより感光体を損傷させる等の問題を有してい
る。
【0015】また一方、湿式法により酸化チタンを精製
する方法において、水系媒体中でシラン化合物を加水分
解させて酸化チタンを表面処理し、凝集を抑えた状態で
酸化チタンを取り出し、これをトナーに添加する方法が
提案されている(特開平5−188633号公報)。こ
のシラン化合物処理を行うと、従来の酸化チタンの疎水
化処理法に比べて凝集粒子が減少することからトナーの
流動性向上は達成されるが、負帯電トナーの帯電レベル
及び環境依存性については従来のものと何ら変ることな
く不十分であるし、さらに帯電速度(追加トナーのアド
ミックス性)及び電荷分布に悪影響を及ぼすことにな
る。
する方法において、水系媒体中でシラン化合物を加水分
解させて酸化チタンを表面処理し、凝集を抑えた状態で
酸化チタンを取り出し、これをトナーに添加する方法が
提案されている(特開平5−188633号公報)。こ
のシラン化合物処理を行うと、従来の酸化チタンの疎水
化処理法に比べて凝集粒子が減少することからトナーの
流動性向上は達成されるが、負帯電トナーの帯電レベル
及び環境依存性については従来のものと何ら変ることな
く不十分であるし、さらに帯電速度(追加トナーのアド
ミックス性)及び電荷分布に悪影響を及ぼすことにな
る。
【0016】さらに、上記した無機酸化物をトナー表面
に添加すると、長期の連続使用により層形成部材等によ
りトナーにストレスが加わり、層形成部材へのトナーフ
ィルミングや融着が発生したり、外添剤の剥れや埋め込
み等の発生により、トナーの帯電性に変化が起こるた
め、安定した帯電及び搬送を長期に亘り維持することが
難しくなる。これらの問題を解決するために、特開平6
−95429号公報、特開平6−102699号公報及
び特開平6−266156号公報等では、外添剤の埋め
込み防止のために、特定のバインダー樹脂を使用するこ
とが提案されている。また、特開平6−51561号公
報、特開平6−208242号公報及び特開平6−25
0442号公報等は、特定の帯電制御剤及び外添剤を使
用することが提案されている。しかし、これらも、依然
として不十分なものであり、未だ多くの課題が残されて
いる。
に添加すると、長期の連続使用により層形成部材等によ
りトナーにストレスが加わり、層形成部材へのトナーフ
ィルミングや融着が発生したり、外添剤の剥れや埋め込
み等の発生により、トナーの帯電性に変化が起こるた
め、安定した帯電及び搬送を長期に亘り維持することが
難しくなる。これらの問題を解決するために、特開平6
−95429号公報、特開平6−102699号公報及
び特開平6−266156号公報等では、外添剤の埋め
込み防止のために、特定のバインダー樹脂を使用するこ
とが提案されている。また、特開平6−51561号公
報、特開平6−208242号公報及び特開平6−25
0442号公報等は、特定の帯電制御剤及び外添剤を使
用することが提案されている。しかし、これらも、依然
として不十分なものであり、未だ多くの課題が残されて
いる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記した実情に鑑み、その問題点を解決するた
めになされたものである。すなわち、本発明の第1の目
的は、省スペースの観点で小型画像形成装置に適用され
る優れた画像形成方法を提供することにある。また、本
発明の第2の目的は、トナーに迅速かつ均一な帯電性を
付与できる一成分現像剤を小型画像形成装置に適用する
画像形成方法を提供することにある。さらに、本発明の
第3の目的は、長期に亘り低現像性、濃度むら及びカブ
リ等の発生しない、鮮明な画像が得られる小型画像形成
装置に適用される画像形成方法を提供することにある。
における上記した実情に鑑み、その問題点を解決するた
めになされたものである。すなわち、本発明の第1の目
的は、省スペースの観点で小型画像形成装置に適用され
る優れた画像形成方法を提供することにある。また、本
発明の第2の目的は、トナーに迅速かつ均一な帯電性を
付与できる一成分現像剤を小型画像形成装置に適用する
画像形成方法を提供することにある。さらに、本発明の
第3の目的は、長期に亘り低現像性、濃度むら及びカブ
リ等の発生しない、鮮明な画像が得られる小型画像形成
装置に適用される画像形成方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、画像形成
装置の小型化について鋭意検討した結果、少なくとも結
着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と添加剤とから
なる現像剤において、添加剤として、湿式法で得られる
TiO(OH)2 の一部または全部をシラン化合物と反
応させて得られた比重2.8〜3.6のチタン化合物を
使用することにより、現像ロール及び感光体ロールの直
径が小さい場合においても、長期に亘りトナーに迅速か
つ均一な帯電性を付与できることを見出し、本発明を完
成するに至った。
装置の小型化について鋭意検討した結果、少なくとも結
着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と添加剤とから
なる現像剤において、添加剤として、湿式法で得られる
TiO(OH)2 の一部または全部をシラン化合物と反
応させて得られた比重2.8〜3.6のチタン化合物を
使用することにより、現像ロール及び感光体ロールの直
径が小さい場合においても、長期に亘りトナーに迅速か
つ均一な帯電性を付与できることを見出し、本発明を完
成するに至った。
【0019】すなわち、本発明の画像形成方法は、潜像
保持体上に潜像を形成する工程、得られた潜像を現像剤
担持体上の現像剤を用いて現像する工程を有する画像形
成方法において、該潜像保持体として外径が10〜20
mmの範囲のものを用い、また、該現像剤担持体として
外径が5〜15mmの範囲のものを用いるとともに、該
現像剤として、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒
子と、TiO(OH)2 とシラン化合物との反応によっ
て得られる比重2.8〜3.6とのチタン化合物とから
なる一成分現像剤を使用することを特徴とする。
保持体上に潜像を形成する工程、得られた潜像を現像剤
担持体上の現像剤を用いて現像する工程を有する画像形
成方法において、該潜像保持体として外径が10〜20
mmの範囲のものを用い、また、該現像剤担持体として
外径が5〜15mmの範囲のものを用いるとともに、該
現像剤として、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒
子と、TiO(OH)2 とシラン化合物との反応によっ
て得られる比重2.8〜3.6とのチタン化合物とから
なる一成分現像剤を使用することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明の画像形成方法は、潜像保持
体上に潜像を形成する潜像形成工程、現像剤担持体上に
薄層形成された現像剤を用いて該潜像保持体上の潜像を
現像する現像工程、潜像保持体上の現像剤(トナー)画
像を転写体に転写する転写工程及び転写体上のトナー画
像を熱定着する定着工程を有するものである。
て詳細に説明する。本発明の画像形成方法は、潜像保持
体上に潜像を形成する潜像形成工程、現像剤担持体上に
薄層形成された現像剤を用いて該潜像保持体上の潜像を
現像する現像工程、潜像保持体上の現像剤(トナー)画
像を転写体に転写する転写工程及び転写体上のトナー画
像を熱定着する定着工程を有するものである。
【0021】まず、潜像形成工程は、従来公知の方法を
適用することができ、電子写真法あるいは静電記録法に
よって、感光層あるいは誘電体等の潜像保持体上に静電
潜像を形成するものである。本発明に用いる潜像保持体
としては、円筒状支持体上に感光層を形成した従来公知
の感光体ドラム等であり、その感光層としては、有機
系、アモルファスシリコン等公知のものが使用できる。
その円筒状支持体としては、導電性基体からなり、通常
アルミニウムまたはアルミニウム合金を押出成型した
後、表面加工する等の公知の製法により得られたものが
用いられるが、小径化を達成するためには、金属条鋼ま
たは金属板を丸め、その接合部を溶接して円筒形状にし
たものが製造上好ましく用いられる。円筒状支持体の材
質としては、アルミニウム又はその合金、ステンレス
鋼、ニッケル、銅又はその合金等が用いられるが、小径
化に伴う薄肉化を達成するためにはステンレス鋼、黄銅
等を使用することが好ましい。
適用することができ、電子写真法あるいは静電記録法に
よって、感光層あるいは誘電体等の潜像保持体上に静電
潜像を形成するものである。本発明に用いる潜像保持体
としては、円筒状支持体上に感光層を形成した従来公知
の感光体ドラム等であり、その感光層としては、有機
系、アモルファスシリコン等公知のものが使用できる。
その円筒状支持体としては、導電性基体からなり、通常
アルミニウムまたはアルミニウム合金を押出成型した
後、表面加工する等の公知の製法により得られたものが
用いられるが、小径化を達成するためには、金属条鋼ま
たは金属板を丸め、その接合部を溶接して円筒形状にし
たものが製造上好ましく用いられる。円筒状支持体の材
質としては、アルミニウム又はその合金、ステンレス
鋼、ニッケル、銅又はその合金等が用いられるが、小径
化に伴う薄肉化を達成するためにはステンレス鋼、黄銅
等を使用することが好ましい。
【0022】本発明における潜像保持体の直径は、外径
が10〜20mmの範囲にあるものを用いることが必要
であり、小型化の観点からは外径が15mm以下のもの
が特に好ましい。外径が20mmを越えると画像形成装
置の小型化が困難となり、また、10mmより小さいと
潜像保持体自体の製造が困難になると同時に、現像領域
が狭くなることにより現像性が著しく低下し、また潜像
保持体の曲率の増大及びクリーニング領域の減少に伴
い、未転写トナーのクリーニング性が低下する。本発明
においては、特に、上記範囲の潜像保持体と下記するト
ナーとを用いることにより、転写性及び現像性が良好な
ものとなる。
が10〜20mmの範囲にあるものを用いることが必要
であり、小型化の観点からは外径が15mm以下のもの
が特に好ましい。外径が20mmを越えると画像形成装
置の小型化が困難となり、また、10mmより小さいと
潜像保持体自体の製造が困難になると同時に、現像領域
が狭くなることにより現像性が著しく低下し、また潜像
保持体の曲率の増大及びクリーニング領域の減少に伴
い、未転写トナーのクリーニング性が低下する。本発明
においては、特に、上記範囲の潜像保持体と下記するト
ナーとを用いることにより、転写性及び現像性が良好な
ものとなる。
【0023】次に、現像工程では、現像ロール等の現像
剤担持体の回転円筒体上に、トナーを弾性ブレード等に
より薄層に形成し、それを現像部まで搬送し、現像剤担
持体と静電潜像を保持する潜像保持体とを現像部におい
て接触または一定の間隙を設けて配置し、現像剤担持体
と潜像保持体との間にバイアスを印加しながら静電潜像
をトナーを用いて現像する。この現像剤担持体として
は、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル等の金属や
セラミックスを引き抜き加工して得られたもので、従来
公知の現像ロール等が使用されるが、トナーの搬送性や
帯電性を制御するために、基体表面に酸化または金属メ
ッキ、研磨又はブラスト処理等の表面処理や樹脂による
コーティング等を施してもよい。特に、画像形成装置の
小型化及び軽量化指向に伴い、現像剤担持体を小径かつ
薄肉化する場合には、薄肉化しても一定以上の機械的強
度を保持できるステンレス鋼を用いることが好ましい。
剤担持体の回転円筒体上に、トナーを弾性ブレード等に
より薄層に形成し、それを現像部まで搬送し、現像剤担
持体と静電潜像を保持する潜像保持体とを現像部におい
て接触または一定の間隙を設けて配置し、現像剤担持体
と潜像保持体との間にバイアスを印加しながら静電潜像
をトナーを用いて現像する。この現像剤担持体として
は、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル等の金属や
セラミックスを引き抜き加工して得られたもので、従来
公知の現像ロール等が使用されるが、トナーの搬送性や
帯電性を制御するために、基体表面に酸化または金属メ
ッキ、研磨又はブラスト処理等の表面処理や樹脂による
コーティング等を施してもよい。特に、画像形成装置の
小型化及び軽量化指向に伴い、現像剤担持体を小径かつ
薄肉化する場合には、薄肉化しても一定以上の機械的強
度を保持できるステンレス鋼を用いることが好ましい。
【0024】本発明における現像剤担持体の直径は、外
径が5〜15mmの範囲にあるものを使用する。外径が
15mmを越えると画像形成装置の小型化が困難とな
り、一方、5mmより小さいと現像剤担持体の製造自体
が困難になると同時に、現像剤に適切な電荷を付与でき
なくなり良好な画質が得られなくなる。現像剤担持体上
にトナー層を形成するには、弾性ブレードを現像剤担持
体表面(スリーブ)に当接させて行う。弾性ブレードの
材質としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム等のゴム
弾性体を用いることが好ましい。また、トナー帯電量を
制御するために弾性体中に有機物または無機物を添加分
散させてもよい。
径が5〜15mmの範囲にあるものを使用する。外径が
15mmを越えると画像形成装置の小型化が困難とな
り、一方、5mmより小さいと現像剤担持体の製造自体
が困難になると同時に、現像剤に適切な電荷を付与でき
なくなり良好な画質が得られなくなる。現像剤担持体上
にトナー層を形成するには、弾性ブレードを現像剤担持
体表面(スリーブ)に当接させて行う。弾性ブレードの
材質としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム等のゴム
弾性体を用いることが好ましい。また、トナー帯電量を
制御するために弾性体中に有機物または無機物を添加分
散させてもよい。
【0025】転写工程は、潜像保持体上のトナー画像を
転写体である紙に転写するものである。本発明における
転写手段としては、潜像保持体に転写ローラを当接させ
る接触型のものと、コロトロンを用いる非接触型のもの
等の公知のものが用いられるが、装置を小型化するには
接触型が好ましい。クリーニング工程は、転写工程にお
いて転写されずに潜像保持体に残留したトナーをクリー
ニング手段により除去するものである。このクリーニン
グには、ブレードクリーニング又はローラークリーニン
グ等の公知の装置が採用できる。ブレードクリーニング
には、シリコーンゴムやウレタンゴム等の弾性ゴムが用
いられる。さらに、定着工程は、転写体に転写されたト
ナー画像を定着器により定着させるものであり、その定
着手段としてはヒートロールを用いる熱定着方式が好ま
しい。
転写体である紙に転写するものである。本発明における
転写手段としては、潜像保持体に転写ローラを当接させ
る接触型のものと、コロトロンを用いる非接触型のもの
等の公知のものが用いられるが、装置を小型化するには
接触型が好ましい。クリーニング工程は、転写工程にお
いて転写されずに潜像保持体に残留したトナーをクリー
ニング手段により除去するものである。このクリーニン
グには、ブレードクリーニング又はローラークリーニン
グ等の公知の装置が採用できる。ブレードクリーニング
には、シリコーンゴムやウレタンゴム等の弾性ゴムが用
いられる。さらに、定着工程は、転写体に転写されたト
ナー画像を定着器により定着させるものであり、その定
着手段としてはヒートロールを用いる熱定着方式が好ま
しい。
【0026】本発明に用いる一成分現像剤は、少なくと
も結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と添加剤と
からなるものであり、その添加剤としては、湿式法で得
られるTiO(OH)2 の一部または全部をシラン化合
物と反応させることにより得られた、比重2.8〜3.
6のチタン化合物を用いることが必要である。
も結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子と添加剤と
からなるものであり、その添加剤としては、湿式法で得
られるTiO(OH)2 の一部または全部をシラン化合
物と反応させることにより得られた、比重2.8〜3.
6のチタン化合物を用いることが必要である。
【0027】一般に、通常の湿式法による酸化チタンの
製法は、溶媒中で化学反応させることにより製造される
ものであり、硫酸法と塩酸法に分けられる。その中で、
硫酸法は、簡略すると液相中で下記の反応が進行し、不
溶性のTiO(OH)2 が加水分解により得られる。 FeTiO3 +2H2 SO4 →FeSO4 +TiOSO
4 +2H2 O TiOSO4 +2H2 O →TiO(OH)2 +H2
SO4 また、塩酸湿式法は、まず乾式法と同様の方法により塩
素化させて4塩化チタンを生成し、その後、水に溶解さ
せ、これに強塩基を投入しながら加水分解し、TiO
(OH)2 が得られる。概略、以下のような反応により
生成する。 TiCl4 +H2 O →TiOCl2 +2HCl TiOCl2 +2H2 O→TiO(OH)2 +2HCl
製法は、溶媒中で化学反応させることにより製造される
ものであり、硫酸法と塩酸法に分けられる。その中で、
硫酸法は、簡略すると液相中で下記の反応が進行し、不
溶性のTiO(OH)2 が加水分解により得られる。 FeTiO3 +2H2 SO4 →FeSO4 +TiOSO
4 +2H2 O TiOSO4 +2H2 O →TiO(OH)2 +H2
SO4 また、塩酸湿式法は、まず乾式法と同様の方法により塩
素化させて4塩化チタンを生成し、その後、水に溶解さ
せ、これに強塩基を投入しながら加水分解し、TiO
(OH)2 が得られる。概略、以下のような反応により
生成する。 TiCl4 +H2 O →TiOCl2 +2HCl TiOCl2 +2H2 O→TiO(OH)2 +2HCl
【0028】さらに、通常の酸化チタンの製造工程で
は、その後に水洗及び濾過を繰り返し、次いで焼成する
ことにより酸化チタンが得られる。さらに必要に応じて
解砕し、粉砕した後、シラン化合物等による処理が施さ
れることになる。しかし、従来の酸化チタンの製法は、
焼成工程でチタン同士の結合の強さから粒子同士焼結
し、凝集が数多く発生してしまうという重大な欠点を有
している。この問題を回避するために、湿式粉砕の強
化、乾燥前の処理剤による反応等に数多くの工夫がなさ
れているが、現状ではこの凝集を1次粒子まで解砕させ
ることはできない。この酸化チタンをトナーの添加剤に
適用し、シリカ粒子と合わせてトナー上のカバレッジを
確保しても、シリカ粒子のみを用いる場合と同様の流動
性を得ることができず、その上、その凝集に起因すると
想定される感光体表面の損傷及びフィルミングが発生す
ることになる。
は、その後に水洗及び濾過を繰り返し、次いで焼成する
ことにより酸化チタンが得られる。さらに必要に応じて
解砕し、粉砕した後、シラン化合物等による処理が施さ
れることになる。しかし、従来の酸化チタンの製法は、
焼成工程でチタン同士の結合の強さから粒子同士焼結
し、凝集が数多く発生してしまうという重大な欠点を有
している。この問題を回避するために、湿式粉砕の強
化、乾燥前の処理剤による反応等に数多くの工夫がなさ
れているが、現状ではこの凝集を1次粒子まで解砕させ
ることはできない。この酸化チタンをトナーの添加剤に
適用し、シリカ粒子と合わせてトナー上のカバレッジを
確保しても、シリカ粒子のみを用いる場合と同様の流動
性を得ることができず、その上、その凝集に起因すると
想定される感光体表面の損傷及びフィルミングが発生す
ることになる。
【0029】また、従来の製法により酸化チタンを処理
しようとすると、シラン化合物による処理可能量には限
界がある。一般にシラン化合物の量を増加させると、帯
電性付与能力が増大するが、酸化チタンの量に対して約
15〜20%の処理量でその能力は飽和点に達してしま
う。そこで、トナーに高帯電を付与させるためにカップ
リング剤の増量を行っても、高帯電が得られないばかり
か、余剰なカップリング剤同士が反応し、さらに凝集粒
子が増大するとともに、トナー粒子に添加すると帯電速
度の低下、帯電分布のブロード化等が発生することにな
る。以上のように、従来の酸化チタンは、凝集粒子が多
く、帯電付与能力が低く、帯電速度が遅く、かつ帯電分
布が広いものであり、いずれも満足できる水準には達し
ていない。
しようとすると、シラン化合物による処理可能量には限
界がある。一般にシラン化合物の量を増加させると、帯
電性付与能力が増大するが、酸化チタンの量に対して約
15〜20%の処理量でその能力は飽和点に達してしま
う。そこで、トナーに高帯電を付与させるためにカップ
リング剤の増量を行っても、高帯電が得られないばかり
か、余剰なカップリング剤同士が反応し、さらに凝集粒
子が増大するとともに、トナー粒子に添加すると帯電速
度の低下、帯電分布のブロード化等が発生することにな
る。以上のように、従来の酸化チタンは、凝集粒子が多
く、帯電付与能力が低く、帯電速度が遅く、かつ帯電分
布が広いものであり、いずれも満足できる水準には達し
ていない。
【0030】ところが、本発明においてトナーの添加剤
として用いるチタン化合物は、上述した湿式工程中で生
成するTiO(OH)2 にシラン化合物を反応させ、こ
れを乾燥させて得られるものであり、この方法は数百度
という高温焼成工程がないため、チタン同士の強い結合
が起らないから凝集が全くなく、粒子はほぼ一次粒子の
状態で取り出すことができる上に、このチタン化合物
は、TiO(OH)2 にシラン化合物を直接反応させる
ことができるため、処理可能量を多くすることができ
る。すなわち、従来の処理酸化チタンは帯電能に寄与す
る処理量の限界値が低かったが、本発明に使用されるチ
タン化合物は限界値が高く、原体の粒径にもよるが、従
来品の約3倍量(チタン原体全量の約50〜70%)ま
で処理できるという利点がある。そこで、シラン化合物
の処理量によりトナーの帯電を制御することができ、か
つ、付与できる帯電能も従来の酸化チタンより大幅に改
善することができる。さらに、余剰なシラン化合物を少
なくすることができるために、シラン化合物同士の反応
が少なくなり、処理量を増やしても、帯電速度及び帯電
分布を低下させることなく高帯電が得られる。
として用いるチタン化合物は、上述した湿式工程中で生
成するTiO(OH)2 にシラン化合物を反応させ、こ
れを乾燥させて得られるものであり、この方法は数百度
という高温焼成工程がないため、チタン同士の強い結合
が起らないから凝集が全くなく、粒子はほぼ一次粒子の
状態で取り出すことができる上に、このチタン化合物
は、TiO(OH)2 にシラン化合物を直接反応させる
ことができるため、処理可能量を多くすることができ
る。すなわち、従来の処理酸化チタンは帯電能に寄与す
る処理量の限界値が低かったが、本発明に使用されるチ
タン化合物は限界値が高く、原体の粒径にもよるが、従
来品の約3倍量(チタン原体全量の約50〜70%)ま
で処理できるという利点がある。そこで、シラン化合物
の処理量によりトナーの帯電を制御することができ、か
つ、付与できる帯電能も従来の酸化チタンより大幅に改
善することができる。さらに、余剰なシラン化合物を少
なくすることができるために、シラン化合物同士の反応
が少なくなり、処理量を増やしても、帯電速度及び帯電
分布を低下させることなく高帯電が得られる。
【0031】本発明に用いるチタン化合物は、比重が
2.8〜3.6と小さく、他の酸化チタンよりも軽いも
のであるために、トナー表面との付着が強固であり、長
期間使用しても、トナー上から脱離しないこと及びシラ
ン化合物同士の反応が少ない(原体に強固に付着してい
る)ことから処理剤の移行が少なく、したがって、スリ
ーブへの移行によるスリーブ汚染が少なく、長期に亘り
現像剤担持体上のトナー帯電が安定しており、また、感
光体上への付着等もないため、長期に亘って画質欠陥が
発生しない。
2.8〜3.6と小さく、他の酸化チタンよりも軽いも
のであるために、トナー表面との付着が強固であり、長
期間使用しても、トナー上から脱離しないこと及びシラ
ン化合物同士の反応が少ない(原体に強固に付着してい
る)ことから処理剤の移行が少なく、したがって、スリ
ーブへの移行によるスリーブ汚染が少なく、長期に亘り
現像剤担持体上のトナー帯電が安定しており、また、感
光体上への付着等もないため、長期に亘って画質欠陥が
発生しない。
【0032】本発明においては、チタン化合物は平均一
次粒子径が100nm以下、好ましくは10〜70nm
の範囲のものが使用される。また、最近の高画質要求か
らトナーは小粒径化の傾向にあるが、小粒径化による付
着力増大に伴う転写不良を改善するために、大粒径のシ
リカまたはチタニアが第二外添剤(転写助剤)として使
用されているが、それらを外添剤として添加してもよ
い。また、その大粒径チタニアに上記チタン化合物を併
用することにより、大粒径チタニアに起因して発生する
低帯電、環境依存性、アドミックス性の低下(長期ラン
における帯電分布のブロード化)、さらに長期間ストレ
スを受けたことにより処理剤剥がれにより発生する帯電
付与能力低下という問題を克服し、良好な転写性が得ら
れる。
次粒子径が100nm以下、好ましくは10〜70nm
の範囲のものが使用される。また、最近の高画質要求か
らトナーは小粒径化の傾向にあるが、小粒径化による付
着力増大に伴う転写不良を改善するために、大粒径のシ
リカまたはチタニアが第二外添剤(転写助剤)として使
用されているが、それらを外添剤として添加してもよ
い。また、その大粒径チタニアに上記チタン化合物を併
用することにより、大粒径チタニアに起因して発生する
低帯電、環境依存性、アドミックス性の低下(長期ラン
における帯電分布のブロード化)、さらに長期間ストレ
スを受けたことにより処理剤剥がれにより発生する帯電
付与能力低下という問題を克服し、良好な転写性が得ら
れる。
【0033】本発明に用いられるシラン化合物として
は、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン又は特
殊シリル化剤のいずれかの類型のものが使用可能であ
る。具体的には、メチルトリクロロシラン、ジメチルジ
クロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリ
クロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメト
キシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメ
トキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニ
ルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルト
リエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニ
ルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、
イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシ
ラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−(ビストリメ
チルシリル)アセトアミド、N,N−ビス(トリメチル
シリル)ウレア、tert−ブチルジメチルクロロシラ
ン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメト
キシシランが挙げられるが、これらの化合物に限られる
ものではない。
は、クロロシラン、アルコキシシラン、シラザン又は特
殊シリル化剤のいずれかの類型のものが使用可能であ
る。具体的には、メチルトリクロロシラン、ジメチルジ
クロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリ
クロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメト
キシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメ
トキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニ
ルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルト
リエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニ
ルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、
イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシ
ラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−(ビストリメ
チルシリル)アセトアミド、N,N−ビス(トリメチル
シリル)ウレア、tert−ブチルジメチルクロロシラ
ン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシ
クロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメト
キシシランが挙げられるが、これらの化合物に限られる
ものではない。
【0034】上記処理剤の使用量は、TiO(OH)2
の原体の一次粒径により異なるが、通常TiO(OH)
2 の原体100重量部に対し、シラン化合物量は5〜8
0重量部の範囲、より好ましくは10〜50重量部であ
る。処理量が5重量部に満たないと、シラン化合物によ
る機能処理が発揮できないし、また、処理量が80重量
部を越えると、余剰シラン化合物がオイル化してトナー
の流動性に不具合が生じる。ただし、上記シラン化合物
による処理は、トナーの高帯電付与及び環境依存性の改
善、トナー流動性向上及び感光体への付着の低減を目的
とするものであって、処理量は使用されるトナー、現像
剤担持体、TiO(OH)2 の原体の粒径等の諸因子を
総合的に勘案して適宜調整されなければならない。ま
た、トナーに添加される添加剤(チタン化合物)の量
は、トナーの粒径、現像剤担持体組成等により決まるも
のであるが、トナー100重量部に、0.1〜5.0重
量部、より好ましくは0.2〜2.0重量部の範囲であ
る。0.1重量部に満たないと、トナーに適切な流動性
を与えることができず、一方、5.0重量部を越える
と、定着工程において、定着温度の高温化、定着強度の
低下を引き起こすとともに、トナーに付着できないチタ
ン化合物(遊離のチタン化合物)が増大してスリーブを
汚染し、帯電に悪影響を及ぼす場合がある。
の原体の一次粒径により異なるが、通常TiO(OH)
2 の原体100重量部に対し、シラン化合物量は5〜8
0重量部の範囲、より好ましくは10〜50重量部であ
る。処理量が5重量部に満たないと、シラン化合物によ
る機能処理が発揮できないし、また、処理量が80重量
部を越えると、余剰シラン化合物がオイル化してトナー
の流動性に不具合が生じる。ただし、上記シラン化合物
による処理は、トナーの高帯電付与及び環境依存性の改
善、トナー流動性向上及び感光体への付着の低減を目的
とするものであって、処理量は使用されるトナー、現像
剤担持体、TiO(OH)2 の原体の粒径等の諸因子を
総合的に勘案して適宜調整されなければならない。ま
た、トナーに添加される添加剤(チタン化合物)の量
は、トナーの粒径、現像剤担持体組成等により決まるも
のであるが、トナー100重量部に、0.1〜5.0重
量部、より好ましくは0.2〜2.0重量部の範囲であ
る。0.1重量部に満たないと、トナーに適切な流動性
を与えることができず、一方、5.0重量部を越える
と、定着工程において、定着温度の高温化、定着強度の
低下を引き起こすとともに、トナーに付着できないチタ
ン化合物(遊離のチタン化合物)が増大してスリーブを
汚染し、帯電に悪影響を及ぼす場合がある。
【0035】本発明において、トナー粒子としては、結
着樹脂と着色剤を主成分として構成される公知のものが
使用される。トナー粒子に用いられる結着樹脂として
は、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレ
フィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸
ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン
脂肪族モノカルボン酸のエステル類、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、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケ
トン類等の単独重合体及び共重合体を例示することがで
きる。特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、
スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニト
リル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレ
ン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン及びポリプ
ロピレン、さらには、ポリエステル、ポリウレタン、エ
ポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン
及びパラフィンワックス等が挙げられる。
着樹脂と着色剤を主成分として構成される公知のものが
使用される。トナー粒子に用いられる結着樹脂として
は、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレ
ン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレ
フィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸
ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリ
ル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン
脂肪族モノカルボン酸のエステル類、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、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケ
トン類等の単独重合体及び共重合体を例示することがで
きる。特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、
スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニト
リル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレ
ン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン及びポリプ
ロピレン、さらには、ポリエステル、ポリウレタン、エ
ポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン
及びパラフィンワックス等が挙げられる。
【0036】トナー粒子に用いられる着色剤としては、
カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブル
ー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポン
オイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロ
リド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレ
ート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグ
メント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド
122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.
I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・
イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、
C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメ
ント・ブルー15:3等を挙げることができる。また、
現像剤が磁性一成分現像剤の場合には、含有される磁性
粉が着色剤として作用する。
カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブル
ー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポン
オイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロ
リド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレ
ート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグ
メント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド
122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.
I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・
イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー17、
C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメ
ント・ブルー15:3等を挙げることができる。また、
現像剤が磁性一成分現像剤の場合には、含有される磁性
粉が着色剤として作用する。
【0037】本発明の画像形成方法が磁性一成分現像方
式で行われる場合、現像剤の磁性体としては、一般的に
用いられている従来公知の如何なる磁性体も使用でき、
例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属又はこれらの
合金、Fe3 O4 、γ−Fe2 O3 、コバルト添加酸化
鉄等の金属酸化物、MnZnフェライト、NiZnフェ
ライト等の各種フェライトから形成されるものが使用さ
れる。これらの磁性体は、シランカップリング剤、チタ
ネートカップリング剤等のカップリング剤や、シリカ、
アルミナ等の無機微粒子や、脂肪酸化合物、樹脂等の有
機化合物により表面処理されていてもよく、その粒径と
しては、一般に0.05〜0.5μmの範囲のものが好
ましい。これらの磁性体の形状としては、八面体、六面
体又は球形のものが使用される。磁性体の含有量として
は、30〜70重量%の範囲で用いられ、好ましくは4
0〜60重量%である。含有量が30重量%未満である
と、特に低温低湿環境下では画像濃度の低下やカブリが
生じ、70重量%を越えると、トナーの定着性が低下し
て実用上不都合を生じる。
式で行われる場合、現像剤の磁性体としては、一般的に
用いられている従来公知の如何なる磁性体も使用でき、
例えば、鉄、コバルト、ニッケル等の金属又はこれらの
合金、Fe3 O4 、γ−Fe2 O3 、コバルト添加酸化
鉄等の金属酸化物、MnZnフェライト、NiZnフェ
ライト等の各種フェライトから形成されるものが使用さ
れる。これらの磁性体は、シランカップリング剤、チタ
ネートカップリング剤等のカップリング剤や、シリカ、
アルミナ等の無機微粒子や、脂肪酸化合物、樹脂等の有
機化合物により表面処理されていてもよく、その粒径と
しては、一般に0.05〜0.5μmの範囲のものが好
ましい。これらの磁性体の形状としては、八面体、六面
体又は球形のものが使用される。磁性体の含有量として
は、30〜70重量%の範囲で用いられ、好ましくは4
0〜60重量%である。含有量が30重量%未満である
と、特に低温低湿環境下では画像濃度の低下やカブリが
生じ、70重量%を越えると、トナーの定着性が低下し
て実用上不都合を生じる。
【0038】本発明に用いる一成分現像剤には、グロス
及びオフセット性の向上を目的として離型剤を添加して
もよい。離型剤としては、炭素数8以上のパラフィン、
ポリオレフィン等が好ましく、例えばパラフィンワック
ス、パラフィンラテックス、マイクロクリスタリンワッ
クス等、またはポリプロピレン、ポリエチレン等があげ
られ、これらを単独で又は併用して用いる。添加量は
0.3〜10重量%の範囲が好ましく用いられる。ま
た、その一成分現像剤には、必要に応じて帯電制御剤を
添加してもよい。帯電制御剤としては、公知のものが使
用でき、フッ素系界面活性剤、サリチル酸金属錯体、ア
ゾ系金属化合物のような含金属染料、マレイン酸を単量
体成分として含む共重合体等の高分子酸、第四級アンモ
ニウム塩、ニグロシン等のアジン系染料、カーボンブラ
ック又は帯電制御樹脂等が用いられるが、特に、Znや
Al金属のサリチル酸錯体、第四級アンモニウム塩を
0.1〜10重量%の範囲で用いることが好ましい。
及びオフセット性の向上を目的として離型剤を添加して
もよい。離型剤としては、炭素数8以上のパラフィン、
ポリオレフィン等が好ましく、例えばパラフィンワック
ス、パラフィンラテックス、マイクロクリスタリンワッ
クス等、またはポリプロピレン、ポリエチレン等があげ
られ、これらを単独で又は併用して用いる。添加量は
0.3〜10重量%の範囲が好ましく用いられる。ま
た、その一成分現像剤には、必要に応じて帯電制御剤を
添加してもよい。帯電制御剤としては、公知のものが使
用でき、フッ素系界面活性剤、サリチル酸金属錯体、ア
ゾ系金属化合物のような含金属染料、マレイン酸を単量
体成分として含む共重合体等の高分子酸、第四級アンモ
ニウム塩、ニグロシン等のアジン系染料、カーボンブラ
ック又は帯電制御樹脂等が用いられるが、特に、Znや
Al金属のサリチル酸錯体、第四級アンモニウム塩を
0.1〜10重量%の範囲で用いることが好ましい。
【0039】本発明に用いる現像剤のトナー粒子径とし
ては、体積平均粒子径D50が4〜9μm、好ましくは5
〜7μmの範囲のものである。体積平均粒子径D50がこ
の範囲のものを用いると、トナー粒子の単位重量当りの
表面積が大きいことから、トナーの接触時間及び摩擦帯
電の機会が少なくても、帯電の立ち上がりが早いために
現像に要する十分な帯電量が得られる。また、トナー粒
子表面の劣化による帯電量の低下及びブロード化が少な
いため、連続使用時の濃度低下や濃度むら及びカブリ等
を改善することができる。さらにまた、現像剤担持体や
層形成ブレードが劣化し帯電付与能力が低下した場合に
も、トナーが現像されるに十分な帯電量が得られ、画質
維持性を向上させることが可能である。これに対して、
体積平均粒子径D50が4μmより小さいものを用いる
と、トナー粒子の帯電量が過剰になることなら、チャー
ジアップし易くなりカブリや低濃度の問題が発生する。
また、トナー粒子の流動性が著しく悪化するため、層形
成不良に起因する濃度むら及びカブリを生じる。一方、
体積平均粒子径D50が9μmを越えると、トナー粒子の
単位重量当りの表面積が減少することから、迅速かつ均
一な帯電量が得られなくなるばかりでなく、解像度が低
下するために高画質が得られ難くなる。
ては、体積平均粒子径D50が4〜9μm、好ましくは5
〜7μmの範囲のものである。体積平均粒子径D50がこ
の範囲のものを用いると、トナー粒子の単位重量当りの
表面積が大きいことから、トナーの接触時間及び摩擦帯
電の機会が少なくても、帯電の立ち上がりが早いために
現像に要する十分な帯電量が得られる。また、トナー粒
子表面の劣化による帯電量の低下及びブロード化が少な
いため、連続使用時の濃度低下や濃度むら及びカブリ等
を改善することができる。さらにまた、現像剤担持体や
層形成ブレードが劣化し帯電付与能力が低下した場合に
も、トナーが現像されるに十分な帯電量が得られ、画質
維持性を向上させることが可能である。これに対して、
体積平均粒子径D50が4μmより小さいものを用いる
と、トナー粒子の帯電量が過剰になることなら、チャー
ジアップし易くなりカブリや低濃度の問題が発生する。
また、トナー粒子の流動性が著しく悪化するため、層形
成不良に起因する濃度むら及びカブリを生じる。一方、
体積平均粒子径D50が9μmを越えると、トナー粒子の
単位重量当りの表面積が減少することから、迅速かつ均
一な帯電量が得られなくなるばかりでなく、解像度が低
下するために高画質が得られ難くなる。
【0040】本発明に用いる現像剤は、公知の如何なる
方法によっても製造できるが、特に、混練、粉砕方式が
好ましい。すなわち、結着樹脂及び着色剤等をニーダー
やエクストルーダー等の混練機にて溶融混練し、これを
冷却し、粉砕、分級を行った後、添加剤を添加混合して
製造することが好ましい。本発明における上記チタン化
合物は、トナー粒子に添加・混合されるが、その混合
は、例えば、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー又は
レディゲミキサー等により行うことができる。その際、
必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。これらの
添加剤としては、他の流動化剤やポリスチレン微粒子、
ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデ
ン微粒子等のクリーニング助剤又は転写助剤等が用いら
れる。
方法によっても製造できるが、特に、混練、粉砕方式が
好ましい。すなわち、結着樹脂及び着色剤等をニーダー
やエクストルーダー等の混練機にて溶融混練し、これを
冷却し、粉砕、分級を行った後、添加剤を添加混合して
製造することが好ましい。本発明における上記チタン化
合物は、トナー粒子に添加・混合されるが、その混合
は、例えば、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー又は
レディゲミキサー等により行うことができる。その際、
必要に応じて種々の添加剤を添加してもよい。これらの
添加剤としては、他の流動化剤やポリスチレン微粒子、
ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビニリデ
ン微粒子等のクリーニング助剤又は転写助剤等が用いら
れる。
【0041】本発明に用いるトナー粒子の粒度は、コー
ルターカウンター社製粒度測定器TAII、アパーチャー
径100μmで測定した。また、本発明に用いるチタン
化合物の比重は、ルシャテリエ比重瓶を用いJIS−K
−0061,5−2−1に準拠し測定した。その操作方
法は次のとおりである。 (1)ルシェテリエ比重瓶に約250mlの水を入れ、
メニスカスが目盛りの位置になるように調整する。 (2)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.
2℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛り
で正確に読み取る。(精度0.025mlとする) (3)試料約100gを1mgの位まで量り、その質量
をWとする。 (4)量り取った試料を比重瓶に入れ、泡を除く。 (5)比重瓶を恒温水曹に浸し、液温を20.0±0.
2℃に保ち、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確
に読み取る。(精度0.025mlとする) (6)比重は次の式により算出される。 D=W/(L2 −L1 ) S=D/0.9982 [式中、D:試料の密度(20℃)(g/cm3 )、
S:試料の比重(20/20℃)、W:試料の見かけの
質量(g)、L1 :試料を比重瓶に入れる前のメニスカ
スの読み(20℃)(ml)、L2 :試料を比重瓶に入
れた後のメニスカスの読み(20℃)(ml)。] なお、上記式中の0.9982は、20℃における水の
密度(g/cm3 )である。
ルターカウンター社製粒度測定器TAII、アパーチャー
径100μmで測定した。また、本発明に用いるチタン
化合物の比重は、ルシャテリエ比重瓶を用いJIS−K
−0061,5−2−1に準拠し測定した。その操作方
法は次のとおりである。 (1)ルシェテリエ比重瓶に約250mlの水を入れ、
メニスカスが目盛りの位置になるように調整する。 (2)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.
2℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛り
で正確に読み取る。(精度0.025mlとする) (3)試料約100gを1mgの位まで量り、その質量
をWとする。 (4)量り取った試料を比重瓶に入れ、泡を除く。 (5)比重瓶を恒温水曹に浸し、液温を20.0±0.
2℃に保ち、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確
に読み取る。(精度0.025mlとする) (6)比重は次の式により算出される。 D=W/(L2 −L1 ) S=D/0.9982 [式中、D:試料の密度(20℃)(g/cm3 )、
S:試料の比重(20/20℃)、W:試料の見かけの
質量(g)、L1 :試料を比重瓶に入れる前のメニスカ
スの読み(20℃)(ml)、L2 :試料を比重瓶に入
れた後のメニスカスの読み(20℃)(ml)。] なお、上記式中の0.9982は、20℃における水の
密度(g/cm3 )である。
【0042】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明
するが、これらにより本発明が限定されるものではな
い。なお、以下の説明における「部」は「重量部」を意
味する。本発明では、湿式法で生成される酸化チタン、
すなわち、硫酸法及び塩酸法で生成する酸化チタンが使
用できるが、ここでは、酸化チタンとして、イルメナイ
ト鉱石を原料とし、これを硫酸に溶解させて鉄粉を分離
させ、得られたTiOSO4 を加水分解させてTiO
(OH)2 を生成させる湿式沈降法により得られたもの
を用いた。この方法で重要なことは、核を生成させるた
めの加水分解と分散調整及び水洗であり、特に分散処理
におけるpH調整(酸の中和)、スラリー濃度の調整
は、その後のチタン化合物の一次粒子径を決めるもので
あるから高水準の制御を必要とする。
するが、これらにより本発明が限定されるものではな
い。なお、以下の説明における「部」は「重量部」を意
味する。本発明では、湿式法で生成される酸化チタン、
すなわち、硫酸法及び塩酸法で生成する酸化チタンが使
用できるが、ここでは、酸化チタンとして、イルメナイ
ト鉱石を原料とし、これを硫酸に溶解させて鉄粉を分離
させ、得られたTiOSO4 を加水分解させてTiO
(OH)2 を生成させる湿式沈降法により得られたもの
を用いた。この方法で重要なことは、核を生成させるた
めの加水分解と分散調整及び水洗であり、特に分散処理
におけるpH調整(酸の中和)、スラリー濃度の調整
は、その後のチタン化合物の一次粒子径を決めるもので
あるから高水準の制御を必要とする。
【0043】[トナー粒子の添加剤の製造] (外添剤Aの調整)上記方法で生成したTiO(OH)
2 100部に、イソブチルトリメトキシシラン50部を
混合し、40℃に加熱して反応させた。その反応生成物
を水洗、濾過し、120℃で乾燥させて後、ピンミルで
粉砕してソフト凝集を解くことにより粒径25nm、比
重3.1のチタン化合物Aを得た。 (外添剤Bの調整)外添剤Aの調整において、粒径調整
のためにpHを調整して分散を変化させたこと及びイソ
ブチルトリメトキシシランを40部に代えたこと以外
は、外添剤Aと全く同様の方法により粒径70nm、比
重3.1のチタン化合物Bを得た。 (外添剤Cの調整)イソブチルトリメトキシシランをデ
シルトリメトキシシランに代えたこと以外は、外添剤A
と全く同様の方法により粒径30nm、比重3.4のチ
タン化合物Cを得た。
2 100部に、イソブチルトリメトキシシラン50部を
混合し、40℃に加熱して反応させた。その反応生成物
を水洗、濾過し、120℃で乾燥させて後、ピンミルで
粉砕してソフト凝集を解くことにより粒径25nm、比
重3.1のチタン化合物Aを得た。 (外添剤Bの調整)外添剤Aの調整において、粒径調整
のためにpHを調整して分散を変化させたこと及びイソ
ブチルトリメトキシシランを40部に代えたこと以外
は、外添剤Aと全く同様の方法により粒径70nm、比
重3.1のチタン化合物Bを得た。 (外添剤Cの調整)イソブチルトリメトキシシランをデ
シルトリメトキシシランに代えたこと以外は、外添剤A
と全く同様の方法により粒径30nm、比重3.4のチ
タン化合物Cを得た。
【0044】(外添剤Dの調整)上記方法で生成したT
iO(OH)2 100部を水洗、濾過した後、750℃
で焼成することにより粒径30nmの酸化チタンとし、
これをジェットミルにて粉砕することにより比重3.9
の外添剤Dを得た。 (外添剤Eの調整)外添剤D100部をメタノール中に
分散させ、得られた分散溶液100部にイソブチルトリ
メトキシシラン40部を混入し、サンドグラインダーに
て湿式粉砕した後、ニーダーにて撹拌しながら溶剤を除
去し、これを乾燥させることにより比重3.9の外添剤
Eを得た。
iO(OH)2 100部を水洗、濾過した後、750℃
で焼成することにより粒径30nmの酸化チタンとし、
これをジェットミルにて粉砕することにより比重3.9
の外添剤Dを得た。 (外添剤Eの調整)外添剤D100部をメタノール中に
分散させ、得られた分散溶液100部にイソブチルトリ
メトキシシラン40部を混入し、サンドグラインダーに
て湿式粉砕した後、ニーダーにて撹拌しながら溶剤を除
去し、これを乾燥させることにより比重3.9の外添剤
Eを得た。
【0045】実施例1 (現像剤の作成) 結着樹脂:スチレン−ブチルアクリレート共重合体 50重量部 (重量平均分子量Mw:約140,000、Tg:57℃) 磁性粉:マグネタイト 47重量部 (六面体、平均粒径:0.15μm、BET:7m3 /g) 負帯電性帯電制御剤:アゾ系Fe染料 1重量部 離型剤:ポリプロピレンワックス 2重量部 上記材料をヘンシェルミキサーで混合した後、エクスト
ルーダーにて設定温度140℃、スクリュー回転数30
0rpm、供給スピード250kg/hで溶融混練し
た。これを冷却した後、粗粉砕し、次いでジェットミル
にて微粉砕し、さらにこの粉砕物を風力分級して、体積
平均粒径D50が7.0μm、5μm以下が22個数%の
分級品を得た。得られたトナー粒子分級品100重量部
と外添剤A1.0重量部とを、75リットルヘンシェル
ミキサーにて撹拌速度30m/秒で20分間外添混合す
ることによりトナーを得た。
ルーダーにて設定温度140℃、スクリュー回転数30
0rpm、供給スピード250kg/hで溶融混練し
た。これを冷却した後、粗粉砕し、次いでジェットミル
にて微粉砕し、さらにこの粉砕物を風力分級して、体積
平均粒径D50が7.0μm、5μm以下が22個数%の
分級品を得た。得られたトナー粒子分級品100重量部
と外添剤A1.0重量部とを、75リットルヘンシェル
ミキサーにて撹拌速度30m/秒で20分間外添混合す
ることによりトナーを得た。
【0046】(画像形成)得られたトナーを、レーザー
プリンタ(Laser Wind1040W、富士ゼロ
ックス社製)を改造した図1に示す画像形成装置に使用
して画像形成を行った。図1の画像形成装置は、感光体
ドラム1と内部に磁性体を有する現像ロール3とを一定
の間隙となるように配置し、感光体ドラム1はロール帯
電器2で帯電させた後、レーザー光で露光して静電潜像
を形成し、その静電潜像を現像ロール3に層形成ブレー
ド4を当接させて形成したトナーの薄層により現像し、
そのトナーをロール転写器5を用いて転写させることに
より画像形成を行うものである。
プリンタ(Laser Wind1040W、富士ゼロ
ックス社製)を改造した図1に示す画像形成装置に使用
して画像形成を行った。図1の画像形成装置は、感光体
ドラム1と内部に磁性体を有する現像ロール3とを一定
の間隙となるように配置し、感光体ドラム1はロール帯
電器2で帯電させた後、レーザー光で露光して静電潜像
を形成し、その静電潜像を現像ロール3に層形成ブレー
ド4を当接させて形成したトナーの薄層により現像し、
そのトナーをロール転写器5を用いて転写させることに
より画像形成を行うものである。
【0047】上記の画像形成は、高温高湿下(28℃、
85%RH)及び低温低湿下(10℃、30%RH)に
おいて約5,000枚のプリントテストを行った。感光
体ドラム1としては、表面に赤外線感度を有する有機感
光層をもつ外径15mmの円筒状感光体を用いた。この
円筒状感光体の基体には、厚さ0.45mmのSUS3
04ステンレス鋼を用いて丸めた後、接合部に一定のキ
ャップを保った状態でアルゴンガス雰囲気中、タングス
テン電極と被溶接部材との間にアークを発生させ、被溶
接部材を溶融させて溶接し、外径15mmの管に加工し
たものを使用した。また、現像ロール3としては、内部
に700Gのマグネットを入れた外径10mmのステン
レス鋼製現像ロールを使用し、シリコーンゴム製の層形
成ブレード4を現像ロールに30g/cmの線圧で当接
させてトナーの薄層を形成した。また、感光体ドラム1
は、現像ロール3との間を250μmに設定し、ロール
帯電器2で−350Vに帯電させた後、レーザー光で露
光して静電潜像を形成し、現像ロール3には周波数2.
0kHz、Vpp2.2kVの交流電圧及び−250V
の直流電圧とを重畳して静電潜像を現像させた。また、
感光体ドラム1の周速は60mm/秒、現像ロール3の
周速は72mm/秒とし、トナーの転写はロール転写器
5を用い、クリーニングはブレード式クリーナー6を用
いた。画質評価には、画像濃度についてはX−rite
濃度計を用いて測定し、濃度むら及びカブリについては
目視判定で行った。その結果、濃度むら及びカブリ等の
ない高画質の画像が継続して得られた。それらの評価結
果を表1に示す。
85%RH)及び低温低湿下(10℃、30%RH)に
おいて約5,000枚のプリントテストを行った。感光
体ドラム1としては、表面に赤外線感度を有する有機感
光層をもつ外径15mmの円筒状感光体を用いた。この
円筒状感光体の基体には、厚さ0.45mmのSUS3
04ステンレス鋼を用いて丸めた後、接合部に一定のキ
ャップを保った状態でアルゴンガス雰囲気中、タングス
テン電極と被溶接部材との間にアークを発生させ、被溶
接部材を溶融させて溶接し、外径15mmの管に加工し
たものを使用した。また、現像ロール3としては、内部
に700Gのマグネットを入れた外径10mmのステン
レス鋼製現像ロールを使用し、シリコーンゴム製の層形
成ブレード4を現像ロールに30g/cmの線圧で当接
させてトナーの薄層を形成した。また、感光体ドラム1
は、現像ロール3との間を250μmに設定し、ロール
帯電器2で−350Vに帯電させた後、レーザー光で露
光して静電潜像を形成し、現像ロール3には周波数2.
0kHz、Vpp2.2kVの交流電圧及び−250V
の直流電圧とを重畳して静電潜像を現像させた。また、
感光体ドラム1の周速は60mm/秒、現像ロール3の
周速は72mm/秒とし、トナーの転写はロール転写器
5を用い、クリーニングはブレード式クリーナー6を用
いた。画質評価には、画像濃度についてはX−rite
濃度計を用いて測定し、濃度むら及びカブリについては
目視判定で行った。その結果、濃度むら及びカブリ等の
ない高画質の画像が継続して得られた。それらの評価結
果を表1に示す。
【0048】実施例2 実施例1において、外添剤Aを外添剤Bに代えたこと以
外は実施例1と同様にしてトナーを得るとともに、同様
の評価を行ったところ、実施例1と同様の高画質の画像
が継続して得られた。それらの評価結果を表1に示す。 実施例3 実施例1において、外添剤Aを外添剤Cに代えたこと以
外は実施例1と同様にしてトナーを得るとともに、同様
の評価を行ったところ、実施例1と同様の高画質の画像
が継続して得られた。それらの評価結果を表1に示す。
外は実施例1と同様にしてトナーを得るとともに、同様
の評価を行ったところ、実施例1と同様の高画質の画像
が継続して得られた。それらの評価結果を表1に示す。 実施例3 実施例1において、外添剤Aを外添剤Cに代えたこと以
外は実施例1と同様にしてトナーを得るとともに、同様
の評価を行ったところ、実施例1と同様の高画質の画像
が継続して得られた。それらの評価結果を表1に示す。
【0049】実施例4 (現像剤の作成) 結着樹脂:ポリエステル樹脂 92重量部 (ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物と テレフタル酸との縮重合物) 着色剤 :銅フタロシアニンブルー顔料 4重量部 負帯電性帯電制御剤:3,5−ジターシャリ 4重量部 −ブチルサリチル酸亜鉛 上記材料をヘンシェルミキサーで混合した後、エクスト
ルーダーにて設定温度140℃、スクリュー回転数30
0rpm、供給スピード250kg/hで溶融混練し
た。これを冷却した後、粗粉砕し、次いでジェットミル
にて微粉砕し、さらにこの粉砕物を風力分級して、体積
平均粒径D50が6.9μm、5μm以下が25個数%の
分級品を得た。得られたトナー分級品100重量部と外
添剤A1.0重量部とを、75リットルヘンシェルミキ
サーにて攪拌速度30m/秒で20分間外添混合するこ
とによりトナーを得た。
ルーダーにて設定温度140℃、スクリュー回転数30
0rpm、供給スピード250kg/hで溶融混練し
た。これを冷却した後、粗粉砕し、次いでジェットミル
にて微粉砕し、さらにこの粉砕物を風力分級して、体積
平均粒径D50が6.9μm、5μm以下が25個数%の
分級品を得た。得られたトナー分級品100重量部と外
添剤A1.0重量部とを、75リットルヘンシェルミキ
サーにて攪拌速度30m/秒で20分間外添混合するこ
とによりトナーを得た。
【0050】(画像形成)得られたトナーを、図2に示
す画像形成装置に用いて画像形成を行った。図2は、現
像ロール3内部にマグネットがない点及び現像剤供給ロ
ール7が設けられている点以外は、図1の画像形成装置
と同様のものである。図2の装置において、外径15m
mの現像剤供給ロール7を現像ロール3との軸間距離が
13.6mmとなるように配置し、画像形成条件を下記
に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法で
評価を行った。その結果、実施例1と同様の高画質の画
像が継続して得られた。それらの評価結果を表1に示
す。 感光体ドラム−現像ロール間距離:200μm 感光体ドラムの表面電位:高圧 −500V、低圧 −100V 現像バイアス AC成分:Vpp2.0kV、周波数:2.4kHz DC成分:−300V
す画像形成装置に用いて画像形成を行った。図2は、現
像ロール3内部にマグネットがない点及び現像剤供給ロ
ール7が設けられている点以外は、図1の画像形成装置
と同様のものである。図2の装置において、外径15m
mの現像剤供給ロール7を現像ロール3との軸間距離が
13.6mmとなるように配置し、画像形成条件を下記
に示すように変更した以外は、実施例1と同様の方法で
評価を行った。その結果、実施例1と同様の高画質の画
像が継続して得られた。それらの評価結果を表1に示
す。 感光体ドラム−現像ロール間距離:200μm 感光体ドラムの表面電位:高圧 −500V、低圧 −100V 現像バイアス AC成分:Vpp2.0kV、周波数:2.4kHz DC成分:−300V
【0051】実施例5 外添剤Aを外添剤Bに代えたこと以外は、実施例4と同
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、実施例1と同様の高画質の画像が継続して得
られた。それらの評価結果を表1に示す。 実施例6 外添剤Aを外添剤Cに代えたこと以外は、実施例4と同
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、実施例1と同様の高画質の画像が継続して得
られた。それらの評価結果を表1に示す。
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、実施例1と同様の高画質の画像が継続して得
られた。それらの評価結果を表1に示す。 実施例6 外添剤Aを外添剤Cに代えたこと以外は、実施例4と同
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、実施例1と同様の高画質の画像が継続して得
られた。それらの評価結果を表1に示す。
【0052】比較例1 外添剤Aを外添剤Dに代えたこと以外は、実施例1と同
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、初期からカブリが発生し、トナー飛散による
機内汚れも生じた。また、トナーの粒度性不良によりブ
ロッキングが発生し、画像白筋による濃度むらが発生し
た。 比較例2 外添剤Aを外添剤Eに代えたこと以外は、実施例1と同
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、初期画像は良好であったが、2000枚目当
りから画像濃度の低下、カブリの発生及びトナー飛散に
よる機内汚れが増大した。
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、初期からカブリが発生し、トナー飛散による
機内汚れも生じた。また、トナーの粒度性不良によりブ
ロッキングが発生し、画像白筋による濃度むらが発生し
た。 比較例2 外添剤Aを外添剤Eに代えたこと以外は、実施例1と同
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、初期画像は良好であったが、2000枚目当
りから画像濃度の低下、カブリの発生及びトナー飛散に
よる機内汚れが増大した。
【0053】比較例3 外添剤Aをシリコーンオイル処理された粒径16nmの
シリカ微粒子に代えたこと以外は、実施例1と同様にし
てトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。その結
果、初期からカブリが発生し、1500枚目当りから画
像白筋による濃度むらが発生した。 比較例4 外添剤Aを外添剤Dに代えたこと以外は、実施例4と同
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、初期からカブリが発生し、トナー飛散による
機内汚れも生じた。また、トナーの粒度性不良によるブ
ロッキングが発生し、画像白筋による濃度むらも発生し
た。
シリカ微粒子に代えたこと以外は、実施例1と同様にし
てトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。その結
果、初期からカブリが発生し、1500枚目当りから画
像白筋による濃度むらが発生した。 比較例4 外添剤Aを外添剤Dに代えたこと以外は、実施例4と同
様にしてトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。
その結果、初期からカブリが発生し、トナー飛散による
機内汚れも生じた。また、トナーの粒度性不良によるブ
ロッキングが発生し、画像白筋による濃度むらも発生し
た。
【0054】比較例5 外添剤Aを外添剤Eに変えた以外は、実施例4と同様な
方法で評価を行った。その結果、初期画像は良好であっ
たが、1500枚当りから画像濃度の低下、カブリの発
生及びトナー飛散による機内汚れが増大した。 比較例6 外添剤Aをシリコーンオイル処理された粒径16nmの
シリカ微粒子に代えたこと以外は、実施例4と同様にし
てトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。その結
果、初期からカブリが発生し、1000枚目当りから画
像白筋による濃度むらが発生した。上記比較例1〜6で
得られた評価結果も表1に示す。
方法で評価を行った。その結果、初期画像は良好であっ
たが、1500枚当りから画像濃度の低下、カブリの発
生及びトナー飛散による機内汚れが増大した。 比較例6 外添剤Aをシリコーンオイル処理された粒径16nmの
シリカ微粒子に代えたこと以外は、実施例4と同様にし
てトナーを作成し、同様の方法で評価を行った。その結
果、初期からカブリが発生し、1000枚目当りから画
像白筋による濃度むらが発生した。上記比較例1〜6で
得られた評価結果も表1に示す。
【0055】
【表1】
【0056】表中、それぞれの評価基準は下記のとおり
である。「画像濃度」について、○:濃度1.4より大
きいもの、△:濃度1.1〜1.4、×:濃度1.1未
満。「濃度むら」について、○:濃度0.2未満、△:
濃度0.2〜0.4、×:濃度0.4より大きいもの。
「カブリ」について、○:良好、△:ややカブリあり、
×:問題である。「機内汚れ」について、○:なし、
△:若干あり、×:問題である。また、Aは高温高湿環
境(温度28℃/湿度85%RH)下であり、Cは低温
低湿環境(温度10℃/湿度30%RH)下である。
である。「画像濃度」について、○:濃度1.4より大
きいもの、△:濃度1.1〜1.4、×:濃度1.1未
満。「濃度むら」について、○:濃度0.2未満、△:
濃度0.2〜0.4、×:濃度0.4より大きいもの。
「カブリ」について、○:良好、△:ややカブリあり、
×:問題である。「機内汚れ」について、○:なし、
△:若干あり、×:問題である。また、Aは高温高湿環
境(温度28℃/湿度85%RH)下であり、Cは低温
低湿環境(温度10℃/湿度30%RH)下である。
【0057】
【発明の効果】本発明の画像形成方法は、小径の潜像保
持体及び小径の現像剤担持体を用いることによりトナー
の帯電付与領域が小さくても、使用する現像剤が帯電速
度、帯電性、環境非依存性及び帯電分布に良好なもので
あるから、現像剤担持体上のトナーの帯電維持性、トナ
ー流動性、スリーブ汚染、感材傷及び耐汚染性等の諸特
性に優れており、したがって、長期に亘って画像濃度変
動、低現像性、濃度むら、カブリ及び画質欠陥の発生し
ない優れた画質の画像を得ることができ、より小型の画
像形成装置を実現させることができるものである。
持体及び小径の現像剤担持体を用いることによりトナー
の帯電付与領域が小さくても、使用する現像剤が帯電速
度、帯電性、環境非依存性及び帯電分布に良好なもので
あるから、現像剤担持体上のトナーの帯電維持性、トナ
ー流動性、スリーブ汚染、感材傷及び耐汚染性等の諸特
性に優れており、したがって、長期に亘って画像濃度変
動、低現像性、濃度むら、カブリ及び画質欠陥の発生し
ない優れた画質の画像を得ることができ、より小型の画
像形成装置を実現させることができるものである。
【図1】 本発明において磁性一成分現像剤を用いる画
像形成装置の概略構成図である。
像形成装置の概略構成図である。
【図2】 本発明において非磁性一成分現像剤を用いる
画像形成装置の概略構成図である。
画像形成装置の概略構成図である。
1…感光体ドラム、2…ロール帯電器、3…現像ロー
ル、4…層形成ブレード、5…ロール転写器、6…ブレ
ード式クリーナー、7…現像剤供給ロール。
ル、4…層形成ブレード、5…ロール転写器、6…ブレ
ード式クリーナー、7…現像剤供給ロール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥野 広良 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 鳥越 哲 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 奥山 浩江 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 吉原 宏太郎 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 中沢 博 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 飯田 能史 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 潜像保持体上に潜像を形成する工程、得
られた潜像を現像剤担持体上の現像剤を用いて現像する
工程を有する画像形成方法において、該潜像保持体とし
て外径が10〜20mmの範囲のものを用い、また、該
現像剤担持体として外径が5〜15mmの範囲のものを
用いるとともに、該現像剤として、結着樹脂及び着色剤
を含有するトナー粒子と、TiO(OH)2 とシラン化
合物との反応によって得られる比重2.8〜3.6のチ
タン化合物とからなる一成分現像剤を使用することを特
徴とする画像形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27456696A JPH10123743A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 画像形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27456696A JPH10123743A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 画像形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10123743A true JPH10123743A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17543526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27456696A Pending JPH10123743A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | 画像形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10123743A (ja) |
-
1996
- 1996-10-17 JP JP27456696A patent/JPH10123743A/ja active Pending
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