JP2007272204A

JP2007272204A - トナーおよび画像形成装置

Info

Publication number: JP2007272204A
Application number: JP2007046530A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yabe; 成男矢部; Kosuke Naito; 甲介内藤
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】アモルファスシリコン感光体とトナーとの摩擦係数を規定することにより、感光体の適度な研磨性を得ることができ、マシン寿命まで感光体を交換することなく良好な画像を得ることのできるトナーを提供することである。
【解決手段】潜像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用い、転写工程後に前記感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置に使用するトナーである。このトナーは、前記感光体との摩擦係数が０．３〜０．６であり、酸化チタンなどの無機微粒子が外添され、該無機微粒子の数平均一次粒子径が３０nm以上である。前記トナーのうち体積基準平均粒子径の１／４以下の粒子径を有するトナー微粉が、個数割合で３０％以下である。
【選択図】なし

Description

本発明は、複写機、プリンタやファクシミリに好適に用いられるトナーおよび画像形成装置に関する。

現在、画像形成装置に使用される感光体としては有機感光体（ＯＰＣ）が一般的であるが、画像形成装置の高耐久化に伴ってアモルファスシリコン感光体を使用した装置も市場に供給されている。これは、ＯＰＣの寿命が５万枚程度であるのに対して、アモルファスシリコン感光体は感光体の膜そのものの硬度が極めて高く、その寿命は５０万枚以上にも達し、非常に耐久性があるためである。
一方、こうしたアモルファスシリコン感光体を用いて画像形成を行なう場合も、ＯＰＣ同様に帯電、露光、現像（反転現像）、転写、クリーニング、除電といった各プロセスを順次行うことで画像形成を行なっている。しかし、アモルファシシリコン感光体では、繰り返し使用すると、帯電などの工程で生じた放電生成物の影響により高温高湿下で感光体表面の抵抗が低下し、いわゆる画像流れという現象が生じやすくなる。このため、クリーニング工程においてクリーニングにより回収されたトナーを使用して感光体表面を研磨することも行なわれている。また、転写紙に含まれる紙粉成分が感光体表面に強固に付着して、付着部分に画像欠陥を生じることがある。また一方では、感光体表面への研摩が強すぎる場合、感光層が過度に削れ、長期繰り返しによって感光層の厚みが不足し、画像不良となるといった問題がある。

そこで、感光体表面の磨耗を防止するために、トナーの動摩擦係数を規定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。ここでは、感光体の偏摩耗の発生を抑えるために、表面ワックスに影響されるトナー動摩擦係数を適切にした現像剤を用いているが、前記摩擦係数は、トナーをペレット状にしたサンプルを測定したものであり、必ずしも実際のプリンタ内での状態を反映したものではなく、また、長期使用においては感光体の研磨性には問題がある。

特開２００４−２５８６２５号公報

上記したように、アモルファスシリコン感光体を用いた電子写真プロセスでは、マシン寿命まで感光体交換が不要であり、部材の削減が可能であるばかりではなく、部材交換の工数や、ダウンタイムの削減につながり、快適に出力をすることができる。しかし、そのためには、画像欠陥の原因となる感光体表面へのトナー成分や、紙粉、放電生成物の付着を防止し、かつ感光体の過度の膜削れを引き起こさない適度な研摩が必要となる。
本発明の課題は、アモルファスシリコン感光体とトナーとの摩擦係数を規定することにより、感光体の適度な研磨性を得ることができ、マシン寿命まで感光体を交換することなく良好な画像を得ることのできるトナーを提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、アモルファスシリコン感光体との摩擦係数が所定の範囲内にあり、少なくとも、数平均一次粒子径が３０nm以上である無機微粒子を外添したトナーを用いることにより、長期使用においても良好な感光体の表面を維持できることを見出した。

すなわち、本発明のトナーおよび画像形成装置は、潜像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用い、転写工程後に前記感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置に使用するトナーにおいて、前記感光体との摩擦係数が０．３〜０．６であり、少なくとも、数平均一次粒子径が３０nm以上である無機微粒子が外添されている。
前記トナーのうち体積基準平均粒子径の１／４以下の粒子径を有するトナーが、個数割合で３０％以下であり、前記無機微粒子を０．５％以上含有するのがよい。また、前記無機微粒子は数平均一次粒子径５０nm以上の酸化チタン粒子であるのがよい。
本発明の画像形成装置は、潜像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用い、転写工程後に前記感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、前記のトナーを用いる。

本発明によれば、潜像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用い、転写工程後に前記感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置に使用するトナーにおいて、前記感光体との摩擦係数が所定の範囲内にあり、少なくとも数平均一次粒子径が３０nm以上である無機微粒子が外添されたトナーを用いることにより、感光体の適度な研摩性が得られ、感光層削れや、画像流れのない感光体表面を維持することができ、長期にわたり良好な画像を得ることができる。

以下に、本発明に係るトナーおよび画像形成装置について詳細に説明をする。
本発明のトナーは、潜像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用い、転写工程後に前記感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置に使用される。トナーにおいて、前記感光体との摩擦係数が０．３〜０．６であり、少なくとも無機微粒子が外添され、該無機微粒子の数平均一次粒子径が３０nm以上のトナーである。
前記画像形成装置において、前記感光体表面を良好な状態に維持するため適切に研摩する必要がある。その研摩は、クリーニングブレード、もしくは別途設けられた研摩手段によりトナーを感光体に圧接することで行なわれる。このとき、トナーに無機微粒子を添加することで適度な研摩性を付与できる。すなわち、トナーの表面に添加されている無機微粒子の材質、数平均一次粒子径、トナーへの付着状態が前記研摩性に大きく影響を及ぼす。

研摩性に有効な無機微粒子としてはシリカ、酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム等金属酸化物があげられる。特に酸化チタンが研摩性付与に有効である。前記無機微粒子をトナーに外添することにより、トナーと感光体との間に摩擦が生じ、これにより適度の研摩性が得られる。本発明のトナーと感光体との摩擦係数は、上記したように、０．３以上０．６以下である。摩擦係数が０．３より小さいと研摩効果が十分表れない。また、０．６を超えると過度の感光体削れが生じ、画像不良をもたらす。

また、前記研摩性は添加する無機微粒子の数平均一次粒子径により異なる。適度な研摩性を付与するためには数平均一次粒子径は２０nm以上、好ましくは３０nm以上、より好ましく５０nm以上であるのがよい。数平均一次粒子径が２０nm未満の小さい無機微粒子は、現像機内や、クリーニング部でトナーが受ける物理的ストレスにより、トナーの母粒子内部に埋没していまい、研摩性が損なわれてしまう。本発明では、特に数平均一次粒子径が３０nm以上である無機微粒子が外添されていることが必要である。

また、前記研磨性はトナーに添加する無機微粒子の添加量により制御できる。前記添加量がトナー量の０．１%以上であれば適度な研摩性が得られる。好ましくは０．３％以上、より好ましくは０．５%以上２．０％以下である。前記添加量が０．３％以下であると研摩効果が十分表れない。また、２．０％を超えると感光体との摩擦係数が大きくなり過度の感光体削れが生じ、画像不良をもたらす。

また、前記研磨性はトナーに含有されるトナー微粉量の影響を受ける。ここで、トナー微粉とは、トナーの体積基準平均粒子径の１／４以下の微粉のトナーをいう。本発明の微粉量は個数割合（％）で３０％以下である。トナー中に含まれる微粉は他のトナー粒子の表面に付着する傾向がある。トナー粒子表面にトナー微粉が付着し、その微粉量が３０％を超えると、研摩の目的で添加した無機微粒子が直接感光体表面に接触できなくなり、研摩性が低下する。すなわち、トナー微粉量が多いと、適正な無機微粒子を添加しても充分な研摩効果が得られず、画像流れが発生することになる。

（トナーの製造方法）
本発明で用いられるトナーは、所定量の結着樹脂に、離型剤、着色剤および電荷制御剤を添加し、それをヘンシェルミキサーなどの混合装置で攪拌混合して得ることができる。前記攪拌混合して得られる混合物を二軸押出機などで溶融混練し、冷却後、ハンマーミルやジェットミルなどの粉砕機で粉砕する。次に、風力分級機などの分級機を用いて、分級した後、所定の大きさの粒径のトナー粒子を得る。次に、得られたトナー粒子に対して、所定量の前記外添剤を添加し、ヘンシェルミキサーなどの混合装置で撹拌混合して製造することができる。

（結着樹脂）
前記結着樹脂としては、特に限定はなく、例えばスチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、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−ブタジエン樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。もちろん、必要により、これらの樹脂にその他の樹脂を併用する、またはこれらの樹脂を２種以上用いてもよい。

上記スチレン−アクリル樹脂の基体となる単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ヒドロキシスチレン等のスチレン誘導体；メタクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、プロポキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルなどが挙げられる。

上記各種単量体の混合物は、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等任意の方法で重合し、本発明で使用する結着樹脂とすることができる。かかる重合に際し、使用できる重合開始剤としては過酸化アセチル、過酸化デカノイル、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等の公知の重合開始剤を使用することができる。これら重合開始剤は単量体総重量に対して０．１〜１５重量％の範囲で使用するのが好ましい。

上記ポリエステル樹脂は、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものであって、多価カルボン酸類としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、１，２，４−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、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸；マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、アゼライン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸、メチルメジック酸等の脂環式ジカルボン酸；これらカルボン酸の無水物や低級アルキルエステルが挙げられ、これらの１種又は２種以上が使用される。

ここで３価以上の成分の含有量は架橋度に依存し、所望の架橋度とするためにはその添加量を調整すればよい。一般的には、３価以上の成分の含有量は１５ｍｏｌ％以下が好ましい。

ポリエステル樹脂に用いられる多価アルコール類としては、例えば、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、１，４−ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタングリコール、１，６−ヘキサングリコール等のアルキレングリコール類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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アルキレンエーテルグリコール類；１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡ等の脂環族多価アルコール類；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等のビスフェノール類及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を組み合わせて使用できる。

なお、分子量の調整や反応の制御を目的として、モノカルボン酸、モノアルコールを必要により使用してもよい。モノカルボン酸としては、例えば安息香酸、パラオキシ安息香酸、トルエンカルボン酸、サリチル酸、酢酸、プロピオン酸及びステアリン酸等が挙げられる。モノアルコールとしては、ベンジルアルコール、トルエン−４−メタノール、シクロヘキサンメタノールなどのモノアルコールが挙げられる。

結着樹脂のガラス転移温度は、５４〜６２℃の範囲のものが好ましい。ガラス転移温度が５４℃未満の場合、現像装置やトナーカートリッジ内で固まるおそれがあり、他方６２℃を超える場合、紙などの被転写物にトナーが十分に定着しないことがあるからである。

（離型剤）
離型剤としては、例えば、各種ワックス類、低分子量オレフィン系樹脂などを使用することができる。ワックス類としては、例えば脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックスなどが挙げられる。低分子量オレフィン系樹脂としては、例えば、数平均分子量が１，０００〜１０，０００、特に２，０００〜６，０００の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等が挙げられる。離型剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部であるのが好ましい。

（着色剤）
磁性トナーにおいては、磁性粉によりトナー色彩は黒になるので、黒色トナーとして用いる場合には一般に着色剤を用いる必要がないが、着色補強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をトナー粒子中に分散混合しても構わない。この場合の着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部とすることが好ましい。

（電荷制御剤）
電荷制御剤としては、これまで公知の電荷制御剤を使用できる。正帯電性電荷制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、４級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等が挙げられる。負帯電性電荷制御剤としては、例えば、オキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等が挙げられる。電荷制御剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部であるのが好ましい。

（磁性粉）
磁性粉としては、例えば、四三酸化鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）、三二酸化鉄（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ₃Ｏ₄）、酸化鉄イットリウム（Ｙ₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄ガドリウム（Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄ニッケル（ＮｉＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄ネオジウム（ＮｄＦｅＯ₃）、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ₃）、鉄粉（Ｆｅ）、コバルト粉（Ｃｏ）、ニッケル粉（Ｎｉ）等が挙げられる。特に好適な磁性粉は、微粒子状四三酸化鉄（マグネタイト）である。好適なマグネタイトは、正八面体状で粒子径が０．０５〜１．０μｍのマグネタイトである。このマグネタイト粒子は、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤等で表面処理されていてもよい。
また、磁性粉の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して３５〜１６０重量部、好ましくは５５〜１４０重量部とするのがよい。

（外添剤）
外添剤としては、トナーの帯電制御性や流動性などを調整するために、上記したシリカおよび酸化チタンの他に、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末；ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末；ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。前記外添剤の添加量は、トナー粒子当たり０．１〜２．０重量％の範囲が好ましい。当該外添剤とトナー粒子との混合は、例えばヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等を用いて行うことができる。
また、前記無機微粉末の表面は、未処理であっても良く、また必要に応じ、疎水化，帯電性制御等の目的でシランカップリング剤、アミノシラン、シリコーンオイル、またはチタネートカップリング剤により表面処理されていても良い。

シランカップリング剤としては、例えば、オルガノアルコキシシラン（例えば、メトキシトリメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、エトキシトリメチルシラン等）；オルガノクロルシラン（例えば、トリクロルメチルシラン、ジクロルジメチルシラン、クロルトリメチルシラン、トリクロルエチルシラン、ジクロルジエチルシラン、クロルトリエチルシラン、トリクロルフェニルシラン等）；オルガノシラザン（例えば、トリエチルシラザン、トリプロピルシラザン、トリフェニルシラザン等）；オルガノジシラザン（例えば、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン等）；その他オルガノシラン等が挙げられる。これらは単独で使用しても、あるいは２種以上を併用してもよい。上記のシランカップリング剤の中でも、オルガノクロルシラン、オルガノシラザン、オルガノジシラザンが好適に使用される。

シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、フルオロシリコーンオイル、変性シリコーンオイル等が挙げられる。これらは単独で使用しても２種以上を併用してもよい。必要に応じて、架橋剤や熱処理により、上記のシリコーンオイルを硬化させてもよい。上記のシリコーンオイルの中でも、ジメチルシリコーンオイルが好適に使用される。

チタネートカップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリクルミルフェニルチタネート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート等が挙げられる。これらは単独で使用しても２種以上を併用してもよい。上記のチタネートカップリング剤の中でも、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートが好適に使用される。
上記の表面処理剤の使用量は、外添剤１００重量部に対して、０．０５〜２０重量部が好ましい。

（感光体）
感光体としては、アモルファスシリコンの感光体を用いる。アモルファスシリコンの感光体としては、例えばドラム状などの所定の形状に形成した導電性基体の表面にアモルファスシリコン系の感光層を備えた、従来公知の種々の構造を有する感光体を用いることができる。
またアモルファスシリコン系の感光層は、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、その形成に当たっては、Ｈやハロゲン元素を含有させることもできる。
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。

具体的には感光層は、例えばａ−Ｓｉの他、ａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＯＮなどのアモルファスシリコン系の、光導電性を有する種々の材料にて形成するのが好ましい。とくにａ−ＳｉＣを用いるのが好ましく、その場合はＳｉ_1-xＣ_xのｘの値を０＜ｘ≦０．５、好ましくは０．０５≦ｘ≦０．４５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て、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。さらにアモルファスシリコン系の感光層を、光キャリア発生の機能を高めた層領域（光励起層領域）と、キャリア輸送の機能を持たせた層領域（キャリア輸送層領域）とを積層したものとすると、感光体の光感度と耐電圧特性等とをともに高めることができる。

この際、光励起層領域は光キャリアの生成効率を高めるため、成膜条件のうち、（１）成膜速度を低めに設定する、（２）成膜成分の、Ｈ₂やＨｅでの希釈率を高める、（３）ドープする元素の量を、キャリア輸送層領域よりも多くする、等の対策を施しつつ製膜するのが好ましい。
またキャリア輸送層領域は、主に感光層の耐圧を高めるとともに、光励起層領域から注入されたキャリアを導電性基体にスムースに輸送する役割を持つが、この層領域においても、光励起層領域を透過してきた光によりキャリア生成が行われるため、感光体の光感度の向上に寄与する。

アモルファスシリコン系の感光層の厚みは、露光波長の光に対するこの層の吸収係数から求まる光吸収の深さに対して、さらに０．１〜２．０μｍを加えた厚みとするのが好ましい。また感光層を、上記のように光励起層領域とキャリア輸送層領域とを積層したものとする場合には、光励起層領域の厚みを、上記光吸収の深さにほぼ等しく設定するのが好ましい。

感光層と導電性基体との間には、キャリア阻止層を介在させるのが好ましい。キャリア阻止層は、現像時に感光体の表面がバイアス電圧を印加されつつトナーと接触した際に、導電性基体から感光層へのキャリアの注入を阻止することにより、露光部と非露光部との静電コントラストを高めて画像の濃度を向上させるとともに、余白部分のカブリを低減する機能を有する。キャリア阻止層としては、それぞれ絶縁性であるａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＮ、ａ−ＳｉＯＮ、ａ−ＳｉＣＯＮなどにて形成した無機絶縁層や、あるいはポリエチレンテレフタレート、パリレン（登録商標）、ポリ四フッ化エチレン、ポリイミド、ポリフッ化エチレンプロピレン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、酢酸セルローズ樹脂その他によって形成した有機絶縁層等を用いるのが好ましい。

またキャリア阻止層には、絶縁性とともに、導電性基体やアモルファスシリコン系感光層との密着性が良く、かつ感光層を形成する際の加熱等にも大きな変質を起こさないといった特性が求められる。かかる特性を考慮すると、キャリア阻止層もａ−ＳｉＣにて形成するのが好ましい。キャリア阻止層を形成するａ−ＳｉＣを絶縁性とするためには、キャリア阻止層に含まれるＣの量を、感光層の場合に比べて多くすればよい。

キャリア阻止層の厚みは０．０１〜５μｍであるのが好ましく、０．１〜３μｍであるのがさらに好ましい。また感光層の表面は、有機もしくは無機の絶縁材料からなる表面保護層によって被覆して保護するのが好ましい。これにより、帯電手段２などによる放電時に感光層の表面が酸化されて、イオン生成物や水分子などを吸着しやすい酸化膜が形成されるのを防止することができる。また絶縁耐圧を向上したり、繰り返し使用した際の耐磨耗性を向上したりすることもできる。

とくにａ−ＳｉＣ、ａ−ＳｉＮ、ａ−ＳｉＯ、ａ−ＳｉＣＯ、ａ−ＳｉＮＯなどのａ−Ｓｉ系の絶縁材料からなる層を用いるのがよく、これらは感光層と同様の薄膜形成方法によって形成することができる。とくにａ−ＳｉＣにて形成するのが好ましい。
表面保護層にａ−ＳｉＣを用いる場合は、絶縁性を付与するため、キャリア阻止層の場合と同様に、含まれるＣの量を感光層に比べて多くすればよい。

具体的には、Ｓｉ_1-xＣ_xのｘ値を０．３≦ｘ＜１．０、とくに０．５≦ｘ≦０．９５とするのが好ましい。
また上記Ｃのｘ値を調整して、表面保護層の暗抵抗率を１０¹³Ω・ｃｍ以上とするのが好ましい。
暗抵抗率が１０¹³Ω・ｃｍ以上であると、感光体は、表面保護層の面方向における電位の流れが少ないため静電潜像の維持能力が高い上、耐湿性にも優れており、吸湿による画像流れの発生を抑制する効果に優れたものとなる。

また、かかる高抵抗の表面保護層は、トナーを通してのバイアスによる電荷の注入を阻止し、露光部と非露光部との電位コントラストを高めて、その表面に、より多くのトナーを引き付けてトナー像の濃度を増し、画像濃度を十分に高める機能も有する。また、余白部分のカブリを抑制することもできる。さらに感光体の絶縁耐圧を高めることもできる。
また、ａ−ＳｉＣ以外の他の絶縁材料にて形成した表面保護層は、画像形成後にも光キャリアがトラップされ続けてしまい、通常の除電工程では残留電位を確実に消去できないおそれがある。
しかしａ−ＳｉＣにて形成した表面保護層は、表面からの正電荷は有効に阻止するが、導電性基体からの負電荷は比較的通し易いという性質を持つため、画像形成後の残留電位を、通常の除電工程によって効果的に消去でき、連続して画像形成を行えるという利点もある。

ａ−ＳｉＣにて形成した表面保護層は、ａ−ＳｉＣ等のアモルファスシリコン系の感光層との密着性が良好であるとともに、耐磨耗性、耐環境性等にも優れるため、長期にわたって安定した画像形成を行えるという利点もある。
ａ−ＳｉＣにて形成した表面保護層は、その層内で、Ｃの量に厚み方向の勾配を形成してもよいし、ＣとともにＮ、Ｏ、Ｇｅなどの元素を含有させて耐湿性をさらに高めることもできる。

表面保護層の厚みは０．０５〜５μｍであるのが好ましく、０．１〜３μｍであるのがさらに好ましい。厚みが０．０５μｍ未満では、上述した酸化膜生成を防止する効果や、絶縁耐圧を向上する効果、あるいは繰り返し使用した際の耐磨耗性を向上する効果などが十分に得られないおそれがある。また、光キャリアを効果的にトラップしてトナー像の形成に寄与させることができないおそれもある。

一方、厚みが５μｍを超える場合には、精細な電荷パターンを形成するに際して、表面保護層中で電界（電気力線）が膜面方向に広がりを生じて解像力の低下をきたす結果、十分な解像度が得られないおそれがある。また、表面に残留する電荷が多くなって残留電位が高くなるため、画像濃度の低下や余白部分のカブリ、あるいは繰り返し使用における画像濃度の変化等の問題を生じるおそれもある。

（画像形成装置）
本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる画像形成装置の概略構成を示す図である。本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１は、以下の構成からなる。
（1）アモルファスシリコンドラムを用いた潜像担持体ドラム１０、
（2）潜像担持体ドラム１０の表面に接触して帯電電圧を印加する接触帯電部材である帯電ローラ１１、
（3）潜像担持体ドラム１０の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段（図示せず）、
（4）潜像担持体ドラム１０上の静電潜像に所定の極性の帯電トナーを付着させてトナー画像を形成する現像スリーブ１２ａ等の現像手段１２、
（5）搬送手段１３によって搬送された紙などの転写材１６に転写電圧を印加して、潜像担持体ドラム１０上のトナー画像を転写材１６に転移させる接触転写ローラ等の転写部材１４と、
（6）潜像担持体ドラム１０上に残留した未転写のトナーを回収する潜像担持体清掃手段１５（クリーニングブレード１５ａ）。

画像形成時は、潜像担持体ドラム１０が接触帯電部材１１によって一様に帯電され、露光装置から潜像担持体ドラム１０の表面上にレーザービーム等が照射されて静電潜像が形成される。即ち、光照射部の電位が低下し、静電潜像が形成されるわけである。
現像装置１２は、潜像担持体ドラム１０と対向配置された回転自在な現像スリーブ１２ａを備えており、現像スリーブ１２ａ表面に担持された現像剤（トナー）を潜像担持体ドラム１０表面の静電潜像に付着させてトナー像として現像（可視像化）するものである。即ち、現像装置１２内の現像剤は、攪拌部材によって攪拌され、潜像担持体ドラム１０の帯電極性と同極性に摩擦帯電されて現像スリーブ１２ａ側に搬送される。現像スリーブ１２ａは、潜像担持体ドラム１０に対して所定のギャップを設けて配置され、現像スリーブ１２ａ表面の現像剤は規制ブレードにより層厚規制を受けて所定層厚に形成される。そして、現像スリーブ１２ａに現像バイアスを印加することにより、帯電トナーが前述した画像露光によって電位が低下した部分に付着することにより、潜像担持体ドラム１０表面にトナー像が形成されることとなる。このトナー像は、接触転写ローラ１４により、給紙・搬送された転写材１６に転写電圧が印加され、潜像担持体ドラム１０上のトナー像が転写材１６に転写される。潜像担持体１０上の残留トナーは、クリーニングブレード１５ａにより除去され回収される。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

[実施例1]
（トナーの製造）
結着樹脂としてのスチレン−アクリル共重合体５０質量部、磁性粉（戸田工業株式会社製マグネタイト）５０質量部、正電荷制御剤としての４級アンモニウム塩（ボントロンＰ−５１：オリエント化学工業株式会社製）２質量部、オフセット防止剤としてのポリプロピレンワックス５質量部を、ヘンシェルミキサーにて混合した。ついで、混合物を２軸押出機にて溶融、混練し、ドラムフレーカーを用いて冷却した。その後、ハンマーミルにて粗粉砕した。さらに、ターボミルを用いて微粉砕した後、風力分級機を用いて分級してトナー粒子を得た。トナー粒子の体積基準平均粒子径、微粉の含有量の調整は、粉砕工程、分級工程の運転条件によった。例えば、所望の微粉量（個数割合）を含有するトナーは、粉砕、分級条件の製造条件を適宜調整により、所望の粒度を得た。

上記で得られたトナー粉体に、チタネートカップリング剤としてイソプロピルトリイソステアロイルチタネートで表面処理をした酸化チタン（石原産業製、ルチル型）、およびアミノシランで表面処理した後、さらにシリコーンオイルで表面処理をしたシリカ１を添加し、ヘンシェルミキサー内で２分間攪拌し、前記トナー粉体の表面に酸化チタンとシリカを付着させトナーを作製した。

[実施例2〜７および比較例１〜４]
表１に示す組合せとした他は、実施例１と同様にしてトナーを作製した。実施例6で使用したシリカ２は日本アエロジル株式会社製である。

（トナー粒子径測定）
トナー粒子の体積基準平均粒子径の測定は、ベックマン・コールター社製のコールターカウンターであるマルチサイザ−３（商品名）を使用し、１００μｍのアパチャーを用いて、トナー粒子の粒度分布を測定し、トナーの体積基準粒度分布から平均粒子径を得た。

（微粉量測定）
トナーの微粉含有量は、サンプリングした所定量のトナー粒子について、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ２１００（シスメックス社製）を用いて分析した。全測定粒子個数と体積基準平均粒子径の１／４以下の粒子個数を求め微粉量（％）を算出した。

（無機微粒子の粒子径測定）
酸化チタンおよびシリカの数平均一次粒子径の測定は、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡：日本電子社製ＪＳＭ−８８０）により３万倍に拡大したトナー粒子表面の写真を撮影し、画像解析装置（Ｍａｃｖｉｅｗ株式会社マウンテック製）にて、それぞれの粒子について任意の１００個の粒子について粒子径を測定し、算術平均によりその数平均一次粒子径を算出した。

（摩擦係数の測定）
感光体ドラムとトナーとの摩擦係数は、図２に示す方法により測定した。まず、平行な板４７の上に薬包紙を載せて、その上にトナー４３を固定させるための両面テープ４４を貼り付けた。そして、その両面テープ４４上に酸化チタンおよびシリカの外添剤を有するトナー４３を載せて塗りつけて、トナー４３の層を均一かつより単層状態にするためエアーを吹きかけた。
次に、前記両面テープ４４上に塗ったトナー４３面上に感光体ドラム素管４１を置いた。そして該素管４１のシャフト４２の一端にバネ秤４６を引っ掛けて一定の速さで引っ張り、バネ秤４６の値を読むことにより摩擦力測定を行った。バネ秤４６を引く速さは、０．１〜０．３ｍ／秒であった。なお、感光体ドラム素管４１のシャフト４２の両端には重り４５を吊り下げてあり、これを増加させて荷重をかけていき、その都度摩擦力の測定を行った。
なお、前記重り４５は、２００〜５００ｇの範囲で変化させ、得られた結果を平均して摩擦係数を算出した。

（画像特性の評価試験）
表1に示したような各実施例（1〜７）および比較例（１〜４）で作製したトナーについて、上述したようなアモルファスシリコン感光体ドラム搭載の京セラミタ株式会社製プリンタ(ＦＳ−１９２０)を用い、初期、１０万枚後、および２０万枚後の画像特性の評価試験を行った。
初期については、トナーインストール直後の画像で評価を行い、１０万枚および２０万枚後については、ＩＳＯ４％原稿を連続で１０万枚および２０万枚印刷した後の画像で評価を行った。

画像は、画像濃度、かぶりおよび画像流れの各特性について評価した。評価方法および評価基準は、以下の通りである。
画像濃度(ＩＤ)は、フルカラーソリッド画像をマクベス反射濃度計(ＲＤ９１４)を用いて測定して評価を行った。評価基準は、ＩＤが１．３０以上を○、１．２以上１．３未満を△、１．２未満を×、とした。
また、カブリ濃度（ＦＤ）は、反射濃度計(東京電飾社製、ＴＣ−６Ｄ)を用いて測定し評価を行った。評価基準は、ＦＤが０．０１０以下を○、０．０１１以上０．０２０未満を△、０．０２０以上を×、とした。
また、画像流れは、目視により測定を行った。評価基準は、画像流れが未発生を○、画像流れは発生しているが画像内容が認識できる場合を△、画像流れが発生し画像内容が認識できない場合を×、とした。

評価結果を表２に示した。

表２に示すように、比較例１は酸化チタンの数平均一次粒子径が、また比較例２は摩擦係数がそれぞれ本発明の範囲外にあるため、感光体の研磨力が不足となり、２０万枚印刷の到達前にすでに画像特性はいずれも悪くなり、評価を中止するに至った。比較例３は酸化チタンの添加量および摩擦係数が本発明の範囲外であるため、２０万枚後に画像濃度およびかぶり濃度が不良となり、また感光体削れが発生した。
これに対して、本発明の範囲内の実施例１〜７、特に実施例１〜６では、初期および１０万枚印刷後は勿論のこと、２０万枚印刷後においても、良好な画像濃度を維持し、かぶりもほとんど発生せず、また画像流れも十分使用に耐え得る状態を示し、良好な画像が得られることを確認できた。

本発明の一実施形態にかかる画像形成装置の概要図である。本発明に係る摩擦係数を測定する装置の一例を示す概要図である。

符号の説明

１画像形成装置
１０潜像担持体ドラム
１１接触帯電部材（帯電ローラ）
１２現像手段（現像器）
１２ａ現像スリーブ
１３給紙および搬送手段
１４転写部材
１５清掃手段
１５ａクリーニングブレード
１６転写材

Claims

潜像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用い、転写工程後に前記感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置に使用するトナーにおいて、前記感光体との摩擦係数が０．３〜０．６であり、少なくとも、数平均一次粒子径が３０nm以上である無機微粒子が外添されていることを特徴とするトナー。
前記トナーのうち体積基準平均粒子径の１／４以下の粒子径を有するトナー微粉が、個数割合で３０％以下である請求項１記載のトナー。
前記無機微粒子を０．５％以上含有することを特徴とする請求項１記載のトナー。
前記無機微粒子として酸化チタンを含む請求項１記載のトナー。
前記無機微粒子は数平均一次粒子径５０nm以上の酸化チタン粒子であることを特徴とする請求項１記載のトナー。
前記無機微粒子は、表面処理されている請求項１記載のトナー。
潜像担持体としてアモルファスシリコン感光体を用い、転写工程後に前記感光体上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えた画像形成装置であって、請求項１〜３のいずれかに記載のトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
アモルファスシリコン感光体と、この感光体の表面に接触して帯電電圧を印加する帯電ローラと、前記感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体上の静電潜像に所定の極性の帯電トナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段と、転写材に転写電圧を印加して前記感光体上のトナー画像を転写材に転移させる転写部材と、前記感光体上に残留した未転写のトナーを回収するクリーニングブレードとからなる請求項７記載の画像形成装置。