(57)【要約】【課題】タッチダウン現像方式により現像が行われる画像形成装置に使用される静電潜像現像用トナーには、現像ローラ表面へのトナーの付着および蓄積を長期にわたって防止することができるものが求められていた。【解決手段】静電潜像現像用トナーを、溶融状態のトナー原料が紡糸法によって円柱繊維状に引き延ばされたものを、所定の長さに切断することにより得られた直径φおよび長さＬの円柱体のトナー粒子とする。そして、外添剤として、一次粒子径が１０ｎｍ〜２５ｎｍの小粒径シリカと、一次粒子径が５０ｎｍ〜１００ｎｍであって帯電量が５０〜３１０μＣ／ｇである大粒径シリカとを添加した静電潜像現像用トナーである。【選択図】図３
2008287078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性トナーおよび磁性キャリアを有する現像剤を撹拌して、周面に現像剤の穂立ちを形成するための磁気ローラと、磁気ローラに穂立ちした現像剤と接することにより、周面に非磁性トナーの薄層を形成するための現像ローラと、現像ローラの周面と一定の間隔をあけて設けられ、その表面に静電潜像が形成される感光体とを備え、現像ローラの周面に形成された非磁性トナーを感光体表面へ飛翔させ感光体表面の静電潜像を非磁性トナーによって現像する画像形成装置に使用される静電潜像現像用トナーであって、
上記静電潜像現像用トナーは、溶融状態のトナー原料が紡糸法によって円柱繊維状に引き延ばされたものを、所定の長さに切断することにより得られた直径φおよび長さＬの円柱体のトナー粒子を含み、かつ、外添剤として、一次粒子径が１０ｎｍ〜２５ｎｍの小粒径シリカと、一次粒子径が５０ｎｍ〜１００ｎｍであって帯電量が５０〜３１０μＣ／ｇである大粒径シリカとを含むことを特徴とする、静電潜像現像用トナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電潜像現像用トナーに関し、特に、タッチダウン現像方式が採用された画像形成装置において使用される静電潜像現像用トナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法、静電記録法、静電印刷法等を利用したレーザプリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの複合機などの画像形成装置においては、まず、潜像保持体の表面を帯電手段によって一様に帯電させ、次いで、潜像保持体の表面を半導体レーザ、発光ダイオード等の露光手段によって露光して静電潜像を形成した後、この静電潜像を、現像手段によってトナー像に顕像化する。次に、このトナー像を、転写手段によって紙などの被印刷物の表面に直接に転写するか、または、中間転写体の表面に転写し、次いで紙などの被印刷物の表面に再転写した後、定着手段によって定着させることで、一連の画像形成工程が実行される。
【０００３】
静電潜像をトナー像に現像するための現像方法としては、大別して、乾式および湿式の２種類があるが、現在は、乾式の現像方法が広く普及している。
また、乾式の現像方法は、使用するトナーの種類を基準とすると、結着樹脂を有するトナー粒子中に磁性粉を内包した磁性トナーを用いる現像方法（磁性１成分現像方法または磁性２成分現像方法等）と、磁性粉を内包しない非磁性トナーを用いる現像方法（非磁性１成分現像方法または非磁性２成分現像方法等）とに分類される。
【０００４】
ところで、近年、フルカラー画像形成装置において、非磁性トナーを用いる非磁性２成分現像方法の１つであり、高速かつ高画質化に対応する画像形成方式の技術として、タッチダウン現像方式が注目されている。
タッチダウン現像方式とは、非磁性トナーおよび磁性キャリアを有する現像剤を撹拌し、その周面に現像剤の穂立ちを形成するための磁気ローラと、磁気ローラに穂立ちした現像剤と接することにより、その周面に非磁性トナーの薄層を形成するための現像ローラとを備え、現像ローラの周面に対して一定間隔をあけて配置された感光体の表面に向けて、現像ローラ周面で薄層を形成している非磁性トナーを飛翔させ、感光体表面の静電潜像を現像するという現像方法である。この現像方法では、非磁性トナーが飛翔された後の磁気ローラおよび現像ローラ間の電圧は変化されて、トナー薄層は現像ローラから引き剥がされ、新たなトナー薄層が次の現像のために再度形成される。
【０００５】
一方、画像形成装置の機械的構成として、トナーの色に対応した複数の感光体を用い、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形成し、転写部材上で色重ねを行うタンデム方式が、フルカラー画像形成装置の高速化の上で注目されている。このタンデム方式は、高速性に優れているという利点があるものの、各色の電子写真プロセス部材を並べて配置しなければならず、大型化するという欠点があることは否めない。
【０００６】
そこで、その対策として、感光体同士の間隔を狭くして小型化された画像形成ユニットを配置した小型タンデム画像形成装置も提案されている。この小型タンデム画像形成装置においては、画像形成ユニットの幅方向のサイズを極小にするためには、現像器を縦型とすることが有利である。すなわち、感光体の上部方向に現像器を配置することがレイアウト上望ましい。
【０００７】
その場合において、感光体と現像ローラとの間に空隙を有する非接触現像方式とすれば、感光体へのキャリア付着がなく、磁気ブラシにより感光体への傷が生じず、高画質化が可能となる。このような背景のもとに、小型タンデム画像形成装置において、タッチダウン現像方式の構成が広く採用されつつある。
この発明は、このような小型タンデム画像形成装置であって、タッチダウン現像方式が採用された画像形成装置に対して、良好に使用可能な静電潜像現像用トナーを提供することを課題としている。
【０００８】
ところで、従来、トナーは、粉砕法または重合法により作製されていた。粉砕法は、熱可塑性樹脂に着色剤、電荷制御剤、離型剤等を加えて混合し、混練した後、粉砕して分級するトナー製造方法である。この製造方法は粉砕してトナー粒子を得るためトナー表面が破断面になってしまう。このため、トナー表面にワックスや低溶融成分が露出し、トナーの物理的付着力が増加してしまう。
【０００９】
また、トナー飛散軽減の観点から、トナーの帯電を高めに設定したいが、そうすることで現像ローラ表面上に電気的に付着しやすくなる。付着力低減、流動性向上のため、トナー表面に一般的に一次粒子径が１０〜２０ｎｍの小粒径シリカが外添される。それにもかかわらず、現像ローラ上にトナーの消費領域と非消費領域とが生じると、その現像ローラ上におけるトナーの付着状態とトナーの電位差にばらつきが生じる関係から、画像濃度ムラなどの不具合が生じる。
【００１０】
このような問題を解決するために、現像ローラ上に残留したトナーを、現像ローラの回転方向下流側に配置されたトナー剥離手段によって物理的に除去する技術が提案されている（特許文献１参照）。また、付着力が小さく、埋没防止に有利な紡糸法トナーに、１０〜２５ｎｍの小粒径シリカを外添する技術も提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載の方法では、１０万枚の耐刷後においても、現像ローラ上へのトナーの付着を軽減できるという効果がある。
【特許文献１】特開２０００−２９８３９６号公報
【特許文献２】特願２００６−３５０２３２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述の技術は、次のような問題点を有していた。
特許文献１に開示された技術では、トナー剥離手段が常時圧接することから、現像ローラが摩耗するおそれがある。このため、装置の耐久性が求められる用途には適さない。
また、特許文献２の技術では、高温高湿環境でトナー表面が増粘および軟化した場合、外添剤の埋没や付着力の増加が生じる可能性があり、トナー付着が生じるおそれがある。
【００１２】
すなわち、タッチダウン現像方式において、トナー飛散防止などの観点からトナー帯電量を高めに設定すると、逆に現像ローラへのトナーの電気的付着が生じるおそれがある。また、粉砕法トナーを用いると、トナー表面にワックスや低融点成分が存在することにより、トナー付着力が増加し、現像ローラ上にトナーが物理的に付着および蓄積するおそれがある。さらに、高温高湿環境においては、トナー表面の増粘化からトナー付着力が増加し、現像ローラ上にトナーが付着するおそれがある。
【００１３】
本発明は、このような背景のもとになされたもので、トナーと現像ローラとの付着力を効果的に低減させ、現像ローラ表面へのトナーの付着および蓄積を長期にわたって防止することができ、かつ、タッチダウン現像方式に好適な静電潜像現像用トナーを提供することを主目的とする。
また、本発明は、タッチダウン現像方式が採用されている画像形成装置に使用される静電潜像現像用トナーであって、トナーと現像ローラとの付着力を効果的に低減させ、現像ローラ表面へのトナーの付着および蓄積を長期にわたって防止することができる静電潜像現像用トナーを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の発明は、非磁性トナーおよび磁性キャリアを有する現像剤を撹拌して、周面に現像剤の穂立ちを形成するための磁気ローラと、磁気ローラに穂立ちした現像剤と接することにより、周面に非磁性トナーの薄層を形成するための現像ローラと、現像ローラの周面と一定の間隔をあけて設けられ、その表面に静電潜像が形成される感光体とを備え、現像ローラの周面に形成された非磁性トナーを感光体表面へ飛翔させ感光体表面の静電潜像を非磁性トナーによって現像する画像形成装置に使用される静電潜像現像用トナーであって、上記静電潜像現像用トナーは、溶融状態のトナー原料が紡糸法によって円柱繊維状に引き延ばされたものを、所定の長さに切断することにより得られた直径φおよび長さＬの円柱体のトナー粒子を含み、かつ、外添剤として、一次粒子径が１０ｎｍ〜２５ｎｍの小粒径シリカと、一次粒子径が５０ｎｍ〜１００ｎｍであって帯電量が５０〜３１０μＣ／ｇである大粒径シリカとを含むことを特徴とする、静電潜像現像用トナーである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の静電潜像現像用トナーは、溶融状態のトナー原料が紡糸法によって円柱繊維状に引き伸ばされたものを、所定の長さに切断することにより得られた直径φおよび長さＬの円柱体のトナー粒子に、大小２種のシリカ微粒子を外添して得られたトナーである。トナー粒子自体が円柱体形状であり、破断面が少ないので、従来のトナー粒子と比較して、トナー表面にワックスや低融点成分が存在せず、付着力が小さく、外添剤の埋没も軽減される。
【００１６】
また、大小２種のシリカを外添することにより、流動性向上、付着力低減、現像性の向上、そして耐環境性が向上される。
これにより、タッチダウン現像方式において、現像ローラ上のトナー付着および蓄積を防止し、良好な画像形成性能を発揮することができる。とくに、高温高湿環境下においても、現像ローラ上のトナー付着および蓄積を防止することができる。
【００１７】
大粒径シリカの一次粒子径を５０〜１００ｎｍとし、紡糸法トナーと組み合わせた。このため、付着力低減や外添剤の埋没防止、現像性の向上を実現することができ、また、流動性への弊害を防止することもできる。
さらに、大粒径シリカのシリカ帯電量を５０〜３１０μＣ／ｇとした。このため、大粒径シリカが、トナーの表面上あるいは表面近傍に存在している確率を高めることができる。したがって、キャリアへのシリカ付着を防止し、キャリアの帯電付与能力に障害を与えることがない。これにより、画質劣化が防止される。その結果、現像性が良好となり、長期にわたり、画像安定性に極めて優れた効果を発揮する静電潜像現像用トナーを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の好適な実施形態を例示的に詳しく説明する。
この発明の一実施形態に係る静電潜像現像用トナーは、トナー原料として、
８０〜９０％の樹脂（結着樹脂またはバインダー樹脂と称される）
３〜８％の顔料（着色剤）
１〜３％の帯電制御剤（電荷制御剤）
３〜８％の離型剤（ワックス）
を予備混合して得られたトナー原料を、溶融混合する溶融混合工程と、溶融混合工程で得られた溶融状態のトナー原料をノズルから押し出して繊維状に形成する繊維化工程と、繊維状に形成されたトナー原料を切断して柱状粒子を作製する粒子化工程により、直径φ＝４〜９μｍ、円柱方向長さＬ＝４〜１３μｍ、Ｌ≧φの柱状トナー粒子として製造される。これら溶融混合工程および繊維化工程を有する製造方法を、紡糸法と称する。
【００１９】
上記各工程を具体的に、装置構成に基づいて説明すると、次の通りである。
＜溶融混合工程と繊維化工程＞
図１を参照して、溶融混合工程および繊維化工程では、予備混合装置（たとえば、ホソカワミクロン（株）製：サイクロミックス）７、ホッパー１Ａ付で内部に混練部材としての回転スクリュー１５を有する一軸型エクストルーダー１、静止型ミキサー２、および、静止型ミキサー２の出口から分岐した多段の分配流路３Ａを有する流路構造体３などが用いられる。一軸型エクストルーダー１の出口と静止型ミキサー２の入り口の間には、モータ５で駆動されるギヤポンプ４が配置されている。
【００２０】
分配流路３Ａの最終段の各流路出口には、押し出し用のノズル６が設けられている。また、一軸型エクストルーダー１、静止型ミキサー２、流路構造体３およびギヤポンプ４には、図示は省略するが、それぞれ、トナー原料をバインダー樹脂の融点以上の高温、たとえば１３０℃〜２４０℃程度に加熱して低粘度にするためのヒータが備えられている。
上記装置構成において、トナー原料は、ホッパー１Ａから一軸型エクストルーダー１内に投入されると、ヒータによって加熱されて溶融状態となり、混合されながら出口側に送られる。一軸型エクストルーダー１から送り出されたトナー原料の溶融混合物は、ギヤポンプ４で圧力および押し出し量が調整された後、静止型ミキサー２内の流路と多段の分配流路３Ａを流通する間に混合が促進され、トナー原料の各成分が均一に細かく分散した状態になる。そして、溶融状態のトナー原料は、複数のノズル６から下向きに繊維状に押し出される。
【００２１】
各ノズル６から押し出された複数の繊維状体１２は、図示しない延伸用エアー吹き出し装置から吹き出す熱風によって延伸された後、送風ファンからの冷風によって急冷される。
上記構成における静止型ミキサー２は、公知の静止型ミキサーを使用することができ、具体的には、図１に示すように、螺旋状の流路を形成するように捩られた曲面を有する羽根体１４が、トナー原料の流れ方向に沿って隣接するもの同士で螺旋の捩れ角度を反転させながら複数個（図１の例では３個）設けられた構造のものを例示できる。
【００２２】
次に、図２に示すように、ノズル６から押し出された多数の繊維状体１２は、ベルトコンベア１１上に載置されて横向きに搬送され、搬送途中において室温下に放冷され、適度な粘度を持った略直線状の繊維状体１２が横方向に整然と並んだ一層の集合体となって、次工程の繊維切断装置８に到達する。
なお、繊維状体１２を搬送する手段としては、ベルトコンベア１１の他に、一定の流速と流れ方向を持った空気流などによる気体搬送手段を用いることもできる。
＜粒子化工程＞
図２に示すように、粒子化工程では、繊維状体１２を切断するために繊維切断装置８が用いられる。繊維切断装置８は、ベルトコンベア１１上を搬送される繊維状体１２の搬送方向と直交する方向に延びた固定刃９と、複数の切断刃１０ａが回転軸に取り付けられた回転刃１０とを有している。図示しないモータによって回転駆動される回転刃１０の切断刃１０ａと固定刃９のエッジ９ａとの間に繊維状体１２が連続的に供給され、切断刃１０ａと固定刃９のエッジ９ａとの間で生じる剪断作用によって繊維状体１２が順次切断され、柱状粒子１３が連続的に作成される。
【００２３】
ここで、繊維状体１２の切断長（柱状粒子１３の長さ）は、繊維状体１２の搬送速度と回転刃１０の回転速度の比によって調整することができる。
次に、非磁性トナーについて説明する。
＜トナー形状＞
図３に、トナー粒子の典型的な形状例を示す。図３のＡはトナー粒子の拡大斜視図、Ｂは円柱の端面形状、Ｃは円柱の側面形状を表わしている。図３に示すように、トナー粒子は、直径がφ、長さＬの円柱体をしている。なお、この実施形態では、トナー粒子の形状として歪みのない円柱体を示したが、製造上の技術により、端面形状や周面形状に多少の歪みが生じるが、この発明は、そのような歪みを有する円柱体も含むものである。
【００２４】
φおよびＬは、上述したように、φ＝４〜９μｍ、Ｌ＝４〜１３μｍ、Ｌ≧φの条件内のものが好ましい。
一例として、平均値が、φ＝５μｍ、Ｌ＝７μｍの円柱体を作製した。
トナー粒子が、図３に示すように、円柱体であると、円柱周面と端面との境界がエッジを形成しており、これにより、トナー粒子自身が感光体表面に対する適度な研磨作用を具備したものとなっている。
＜トナー成分（トナー原料）の説明＞
結着樹脂（バインダー樹脂）：
結着樹脂の種類は、特に制限されるものではないが、例えば、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
【００２５】
より具体的には、ポリスチレン系樹脂として、スチレンの単独重合体でも、スチレンと共重合可能な他の共重合モノマーとの共重合体でもよい。共重合モノマーとしては、ｐ−クロルスチレン；ビニルナフタレン；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類；塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなど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ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドテシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸エステル；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどの他のアクリル酸誘導体；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリデンなどのＮ−ビニル化合物などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用することもできるし、あるいは２種以上を組み合わせてスチレン単量体と共重合させることもできる。
【００２６】
ポリスチレン系樹脂は、その分子量において、二つの質量平均分子量ピーク（低分子量ピークと、高分子量ピークと称する。）を有することが好ましい。具体的に、低分子量ピークが３，０００〜２０，０００の範囲内であり、もう一つの高分子量ピークが３００，０００〜１，５００，０００の範囲内であり、Ｍｗ／Ｍｎが１０以上あるものが好ましい。質量平均分子量ピークがこのような範囲内にあれば、トナーを容易に定着させることができ、また、耐オフセット性を向上させることもできる。
【００２７】
なお、結着樹脂の質量平均分子量は、分子量測定装置（ＧＰＣ）を用いて、カラムからの溶出時間を測定し、標準ポリスチレン樹脂を用いて予め作成しておいた検量線と照らし合わせることにより、求めることができる。
また、ポリエステル系樹脂としては、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合ないし共縮重合によって得られるものであれば使用することができる。ポリエステル系樹脂を合成する際に用いられる成分としては、以下のものが挙げられる。
【００２８】
まず、アルコール成分としては、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等のジオール類；ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノール類；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、ジグリセロール、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の、２価または３価以上のアルコール類が例示される。
【００２９】
また、カルボン酸成分としては、２価または３価カルボン酸、この酸無水物またはこの低級アルキルエステルが用いられ、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、あるいはｎ−ブチルコハク酸、ｎ−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のアルキルまたはアルケニルコハク酸等の２価カルボン酸；１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等の、３価以上のカルボン酸が例示される。
【００３０】
また、ポリエステル系樹脂の軟化点は、１１０〜１５０℃であることが好ましく、より好ましくは１２０〜１４０℃である。
さらにまた、結着樹脂は、定着性が良好な観点から熱可塑性樹脂が好ましいが、ソックスレー抽出器を用いて測定される架橋部分量（ゲル量）が１０質量％以下の値、より好ましくは０．１〜１０質量％の範囲内の値であれば、熱硬化性樹脂であっても良い。このように一部架橋構造を導入することにより、定着性を低下させることなく、トナーの保存安定性や形態保持性、あるいは耐久性をより向上させることができる。よって、トナーの結着樹脂として、熱可塑性樹脂を１００質量％使用する必要はなく、架橋剤を添加したり、あるいは、熱硬化性樹脂を一部使用したりすることができる。
【００３１】
したがって、熱硬化性樹脂として、エポキシ系樹脂やシアネート系樹脂等も使用することができる。より具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、シアネート樹脂等の１種または２種以上の組み合わせが挙げられる。
【００３２】
結着樹脂において、磁性粉の分散性を向上させるために、ヒドキロキシ（水酸）基、カルボキシル基、アミノ基およびグリシドキシ（エポキシ）基から選択される少なくとも一つの官能基を分子内に有する樹脂を使用することが好ましい。なお、これらの官能基を有しているか否かは、ＦＴ−ＩＲ装置を用いて確認することができ、さらに滴定法を用いて定量することができる。
【００３３】
結着樹脂において、ガラス転移点（Ｔｇ）を５５〜７０℃の範囲内の値とするのが好ましい。結着樹脂のガラス転移点が、５５℃未満では、得られたトナー同士が融着し、保存安定性が低下する傾向がある。一方、結着樹脂のガラス転移点が、７０℃を超えると、トナーの定着性が乏しくなる傾向がある。なお、結着樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、比熱の変化点から求めることができる。
【００３４】
顔料（着色剤）：
着色剤としては、例えば、黒色顔料として、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック；黄色顔料として、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、ネーブルスイエロー、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、タートラジンレーキ；橙色顔料として、赤口黄鉛、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、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ；赤色顔料として、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、ブリリアントカーミン３Ｂ；紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ；青色顔料として、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、インダスレンブルーＢＣ；緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンＧ；白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等を使用できる。このような着色剤は結着樹脂１００重量部当り２〜２０重量部、特に５〜１５重量部の量で使用するのが好ましい。
【００３５】
帯電制御剤（電荷制御剤）：
電荷制御剤の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、ニグロシン、第四級アンモニウム塩化合物、樹脂にアミン系化合物を結合させた樹脂タイプの電荷制御剤等の正帯電性を示す電荷制御剤を使用することができる。カラートナー用として使用する場合には、無色ないし白色のものが好ましい。結着樹脂１００重量部当り０．５〜１０重量部、特に１〜５重量部の量で使用するのが好ましい。
【００３６】
離型剤（ワックス）：
ワックスとしては、特に限定はなく、例えばカルナバワックスやサトウワックス、木ワックス等の植物性ワックス；蜜ワックスや昆虫ワックス、鯨ワックス、羊毛ワックスなどの動物性ワックス；エステルを側鎖に有するフィッシャートロプシュ（以下、「ＦＴ」と記すことがある）ワックスやポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックスなどが挙げられる。この中でも分散性の点から、エステルを側鎖に有すＦＴワックスやポリエチレンワックスの使用が推奨される。
【００３７】
また、ワックスは、示差走査熱量計による吸熱曲線における吸熱メインピークが７０〜１２０℃の範囲であるものが好ましい。吸熱メインピークが７０℃未満にある場合、トナーブロッキングおよびホットオフセットが生じるおそれがあり、他方吸熱メインピークが１２０℃を超える場合、低温定着性が得られないおそれがあるからである。
さらに、ワックスの添加量は結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部の範囲が好ましい。ワックスの添加量が０．１重量部より少ないと充分なワックスの効果が得られにくく、他方、添加量が２０重量部より多いと耐ブロッキング性が低下し、またトナーからの脱離が生じるおそれがある。
＜外添剤＞
この実施形態に係る非磁性トナーには、大小２種のシリカが外添剤として使用される。
【００３８】
第１種シリカ（小粒径シリカ）は、その一次粒子径が１０〜２５ｎｍであることが好ましい。一次粒子径が１０ｎｍ未満だと小さすぎて、耐久時にトナー表面からトナー中に埋没し、シリカの流動性、帯電補助性の効果を発揮できない。また、一次粒子径が２５ｎｍを超えると、トナーの流動性を低下させてしまい、現像性から画像濃度低下などの不具合を生じてしまう。
【００３９】
第２種シリカ（大粒径シリカ）は、その一次粒子径が５０〜１００ｎｍであることが好ましい。一次粒子径が５０ｎｍ未満だと小さすぎて、スペーサとしての効果を発揮できず、付着力の低減や耐久性の向上を達成することができない。また、１００ｎｍを超えると、流動性に支障をきたし、現像性が低下する。
また、第２種シリカの帯電量は５０〜３１０μＣ／ｇであることが好ましい。帯電量が５０μＣ／ｇ未満であると、トナー表面の帯電レベルが低下し、画像濃度低下を起こす。帯電量が３１０μＣ／ｇを超えると、トナー表面から外れた際にこの第２種シリカがキャリアに付着しやすくなり、十分な帯電性を付与することが不可能となり、画像濃度低下を引き起こす。
＜磁性キャリア＞
次に、この実施形態に係る非磁性トナーが混入される磁性キャリアについて説明をする。
【００４０】
磁性キャリアは、キャリア芯材としては、鉄、酸化処理鉄、還元鉄、マグネタイト、銅、ケイ素鋼、フェライト、ニッケル、コバルト等の粒子や、これらの材料とマンガン、亜鉛、アルミニウム等との合金の粒子、鉄−ニッケル合金、鉄−コバルト合金等の粒子、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸リチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム等のセラミックスの粒子、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、ロッシェル塩等の高誘電率物質の粒子、樹脂中に上記磁性粒子を分散させた樹脂キャリア等、従来公知の種々のキャリア芯材が挙げられる。
【００４１】
キャリアの樹脂被覆層には、（メタ）アクリル系重合体、スチレン系重合体、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体、オレフィン系重合体（ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、アミノ樹脂等のコーティングキャリア用として従来公知の種々の樹脂が用いることができる。これらは、単独で、或いは２種以上混合して使用される。
【００４２】
キャリアの重量平均粒径は、１０〜２００μｍの範囲内、特に３０〜１５０μｍの範囲内であることが好ましい。
また、上記樹脂被覆層には必要に応じて、シリカ、アルミナ、カーボンブラック、脂肪酸金属塩、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等の、樹脂コート層の特性を調整するための添加剤を含有させることもできる。
【００４３】
樹脂コート層の膜厚は従来と同程度でよく、特に限定されないが、具体的には、キャリア芯材へのコート量で表して、キャリア芯材に対して０．０１〜１０重量％、特に０．０５〜５重量％コート量であることが好ましい。
非磁性トナーと磁性キャリアとを適当な割合で混合して、静電式複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置に使用することができる。磁性キャリアと非磁性トナーとの配合割合は、従来と同じでよい。また、現像剤の流動性を改善するために、シリカ、アルミナ、酸化スズ、酸化チタン、酸化ストロンチウム、各種樹脂粉等の従来公知の外部添加剤を配合することもできる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
なお、言うまでもないが、以下の説明は本発明を例示するものであり、特に理由なく、以下の説明に本発明の範囲は限定されるものではない。
＜結着樹脂の合成＞
温度計、攪拌機、窒素導入管、および還流管を接続した反応容器中にキシレン３００重量部を入れ、窒素導入管から継続的に窒素を導入しながら、反応容器を加熱して液温を１７０℃に維持しつつ、スチレン８４５重量部、アクリル酸ｎ−ブチル１５５重量部、およびジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド８．５重量部をキシレン１２５重量部に溶解した溶液を、上記反応容器中に３時間かけて滴下させた。滴下終了後、１７０℃でさらに１時間攪拌を続けたのち、溶剤を除去して、結着樹脂としてのスチレン−アクリル酸ｎ−ブチル共重合体を製造した。
＜非磁性トナーの作製＞
上記のようにして作製したスチレン−アクリル系樹脂からなる結着樹脂９２重量部に対し、離型剤としてのポリエチレンワックス（１１０Ｐ：三井化成（株）製）３重量部と、電荷制御剤（Ｐ−５１：オリエント化学（株）製）１重量部と、着色剤としてのカーボンブラック（ＭＡ−１００：三菱化学（株）製）：４重量部とをトナー原料として、上述の図１および図２に示す装置を用い、上述の紡糸法によって、平均値が、直径φ＝５μｍ、長さＬ＝７μｍのトナー粒子を得た。
【００４５】
このトナー粒子に、酸化チタン（ＥＣ−１００Ｔ１Ｊ（チタン工業（株）製）を０．９％、表１に示す小粒径シリカを２．０％、同じく表１に示す大粒径シリカを０．４％外添混合し、表面に付着させて、実施例および比較例の非磁性トナーを作製した。
こうして得られた非磁性トナーを、磁性キャリアと混合し、２成分現像剤として用い、京セラミタ（株）製カラーページプリンタ（ＦＳ−Ｃ５０１６Ｎ）を用い、初期および１万枚耐刷後における画像特性を評価し、別途、嵩密度および埋没率の結果を加えて表２に示した。評価は、すべて、２４時間以上調湿した後、高温高湿環境下において行った。
【００４６】
【表１】
2008287078.tif 000003
【００４７】
【表２】
2008287078.tif 000004
【００４８】
これらの評価方法は、以下の通りである。
（１）高温高湿環境下における画像特性
上記トナー１０重量部とフェライトキャリア１００重量部を混合して、２成分現像剤とし、京セラミタ（株）製カラーページプリンタ（ＦＳ−Ｃ５０１６Ｎ）を用い、画像特性の評価を行った。フェライトキャリアは、平均粒径５０μｍのＣｕ−Ｚｎフェライトキャリアを用いた。上記プリンタを用いて、高温高湿環境（３２．５℃、８０％ＲＨ）にて初期時に画像評価パターンを印字して初期画像とし、その後、１万枚連続通紙を行い、再度画像評価パターンを印字して１万枚耐久画像とし、ソリッド画像を、マクベス反射濃度計〔グレタグ・マクベス社製のＲＤ９１４〕を用いて測定し、同時に現像ローラ上のトナー付着度合いおよび蓄積度合いを目視観察することにより画像特性評価を行なった。画像濃度が初期において１．３０以上、１万枚耐刷後において１．２０以上のものを合格として評価した。トナー付着については、○（○：目視観察により付着が確認されなかった）を合格、それ以外のものを不合格とした。
（２）シリカ埋没率
トナー原料とシリカとを、高温高湿環境（３２．５℃、８０％ＲＨ）にて２４時間以上調湿の後、その場でブレンダミキサーにより外添混合した。混合時間１分、３分の時のＢＥＴ値をＢＥＴ Ｍａｃｓｏｒｂ ＨＮｍｏｄｅｌ−１２８(マウンテック（株）製)を用いて、通常環境（２０℃、６０％ＲＨ）において測定を行った。そのとき、以下の式により、ＢＥＴ値の変化率を算出し埋没率とした。
【００４９】
【数１】
2008287078.tif 000005
【００５０】
（３）嵩密度
高温高湿環境（３２．５℃、８０％ＲＨ）にて２４時間以上調湿の後、嵩密度測定治具（ＪＩＳ−Ｋ−５１０１）を用いて、トナーの嵩密度を測定した。トナーはハケでふるい前面をはき、４０〜６０秒の間に３０ｃｃの受器からあふれるような速度で９０秒間落下させた。９０秒後の落下トナーの嵩密度を流動性の指標とした。
【００５１】
表２に示すように、紡糸法によって得られた円柱体のトナー粒子を含む静電潜像現像用トナーであって、外添剤として、一次粒子径が１０ｎｍ〜２５ｎｍの小粒径シリカと、一次粒子径が５０ｎｍ〜１００ｎｍであって帯電量が５０〜３１０μＣ／ｇである大粒径シリカとを含む実施例１〜実施例７は、良好な現像性を実現することができるとともに、トナー付着の発生を防止することができることがわかった。また、シリカ埋没率を低減させることができることや、流動性が向上することもわかった。
【００５２】
これに対し、比較例では、以下の問題が生じた。以下、比較例１〜１０について説明する。
（比較例１）
粉砕法トナーであり、破断面が多いため、付着力が高い。第２種シリカを添加しているにもかかわらず埋没率が低減しておらず、現像性が悪化しており、現像ローラ上へのトナー付着も発生した。
（比較例２）
粉砕法トナーであり、破断面が多いため、付着力が高い。第２種シリカが添加されていないため埋没率が高く、現像性が悪化しており、現像ローラ上へのトナー付着も発生した。
（比較例３）
紡糸法トナーであり、第２種シリカが添加されているため、高温高湿環境下においても、埋没率および嵩密度は比較的良好である。第２種シリカの帯電量が低すぎるため、トナー表面の帯電レベルが低下し、画像濃度を悪化させている。特に耐刷後において、トナー付着による濃度ムラが生じた。
（比較例４）
紡糸法トナーであり、第２種シリカが添加されているため、高温高湿環境下においても、埋没率および嵩密度は比較的良好である。第２種シリカの帯電量が高すぎるため、シリカがキャリア表面に付着し、帯電付与機能に障害を与えたものと推察される。初期においては問題なかったが、耐刷後において画像濃度不良を起こし、トナー付着も発生した。
（比較例５）
第２種シリカの一次粒子径が小さすぎるため、スペーサとして効果を維持できなかったものと推察される。初期では問題なかったが、耐刷後において現像ローラへのトナー付着が発生した。
（比較例６）
紡糸法トナーを用い、さらに第２種シリカを添加することでシリカの埋没率は低減されている。一方、第２種シリカの一次粒子径が大きすぎるため、流動性能に著しく弊害を与えている。このため、現像性の悪化がみられ、トナー付着が確認された。
（比較例７）
第２種シリカが添加されていないために、高温高湿環境下では付着力の軽減や埋没の抑制が効果的に行われず、現像ローラへのトナー付着が生じた。
（比較例８）
第２種シリカが添加されていないために、流動性低下により現像性が低下し、現像ローラ上のトナー付着も確認された。
（比較例９）
紡糸法トナーであり、第２種シリカも添加されており、初期状況は良好であった。しかし、第１種シリカの一次粒子径が小さすぎるため、シリカの埋没が進み、特に耐刷後においてトナー付着がみられた。
（比較例１０）
第１種シリカの一次粒子径が大きすぎるため、流動性、現像性が悪化し、初期からトナー付着がみられた。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】トナー製造工程における溶融混合工程および繊維化工程の装置構成の一例を示す概略図である。
【図２】トナー製造工程の粒子化工程を行う装置構成例を示す概略図である。
【図３】トナー粒子の典型的な形状例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５４】
１      一軸型エクストルーダー
２      静止型ミキサー
３      流路構造体
３Ａ    分配流路
４      ギアポンプ
６      押し出し用のノズル
７      予備混合装置
８      繊維切断装置
９      固定刃
９ａ    エッジ
１０    回転刃
１０ａ  切断刃
１２    繊維状体
１３    トナー粒子
【図１】
2008287078.tif 000006
【図２】
2008287078.tif 000007
【図３】
2008287078.tif 000008