JP2009015250A - 一成分非磁性トナーおよび該トナーを使用した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 荷電制御剤を添加しないで形成された一成分非磁性トナーであって、薄層規制に際し帯電分布調整を可能とすると共に、耐久時にあって規制モレ、上シール飛散や感光体カブリを生じることのない負帯電性一成分非磁性トナーおよび画像形成装置の提供。
【解決手段】 本発明の一成分非磁性トナーは、少なくとも結着樹脂、シアン着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．７５〜１．７５質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非接触現像方式に適用されるトナーおよびそのトナーを使用した画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置として、潜像坦持体である感光体ドラムや感光体ベルト等の感光体を画像形成装置の本体に回転可能に支持し、画像形成動作時には感光体における感光層に静電潜像を形成した後、この潜像をトナーによって接触方式または非接触方式で可視像化し、次いでその可視像をコロナ転写や転写ローラを使用して転写材に直接転写する方式や、また、転写ドラムまたは転写ベルト等の中間転写媒体に可視像を一旦転写した後、転写材に再転写する方式がある。

カラー画像形成装置としては複数の感光体や現像機構を用い、転写ベルトや転写ドラム上の可視化像を紙等の転写材上に複数の色画像を順次重ね合わせて転写し、定着する方式が知られている。これらの方式においてベルトを使用するものはタンデム方式、ドラムを使用するものは転写ドラム方式として分類されている。また、これとは別に中間転写媒体上に色画像を順次一次転写し、その一次転写画像を一括して転写材上に二次転写する中間転写方式も知られている。

これらの画像形成装置にあって、トナーとしては一般的には二成分トナーが知られ、比較的安定した現像を可能とするが、現像剤と磁性キャリアとの混合比の変動が発生しやすく、その維持管理をする必要がある。そのため、一成分磁性トナーが開発されているが、磁性材料の不透明性から鮮明なカラー画像を得られないという問題がある。他方、一成分非磁性トナーにおいては、上記のごとき工程を繰り返して高品位の記録画像を得るために、高い流動性を有すると共に如何にトナーを均一帯電させるかが課題となっている。特に、非接触ＡＣ現像方式への適用に際しては、飛翔性の向上の観点からもトナーの流動性を向上させてトナーにおける現像ローラへの粘着力を弱めることが必要であり、また、現像電界による飛翔性を高める観点からもトナーに蓄積する過剰な摩擦電荷を放出することが必要である。

従来の一成分非磁性トナーにあっては、流動性向上剤としてシリカ微粒子を外添することが知られているが、シリカ微粒子は１０¹⁵Ω・ｃｍ以上の高抵抗のために帯電に際してチャージアップ現象が生じ、画像形成工程の繰り返しにより画像濃度が低下するという問題がある。また、トナーに蓄積する過剰な摩擦電荷を放出し、現像電界による飛翔性を高める観点からはチタニア粒子やアルミナ粒子を外添することも知られている。

近年、トナー母粒子中にワックス等の離型剤を１〜１０重量％の割合で含有させるオイルレス定着器用トナーの開発が進められているが、このようなトナーにおいては、ワックス成分は弱いストレスでもトナー表面に付着した外添剤粒子を埋没させてしまい、飛翔性の耐久劣化を引き起こすという問題がある。そのため、スペーサ機能を有する大粒径のシリカ微粒子を併用して小粒径シリカ微粒子の埋没の抑制が図られているが、大粒径のシリカ微粒子の添加により、流動性の低下やトナー帯電量の増大といった問題が生じ、同様に飛翔性の耐久劣化を引き起こすという問題がある。

また、外添剤としてチタニア微粒子を使用すると過剰電荷を放出する帯電調整剤として機能する反面、弊害として弱帯電トナーを生成し、カブリが生じたり、トナー飛散量が増加するという問題がある。特に、非接触ＡＣ現像方式では、現像ギャップ間でトナーがクラウド化するので、装置内部を冷却する気流によりトナーが飛散して機内汚染が生じやすく、チタニア微粒子を外添したトナーは飛散を生じやすい。また、アナターゼ型チタニア微粒子はその形状が針状であったり、板状であったりするために弱いストレスでもトナー母粒子中に埋没してしまい、小シリカ同様に飛翔性の耐久劣化を引き起こすという問題がある。

本出願人は、先に、平均一次粒径が７ないし１２ｎｍと４０〜５０ｎｍの異なる平均一次粒径を有する２種類の疎水性シリカ粒子と紡錘形状のルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を外添剤とする一成分非磁性トナーを提供（特許文献１）したが、初期は比較的きれいな画像が形成されるものの、多数枚印字において、トナー表面に露出したワックス部を起点としてトナーが現像ローラや規制部材、また、上シール部材に付着して着色したスジ（着色剤フィルミング）が各部材上に目視観察され、現像ローラフィルミングや上シールフィルミングを生じ、このような部材により、例えば、全面ベタ画像が印字されると、用紙送り方向（露光副走査方向）に帯状のスジムラや微小ピッチムラが生じるという問題が発生する。特に、ワックスを含有した着色粒子（トナー母粒子）が、乳化凝集法や転相乳化合一法により凝集粒子を会合・合一させて作製されるような場合には顕著になることが判明した。

また、着色粒子（トナー母粒子）が乳化凝集法や転相乳化合一法により凝集粒子を会合・合一させて作製される場合には、荷電制御剤はその凝集性に影響を与えるために荷電制御剤を含有させない、所謂「ＣＣＡレストナー」として調製されるが、荷電制御剤を含まないために、トナー消費時には帯電の立ち上がりが遅く、また、トナー未消費時にあっては電荷リークサイトが存在しないので過剰な飽和帯電上昇（チャージアップ）によるトナー搬送量の増大が生じるという問題がある。この問題は、スチレンアクリル系樹脂を結着樹脂とする場合、特にその現象が顕著であり、現像ローラ回転時にトナー層が規制ブレートを通過する際にトナー層の一部が現像ローラに保持されずに漏洩する「規制モレ」や、上シールを通過する際にトナー層の一部が現像ローラに保持されずに飛散する「上シール飛散」といった問題、また、感光体カブリが発生するという問題がある。過剰な飽和帯電上昇（チャージアップ）を防止する観点から、例えば正帯電性シリカ粒子を外添粒子とすることも考えられるが、その作用は強く、添加量によっては現像履歴が生じたり、トナーの供給遅れが生じたりして、ＣＣＡレストナーに対する帯電抑制デメリットが生じるため、その帯電分布調整は困難であった。
特許第３，６６１，７８０号

本発明は、荷電制御剤を添加しないで形成された一成分非磁性トナーであって、薄層規制に際し帯電分布調整を可能とすると共に、耐久時にあって規制モレ、上シール飛散や感光体カブリを生じることのない負帯電性一成分非磁性トナーの提供およびその画像形成装置の提供を課題とする。

本発明の一成分非磁性トナーは、少なくとも結着樹脂、シアン着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８の疎水性ルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．７５〜１．７５質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする。

本発明の一成分非磁性トナーは、少なくとも結着樹脂、マゼンタ着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８の疎水性ルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．３５〜１．３５質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする。

本発明の一成分非磁性トナーは、少なくとも結着樹脂、イエロー着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８の疎水性ルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．６０〜１．６０質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする。

本発明の一成分非磁性トナーは、少なくとも結着樹脂、ブラック着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８の疎水性ルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．４５〜１．４５質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする。

外添剤の添加が、着色粒子に一段目として疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子が外添処理され、該外添処理後に二段目として疎水性単分散球形大シリカ粒子と疎水性小シリカ粒子との混合物が外添処理され、該外添処理後に三段目として正帯電性シリカ粒子が外添処理されたものであることを特徴とする。

着色粒子が、体積平均粒径（Ｄ₅₀）が４．０〜７．０μｍで、乳化凝集法または転相乳化合一法により得られる荷電制御剤を添加しない着色粒子であることを特徴とする。

疎水性単分散球形大シリカ粒子がシリコーンオイルにより疎水化処理されたものであることを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、静電潜像を坦持した感光体と、該感光体と非接触の状態で対向配置され、前記感光体に坦持された静電潜像を、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の一成分非磁性トナーを坦持して現像する金属表面を有する現像ローラと、該現像ローラに圧接対向配置され、ウイズ回転して該現像ローラに前記トナーを供給する弾性体からなる供給ローラとからなり、該供給ローラの周速度を４００〜６００ｍｍ／ｓとすると共に供給ローラ周速度／現像ローラ周速度で示される周速度比を１．３〜１．８とする現像装置とからなることを特徴とする。

一成分非磁性トナーが、現像ローラ上に１〜２層の層厚となるように薄層規制されることを特徴とする。

本発明における着色粒子（トナー母粒子）は、粉砕法で得られるトナー母粒子も使用できるが、体積平均粒径（Ｄ₅₀）を４．０〜７．０μｍの小粒径の着色粒子とするためには、好ましくは乳化凝集法や転相乳化合一法で得られるものである。

乳化凝集法においては、単量体、重合開始剤、乳化剤（界面活性剤）などを水中に分散させて重合を行い、形成された樹脂粒子からなる分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて荷電制御剤等と凝集剤（電解質）等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させた着色粒子を得る。このようにして得られる着色粒子は、更に樹脂粒子からなる分散液を混合し、着色粒子をコアとして樹脂粒子を付着・加熱融合して被膜（シェル）を形成してコアシェル構造とするとよく、離型剤成分の着色粒子表面への露出を防止して現像ローラ等への機器へのワックス（離型剤）成分の付着をより防止することができ、フィルミング防止に優れるトナー母粒子とできる。

乳化凝集法トナーにおける単量体としては、例えばスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−エチルスチレン、ビニルトルエン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ジビニルベンゼン、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ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、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ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、無水マレイン酸、無水フタル酸、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピレン酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルナフタレン等が挙げられる。中でも、帯電性の観点からはスチレンアルリル系共重合体が好ましい。

また、着色剤としてはカーボンブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック、クロムイエロー、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇ、カルコオイルブルー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、マラカイトグリーンレーキ、キノリンイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等の染料および顔料を単独あるいは混合して使用できる。

離型剤としては、パラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等が挙げられる。中でもポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、エステルワックス等を使用することが好ましい。

乳化凝集法における重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、４，４’−アゾビスシアノ吉草酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、２，２’−アゾビス−イソブチロニトリル等がある。

乳化剤（界面活性剤）としては、例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル等がある。

凝集剤（電解質）としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等が挙げられる。

着色粒子（トナー母粒子）における成分比としては、重合モノマー１００質量部に対して、離型剤は３〜１０質量部、好ましくは４〜８質量部であり、また、着色剤は３〜１５質量部、好ましくは５〜１０質量部である。

また、乳化重合に際しての重合開始剤としては、重合モノマー１００質量部に対して０．０３〜２質量部、好ましくは０．１〜１質量部、乳化剤（界面活性剤）としては０．０１〜０．１質量部、凝集剤（電解質）としては０．０５〜５質量部、好ましくは０．１〜２質量部の割合で使用される。

また、本発明における着色粒子（トナー母粒子）は、転相乳化合一法により得られるものとしてもよい。転相乳化合一法は、例えば特許第３８６７８９３号に記載されるもので、（１）少なくともポリエステル樹脂と有機溶剤とを含有する混合物を水性媒体中で乳化させることにより、水性媒体中に混合物の微粒子を形成させる第一工程、次いで、（２）分散安定剤を添加し、更に電解質を順次添加することで微粒子を合一させ、微粒子の凝集体を製造する第二工程、（３）凝集体中に含有される有機溶剤を脱溶剤した後、水性媒体から微粒子を分離、洗浄し、その後、乾燥させる第三工程を順次行うことにより得るものである。

また、結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂とすると、耐湿性に優れることから帯電安定性に優れる結着樹脂とでき、また、ポリエステル樹脂とすると、得られる画像の透明性に優れ、カラー画像に適したものとできる。

乳化凝集法により得られる着色粒子や転相乳化合一法により得られる着色粒子は、荷電制御剤を添加しないために、トナー粒子とする際の帯電分布調整は、後述するように、外添剤の組合せに依存される。

本発明における着色粒子（トナー母粒子）の粒径は、コールター社製「マルチサイザーＴＡIII 」型による測定でその５０％体積平均粒径（Ｄ₅₀）が４．０〜７．０μｍ、好ましくは５〜６μｍである。平均粒径が７μｍ以下であることにより、１２００ｄｐｉ以上の高解像度で潜像を形成しても、解像度の再現性に優れるものとできる。なお、４μｍ以下になると、現像効率が低下することでトナーによる隠蔽性が低下するとともに、流動性を高めるために外添剤の使用量が増大し、その結果、定着性能が低下する傾向がある。

次に、外添剤について説明する。
本発明における外添剤は、少なくとも（１）疎水性小シリカ粒子、（２）疎水性単分散球形大シリカ粒子、（３）正帯電性シリカ粒子、（４）疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子である。

（１） 疎水性小シリカ粒子は個数平均一次粒子径としては７〜１６ｎｍ、好ましくは１０〜１２ｎｍである。ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化（乾式法）により得られるものが例示される。疎水性小シリカ粒子は、個数平均一次粒子径が小さい程、得られるトナーの流動性が高くなるが、個数平均一次粒子径が７ｎｍより小さいと、外添に際してシリカ微粒子がトナー母粒子に埋没してしまう虞があり、逆に、個数平均一次粒子径が１６ｎｍを超えると、流動性が悪くなる虞がある。

疎水性小シリカ粒子としては、日本アエロジル（株）製のＲＸ２００の銘柄で市販されているものは、結晶形はアモルファス、球状、個数平均一次粒子径は１２ｎｍ、ヘキサメチルジシラザンにより疎水化（表面）処理され、真比重が２．２、嵩比重が０．０２〜０．０６、ＢＥＴ比表面積１４０〜２００ｍ² ／ｇ、炭素量１．５〜３．０％、２成分帯電量（５ｍｉｎ値）−１００〜−３００μＣ／ｇである。他に、日本アエロジル（株）製の「Ｒ８０５」（個数平均一次粒子径１２ｎｍ）などが例示される。

疎水性小シリカ粒子は、トナー母粒子１００質量部に対して０．５〜３．０質量部、好ましくは１．０〜１．５質量部添加される。０．５質量部より少ないと流動性が悪くなり、３．０質量部より多いと感光体フィルミングや定着不良の問題がある。

次に、（２） 疎水性単分散球形大シリカ粒子は、個数平均一次粒子径が５０〜２５０ｎｍ、好ましくは８０〜１５０ｎｍである。疎水性単分散球形大シリカ粒子は、形状としてはＷａｄｅｌｌの球形度が０．６以上、好ましくは０．８以上の球形である。単分散球形シリカ微粒子は、湿式法であるゾルゲル法により得られ、比重が１．３〜２．１のものである。疎水性単分散球形大シリカ粒子は、平均粒径が５０ｎｍより小さいと、小粒径のシリカ微粒子のトナー母粒子表面への埋没を防止して流動性や帯電安定性を維持することができなくなったり、また、スペーサ効果が得られず、また、２５０ｎｍより大きいと、トナー母粒子に付着しにくくなると共にトナー母粒子表面から脱離しやすくなる。

疎水性単分散球形大シリカ粒子としては、（株）日本触媒製の「シーホスターＫＥ−Ｐ１０Ｓ２」（個数平均一次粒子径１００ｎｍ）等が例示され、結晶形は一部結晶質とも考えられるアモルファス、球状、個数平均一次粒子径は１００ｎｍ、シリコーンオイルにより疎水化（表面）処理され、真比重が２．２、嵩比重が０．２５〜０．３５、ＢＥＴ比表面積１０〜１４ｍ² ／ｇ、２成分帯電量（５ｍｉｎ値）０〜−５０μＣ／ｇである。

疎水性単分散球形大シリカ粒子は、トナー母粒子１００質量部に対して０．５〜２．０質量部、好ましくは０．８〜１．８質量部添加される。疎水性小シリカ粒子の添加量にもよるが、疎水性単分散球形大シリカ粒子の添加量が０．５質量部より少ないと、トナー充填密度が上昇し、現像ローラ回転時に規制ブレードでトナー層を薄層規制する際、トナーの薄層化が困難となり、規制モレや飛散する問題が生じる。また、２．０質量部より多く添加すると、現像ローラ回転時に規制ブレードをトナー層が通過する際、トナーの一部が現像ローラに保持されず漏洩したり、また、現像ローラ上に薄層規制したトナー層において現像ローラ長手方向での帯状にスジムラが発生し、全面ベタ画像を出力すると用紙送り方向に濃度変動により多数本の帯状スジムラとなる問題が発生する。

（２）の大粒子径のシリカ：（１）の小粒子径のシリカの添加比（質量比）は、１：４〜４：１、好ましくは２：３〜３：２とするとよく、トナーに流動性を付与し、かつ帯電の長期安定性を得る上で好ましい。大粒子径シリカと小粒子径シリカは、両者の混合比率を考慮しつつトナー母粒子１００質量部に対して合計量で１．２５〜５．０質量部、好ましくは２．０〜３．０質量部添加される。

シリカ微粒子は疎水化処理されていることが好ましい。負帯電性シリカ微粒子の表面を疎水性にすることにより、トナーの流動性および帯電性がさらに向上する。シリカ微粒子の疎水化は、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシランなどのシラン化合物；あるいはジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、フッ素変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルを用いて、例えば、湿式法、乾式法など当業者が通常使用する方法により行われる。

（３） 正帯電性シリカ粒子は、個数平均一次粒子径としては２０ｎｍ〜４０ｎｍである。正帯電性シリカ微粒子は、疎水化処理されていることが好ましく、外部環境の変化に対する帯電性の変化を小さく、安定な帯電性を維持し、かつトナーの流動性を良好にするために好ましい。正帯電性シリカ微粒子の疎水化は、アミノシランカップリン剤やアミノ変性シリコンオイル等を使用して行われる。疎水性正帯電性シリカ微粒子としては、市販の日本アエロジル（株）製のＮＡ５０Ｈ（結晶形はアモルファス、球状、個数平均一次粒子径は３０ｎｍ、ヘキサメチルジシラザンとアミノシランにより疎水化（表面）処理され、真比重が２．２、嵩比重が０．０６７１、ＢＥＴ比表面積４４．１７ｍ² ／ｇ、炭素量２％以下、２成分帯電量（５ｍｉｎ値）４０μＣ／ｇ）や、キャボット（株）製のＴＧ８２０Ｆなどが例示される。

正帯電性シリカ微粒子は、トナー母粒子１００質量部に対して０．０５〜０．５質量部、好ましくは０．１〜０．２質量部添加される。疎水性正帯電性シリカ微粒子は、外添粒子の中では最も添加量が少ないが、ＣＣＡレストナー（着色粒子）における強い負帯電性サイトに優先的に付着することで逆帯電トナーの発生が抑制されてトナーの規制部材モレや上シール飛散、また、感光体カブリを防止することができる。疎水性正帯電性シリカ微粒子の添加量は少なく添加されるとよく、これによりＣＣＡレストナーに対する帯電抑制デメリットである現像履歴や供給遅れといった問題を生じないものとできる。

次に、（４） ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子は、特開２０００−１２８５３４号に開示されている製造方法により得られるもので、紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８のルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆されたものであり、ルチル型酸化チタン粒子：アナターゼ型酸化チタン粒子（重量比）＝５：９５〜５０：５０の割合とされる。ルチル型酸化チタン粒子は、その粒径、また、形状から耐摩擦性に優れ、着色粒子中に埋没しにくく、また、アナターゼ型酸化チタン粒子は、着色粒子への付着性や流動性に優れ、シランカップリング剤との親和性に優れるものであり、一定割合での被覆によりこの両者の特徴を生かすことができる。得られるルチルアナターゼ型酸化チタン粒子は、帯電分布が均一で、分散性に優れ、また、摩擦により着色粒子に埋没しにくい外添粒子とできが、特に、電荷リーク効果により着色粒子の帯電の立ち上がりを改善し、過剰な飽和帯電上昇（チャージアップ）を抑制することができる。ルチル−アナターゼ型酸化チタン粒子は、シランカップリング処理後に、更に、ヘキサメチルシラザンやシリコンオイル等により疎水処理されるとよい。

疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子としては、例えばチタン工業（株）製「ＳＴＴ−３０Ｓ」｛ルチル型（１０％）：アナターゼ型（９０％）、一次粒子サイズとして長軸２０〜５０ｎｍの球形〜紡錘形、イソブチルトリメトキシシラン処理、真比重４．５、嵩比重０．１５〜０．３５、ＢＥＴ比表面積１２０〜１６０ｍ² ／ｇ、２成分帯電量０〜−５０μＣ／ｇ（５ｍｉｎ値）｝が例示される。

疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子と上述した疎水性単分散球形大シリカ粒子は、そのいずれか又は両者ともシリコンオイル処理されるとよいが、前述した疎水性単分散球形大シリカ粒子がシリコンオイル処理されると、その詳細な理由は不明であるが、着色粒子が割れた面への再配列に際して着色粒子に付着しやすくでき、フィルミングをより効果的に防止できる。

ＣＣＡレストナー母粒子に、外添剤として（３）の疎水性正帯電性シリカ微粒子が添加されると、その帯電量が着色剤の種類によって帯電量が変化することから、（４）のルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（酸化チタン粒子）の添加量により調整する必要があることが判明した。酸化チタン粒子の添加量が少ないとチャージアップ現象による画像濃度低下の問題があり、また、多いと規制モレ、上シール飛散の問題があることから、以下のごとく、シアントナー粒子についてのデータをもとに、他色のトナー粒子における疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子の添加量の良好域に関して計算により求めることを検討した。

後述する実施例１同様に、乳化凝集法で調製したシアントナー母粒子１００質量部に対して、小シリカ粒子（ＲＸ２００）１．５質量部、大シリカ粒子１．０質量部、正帯電性シリカ微粒子０．１質量部とその添加量をそれぞれ固定する一方、酸化チタン粒子の添加量を変えて添加してトナー粒子を調製した後、現像に使用して、シアントナー粒子における酸化チタン粒子の添加量の良好域を検討した。その結果、シアントナー母粒子１００質量部に対して、添加する酸化チタン粒子の添加量を０．７５〜１．７５質量部とすると、規制モレ、上シール飛散や感光体カブリの問題もないことがわかった。また、その良好域は、中心値である１．２５質量部の±０．５０質量部、好ましくは±０．２５質量部であることも判明した。

そして、このシアントナーにおける酸化チタン粒子の添加量の中心値である１．２５質量部をもとに、他色のトナーにおける酸化チタン粒子の添加量の中心値との関係について、以下の手順で検討した。

まず、実施例１における着色剤に代えて、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー １８０を使用し同様にしてイエロートナー母粒子を作製した。また、カーボンブラック（モーガルＬ）を使用し同様にして黒トナー母粒子を作製した。また、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド １２２を使用し同様にしてマゼンタトナー母粒子を調製し、それぞれ、シアントナー母粒子と同様にその２成分帯電量（１５ｍｉｎ値）を測定した。結果を下記表１に示す。

表１から、乳化凝集法で得られる各トナー母粒子は、２成分帯電量（μＣ／ｇ）（１５ｍｉｎ値）が相違し、帯電量の高いトナー母粒子にあっては、電荷リーク効果を有する酸化チタン粒子の添加量を多くし、また、帯電量の低いトナー母粒子にあっては酸化チタン粒子の添加量を少なくする必要があるので、シアン着色剤における２成分帯電量（１５ｍｉｎ値）とその酸化チタン粒子の添加量（中心値）と、他の着色剤を添加したトナー母粒子における２成分帯電量（１５ｍｉｎ値）とその酸化チタン粒子の添加量（中心値）との関係としては次式（１）が成立する。

（他色の酸化チタン粒子の添加量の中心値）＝〔シアントナーの酸化チタン粒子の添加量の中心値〕×｛他色のトナー母粒子の２成分帯電量（１５ｍｉｎ値）／シアントナー母粒子の２成分帯電量（１５ｍｉｎ値）｝ ・・・ （１）。

シアントナー粒子における酸化チタン粒子の添加量（実験値）をもとに他色の酸化チタン粒子の添加量の中心値（計算値）及び添加良好域（中心値（計算値）±０．５０質量部）を計算した結果を下記表２に示す。

計算で得られた数値範囲を検証するために、後述する実施例４〜６において、その酸化チタン量の中心値で外添処理したイエロートナー粒子（酸化チタン量を１．１質量部）、黒トナー粒子（酸化チタン量を０．９５質量部）、マゼンタトナー粒子（酸化チタン量を０．８５質量部）をそれぞれ作製し、実施例１と同様に評価したところ、その酸化チタンの添加量は、規制モレ、上シール飛散や感光体カブリの問題のない良好域にあることがわかった。

２成分帯電量は、トナー濃度３ｗｔ％でフェライトキャリア（パウダーテック社製ＦＬ１８４−１５０）と卓上型ボールミル（入江商会社製Ｖ−１Ｍ）を用いて回転数１００ｒｐｍで攪拌させ、吸引式小型帯電量測定装置（Ｔｒｅｋ社製Ｍｏｄｅｌ ２１０ＨＳ−２）を使用して測定したものである。

本発明において、トナー母粒子を乳化凝集法で調製した場合には、ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子の添加量は、シアン着色粒子１００質量部に対して０７５〜１．７５質量部であるが、イエロートナー母粒子においては０．６０〜１．６０質量部、黒トナー母粒子に対しては０．４５〜１．４５質量部、マゼンタトナー母粒子に対しては０．３５〜１．３５質量部とできる。なお、本発明にあっては、着色剤に係わらず、トナー母粒子の２成分帯電量（１５ｍｉｎ値）をもとに、同様に、ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子の添加量を予想することができることを付記する。

トナー母粒子への外添剤の添加方法としては、ヘンシェルミキサー（三井三池社製）、メカノフュージョンシステム（細川ミクロン社製）、メカノミル（岡田精工社製）等より行うとよい。ヘンシェルミキサーを使用して多段処理がなされる場合、各段階の処理操作条件は、回転周速度３０〜５０ｍ／ｓ、処理時間２分〜１５分の範囲から適宜選択される。

本発明においては、外添剤の添加順序として３段階からなる多段処理するとよく、着色粒子にまず、１段目として疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子をまず処理し、２段処理として疎水性単分散球形大シリカ粒子と共に疎水性小シリカ粒子を処理・付着させ、３段目として正帯電性シリカ微粒子を処理するとよい。これにより、薄層規制に際し帯電分布調整を可能とすると共に、耐久時にあって、規制モレ、上シール飛散や感光体カブリを生じることのない負帯電性一成分非磁性トナーとできる。

なお、本発明においては、上述した外添剤粒子の添加趣旨を損なわない範囲で、他の疎水化処理された外添剤、例えば疎水性中シリカ粒子｛ヒュームドシリカ、日本エアロジル社製「ＲＸ５０」真比重２．２、体積平均粒径Ｄ₅₀＝４０ｎｍ（標準偏差＝２０ｎｍ）｝、金属石けん粒子である高級脂肪酸の亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミウムから選ばれる金属塩であり、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸モノアルミニウム、ステアリン酸トリアルミニウム等を外添処理してもよく、また、酸化亜鉛、酸化ストロンチウム、酸化錫、酸化ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化インジウム、アルミナ等の金属酸化物の微粒子、また、窒化珪素等窒化物の微粒子、炭化珪素等の炭化物の微粒子、樹脂粒子、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属塩の微粒子、並びに、これらの複合物等の無機微粒子等を添加してもよい。

また、着色粒子（トナー母粒子）への外添粒子の総添加量は、四方最密条件下で下式（１）による外添剤被覆率（％、Ｓ×１００）が５８〜３０４％となるように処理される。

式中、外添剤種類（ｎ種類） ｎ
トナー粒径（ｍ） Ｄ
トナー比重 Ｐ
外添剤ｎ粒径（ｍ） ｄ_n
外添剤ｎ比重 ρ_n
外添剤投入量（ｇ） Ｗ_n
円周率 π
トナー粒径（ｍ）はコールター社製「コールターマルチサイザーIII 」により測定されるものである。また、外添剤の粒径（ｍ）は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で投影した画像を画像処理装置を介して導出したものである。また、比重はユアサ・アイオニクス社製「マルチピクノメーター」により測定されるものである。

本発明の一成分非磁性トナーは、その円形度が０．９５〜０．９７、フロー軟化温度（Ｔｆ１／２）が１００℃〜１２０℃であり、また、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃〜５０℃の範囲にある。なお、円形度は、東亜医用電子（株）製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を使用して測定されるものである。また、フロー軟化温度（Ｔｆ１／２）は、島津製作所製フローテスタ（ＣＦＴ−５００）を用いて、ノズル径１．０ｍｍΦ×１．０ｍｍ、単位面積（ｃｍ² ）当たりの荷重１０ｋｇ、毎分６℃の昇温速度で測定した値である。更に、ガラス転移温度（Ｔｇ）は、島津製作所製示差走査熱量計（ＤＳＣ−５０）を用い、セカンドラン法により毎分１０℃の昇温速度で測定した値である。

次に、本発明のカラー画像形成装置について説明する。
図１は、本発明のカラー画像形成装置の概要を説明するための図で、図中、プリンタ１０は、感光体２０の回転方向に沿って、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、現像器保持ユニット５０、一次転写ユニット６０、中間転写体７０、クリーニングユニット７５を有し、さらに、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０等を有している。

感光体２０は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、矢印で示すように時計回りに回転する。帯電ユニット３０は、感光体２０を帯電するための装置であり、露光ユニット４０は、レーザを照射することによって帯電された感光体２０上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット４０は、画像信号に基づいて、変調されたレーザビームを帯電された感光体２０上に照射する。そして、所定のタイミングにてレーザビームがＯＮ／ＯＦＦされて、所定の速度で回転する感光体２０上の格子状に区画された領域にドット状潜像が形成される。

現像器保持ユニット５０は、感光体２０上に形成された潜像を、ブラック現像器５１に収容されたブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像器５２に収容されたマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像器５３に収容されたシアン（Ｃ）トナー及びイエロー現像器５４に収容されたイエロー（Ｙ）トナーを用いて現像するための装置である。この現像器保持ユニット５０は、回転することにより、前記４つの現像器５１、５２、５３、５４の位置を動かすことを可能としている。そして、感光体２０が１回転する毎に、４つの現像器５１、５２、５３、５４のうちの１つを選択的に感光体２０と対向させ、対向された現像器５１、５２、５３、５４に収容されているトナーにより感光体２０上に形成された潜像を順次現像する。

一次転写ユニット６０は、感光体２０に形成された単色トナー像を中間転写体７０に転写するための装置であり、４色のトナーが順次重ねて転写されると、中間転写体７０にフルカラートナー像が形成される。この中間転写体７０は、エンドレスのベルトであり、感光体２０とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。二次転写ユニット８０は、中間転写体７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の記録媒体に転写するための装置である。

定着ユニット９０は、記録媒体上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を紙等の記録媒体に融着させて永久像とするための装置である。クリーニングユニット７５は、一次転写ユニット６０と帯電ユニット３０との間に設けられ、感光体２０の表面に当接されたゴム製のクリーニングブレード７６を有し、一次転写ユニット６０によって中間転写体７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０上に残存するトナーＴをクリーニングブレード７６により掻き落として除去するための装置である。

次に、図２は、イエロー現像器に代表させて現像器を説明するための図で、現像器の主要構成要素を示した断面図である。現像器５４は、トナーＴを収容するハウジング５４０、現像ローラ５１０、現像ローラ５１０にトナーを供給するためのトナー供給ローラ５５０、現像ローラ５１０に担持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制ブレード５６０、ハウジング５４０と現像ローラ５１０との上方側の間隙をシールするための上シール５２０、ハウジング５４０と現像ローラ５１０との端部側の間隙をシールするための端部シール５２７等を有している。

ハウジング５４０の内部に、トナー収容部５３０が形成されている。トナー収容部５３０は、仕切り壁５４５により、第一トナー収容部５３０ａと第二トナー収容部５３０ｂとに分けられている。現像器保持ユニット５０が回転する際には、第一トナー収容部５３０ａと第二トナー収容部５３０ｂとに収容されていたトナーが、現像位置における上部側の連通している部位側に一旦集められ、図２に示す状態に戻るときには、それらのトナーが混合されて第一トナー収容部５３０ａ及び第二トナー収容部５３０ｂに戻されることになる。すなわち、現像器保持ユニット５０が回転することにより現像器内のトナーＴは撹拌されることになる。このため、トナー収容部５３０に攪拌部材を設けていないが、トナー収容部５３０に収容されたトナーＴを攪拌するための攪拌部材を設けてもよい。図２に示すように、ハウジング５４０は下部に開口５７２を有しており、後述する現像ローラ５１０が、この開口５７２に臨ませて設けられている。

トナー供給ローラ５５０におけるローラ部は、弾性を有する例えば発泡ウレタンにて形成されている。そして、トナー供給ローラ５５０は、回転自在に支持されて、第一トナー収容部５３０ａに収容されており、トナーＴを現像ローラ５１０に供給し、現像後に現像ローラ５１０に残存している余剰なトナーＴを、現像ローラ５１０から剥ぎ取る。

トナー供給ローラ５５０と金属表面を有する現像ローラ５１０とは、互いに押圧された状態にてハウジング５４０に組み付けられている。トナー供給ローラにおけるローラ部は、アスカーＦ硬度７０°の発泡部材で構成されており、接触深さ１．０ｍｍ〜１．３ｍｍで弾性変形された状態で現像ローラ５１０に当接するとよい。トナー供給ローラの接触深さを大きくするほど消費部に供給されるトナーの帯電立ち上がりを向上させることができる。そして、トナー供給ローラ５５０は、現像ローラ５１０の回転方向（図２において反時計方向）と逆の方向（図２において時計方向）、すなわちトナー供給ローラ５５０を現像ローラ５１０に対してウイズ回転方向で回転させる。

本発明のＣＣＡレストナーにおける帯電性を十分なものとするためには、現像ローラ上で規制部材による薄層規制により帯電させる必要があるが、乳化凝集法や転相乳化合一法で得られる着色粒子は、薄層規制時のストレスにより部分欠損（凝集粒子の部分的欠落）し易い。そのため、内包されたワックス成分が露出して、現像ローラ５１０、規制部材５６０、上シール５２０のフィルミングの発生の原因ともなる。

本発明の外添剤における疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子は疎水性単分散球形大シリカ粒子に比較して着色粒子から遊離し易い性質を有するが、この疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子処理後に疎水性単分散球形大シリカ粒子を外添処理することにより、着色粒子表面において疎水性単分散球形大シリカ粒子が移動し易くなるものと考えられる。多数枚印字での耐久時においては、発生する欠損部に疎水性単分散球形大シリカ粒子が移動し、トラップされて欠損部を埋めるように再配置され、ワックス部を被覆してフィルミングが抑制されるものと考えられる。

現像ローラ５１０の周速度は２５０〜４００ｍｍ／ｓとするとよく、周速度が大きいほど大シリカの再配列がしやすい。また、トナー供給ローラ５５０の周速度は４００〜６００ｍｍ／ｓとするとよく、大きいほど現像室内でのトナー流動を活性化させて、トナーの摩擦帯電状態を均質化させることができる。また、疎水性単分散球形大シリカ粒子の着色粒子表面での移動を促進するのは、現像ローラと供給ローラの周速度と周速差であるが、同時に現像ローラ上トナーのリセット性（剥離・供給）が高まり、トナー消費部／トナー未消費部に対応した摩擦帯電コントラスト差が生じにくくなる。供給ローラ周速度／現像ローラ周速度で示される周速差（周速度比）は１．４〜１．７とするとよい。周速度比が大きいほど大シリカの再配列がしやすく、同時に現像ローラ上トナーのリセット性（剥離・供給）が高まり、現像ローラ上トナーの入れ替わりを促進させることができる。

本発明においては、現像ローラ５１０は、トナーＴを担持して感光体２０と対向する現像位置に搬送する。この現像ローラ５１０は、金属製であり、５０５６アルミ合金や６０６３アルミ合金等のアルミ合金、ＳＴＫＭ等の鉄合金等により製造されており、必要に応じて、ニッケルメッキ、クロムメッキ等が施されていてもよい。現像ローラ５１０の表面は、サンドブラストによる粗面化処理により、その表面粗さ（Ｒｚ）は５〜８μｍとされる。

また、現像ローラ５１０は、中心軸を中心として回転可能であり、感光体２０の回転方向（図２において時計方向）と逆の方向（図２において反時計方向）に回転する。また、図２に示すように、現像器５４は、感光体２０上に形成された潜像を非接触状態で現像する。

規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴに電荷を付与し、また、現像ローラ５１０に担持されたトナーＴの層厚を規制する。この規制ブレード５６０は、ゴム部５６０ａと、ゴム支持部５６０ｂとを有している。ゴム部５６０ａは、シリコンゴム、ウレタンゴム等からなり、ゴム支持部５６０ｂは、リン青銅、ステンレス等のバネ性を有する薄板である。ゴム部５６０ａは、ゴム支持部５６０ｂの長手方向に沿わされてゴム支持部５６０ｂの短手方向の一端側に支持されており、ゴム支持部５６０ｂは、その他端側がブレード支持板金５６２に支持された状態で当該ブレード支持板金５６２を介してハウジング５４０に取り付けられている。また、規制ブレード５６０の現像ローラ５１０側とは逆側にはモルトプレーン等からなるブレード裏部材５７０が設けられている。

ここで、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力によって、ゴム部５６０ａが現像ローラ５１０の中央部から両端部に亘って押しつけられている。また、ブレード裏部材５７０は、ゴム支持部５６０ｂとハウジング５４０との間にトナーＴが入り込むことを防止して、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力を安定させるとともに、ゴム部５６０ａの真裏からゴム部５６０ａを現像ローラ５１０の方向へ付勢することによって、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０に押しつけている。したがって、ブレード裏部材５７０は、ゴム部５６０ａの現像ローラ５１０への均一当接性を向上させている。

規制ブレード５６０の、ブレード支持板金５６２に支持されている側とは逆側の端、すなわち、先端は、現像ローラ５１０に接触しておらず、該先端から所定距離だけ離れた部分が、現像ローラ５１０に幅を持って接触している。換言すると、規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０にエッジにて当接しておらず、ゴム部５６０ａが有する平面にて腹当たりにて当接している。また、規制ブレード５６０は、その先端が現像ローラ５１０の回転方向の上流側に向くように配置されており、いわゆるカウンタ当接している。

規制ブレードの突出量は０．７〜１．０ｍｍで、トナー層厚１〜２層、好ましくは１〜１．６層となるように薄層規制される。また、トナー搬送量は０．４５〜０．９０ｍｇ／ｃｍ² 、好ましくは０．４５〜０．７２ｍｇ／ｃｍ² となるように薄層規制される。トナー搬送量とトナー層厚は、下記式で示される関係にある。

トナー搬送量
＝（体積比率）×（トナー体積平均粒径）×（トナー比重）×（トナー層厚）
式中、トナー搬送量は現像ローラ上のトナーが粘着テープに付着され、粘着テープに付着されたトナーの質量が電子天秤で計量されて算出され（テープ転写法）、体積比率は面心立方格子構造の体積比率（０．７４）が採用される。トナー体積平均粒径はコールター社製マルチサイザーＴＡIII 型により測定され、トナー比重はユアサアイオニクス（株）製マルチピクノメーターにより測定されるものである。この式から明らかなように、トナー搬送量の良好域はトナー粒径に応じて変わり、良好なトナー搬送量範囲はトナーの平均粒径が５．５μｍである場合を前提としている。

また、ゴム支持部５６０ｂは、ゴム部５６０ａより現像ローラ５１０の軸方向に長く設けられており、ゴム部５６０ａの両端より外側にそれぞれ延出されている。ゴム支持部５６０ｂの延出された部位には、ゴム部５６０ａより厚い厚みを有する例えば不織布製の端部シール５２７が、ゴム部と５６０ａと同一面に貼着されている。このとき、ゴム部５６０ａの軸方向の端面は端部シール５２７の側面に当接されている。

端部シール５２７は、現像ローラ５１０を取り付けた際に、現像ローラ５１０の表面における溝部が設けられていない両端部に当接するように設けられ、現像ローラ５１０の端部より外側に至る幅を有している。また、端部シール５２７は、規制ブレード５６０のゴム部５６０ａの先端より十分に長く延出されている。規制ブレード５６０がハウジング５４０に取り付けられると、端部シール５２７は、現像ローラ５１０外周面と対向するように形成されたハウジング５４０の部位に沿わされ、ハウジング５４０と現像ローラ５１０との間隙を閉塞する。

上シール５２０は、現像器５４内のトナーＴが器外に漏れることを防止するとともに、現像位置を通過した現像ローラ５１０上のトナーＴを、掻き落とすことなく現像器内に回収する。この上シール５２０は、ポリエチレンフィルム等からなるシールである。上シール５２０は、シール支持板金５２２によって支持されており、シール支持板金５２２を介してハウジング５４０に取り付けられている。また、上シール５２０の現像ローラ５１０側とは逆側には、モルトプレーン等からなるシール付勢部材５２４が設けられており、上シール５２０は、シール付勢部材５２４の弾性力によって、現像ローラ５１０に押しつけられている。

このように構成された現像器５４において、トナー供給ローラ５５０がトナー収容部５３０に収容されているトナーＴを現像ローラ５１０に供給する。現像ローラ５１０に供給されたトナーＴは、現像ローラ５１０の回転に伴って、規制ブレード５６０の当接位置に至り、該当接位置を通過する際に、電荷が付与されるとともに層厚が規制される。

帯電された現像ローラ５１０上のトナーＴは、現像ローラ５１０のさらなる回転によって、感光体２０に対向する現像位置に至り、該現像位置にて交番電界下で感光体２０上に形成された潜像の現像に供される。さらに、現像ローラ５１０の回転によって現像位置を通過した現像ローラ５１０上のトナーＴは、上シール５２０を通過して、上シール５２０によって掻き落とされることなく現像器内に回収される。未だ現像ローラ５１０に残存しているトナーＴは、トナー供給ローラ５５０によって剥ぎ取られる。

以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明する。

（実施例１）
着色粒子の製造方法について説明する。以下、「部」は質量部てある。

（樹脂微粒子分散液の調製）
・ スチレン ・・・ ３７０ｇ
・ ｎ−ブチルアクリレート ・・・ ３０ｇ
・ アクリル酸 ・・・ ８ｇ
・ ドデカンチオール ・・・ ２４ｇ
・ 四臭化炭素 ・・・ ４ｇ
を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤（ノニポール４００：三洋化成（株）製）６ｇ及びアニオン性界面活性剤（ネオゲンＳＣ：第一工業製薬（株）製）１０ｇをイオン交換水５５０ｇに溶解したフラスコ中で乳化分散させ、１０分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム４ｇを溶解したイオン交換水５０ｇを投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が７０℃になるまでオイルバスで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、平均粒子径が１５０ｎｍであり、Ｔｇ＝５８℃、重量平均分子量Ｍｗ＝１１５００の樹脂粒子が分散した樹脂微粒子分散液を得た。この分散液の固形分濃度は４０質量％であった。

（着色剤分散液の調製）
・ シアン顔料Ｂ１５：３ ・・・ ６０ｇ
・ 非イオン性界面活性剤（ノニポール４００：三洋化成（株）製）・・ ５ｇ
・ イオン交換水 ・・・ ２４０ｇ
以上の成分を混合して、溶解し、ホモジナイザー（ウルトラタラックスＴ５０：ＩＫＡ社製）を用いて１０分間攪拌し、その後、アルティマイザーによって分散処理し、平均粒径が２５０ｎｍの着色剤（シアン顔料）粒子が分散した着色剤分散液を調製した。

（離型剤分散液の調製）
・ ポリエチレンワックス（ＰＷ７２５：東洋ペトロライト（株）製）・ １００ｇ
・ イオン性界面活性剤（ネオゲンＲＫ：第一工業製薬（株）製）・・ ５ｇ
・ イオン交換水 ・・・ ２００ｇ
以上の成分を混合した溶液を９５℃に加熱して、ホモジナイザー（ウルトラタラックスＴ５０：ＩＫＡ社製）にて十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒子径が２１０ｎｍである離型剤粒子が分散した離型剤分散液を調製した。

（着色粒子の調製）
・ 上記で調製した樹脂微粒子分散液 ・・・ ２３４部
・ 上記で調製した着色剤分散液 ・・・ ３０部
・ 上記で調製した離型剤分散液 ・・・ ４０部
・ ポリ塩化アルミニウム（浅田化学社製「ＰＡＣ１００Ｗ」）・・ １．８部
・ イオン交換水 ・・ ６００部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー（ウルトラタラックスＴ５０：ＩＫＡ社製）を用いて混合し、分散した後に加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら５０℃まで加熱した。５０℃で３０分間保持した後、Ｄ₅₀（体積平均粒径）が４．５μｍの凝集粒子が形成されていることを確認した。さらに加熱用オイルバスの温度を上げて５６℃で１時間保持し、Ｄ₅₀（体積平均粒径）が５．３μｍとなった。

その後、この凝集体粒子を含む分散液に２６部の樹脂微粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を５０℃まで上げて３０分間保持した。この凝集体粒子を含む分散液に１Ｎ水酸化ナトリウムを追加して、系のｐＨを５．０に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、４時間保持し、カプセル化した。冷却後、この着色粒子（トナー母粒子）を濾別し、イオン交換水で４回洗浄した後、凍結乾燥してトナー母粒子を得た。このトナー母粒子のＤ₅₀（体積平均粒径）は５．５μｍであった。

（シアントナーの調製）
上記で得た着色粒子（トナー母粒子）１００部をヘンシェルミキサー（２０Ｌ）に投入した後、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（チタン工業社製「ＳＴＴ３０Ｓ」、イソブチルトリメトキシシラン処理品）１．２５部を投入して、周速４０ｍ／ｓで２分間処理した。

ついで、疎水性単分散球形大シリカ粒子（日本触媒社製「ＫＥＰ１０Ｓ２」一次粒子サイズ１００ｎｍ、シリコンオイル処理品）１部と疎水性小シリカ粒子（日本アエロジル社製「ＲＸ２００」一次粒子サイズ１２ｎｍ、ヘキサメチルシラザン処理品）１．５部を投入して、周速４０ｍ／ｓで２分間処理した。

処理後、さらに疎水性正帯電性シリカ微粒子（日本アエロジル（株）製のＮＡ５０Ｈ）０．１部を追加投入して、周速３０ｍ／ｓで２分間処理した。次に、６３μｍ目開きの金属メッシュを用いて粗大粒子を除去し、本発明におけるトナーとした。トナーにおける外添粒子の総被覆率は１５５％である。

（画像形成）
得られたシアントナーを図１に示す画像形成装置（ＬＰ９０００Ｃ、セイコーエプソン社製）に搭載した。現像ローラは外径φ１８の鉄製中空素管の表面をサンドブラスト処理後にＮｉ−Ｐメッキを施したＲｚ＝７μｍの表面粗さに形成した。規制部材の突出量は０．７６ｍｍとした。また、供給ローラは外径φ１９でアスカーＦ硬度７０°のウレタンスポンジからなり、現像ローラに接触深さ１．０ｍｍで圧接した。また、プロセス速度２１０ｍｍ／ｓとし、現像ローラの周速度は３３６ｍｍ／ｓ、供給ローラの周速度は５０４ｍｍ／ｓであり、供給ローラ周速度／現像ローラ周速度で示される周速差（周速度比）は１．５とした。また、感光体との現像ギャップ１５０μｍ、直流バイアス−１５０ｖ、周波数３．０ｋＨｚの交流バイアス１５００ｖ（ｐ−ｐ）、Ｄｕｔｙ６０％の条件下で、ＡＣジャンピング現像法によりカラー画像を形成した。なお、各プロセスユニットのバイアス電位設定値はデフォルト設定した固定バイアス電位を採用し、トナー量調整用パッチセンサの動作無しとした。また、試験環境は２２〜２４℃／４５〜５５％ＲＨであった。

トナー評価方法について説明する。
（１） 初期段階のチェックとして、現像器（現像カートリッジ）をロータリー回転付き単独駆動用テストベンチにより６分間回転させた。
（２） 次に、規制ブレード通過モレ、上シール飛散の状態をレベル判定し、所定のチェック用印字パターン（全面ベタ、全面ハーフ、履歴パターン等）を出力した。
（３） 次に、現像ローラ上の搬送量、現像ローラ上での帯電量、感光体（ＯＰＣ）上のカブリ量をそれぞれモニターした。

ａ） 現像ローラ上のトナー搬送量はテープ転写法での測定値で０．５１ｍｇ／ｃｍ² であり、
ｂ） 現像ローラ上でのトナーの吸引法による帯電量は、アドバンテスト社製「デジタルエレクトロメータ」を使用した測定値で−３７．７μＣ／ｇであり、
ｃ） 感光体（ＯＰＣ）上でのカブリ量は、白ベタパターン印字時に画像形成プロセスを強制的に途中停止して、ＯＰＣ上に残留したカブリトナーをスコッチ製メンディングテープで転写回収する。転写回収後のテープをＪ紙に貼り付けた後、そのテープ濃度の変化をマクベス濃度計でＯＤ値を測定する。テープ単体でのＯＤ値は０．１〜０．１１を示し、それを超える濃度増加分がカブリトナー量に対応する。
（４） 初期段階でのチェック終了後に、現像器（現像カートリッジ）を画像形成装置に装着して、耐久テストを開始する。
（５） 耐久テストは全面白ベタパターンをＡ４サイズの用紙３０００枚、モノクロモードで連続印字する。
（６） ３０００枚の連続印字後に、中間段階のチェックを実施する。中間段階でのチェックは初期段階のチェックと同様な手順である。
（７） 中間段階のチェック終了後に、現像器（現像カートリッジ）を画像形成装置に装着して引き続き耐久テストを開始する。
（８） 耐久テストはさらに３０００枚、トータルで６０００枚で連続印字する。
（９） トータル６０００枚の連続印字終了後に耐久終了段階でのチェックを実施する。耐久終了段階でのチェックは初期段階のチェックと同様な手順である。

本発明においては、６０００枚耐久後にあって、規制モレ、上シール飛散の各項目について、下記で説明する判定方法（判定人数３名）で判定し、また、感光体カブリを測定した。

（規制モレ）
現像カートリッジにおける現像ローラ回転時に規制ブレードをトナー層を通過する際、トナーの一部が現像ローラに保持されずに漏洩する現象。４段階で判定。判定基準は下記の通りである。下記の判定基準で３以上を可とする。

４： 規制ブレードから現像ローラ上のトナー漏れが全くなく、トナーによる汚れのない状態
３： トナー漏れが現像ローラ回転時に間欠的に発生し、ゴマ粒大より少ないトナー量が下地が見える程度に付着した状態
２： トナー漏れが現像ローラ回転時に間欠的に発生し、トナー量が下地が見えない程度に付着して堆積した状態
１： トナー漏れが現像ローラ回転時に連続的に発生し、トナーが制限なく漏れ続けた状態。

（上シール飛散）
現像カートリッジの現像ローラ回転時に上シールをトナー層を通過する際、トナーの一部が現像ローラに保持されずに飛散する現象。４段階で判定。判定基準は下記の通りである。下記の判定基準で３以上を可とする。

４： 上シール回収部で現像ローラ上のトナー飛散が全く生じなく、トナーによる汚れのない状態
３： 飛散したトナーがホルダー／ハウジング上の一部に下地が見える程度に薄く付着した状態
２： 飛散したトナーがホルダー／ハウジング上の一部に下地が見えなくなるまで堆積した状態
１： 飛散したトナーがホルダー／ハウジングの半分以上の面積に下地が見えなくなるまで堆積した状態。

（感光体カブリ）
感光体（ＯＰＣ）上でのカブリ量は、白ベタパターン印字時に画像形成プロセスを強制的に途中停止して、ＯＰＣ上に残留したカブリトナーをスコッチ製メンディングテープで転写回収する。転写回収後のテープをＪ紙に貼り付けた後、そのテープ濃度の変化をマクベス濃度計でＯＤ値を測定する。テープ単体でのＯＤ値は０．１〜０．１１を示し、それを超える濃度増加分がカブリトナー量に対応する。

実施例１で作製したトナーについて、表３に規制モレ、上シール飛散、感光体カブリに関する評価を示す。

（実施例２）
実施例１のシアントナーの調製に際して、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（チタン工業社製「ＳＴＴ３０Ｓ」、イソブチルトリメトキシシラン処理品）１．０部を１．２５部に代えて処理した以外は、実施例１と同様にして本発明におけるトナーとした。トナーにおける外添粒子の総被覆率は１６２％である。表３に同様に評価結果を示す。

（実施例３）
実施例１のシアントナーの調製に際して、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（チタン工業社製「ＳＴＴ３０Ｓ」、イソブチルトリメトキシシラン処理品）１．０部を１．５部に代えた以外は、実施例１と同様にして本発明におけるトナーとした。トナーにおける外添粒子の総被覆率は１６９％である。表３に同様に評価結果を示す。

（実施例４）
実施例１のシアントナー母粒子の調製に際して、シアン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３）に代えて、イエロー顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０）を使用した以外は同様にしてイエロートナー母粒子を調製すると共に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（チタン工業社製「ＳＴＴ３０Ｓ」、イソブチルトリメトキシシラン処理品）を１．１部とし、実施例１と同様にして、本発明のイエロートナー粒子とした。トナーにおける外添粒子の総被覆率は１５８％である。表３に同様に評価結果を示す。

（実施例５）
実施例１のシアントナー母粒子の調製に際して、シアン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３）に代えて、黒顔料（カーボンブラック（モーガルＬ））を使用した以外は同様にして黒トナー母粒子を調製すると共に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（チタン工業社製「ＳＴＴ３０Ｓ」、イソブチルトリメトキシシラン処理品）を０．９５部とし、実施例１と同様にして、本発明の黒トナー粒子とした。トナーにおける外添粒子の総被覆率は１５４％である。表３に同様に評価結果を示す。

（実施例６）
実施例１のシアントナー母粒子の調製に際して、シアン顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３）に代えて、マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２）を使用した以外は同様にしてマゼンタトナー母粒子を調製すると共に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（チタン工業社製「ＳＴＴ３０Ｓ」、イソブチルトリメトキシシラン処理品）を０．８５部とした以外は実施例１と同様にして、本発明のマゼンタトナー粒子とした。トナーにおける外添粒子の総被覆率は１５１％である。表３に同様に評価結果を示す。

（実施例７）
実施例１のシアントナーの調製に際して、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（チタン工業社製「ＳＴＴ３０Ｓ」、イソブチルトリメトキシシラン処理品）１．０部を０．７５部に代えた以外は、実施例１と同様にしてトナーとした。トナーにおける外添粒子の総被覆率は１４９％である。表３に同様に評価結果を示す。

（実施例８）
実施例１のシアントナーの調製に際して、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子（チタン工業社製「ＳＴＴ３０Ｓ」、イソブチルトリメトキシシラン処理品）１部を１．７５部に代えた以外は、実施例１と同様にしてトナーとした。トナーにおける外添粒子の総被覆率は１７５％である。表３に同様に評価結果を示す。

表から明らかなように、本発明の一成分非磁性トナーおよびその画像形成装置によると、薄層規制に際し帯電分布調整を可能とすると共に、耐久時にあって、規制モレ、上シール飛散や感光体カブリを生じることのないものであることがわかる。

また、比較例としては示さなかったが、酸化チタン粒子の添加量が実施例７より少ないとチャージアップ現象による画像濃度低下の問題があり、また、実施例８より多いと規制モレ、上シール飛散の問題がある。

図１は本発明のカラー画像形成装置の概要を説明するための図である。 図２は現像装置の主要構成要素を説明するための図である。

符号の説明

１０はプリンタ、２０は感光体、３０は帯電ユニット、４０は露光ユニット、５０は現像器保持ユニット、６０は一次転写ユニット、７０は中間転写体、７５はクリーニングユニット、８０は二次転写ユニット、９０は定着ユニット、５１０は現像ローラ、５２０は上シール、５３０はトナー収容部、５４０はハウジング、５５０はトナー供給ローラ、５６０は規制ブレード、Ｔはトナーである。

Claims (9)

1. 少なくとも結着樹脂、シアン着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８の疎水性ルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．７５〜１．７５質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする一成分非磁性トナー。
2. 少なくとも結着樹脂、マゼンタ着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８の疎水性ルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．３５〜１．３５質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする一成分非磁性トナー。
3. 少なくとも結着樹脂、イエロー着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８の疎水性ルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．６０〜１．６０質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする一成分非磁性トナー。
4. 少なくとも結着樹脂、ブラック着色剤及び離型剤を含有する着色粒子と外添剤とからなり、前記外添剤として、着色粒子１００質量部に対して、少なくとも紡錘形状で長軸径が２０〜１００ｎｍであり、かつ、長軸と短軸との軸径比が２ないし８の疎水性ルチル型酸化チタン粒子が個数一次平均粒径が２０〜３０ｎｍの球状疎水性アナターゼ型酸化チタン粒子により被覆された疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子を０．４５〜１．４５質量部、個数一次平均粒径が８０〜２５０ｎｍの疎水性単分散球形大シリカ粒子を０．５〜２．０質量部、個数一次平均粒径が７〜１６ｎｍの疎水性小シリカ粒子を０．５〜３．０質量部、個数平均一次粒子径が２０ｎｍ〜４０ｎｍの疎水性正帯電性シリカ微粒子を０．０５〜０．５質量部の添加割合とすることを特徴とする一成分非磁性トナー。
5. 外添剤の添加が、着色粒子に一段目として疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン粒子が外添処理され、該外添処理後に二段目として疎水性単分散球形大シリカ粒子と疎水性小シリカ粒子との混合物が外添処理され、該外添処理後に三段目として正帯電性シリカ粒子が外添処理されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の一成分非磁性トナー。
6. 着色粒子が、体積平均粒径（Ｄ₅₀）が４．０〜７．０μｍで、乳化凝集法または転相乳化合一法により得られる荷電制御剤を添加しない着色粒子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の一成分非磁性トナー。
7. 疎水性単分散球形大シリカ粒子がシリコーンオイルにより疎水化処理されたものであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の一成分非磁性トナー。
8. 静電潜像を坦持した感光体と、該感光体と非接触の状態で対向配置され、前記感光体に坦持された静電潜像を、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の一成分非磁性トナーを坦持して現像する金属表面を有する現像ローラと、該現像ローラに圧接対向配置され、ウイズ回転して該現像ローラに前記トナーを供給する弾性体からなる供給ローラとからなり、該供給ローラの周速度を４００〜６００ｍｍ／ｓとすると共に供給ローラ周速度／現像ローラ周速度で示される周速度比を１．３〜１．８とする現像装置とからなることを特徴とする画像形成装置。
9. 一成分非磁性トナーが、現像ローラ上に１〜２層の層厚となるように薄層規制されることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。

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