(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも結着樹脂および着色剤からなるトナー粒子の表面に、無機微粒子を０．５〜１．５重量％、磁性粒子を１．０〜１．５重量％、およびシリコーンオイルを０．０３〜０．０８重量％付着させてなり、クリーニング機構を有さないクリーナーレス非磁性一成分現像システムに用いられる非磁性一成分現像用トナーであって、
前記シリコーンオイルは、２５℃での粘度が５０〜２００センチストークスであることを特徴とする非磁性一成分現像用トナー。
【請求項２】
前記無機微粒子は、平均一次粒子径が５〜５０ｎｍの疎水性シリカであることを特徴とする請求項１に記載の非磁性一成分現像用トナー。
【請求項３】
前記磁性粒子は、ＢＥＴ比表面積が３．０〜８．０ｍ２／ｇの粒状マグネタイトであることを特徴とする請求項１に記載の非磁性一成分現像用トナー。
【請求項４】
前記粒状マグネタイトは、球状であることを特徴とする請求項３に記載の非磁性一成分現像用トナー。
【請求項５】
前記シリコーンオイルは、揮発分が１．５％以下のジメチルシリコーンオイルであることを特徴とする請求項１に記載の非磁性一成分現像用トナー。
【請求項６】
前記非磁性一成分現像用トナーは、正帯電性であることを特徴とする請求項１に記載の非磁性一成分現像用トナー。
【請求項７】
前記疎水性シリカは、アミノシランを含むシランカップリング剤で表面処理された正帯電性であることを特徴とする請求項２に記載の非磁性一成分現像用トナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法により静電潜像の現像に用いる非磁性一成分現像用トナーに係り、特に、クリーニング機構を有さないクリーナーレス非磁性一成分現像システムにおいて好適に用いられる正帯電性非磁性一成分現像用トナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電子写真法に使用される現像方式としては、結着樹脂を主成分とする絶縁性微粉末、すなわち絶縁性トナーと磁性キャリアとを摩擦により帯電させ、感光体上に形成した静電潜像を磁気ブラシにより現像する二成分現像方式、磁性トナーのみからなる一成分現像剤で現像する磁性一成分現像方式、および非磁性のトナーからなる非磁性一成分現像剤を現像ローラ上に薄層で形成させ、感光体と接触または非接触で現像する、いわゆる非磁性一成分現像方式が知られている。
【０００３】
この非磁性一成分現像方式では、良好な可視画像を得るため、二成分現像方式と同様に、非磁性一成分現像剤に十分な帯電量を付与することが必要であり、また、現像ローラ上の非磁性一成分現像剤の厚さを均一にコントロールすることが不可欠である。そして、このようなトナー層規制とトナーへの帯電付与の目的のために、一般的には、ゴムまたは金属製のブレード部材が現像ローラに圧接して用いられている。また、非磁性一成分現像剤に対して、含金属アゾ染料やニグロシン染料などの帯電制御剤を含有させることで比較的高い電荷を持たせることも提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現像ローラに圧接したブレード部材の圧接力が低いと非磁性一成分現像剤への電荷付与が不足し充分な画像濃度が得られない、またはカブリが多い等の問題が生じていた。逆に、圧接力が高いと、非磁性一成分現像剤への電荷付与は充分となり先の問題は解消されるが、現像が繰り返し行われるうちにブレード部材や現像ローラ表面の磨耗が著しくなり、それらの表面に凹凸が発生し、この凹凸のために非磁性一成分現像剤がブレード部材と現像ローラ間を通過する際に与えられる力が不均一となったり、部分的に現像剤層が厚くなるなどして、現像剤が必要とする電荷量が不足してしまい、画像上に濃度ムラやカブリを発生させていた。この問題は、特に高温高湿環境下において著しく生じていた。
【０００５】
また、非磁性一成分現像方式においては、連続的に多数枚の転写を行うと、黒ベタ画像の再現性が劣り、画像に濃度差や白抜けが発生する、いわゆる黒ベタ追従性が劣るという問題があった。
【０００６】
さらに、プリンターなどのコンパクト化の要請に伴いクリーニング機構を有さないクリーナーレス現像システムを用いた現像方式が普及しつつあるが、この方式では、転写媒体にトナーが転写した後、感光体上に未転写のトナーが残存した状態で除電され、そのまま帯電部材により帯電されるため、感光体の外周長の周期で非画像部もしくはハーフトーンなどの画像濃度が薄い部分に、先の画像が薄い濃度で出現する、いわゆるメモリー現像（ゴースト）が出現し、画像の品質を著しく悪化させるというメモリーエラーの問題があった。
【０００７】
したがって、本発明は、前記従来の非磁性一成分現像方式における問題に鑑みてなされたものであって、低温低湿環境下から高温高湿環境下まで安定した画像が得られるのは勿論のこと、非磁性一成分現像方式に特有の黒ベタ追従性の悪さを解決することができ、さらにはクリーニング機構を有さないクリーナーレス現像方式でのメモリー現像を解消することができる非磁性一成分現像剤を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の非磁性一成分現像用トナーは、少なくとも結着樹脂および着色剤からなるトナー粒子の表面に、無機微粒子を０．５〜１．５重量％、磁性粒子を１．０〜１．５重量％、およびシリコーンオイルを０．０３〜０．０８重量％付着させてなり、クリーニング機構を有さないクリーナーレス非磁性一成分現像システムに用いられる非磁性一成分現像用トナーであって、前記シリコーンオイルは、２５℃での粘度が５０〜２００センチストークスであることを特徴としている。
【０００９】
本発明の非磁性一成分現像用トナーによれば、特定の比率で無機微粒子、磁性粒子およびシリコーンオイルを付着させることにより、トナーの流動性を良好に維持することができるとともに、トナーの転写効率を向上させることができ、良好な画像特性が得られるという作用効果は勿論のこと、黒ベタ追従性に優れ、クリーニング機構を有さないクリーナーレス非磁性一成分現像装置においてもメモリーエラーを発生しないという効果を奏する。
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の非磁性一成分現像用トナーに使用する無機微粒子としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウムなどが代表的であるが、疎水性シリカが特に好ましい。該無機微粒子は、トナー粒子に対し０．５〜１．５重量％付着させることが必要である。無機微粒子が０．５重量％未満では十分なトナーの流動性が得られないため現像ローラ上のトナー量が不足して均一なトナー層が形成されず、十分な画像濃度が得られない。また、黒ベタ追従性も悪くなる。一方、１．５重量％を超えると、カブリの発生が見られる画像となる。
【００１１】
また、トナー粒子が正帯電性の場合には、アミノシランを含むシランカップリング剤により、上記の無機微粒子を表面処理して、正帯電性とすることが好ましい。アミノシランとしては、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ―（β―アミノエチル）−γ―アミノプロピルトリメトキシシラン、γ―（２−アミノエチル）―γ―アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ―アニリノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。また、アミノシランを使用する場合は、疎水化効果を補うために、帯電極性を配慮した上でアミノシラン系以外の疎水化処理剤と併用することが好ましい。その中でも疎水化効果に優れ、又、トナーの流動性を上げられるもの、例えばヘキサメチルジシラザンと併用することが好ましい。
【００１２】
さらに、無機微粒子は、平均一次粒子径が５〜５０ｎｍであることが好ましく、１０〜３０ｎｍがより好ましい。５ｎｍ未満では、技術的に製造が困難であるためコスト高となり実用上問題があるとともに、トナー粒子表面に埋没する傾向があり流動性向上の効果が少ない。一方、５０ｎｍを超えるとカブリが増える傾向がある。また、無機微粒子のＢＥＴ比表面積は、５０〜３００ｍ２／ｇが好ましく、７０〜２００ｍ２／ｇがより好ましい。
【００１３】
疎水性シリカとしては、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、その他の高分子化合物等にて表面処理されたシリカから選択できる。シラン系カップリング剤としては、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、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、ｐ−クロルフェニルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルクロルシラン、ヘキサメチレンジシラザン等が挙げられる。
【００１４】
無機微粒子の疎水化方法は、例えば容器に無機微粒子を入れ、次いで前記シラン系カップリング剤等の疎水化剤を入れて湿式にて攪拌する。次に、十分混合した後、乾燥機等により乾燥し、無機微粒子表面を疎水化することができる。
【００１５】
本発明においては、磁性粒子がトナー粒子に対し、１．０〜１．５重量％付着していることが必要である。１．０重量％未満では未転写トナーがやや多く、メモリーエラーが発生する。一方、１．５重量％を超えると、カブリが顕著な画像となる。また、磁性粒子は、ＢＥＴ比表面積が３．０〜８．０ｍ２／ｇの粒状粒子であることが好ましく、３．５〜６．５ｍ２／ｇがより好ましく、４．７〜５．７ｍ２／ｇがさらに好ましい。なお、本発明における粒状とは、不定形、球形、六面体、八面体などを包含したものをさす。
【００１６】
磁性粒子としては、例えば、コバルト、鉄、ニッケル等の金属、アルミニウム、コバルト、銅、鉄、ニッケル、マグネシウム、スズ、亜鉛、金、銀、セレン、チタン、タングステン、ジルコニウム、その他の金属の合金、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化ニッケル、などの金属酸化物、フェライト、マグネタイトまたはそれらの混合物等が用いられる。これらの中でも、本発明においては、磁性粒子が球状マグネタイトであることが好適である。
【００１７】
なお、無機微粒子および磁性粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡にて映し出された画像を解析することにより得ることができる。また、ＢＥＴ比表面積は、以下の測定方法で得ることができる。まず、吸着ガスとして不活性ガスであるＮ２ガスを用い、市販の高精度自動ガス吸着装置（商品名：ＢＥＬＳＯＲＰ２８、日本ベル社製）等により、試料の表面に単分子層を形成するのに必要な吸着量Ｖｍ（ｃｍ３／ｇ）を測定し、次式においてＢＥＴ比表面積Ｓ（ｍ２／ｇ）を求める。
Ｓ＝４．３５×Ｖｍ（ｍ２／ｇ）
【００１８】
本発明の非磁性一成分現像用トナーにおいては、メモリーエラーを防止するためシリコーンオイルを表面に０．０３〜０．０８重量％付着させることが必要である。このシリコーンオイルのトナーへの付着は、トナーの流動性低下を防ぎ、非磁性一成分現像方式におけるトナー担持体へのトナーの搬送不良などを防止するとともに、転写性を向上させ、具体的には、黒ベタ追従性、転写効率に優れ、かつトナー塊を生ずることがなく、細線再現性を良好にするという効果を奏する。シリコーンオイルの付着量が０．０３重量％未満では、メモリーエラーが発生する。一方、０．０８重量％を超えるとトナーの流動性が悪化し、黒ベタ追従性が悪くなる。
【００１９】
シリコーンオイルとしては、粘度が２５℃において１０〜１０００センチストークスであることが好ましく、２０〜３００センチストークスであることがより好ましく、５０〜２００センチストークスであることがさらに好ましい。２５℃において粘度が１０００センチストークスを超えると使用しにくく、トナー粒子粒子表面に均一に付着させにくい。また、シリコーンオイルの揮発分は１．５％以下が好ましい。
【００２０】
具体的なシリコーンオイルとしては、ジメチルポリシロキサン（ジメチルシリコーンオイル）やフェニル基含有ポリシロキサン等を挙げることができる。また、帯電性に応じて、メチルスチレンまたはオレフィン変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、親水性特殊変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル、アミド変性シリコーンオイル等の変性シリコーンオイルを用いてもよい。これらの中でも本発明においては、ジメチルポリシロキサン（ジメチルシリコーンオイル）が特に好ましく使用される。
【００２１】
無機微粒子、磁性粒子およびシリコーンオイルをトナー粒子に付着させる方法としては、タービン型攪拌機、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の一般的な攪拌機を用いる方法、あるいは表面改質機と呼ばれる奈良機械製作所社製のナラ・ハイブリダイゼーション・システムやホソカワミクロン社製のオングミル等を用いる方法がある。また、トナー粒子表面上の無機微粒子および磁性粒子は、トナー粒子に対してまぶしと呼ばれる弱い付着状態で形成されていてもよいし、無機微粒子および磁性粒子がトナー粒子にその一部が埋没された付着状態で形成され、固定化されていてもよい。
【００２２】
本発明におけるトナー粒子は、少なくとも結着樹脂および着色剤からなるもので、その他帯電制御剤、各種ワックス、低分子量ポリプロピレンや低分子量ポリエチレン等の離型剤（オフセット防止剤）、流動性改善用滑剤等を適宜分散含有せしめ、その体積平均粒子径を５〜３０μｍの範囲で溶融混練粉砕法や重合法により製造するものである。
【００２３】
上記結着樹脂としては、スチレン、α−メチルスチレン、クロルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸アルキルエステル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸アルキルエステル等のメタクリル酸エステル類、アクリロニトリル、マレイン酸、マレイン酸エステル、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルケトン、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、ビニルイソブチルエーテル等のビニル単量体等を単独重合したもの、または共重合したスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等を挙げることができる。
【００２４】
また、着色剤としては、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコオイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガルおよびこれらの混合物、その他を挙げることができる。これらの着色剤は、十分な濃度の可視像が形成されるに十分な割合で含有されることが必要であり、結着樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部程度の割合を含有することが好ましい。
【００２５】
本発明の非磁性一成分現像用トナーは、正帯電性であることが好ましいが、下記帯電制御剤を適宜使用することで調整可能である。電荷制御剤としては、正帯電性トナーには、正帯電性の帯電制御剤として、例えばニグロシンおよび脂肪酸金属塩等による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の第四級アンモニウム塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレートを単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。この中でも特にニグロシン系化合物、第四級アンモニウム塩が好ましく用いられる。好ましい添加量は０．１〜５重量％である。
【００２６】
また、負帯電性トナーには、負帯電性の帯電制御剤として、例えばアセチルアセトン金属錯体、モノアゾ金属錯体、ナフトエ酸あるいはサリチル酸系の金属錯体または塩等の有機金属化合物、キレート化合物等を単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。この中でも特にサリチル酸系金属錯体、モノアゾ金属錯体が好ましく用いられる。好ましい添加量は０．１〜５重量％である。
【００２７】
離型剤としては、ワックス類や、高級脂肪酸、高級脂肪酸アミド、硬化ひまし油等がある。ワックスとしては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等のポリオレフィン系ワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス等が挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。離型剤の含有量は、トナーに対し、１．５〜１５重量％が好ましい。
【００２８】
本発明の非磁性一成分現像用トナーは、一般の溶融混練・粉砕法で製造することができる。すなわち、結着樹脂、着色剤などの必要な原料を、スーパーミキサー等のミキサーで混合し、二軸押出混練機等で熱溶融混練後、ジェットミル等の粉砕機で粉砕し、しかる後、乾式気流分級機等の分級機で分級し、さらに、無機微粒子、磁性粒子およびシリコーンオイル等の外添剤を、タービン型攪拌機、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の一般的な攪拌機を用いた機械的的手法により、トナー粒子表面に付着または固着させて得ることができる。なお、本発明は、溶融混練・粉砕法のみならず、重合法等の他の方法で作製するトナーにも適用できる。
【００２９】
本発明の非磁性一成分現像用トナーは、非磁性一成分現像装置に好適に使用されるものであるが、非磁性一成分現像方式に限らず適用することもできる。なお、該非磁性一成分現像装置とは、非磁性一成分現像剤を担持して搬送する表面がゴムまたは金属製の現像ローラと、該現像ローラに近接または圧接されて設けられた表面がゴムまたは金属製のブレード部材とを少なくとも有する現像装置であって、該現像ローラに非磁性一成分現像剤を供給し、ブレード部材により非磁性一成分現像剤を薄層を形成するように塗布するとともに電荷を与え、静電潜像を保持する潜像形成部材（感光体）に接触または非接触状態で静電潜像を現像し、ついで用紙に転写を行う現像装置をいうものである。
【００３０】
さらに、本発明の非磁性一成分現像用トナーは、転写後の感光体上に残存する未転写トナーをクリーニングする機構を有さないクリーナーレス現像システムで現像する非磁性一成分現像装置に使用される。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において部とは重量部を示す。
0003845325.tif 000002
上記の配合比からなる原料をスーパーミキサーで混合し、二軸混練機で熱溶融混練後、ジェットミルで粉砕し、その後、乾式気流分級機で分級して体積平均粒子径が１０μｍのトナー粒子を得た。そして、該粒子と球状マグネタイト粒子（商品名：ＢＬ−５００、チタン工業社製、比表面積：５．１ｍ２／ｇ）をトナー粒子の重量に対して１．２重量％となる割合にて添加し、ヘンシェルミキサーにて５分間混合した後、さらにアミノシランを含むシランカップリング剤で表面処理された、平均一次粒子径が１８ｎｍの疎水性シリカ（商品名：ＭＳＰ−００５、テイカ社製）をトナー粒子の重量に対して１．０重量％、およびジメチルシリコーンオイル（商品名：信越シリコーンＫＦ９６−５０ＣＳ、信越化学社製）を０．０５重量％となるよう同時に添加し、１分間混合して、実施例１の非磁性一成分現像用トナーを得た。
【００３２】
＜実施例２＞
実施例１において、球状マグネタイト、疎水性シリカおよびシリコーンオイルを表１に記載の比率で添加した以外は実施例１と同様にして、実施例２の非磁性一成分現像用トナーを得た。
【００３３】
＜比較例１〜１２＞
実施例１において、球状マグネタイト、疎水性シリカおよびシリコーンオイルを表１に記載の比率で添加した以外は実施例１と同様にして、比較例１〜１２の非磁性一成分現像用トナーを得た。
【００３４】
【表１】
0003845325.tif 000003
【００３５】
＜評価試験＞
各実施例および比較例の非磁性一成分現像用トナーを用いて、常温／常湿環境下（２５℃／６０％ＲＨ）で、正帯電性非磁性一成分現像用トナーを用いる市販のクリーナーレス非磁性一成分現像方式のプリンター（プリント速度  Ａ４：１６枚／分）により、黒色印字率５％のＡ４原稿を連続プリントし、初期と２０００枚プリント後に、各特性評価用原稿を挿入し、下記に示す方法により黒ベタ追従性、カブリ、メモリーエラーを評価した。これらの結果を表１に示した。
【００３６】
（１）黒ベタ追従性
２８２ｍｍ×１９８ｍｍの黒ベタ画像をプリントし、目視にて次の基準にて評価した。
◎：黒ベタ画像が完全に再現されている。
○：黒ベタ画像がほぼ再現されている。
×：黒ベタ画像が再現されず、画像濃度が薄い部分がある。
【００３７】
（２）カブリ
プリント前の原紙の白色度と、カブリ評価用画像の非画像部の白色度とを色差計（商品名：Ｃｏｌｏｒ  ｍｅｔｅｒ  ＺＥ２０００、日本電色工業社製）により測定し、その差をカブリの値とした。
【００３８】
（３）メモリーエラー
メモリーエラー評価用の原稿をプリントし、ゴーストの発生状況を目視にて下記の基準で評価した。
◎：ゴーストが全くない。
○：精査するとゴーストがかすかに見られる。
×：ゴーストが認められる。
【００３９】
表１に示す結果から明らかなように、無機微粒子、磁性粒子およびシリコーンオイルを特定の比率で付着させた実施例１〜２の非磁性一成分現像用トナーでは、すべての項目で初期、２０００枚後とも実用上問題なかった。これに対し、無機微粒子の付着量が少なすぎる比較例１では、黒ベタ追従性が劣っており、一方、多すぎる比較例２では、カブリが顕著であった。また、磁性粒子の付着量が少なすぎる比較例３および４では、メモリーエラーが発生し、一方、多すぎる比較例５では、カブリが顕著であった。さらに、シリコーンオイルの付着量が少なすぎる比較例６では、メモリーエラーが発生し、一方、多すぎる比較例７では、黒ベタ追従性が劣っていた。したがって、比較例の非磁性一成分現像用トナーは、初期においてすでに、いずれかの特性に問題を有し、実用に供し得るものではなかった。また、磁性粒子の付着量が下限値未満である比較例８、無機微粒子の付着量が下限値未満である比較例１０、及び、シリコーンオイルの付着量が下限値未満である比較例１２では、メモリーエラー及び黒ベタ追従性がやや劣っていた。さらに、磁性粒子の付着量が上限値を超えた比較例９、及び、無機微粒子の付着量が上限値を超えた比較例１１では、カブリがやや多く、メモリーエラー及び黒ベタ追従性がやや劣っていた。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の非磁性一成分現像用トナーによれば、特定の比率で無機微粒子、磁性粒子およびシリコーンオイルを付着させることにより、トナーの流動性を良好に維持することができるとともに、トナーの転写効率を向上させることができ、良好な画像特性が得られるという作用効果は勿論のこと、黒ベタ追従性に優れ、クリーニング機構を有さないクリーナーレス非磁性一成分現像装置においてもメモリーエラーを発生しないという効果を奏する。