JP2008139467A

JP2008139467A - 非磁性１成分トナー

Info

Publication number: JP2008139467A
Application number: JP2006324341A
Authority: JP
Inventors: Toru Takatsuna; 徹高綱
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19
Also published as: CN101192017A; US20080131172A1

Abstract

【課題】非接触型の現像に用いられ、現像時における現像性が良好で、かつ、耐久性の高い非磁性１成分トナーを提供すること。
【解決手段】非接触現像方式の現像に、溶融状態にあるトナー成分を円筒繊維状に引き伸ばし切断することにより得られる円柱状トナー粒子１３に微粒子を外添して得られるものであり、上記円柱状トナー粒子１３の円柱長さＬをその円柱断面直径Ｄで除した値Ｌ／Ｄが、１．０以上２．０以下の非磁性１成分トナーを用いる。また、この円柱状トナー粒子１３をプレート化したときの曲げ強度が、９．８ＭＰａ以上１９６．１ＭＰａ以下であることが好ましい。
【選択図】図４

Description

この発明は、非接触現像方式の現像に用いられる非磁性１成分トナーに関する。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体上の静電潜像にトナーを現像する方法として、トナーおよびキャリアからなる２成分現像剤を用いる２成分現像方式と、現像剤としてトナーのみを使用する１成分現像方式とが挙げられる。
このうち、２成分現像方式はその電子写真特性（転写性、定着性および耐環境特性等）が優れているが、その反面、トナーとキャリアとの混合比制御のためにトナー濃度センサが必要であり、また現像剤の攪拌機構も複雑化することから、現像装置が大型化するという問題がある。

これに対し、１成分現像方式ではトナー濃度センサが不要であるため、現像装置の小型化を図ることができるという利点がある。１成分現像方式は、また、磁性トナーを用いる磁性１成分現像方式と、非磁性トナーを用いる非磁性１成分現像方式とに分類されるが、磁性粒子を含む磁性１成分現像剤は用紙への定着性が良くないのに対し、非磁性１成分現像剤は用紙への定着性が良い。そのため、近年、非磁性１成分現像方式が、小型プリンタなどで多数実用化されている。

この非磁性１成分現像方式には、さらに、トナーを担持した現像ローラなどの現像剤担持体を像担持体に接触させてトナーの現像を行う接触方式と、現像剤担持体と像担持体との間に一定の空隙ギャップを設け、現像剤担持体上のトナーを像担持体に向けて飛翔させてトナーの現像を行う非接触現像方式とがある。
接触型の非磁性１成分現像方法では、現像ローラー上の非磁性トナーと、静電潜像を有する感光体が接触するため現像性は良好であるが、その反面、非磁性トナーは現像装置内だけでなく、感光体ドラムとの間でも摩擦を生ずるので、非磁性トナーに対する機械的な負担が大きい。

これに対して、非接触型の非磁性１成分現像方法では、現像剤は層規制部材のみにより摩擦帯電されるため、現像剤にかかる機械的負担は比較的少ないが、非接触であることから、接触型と比べて一般的に現像ローラーから感光体ドラムに飛翔される非磁性１成分現像剤の量（以下、現像性という）が少ないため十分な画像濃度を得ることができないという問題があった。

非接触現像方式における現像性を向上させるために、たとえば、特許文献１のように非磁性トナーに酸化スズアンチモンを遊離した状態で保持させる方法や、特許文献２のように、現像バイアスとして交流バイアスを用い、トナーに、トナーと同極性／逆極性の微粒子を外添混合させる方法が提案されている。
一方、トナーの製造方法としては、熱可塑性樹脂に着色剤、電荷制御剤、離型剤等を加えて混合し、混練した後、粉砕して分級する所謂粉砕方式が知られている。
特開平６−１１８６９３号公報特開平９−４３８９５号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、酸化スズアンチモンの抵抗が著しく低く、とくに高温高湿環境でトナー帯電量が低くなりすぎて、カブリなどの画像不具合が発生し易くなるという問題がある。
また、特許文献２の方法では、連続して印刷を行う場合、その機械的ストレスにより外添剤の埋没が起こることが考えられる。この場合、外添剤の効果が薄れ、安定した画像を得ることができないという問題がある。

さらに、粉砕方式による製造方法は粉砕してトナー粒子を得るためトナー表面が破断面になってしまう。このため、トナー表面にワックス等の低溶融成分が露出しフィルミング等の不具合を生じる。また、高硬度の樹脂を用いた場合、生産性が悪くなるといった問題が生じる。
そこで、本発明は、非接触型の現像に用いられ、現像時における現像性が良好で、かつ、耐久性の高い非磁性１成分トナーを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、非接触現像方式の現像に用いられる非磁性１成分トナーであって、溶融状態にあるトナー成分を円筒繊維状に引き伸ばし切断することにより得られる円柱状トナー粒子に微粒子を外添して得られるものであり、上記円柱状トナー粒子の円柱長さをその円柱断面直径で除した値が、１．０以上２．０以下であることを特徴とする非磁性１成分トナーである。

この構成によれば、円柱状トナー粒子がその周囲の部材に付着することを抑制することができる。このため、トナーが像担持体に向けて良好に飛翔するようになる。これにより、現像時における現像性が良好なものとなり、ゆえに、十分な画像濃度を得ることができる。
非磁性１成分トナーにおいて、円柱長さを円柱断面直径で除した値が１．０未満では、円柱状トナー粒子の外表面全体に対して切断面の占める割合が高くなる。切断面はワックスの露出が比較的多く、また表面が歪なため、現像剤担持体との接触面積が大きくなりトナーが像担持体に向けて飛翔しにくくなる。また、円柱状トナー粒子の円柱長さを円柱断面直径で除した値が２．０を超えると、円柱状トナー粒子の円周部外表面と現像剤担持体との接触面積が大きくなり、トナーが像担持体に向けて飛翔しにくくなる。

請求項２記載の発明は、上記円柱状トナー粒子をプレート化したときの曲げ強度が、９．８ＭＰａ以上１９６．１ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１記載の非磁性１成分トナーである。
この構成によれば、外添剤が円柱状トナー粒子に埋め込まれることを抑制することができる。これにより、長期にわたり、安定した画像濃度を得ることができる。

非磁性１成分トナーにおいて、円柱状トナー粒子をプレート化したときの曲げ強度が９．８ＭＰａ未満では、トナーに加わる機械的ストレスが高い条件下において、外添剤が円柱状トナー粒子に埋没して、そのため、画像の濃度低下が発生する。また、円柱状トナー粒子をプレート化したときの曲げ強度が１９６．１ＭＰａを超えると、トナーが周囲の部材等を傷つけてしまう。たとえば現像剤担持体を傷つけた場合、現像剤担持体の周面に安定したトナー層（薄層）を得ることができず、このため、帯電不良によるカブリや画像の濃度低下が発生する。

以下では、図面を参照して、この発明の実施形態を、具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかる非磁性１成分トナーを用いて画像形成が行われる画像形成機構１００の構成を示す概略図である。
図１を参照して、画像形成機構１００は、円筒状の像担持体２０と、像担持体２０を帯電させるための帯電器２１と、帯電器２１により帯電された像担持体２０の表面を、画像データに対応して露光するための露光器２２と、露光により静電潜像を形成した担持体２０に非磁性1成分トナーを現像する現像装置２３と、像担持体２０の表面に形成されたトナー画像を用紙に転写するための転写装置２４と、トナー画像が用紙に転写された後の像担持体２０の表面に残留するトナーを除去するための除去装置２５と、を備えている。これら帯電器２１、露光器２２、現像装置２３、転写装置２４および除去装置２５は、像担持体２０の回転方向（矢印２６で示す方向）に沿って順に配置されている。

現像装置２３は、非磁性１成分トナーを収容するケーシング３０と、ケーシング３０内に配置されて、その周面にトナーを担持する円筒状の現像剤担持体３１と、現像剤担持体３１の周面に担持されたトナー層の厚みを規制するとともにトナーを帯電させる層規制部材としての規制ブレード３２と、を備えている。この現像装置２３は非接触現像方式の現像を行うものであり、現像剤担持体３１と像担持体２０とが、所定の空隙ギャップＧを隔てて配置され、現像剤担持体３１のうち像担持体２０に対向する部位は露出されている。

規制ブレード３２には、シリコーンゴム、ウレタンゴム等のゴムブレードや、ステンレス等の金属製のブレード、あるいはガラス製のブレードなどが用いられる。また、現像剤担持体３１の材質としては、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリウレタンゴム、エポキシゴム、ブチルゴム、シリコーンゴムなどを挙げることができる。
現像剤担持体３１には、現像バイアス印加部３３により、現像バイアスが印加されるようになっている。現像剤担持体３１に現像バイアスが印加されると、現像剤担持体３１に穂立ち状に形成されたトナーが像担持体２０に向けて飛翔し、像担持体２０の周面に付着する。これにより、像担持体２０に担持されている静電潜像が現像される。

本発明にかかる非磁性１成分トナーは、溶融状態にあるトナー成分を円筒繊維状に引き伸ばし切断することにより得られる円柱状トナー粒子に、外添剤を添加して得られるものである。
円柱状トナー粒子は、以下の方法によって作製されている。この製造方法は、たとえば特開２００６−１０６２３６号公報に詳しく記載されている。この製造方法は、トナー原料を溶融状態とし混練する混練工程と、溶融状態で混練された溶融トナーを繊維状に形成する繊維化工程と、繊維状に形成されたトナーを切断する切断工程とを備えている。

図２および図３を参照して、混練工程では、エクストルーダ１を用いてトナー原料の混練が行われる。トナー原料は、結着樹脂、着色料、電荷制御剤および離型剤を含み、これらのトナー原料は、予備混合装置（例えば、ホソカワミクロン（株）製：サイクロミックス）７で予備的に混合された後に、ホッパ１Ａを介して、エクストルーダ１に与えられる。エクストルーダ1は、その内部に、トナー原料を加熱するためのヒータ（図示せず。）と、トナー原料を混練する混練部材としての回転スクリュー１５とを備えている。エクストルーダ１に与えられたトナー原料はヒータによって加熱されて溶融状態となり、その溶融トナーが、所定の混練温度（たとえば１４０℃）で、回転スクリュー１５で混練される。エクストルーダ１はギアポンプを介して静止型ミキサ２に接続されており、エクストルーダ１によって混練された溶融トナーは、静止型ミキサ２に与えられるようになっている。

静止型ミキサ２は捩られた曲面からなる複数の羽根体１４を有しており、その内部には、複数の羽根体１４によって螺旋状の流路が区画されている。エクストルーダ１によって混練された溶融トナーは、羽根体１４の回転によってさらに混練される。これにより、静止型ミキサ２では、トナー原料の各成分が均一に細かく分散した状態で保持される。この静止型ミキサ２では、溶融トナーは、上記の混練温度よりも高温（１８０℃）で保持されている。なお、前記のギアポンプ４は、後述するノズル６からの溶融トナーの押し出し量を調節するためのものであり、たとえばモータ５によって駆動されている。次に、繊維化工程に移る。

静止型ミキサ２には、多段の分配流路３Ａを有する流路構造体３が接続されている。分配流路３Ａには、静止型ミキサ２から混練状態の溶融トナーが与えられるようになっており、この溶融トナーは、流路構造体３に設けられたヒータ（図示しない。）によってさらに高温（たとえば２１５℃）に加熱されて、各分配流路３Ａの流路出口に設けられたノズル６から押し出される。各ノズル６の吐出口の内径は、たとえば５μｍに設定されている。

各ノズル６から押し出された溶融トナーは繊維状となっており、この繊維状の溶融トナーが図示しない延伸用エアー吹き出し装置から吹き出される熱風（たとえば２１５℃）によって延伸された後、冷風の吹き付けによって急速に冷却されて、繊維状トナー１２が形成される。
次に、繊維状トナー１２を切断する切断工程について説明する。図３に示すように、ノズル６から押し出されて形成された繊維状トナー１２は、搬送装置１１によって切断装置８へと搬送される。この切断装置８は、搬送装置１１上を搬送される繊維状トナー１２の搬送方向と直交する方向に延びた固定刃９と、図示しないモータによって回転駆動される回転刃１０とを備えている。固定刃９と回転刃１０との間に繊維状トナー１２が連続的に供給されると、固定刃９のエッジ９ａと、回転刃１０の切断刃１０ａとの間で生じる剪断作用によって繊維状トナー１２が順次切断されて、円柱状トナー粒子１３が連続的に製造される。

このとき、円柱状トナー粒子１３の円柱長さＬ（図４参照。）は、繊維状トナー１２の搬送速度と回転刃１０の回転速度の比によって調節することができる。また、円柱状トナー粒子１３の円柱断面直径Ｄ（図４参照。）はノズル６の吐出口の内径に依存している。
以上説明した製造方法によって作製された円柱状トナー粒子１３に外添剤を添加した後に、ヘンシェルミキサ（三井鉱山（株）製）にて混合されて、この発明にかかる非磁性１成分トナーが得られる。

外添剤は、非磁性１成分トナーの流動性を改善するためものであり、その粒径は、たとえば数十ｎｍ〜数百ｎｍのものである。外添剤として、シリカ、アルミナ、酸化スズ、酸化チタン、酸化ストロンチウム、各種樹脂粉等の従来公知の外添剤を用いることができる。
円柱状トナー粒子１３の円柱断面直径Ｄは、たとえば５．０μｍである。また、円柱状トナー粒子の円柱断面直径Ｄは、たとえば５．０μｍ以上１０．０μｍ以下であることが好ましい。言い換えれば、円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄは、１．０以上２．０以下であることが好ましい。円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄが１．０未満では、円柱状トナー粒子１３の外表面全体に対して切断面Ｓ１の占める割合が高くなる。切断面Ｓ１はワックスの露出が比較的多く、また表面が歪なため、現像剤担持体３１との接触面積が大きくなり、トナーが像担持体２０に向けて飛翔しにくくなる。また、円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄが２．０を超えると、円柱状トナー粒子１３の円周部外表面Ｓ２と現像剤担持体３１との接触面積が大きくなり、トナーが像担持体２０に向けて飛翔しにくくなる。

この発明に係る非磁性１成分トナーでは、円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄが、１．０以上２．０以下であるから、円柱状トナー粒子１３が現像剤担持体３１に付着することを抑制することができる。このため、現像時において非磁性１成分トナーは、現像剤担持体３１から像担持体２０に向けて良好に飛翔するようになる。これにより、現像時における現像性が良好なものとなり、ゆえに、十分な画像濃度を得ることができる。

円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄを、上記の１．０以上２．０以下に設定するには、ノズル６の吐出口の径を大きく／小さくすることにより、繊維状トナー１２の搬送速度や回転刃１０の回転速度など調整するなど、切断工程の条件を適宜設定すればよい。
また、この発明にかかる非磁性１成分トナーにおいては、円柱状トナー粒子１３をプレート化したときの曲げ強度が９．８ＭＰａ以上１９６．１ＭＰａ以下であることが好ましい。円柱状トナー粒子１３をプレート化したときの曲げ強度が９．８ＭＰａ未満では、非磁性１成分トナーに加わる機械的ストレスが高い環境下において、外添剤が円柱状トナー粒子１３に埋没する現象が生じ、そのために画像の濃度低下が発生する。また、円柱状トナー粒子１３をプレート化したときの曲げ強度が１９６．１ＭＰａを超えると、トナーが現像剤担持体３１を傷つけるこことがあり、現像剤担持体３１の周面に安定したトナー層（薄層）を得ることができず、このため、帯電不良によるカブリや画像の濃度低下が発生する。

この発明に係る非磁性１成分トナーでは、円柱状トナー粒子１３をプレート化したときの曲げ強度が９．８ＭＰａ以上１９６．１ＭＰａ以下であるから、外添剤が円柱状トナー粒子１３に埋め込まれることを抑制することができる。これにより、長期にわたり、安定した画像濃度が得ることができる。
非磁性１成分トナーの円柱状トナー粒子１３をプレート化したときの曲げ強度を上記の１．０以上２．０以下に設定するには、混練時間を長くしたり、押し出し時の温度を高くしたりするなど、混練工程や繊維化工程の条件を適宜設定すればよい。

非磁性１成分トナーの原料とな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、ポリスチレン系樹脂、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−ビニル系樹脂およびスチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられることが好ましい。

ポリスチレン系樹脂は、スチレンの単独重合体だけでなく、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。スチレンと共重合可能な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、単独で、または２種以上を組み合わせて、スチレンと共重合させることができる。

ポリスチレン系樹脂の分子量は、結着樹脂において、二つの質量平均分子量ピーク（低分子量ピークおよび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３０００〜２００００の範囲内であり、もう一つの高分子量ピークが３０００００〜１５０００００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、非磁性１成分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。なお、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。

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が用いられる。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。

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。

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質量％〜１０質量％の範囲内の値であれば、熱硬化性樹脂であってもよい。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、トナーの結着樹脂として、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、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を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。

さらに、結着樹脂において、ガラス転移点（Ｔｇ）を５０℃〜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、５０℃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、結着樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、比熱の変化点から求めることができる。

離型剤としてのワックスとしては、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、離型剤としてのワックスは、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７０〜１２０℃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１２０℃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。
さらに、離型剤としてのワックスの添加量は結着樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部の範囲が好ましい。ワックスの添加量が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。

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。このような着色剤は結着樹脂１００重量部当り２〜２０重量部、特に３〜１５重量部の量で使用するのが好ましい。

電荷制御剤の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、ニグロシン、第四級アンモニウム塩化合物、樹脂にアミン系化合物を結合させた樹脂タイプの電荷制御剤等の正帯電性を示す電荷制御剤を使用することができる。カラートナー用と使用する場合には無色ないし白色のものが好ましい。結着樹脂１００重量部当り０．５〜１０重量部、特に１〜５重量部の量で使用するのが好ましい。

非磁性１成分トナーには、この発明の効果を害しない範囲で、たとえば表面処理剤といった、その他の添加剤を付加することもできる。

以下に、この発明を実施例および比較例を挙げて、さらに詳しく説明する。
実施例１〜１１、比較例１〜５：
（円柱状トナー粒子の作製）
スチレン７０重量部、アクリル酸ブチル３０重量部からなるモノマー溶液を、重合開始剤であるＶ−６５（２，２−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、和光純薬（株）製）６重量部と、溶媒としてのトルエン２００重量部が入っている溶液中（コンデンサを具備し、トルエンを還流）に３時間かけて滴下し、滴下後６０℃に保った状態で１２時間重合させた後、トルエンを減圧蒸留して除去し、結着樹脂（スチレン−アクリル系）を得た。

このようにして得た結着樹脂（スチレン-アクリル系樹脂）１００重量部に対して、着色剤としてのカーボンブラック（ＭＡ−１００：三菱化学（株）製）：４重量部と、電荷制御剤（Ｎ−０１：オリエント化学（株）製）２重量部と、離型剤としてのワックス（ＦＴ−１００：日本精蝋（株）製）５重量部とをトナー原料として、上述の図２および図３に示す装置を用い、上述の製造方法によって円柱状トナー粒子を作製した。このとき、円柱状トナー粒子の円柱断面直径Ｄは５．０μｍである。また、円柱状トナー粒子の円柱長さＬは、切断装置８の回転刃１０の回転速度を調整することにより、４μｍ、５μｍ、７．５μｍ、１０μｍおよび１２μｍの５種に調整した。このときの円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄは、それぞれ、０．８、１．０、１．５、２．０および２．４である。

また、結着樹脂の分子量分布を調整することにより、円柱状トナー粒子をプレート化したときの曲げ強度を、７．９ＭＰａ（８０ｋｇｆ／ｃｍ²）、９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ²）、４９ＭＰａ（５００ｋｇｆ／ｃｍ²）、１９６．１ＭＰａ（２０００ｋｇｆ／ｃｍ²）および２２５．４ＭＰａ（２３００ｋｇｆ／ｃｍ²）の５種に調整した。
円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄは以下のようにして求める。すなわち、電子走査顕微鏡により非磁性１成分トナーの２０００倍像を撮像し、このとき取り込んだ画像から円柱状トナー粒子を１００個ランダムに抽出し、各円柱状トナー粒子の円柱長さＬおよび円柱断面直径Ｄを測定する。円柱長さＬおよび円柱断面直径Ｄについて平均値を求め、その平均値に基づき、各非磁性１成分トナーにおける円柱状トナー粒子の円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄが算出される。なお、切断面が円柱状トナーの中心軸に対して直交していない場合（切断面が傾斜あるいは湾曲している場合）、その中心軸の軸線長さを円柱長さＬとする。

また、円柱状トナー粒子をプレート化したときの曲げ強度は、溶融状態の非磁性１成分トナーをプレート状の型に入れて圧縮成形して得られたサンプルプレートについて、ＪＩＳ-Ｋ-７２０３の測定条件に準拠した曲げ試験を行う。サンプルプレートは、長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み４ｍｍの直方体であり、この曲げ試験における速度は、２ｍｍ／ｍｉｎである。

（非磁性１成分トナーの作製）
上述のようにして得られた円柱状トナー粒子に、外添剤としてシリカ：ＲＡ−２００Ｌ（日本アエロジル（株）製）を１．２％添加し、ヘンシェルミキサ（三井鉱山（株）製）を用いて混合することにより、表１および表２に示す実施例１〜６、比較例１〜４の１０種の非磁性１成分トナーを作製した。

（実機試験１）
上述した１０種の非磁性１成分トナーのうち、実施例１〜３、比較例１，２の非磁性１成分トナーを、非接触現像方式を採用する普通紙ファクシミリ装置（京セラミタ（株）製のレーザーファクシミリ「ＬＤＣ−７９０」を、現像方式が非接触現像方式となるように改造したもの）に使用して、温度２０℃、湿度６５％の常温常湿環境下で、原稿濃度４％の原稿に基づいて画像を形成し、以下の画像濃度評価を行った。

画像濃度評価：
この発明による現像性の向上という効果の有無を確かめるために、画像濃度評価を行った。１枚の形成画像につき３箇所で画像濃度を、反射濃度計（東京電色（株）製ＴＣ−６Ｄ）を用いて計測し、計測画像濃度の平均値をその形成画像の画像濃度ＩＤとした。また、各形成画像について、白紙相当部の画像濃度を求め、その白紙相当部の画像濃度ＩＤから当該白紙計測時における画像濃度を引いた値ＦＤを求めた。

この画像濃度評価は、画像形成処理の開始時（初期）、および２万枚の間欠耐刷後の双方のタイミングで行われる。ここで、間欠耐刷とは、１枚の印字が完全に終了して駆動を一旦停止してから次の印字動作に入る印刷モードであり、画像形成の前後にエージング（非印字駆動）が入るため、印字枚数に対しての駆動時間が長くなる。
評価の基準として、画像濃度ＩＤは、１．３０以上であることが求められ、１．４０以上であればより好ましい。また、ＦＤは、０．００５以下であることが求められ、０．００２以下であればより好ましい。

実機試験１における画像濃度評価の結果を表１に示す。

表１に示す試験結果から、円柱状トナー粒子の円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄが１．０以上で２．０以下の非磁性１成分トナーである実施例１〜３は、円柱長さを円柱断面直径で除した値Ｌ／Ｄがそれ以外の範囲にある非磁性１成分トナーである比較例１，２と比較して、耐印後の画質が良好であることがわかった。
（実機試験２）
上述した１０種の非磁性１成分トナーのうち、実施例４〜６、比較例３，４の非磁性１成分トナーを、非接触現像方式を採用する普通紙ファクシミリ装置（京セラミタ（株）製のレーザーファクシミリ「ＬＤＣ−７９０」を、現像方式が非接触現像方式となるように改造したもの）に使用して、温度２０℃、湿度６５％の常温常湿環境下で、原稿濃度０．２％の原稿に基づいて画像を形成し、以下の画像濃度評価を行った。

画像濃度評価：
この発明による現像性の向上という効果の有無を確かめるために、画像濃度評価を行った。この画像濃度評価の評価方法および評価基準は、上述の実機試験１において説明した通りである。
実機試験２における画像濃度評価の結果を表２に示す。

表２に示す試験結果から、円柱状トナー粒子をプレート化したときの曲げ強度が９．８ＭＰａ以上１９６．１ＭＰａ以下の非磁性１成分トナーである実施例４〜６は、円柱状トナー粒子をプレート化したときの曲げ強度がそれ以外の範囲にある非磁性１成分トナーである比較例３，４と比較して、耐刷後の画質が極めて良好であることがわかった。

この発明の一実施形態にかかる非磁性１成分トナーを用いて画像形成が行われる画像形成機構の構成を示す概略図である。円柱状トナー粒子の製造方法のうち、混練工程および繊維化工程を説明するための図である。円柱状トナー粒子の製造方法のうち、切断工程を説明するための図である。円柱状トナー粒子を説明するための概略図である。

符号の説明

１画像形成機構
１３円柱状トナー粒子
Ｄ円柱状トナー粒子の円柱断面直径
Ｌ円柱状トナー粒子の円柱長さ

Claims

非接触現像方式の現像に用いられる非磁性１成分トナーであって、
溶融状態にあるトナー成分を円筒繊維状に引き伸ばし切断することにより得られる円柱状トナー粒子に微粒子を外添して得られるものであり、
上記円柱状トナー粒子の円柱長さをその円柱断面直径で除した値が、１．０以上２．０以下であることを特徴とする非磁性１成分トナー。
上記円柱状トナー粒子をプレート化したときの曲げ強度が、９．８ＭＰａ以上１９６．１ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１記載の非磁性１成分トナー。