JP2001350288A

JP2001350288A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤、画像形成装置および画像形成方法

Info

Publication number: JP2001350288A
Application number: JP2000167405A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Imafuku; 達夫今福; Junichi Saito; 純一斉藤; Yasuharu Morinishi; 康晴森西; Takahiro Bito; 貴広尾藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】静電荷像現像において環境に左右されること
なく高品質の画像を形成するトナー、現像剤、画像形成
装置および画像形成方法を提供する。【解決手段】結着樹脂および内添磁性微粉体を含有
し、重量平均粒径が７．５〜１０．５μｍで、真比重が
１．１〜１．３のトナー粒子に、外添磁性微粉体を外添
した静電荷像現像用トナーを一成分系現像剤として画像
形成装置に用いる。静電荷像現像用トナーの構成材料お
よび構成比を最適化し、特に、外添磁性微粉体として、
粒子径、重量平均粒径、磁気力などの異なる２種類の磁
性微粉体をトナー粒子に外添する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法などの
画像形成方法における静電荷像を現像してトナー画像を
形成するためのトナー、該トナーを用いる現像剤、該現
像剤を使用する画像形成装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機およびレーザビームプリン
タなどのように電子写真技術を用いる画像形成装置の機
能が多用化し、より一層の画像の高精細化および高画質
化が求められている。このような画像形成装置には、よ
り粒子径の細かいトナーを使用する傾向にある。

【０００３】従来から、このようなシステムに適合した
トナー、現像剤が従来から提案されている。トナー粒子
を小粒径化しかつキャリアを高抵抗化させることによっ
て、画像の高詳細化を達成することを目的としている。
それに伴う不具合の１つである内添マグネタイトの離脱
を、マグネタイトの種類、量および製造方法を最適化す
ることによって防止することを特徴の１つとしている。
しかし離脱マグネタイトをなくすることによって、トナ
ー自体の表面抵抗は高くなる。

【０００４】通常の使用形態では特に問題は発生しない
が、デジタル複合機の場合には問題が生じる。すなわ
ち、デジタル複合機では、同一の現象システムで複写装
置、プリンタ装置およびファクシミリ装置の複数の機能
を果たす必要があり、各装置の機能に応じて使用される
原稿濃度に差が生じる。このような濃度差を生じること
なく、どのような使用状態によっても最適な画像品質を
維持する必要がある。

【０００５】原稿濃度がある程度以上高い場合（６％以
上）、現像剤中へは適度にトナーが補給され、現像剤中
をトナーが循環するので問題は発生しにくいが、原稿濃
度が低い場合（１％以下）、現像剤中へのトナー補給は
少なく、現像剤の撹拌だけが繰り返されるので、チャー
ジアップによる画像濃度低下が発生する。特にファクシ
ミリ装置の場合、一般的に印字の濃度が低いので、チャ
ージアップによる画像濃度低下がしばしば問題となって
いる。

【０００６】たとえば、レーザビームプリンタおよびレ
ーザビームファクシミリ装置において、原稿濃度が低い
（１％未満）画像を連続して出力する場合、補給および
現像されるトナーは少なく、現像剤のみが過剰に現像槽
内で撹拌され帯電量が異常に上昇し、画像濃度が低下す
るという不具合が生じる。これらの現像は、帯電量が上
昇しやすい低温および低湿環境下において、特に発生し
やすい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような問題を解決
するために、低抵抗の磁性微粉体を外添剤としてトナー
粒子の表面に一定量外添してトナーの表面抵抗を低下さ
せて、過剰に帯電された電荷をリークさせることによっ
て帯電上昇を防止し、低温および低湿環境下でも濃度低
下を発生しないトナーが従来から提案されている。

【０００８】このような外添剤が一定量以上存在する場
合、クリーニングブレードと感光体ドラムとの摺擦によ
って感光体ドラムに融着を引起こさない量以下に設定し
ても、長期のエージングを行うことによって、内添され
た磁性微粉体のわずかな離脱物が蓄積され、ライフ後半
におけるドラム融着によって画像黒字部のヌケなどの画
質劣化を引き起こし、しばしば問題となっている。

【０００９】本発明の目的は、低温および低湿環境下で
も画像濃度低下を防止するとともに、ライフ後半におい
て画質劣化を引起こすことがない静電荷像現像用トナ
ー、該トナーを用いる現像剤、該現像剤を使用する画像
形成装置および方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、トナー粒子
と、該トナー粒子に外添されている１または複数種類の
外添磁性微粉体とを有する静電荷像現像用トナーであっ
て、前記トナー粒子は、少なくとも結着樹脂および着色
材料としての内添磁性微粉体を含有し、重量平均粒径が
７．５〜１０．５μｍであり、かつ真比重が１．１〜
１．３ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする静電荷像現像
用トナーである。

【００１１】本発明に従えば、磁性微粉体をトナー粒子
に外添することによって、トナーの表面抵抗を低下させ
て、過剰に帯電された電荷をリークさせることにより帯
電上昇を防止し、低温および低湿下でも濃度低下を防止
する静電荷像現像用トナーを提供することができる。

【００１２】また本発明は、前記外添磁性微粉体は、重
量平均粒径０．０５〜０．３μｍを有する外添磁性微粉
体Ａを含むことを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、感光体表面を適度に削っ
て常にフレッシュな面を維持する研磨効果を発揮させる
とともに、少量の磁性微粉体を均一分散させるために必
要な個数を確保して、トナー表面抵抗を効果的に低下さ
せることができる。

【００１４】また本発明は、前記外添磁性微粉体Ａは、
７９．５８ｋＡ／ｍ（１ｋエルステッド）の磁界下にお
ける残留磁化σｒ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和磁化σｓ〔Ａ
ｍ²／ｋｇ〕とが、０．０５＜σｒ／σｓ＜０．２５の
関係を満たしていることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、内添磁性微粉体と磁気特
性を同一にして、トナー全体としての磁気特性を損なう
ことがない。

【００１６】また本発明は、前記外添磁性微粉体Ａは、
表面に少なくともアミノシラン基を有する八面体形状の
粒子であって、その比電気抵抗が１×１０³〜９×１０³
Ω・ｃｍであることを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、磁性微粉体粒子の表面ア
ミノシラン基の存在が非常にまばらな状態において、耐
湿性が低下して表面抵抗が環境特性を受けやすくなって
高温および高湿環境下のカブリおよび飛散を生じたり、
チャージリーク効果が発揮できないことを防止すること
ができる。

【００１８】また本発明は、前記外添磁性微粉体Ａは、
トナー粒子１００重量部に対して、１〜３重量部の割合
で外添されていることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、トナー表面抵抗を有効に
低下させ、感光体ドラム表面への融着現象を引起こすこ
ともない。

【００２０】また本発明は、前記外添磁性微粉体は、重
量平均粒径０．３〜０．６μｍを有する外添磁性微粉体
Ｂを含むことを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、トナー表面へ外添磁性微
粉体を静電気的に付着させて、感光体ドラム表面への磁
性微粉体の融着を防止する研磨効果を維持することも可
能である。

【００２２】また本発明は、前記外添磁性微粉体Ｂは、
７９．５８ｋＡ／ｍ（１ｋエルステッド）の磁界下にお
ける残留磁化σｒ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和磁化σｓ〔Ａ
ｍ²／ｋｇ〕とが、σｒ／σｓ＜０．１０の関係を満た
していることを特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、残留磁化が支配的となっ
て外添剤同士の磁気的拘束力による凝集を起こすことが
なく、外添剤としての効果を発揮することができる。

【００２４】また本発明は、前記外添磁性微粉体Ｂは、
Ｆｅ₃Ｏ₄・ＭｎＯで表される磁性微粒子で構成され、そ
の比電気抵抗が１×１０⁸〜９×１０⁸Ω・ｃｍであるこ
とを特徴とする。

【００２５】本発明に従えば、耐湿性が低下して表面抵
抗が環境特性を受けやすくなって高温および高湿環境下
のカブリおよび飛散を生じたり、チャージリーク効果が
発揮できないことを防止することができる。

【００２６】また本発明は、前記外添磁性微粉体Ａおよ
びＢは、トナー粒子１００重量部に対して、各々１．５
〜２．５および０．５〜１．５重量部の割合で外添され
ていることを特徴とする。

【００２７】本発明に従えば、トナー表面抵抗値を有効
に低下させるとともに、感光体ドラム表面への融着防止
効果があり、表面抵抗値が下がりすぎてチャージの過剰
リークを引起こすこともないので、トナー飛散およびカ
ブリの原因となるおそれもない。

【００２８】また本発明は、前記内添磁性微粉体は、７
９．５８ｋＡ／ｍ（１ｋエルステッド）の磁界下におけ
る残留磁化σｒ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和磁化σｓ〔Ａｍ²
／ｋｇ〕とが、０．０５＜σｒ／σｓ＜０．２５の関係
を満たしていることを特徴とする。

【００２９】本発明に従えば、特に高温および高湿環境
下でカブリの発生を良好に防止し、耐久複写による画像
濃度低下を防止して画像濃度を維持することができる。

【００３０】また本発明は、前記内添磁性微粉体は、表
面に少なくともアミノシラン基を有する八面体形状の粒
子であって、その比電気抵抗が１×１０³〜９×１０³Ω
・ｃｍであることを特徴とする。

【００３１】本発明に従えば、八面体形状によって分散
過程における自転を防ぎ高分散にすることができ、比電
気抵抗が小さくて濡れ性が低下して感光体ドラムへの磁
性粉融着が生じやすくなったり、比電気抵抗が大きくて
チャージアップによる画像濃度低下を引起こしたりする
ことを防ぐことができる。

【００３２】また本発明は、前記内添磁性微粉体は、前
記トナー粒子中に１〜１０重量％含有されていることを
特徴とする。

【００３３】本発明に従えば、カブリ現象の発生、画像
濃度の低下、および感光体ドラムへの磁性粉融着の発生
を防ぐことができる。

【００３４】また本発明は、前記内添磁性微粉体は、重
量平均粒径が０．０５〜０．３０μｍであることを特徴
とする。

【００３５】本発明に従えば、磁気拘束力に差ができた
り、磁気拘束力のバラツキが大きくなることを回避する
ことができる。

【００３６】また本発明は、前記結着樹脂は、スチレン
重合体、スチレン共重合体、スチレン−アクリル酸エス
テル共重合体およびスチレン−メタクリル酸エステル共
重合体から成るグループから選ばれた１または複数のス
チレン系樹脂であることを特徴とする。本発明に従え
ば、高画像濃度の画像を形成することができる。

【００３７】また本発明は、前記スチレン系樹脂は、数
平均分子量が２×１０³〜４×１０³であり、かつ重量平
均分子量が１５×１０⁴〜２５×１０⁴であることを特徴
とする。本発明に従えば、高画像濃度の画像を形成する
ことができる。

【００３８】また本発明は、前記結着樹脂は、酸価が
１．０ＫＯＨｍｇ／ｇ未満であることを特徴とする。本
発明に従えば、高画像濃度の画像を形成することができ
る。

【００３９】また本発明は、前記結着樹脂は、軟化点が
１４５〜１６５℃であることを特徴とする。本発明に従
えば、トナー材料の結着樹脂への分散性を高めることが
できる。

【００４０】また本発明は、前記トナー粒子は、７９．
５８ｋＡ／ｍ（１Ｋエルステッド）の磁界下における飽
和磁化が０．１〜３．０〔Ａｍ²／ｋｇ〕であることを
特徴とする。本発明に従えば、ドラム融着を効果的に防
止することができる。

【００４１】また本発明は、前記トナー粒子は、誘電体
損失が１．５×１０^-3〜４．０×１０^-3であることを特
徴とする。

【００４２】本発明に従えば、トナー材料の分散性を適
度に高めて現像性を低下することがない。

【００４３】また本発明は、前記トナー粒子は、比電気
抵抗が２００×１０⁹〜３５０×１０⁹Ω・ｍであること
を特徴とする。

【００４４】本発明に従えば、トナー材料の分散性を適
度に高めて現像性を低下することがない。

【００４５】また本発明は、前記トナー粒子は、該トナ
ー粒子１００重量部に対して低分子量ポリプロピレンワ
ックスを１〜３重量部含有していることを特徴とする。
本発明に従えば、ワックスの結着樹脂への分散性を良好
にすることができる。

【００４６】また本発明は、前記低分子量ポリプロピレ
ンワックスは、数平均分子量が６０００〜８０００であ
ることを特徴とする。本発明に従えば、ワックスの結着
樹脂への分散性を良好にすることができる。

【００４７】また本発明は、前記低分子量ポリプロピレ
ンワックスは、軟化点が１４５〜１６５℃であることを
特徴とする。本発明に従えば、ワックスの結着樹脂への
分散性を高めることができる。

【００４８】また本発明は、前記トナー粒子に、ＢＥＴ
法によって測定された比表面積が９０〜１５０ｍ²／ｇ
である無機微粉体が外添されていることを特徴とする。

【００４９】本発明に従えば、感光体ドラムへの磁性粉
融着を有効に防止することができる。

【００５０】また本発明は、前記無機微粉体は、トナー
粒子１００重量部に対して、０．３〜１重量部含有され
ていることを特徴とする。

【００５１】本発明に従えば、磁性粉融着を防止すると
ともに、チャージアップによる画像濃度低下を防止する
ことができる。

【００５２】また本発明は、前記無機微粉体は、シリコ
ーンオイルで処理されているシリカ微粉体であることを
特徴とする。本発明に従えば、疎水化できるとともに帯
電性を制御することができる。

【００５３】また本発明は、前記無機微粉体は、１次粒
子径が１０〜２０ｎｍであることを特徴とする。

【００５４】本発明に従えば、感光体ドラムへの磁性粉
融着を有功に防止することができる。

【００５５】本発明は、前記静電荷像現像用トナーから
成る一成分系現像剤であることを特徴とする静電荷像現
像用現像剤である。

【００５６】本発明に従えば、低温および低湿環境下で
も画像濃度低下を防止するとともに、ライフ後半におい
て画質劣化を引起こすことがない静電荷像現像用現像剤
を提供することができる。

【００５７】本発明は、前記静電荷像現像用現像剤によ
って静電潜像を現像する手段を備えたことを特徴とする
画像形成装置である。

【００５８】本発明に従えば、低温および低湿環境下で
も画像濃度低下を防止するとともに、ライフ後半におい
て画質劣化を引起こすことがない画像形成装置を提供す
ることができる。

【００５９】また本発明は、少なくとも結着樹脂および
着色材料としての内添磁性微粉体を含有し、重量平均粒
径が７．５〜１０．５μｍであり、かつ真比重が１．１
〜１．３ｇ／ｃｍ³であるトナー粒子と、該トナー粒子
に外添されている１または複数種類の外添磁性微粉体と
を有する静電荷像現像用トナーから成る一成分系現像剤
を用いて現像する工程を含むことを特徴とする画像形成
方法である。

【００６０】本発明に従えば、低温および低湿環境下で
も画像濃度低下を防止するとともに、ライフ後半におい
て画質劣化を引起こすことがない画像形成方法を提供す
ることができる。

【００６１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態による静電
荷像現像用トナー（以下、単に「トナー」とも称す
る。）は、少なくとも結着樹脂および着色成分としての
磁性微粉体を含有し、必要に応じてワックス、荷電制御
剤および着色剤などの添加剤を含有するトナー粒子に、
無機微粉体および磁性微粉体などが外添されて構成され
ている。

【００６２】前記トナー粒子の重量平均粒径は、７．５
〜１０．５μｍであることが好ましい。感光体ドラム上
の１ドット単位の静電荷潜像を忠実に再現するには、ト
ナーの重量粒径が１０．５μｍ以下である必要がある。
ただし重量平均粒径が７．５μｍ以下になると、後述す
る本発明の画像形成方法において使用する場合には、ト
ナー飛散が増大する結果となる。トナーの重量粒径が低
下するに従って静電気力に支配されない粒子が増加する
からである。現像スリーブと感光体ドラムとのクリアラ
ンスが１ｍｍ以下と狭い場合、前述のトナー飛散は少な
いが、後述する本発明のプロセスカートリッジにおいて
は、前記クリアランスが１ｍｍ以上となるので、トナー
の重量粒径の低下の影響がより顕著となり、トナー飛散
が増大する。

【００６３】トナー粒子に外添剤が外添される場合で
も、通常、トナーの重量平均粒径は、トナー粒子の重量
平均粒径と実質的に同一の値を示すので、トナー粒子の
重量平均粒径をトナーの重量平均粒径とみなすことがで
きる。

【００６４】トナー粒子の重量平均粒径は、コールター
カウンタ法によって測定する。コールターカウンタ法に
よる測定装置としては、たとえばコールターカウンタＴ
Ａ−ＩＩまたはコールターマルチサイザ（コールター社
製）が用いられる。電解水溶液は、１級塩化ナトリウム
を用いて、約１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。たとえ
ば、ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用でき
る。

【００６５】測定方法としては、前記電解水溶液１００
〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくは
アルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加
え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加える。測定試料を
懸濁した電解水溶液は、超音波分散器で約１〜３分間分
散処理を行い、前記測定装置において、アパーチャとし
て１００μｍアパーチャを用いて、トナー粒子の体積お
よび個数を測定し、体積分布および個数分布を算出す
る。算出した体積分布および個数分布から、トナー粒子
の重量基準の重量平均粒径（Ｄ４）を求める。

【００６６】チャンネルとしては、２．００以上２．５
２μｍ未満、２．５２以上３．１７μｍ未満、３．１７
以上４．００μｍ未満、４．００以上５．０４μｍ未
満、５．０４以上６．３５μｍ未満、６．３５以上８．
００μｍ未満、８．００以上１０．０８μｍ未満、１
０．０８以上１２．７０μｍ未満、１２．７０以上１
６．００μｍ未満、１６．００以上２０．２０μｍ未
満、２０．２０以上２５．４０μｍ未満、２５．４０以
上３２．００μｍ未満、および３２．００以上４０．３
０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μ
ｍ以上４０．３０未満の粒子を対象とする。

【００６７】トナー粒子の真比重は、１．１〜１．３ｇ
／ｃｍ³であることが好ましい。トナー粒子の真比重
が、１．１ｇ／ｃｍ³より小さくなると、地肌かぶりが
増加し、１．３ｇ／ｃｍ³より大きくなると、磁気拘束
力が支配的となり画像濃度低下、磁性粉の脱落によるド
ラム融着が発生しやすくなるからである。トナー粒子ま
たはトナーの真比重は、比重計ピクノメーターセルを用
いて測定を行った。

【００６８】前記磁性微粉体は、７９．５８ｋＡ／ｍ
（１ｋエルステッド）の磁界下における残留磁化σｒ
〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和磁化σｓ〔Ａｍ²／ｋｇ〕との関
係、すなわち磁性微粉体の磁気力（σｒ／σｓ）が０．
２５未満であることが好ましい。

【００６９】本発明のトナーが好ましく用いられる現像
方法として、トナーおよび現像剤担持体である現像スリ
ーブ内にマグネットロールが設置され、このマグネット
ロールでトナーおよび現像剤を保持し、キャリア上で摩
擦帯電を行い、帯電したトナーで静電荷像保持体である
感光体ドラムの静電荷像を現像する方法が挙げられる。
このような現像方法において、前述の重量平均粒径７．
５〜１０．５μｍのトナー粒子を用いる場合、高温およ
び高湿環境下でのカブリ、耐久時においてベタ黒濃度が
薄くなる現象が生じやすくなる。

【００７０】これらの問題は磁性微粉体の磁気力（σｒ
／σｓ）をコントロールすることで効果的に解決するこ
とが可能である。トナーに磁気力を与えることによっ
て、高温および高湿環境下でトナーの摩擦帯電量が低く
なって起こるカブリの発生を良好に防止し、画像濃度低
下を防止して画像濃度を維持することができる。

【００７１】磁気力（σｒ／σｓ）が０．２５以上の磁
性微粉体を用いる場合には、磁気的拘束力が効果的に作
用しないので、高温および高湿環境でのカブリ現象、長
期使用によるベタ黒濃度薄現象が生じやすくなる。磁性
微粉体の磁気力（σｒ／σｓ）が０．０５未満の場合に
は、逆に磁気的拘束力が支配的となり、前述の全環境に
おいて画像濃度低下を招きやすいので好ましくない。磁
性微粉体の磁気力（σｒ／σｓ）は、０．１〜０．２の
範囲にあることがより好ましい。磁気特性はＶＳＭＰ−
１−１０（東英工業社製）を用いて、外部磁場７９．５
８ｋＡ／ｍで測定した。

【００７２】前記磁性微粉体としては、鉄、コバルト、
ニッケル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウム
およびケイ素などの元素を含み、磁性を有する金属酸化
物を用いることができる。これらの磁性微粉体の重量平
均粒径は、好ましくは０．０５〜０．３０μｍである。
重量平均粒径が０．０５μｍより小さい場合、物理的剪
断力次第で分散不良になる傾向があり、トナーに使用す
る場合、その磁力が均一でなく磁界方向によって磁気拘
束力に差ができるので好ましくない。重量平均粒径が
０．３０μｍより大きい場合は、後述するように本発明
によるトナーにおいては少量の磁性微粉体を均一分散さ
せて用いるので、均一分散させるための必要個数が少な
くなり、磁気拘束力のバラツキが大きくなって好ましく
ない。

【００７３】前記磁性微粉体を構成する磁性微粒子の形
状としては、八面体、六面体および球形などが挙げられ
る。分散過程における自転を防ぎ高分散にするには、よ
り物理的剪断力を受けやすい八面体形状のものが画像濃
度とカブリのラチチュード（許容範囲）を広く取り得る
ため好ましい。

【００７４】前記磁性微粉体を構成する磁性微粒子は、
さらに本発明の課題をより高度なレベルで満足させるた
めには、少なくともアミノシラン基を有し、比電気抵抗
ｒが１×１０³＜ｒ＜９×１０³〔Ω・ｃｍ〕であること
が好ましい。比電気抵抗が１×１０³〔Ω・ｃｍ〕以下
の場合、磁性微粒子の表面アミノシラン基の存在が非常
にまばらな状態であるので、トナー材料混練時に結着樹
脂と磁性微粉体との濡れ性が低下し、トナー製造におい
てトナー粒子から磁性微粉体が離脱しやすくなり、脱離
した磁性微粉体が原因となって感光体ドラムへの磁性粉
融着が生じやすくなる。比電気抵抗が９×１０³〔Ω・
ｃｍ〕より大きい場合、トナー全体が高抵抗化してチャ
ージアップによる画像濃度低下を引起こす原因となる。
より好ましい比電気抵抗の範囲は３×１０³〜５×１０³
〔Ω・ｃｍ〕である。

【００７５】前記磁性微粉体は、トナー粒子中に１〜１
０重量％含有されていることが好ましい。１重量％より
少ない場合は、重量平均粒径７．５〜１０．５μｍのト
ナー粒子においては、カブリ現象の発生を抑制すること
が困難となり、１０重量％より多い場合は、磁気拘束力
が支配的となって画像濃度が低下したり、脱落する磁性
粉が増加して感光体ドラムへの磁性粉融着が発生しやす
くなる。

【００７６】より好ましくは、トナー粒子中の磁性微粉
体の含有量は、１〜５重量％である。磁性微粉体の含有
量が多いとトナーの真比重が大きくなり、現像スリーブ
の回転に従ってより強い遠心力を受ける。この遠心力が
磁力と静電気力とを合わせた力によって大きくなるの
で、トナーは飛散することになる。また磁性微粉体の含
有量が少ない場合、トナーの真比重は小さくなって磁性
キャリアとの比重差が大きくなりすぎるため混合効率の
低下を招き、補給トナーの帯電不良によるトナー飛散お
よびカブリを引起こす原因の１つとなる。

【００７７】前記ワックスとしては、パラフィンワック
スおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスお
よびその誘導体、フィッシャートロプシュワックスおよ
びその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導
体、カルナバワックスおよびその誘導体、長鎖カルボン
酸およびその誘導体、ならびに長鎖アルコールおよびそ
の誘導体が挙げられる。誘導体としては、酸化物、ビニ
ル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル
系モノマーとワックスとのグラフト変性物とを含む。

【００７８】前記ワックスのうち、低分子量ポリプロピ
レンワックスがより好ましく、ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィ（ＧＰＣ）による数量平均分子量（Ｍ
ｎ）が６０００〜８０００であることが好ましい。混練
時における結着樹脂との分散性を良好にすることができ
るからである。また、同様の理由から、該低分子量ポリ
プロピレンワックスは、トナー粒子１００重量部に対し
て、１〜３重量部含有されていることが好ましい。

【００７９】ワックス、特に、前記ポリプロピレンワッ
クスは、その軟化点より１５〜３０℃高い温度で、トナ
ー材料の混練時において、結着樹脂への分散性が良好と
なる。混練機を用いてトナー材料が混練される際の混練
条件において、混練機からトナー材料が混練された混練
物が吐出された混練直後における混練物の温度は、混練
状態を知る重要なパラメータである。一般に混練直後の
混練物の温度が１８０℃となる混練状態に設定される場
合、ワックスの軟化点は１４５〜１６５℃であることが
好ましい。この混練状態では、結着樹脂と磁性微粉体と
の濡れ性も良好となるので、前述のように感光体ドラム
への磁性粉融着をより有効に防ぐことができる。

【００８０】前記結着樹脂としては、たとえば、ポリス
チレン、ポリ−ｐ−クロルスチレンおよびポリビニルト
ルエンなどのスチレン置換体の単重合体、スチレン共重
合体、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェ
ノール樹脂、天然変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、
メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラ
ン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチ
ラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系
樹脂などが挙げられる。架橋したスチレン系樹脂も好ま
しい結着樹脂である。

【００８１】前記スチレン共重合体としては、スチレン
−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトル
エン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、
スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メ
タクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメ
タリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル
共重合体、スチレンビニルメチルエーテル共重合体、ス
チレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビ
ニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重
合体、スチレン−イソプレン共重合体およびスチレン−
アクリロニトリル−インデン共重合体などが挙げられ
る。

【００８２】スチレン系共重合体のスチレンモノマーに
対するコモノマーとして、アクリル酸、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチ
ルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、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、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタ
クリロニトリルおよびアクリルアミドのような二重結合
を有するモノカルボン酸またはその置換体、マレイン
酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチルおよびマレイ
ン酸ジメチルのような二重結合を有するジカルボン酸な
らびにその置換体、塩化ビニル、酢酸ビニルおよび安息
香酸ビニルのようなビニルエステル、エチレン、プロピ
レンおよびブチレンのようなエチレン系オレフィン、ビ
ニルメチルケトンおよびビニルヘキシルケトンのような
ビニルケトン、ならびにビニルメチルエーテル、ビニル
エチルエーテルおよびビニルイソブチルエーテルのよう
なビニルエーテルが挙げられる。これらのビニル単量体
は、単独で、または組合わせてスチレンモノマーととも
に用いられる。

【００８３】架橋剤としては、主として２個以上の重合
可能な二重結合を有する化合物が用いられる。たとえ
ば、ジビニルベンゼンおよびジビニルナフタレンのよう
な芳香族ジビニル化合物、エチレングリコールジアクリ
レート、エチレングリコールジメタクリレートおよび
１，３−ブタンジオールジメタクリレートのような二重
結合を２個有するカルボン酸エステル、ジビニルアニリ
ン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィドおよびジビ
ニルスルホンなどのジビニル化合物、ならびに３個以上
のビニル基を有する化合物が挙げられる。これら架橋剤
は単独または混合して使用される。

【００８４】さらにスチレン系樹脂は、ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）による重量平均分子
量（Ｍｗ）が１５×１０⁴以上２５×１０⁴以下であり、
ＧＰＣによる数平均分子量（Ｍｎ）が２×１０³以上４
×１０³以下であることが好ましい。ＭｗおよびＭｎが
前記範囲内であれば、画像濃度低下を防止することがで
きる。

【００８５】また樹脂の酸化はその表面官能基に関連
し、酸性基が多いものほど酸化は大きくなり樹脂の帯電
性は負極側になる傾向がある。しかし、これら酸性基は
アゾ系金属錯体に作用しその有効な成分を失活させる原
因となる。このため前記結着樹脂の酸価が１．０ＫＯＨ
ｍｇ／ｇ未満であることが望ましい添加量となる。さら
に前記結着樹脂は、前述のワックスと同様、混練物温度
との関係で軟化点が１４５〜１６５℃であることが好ま
しい。

【００８６】前記荷電制御剤としては、有機金属化合物
を用いることが好ましい。有機金属化合物のうち、特に
気化性および昇華性に富む有機化合物を配位子または対
イオンとして含有する有機金属化合物が有用である。こ
のような有機金属化合物として、アゾ系金属錯体があ
る。アゾ系金属錯体のうち、中心金属にＣｒを含有する
下記の一般式（Ｉ）および（ＩＩ）に示すような荷電制
御剤を用いることがより好ましい。

【００８７】

【化１】

【００８８】［式中、Ｘ⁺はＮＨ⁴⁺，Ｎａ⁺，Ｈ⁺を表
す。］

【００８９】

【化２】

【００９０】［式中、ＸはＣｌ，Ｂｒ，ＳＯ₂ＮＨ₂，Ｓ
Ｏ₂ＣＨ₃，ＳＯ₂Ｃ₂Ｈ₅を表し、Ａは炭素数８〜１６の
直鎖または枝分かれした１個の酸素原子によって中断さ
れていてもよいアルキルアンモニウムを表す。］前記荷電制御剤は、トナー１００重量部に対して０．５
〜３重量部の範囲で添加されることが好ましい。

【００９１】前記着色剤としては、一般に染料、顔料お
よびカーボンブラックなどがあり、具体例としては、ニ
クロシン染料、カーマイン染料、各種の塩基性染料、酸
性染料、油性染料およびアントラキノン染料のような染
料、ならびにベンジジン系黄色有機顔料、キナントリン
系有機顔料、ローダミン系有機顔料、フタロシアニン系
有機顔料、酸化亜鉛および酸化チタンなどがある。より
好ましく用いられる着色剤として、ファーネスブラッ
ク、アセチレンブラックおよびサーマルブラックなどの
カーボンブラックを挙げることができる。

【００９２】前記カーボンブラックのうち、樹脂中での
分散性に優れた１次粒子径が１５〜３０ｎｍであり、ト
ナー製造時に、他のトナー材料の特性を損なうことのな
い酸性、すなわちｐＨ７以下のカーボンブラックが望ま
しい。前記トナーには着色成分としての磁性微粒子が添
加されているので、カーボンブラックの添加量は少量で
もよく、結着樹脂１００重量部に対して３〜７重量部で
その機能を充分満足することが可能である。

【００９３】前記トナー粒子には、無機微粉体を外添
し、トナーの帯電安定性、現像性、流動性および耐久性
を向上することが好ましい。通常のカートリッジにおい
てはクリーニング部材により回収されたトナーは、感光
体ドラムとは反対の重力方向に自重により回収され、ス
パイラル部材などによってボックスに回収される。本発
明によるドラムカートリッジは、近来の小型化傾向によ
ってクリーニングスペースも小型化されている。小型化
によって、クリーニング部材により回収されたトナー
は、感光体ドラムを圧接されながらボックスに回収され
る構造となっているので、より感光体ドラムへの磁性粉
融着が顕著となる。かかる不具合をなくすためには、ト
ナー自体の流動性を向上させ、ドラムとの摩擦係数を低
減させる必要がある。

【００９４】本発明によるドラムカートリッジのような
構造では、通常より多量な無機微粉体を外添することに
よって、摩擦係数を低減させて、前述のような磁性粉融
着を未然に防止している。ただし、このような微粉体は
通常強い負帯電性を持っており、過剰な外添はトナー全
体のチャージアップを引起こし、画像濃度を低下する要
因の１つとなる。無機微粉体の添加量としては、トナー
１００重量部に対して無機微粉体０．３〜１重量部を使
用することが好ましい。また無機微粉体の１次粒子径
は、感光体ドラムへの磁性粉融着を有効に防止するた
め、１０〜２０ｎｍであることが好ましい。

【００９５】前記無機微粉体としては、たとえばシリカ
微粉体、酸化チタン微粉体およびアルミナ微粉体などが
挙げられる。特に、ベット（ＢＥＴ）法で窒素吸着によ
り測定した比表面積９０〜１５０ｍ²／ｇの範囲内にあ
る無機微粉体が、前述の磁性粉融着を良好に防止する。
必要に応じ、無機微粉体は疎水化および帯電性制御の目
的で、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、
シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン
カップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤
およびその他の有機ケイ素化合物などの処理剤で処理さ
れることも好ましい。特に、シリコーンオイルで表面処
理されたシリカ微粉体が好ましい。前記処理剤は２種類
以上併用してもよい。

【００９６】前記ワックス、荷電制御剤および着色剤以
外に、トナー粒子が含有するその他の添加剤としては、
たとえばテフロン（登録商標）、ステアリン酸亜鉛およ
びポリフッ化ビニリデン、約４０％のシリカ含有のシリ
コーンオイル粒子などの滑剤が用いられる。酸化セリウ
ム、炭化ケイ素、チタン酸カルシウムおよびチタン酸ス
トロンチウムなどの研摩剤が好ましく用いられ、中でも
チタン酸ストロンチウムは特に好ましい研磨剤である。
ケーキング防止剤、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化
アンチモンおよび酸化スズなどの導電性付与剤、ならび
にトナー粒子と逆極性の白色微粒子および黒色微粒子に
よる現像性向上剤を少量用いてもよい。

【００９７】前記無機微粉体以外に、トナー粒子にはさ
らに磁性微粉体を外添することが好ましい。デジタル複
合機の機能の中で特にファックスの場合、一般的に印字
の濃度が低いのでチャージアップによる画像濃度低下が
しばしば問題となっている。原稿濃度が標準より６％以
上高い場合、現像剤中へは適度にトナーが補給されてト
ナーが現像剤中を循環するので問題は発生しにくい。原
稿濃度が標準より１％以下と低い場合、現像剤中へのト
ナー補給は少なく攪拌のみ繰返されるので、チャージア
ップによる画像濃度低下が発生する。かかる不具合をな
くすためには、現像剤の表面抵抗値を下げ、過剰な電荷
をリークさせる必要がある。

【００９８】本発明におけるデジタル複合機の使用形態
では、磁性微粉体を外添することによって、トナー粒子
の表面抵抗値を下げて、前述のような画像濃度低下の発
生を未然に防止する。しかし前述のように、トナー粒子
は磁性微粉体を内部に含有しているので、わずかではあ
るがエージングによる磁性微粉体の離脱があり、ライフ
後半においてかなりの量が現像剤中に蓄積される。外添
剤として磁性微粉体を過剰に添加することは、ライフ後
半における感光体ドラムへの磁性粉融着を引起こす原因
となる。

【００９９】前述の問題を解消するため、磁性微粉体を
トナー１００重量部に対して、１〜３重量部使用する。
１重量部以上とするのは、外添する磁性微粉体の量が１
重量部に満たない場合、トナー表面抵抗値を有効に低下
させることができないからである。

【０１００】前記トナー粒子に外添する磁性微粉体は、
７９．５８ｋＡ／ｍ（１ｋエルステッド）の磁界下にお
ける磁性微粉体の残留磁化σｒ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和
磁化σｓ〔Ａｍ²／ｋｇ〕との関係によって示される磁
性微粉体の磁気力（σｒ／σｓ）が０．０５＜σｒ／σ
ｓ＜０．２５であることが好ましい。トナー粒子に内添
された磁性微粉体と磁気特性を同一にして、トナー全体
としての磁気特性を損なうことがないようにするためで
ある。

【０１０１】σｒ／σｓが０．２５以上の磁性微粉体を
用いた場合、磁気的拘束力が効果的に作用しないので、
外添剤単独で離脱しやすくなり、特に高温および高湿環
境化において、飛散およびカブリを生じやすくなる。σ
ｒ／σｓが０．０５未満の場合には、逆に磁気的拘束力
が支配的となり、外添剤がトナー表面から離脱して現像
スリーブ表面に拘束されずに効果的にトナー表面抵抗を
下げることができないので、好ましくない。

【０１０２】また、前述の問題は、粒径と、７９．５８
ｋＡ／ｍ（１ｋエルステッド）の磁界下における磁性微
粉体の残留磁化σｒ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和磁化σｓ
〔Ａｍ²／ｋｇ〕との関係によって示される磁性微粉体
の磁気力（σｒ／σｓ）とが異なる２種類の外添磁性微
粉体ＡおよびＢを、トナー粒子に外添することによって
解消することも可能である。トナー粒子１００重量部に
対して、磁気力（σｒ／σｓ）が０．０５＜σｒ／σｓ
＜０．２５の外添磁性微粉体Ａを１．５〜２．５重量部
使用し、磁気力（σｒ／σｓ）がσｒ／σｓ＜０．１０
の外添磁性微粉体Ｂを０．５〜１．５重量部使用するこ
とが好ましい。

【０１０３】外添磁性微粉体Ａのσｒ／σｓが０．２５
以上の場合には、磁気的拘束力が効果的に作用しないの
で、外添剤単独で離脱しやすくなり、特に高温および高
湿環境下においてトナー飛散およびカブリを生じやすく
なる。σｒ／σｓが０．０５以下の場合には、磁気的拘
束力が支配的となり、外添剤がトナー表面から離脱して
現像スリーブ表面に拘束され、効果的にトナー表面抵抗
を下げることができないので好ましくない。さらに外添
磁性微粉体Ａが０．０５＜σｒ／σｓ＜０．２５の範囲
にあっても、トナー粒子１００重量部に対して、１．５
重量部未満の場合は、トナー表面抵抗値を有効に低下さ
せることができず、２．５重量部を超える場合、ドラム
表面への融着現象を引起こすおそれがある。

【０１０４】外添磁性微粉体Ｂのσｒ／σｓが０．１０
以上の場合には、残留磁化が支配的となり、外添剤同士
の磁気的拘束力による凝集により外添剤の効果を発揮す
ることができなくなる。さらに外添磁性微粉体Ｂがσｒ
／σｓ＜０．１０であっても、トナー粒子１００重量部
に対して、０．５重量部未満の場合、感光体ドラムへの
ＯＰＣ感光体ドラム表面を適度に削って常にフレッシュ
な面を維持することによって、ＯＰＣ感光体ドラム表面
への融着を防止する研磨効果が低くて感光体ドラムへの
磁性粉融着防止効果が低く、かつトナー表面抵抗値を有
効に低下させることができず、１．５重量部以上の場
合、研磨効果は増加するものの表面抵抗値が下がりすぎ
てチャージの過剰リークを引起こし、トナー飛散および
カブリの原因となるおそれがある。

【０１０５】なお、粒径や磁気力（σｒ／σｓ）が異な
る３種類以上の外添磁性微粉体をトナー粒子に外添する
ことによっても、前記２種類の外添磁性微粉体をトナー
粒子に外添する場合と同様の効果を得ることができる。

【０１０６】磁気特性はＶＳＭＰ−１−１０（東英工業
社製）を用いて、外部磁場７９．５８ｋＡ／ｍで測定を
行った。

【０１０７】前記磁性微粉体としては、鉄、コバルト、
ニッケル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウム
およびケイ素などの元素を含んで磁性を有する金属酸化
物を用いる。これらの金属酸化物を用いる外添磁性微粉
体の重量平均粒径は、１種類だけが用いられる場合の外
添磁性微粉体については、０．０５〜０．３０であり、
２種類が用いられる場合の外添磁性微粉体ＡおよびＢに
ついては、各々０．０５〜０．３０μｍおよび０．３０
〜０．６０μｍである。

【０１０８】１種類だけが用いられる場合の外添磁性微
粉体および外添磁性微粉体Ａの重量平均粒径が０．０５
μｍより小さい場合、ＯＰＣ感光体ドラム表面を適度に
削って常にフレッシュな面を維持する研磨効果が少なく
なるので好ましくない。重量平均粒径が０．３０μｍよ
り大きい場合は、後述するように本発明によるトナーに
おいては少量の磁性微粉体を均一分散させて用いるの
で、均一分散させるための必要個数が少なくなり好まし
くない。

【０１０９】外添磁性微粉体Ｂの重量平均粒径が０．３
０μｍより小さい場合、ＯＰＣ感光体ドラム表面への融
着を防止する研磨効果が少なくなるため好ましくない。
また、重量平均粒径が０．６０μｍより大きい場合は、
トナー表面へ静電気的に付着させることが難しくなるた
め好ましくない。

【０１１０】前記外添磁性微粉体を構成する磁性微粒子
の形状としては、八面体、六面体および球形が挙げられ
る。

【０１１１】前述の１種類だけが用いられる場合の外添
磁性微粉体および外添磁性微粉体Ａを構成する磁性微粒
子は、さらに本発明の課題をより高度なレベルで満足さ
せるため、少なくともアミノシラン基を有し、比電気抵
抗ｒが１×１０³＜ｒ＜９×１０³〔Ω・ｃｍ〕であるこ
とが好ましい。比電気抵抗が１×１０³〔Ω・ｃｍ〕以
下の場合、磁性微粒子の表面アミノシラン基の存在が非
常にまばらな状態であるので、耐湿性が低下し表面抵抗
が環境特性を受けやすくなるため高温・高湿環境下にカ
ブリおよび飛散を生じやすくなる。比電気抵抗が９×１
０³〔Ω・ｃｍ〕より大きい場合、チャージリーク効果
が劣る結果となる。

【０１１２】前記外添磁性微粒子Ｂを構成する磁性微粒
子についても、さらに本発明の課題をより高度なレベル
で満足させるため、Ｆｅ₃Ｏ₄・ＭｎＯで表される磁性微
粒子で構成され、比電気抵抗ｒが１×１０⁸＜ｒ＜９×
１０⁸〔Ω・ｃｍ〕であることが好ましい。比電気抵抗
が１×１０⁸〔Ω・ｃｍ〕以下の場合、トナー表面抵抗
が低すぎるためチャージリークが激しくかぶり、飛散を
生じやすくなり、比電気抵抗が９×１０⁸〔Ω・ｃｍ〕
より大きい場合、適度なチャージリークが発生せず帯電
量上昇による濃度低下の原因となる。

【０１１３】つぎにトナーの製造方法について説明す
る。トナーの製造に用いる混練機としては、近年のトナ
ーの量産化に対応して、エクストルーダを用いて混練す
ることが好ましい。特に２軸エクストルーダが品質安定
性および量産性の観点から好ましい混練機である。具体
例としては、ＴＥＭ−１００Ｂ（東芝機械製）およびＰ
ＣＭ−８７（池貝鉄工製）などが挙げられる。

【０１１４】トナー粒子を生成するための溶融混練工程
において、少なくとも結着樹脂、磁性微粉体およびワッ
クスを有するトナー材料混合物を、前記混練機によって
以下の条件にて混練して混練物を得る。

【０１１５】混練温度：結着樹脂またはワックスの軟化
点温度＋１５℃〜３０℃ 回転数：１５０〜２１０ｒｐｍ供給量：８０〜１４０ｋｇ／ｈｒ得られた混練物は、従来公知の方法で圧延冷却、粗砕、
ジェット気流による微粉砕、分級を行い、トナー粒子が
得られる。

【０１１６】得られたトナー粒子における磁性微粉体お
よびワックスの分散性については、トナー粒子の誘電体
損失（ｔａｎδ）および抵抗値Ｒを測定することによっ
て知ることができる。一般的にトナー粒子中のトナー材
料の分散性が悪い場合、誘電体損失（ｔａｎδ）の値は
大きく、抵抗値Ｒは小さくなる。分散性がよい場合、誘
電体損失（ｔａｎδ）の値は小さく抵抗値Ｒは大きくな
る。ただし、あまりにも高分散になった場合、抵抗値Ｒ
が上昇して現像性低下を引起こす。前記トナー粒子にお
いて、１．５＜ｔａｎδ＜４．０および２００＜Ｒ＜３
５０が好ましい。

【０１１７】誘電体損失（ｔａｎδ）は、誘電体損測定
装置（ＴＲＳ−１０Ｔ型：安藤電気社製）を用いて測定
した。測定方法としては、まず得られたトナー粒子から
錠剤成形器を用いて約１．５ｍｍφ程度の測定用サンプ
ルを作成する。次に前記サンプルを固体用電極内部に装
着し、電極を恒温槽の中にプラグインする。測定装置の
測定モードをゼロバランスモードに設定し、測定周波数
に応じてＰＡＴＩＯ値を決定し、平衡の操作を行う。こ
のときのコンダクタンスの値をＲｏとする。さらに測定
モードを換えて零平衡と同様に平衡操作を行う。このと
きの静電容量をＣｘ、コンダクタンスをＲ１とする。

【０１１８】ｔａｎδは前記測定値を用いて以下のよう
に求めることができる。誘電体を空気で置換えたときの
静電容量である幾何学的静電容量をＣｏとすると、誘電
率（ε１）は、誘電率（ε１）＝Ｃｘ／Ｃｏ …（１）より求められ、角周波数ωは周波数ｆ（Ｈｚ）によって
ω＝２πｆで示され、コンダクタンスＧｘは、Ｇｘ＝Ｐ
ＡＴＩＯ値×（Ｒ１−Ｒｏ）で示されるので、誘電損率
（ε２）は、誘電損率（ε２）＝Ｇｘ／ωＣｏ …（２）より求められる。ｔａｎδは、ｔａｎδ＝ε２／ε１ …（３）にて示され、式（３）に、式（１）および式（２）を代
入すると、ｔａｎδは、Ｇｘ／ωＣｘ＝ＰＡＴＩＯ値×（Ｒ１−Ｒｏ）／２πｆＣｘ …（４）と表され、各測定値をそれぞれ代入してｔａｎδを求め
た。周波数１ｋＨｚで測定し、それに応じたＰＡＴＩＯ
値は１×１０^-9であった。

【０１１９】また、トナー粒子は、７９．５８ｋＡ／ｍ
（１ｋエルステッド）の磁界下における磁性微粉体の飽
和磁化σｓ〔Ａｍ²／ｋｇ〕が０．１＜σｓ＜３．０で
あることが好ましい。本発明によるプロセスカートリッ
ジの現像スリーブとドクターブレードとのクリアランス
が１．０ｍｍ以上と広いからである。このような広いク
リアランスは、プロセスカートリッジ自体の精度がラフ
でよいので生産原価がかからないという利点がある。そ
の反面、現像剤の穂が長くなりドラム融着が発生しやす
くなる。また本発明によるプロセスカートリッジは、そ
の回転部材のギヤ配置の簡素化および低コスト化のた
め、スリーブの回転方向とドラムの回転方向とが逆であ
る。このため一層現像剤の穂に対するストレスが大き
く、ドラム融着が発生しやすい現像システムとなってい
る。したがって本発明のプロセスカートリッジには、飽
和磁化が高く、より磁力が強いことが要求される。

【０１２０】以上のようにして分散性などを評価したト
ナー粒子に、前記無機微粉体を含む外添剤を従来公知の
方法によって外添してトナーを得た。

【０１２１】つぎに得られたトナーを使用する画像形成
方法の一例について説明する。図１は、本発明による画
像形成装置の構成の一例を示す断面図である。図２は、
図１の一部を拡大して示す断面図である。該画像形成装
置は、帯電チャージャ１を有する帯電部と、レーザユニ
ット３を有する露光部と、現像器６および感光体ドラム
２を有する現像部と、ローラ転写手段を有する転写部
と、クリーニング手段を有するクリーニング部とを含
む。

【０１２２】帯電部では、帯電チャージャ１により電圧
を印加され、静電荷像担持体である感光体ドラム２の表
面に負極性に帯電する。レーザユニット３からのレーザ
光による露光によって、イメージスキャニングにより感
光体ドラム２の表面にデジタル潜像を形成し、ドクター
ブレード１４および磁石であるマグネットロール４を内
包しているトナー担持体である現像スリーブ５を具備す
る現像器６の現像剤７中のトナーで、該潜像を反転現像
する。現像部において感光体ドラム１の導電性基体は接
地され、現像スリーブ５にはバイアス印加手段により直
流バイアスが印加されている。転写紙８が搬送されて転
写部にくると、ローラ転写手段９によって感光体ドラム
２側と反対面になる転写紙の背面から電圧印加手段で帯
電することにより、感光体ドラムの表面上の現像画像で
あるトナー像が転写チャージャによって転写紙上に転写
される。感光体ドラム２から分離された転写紙８は、加
熱加圧ローラ定着器において、加熱ローラおよび加圧ロ
ーラによって転写紙８上のトナー画像を定着するために
定着処理される。

【０１２３】転写工程後の感光体ドラム２に残留するト
ナーは弾性のクリーニングブレード１２によりクリーニ
ングされ、回収ボックスに回収される。クリーニング手
段によるクリーニング後の感光体ドラム２は、再度、帯
電手段であるチャージャ１による帯電工程から始まる工
程が繰返される。

【０１２４】感光体ドラム２は、感光層および導電性基
体を有する。トナー担持体である非磁性円筒の現像スリ
ーブ５は、現像部において感光体ドラム２の表面と逆方
向に進むように回転する。現像スリーブ５の内部には、
磁界発生手段である多極永久磁石からなるマグネットロ
ールが回転しないように配されている。現像器６内のト
ナー７は現像スリーブ５の非磁性円筒面上に塗布され、
キャリアとの摩擦によって、トナー７には、たとえばマ
イナスのトリボ電荷が与えられる。

【０１２５】前記現像部においてバイアス手段によって
印加する直流バイアスは−４００〜−５００Ｖであれば
よい。現像部におけるトナーの移転に際し、感光体ドラ
ム２表面の静電的およびバイアスの作用によってトナー
は静電像側に移転する。

【０１２６】感光体ドラム２は、アルミニウムなどの導
電性金属で形成されている導電性基層と、その外面に形
成した光導電層とを基本構成層とし、所定の周速度のプ
ロセススピードで回転される。感光体ドラムの表面は帯
電チャージャによって所定の極性および電位に帯電され
る。次いで、現像露光により静電荷像が形成され、現像
手段により静電荷像はトナー画像として順次可視化され
ていく。

【０１２７】つぎに本発明によるプロセスカートリッジ
について説明する。本発明によるプロセスカートリッジ
は、少なくとも現像手段と静電荷像保持体とが個別にカ
ートリッジ化されて構成され、たとえば複写機、レーザ
ビームプリンタおよびファクシミリ装置などの画像形成
装置本体に着脱可能に装着されている。

【０１２８】図２に示すように、現像手段である現像器
６、ドラム状の静電荷像保持体である感光体ドラム２、
クリーニングブレード１２を有するクリーニング手段お
よび１次帯電手段としての帯電チャージャ１を一体とし
たプロセスカートリッジ１３が例示される。プロセスカ
ートリッジ１３では、現像手段は、現像剤層厚規制手段
としてのドクターブレード１４とトナー容器内にトナー
を有し、該トナーを用い、現像時にはバイアス印加手段
からの現像バイアス電圧により感光体ドラムとトナー担
持体としての現像スリーブとの間に所定の電界が形成さ
れて現像工程が実施される。この現像工程を好適に実施
するために、感光体ドラムと現像スリーブとの間の距離
およびドクターブレードと現像スリーブとの間の距離が
調整される。

【０１２９】前述のように、プロセスカートリッジとし
て、現像手段、静電荷像保持体、クリーニング手段およ
び１次帯電手段の４つの構成要素を一体的にカートリッ
ジ化した実施形態について説明したが、本発明において
プロセスカートリッジは、現像手段と静電荷像保持体と
が別々にカートリッジ化されたものであればよい。

【０１３０】（実施例）本発明を以下の実施例に基づい
てより具体的に説明する。

【０１３１】以下に示すトナー処方によって各種トナー
を製造した。まず、結着樹脂、磁性微粉体、ワックス、
荷電制御剤およびカーボンブラックを用いて、トナー粒
子を得た。

【０１３２】結着樹脂としては、スチレン−アクリル酸
ｎ−ブチル共重合体（共重合重量比＝８０：２０）であ
って、重量平均分子量（Ｍｗ）２０万、数平均分子量
（Ｍｎ）３０００、軟化点１５５℃および酸価０．２Ｋ
ＯＨｍｇ／ｍｇを有する樹脂１００重量部を用いた。

【０１３３】磁性微粉体としては、アミノシラン基を有
し、重量平均粒径０．２０μｍ、σｒ／σｓ＝０．１
５、抵抗値４×１０³Ω・ｃｍおよび八面体形状の磁性
微粒子を有する磁性微粉体を３重量部用いた。

【０１３４】ワックスとしては、軟化点１５５℃および
数平均分子量（Ｍｎ）６０００〜８０００を有するポリ
プロピレンを２重量部用いた。なお、ワックスの軟化点
は、ＤＳＣ吸熱ピーク温度によって測定した。

【０１３５】荷電制御剤としては、１次粒子径７μｍお
よび前記一般式（１）で示されるモノアゾ錯体から成る
負荷電制御剤を１．５重量部用いた。

【０１３６】カーボンブラックとしては、１次粒子径３
０μｍおよびｐＨ３を有するカーボンブラックを６重量
部用いた。

【０１３７】前記材料をヘンシェルミキサで混合して混
合物を得た。得られた混合物を２軸エクストルーダ（機
種名「ＰＣＭ−６５」：池貝鉄工社製）に導入し、設定
温度１００℃、スクリュの回転数８０ｒｐｍおよび混合
物の供給量（吐出量）１１０ｋｇ／ｈｒで混合物を溶融
混練した。混練直後の混練物の温度は、１８０℃であっ
た。混練物をハンマーミルで１ｍｍ以下に粗粉砕し、得
られた粗粉砕物をジェット気流を用いた衝突式気流粉砕
機で微粉砕し、微粉砕物を得た。微粉砕物を分級して重
量平均粒径（Ｄ５０）８．２μｍのトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子の物性を以下の表３および表４に示
す。

【０１３８】トナー物性は、前述のようにして、真比重
は比重計ピクノメータセルを用い、飽和磁化はＶＳＭＰ
−１−１０（東英工業社製）を用い、誘電体損失（ｔａ
ｎδ）はＴＲＳ−１０Ｔ（安藤電気社製）を用いて、そ
れぞれ測定した。

【０１３９】

【表１】

【０１４０】得られたトナー粒子１００重量部と、表１
に示す添加量〔重量部〕、ＢＥＴ比表面積〔ｍ²／ｇ〕
および１次粒子径〔ｎｍ〕を有し、シランカップリング
剤とジメチルシリコーンオイルとで表面処理している疎
水性シリカ微粉体と、アミノシラン基を有し、表１に示
す添加量〔重量部〕、σｒ／σｓ、比電気抵抗〔Ω・ｃ
ｍ〕、重量平均粒径〔μｍ〕および形状の磁性微粒子を
有する磁性微粉体とを混合し、トナー処方１〜９の負摩
擦帯電性のトナーを調製した。

【０１４１】

【表２】

【０１４２】また、得られたトナー粒子１００重量部
と、表２に示す添加量〔重量部〕、ＢＥＴ比表面積〔ｍ
²／ｇ〕および１次粒子径〔ｎｍ〕を有し、シランカッ
プリング剤とジメチルシリコーンオイルとで表面処理し
ている疎水性シリカ微粉体と、アミノシラン基を有し、
表２に示す添加量〔重量部〕、σｒ／σｓ、比電気抵抗
〔Ω・ｃｍ〕、重量平均粒径〔μｍ〕および形状の磁性
微粒子を有する磁性微粉体Ａおよび磁性微粉体Ｂとを混
合し、トナー処方１１〜１９の負摩擦帯電性のトナーを
調製した。

【０１４３】以上のようにして得られたトナーを一成分
系現像剤として、図１および図２に示した画像形成装置
に用いて行った画出し試験についての評価結果を以下の
表３および４に示す。６００ｄｐｉの解像性を有する反
転現像方法で静電荷像を現像するレーザビームプリンタ
（商品名ＡＲ−１６０：シャープ社製）用のプロセスカ
ートリッジの現像器にトナーを導入し、プロセスカート
リッジをレーザビームプリンタに装着し、各環境下にお
いて画出し試験を行った。画出し試験において形成され
た画像について、画像濃度、カブリ度、ドラム融着、画
質およびトナー消費量を、以下の測定方法によって評価
した。

【０１４４】（ａ）画像濃度測定方法直径５５ｍｍの黒円を含む原稿を用いて、初期（２〜４
枚目）および２０Ｋ（２００，０００〜２００，００２
枚目）に３枚ずつ複写し、得られたベタ黒画像の画像濃
度（ＩＤ）をマクベス濃度計によって測定し、３枚の平
均を以下の５段階に評価した。５：１．４以上４：１．３以上１．４未満３：１．２以上１．３未満２：１．０以上１．２未満１：１．０未満

【０１４５】（ｂ）カブリ濃度測定法予め画像形成前のＡ４サイズの白紙の白度を、白度計
（ハンター白度計、日本電色工業社製）にて測定し、そ
の値を第１測定値とする。次に、直径５５ｍｍの白円を
含む原稿を用いて３枚複写し、得られたコピーサンプル
の白部を前述の白度計にて測定し、その平均値を第２測
定値をする。第２測定値の値を第１測定値から差引いた
値をカブリの値（ＢＧ）とし、以下の５段階に評価し
た。カブリの値は初期および２０Ｋにおいて測定した。５：０．４未満４：０．４以上０．６未満３：０．６以上０．８未満２：０．８以上１．０未満１：１．０以上

【０１４６】（ｃ）ドラム融着ドラム融着とは、感光体ドラムに微粉体などの付着物が
付着することをいう。２００，０００枚耐久複写を行っ
た後、Ａ４サイズのベタ黒画像上に生ずるＯＰＣ感光体
ドラムに付着した付着物に起因する白点の発生程度によ
って、ドラム融着の程度を以下の５段階に評価した。５：全く発生しなかった。３：数点発生が見られるが、実用上問題なし。１：発生が数十点と多く、実用上問題あり。ランク４はランク５と３の中間レベルとし、ランク２は
ランク３と１の中間レベルとした。

【０１４７】（ｄ）６００ｄｐｉのドット画像１インチあたり６００個のドット潜像を形成し得る画出
し条件で、ワンドットのトナー画像を形成し、トナー画
像を拡大して目視により５段階に評価した。５：優４：良３：普通２：やや悪い１：悪い（トナーの飛散りの発生が見られたり、ドット
の画像の形状がいびつである）

【０１４８】（ｅ）トナー消費量Ａ４サイズの黒ベタ率６％の原稿を用いて２００００枚
耐久複写を行った後、耐久複写前後の現像器内のトナー
の消費量を測定し、以下の５段階に評価した。５：２５ｇ／１０００枚未満４：２５ｇ／１０００枚以上３０ｇ／１０００枚未満３：３０ｇ／１０００枚以上３５ｇ／１０００枚未満２：３５ｇ／１０００枚以上４０ｇ／１０００枚未満１：４０ｇ／１０００枚以上前記各評価の平均値を算出して総合評価とした。

【０１４９】

【表３】

【０１５０】

【表４】

【０１５１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、所定の磁
性微粉体、特に粒子径の異なる２種類の磁性微粉体を外
添して構成材料および構成比を最適化することによっ
て、低温および低湿環境下でも画像濃度低下を防止する
とともに、ライフ後半において画質劣化を引起こすこと
がない静電荷像現像用トナーおよび静電荷像現像用現像
剤を提供することができる。

【０１５２】また本発明によれば、前記トナーおよび現
像剤を使用して、低温および低湿環境下でも画像濃度低
下を防止するとともに、ライフ後半において画質劣化を
引起こすことがない画像形成装置および方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の構成の一例を示す
断面図である。

【図２】図１の一部を拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

１帯電手段２感光体ドラム５現像スリーブ１２クリーニングブレード１３プロセスカートリッジ１４ドクターブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 9/08 ３６１ (72)発明者森西康晴大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者尾藤貴広大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA02 AA03 AA06 AA08 CA04 CA14 CA26 CB04 CB13 EA01 EA02 EA03 EA05 EA06 EA10 FA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナー粒子と、該トナー粒子に外添され
ている１または複数種類の外添磁性微粉体とを有する静
電荷像現像用トナーであって、前記トナー粒子は、少なくとも結着樹脂および着色材料
としての内添磁性微粉体を含有し、重量平均粒径が７．
５〜１０．５μｍであり、かつ真比重が１．１〜１．３
ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする静電荷像現像用トナ
ー。
【請求項２】前記外添磁性微粉体は、重量平均粒径
０．０５〜０．３μｍを有する外添磁性微粉体Ａを含む
ことを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像用トナ
ー。
【請求項３】前記外添磁性微粉体Ａは、７９．５８ｋ
Ａ／ｍ（１ｋエルステッド）の磁界下における残留磁化
σｒ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和磁化σｓ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と
が、０．０５＜σｒ／σｓ＜０．２５の関係を満たして
いることを特徴とする請求項２記載の静電荷像現像用ト
ナー。
【請求項４】前記外添磁性微粉体Ａは、表面に少なく
ともアミノシラン基を有する八面体形状の粒子であっ
て、その比電気抵抗が１×１０³〜９×１０³Ω・ｃｍで
あることを特徴とする請求項３記載の静電荷像現像用ト
ナー。
【請求項５】前記外添磁性微粉体Ａは、トナー粒子１
００重量部に対して、１〜３重量部の割合で外添されて
いることを特徴とする請求項２記載の静電荷像現像用ト
ナー。
【請求項６】前記外添磁性微粉体は、重量平均粒径
０．３〜０．６μｍを有する外添磁性微粉体Ｂを含むこ
とを特徴とする請求項２記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項７】前記外添磁性微粉体Ｂは、７９．５８ｋ
Ａ／ｍ（１ｋエルステッド）の磁界下における残留磁化
σｒ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和磁化σｓ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と
が、σｒ／σｓ＜０．１０の関係を満たしていることを
特徴とする請求項６記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項８】前記外添磁性微粉体Ｂは、Ｆｅ₃Ｏ₄・Ｍ
ｎＯで表される磁性微粒子で構成され、その比電気抵抗
が１×１０⁸〜９×１０⁸Ω・ｃｍであることを特徴とす
る請求項７記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項９】前記外添磁性微粉体ＡおよびＢは、トナ
ー粒子１００重量部に対して、各々１．５〜２．５およ
び０．５〜１．５重量部の割合で外添されていることを
特徴とする請求項６記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項１０】前記内添磁性微粉体は、７９．５８ｋ
Ａ／ｍ（１ｋエルステッド）の磁界下における残留磁化
σｒ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と飽和磁化σｓ〔Ａｍ²／ｋｇ〕と
が、０．０５＜σｒ／σｓ＜０．２５の関係を満たして
いることを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像用ト
ナー。
【請求項１１】前記内添磁性微粉体は、表面に少なく
ともアミノシラン基を有する八面体形状の粒子であっ
て、その比電気抵抗が１×１０³〜９×１０³Ω・ｃｍで
あることを特徴とする請求項１０記載の静電荷像現像用
トナー。
【請求項１２】前記内添磁性微粉体は、前記トナー粒
子中に１〜１０重量％含有されていることを特徴とする
請求項１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項１３】前記内添磁性微粉体は、重量平均粒径
が０．０５〜０．３０μｍであることを特徴とする請求
項１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項１４】前記結着樹脂は、スチレン重合体、ス
チレン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合
体およびスチレン−メタクリル酸エステル共重合体から
成るグループから選ばれた１または複数のスチレン系樹
脂であることを特徴とする請求項１記載の静電荷像現像
用トナー。
【請求項１５】前記スチレン系樹脂は、数平均分子量
が２×１０³〜４×１０³であり、かつ重量平均分子量が
１５×１０⁴〜２５×１０⁴であることを特徴とする請求
項１４記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項１６】前記結着樹脂は、酸価が１．０ＫＯＨ
ｍｇ／ｇ未満であることを特徴とする請求項１記載の静
電荷像現像用トナー。
【請求項１７】前記結着樹脂は、軟化点が１４５〜１
６５℃であることを特徴とする請求項１記載の静電荷像
現像用トナー。
【請求項１８】前記トナー粒子は、７９．５８ｋＡ／
ｍ（１Ｋエルステッド）の磁界下における飽和磁化が
０．１〜３．０〔Ａｍ²／ｋｇ〕であることを特徴とす
る請求項１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項１９】前記トナー粒子は、誘電体損失が１．
５×１０^-3〜４．０×１０^-3であることを特徴とする請
求項１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項２０】前記トナー粒子は、比電気抵抗が２０
０×１０⁹〜３５０×１０⁹Ω・ｍであることを特徴とす
る請求項１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項２１】前記トナー粒子は、該トナー粒子１０
０重量部に対して低分子量ポリプロピレンワックスを１
〜３重量部含有していることを特徴とする請求項１記載
の静電荷像現像用トナー。
【請求項２２】前記低分子量ポリプロピレンワックス
は、数平均分子量が６０００〜８０００であることを特
徴とする請求項２１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項２３】前記低分子量ポリプロピレンワックス
は、軟化点が１４５〜１６５℃であることを特徴とする
請求項２１記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項２４】前記トナー粒子に、ＢＥＴ法によって
測定された比表面積が９０〜１５０ｍ²／ｇである無機
微粉体が外添されていることを特徴とする請求項１記載
の静電荷像現像用トナー。
【請求項２５】前記無機微粉体は、トナー粒子１００
重量部に対して、０．３〜１重量部含有されていること
を特徴とする請求項２４記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項２６】前記無機微粉体は、シリコーンオイル
で処理されているシリカ微粉体であることを特徴とする
請求項２４記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項２７】前記無機微粉体は、１次粒子径が１０
〜２０ｎｍであることを特徴とする請求項２４記載の静
電荷像現像用トナー。
【請求項２８】請求項１〜２７のうちのいずれか１つ
に記載の静電荷像現像用トナーから成る一成分系現像剤
であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
【請求項２９】請求項２８に記載の静電荷像現像用現
像剤によって静電潜像を現像する手段を備えたことを特
徴とする画像形成装置。
【請求項３０】少なくとも結着樹脂および着色材料と
しての内添磁性微粉体を含有し、重量平均粒径が７．５
〜１０．５μｍであり、かつ真比重が１．１〜１．３ｇ
／ｃｍ³であるトナー粒子と、該トナー粒子に外添され
ている１または複数種類の外添磁性微粉体とを有する静
電荷像現像用トナーから成る一成分系現像剤を用いて現
像する工程を含むことを特徴とする画像形成方法。