(57)【要約】【課題】現像ローラ上でのトナーの帯電量及び付着量を連続印刷後においても十分に維持され、地肌カブリ及び印刷濃度の低下がなく、また、規制ブレードへの融着を生じない、特にＤＣ現像に適した一成分現像用トナーを提供すること。【解決手段】結着樹脂と着色剤を含有する非磁性一成分現像用トナーにおいて、トナー粒子の体積平均粒径（Ｄ５０）を７．０〜１０．５μｍとし、結着樹脂のガラス転移点を６３〜７３℃及びその融点を１１９〜１３９℃とし、トナー粒子１００質量部に対して、個数平均１次粒径が５〜１０ｎｍの疎水性小径シリカを１．０〜２．０質量部、個数平均１次粒径が４０〜６０ｎｍの疎水性中径シリカを１．０〜２．０質量部、及び３０〜５０ｎｍの疎水性アナターゼ型酸化チタンを０．５〜１．０質量部を外添剤として添加して、且つその総添加量を２．５〜５．０質量部とし、外添剤によるトナーの被覆率ｆ（％）を１５０〜４８０％とすることを特徴とする。【選択図】図２
2011141351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結着樹脂と着色剤を含有する非磁性一成分現像用トナーにおいて、トナー粒子の体積平均粒径（Ｄ５０）を７．０〜１０．５μｍとし、結着樹脂のガラス転移点を６３〜７３℃及びその融点を１１９〜１３９℃とし、トナー粒子１００質量部に対して、個数平均１次粒径が５〜１０ｎｍの疎水性小径シリカを１．０〜２．０質量部、個数平均１次粒径が４０〜６０ｎｍの疎水性中径シリカを１．０〜２．０質量部、及び３０〜５０ｎｍの疎水性アナターゼ型酸化チタンを０．５〜１．０質量部を外添剤として添加して、且つその総添加量を２．５〜５．０質量部とし、外添剤によるトナーの被覆率ｆ（％）を１５０〜４８０％とすることを特徴とする非磁性一成分現像用トナー。
【請求項２】
非接触ＤＣ現像方式に使用するトナーであることを特徴とする請求項１記載の非磁性一成分現像用トナー。
【請求項３】
請求項１又は２記載の非磁性一成分現像用トナーを使用する装置であって、装置における現像ローラ上でのトナーにあっては、印字開始時の現像ローラ上でのトナー帯電量（μｃ／ｇ）に対する５０００枚連続印字後の現像ローラ上のトナー帯電量（μｃ／ｇ）の変化量は１．３μｃ／ｇ以内の範囲にあり、また印字開始時の現像ローラ上でのトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）に対する５０００枚連続印字後の現像ローラ上でのトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）の増加量が０．０７ｍｇ／ｃｍ２以下になることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非磁性一成分現像用トナーに関するものであり、より詳細には、非接触ＤＣ現像装置に適した帯電性及び現像安定性に優れた非磁性一成分現像用トナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体の潜像をトナーで可視化する現像装置が搭載される。現像方式としては、感光体の表面に直接現像剤が接触しない非接触現像方式があり、トナーに磁性体を含有せず、帯電したトナーをＤＣ電圧のみで飛翔させ現像する非接触ＤＣ現像方式がある。非接触ＤＣ現像方式には、結着樹脂と着色剤とを含有するトナー粒子に外添剤を被覆及び付着させた非磁性一成分現像用トナーが使用される。
本方式では現像画像を良好、且つ安定化するため、現像ローラへのトナーの供給量及びその帯電量を所定の範囲に細かくコントロールする必要がある。また、トナーは現像装置内の攪拌機構や現像ロール上に均一なトナー層を形成するための規制ブレードの通過時に帯電付与される。
しかしながら、規制ブレード通過時や現像装置内における撹拌機構や循環によるメカストレスによって、長時間の印字を連続的に行うとトナーに対する外添剤の離脱や埋め込みが生じる不具合が生じてくる。その結果として、トナーの流動性低下や微粉トナーの発生、所謂トナー劣化が生じてしまうため、現像ローラへのトナー供給と帯電付与が不安定になる。また、トナー層規制ブレードへのトナー融着が発生し易くなる等の画質の安定化が困難となる。これらは、ＤＣ電圧式画像形成装置における今般の日常の印刷仕様において生じうる課題となっている。
【０００３】
また、従来技術として、非磁性一成分ＡＣ重畳現像方式とこれに適したトナーが提案されている（特許文献１を参照）。このトナーは、結着樹脂、シアン着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなる。その特徴は、外添剤として、トナー粒子１００質量部に対して、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子、一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子、一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子、及び一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子をそれぞれ適宜量の割合で含む。このトナーは、薄層規制に際し帯電分布調整を可能とすることを特徴とします。このトナーはまた、ＡＣ重畳方式でトナー劣化時おける現像の安定化において有効であるとされている。
しかしながら、装置、電源、制御系にかかるコストがアップするため、低コスト化に問題がある。また、低帯電でかぶりを引き起こすトナーも現像付与され、新な画像不良が生じ安い課題がある。更に、７０ｎｍを超える大粒径シリカは流動性低下が顕著化するため、非磁性一成分非接触ＤＣ現像には適さないことが見られた。
【０００４】
また、非磁性一成分現像用トナーでは、外添剤がトナーの流動性、帯電性及びその安定性に寄与することが既に知られている。一般に、外添剤の添加量に対するトナーへの被覆率の最適化は重要である。トナーへの被覆率は、同種の外添剤であってもその粒径が異なれば被覆率は異なってくる。これ等が同一添加量の場合、小粒径に対し大粒径の外添剤はトナーの被覆率を稼ぐことが出来ない。このため、上記文献に記載された技術に加えて、安定したトナーの被覆率を得るためには、新たに外添剤の適宜な添加量を見出することが必要である。即ち、小粒径のシリカでは流動性付与以外にマイナス帯電性の付与、中粒径シリカでは転写性の向上、及び酸化チタンではリーク剤としての機能を持つことを踏まえてトナーのライフを通じて、外添剤の種類、その添加量及びそれによる被覆率を適宜設定してトナーの流動性と帯電性安定化を図り、画像形成を安定にする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、現像ローラ上でのトナーの帯電量及び付着量を連続印刷後においても十分に維持され、地肌カブリ及び印刷濃度の低下がなく、また、規制ブレードへの融着を生じない、特にＤＣ現像に適した一成分現像用トナーを提供することにある。
また、本発明の目的は、上記トナーに好適な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は鋭意研究した結果、非磁性一成分現像用トナーにおいて、トナーの体積平均粒径（Ｄ５０）を一定の径に特定して、加える外添剤の種類、添加量を特定し且つ適正量とすることで、トナーにおいて被覆率を最適化できること、また、結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）、融点（Ｔｍ）を限定することによって、被覆率と樹脂との特性が相まって、画像形成装置、特に非接触ＤＣ現像装置で生じるトナーの機械的なストレスを少なくすると共に、流動性、帯電量の安定化を図ることができこと、及びライフを通して良好な画像を得ることができることを見出して、本発明を達成したものである。
即ち、本発明の非磁性一成分現像用トナー及びそれを使用した画像形成装置は、以下の構成を特徴とするものである。
【０００８】
本発明の非磁性一成分現像用トナーは、トナー粒子の体積平均粒径（Ｄ５０）を７．０〜１０．５μｍとし、結着樹脂のガラス転移点を６３〜７３℃及びその融点を１１９〜１３９℃とし、トナー粒子１００質量部に対して、個数平均１次粒径が５〜１０ｎｍの疎水性小径シリカを１．０〜２．０質量部、個数平均１次粒径が４０〜６０ｎｍの疎水性中径シリカを１．０〜２．０質量部、及び３０〜５０ｎｍの疎水性アナターゼ型酸化チタンを０．５〜１．０質量部を外添剤として添加して、且つその総添加量を２．５〜５．０質量部とし、外添剤によるトナーの被覆率ｆ（％）を１５０〜４８０％とすることを特徴とする。
また、本発明の非磁性一成分現像用トナーは非接触ＤＣ現像方式に使用するトナーであることが好ましい。
更に、本発明の画像形成装置は非接触ＤＣ現像方式であり、前記非磁性一成分現像用トナーを使用する装置であって、装置における現像ローラ上でのトナーにあっては、印字開始時の現像ローラ上でのトナー帯電量（μｃ／ｇ）に対する５０００枚連続印字後の現像ローラ上でのトナー帯電量（μｃ／ｇ）の変化量は１．３μｃ／ｇ（値は±どちらの変化量の大きさでも良い。）以内の範囲にあり、また印字開始時の現像ローラ上でのトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）に対する５０００枚連続印字後の現像ローラ上でのトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）の増加量が０．０７ｍｇ／ｃｍ２以下になることを特徴とする。
尚、ここで、トナー粒子の質量部は、外添剤を除く質量部である。
【発明の効果】
【０００９】
一般に、稼動後、画像形成装置の現像装置内の規制ブレードや撹拌機構、装置内循環におけるメカストレスを受けて、トナーには外添剤の埋め込みや離脱が発生するため、トナーの流動性や帯電性の低下による画像濃度低下や地肌かぶりといった画像不良やトナー規制ブレードへのトナー融着による白スジ画像が発生していた。
本発明に係る非磁性一成分現像用トナーによれば、トナー粒径と結着樹脂の熱特性及び外添剤の種類、その添加量、及びそれらの外添剤によるトナー粒子の被覆率によってトナー自身の耐メカストレス性を向上させ、トナー層規制ブレードへのトナー融着を防ぐことができ、ライフを通じて安定した現像性と画質の確保することができる。
特に、非磁性一成分非接触ＤＣ現像において、耐メカストレス性を向上させ、外添剤の埋め込みや離脱が生じてもライフを通じて安定したトナーへの帯電付与ができ、トナー層規制ブレードへの融着を防ぎ、現像性と画質安定確保が可能となる。
また、本発明の画像形成装置によれば、非磁性一成分ＡＣ現像の課題である装置や制御系のコストアップ、カブリの問題がなく、ストレスを受けたトナーの帯電安定性や現像性が悪くなることもなく、非磁性一成分現像剤を用いた非接触ＤＣ現像方式に適したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる電子写真方式のフルカラー画像形成装置の概略図である。
【図２】図２は、図１で使用される現像装置の概略図である。
【符号の説明】
【００１１】
１  画像形成装置
１０  可視像形成部
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｂ  可視像形成ユニット
１１  感光体（像担持体）
１２  帯電装置
１３  露光装置
１４  現像装置
１５  転写ローラ
１６  クリーナユニット
１７  除電装置
５１  クリーニングブレード
６１  現像ローラ
６２  現像ギャップ
６３  供給ローラ
６５  プレート
６６  ゴム層
６７、６８、  高圧ＤＣ電源
７０、７１、７２  トナー撹拌ローラ
７３  供給ホッパー
８０  トナー規制ブレード
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照して、本発明の例示的実施態様をさらに詳しく以下に説明する。
先ず、本発明に係る非磁性一成分現像用トナーについて説明する。
本発明の非磁性一成分現像用トナーは、基本的に結着樹脂と着色剤を含有する非磁性一成分現像剤である。また、ＡＣ現像式にも使用できるが、非接触ＤＣ現像方式に使用するトナーであることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る非磁性一成分現像用トナーにおけるトナー粒子はその体積平均粒径（Ｄ５０）を７．０〜１０．５μｍとする。より好ましくは７．８〜９．９μｍである。体積平均粒径（Ｄ５０）がこのような範囲にあれば、後述する外添剤による被覆率の範囲を正確に決定することができる。これらの範囲外のトナーでは十分な被覆調製ができなくなる。
トナー粒子の体積平均粒径（Ｄ５０）の測定は、電解液（商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ、ベックマン・コールター社製）５０ｍｌに、試料２０ｍｇおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム（分散剤、キシダ化学株式会社製）１ｍｌを添加し、超音波分散器（商品名：ＵＨ−５０、株式会社エスエムテー製）にて超音波周波数２０ｋＨｚで３分間超音波分散処理したものを測定用試料とした。
この測定用試料について、粒度分布測定装置（商品名：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３、ベックマン・コールター社製）を用い、アパーチャ径２０μｍ、測定粒子数５００００カウントの条件下に試料粒子の粒径の測定を行い、得られた測定結果から試料粒子の体積粒度分布を求め、求めた体積粒度分布から体積平均粒径Ｄ５０（μｍ）を算出した。
【００１４】
トナー粒子の製造は、結着樹脂と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等とを混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法；結着樹脂を得るための重合性単量体と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等の公知の方法を使用することができる。またこれらにコアシェル構造を持たせる製造方法を行ってもよい。
【００１５】
本発明のトナーに使用する結着樹脂はガラス転移点が６３〜７３℃及びその融点が１１９〜１３９℃である。結着樹脂のガラス転移点及び融点が上記範囲より低いと、トナーの規制ブレードへの融着や地肌かぶりが生じやすくなる。また、結着樹脂のガラス転移点及び融点が上記範囲を超えると、外添剤を多量に必要とし、外添剤量が少ないと地肌カブリやトナーの規制ブレードへの融着が生じやすくなる。また、外添剤を多く必要とするため、後述する被覆率の制御が正確にできなくなる。
ガラス転移点（又は転移温度）（Ｔｇ）は示差走査熱量計（商品名：Ｄｉａｍｏｎｄ  ＤＳＣ、パーキンエルマージャパン株式会社製）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１２１−１９８７に準じ、試料０．０１ｇを昇温速度毎分１０℃（１０℃／ｍｉｎ）で加熱してＤＳＣ曲線を測定した。得られたＤＳＣ曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの低温側のベースラインを高温側に延長した直線とピークの低温側の曲線に対して勾配が最大になる点で引いた接線との交点の温度をガラス転移点（Ｔｇ）として求めた。
また融点（Ｔｍ）は、示差走査熱量計（商品名：Ｄｉａｍｏｎｄ  ＤＳＣ、パーキンエルマージャパン株式会社製）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１２１−１９８７に準じ、試料０．０１ｇを温度２０℃から２００℃まで１分間当たり１０℃の割合で昇温させ、次いで２００℃から２０℃まで１分間当たり５０℃の割合で降温させた後、再度、温度２０℃から２００℃まで１分間当たり１０℃の割合で昇温させることにより得られるＤＳＣ曲線の融解熱のピークについて、ピークの頂点の温度を融点（Ｔｍ）として求めた。
【００１６】
結着樹脂としては、上記範囲のガラス転移点と融点とを有する熱可塑性樹脂であれば特に制限されるものではなく、様々な種類の熱可塑性樹脂を複数組み合わせて用いることも可能である。
具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、及びα−メチルスチレン等のスチレン類と、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、及びアクリル酸２−エチルヘキシル等アクリル系単量体と、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、及びメタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル系単量体と、アクリル酸、メタクリル酸、及びスチレンスルホン酸ナトリウム等のエチレン性不飽和酸単量体と、アクリロニトリル、及びメタクリロニトリル等のビニルニトリル類と、ビニルメチルエーテル、及びビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類と、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、及びビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類と等の化合物を例示列挙することができる。
【００１７】
さらに熱可塑性樹脂として、エチレン、プロピレン、及びブタジエン等のオレフィン類等の単量体等の単独重合体と、それらの単量体を２種以上組み合せた共重合体と、それら単独重合体、及び／又は共重合体の混合物と、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、及びポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂と、それら樹脂、及びビニル系樹脂の混合物と、それら樹脂の共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体と等の化合物を例示列挙することができる。
なお上述した様々な熱可塑性樹脂の中でポリエステル樹脂、及びエポキシ樹脂が低温定着性、及び耐久性の点で優れている。
【００１８】
本発明のトナーに用いる着色剤は、有機系、及び無機系を問わず、様々な種類、及び様々な色の着色剤を用いることが可能である。
黒色の着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライト、及びマグネタイト等の着色剤を例示列挙することができる。
【００１９】
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、及びタートラジンレーキ等の着色剤を例示列挙することができる。
【００２０】
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、及びインダスレンブリリアントオレンジＧＫ等の着色剤を例示列挙することができる。
【００２１】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＣ、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、及びブリリアントカーミン３Ｂ等の着色剤を例示列挙することができる。
【００２２】
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、及びメチルバイオレットレーキ等の着色剤を例示列挙することができる。
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、及びインダスレンブルーＢＣ等の着色剤を例示列挙することができる。
【００２３】
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンＢ、マイカライトグリーンレーキ、及びファイナルイエローグリーンＧ等の着色剤を例示列挙することができる。なお本発明のトナーにおける着色剤濃度は、カーボンブラック等の黒色の着色剤の場合、３〜１０質量％の範囲が好ましく、更には４〜８質量％の範囲がすることがより好ましい。またカラー画像の場合での着色剤濃度は、３〜８質量％の範囲が好ましく、更には４〜６質量％の範囲とすることがより好ましい。
【００２４】
また本発明のトナーでは、上述した樹脂、及び着色剤以外にも、磁性粉、離形剤、及び帯電制御剤等の薬剤を必要に応じて配合することができる。
磁性粉としては、マグネタイト、γ−ヘマタイト、及び各種フェライト等の磁性体を例示列挙することができる。
離形剤としては、各種離形剤、低分子量ポリプロピレン、ポリエチレン、酸化型のポリプロピレン、及びポリエチレン等のポリオレフィン系ワックス、更にカルナウバワックスを例示列挙することができ、これらの離形剤を用いることにより本発明のトナーの定着性の向上が図れることができる。
なお離形剤の添加量は、結着樹脂１００質量部に対して０．５〜５質量部とすることが好ましい。
【００２５】
帯電制御剤としては、負帯電トナー用、及び正帯電トナー用の２種がある。
負帯電トナー用の帯電制御剤としては、クロム・アゾ錯体染料と、鉄アゾ錯体染料と、コバルト・アゾ錯体染料と、サリチル酸と、サリチル酸誘導体のクロム錯体、亜鉛錯体、アルミニウム錯体、及びホウ素錯体と、サリチル酸塩化合物と、ナフトール酸と、ナフトール酸誘導体のクロム、亜鉛、アルミニウム、及びホウ素錯体と、ナフトール酸塩化合物と、ベンジル酸と、ベンジル酸誘導体のクロム、亜鉛、アルミニウム、及びホウ素錯体と、ベンジル酸塩化合物と、長鎖アルキル・カルボン酸塩と、長鎖アルキル・スルホン酸塩と等の界面活性剤を例示列挙することができる。
正帯電トナー用の帯電制御剤としては、ニグロシン染料、ニグロシン染料誘導体、トリフェニルメタン誘導体、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、四級ピリジニウム塩、グアニジン塩、アミジン塩等の誘導体を例示列挙することが可能である。
なお帯電制御剤の添加量は、結着樹脂１００質量部に対して、０．０１〜５質量部が好ましい。
【００２６】
本発明における外添剤は、少なくとも個数平均１次粒径が５〜１０ｎｍの疎水性小径シリカ、個数平均１次粒径が４０〜６０ｎｍの疎水性中径シリカ、及び３０〜５０ｎｍの疎水性アナターゼ型酸化チタンからなる。
（ａ） 疎水性小径シリカ粒子、（ｂ）疎水性中径シリカ粒子及び（ｃ）疎水性アナターゼ型酸化チタンは疎水化処理されている。粒子の表面を疎水性にすることにより、トナーの流動性および帯電性がさらに向上する。
粒子の疎水化は、シランカップリン剤、アミノシランカップリン剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシランなどのシラン化合物、あるいはジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、アミノ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルを用いて、例えば、湿式法、乾式法など当業者が通常使用する方法により行われる。疎水化は外部環境の変化に対する帯電性の変化を小さく、安定な帯電性を維持し、かつトナーの流動性を良好にするために好ましい。また、シリコーンオイル等の変性物によって粒子を正帯電性又は負帯電性にすることができる。
尚、外添剤の粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で投影した画像から、その画像を画像処理装置にかけて平均１次粒径を計測する。
また、これ等の疎水性シリカ及び疎水性アナターゼ型酸化チタンは市販品として容易に入手可能であり、トナーの外添剤として以下の特性を導き出せる。
【００２７】
（ａ）疎水性小径シリカ粒子は、トナー粒子の流動性に大きく寄与すると共に、後述するトナー粒子の被覆率に寄与する。疎水性小径シリカ粒子の個数平均１次粒径が５ｎｍより小さいと、外添に際してシリカ微粒子がトナー粒子に埋没され易く、また個数平均一次粒子径が１０ｎｍを超えると、流動性及び被覆調整等に支障が出てくる。
疎水性小径シリカ粒子は、トナー粒子１００質量部に対して１．０〜２．０質量部、好ましくは１．０〜１．５質量部を添加する。１．０質量部より少ないと流動性が悪くなり、２．０質量部より多いと、他の外添剤との関係から後述の被覆率の調整が困難になる。
【００２８】
（ｂ）疎水性中径シリカ粒子は、トナー粒子に確り付着してトナーの帯電安定性に寄与し、感光体かぶりを防止する。また、疎水性中径シリカ粒子は、被覆率の調整用としても添加される。このため、疎水性中径シリカ粒子は、４０〜６０ｎｍの範囲のものが使用され、トナー粒子１００質量部に対して１．０〜２．０質量部添加される。好ましくは１．０〜１．５質量部を添加する。
【００２９】
（ｃ）疎水性アナターゼ型酸化チタンは、トナー粒子への付着性、その流動性に優れている。アナターゼ型酸化チタンはシランカップリング剤との親和性に優れ、一定割合で被覆することができる。また、シランカップリング処理後に、ヘキサメチルシラザンやシリコーンオイル等により疎水処理しても良い。疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子は、帯電分布が均一で、分散性に優れている。
疎水性アナターゼ型酸化チタンは、３０〜５０ｎｍの範囲のものが使用され、トナー粒子１００質量部に対して０．５〜１．０質量部添加される。
【００３０】
本発明の非磁性一成分現像用トナーの外添剤は、上記（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）の３種類が上記範囲内で含み、その他の公知の外添剤を含んでよく、また、上記を含めた外添剤の総添加量は、トナー粒子１００質量部に対して２．５〜５．０質量部である。
トナー粒子への外添方法は、既に公知の方法に従って行うことができる。例えば、上記で得られたトナー粒子に外添剤を添加してヘンシュルミキサで混合することによって、上記外添剤をトナー粒子面へ被覆させることができる。
【００３１】
本発明の非磁性一成分現像用トナーにおける外添剤は、以下の式（１）からトナー粒子への被覆率ｆ（％）を導きだすことができる。
ｆ（％）＝（√３／２π）×（Ｄ・ρｔ／ｄ・ρｉ）×Ｃ×１００・・・・（１）
Ｄ：トナー粒径（ｎｍ）
ρｔ：トナー真比重（１．２ｇ／ｃｍ２）    
ｄ：無機粒子粒径（ｎｍ）
ρｉ無機粒子真比重（シリカ：２．２ｇ／ｃｍ２、酸化チタン：３．９ｇ／ｃｍ２）
Ｃ：トナーと無機粒子の質量比
【００３２】
本発明の非磁性一成分現像用トナーにおいて、外添剤の被覆率ｆ（％）は、１５０〜４８０％である。より好ましくは、１７０〜４５０％である。上記範囲内であれば、現像ローラ上でのトナーの帯電性が安定し、地肌かぶりを生じ、印字画像濃度の低下を来たすことがない。上記範囲未満では、現像ローラ上でのトナーの帯電量が不安定になり、地肌かぶり及び装置の規制ブレードへのトナー融着が生じ易くなる。上記範囲を超えると、印字画像濃度の低下傾向が見られる。
【００３３】
次に、添付図面に従って、上記トナーを使用した本発明に係る画像形成装置について説明する。
図１に示す画像形成装置１は、電子写真方式のフルカラー画像形成装置である。例えばネットワークを介して外部から送信されてくる画像データや画像読取装置（図示せず）によって読み取った画像データに基づいて、記録紙（転写媒体）に対して多色または単色の画像を形成するものである。
画像形成装置１は、可視像形成部１０、供給トレイ２０、記録紙搬送手段３０、及び定着装置４０を具備されている。可視像形成部１０の各ユニット１０では、各ユニット内の感光体１１に現像されてトナー像が形成され、トナー像は、記録紙Ｐに転写される。尚、直接転写しても、また中間転写ベルト等を介して転写するようにしても良い。
【００３４】
可視像形成部１０には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各色に対応して、４つの可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂが並設されている。可視像形成ユニット１０Ｙはイエロー（Ｙ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｍはマゼンダ（Ｍ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｃはシアン（Ｃ）のトナーを用いて画像形成を行い、可視像形成ユニット１０Ｂはブラック（Ｂ）のトナーを用いて画像形成を行う。具体的な配置としては、供給トレイ２０から定着装置４０へ記録紙を搬送する搬送路に沿って、４組の可視像形成ユニット１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｂが配設されており、搬送される記録紙Ｐに各色のトナーを多重転写するようになっている。
【００３５】
各可視像形成ユニットの帯電装置１２は、感光体１１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施形態ではノコ歯とスクリーングリッドからなり、感光体１１の表面から非接触で近接させてコロナ放電とグリッドバイアス制御によって帯電させる接触帯電方式のスコロトロン帯電装置である。
レーザ光照射手段１３は、帯電装置１２によって帯電された感光体１１の表面を画像データに応じて露光し、感光体１１の表面に静電潜像を形成するものである。
静電潜像が形成された感光体１１の表面には現像装置１４から帯電したトナーが供給され、現像装置１４は、感光体１１の表面に形成された静電潜像をトナーによって現像する。感光体１１面にはトナー像が形成される。
転写ローラ１５は、帯電トナーとは逆極性のバイアス電圧を印加され、感光体１１に形成されたトナー像を、記録紙搬送手段３０によって搬送される記録紙Ｐに転写させる。
クリーナユニット１６は、転写ローラ１５による転写処理の後に、感光体１１の表面に残留したトナーを除去・回収する。記録紙Ｐに対するトナー像の転写を、各色の可視像形成ユニットにおいて順次行うことで、記録紙Ｐに各色のトナー像を多重転写する。
【００３６】
記録紙搬送手段３０は、駆動ローラ３１、アイドリングローラ３２、搬送ベルト３３からなる。各可視像形成ユニットによってトナー像が転写されるように、記録紙を搬送する。搬送ベルト３３の外側表面は所定の電位に帯電され、搬送ベルト３３は記録紙Ｐを静電吸着しながら搬送する。トナー像が転写された記録紙Ｐは、定着装置４０に搬送させられ、定着装置４０は、記録紙に熱と圧力とを与えて、記録紙Ｐ上に転写されたトナーを溶解させて記録紙に定着させる。定着装置４０の構成は特に限定されるものではなく、例えば加熱ローラ４１と加圧ローラ４２とを備え、これら両ローラによって記録紙を挟持しながら搬送する構成のものを用いることができる。なお、画像形成装置１に備えられる上記各部材の動作は、主制御部（制御用集積回路基板またはコンピュータ，不図示）によって制御される。
【００３７】
図２は感光体と現像装置の詳細な説明概略図である。現像装置１４内には、感光体１１に対向して配置された現像ローラ６１が設けられ、現像ローラ６１は感光体１１との現像ギャップ６２を保持している。現像ギャップ６２はギャップ保持部材（図示せず）で２００±２０μｍの精度で管理されている。現像ローラ６１には供給ローラ６３がニップ部６４で接触され、それぞれのローラは高圧のＤＣ電源６７、６８と接続されている。
現像ローラ６１はアルミニウム製φ１６、中心軸シャフトφ７、肉厚１ｍｍ、表面粗さＲａが０．３μｍで構成されている。供給ローラ６３はＥＮＤＵＲまたはウレタンゴム製でアスカＣ硬度２〜１５度のスポンジ状、外径φ１６．６、シャフト径φ７でスポンジ層の厚み４．８ｍｍで構成されている。現像ローラ６１とのニップ部６４の食い込み量は０．５ｍｍである。現像ローラと供給ローラの接触部の長手方向の幅は３３０ｍｍである。感光体１１の回転方向に対して、現像ローラ６１と供給ローラ６３は回転方向が逆に設定されている。
【００３８】
トナー層規制ブレード８０はプレート６５とゴム層６６で構成され、プレート６５の基端は供給ホッパー７３の上壁に固定されている。プレート６５はリン青銅またはアルミニウム製で厚さ０．１ｍｍで長さ３５ｍｍ、先端部のゴム層６６は厚さ１．０ｍｍ、長さ１０ｍｍで幅３３３ｍｍのＪＩＳ−Ａ硬度２０〜７５のウレタンゴムで構成される。プレート６５の弾性付勢力を介して、トナー層規制ブレード８０による現像ローラ６１への線圧は５〜５０ｇ／ｃｍ範囲に調整され、現像ローラ上に供給されるトナー層はブレード８０によって規制される。供給ホッパー７３内には攪拌ローラ７０、７１、７２が設けられ、トナーが攪拌され帯電される。
【００３９】
このような構成において、上述した非磁性一成分現像用トナーが供給ホッパー７３内で攪拌されて帯電し、各攪拌ローラ７０、７１、７２から供給ローラ６３に供給される。供給されたトナー７４は更に現像ローラ６１上に供給される。このとき、トナー７４は現像ローラ６１と供給ローラ６３に接続された高圧電源６７、６８から印加された電圧の差で、現像ローラ上へくみ上げられ、ローラ上にトナー層が形成される。次にトナー７４はトナー層規制ブレード８０のゴム層６６を通過する際に、ブレードからの圧力で層規制を受け摩擦で帯電が付与される。トナーが感光体１１と対向する位置に搬送されたとき、感光体１１の潜像面には電源６７から現像ローラ６１に印加されたＤＣ電圧と感光体１１の表面電位との現像電位差に応じてトナーが現像ギャップ６２を飛翔して、感光体１１の潜像が可視化される。上述したように可視像形成部１０、供給トレイ２０、記録紙搬送手段３０、及び定着装置４０を介して記録紙Ｐに印字印刷がなされる。
【００４０】
この場合、印字開始時の現像ローラ６１上のトナー帯電量（μｃ／ｇ）は、少なくとも｜±３．０｜μｃ／ｇ（値は絶対値を示す。）以上、好ましくは、｜±５．０｜μｃ／ｇを超える値である。上記範囲を下回るとトナーによる地肌かぶりや規制ブレードへの融着が生じ易くなる。また、トナー帯電量の上限は、｜±１５．０｜μｃ／ｇ以下である。上記範囲を超えると画像濃度が不足する。
また、印字開始時の現像ローラ上のトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）は、０．４μｍ／ｃｍ２以上である。好ましくは０．５５ｍｇ／ｃｍ２以上である。上記範囲未満では画像濃度に問題が生じ生じ易くなる。
尚、現像ローラ上の帯電量および付着量の測定は、現像ローラ上のトナーを吸引したときのトナーの電荷量を測定し、吸引した質量から比電荷を求めた。また、現像ローラ面のトナー吸引面積を求め、単位面積当たりの付着量を求める。
【００４１】
また、上記画像形成装置にあっては、印字開始時の現像ローラ６１上のトナー帯電量（μｃ／ｇ）に対する５０００枚連続印字後の現像ローラ上のトナー帯電量（μｃ／ｇ）の変化量は１．３μｃ／ｇ（値は絶対値を示す。）以内の範囲にある。より好ましい変化量は０．９μｍ／ｇ以内の範囲である。上記範囲を超えると、良好な画像を安定に得ることができない。
更に、上記画像形成装置にあっては、印字開始時の現像ローラ上のトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）に対する５０００枚連続印字後の現像ローラ上でのトナー付着量（ｍｇ／ｃｍ２）の増加量が０．０７ｍｇ／ｃｍ２以下である。より好ましい増加量は０．０５ｍｇ／ｃｍ２以下に抑えられることである。増加量が上記範囲を超えると、長期間印刷における画像の安定性を得ることができなくなる。
【００４２】
次に、本発明に係る実施例を示す。
（実施例１）
トナー粒子の製造
［前混合工程］
ポリエステル樹脂１００質量部（Ｔｇ６８℃、Ｔｍ１２９℃）、着色剤（カーボンブラック：商品名：Ｎｉｐｅｘ―６０：テエボニックテグザジャパン社製）６質量部、帯電制御剤（ホウ素錯体：商品名：ＬＲ−１４７：日本カーリット社製）１．４質量部、離型剤（カルナウバワックス：商品名：Ｔｏｗａｘ−１７１：東亜化成社製）１質量部をヘンシェルミキサで均一混合した。
【００４３】
〔溶融混練工程〕
得られた原材料は株式会社池貝製ニ軸混練機ＰＣＭ−３７にて、設定温度１４０℃、供給量５Ｋｇ／Ｈで溶融混練して溶融混練物を作製した。
〔粉砕分級工程〕
溶融混練工程にて得られた溶融混練物を室温まで冷却して固化した後、カッターミル（商品名：ＶＭ−１６、オリエント株式会社製）で粗粉砕した。次いで、粗粉砕によって得られた粗粉砕物をカウンタージェットミル（商品名：ＡＦＧ、ホソカワミクロン株式会社製）によって微粉砕した後、得られた粉砕物をロータリー式分級機（商品名：ＴＳＰセパレータ、ホソカワミクロン株式会社製）によって分級して、未外添トナー粒子（体積平均粒径Ｄ５０：８．８μｍ）を得た。
【００４４】
〔外添工程〕
得られた未外添トナー粒子１００質量部に対して、シランカップリング剤とジメチルシリコーンオイルで表面処理している個数平均１次粒径８ｎｍの疎水性小径シリカ（商品名：Ｈ３００４：クラリアント社製）１．５質量部、同シランカップリング剤で表面処理している個数平均１次粒径５０ｎｍの疎水性小径シリカ（商品名：Ｈ０５ＴＭ：クラリアント社製）１．５質量部、同シランカップリング剤で表面処理した、酸化チタン（商品名：ＳＴ５００Ｒ：チタン工業社製）０．７５質量部を添加し、ヘンシェルミキサ（商品名：ＦＭミキサ：三井鉱山株式会社製）で混合することによって実施例１のトナーを製造した、得られたトナーの外添剤添加量３．７５質量部、外添剤によるトナーの被覆率ｆが３０２％である。
尚、被覆率に関する計算結果を表１に示した。
【００４５】
【表１】
2011141351.tif 000003
【００４６】
上記実施例１と同様にして、下記表２に示す配合で、実施例２−７及び比較例１−４のトナーを製造した。
【００４７】
【表２】
2011141351.tif 000004
【００４８】
次に、作製した各実施例、及び比較例のトナーについて、以下のようにして評価を行った。
シャープ製フルカラー機ＭＸ２３００改造機を用いて２３℃／５５％ＲＨ下での画像濃度、地肌かぶり、現像ローラ上のトナー付着量および帯電量各評価を行なった。画像形成装置（シャープ製フルカラー機ＭＸ２３００改造機）の条件を以下のようにして実施した。
【００４９】
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）における、各回転速度を感光体１１が１４５ｍｍ／Ｓ、現像ローラ６１は１４５ｍｍ／Ｓ、供給ローラは１１６ｍｍ／Ｓである。撹拌ローラ７０の回転数は１５７ｒｐｍ、撹拌ローラ７１は１５７ｒｐｍ、撹拌ローラ７２が３８ｒｐｍである。供給ローラ６３はＥＮＤＵＲ製でアスカＣ硬度５度のスポンジを用いており、高圧電源６７から現像ローラ６１への印加電圧はＤＣ−８００Ｖ、高圧電源６８から供給ローラ６３への印加電圧はＤＣ−９００Ｖとし、両ローラ間の電圧差を１００Ｖ設定した。両ローラ間での摩擦による帯電と１００Ｖの電位差で現像ローラ６１にくみ上げされたトナーはトナー規制ブレード８０を通過の際、摩擦により更にマイナス帯電が付与される。又、トナー規制ブレードはウレタンゴムであり、ＪＩＳ−Ａ硬度は５０度、プレート６５はリン青銅からなる。現像ローラ６１に対する線圧は１５ｇ／ｃｍとした。
【００５０】
実施例１にあっては、トナー規制ブレード通過後にトナー層は規制、トナーの帯電量は−９μｃ／ｇ、トナー付着量は０．７０ｍｇ／ｃｍ２であった。
次にベタ部の感光体１１の表面電位を−５０Ｖに設定、感光体１１と現像ローラ６１間の電位差を７５０Ｖに設定、感光体に付着したトナー帯電量は−９μｃ／ｇであり、付着量は０．６５ｍｇ／ｃｍ２であった。これにより、ベタ部の画像濃度の１．３５以上再現に最低必要な感光体へのトナー付着量０．５ｍｇ／ｃｍ２を確保することができた。
【００５１】
また、５０００枚連続実写後の画像濃度、地肌かぶり、現像ローラ上のトナー付着量および帯電量、５０００枚実写後の融着確認の各評価を行なった。その結果を表３に示した。上記実施例１と同様にして、実施例２−７及び比較例１−４のトナーの評価を行った。その結果を下記表３及び表４に示した。また、表３及び表４中の評価方法を以下に示した。
【００５２】
（評価方法）
［現像ローラ上の帯電量および付着量の測定］
現像ローラ上のトナーを吸引したときのトナーの電荷量を測定し、吸引した質量から比電荷を求めた。また、吸引跡を透明テープ（住友３Ｍ社製メンデイングテープ）を貼り付け、白紙上に貼り付けそれから吸引した面積を求め、単位面積当たりの付着量を求めた。
・現像ローラ上の帯電量の評価
現像ローラ上のトナーの帯電量が適正でない場合、低いとトナー飛散、地肌かぶり、高いと画像濃度不足が生じる。｜−５｜を超える〜｜−１２｜μｃ／ｇを○、｜−３｜〜｜−５｜μｃ／ｇまたは｜−１２｜を超える〜｜−１５｜μｃ／ｇを△、｜−３｜μｃ／ｇ未満または｜−１５｜μｃ／ｇを超える場合は×とした（尚、｜｜は絶対値である。）。
・現像ローラ上のトナー付着量
０．５５ｍｇ／ｃｍ２以上を○、０．４０〜０．５５ｍｇ／ｃｍ２未満を△、０．４０未満を×とした。
【００５３】
［印字画像濃度］
５０ｍｍ×５０ｍｍのべた画像部の濃度を濃度計（型番ＲＤ−９１８マクベス社製）にて測定を行った。なお、この時の画像部の濃度を画像濃度とした。
１．３５以上を○、１．３５未満〜１．２５以上を△、１．２５未満を×とした。
［地肌かぶり］
感光体上の非画像部に透明テープ（住友３Ｍ社製メンデイングテープ）を貼り付け、その後白紙に貼り付け、Ｘ−ｒｉｔｅ９３８により濃度を測定する。また、予め透明テープのみを白紙に貼り付けておきその濃度も測定し、上記の濃度との差を地肌カブリ値とした。
０．０１未満を○、０．０１以上〜０．０２未満を△、０．０２以上を×とした。
【００５４】
［トナー層規制ブレード上の融着確認］
２１０．３ｍｍ×２９７．０ｍｍのＡ４紙の全面べた画像を印字し、白筋の有無を確認した。また、現像ローラを取り外し、ブロアーにて層規制部材上のトナーを吹き飛ばし、その後、光学顕微鏡により層規制部材上を目視にて確認した。
画像およびブレード上の融着が目視にて確認されない場合○、画像上の白筋は発生していないが目視にてのみ融着が確認された場合を△、画像上の白筋が発生した場合を×とした。
【００５５】
【表３】
2011141351.tif 000005
【００５６】
【表４】
2011141351.tif 000006
【００５７】
実施例１〜７において、いずれも適度な流動性を有しているため、トナー層形成と安定した帯電性が得られることにより、黒ベタ再現性が高く、かぶりの少ない良好な画質を得ることができた。また、大粒径と高い熱特性有するコアトナー及び外添剤の種類と添加量の最適化により、メカストレスを受けても外添剤の埋め込みが少なく、かつ離脱をカバーする被覆率が予め得られており、流動性と安定した帯電性が得られるので５０００枚の実写後においても、トナー層規制ブレードへの融着による白筋画像の不具合も無く、安定した画像濃度と地肌カブリの無い良好な画質を維持することができた。
【００５８】
比較例１ではトナーの結着剤のＴｇ，Ｔｍが低いためトナーへのストレスに弱く、外添剤の埋め込みが促進され、５０００枚印字後において、現像ローラ上のトナー付着量は得られたが、現像ローラ間の物理的付着量である、ファンデルワールス力の増大により印字画像濃度の低下及び帯電性の低下による地肌かぶりが発生した。
【００５９】
比較例２では小粒径シリカの粒径が１３ｎｍと大きいため、トナーに対する外添剤の被覆率が充分でないため、５０００枚印字後の帯電量低下が顕著になり、地肌かぶりとトナー層規制ブレードへの融着が発生した。
比較例３では小粒径シリカの粒径が５ｎｍと小さいため、外添剤によるトナーの被覆率が大きくなり過ぎる。このため、帯電量が過剰となり初期から現像性の低下、Ｔｇ，Ｔｍが低めのため、５０００枚印字後の外添剤の埋め込みが促進されるため、現像性の更なる低下が生じた。
【００６０】
比較例４では、外添剤の添加量及びトナーの被覆率が充分でないため、５０００枚印字後の帯電性低下が大きく、地肌かぶりの増大とトナー層規制ブレードへの融着が発生した。このように、比較例１〜４においてトナーの熱特性や外添剤の添加量とトナーへの被覆率が得られていないため、画像上の不具合が生じた。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置の現像装置に利用することができる。
【図１】
2011141351.tif 000007
【図２】
2011141351.tif 000008