(57)【要約】【課題】長期にわたり経時ストレスや熱ストレスを受けてもトナー表面への外添剤埋没がなく、トナーの帯電安定性に優れて像の中抜けが発生しない安定した画像が得られ、さらには、感光体ドラムフィルミング現象、感光体ドラムへのリークによる絶縁破壊等を防止して、現像スリーブ上のトナー薄層形成の長期安定性を確保することが可能な静電潜像現像用磁性１成分トナーとそれを用いる現像ユニット及び画像形成装置を提供することが課題である。【解決手段】少なくとも結着樹脂中に磁性粉を含有すると共に、粒子形状が多面体を基本として各頂点及び稜線が曲面状で、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する体積固有抵抗値が１０２〜１０９Ω・ｃｍの範囲である磁性紛が外添された磁性１成分トナーを用い、固定磁石を内蔵して表面に前記磁性１成分トナーを保持し、回転する現像スリーブ表面の十点平均粗さＲｚを２．０μｍ以上〜６．０μｍ未満とし、潜像担持体用クリーニング手段として弾性ブレードを用いた。【選択図】図１
2007101745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像が形成される潜像担持体と接触しないよう対向して内部に磁石ローラを内蔵した現像スリーブ表面に保持され、磁性ジャンピング方式で前記潜像担持体上に形成された潜像を現像する、少なくとも結着樹脂中に磁性粉を含有すると共に磁性紛を外添させた磁性１成分トナーであって、
前記外添磁性紛は、各頂点および稜線が曲面状でその投影像の外周部に直線と見なせる部分を有し、該磁性粉の体積固有抵抗値が１０２〜１０９Ω・ｃｍの範囲とした多面体形状であることを特徴とする磁性１成分トナー。
【請求項２】
前記多面体形状の外添用磁性紛の粒子形状が、８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体であり、各頂点および稜線が曲面状でその投影像の外周部に直線と見なせる部分を有していることを特徴とする請求項１に記載した磁性１成分トナー。
【請求項３】
前記外添用磁性紛は、平均粒子径が０．０１〜０．５０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載した磁性１成分トナー。
【請求項４】
前記外添剤用磁性粉の添加量が、０．１〜５．０質量％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載した磁性１成分トナー。
【請求項５】
少なくとも結着樹脂中に磁性粉を含有すると共に、各頂点および稜線が曲面状でその投影像の外周部に直線と見なせる部分を有し、体積固有抵抗値が１０２〜１０９Ω・ｃｍの範囲とした多面体形状磁性紛を外添させた磁性１成分トナーを担持し、内部に磁石ローラを内蔵して潜像が形成される潜像担持体と接触しないよう対向して表面の十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以上〜６．０μｍ未満とした現像スリーブを有し、磁性ジャンピング方式で前記潜像担持体上に電子写真方式で形成される潜像を現像することを特徴とする現像ユニット。
【請求項６】
潜像担持体と、固定磁石を内蔵して前記潜像担持体と接触しないよう間隔を保持して対面し、表面に磁性１成分トナーを保持して回転する現像スリーブを有するトナー担持体と、該現像スリーブに保持された磁性１成分トナーを前記潜像担持体表面に形成された潜像に飛翔させ、現像してトナー像を形成する手段と、前記潜像担持体に圧接され、前記トナー像を記録媒体に転写した後に残ったトナーをクリーニングする弾性ブレードを用いたクリーニング手段とからなる画像形成装置であって、
前記磁性１成分トナーは、少なくとも結着樹脂中に磁性粉を含有すると共に、粒子形状が多面体を基本として各頂点及び稜線が曲面状で、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する体積固有抵抗値が１０２〜１０９Ω・ｃｍの範囲である磁性紛が外添され、前記トナー担持体の現像スリーブは、表面の十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以上〜６．０μｍ未満であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記潜像担持体は、膜厚１０〜３０μｍのアモルファスシリコン感光体で構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載した現像ユニットまたは画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法等を利用したレーザープリンタ、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用いられる、結着樹脂中に磁性粉を含有させた磁性１成分トナーと、該磁性１成分トナーを利用して潜像担持体上の潜像をトナー像に顕像化する現像ユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真法等を利用したレーザープリンタ、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、潜像担持体（感光体）の表面を帯電手段によって一様に帯電させ、次いで、半導体レーザー、発光ダイオード等の露光手段によって露光して潜像を形成後、この潜像を、現像手段によって現像または反転現像してトナー像に顕像化し、そして、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、もしく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の工程が完了する。
【０００３】
一般にこれらの画像形成工程に用いられるトナーとしては、バインダー（結着樹脂）としての熱可塑性樹脂に着色剤や帯電制御剤としての染料、顔料や、離剥剤としてのワックス、磁性材料などを混合して混練、粉砕、分級を行い、平均粒径５〜１５μｍのトナー粒子としたものが用いられる。さらに一般的には、トナーへの流動性付与やトナーの帯電制御、およびクリーニング性の向上等を目的に、シリカや酸化チタン等の無機微粉末、無機金属微粉末が外添される。
【０００４】
潜像担持体上の潜像をトナー像に現像するための現像方式としては、大別して乾式、湿式の２つがあるが、現在は乾式の現像方式が広く普及している。また、乾式の現像方式は、トナーおよび鉄粉などのキャリアを用いる２成分現像方式とキャリアを用いない１成分現像方式に分類され、さらに使用するトナーの種類から考えると、結着樹脂からなるトナー粒子中に磁性粉を添加した磁性トナーを用いる現像方式（磁性１成分現像方式、磁性２成分現像方式）と、磁性粉を添加しない非磁性トナーを用いる現像方式（非磁性１成分現像方式、非磁性２成分現像方式）とに分類される。
【０００５】
このうち２成分現像剤を用いる方法は、初期的には比較的安定して良質の画像を提供することが出来るが、長期にわたり使用する場合、キャリアの表面にトナー成分が付着析出するスペント現象（現象）が起こって劣化し、キャリアの帯電付与能力が低下して長期間に渡り良質な画像が得られない等の問題や、トナーとキャリアの混合比率が一定に保ちにくいため、長期耐久性に欠けるといった欠点を有する。
【０００６】
それに対してトナーのみよりなる１成分現像剤を用いる１成分現像方式では、キャリアを用いないから２成分現像剤における長期耐久性の欠如、という問題点を解決することができ、また、現像器そのものを非常に小さく、かつ、簡単な構成とすることができる。そして１成分現像方式の中でも、磁性紛を内添させたトナーを採用した磁性１成分現像方式が一般によく知られ活用されている。
【０００７】
こういった、１成分磁性トナーを使用する現像方法としては、特許文献１に開示されている導電性磁性トナーによる現像方法が知られている。これは内部に磁性を有する円筒状の導電性現像剤担持体上に導電性磁性トナーを担持させ、これを静電潜像に接触させて現像するものである。この際、現像部において、潜像担持体表面と現像スリーブ表面との間にトナー粒子による導電路が形成され、この導電路を経てスリーブよりトナー粒子に電荷が導かれ、静電潜像の画像部との間のクーロン力によってトナー粒子が画像部に付着して現像される。
【０００８】
この方法ではトナーが導電性であるため、潜像担持体上のトナー像を被印刷媒体（例えば普通紙）に電界を利用して静電気的に転写することが困難であるという問題や、各工程での導電性トナーに由来する不具合現象から、長期にわたり高画質を得ることが難しいという問題、また潜像担持体への電気的リーク破壊という問題などを有している。
【０００９】
また、絶縁性トナーを用いた方式が特許文献２において提案されている。この方式は磁性１成分ジャンピング方式と呼ばれ、潜像担持体に対向して現像スリーブ（磁石ローラを内包）を有する現像剤担持体を設け、該現像スリーブ上に磁性トナーを保持して磁性ブレードとの隙間を通過させる事でトナーを帯電させて薄層を形成し、前記潜像担持体上に形成された静電潜像を帯電したトナーにより現像する方式である。
【００１０】
この磁性１成分ジャンピング現像方式では、絶縁性の磁性トナーを用いているため、導電性のトナーを用いた場合には不可能であった電界を利用してトナー像を紙等の被印刷物の表面に転写することが可能となり、また、潜像担持体が電気的リークによって破壊されるのを防止することもできる。
【００１１】
また、絶縁性の磁性トナーは帯電させやすいこと、磁力によって磁性トナーを保持した状態で現像スリーブと十分に摩擦できること、潜像と非接触の状態で潜像を現像できることから、形成画像の非印字部分や余白部分にトナーが付着する地カブリの発生を防止し、画質の優れた画像を形成できるという利点もある。
【００１２】
また近年では、現像機の小型化及び省エネルギー化に対する強い要請に適応させる必要から、より低エネルギーでの定着性を有するトナーが要求されてきており、軟化点の低い樹脂を使用したトナーの開発、低融点ワックスを使用したトナーの開発が行われている。
【００１３】
一般に、低融点ワックスが含まれているトナーは、トナー像が転写された紙等の非印刷物を加熱して定着させる定着工程において加熱ロールを用いている場合、トナーが加熱ロールに付着して次の複写画像を汚してしまうオフセット現象の発生を低下させることができ、また、定着後のトナー像を白紙で擦った際、トナー像の一部が破断されて白紙に移行する現象（スマッジ）を改善したり、さらに、加熱ロール内を通過した後の用紙を剥離させる際、指により定着像が破壊されてしまう現象（フィンガーマーク）を改善できること等により、定着性を向上させることができるという利点がある。
【００１４】
しかしこのような低融点ワックスを含むトナーは、加熱ロールからの離型性に優れているために耐オフセット性は良好であるが、低融点ワックスと結着樹脂との相溶性が悪いために結着樹脂中に低融点ワックスの大きなドメインが形成されることになり、そのため、トナー作製時にこのドメイン部分でトナーが粉砕されて低融点ワックスが表面に露出し、感光体ドラムフィルミング障害を引き起こすという問題がある。また、高画質化を実現させるためにトナーを小粒径化させると、トナー表面のワックス量が更に増加するため、一層大きな問題となる。
【００１５】
上記のような問題を改善するため、例えば、加熱保存による凝集度の増加速度を規定することにより、熱ストレスや経時ストレスによるトナーの凝集を防止する方法が特許文献３に提案されているが、この方法では、ワックスによる感光体ドラムフィルミング発生の問題を解決することができない。
【００１６】
また、ワックスによる感光体ドラムフィルミング障害を解決するものとして、磁性粉末を外添した特許文献４が提案されているが、このトナーは、熱ストレスや経時ストレスを受けると外添剤がトナー粒子中に埋没して流動性が低下することから、得られる画像には像の中抜けが発生するという問題がある。
【００１７】
また、前記磁性１成分ジャンピング現像方式に用いる潜像担持体としては、他の現像方式の場合と同様、有機および無機の種々の電子写真感光体を用いることができるが、特にその耐久性等を考慮すると、導電性基体上にアモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと略称する）感光層を形成したａ−Ｓｉ感光体が好適である。このａ−Ｓｉ感光体は、例えば、結着樹脂中に顔料や電荷輸送剤等を含有させた有機の感光層を有する有機感光体と比べ、画像形成枚数で表しておよそ１０倍以上という高い耐久性を有しており、これは、被印刷物や次に述べる弾性ブレード等と摺擦されることによって摩耗して感光層の厚みが減少する速度が、有機感光層のおよそ１／１００以下と摩耗しにくいことから得られる結果である。
【００１８】
しかしながら、ａ−Ｓｉ感光体の最大のデメリットはその生産性の低さである。すなわちａ−Ｓｉ感光体は、導電性基体の表面に例えばＣＶＤ法等の気相成長法によってａ−Ｓｉ感光層を成膜することで製造されるが、かかる気相成長法では、結着樹脂等を含む塗布液を導電性基体上に塗布して乾燥させるだけで形成される有機感光層に比べ、所定の厚みを有する感光層を形成するために要する時間が著しく長くかかる上、気相成長法はバッチ式であって連続的な生産ができないため、どうしても生産性が低くなってしまう。
【００１９】
そこで、前記のようにａ−Ｓｉ感光層が有機感光層に比べて摩耗しにくいことを利用して、その厚みをこれまでよりも小さくし、ａ−Ｓｉ感光体の生産性を向上することが一般化しつつある。すなわち、これまでは３０〜６０μｍ程度あったａ−Ｓｉ感光層の厚みを３０μｍ以下にし、薄膜型としたａ−Ｓｉ感光体が普及し始めている。
【００２０】
こういった薄膜型のａ−Ｓｉ感光体の主なメリットは、言うまでもなく、従来のものに比べて生産性に優れることであるが、さらに、薄膜化した方が形成画像の解像度が向上するというメリットもある。
【００２１】
一方、トナー像を紙等の被印刷物の表面に転写した後、ａ−Ｓｉ感光体の表面に残留したトナーはクリーニング手段により除去されるが、このクリーニング手段は、可動部分を極力少なくして画像形成装置のコンパクト化、機構の簡素化等を図るため、当該ａ−Ｓｉ感光体の表面に圧接させた弾性ブレードが好適である。
【００２２】
こういった例として例えば特許文献５には、感光体が有機感光体（ＯＰＣ）をもちいてはいるが、磁性トナーを現像剤として利用すると共にウレタンゴムで形成されたクリーニングブレードを用い、簡単なクリーニング機構で良好なクリーニングを達成して鮮明な画像を形成することができ、かぶり、画像ムラ、画像濃度の低下しない方法が提案されている。
【００２３】
ただ、この特許文献５に示された方法では、前記したように感光体が有機感光体（ＯＰＣ）ドラムのため、いくら外添剤で工夫をしても軟質なＯＰＣドラムの表面が傷つきやすく、このために傷ついた感光体表面へトナーが埋め込まれてフィルミングが生じたり、クリーニングブレードをトナーがすり抜けてしまうといった画像上、致命的な欠陥となる不具合が発生してしまう。これは、耐久評価が１５万枚しか達成されていないことからも窺うことができる。
【００２４】
また、特許文献６には、積層型ａ−Ｓｉよりなる潜像担蒔体と磁性１成分トナーを用いた例が紹介されている。この方法によるとクリーニング性の向上を図ることができ、クリーニング不良に起因する画像不良を伴うことなく良好な画像を多数回にわたり安定に形成することができる画像形成方法が得られる。しかしながらこの特許文献６に紹介された方法では、磁性トナーに有機微粒子を付着（外添）させてスペーサー的に働かせようとしているが、この有機微粒子は帯電能が非常に高く、すぐに摩擦帯電によりチャージアップを引き起こす。
【００２５】
これにより、現像工程では、適切な帯電領域にあるトナーが少なくなり、画像濃度の低下、カブリ、画像ムラなどの画像不良を引き起こす。そのため、長期間にわたって安定した綺麗な画像を供給することができない可能性がある。また、肝心の感光体クリーニング部におけるクリーニングブレードの材質が明確に記載されていないが、簡単な（一般的）機構の弾性ブレードを用いた場合、トナーが接触して摩擦帯電していくうちに、トナーに逃げ場の無い電荷が蓄積されて感光体に対して異常放電（１点放電）を発生させ、感光体ドラム表面（電荷発生層、電荷移送層など）を破壊して、修復不能な欠陥（不良画像しか得られなくなる）を生じさせる問題が引き起こされる可能性が極めて高くなる。
【００２６】
また、特許文献７には、感光体の絶縁破壊を防止するために遊離磁性粉の存在するトナーが提案され、これら遊離している磁性粉によってリークを防ぐとしているが、遊離した磁性粉は現像スリーブへの付着が懸念され、また同様に感光体への付着も懸念される。たとえごく微量でもこういった付着が発生すると、それを核として付着が成長し、致命的な画像欠陥を引き起こすことは良く知られたことである。
【００２７】
また、特許文献８では、感光体の膜厚を既定することによって感光体の絶縁破壊を抑制することができると述べられているが、トナーに関しては特別な規定がなく、本来絶縁破壊の原因となっているはずであるトナーでの対策が施されていないため、今後特性の異なるトナーを使用した場合には感光体の絶縁破壊が再び懸念される。
【００２８】
また、従来の無機金属微粉末は、表面に存在する水酸基のために親水性が非常に高く、その結果、トナーに添加するとトナーの流動性や帯電立ち上がり特性が湿度の影響で変化し、印字耐久性や画像濃度低下などの弊害を与える。
【００２９】
このような湿度等の環境条件の影響を防ぐため、これら無機金属微粉末の表面を疎水化剤で処理したり極性基を導入することが行なわれている。例えば、特許文献９には、極性基としてアミノシランで処理した金属酸化物を用いた技術が提案されている。また、特許文献１０には、シランカップリング剤で処理されたチタン化合物を用いることが提案されている。
【００３０】
また、特許文献１１には、アルミナ、ジルコニア等の研磨剤微粒子をトナー母粒子の表面に固着させ、トナー母粒子の粒径と研磨剤微粒子の粒径との比を制御した静電潜像現像剤が提案されている。この方法によると感光体表面に対して優れた研磨効果が得られ、クリーニングブラシなどの大きなシステムを組み込む必要がなく、装置の小型化が可能で、像流れ、画像濃度、かぶり等に対して効果がある。
【００３１】
しかし上記従来技術では、重大な欠点事項として無機金属酸化物の体積固有抵抗値がいずれも高いため、磁性１成分ジャンピング現像方式の場合は現像スリーブ上のトナー薄層形成に難があり、特に低温低湿環境下などの電荷が上がりやすい使用環境においては、トナー薄層形成不良を招いて初期、長期にわたって高解像度、高画質を十分に満足するには至っていない。
【００３２】
また重大な欠点として、従来より外添剤として使用される無機金属酸化物は酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭化珪素等が一般的であるが、これらは磁力を持っていないものが普通であり、現像器中で長期に亘って攪拌されるとトナー粒子から剥がれ落ち、本来の機能を発揮しなくなる。すなわち、耐久性に問題があった。
【００３３】
また、トナーの帯電量や固有抵抗を変化させたりトナーの粒子径を大きくしたりして流動性を向上させ、クリーニング性を改良することが試みられているが、総じて満足する結果は得られていない。
【００３４】
さらに外添剤として、八面体形状磁性粉を添加することが特許文献１２に提案されている。磁性粉としては、現在、図３（ａ）に示した球状の磁性粉状のものや、図３（ｂ）に示した６個の四角形で囲まれた凸多面体である六面体（立方体、直方体）状のもの、図３（ｄ）に示した８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体状のもの等の多面体形状磁性粉とが一般的に用いられる。
【００３５】
中でもエッジを有する多面体、例えば、八面体、六面体（図３（ｂ）、（ｄ））においては、トナー表面に外添させた該磁性粉のエッジによって感光体表面をの有効に研磨することができ、常に汚染のない状態を維持することができる。そのため、前記フィルミング障害を解決する上では有効であるが、磁性粉の尖った頂点から電荷が放出されやすく、電荷のリークが起こりやすい。
【００３６】
したがって、多面体形状の磁性粉を用いた磁性トナーは帯電量が速やかに立ち上がりにくく、帯電量自体も低くなってしまい、結果として画像濃度の低下や地カブリの発生といった画像欠陥を生じやすいという問題がある。また、画像形成時の温度、湿度環境によって帯電のしやすさや帯電量が変動しやすいことから、特に、高温、高湿環境などの帯電しにくい環境下において、上記の画像欠陥をさらに生じやすくなるという問題もある。また、磁性粉のエッジが強すぎるため、感光体表面に傷等を発生させてしまう。
【００３７】
一方、図３（ａ）に示した球状の磁性粉を用いた磁性トナーは、磁性紛が尖った頂点を有さず、電荷が放出されにくいことから電荷のリークは起こりにくい。しかし、球状の磁性粉を外添剤として用いたトナーは、逆に、電荷がたまりやす過ぎるため、例えば、現像剤保持体と磁性ブレードとの隙間で繰り返し摩擦された際などに、トナーが所定の帯電量以上に過帯電する、いわゆるチャージアップを生じやすく、チャージアップを生じると、却って、画像濃度の低下に代表される画像欠陥を生じやすいという問題がある。また、現像スリーブ上のトナー薄層形成不良、いわゆる層ムラも発生させてしまう。さらに、感光体ドラムへのリーク現象によって黒点も生じる。また、球状の磁性粉では、感光体表面に傷等を発生させないという利点もあるが、感光体表面の研磨能力不足により、感光体ドラムフィルミング防止としてはその効果を発揮できない。
【００３８】
【特許文献１】米国特許第３９０９２５８号公報
【特許文献２】特開昭５５−１８６５６号公報等
【特許文献３】特開平６−１３８６９３号公報
【特許文献４】特開平９−７３１８６号公報
【特許文献５】特許第２６４９３６３号公報
【特許文献６】特許第２７１３７１６号公報
【特許文献７】特開２００３−１４９８５７号公報
【特許文献８】特開２００２−２８７３９１号公報
【特許文献９】特開昭５２−１３５７３９号公報
【特許文献１０】特開平１０−３１７７号公報
【特許文献１１】特開平５−１８１３０６号公報
【特許文献１２】特開特開２００３−６６６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
このように磁性１成分ジャンピング現像方式では、電界を利用してトナー像を紙等の被印刷物の表面に転写することが可能で、かつ、現像スリーブ上に磁力によって保持した状態で十分に摩擦できて帯電させやすく、潜像と非接触の状態で現像できることで、形成画像の非印字部分や余白部分にトナーが付着する地カブリの発生を防止し、画質の優れた画像を形成できるという数々の利点を有する。
【００４０】
また、耐久性に優れ、形成画像の解像度が向上する薄膜ａ−Ｓｉ感光体と弾性ブレードとを組み合わせることで、可動部分が少なく、機構の簡素化により画像形成装置のコンパクト化を計ることができるが、感光体ドラムフィルミング障害を防ぐために外添剤を用いた場合、外添剤のチャージアップにより、感光体ドラム表面（電荷発生層、電荷移送層など）を破壊して修復不能な欠陥（不良画像しか得られなくなる）を生じさせる問題が引き起こされる可能性が生じる。
【００４１】
また、外添剤として体積固有抵抗値が高い無機金属酸化物を用いた場合、磁性１成分ジャンピング現像方式の場合は現像スリーブ上のトナー薄層形成に難があり、特に低温低湿環境下などの電荷が上がりやすい使用環境においては、トナー薄層形成不良を招いて初期、長期にわたって高解像度、高画質を十分に満足できないという問題も生じる。
【００４２】
さらに、外添剤として使用される無機金属酸化物は一般的に磁力を有しないため、現像器中で長期に亘って攪拌されるとトナー粒子から剥がれ落ち、本来の機能を発揮できなくなって耐久性にも問題が生じる。
【００４３】
また、感光体ドラムフィルミング障害を防ぐために磁性粉末を外添した場合、熱ストレスや経時ストレスによって外添剤がトナー粒子中に埋没し、流動性が低下して得られる画像に像の中抜けが発生するという問題があり、さらに、外添剤として、６個の四角形で囲まれた凸多面体である六面体（立方体、直方体）状のものや、８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体状などの多面体形状磁性粉を用いた場合、帯電量が速やかに立ち上がりにくいと共に帯電量自体が低くなり、結果として画像濃度の低下や地カブリの発生といった画像欠陥を生じやすく、また、磁性粉のエッジが強すぎるために感光体表面に傷等を発生させる問題も生じる。
【００４４】
そのため本発明においては、長期にわたり経時ストレスや熱ストレスを受けてもトナー表面への外添剤埋没がなく、トナーの帯電安定性に優れて像の中抜けが発生しない安定した画像が得られ、さらには、感光体ドラムフィルミング現象、感光体ドラムへのリークによる絶縁破壊等を防止し、併せて現像スリーブ上のトナー薄層形成の長期安定性を確保することが可能な静電潜像現像用磁性１成分トナーとそれを用いる現像ユニット及び画像形成装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００４５】
上記課題を解決するため発明者らは鋭意検討した結果、高耐久性のシステムに対応する静電潜像現像用磁性１成分トナーの外添剤として磁性粉を使用し、該磁性粉として、多面体を基本とし、かつ、多面体の各頂点および稜線が曲面状である粒子形状を有する磁性粉を使用することに至った。
【００４６】
すなわち本発明になるトナーは、
潜像が形成される潜像担持体と接触しないよう対向して内部に磁石ローラを内蔵した現像スリーブ表面に保持され、磁性ジャンピング方式で前記潜像担持体上に形成された潜像を現像する、少なくとも結着樹脂中に磁性粉を含有すると共に磁性紛を外添させた磁性１成分トナーであって、
前記外添磁性紛は、各頂点および稜線が曲面状でその投影像の外周部に直線と見なせる部分を有し、該磁性粉の体積固有抵抗値が１０２〜１０９Ω・ｃｍの範囲とした多面体形状であることを特徴とする磁性１成分トナーである。
【００４７】
そして、前記多面体形状の外添用磁性紛の粒子形状が、８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体であり、各頂点および稜線が曲面状でその投影像の外周部に直線と見なせる部分を有していることを特徴とする。
【００４８】
また、前記外添用磁性紛は、平均粒子径が０．０１〜０．５０μｍであり、前記外添剤用磁性粉の添加量が、０．１〜５．０質量％であることが好ましい。
【００４９】
また、この磁性１成分トナーを用いた現像ユニットは、
少なくとも結着樹脂中に磁性粉を含有すると共に、各頂点および稜線が曲面状でその投影像の外周部に直線と見なせる部分を有し、体積固有抵抗値が１０２〜１０９Ω・ｃｍの範囲とした多面体形状磁性紛を外添させた磁性１成分トナーを担持し、内部に磁石ローラを内蔵して潜像が形成される潜像担持体と接触しないよう対向して表面の十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以上〜６．０μｍ未満とした現像スリーブを有し、磁性ジャンピング方式で前記潜像担持体上に電子写真方式で形成される潜像を現像することを特徴とする。
【００５０】
さらに画像形成装置は、
潜像担持体と、固定磁石を内蔵して前記潜像担持体と接触しないよう間隔を保持して対面し、表面に磁性１成分トナーを保持して回転する現像スリーブを有するトナー担持体と、該現像スリーブに保持された磁性１成分トナーを前記潜像担持体表面に形成された潜像に飛翔させ、現像してトナー像を形成する手段と、前記潜像担持体に圧接され、前記トナー像を記録媒体に転写した後に残ったトナーをクリーニングする弾性ブレードを用いたクリーニング手段とからなる画像形成装置であって、
前記磁性１成分トナーは、少なくとも結着樹脂中に磁性粉を含有すると共に、粒子形状が多面体を基本として各頂点及び稜線が曲面状で、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する体積固有抵抗値が１０２〜１０９Ω・ｃｍの範囲である磁性紛が外添され、前記トナー担持体の現像スリーブは、表面の十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以上〜６．０μｍ未満であることを特徴とする。
【００５１】
そして、前記潜像担持体は、膜厚１０〜３０μｍのアモルファスシリコン感光体で構成することが本発明の好適な実施例である。
【００５２】
このように磁性１成分トナーとそれを用いた現像ユニット、及び画像形成装置を構成することにより、感光体クリーニングブレード部に溜まったトナーがブレード先端部と摩擦帯電してもその帯電量を低く抑え、ａ−Ｓｉ感光体に対して絶縁破壊を起こす電位に達する前に放電することが可能になって、感光体絶縁破壊による異常画像の発生を防止し、さらに、例え長期にわたる使用、特に低温低湿環境などの環境変動、短時間のウォームアップタイムなどの要因があったとしても、現像スリーブ上のトナー薄層形成の長期安定性を確保することが可能となる。
【００５３】
また、外添剤を磁性粉としたことでその磁力によってトナーに付着し易くなり、従来から外添剤として用いられていた酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭化珪素等の磁力を有しない無機金属酸化物では、現像器中で長期に亘って攪拌されるとトナー粒子から剥がれ落ち、本来の機能を発揮しなくなってしまっていたが、磁性粉がトナー粒子に強固に付着することで、長時間、現像器中で攪拌されてもトナー粒子から脱落することがなく、初期の性能を長期に亘って維持することもできる。
【００５４】
また、磁性紛は各頂点および稜線が曲面状ではあるがその投影像の外周部に直線と見なせる部分を有しているから、その部分で感光体を研磨してドラムフィルミング現象を防止でき、長期にわたり経時ストレスや熱ストレスを受けてもトナー表面への外添剤埋没がなく、トナーの帯電安定性に優れて像の中抜けが発生しない安定した画像が得られ、さらには、感光体ドラムへのリークによる絶縁破壊を防止して、現像スリーブ上のトナー薄層形成の長期安定性を確保することが可能な、静電潜像現像用磁性１成分トナーを提供することができる。
【００５５】
なお、本発明における結着樹脂、磁性材料、染料、顔料、帯電調整剤などは特に制約されるものではなく、全ての静電潜像現像用磁性１成分トナーに対して適用することができ、さらに外添用磁性粉の体積固有抵抗は、前記した１０２〜１０９Ω・ｃｍだけでなく、好ましくは１０３〜１０８Ω・ｃｍ、更に好ましくは１０４〜１０７Ω・ｃｍの範囲内であり、平均粒子径も、前記した０．０１〜０．５０μｍだけでなく、０．０５〜０．３５μｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００５６】
以上記載のごとく本発明になる磁性１成分トナーとそれを用いる現像ユニット及び画像形成装置は、長期にわたって経時ストレスや熱ストレスを受けてもトナー表面への外添剤埋没がなく、トナーの帯電安定性に優れて像の中抜けが発生しない安定した画像が得られ、さらには、感光体ドラムフィルミング現象、感光体ドラムへのリークによる絶縁破壊等を防止し、併せて現像スリーブ上のトナー薄層形成の長期安定性を確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００５８】
図１は、本発明の磁性トナーとそれを用いた画像形成方法を実施する画像形成装置の構造の概略を示す図、図２は本発明に用いる感光体ドラム（静電潜像担持体）１１の断面図、図３はトナーに外添する磁性粉の形状を示す図であり、（ａ）は球状、（ｂ）は六面体、（ｄ）は八面体、（ｅ）は丸八面体を示す。図４は本発明の磁性トナーで使用する磁性粉の一例を示す電子顕微鏡写真、図５はアモルファスシリコン感光体の膜厚と絶縁破壊を起こす針耐圧との関係を示したグラフ、図６乃至図２２は、本発明になる磁性１成分トナーの実施例と比較例を用いて常温、常湿環境、高温、高湿環境、低温、低湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【００５９】
図１は、本発明の磁性トナーとそれを用いた画像形成方法を実施する画像形成装置の構造の概略を示す図である。アモルファスシリコン（以下ａ−Ｓｉと略称する）で構成した感光体ドラム（潜像担持体）１１は、正帯電ａ−Ｓｉを感光体としたφ３０のドラムで構成され、その周囲には、例えばスコロトロンを用いた帯電器１２、露光器１３、固定磁石を内蔵して前記潜像担持体と接触しないよう間隔を保持して対面し、表面にトナーを保持して回転するトナー担持体１４１を有する現像器１４、転写手段たる転写ロール１５、クリーニング手段たるクリーニングブレード（弾性体、ゴムなど）１６、除電装置である除電ランプ１７が感光体ドラム１１の回転方向に沿って配置されており、感光体ドラム１１と転写ロール１５との間に紙やＯＨＰフィルムなどの図示していない転写材が通され、下流となる転写材の排出経路上に図示していない定着装置が設けられている。
【００６０】
（帯電器の構成）
本発明の画像形成装置に用いられる帯電器１２は、例えばスコロトロン帯電器１２であり、これはシールドケース、コロナワイヤ、グリッドから構成され、帯電幅は周方向に１２．０ｍｍ、ドラム軸方向に２４２ｍｍで、ワイヤとグリッド間の距離は５．８ｍｍと設定するのが好ましい。またグリッドとａ−Ｓｉ感光体との距離は０．４〜０．８ｍｍとするのが好ましく、０．４未満であると火花放電の可能性があり、０．８ｍｍ以上であると帯電能が低くなってしまう。
【００６１】
（ａ−Ｓｉ感光体ドラムの構成）
感光体ドラム１１を構成するａ−Ｓｉ感光体としては、例えば図２に示したように、ドラム状などの所定の形状に形成した導電性基体２１の表面にａ−Ｓｉ系の感光層１９を形成したものが用いられ、特に、その感光層１９の膜厚を１０〜３０μｍとした薄膜型のａ−Ｓｉ感光体が好適である。
【００６２】
なお、ａ−Ｓｉ系の感光層１９は、アルミ等の導電性基体２１のロール上に実際に感光層１９として機能する単層もしくは２層以上の感光層１９の他に、キャリア阻止層２０、表面保護層１８等を有していてもよく、これら多層構造の感光層の場合には、そのトータルの膜厚が１０〜３０μｍの範囲であるのが好ましい。かかる薄膜型のａ−Ｓｉ感光体は、先に説明したように生産性に優れる上、解像度の高い画像を形成できるという利点がある。
【００６３】
（感光体の膜厚）
本実施形態においてａ−Ｓｉ感光体の膜厚とは、ａ−Ｓｉ感光体における基体２１の表面から基体２１と反対側の感光体表面までの膜厚を言い、キャリア阻止層２０、感光層１９、表面保護層１８の総和となる。本実施形態のａ−Ｓｉ感光体における、導電性基体２１上の感光層１９の膜厚を１０〜３０μｍの範囲とするのは、感光体の膜厚が１０μｍ未満だと感光体としての帯電能が低くなって所定の表面電位を得ることが困難となり、また、導電性基体２１の表面でレーザ光が乱反射することにより、ハーフパターンにおいては干渉縞が発生する不具合が生じるからである。
【００６４】
一方、感光体の膜厚が３０μｍ以上になると、熱キャリアの移動速度が速くなるため暗減衰特性が低下し、結果的に感光体表面方向への潜像の流れが発生し易くなって解像度が低下する原因となる。ａ−Ｓｉ感光体に限らずＯＰＣ感光体においても、感光体の膜厚は薄いほど解像度が向上することは公知であり、コスト面においても、感光体の膜厚が厚いほど成膜時間が長くなること、成膜時間が長くなることによって異物等の付着確率が高くなり、歩留まりも悪くなることなどにより、感光体の膜厚は薄いほどコストも安く、品質も安定する。
【００６５】
よって、感光体の総膜厚については、帯電能力、耐圧、暗減衰特性、製造コスト、品質面より１０〜３０μｍ以下の範囲で使用することが好ましい。より好ましくは、表面保護層の厚さを２００００Å以下、さらに５０００〜１５０００Åとするのが好ましい。
【００６６】
これは、表面保護層の厚さが５０００Å未満になると転写ロールからの負電流の流れ込みに対して耐圧特性が低下し、その結果１５０００枚以下の早い段階でＳｉＣ層が劣化するからであり、一方表面保護層の厚さが２００００Åを超えると、成膜時間が長くなってコスト的に不利になるためである。したがって、表面保護層は帯電能力、耐磨耗性、耐環境性、成膜時間とのバランスから５０００Å〜１５０００Åの範囲内の値とするのがより好ましい。
【００６７】
一方、問題としているａ−Ｓｉ感光体へのリーク黒点の発生は、ａ−Ｓｉ感光体の針耐圧（Ｖ）に依存するところが大きい。つまり、図５に示したように、膜厚が厚くなればなるほど絶縁破壊に要する電圧が大きくなっていき、逆に薄膜になればなるほど絶縁破壊に要する電圧は小さくなる。よって、３０μｍ以下の薄膜ａ−Ｓｉ感光体を用いると、多少のチャージアップで感光体へのリークが顕著になるのである。なお、この図５において横軸はａ−Ｓｉ感光体の膜厚、縦軸は放電破壊を起こす針耐圧である。
【００６８】
（感光体材料）
ａ−Ｓｉ系の感光層１９は、例えばグロー放電分解法、スパッタリング法、ＥＣＲ法、蒸着法などの気相成長法によって形成することができ、その形成にあたっては、Ｈやハロゲン元素を含有させることもできる。また感光体の特性を調整するためにＣ、Ｎ、Ｏ等の元素を含有させたり、周期表（長周期型）の１３族元素や１５族元素を含有させたりしてもよい。
【００６９】
具体的には感光層１９は、例えばａ−Ｓｉの他、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮなどのａ−Ｓｉ系の光導電性を有する種々の材料にて形成することができる。特に、ａ−ＳｉＣを用いるのが好ましく、その場合はＳｉ１−ｘＣｘのｘの値を０．３≦ｘ＜１．０、さらに好ましくは０．５≦ｘ≦０．９５に設定するのがよい。この範囲であればａ−ＳｉＣ層を、良好なキャリアの輸送を維持しつつａ−Ｓｉ層よりも高抵抗にし、感光体の光感度特性を向上することができる。１３族元素や１５族元素としては、それぞれＢやＰが共有結合性に優れ、半導体特性を敏感に変え得る点で、また優れた光感度が得られるという点で望ましい。
【００７０】
この理由は、このようなａ−ＳｉＣは１０１２〜１０１３Ωｃｍという高い抵抗を有しており、感光体表面方向の潜像電荷の流れが少なく、静電潜像の維持能力及び耐湿性にも優れているためである。
【００７１】
（ＯＰＣとアモルファスシリコンの区別すべき特徴）
一般的にＯＰＣ感光体は、表面抵抗が１０１３Ω／ｃｍオーダーとａ−Ｓｉ感光体のそれ（１０８Ω／ｃｍオーダー）よりも極端に高く、絶縁破壊されにくい特徴がある。よって、ＯＰＣ感光体はリーク黒点の心配が少ない。
【００７２】
（感光体の表面電位）
画像形成する際のａ−Ｓｉ感光体の帯電電位は特に限定されないが、＋２００〜＋５００Ｖの範囲内の値とすることが好ましい。感光体の表面電位が＋２００Ｖ未満だと現像電界が不十分となり、画像濃度の確保が困難となる。一方、＋５００Ｖを超えると、感光体の膜厚によっては帯電能力が不足すること、絶縁破壊による黒点が発生し易くなること、あるいはオゾンの発生量が増加してしまうなどの問題がある。特に膜厚を薄くした場合には、それに対応して感光体の帯電能力が低下する傾向にある。したがって、現像性と感光体の帯電能力とのバランスの観点から、表面電位の値は＋２００Ｖ〜＋５００Ｖの範囲内の値に、さらに好ましくは、表面電位の設定を＋２００Ｖ〜＋３００Ｖ設定することが好ましい
【００７３】
（現像器）
再び図１に戻って、本発明になる静電潜像現像用トナーを用いる現像器１４には、感光体１１に対向して設けられて内部に磁石ローラを内蔵した現像スリーブからなるトナー担持体１４１が配され、このトナー担持体１４１表面にトナー薄層が担持されて、トナーを感光体に飛翔させる手段たる図示していない交流あるいは直流のバイアス電源から供給される電圧が印加され、磁性１成分ジャンピング現像方式で感光体１１上に形成されている静電潜像がトナー像に顕像化される。
【００７４】
トナー担持体１４１の現像スリーブ表面は粗面であり、トナー担持体の回転によってトナーを搬送し、図示していない磁性ブレードとトナー担持体１４１との隙間を通過させることにより、トナー担持体１４１の表面にトナー薄層を形成する。トナー担持体１４１の現像スリーブ表面は、十点平均粗さＲｚが２．０μｍ以上〜６．０μｍ未満とされている。ここで、十点平均粗さＲｚが２．０μｍ未満になると、トナー搬送力の低下により画像濃度を満足しない。また、６．０μｍを超えると画質が悪くなり、かつ、スリーブ表面の突起部から感光体ドラムへのリークが発生し、画像黒点となって画像品質を損なってしまう。これら十点平均粗さＲｚは、株式会社小坂研究所製の表面粗さ測定器、サーフコーダＳＥ−３０Ｄを用いて測定することができる。
【００７５】
また、この現像スリーブを構成する材質としては、例えば、アルミ、ＳＵＳ等を用いることが出来る。高耐久性を考慮する場合、用いるスリーブ材質としてはＳＵＳを使用することが好ましく、例えば、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３１６等が用いることが出来る。また、磁性が弱く、かつ加工しやすいＳＵＳ３０５を使用することがより好ましい。
【００７６】
（転写ロール）
潜像担持体としてのａ−Ｓｉ感光体１１の表面に潜像を保持させるためには、従来同様、スコロトロン帯電器等を用いた帯電器１２で感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させた後、半導体レーザー、発光ダイオード等の露光器１３によって露光し、露光部分の電荷を除去する。また、ａ−Ｓｉ感光体１１の表面に形成されたトナー像を被印刷物の表面に転写させるためには、例えばコロナ帯電器、鋸歯状電極、転写ロール等が用いられ、特に転写ロール１５が好ましい。
【００７７】
転写ロール１５は、ａ−Ｓｉ感光体の表面に接触させた状態で、感光体の表面に対して３〜５％の線速差をつけて回転させるのが好ましく、線速差が３％未満ではトナー像の転写性が低下して文字の中抜け等を生じるおそれがあり、５％を超える場合は感光体表面に対するスリップ量が大きくなって、転写像のずれ、いわゆるジッタが大きくなるおそれがある。転写ロール１５としては、例えば発泡ＥＰＤＭ等の軟質の発泡体からなるローラが好ましく、発泡体のローラを使用した場合には、紙詰まり等が発生した際に転写ロールに付着したトナーが発泡体の気泡中に入り込むことにより、運転再開時における被印刷物の裏汚れ等を防止することができる。したがって、転写ロールのクリーニングが不要になり、イニシャルコストおよびランニングコストを低減することができる。また、軟質の発泡体からなる転写ロールの硬さは、アスカーＣ硬さで表して３０〜４０°であるのが好ましく、この範囲より軟らかい場合は転写不良が発生するおそれがあり、逆にこの範囲より硬い場合は感光体との間のニップが小さくなって、被印刷物の搬送力が低下するおそれがある。
【００７８】
（クリーニング装置）
ａ−Ｓｉ感光体で構成された感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が、紙などの被印刷物に転写された後の感光体表面にはトナーが残る。この残留トナーをクリーニング除去するためのクリーニング手段１６としては、ａ−Ｓｉ感光体の表面に圧接させた弾性ブレードを用いるのが好ましい。また、弾性ブレードとしては、ゴムや軟質の樹脂等からなる、従来公知の種々の弾性ブレードを採用することができる。具体的には、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ウレタン樹脂等からなる弾性ブレードが挙げられる。弾性ブレードは、磁性トナーを良好にクリーニング除去すると共に、ａ−Ｓｉ感光体の表面に圧接痕等を生じないことを考慮すると、１０〜５０ｇ／ｃｍの線圧で圧接させるのが好ましい。
【００７９】
本発明になる画像形成装置の動作概略を簡単に説明すると、この画像形成装置は一例としてＡ４の３３ｐｐｍ（線速２１０ｍｍ／ｓ）のプリンタで、潜像担持体としてφ３０の正帯電ａ−Ｓｉ感光体ドラム１１を用い、このａ−Ｓｉ感光体ドラム１１と、固定磁石を内蔵して回転し、その表面に磁性トナーの薄層が形成されるトナー担持体（現像スリーブ）１４１とが、トナー担持体１４１上の薄層とａ−Ｓｉ感光体とが接触しないように間隔を保持して対峙させ、帯電器１２によって感光体ドラム１１の感光層１９を一様に帯電した後、露光器１３で原稿の反射光或いはコンピュータなどからの電気信号により原稿に対応するドット光を感光体ドラム表面に照射し、光照射部分の電位を光減衰させて静電潜像を形成する。
【００８０】
この静電潜像は、前記したようにトナー担持体１４１表面に担持されたトナー薄層が、このトナー担持体１４１と感光体との間に印加される図示していない交流あるいは直流のバイアス電源からの電圧により、磁性１成分ジャンピング現像方式で感光体１１に飛翔することで現像され、感光体ドラム１１の表面にトナー像が形成される。そしてこのトナー像は、転写材に転写ロール１５によって転写され、図示されていない定着装置に搬送されて熱と圧力により、転写材の表面に定着される。一方、トナー像が転写材上に転写された後、感光体ドラム１１の表面に残存するトナーはクリーニング装置を構成するクリーニングブレード１６により掻き取られて回収され、除電装置である除電ランプ１７による光照射によって表面電荷が除去されて、次の画像形成プロセスが行われる。
【００８１】
（バインダー樹脂）
本発明のトナーは、バインダー樹脂中に着色剤などの種々のトナー配合剤を分散させていると共に磁性紛を内添し、得られたトナーに磁性紛を外添することにより得られる。本発明におけるトナーに使用するバインダー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、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、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−ブタジエン系樹脂等が挙げられ、特にポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂が好ましい。
【００８２】
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の他、スチレンと他の単量体との２元もしくは３元以上の共重合体が挙げられる。スチレンと共重合させることができる他の単量体としては、例えば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イン類；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類；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などの（メタ）アクリル酸エステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、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−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニル化合物類などが挙げられる。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と共重合させることもできる。
【００８３】
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を縮重合または共縮重合させて得られる種々のポリエステル系樹脂が挙げられる。このうち、アルコール成分としては、例えば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ーペンタンジオール、１，４−シクロへ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、１，６−へキサンジオール、１，８−オクタンジオ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−へキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエルスリトール、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、グリセリン、ジグリセリン、２−メチルプロバントリオール、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３価以上のアルコール類などが挙げられる。
【００８４】
また、カルボン酸成分としては、シュウ酸、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、アルキルコハク酸（ｎ−ブチルコハク酸、イソブチルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸等）、アルケニルコハク酸（ｎ−ブテニルコハク酸、イソブテニルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等）など２価のカルボン酸類；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−へ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−シクロへ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３量体酸などの３価以上のカルボン酸類などが挙げられる。
【００８５】
通常の画像形成装置において用いる熱定着手段により、紙等の被印刷物の表面に良好に定着させることを考慮すると、ポリエステル系樹脂の軟化点は８０〜１５０℃であるのが好ましく、９０〜１４０℃であるのがさらに好ましい。
【００８６】
バインダー樹脂は、その一部が架橋構造を有しているのが好ましい。一部に架橋構造を導入することによって、定着性を低下させることなく、磁性トナーの保存安定性や形態保持性、耐久性等を向上させることができる。バインダー樹脂の一部を架橋構造とするためには、架橋剤を添加して樹脂を架橋させたり、熱硬化性樹脂を配合したりすればよい。
【００８７】
熱硬化性樹脂としては、例えばビスフェノール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等のエポキシ系樹脂や、シアネート樹脂等の１種または２種以上が挙げられる。
【００８８】
バインダー樹脂のガラス転移温度Ｔｇは、５０〜６５℃であるのが好ましく、５０〜６０℃であるのがさらに好ましい。ガラス転移温度がこの範囲未満では、トナー粒子同士が融着しやすくなって保存安定性が低下するおそれがある。また、樹脂の強度が低いため、潜像担持体の表面に付着して離れなくなってトナー付着を生じるおそれもある。また、逆にガラス転移温度がこの範囲を超える場合は、紙等の被印刷物の表面への定着性が低下するおそれがある。
【００８９】
なお、バインダー樹脂のガラス転移温度は、例えば示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定した吸熱曲線における、比熱の変化点から求めることができる。具体的には、例えば、セイコーインスツルメンツ社製の示差走査熱量計ＤＳＣ−６２００を用い、測定試料１０ｍｇをアルミパン中に入れると共に、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲２５〜２００℃、昇温速度１０℃／分の常温、常圧下で測定を行って、得られた吸熱曲線における比熱の変化点からバインダー樹脂のガラス転移温度を求めることができる。
【００９０】
本発明のトナーには、例えば着色剤、電荷制御剤、ワックス等の、従来公知の種々の添加剤を含有させることもできる。このうち着色剤としては、色調を調整するためにカーボンブラック等の顔料や、アシッドバイオレット等の染料が挙げられる。着色剤の、トナー粒子中に占める割合は、０．５〜５質量％程度であるのが好ましい。
【００９１】
（内添用磁性粉）
外添剤用磁性粉をそのまま内添用磁性粉として用いても良い。または、一般的な公知の磁性粉を用いても良い。例えば、フェライト、マグネタイトを初めとする鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属、もしくは合金またはこれらの元素を含む化合物、あるいは、強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合金、または二酸化クロム等を挙げることができる。これらの磁性粉体は、平均粒子径が０．１〜１μｍ、好ましくは０．１〜０．５μｍの範囲内の微粉末の形で、トナーバインダー中に均一に分散させ、また、磁性粉体は、単体およびチタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤などの表面処理剤で表面処理を施したものでも良い。
【００９２】
磁性粉体は、トナー中に３５〜６０質量％含有されるのが好適であり、好ましくは、４０〜６０質量％である。６０質量％を超えると画像濃度が低くなり、また、定着性が極度に低下する傾向がある。３５質量％未満では、カブリが悪化し、画像欠陥を引き起こす。
【００９３】
（電荷制御剤）
電荷制御剤は、磁性トナーの帯電レベルや帯電立ち上がり特性（短時間で、一定の電荷レベルに帯電するかの指標）を向上させると共に、耐久性や安定性を向上させるために配合される。電荷制御剤には正帯電性のものと負帯電性のものとがあり、磁性トナーの帯電極性に合わせて、そのいずれか一方が配合される。
【００９４】
正帯電性の電荷制御剤としては、例えばピリダジン、ピリミジン、ピラジン、オルトオキサジン、メタオキサジン、パラオキサジン、オルトチアジン、メタチアジン、パラチアジン、１，２，３−トリアジン、１，２，４−トリアジン、１，３，５−トリアジン、１，２，４−オキサジアジン、１，３，４−オキサジアジン、１，２，６−オキサジアジン、１，３，４−チアジアジン、１，３，５−チアジアジン、１，２，３，４−テトラジン、１，２，４，５−テトラジン、１，２，３，５−テトラジン、１，２，４，６−オキサトリアジン、１，３，４，５−オキサトリアジン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン等のアジン化合物類；アジンファストレッドＦＣ、アジンファストレッド１２ＢＫ、アジンバイオレットＢＯ、アジンブラウン３Ｇ、アジンライトブラウンＧＲ、アジンダークグリーンＢＨ／Ｃ、アジンディープブラックＥＷ、アジンディープブラック３ＲＬ等の亜ジン化合物からなる直接染料類；ニグロシン、ニグロシン塩、ニグロシン誘導体等のニグロシン化合物類；ニグロシンＢＫ、ニグロシンＮＢ、ニグロシンＺ等のニグロシン化合物からなる酸性染料類；ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩類；アルコキシル化アミン；アルキルアミド；ベンジルメチルへキシルデシルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウムクロライド等の４級アンモニウム塩類などの１種または２種以上が挙げられる。特にニグロシン化合物は、より迅速な帯電の立ち上がり特性が得られることから、正帯電性トナーとして好適である。
【００９５】
また、正帯電性の電荷制御剤としては、４級アンモニウム塩を有する樹脂またはオリゴマー、カルボン酸塩を有する樹脂またはオリゴマー、カルボキシル基を有する樹脂またはオリゴマー等を使用することもできる。具体的には、４級アンモニウム塩を有するポリスチレン系樹脂、４級アンモニウム塩を有するアクリル系樹脂、４級アンモニウム塩を有するスチレン−アクリル系樹脂、４級アンモニウム塩を有するポリエステル系樹脂、カルボン酸塩を有するポリスチレン系樹脂、カルボン酸塩を有するアクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン−アクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するポリエステル系樹脂、カルボキシル基を有するポリスチレン系樹脂、カルボキシル基を有するアクリル系樹脂、カルボキシル基を有するスチレン−アクリル系樹脂、カルボキシル基を有するポリエステル系樹脂等の１種または２種以上が挙げられる。
【００９６】
特に、４級アンモニウム塩、カルボン酸塩あるいはカルボキシル基を官能基として有するスチレン−アクリル系樹脂（スチレン−アクリル系共重合体）は、帯電量を所望の範囲内の値に容易に調節することができる点で好適である。また、スチレンと共にスチレン−アクリル系樹脂を構成するアクリル系単量体としてはアクリル酸メチル、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２−エチルへキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチルなどの（メタ）アクリル酸アルキルエステル類が挙げられる。
【００９７】
さらに、４級アンモニウム塩化合物としては、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートから第４級化の工程を経て誘導される単位が用いられる。誘導されるジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレートとしては、例えば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジプロピルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジブチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のジ（低級アルキル）アミノエチル（メタ）アクリレート類；ジメチルメタクリルアミド；ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドが好適である。また、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド等のヒドロキシ基含有重合性モノマーを重合時に併用することもできる。
【００９８】
負帯電性の電荷制御剤としては、例えば有機金属錯体やキレート化合物が有効で、中でもアセチルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましく、特にサリチル酸系金属錯体または塩が好ましい。このうち、アセチルアセトン金属錯体としては、例えばアルミニウムアセチルアセトナート、鉄（ＩＩ）アセチルアセトナート等が挙げられる。またサリチル酸系金属錯体または塩としては、例えば３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸クロム等が挙げられる。
【００９９】
電荷制御剤のトナー粒子中に占める割合は０．１〜１５質量％であるのが好ましく、０．３〜８．０質量％であるのがさらに好ましく、０．５〜７．０質量％であるのが特に好ましい。電荷制御剤の割合がこの範囲未満では磁性トナーに安定した帯電特性を付与することが困難となり、画像濃度が低くなったり耐久性が低下したりするおそれがある。逆に、上記の範囲を超える場合には、磁性トナーの耐環境性、特に高温高湿下での帯電不良、画像不良を生じやすい。また、バインダー樹脂に対する分散不良が起こりやすいことから、地カブリの原因となったり、分散されずに凝集した電荷制御剤が感光体を汚染したりするおそれもある。
【０１００】
（ワックス）
ワックスは、トナーにおける紙等の被印刷物の表面への定着性を向上させたり、定着時の磁性トナーが画像形成装置の定着ローラ等に付着するオフセットを防止し、耐オフセット性を向上させたり、定着ローラ等に付着したトナーが被印刷物の表面に再付着して画像を汚す、像スミアリングを防止したりするために配合される。
【０１０１】
ワックスとしては、例えばポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のオレフイン系ワックス類；カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の植物系ワックス類；モンタンワックス等の鉱物系ワックス類；石炭及び天然ガス等からフィッシャー・トロプシュ法により作製されるフィッシャー・トロプシュワックス類；パラフインワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス類；エステル系ワックス類；テフロン（登録商標）系ワックス類等の中から１種または２種以上を選択して使用することができる。
【０１０２】
ワックスの、トナー粒子中に占める割合は、１〜５質量％であるのが好ましい。ワックスの割合がこの範囲未満では、トナーの対オフセット性を向上させたり、像スミアリングを防止したりする効果が不十分になるおそれがあり、逆にこの範囲を超える場合には、トナー同士が融着しやすくなって、保存安定性が低下するおそれがある。
【０１０３】
《静電潜像現像用トナー》
（外添剤用磁性粉）
本発明の磁性１成分トナーは、前記したように磁性紛を内添していると共に磁性紛を外添させており、該外添用磁性粉は図３（ｅ）に示したように、その粒子形状が八面体を基本とし、かつ、多面体の各頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する磁性粉を用いる。
【０１０４】
すなわちこの外添用磁性粉は、例えば一例として八面体を基本とした磁性紛を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて撮影した写真（投影像）である図４に示すように、その頂点と稜線が曲面状であり、電荷の放出点となる尖った頂点や稜線が存在しないことが特徴である。また、頂点と稜線が曲面状であるといっても、その曲率半径が大きすぎて、隣り合う頂点や稜線の曲面が繋がってしまって投影像の外周部に直線とみなせる部分を有しない、球形に近いものではなく、図４に見るように投影像の外周には直線とみなせる部分が残っており、八面体としての特徴を残していることも特徴である。
【０１０５】
また、上記磁性粉は、平均粒子径が０．０１〜０．５０μｍである必要がある。平均粒子径が０．０１μｍ未満である磁性粉は小粒径粒子の割合が高くなって凝集性が強く、混合時の分散性が向上せずに添加の効果が発揮できない。すなわち、感光体ドラム表面の研磨力が不足することにより、感光体ドラムフィルミング防止効果に対して不足となる。
【０１０６】
一方、平均粒子径が０．５０μｍを超える磁性粉は、逆に、大粒径粒子の割合が高くなると共に粒度分布の幅が広くなり、大粒径粒子、小粒径粒子の割合がともに多くなって画質不良が発生したり、トナー母体表面への均一付着が困難になると共に、磁性粉が感光体ドラムを傷つけやすくなって感光体ドラムへの傷等が顕著に発生する。また、トナーの流動性が悪化するため、スリーブ上のトナー薄層形成不良となり、層ムラが発生してしまう。
【０１０７】
なお、効果のバランスを考慮すると、磁性粉の平均粒子径は、上記の範囲内でも特に、０．０５〜０．３５μｍであるのが好ましく、０．１５〜０．３０μｍであるのがさらに好ましい。
【０１０８】
磁性粉の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡によって撮影した写真（倍率１万倍）を４倍に拡大し、写真に写された３００個の磁性粉について測定したマーチン径（円相当径）の平均値である。
【０１０９】
また、上記磁性粉の体積固有抵抗値は、１０２〜１０９Ω・ｃｍ、好ましくは１０３〜１０８Ω・ｃｍ、より好ましくは、１０４〜１０７Ω・ｃｍの範囲内であることが望ましい。体積固有抵抗値が１０２Ω・ｃｍ未満では、トナーに十分な正帯電性を付与することが不可能となって画像濃度低下を引き起こす。また、１０９Ω・ｃｍ以上では、帯電量が高すぎてしまって耐久性においてもチャージアップとなり、画像濃度低下、耐久性悪化となってしまう。更に、トナーの過度のチャージアップにより、ａ−Ｓｉ感光体への放電破壊を発生させて黒点画像となってしまう。
【０１１０】
尚、該磁性粉の体積固有抵抗値は、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製Ｒ８３４０Ａ、ＵＬＴＲＡ  ＨＩＧＨ  ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＭＥＴＥＲを用い、１ｋｇの荷重をかけ、印加電圧ＤＣ１０Ｖにて求めることができる。
【０１１１】
更に、上記磁性粉の飽和磁化は、測定磁場７９５．８ｋＡ／ｍ時に７０〜９０Ａｍ２／ｋｇの範囲内であることが好ましい。７０Ａｍ２／ｋｇ未満ではトナー粒子への磁気的拘束力が弱くなり、耐久時において、外添磁性粉がトナー粒子から剥がれ落ちて脱落し、初期の状態を維持できなくなる。逆に９０Ａｍ２／ｋｇを超えると、トナー粒子への磁気的拘束力よりはマグネットスリーブへの磁気的拘束力が勝り、結果として、トナー粒子から外添剤磁性粉が剥がれ落ちてしまう。
【０１１２】
尚、磁性粉の飽和磁化は、振動試料型磁力計（ＶＳＭ−Ｐ７−１５型：東映工業製）を用いて測定することができる。
【０１１３】
磁性粉のトナー母粒子に対する添加量は、０．１〜５．０質量％であることが好ましい。添加量が０．１質量％未満では、感光体ドラム表面の研磨力が不足して感光体ドラムフィルミング防止に対する十分な効果が得られない。更に、耐久時でのチャージアップを抑制する効果が少なく、画像濃度低下を発生させ、同時に、感光体ドラムへのリーク破壊が発生して黒点画像となってしまう。添加量が５．０質量％を超えると、感光体ドラムへの傷等が顕著に発生してしまう。
【０１１４】
磁性粉としては、鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性を示す金属やその合金、またはこれらの元素を含む化合物、あるいは、強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合金、もしくは二酸化クロム等からなるものを挙げることができ、中でもフェライト、マグネタイトからなる磁性粉が好ましい。特に、磁性トナーに良好な磁気特性を付与することを考慮すると、磁性粉としては、Ｆｅに対して０．１〜１０原子％の、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、およびＳｉから選ばれる少なくとも１種の元素を含むマグネタイトによって形成した磁性粉を用いるのが好ましい。
【０１１５】
上記マグネタイトからなり、多面体の各頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有し、かつ平均粒子径が前記の範囲内に規定される磁性粉は、例えば、下記の方法によって製造することができる。
【０１１６】
すなわち、１．５ｍｏｌ／リットルのＦｅ２＋を含む硫酸第一鉄塩水溶液２６．７リットルを、あらかじめ反応容器中に準備した３．４Ｎの水酸化ナトリウム水溶液２５．９リットル（Ｆｅ２＋に対し１．１０当量に相当する）に加え、９０℃に加熱して、ｐＨを１０．５に維持しながら、水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩懸濁液を生成する。
【０１１７】
次に、上記懸濁液の液温を９０℃に維持しながら、毎分１００リットルの空気を８０分間に亘って吹き込んで、第一鉄塩の酸化反応率が６０％になるまで酸化反応させる。そして、上懸濁液に、そのｐＨが６．５になるように硫酸水溶液を添加した後、液温を９０℃に維持しながら、毎分１００リットルの空気を５０分間に亘って吹きみ、懸濁液中にマグネタイト粒子を生成させる。
【０１１８】
そして、上記マグネタイト粒子を含む懸濁液に、そのｐＨが１０．５になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、液温を９０℃に維持しながら毎分１００リットルの空気を２０分間に亘って吹き込んだ後、生成したマグネタイト粒子を常法により水洗し、濾別し、乾燥したのちマグネタイト粒子の凝集物を粉砕する。そうすると、粒子形状が、八面体を基本とし、その頂点および稜線が曲面状であるマグネタイト粒子からなる磁性粉が合成される。なお上記の合成を行なう際の酸化反応のｐＨを調整することで、磁性粉の形状を制御することが可能である。
【０１１９】
また、上記の合成反応を行う際、水酸化アルカリ水溶液、もしくは水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩反応水溶液に、水可溶性ケイ酸塩等の水溶性の各種金属化合物を、各々の金属に換算してＦｅに対し、０．１〜１０原子％の割合で加えると共に、第１段階の反応において酸素含有ガスの通気を開始する際の液のｐＨを８．０〜９．５に調整すると、合成される磁性粉は上で述べたＦｅに対し、上記所定の割合でＭｎ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、およびＳｉから選ばれる少なくとも１種の元素を含むマグネタイトからなるものとなる。
【０１２０】
磁性粉は、環境変動に対する帯電安定性を求めることを考慮すると、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、各種脂肪酸などの表面処理剤で表面処理を施してもよい。このうち、シラン系カップリング剤が好ましく、その具体的化合物としては、例えば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、ジメチルジクロルシラン、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、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルエトキシシラン、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等が挙げられる。また、１分子中に２〜１２個のシロキサン単位を有し、かつ末端に位置するシロキサン単位に各々１個ずつ、ケイ素原子に結合した水酸基を含むジメチルポリシロキサン等を用いることもできる。
【０１２１】
また、磁性粉の体積固有抵抗値は、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、各種脂肪酸等の表面処理剤の種類や処理量を変化させることや、導電物（スズ／アンチモン、フランシウム等）の被覆層を形成することで調整される。
【０１２２】
更に磁性粉の飽和磁化は、磁性粉粒子中のＦｅ２＋の含有量を変化させることで可能となる。一般に、Ｆｅ２＋の含有量が多くなるほど飽和磁化値は大きくなる。また、磁性粉粒子中にＦｅ以外の異種金属、例えば、Ｚｎを含有させると飽和磁化値は大きくなる。逆に、Ｔｉを含有させると飽和磁化値は下がる。このような方法で磁性粉の飽和磁化値は調整される。
【０１２３】
以下に、本発明を説明する。尚、本発明におけるバインダー樹脂、磁性粉、電荷制御剤、ワックス、染料、顔料、流動化剤、外添剤などは全ての静電潜像現像用磁性１成分トナーに対して用いることができ、特に制約されるものではない。
【０１２４】
（トナーの製造）
本発明のトナーは、上記の各成分をヘンシェルミキサー等のかく拌混合機を使用して混合し、次いで押出機等の混練機を用いて混練したのち冷却し、さらに粉砕すると共に、必要に応じて分級することで製造される。また上記の各成分を湿式混合してもよい。かくして製造される本発明のトナーは、体積基準の中心粒径が５〜１０μｍであるのが好ましい。
【０１２５】
また、製造されたトナーは、流動性や保存安定性、潜像担持体の表面からのクリーニング除去しやすさを示すクリーニング性等を向上させるため、その表面を、必要に応じて例えばコロイダルシリカ、疎水性シリカ、アルミナ、酸化チタン等の微粒子（外添剤、通常は平均粒径が１．０μｍ以下）によって表面処理してもよい。表面処理はトナーと外添剤とを乾式混合するのが好ましく、特に外添剤がトナー粒子の表面に埋め込まれるのを防止するため、ヘンシェルミキサーやナウターミキサー等を使用して混合するのが好ましい。外添剤の添加量は、トナー粒子に対して０．２〜１０．０質量％であるのが好ましい。また外添剤は、必要に応じてアミノシラン、シリコーンオイル、シラン系カップリング剤（ヘキサメチルジシラザン等）、チタン系カップリング剤等によって表面処理しても良い。
【０１２６】
（実施例）
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。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、以下の説明に本発明の範囲を限定されるものではない。
【０１２７】
《外添剤用磁性粉の形状検討Ｉ》
（平均粒子径の測定）
透過型電子顕微鏡によって撮影した写真（倍率１万倍）を４倍に拡大し、写真に写された３００個の磁性粉についてマーチン径（円相当径）を測定し、その平均値を求めて、磁性粉の平均粒子径とした。
【０１２８】
（実施例１）
（バインダー樹脂の合成）
温度計、かく拌機、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質量部を入れ、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質量部、アクリル酸ｎ−ブチル１５５質量部、およびジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド８．５質量部をキシレン１２５質量部に溶解した溶液を、上記反応容器中に３時間かけて滴下し、滴下終了後、１７０℃でさらに１時間かく拌を続けたのち溶剤を除去し、バインダー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。
【０１２９】
（トナーの製造）
外添用磁性粉としては、Ｆｅに対して１．１原子％のＺｎを含むマグネタイトからなり、粒子形状が図３（ｅ）に示すように、８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体を基本とし、八面体の各頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する、平均粒子径が０．２０μｍである磁性粉をトナー母粒子に対して２．０％添加して用いた。尚、体積固有抵抗値は３×１０５Ω・ｃｍのものである。
【０１３０】
内添用磁性粉としては、Ｆｅ３Ｏ４（ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３）であるマグネタイトからなり、粒子形状が図３（ａ）に示したように球状で、平均粒子径が０．２０μｍである磁性粉を用いた。
【０１３１】
前記で合成したバインダ樹脂４９重量部と、上記の磁性粉４５重量部と、離型剤としてのフィッシャー・トロプシュワックス（サゾール社製のサゾールワックスＨ１）３質量部と、正電荷制御剤としての４級アンモニウム塩（オリエント化学（株）製のボントロンＰ−５１）３質量部とをヘンシェルミキサーを用いて混合し、２軸押出機を用いて混練して冷却した後、ハンマーミルを用いて粗粉砕した。次いで、機械式粉砕機を用いて微粉砕した後、気流式分級機を用いて分級し、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１３２】
（比較例１）
磁性粉として実施例１で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が図３（ｄ）に示すように、８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体で、かつ、その頂点および稜線が曲面状とされていない平均粒子径が０．２３μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１３３】
（比較例２）
磁性粉として実施例１で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体を基本とし、八面体の各頂点および稜線が曲面状であると共にその投影像の外周部に直線とみなせる部分を有しない、平均粒子径が０．２２μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１３４】
（比較例３）
磁性粉として実施例１で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体で、かつ、その頂点および稜線が、八面体を構成する各面よりも小さな平面によって面取りされた平均粒子径が０．２０μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１３５】
（比較例４）
磁性粉として実施例１で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が図
３（ｂ）に示すように六面体で、平均粒子径が０．２０μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１３６】
（比較例５）
磁性粉として実施例１で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が六面体で、かつ、その頂点および稜線が六面体を構成する各面よりも小さな平面によって面取りされた、平均粒子径が０．２０μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１３７】
（比較例６）
磁性粉として実施例１で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が図３（ａ）に示したように球状で、かつその平均粒子径が０．２２μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１３８】
上記各実施例、比較例のトナー１００質量部に、シリカ〔日本アエロジル工業（株）製のＲＡ−２００Ｈ〕１．０質量部と、酸化チタン〔チタン工業（株）製のＥＣ−１００〕２．０質量部とを加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、静電潜像現像剤用１成分磁性トナーを得た。
【０１３９】
この現像剤を用い、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ（ＦＳ−３８３０）により、初期画像特性、耐久性を評価し、併せて感光体ドラムフィルミング、感光体ドラム傷を目視にて確認し、また帯電特性を測定した。尚、潜像担持体として膜厚１４μｍの薄膜ａ−Ｓｉ感光体を用いた。
【０１４０】
（Ａ）常温、常湿試験
上記プリンタを、温度２０℃、相対湿度６５％ＲＨの常温、常湿環境中に８時間静置して状態を安定させた後、同じ常温、常湿環境中で下記の各特性を評価した。
【０１４１】
（１）画像濃度
上記プリンタを用い、印字率５％の標準パターンを画像形成した１枚目の画像（初期画像）の画像濃度と、ＩＳＯ４％原稿を１０万枚連続画像形成した後、印字率５％の標準パターンを画像形成した画像（耐久後画像）の画像濃度とを、それぞれマクベス反射濃度計（グレタグ・マクベス社製のＲＤ９１４）を用いて測定した。そして、画像濃度が１．３０以上のものを合格、１．３０未満のものを不合格として評価した。
【０１４２】
（２）地カブリ
上記（１）で形成した初期画像および耐久後画像の余白部分を観察し、地カブリの有無を下記の基準で評価した。
○：地カブリは全く見られなかった。
△：地カブリが僅かに見られた。
×：強い地カブリが見られた。
【０１４３】
（３）トナー帯電量：
初期画像形成時と連続画像形成後に、それぞれ現像器中の現像剤におけるトナーの帯電量μＣ／ｇを、帯電量測定装置〔トレック（ＴＲＥＫ）社製のＱ／Ｍ  ｍｅｔｅｒ  ２１０ＨＳ〕を用いて測定した。
【０１４４】
（４−１）感光体ドラムフィルミング
ＩＳＯ４％原稿を１０万枚、連続画像形成した後、感光体ドラムを目視観察し、感光体ドラムフィルミングの有無を下記の基準で評価した。
○：フィルミングは全く見られなかった。
△：フィルミングは僅かに見られた。
×：強いフィルミングが見られた。
【０１４５】
（５）感光体ドラム傷
ＩＳＯ４％原稿を１０万枚、連続画像形成した後、感光体ドラムを目視観察し、傷の有無を下記の基準で評価した。
○：傷は全く見られなかった。
△：傷は僅かに見られた。
×：多くの傷が見られた。
【０１４６】
（Ｂ）高温、高湿試験
プリンタを、温度３３℃、相対湿度８５％ＲＨの高温、高湿環境中に８時間静置して状態を安定させた後、同じ高温、高湿環境中で前記（１）〜（５）と同条件で、画像濃度とトナー帯電量を測定すると共に、地カブリ、感光体ドラムフィルミング、感光体ドラム傷を評価した。
【０１４７】
（Ｃ）低温、低湿試験
プリンタを、温度１０℃、相対湿度２０％ＲＨの低温、低湿環境中に８時間静置して状態を安定させた後、同じ低温、低湿環境中で前記（１）〜（５）と同条件で、画像濃度とトナー帯電量を測定すると共に、地カブリ、感光体ドラムフィルミング、感光体ドラム傷を評価した。
【０１４８】
以上の評価結果を常温、常湿試験結果は図６の表１に、高温、高湿試験結果は図７の表２に、低温、低湿試験結果は図８の表３に示す。なお、表中の磁性粉の粒子形状欄における符号は下記の通りである。
八−丸：八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状とされていると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有するもの。
八−角  ：八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状とされていないもの。通常の八面体。
八−丸大：八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状とされていると共に、曲面の曲率半径が大きくてその投影像の外周部に直線とみなせる部分を有しないもの。
八−面  ：八面体状で、かつ頂点および稜線が小さな平面で面取りされたもの。
六−角  ：通常の六面体。
六−面  ：六面体状で、かつ頂点および稜線が小さな平面で面取りされたもの。
球      ：球状のもの。
【０１４９】
この図６〜図８に示した表１〜表３からわかるとおり、八面体状で、かつ頂点および稜線を曲面状としていない磁性粉を用いた比較例１、および八面体状で、かつ頂点および稜線を小さな平面で面取りした磁性粉を用いた比較例３のトナーは、いずれも、常温、常湿、高温、高湿、低温、低湿試験のいずれにおいても初期の帯電量が著しく小さい上に画像濃度が低く、かつ、地カブリが発生していると共に、耐久後の地カブリが著しく悪化したことから、トナーに内添した磁性紛により帯電電荷のリークが発生していることが確認された。また、感光体ドラムのフィルミングは見られなかったが、多くの傷が発生していた。
【０１５０】
また、六面体状の磁性粉を用いた比較例４、および六面体状で、かつ頂点および稜線を小さな平面で面取りした磁性粉を用いた比較例５のトナーも、同様に常温、常湿、高温、高湿、低温、低湿試験のいずれにおいても初期の帯電量が著しく小さい上に画像濃度が低く、かつ、地カブリが発生していると共に耐久後の地カブリが著しく悪化したことから、トナーに内添した磁性紛により帯電電荷のリークが発生していることが確認された。また、感光体ドラムのフィルミングは見られなかったが、多くの傷が発生していた。
【０１５１】
さらに、八面体状で、かつ、頂点および稜線が曲面状とされているものの曲面の曲率半径が大きすぎ、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有しない磁性粉を用いた比較例２のトナー、および球状の磁性粉を用いた比較例６のトナーは、常温、常湿、高温、高湿、低温、低湿試験のいずれにおいても耐久後の帯電量が著しく上昇すると共に画像濃度が低下し、かつ、地カブリが発生したことから、トナーに内添した磁性紛からの放電が無く、チャージアップが発生していることが確認された。また、感光体ドラムの傷は見られなかったが、フィルミングが僅かに見られた。
【０１５２】
これに対し、八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状とされていると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する磁性粉を用いた実施例１のトナーは、常温、常湿試験、低温、低湿試験、および高温、高湿試験のいずれにおいても、初期および耐久後の帯電量および画像濃度がほぼ一定に維持されていると共に、地カブリの発生が防止されて良好な画像が形成され、感光体ドラムの傷やフィルミングは発生していないことが確認された。
【０１５３】
（実施例２〜７、比較例７〜１０）
《外添剤用磁性粉の形状検討ＩＩ》
磁性粉として実施例１で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体状で、かつその頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する、平均粒子径が０．００４μｍ（比較例７）、０．０１４μｍ（実施例２）、０．０８８μｍ（実施例３）、０．３０μｍ（実施例４）、０．３７μｍ（実施例５）、および０．６３μｍ（比較例８）である磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１５４】
上記各実施例、比較例のトナー１００質量部に、シリカ〔日本アエロジル工業（株）製のＲＡ−２００Ｈ〕１．０質量部と、酸化チタン〔チタン工業（株）製のＥＣ−１００〕２．０質量部とを加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、静電潜像１成分現像剤用磁性トナーを得た。
【０１５５】
この現像剤を用い、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ（ＦＳ−３８３０）により、前記と同様常温、常湿、高温、高湿、低温、低湿の各環境で初期画像特性、耐久性を評価し、併せて感光体ドラムフィルミング、感光体ドラム傷を目視にて確認し、また帯電特性を測定した。尚、潜像担持体として膜厚１４μｍの薄膜ａ−Ｓｉを用いた。
【０１５６】
結果を、実施例１の結果と併せて、図９〜図１１の表４〜表６に示した。
【０１５７】
この図９〜図１１に示した表４〜表６からわかるとおり、八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状であると共にその投影像の外周部に直線とみなせる部分を有するものの、その平均粒径が０．０１μｍ未満である磁性粉を用いた比較例７のトナーは、各環境下での試験において、いずれも初期の画像濃度が１．３０を下回り、また、常温、常湿試験および高温、高湿試験における耐久後の画像濃度も１．３０を下回った。また、高温、高湿試験においては地カブリも発生し、さらに各環境において感光体ドラムフィルミングが発生した。
【０１５８】
また、八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有するものの、その平均粒径が０．５０μｍを超える磁性粉を用いた比較例８のトナーは、各環境下での試験において耐久後の帯電量が上昇すると共に画像濃度が低下し、かつ地カブリが発生したことから、チャージアップが発生していることが確認され、感光体ドラムへの傷も発生していた。
【０１５９】
これに対し、八面体状で、かつ、頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有し、その平均粒子径が０．０１〜０．５０μｍである磁性粉を用いた実施例１〜５のトナーは、常温、常湿試験、低温、低湿試験、および高温、高湿試験のいずれにおいても、初期および耐久後の帯電量および画像濃度がほぼ一定に維持されていると共に地カブリの発生が防止され、良好な画像が形成されていることが確認された。
【０１６０】
また、各実施例を比較すると、磁性粉の平均粒子径が小さいほど初期の帯電量が小さくなる傾向があること、逆に平均粒子径が大きいほど、特に低温、低湿試験において耐久後の帯電量が上昇する傾向があることがわかった。そしてこの結果から、磁性粉の平均粒子径は、０．０５〜０．３５μｍであるのが好ましく、０．１５〜０．３０μｍであるのがさらに好ましいことが確認された。
【０１６１】
（実施例６〜９、比較例９〜１０）
《外添剤用磁性粉の検討III》
磁性粉として実施例１で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体状で、かつその頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する、体積固有抵抗値が２×１０１Ω・ｃｍ（比較例９）、５×１０２Ω・ｃｍ（実施例６）、７×１０４Ω・ｃｍ（実施例７）、１×１０７Ω・ｃｍ（実施例８）、３×１０９Ω・ｃｍ（実施例９）、および８×１０１０Ω・ｃｍ（比較例１０）である磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１６２】
上記各実施例、比較例のトナー１００質量部に、シリカ〔日本アエロジル工業（株）製のＲＡ−２００Ｈ〕１．０質量部と、酸化チタン〔チタン工業（株）製のＥＣ−１００〕２．０質量部とを加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、静電潜像１成分現像剤用磁性トナーを得た。
【０１６３】
この現像剤を用い、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ（ＦＳ−３８３０）により、常温、常湿環境で初期画像特性、耐久性を評価し、併せて感光体ドラム上黒点数の確認、さらに帯電特性を測定した。尚、潜像担持体として膜厚１４μｍの薄膜ａ−Ｓｉを用いた。
【０１６４】
（６−１） 感光体ドラム上黒点数
上記ページプリンタにより、１０万枚印字した時の感光体ドラム上の絶縁破壊により発生する黒点数をドットアナライザー（王子計測機器株式会社製、ＤＡ−５０００Ｓ）を用いて測定して数え、印字枚数に対する感光体膜の絶縁破壊回数、つまり印刷紙上の黒点数を測定した。測定した黒点数の測定範囲はＡ４横方向、５ｍｍ×２１０ｍｍの領域とした。
【０１６５】
結果を、実施例１の結果と併せて図１２の表７に示す。
【０１６６】
この図１２の表７からわかるとおり、磁性粉の体積固有抵抗値が５×１０２〜３×１０９Ω・ｃｍである実施例１、６〜９は帯電量、画像濃度、カブリのいずれも良好であり、かつ、感光体ドラム上の黒点は発生していない。それに反し、抵抗値が２×１０１Ω・ｃｍと小さい比較例９は、黒点こそ発生していないもののカブリが初期に発生した。これは、磁性粉の体積固有抵抗値が小さいために初期は帯電量が低くカブリが発生するが、連続使用に伴って帯電量は上昇してくるためにカブリは生じなくなってくるものと考えている。
【０１６７】
また、８×１０１０Ω・ｃｍと大きい比較例１０では、黒点が発生して耐久後にカブリが発生した。この結果から、磁性粉の体積固有抵抗値は、１０２〜１０９Ω・ｃｍであるのが好ましく、１０３〜１０８Ω・ｃｍであるのが更に好ましいことが確認された。
【０１６８】
（実施例１、８、比較例１１〜１４）
《外添剤用磁性粉の検討IV》
実施例１、８に示したトナーと、比較例として、磁性粉以外の外添剤を添加して検討を行った。すなわち外添剤として、体積固有抵抗値が３×１０５Ω・ｃｍの酸化チタン（比較例１１）、同じく１×１０７Ω・ｃｍの酸化チタン（比較例１２）、体積固有抵抗値が３×１０５Ω・ｃｍの酸化亜鉛（比較例１３）、同じく１×１０７Ω・ｃｍの酸化亜鉛（比較例１４）などの研磨剤を、同量用いたこと以外は実施例１と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１６９】
上記各実施例、比較例のトナー１００質量部に、シリカ〔日本アエロジル工業（株）製のＲＡ−２００Ｈ〕１．０質量部を加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、静電潜像１成分現像剤用磁性トナーを得た。
【０１７０】
この現像剤を用い、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ（ＦＳ−３８３０）により、常温、常湿環境で感光体ドラムフィルミング、感光体ドラム上黒点数、トナー表面への外添剤付着観察の評価を行った。尚、潜像担持体として膜厚１４μｍの薄膜ａ−Ｓｉを用いた。
【０１７１】
（４−２）感光体ドラムフィルミング
ＩＳＯ４％原稿を３０万枚連続画像形成した後、感光体ドラムを目視観察し、感光体ドラムフィルミングの有無を下記の基準で評価した。
○：フィルミングは全く見られなかった。
△：フィルミングは僅かに見られた。
×：強いフィルミングが見られた。
【０１７２】
（６−２）感光体ドラム上黒点数
上記ページプリンタを用い、３０万枚印字した時の感光体ドラム上の絶縁破壊により発生する黒点数をドットアナライザー（王子計測機器株式会社製、ＤＡ−５０００Ｓ）を用いて測定して数え、印字枚数に対する感光体膜の絶縁破壊回数、つまり印刷紙上の黒点数を測定した。測定した黒点数の測定範囲はＡ４横方向、５ｍｍ×２１０ｍｍの領域とした。
【０１７３】
（７）トナー表面の外添剤付着観察
ＩＳＯ４％原稿を３０万枚連続画像形成した後、現像剤中のトナーを走査型電子顕微鏡で観察し、トナー表面の外添剤付着の有無を下記の基準で評価した。
○：トナー表面の外添剤が初期と同じ状態で付着している。
△：トナー表面の外添剤が初期と比較し、やや剥がれ、脱落している。
×：トナー表面の外添剤が初期と比較し、ほとんど剥がれ、脱落している。
【０１７４】
評価結果を、実施例１の結果と併せて図１３の表８に示した。
【０１７５】
この表より、磁性粉以外の無機金属酸化物を外添した比較例１１〜１４では、磁力によるトナー粒子への保持力が無いため耐久性に問題があり、耐久中にトナー粒子から外添剤が剥がれて初期の性能が維持できず、感光体ドラムフィルミング、黒点、トナー表面への外添剤付着のいずれも問題が生じている。それに対し、磁力を併せ持つ磁性粉を用いた実施例１、８では、その磁力によって外添剤がトナー粒子に保持されやすく、長期に亘ってその状態が維持でき、結果として、耐久後も初期の状態をそのまま維持できている。
【０１７６】
（実施例１０）
《外添剤用磁性粉の形状検討V》
（トナーの製造）
外添用磁性粉として、実施例１で使用したのと同じＦｅに対して１．１原子％のＺｎを含むマグネタイトからなり、粒子形状が図３（ｅ）に示すように、８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体を基本とし、八面体の各頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する、平均粒子径が０．２３μｍである磁性粉をトナー母粒子に対し、２．０％添加して用いた。尚、体積固有抵抗値は７×１０５Ω・ｃｍのものである。
【０１７７】
内添用磁性粉としては、実施例１と同じ粒子形状が図３（ａ）に示したように球状で、平均粒子径が０．２０μｍである磁性粉を用い、また、実施例１と同様バインダ樹脂４９重量部と、上記の磁性粉４５重量部と、離型剤としてのフィッシャー・トロプシュワックス〔サゾール社製のサゾールワックスＨ１〕３質量部と、正電荷制御剤としての４級アンモニウム塩〔オリエント化学（株）製のボントロンＰ−５１〕３質量部とをヘンシェルミキサーを用いて混合し、２軸押出機を用いて混練して冷却した後、ハンマーミルを用いて粗粉砕した。次いで、機械式粉砕機を用いて微粉砕した後、気流式分級機を用いて分級し、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１７８】
（比較例１５）
磁性粉として実施例１０で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が図３（ｄ）に示すように、８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体で、かつその頂点および稜線が曲面状とされていない、平均粒子径が０．２６μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１７９】
（比較例１６）
磁性粉として実施例１０で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体を基本とし、八面体の各頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有しない、平均粒子径が０．２５μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１８０】
（比較例１７）
磁性粉として実施例１０で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体で、かつその頂点および稜線が、八面体を構成する各面よりも小さな平面によって面取りされた、平均粒子径が０．２２μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１８１】
（比較例１８）
磁性粉として実施例１０で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が図３（ｂ）に示すように六面体で、平均粒子径が０．２２μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１８２】
（比較例１９）
磁性粉として実施例１０で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が六面体で、かつ、その頂点および稜線が、六面体を構成する各面よりも小さな平面によって面取りされた、平均粒子径が０．２２μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１８３】
（比較例２０）
磁性粉として実施例１０で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が図３（ａ）に示したように球状で、かつその平均粒子径が０．２４μｍである磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１８４】
上記各実施例、比較例のトナー１００質量部に、シリカ〔日本アエロジル工業（株）製のＲＡ−２００Ｈ〕１．０質量部と、酸化チタン〔チタン工業（株）製のＥＣ−１００〕２．０質量部とを加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、静電潜像１成分現像剤用磁性トナーを得た。
【０１８５】
この現像剤を用い、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ（ＦＳ−３８３０改造機）により、初期画像特性、耐久性を評価し、併せて現像スリーブ上のトナー薄層の状態を目視にて確認し、また帯電特性、地カブリを測定した。尚、この改造機では、膜厚１４μｍのアモルファスシリコン感光体を搭載し、現像スリーブとしてのＲｚは４．０μｍのＳＵＳ３０５を使用した現像装置に置き換えて実験を行った。
【０１８６】
常温、常湿試験における画像濃度、地カブリ、トナー帯電量は前記と全く同様にして測定した。
【０１８７】
（８−１）トナー薄層状態
ＩＳＯ４％原稿を１０万枚、連続画像形成した後、現像スリーブ上のトナー薄層状態を目視にて確認し、以下の判断基準を用いて評価した。
○：薄層が均一に形成され、ムラがない。
△：層厚が厚い部分がある。
×：ムラが生じている。
【０１８８】
高温、高湿試験、低温、低湿試験も前記と同様に画像濃度、地カブリ、トナー帯電量を測定すると共に、トナー薄層状態を評価した。
【０１８９】
以上の評価結果を常温、常湿試験結果は図１４の表９に、高温、高湿試験結果は図１５の表１０に、低温、低湿試験結果は図１６の表１１に示す。なお、表中の磁性粉の粒子形状欄における符号は前記した通りである。
【０１９０】
この図１４〜図１６に示した表９〜表１１からわかるとおり、八面体状で、かつ頂点および稜線を曲面状としていない磁性粉を用いた比較例１５、および八面体状で、かつ頂点および稜線を小さな平面で面取りした磁性粉を用いた比較例１７のトナーは、どちらも常温、常湿、高温、高湿、低温、低湿試験のいずれにおいても初期の帯電量が著しく小さい上に画像濃度が低く、かつ地カブリが発生していると共に、耐久後の地カブリが著しく悪化したことから、トナーに内添した磁性紛により帯電電荷のリークが発生していることが確認された。
【０１９１】
また、六面体状の磁性粉を用いた比較例１８、および六面体状で、かつ頂点および稜線を小さな平面で面取りした磁性粉を用いた比較例１９のトナーも、同様に、常温、常湿、高温、高湿、低温、低湿試験のいずれにおいても初期の帯電量が著しく小さい上に画像濃度が低く、かつ、地カブリが発生していると共に耐久後の地カブリが著しく悪化したことから、トナーに内添した磁性紛により帯電電荷のリークが発生していることが確認された。
【０１９２】
さらに、八面体状で、かつ、頂点および稜線が曲面状とされているものの曲面の曲率半径が大きすぎ、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有しない磁性粉を用いた比較例１６のトナー、および球状の磁性粉を用いた比較例２０のトナーは、いずれも、常温、常湿、高温、高湿、低温、低湿試験のいずれにおいても耐久後の帯電量が著しく上昇すると共に画像濃度が低下し、かつ、地カブリが発生したことから、トナーに内添した磁性紛からの放電が無く、ャージアップが発生していることが確認された。また同時に、トナー薄層状態も悪化した。
【０１９３】
これに対し、八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状とされていると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する磁性粉を用いた実施例１０のトナーは、常温、常湿試験、低温、低湿試験、および高温、高湿試験のいずれにおいても、初期および耐久後の帯電量および画像濃度をほぼ一定に維持できると共に、地カブリの発生が防止されてトナー薄層状態も問題なく、良好な画像が形成できていることが確認された。
【０１９４】
（実施例１１〜１４、比較例２１、１２）
《外添剤用磁性粉の形状検討VI》
磁性粉として実施例１０で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が、８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体状で、かつその頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する、平均粒子径が０．００５μｍ（比較例２１）、０．０１５μｍ（実施例１１）、０．０９２μｍ（実施例１２）、０．３５μｍ（実施例１３）、０．４２μｍ（実施例１４）、および０．６８μｍ（比較例２２）である磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０１９５】
上記各実施例、比較例のトナー１００質量部に、シリカ〔日本アエロジル工業（株）製のＲＡ−２００Ｈ〕１．０質量部と、酸化チタン〔チタン工業（株）製のＥＣ−１００〕２．０質量部とを加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、静電潜像１成分現像剤用磁性トナーを得た。
【０１９６】
この現像剤を用い、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ（ＦＳ−３８３０）により、前記と同様常温、常湿、高温、高湿、低温、低湿の各環境で初期画像特性、耐久性を評価し、併せて地カブリ、トナー薄層状態、感光体ドラムフィルミング、感光体ドラム傷を目視にて確認し、また帯電特性を測定した。尚、現像スリーブのＲｚは、４．０μｍのＳＵＳ３０５を使用した。
【０１９７】
（４−３）感光体ドラムフィルミング 
前記と同様ＩＳＯ４％原稿を１０万枚、連続画像形成した後、感光体ドラムを目視観察し、感光体ドラムフィルミングの有無を、下記の基準で評価した。
○：フィルミングは全く見られなかった。
△：フィルミングは僅かに見られた。
×：強いフィルミングが見られた。
【０１９８】
（５）感光体ドラム傷
前記と同様ＩＳＯ４％原稿を１０万枚、連続画像形成した後、感光体ドラムを目視観察し、傷の有無を、下記の基準で評価した。
○：傷は全く見られなかった。
△：傷は僅かに見られた。
×：多くの傷が見られた。
【０１９９】
結果を、実施例１０の結果と併せて、図１７〜図１９の表１２〜表１４に示した。
【０２００】
この図１７〜図１９に示した表１２〜表１４からわかるとおり、八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状であると共にその投影像の外周部に直線とみなせる部分を有するものの、その平均粒径が０．０１μｍ未満である磁性粉を用いた比較例２１のトナーは、各環境下での試験において、いずれも初期の画像濃度が１．３０を下回り、また、常温、常湿試験および高温、高湿試験において、耐久後の画像濃度が１．３０を下回った。また、高温、高湿試験においては地カブリも発生し、さらに各環境において感光体ドラムフィルミングが発生した。
【０２０１】
また、八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有するものの、その平均粒径が０．５０μｍを超える磁性粉を用いた比較例２２のトナーは、各環境下での試験において耐久後の帯電量が上昇すると共に画像濃度が低下し、かつ地カブリが発生したことから、チャージアップが発生していることが確認された。同時にトナー薄層状態も悪化し、感光体ドラムへの傷も発生していた。
【０２０２】
これに対し、八面体状で、かつ頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する上、その平均粒子径が０．０１〜０．５０μｍである磁性粉を用いた実施例１０及び１１〜１４のトナーは、いずれも、常温、常湿試験、低温、低湿試験、および高温、高湿試験のいずれにおいても、初期および耐久後の帯電量および画像濃度をほぼ一定に維持できると共に、地カブリの発生を防止して、良好な画像を形成できることが確認された。
【０２０３】
また、各実施例を比較すると、磁性粉の平均粒子径が小さいほど、初期の帯電量が小さくなる傾向があること、逆に平均粒子径が大きいほど、特に低温、低湿試験において耐久後の帯電量が上昇する傾向があることがわかった。そしてこの結果から、磁性粉の平均粒子径は、０．０５〜０．３５μｍであるのが好ましく、０．１５〜０．３０μｍであるのがさらに好ましいことが確認された。
【０２０４】
（実施例１５〜２８、比較例２３〜３２）
《外添剤用磁性粉の形状検討VII》
磁性粉として実施例１０で使用したのと同じ組成のマグネタイトからなり、粒子形状が８個の三角形で囲まれた凸多面体である八面体状で、かつその頂点および稜線が曲面状であると共に、その投影像の外周部に直線とみなせる部分を有する、体積固有抵抗値が４×１０１Ω・ｃｍ（比較例２３）、３×１０２Ω・ｃｍ（実施例１５）、４×１０４Ω・ｃｍ（実施例１６）、８×１０７Ω・ｃｍ（実施例１７）、１×１０９Ω・ｃｍ（実施例１８）、および６×１０１０Ω・ｃｍ（比較例２４）である磁性粉を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０２０５】
上記各実施例、比較例のトナー１００質量部に、シリカ〔日本アエロジル工業（株）製のＲＡ−２００Ｈ〕１．０質量部と、酸化チタン〔チタン工業（株）製のＥＣ−１００〕２．０質量部とを加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、静電潜像１成分現像剤用磁性トナーを得た。
【０２０６】
この現像剤を用い、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ（ＦＳ−３８３０）により、常温、常湿環境で初期画像特性、耐久性を評価し、併せて現像スリーブ上のトナー薄層の状態を目視にて確認し、また帯電特性、地カブリを測定した。尚、現像スリーブのＲｚは４．０μｍのＳＵＳ３０５を使用した。
【０２０７】
結果を、実施例１０の結果と併せて図２０の表１５に示す。
【０２０８】
この図２０の表１５からわかるとおり、磁性粉の体積固有抵抗値が３×１０２〜１×１０９Ω・ｃｍである実施例１０、１５〜１８は帯電量、画像濃度、カブリのいずれも良好であり、かつ、現像スリーブ上のトナー薄層状態も良好であった。それに反し、抵抗値が４×１０１Ω・ｃｍと小さい比較例２３は、トナー薄層状態は良好であったが、比較例９と同様の理由からカブリが初期に発生した。また、６×１０１０Ω・ｃｍと大きい比較例２４では、現像スリーブ上のトナー薄層に乱れが生じ、耐久後にカブリが発生した。この結果から、磁性粉の体積固有抵抗値は、１０２〜１０９Ω・ｃｍであるのが好ましく、１０３〜１０８Ω・ｃｍ、より好ましくは、１０４〜１０７Ω・ｃｍの範囲内であるのが更に好ましいことが確認された。
【０２０９】
（実施例１０、１７、２５、比較例２５〜３６）
《外添剤用磁性粉の検討VIII》
比較例として、磁性粉以外の検討を行った。すなわち外添剤として、酸化チタンとして体積固有抵抗値が７×１０５Ω・ｃｍの酸化チタン（比較例２５）、同じく８×１０７Ω・ｃｍの酸化チタン（比較例２６）、体積固有抵抗値が７×１０５Ω・ｃｍの酸化亜鉛（比較例２７）、同じく体積固有抵抗値が８×１０７Ω・ｃｍの酸化亜鉛（比較例２８）などの研磨剤を同量用いたこと以外は実施例１０と同様にして、体積基準の中心粒径が８．０μｍであるトナーを製造した。
【０２１０】
上記各実施例、比較例のトナー１００質量部に、シリカ〔日本アエロジル工業（株）製のＲＡ−２００Ｈ〕１．０質量部を加え、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、静電潜像１成分現像剤用磁性トナーを得た。
【０２１１】
この現像剤を用い、ａ−Ｓｉ感光体搭載京セラ製ページプリンタ（ＦＳ−３８３０）により、常温、常湿環境で現像スリーブ上のトナー薄層の状態、トナー表面の外添剤付着観察を行った。尚、現像スリーブのＲｚは４．０μｍのＳＵＳ３０５を使用した。
【０２１２】
（８−２）トナー薄層状態
ＩＳＯ４％原稿を３０万枚連続画像形成した後、現像スリーブ上のトナー薄層状態について目視にて確認を行い、以下の判断基準を用いて評価した。
○：薄層が均一に形成され、ムラがない。
△：層厚が厚い部分がある。
×：ムラが生じている。
【０２１３】
（９）トナー表面の外添剤付着観察
ＩＳＯ４％原稿を更に３０万枚連続画像形成した後、現像剤中のトナーを走査型電子顕微鏡で観察し、トナー表面の外添剤付着の有無を下記の基準で評価した。
○：トナー表面の外添剤が初期と同じ状態で付着している。
△：トナー表面の外添剤が初期と比較し、やや剥がれ、脱落している。
×：トナー表面の外添剤が初期と比較し、ほとんど剥がれ、脱落している。
【０２１４】
結果を、実施例１０の結果と併せて図２１の表１６に示した。
【０２１５】
この表より、磁性粉以外の無機金属酸化物を外添した比較例２５〜２８では、磁力によるトナー粒子への保持力が無いため耐久性に問題があり、耐久中にトナー粒子から外添剤が剥がれて初期の性能が維持できず、トナー薄層状態、表面の外添剤付着共に問題が生じている。それに対し、磁力を併せ持つ磁性粉では、その効果によってトナー粒子に保持されやすく、長期に亘ってその状態が維持でき、結果として耐久後も初期の状態をそのまま維持できている。
【０２１６】
また、実施例１０のトナー処方を用い、現像スリーブのＲｚを変化させた時のトナー薄層状態、初期画像濃度、リーク黒点をそれぞれ評価し、結果を図２２の表１７に示した。尚、この評価におけるリーク黒点については、常温常湿環境（２０℃、６５％ＲＨ）で初期時に前記ページプリンタにより白画像を出力し、白画像上に存在する直径０．１ｍｍ以上の黒点の数を評価した。尚、評価については以下の判断基準を用いた。
○：黒点の数が０個。
△：黒点の数が５個未満存在。
×：黒点の数が５個以上存在。
【０２１７】
この図２２の表１７から、現像スリーブ上のトナー薄層形成を乱さず、かつ、リーク黒点を生じさせない現像スリーブのＲｚは、２．０μｍ以上〜６．０μｍ未満が最適であることがわかる。
【０２１８】
以上の結果から本発明になる磁性１成分トナーは、外添する磁性紛として粒子形状が八面体の多面体を基本とし、各頂点および稜線が曲面状であると共にその投影像の外周部に直線とみなせる部分を有し、かつ、該磁性粉の平均粒子径が０．０１〜０．５０μｍで、体積固有抵抗値が１０２〜１０９Ω・ｃｍ、好ましくは１０３〜１０８Ω・ｃｍ、より好ましくは１０４〜１０７Ω・ｃｍの範囲内であることがわかる。
【０２１９】
また、この磁性紛を外添させた磁性１成分トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置は、潜像担持体たる感光体として膜厚３０μｍ以下の薄膜ａ−Ｓｉを用い、該潜像担持体が弾性ブレードによりクリーニングされる方式であると共に、磁石ローラを内臓して粗面とした表面を有する現像スリーブの回転によりトナーを搬送し、磁性ブレードと現像スリーブとの隙間を通過させて現像スリーブ表面にトナー薄層を形成して現像する、磁性１成分ジャンピング方式を用いることが最適であり、現像スリーブの表面の十点平均粗さＲｚを、２．０μｍ以上〜６．０μｍ未満とすることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０２２０】
本発明によれば、長期にわたり経時ストレスや熱ストレスを受けてもトナーの帯電安定性に優れて像の中抜けが発生しない安定した画像が得られ、感光体ドラムフィルミング、感光体ドラムへのリークによる絶縁破壊等を防止し、併せて現像スリーブ上のトナー薄層形成の長期安定性を確保することが可能な静電潜像現像用磁性１成分トナーを提供でき、良質な画像を長期にわたって提供できる現像ユニットと画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２１】
【図１】本発明の磁性トナーとそれを用いた画像形成方法を実施する画像形成装置の構造の概略を示す図である。
【図２】本発明に用いる感光体ドラム（静電潜像担持体）の断面図である。
【図３】トナーに外添する磁性粉の形状を示す図であり、（ａ）は球状、（ｂ）は六面体、（ｄ）は八面体、（ｅ）は丸八面体を示す図である。
【図４】本発明の磁性トナーで使用する磁性粉の一例を示す電子顕微鏡写真である。
【図５】アモルファスシリコン感光体の膜厚と絶縁破壊を起こす針耐圧との関係を示したグラフである。
【図６】本発明になる磁性トナーの実施例１と比較例１乃至６を用い、常温、常湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図７】本発明になる磁性トナーの実施例１と比較例１乃至６を用い、高温、高湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図８】本発明になる磁性トナーの実施例１と比較例１乃至６を用い、低温、低湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図９】本発明になる磁性トナーの実施例１乃至５と比較例７、８を用い、常温、常湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１０】本発明になる磁性トナーの実施例１乃至５と比較例７、８を用い、高温、高湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１１】本発明になる磁性トナーの実施例１乃至５と比較例７、８を用い、低温、低湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１２】本発明になる磁性トナーの実施例１、６乃至９と比較例９、１０を用い、常温、常湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１３】本発明になる磁性トナーの実施例１、８と比較例１１乃至１４を用い、常温、常湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１４】本発明になる磁性トナーの実施例１０と比較例１５乃至２０を用い、常温、常湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１５】本発明になる磁性トナーの実施例１０と比較例１５乃至２０を用い、高温、高湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１６】本発明になる磁性トナーの実施例１０と比較例１５乃至２０を用い、低温、低湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１７】本発明になる磁性トナーの実施例１０乃至１４と比較例２１、２２を用い、常温、常湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１８】本発明になる磁性トナーの実施例１０乃至１４と比較例２１、２２を用い、高温、高湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図１９】本発明になる磁性トナーの実施例１０乃至１４と比較例２１、２２を用い、低温、低湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図２０】本発明になる磁性トナーの実施例１０、１５乃至１８と比較例２３、２４を用い、常温、常湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図２１】本発明になる磁性トナーの実施例１０、１７と比較例２５乃至２８を用い、常温、常湿環境で試験した結果を纏めた表である。
【図２２】本発明になる磁性トナーの実施例１０を用い、常温、常湿環境で現像スリーブのＲｚを変化させた時のトナー薄層状態、初期画像濃度、リーク黒点をそれぞれ評価試験した結果を纏めた表である。
【符号の説明】
【０２２２】
１１  感光体ドラム
１２  帯電器
１３  露光器
１４  現像器
１４１  現像剤担持体（現像スリーブ）
１５  転写ロール
１６  クリーニング手段
１７  除電装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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