(57)【要約】【課題】質量による凝集を防止し、安価で安全性が高い粉砕トナー、及び前記粉砕トナーを使用する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法を提供する。【解決手段】縦型現像装置に使用する粉砕トナーにおいて、ワックス含有非磁性一成分現像用粉砕トナーであり、ワックス含有樹脂、色材、外添剤を少なくとも含有し、粉砕トナーの平均円形度が、０．８９０〜０．９３０であり、粉砕トナーの粒径が、６〜１０μｍであり、円錐ロータを用いたトルク測定法によって測定される粉砕トナーの空間率５８％におけるトルクが、１．０〜２．５ｍＮｍの範囲である粉砕トナー、及び前記粉砕トナーを使用する現像装置４、プロセスカートリッジ１、画像形成装置、画像形成方法である。【選択図】図５
2008070578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型現像装置に使用する粉砕トナーにおいて、
ワックス含有非磁性一成分現像用粉砕トナーであり、
ワックス含有樹脂、色材、外添剤を少なくとも含有し、
前記粉砕トナーの平均円形度が、０．８９０〜０．９３０であり、
前記粉砕トナーの粒径が、６〜１０μｍであり、
円錐ロータを用いたトルク測定法によって測定される前記粉砕トナーの空間率５８％におけるトルクが、１．０〜２．５ｍＮｍの範囲である
ことを特徴とする粉砕トナー。
【請求項２】
請求項１に記載の粉砕トナーにおいて、
前記外添剤が流動化剤であり、前記外添剤を前記トナー１００質量部に対して２．５〜４．０質量部含有する
ことを特徴とする粉砕トナー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の粉砕トナーにおいて、
前記外添剤の一次粒子径が、１０〜５０ｎｍである
ことを特徴とする粉砕トナー。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の粉砕トナーにおいて、
前記外添剤が、シリカであり、
前記粉砕トナーに対する前記外添剤の付着強度が、３０〜８０％である
ことを特徴とする粉砕トナー。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の粉砕トナーにおいて、
前記粉砕トナーのワックス含有量が、粉砕トナー１００質量部に対して３〜１０質量部である
ことを特徴とする粉砕トナー。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の粉砕トナーを使用し、
現像ローラを粉砕トナー補給部の鉛直方向下方に配置し、
鉛直方向下方に前記粉砕トナーを供給する
ことを特徴とする縦型現像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の縦型現像装置において、
前記現像ローラに接触対向する粉砕トナー供給ローラを有する
ことを特徴とする縦型現像装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の縦型現像装置において、
前記粉砕トナーの前記現像ローラへの供給は、少なくとも重力による
ことを特徴とする縦型現像装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれかに記載の縦型現像装置を有する
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項６乃至８のいずれかに記載の縦型現像装置を有し、
定着器が加熱ローラ及び加圧ローラにより構成される２ロール定着方式である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項６乃至８のいずれかに記載の縦型現像装置を有し、
定着器が定着部材にオイル塗布を必要としないオイルレス定着である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至５のいずれかに記載の粉砕トナーを使用する
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一成分現像、オイルレス定着を用いた、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に使用する粉砕トナー、及び前記粉砕トナーを使用する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ローエンドＬＢＰは、低コスト化／コンパクト化／高速化の傾向にある。低コスト化／コンパクト化のためには、オイル塗布機構を必要としない２ローラ定着が、必須である。そして、そのためにはオイルの代替として、トナー中に離型剤であるワックスを入れる必要がある。しかしながら、トナーの付着性／凝集性が増すため、現像器のトルクが増大する問題点があった。
また、高速化のためには感光体及び現像器を４つ並べて現像するタンデム方式が有効である。しかしながら、プリンター本体の高さを抑えるには現像器を横に配置するため、縦型現像器にする構成を取る必要がある。そして、縦型現像器構成をとることにより、容器内トナーの荷重がそのまま現像ローラにかかり、更にトルクが増大するという問題点があった。
そこで、この問題点を回避するために、形状の丸い重合トナーを用いることにより付着力を低減し、また離型剤を内部に閉じ込めることにより凝集性を低減させることが、行なわれていた。しかしながら、反応に必要な副材料費がかかる等のコストの問題、揮発成分などの処理が必要等の安全性の問題、水系設備のため水が多く使える環境でしか生産できない等の生産地点の多様性の問題等の理由により、上記の様なローエンドＬＢＰに投入するのは困難であった。
【０００３】
特許文献１には、現像室内に、現像剤が現像室の容積に対してゆるみ見掛け密度よりも大きい密度で充填されており、現像剤の流動性が８９以上であることを特徴とする現像装置が、開示され、トナーがパウダーテスターによる篩残渣から算出される流動性を規定している。しかしながら、この方法では、データのバラツキが大きく、測定者による差があり、細かいトナー間の流動性の違いを評価することはできないという問題点があった。
特許文献２には、結着樹脂、着色剤及びワックスを少なくとも含有する静電荷像現像用トナー粒子と、無機微粒子を少なくとも含有する静電荷像現像用トナーであって、円錐ロータを用いたトルク測定法によって測定される空間率０．５４におけるトルクの値が２．４×１０−３Ｎ・ｍ以下であり、かつトナーの嵩密度が０．３５ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする静電荷像現像用トナーが、開示されている。これにより、地汚れ、フィルミング、画像ボソツキ等の異常画像の発生を防止することができ、また、帯電能力が充分高く、帯電立ち上がり性も良好で、かつ数万枚画像を出力してもキャリア等へのトナースペントが少なく、高い帯電性、流動性を維持でき、かつ充分な画像濃度の画質が得られる現像剤及びトナーを提供することができた。しかしながら、特許文献２記載のトナーは、に２成分現像方式用のトナーに対する規定であるため、ワックス含有非磁性一成分現像用粉砕トナーには十分な適応ができないという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３―３３０２７３号公報
【特許文献２】特開２００５−００４１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、質量による凝集を防止し、安価で安全性が高いワックス含有非磁性一成分現像用粉砕トナー、及び前記粉砕トナーを使用する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、縦型現像装置に使用する粉砕トナーにおいて、ワックス含有非磁性一成分現像用粉砕トナーであり、ワックス含有樹脂、色材、外添剤を少なくとも含有し、前記粉砕トナーの平均円形度が、０．８９０〜０．９３０であり、前記粉砕トナーの粒径が、６〜１０μｍであり、円錐ロータを用いたトルク測定法によって測定される前記粉砕トナーの空間率５８％におけるトルクが、１．０〜２．５ｍＮｍの範囲であることを特徴とする粉砕トナーである。
本発明は、前記外添剤が流動化剤であり、前記外添剤を前記トナー１００質量部に対して２．５〜４．０質量部含有することを特徴とする。
本発明は、前記外添剤の一次粒子径が、１０〜５０ｎｍであることを特徴とする。
本発明は、前記外添剤が、シリカであり、前記粉砕トナーに対する前記外添剤の付着強度が、３０〜８０％であることを特徴とする。
本発明は、前記粉砕トナーのワックス含有量が、粉砕トナー１００質量部に対して３〜１０質量部であることを特徴とする。
本発明は、前記記載の粉砕トナーを使用し、現像ローラを粉砕トナー補給部の鉛直方向下方に配置し、鉛直方向下方に前記粉砕トナーを供給することを特徴とする縦型現像装置である。
また、本発明は、前記現像ローラに接触対向する粉砕トナー供給ローラを有することを特徴とする。
さらに、本発明は、前記粉砕トナーの前記現像ローラへの供給は、少なくとも重力によることを特徴とする。
本発明は、前記記載の縦型現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
本発明は、前記記載の縦型現像装置を有し、定着器が加熱ローラ及び加圧ローラにより構成される２ロール定着方式であることを特徴とする画像形成装置である。
また、本発明は、前記記載の縦型現像装置を有し、定着器が定着部材にオイル塗布を必要としないオイルレス定着であることを特徴とする。
本発明は、前記記載の粉砕トナーを使用することを特徴とする画像形成方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記解決するための手段によって、質量による凝集を防止し、安価で安全性が高いワックス含有非磁性一成分現像用粉砕トナー、及び前記粉砕トナーを使用する現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【０００９】
本発明の粉砕トナーは、平均円形度が、０．８９０〜０．９３０である。粉砕トナーの平均円形度が、０．８９０より小さいと転写効率が低下し粒状性が悪化し画質が低下する。また、０．９３０より大きいとクリーニング不良を起こし、画像品質に支障をきたす。さらに、好ましくは、０．９００〜０．９２５である。
また、本発明の粉砕トナーは、粒径が６〜１０μmである。粉砕トナー粒径が、６μｍより小さいと、トナー間付着力が増加し、トルクアップが発生する。また、１０μｍより大きいと、粒状度が低下し、画質上問題が発生する。さらに、好ましくは、７〜９μｍである。
さらに、本発明の粉砕トナーは、円錐ロータを用いたトルク測定法によって測定される前記粉砕トナーの空間率５８％におけるトルクが、１．０〜２．５ｍＮｍの範囲である。
空間率５８％におけるトルク（円錐ロータ）が、１．０ｍＮｍより小さいと、適正なトルク／流動性が得られず、現像ローラ上で搬送量の暴走が見られ、画像上でムラが発生する。また、２．５ｍＮｍより大きいと、トルクアップが発生し、現像器内でつまりが発生し画像上問題が生じる。さらに、好ましくは、１．２〜２．２ｍＮｍである。
【００１０】
本発明の粉砕トナーの外添剤は、流動化剤であり、粉砕トナー１００質量部に対して２．５〜４．０質量部含有することを特徴とする。粉砕トナー中における外添剤の含有量が、２．５％より少ないと被覆率が十分でなく、付着力が増加し、トルクアップ／転写中抜けが発生する。また、４．０％より多いと外添剤が遊離し、感光体上に付着し画像に斑点上に白抜けが発生する。さらに、好ましくは、３〜３．８質量部である。
また、本発明の粉砕トナーは、ワックス含有量が、粉砕トナー１００質量部に対して３〜１０質量部である。トナーのワックス含有量が、３質量部より少ないと離型効果が得られず、定着時ローラに巻きつきが発生する。また、１０質量部より多いとワックスの染み出しが現像器内で起こりやすくなり、規制ブレード等に固着が発生し画像にスジが発生する。
【００１１】
本発明の円錐ロータを用いたトルク測定法について、説明する。
図１は、本発明の円錐ロータを用いたトルク測定装置を示す図である。測定装置５０は圧密ゾーン２０及び測定ゾーン３０から成る。圧密ゾーン２０は、粉体を入れる試料容器２３、その容器を上下させる昇降ステージ２４、圧密させるピストン２５、ピストン２５に荷重を加えるおもり２６等から構成される。なお、この構成は一例であり、本発明を限定するものではない。この構成では、粉体を入れた試料容器２３を上昇させ、圧密用のピストン２５に接触させ、さらに上昇させてピストン２５におもり２６の荷重が全てかかるようにし、おもり２６が支持板より浮いた状態になるようにして一定時間放置する。その後、粉体を入れた試料容器２３が載せてある昇降ステージ２４を下げて、ピストン２５を粉体表面から離す。ピストン２５は、どんな材質でも良いが、粉体を押しつける表面の表面性がスムーズである必要がある。そのため、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質が良い。また、帯電による粉体付着が無いようにする必要があり、導電性の材質が適している。この材質の一例としては、ＳＵＳ，Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，黄銅がある。さらに、好ましくは、黄銅である。以下実施例では、黄銅を使用した。
【００１２】
測定ゾーン３０は粉体を入れる容器３３、その容器３３を上下させる昇降ステージ３４、荷重を測定するロードセル３２、粉体のトルクを測定するトルクメータ３５等から構成される。なお、この構成は一例であり、本発明を限定するものではない。円錐ロータ３６をシャフトの先端に取付け、そのシャフト自体を上下方向の移動に関して固定する。粉体を入れた試料容器３３を中央部に乗せた昇降ステージ３４は、上下できるようになっており、容器３３を上げることにより、容器３３の中央に円錐ロータ３６が回転しながら侵入してくるようにする。円錐ロータ３６にかかるトルクは上部にあるトルクメータ３５により検出し、粉体の入った容器３３にかかる荷重は容器３３の下にあるロードセル３２で検出する。円錐ロータ３６の移動量は図示しない位置検出器で行なう。この構成は一例であり、シャフト自体を上下させたりするなど他の構成でも良い。
また、容器３３の下部にあるロードセル３２を用いて、粉体質量を測定し、粉体相の高さ情報及び重さ情報から、粉体相の圧密状態を評価しても良い。これらの情報の演算は不図示の電子計算機を用いて行なう。
【００１３】
図２は、円錐ロータを示す図である。円錐ロータ３６の形は、前述したように頂角が２０°（図２（ｂ）参照）〜１５０°（図２（ａ）参照）のものが良い。円錐ロータ３６の長さは、円錐状のロータの部分が十分粉体相の内部まで入るように長くする必要がある。
試料容器３３の材質については問わないが、粉体との帯電による影響が出ないように導電性の材質が適している。また、粉体を入れ替えながら測定するため、汚れを少なくするために表面が鏡面に近いものが良い。容器３３のサイズは重要であり、円錐ロータ３６が回転しながら侵入するときに容器の壁の影響がでないように円錐ロータ３６の直径に対して大き目の直径サイズを選択する必要がある。
【００１４】
図３は、円錐ロータのトルクメータへの取付けを示した図である。円錐ロータ３６のトルクメータ３５への取付けは、図３に示すように取付けねじ３７で行なうようにし、種々の材質の異なる円錐ロータ３６を簡単に着脱できるようにした。ねじ１本での着脱であるので、異なる材質で作製した円錐ロータ３６を簡単に交換でき、種々の材質と粉体間の流動性を評価できる。
トルクメータ３５は高感度タイプのものが良く、非接触方式のものが適している。ロードセル３２は荷重レンジが広く、分解能の高いものが適している。位置検出器はリニアスケール、光を用いた変位センサ等があるが、精度的に０．１ｍｍ以下の仕様が適している。昇降機は、サーボモータやステッピングモータを用いて、精度良く駆動できるものが良い。
【００１５】
測定は、容器２３に粉体を一定量投入し、本装置にセットする。その後、圧密ゾーン２０にて昇降ステージ２４を上昇させ、一定の荷重のかかっているピストンで粉体表面を押付け、圧密した粉体相状態を作り出す。一定時間圧密した後は、容器２３を下げ、元の位置に戻す。
その後、圧密状態を測定した粉体の入った容器２３を測定ゾーン３０の昇降ステージ３４に容器３３として設置する。この動作は、昇降ステージ３４を回転させることにより、圧密ゾーン２０から測定ゾーン３０に移動させても良い。
さらに、円錐ロータ３６を回転させながら容器３３中の粉体相の中に侵入させる。トルクや荷重測定に入るときには、決められた回転数、侵入速度で行なう。円錐ロータ３６の回転方向は任意である。円錐ロータ３６の侵入距離は、浅いとトルクや荷重の値が小さく、データの再現性等に問題が生じるため、データの再現性のある領域まで深く侵入させた方が良い。発明者による実験結果では５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能である。
【００１６】
測定モードは、以下のような測定モードで行う。
（１）容器２３に粉体を充填する。
（２）粉体相をピストン２５により圧密し、圧密状態を作り出す。
（３）円錐ロータ３６を回転させながら侵入させ、そのときのトルク、荷重を測定する。
（４）円錐ロータ３６がトナー表面層から予め設定した深さ迄侵入したところで、侵入動作を止める。
（５）円錐ロータ３６を引抜く動作を開始する。
（６）円錐ロータ３６の先端が粉体相表面から抜け、完全にフリーになった時点（最初のホームポジション）で円錐ロータ３６の引抜き動作を停止し、回転も止める。
以上の（１）〜（６）の操作を繰返して測定を行なう。連続的に行なっても良い。
【００１７】
圧密状態の評価法としては、空間率を算出する方法がある。本測定法では、粉体相の空間率が重要になり、空間率は０．４以上のとき安定して測定が可能である。０．４未満では圧密状態の微妙な条件の違いがトルク、荷重に影響を及ぼし、安定した測定が困難である。粉体相の空間率の範囲としては、種々な測定法の場合を含めて、０．４〜０．７であり、０．７より大きい場合には粉体が飛散し、測定には適していない。
本発明においては、おもり２６の荷重を変化させ測定を行い、空間率とトルクの変化を一次回帰し、空間率５８％の時のトルクを算出している。
【００１８】
トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。まず、電解水溶液１００〜１５０ｍＬ中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フォン酸塩）を０．１〜５ｍＬ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を固形分にして２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｐ）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００１９】
本発明の平均円形について説明する。
形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．８９０以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。より好ましくは、平均円形度が０．８９０〜０．９３０である。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００により平均円形度として計測した値である。
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬ中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フォン酸塩を０．１〜０．５ｍＬ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μＬとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００２０】
本発明の外添剤の付着強度について説明する。
１０倍に希釈した界面活性剤溶液３０ｃｃにトナー２ｇを入れ十分に馴染ませた後、超音波ホモジナイザーを用いて４０Ｗで１分間エネルギーを与えて、トナーを分離、洗浄後、乾燥させる処理を行い、蛍光Ｘ線分析装置を用いて処理前後の無機粒子の付着量の比を算出することにより得られる。蛍光Ｘ線分析は島津製作所社製波長分散型蛍光Ｘ線分析装置ＸＲＦ１７００を用いて上記処理により得られた乾燥トナーと処理前のトナーをそれぞれ２ｇに１Ｎ／ｃｍ２の力を６０秒間加えてトナーペレットを作成して無機微粒子固有の元素（たとえばシリカの場合はケイ素）を検量線法により定量した。
その結果、トナー母体に対する流動化剤の好ましい付着強度が３０〜８０％であることが判明した。トナーに対する外添剤の付着強度が３０％より少ないであるとトナー母体に固定化されている外添剤が少ないため遊離外添剤が画像に影響を及ぼす。また、８０％より多いとトナー母体への埋没が進みすぎてスペーサー効果が薄れてしまう。さらに、好ましくは、４０〜６５％である。
【００２１】
本発明では、樹脂中にワックスを配合させることによりワックスのブリードを防止し遊離ワックスによるトナー付着力の増加を抑えることが可能になり、本発明における現像装置構成を達成することができる。
そこで、以下でトナーについて説明する。
トナーについては、画質への影響を考慮する上で、体積平均粒径において５〜１２μｍ（コールター製マルチサイザーＩＩＩ測定値）、好ましくは６〜１０μｍが好ましい。
また転写紙上に形成されたトナー画像を定着する際に、紙と定着装置との分離性能を維持・向上させる為、トナー母材中に離型成分を含ませている。
本発明のフルカラー画像形成用トナーを構成するトナー粒子は、後で詳述する、炭化水素系ワックスが内添されている第１バインダー樹脂、第２バインダー樹脂、及び着色剤、荷電制御剤、外添剤を用いる。
【００２２】
バインダー樹脂について説明する。
第１バインダー樹脂および第２バインダー樹脂の種類は特に制限されず、フルカラートナーの分野で公知のバインダー樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、ＣＯＣ（環状オレフィン樹脂（例えば、ＴＯＰＡＳ−ＣＯＣ（Ｔｉｃｏｎａ社製）））等であってよいが、オイルレス定着の観点から、第１バインダー樹脂および第２バインダー樹脂はいずれもポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。
【００２３】
本発明において好ましく使用されるポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させることにより得られたポリエステル樹脂が使用可能である。多価アルコール成分のうち２価アルコール成分としては、例えば、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、ポリオキシプロピレン（６）−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）プロパン等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、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。３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。
【００２４】
また、多価カルボン酸成分のうち２価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、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、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物あるいは低級アルキルエステルが挙げられる。
３価以上の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（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、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。
【００２５】
また、本発明においてはポリエステル系樹脂として、ポリエステル樹脂の原料モノマーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとの混合物を用い、同一容器中でポリエステル樹脂を得る縮重合反応およびビニル系樹脂を得るラジカル重合反応を並行して行わせて得られた樹脂（以下、単に「ビニル系ポリエステル樹脂」という）も好適に使用可能である。なお、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとは、換言すれば縮重合反応およびラジカル重合反応の両反応に使用し得るモノマーである。即ち縮重合反応し得るカルボキシ基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマーであり、例えばフマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
【００２６】
ポリエステル樹脂の原料モノマーとしては上述した多価アルコール成分および多価カルボン酸成分が挙げられる。またビニル系樹脂の原料モノマーとしては、例えば、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−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレンまたはスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、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ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸３−（メチル）ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等のメタクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸３−（メチル）ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル等のアクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸；アクリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルおよびビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させる際の重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。
【００２７】
第１バインダー樹脂および第２バインダー樹脂としては上記のような各種ポリエステル系樹脂が好ましく使用されるが、中でも、オイルレス定着用トナーとしての分離性および耐オフセット性をさらに向上させる観点から、以下に示す第１バインダー樹脂および第２バインダー樹脂を使用することがより好ましい。
より好ましい第１バインダー樹脂は、上述した多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させて得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を用い、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸およびフマル酸を用いて得られたポリエステル樹脂である。
より好ましい第２バインダー樹脂はビニル系ポリエステル樹脂、特にポリエステル樹脂の原料モノマーとしてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸およびコハク酸を用い、ビニル系樹脂の原料モノマーとしてスチレンおよびブチルアクリレートを用い、両反応性モノマーとしてフマル酸を用いて得られたビニル系ポリエステル樹脂である。
本発明においては上述したように第１バインダー樹脂の合成時に炭化水素系ワックスが内添される。第１バインダー樹脂に炭化水素系ワックスを予め内添するには、第１バインダー樹脂を合成する際に、第１バインダー樹脂を合成するためのモノマー中に炭化水素系ワックスを添加した状態で第１バインダー樹脂の合成を行えば良い。例えば、第１バインダー樹脂としてのポリエステル系樹脂を構成する酸モノマーおよびアルコールモノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で縮重合反応を行えば良い。第１バインダー樹脂がビニル系ポリエステル樹脂の場合には、ポリエステル樹脂の原料モノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で、当該モノマーを撹拌および加熱しながら、これにビニル系樹脂の原料モノマーを滴下して重縮合反応およびラジカル重合反応を行えばよい。
【００２８】
ワックスについて説明する。
一般に、ワックスの極性が低いほうが定着部材ローラとの離型性に優れている。本発明に用いられるワックスは、極性の低い炭化水素系ワックスである。
炭化水素系ワックスとは、炭素原子と水素原子のみからなるワックスであり、エステル基、アルコール基、アミド基などを含まない。具体的な炭化水素系ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンの共重合体、などのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス、フィッシャートロプシュワックス、などの合成ワックスなどが挙げられる。このうち、本発明において好ましいものは、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスであり、さらに好ましくはポリエチレンワックス、パラフィンワックスである。
【００２９】
ワックス分散剤について説明する。
本発明のトナーには、ワックスの分散を助けるワックス分散剤を含有させても良い。
ワックス分散剤としては特に限定はなく、公知のものを使用することができ、ワックスとの相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー、ワックスとの相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットのうち一方に他方がグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー、エチレン・プロピレン・ブテン・スチレン・α−スチレンなどの不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などのα，β−不飽和カルボン酸やそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロック、もしくはグラフト体などが挙げられる。
上記のワックスとの相溶性の高いユニットとしては、炭素数が１２以上の長鎖アルキル基や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエンとそれらの共重合体があり、樹脂との相溶性の高いユニットとしては、ポリエステル、ビニル系樹脂などが挙げられる。
【００３０】
荷電制御剤について説明する。
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、通常、バインダー樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５質量部の範囲がよい。１０質量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招くことがある。
【００３１】
着色剤について説明する。
着色剤としては下記の様な公知のものを用いることができる。
カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％である。
【００３２】
本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげたポリエステル、ビニル系の樹脂のほかに、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【００３３】
外添剤について説明する。
本発明では、トナー粒子の流動性や帯電性／現像性／転写性を補助するための外添剤として好ましくは１種以上の無機微粒子が用いられる。
無機微粒子のＢＥＴ法による比表面積としては、３０ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇであることが好ましく、１次粒子径として１０ｎｍ〜５０ｎｍが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、酸化チタン、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
外添剤の一次粒子径が１０ｎｍ以下の場合はトナーへの外添剤埋まりこみが悪化し、画質劣化変動が大きくなり耐久により悪化する。外添剤の一次粒子径が５０ｎｍ以上の場合は、トナーから外添剤の離脱が多くなり、感光体にフィルミングが発生する。さらに、好ましくは、１０〜３０ｎｍである。
【００３４】
図４は、本発明の実施形態に係る現像装置とプロセスカートリッジユニットを備える画像形成装置要部の断面図である。
各プロセスカートリッジユニット２０１は、感光体ドラム２０２、帯電ローラ２０３、現像装置２０４、およびクリーニング手段２０５を一体に結合した構成になっている。各プロセスカートリッジユニット２０１は各々のストッパーを解除することにより交換できる構成にもなっている。
感光体ドラム２０２は、矢印方向に周速１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転している。
帯電ローラ２０３は、感光体ドラム２０２の表面に圧接されており、感光体ドラム２０２の回転により従動回転している。帯電ローラ２０３には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体ドラム２０２の表面を−５００Ｖに帯電している。
露光手段２０６は、感光体ドラム２０２に対して画像情報を露光し、静電潜像を形成する。この露光手段２０６にはレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどが用いられる。
現像装置２０４は、一成分接触現像であり、感光体ドラム２０２上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像装置２０４には図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給される。
感光体クリーニング手段２０５は、感光体ドラム２０２表面の転写残トナーのクリーニングを行なう。
【００３５】
各プロセスカートリッジユニット２０１は、中間転写ベルト２０７の移動方向に並列に４個配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順で可視像を形成する。一次転写ローラ２０８には一次転写バイアスが印加され、感光体ドラム２０２表面のトナー像は中間転写ベルト２０７表面に転写される。中間転写ベルト２０７は、図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に回転駆動されるようになっており、各色の可視像が表面に順次重ね転写されることでフルカラー画像を形成する。
形成されたフルカラー画像は、二次転写ローラ２０９に所定の電圧を印加することにより転写材である用紙２１０に転写され、図示しない定着装置にて定着され出力される。二次転写ローラ２０９で転写できず中間転写ベルト２０７上に残留したトナーは転写ベルトクリーニング手段２１１に回収される。
【００３６】
図５は、本発明の実施形態に係る現像装置とプロセスカートリッジユニットの断面図である。
現像装置２０４は、トナーを収容するトナー収容室１０１と、トナー収容室１０１の下方に設けられたトナー供給室１０２から構成され、トナー供給室１０２の下部には、現像ローラ１０３と、現像ローラ１０３に当接して設けられた層規制部材１０４および供給ローラ１０５が設けられる。現像ローラ１０３は感光体ドラム２に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。
トナー収容室１０１内にはトナー攪拌部材１０６が設けられ、反時計回りの方向で回転することによって収容されたトナーを流動させ、開口部１０７を通ってトナー供給室１０２への落下移動を促進する。開口部１０７は供給ローラの直上に設けられ、層規制部材１０４の直上にはトナー収容室１０１とトナー供給室１０２とを仕切る壁があるのみとなっている。供給ローラ１０５の表面には空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室１０２内に運ばれてきたトナーを効率よく付着させて取り込むとともに、現像ローラ１０３との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。また発泡材料にはカーボン微粒子を含有させた導電性のものが用いられ１０３〜１０１３Ωの電気抵抗値に設定される。供給ローラ１０５には、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、現像ローラ１０３との当接部で予備帯電されたトナーを現像ローラ１０３に押し付ける方向に作用する。供給ローラ１０５は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ１０３の表面に塗布供給する。
【００３７】
現像ローラ１０３には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電しやすい材料から成る表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム２０２との接触状態を均一に保つために、ＪＩＳ−Ａで６０度以下の硬度に設定され、さらに現像バイアスを作用させるために１０３〜１０１０Ωの電気抵抗値に設定される。表面粗さはＲａで０．３〜２．０μｍに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。現像ローラ１０３は反時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを層規制部材１０４および感光体ドラム２０２との対向位置へと搬送する。
層規制部材は供給ローラと現像ローラ１０３の当接位置よりも低い位置に設けられる。層規制部材は、ＳＵＳやリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ１０３表面に１０〜４０Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材には摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。
現像ローラの表面を構成するゴム弾性体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、これらの２種以上のブレンド物などが挙げられる。これらの中でも、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムが好ましく用いられる。
本発明で用いる現像ローラは、例えば、導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆することにより製造される。導電性シャフトは、例えば、ステンレスなどの金属で構成される。
【００３８】
感光体ドラム２は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ１０３表面は感光体ドラム２０２との対向位置において感光体ドラム２０２の進行方向と同方向に移動する。
薄層化されたトナーは、現像ローラ１０３の回転によって感光体ドラム２０２との対向位置へ搬送され、現像ローラ１０３に印加された現像バイアスと感光体ドラム２０２上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム２０２表面に移動し現像される。
感光体ドラム２０２上に現像されずに現像ローラ１０３上に残されたトナーが再びトナー供給室１０２内へと戻る部分には、封止シール１０８が現像ローラ１０３に当接して設けられ、トナーは現像装置外部に漏れ出ないように封止される。
【００３９】
静電潜像保持体帯電部材構成について説明する。
本発明の帯電部材としては、芯金、この芯金上に導電層、そしてこの導電層を被覆する表面層を備え、全体として円筒状に形成されたものである。芯金には、電源によって芯金に印加された電圧は、導電層、表面層を介して感光体ドラム２０２に印加され、感光体ドラム２０２表面を帯電するようになっている。
帯電部材の芯金は、感光体ドラム２０２の長手方向に沿って（感光体ドラム２０２の軸と平行に）配置されており、帯電部材全体は、感光体ドラム２０２に対して所定の押圧力で押し付けられている。これによって、感光体ドラム２０２表面の一部と帯電部材表面の一部とが双方の長手方向に沿って接触し、所定幅の接触ニップを形成している。感光体ドラム２０２は、不図示の駆動手段によって回転駆動され、これに伴って帯電部材は従動回転するように構成されている。
電源による感光体ドラム２０２の帯電は、上述の接触ニップの近傍を介して行われる。接触ニップを介して、帯電部材表面と感光体ドラム２０２表面の被帯電領域（帯電部材の長さに相当）とは万遍なく接触し、これによって、感光体ドラム２０２表面の被帯電領域は一様となる。
帯電部材の導電層は非金属であり、感光体ドラム２０２との当接状態を安定させるために、低硬度の材料を好ましく用いることができる。例えば、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリビニルアルコール等の樹脂やヒドリン系、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ等のゴムが用いられる。導電性の材料としては、カーボンブラックやグラファイト、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。また、表面層は、中抵抗（１０２〜１０１０Ω）の抵抗値を有する材料が用いられる。例えば樹脂としては、ナイロン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエステル、シリコン、テフロン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリテオフェン、ポリカーボネート、ポリビニル等を用いることができるが、水との接触角を高めるためにフッ素系の樹脂を用いることが好ましい。フッ素系の樹脂としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等が挙げられる。
さらに、中抵抗に調整する目的で、カーボンブラックやグラファイト、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄等の導電性材料を適宜添加させてもよい。
【００４０】
オイルレス定着装置として、図６に概略的に示す定着装置を好ましく用いることができる。図６の定着装置は、加熱部材として、加熱ローラ１、加圧部材として、加圧ローラ２を用いている。詳しくは、加熱ローラ１、加熱ローラ１に圧接される加圧ローラ２、定着後のシートを加熱ローラ１から分離するための分離板３を備えている。加熱ローラ１は、通常、アルミ芯金４上に弾性体層５及び表層６を有しており、アルミ芯金４内部にヒーター７を備えている。加圧ローラ２は、通常、アルミ芯金８上に弾性体層９及び表層１０を有している。弾性体層５及び弾性体層９の材質は、特に制限されないが、シリコーンゴムであることが好ましい。表層６及び表層１０の材質は、特に制限されないが、フッ素系樹脂が好ましく、ＰＦＡが特に好ましい。
図６において、加熱ローラ１と加圧ローラ２の圧接部には、ニップ１１が形成され、圧接部のニップ構成が、図中、上に凸となっていることが定着分離性を有利にする観点から好ましい。これにより、フルカラー画像を定着する場合に、加熱ローラ１の側に記録シート１２が巻き付く現象を抑制することができる。なお、トナー像１３を担持した記録シート１２を、圧接部に、図中、右から左に通過させることにより、定着が行われる。
【００４１】
水系造粒（重合）トナーは、本発明の「トルク」のパラメータの数値範囲内を達成可能であるが、粉砕トナーの場合、下記の因子のバランスを取らないと達成が困難な領域にあたる。粉砕トナーの異形状態（円形度）や、表面ＷＡＸの露出量、シリカ等の外添剤の付着状態やスペーサー効果の発現しやすさ、などが本パラメータに影響を与える主因子であり、これらのバランスを取って達成する必要がある。異形化が進めばトルクは増大する傾向にあり、表面ワックス露出量が増加してもトルクは増大する傾向にある。外添剤の付着状態は強固に付き過ぎると経時履歴での埋没等でトルクが増大する。外添剤の粒径が大きい粒子例えば７０〜５００ｎｍ程度の大粒径シリカを添加した場合は、トナー粒子間にスペーサー効果が発現しやすいためトルクを抑える方向に働く場合が多い。
【００４２】
以下、実施例について説明する。
まず、実施例１〜１１及び比較例１〜６、９〜１０のトナー製造方法について説明する。
（第１バインダー樹脂の作成）
ビニル系モノマーとして、スチレン６００ｇ、アクリル酸ブチル１１０ｇ、アクリル酸３０ｇ及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド３０ｇを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、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１２３０ｇ、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２９０ｇ、イソドデセニル無水コハク酸２５０ｇ、テレフタル酸３１０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１８０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド７ｇ、ワックスとしてパラフィンワックス（融点７３．３℃、示差走査型熱量計で測定される昇温時の吸熱ピークの半値幅は４℃）を仕込モノマー１００質量部に対して４質量部、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、１６０℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。１６０℃に保持したまま２時間付加重合反応を熟成させた後、２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂Ｈ１を得た。樹脂軟化点は１３０℃であった。
【００４３】
（第２バインダー樹脂の作成）
ポリオールとして、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２２１０ｇ、テレフタル酸８５０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１２０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド０．５ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂Ｌ１を得た。樹脂軟化点は１１５℃であった。
【００４４】
（トナー粒子の作成）
第１および第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂１００質量部（内添ワックスの質量を含む）に対して、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５７−１を４質量部含有相当のマスターバッチをヘンシェルミキサーで十分混合した後、２軸押し出し混練機（ＰＣＭ−３０：池貝鉄工社製）を使用して、溶融混練し、得られた混練物を冷却プレスローラーで２ｍｍ厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチックエ業社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ：１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン社製）を使用して分級を行い、所望の粒径、円形度の着色樹脂粒子１を得た。
この着色樹脂粒子１  １００質量部に対して無機微粒子であるキャボジル社製ＴＳ５３０を所望の量（質量部）添加し、ヘンシェルミキサーで混合処理しマゼンタトナー粒子を得た。
【００４５】
比較例７のトナー製造方法について説明する。
（極性重合体の製造例）
還流管，撹拌機，温度計，窒素導入管，滴下装置及び減圧装置を備えた加圧可能な反応容器に、溶媒としてメタノール１５０質量部、２−ブタノン２５０質量部及び２−プロパノール１００質量部、モノマーとしてスチレン８４質量部、アクリル酸２−エチルヘキシル１３質量部、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）３質量部を添加して撹拌しながら還流温度まで加熱した。重合開始剤であるｔ−ブチルペルオキシ−イソブチレート２質量部を２−ブタノン２０質量部で希釈した溶液を３０分かけて滴下して５時間撹拌を継続し、更にｔ−ブチルペルオキシ−イソブチレート１質量部を２−ブタノン２０質量部で希釈した溶液を３０分かけて滴下して、更に５時間撹拌して重合を終了した。
重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合体を目開き１００μｍのスクリーンを装着したカッターミルを用いて１００μｍ以下に粗粉砕した。
【００４６】
（トナーの製造例）
高速撹拌装置ＴＫ−ホモミキサーを備えた２リットル用四つ口フラスコ中に、イオン交換水９１０質量部とポリビニルアルコール１質量部を添加し回転数を１２０００回転に調整し、６０℃に加温せしめ分散剤系とした。
【００４７】
一方、分散質系は、
スチレン単量体                                                    １６５質量部
ｎ−ブチルアクリレート単量体                                        ３５質量部
フタロシアニン顔料                                                  １０質量部
（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５：３）
ポリエステル樹脂                                                    ３０質量部
（プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡとイソフタル酸との重縮合物、
Ｔｇ＝７０℃、Ｍｗ＝１００００、Ｍｎ＝６０００）
極性重合体（１）                                                      ２質量部
サリチル酸アルミニウム化合物                                          ４質量部
（ボントロンＥ−８８：オリエント化学社製）
ジビニルベンゼン                                                  ０．２質量部
ステアリン酸ステアリルワックス（ＤＳＣのメインピーク６０℃）        ３０質量部
【００４８】
上記混合物をアトライターを用い３時間分散させた後、重合開始剤である２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）５質量部を添加した分散物を、上記分散媒中に投入し回転数を維持しつつ１２分間造粒した。その後、高速撹拌器からプロペラ撹拌羽根に撹拌器を代え内温を６５℃に昇温させ５０回転で重合を１０時間継続した。
重合終了後スラリーを冷却し、水洗、乾燥をして、コアンダ効果を利用した分級処理を行い粒度調整を行い、比較例７のシアントナーを得た。
【００４９】
比較例８のトナー製造方法について説明する。
第１バインダー樹脂の作成時にワックスを添加せず、トナー粒子の作成時にパラフィンワックス４質量部添加した事以外は同様の方法にて比較例８のトナーを得た。
【００５０】
実機評価について説明する。
リコー社製カラーレーザープリンターＩｐｓｉｏ  ＣＸ３０００を用い、トナーを入れ替えて画像評価を行った。
（トルク評価）
線速を半減させた時のトルクアップ量を測定した。
トルクアップによるつまりが発生したものを×、未発生のものを○とした。
（画像濃度ムラ）
黒ベタ現像時の感光体上トナー付着量で代用した。
トナー搬送過多による画像ムラが発生したものを×、画像ムラのないものを○とした。
（固着スジ）
黒ベタ現像時に規制BL固着起因による白スジが発生したものを×、発生しなかったものを○とした。
（クリーニング（ＣＬ）不良）
帯電ローラ表面のトナー汚れを所定枚数（画像面積比５％チャートにおいて１０００枚画像出力を基準）ごとにテープ剥離により捕集し、付着するトナー汚れを目視判定或いは濃度測定することで判定する手段を用いた。
トナー汚れが無く画像に影響が無いものを○、トナー汚れがあり、画像上にトナースジが発生しているものを×とした。
【００５１】
（定着巻きつき）
リコー製ｉｐｓｉｏ  ＣＸ７５００の定着機を取り外した改造機に、トナー５部とシリコーン樹脂コートキャリア９５部を混合攪拌して作成した二成分現像剤を入れ、転写紙（リコー製  タイプ６２００Ｙ目紙）に縦方向の先端余白３ｍｍを有するベタ画像で、１．１±０．１ｍｇ／ｃｍ２のトナーが現像される様に調整を行ない、未定着状態の転写紙を６枚出力した。
リコー製ｉｐｓｉｏ  ＣＸ２５００の定着部分のみを取り出し、定着ベルトの温度およびベルト線速度を所望の値になるように改造した定着試験装置を用い、ベルト線速度１２５ｍｍ／ｓｅｃに設定して、定着ベルトの温度を１４０℃から１９０℃の範囲で１０℃刻みの温度で先端余白３ｍｍのほうから転写紙の定着を行った。転写紙が定着ベルトに巻きついたり、定着機の出口で蛇腹のようになって詰まったりすることなく、正常に定着できた枚数によって、下記基準に基づき評価した。
○：正常に定着できた枚数が５枚以上。
×：正常に定着できた枚数が４枚以下。
【００５２】
実施例及び比較例の結果を表１に示す。
比較例１は、トナー粒径が大きく粒状性が悪化し画像ムラが生じる。
比較例２は、トナー粒径が小さいためトナーがパッキングしトルクが上がってしまう。
比較例３は、平均円形度が大きいためトルクが低くなりすぎ、画像にトナー飛び散りなどが発生しムラが生じる。またクリーニング不良も引き起こす。
比較例４は、平均円形度が小さいためトナーがパッキングしトルクが上がってしまう。
比較例５は、ワックス含有量が少なく、定着でローラに紙が巻きついてしまう。また光沢不良による画像ムラも発生する。
比較例６は、ワックス含有量が多く、遊離ワックスが多く現像器内で規制ブレードに固着し、画像にスジが発生する。また付着力も高くなり、トルクも増大する。
比較例７は、ワックス含有樹脂を用いず別々の樹脂とワックスを用いたため、遊離ワックスが多くなりトルクが増大する。また規制ブレードに固着し画像スジも発生する。
比較例８は、重合トナーを用いたため円形度が高く、トルクが低くなりすぎ、画像にトナー飛び散りなどが発生しムラが生じる。またクリーニング不良も引き起こす。
比較例９は、外添剤総量が多く、トルクが低くなりまたＣＬブレード磨耗が多くなりクリーニング不良が発生してしまう。
比較例１０は、外添剤総量が少なくトナー母体が露出し、付着量が高くなりトルクも大きくなる。また規制ブレードにワックス部分が固着しやすくなり固着スジが発生する。
【００５３】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の円錐ロータを用いたトルク測定装置を示す図である。
【図２】円錐ロータを示す図である。
【図３】円錐ロータのトルクメータへの取付けを示した図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置とプロセスカートリッジユニットを備える画像形成装置要部の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る現像装置とプロセスカートリッジユニットの断面図である。
【図６】定着装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  加熱ローラ
２  加圧ローラ
３  分離板
４  アルミ芯金
５  弾性体層
６  表層
７  ヒーター
８  アルミ芯金
９  弾性体層
１０  表層
１１  ニップ
１２  記録シート
１３  トナー像
２０  圧密ゾーン
２３  試料容器
２４  昇降ステージ
２５  ピストン
２６  おもり
３０  測定ゾーン
３２  ロードセル
３３  容器
３４  昇降ステージ
３５  トルクメータ
３６  円錐ロータ
３７  取付けねじ
５０  測定装置
１０１  トナー収容室
１０２  トナー供給室
１０３  現像ローラ
１０４  層規制部材
１０５  供給ローラ
１０６  トナー攪拌部材
１０７  開口部
１０８  封止シール
２０１  プロセスカートリッジユニット
２０２  感光体ドラム
２０３  帯電ローラ
２０４  現像装置
２０５  クリーニング手段
２０６  露光手段
２０７  中間転写ベルト
２０８  一次転写ローラ
２０９  二次転写ローラ
２１０  用紙
２１１  転写ベルトクリーニング手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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