JP2010039005A - トナー、現像剤、現像装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期間にわたって、クリーニング性およびトナー帯電性を確保できるトナー、そのトナーを含む現像剤、前記現像剤を用いることによって、画質低下およびトナーの機内飛散を抑制できる現像装置、ならびに画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナーは、トナー粒子にケイ素元素含有酸化物微粒子が外添され、トナー母体粒子は、体積平均粒子径が４μｍ以上８μｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下であり、ケイ素元素含有酸化物微粒子は、平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下である。このようなトナーを含む現像剤を画像形成装置１の現像装置１４に充填し、画像を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、トナー、現像剤、前記現像剤を用いる現像装置および画像形成装置に関する。

近年、潜像を顕像化して画像を形成する画像形成装置において高画質化が様々な角度から検討されており、具体的な動向の一つとして、解像度および鮮鋭度の向上を目的とした現像剤の改良、特にトナーの小粒子径化が進められている。しかしながら、トナーの小径化が進むにつれて転写性およびクリーニング性が低下し、画質の低下を招く傾向が見られる。

このような問題に対して、トナー表面に外添剤をスペーサーとして添加することによって、小粒径化されたトナーにおいて転写性およびクリーニング性の向上が図られているが、外添剤の粒子径および物性が制御されなければ、外添剤をスペーサーとして充分に機能させることはできない。

外添剤の粒子径に関して、具体的には、外添剤の平均一次粒子径が小さすぎると、感光体ドラムまたは転写ベルト（記録媒体への直接転写方式および中間転写ベルト方式の両方式を含む）表面とトナーとの間においてスペーサー効果が得られず、トナー付着力が高くなるのでクリーニング性を確保できない。

外添剤の平均一次粒子径が大きすぎると、トナー帯電量が低下する。このような現象の原因としては、外添剤の平均一次粒子径が大きすぎると、大粒子径の外添剤粒子の個数が増加することになり、外添剤によってトナーとキャリアとの間のスペースが大きくなりすぎるので、トナーとキャリアとの接触障害が発生し、帯電不良を招くことが考えられる。また、外添剤の平均一次粒子径が大きくなると、トナー母体粒子からの外添剤の脱離量が増加するので、トナー帯電量を確保できないことが考えられる。

このような課題を解決するために、特許文献１には、少なくともケイ素元素を含む酸化物微粒子よりなり、一次粒子径Ｒ（数平均）が３０ｎｍ〜３００ｎｍで、かつＲの粒度分布の標準偏差σがＲ／４≦σ≦Ｒの分布を持ち、かつ円形度ＳＦ１が１００〜１３０でかつ円形度ＳＦ２が１００〜１２５の実質球形のトナー用外添剤が開示されている。特許文献１に開示のトナー用現像剤を含むトナーは、スペーサー効果を充分に発揮し、かつトナー高温保存時あるいはトナー強撹拌劣化時の添加剤の埋没を防ぐことができる。また大粒子径、中粒子径、小粒子径の酸化物微粒子が適度な割合で含有され、小粒子径粒子で流動性を確保させるとともに中粒子径、大粒子径粒子でスペーサー効果を有効に発揮させ、さらにトナーの流動性およびトナーと酸化物微粒子の親和性を向上させ、酸化物微粒子のトナーからの脱離を防いで、外添剤として本来の機能を発揮させることができる。

特開２００４−１０２２３６号公報

しかしながら、特許文献１においては、酸化物微粒子の水分量については考慮されていない。平均一次粒径が１００ｎｍ程度の酸化物微粒子は、通常５〜８％の水分を含む。酸化物微粒子中の水分量が増えると、酸化物微粒子を介して電荷がキャリア表面にリークするので、画像印字の際に、トナー帯電量の低下、画質の劣化、トナーの機内中への飛散などの問題が発生するおそれがある。

本発明の目的は、長期間にわたって、クリーニング性およびトナー帯電性を確保できるトナー、そのトナーを含む現像剤、前記現像剤を用いることによって、画質低下およびトナーの機内飛散を抑制できる現像装置、ならびに画像形成装置を提供することである。

本発明は、結着樹脂および着色剤を含むトナー母体粒子に、ケイ素元素を含む酸化物微粒子であるケイ素元素含有酸化物微粒子が外添されたトナーにおいて、
トナー母体粒子は、体積平均粒子径が４μｍ以上８μｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下であり、
ケイ素元素含有酸化物微粒子は、平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下であることを特徴とするトナーである。

また本発明は、ケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布が単分散であることを特徴とする。

また本発明は、ケイ素元素含有酸化物微粒子は、疎水化処理されていることを特徴とする。

また本発明は、ケイ素元素含有酸化物微粒子は、トナー母体粒子１００重量部に対して０．５重量部以上３．０重量部以下の範囲の重量比で含有されることを特徴とする。

また本発明は、ケイ素元素含有酸化物微粒子とともに、ケイ素元素含有酸化物微粒子より平均一次粒子径の小さい無機微粒子が少なくとも１種以上外添されていることを特徴とする。

また本発明は、前記トナーを含むことを特徴とする現像剤である。
また本発明は、前記トナーとキャリアとから成る２成分現像剤であることを特徴とする。

また本発明は、前記現像剤を用いて、像担持体に形成される潜像を現像してトナー像を形成することを特徴とする現像装置である。

また本発明は、潜像が形成される像担持体と、
像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、トナーは、結着樹脂および着色剤を含むトナー母体粒子に、ケイ素元素を含む酸化物微粒子であるケイ素元素含有酸化物微粒子が外添され、トナー母体粒子は、体積平均粒子径が４μｍ以上８μｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下であり、ケイ素元素含有酸化物微粒子は、平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下である。

トナー母体粒子の体積平均粒子径が４μｍ以上８μｍ以下であることによって、クリーニング性を確保し、細線再現性およびドット再現性を良好にすることができる。トナー母体粒子の体積平均粒子径が４μ未満であると、トナー母体粒子の粒子径が小さすぎるので、ケイ素元素含有酸化物微粒子を外添しても、クリーニング性向上効果を発揮できず、クリーニング不良が起こる。トナー母体粒子の体積平均粒子径が８μｍを超えると、細線再現性およびドット再現性が低下する。

トナー母体粒子の含水率が、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下であることによって、帯電したトナーにおいて、外添剤およびトナー母体粒子からの電荷のリークを制御でき、帯電量を安定させることができる。したがって、トナーの電気抵抗率が高くなる低湿度環境下では、適度な電荷のリークによって帯電量およびカウンター電位の上昇による現像効率の低下、ならびに画像濃度の低下を防ぐことができる。また、トナーの電気抵抗率が低くなる高湿度環境下では、電荷のリークを抑制し、トナー帯電量の低下による画像濃度の必要以上の上昇およびかぶりを防ぐことができる。トナー母体粒子の含水率が、上記範囲から外れると、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下におけるケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率を３．０重量％以下にしても、電荷のリークを制御できなくなる。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることによって、像担持体または転写ベルトとトナーとの間に充分なスペーサー効果が得られ、クリーニング性を良好にすることができる。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径が７０ｎｍ未満であると、像担持体または転写ベルトとトナーとの間にスペーサー効果が充分に発揮されず、像担持体または転写ベルトに対するトナーの付着力が高くなるのでクリーニング性を確保できない。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径が１５０ｎｍを超えると、トナーとキャリアとの接触障害が発生して、トナーの帯電量の低下が発生する。また、トナー母体粒子からのケイ素元素含有酸化物微粒子の脱離量が増える。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率が、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％を超えると、トナー母体粒子の含水率を上記の値に制御しても、ケイ素元素含有酸化物微粒子から必要以上に電荷がリークによって、トナー帯電量の低下が発生する。

トナー母体粒子の体積平均粒子径および水分量、ならびにケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径および水分量を上記の範囲にすることによって、長期間にわたって、クリーニング性およびトナー帯電性を確保できるトナーを実現することができる。このようなトナーを用いて画像を形成することによって、トナーの機内飛散を抑制でき、画質低下のない画像を安定して形成することができるので、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像を安定して形成することができる。

また本発明によれば、ケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布は単分散である。これによって、小粒径側および大粒径側のケイ素元素含有酸化物微粒子の個数がケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布が複分散である場合より少なくなるので、像担持体および転写ベルトなどに対するクリーニング性を安定して確保し、かつ画像印字の際、トナー帯電量の低下を防ぐので、帯電安定性に優れる。小粒径側のケイ素元素含有酸化物微粒子が少なくなることで、特に定着性を安定して確保することができる。したがって、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像をより安定して形成することができる。

また本発明によれば、ケイ素元素含有酸化物微粒子は疎水化処理されている。これによって、像担持体および転写ベルトなどに対するクリーニング性能を確保し、かつ高温高湿環境下および低温低湿環境下において、トナー帯電量の変化を抑制できる。したがって、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像をより一層安定して形成することができる。

また本発明によれば、ケイ素元素含有酸化物微粒子は、トナー母体粒子１００重量部に対して０．５重量部以上３．０重量部以下の範囲の重量比で含有される。これによって、像担持体および転写ベルトなどに対するクリーニング性をより安定して確保できる。また、画像印字の際、トナー帯電量の低下を防ぐことができるので、トナーの機内飛散を抑制でき、画質低下のない画像をより安定して形成することができる。トナー母体粒子１００重量部に対してケイ素元素含有酸化物微粒子の含有量が０．５重量部未満であると、外添剤であるケイ素元素含有酸化物微粒子の量が少なすぎるので、ケイ素元素含有酸化物微粒子を外添することによるクリーニング性向上の効果を充分に発揮できない。ケイ素元素含有酸化物微粒子の含有量が３．０重量部を超えると、ケイ素元素含有酸化物微粒子の量が多すぎるので、トナー母体粒子からケイ素元素含有酸化物微粒子が脱離し易くなり、トナー母体粒子から脱離したケイ素元素含有酸化物微粒子がキャリアに付着し、トナー帯電量の低下が発生してトナーの機内飛散が発生する。したがって、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像をより一層安定して形成することができる。

また本発明によれば、平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下のケイ素元素含有酸化物微粒子とともに、ケイ素元素含有酸化物微粒子より平均一次粒子径の小さい無機微粒子が少なくとも１種以上外添されている。ケイ素元素含有酸化物微粒子と前記無機微粒子とを併用することによって、外添処理時のトナー母体粒子とケイ素元素含有酸化物微粒子との混合性が向上し、ケイ素元素含有酸化物微粒子をトナー母体粒子表面に均一に分散させて外添させることができるので、トナーの流動性を確保することができ、トナー帯電の立ち上がりを早くできる。したがって、形成される画像の画質を安定させることができ、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像をより一層安定して形成することができる。

また本発明によれば、現像剤は、本発明のトナーを含む。これによって、トナー帯電量の変化を抑制でき、長期間の使用にわたり特性の安定した現像剤とすることができるので、良好な現像性を維持することのできる現像剤が得られる。

また本発明によれば、現像剤は、本発明のトナーとキャリアとからなる２成分現像剤である。本発明のトナーは、トナー帯電量の変化を抑制できるので、帯電性の良好な２成分現像剤が得られる。このような２成分現像剤を用いることによって、トナーの機内飛散による画質低下を抑え、高画質な画像を安定して形成することができる。

また本発明によれば、本発明の現像装置は、本発明の現像剤を用いて潜像を現像するので、長期間にわたって、トナー帯電量の低下による現像不良を起すことなく、感光体に高精細で高解像度のトナー像を安定して形成することができる。

また本発明によれば、潜像が形成される像担持体と、像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、前述のように良好なトナー像を形成可能な本発明の現像装置とを備えて画像形成装置が実現される。このような画像形成装置で画像を形成することによって、クリーニング不良および長期使用時のトナー帯電量の低下による画質低下のない高画質な画像を安定して形成することができる。

１、トナー
本発明の第１の実施形態であるトナーは、結着樹脂および着色剤を含むトナー母体粒子にケイ素元素含有酸化物微粒子が外添されている。トナー母体粒子の体積平均粒子径は、４μｍ以上８μｍ以下である。また、トナー母体粒子の含水率は、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下である。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径は、７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。また、ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率は、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下である。

（１）トナー母体粒子
本実施形態のトナーに含まれるトナー母体粒子は、少なくとも結着樹脂および着色剤を含む。

（結着樹脂）
結着樹脂としては、トナーの製造に用いることができる熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、たとえばポリエステル樹脂、スチレン／アクリル共重合体樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂が好ましく、３ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の酸価を有するポリエステル樹脂が特に好ましい。ポリエステル樹脂は、たとえば以下の多価アルコール成分および多価カルボン酸成分とから合成することができるが、これらに限定されることはない。

多価アルコール成分としては、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、２，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチレングリコール、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、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Ａアルキレンオキサイド付加物のような２価アルコールを挙げることができる。また、テトラヒドロフラン不溶分が発生しない程度にポリマーを非線状化するため、３価以上の多価アルコールを使用することもできる。３価以上のアルコール成分としては、グリセリン、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトラオール、１，４−ソルビタン、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、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が挙げられる。

また、多価カルボン酸成分としては、たとえばマレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、ｎ−オクチルコハク酸およびｎ−ドデセニルコハク酸等のアルキルコハク酸等の２塩基性カルボン酸、それらの酸無水物およびアルキルエステルが挙げられる。

（着色剤）
着色剤としては、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、およびブラックトナー用着色剤などが挙げられる。

イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、およびＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、ピグメントイエロー７４ピグメントイエロー１８５などの顔料、黄色酸化鉄および黄土などの無機系顔料、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１などのニトロ系染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、およびＣ．Ｉ．ソルベントイエロー２１などの油溶性染料などが挙げられる。

マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、およびＣ．Ｉ．ディスパーズレッド１５などが挙げられる。

シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２５、およびＣ．Ｉ．ダイレクトブルー８６などが挙げられる。

ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、およびアセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。

着色剤は、マスターバッチとして使用されることが好ましい。着色剤のマスターバッチは、たとえば、合成樹脂の溶融物と着色剤とを混練することによって製造することができる。合成樹脂としては、トナーの結着樹脂と同種の樹脂またはトナーの結着樹脂に対して良好な相溶性を有する樹脂が使用される。合成樹脂と着色剤との使用割合は特に制限されないけれども、好ましくは合成樹脂１００重量部に対して３０重量部以上１００重量部以下である。マスターバッチは、たとえば粒子径２〜３ｍｍ程度に造粒されて用いられる。

本実施形態のトナーには、結着樹脂、着色剤の他に、離型剤、帯電制御剤などのその他のトナー添加成分が含有されてもよい。離型剤および帯電制御剤としては、特に制限されず、公知のものを使用できる。

（離型剤）
離型剤としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、パラフィンワックスとその誘導体、マイクロクリスタリンワックスとその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスとその誘導体、ポリオレフィンワックスとその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスとその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス（低分子量ポリエチレンワックスなど）とその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスとその誘導体、ライスワックスとその誘導体、キャンデリラワックスとその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸とその誘導体、長鎖アルコールとその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、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などが含まれる。ワックスの使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、トナー粒子全量の０．２〜２０重量％である。

（帯電制御剤）
帯電制御剤としては、たとえば、含金属アゾ染料（クロム・アゾ錯体染料、鉄アゾ錯体染料、コバルト・アゾ錯体染料など）、銅フタロシアニン染料、サリチル酸とそのアルキル誘導体の金属（クロム、亜鉛、アルミニウム、硼素など）錯体およびその塩、ナフトール酸とその誘導体の金属（クロム、亜鉛、アルミニウム、硼素など）錯体およびその塩、ベンジル酸とその誘導体の金属（クロム、亜鉛、アルミニウム、硼素など）錯体およびその塩、長鎖アルキルカルボン酸塩、長鎖アルキルスルホン酸塩などの負帯電性トナー用帯電制御剤、ニグロシン染料とその誘導体、ベンゾグアナミン、トリフェニルメタン誘導体、４級アンモニウム塩、４級ホスフォニウム塩、４級ピリジニウム塩、グアニジン塩、アミジン塩、含窒素官能基を有するモノマー〔Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどのＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート類、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどのＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド類など〕のラジカル重合性共重合体などが挙げられる。帯電制御剤は１種または２種以上を使用できる。帯電制御剤の含有量は好ましくはトナー粒子全量の０．１〜５．０重量％である。

（トナー母体粒子）
本実施形態において、トナー母体粒子の体積平均粒子径は４μｍ以上８μｍ以下である。トナー母体粒子の体積平均粒子径が４μｍ以上８μｍ以下であることによって、クリーニング性を確保し、細線再現性およびドット再現性を良好にすることができる。トナー母体粒子の体積平均粒子径が４μ未満であると、トナー母体粒子の粒子径が小さすぎるので、ケイ素元素含有酸化物微粒子を外添しても、クリーニング性向上の効果を発揮できず、クリーニング不良が起こる。トナー母体粒子の体積平均粒子径が８μｍを超えると、細線再現性およびドット再現性が低下する。

ここで、トナー母体粒子の体積平均粒子径は、たとえば粒度分布測定装置（商品名：ＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒＩＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製）を用いて測定を行い、トナー母体粒子の体積粒度分布から算出できる。

トナー母体粒子の含水率は、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下である。トナー母体粒子の含水率が、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下であることによって、帯電したトナーにおいて、外添剤およびトナー母体粒子からの電荷のリークを制御でき、帯電量を安定させることができる。したがって、トナーの電気抵抗率が高くなる低湿度環境下では、適度な電荷のリークによって帯電量およびカウンター電位の上昇による現像効率の低下、ならびに画像濃度の低下を抑制することができる。また、トナーの電気抵抗率が低くなる高湿度環境下では、電荷のリークを防ぎ、帯電量の低下による画像濃度の必要以上の上昇およびかぶりを防ぐことができる。前述のように、ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率は絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下であるが、トナー母体粒子の含水率が上記範囲から外れると、ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率を絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下にしても、電荷のリークを制御できなくなる。

トナー母体粒子の含水率は、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下、または絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において１５時間放置したトナー母体粒子の重量に対する、そのトナー母体粒子中の水分量の割合である。絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下に放置するときの温度は２０℃であり、絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下に放置するときの温度は３５℃である。

トナー母体粒子の水分量は、カールフィッシャー水分量測定装置（たとえば、商品名：ＣＡ−１００、三菱化学株式会社製）を用いて、１７０℃でトナー母体粒子を加熱し、そのトナー母体粒子から発生する水分量から算出する。

トナー母体粒子の含水率は、トナー母体粒子の組成、トナー母体粒子の製造方法、トナー母体粒子に含まれる結着樹脂の酸価および水酸基価などによって変動する。

（トナー母体粒子の製造方法）
トナー母体粒子の製造方法は特に制限されず、公知の製造方法によって製造することができるが、たとえば、溶融混練粉砕法によって製造できる。溶融混練粉砕法によれば、結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤、その他の添加材などのそれぞれ所定量を乾式混合し、得られる混合物を溶融混練し、得られる溶融混練物を冷却して固化させ、得られる固化物を機械的に粉砕することによって製造できる。

乾式混合に用いられる混合機としては、たとえば、ヘンシェルミキサ（商品名、三井鉱山株式会社製）、スーパーミキサ（商品名、株式会社カワタ製）、メカノミル（商品名、岡田精工株式会社製）などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）、コスモシステム（商品名、川崎重工業株式会社製）などが挙げられる。

混練は、攪拌下に結着樹脂の溶融温度以上の温度（通常は８０〜２００℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度）に加熱しながら行われる。

混練機として、たとえば、二軸押し出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、ＴＥＭ−１００Ｂ（商品名、東芝機械株式会社製）、ＰＣＭ−６５／８７（商品名、株式会社池貝製）などの１軸もしくは２軸の押出機、ニーデックス（商品名、三井鉱山株式会社製）などのオープンロール方式のものが挙げられる。これらの中でも、オープンロール方式のものが好ましい。

溶融混練物を冷却して得られる固化物の粉砕には、カッターミル、フェザーミルまたはジェットミルなどが用いられる。たとえば、固化物をカッターミルで粗粉砕した後、ジェットミルで粉砕することによって、所望の体積平均粒子径を有するトナー母体粒子が得られる。

また、トナー母体粒子は、溶融混練物の固化物を粗粉砕し、得られる粗粉砕物を水性スラリー化し、得られる水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理して微粒化し、得られる微粒を水性媒体中で加熱して凝集および溶融させることによっても製造できる。溶融混練物の固化物の粗粉砕は、たとえば、ジェットミル、ハンドミルなどを用いて行われる。粗粉砕によって、具体的には、１００μｍ〜３ｍｍ程度の粒子径を有する粗粉を得る。粗粉を水に分散させて、水性スラリーを調製する。粗粉を水に分散させるに際しては、たとえば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの分散剤の適量を水に溶解させておくことによって、粗粉が均一に分散した水性スラリーが得られる。この水性スラリーを高圧ホモジナイザで処理することによって、水性スラリー中の粗粉が微粒化され、体積平均粒子径０．４〜１．０μｍ程度の微粒を含む水性スラリーが得られる。この水性スラリーを加熱し、微粒を凝集させ、微粒同士を溶融させて結合することによって、所望の体積平均粒子径および平均円形度を有するトナー母体粒子が得られる。体積平均粒子径および平均円形度は、たとえば、微粒の水性スラリーの加熱温度および加熱時間を適宜選択することによって、所望の値にすることができる。加熱温度は、結着樹脂の軟化点以上、結着樹脂の熱分解温度未満の温度範囲から適宜選択される。加熱時間が同じである場合には、通常は、加熱温度が高いほど、得られるトナー母体粒子の体積平均粒子径は大きくなる。

高圧ホモジナイザとしては、市販品が知られる。高圧ホモジナイザの市販品としては、たとえば、マイクロフルイダイザー（商品名、マイクロフルディクス（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃｓ）社製）、ナノマイザー（商品名、ナノマイザー社製）、アルティマイザー（商品名、株式会社スギノマシン製）などのチャンバ式高圧ホモジナイザ、高圧ホモジナイザ（商品名、ラニー（Ｒａｎｎｉｅ）社製）、高圧ホモジナイザ（商品名、三丸機械工業株式会社製）、高圧ホモゲナイザ（商品名、株式会社イズミフードマシナリ製）、ＮＡＮＯ３０００（商品名、株式会社美粒製）などが挙げられる。

以上のように作製されたトナー母体粒子には球形化処理が施されてもよい。球形化する手段としては衝撃式球形化装置および熱風式球形化装置が挙げられる。衝撃式球形化装置としては、市販されているものを使用することもでき、たとえば、ファカルティ（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）などを用いることができる。熱風式球形化装置としては、市販されているものも使用することができ、たとえば、表面改質機メテオレインボー（商品名、日本ニューマチック工業株式会社製）などを用いることができる。

（２）ケイ素元素含有酸化物微粒子
本実施形態のトナーは、ケイ素元素を含む酸化物微粒子であるケイ素元素含有酸化物微粒子を含む。ケイ素元素含有酸化物微粒子は、トナー母体粒子に外添する外添剤として用いられ、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性、長期保存性改善、クリーニング特性改善および感光体表面磨耗特性制御などの機能を担う。

トナー母体粒子に、ケイ素元素が含まれる酸化物微粒子であるケイ素元素含有酸化物微粒子が外添されることによって、ケイ素元素を含まない酸化物微粒子を外添させる場合より、トナーの帯電量を適切に調整することが可能となり、トナーの帯電性が向上する。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径は７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることによって、像担持体または転写ベルトとトナーとの間に充分なスペーサー効果が得られ、クリーニング性を良好にすることができる。また、定着性を良好にすることができる。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径が７０ｎｍ未満であると、像担持体または転写ベルトとトナーとの間にスペーサー効果が充分に発揮されず、像担持体または転写ベルトに対するトナーの付着力が高くなるのでクリーニング性を確保できない。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径が１５０ｎｍを超えると、トナーとキャリアとの接触障害が発生して、トナーの帯電量の低下が発生する。また、トナー母体粒子からのケイ素元素含有酸化物微粒子の脱離量が増える。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径は、動的光散乱を利用する粒子径分布測定装置、たとえばＤＬＳ−８００（商品名、株式会社大塚電子製）およびコールターＮ４（商品名、コールターエレクトロニクス社製）によって測定可能であるが、たとえばケイ素元素含有酸化物微粒子に疎水化処理した場合、疎水化処理後の粒子の二次凝集を解離することは困難であるため、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Scanning Electron Microscope）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Transmission Electron Microscope）によって得られる写真画像を画像解析して直接求めることが好ましい。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率は、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下である。ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率が、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％を超えると、トナー母体粒子の含水率を上記の値に制御しても、ケイ素元素含有酸化物微粒子から必要以上に電荷がリークによって、トナー帯電量の低下が発生する。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率は、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において１５時間放置したケイ素元素含有酸化物微粒子の重量に対する、そのケイ素元素含有酸化物微粒子の水分量の割合である。絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下に放置するときの温度は２５℃である。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の水分量は、カールフィッシャー水分量測定装置（たとえば、商品名：ＣＡ−１００、三菱化学株式会社製）を用いて、１０５℃で加熱し、発生する水分量から算出する。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布は、単分散であることが好ましい。これによって、小粒径側および大粒径側のケイ素元素含有酸化物微粒子の個数がケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布が複分散である場合より少なくなるので、像担持体および転写ベルトなどに対するクリーニング性を安定して確保し、かつ画像印字の際、トナー帯電量の低下を防ぐので、帯電安定性に優れる。小粒径側のケイ素元素含有酸化物微粒子が少なくなることで、特に定着性を安定して確保することができる。したがって、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像をより安定して形成することができる。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布に関し、小粒子径側に１つ以上のピークを有するケイ素元素含有酸化物微粒子を含む複分散であると、定着性が悪化する。粒度分布において大粒子径側に１つ以上のピークを有するケイ素元素含有酸化物微粒子を含む複分散、特に平均一次粒子径が１５０ｎｍ以上の大粒子径側のケイ素元素含有酸化物微粒子を含む複分散である場合は、トナー帯電不良が発生する。

ここで、ケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布は、走査電子顕微鏡にて撮影した画像を解析することによって求める。

（ケイ素元素含有酸化物微粒子の製造方法）
本実施形態のトナーに含まれるケイ素元素含有酸化物微粒子の製造方法は特に制限されず、たとえば特開２００６−２０６４１３号公報に開示の公知の製造方法によって得ることができる。

ケイ素元素含有酸化物微粒子は、ゾルゲル法によって製造できる。たとえば、アルコキシシランからなるゾルを加水分解・重縮合反応により、流動性を失ったゲルとし、このゲルをろ過、遠心分離後に、加熱して溶媒を蒸発除去する。

アルコキシシラン（珪酸エステル）は一般式Ｒ^１ _ａＳｉ（ＯＲ^２）_４−ａで示され（ここで、Ｒ^１，Ｒ^２は炭素数１〜４の１価炭化水素基、ａは０〜４の整数）、たとえば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルプロポキシシラン、トリメチルブトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリエチルプロポキシシラン、トリエチルブトキシシラン、トリプロピルメトキシシラン、トリプロピルエトキシシラン、トリブチルメトキシシラン、トリブチルエトキシシラン等が挙げられ、特にテトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシランがより好ましい。

有機溶媒としては、たとえばメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、１−ブタノールなどのアルコールが用いられる。

加水分解に用いられる触媒としては、アンモニア、尿素、モノアミンなどが挙げられる。

上記のようにして製造されたケイ素元素含有酸化物微粒子をバーナーなどで加熱して、ケイ素元素含有酸化物微粒子中の水分量を３．０重量％以下にまで加熱減量させることで、本実施形態のトナーに含まれるケイ素元素含有酸化物微粒子を得る。ケイ素元素含有酸化物微粒子をトナー母体粒子に外添後に、ケイ素元素含有酸化物微粒子の水分の加熱減量を行うと、トナー母体粒子が熱によって溶けてしまうので、トナー母体粒子にケイ素元素含有酸化物微粒子を外添させる前に予めケイ素元素含有酸化物微粒子の水分を加熱減量する。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の製造方法は、上記のゾルゲル法に限定されず、気相法によっても製造できる。気相法は乾式法とも呼ばれる。気相法は、珪素化合物または金属珪素を酸水素火炎中で燃焼して製造する方法である。具体的には、ガス状の珪素化合物を供給する供給口の外周に水素および酸素をそれぞれ供給して外周炎を形成し、ガス状の珪素化合物をその火炎中で反応させることによってケイ素元素含有酸化物微粒子を得る。火炎中では、中間体として生じる水とガス状の珪素化合物とが定量的に反応し、火炎加水分解が起こる。火炎加水分解の反応の条件を変えることによって、得られるケイ素元素含有酸化物微粒子の粒子径および含水率などを調整することができる。

ケイ素元素含有酸化物微粒子は、環境帯電安定性向上のため、疎水化処理されることがこのましい。これによって、像担持体および転写ベルトなどに対するクリーニング性能を確保し、かつ高温高湿環境下および低温低湿環境下において、トナー帯電量の変化を抑制できる。したがって、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像をより一層安定して形成することができる。

疎水化処理としては特に制限されず、公知のシリカ微粉末の表面改質方法に従って行うことができる。この方法では、シラザン化合物を、水の存在下において、気相、液相または固相で０〜４００℃でアルコキシシランに接触させた後、５０〜４００℃で加熱し、過剰のシラザン化合物を除去することにより行うことができる。

一般式Ｒ^３ _３ＳｉＮＨＳｉＲ^３ _３で示されるシラザン化合物としては、たとえば、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ヘキサプロピルジシラザン、ヘキサブチルジシラザン、ヘキサペンチルジシラザン、ヘキサヘキシルジシラザン、ヘキサシクロヘキシルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ジビニルテトラメチルジシラザン等が挙げられ、特に改質後の疎水性とその除去の容易さからヘキサメチルジシラザンが好ましい。

疎水化処理剤としては、また、たとえばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、シリコーンワニスなどが挙げられる。

その中でも特に、表面にＲ^３ _３ＳｉＯ_１／２単位を導入して、疎水化処理することが好ましい。Ｒ^３は炭素数１〜８の１価炭化水素基であり、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、ビニル基、アリル基等が挙げられ、特にメチル基が好ましい。

ケイ素元素含有酸化物微粒子に疎水化処理をする場合、ケイ素元素含有酸化物微粒子の水分の加熱減量を行った後、疎水化処理を行い、トナー母体粒子に外添させる。

（３）ケイ素元素含有酸化物微粒子より平均一次粒子径の小さい無機微粒子
本実施形態のトナーには、ケイ素元素含有酸化物微粒子とともに、ケイ素元素含有酸化物微粒子より平均一次粒子径の小さい無機微粒子を少なくとも１種以上外添させることが好ましい。ケイ素元素含有酸化物微粒子と前記無機微粒子とを併用することによって、ケイ素元素含有酸化物微粒子をトナー母体粒子表面に均一に分散させて外添させることができるので、トナーの流動性を確保することができ、トナー帯電の立ち上がりを早くできる。したがって、形成される画像の画質を安定させることができ、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像をより一層安定して形成することができる。

無機微粒子としては、たとえば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末およびアルミナ微粉末などが挙げられる。これらは１種を単独で使用でき、または２種以上を併用できる。

無機微粒子の平均一次粒子径は、トナーに必要な帯電量、添加による感光体の摩耗に対する影響、トナーの環境特性などを考慮して、７ｎｍ以上１６ｎｍ以下であることが好ましい。

無機微粒子の平均一次粒子径は、動的光散乱を利用する粒子径分布測定装置、たとえばＤＬＳ−８００（商品名、株式会社大塚電子製）やコールターＮ４（商品名、コールターエレクトロニクス社製）により測定可能であるが、疎水化処理後の粒子の二次凝集を解離することは困難であるため、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）もしくは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により得られる写真画像を画像解析することにより直接求めることが好ましい。

無機微粒子にもケイ素元素含有酸化物微粒子と同様の方法で疎水化処理を行ってもよい。

（４）トナー
トナー母体粒子およびケイ素元素含有酸化物微粒子、またはトナー母体粒子、ケイ素元素含有酸化物微粒子および前記無機微粒子を混合することで、ケイ素元素含有酸化物微粒子、またはケイ素元素含有酸化物微粒子および無機微粒子をトナー母体粒子に外添させ、本実施形態のトナーを得る。

混合は任意の方法で行えばよく、たとえばＶブレンダー、ヘンシェルミキサ、リボンブレンダー、ライカイ機などによって行うことができる。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の添加量としては、トナーに必要な帯電量、ケイ素元素含有酸化物微粒子を添加することによる感光体の摩耗に対する影響、トナーの環境特性などを考慮して、トナー母体粒子１００重量部に対して０．５重量部以上３．０重量部以下の範囲の重量比で含有されることが好ましい。これによって、像担持体および転写ベルトなどに対するクリーニング性をより安定して確保できる。また、画像印字の際、トナー帯電量の低下を防ぐことができるので、トナーの機内飛散を抑制でき、画質低下のない画像をより安定して形成することができる。トナー母体粒子１００重量部に対してケイ素元素含有酸化物微粒子の含有量が０．５重量部未満であると、外添剤であるケイ素元素含有酸化物微粒子の量が少なすぎるので、クリーニング性向上能の効果が充分に確認できない。ケイ素元素含有酸化物微粒子の含有量が３．０重量部を超えると、ケイ素元素含有酸化物微粒子の量が多いので、ケイ素元素含有酸化物微粒子がトナー母体粒子から脱離し易くなり、トナー帯電量の低下が発生してトナーの機内飛散が発生する。したがって、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像をより一層安定して形成することができる。

前述のように、本実施形態のトナーは、結着樹脂および着色剤を含むトナー粒子に、ケイ素を含む酸化物微粒子であるケイ素元素含有酸化物微粒子が外添され、トナー母体粒子は、体積平均粒子径が４μｍ以上８μｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下であり、ケイ素元素含有酸化物微粒子は、平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下である。これによって、長期間にわたって、クリーニング性、トナー帯電性および定着性を確保できるトナーを実現することができる。このようなトナーを用いて画像を形成することによって、トナーの機内飛散を抑制でき、画質低下のない画像を安定して形成することができるので、長期間にわたって、一定の画像濃度を有する画像を安定して形成することができる。

無機微粒子の添加量としては、トナーに必要な帯電量、添加による感光体の摩耗に対する影響、トナーの環境特性などを考慮して、トナー母体粒子１００重量部に対し２重量部以下が好適である。

無機微粒子を併用する場合、トナー母体粒子に対するケイ素元素含有酸化物微粒子および無機微粒子の混合順序は特に制限されないけれども、ケイ素元素含有酸化物微粒子をトナー母体粒子表面に均一分散させるという観点から、無機微粒子を先にトナー母体粒子に外添した後にケイ素元素含有酸化物微粒子を外添させることが好ましい。混合は任意の方法で行えばよく、たとえばＶブレンダー、ヘンシェルミキサ、リボンブレンダー、ライカイ機などによって行うことができる。

本実施形態のトナーの体積平均粒径は４〜８μｍであることが好ましい。これによって、感光体ドラムおよび転写ベルト等のクリーニング性を確保し、かつ画像印字でのトナー帯電量の低下を防ぐので、帯電安定性に優れる。トナーの体積平均粒径が４μｍ未満になると、トナー外添剤として添加してもクリーニング性能向上効果が発揮できない。また８μｍを超えると、細線再現性やドット再現性が低下する。

ここでトナーの体積平均粒径は、たとえば粒度分布測定装置（商品名：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３、ベックマン・コールター株式会社製）を用いて測定を行い、トナーの体積粒度分布から算出できる。

２、現像剤
以上のようにして得られた本発明の第１の実施形態のトナーは、そのまま１成分現像剤として使用することができ、またキャリアと混合して２成分現像剤として使用することができる。本発明の第２の実施形態である現像剤は、本発明の第１の実施形態のトナーを含むので、トナー比電荷量の変化を抑制でき、長期の使用にわたり特性の安定した現像剤とすることができるので、良好な現像性を維持することのできる現像剤が得られる。また、本発明の第１の実施形態のトナーは、クリーニング性および定着性を両立し、かつ耐刷試験でのトナー比電荷量の低下を抑制できるので、帯電特性および現像性の良好な２成分現像剤が得られる。このような２成分現像剤を用いることによって、トナーの機内飛散よる画質低下を抑え、高画質な画像を安定して形成することができる。

（キャリア）
キャリアとしては、磁性を有する粒子を使用することができる。磁性を有する粒子の具体例としては、たとえば、鉄、フェライトおよびマグネタイトなどの金属、これらの金属とアルミニウムまたは鉛などの金属との合金などが挙げられる。これらの中でも、フェライトが好ましい。

また磁性を有する粒子に樹脂を被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどをキャリアとして用いてもよい。磁性を有する粒子を被覆する樹脂としては特に制限はないけれども、たとえば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン／アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂、およびフッ素含有重合体系樹脂などが挙げられる。また樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としても特に制限されないけれども、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、およびフェノール樹脂などが挙げられる。

キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。またキャリアの粒径は特に制限されないけれども、高画質化を考慮すると、好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。さらにキャリアの抵抗率は、好ましくは１０^８Ω・ｃｍ以上、さらに好ましくは１０^１２Ω・ｃｍ以上である。キャリアの抵抗率は、キャリアを０．５０ｃｍ^２の断面積を有する容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に１ｋｇ／ｃｍ^２の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値を読取ることから得られる値である。抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアに電荷が注入され、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。

キャリアの磁化強さ（最大磁化）は、好ましくは１０ｅｍｕ／ｇ以上６０ｅｍｕ／ｇ以下、さらに好ましくは１５ｅｍｕ／ｇ以上４０ｅｍｕ／ｇ以下である。磁化強さは現像ローラの磁束密度にもよるけれども、現像ローラの一般的な磁束密度の条件下においては、１０ｅｍｕ／ｇ未満であると磁気的な束縛力が働かず、キャリア飛散の原因となるおそれがある。また磁化強さが６０ｅｍｕ／ｇを超えると、キャリアの穂立ちが高くなり過ぎる非接触現像では、像担持体と非接触状態を保つことが困難になる。また接触現像ではトナー像に掃き目が現れ易くなるおそれがある。

２成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に制限されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択できるけれども、樹脂被覆キャリア（密度５〜８ｇ／ｃｍ^２）に例をとれば、現像剤中に、トナーが現像剤全量の２〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％含まれるように、トナーを用いればよい。また２成分現像剤において、トナーによるキャリアの被覆率は、４０〜８０％であることが好ましい。

３、画像形成装置
図１は、本発明の第３の実施形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す概略断面図である。画像形成装置１は、複写機能、プリンタ機能およびファクシミリ機能を併せ持つ複合機であり、伝達される画像情報に応じて、記録媒体にフルカラーまたはモノクロの画像を形成する。すなわち、画像形成装置１は、コピアモード（複写モード）、プリンタモードおよびファクシミリモードという３種の印刷モードを有しており、図示しない操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータ、携帯端末装置、情報記録記憶媒体またはメモリ装置を用いた外部機器からの印刷ジョブの受信などに応じて、図示しない制御部によって、印刷モードが選択される。

画像形成装置１は、トナー像形成手段２と、中間転写手段３と、転写手段７と、定着手段４と、記録媒体供給手段５と、排出手段６とを含む。トナー像形成手段２を構成する各部材および中間転写手段３に含まれる一部の部材は、カラー画像情報に含まれるブラック（ｂ）、シアン（ｃ）、マゼンタ（ｍ）およびイエロー（ｙ）の各色の画像情報に対応するために、それぞれ４つずつ設けられる。ここでは、各色に応じて４つずつ設けられる各部材は、各色を表すアルファベットを参照符号の末尾に付して区別し、総称する場合は参照符号のみで表す。

トナー像形成手段２は、像担持体である感光体ドラム１１と、帯電手段１２と、露光ユニット１３と、現像装置１４と、クリーニングユニット１５とを含む。帯電手段１２、現像装置１４およびクリーニングユニット１５は、感光体ドラム１１のまわりに、この順序で配置される。帯電手段１２は、現像装置１４およびクリーニングユニット１５よりも鉛直方向下方に配置される。帯電手段１２および露光ユニット１３は、感光体ドラム１１に潜像を形成する潜像形成手段として機能する。

感光体ドラム１１は、図示しない駆動手段によって、軸線回りに回転駆動可能に支持され、図示しない、導電性基体と、導電性基体の表面に形成される感光層とを含む。導電性基体は種々の形状を採ることができ、たとえば、円筒状、円柱状、薄膜シート状などが挙げられる。これらの中でも円筒状が好ましい。

導電性基体は導電性材料によって形成される。導電性材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム、銅、真鍮、亜鉛、ニッケル、ステンレス鋼、クロム、モリブデン、バナジウム、インジウム、チタン、金、白金などの金属およびこれらの２種以上の合金、ならびに合成樹脂フィルム、金属フィルム、紙などのフィルム状基体にアルミニウム、アルミニウム合金、酸化錫、金、酸化インジウムなどの１種または２種以上からなる導電性層を形成してなる導電性フィルム、導電性粒子および／または導電性ポリマーを含有する樹脂組成物などが挙げられる。導電性フィルムに用いられるフィルム状基体としては、合成樹脂フィルムが好ましく、ポリエステルフィルムが特に好ましい。また、導電性フィルムにおける導電性層の形成方法としては、蒸着、塗布などが好ましい。

感光層は、たとえば、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層することによって形成される。その際、導電性基体と電荷発生層または電荷輸送層との間には、下引き層を設けるのが好ましい。下引き層を設けることによって、導電性基体の表面に存在する傷および凹凸を被覆して、感光層表面を平滑化する、繰り返し使用時における感光層の帯電性の劣化を防止する、低温および／または低湿環境下における感光層の帯電特性を向上させるといった利点が得られる。また最上層に感光体表面保護層を設けた耐久性の大きい三層構造の積層感光体を用いても良い。

電荷発生層は、光照射により電荷を発生する電荷発生物質を主成分とし、必要に応じて公知の結着樹脂、可塑剤、増感剤などを含有する。電荷発生物質としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ペリレンイミド、ペリレン酸無水物などのペリレン系顔料、キナクリドン、アントラキノンなどの多環キノン系顔料、金属および無金属フタロシアニン、ハロゲン化無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色素、チアピリリウム色素、カルバゾール骨格、スチリルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾール骨格またはジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料などが挙げられる。これらの中でも、無金属フタロシアニン顔料、オキソチタニルフタロシアニン顔料、フローレン環および／またはフルオレノン環を含有するビスアゾ顔料、芳香族アミンからなるビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料などは高い電荷発生能を有し、高感度の感光層を得るのに適する。電荷発生物質は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷発生物質の含有量は特に制限はないけれども、電荷発生層中の結着樹脂１００重量部に対して好ましくは５〜５００重量部、さらに好ましくは１０〜２００重量部である。電荷発生層用の結着樹脂としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、アクリル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリカーボネート、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアリレート、ポリアミド、ポリエステルなどが挙げられる。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは必要に応じて２種以上を併用できる。

電荷発生層は、電荷発生物質および結着樹脂ならびに必要に応じて可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷発生層塗液を調製し、この電荷発生層塗液を導電性基体表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚は特に制限されないが、好ましくは０．０５〜５μｍであり、さらに好ましくは０．１〜２．５μｍである。

電荷発生層の上に積層される電荷輸送層は、電荷発生物質から発生する電荷を受け入れて輸送する能力を有する電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着樹脂を必須成分とし、必要に応じて公知の酸化防止剤、可塑剤、増感剤、潤滑剤などを含有する。

電荷輸送物質としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾールおよびその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメートおよびその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒ縮合物およびその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ピラゾリン誘導体、フェニルヒドラゾン類、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン系化合物、テトラフェニルジアミン系化合物、トリフェニルメタン系化合物、スチルベン系化合物、３−メチル−２−ベンゾチアゾリン環を有するアジン化合物などの電子供与性物質、フルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、インデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノンなどの電子受容性物質などが挙げられる。電荷輸送物質は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。電荷輸送物質の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは電荷輸送物質中の結着樹脂１００重量部に対して１０〜３００重量部、さらに好ましくは３０〜１５０重量部である。

電荷輸送層用の結着樹脂としては、この分野で常用されかつ電荷輸送物質を均一に分散できるものを使用でき、たとえば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルホン樹脂、これらの共重合樹脂などが挙げられる。これらの中でも、成膜性、得られる電荷輸送層の耐摩耗性、電気特性などを考慮すると、ビスフェノールＺをモノマー成分として含有するポリカーボネート（以後「ビスフェノールＺ型ポリカーボネート」と称す）、ビスフェノールＺ型ポリカーボネートと他のポリカーボネートとの混合物などが好ましい。結着樹脂は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。

電荷輸送層には、電荷輸送物質および電荷輸送層用の結着樹脂と共に、酸化防止剤が含まれるのが好ましい。酸化防止剤としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ビタミンＥ、ハイドロキノン、ヒンダードアミン、ヒンダードフェノール、パラフェニレンジアミン、アリールアルカンおよびそれらの誘導体、有機硫黄化合物、有機燐化合物などが挙げられる。

酸化防止剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。酸化防止剤の含有量は特に制限されないけれども、電荷輸送層を構成する成分の合計量の０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５重量％である。電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂ならびに必要に応じて酸化防止剤、可塑剤、増感剤などのそれぞれ適量を、これらの成分を溶解または分散し得る適切な有機溶媒に溶解または分散して電荷輸送層用塗液を調製し、この電荷輸送層用塗液を電荷発生層表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。このようにして得られる電荷発生層の膜厚は特に制限されないが、好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１５〜４０μｍである。なお、１つの層に、電荷発生物質と電荷輸送物質とが存在する感光層を形成することもできる。その場合、電荷発生物質および電荷輸送物質の種類、含有量、結着樹脂の種類、その他の添加剤などは、電荷発生層および電荷輸送層を別々に形成する場合と同様でよい。

本実施の形態では、前述のような、電荷発生物質および電荷輸送物質を用いる有機感光層を形成してなる感光体ドラムを用いるけれども、それに代えて、シリコンなどを用いる無機感光層を形成してなる感光体ドラムを使用できる。

帯電手段１２は、感光体ドラム１１を臨み、感光体ドラム１１の長手方向に沿って感光体ドラム１１表面から間隙を有して離隔するように配置され、感光体ドラム１１表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電手段１２には、帯電ブラシ型帯電器、チャージャー型帯電器、鋸歯型帯電器、イオン発生装置などを使用できる。本実施の形態では、帯電手段１２は感光体ドラム１１表面から離隔するように設けられるけれども、それに限定されない。たとえば、帯電手段１２として帯電ローラを用い、帯電ローラと感光体ドラムとが圧接するように帯電ローラを配置しても良く、帯電ブラシ、磁気ブラシなどの接触帯電方式の帯電器を用いても良い。

露光ユニット１３は、露光ユニット１３から出射される各色情報の光が、帯電手段１２と現像装置１４との間を通過して感光体ドラム１１の表面に照射されるように配置される。露光ユニット１３は、画像情報を該ユニット内でｂ、ｃ、ｍ、ｙの各色情報の光に分岐し、帯電手段１２によって一様な電位に帯電された感光体ドラム１１表面を各色情報の光で露光し、その表面に静電潜像を形成する。露光ユニット１３には、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニットを使用できる。他にもＬＥＤアレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットを用いてもよい。

クリーニングユニット１５は、記録媒体にトナー像を転写した後に、感光体ドラム１１の表面に残留するトナーを除去し、感光体ドラム１１の表面を清浄化する。クリーニングユニット１５には、たとえば、クリーニングブレードなどの板状部材が用いられる。なお、本発明の画像形成装置においては、感光体ドラム１１として、主に有機感光体ドラムが用いられ、有機感光体ドラムの表面は樹脂成分を主体とするものであるため、帯電装置によるコロナ放電によって発生するオゾンの化学的作用によって表面の劣化が進行しやすい。ところが、劣化した表面部分はクリーニングユニット１５よる擦過作用を受けて摩耗し、徐々にではあるが確実に除去される。したがって、オゾンなどによる表面の劣化の問題が実際上解消され、長期間にわたって、帯電動作による帯電電位を安定に維持することができる。本実施の形態ではクリーニングユニット１５を設けるけれども、それに限定されず、クリーニングユニット１５を設けなくてもよい。

トナー像形成手段２によれば、帯電手段１２によって均一な帯電状態にある感光体ドラム１１の表面に、露光ユニット１３から画像情報に応じた信号光を照射して静電潜像を形成し、これに現像装置１４からトナーを供給してトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト２５に転写した後に、感光体ドラム１１表面に残留するトナーをクリーニングユニット１５で除去する。この一連のトナー像形成動作が繰り返し実行される。

転写手段３は、感光体ドラム１１の上方に配置され、中間転写ベルト２５と、駆動ローラ２６と、従動ローラ２７と、中間転写ローラ２８（ｂ、ｃ、ｍ、ｙ）と、転写ベルトクリーニングユニット２９、転写ローラ３０とを含む。中間転写ベルト２５は、駆動ローラ２６と従動ローラ２７とによって張架されてループ状の移動経路を形成する無端ベルト状部材であり、矢符Ｂの方向に回転駆動する。中間転写ベルト２５が、感光体ドラム１１に接しながら感光体ドラム１１を通過する際、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に対向配置される中間転写ローラ２８から、感光体ドラム１１表面のトナーの帯電極性とは逆極性の転写バイアスが印加され、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト２５上へ転写される。フルカラー画像の場合、各感光体ドラム１１で形成される各色のトナー画像が、中間転写ベルト２５上に順次重ねて転写されることによって、フルカラートナー像が形成される。駆動ローラ２６は図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられ、その回転駆動によって、中間転写ベルト２５を矢符Ｂ方向へ回転駆動させる。従動ローラ２７は駆動ローラ２６の回転駆動に従動回転可能に設けられ、中間転写ベルト２５が弛まないように一定の張力を中間転写ベルト２５に付与する。中間転写ローラ２８は、中間転写ベルト２５を介して感光体ドラム１１に圧接し、かつ図示しない駆動手段によってその軸線回りに回転駆動可能に設けられる。中間転写ローラ２８は、前述のように転写バイアスを印加する図示しない電源が接続され、感光体ドラム１１表面のトナー像を中間転写ベルト２５に転写する機能を有する。転写ベルトクリーニングユニット２９は、中間転写ベルト２５を介して従動ローラ２７に対向し、中間転写ベルト２５の外周面に接触するように設けられる。感光体ドラム１１との接触によって中間転写ベルト２５に付着するトナーは、記録媒体の裏面を汚染する原因となるので、転写ベルトクリーニングユニット２９が中間転写ベルト２５表面のトナーを除去し回収する。転写ローラ３０は、中間転写ベルト２５を介して駆動ローラ２６に圧接し、図示しない駆動手段によって軸線回りに回転駆動可能に設けられる。転写ローラ３０と駆動ローラ２６との圧接部（転写ニップ部）において、中間転写ベルト２５に担持されて搬送されて来るトナー像が、後述する記録媒体供給手段５から送給される記録媒体に転写される。トナー像を担持する記録媒体は、定着手段４に送給される。転写手段３によれば、感光体ドラム１１と中間転写ローラ２８との圧接部において感光体ドラム１１から中間転写ベルト２５に転写されるトナー像が、中間転写ベルト２５の矢符Ｂ方向への回転駆動によって転写ニップ部に搬送され、そこで記録媒体に転写される。

定着手段４は、転写手段３よりも記録媒体の搬送方向下流側に設けられ、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とを含む。定着ローラ３１は図示しない駆動手段によって回転駆動可能に設けられ、記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱して溶融させ、記録媒体に定着させる。定着ローラ３１の内部には図示しない加熱手段が設けられる。加熱手段は、定着ローラ３１表面が所定の温度（加熱温度）になるように定着ローラ３１を加熱する。加熱手段には、たとえば、ヒータ、ハロゲンランプなどを使用できる。加熱手段は、後記する定着条件制御手段によって制御される。定着条件制御手段による加熱温度の制御については、後に詳述する。定着ローラ３１表面近傍には温度検知センサが設けられ、定着ローラ３１の表面温度を検知する。温度検知センサによる検知結果は、後記する制御手段の記憶部に書き込まれる。加圧ローラ３２は定着ローラ３１に圧接するように設けられ、加圧ローラ３２の回転駆動に従動回転可能に支持される。加圧ローラ３２は、定着ローラ３１によってトナーが溶融して記録媒体に定着する際に、トナーと記録媒体とを押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を補助する。定着ローラ３１と加圧ローラ３２との圧接部が定着ニップ部である。定着手段４によれば、転写手段３においてトナー像が転写された記録媒体が、定着ローラ３１と加圧ローラ３２とによって挟持され、定着ニップ部を通過する際に、トナー像が加熱下に記録媒体に押圧されることによって、トナー像が記録媒体に定着され、画像が形成される。

記録媒体供給手段５は、自動給紙トレイ３５と、ピックアップローラ３６と、搬送ローラ３７と、レジストローラ３８、手差給紙トレイ３９を含む。自動給紙トレイ３５は画像形成装置の鉛直方向下部に設けられ、記録媒体を貯留する容器状部材である。記録媒体には、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。ピックアップローラ３６は、自動給紙トレイ３５に貯留される記録媒体を１枚ずつ取り出し、用紙搬送路Ｓ１に送給する。搬送ローラ３７は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、記録媒体をレジストローラ３８に向けて搬送する。レジストローラ３８は互いに圧接するように設けられる一対のローラ部材であり、搬送ローラ３７から送給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。手差給紙トレイ３９は、手動動作によって記録媒体を画像形成装置内に取り込む装置であり、手差給紙トレイ３９から取り込まれる記録媒体は、搬送ローラ３７によって用紙搬送路Ｓ２内を通過し、レジストローラ３８に送給される。記録媒体供給手段５によれば、自動給紙トレイ３５または手差給紙トレイ３９から１枚ずつ供給される記録媒体を、中間転写ベルト２５に担持されるトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、転写ニップ部に送給する。

排出手段６は、搬送ローラ３７と、排出ローラ４０と、排出トレイ４１とを含む。搬送ローラ３７は、用紙搬送方向において定着ニップ部よりも下流側に設けられ、定着手段４によって画像が定着された記録媒体を排出ローラ４０に向けて搬送する。排出ローラ４０は、画像が定着された記録媒体を、画像形成装置の鉛直方向上面に設けられる排出トレイ４１に排出する。排出トレイ４１は、画像が定着された記録媒体を貯留する。

画像形成装置１は、図示しない制御手段を含む。制御手段は、たとえば、画像形成装置１の内部空間における上部に設けられ、記憶部と演算部と制御部とを含む。制御手段の記憶部には、画像形成装置の上面に配置される図示しない操作パネルを介する各種設定値、画像形成装置内部の各所に配置される図示しないセンサなどからの検知結果、外部機器からの画像情報などが入力される。また、各種手段を実行するプログラムが書き込まれる。各種手段とは、たとえば、記録媒体判定手段、付着量制御手段、定着条件制御手段などである。記憶部には、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、リードオンリィメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。外部機器には、画像情報の形成または取得が可能であり、かつ画像形成装置に電気的に接続可能な電気・電子機器を使用でき、たとえば、コンピュータ、デジタルカメラ、テレビ、ビデオレコーダ、ＤＶＤレコーダ、ＨＤＤＶＤ（High-
Definition Digital Versatile Disc）、ブルーレイディスクレコーダ、ファクシミリ装置、携帯端末装置などが挙げられる。演算部は、記憶部に書き込まれる各種データ（画像形成命令、検知結果、画像情報など）および各種手段のプログラムを取り出し、各種判定を行う。制御部は、演算部の判定結果に応じて該当装置に制御信号を送付し、動作制御を行う。制御部および演算部は中央処理装置（ＣＰＵ、Central Processing Unit）を備えるマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどによって実現される処理回路を含む。制御手段は、前述の処理回路とともに主電源を含み、電源は制御手段だけでなく、画像形成装置内部における各装置にも電力を供給する。

図２は、現像装置１４の構成を模式的に示す概略断面図である。現像装置１４は、像担持体に形成される潜像を現像してトナー像を形成する。現像装置１４は、現像槽２０とトナーホッパ２１とを含む。現像槽２０は感光体ドラム１１表面を臨むように配置され、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナーを供給して現像し、可視像であるトナー像を形成する容器状部材である。現像槽２０は、その内部空間にトナーを収容しかつ現像ローラ２２、供給ローラ２３、攪拌ローラ２４などのローラ部材またはスクリュー部材を収容して回転自在に支持する。現像槽２０の感光体ドラム１１を臨む側面には開口部４３が形成され、この開口部４３を介して感光体ドラム１１に対向する位置に現像ローラ２２が回転駆動可能に設けられる。現像ローラ２２は、感光体ドラム１１との圧接部または最近接部において感光体１１表面の静電潜像にトナーを供給するローラ状部材である。

トナーの供給に際しては、現像ローラ２２表面にトナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（以下単に「現像バイアス」とする）として印加される。これによって、現像ローラ２２表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。さらに、現像バイアス値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御できる。供給ローラ２３は現像ローラ２２を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、現像ローラ２２周辺にトナーを供給する。攪拌ローラ２４は供給ローラ２３を臨んで回転駆動可能に設けられるローラ状部材であり、トナーホッパ２１から現像槽２０内に新たに供給されるトナーを供給ローラ２３周辺に送給する。トナーホッパ２１は、その鉛直方向下部に設けられるトナー補給口４２と、現像槽２０の鉛直方向上部に設けられるトナー受入口４４とが連通するように設けられ、現像槽２０のトナー消費状況に応じてトナーを補給する。またトナーホッパ２１を用いず、各色トナーカートリッジから直接トナーを補給するよう構成しても構わない。

このように、本発明の現像装置は、本発明の現像剤を用いて潜像を現像するので、トナー比電荷量の低下による現像不良を起すことなく、感光体に高精細で高解像度のトナー像を安定して形成することができる。したがって、長期間にわたって非画像部にかぶりのない良好な画像を安定して形成することができる。また、本発明の画像形成装置は、潜像が形成される像担持体と、像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、前述のように良好なトナー像を形成可能な本発明の現像装置とを備えて画像形成装置が実現される。このような画像形成装置で画像を形成することによって、クリーニング性および定着性を両立し、長期使用時にトナー比電荷量が低下することなく、かつ印字率１％以下の低印字率で連続または間欠印字などして多くの枚数を印字しても、印字中または印字終了直後における画像濃度の変動を抑制でき、画質低下のない高画質な画像を安定して形成することができる。

以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
実施例および比較例における物性値は以下のようにして測定した。

〔トナー母体粒子の体積平均粒径〕
電解液（商品名：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ、ベックマン・コールター株式会社製）５０ｍｌに、トナー母体粒子２０ｍｇおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム１ｍｌを加え、超音波分散器（商品名：ＵＨ−５０、株式会社エスエムテー製）によって超音波周波数２０ｋＨｚで３分間分散処理して測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置（商品名：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３、ベックマン・コールター株式会社製）を用い、アパーチャ径：２０μｍ、測定粒子数：５００００カウントの条件下に測定を行い、トナー母体粒子の体積粒度分布からトナー母体粒子の体積平均粒径を求めた。

〔結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〕
示差走査熱量計（商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業株式会社製）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ７１２１−１９８７に準じて、結着樹脂１ｇを昇温速度毎分１０℃で加熱してＤＳＣ曲線を測定した。得られたＤＳＣ曲線のガラス転移に相当する吸熱ピークの高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、ピークの立ち上がり部分から頂点までの曲線に対して勾配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移点（Ｔｇ）として求めた。

〔結着樹脂の軟化点（Ｔｍ）〕
流動特性評価装置（商品名：フローテスターＣＦＴ−１００Ｃ、株式会社島津製作所製）において、おもりで１０ｋｇｆ／ｃｍ^２（９．８×１０^５Ｐａ）の荷重を与えて結着樹脂１ｇがダイ（ノズル口径１ｍｍ、長さ１ｍｍ）から押出されるように設定し、昇温速度毎分６℃で加熱し、ダイから結着樹脂の半分量が流出したときの温度を求め、結着樹脂の軟化点とした。

〔離型剤の融点〕
示差走査熱量計（商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業株式会社製）を用い、離型剤１ｇの温度を、２０℃から昇温速度毎分１０℃で２００℃まで昇温させ、次いで２００℃から２０℃に急冷させる操作を２回繰返し、ＤＳＣ曲線を測定した。２回目の操作で測定されるＤＳＣ曲線の融解に相当する吸熱ピークの頂点の温度を離型剤の融点として求めた。

〔ケイ素元素含有酸化物微粒子および無機微粒子の平均一次粒子径〕
走査型電子顕微鏡（商品名：Ｓ−４３００ＳＥ／Ｎ、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）にて５００００倍に拡大したケイ素元素含有酸化物微粒子の画像を、走査型電子顕微鏡の視野を変えて１００個のケイ素元素含有酸化物微粒子について撮影し、画像解析によってケイ素元素含有酸化物微粒子の一次粒子の粒子径を測定した。得られた測定値からケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径を算出した。無機微粒子の平均一次粒子径も同様にして算出した。

ケイ素元素含有酸化物微粒子が複分散である場合、各ピークを有するケイ素元素含有酸化物微粒子の存在割合を求めるとともに、ピークを有するケイ素元素含有酸化物微粒子ごとの平均一次粒子径を求めた。この平均一次粒子径は、累積体積分布における小径側もしくは大径側からの累積体積が５０％になる値、いわゆるＤ５０とした。各ピークを有するケイ素元素含有酸化物微粒子の存在割合にそれぞれのピークを有するケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径を掛けた値の和を複分散のケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径とした。

〔ケイ素元素含有酸化物微粒子およびトナー母体粒子の水分量〕
絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下においてケイ素元素含有酸化物微粒子を１５時間放置し、カールフィッシャー水分量測定装置（商品名：ＣＡ−１００、三菱化学株式会社製）を用いてケイ素元素含有酸化物微粒子の水分量を測定した。ケイ素元素含有酸化物微粒子の水分量の測定の際の加熱温度は１０５℃に設定した。絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下または絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下においてトナー母体粒子を１５時間放置し、上記水分量測定装置を用いてトナー母体粒子の水分量を測定した。トナー母体粒子の水分量の測定の際の加熱温度は１７０℃に設定した。

（事前検討）
乾式法を用いて作製したケイ素元素含有酸化物微粒子、および湿式法（ゾルゲル法および沈降法）を用いて作製し加熱減量を行わなかったケイ素元素含有酸化物微粒子について、水分量を測定した。参考例１〜３は、乾式法で作製し、参考例４はゾルゲル法で作製し、参考例５は沈降法で作製した。

参考例１〜５のケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒径、水分量、水分量を測定するために用いたケイ素元素含有酸化物微粒子の重量および含水率を表１に示す。

表１に示すように、乾式法を用いて作製した参考例１〜３のケイ素元素含有酸化物微粒子は、平均一次粒径に関係なく、ゾルゲル法および沈降法で作製されたケイ素元素含有酸化物微粒子より含水率が低かった。湿式法（ゾルゲル法および沈降法）を用いて作製し加熱減量を行わなかった参考例４，５のケイ素元素含有酸化物微粒子は、含水率が約５〜８％であった。

したがって、本発明のトナーに含まれる平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下のケイ素元素含有酸化物微粒子は、湿式法（ゾルゲル法および沈降法）を用いて作製される場合には、加熱減量しなければ、含水率が３．０重量％以下にならないことがわかった。

（トナー母体粒子の作製）
酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、水酸基価が３１ｍｇＫＯＨ／ｇである結着樹脂（ビスフェノールＡプロピレンオキサイドとテレフタル酸、フマル酸もしくは無水トリメリット酸併用）１００重量部、着色剤（銅フタロシアニン）５重量部および電荷制御剤（サリチル酸の亜鉛化合物）２．０重量部をスーパーミキサで均一に混合した後、二軸押出機で加熱溶融および混練し、冷却した。得られた混練物をカッティングミルで粗粉砕した後、さらに超音波式ジェットミルで微粉砕し、分級機で５μｍ未満の微粉を除去することによってトナー母体粒子１を得た。

また、用いた結着樹脂の酸価および水酸基価が異なる以外は、上記のトナー母体粒子１の作製方法と同様にして、トナー母体粒子２〜９を作製した。

トナー母体粒子１〜９の結着樹脂の酸価および水酸基価、含水率ならびに体積平均粒子径を表２に示す。

（ケイ素元素含有酸化物微粒子の作製）
ケイ素元素含有酸化物微粒子１〜８は、ゾルゲル法によって作製した。具体的には、テトラメトキシシランをエタノール中で硝酸によって加水分解し、縮合反応させて得られるシリカゾル懸濁液から溶媒を除去した後、乾燥させ、粒子化して得られた粒子（水分量：３〜１５％）を、所望の含水率になるまで１０００℃で加熱減量し、シランカップリング剤で疎水化処理して、ケイ素元素含有酸化物微粒子１〜８を得た。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒径は、前記粒子化の条件を変更することで調整した。ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率は、前記加熱減量の条件を変更することで調整した。ケイ素元素含有酸化物微粒子９は乾式法によって作製した。具体的には、テトラメトキシシランを気化させ、そのガス状のテトラメトキシシランを供給する供給口の外周に水素および酸素をそれぞれ供給して外周炎を形成し、ガス状のテトラメトキシシランをその火炎中で反応させ、火炎加水分解することによってケイ素元素含有酸化物微粒子９を得た。

ケイ素元素含有酸化物微粒子１〜９の含水率、平均一次粒径および粒度分布を表３に示す。

（トナーの作製）
〔実施例１〕
トナー母体粒子１ １００重量部に、平均一次粒子径が１２ｎｍのシリカ微粒子（商品名：ＲＸ−２００、デグサ社製）１．０重量部を添加した後、ケイ素元素含有酸化物微粒子１を１．０重量部添加して、ヘンシェルミキサ混合機（商品名：三井ＦＭミキサ、三井鉱山株式会社製）で２分間混合し、実施例１のトナーを得た。

〔実施例２〜１５、比較例１〜７〕
トナー母体粒子の種類および添加量、ケイ素元素含有酸化物微粒子の種類および添加量、ならびにシリカ微粒子の添加量を表４に示すように変更した以外は実施例１と同様にして実施例２〜１５および比較例１〜７のトナーを得た。

（２成分現像剤の作製）
キャリアとして、体積平均粒子径４５μｍのフェライトコアキャリアを用いて、キャリアに対する実施例１〜１５および比較例１〜７のトナーの被覆率がそれぞれ６０％となるようにＶ型混合器混合機（商品名：Ｖ−５、株式会社特寿工作所製）にて４０分間混合して、実施例１〜１５および比較例１〜７のトナーをそれぞれ含む２成分現像剤を作製した。

実施例１〜１５および比較例１〜７のトナーをそれぞれ含む２成分現像剤（以下、「実施例１〜１５および比較例１〜７の２成分現像剤」ともいう）を用いて、クリーニング性、帯電安定性、解像性を下記の方法によって評価した。

〔クリーニング性〕
市販複写機（商品名：ＭＸ-３５００、シャープ株式会社製）に備わるクリーニング手段のクリーニングブレードが感光体ドラムに当接する圧力であるクリーニングブレード圧を、初期線圧で２５ｇｆ／ｃｍ（２．４５×１０^−１Ｎ／ｃｍ）となるように調整した。この複写機に実施例１〜１５および比較例１〜７の２成分現像剤を充填し、温度２５℃、相対湿度５０％の常温常湿環境中でシャープ株式会社製文字テストチャートを記録紙１０，０００（以下「１０ｋ」ともいう）枚に形成し、クリーニング性の確認を行った。

クリーニング性は、高温高湿環境下（３５℃、８０％ＲＨ）および低温低湿環境下（１０℃、４０％ＲＨ）でそれぞれ１５時間放置した後、画像形成前（初期）、５，０００（以下、「５ｋ」ともいう）枚印字後、１０ｋ枚印字後の各段階において、形成された画像を目視で確認することによって、画像部と非画像部との境界部の鮮明度、感光体ドラムの回転方向へのトナー漏れによって形成される黒すじの有無を目視で確認し、さらに後述の測定器によってかぶり量Ｗｋを求めて、クリーニング性を評価した。形成画像のかぶり量Ｗｋは、日本電色工業株式会社製Ｚ−Σ９０ ＣＯＬＯＲＭＥＡＳＵＲＩＮＧＳＹＳＴＥＭを用いて反射濃度を測定し、次のようにして求めた。まず画像形成前の記録紙の反射平均濃度Ｗｒを測定した。次に前記複写機によって画像を形成し、画像形成後、記録紙の白地部分各所の反射濃度を測定した。最もかぶりの多いと判断された部分、すなわち白地部でありながら濃度の最も濃い部分の反射濃度Ｗｓと、前記Ｗｒとから、下記式（１）で求められる値をかぶり量Ｗｋ（％）と定義した。
Ｗｋ＝｛（Ｗｓ−Ｗｒ）／Ｗｒ｝×１００ …（１）

クリーニング性の評価基準は次のとおりである。
○：良好。鮮明度が良く、黒すじがない。かぶり量Ｗｋが５％未満である。
△：実使用上問題なし。鮮明度に実使用上問題のないレベルであり、黒すじの長さが２．０ｍｍ以下であり、かつ黒すじの数が５個以下である。かぶり量Ｗｋが５％以上１０％未満である。
×：実使用不可。鮮明度に実使用上問題あり。黒すじの長さが２．０ｍｍを超えるか、または黒すじの数が６個以上である。かぶり量Ｗｋが１０％以上である。

〔帯電安定性〕
実施例１〜１５および比較例１〜７のトナー５重量部と体積平均粒子径４５μｍのフェライトコアキャリア９５重量部とをそれぞれ混合し、温度２５℃、相対湿度５０％の常温常湿環境中において、卓上ボールミル（東京硝子器械株式会社製）で３０分間撹拌した後、初期のトナー帯電量の測定を行った。また実施例１〜１５および比較例１〜７のトナー５重量部と体積平均粒子径４５μｍのフェライトコアキャリア９５重量部とを含む２成分現像剤を用いて市販複写機（商品名：ＭＸ-３５００、シャープ株式会社製）で印字率５％のテキストチャートを１０ｋ枚印字した後のトナーの帯電量測定を行った。

トナーの帯電量測定は、帯電量測定装置（２１０ＨＳ−２Ａ：トレック・ジャパン株式会社製）を用いて次のようにして行った。ボールミル内から採集したフェライト粒子とトナーとの混合物を、底部に７９５メッシュの導電性スクリーンを具備した金属製の容器に入れ、吸引機によってトナーのみを吸引圧２５０ｍｍＨｇで吸引し、吸引前の混合物の重量と吸引後の混合物の重量との重量差と、容器に接続されたコンデンサー極板間の電位差とからトナーの帯電量を求めた。高温高湿下（３５℃、８０％ＲＨ）および低温低湿下（１０℃、４０％ＲＨ）でそれぞれ１５時間放置した後の初期のトナーの帯電量をＱ_ini、１０ｋ枚印字後のトナーのそれぞれの帯電量をＱとしてトナーの帯電量変化率を下記式（２）のようにして求めた。この帯電量変化率が低いほどトナーの帯電量が安定していることになる。
トナー帯電量変化率＝{｜Ｑ_ini―Ｑ｜／Ｑ_ini}×１００ …（２）

帯電安定性の評価基準は次のとおりである。
○：良好。帯電量変化率が１０％未満である。
△：実使用上問題なし。帯電量変化率が１０％以上１５％未満である。
×：実使用不可。帯電量変化率が１５％以上である。

〔解像性〕
高温高湿環境下（３５℃、８０％ＲＨ）および低温低湿環境下（１０℃、４０％ＲＨ）で実施例１〜１５および比較例１〜７のトナーをそれぞれ１５時間放置した後、市販複写機（商品名：ＭＸ-６２０１Ｎ、シャープ株式会社製）によって画像濃度が０．３であり、直径５ｍｍのハーフトーン画像を、画像濃度０．３以上０．５以下で複写できる条件において、線幅が正確に１００μｍである細線のオリジナル画像が形成される原稿を複写し、得られたコピー画像を測定用サンプルとした。この測定サンプルを、粒子アナライザ（商品名ルーゼックス４５０、株式会社ニレコ製）を用いて１００倍に拡大したモニタ画像から、インジケータによって測定サンプルに形成される細線の線幅を測定した。画像濃度は、反射濃度計（商品名：ＲＤ−９１８、マクベス社製）によって測定される光学反射濃度である。細線には凹凸があり、線幅は測定位置によって異なるので、複数の測定位置において線幅を測定して平均値をとり、この線幅を測定用サンプルの線幅とした。測定用サンプルの線幅を、原稿の線幅である１００μｍで除し、得られた値を１００倍したものを細線再現性の値として得た。この細線再現性の値が１００に近いほど、細線の再現性がよく、解像性に優れることを示す。

解像性の評価基準は次のとおりである。
○：良好。細線再現性の値が９０を超え、１１０未満である。
△：実使用上問題なし。細線再現性の値が７５を超え、９０以下である。または細線再現性の値が１１０以上１２５未満である。
×：実使用不可。細線再現性の値が７５以下である。または細線再現性の値が１２５以上である。

〔総合評価〕
以上の評価の評価結果を基にして、実施例１〜１５および比較例１〜７のトナーを総合評価した。

総合評価の評価基準は次のとおりである。
○：良好。評価結果が全て○である。
△：実使用上問題なし。評価結果に×がなく、△が１つ以上ある。
×：実使用不可。評価結果に×がある。

実施例１〜１５および比較例１〜７のトナーの評価結果および総合評価結果を表５にまとめた。

表５に示すように、実施例１〜１５は、クリーニング性、帯電安定性および解像度が良好または実使用上問題のないレベルであることがわかる。

ケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布が複分散である実施例９は、高温高湿環境下および低温高湿環境下でクリーニング性が少し低下した。また、大粒径のケイ素元素含有酸化物微粒子がトナー母体粒子から遊離してトナーの帯電量が低下したので、高温高湿環境下において帯電安定性および解像度が少し低下した。ケイ素元素含有酸化物微粒子の添加量が比較的少ない実施例１１は、高温高湿環境下および低温高湿環境下でクリーニング性が少し低下した。ケイ素元素含有酸化物微粒子の添加量が比較的多い実施例１３は、高温高湿環境下および低温高湿環境下で帯電安定性および解像度が少し低下した。無機微粒子を併用しない実施例１４は、高温高湿環境下および低温高湿環境下で帯電安定性および解像度が少し低下した。

トナー母体粒子の含水率が規定範囲より低い比較例１は、低温低湿環境下において帯電安定性および解像度が不良となった。トナー母体粒子の含水率が規定範囲より高い比較例２は、高温高湿環境下において帯電安定性および解像度が不良となった。トナー母体粒子の体積平均粒子径が規定範囲より小さい比較例３は、高温高湿環境下および低温低湿環境下においてクリーニング性が不良となった。トナー母体粒子の体積平均粒子径が規定範囲より大きい比較例４は、高温高湿環境下および低温低湿環境下において解像度が不良となった。ケイ素元素含有酸化物微粒子の含水率が規定範囲より高い比較例５は、高温高湿環境下において帯電安定性および解像度が不良となった。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径が規定範囲より小さい比較例６は、高温高湿環境下および低温低湿環境下においてクリーニング性が不良となった。ケイ素元素含有酸化物微粒子の平均一次粒子径が規定範囲より大きい比較例７は、高温高湿環境下および低温低湿環境下において帯電安定性および解像度が不良となった。

本発明の第３の実施形態である画像形成装置１の構成を模式的に示す概略断面図である。 現像装置１４の構成を模式的に示す概略断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 画像形成部
３ 転写手段
４ 定着手段
５ 記録媒体供給手段
６ 排出手段
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電手段
１３ 露光ユニット
１４ 現像装置
１５ クリーニングユニット
２５ 中間転写ベルト
２６ 駆動ローラ
２７ 従動ローラ
２８ 中間転写ローラ
２９ 転写ベルトクリーニングユニット
３０ 転写ローラ
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
３５ 自動給紙トレイ
３６ ピックアップローラ
３７ 搬送ローラ
３８ レジストローラ
３９ 手差給紙トレイ
４０ 排出ローラ
４１ 排出トレイ

Claims (9)

1. 結着樹脂および着色剤を含むトナー母体粒子に、ケイ素元素を含む酸化物微粒子であるケイ素元素含有酸化物微粒子が外添されたトナーにおいて、
   トナー母体粒子は、体積平均粒子径が４μｍ以上８μｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１０ｇ／ｍ^３の環境下において０．２重量％以上であり、かつ絶対湿度３５ｇ／ｍ^３の環境下において０．７重量％以下であり、
   ケイ素元素含有酸化物微粒子は、平均一次粒子径が７０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、含水率が、絶対湿度１４ｇ／ｍ^３の環境下において３．０重量％以下であることを特徴とするトナー。
2. ケイ素元素含有酸化物微粒子の粒度分布が単分散であることを特徴とする請求項１に記載のトナー。
3. ケイ素元素含有酸化物微粒子は、疎水化処理されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー。
4. ケイ素元素含有酸化物微粒子は、トナー母体粒子１００重量部に対して０．５重量部以上３．０重量部以下の範囲の重量比で含有されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のトナー。
5. ケイ素元素含有酸化物微粒子とともに、ケイ素元素含有酸化物微粒子より平均一次粒子径の小さい無機微粒子が少なくとも１種以上外添されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナー。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
7. 前記トナーとキャリアとから成る２成分現像剤であることを特徴とする請求項６に記載の現像剤。
8. 請求項６または７に記載の現像剤を用いて、像担持体に形成される潜像を現像してトナー像を形成することを特徴とする現像装置。
9. 潜像が形成される像担持体と、
   像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
   請求項８に記載の現像装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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