(57)【要約】【課題】外添剤としてステアリン酸亜鉛を使用したカラー画像形成装置において、感光体表面等に形成されるステアリン酸亜鉛の薄層を良好に研摩除去し、長期にわたり安定した画像を供給できるカラー画像形成装置を提供することにある。【解決手段】ブラックの磁性トナーとカラーの非磁性トナーの両方を使用した画像形成装置において、外添剤としてステアリン酸亜鉛を前記カラーの非磁性トナーに添加し、前記ブラックの磁性トナーには添加しない。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラックの磁性トナーとカラーの非磁性トナーの両方を使用した画像形成装置であって、ステアリン酸亜鉛を前記カラートナーに添加し、前記ブラックトナーには添加しないことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記ブラックトナーは粉砕法で製造された磁性トナー、前記カラートナーは重合法で製造された非磁性トナーであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記ブラックの磁性トナー粒子の平均円形度は０．９０〜０．９５、前記カラーの非磁性トナーの平均円形度は０．９６〜０．９９であることを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
現像担持体を有する複数の現像器を回転体の外周に沿って配設し、選択的に現像器を現像位置に回転移動させ潜像担持体上の潜像を現像するロータリー現像装置を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記カラートナーのみを使用した所定の期間毎に、ステアリン酸亜鉛を添加していない前記ブラックトナーのみで現像クリーニングをするリフレッシュ工程を有する請求項１〜４のいずれかに記載のカラー画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリまたはこれらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、感光体等の表面に形成される外添剤の薄層を研磨する現像剤およびそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真法では、感光体表面を帯電、露光して形成した静電潜像に着色トナーを現像してトナー像を形成後、このトナー像を転写紙等に転写し、熱ロール等で定着して画像を形成している。転写工程を終えた像担持体（以下、感光体ともいう。）表面には未転写のトナーおよびトナー成分等が残留するため、これらの残留トナーを次の画像形成に先立ってクリーニング処理をして除去する必要がある。
【０００３】
近年最も広く用いられているクリーニング方式として、ゴムブレードを感光体に当接させる方式が一般的であるが、クリーニング部では感光体の表面層とクリーニングゴムブレードとの間の摺擦によるストレスが発生し、感光体の表面層の磨耗や傷の発生が課題であった。さらに近年の高画質化の要求に応えるため小粒径で球形度が高いトナーを用いた場合、クリーニングブレードに与える荷重を従来の粉砕法で作製されたトナーと比べて高い設定にしなければならないため、摩擦抵抗による感光体の磨耗や、走行後のクリーニングブレードの摩耗や欠けによるクリーニング不良が問題となる。
【０００４】
このような問題を解決するために、使用するトナー中にステアリン酸金属等の金属石鹸を含有させ、感光体の表面を被覆させる方法等が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。これら方法では、感光体の寿命を延ばすため、使用されるトナーの中に金属石鹸を含有させ、感光体の表面を被覆して、感光体の膜削れ量を低減させることが提案されている。また、トナーに外添されるステアリン酸金属塩の含有量を、初期に利用するトナーよりも、トナー補給装置から補給される補給用トナーの方を少なくすることによって、ステアリン酸金属塩を用いた場合のトナーの帯電性の経時劣化を防止するといった提案もなされている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１２４３号公報
【特許文献２】特開２００５−６２６７８号公報
【特許文献３】特開２００１−３１２１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようにトナーにステアリン酸金属塩等の金属石鹸を添加することにより、感光体の磨耗を防止でき、またトナーの付着力が減少するため結果として感光体のクリーニング性は向上する。しかしながら、このステアリン酸金属塩等の金属石鹸は、多量に使用すると、現像担持体が現像剤を搬送する力を低下させたり、現像剤の帯電を低下させてしまい、また、感光体に金属石鹸が過度に付着すると感光体の帯電能力も低下させてしまうといった問題がある。例えば金属石鹸としてステアリン酸亜鉛を用いた場合、長期の使用においては、ステアリン酸亜鉛の薄層が感光体の表面をはじめ、帯電ローラや転写ベルトの表面に形成され、そのため吸湿した水分により像流れが発生しやすくなるといった問題が生じる。しかも、前記形成されたステアリン酸亜鉛の薄層はトナーでは研磨除去することはできない。
本発明の課題は、外添剤としてステアリン酸亜鉛を使用したカラー画像形成装置において、感光体表面等に形成されるステアリン酸亜鉛の薄層を良好に研摩除去し、長期にわたり安定した画像を供給できるカラー画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、研磨力の大きい磁性一成分粉砕トナーにステアリン酸亜鉛を添加しないことにより、ステアリン酸亜鉛の薄層を研摩除去し、画像不具合を防ぐとともに長期にわたり安定した画像を提供できるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のカラー画像形成装置は、以下の構成を有する。
（１）ブラックの磁性トナーとカラーの非磁性トナーの両方を使用した画像形成装置であって、ステアリン酸亜鉛を前記カラートナーに添加し、前記ブラックトナーには添加しないことを特徴とするカラー画像形成装置。
（２）前記ブラックトナーは粉砕法で製造された磁性トナー、前記カラートナーは重合法で製造された非磁性トナーであることを特徴とする（１）に記載のカラー画像形成装置。
（３）前記ブラックの磁性トナー粒子の平均円形度は０．９０〜０．９５、前記カラーの非磁性トナーの平均円形度は０．９６〜０．９９であることを特徴とする（１）または（２）に記載のカラー画像形成装置。
（４）現像担持体を有する複数の現像器を回転体の外周に沿って配設し、選択的に現像器を現像位置に回転移動させ潜像担持体上の潜像を現像するロータリー現像装置を備えたことを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
（５）前記カラートナーのみを使用した所定の期間毎に、ステアリン酸亜鉛を添加していない前記ブラックトナーのみで現像クリーニングをするリフレッシュ工程を有する（１）〜（４）のいずれかに記載のカラー画像形成方法。
なお、カラートナーとは、通常、黒色（ブラック）トナーを除く赤色、緑色、青色等のトナーをいう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のカラー画像形成装置によれば、ブラック以外のカラー現像剤にステアリン酸亜鉛を添加し、ブラックの現像剤にはステアリン酸亜鉛を添加しないで、ブラックトナーに磁性一成分粉砕トナーを用いることにより、前記ブラックトナーが大きな研磨力を有するので、ステアリン酸亜鉛の薄層を良好に研摩除去し、画像不具合を防ぐとともに長期にわたり安定した画像を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明に係るカラー画像形成装置について詳細に説明をする。本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置は、図１に示すように、選択的に現像器を潜像担持体と対向する現像位置に回転移動して潜像担持体１（以下、感光体１ともいう。）上の潜像を現像する、１ドラム４サイクル方式によるロータリー現像装置４を備え、複数色のトナーによりカラー画像を形成する所謂ロータリー現像方式によるカラー画像形成装置１００に好適に用いられる。
本発明では、前記複数色のトナーにおいて、外添剤としてステアリン酸亜鉛をブラックトナーに添加せず、他のカラートナーには添加した構成をなしている。前記ステアリン酸亜鉛の添加量は、トナー総量に対して０．０１１〜０．０４質量％、好ましくは０．０１５〜０．０２質量％である。また、前記ブラックトナーは平均円形度が０．９０〜０．９５で、粉砕法により製造された磁性１成分トナーであるのが好ましい。また、他のカラートナーは平均円形度が０．９６〜０．９９で、重合法により製造された非磁性１成分トナーであるのが好ましい。
【００１１】
ブラックトナーにステアリン酸亜鉛を添加しないことによって、ブラックトナーでのかぶりや画像濃度（ＩＤ）低下が発生せず、また研磨力の大きい磁性粉含有の粉砕トナーにより感光体１上の像流れを引き起こしているステアリン酸亜鉛層を研磨除去することができる。また、ブラックトナー以外の他のカラートナーにステアリン酸亜鉛を添加することにより、画像形成工程で感光体１、帯電ローラ２、転写ベルト５１にステアリン酸亜鉛の層が形成されるので離型性が良くなり、結果としてクリーニング性が向上する。また、感光体１の帯電状態を良好に保持でき、かぶりの発生を抑え、転写効率もよくなる。
【００１２】
ブラックトナーの平均円形度が、０．９５を超えると球形に近づくのでステアリン酸亜鉛層の研磨性が低減し、０．９０未満であると流動性が低下し画像不良となる。また、ブラックトナー以外の他のカラートナーの平均円形度は、０．９６未満では流動性が悪化しやすく、転写効率も低く、画像濃度は低下しやすい。逆に、平均円形度が０．９９を超えると、流動性が良好で、転写効率も良く、画像濃度は維持しやすいが、帯電調整が難しくなるとともに、ブレードをすり抜けやすくなりクリーニング性が悪化する。
ここで、平均円形度は、フロー式粒子像分析装置を用いて測定を行い、測定された粒子の円形度を下記式により求め、さらに測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値を平均円形度と定義する。
【数１】
2007256605.tif 000002
上記式（１）中、Ｌ0は粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長、Ｌは粒子像の周囲長である。
【００１３】
（トナー）
本発明のトナーは、上記したようにブラックトナーは粉砕法により製造された磁性１成分トナー、ブラック以外の他のカラートナーは重合法により製造された非磁性１成分トナーであるのが好ましい。しかしながら、これらに限定されるものでなく、いずれの製造方法で製造されてもよい。
本発明のトナー母粒子としては、例えば粉砕法により、結着樹脂中に、着色剤などの種々のトナー配合剤を分散させトナー母粒子を得ることができる。
すなわち、トナー母粒子は、前記結着樹脂と各種のトナー配合剤とを混合し、押出機等の混練機を用いて、溶融混練した後、これを冷却し、粉砕および分級することによって得られる。上記のトナー母粒子は、体積基準の中心粒子径は４〜１２μｍ、好ましくは６〜１０μｍ程度に粒度調整されているのが良い。
円形度を調整するため機械式粉砕機、例えばターボミル（ターボ工業(株)製）クリプトロン（アーステクニカ(株)製）を用いれば０．９６まで可能であり、更に熱球形化装置サーフュージングシステム（日本ニューマチック(株)製）を使用すれば円形度１．００まで可能である。
【００１４】
また、円形度の０．９６以上のトナー母粒子を得るために重合法を用いることもできる。重合法では、主に懸濁重合法、乳化重合法が使用される。重合法は単量体（モノマー）にワックス、着色剤、更に必要に応じて電荷制御剤、重合開始剤、架橋剤が使用され、単量体に他の添加剤を加えた混合物または分散液を水相中攪拌しながら造粒し重合させ所望の粒子サイズを有するトナー母粒子を得る。上記のトナー母粒子は、体積基準の中心粒子径は４〜１２μｍ、好ましくは６〜１０μｍ程度に粒度調整されているのが良い。
【００１５】
（結着樹脂）
本発明におけるトナーに使用する結着樹脂の種類は特に制限されるものではないが、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
より具体的には、ポリスチレン系樹脂として、スチレンの単独重合体でも、スチレンと共重合可能な他の共重合モノマーとの共重合体でもよい。共重合モノマーとしては、ｐ−クロルスチレン；ビニルナフタレン；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類；塩化ビニル、臭化ビニル、弗化ビニルなどのハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ドテシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸ブチルなどの（メタ）アクリル酸エステル；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどの他のアクリル酸誘導体；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリデンなどのＮ−ビニル化合物などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用することもできるし、あるいは２種以上を組み合わせてスチレン単量体と共重合させることができる。
【００１６】
ポリスチレン系樹脂の分子量また、結着樹脂において、二つの質量平均分子量ピーク（低分子量ピークと、高分子量ピークと称する。）を有することが好ましい。具体的に、低分子量ピークが３，０００〜２０，０００の範囲内であり、もう一つの高分子量ピークが３００，０００〜１，５００，０００の範囲内であり、Ｍｗ／Ｍｎが１０以上あるものが好ましい。質量平均分子量ピークがこのような範囲内にあれば、トナーを容易に定着させることができ、また、耐オフセット性を向上させることもできる。尚、結着樹脂の質量平均分子量は、分子量測定装置（ＧＰＣ）を用いて、カラムからの溶出時間を測定し、標準ポリスチレン樹脂を用いて予め作成しておいた検量線と照らし合わせることにより、求めることができる。
【００１７】
また、ポリエステル系樹脂としては、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合ないし共縮重合によって得られるものであれば使用することができる。ポリエステル系樹脂を合成する際に用いられる成分としては、以下のものが挙げられる。まず、２価または３価以上のアルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール類；ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノール類；ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５，−トリヒドロキシメチルベンゼン等の３価以上のアルコール類が例示される。
【００１８】
また、２価または３価以上のカルボン酸成分としては、２価または３価カルボン酸、この酸無水物またはこの低級アルキルエステルが用いられ、マレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、あるいはｎ−ブチルコハク酸、ｎ−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のアルキルまたはアルケニルコハク酸等の２価カルボン酸；１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等の３価以上のカルボン酸等が例示される。
【００１９】
また、ポリエステル系樹脂の軟化点は、１１０〜１５０℃であることが好ましく、より好ましくは１２０〜１４０℃である。
また、結着樹脂は、定着性が良好な観点から熱可塑性樹脂が好ましいが、ソックスレー抽出器を用いて測定される架橋部分量（ゲル量）が１０質量％以下の値、より好ましくは０．１〜１０質量％の範囲内の値であれば、熱硬化性樹脂であっても良い。このように一部架橋構造を導入することにより、定着性を低下させることなく、トナーの保存安定性や形態保持性、あるいは耐久性をより向上させることができる。よって、トナーのバインダー樹脂として、熱可塑性樹脂を１００質量％使用する必要はなく、架橋剤を添加したり、あるいは、熱硬化性樹脂を一部使用することも好ましい。
したがって、熱硬化性樹脂として、エポキシ系樹脂やシアネート系樹脂等が使用することができる。より具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、シアネート樹脂等の１種または２種以上の組み合わせが挙げられる。
なお、軟化点は、フローテスタを用い、試料量：１．８ｇ、ダイ孔径：１ｍｍ、ダイ長さ：１ｍｍ、押出圧力：４Ｍｐａによって、試料の１／２の量が流出した時点の温度を求める１／２法によって求めたものである。
【００２０】
結着樹脂における官能基はまた、このような結着樹脂において、磁性粉の分散性を向上させるために、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基およびグリシドキシ（エポキシ）基から選択される少なくとも一つの官能基を分子内に有する樹脂を使用することが好ましい。なお、これらの官能基を有しているか否かは、ＦＴ−ＩＲ装置を用いて確認することができ、さらに滴定法を用いて定量することができる。
また、結着樹脂において、ガラス転移点（Ｔｇ）を５５〜７０℃の範囲内の値とするのが好ましい。結着樹脂のガラス転移点が、５５℃未満では、得られたトナー同士が融着し、保存安定性が低下する傾向がある。一方、結着樹脂のガラス転移点が、７０℃を超えると、トナーの定着性が乏しくなる傾向がある。
なお、ここで説明したＴｇは以下の測定方法で求めたものである。具体的には、Ｔｇを測定する装置として、ＳＩＩ(エスアイアイ)テクノロジー社製ＤＳＣ６２００を使用し、まず試料約１０ｍｇをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。そして、昇温速度１０℃／ｍｉｎで３０℃から１7０℃まで加熱した後、３０℃まで試料を冷却して、再度１７０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱してＤＳＣ測定を行った。
Ｔｇは、ＤＳＣ６２００中の解析システムを用いて、Ｔｇ近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出することで求められる。
【００２１】
（ワックス）
ワックスとしては、特に限定はなく、例えばカルナバワックスやサトウワックス、木ワックス等の植物性ワックス；蜜ワックスや昆虫ワックス、鯨ワックス、羊毛ワックスなどの動物性ワックス；エステルを側鎖に有するフィッシャートロプシュ（以下、「ＦＴ」と記すことがある）ワックスやポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックスなどが挙げられる。この中でも分散性の点から、エステルを側鎖に有すＦＴワックスやポリエチレンワックスの使用が推奨される。
また、ワックスは、示差走査熱量計による吸熱曲線における吸熱メインピークが７０〜１００℃の範囲であるものが好ましい。吸熱メインピークが７０℃未満にある場合、トナーブロッキングおよびホットオフセットが生じるおそれがあり、他方吸熱メインピークが１００℃を超える場合、低温定着性が得られない虞があるからである。
ワックスの添加量は結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部の範囲が好ましい。ワックスの添加量が０．１重量部より少ないと充分なワックスの効果が得られにくく、他方添加量が２０重量部より多いと耐ブロッキング性が低下し、またトナーからの脱離が生じるおそれがある。
【００２２】
（添加剤）
トナーには、本発明の効果を害しない範囲でその他の添加剤を使用しても構わない。このような添加剤としては例えば着色剤や、表面処理剤などが挙げられる。
着色剤としては、例えば、黒色顔料として、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック；黄色顔料として、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ；橙色顔料として、赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫ；赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ；紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ；青色顔料として、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ；緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンＧ；白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛；白色顔料として、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等を使用できる。
着色剤の添加量は、磁性トナー以外の場合、定着用樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部であるのが好ましく、２〜８重量部であるのがさらに好ましい。磁性トナーでは定着用樹脂１００重量部に対して、５０〜２００重量部である。この場合の着色剤は磁性粉である。
【００２３】
（電荷制御剤）
電荷制御剤は、トナーの摩擦帯電特性を制御するためのもので、トナーの帯電極性に応じて正電荷制御用および／または負電荷制御用の電荷制御剤を用いる。このうち正電荷制御用の電荷制御剤としては、塩基性窒素原子を有する有機化合物、例えば塩基性染料、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン類等や、上記各化合物で表面処理された充填剤等を挙げることができる。
また負電荷制御用の電荷制御剤としては、ニグロシンベース（ＣＩ５０４５）、オイルブラック（ＣＩ２６１５０）、ボントロンＳ、スピロンブラック等の油溶性染料；スチレン−スチレンスルホン酸共重合体等の電荷制御性樹脂；カルボキシ基を含有する化合物（たとえばアルキルサリチル酸金属キレート等）、金属錯塩染料、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸、ナフテン酸金属塩等を挙げることができる。
電荷制御剤の添加量は、定着用樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であるのが好ましく、０．５〜８重量部であるのがさらに好ましい。
【００２４】
（オフセット防止剤）
オフセット防止剤は、トナーにオフセット防止効果を付与するために配合する。オフセット防止剤としては、脂肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物、シリコーンオイル、各種ワックス等を挙げることができる。中でも、重量平均分子量が１０００〜１００００程度の脂肪族系炭化水素が好ましい。具体的には、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭素原子数４以上のオレフィン単位からなる低分子量のオレフィン重合体、シリコーンオイル等の１種または２種以上の組み合わせが適当である。
オフセット防止剤の添加量は、定着用樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であるのが好ましく、０．５〜８重量部であるのがさらに好ましい。その他、安定剤等の種々の添加剤を、適宜の割合で配合してもよい。
【００２５】
（磁性粉）
本発明のトナーを磁性１成分トナーとして使用する場合、公知の磁性粉をトナー中に分散させ磁性トナーとして構成することができる。好ましい磁性粉としては、フェライト、マグネタイト、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、またはこれらの強磁性元素を含む化合物、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等を挙げることができる。また、磁性粉の平均粒径を０．１〜１μｍの範囲内の値とするのが好ましく、０．１〜０．５μｍの範囲内の値とするのがより好ましい。この理由は、かかる平均粒径を有する磁性粉であれば、取り扱いが容易である一方、微粉末の形でバインダー樹脂中に均一に分散することができるためである。
また、磁性粉の表面を、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処理することが好ましい。このように表面処理することにより、磁性粉の吸湿性や分散性を改善することができるためである。
磁性粉の添加量は、結着樹脂１００重量部当り６０〜１２０重量部、特に８０〜１００重量部の量で使用するのが好ましい。
【００２６】
（画像形成装置）
本発明に係るカラー画像形成装置は、図１に示すように、カラー画像形成装置１００のほぼ中央に画像形成部１０が設けられている。画像形成部１０は、感光体ドラム１を備えるとともに、感光体ドラム１の周囲には、その移動方向に沿って順に帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、ローラ８、クリーニングブレード６が配設されている。また、感光体ドラム１の用紙搬送方向下流側には定着装置７が配設されている。画像形成装置の下部には給紙部２０が設けられており、給紙部２０の給紙方向の下流側には給紙ローラ９が配設されている。
【００２７】
感光体ドラム１は、表面に静電潜像が形成されるものである。本実施例では、アモルファスシリコン感光体を用いており、その構成は導電性基体上にＳｉ：Ｈ：Ｂ：Ｏなどからなるキャリア注入阻止層、Ｓｉ：Ｈなどからなるキャリア励起・輸送層（光導電層）、ＳｉＣ：Ｈなどからなる表面保護層が順次積層されている。帯電装置２は、感光体ドラム１の上方に設置されており、感光体ドラム１を一様に帯電させるための装置である。露光装置３は、図示しない画像データ入力部から読み取った原稿画像に基づいて、感光体ドラム１上に静電潜像を形成させるための装置である。
【００２８】
現像装置４は、静電潜像が形成された感光体ドラム１表面にトナーを供給してトナー像を形成させる装置である。ここで、現像装置４は、ロータリーラック４１と、複数の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、該複数の現像器にそれぞれ現像担持体４２と層厚規制部材４３とを備えている。ロータリーラック４１は、図示しない回転手段により回転軸４０を中心に回転しながら複数の現像器４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを感光体ドラム１に対向する現像位置に順に移動させて現像を行わせるものである。複数の現像器のうち、イエロー現像器４Ｙ、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃ、ブラック現像器４Ｋは、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの順にロータリーラック４１の円周方向に並べて保持され、隣接する現像器は円周方向に約９０度の間隔で配置されている。前記各層厚規制部材４３は、各現像器に用いられるトナーに応じて、接触方式か非接触方式に選択される。
なお、本発明では、前記ブラック現像器４Ｋにはステアリン酸亜鉛は添加せず、それ以外の現像器にはステアリン酸亜鉛が添加しされている。
【００２９】
転写装置５は、感光体ドラム１のトナー像を用紙に転写するための装置であって、中間転写ベルト５１、一次転写ローラ５２，５３、駆動ローラ５５、二次転写対向ローラ５４、二次転写ローラ５６を備えている。中間転写ベルト５１は、一次転写ローラ５２，５３、駆動ローラ５５、二次転写対向ローラ５４にエンドレス状に巻きかけられ、駆動ローラ５５によって駆動されており、感光体ドラム１に形成されたトナー像が転写され一時的に保持される転写体の役割を果たしている。二次転写ローラ５６は、中間転写ベルト５１の外周面において二次転写対向ローラ５４に対向する位置に配置され、転写材にトナー像を二次転写する役割を果たしている。
【００３０】
クリーニングブレード６は、感光体ドラム１に残留した残留トナーなどの付着物をクリーニングするための装置であって、硬度６０〜８０度のゴム（例えば、ウレタンゴムなど）からなるブレードが線圧１０〜４０Ｎ／ｍで感光体ドラムに圧接している。ローラ８は、感光体ドラム１の表面に当接して、トナーを回収したり吐き出したりするバッファの機能を有している。ここでローラ８は、金属シャフトの周面を硬度４０〜７０度のゴム層（例えば、発泡ゴム層など）で被覆した構成となっており、軸受けの両端にあるバネ（図示しない）により感光体ドラム１に５００〜２０００ｇｆ（バネ片側２５０〜１０００ｇｆ）で付勢されている。
【００３１】
また、ローラ８の回転速度は、接触部における表面速度がドラムのそれより速く、１〜１．５倍に設定してある。定着装置７は、転写されたトナー像を用紙に定着させるための装置である。また、図１において、１１はローラに付着しているトナーの剥離を行なうためのスクレーパであり、１２はローラに付着したトナー、またはブレードによって掻き落とされてローラ上に落下したトナーを回収するための回収スクリューである。前記回収スクリューは、回収した残留トナーを図示しない廃棄トナーボックスに排出する。
【００３２】
次に、カラー画像形成の動作について説明する。画像形成時は、帯電手段２によって感光体ドラム１に帯電が行われた後、ロータリーラック４１はその中心部に設けられている回転軸４０を中心に回転する。そして、ロータリーラック４１は、最初色であるブラックに対応した現像器４Ｋが感光体ドラム１に対向する位置である現像位置に停止する。この状態で、ブラックに対応した露光が露光手段３によって行われ、ブラックに対応した静電潜像が感光体ドラム１の表面に形成される。この静電潜像は、現像器４Ｋでトナー画像化され、感光体ドラム１表面に形成されたこのトナー像は一次転写ローラ５２、５３に印加された転写バイアスによって転写ベルト５１上に転写される。このようしてブラックのトナー像の転写ベルト５１上への形成が完了すると、次にロータリーラック４１はその中心部に設けられている回転軸４０を中心に回転し、例えば、シアンに対応した現像器４Ｍが現像位置に位置づけられる。このような動作が他の色、シアン、マゼンタ、イエローに関しても同様に行われて、転写ベルト５１上にフルカラーのトナー像が形成される。このとき、ブラック以外の各現像器の現像担持体４２は、接触方式による層厚規制部材４３にて当接され所望のカラートナーのみを搬送する。
【００３３】
上記のように、トナー像が中間転写ベルト５１に一次転写する過程では二次転写ローラ５６は転写ベルト５１から離間される。一方、フルカラーのトナー像が転写ベルト５１に形成されると、二次転写ローラ５６は転写ベルト５１に当接される。その際、タイミングを合わせて給紙部２０から給紙ローラ９等によって転写位置まで搬送された転写材に、二次転写ローラ５６に印加された二次転写バイアスにより転写ベルト５１に形成されたフルカラーのトナー像が転写される。さらに転写材に転写されたフルカラーのトナー像は定着手段７による加熱・加圧によって転写材に定着され、転写材は排紙部３０に排出される。
【００３４】
感光体ドラム１に残留した残留トナーは、クリーニングブレード６によりクリーニングされて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。また、転写ベルト５１に残留したトナーは、転写ベルト５１の図示しない清掃装置を二次転写後に転写ベルト５１に当接させることによってクリーニングされ、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。転写ベルト５１の図示しない清掃装置は転写ベルト５１の一周分をクリーニングした後、転写ベルト５１から離間される。
【００３５】
モノクロ画像形成時には、ロータリーラック４１は回転せず、現像器４Ｋのみを感光体ドラム１に対向させて現像を行う。画像形成の他の動作はカラー画像形成時と同様である。
【００３６】
本発明では、ブラック以外のカラー画像形成のみが所定の期間使用された場合、その度にブラック現像器４Ｋを作動させて現像クリーニングを行うよう制御されたリフレッシュ工程を有する。これにより、感光体ドラム１に形成されたステアリン酸亜鉛の薄層を適切に研磨除去し、長期使用においても帯電性、クリーニング性を良好に保持できる。
ここで、本発明において使用されるリフレッシュ工程は、図１で示したロータリー現像方式の場合には、非画像形成時にブラック現像器４Ｋを動作位置まで移動させ、通常の画像形成と同様にして感光体上に静電荷潜像を形成し、これをブラック現像器４Ｋを用いて現像しトナー像を形成する。そしてこのトナー像は転写ベルト５１に転写することが無いように二次転写バイアスを調整し、クリーニングブレード６まで移動させ、クリーニングさせる。そしてこのクリーニング動作として感光体ドラム１を３分間回転させるエージング処理を行って感光体ドラム１表面をブラックトナーにより研磨するものである。
なお、このリフレッシュ工程は、上述したロータリー現像方式以外の画像形成プロセスである、例えば画像形成ユニットを複数備えたそれ自体公知のタンデム方式（図示せず）では、最上流側にブラック現像器を備えたブラック画像形成ユニットを転写ベルトの最上流側に配置することで、画像形成時であっても、転写ベルト状に形成された画像と画像の間、すなわち非画像部を利用し、この非画像部にブラック画像形成ユニットよりブラックトナーを転写ドラムへ一次転写し、このブラックトナーを研磨を必要とするカラー用の画像形成ユニットの感光体へ逆転写させて、それぞれのカラー画像形成ユニットの感光体へ搬送し、当該カラー画像形成ユニットを３分間エージング動作させることでカラーユニットの感光体ドラムを研磨することが可能となる。
【００３７】
なお、本発明の一実施形態の画像形成装置は、上記ロータリー方式による画像形成装置について説明したが、これに限定されるものでなく、例えばトナーの色に対応した複数の感光体を用いて、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形成し転写部材上で色重ねを行うタンデム方式の画像形成装置にも用いることができる。
【００３８】
以下、実施例および比較例を挙げて、本発明のカラー画像形成装置をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【実施例】
【００３９】
（結着樹脂）
まず、本発明に用いる結着樹脂を次のようにして製造した。温度計、撹拌機、窒素導入管のついた反応器中にキシレン３００質量部を入れ、窒素気流下で、スチレン８４５質量部、アクリル酸ｎ−ブチル１５５質量部の混合モノマーとジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキサイド（重合開始剤）８．５質量部とキシレン１２５質量部の混合溶液を用いて、１７０℃で３時間かけて滴下した。滴下後、１７０℃で１時間反応させ、重合を完了した。その後、脱溶剤して結着樹脂を得た。
【００４０】
（磁性トナー）
磁性トナーは、このようにして製造した結着樹脂４９質量部に、磁性粉（７９６ｋＡ／ｍ印加時に保持力５．０ｋＡ／ｍ、飽和磁化８２Ａｍ2／ｋｇ、残留磁化１１Ａｍ2／ｋｇであり、個数平均粒径０．２５μｍであるもの）４５質量部、離型剤としてのワックス（サゾールワックスＨ１、サゾール社製）３質量部、正電荷制御剤として４級アンモニウム塩（ボントロンＰ−５１、オリエント化学社製）３質量部を、ヘンシェルミキサーにて混合した後、２軸押出機にて溶融混練したのち冷却し、ハンマーミルにて粗粉砕した。機械式粉砕機にてさらに微粉砕したものを気流式分級機により分級し、体積平均粒径８．０μｍの磁性トナー粒子を得た。
このトナー粒子１００重量部に対して、シリカ粒子（ＴＧ−８２０：キャボット社製）を１．０重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５Ａ：石原産業社製）を２．３重量部添加し、ヘンシェルミキサーで３０００ｒｐｍ、１０分間混合してブラックトナーとした。得られた磁性トナー粒子の平均円形度は０．９４３であった。
【００４１】
（非磁性トナー）
一方、非磁性トナーは、前記結着樹脂８０質量部、２-エチルヘキシルメタクリレート２０質量部、着色剤としてＴｏｎｅｒ  Ｍａｇｅｎｔａ  Ｅ０２（クラリアントジャパン社製）５質量部、低分子量ポリプロピレン３質量部、電荷制御剤（ボントロンＳ−３４）２質量部、ジビニルベンゼン（架橋剤）１質量部の混合溶液をボールミルにて十分に分散させた後に重合開始剤２，２-アゾビス（２，４-ジメチルバレロニトリル）を２質量部加え、それをイオン交換水４００質量部に加え、更に懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム５質量部とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１質量部を加え、ＴＫホモミキサ（特殊機化工業社製）を用いて、回転数５０００ｒｐｍで４５分間攪拌し、窒素雰囲気下、７０℃、１００ｒｐｍで１０時間重合反応させた後、酸洗浄を行い、第三リン酸カルシウムを除去した体積平均粒径７．５μｍトナー母粒子分散液を得た。この分散液をろ過、洗浄、乾燥してマゼンタのカラートナー粒子を得た。
このトナー粒子１００重量部に対して、シリカ粒子（ＴＧ−８２０：キャボット社製）を１．０重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５Ａ：石原産業社製）を２．３重量部、ステアリン酸亜鉛（日本油脂社製）を０．０２重量部添加し、ヘンシェルミキサーで６０００ｒｐｍ、３０分間混合してマゼンタの非磁性カラートナー（カラートナーＭａｇｅｎｔａ）とした。得られたトナー粒子の平均円形度は０．９７５であった。
なお、トナー粒子径はＴＫホモミキサ（特殊機化工業社製）を用いて調整することができ、回転数６０００ｒｐｍで６０分間攪拌すると小粒径となる。また、第三リン酸カルシウムの添加量を多くしても小粒径とすることができる。
また、着色剤としてＴｏｎｅｒ  Ｍａｇｅｎｔａ  Ｅ０２（クラリアントジャパン社製）に代えてＴｏｎｅｒ  Ｃｙａｎ  ＢＧ（クラリアントジャパン社製）、Ｔｏｎｅｒ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＨＧ（クラリアントジャパン社製）を用い、上記非磁性トナーと同様にして、トナーを作製し、それぞれシアン（カラートナーＣｙａｎ）およびイエロー（カラートナーＹｅｌｌｏｗ）の非磁性カラートナーとした。
そして、以下に述べる評価試験では、上記それぞれのトナーは前記ステアリン酸亜鉛の添加量を表１に示す添加量に代えて用いた。なお、ブラックトナーの比較例１，２では表１に示すステアリン酸亜鉛を添加した。  
【表１】
2007256605.tif 000003
【００４２】
＜評価試験＞
[実施例１,２、比較例１〜６]
上記で得たトナー（ブラックトナー、カラートナーＭａｇｅｎｔａ，Ｃｙａｎ，Ｙｅｌｌｏｗ）のいずれかを搭載して京セラミタ株式会社製のカラープリンタ(ロータリー現像方式を採用した開発中のＦＳ−Ｃ５０１０ＤＮ試作機)に搭載して、画像濃度、かぶり、像流れ、および帯電ローラ２と転写ベルト５１の汚染の評価を行った。これらの結果を表２に示した。
評価方法および評価基準は以下に示すとおりである。
（１）画像濃度（ＩＤ）、かぶり（ＦＤ）
常温常湿環境(２０℃，６５％ＲＨ)で初期時に画像評価パターンを印字して初期画像とし、その後３０万枚連続印字(印字率５%程度)を行い、再度画像評価パターンを印字して耐久後画像とした。
画像濃度は、それぞれのソリッド画像をマクベス反射濃度計(ＲＤ９１４)を用いて測定した。評価基準は下記の通りである。ＩＤが１．３０以上を合格とした。
○：１．３０以上
△：１．２０以上〜１．３０未満
×：１．２０未満  
かぶりは、反射濃度計(東京電飾社製、ＴＣ−６Ｄ)を用いて測定した。評価基準は下記の通りである。ＦＤが０．０１０以下を合格とした。
○：０．０１０以下
△：０．０１１以上〜０．０２０未満
×：０．０２０以上
（２）像流れ  
常温常湿環境（２０℃、６５％ＲＨ)で初期時に画像評価パターンを印字して初期画像とし、その後３０万枚連続印字(印字率５％程度)を行い、再度画像評価パターンを印字して耐久後画像とし、目視により測定した。評価基準は下記の通りである。
○：画像流れが未発生。
△：画像流れが発生しているが画像内容が認識できる。
×：画像流れが発生し画像内容が認識できない。
（３）帯電ローラ２汚染
初期画像形成時および３０万枚連続印字(印字率５％程度)後における帯電ローラ２表面に形成された付着物の状態を目視により測定した。評価基準は下記の通りである。
○：付着物が形成されておらず、帯電ローラ２にムラがない。
△：付着物が形成されているが、除去可能である。
×：付着物が形成され、完全に固着している。
（４）転写ベルト５１汚染
初期画像形成時および３０万枚連続印字(印字率５％程度)後における転写ベルト５１表面に形成された付着物の状態を目視により測定した。評価基準は下記の通りである。
○：付着物が形成されておらず、転写ベルト５１にムラがない。
△：付着物が形成されているが、除去可能である。
×：付着物が形成され、完全に固着している。
【表２】
2007256605.tif 000004
【００４３】
表２に示すように、比較例１、２では、ブラックトナーにもステアリン酸亜鉛が添加されているため像流れや、ブラックトナーの画像濃度の低下とかぶりが発生した。比較例３では、すべてのトナーにステアリン酸亜鉛が添加されていないため、帯電ローラ２と転写ベルト５１の汚染が発生した。比較例４では、カラートナー３色のうち１つにステアリン酸亜鉛が添加されているが、添加量不足のため帯電ローラ２と転写ベルト５１の汚染が発生した。またステアリン酸亜鉛が添加されているカラートナーと添加されていないカラートナーが存在し、帯電バランスを保つことができなかった。比較例５では、カラートナー３色のうち２つにステアリン酸亜鉛が添加されており帯電ローラ２と転写ベルト５１の汚染に対して効果があるが不十分である。またステアリン酸亜鉛が添加されているカラートナーと添加されていないカラートナーが存在し、帯電バランスを保つことができなかった。比較例６では、カラートナー３色にステアリン酸亜鉛が添加されているが、添加量不足のため帯電ローラ２と転写ベルト５１の汚染が発生した。
これに対して、本発明の範囲内である実施例１、２では、画像濃度およびかぶりは良好で、像流れも発生しなかった。そして、帯電ローラ２および転写ベルト５１の汚染もなく、長期使用において安定した画像を提供できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー画像形成装置の概要図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：感光体
２：帯電ローラ
３：露光装置
４：現像装置、４Ｙ：イエロー現像器、４Ｍ：マゼンタ現像器、４Ｃ：シアン現像器、４Ｋ：ブラック現像器
５：転写装置
６：クリーニングブレード
７：定着ローラ
４１：ロータリーラック
４２：現像担持体
４３：層厚規制部材
【図１】
2007256605.tif 000005