(57)【要約】【課題】非接触現像方式に適用される離型剤を含有したトナーにあって、フェーディング現象や現像フィルミングを生じることなく、また、耐久性能に優れるトナーおよび画像形成方法の提供【解決手段】本発明のトナーは、非接触ＡＣ現像方式に適用されるトナーであって、離型剤を含有するトナー母粒子表面を、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなる外添粒子により被覆したトナーにおいて、前記トナー母粒子に対する前記外添粒子による被覆率を５０〜２００％としたものである。【選択図】　図１
2004053710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＡＣ現像方式に適用されるトナーであって、離型剤を含有するトナー母粒子表面を、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなる外添粒子により被覆したトナーにおいて、前記トナー母粒子に対する前記外添粒子による被覆率を５０〜２００％としたことを特徴とするトナー。
【請求項２】
トナー母粒子が、離型剤を結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０重量％の割合で含有するものであることを特徴とする請求項１記載のトナー。
【請求項３】
静電潜像坦持体とトナー担持体とを対向配置し、静電潜像坦持体における静電潜像を非接触ＡＣ現像方式により現像して静電潜像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法において、該トナーが、離型剤を含有するトナー母粒子表面を、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなる外添粒子により被覆したトナーであって、前記トナー母粒子に対する前記外添粒子による被覆率を５０〜２００％とすると共に、前記トナー担持体上にトナー層を１層〜３層担持させたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項４】
トナー母粒子が、離型剤を結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０重量％の割合で含有するものであることを特徴とする請求項３記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触現像方式に適用されるトナーおよびそのトナーを使用した画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、潜像坦持体である感光体ドラムや感光体ベルト等の感光体を画像形成装置の本体に回転可能に支持し、画像形成動作時には感光体における感光層に静電潜像を形成した後、この潜像をトナーによって接触方式または非接触方式で可視像化し、次いでその可視像をコロナ転写や転写ローラを使用して転写材に直接転写する方式や、また、転写ドラムまたは転写ベルト等の中間転写媒体に可視像を一旦転写した後、転写材に再転写する方式がある。
【０００３】
カラー画像形成装置としては複数の感光体や現像機構を用い、転写ベルトや転写ドラム上の可視化像を紙等の転写材上に複数の色画像を順次重ね合わせて転写し、定着する方式が知られている。これらの方式においてベルトを使用するものはタンデム方式、ドラムを使用するものは転写ドラム方式として分類されている。また、これとは別に中間転写媒体上に色画像を順次一次転写し、その一次転写画像を一括して転写材上に二次転写する中間転写方式も知られている。
【０００４】
これらの画像形成装置にあって、トナーとしては一般的には二成分トナーが知られ、比較的安定した現像を可能とするが、現像剤と磁性キャリアとの混合比の変動が発生しやすく、その維持管理をする必要がある。そのため、一成分磁性トナーが開発されているが、磁性材料の不透明性から鮮明なカラー画像を得られないという問題がある。他方、カラートナーとして一成分非磁性トナーが開発されているが、上記のごとき工程を繰り返して高品位の記録画像を得るために、高い流動性を有すると共に如何にトナーを均一帯電させるかが課題となっている。特に、非接触ＡＣ現像方式への適用に際しては、飛翔性の向上の観点からもトナーの流動性を向上させてトナーにおける現像ローラへの粘着力を弱めることが必要であり、また、現像電界による飛翔性を高める観点からもトナーに蓄積する過剰な摩擦電荷を放出することが必要である。
【０００５】
従来の一成分非磁性トナーにあっては、流動性向上剤としてシリカ微粒子を外添することが知られているが、シリカ微粒子は１０１５Ω・ｃｍ以上の高抵抗のために帯電に際してチャージアップ現象が生じ、画像形成工程の繰り返しにより画像濃度が低下するという問題がある。また、トナーに蓄積する過剰な摩擦電荷を放出し、現像電界による飛翔性を高める観点からはチタニア粒子やアルミナ粒子を外添することも知られている。
【０００６】
近年、トナー母粒子中にワックス等の離型剤を１〜１０重量％の割合で含有させるオイルレス定着器用トナーの開発が進められているが、このようなトナーにおいては、ワックス成分がトナー母粒子表面に露出し、表面に露出したワックスは離型剤ではあるがトナー粒子を粘着性とする作用があり、また、ワックス成分は弱いストレスでトナー表面に付着した外添剤粒子を埋没させてしまう。特に、非接触ＡＣ現像方式にあっては現像電界に応じてトナーが応答よく飛翔することが求められるが、オイルレス定着器用トナーを非接触現像方式に適用する場合には、外添剤の工夫が必要である。
【０００７】
例えば、流動性向上を目的として、小粒径のシリカ微粒子を外添すると、上述のように、現像装置中における攪拌ストレスによりトナー母粒子中に埋没しやすく、飛翔性の耐久劣化を引き起こす。そのため、スペーサ機能を有する大粒径のシリカ微粒子を併用して小粒径シリカ微粒子の埋没の抑制が図られているが、大粒径のシリカ微粒子の外添により、反面、流動性の低下やトナー帯電量の増大といった問題が生じ、同様に飛翔性の耐久劣化を引き起こすという問題がある。
【０００８】
また、外添剤としてチタニア微粒子を使用すると過剰電荷を放出する帯電調整剤として機能する反面、弊害として弱帯電トナーを生成し、カブリが生じたり、トナー飛散量が増加するという問題がある。特に、非接触ＡＣ現像方式では、現像ギャップ間でトナーがクラウド化するので、装置内部を冷却する気流によりトナーが飛散して機内汚染が生じやすく、チタニア微粒子を外添したトナーは飛散を生じやすい。
【０００９】
また、外添剤としてアルミナ微粒子を使用すると過剰電荷を放出する帯電調整剤として機能する反面、弊害としてアルミナ微粒子の強い研磨作用により有機感光体（ＯＰＣ）表面に摺擦痕（周方向の傷）を形成する欠点がある。また、クリーニングブレードでアルミナ外添したカブリトナーや転写残りトナーを除去する際に、耐久劣化モードでＯＰＣに摺擦痕を残し易く、ＯＰＣ表面の摺擦痕がＯＰＣの帯電ムラや物理的な凹凸表面を形成して、現像工程で微細な濃度ムラや擦り傷状の画像ノイズを形成するといった問題がある。
【００１０】
また、シリカ微粒子とチタニア微粒子等の複数の外添剤を組み合わせてそれぞれ単独の場合の欠点を補うようにトナー母粒子表面に外添剤を被覆した場合には、外添剤による被覆率が増大し、加熱ローラによる定着性（非オフセット域、定着強度）が悪化したり、トナー表面から遊離した外添剤が現像ローラ、供給ローラ、規制ブレード、シール部材等に固着して汚染するという問題が生じ、トナーの搬送不良が生じる。また、現像ローラと規制ブレードによる帯電が阻害されることにより十分な電荷がトナーに与えられなくなり、帯状濃度ムラや周期的濃度ムラが発生するという不具合が生じ易くなる。また、トナー母粒子中にワックスを含有させるオイルレス定着器用トナーにあっては、外添処理時における外添剤の偏り（濃度や付着量の偏析）が生じ易く、また、シリカ微粒子とチタニア微粒子の粒径が相違する場合にも同様の現象が生じ易くなるので、飛翔性の良い、例えばチタニアやアルミナ粒子の過剰なトナーから選択的に現像で消費される現象が顕著になり、印字枚数が進むにつれて飛翔性の低いチタニアやアルミナ粒子の乏しいトナーが残留して画像濃度が低下する不具合（フェーディング）が生じやすい。
【００１１】
特開２０００−１８１１３０号公報には、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなるトナー粒子が開示され、トナー粉末の良好な流動性と安定な電荷挙動（迅速な電荷保持性と高い電荷が得られ、また、時間経過後の一定な電荷）が得られることが記載されているが、ワックスを含有したトナー母粒子への外添剤として使用し、非接触ＡＣ現像方式に適用した場合に、画像濃度が低下する不具合（フェーディング）や現像フィルミングが生じる場合があることが判明した。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、非接触現像方式に適用される離型剤を含有したトナーにあって、フェーディング現象や現像フィルミングを生じることなく、また、耐久性能に優れたトナーおよび画像形成方法の提供を課題とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のトナーは、非接触ＡＣ現像方式に適用されるトナーであって、離型剤を含有するトナー母粒子表面を、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなる外添粒子により被覆したトナーにおいて、前記トナー母粒子に対する前記外添粒子による被覆率を５０〜２００％としたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の画像形成方法は、静電潜像坦持体とトナー担持体とを対向配置し、静電潜像坦持体における静電潜像を非接触ＡＣ現像方式により現像して静電潜像担持体上にトナー像を形成する画像形成方法において、該トナーが、離型剤を含有するトナー母粒子表面を、焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子からなる外添粒子により被覆したトナーであって、前記トナー母粒子に対する前記外添粒子による被覆率を５０〜２００％とすると共に、前記トナー担持体上にトナー層を１層〜３層担持させたことを特徴とする。
【００１５】
上記のトナー及び画像形成方法におけるトナー母粒子が、離型剤を結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０重量％の割合で含有するものであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の画像形成方法で使用される画像形成装置の一例である。図１中、１は感光ドラム、２は帯電器、３は露光器、４はクリーナ、５は現像装置、６は転写装置、７は定着装置である。
【００１７】
図２は、図１における現像装置５の拡大図であり、５１は現像ローラ、５２は供給ローラ、５３は規制ブレード、５４はシールであり、現像ローラ５１は、図１において感光体ドラム１と現像ギャップを介して非接触状態で配置されている。
【００１８】
図３は、図１における転写装置６の拡大図であり、１は感光体ドラム、６１は中間転写ベルト、６２はクリーニング装置、６３は一次転写バックアップローラ、６４は駆動ローラ、６５は転写クリーナローラ、６６はサポートローラ、６７はテンションローラ、６８は二次転写ガイド、６９は二次転写ローラ、Ｓは用紙である。
【００１９】
図４は、図１における定着装置７の拡大図であり、７１は加熱ローラ、７２はハロゲンランプ、７３は加圧ローラ、７４は定着紙ガイド、７５は加圧ローラ剥離板、７６は加熱ローラ剥離板、Ｓは用紙である。
【００２０】
本発明におけるトナーは、離型剤を含有するトナー母粒子と、外添粒子である焔内加水分解法により得られる酸化アルミニウム−二酸化珪素混合酸化物粒子（以下、混合酸化物粒子）からなる。
【００２１】
トナー母粒子としては、溶融混練粉砕法（以下、粉砕法）で得た粒子状の混合物、あるいは重合法により直接合成して得た粒子状の合成物、あるいは溶剤分散法により微粒子化した粒子状の混合物を用いることができる。また、本発明における外添剤とトナー母粒子とを混合して得るトナーは、トナーのみからなる１成分現像剤として用いることができ、また、キャリアとトナーとからなる２成分系現像剤として用いることができる。
【００２２】
粉砕法によるトナー母粒子は、結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤なとからなる原料を予備混合の後に溶融混練、粉砕、分級などの工程を経て得られる粒子状の混合物であり、体積平均粒径で１〜１５μｍ、好ましくは３〜１０μｍのものである。結着樹脂としては、ポリスチレンまたはその共重合体、水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、スチレン・ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジエン・水素化パラフィン共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマルジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・アクリル系樹脂およびその共重合体、例えば、スチレン・アクリル共重合体、スチレン・ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エステル共重合体、スチレン・メチルメタクリレート共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタクリレート共重合体、スチレン・メチルメタクリレート・ｎ−ブチルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタクリレート・ブチルアクリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリルアミド共重合体、スチレン・アクリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタクリレート・アクリル酸共重合体、ポリエステルまたはその共重合体、ポリエチレンまたはその共重合体、ポリプロピレンまたはその共重合体、環状ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリビニルブチラール等であり、これらを１種類あるいは２種類以上を混合して用いことができる。
【００２３】
重合法によるトナー母粒子は、重合性単量体に着色剤、帯電制御剤、離型剤、重合開始剤、あるいは分散剤や架橋剤を加えて均一分散、あるいは溶解せしめて単量体組成物とした後に、連続した液相からなる媒体（例えば水相媒体）中に滴下して分散機により前記単量体組成物を微細な液滴状に懸濁させて、重合を進行させることによって得られる体積平均粒径で１〜１５μｍ、好ましくは３〜１０μｍの粒子状の合成物である。重合性単量体としては、スチレン、ｏ（ｍ、ｐ）−メチルスチレンなどのスチレン系単量体、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ベヘニル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル等のアクリル酸、またはメタアクリル酸エステル系単量体、ブタジエン、イソプレン、シクロヘキサン、アクリロニトリル、アクリル酸アミド等のエン系単量体を用いることができる。また、これらの重合性単量体を重合して得た粒子を内核粒子として、外殻にスチレン・（メタ）アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体などの樹脂層を形成することもできる。
【００２４】
着色剤としては、黒色系着色剤としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化チタン、四三酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、スピリットブラック、ニグロシンなどの黒色系顔料または染料を用いることができる。黄色系着色剤としては、ハンザイエロー、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、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントイエローＮＣＧ、黄鉛、亜鉛華、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエローなどの黄色系顔料または染料を用いることができる。赤色系着色剤としては、ウオッチングレッド、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ブリリアンカーミン３Ｂ、ブリリアンカーミン６Ｂ、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ、ベンガラ、カドミウムレッドなどの赤色顔料または染料を用いることができる。青色系着色剤としては、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、紺青、コバルトブルー、メチレンブルーなどの青色顔料または染料を用いることができる。
【００２５】
また、上記の着色剤は単独、または２種類以上を混合して用いることができる。さらに、上記に示した着色剤の他に橙色系着色剤、紫色系着色剤、緑色系着色剤、白色系着色剤を単独、または２種類以上を混合して用いることができる。これらは、結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０重量％添加することが好ましい。
【００２６】
離型剤としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス、あるいはそれらのブロック共重合体を用いことができる。また、カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステル系ワックスを用いることができる。また、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に長鎖アルキル基を有する飽和直鎖脂肪酸類、ブランジン酸、エレオステアリン酸、バナリン酸などの不飽和脂肪酸類、ステアリンアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖アルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類のような飽和アルコール類、ソルビトールのような多価アルコール類、リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドのような脂肪酸アミド類、ステリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムのような脂肪酸金属塩を用いることができる。これらは単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。これらは結着樹脂あるいは重合性単量体に対して１〜１０重量％、好ましくは３〜８重量％添加される。
【００２７】
帯電制御剤としては、Ｃｒ錯体、Ｚｎ錯体、Ｆｅ錯体、Ａｌ錯体等の金属錯体系染料、第四級アンモニウム塩化合物やニグロシン系化合物、トリフェニルメタン系顔料等を用いることができ、単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。帯電制御剤は、結着樹脂あいは重合性単量体に対して０．５〜５重量％添加することが好ましい。
【００２８】
本発明における外添粒子は、トナーにおける帯電特性の安定化、流動性改良を目的として、少なくとも混合酸化物粒子からなる外添粒子を使用する。混合酸化物粒子は、焔内加水分解法により形成されることにより、同一粒子内にシリカとアルミナが融着混在した状態にあるもので、単に、シリカ粒子とアルミナ粒子とを機械的に混合したものとは相違する。混合酸化物粒子におけるアルミナ：シリカ（重量％）の組成比は５０〜９０：１０〜５０である。
【００２９】
混合酸化物粒子における一次粒子の体積平均粒径としては、０．００１〜１μｍの範囲であるが、好ましくは、０．０１〜０．０５μｍ（１０〜５０ｎｍ）の範囲にあり、粒度分布として０．００１〜０．１μｍの範囲で、ブロードな粒度分布を示すものである。
【００３０】
このような混合酸化物粒子は、例えば特許第２５３３０６７号公報に記載される珪素−アルミニウム混合酸化物微粉末の製法により作製されるものが例示され、下記の作製工程より作製することができる。
（１）　珪素ハロゲン化物およびアルミニウムハロゲン化物を蒸発させ、それぞれの蒸気をキャリアガスと共に混合ユニット中で空気、酸素および水素と均一混合する。
（２）　次いで、得られた混合蒸気をバーナーに供給し、燃焼室内で焔内反応させ、得られたガスおよび固体を熱交換ユニット中で冷却する。
（３）　ガスを固体から分離し、生成物に付着しているハロゲン化物残分を湿った空気を用いた熱処理により除去して混合酸化物粒子が得られる。
【００３１】
混合酸化物粒子中のＡｌ２　Ｏ３　とＳｉＯ２　の組成比は、珪素ハロゲン化物およびアルミニウムハロゲン化物の供給量、水素供給量、空気供給量等の反応条件により適宜調整される。
【００３２】
焔内中で粒子化された段階での混合酸化物粒子は非晶質構造で、十分な微粒状性を有するものであり、一次粒子の体積平均粒径が７〜８０ｎｍ、特に１０〜４０ｎｍであり、ＢＥＴ法による比表面積が２０〜２００ｍ２　／ｇである。また、混合酸化物粒子におけるＡｌ２　Ｏ３　とＳｉＯ２　との重量比は、上記の方法によるとＡｌ２　Ｏ３　の含有量が６０重量％〜７０重量％、ＳｉＯ２　の含有量は３０重量％〜４０重量％の範囲のものが得られる。
【００３３】
混合酸化物粒子は、疎水性を有する有機化合物で表面処理するのが好ましく、例えば、ジメチルジクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ジメチルシリコーンオイルなど、アミノシラン、アルキルシランなどを単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。
【００３４】
本発明においては、トナー母粒子に対して混合酸化物粒子を単独で外添する構成としてもよく、他の外添剤を混合した構成としてもよい。そのような外添剤としてはシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理した一次粒子の体積平均粒径が０．００１〜１μｍの範囲の二酸化珪素、二酸化チタン、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等の微粉末、あるいは一次粒子の体積平均粒径が０．０１〜１μｍの範囲のフッ素系樹脂、ビニル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂等の樹脂粒子、また、脂肪酸金属塩等の微粉末を単独、あるいは２種類以上を混合して用いることができる。これらはトナー母粒子に対して０．１〜５重量％添加することができる。
【００３５】
外添粒子として使用する混合酸化物粒子は、シリカ粒子とＡｌ２　Ｏ３　粒子のほぼ中間の体積抵抗率を単一粒子として有し、単一粒子内にあってＳｉＯ２　による絶縁性とＡｌ２　Ｏ３　による導電性の両部位を有するので、Ａｌ２　Ｏ３　成分がトナーの摩擦帯電により生成する過剰電荷を放出し、トナーの帯電量上昇を抑制することで、非接触ＡＣ現像方式におけるトナー飛翔性を耐久的に維持安定化させることができる。
【００３６】
また、ワックス添加トナーの欠点である、（ａ）表面に露出するワックス成分がトナーの粘着性を発現する、（ｂ）弱いストレスでトナー表面の外添剤を埋没させやすい、という課題に対して、混合酸化物粒子を構成する小粒径成分が流動性を向上させ、飛翔性を改善することができ、また、大粒径成分がスペーサ剤として機能することで小粒径成分の埋没を抑制し、耐久後の飛翔性低下を防止することができる。
【００３７】
また、混合酸化物粒子中にアルミナとシリカの複合成分が、現像ローラ及びＯＰＣの表面を適度に磨耗するようにクリーニング機能を発揮するので、耐久劣化モードの一つである現像ローラ及びＯＰＣの表面へのトナー層（ワックスリッチ固着トナー）固着化を定常的に除去することができ、また、混合酸化物粒子はＯＰＣ摺擦痕の発生が少ないので、耐久劣化を効果的に抑制するという副次的効果もある。
【００３８】
混合酸化物粒子からなる外添粒子は、トナー母粒子に対して下式（１）により所定の外添剤被覆率（％、Ｓ×１００）となるように制御して処理される。トナー母粒子を被覆する外添剤が１種類であるときは次式の第１項まで求め、外添剤がｎ種類であるときは第ｎ項まで求める。
【００３９】
Ｓ＝（Ｄｔ・ρｔ・Ｗ１）／（π・Ｄ１・ρ１・Ｗｔ）＋（Ｄｔ・ρｔ・Ｗ２）／（π・Ｄ２・ρ２・Ｗｔ）＋・・・＋（Ｄｔ・ρｔ・Ｗｎ）／（π・Ｄｎ・ρｎ・Ｗｔ）　　　　　　　・・・・　　（１）
式中、Ｄｔ：トナー母粒子の体積平均粒径（μｍ）
ρｔ：トナー母粒子の比重
Ｗｔ：トナー母粒子の重量（重量部）
Ｄ１：外添剤１の一次粒子の体積平均粒径（μｍ）
ρ１：外添剤１の比重
Ｗ１：外添剤１の重量（重量部）
・・・・・・
Ｄｎ：外添剤ｎの一次粒子の体積平均粒径（μｍ）
ρｎ：外添剤ｎの比重
Ｗｎ：外添剤ｎの重量（重量部）
なお、トナー母粒子の体積平均粒径（μｍ）はコールター社製「コールターマルチサイザーＩＩＩ　」により測定されるものである。また、外添剤の体積平均粒径（μｍ）は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で投影した画像を画像処理装置を介して導出したものである。また、比重はユアサ・アイオニクス社製「マルチピクノメーター」により測定されるものである。
【００４０】
トナー母粒子は、外添剤とを所定の割合で混合してヘンシェルミキサー、Ｖ型ブレンダー、反転ミキサー、ハイスピードミキサー、サイクロミックス、アキシャルミキサー等の公知の混合機に投入して外添処理されることにより、外添剤による被覆率が所定の被覆率に制御される。
【００４１】
本発明のトナーにおいては、トナー母粒子への混合酸化物粒子からなる外添粒子による被覆率を５０％以上とするが、これにより、トナー粒子表面を混合酸化物粒子が覆うことになるので、内添したワックス成分がトナー母粒子表面に露出している場合でもワックスによって粘着力が発現することを防止できる。また、混合酸化物粒子を構成する大粒径成分がスペーサ剤として機能して小粒径成分の埋没を抑制するが、特に被覆率を上記の範囲とすることにより、トナーの耐久劣化が飛躍的に改善され、現像装置寿命の初期から末期までその画像品質を劣化させることのないものとできる。なお、被覆率としては、２００％以上は現像飛散が生じるので好ましくない。
【００４２】
次に、本発明の画像形成方法について、図１〜図４の画像形成装置に基づき説明する。外径φ４０ｍｍ（以下、ｍｍを省略）のＡｌ製素管に有機（ＯＰＣ）感光層を形成した感光ドラム１に、スコトロン帯電器３により−６００Ｖに帯電し、レーザー走査式露光器３から発せられるレーザー光でデジタル潜像を形成し、トナー層を保持した現像ローラ５１を前記感光ドラム１に近接するように現像装置５を移動させ、現像ローラ５１に所定の現像バイアスを印加して感光ドラム１の潜像を反転現像する。現像装置５は、ロータリーフレームに支持されながらロータリー回転動作によって移動し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの所定の現像装置５が現像位置にて感光ドラム１上にトナー像を形成する。このとき感光体ドラムの回転速度であるプロセス速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃである。次に、感光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト６１からなる転写装置６を介して用紙Ｓ上に接触転写した後、加熱ローラ７１と加圧ローラ７３とを有する定着装置７で熱圧力定着される。
【００４３】
図２に示す現像装置５は、外径φ１８のＦｅ製素管にサンドブラスト処理後にＮｉ−Ｐメッキを施した現像ローラ５１に外径φ１９のウレタンスポンジ製供給ローラ５２を圧接対向配置し、現像ローラ５１との対向配置において周速比（供給ローラ／現像ローラ）１．５で同方向回転させる。また、現像ローラ５１は感光ドラム１との対向位置において周速比（現像ローラ／感光ドラム）１．６で同方向回転させる。現像ローラ５１にはりん青銅の板バネの先端に中抵抗ゴム層を有する規制ブレード５３を１〜５Ｎ／ｃｍ２　程度の荷重で圧接配置し、供給ローラ５２により現像ローラ５１上に供給したトナーを薄層規制して現像ローラ５１上に所望の極性に摩擦帯電したトナー層を保持する。本発明における構成では、トナーを負極性に摩擦帯電させており、その平均帯電量は−１０〜−２０μＣ／ｇである。
【００４４】
現像条件としては、感光ドラムと現像ローラ間には１５０〜２００μｍ程度の現像ギャップを形成し、このギャップ間に直流バイアス−１５０〜−２５０ｖ、周波数１．０〜３．０ｋＨｚの交流バイアス１１００〜１３００ｖ（ｐ−ｐ）を同時に印加する。このとき交流バイアス成分の時間Ｄｕｔｙは、現像方向への成分を５０〜４０％程度（剥離方向への成分を少し大きく）に設定するのが好ましい。現像ローラに対して、供給ローラと規制ブレードと同電位に設定する。
【００４５】
本発明においては、外添粒子として混合酸化物粒子を用いたトナーを用い、現像ローラ５１上にトナー層を１層〜３層、好ましくは１．５層〜２．５層担持させることにより、現像装置５における規制ブレード５３／供給ローラ５２／シール５４夫々の当接部材から受けるストレスを緩和することを可能とする。特に、混合酸化物粒子を５０％以上の被覆率で被覆したトナー粒子とすることにより、隣接するトナーとの接点が増加して受けるストレスが拡散し、混合酸化物粒子特有の外添剤の埋没抑止効果をさらに高めることができる。
【００４６】
図３に示す転写装置６は、周長６００ｍｍ程度の無端ベルト表面に転写機能層を設けた中間転写ベルト６１に複数のローラ６３〜６７を掛け渡し、中間転写ベルトの一面を感光ドラム１と対向配置して一次転写バックアップローラ６３との圧接により一次転写部を形成し、また、他面を用紙搬送経路において用紙背面から押し当てる二次転写ローラ６９に対向配置して駆動ローラ６４との圧接により二次転写部を形成する。中間転写ベルト６１は、回転する感光ドラム１の移動速度（プロセス速度：２２０ｍｍ／ｓｅｃ）と略同等となるように駆動され、一次転写部で感光ドラム上のトナー像を転写してベルト表面に保持した後、二次転写部でベルト表面のトナー像を用紙Ｓ上に転写して保持させる。特に、多色画像形成時には、中間転写ベルト６１上に複数回の現像で形成した複数のトナー像を順次積層させ、二次転写部において積層したトナー像を一括転写して用紙Ｓ上に多色画像を形成する。
【００４７】
中間転写ベルト６１表面の転写機能層は、少なくとも最外層となる抵抗層Ａと中間層となる導電層Ｂとからなる。抵抗層Ａは、ウレタン樹脂等の結着樹脂に酸化錫等の導電性粒子とＰＴＦＥ等の滑剤とからなり２０μｍ程度の厚さに層形成されるもので、導電性粒子は、抵抗層Ａの電気抵抗を１０８　〜１０１４Ω・ｃｍ程度に調整することを目的として添加されるものであり、また、滑剤は抵抗体層Ａの摩擦係数（μ）を０．１〜０．２程度に調整することを目的として添加されるものである。導電層Ｂは、金属の蒸着膜であり、例えば１μｍ未満の薄膜アルミニウムであり、ベルト基体となる樹脂膜（例えば、１００μｍ程度の膜厚のＰＥＴフィルム）の上に形成したものである。
【００４８】
感光ドラム１と中間転写ベルト６１とが対向する一次転写部は、感光ドラムに対して中間転写ベルトを一次転写バックアップローラ６３により所定の荷重で押圧する構成とし、中間転写ベルト（さらに詳しくは導電層Ｂ）に５０〜４００ｖ程度の一次転写バイアスを印加することで、感光ドラム上のトナー像を中間転写ベルト上に接触転写する。用紙Ｓを介して二次転写ローラが対向する二次転写部は、駆動ローラ６４と二次転写ローラ６９により中間転写ベルトと用紙を所定の荷重で押圧する構成とし、二次転写ローラに１〜１００μＡ程度の二次転写バイアスを印加することで中間転写ベルト上のトナー像を用紙上に接触転写する。また、二次転写ローラは離接クラッチにより用紙を介した中間転写ベルトへの当接状態と、中間転写ベルトへの離間状態とに所定のタイミングで切り替えることができる。
【００４９】
感光ドラム／中間転写ベルトには、一次転写／二次転写残トナーをそれぞれ除去するためにウレタンゴム板で形成したクリーニングブレードを圧接するクリーニング装置をそれぞれ備える。図１に示す感光ドラム用クリーナ４は、感光ドラムに対して０．１〜０．３Ｎ／ｃｍ程度の荷重で圧接するように定荷重で配置され、感光ドラム上の一次転写残トナーを順次掻き落とす。図３に示す中間転写ベルト用クリーニング装置６２は、離接クラッチにより中間転写ベルトへの当接状態と、中間転写ベルトへの離間状態とに所定のタイミングで切替えることができる。さらに、中間転写ベルトに対して０．１〜０．３Ｎ／ｃｍ程度の荷重で圧接するように定荷重で配置し、中間転写ベルト上の二次転写残トナーを順次掻き落とす。
【００５０】
図４に示す定着装置７は、ハロゲンランプ７２を熱源として内蔵した外径φ３０の加熱ローラ７１と外径φ３５の加圧ローラ７３を備える。加熱ローラと加圧ローラは略平行に配置され、付勢手段によって５〜３０Ｎ／ｃｍ２　程度の押圧力で互いに接触させる。また、加熱ローラと加圧ローラは芯金の周囲にシリコンゴム等より成る弾性層とフッ素ゴムやフッ素樹脂（ＰＦＡ：パーフルオロアルコキシフッ素樹脂、ＰＴＦＥ：ポリテトラフルオロエチレン等）より成る表面層より構成する。加熱ローラ及び加圧ローラの近傍には定着直後の用紙を剥離するための剥離板７５、７６がそれぞれ配置される。
【００５１】
定着に際しては、加圧ローラ７１と加圧ローラ７３との間に、両ローラの接触面によりニップ部が形成される。ニップ部はニップ幅が両端部で広く、中央部で狭い、所謂逆クラウン形状をなしていることが好ましい。本実施例では、両端ニップ幅８ｍｍ、中央ニップ幅７ｍｍの構成とした。加熱ローラと加圧ローラは、用紙の搬送速度がプロセス速度（２２０ｍｍ／ｓｅｃ）と略同等となるように所定の回転数で回転させる。また、加熱ローラは、その表面温度が１４０〜２００℃、好ましくは１５０〜１９０℃の範囲になるように、ハロゲンランプ７２の出力を制御して所定の定着温度に維持される。
【００５２】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。まず、外添粒子について示す。
（混合酸化物粒子の製造）
図５は混合酸化物粒子を製造するためのバーナー装置である。図中１は燃焼室、２は二重ジャケット管、３は環状ダイヤフラム、４は内側管、５は外側管、６は水冷焔管である。燃焼室１には二重ジャケット管２が突出させられ、二重ジャケット管２の内側管４からは水素１．４Ｎｍ３　／ｈ、空気５．５Ｎｍ３　／ｈおよび予め蒸発させたガス状ＳｉＣｌ４　１．３０ｋｇ／ｈの割合で混合した２００℃の熱混合蒸気が導入され、次いで、この熱混合蒸気に予め３００℃で蒸発させたガス状ＡｌＣｌ３　が２．３４ｋｇ／ｈの割合で付加供給されて炎管中に導入されると共に付加的に空気１２Ｎｍ３　／ｈが供給されて燃焼させられる。この際、燃焼室には空気が導入され、また、環状ダイヤフラム３から付加的に空気が導入される。焔中では、生成する水と塩化物との急激な反応が生じ、混合酸化物粒子が形成される。炎管通過後に、生じた粉末はフィルターまたはサイクロンを使用して分離され、また、粉末に付着した塩酸分が除去される。得られる混合酸化物粒子の組成はＡｌ２　Ｏ３　６５重量％、ＳｉＯ２　３５重量％であり、ＢＥＴ比表面積７４ｍ２　／ｇ、体積抵抗率１０１２Ω・ｃｍ、比重２．５、体積平均粒径は０．０２５μｍである。得られた混合酸化物粒子をジメチルジクロロシランにより疎水処理し、外添用粒子とした。
【００５３】
2004053710.tif 000003
の組成物をヘンシェルミキサーで予備混合した後、２軸押出機にて熱溶融混練した。混練物は２軸押出機から取り出し直後にドラムフレーカーで急冷して粗粉砕した。粗粉砕物をさらにジェットミル気流微粉砕機で微粉砕後、風力分級機で粒度分布を調整し、体積平均粒径８μｍ、比重１．２のマゼンタトナー母粒子を得た。
【００５４】
・　得られたマゼンタトナー母粒子　　　　　・・・　　　　９８重量％
・　上記で得た混合酸化物粒子　　　　　　　・・・　　　　　２重量％
の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、混合酸化物粒子による被覆率１００％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。
【００５５】
なお、式（１）との関係で整理すると、トナー母粒子の体積平均粒径は８μｍ、比重は１．２、添加量９８重量部、混合酸化物粒子の体積平均粒径は０．０２５μｍ、比重は２．５、添加量２重量部であり、式Ｓ＝（Ｄｔ・ρｔ・Ｗ１）／（π・Ｄ１・ρ１・Ｗｔ）×１００に代入するとＳ＝９８％に相当する。
【００５６】
得られたマゼンタトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、現像ギャップ１５０μｍ、直流バイアス−１５０ｖ、周波数２．０ｋＨｚの交流バイアス１２００ｖ（ｐ−ｐ）、Ｄｕｔｙ４７％の条件下で、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約１７μｍ（２．１層）であった。
【００５７】
得られた画像は地カブリのない鮮明な赤色画像であり、現像時のトナー飛散も認められなかった。さらに、同様のＡ４サイズの画像を１万枚プリントし、初期の画像と比較したところ、初期の画像と同等の画像を得ることができた。
【００５８】
（実施例２）
・　実施例１で作成したマゼンタトナー母粒子　・・・　　　　９７重量％
・　上記で得た混合酸化物粒子　　　　　　　　・・・　　　　　３重量％
の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、混合酸化物粒子による被覆率１５０％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。得られたトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、実施例１同様に、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約１９μｍ（２．４層）であった。
【００５９】
得られた画像は地カブリのない鮮明な赤色画像であり、現像時のトナー飛散も認められなかった。さらに、同様のＡ４サイズの画像を１万枚プリントし、初期の画像と比較したところ、初期の画像と同等の画像を得ることができた。
【００６０】
2004053710.tif 000004
の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、外添粒子による被覆率１５０％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。得られたトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、実施例１同様に、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約２０μｍ（２．５層）であった。
【００６１】
得られた画像は地カブリのない鮮明な赤色画像であり、現像時のトナー飛散も認められなかった。さらに、同様のＡ４サイズの画像を１万枚プリントし、初期の画像と比較したところ、初期の画像と同等の画像を得ることができた。
【００６２】
（比較例１）
・　実施例１で作成したマゼンタトナー母粒子　・・・　　　　９９重量％
・　上記で得た混合酸化物粒子　　　　　　　　・・・　　　　　１重量％
の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、混合酸化物粒子による被覆率５０％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。得られたトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、実施例１同様に、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約１４μｍ（１．８層）であった。
【００６３】
得られた画像は地カブリのない鮮明な赤色画像が得られたが、ベタ画像の後端の画像濃度が低下する所謂、後端カスレを生じた。さらに、同様のＡ４サイズの画像を１万枚プリントし、初期の画像と比較したところ、ベタ画像先端の画像濃度も低下（フェーディング）し、僅かではあるが、現像ローラ表面にはトナーの固着（フィルミング）が生じた。
【００６４】
2004053710.tif 000005
の組成物１００重量部をヘンシェルミキサーで混合して、外添粒子による被覆率１８０％で、体積平均粒径８μｍのマゼンタトナーを得た。得られたトナーを装填した現像装置を前述の画像形成装置に搭載して、実施例１同様に、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。このとき現像ローラ上のトナー層厚は約１８μｍ（２．３層）であった。得られた画像は地カブリを発生し、現像時に多量のトナー飛散が認められた。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の非接触ＡＣ現像方式に使用されるトナーは、その耐久劣化が飛躍的に改善されるので、現像装置寿命の初期から末期までその画像品質を劣化させることのないものとできる。また、一成分トナーとしてピクトリアル画像が重要視されるフルカラー画像形成装置に用いると、現像装置、感光ドラム、クリーナ等の各サブプロセスユニットの耐久寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の画像形成方法で使用される画像形成装置の一例である。
【図２】現像装置５の拡大図である。
【図３】転写装置６の拡大図である。
【図４】定着装置７の拡大図である。
【図５】混合酸化物粒子の製造装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１は感光ドラム、２は帯電器、３は露光器、４はクリーナ、５は現像装置、６は転写装置、７は定着装置、５１は現像ローラ、５２は供給ローラ、５３は規制ブレード、５４はシール、６１は中間転写ベルト、６２はクリーニング装置、６３は一次転写バックアップローラ、６４は駆動ローラ、６５は転写クリーナローラ、６６はサポートローラ、６７はテンションローラ、６８は二次転写ガイド、６９は二次転写ローラ、Ｓは用紙、７１は加熱ローラ、７２はハロゲンランプ、７３は加圧ローラ、７４は定着紙ガイド、７５は加圧ローラ剥離板、７６は加熱ローラ剥離板
【図１】
2004053710.tif 000006
【図２】
2004053710.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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