JP3693105B2 - Development method - Google Patents

Description

【００３０】
表１に示すとおり、バインダー樹脂１００重量部に対して、着色剤は０.５〜１５重量部、好ましくは１〜１０重量部であり、また、離型剤は１〜１０重量部、好ましくは２.５〜８重量部であり、更に、荷電制御剤は０.１〜７重量部、好ましくは０.５〜５重量部であり、更に、流動性改良剤は０.１〜５重量部、好ましくは０.５〜４重量部である。
【００３１】
この例の粉砕法トナー８にあっては、転写効率の向上を目的として、球形化処理により円形度をアップさせることがよい。粉砕法トナー８の円形度をアップさせるためには、
(A) 粉砕工程で、比較的丸い球状で粉砕可能な装置、例えば機械式粉砕機として知られるターボミル（川崎重工（株）製）を使用すれば円形度は０.９３まで可能である。
または、
(B) 粉砕したトナーを市販の熱風球形化装置サーフュージングシステムＳＦＳ−３型（日本ニューマチック工業（株）製）を使用すれば円形度は１.００まで可能である。
【００３２】
この例の粉砕法トナー８の望ましい円形度（球状化係数）は０.９１以上であり、これにより良好な転写効率が得られる。そして、円形度は０.９７まではクリーニングブレードにより、それ以上ではブラシクリーニングを併用することでクリーニングすることができる。
【００３３】
また、このようにして得られる粉砕法トナー８としては、個数基準の５０％径である平均粒径（Ｄ₅₀）が９μｍ以下、好ましくは４.５〜８μｍに設定される。これにより、粉砕法トナー８の粒径が比較的小粒径となり、この小粒径トナーに外添剤として疎水性シリカと疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンとを併用することで、疎水性シリカの量を、従来のシリカ微粒子を単独用いた場合の疎水性シリカの量よりも少なくすることができるので、定着性が向上する。
なお、本発明におけるトナー粒子等における平均粒径と円形度は、シスメックス株式会社製のＦＰＩＡ２１００で測定する値である。
【００３４】
更に、この粉砕法トナー８にあっては、外添剤の総量（重量）がトナー母粒子の重量に対して０.５重量％以上４.０重量％以下に設定されるが、好ましくは、１.０重量％から３.５重量％の範囲に設定するのがよい。これにより、粉砕法トナー８をフルカラートナーとして使用したときに逆転写トナーの発生を抑える効果を発現することができる。なお、外添剤を総量で４.０重量％以上添加すると、トナー表面より遊離したり、定着性を悪化させる要因となる。
【００３５】
次に、重合法によるトナー母粒子を用いたトナー（以下、重合法トナーという）８の作製について説明する。
重合法トナー８としては、懸濁重合法、乳化重合法等がある。懸濁重合法においては、重合性単量体（モノマー）、着色顔料、離型剤とを、必要により更に、染料、重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤を添加した混合物を溶解又は分散させた単量体組成物を、懸濁安定剤（水溶性高分子、難水溶性無機物質）を含む水相中に攪拌しながら添加して造粒し、重合させて所望の粒子サイズを有する着色重合トナー粒子を形成することができる。
【００３６】
また、乳化重合法においては、単量体と離型剤を必要により更に重合開始剤、乳化剤（界面活性剤）などを水中に分散させて重合を行い、次いで凝集過程で着色剤、荷電制御剤と凝集剤（電解質）等を添加することによって所望の粒子サイズを有する着色トナー粒子を形成することができる。
重合法トナー作製に用いられる材料において、着色剤、離型剤、荷電制御剤、流動性改良剤に関しては、上記の粉砕トナーと同様の材料が使用できる。
【００３７】
重合性単量体（モノマー）としては、公知のビニル系モノマーが使用可能であり、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。なお、フッ素含有モノマーとしては例えば２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート、フッ化ビニリデン、三フッ化エチレン、四フッ化エチレン、トリフルオロプロピレンなどはフッ素原子が負荷電制御に有効であるので使用が可能である。
【００３８】
乳化剤（界面活性剤）としては公知のものが使用可能である。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。
【００３９】
重合開始剤としては、公知のものが使用可能である。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。
【００４０】
凝集剤（電解質）としては、公知のものが使用可能である。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。
【００４１】
乳化重合法トナー８における成分比（重量）を表２に示す。
【００４２】
【表２】

【００４３】
表２に示すとおり、重合性モノマー１００重量部に対して、重合開始剤は０.０３〜２、好ましくは０.１〜１重量部であり、また、界面活性剤０.０１〜０.１重量部であり、更に、離型剤は１〜４０重量部、好ましくは２〜３５重量部であり、更に、荷電制御剤は０.１〜７重量部、好ましくは０.５〜５重量部であり、着色剤は１〜２０重量部、好ましくは３〜１０重量部であり、更に、凝集剤（電解質）は０.０５〜５重量部、好ましくは０.１〜２重量部である。
【００４４】
この例の重合法トナー８にあっても、転写効率の向上を目的として、球形化処理により円形度をアップさせることがよい。重合法トナー８の円形度の調節法としては、
(A) 乳化重合法は２次粒子の凝集過程で温度と時間を制御することで、円形度を自由に変えることができ、その範囲は０.９４〜１.００である。
また、
(B) 懸濁重合法では、真球のトナーが可能であるため、円形度は０.９８〜１.００の範囲となる。また、円形度を調節するためにトナーのＴｇ温度以上で加熱変形させることで、円形度を０.９４〜０.９８まで自由に調節することが可能となる。
【００４５】
重合法トナー８は上記の方法以外の分散重合法でも作ることができ、例えば特開平６３−３０４００２号公報に開示されている方法でも作製できる。この場合には、形状が真球に近い形となるため、形状を制御するには、例えばトナーのＴｇ温度以上で加圧し、所望のトナー形状にすることができる。
【００４６】
前述の粉砕法トナー８の場合と同様に、この例の重合法トナー８の望ましい円形度（球状化係数）は０.９５以上であり、円形度が０.９７まではクリーニングブレードにより、それ以上ではブラシクリーニングを併用することでクリーニングすることができる。
【００４７】
このようにして得られる重合法トナー８においても、個数基準の５０％径である平均粒径（Ｄ₅₀）が９μｍ以下、好ましくは４.５〜８μｍに設定される。これにより、重合法トナー８の粒径が比較的小粒径となり、この小粒径トナーに外添剤として疎水性シリカと疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンとを併用することで、疎水性シリカの量を、従来のシリカ微粒子を単独用いた場合の疎水性シリカの量よりも少なくすることができるので、定着性が向上する。
なお、この重合法トナー８の場合にも、トナー粒子等における平均粒径と円形度は、シスメックス株式会社製のＦＰＩＡ２１００で測定する値である。
【００４８】
更に、この重合法トナー８にあっても、前述の粉砕法トナーと同様に、外添剤の総量（重量）がトナー母粒子の重量に対して０.５重量％以上４.０重量％以下に設定されるが、好ましくは、１.０重量％から３.５重量％の範囲に設定するのがよい。これにより、重合法トナー８をフルカラートナーとして使用したときに逆転写トナーの発生を抑える効果を発現することができる。なお、外添剤を総量で４.０重量％以上添加すると、トナー表面より遊離したり、定着性を悪化させる要因となる。
【００４９】
このように構成されたこの例の一成分非磁性トナー８においては、重合法トナーおよび粉砕法トナーのいずれでも、図２に示すように小粒径の疎水性シリカ１３がトナー母粒子８ａに埋没し易くなる。この疎水性シリカ１３の仕事関数より大きい仕事関数の疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン１５が仕事関数差による接触電位差で埋没疎水性シリカ１３に固着してトナー母粒子８ａから遊離することが少なくなり、かつ大粒径の疎水性シリカ１４がトナー母粒子８ａの表面に固着していることから、トナー母粒子８ａの表面が疎水性シリカ１３,１４と疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン１５とによりまんべんなく覆われるようになる。したがって、一成分非磁性トナー８はその負帯電がより一層長期にわたり安定し、連続印字における安定した画像品質を与えるようになる。
【００５０】
特に、少なくとも一次粒子が小粒径である疎水性シリカ１３を疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン１５より多く添加することで、一成分非磁性トナー８の負帯電がより一層長期にわたり安定する。したがって、非画像部のカブリがより一層抑制されるとともに転写効率が更に向上し、更に逆転写トナーの発生がより効果的に抑制されるようになる。
【００５１】
図３は、この例の一成分非磁性トナー８を用いた非接触一成分現像方式の画像形成装置の基本構成を模式的に示す図である。図３中、１は有機感光体、２はコロナ帯電器、３は露光、４はクリーニングブレード、５は転写ローラ、６は供給ローラ、７は規制ブレード、８は一成分非磁性トナー、９は転写材、１０は現像ローラであり、Ｌは現像ギャップである。
【００５２】
有機感光体１としては、有機感光層が単層の有機単層型でもよいし、有機感光層が多層の有機積層型でもよい。
有機積層型感光体１は、図５（ａ）に示すように導電性支持体１ａ上に、下引き層１ｂを介して、電荷発生層１ｃおよび電荷輸送層１ｄからなる感光層を順次積層したものである。
【００５３】
導電性支持体１ａとしては、公知の導電性支持体が使用可能であり、例えば体積抵抗１０¹⁰Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えばアルミニウム合金に切削等の加工を施した管状物やポリエチレンテレフタレートフィルム上にアルミニウムを蒸着あるいは導電性塗料により導電性を付与した管状物、導電性ポリイミド樹脂を形成してなる管状物とから形成することができる。なお、他の形状例としては、ベルト状、板状、シート状支持体等が例示でき、また、他の材料、形状例として、ニッケル電鋳管やステンレス管などをシームレスにした金属ベルト等も好適に使用することができる。
【００５４】
導電性支持体１ａ上に設けられる下引き層１ｂとしては公知の下引き層が使用可能である。例えば、下引き層１ｂは接着性を向上させ、モワレを防止し、上層の電荷発生層１ｃの塗工性を改良、露光時の残留電位を低減させるなどの目的で設けられる。下引き層１ｂに使用する樹脂はその上に電荷発生層１ｃを有する感光層を塗工する関係上、感光層に使用する溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。使用可能な樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、酢酸ビニル、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等であり、単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。また、これらの樹脂に二酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物を含有させてもよい。
【００５５】
電荷発生層１ｃにおける電荷発生顔料としては、公知の材料が使用可能である。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタンおよびトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノンおよびナフトキノン系顔料、シアニンおよびアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生顔料は、単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００５６】
電荷発生層１ｃにおけるバインダー樹脂としては、ポリビニルブチラール樹脂、部分アセタール化ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。バインダー樹脂と前記電荷発生物質の構成比は、重量比でバインダー樹脂１００重量部に対して、１０〜１０００重量部の範囲で用いられる。
【００５７】
電荷輸送層１ｄを構成する電荷輸送物質としては公知の材料が使用可能であり、電子輸送物質と正孔輸送物質とがある。電子輸送物質としては、例えばクロルアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、パラジフェノキノン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体などの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００５８】
正孔輸送物質としては、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン化合物、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、フェナジン化合物、ベンゾフラン化合物、ブタジエン化合物、ベンジジン化合物、スチリル化合物およびこれらの化合物の誘導体が挙げられる。これらの電子供与性物質は単独または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００５９】
電荷輸送層１ｄ中には、これらの物質の劣化防止のために酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤などを含有することもできる。
電荷輸送層１ｄにおけるバインダー樹脂としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、シリコーン樹脂などを用いることができるが、電荷輸送物質との相溶性、膜強度、溶解性、塗料としての安定性の点でポリカーボネートが好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質の構成比は、重量比でバインダー樹脂１００重量部に対して２５〜３００重量部の範囲で用いられる。
【００６０】
電荷発生層１ｃ、電荷輸送層１ｄを形成するためには、塗布液を使用するとよく、溶剤はバインダー樹脂の種類によって異なるが、例えばメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル類等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロルエチレン等の脂肪族ハロゲン化炭化水素、あるいはベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロルベンゼン等の芳香族類等を用いることができる。
また、電荷発生顔料の分散には、サンドミル、ボールミル、アトライター、遊星式ミル等の機械式の方法を用いて分散と混合を行うとよい。
【００６１】
下引き層１ｂ、電荷発生層１ｃおよび電荷輸送層１ｄの塗工法としては、浸漬コーティング法、リングコーティング法、スプレーコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、スピンコーティング、ブレードコーティング法、ローラーコーティング法、エアナイフコーティング法等の方法を用いる。また、塗工後の乾燥は常温乾燥後、３０〜２００℃の温度で３０から１２０分間加熱乾燥することが好ましい。これらの乾燥後の膜厚は電荷発生層１ｃでは、０.０５〜１０μｍの範囲、好ましくは０.１〜３μｍである。また、電荷輸送層１ｄでは５〜５０μｍの範囲、好ましくは１０〜４０μｍである。
【００６２】
また、有機単層型感光体１は、図５（ｂ）に示すように上述した有機積層型感光体１において説明した導電性支持体１ａ上に、同様の下引き層１ｂを介して、電荷発生剤、電荷輸送剤、増感剤等とバインダー、溶媒等からなる単層有機感光層１ｅを塗布形成することにより作製される。有機負帯電単層型感光体については、例えば特開２０００−１９７４６号公報に開示されている方法に準じて作製するとよい。
【００６３】
単層有機感光層１ｅにおける電荷発生剤としてはフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、キノン系顔料、ペリレン系顔料、キノシアトン系顔料、インジゴ系顔料、ビスベンゾイミダゾール系顔料、キナクリドン系顔料が挙げられ、好ましくはフタロシアニン系顔料、アゾ系顔料である。電荷輸送剤としてはヒドラゾン系、スチルベン系、フェニルアミン系、アリールアミン系、ジフェニルブタジエン系、オキサゾール系等の有機正孔輸送化合物が例示され、また、増感剤としては各種の電子吸引性有機化合物であって電子輸送剤としても知られているパラジフェノキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、クロラニル等が例示される。バインダーとしてはポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂が例示される。
【００６４】
各成分の組成比は、バインダー４０〜７５重量％、電荷発生剤０.５〜２０重量％、電荷輸送剤１０〜５０重量％、増感剤０.５〜３０重量％であり、好ましくはバインダー４５〜６５重量％、電荷発生剤１〜２０重量％、電荷輸送剤２０〜４０重量％、増感剤２〜２５重量％である。溶剤としては、下引き層に対して、溶解性を有しない溶媒が好ましく、トルエン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が例示される。
【００６５】
各成分は、ホモミキサー、ボールミル、サンドミル、アトライター、ペイントコンディショナー等の攪拌装置で粉砕・分散混合され、塗布液とされる。塗布液は、下引き層上にディップコート、リングコート、スプレーコート等により乾燥後の膜厚１５〜４０μｍ、好ましくは２０〜３５μｍで塗布・乾燥されて単層有機感光体層１ｅとされる。
【００６６】
そして、このように構成された有機感光体１は直径２４〜８６ｍｍで表面速度６０〜３００ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラムであり、コロナ帯電器２によりその表面が均一に負帯電された後、記録すべき情報に応じた露光３が行なわれることにより、感光体ドラムの表面に静電潜像が形成される。
【００６７】
現像ローラ１１を有する現像器１０は、一成分現像器１０であり、有機感光体１上に一成分非磁性トナー８を供給することで有機感光体１における静電潜像を反転現像し、可視像化するものである。現像器１０には、一成分非磁性トナー８が収納されており、図３に示すように反時計方向で回転する供給ローラ６によりトナーを現像ローラ１１に供給する。現像ローラ１１は図示のごとく反時計方向に回転し、供給ローラ６により搬送されたトナー８をその表面に吸着した状態で、時計方向に回転する有機感光体１との接触部に搬送し、有機感光体１上の静電潜像を可視像化する。
【００６８】
現像ローラ１１は、例えば直径１６〜２４ｍｍで、金属製のパイプにメッキやブラスト処理したローラ、あるいは中心軸周面にＮＢＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、シリコンゴム等からなる体積抵抗値１０⁴ 〜１０⁸ Ω・ｃｍ、硬度が４０〜７０°（アスカーＡ硬度）の導電性弾性体層が形成されたもので、このパイプのシャフトや中心軸を介して、図示していない電源より現像バイアス電圧が印加される。
【００６９】
規制ブレード７としてはＳＵＳ、リン青銅、ゴム板、金属薄板にゴムチップの貼り合わせたもの等が使用されるが、現像ローラ１１に対して図示しないスプリング等の付勢手段により、あるいは弾性体としての反発力を利用して線圧２０〜６０ｇｆ／ｃｍで押圧され、現像ローラ１１上のトナー層厚を５〜２０μｍ、好ましくは６〜１５μｍ、トナー粒子の積層形態としては略１〜２層、好ましくは１〜１.８層とされるとよい。
【００７０】
非接触現像方式の画像形成装置では、現像ローラ１１と有機感光体１とを現像ギャップＬを介して対向させるものであるが、現像ギャップＬとしては１００〜３５０μｍとするとよく、また、図示しないが直流電圧（ＤＣ）の現像バイアスとしては−２００〜−５００Ｖであり、これに重畳する交流電圧（ＡＣ）としては１.５〜３.５ｋＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧１０００〜１８００Ｖの条件とするとよい。また、非接触現像方式にあって、反時計方向に回転する現像ローラ１１の周速としては、時計方向に回転する有機感光体１に対して１.０〜２.５、好ましくは１.２〜２.２の周速比とするとよい。
【００７１】
現像ローラ１１は図示のごとく反時計方向に回転し、供給ローラ６により搬送された一成分非磁性トナー８をその表面に吸着した状態で有機感光体１との対向部に一成分非磁性トナー８を搬送するが、有機感光体１と現像ローラ１１との対向部において、交流電圧を重畳して印加することにより、一成分非磁性トナー８は現像ローラ１１表面と有機感光体１表面との間で振動することにより現像される。本発明にあっては、交流電圧の印加により現像ローラ１１表面と有機感光体１表面との間でトナー８が振動する間にトナー粒子と現像ローラ１１表面とが接触させることができるので、これによっても、小粒径の正帯電トナーを負帯電させることができ、カブリトナーを減少させることができるものと考えられる。
【００７２】
また、紙等の転写材９や中間転写媒体（図３には不図示；後述する図５に図示）は可視像化された有機感光体１と転写ローラ５との間に送られるが、転写ローラ５による有機感光体１への押し圧荷重を、接触現像方式と同程度の２０〜７０ｇｆ／ｃｍ、好ましくは２５〜５０ｇｆ／ｃｍとするとよい。
【００７３】
図３に示す非接触現像プロセスをイエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫからなる４色のトナー（現像剤）による現像器と感光体１を組み合わせれば、フルカラー画像を形成することのできるフルカラー画像形成装置となる。このフルカラー画像形成装置としては、図６に示す４色の各現像器と回転可能な１つの潜像担持体からなる４サイクル方式（詳細は後述）、４色の各現像器と各潜像担持体とを１列に並べたタンデム方式、および、１つの潜像担持体と４色の回転可能な現像器を組み合わせたロータリー方式がある。
【００７４】
次に、本発明の画像形成装置に用いられる一成分非磁性トナーの作製例、およびこの一成分非磁性トナーを用いた、図３に示す基本構成を有する図６に示す非接触一成分現像プロセスによる画像形成装置の有機感光体、転写媒体の製造例について説明する。なお、図６に示す画像形成装置は接触一成分現像プロセスを行うこともでき、後述する作像化試験では、この画像形成装置を用いて接触一成分現像プロセスによる試験も行った。ただし、以下の説明においては、基本的にこの画像形成装置は非接触一成分現像プロセスを行うものとしている。
【００７５】
（一成分非磁性トナーの作製例）
一成分非磁性トナー８は、いずれも、前述の重合法トナーと粉砕法トナーの両トナーについて作製した。その場合、各例のトナーの作製に用いた流動性改良剤（外添剤）は、長軸長が２０ｎｍである疎水性のルチルアナターゼ型酸化チタン（２０ｎｍ）、平均一次粒径が１２ｎｍである小粒径の、ヘキサメチルジシラン（ＨＭＤＳ）により表面処理された疎水性の気相法シリカ（１２ｎｍ）、平均一次粒径が４０ｎｍである大粒径の、同様にして疎水化された気相法シリカ（４０ｎｍ）、シランカップリング処理された疎水性のアナターゼ型酸化チタン（３０〜４０ｎｍ）、およびシランカップリング処理された疎水性のルチル型酸化チタン（長軸１００ｎｍ、短軸２０ｎｍ）のいずれかの組合せであり、それらの仕事関数Φを測定した結果を表３に示す。なお、各仕事関数Φは、前述の理研計器（株）製の光電子分光装置ＡＣ−２により、照射光量５００ｎＷで測定した。
【００７６】
【表３】

【００７７】
表３からわかるように、各疎水化処理されたルチルアナターゼ型酸化チタン（２０ｎｍ）の仕事関数Φは５.６４ｅＶであり、このときの規格化光電子収率は８.４であった。また、疎水性の気相法シリカ（１２ｎｍ）の仕事関数Φは５.２２ｅＶであり、規格化光電子収率は５.１であった。更に、疎水性の気相法シリカ（４０ｎｍ）の仕事関数Φは５.２４ｅＶであり、規格化光電子収率は５.２であった。更に、疎水性の気相法シリカ（７ｎｍ）の仕事関数Φは５.１８ｅＶであり、規格化光電子収率は６.１であった。更に、気相法シリカ（１６ｎｍ）の仕事関数Φは５.１９ｅＶであり、規格化光電子収率は６.８であった。
【００７８】
（非接触または接触一成分現像プロセスによる画像形成装置の例）
図３に示す非接触一成分現像プロセスによる画像形成装置として、図６に示す非接触現像プロセスが可能なフルカラープリンタがある。このフルカラープリンタを示す図６において、１００は像担持体ユニットが組み込まれた像担持体カートリッジである。この例では、感光体カートリッジとして構成されていて、感光体と現像部ユニットが個別に装着できるようになっており、本発明の相対関係にある仕事関数を有する負帯電用電子写真感光体（以下、単に感光体ともいう）１４０が図示しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。感光体１４０の周りにはその回転方向に沿って、帯電手段として帯電ローラ１６０、現像手段としての現像器１０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、中間転写装置３０、およびクリーニング手段１７０が配置される。
【００７９】
帯電ローラ１６０は、感光体１４０の外周面に当接してその外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体１４０の外周面には露光ユニット４０によって所望の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１がなされ、この露光Ｌ１によって感光体１４０上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器１０によって現像剤が付与されて現像される。
【００８０】
現像器１０としてイエロー用の現像器１０Ｙ、マゼンタ用の現像器１０Ｍ、シアン用の現像器１０Ｃ、およびブラック用の現像器１０Ｋが設けられている。これら現像器１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋはそれぞれ揺動可能に構成されており、選択的に一つの現像器の現像ローラ（現像剤担持体）１１のみが感光体１４０に所定の現像ギャップＬを置いてセットされるようになっている。これらの現像器１０は、感光体における仕事関数と相対関係にある仕事関数を有する負帯電トナーを現像ローラ上に保持しているものであり、これらの現像器１０はイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫのうちのいずれかのトナーを感光体１４０の表面に付与して感光体１４０上の静電潜像を現像する。現像ローラ１１は硬質のローラ、例えば表面を粗面化した金属ローラで構成されている。現像されたトナー像は、中間転写装置３０の中間転写ベルト３６上に転写される。クリーニング手段１７０は、上記転写後に感光体１４０の外周面に付着しているトナーＴを掻き落とすクリーナブレードと、このクリーナブレードによって掻き落とされたトナーを受けるクリーニングトナー回収部とを備えている。
【００８１】
中間転写装置３０は、駆動ローラ３１と、４本の従動ローラ３２、３３、３４、３５と、これら各ローラの周りに張架された無端状の中間転写ベルト３６とを有している。駆動ローラ３１は、その端部に固定された図示しない歯車が感光体１４０の駆動用歯車とかみ合っていることによって感光体１４０と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト３６が感光体１４０と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆動されるようになっている。
【００８２】
従動ローラ３５は駆動ローラ３１との間で中間転写ベルト３６がそれ自身の張力によって感光体１４０に圧接される位置に配置されており、感光体１４０と中間転写ベルト３６との圧接部において、一次転写部Ｔ１が形成されている。従動ローラ３５は、中間転写ベルトの循環方向上流側において一次転写部Ｔ１の近くに配置されている。
【００８３】
駆動ローラ３１には中間転写ベルト３６を介して図示しない電極ローラが配置されており、この電極ローラを介して中間転写ベルト３６の導電性層に一次転写電圧が印加される。従動ローラ３２は、テンションローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト３６をその張り方向に付勢している。従動ローラ３３は二次転写部Ｔ２を形成するバックアップローラである。このバックアップローラ３３には中間転写ベルト３６を介して二次転写ローラ３８が対向配置されている。二次転写ローラには二次転写電圧が印加され、図示しない接離機構により中間転写ベルト３６に対して接離可能になっている。従動ローラ３４はベルトクリーナ３９のためのバックアップローラである。ベルトクリーナ３９は図示しない接離機構により中間転写ベルト３６に対して接離可能になっている。
【００８４】
中間転写ベルト３６は、導電層と、この導電層上に形成され、感光体１４０に圧接される抵抗層とを有する複層ベルトで構成されている。導電層は合成樹脂からなる絶縁性基体の上に形成されており、この導電層に前述した電極ローラを介して一次転写電圧が印加される。なお、ベルト側縁部において、抵抗層が帯状に除去されることによって導電層が帯状に露出し、この露出部に電極ローラが接触するようになっている。
【００８５】
中間転写ベルト３６が循環駆動される過程で、一次転写部Ｔ１において、感光体１４０上のトナー像が中間転写ベルト３６上に転写され、中間転写ベルト３６上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２において、二次転写ローラ３８との間に供給される用紙等のシート（記録材）Ｓに転写される。シートＳは、給紙装置５０から給送され、ゲートローラ対Ｇによって所定のタイミングで二次転写部Ｔ２に供給される。５１は給紙カセット、５２はピックアップローラである。
【００８６】
二次転写部Ｔ２で二次転写されたトナー像が定着器６０で定着され、排紙経路７０を通って装置本体のケース８０上に形成されたシート受け部８１上に排出される。なお、この画像形成装置は、排紙経路７０として互いに独立した２つの排紙経路７１、７２を有しており、定着装置６０を通ったシートはいずれかの排紙経路７１又は７２を通って排出される。また、この排紙経路７１、７２はスイッチバック経路をも構成しており、シートの両面に画像を形成する場合には排紙経路７１又は７２に一旦進入したシートが、返送ローラ７３を通って再び二次転写部Ｔ２に向けて給紙されるようになっている。
【００８７】
次に、画像形成装置の各構成部材の製造例を説明する。
（有機感光体［図３および図４では１、図６では１４０］の製造例）
有機積層型感光体１の作製にあたって、まず、直径８５.５ｍｍのアルミ素管を表面研磨した導電性支持体１ａの周面に、下引き層１ｂとして、アルコール可溶性ナイロン｛東レ（株）製「ＣＭ８０００」｝６重量部とアミノシラン処理された酸化チタン微粒子４重量部とをメタノール１００重量部に溶解、分散させてなる塗工液をリングコーティング法で塗工し、温度１００℃で４０分乾燥させ、膜厚１.５〜２μｍの下引き層１ｂを形成した。
【００８８】
次いで、電荷発生顔料としてのオキシチタニルフタロシアニン顔料１重量部と、ブチラール樹脂｛ＢＸ−１、積水化学（株）製｝１重量部と、ジクロルエタン１００重量部とを、φ１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミルで８時間分散させて顔料分散液を得、得られた顔料分散液をこの下引き層１ｂ上に、リングコーティング法で塗工し、８０℃で２０分間乾燥させ、膜厚０.３μｍの電荷発生層１ｃを形成した。
【００８９】
この電荷発生層１ｃ上に、下記構造式（１）のスチリル化合物の電荷輸送物質４０重量部とポリカーボネート樹脂（パンライトＴＳ、帝人化成（株）製）６０重量部をトルエン４００重量部に溶解させ、乾燥膜厚が２２μｍになるように浸漬コーティング法で塗工、乾燥させて電荷輸送層１ｄを形成し、２層からなる感光層を有する有機積層型感光体１を作製した。
得られた有機積層型感光体１の一部を切り欠いて試料片とし、この試料片の仕事関数は、市販の表面分析装置（ＡＣ−２型、理研計器（株）製）を用い、照射光量５００ｎＷで測定したところ、５.４８ｅＶを示した。
【００９０】
【化１】

【００９１】
（現像ローラ１１の作製例）
現像ローラ１１は、直径１８ｍｍのアルミパイプ表面に、導電性シリコンゴム（硬度ＪＩＳ−Ａ、６３度、シートでの体積抵抗３.５×１０⁶ Ω・ｃｍ）チューブを、研磨後の厚さが２ｍｍとなるように貼り付けて作製した。表面粗さ（Ｒａ）は５μｍであり、仕事関数は５.０８ｅＶであった。
【００９２】
（トナー規制ブレードの作製例）
トナー規制ブレード７としては８０μｍ厚のＳＵＳ板であって、端部を１０°の角度で曲げており、突き出し長さを０.６ｍｍとし、仕事関数は５.０１ｅＶである。
【００９３】
（中間転写装置の転写媒体の作製例）
中間転写装置３０の転写媒体である中間転写ベルト３６における導電層である中間導電性層を、
アルミニウムを蒸着した厚さ１３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム上に、
・塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体 ３０重量部
・導電性カーボンブラック １０重量部
・メチルアルコール ７０重量部
からなる均一分散液を、厚さが２０μｍになるようにロールコーティング法にて塗工乾燥することにより、形成した。
【００９４】
次いで、この中間導電性層上に、抵抗層である転写層を、

の組成を混合分散してなる塗工液を厚さ１０μｍとなるようにロールコーティング法にて同様に塗工乾燥して、形成した。
【００９５】
そして、この塗工シートを長さ５４０ｍｍに裁断し、塗工面を上にして端部を合わせ、超音波溶着を行うことにより中間転写ベルト３６を作製した。この中間転写ベルト３６の体積抵抗は２.５×１０¹⁰Ω・ｃｍであった。また、仕事関数は５.３７ｅＶ、規格化光電子収率６.９０を示した。
【００９６】
（定着器の作製例）
定着器６０はヒータローラおよびプレスローラの二本の加圧ローラ（約３８ｋｇｆの荷重）を備えている。ヒータローラはハロゲンランプ６００ｗを内蔵し、シリコンゴム２.５ｍｍ（６０°ＪＩＳＡ）上にＰＦＡを厚み５０μｍに成膜してφ４０に形成した。また、プレスローラはハロゲンランプ３００ｗを内蔵し、シリコンゴム２.５ｍｍ（６０°ＪＩＳＡ）上にＰＦＡを厚み５０μｍに成膜してφ４０に形成した。定着温度は１９０℃に設定している。
【００９７】
このように構成されたフルカラープリンタの作動の概要は次の通りである。
(i) 図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が画像形成装置の制御部９０に入力されると、感光体１４０、現像器１０の各ローラ１１、および中間転写ベルト３６が回転駆動される。
【００９８】
(ii) 感光体１４０の外周面が帯電ローラ１６０によって一様に帯電される。
(iii) 一様に帯電した感光体１４０の外周面に、露光ユニット４０によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１がなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【００９９】
(iv) 感光体１４０には、第１色目の例えばイエロー用の現像器１０Ｙの現像ローラのみが現像域で対峙し、これによって上記静電潜像が現像され、第１色目のイエローのトナー像が感光体１４０上に形成される。
(v) 中間転写ベルト３６には、上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体１４０上に形成されたトナー像が一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト３６上に転写される。このとき、二次転写ローラ３８およびベルトクリーナ３９は中間転写ベルト３６から離間している。
【０１００】
(vi) 感光体１４０上に残留しているトナーがクリーニング手段１７０によって除去された後、除去手段４１から除電光Ｌ２によって感光体１４０が除電される。
(vii) 上記(ii)〜(vi)の動作に必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号に応じて第２色目、第３色目、第４色目と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト３６上において重ね合わされて形成される。
【０１０１】
(viii) 所定のタイミングで給紙装置５０からシートＳが給送され、シートＳの先端が二次転写部Ｔ２に達する直前あるいは達した後に（要するにシートＳ上の所望の位置に、中間転写ベルト３６上のトナー像が転写されるタイミングで）二次転写ローラ３８が中間転写ベルト３６上のトナー像（基本的には４色のトナー像が重ね合わせられたフルカラー画像）がシートＳ上に転写される。また、ベルトクリーナ３９が中間転写ベルト３６に当接し、二次転写後に中間転写ベルト３６上に残留しているトナーが除去される。
【０１０２】
(ix) シートＳが定着装置６０を通過することによってシートＳ上のトナー像が定着し、その後、シートＳが所定の位置に向け（両面印刷でない場合にはシート受け部８１に向け、両面印刷の場合にはスイッチバック経路７１または７２を経て返送ローラ７３に向け）搬送される。
【０１０３】
(作像化の試験およびその試験結果）
そして、図６に示す非接触現像プロセスが可能なフルカラープリンタを用いてフルカラーの作像化の試験を行った。その場合、比較参考のために、この図６に示すフルカラープリンタを用いて非接触現像プロセスおよび接触現像プロセスにより、それぞれ、フルカラーの作像化の試験を行った。
【０１０４】
まず、非接触一成分現像プロセスおよび接触一成分現像プロセスによる画像形成装置を用いて行った作像化の試験について説明する。
作像化のプロセスを行った時の作像条件は、有機感光体１の周速を１８０ｍｍ／ｓとし、有機感光体１と現像ローラ１１との周速比２とした。また、規制ブレード７を、現像ローラ１１上のトナー層厚が１５μｍ、トナー粒子の積層形態として２層となるように線圧３３ｇｆ／ｃｍで現像ローラ１１に押圧した。
【０１０５】
有機感光体１の暗電位を−６００Ｖにかつ明電位を−１００Ｖにそれぞれ設定する。非接触現像の場合、現像ギャップをギャップコロを用いて２１０μｍに調節し、また、図示しない電源により、ＤＣの現像バイアスを−２００Ｖに、重畳するＡＣの現像バイアスを周波数２.５ｋＨｚでＰ−Ｐ電圧１５００Ｖの条件に設定し、現像ローラ１１と供給ローラ６とを同電位に設定した。また、接触現像の場合にはＤＣの現像バイアスを−２００Ｖで現像を行った。
【０１０６】
また、一次転写部Ｔ１において、図３に示す転写ローラ５に相当する背面側の一次転写ローラ（従動ローラ３５に相当し、電圧は電極ローラを介して印加される）に＋３００Ｖを印加し、一次転写ローラによる中間転写ベルト３６の有機感光体１への押し圧荷重を３３ｇｆ／ｃｍに設定した。
【０１０７】
そして、有機感光体１上の静電潜像を、現像ローラ１１によって搬送された一成分非磁性トナー８により非接触現像（ジャンピング現像）および接触現像でそれぞれ現像を行った。現像された有機感光体１上のトナー像を中間転写ベルト３６に転写する。中間転写ベルト３６に転写されたトナー像を、二次転写部Ｔ２で転写電圧＋８００Ｖで普通紙Ｓに転写し、定着器６０の熱ローラで定着した。
【０１０８】
（作像試験に使用した一成分非磁性トナー）
作像試験に使用した一成分非磁性トナー８は乳化重合法トナーである。
まず、スチレンモノマー８０重量部、アクリル酸ブチル２０重量部、およびアクリル酸５重量部からなるモノマー混合物を、
・水 １０５重量部
・ノニオン乳化剤 １重量部
・アニオン乳化剤 １.５重量部
・過硫酸カリウム ０.５５重量部
からなる水溶性混合物に添加し、窒素気流中下で攪拌して７０℃で８時間重合を行った。重合反応後冷却し、乳白色の粒径０.２５μｍの樹脂エマルジョンを得た。
【０１０９】
次に、
・この樹脂エマルジョン ２００重量部
・ポリエチレンワックスエマルジョン（三洋化成工業（株）製） ２０重量部
・フタロシアニンブルー ７重量部
を、界面活性剤のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０.２重量部を含んだ水中へ分散し、ジエチルアミンを添加してｐＨを５.５に調整後攪拌しながら電解質の硫酸アルミニウムを０.３重量部を加え、ついでＴＫホモミキサーで高速攪拌し、分散を行った。
【０１１０】
更に、スチレンモノマー４０重量部、アクリル酸ブチル１０重量部、サリチル酸亜鉛５重量部を水４０重量部と共に追加し、窒素気流下で攪拌しながら同様にして９０℃に加熱し、過酸化水素を加えて５時間重合し、粒子を成長させた。重合停止後、この二次粒子の会合と造膜結合強度を上げるため、ｐＨを５以上に調整しながら９５℃に昇温し、５時間保持した。その後、得られた粒子を水洗いし、４５℃で真空乾燥を１０時間行ってシアントナーの母粒子を得た。
【０１１１】
得られたシアントナーの母粒子は、測定の結果、個数基準の５０％径である平均粒径（Ｄ₅₀）が６.８μｍ、円形度が０.９８のトナーであり、その仕事関数は５.５７ｅＶであった。このシアントナーの母粒子に対し、いずれも重量比で、流動性改良剤である負帯電性疎水性シリカの平均一次粒子径が約１２ｎｍの小粒子径の気相法シリカを０.８重量％、負帯電性疎水性シリカの平均一次粒子径が約４０ｎｍの大粒子径の気相法シリカを０.５重量％、およびルチルアナターゼ型で混晶比がルチル型１０重量％、アナターゼ型が９０％のシランカップリング剤で疎水化処理したルチルアナターゼ型酸化チタン（疎水化度５８％、比表面積１５０ｍ²／ｇ）の微粒子を０.２重量％、０.５重量％、１.０重量％、および２.０重量％それぞれ混合した重合法トナーである各シアントナー８を作製した。
【０１１２】
これらの各シアントナー８の仕事関数は、測定の結果、それぞれ、０.２重量％の場合は５.５３ｅＶ、０.５重量％の場合は５.５６ｅＶ、１.０重量％の場合は ５.５７ｅＶ、２.０重量％の場合は５.５８ｅＶであった。また、シアントナーの母粒子に対し、いずれも重量比で、流動性改良剤である負帯電性疎水性酸化シリカを混合せずに、同様にしてルチルアナターゼ型酸化チタンのみを混合した場合の各シアントナー８の仕事関数は、それぞれ、０.２重量％の場合は５.４０ｅＶ、０.５重量％の場合は５.４６ｅＶ、１.０重量％の場合は５.５０ｅＶ、２.０重量％の場合は５.５４ｅＶであった。
【０１１３】
したがって、この作像試験における各仕事関数は、
現像ローラ１１の仕事関数＜中間転写ベルト３６の仕事関数＜有機感光体１の仕事関数＜シアントナー８の仕事関数≒トナー母粒子８ａの仕事関数＜ルチルアナターゼ型酸化チタンの仕事関数
に設定されている。なお、本発明においては、
現像ローラ１１の仕事関数＜中間転写ベルト３６の仕事関数＜有機感光体１の仕事関数＜シアントナー８の仕事関数≒トナー母粒子８ａの仕事関数≒ルチルアナターゼ型酸化チタンの仕事関数
でもよい。また、これらの仕事関数の大小関係はこの作像試験に限定されることなく、本発明の画像形成装置において一般的に設定することができる。
【０１１４】
また、比較例として、シアントナー８に負帯電性疎水性シリカの平均一次粒子径が約７ｎｍの小粒子径の気相法シリカを１.３重量％と前述のルチルアナターゼ型酸化チタンを０.５重量％それぞれ混合した比較例トナー（１）と前述の大粒子径気相法シリカを１.３重量％と前述のルチルアナターゼ型酸化チタンを０.５重量％それぞれ混合した比較例トナー（２）を作製した。この比較例のトナーの仕事関数は５.５２ｅＶと５.４９ｅＶであった。
【０１１５】
このように作製した各シアントナー８を用い、図６に示すフルカラープリンタによる非接触現像（ジャンピング現像）プロセス（現像ギャップＬ＝２１０μｍ）および接触現像プロセス（有機感光体１と現像ローラ１１との接触圧２０ｇｆ／ｃｍ）で、それぞれ、ベタ画像濃度が約１.１となるように作像した。そのときの現像ローラ１１上のトナーの平均帯電量ｑ／ｍ（μｃ／ｇ）および正帯電トナー量（重量％；ｗｔ％）を求めてその結果を表４、表５および表６に示すとともに、カブリＯＤ値、逆転写トナーＯＤ値、およびベタ画像内濃度差を求めてそれらの結果を表７、表８および表９に示す。なお、トナーの帯電量分布測定はホソカワミクロン（株）Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザＥＳＴ−３型を用いて行った。
(イ) トナー帯電特性試験結果
【０１１６】
【表４】

【０１１７】
【表５】

【０１１８】
【表６】

【０１１９】
表４からわかるように、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０ｗｔ％でまったく含まれないトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−１７.９６μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が１０.４０ｗｔ％であった。また、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.２ｗｔ％含まれたトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−１５.９５μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が５.８３ｗｔ％であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.５ｗｔ％含まれたトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−２１.８６μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が３.７０ｗｔ％であった。
【０１２０】
更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが１.０ｗｔ％含まれたトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−２０.７１μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が２.１０ｗｔ％であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが２.０ｗｔ％含まれたトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−１５.４０μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が５.６１ｗｔ％であった。
【０１２１】
また、表５からわかるように。得られたシアントナーの母粒子にシリカを混合せずに疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを０.２ｗｔ％含まれたトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−７.４１μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が３９.１４ｗｔ％であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.５ｗｔ％含まれたトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−９.３２μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が１３.１７ｗｔ％であった。
【０１２２】
また、更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが１.０ｗｔ％含まれたトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−４.２６μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が３５.２２ｗｔ％であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが２.０ｗｔ％含まれたトナーでは、平均帯電量ｑ／ｍが−１.８６μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が３１.８３ｗｔ％であった。そして、表６からわかるように、比較例トナー（１）の平均帯電量ｑ／ｍは−１１.５６μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が１０.３５ｗｔ％であった。更に、比較例トナー（２）の平均帯電量ｑ／ｍは−１０.４５μｃ／ｇであり、また、正帯電トナー量が５.８３ｗｔ％であった。
【０１２３】
したがって、表４に示す試験結果によると、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン微粒子を添加することで、平均帯電量はほとんど変わらずに逆帯電トナー量である正帯電トナー量が減少することがわかった。
【０１２４】
また、シアントナー母粒子に疎水性シリカを混合せずに疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンのみを混合した場合には、混合するに従い負の帯電量が上がり、０.５ｗｔ％でピークを示した後は、負の帯電量が低下することがわかった。そして、それについて、逆帯電トナー量である正帯電トナー量も０.５％ｗｔの混合量で１３.１７ｗｔ％の最小量を示した後は増大することがわかった。
【０１２５】
更に、平均一次粒子径が約７ｎｍの疎水性シリカのみを１.３ｗｔ％と疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.５ｗｔ％含まれた比較例（１）のトナーおよび平均一次粒子径が約４０ｎｍの疎水性シリカのみを１.３ｗｔ％と疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン０.５ｗｔ％含まれた比較例（２）のトナーでは、負の平均帯電量はさほど大きくならず、また、流動性改良剤の組み合わされた添加量が同じである本発明のトナー（表４に示す０.５ｗｔ％のトナー）に比べて逆帯電トナー量である正帯電トナー量も多くなることがわかった。
(ロ) カブリＯＤ値、逆転写トナーＯＤ値、およびベタ画像内濃度差の試験結果
【０１２６】
【表７】

【０１２７】
【表８】

【０１２８】
【表９】

【０１２９】
表７からわかるように、非接触現像プロセスでは、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０ｗｔ％でまったく含まれないトナーでは、カブリＯＤ値が０.０１３であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０８３であり、およびベタ画像濃度差が０.１３０であった。
【０１３０】
また、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.２ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.００４であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０２３であり、およびベタ画像濃度差が０.０９７であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.５ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.００１であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０１２であり、およびベタ画像濃度差が０.０５４であった。
【０１３１】
更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが１.０ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.０００であり、逆転写トナーＯＤ値が０.００９であり、およびベタ画像濃度差が０.０５３であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが２.０ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.００２であり、逆転写トナーＯＤ値が０.００１であり、およびベタ画像濃度差が０.０５０であった。
【０１３２】
また、表８からわかるように、非接触現像プロセスでは、疎水性ルチルアナターゼ型が０ｗｔ％でまったく含まれないトナーでは、均一なトナー層が形成されないことより、画像が形成されなかった。しかし、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.２ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.２９９であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０３９であり、およびベタ画像濃度差が０.１５８であった。
【０１３３】
更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.５ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.２７６であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０５８であり、およびベタ画像濃度差が０.１７０であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが１.０ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.２６０であり、逆転写トナーＯＤ値が０.１６１であり、およびベタ画像濃度差が０.０７５であった。
【０１３４】
更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが２.０ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.２２２であり、逆転写トナーＯＤ値が０.１８３であり、およびベタ画像濃度差が０.０５８であった。そして、表９からわかるように、比較例トナー（１）では、カブリＯＤ値が０.００９であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０１９であり、およびベタ画像濃度差が０.１６８であった。更に、比較例トナー（２）では、カブリＯＤ値が０.００７であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０２２であり、およびベタ画像濃度差が０.１４０であった。
【０１３５】
また、接触現像プロセスでは、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０ｗｔ％でまったく含まれないトナーでは、カブリＯＤ値が０.０２７であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０８０であり、およびベタ画像濃度差が０.１２３であった。
【０１３６】
更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.２ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.００９であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０２５であり、およびベタ画像濃度差が０.０９６であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.５ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.００８であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０１０、およびベタ画像濃度差が０.０５７であった。
【０１３７】
更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが１.０ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.００８であり、逆転写トナーＯＤ値が０.００９、およびベタ画像濃度差が０.０５０であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが２.０ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.０１０であり、逆転写トナーＯＤ値が０.００３、およびベタ画像濃度差が０.０５１であった。
【０１３８】
そして、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０ｗｔ％でまったく含まれないトナーでは均一なトナー層が形成されなくても、接触現像では画像が形成されたが、カブリＯＤ値が０.３２７であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０３７であった。また、ベタ画像濃度差は比較するにも均一性が欠けるため、数値化ができなかった。
【０１３９】
しかし、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.２ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.３５６であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０３１、およびベタ画像濃度差が０.１５５であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが０.５ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.４７７であり、逆転写トナーＯＤ値が０.０４９、およびベタ画像濃度差が０.１５８であった。
【０１４０】
更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが１.０ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.５１７であり、逆転写トナーＯＤ値が０.１６６、およびベタ画像濃度差が０.０６０であった。更に、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンが２.０ｗｔ％含まれたトナーでは、カブリＯＤ値が０.３８２であり、逆転写トナーＯＤ値が０.２０８であり、およびベタ画像濃度差が０.０１８であった。
【０１４１】
また、表９からわかるように、比較例トナー（１）では、カブリＯＤ値が０.１４３であり、逆転写トナーＯＤ値が０.００８であり、およびベタ画像濃度差が０.２１３であった。更に、比較例トナー（２）では、カブリＯＤ値が０.０９５であり、逆転写トナーＯＤ値が０.００９であり、およびベタ画像濃度差が０.１００であった。
【０１４２】
したがって、これらの試験結果によると、小粒子径の疎水性シリカと大粒子径の疎水性シリカおよび疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン微粒子を添加することで、非接触現像および接触現像のいずれにおいても、カブリおよび逆転写トナーがともに減少するとともに濃度差が小さくなり、均一なベタ画像が得られることがわかった。
【０１４３】
特に、表７から明らかなように非接触現像においては、小粒子径の疎水性シリカと大粒子径の疎水性シリカおよび疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン微粒子を添加することで、カブリおよび逆転写トナーがともにより効果的に減少するとともに濃度差が更に小さくなり、均一な濃度のベタ画像が効果的に得られることがわかった。なお、小粒子径の疎水性シリカを平均一次粒子径が約７ｎｍおよび約１６ｎｍのシリカに代えても同様な効果が得られた。
【０１４４】
なお、本発明においては、シリカは小粒径と大粒径に２種類の粒径に限定されることなく、１種類の粒径のシリカを用いることもできる。しかし、カブリおよび逆転写トナーをより効果的に減少し、より均一な濃度のベタ画像を効果的に得るためには、異なる２種類の粒径のシリカと疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを用いることが好ましい。
【０１４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の現像方法によれば、外添剤にトナー母粒子の仕事関数より大きいかまたはトナー母粒子の仕事関数と略同一の仕事関数を有するとともに、紡錘形状である疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン微粒子を含む一成分非磁性トナーを用いて非接触現像を行うようにしているので、一成分非磁性トナーの平均帯電量をほとんど変化させずに、逆帯電トナーである正帯電トナーを効果的に抑制することができる。このように、外添剤に疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンを少なくとも含む一成分非磁性トナーを用いることおよび非接触現像を行うことを有機的に組み合わせることにより正帯電トナーを減少できるので、カブリトナーを効果的に減少できるとともに、画像濃度の変動を効果的に抑制できる。
【０１４６】
特に、仕事関数がトナー母粒子より小さい疎水性シリカを、仕事関数がトナー母粒子とほぼ同一またはトナー母粒子より大きいルチルアナターゼ型酸化チタンと併用することにより、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンをトナー母粒子に付着した疎水性シリカに付着する形でトナー母粒子の表面に付着させることができる。
【０１４７】
したがって、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンの有するトナー母粒子に埋没し難い特質と電荷調整機能とがより効果的に活かすことができるようになり、疎水性シリカの有する負帯電性能および流動性という固有の特性と、疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタンの有する比較的低抵抗でかつ負の過帯電防止特性という固有の特性とが相乗された機能をトナー母粒子に付与することができる。これにより、一成分非磁性トナーの流動性低下を防止できるとともに負の過帯電を防止できることから、より良好な負帯電特性を得ることができるようになり、その結果、逆転写トナーの発生およびカブリを更に効果的に抑制することができる。
【０１４８】
しかも、平均一次粒子径の異なる２種類の疎水性シリカを用いることで、一成分非磁性トナーの負帯電をより一層長期にわたり安定させることができ、連続印字における安定した画像品質を与えることができる。したがって、カブリをより一層抑制できるとともに転写効率を更に向上でき、しかも逆転写トナーの発生をより効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる画像形成装置の実施の形態の一例に用いられる一成分非磁性トナーの一例を模式的に示す図である。
【図２】 図１に示す例の一成分非磁性トナーの挙動を説明する説明図である。
【図３】 本発明にかかる非接触現像プロセスによる画像形成装置の一例を模式的に示す図である。
【図４】 図３に示す画像形成装置の有機積層型感光体を示す図である。
【図５】 本発明の一成分非磁性トナーによる作像試験に用いた非接触現像プロセスおよび接触現像プロセスによる４サイクル方式のフルカラープリンターの一例を示す図である。
【符号の説明】
１,１４０…有機感光体、２…コロナ帯電器、３…露光、４…クリーニングブレード、５…転写ローラ、６…供給ローラ、７…規制ブレード、８…一成分非磁性トナー、８ａ…トナー母粒子、９…転写材または転写媒体、１０…現像器、１１…現像ローラ、１２…外添剤、１３…小粒径の疎水性シリカ（ＳｉＯ₂）、１４…大粒径の疎水性シリカ（ＳｉＯ₂）、１５…疎水性ルチルアナターゼ型酸化チタン（ＴｉＯ₂）、Ｌ…現像ギャップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of an image forming apparatus that forms an image by developing an electrostatic latent image on a latent image carrier with a one-component nonmagnetic toner, and in particular, includes a large number of mother particles and at least titanium oxide. The present invention belongs to the technical field of an image forming apparatus using a one-component nonmagnetic toner composed of a large number of particles of an external additive.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a toner used in an image forming apparatus, a two-component toner is generally known and enables relatively stable development. However, a change in the mixing ratio between the developer and the magnetic carrier is likely to occur. It is necessary to maintain it. Therefore, one-component nonmagnetic toner has been developed. As this one-component non-magnetic toner, although one-component magnetic toner has been developed, there is a problem that a clear color image cannot be obtained due to the opacity of the magnetic material. Therefore, conventionally, a one-component non-magnetic toner has been developed as a color toner.
[0003]
By the way, in the toner used in the image forming apparatus, a surface treatment for externally adding external additive fine particles to the toner base particles has been conventionally performed for the purpose of improving charging stability, fluidity, durability stability, and the like. It has been broken.
[0004]
Conventionally, it is known that silicon dioxide (silica), aluminum oxide (alumina), and titanium oxide (titania) are used alone or in combination as a toner external additive. In this case, each of the external additives is generally used in combination of a plurality of types rather than a single type in order to make use of their characteristics.
[0005]
However, even a toner using a combination of a plurality of types of external additives as described above has the following problems. That is,
{Circle around (1)} Even when an external additive is added to the toner, a charge amount distribution exists, and therefore, even if the toner is negatively charged, generation of a positively charged toner cannot be avoided. As a result, in an image forming apparatus that forms an image by negative charge reversal development, toner adheres to a non-image portion of a latent image carrier (photosensitive member), so that the amount of cleaning toner increases. Also, as the number of printed sheets increases, the external additive on the toner surface is buried, so the amount of the external additive that functions effectively effectively decreases, the fog toner amount further increases, and at the same time the toner charge amount increases. As a result, toner scattering occurs.
{Circle around (2)} To prevent toner deterioration, if a large amount of silica is added to maintain the fluidity of the toner, the fluidity is improved, but the fixability is lowered.
(3) When silica is increased, the negative charging ability of the toner becomes too high and the printed image density decreases. Therefore, titanium and alumina with relatively low electrical resistance are added. Generally, titania and alumina have primary particle sizes. Therefore, when the number of printed sheets increases, the toner is buried in the toner base particles, and these effects cannot be exhibited.
[0006]
Accordingly, titanium oxide adhered to the toner base particles with spindle-shaped rutile type titanium oxide, using rutile type titanium oxide containing anatase type titanium oxide and having a treatment layer treated with a silane coupling agent as an external additive. In the toner base particles, the anatase-type titanium oxide, which has good affinity with the silane coupling agent, is used to obtain a uniform coating of the silane coupling agent on the toner base particles. Japanese Patent Laid-Open No. 2000-128534 proposes obtaining stable charging characteristics without reducing frictional charging properties and improving environment dependency, fluidity and caking resistance. According to the toner disclosed in this publication, the above problems (1) to (3) can be solved to some extent.
[0007]
In addition, by adding rutile / anatase mixed crystal type titanium oxide to hydrophobic silica as an external additive for toner, the flowability of toner can be improved in full color images without impairing color reproducibility and transparency. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-83732 proposes to obtain a stable triboelectric chargeability regardless of the humidity environment, and to prevent toner scattering and prevent toner from being fogged to non-image areas. The toners disclosed in this publication can also solve the problems (1) to (4) to some extent.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the toner of each of the above-mentioned publications, the rutile type titanium oxide can suppress the titanium oxide from being embedded in the toner base particles, and can obtain a stable charging characteristic to some extent, and the anatase type titanium oxide has a fluidity. Although both the environmental dependency and the environmental dependency can be improved, the rutile / anatase type titanium oxide is merely used as an external additive, so that it is embedded in the toner base particles. It cannot be said that the difficult characteristics and the charge adjustment function are effectively utilized, and there is a limit to the obtained stable charging characteristics, improvement of fluidity, and improvement of environment dependency. That is, in order to more effectively solve the above problems (1) to (3), further improvement of the toner is required.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is a developing method capable of further effectively reducing the fogging of the toner in the non-image area and further effectively stabilizing the charging characteristics. Is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the developing method of the invention of claim 1 is the work function of the toner base particles when the toner base particles are set with a predetermined gap between the latent image carrier and the developing roller. One-component non-magnetic toner externally treated with an external additive having at least a hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide having a larger or substantially the same work function as that of toner base particles and having a spindle shape The electrostatic latent image on the latent image carrier is developed by non-contact development by being conveyed by the developing roller.
[0012]
[Action]
In the developing method of the present invention configured as described above, hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide fine particles are used as the external additive of the one-component non-magnetic toner to be used, so that the average charge amount of the one-component non-magnetic toner is almost zero. The positive charge amount, which is the reversely charged toner amount, remains unchanged. In non-contact development (jumping development), the one-component non-magnetic toner is developed on the electrostatic latent image of the latent image carrier by vibrating between the surface of the developing roller and the surface of the latent image carrier. At this time, the positively charged toner having a small particle diameter is negatively charged. As described above, the positively charged toner is effectively reduced in combination with the use of the one-component nonmagnetic toner containing at least hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide as the external additive and the noncontact development. The toner is effectively reduced, and fluctuations in image density are effectively suppressed.
[0013]
In particular, since hydrophobic silica is used in combination with hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the work function of hydrophobic silica is smaller than the work function of toner base particles, so that hydrophobic silica adheres directly to toner base particles. In addition, since the work function of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is substantially the same as that of the toner base particles and larger than that of the hydrophobic silica, the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide is directly applied to the toner base particles. It becomes difficult to adhere, and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide adheres to the surface of the toner base particles in the form of adhering to the hydrophobic silica attached to the toner particles.
[0014]
Therefore, the characteristics that are difficult to be embedded in the toner base particles of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide and the charge adjusting function are more effectively utilized, and the negative charging performance and fluidity inherent to the hydrophobic silica are inherent. In addition, the toner base particles are provided with a function in which the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a relatively low resistance and a unique characteristic of a negative overcharge preventing characteristic. As a result, the one-component non-magnetic toner has a better negative charge characteristic because its fluidity is prevented from being lowered and negative overcharge is prevented. As a result, fog is more effectively prevented. Decrease.
[0015]
In addition, by using two types of hydrophobic silica having different average primary particle sizes, hydrophobic silica having a small particle size is embedded in the toner base particles, and the hydrophobic rutile-anatase having a work function larger than that of the hydrophobic silica. Type titanium oxide adheres to the embedded hydrophobic silica due to the contact potential difference due to the work function difference and is less likely to be released from the toner base particles, and the large size hydrophobic silica is fixed to the surface of the toner base particles. Therefore, the surface of the toner base particles is evenly covered with the hydrophobic silica and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, and the negative charge of the one-component non-magnetic toner is more stable over a long period of time, and stable in continuous printing. Gives image quality. In particular, by adding more hydrophobic silica having at least an average primary particle size than the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the negative charge of the one-component non-magnetic toner is further stabilized over a long period of time.
Accordingly, the fogging of the non-image portion is further suppressed, the transfer efficiency is further improved, and the generation of the reverse transfer toner is further effectively suppressed.
[0016]
Furthermore, regardless of whether the toner is a pulverized toner or a polymerized toner, it is necessary to increase the amount of hydrophobic silica added when the toner particle size is reduced. However, when the amount of hydrophobic silica added is increased, the charge amount of the toner is initially reduced. Not only becomes too large, but as the printing progresses, the effective surface amount of the hydrophobic silica decreases due to the embedding or liberation of the hydrophobic silica having a small particle size, and the charge amount of the toner decreases. For this reason, not only the fluctuation of image density and the amount of fog increase, but also the toner consumption tends to increase. However, in the one-component non-magnetic toner of the present invention, the hydrophobic silica and hydrophobic properties of two kinds of large and small particle sizes are used. By using the rutile-anatase type titanium oxide in combination, the amount of hydrophobic silica can be reduced, so that fluctuations in image density and fogging in non-image areas can be more effectively suppressed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram schematically showing an example of a one-component non-magnetic toner used in an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the one-component nonmagnetic toner 8 in this example is configured by externally adding an additive 12 to toner base particles 8a. The external additive 12 includes two types of hydrophobic silica (SiO 2) having an average primary particle size of a small particle size and a large particle size. ₂ ) 13, 14, and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide (TiO) ₂ ) 15 are used.
[0018]
The average primary particle size of the hydrophobic silica 13 having a small particle size is 20 nm or less, preferably 7 to 16 nm (this notation means 7 nm to 16 nm. The same applies to other units), and the large particle size is large. The average primary particle size of the hydrophobic silica 14 having a particle size is set to 30 nm or more, preferably 40 to 50 nm. Further, the hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide 15 uses rutile-type titanium oxide and anatase-type titanium oxide at a predetermined mixed crystal ratio. For example, the manufacturing method disclosed in the above-mentioned JP-A-2000-128534 Can be manufactured. This hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15 has a spindle shape, and its major axis diameter is 0.02 to 0.10 μm, and the ratio of major axis to minor axis is set to 2 to 8. ing.
[0019]
In the one-component non-magnetic toner 8 in this example, the toner base particles 8a are negatively charged by the hydrophobic silica 13, 14 having a work function (illustrated later) smaller than that of the toner base particles 8a. And has a work function (illustrated later) that is larger than the work function of the toner base particles 8a or substantially the same as the work function of the toner base particles 8a (the work function difference is within 0.25 eV). By using the rutile-anatase type titanium oxide 15 in mixture, the toner base particles 8a are prevented from being overcharged.
[0020]
The work function (Φ) is measured by a surface analyzer (AC-2 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) with an irradiation light quantity of 500 nW, and is the energy required to extract electrons from the substance. The smaller is, the easier it is to emit electrons, and the larger is, the harder it is to emit electrons. Therefore, when a substance with a small work function is brought into contact with a substance with a large work function, a substance with a small work function is positively charged, while a substance with a large work function is negatively charged, but the work function itself takes out electrons from the substance. Therefore, the energy (eV) is quantified.
[0021]
The toner base particles used in the one-component nonmagnetic toner 8 of this example configured as described above can be produced by either a pulverization method or a polymerization method, and the production will be described below.
[0022]
First, preparation of a one-component non-magnetic toner (hereinafter referred to as a pulverized toner) 8 using toner mother particles by a pulverization method will be described.
The pulverized toner 8 is obtained by uniformly mixing a resin binder with a pigment, a release agent, and a charge control agent using a Henschel mixer, melting and kneading with a biaxial extruder, cooling, and then subjecting to a coarse pulverization-fine pulverization process. The toner base particles 8a obtained by the treatment are further externally added with a fluidity improver which is an external additive to obtain a toner.
[0023]
As the binder resin, a known toner resin can be used, for example, polystyrene, poly-α-methylstyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer. Polymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester- Styrene or a styrene-substituted product is obtained with a styrene resin such as a methacrylic acid ester copolymer, a styrene-α-chloroacrylic acid methyl copolymer, a styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, or a styrene-vinyl methyl ether copolymer. Containing homopolymer or copolymer, poly Ester resin, epoxy resin, urethane modified epoxy resin, silicone modified epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin modified maleic acid resin, phenyl resin, polyethylene, polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate Polymers, xylene resins, polyvinyl butyral resins, terpene resins, phenol resins, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resins, and the like can be used alone or in combination. In particular, in the present invention, styrene-acrylic acid ester resins, styrene-methacrylic acid ester resins, polyester resins, and epoxy resins are preferable. In the present invention, the binder resin preferably has a glass transition temperature of 50 to 75 ° C and a flow softening temperature of 100 to 150 ° C.
[0024]
As the colorant, a known toner colorant can be used. For example, carbon black, lamp black, magnetite, titanium black, chrome yellow, ultramarine blue, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6G, calco oil blue, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, malachite green lake, Quinoline Yellow, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Pigment blue 5: 1, C.I. I. Dye and pigment such as CI Pigment Blue 15: 3 can be used alone or in combination.
[0025]
As the release agent, a known toner release agent can be used. Examples thereof include paraffin wax, micro wax, micro crystallin wax, cadilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax, polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax and the like. Among these, it is preferable to use polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, ester wax and the like.
[0026]
As the charge adjusting agent, a known toner charge adjusting agent can be used. For example, oil black, oil black BY, Bontron S-22 (manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.), Bontron S-34 (manufactured by Orient Chemical Industries, Ltd.), salicylic acid metal complex E-81 (Orient Chemical Industries, Ltd.) Manufactured), thioindigo pigment, sulfonylamine derivative of copper phthalocyanine, Spiron Black TRH (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), calixarene compound, organic boron compound, fluorine-containing quaternary ammonium salt compound, monoazo metal complex, Aromatic hydroxyl carboxylic acid metal complexes, aromatic dicarboxylic acid metal complexes, polysaccharides and the like can be mentioned. Of these, colorless or white toners are preferred for color toners.
[0027]
As the fluidity improver which is an external additive, at least the above-mentioned hydrophobic silica 13 having a small particle size, the above-described hydrophobic silica 14 having a large particle size, and the above-described hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15 are used. It is done. In addition, one or more other known fluidity improvers for inorganic and organic toners may be mixed and used. Other known fluidity improvers for inorganic and organic toners include, for example, alumina, magnesium fluoride, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, boron nitride, titanium nitride, zirconium nitride, magnetite, disulfide. Fine particles of molybdenum, aluminum stearate, magnesium stearate, zinc stearate, calcium stearate, titanate metal salts such as barium titanate and strontium titanate, and silicon metal salts can be used. These fine particles are preferably used after being hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, silicone oil or the like. Examples of other resin fine particles include acrylic resin, styrene resin, and fluororesin.
[0028]
The component ratio (weight ratio) in the pulverized toner 8 is shown in Table 1.
[0029]
[Table 1]

[0030]
As shown in Table 1, the colorant is 0.5 to 15 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, and the release agent is 1 to 10 parts by weight, preferably 100 parts by weight of the binder resin. The charge control agent is 0.1 to 7 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight, and the fluidity improver is 0.1 to 5 parts by weight. The amount is preferably 0.5 to 4 parts by weight.
[0031]
In the pulverized toner 8 of this example, the circularity is preferably increased by a spheroidizing process for the purpose of improving the transfer efficiency. In order to increase the circularity of the pulverized toner 8,
(A) In a pulverization step, if a relatively round spherical device capable of being pulverized, for example, a turbo mill known as a mechanical pulverizer (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), the circularity can reach 0.93.
Or
(B) If the pulverized toner is used with a commercially available hot-air spheronizer surfing system SFS-3 type (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.), the circularity can be up to 1.00.
[0032]
The desirable circularity (spheroidizing coefficient) of the pulverized toner 8 in this example is 0.91 or more, and thereby good transfer efficiency can be obtained. Then, the circularity can be cleaned by using a cleaning blade up to 0.97 and by using brush cleaning at higher than that.
[0033]
Further, the pulverized toner 8 thus obtained has an average particle diameter (D) which is 50% diameter based on the number. ₅₀ ) Is set to 9 μm or less, preferably 4.5 to 8 μm. As a result, the particle size of the pulverized toner 8 becomes a relatively small particle size, and the hydrophobic silica and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide are used in combination with the small particle size toner as an external additive. Since the amount can be smaller than the amount of hydrophobic silica when conventional silica fine particles are used alone, the fixability is improved.
In the present invention, the average particle diameter and the circularity of the toner particles and the like are values measured with an FPIA 2100 manufactured by Sysmex Corporation.
[0034]
Further, in the pulverized toner 8, the total amount (weight) of the external additive is set to 0.5% by weight or more and 4.0% by weight or less with respect to the weight of the toner base particles. It is preferable to set it in the range of 1.0% by weight to 3.5% by weight. Thereby, when the pulverized toner 8 is used as a full color toner, an effect of suppressing the generation of the reverse transfer toner can be exhibited. If the total amount of the external additive is 4.0% by weight or more, it becomes free from the toner surface or deteriorates the fixability.
[0035]
Next, the production of a toner (hereinafter referred to as a polymerization toner) 8 using toner mother particles by a polymerization method will be described.
Examples of the polymerization toner 8 include a suspension polymerization method and an emulsion polymerization method. In the suspension polymerization method, a mixture in which a polymerizable monomer (monomer), a color pigment, and a release agent are further added, if necessary, a dye, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives. Is added to the aqueous phase containing the suspension stabilizer (water-soluble polymer, poorly water-soluble inorganic substance) with stirring, granulated and polymerized to obtain a desired composition. Colored polymerized toner particles having a particle size can be formed.
[0036]
In the emulsion polymerization method, if necessary, a polymerization initiator, an emulsifier (surfactant) and the like are further dispersed in water to carry out the polymerization, if necessary, and then a colorant and a charge control agent in the aggregation process. Colored toner particles having a desired particle size can be formed by adding a flocculant (electrolyte) and the like.
In the materials used for the production of the polymerization toner, the same materials as those of the above pulverized toner can be used for the colorant, release agent, charge control agent, and fluidity improver.
[0037]
As the polymerizable monomer (monomer), known vinyl monomers can be used. For example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene. , P-ethylstyrene, vinyltoluene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, divinylbenzene, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, acrylic acid n-butyl, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate , Methacrylate Pill, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, Fumaric acid, cinnamic acid, ethylene glycol, propylene glycol, maleic anhydride, phthalic anhydride, ethylene, propylene, butylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinyl acetate, vinyl propyleneate, Examples include acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl ketone, vinyl hexyl ketone, and vinyl naphthalene. Examples of fluorine-containing monomers include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, vinylidene fluoride, ethylene trifluoride, tetrafluoroethylene, and trifluoropropylene. Can be used because fluorine atoms are effective for negative charge control.
[0038]
Known emulsifiers (surfactants) can be used. For example, sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, calcium oleate, dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide, dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride Hexadecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl polyoxyethylene ether, hexadecyl polyoxyethylene ether, lauryl polyoxyethylene ether, sorbitan monooleate polyoxyethylene ether, and the like.
[0039]
A well-known thing can be used as a polymerization initiator. For example, potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, 4,4′-azobiscyanovaleric acid, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis-isobutyronitrile, etc. is there.
[0040]
As the flocculant (electrolyte), known ones can be used. Examples thereof include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, zinc sulfate, aluminum sulfate, and iron sulfate.
[0041]
Table 2 shows the component ratio (weight) of the emulsion polymerization toner 8.
[0042]
[Table 2]

[0043]
As shown in Table 2, with respect to 100 parts by weight of the polymerizable monomer, the polymerization initiator is 0.03 to 2, preferably 0.1 to 1 part by weight, and the surfactant is 0.01 to 0.1 part. In addition, the release agent is 1 to 40 parts by weight, preferably 2 to 35 parts by weight, and the charge control agent is 0.1 to 7 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight. The colorant is 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight, and the flocculant (electrolyte) is 0.05 to 5 parts by weight, preferably 0.1 to 2 parts by weight.
[0044]
Even in the polymerization method toner 8 of this example, it is preferable to increase the circularity by a spheroidizing process for the purpose of improving the transfer efficiency. As a method of adjusting the circularity of the polymerization toner 8,
(A) In the emulsion polymerization method, the degree of circularity can be freely changed by controlling the temperature and time during the aggregation process of secondary particles, and the range thereof is 0.94 to 1.00.
Also,
(B) In the suspension polymerization method, since a true spherical toner is possible, the circularity is in the range of 0.98 to 1.00. In addition, the degree of circularity can be freely adjusted from 0.94 to 0.98 by heating and deforming at a temperature equal to or higher than the Tg temperature of the toner in order to adjust the degree of circularity.
[0045]
The polymerization toner 8 can be produced by a dispersion polymerization method other than the above method, and can also be produced, for example, by a method disclosed in JP-A-63-304002. In this case, since the shape is close to a true sphere, in order to control the shape, for example, pressurization is performed at a temperature equal to or higher than the Tg temperature of the toner to obtain a desired toner shape.
[0046]
As in the case of the pulverized toner 8 described above, the desirable circularity (spheroidizing coefficient) of the polymerization toner 8 in this example is 0.95 or more, and until the circularity is 0.97, it is further increased by a cleaning blade. Then, it can clean by using brush cleaning together.
[0047]
Also in the polymerization toner 8 thus obtained, the average particle diameter (D ₅₀ ) Is set to 9 μm or less, preferably 4.5 to 8 μm. As a result, the particle diameter of the polymerization toner 8 becomes a relatively small particle diameter, and the hydrophobic silica and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide are used in combination with the small particle diameter toner as an external additive. Since the amount can be smaller than the amount of hydrophobic silica when conventional silica fine particles are used alone, the fixability is improved.
Also in the case of the polymerization toner 8, the average particle diameter and the circularity of the toner particles and the like are values measured by an FPIA 2100 manufactured by Sysmex Corporation.
[0048]
Further, in this polymerization toner 8 as well, the total amount (weight) of the external additive is 0.5% by weight or more and 4.0% by weight or less with respect to the weight of the toner base particles, as in the above-mentioned pulverized toner. However, it is preferably set in the range of 1.0 wt% to 3.5 wt%. Thereby, when the polymerization toner 8 is used as a full color toner, an effect of suppressing the generation of the reverse transfer toner can be exhibited. If the total amount of the external additive is 4.0% by weight or more, it becomes free from the toner surface or deteriorates the fixability.
[0049]
In the one-component non-magnetic toner 8 of this example configured as described above, the hydrophobic silica 13 having a small particle diameter is embedded in the toner base particles 8a in both the polymerization toner and the pulverization toner as shown in FIG. It becomes easy to do. The hydrophobic rutile-anatase-type titanium oxide 15 having a work function larger than the work function of the hydrophobic silica 13 is less likely to adhere to the embedded hydrophobic silica 13 due to the contact potential difference due to the work function difference and be released from the toner base particles 8a. In addition, since the hydrophobic silica 14 having a large particle size is fixed to the surface of the toner base particle 8a, the surface of the toner base particle 8a is evenly covered with the hydrophobic silica 13 and 14 and the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15. Will come to be. Accordingly, the negative charge of the one-component non-magnetic toner 8 is stabilized for a longer period of time, and a stable image quality in continuous printing is provided.
[0050]
In particular, the negative charge of the one-component non-magnetic toner 8 is further stabilized for a long period of time by adding more hydrophobic silica 13 having at least a primary particle size than the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide 15. Accordingly, the fogging of the non-image portion is further suppressed, the transfer efficiency is further improved, and the generation of the reverse transfer toner is further effectively suppressed.
[0051]
FIG. 3 is a diagram schematically showing a basic configuration of a non-contact one-component developing type image forming apparatus using the one-component non-magnetic toner 8 in this example. In FIG. 3, 1 is an organic photoreceptor, 2 is a corona charger, 3 is exposure, 4 is a cleaning blade, 5 is a transfer roller, 6 is a supply roller, 7 is a regulating blade, 8 is a one-component non-magnetic toner, 9 is The transfer material 10 is a developing roller, and L is a developing gap.
[0052]
The organic photoreceptor 1 may be an organic single layer type in which the organic photosensitive layer is a single layer or an organic laminated type in which the organic photosensitive layer is a multilayer.
As shown in FIG. 5A, the organic multi-layer photosensitive body 1 is formed by sequentially laminating a photosensitive layer composed of a charge generation layer 1c and a charge transport layer 1d on an electroconductive support 1a via an undercoat layer 1b. Is.
[0053]
As the conductive support 1a, a known conductive support can be used. ^Ten Those having conductivity of Ω · cm or less, for example, tubular materials obtained by cutting aluminum alloy, tubular materials obtained by depositing aluminum on polyethylene terephthalate film or imparting conductivity by conductive paint, conductive polyimide resins It can form from the tubular thing formed by forming. Examples of other shapes include belt-like, plate-like, and sheet-like supports, and examples of other materials and shapes include metal belts that are seamlessly made of nickel electroformed tubes and stainless steel tubes. It can be preferably used.
[0054]
As the undercoat layer 1b provided on the conductive support 1a, a known undercoat layer can be used. For example, the undercoat layer 1b is provided for the purpose of improving adhesion, preventing moire, improving the coatability of the upper charge generation layer 1c, and reducing the residual potential during exposure. The resin used for the undercoat layer 1b is preferably a resin having a high resistance to dissolution with respect to the solvent used for the photosensitive layer because a photosensitive layer having the charge generation layer 1c is applied thereon. Usable resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as vinyl acetate, copolymer nylon, and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, and epoxy resin. It can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may make these resins contain metal oxides, such as titanium dioxide and a zinc oxide.
[0055]
As the charge generation pigment in the charge generation layer 1c, a known material can be used. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a diphenylamine skeleton, dibenzothiophene skeleton Azo pigments having a fluorene skeleton, azo pigments having an oxadiazole skeleton, azo pigments having a bis-stilbene skeleton, azo pigments having a distyryl oxadiazole skeleton, azo pigments having a distyrylcarbazole skeleton, perylene Pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments Indigoid pigments, and bisbenzimidazole pigments. These charge generation pigments can be used alone or in combination of two or more.
[0056]
Examples of the binder resin in the charge generation layer 1c include polyvinyl butyral resin, partially acetalized polyvinyl butyral resin, polyarylate resin, and vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. The component ratio of the binder resin and the charge generating material is used in the range of 10 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0057]
A known material can be used as the charge transport material constituting the charge transport layer 1d, and there are an electron transport material and a hole transport material. Examples of the electron transporting material include electron accepting materials such as chloranil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, paradiphenoquinone derivatives, benzoquinone derivatives, and naphthoquinone derivatives. . These electron transport materials can be used alone or in combination of two or more.
[0058]
As hole transport materials, oxazole compounds, oxadiazole compounds, imidazole compounds, triphenylamine compounds, pyrazoline compounds, hydrazone compounds, stilbene compounds, phenazine compounds, benzofuran compounds, butadiene compounds, benzidine compounds, styryl compounds and these compounds And derivatives thereof. These electron donating substances can be used alone or in combination of two or more.
[0059]
The charge transport layer 1d may contain an antioxidant, an anti-aging agent, an ultraviolet absorber and the like for preventing the deterioration of these substances.
As the binder resin in the charge transport layer 1d, polyester, polycarbonate, polysulfone, polyarylate, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, silicone resin, and the like can be used. Polycarbonate is preferred in view of compatibility with the charge transport material, film strength, solubility, and stability as a paint. The composition ratio of the binder resin and the charge transport material is used in a range of 25 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0060]
In order to form the charge generation layer 1c and the charge transport layer 1d, a coating solution may be used, and the solvent varies depending on the type of the binder resin. For example, alcohols such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone Ketones such as N, N-dimethylformamide, amides such as N, N-dimethylacetamide, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and ethylene glycol monomethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, chloroform, chloride Aliphatic halogenated hydrocarbons such as methylene, dichloroethylene, carbon tetrachloride, and trichloroethylene, or aromatics such as benzene, toluene, xylene, and monochlorobenzene can be used.
The charge generating pigment may be dispersed and mixed using a mechanical method such as a sand mill, ball mill, attritor, or planetary mill.
[0061]
Coating methods for the undercoat layer 1b, the charge generation layer 1c, and the charge transport layer 1d include dip coating, ring coating, spray coating, wire bar coating, spin coating, blade coating, roller coating, and air knife coating. Method such as law is used. In addition, the drying after coating is preferably performed by drying at room temperature and then heating and drying at a temperature of 30 to 200 ° C. for 30 to 120 minutes. The film thickness after drying in the charge generation layer 1c is in the range of 0.05 to 10 μm, preferably 0.1 to 3 μm. In the charge transport layer 1d, the thickness is in the range of 5 to 50 μm, preferably 10 to 40 μm.
[0062]
Further, the organic single-layer type photoreceptor 1 is charged on the conductive support 1a described in the organic laminated photoreceptor 1 described above via a similar undercoat layer 1b as shown in FIG. 5B. It is produced by coating and forming a single-layer organic photosensitive layer 1e composed of a generator, a charge transport agent, a sensitizer and the like, a binder, a solvent and the like. The organic negatively charged single layer type photoconductor may be produced according to the method disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-19746.
[0063]
Examples of the charge generator in the single-layer organic photosensitive layer 1e include phthalocyanine pigments, azo pigments, quinone pigments, perylene pigments, quinothiaton pigments, indigo pigments, bisbenzimidazole pigments, and quinacridone pigments. Are phthalocyanine pigments and azo pigments. Examples of the charge transport agent include hydrazone-based, stilbene-based, phenylamine-based, arylamine-based, diphenylbutadiene-based, oxazole-based organic hole-transporting compounds, and sensitizers include various electron-withdrawing organic compounds. Examples thereof include paradiphenoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives and chloranil which are also known as electron transport agents. Examples of the binder include thermoplastic resins such as polycarbonate resin, polyarylate resin, and polyester resin.
[0064]
The composition ratio of each component is 40 to 75% by weight of binder, 0.5 to 20% by weight of charge generator, 10 to 50% by weight of charge transport agent, and 0.5 to 30% by weight of sensitizer, preferably binder. 45 to 65% by weight, charge generating agent 1 to 20% by weight, charge transporting agent 20 to 40% by weight, and sensitizer 2 to 25% by weight. The solvent is preferably a solvent that is not soluble in the undercoat layer, and examples thereof include toluene, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran.
[0065]
Each component is pulverized / dispersed and mixed with a stirrer such as a homomixer, a ball mill, a sand mill, an attritor, or a paint conditioner to obtain a coating solution. The coating solution is applied and dried on the undercoat layer by dip coating, ring coating, spray coating, or the like so as to have a film thickness of 15 to 40 μm, preferably 20 to 35 μm, to obtain a single-layer organic photoreceptor layer 1e.
[0066]
The organic photoreceptor 1 thus configured is a photoreceptor drum having a diameter of 24 to 86 mm and rotating at a surface speed of 60 to 300 mm / s. After the surface is uniformly negatively charged by the corona charger 2, By performing exposure 3 according to information to be recorded, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum.
[0067]
A developing device 10 having a developing roller 11 is a one-component developing device 10, and by supplying a one-component non-magnetic toner 8 onto the organic photosensitive member 1, the electrostatic latent image on the organic photosensitive member 1 is reversely developed and can be developed. It is to be visualized. The developing device 10 contains a one-component non-magnetic toner 8 and supplies the toner to the developing roller 11 by a supply roller 6 that rotates counterclockwise as shown in FIG. The developing roller 11 rotates counterclockwise as shown in the drawing, and with the toner 8 conveyed by the supply roller 6 adsorbed on the surface thereof, the developing roller 11 conveys the toner to the contact portion with the organic photoreceptor 1 rotating clockwise. The electrostatic latent image on the photoreceptor 1 is visualized.
[0068]
The developing roller 11 is, for example, a roller having a diameter of 16 to 24 mm, a metal pipe plated or blasted, or a volume resistance value 10 made of NBR, SBR, EPDM, urethane rubber, silicon rubber or the like on the peripheral surface of the central shaft. ^Four -10 ⁸ A conductive elastic layer having a resistance of Ω · cm and a hardness of 40 to 70 ° (Asker A hardness) is formed, and a developing bias voltage is applied from a power source (not shown) through the shaft and central axis of the pipe. Is done.
[0069]
As the regulating blade 7, SUS, phosphor bronze, rubber plate, a thin metal plate and a rubber chip bonded to each other are used, but the developing roller 11 is biased by a spring or the like (not shown) or as an elastic body. It is pressed at a linear pressure of 20 to 60 gf / cm using a repulsive force, and the toner layer thickness on the developing roller 11 is 5 to 20 μm, preferably 6 to 15 μm. Is preferably 1 to 1.8 layers.
[0070]
In the non-contact developing type image forming apparatus, the developing roller 11 and the organic photoreceptor 1 are opposed to each other through the developing gap L. The developing gap L may be 100 to 350 μm, and is not shown. The development bias of the direct current voltage (DC) is -200 to -500 V, and the alternating voltage (AC) superimposed on this is preferably 1.5 to 3.5 kHz and a PP voltage of 1000 to 1800 V. Further, in the non-contact developing method, the peripheral speed of the developing roller 11 rotating counterclockwise is 1.0 to 2.5, preferably 1.2 with respect to the organic photoreceptor 1 rotating clockwise. A peripheral speed ratio of ~ 2.2 is preferable.
[0071]
The developing roller 11 rotates counterclockwise as shown in the drawing, and the one-component nonmagnetic toner 8 is placed on the surface facing the organic photoreceptor 1 with the one-component nonmagnetic toner 8 conveyed by the supply roller 6 adsorbed on the surface thereof. The one-component non-magnetic toner 8 is applied between the surface of the developing roller 11 and the surface of the organic photosensitive member 1 by applying an alternating voltage on the opposite portion between the organic photosensitive member 1 and the developing roller 11. The image is developed by vibration. In the present invention, the toner particles can be brought into contact with the surface of the developing roller 11 while the toner 8 vibrates between the surface of the developing roller 11 and the surface of the organic photoreceptor 1 by application of an alternating voltage. Therefore, it is considered that a positively charged toner having a small particle diameter can be negatively charged and fog toner can be reduced.
[0072]
Further, a transfer material 9 such as paper or an intermediate transfer medium (not shown in FIG. 3; shown in FIG. 5 described later) is sent between the organic photoreceptor 1 and the transfer roller 5 visualized. The pressing load applied to the organic photoreceptor 1 by the transfer roller 5 is 20 to 70 gf / cm, preferably 25 to 50 gf / cm, which is the same as that of the contact developing method.
[0073]
When the non-contact development process shown in FIG. 3 is combined with the photosensitive member 1 and a developing device using toner (developer) of four colors consisting of yellow Y, cyan C, magenta M, and black K, a full color image can be formed. A full-color image forming apparatus is obtained. As this full-color image forming apparatus, a four-cycle system (details will be described later) comprising the four color developing devices shown in FIG. 6 and a rotatable latent image carrier (described later), the four color developing devices and the latent image carriers. There are a tandem system in which the bodies are arranged in a row, and a rotary system in which one latent image carrier and a four-color rotatable developing device are combined.
[0074]
Next, an example of producing a one-component nonmagnetic toner used in the image forming apparatus of the present invention, and a non-contact one-component developing process shown in FIG. 6 having the basic configuration shown in FIG. 3 using the one-component nonmagnetic toner. An example of manufacturing an organic photoreceptor and a transfer medium of the image forming apparatus will be described. Note that the image forming apparatus shown in FIG. 6 can also perform a contact one-component development process. In the image formation test described later, a test using the contact one-component development process was also performed using this image forming apparatus. However, in the following description, this image forming apparatus basically performs a non-contact one-component development process.
[0075]
(Production example of one-component non-magnetic toner)
The one-component nonmagnetic toner 8 was prepared for both the above-described polymerization toner and pulverization toner. In that case, the fluidity improver (external additive) used in the preparation of the toner of each example is hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide (20 nm) having a major axis length of 20 nm, and the average primary particle size is 12 nm. Hydrophobic vapor phase silica (12 nm) surface treated with hexamethyldisilane (HMDS) with small particle size, large particle size with an average primary particle size of 40 nm, similarly hydrophobized vapor phase method Any of silica (40 nm), silane-coupled hydrophobic anatase-type titanium oxide (30-40 nm), and silane-coupled hydrophobic rutile-type titanium oxide (major axis 100 nm, minor axis 20 nm) Table 3 shows the results of measuring their work function Φ. In addition, each work function (PHI) was measured by the above-mentioned photoelectron spectrometer AC-2 by Riken Keiki Co., Ltd. with the irradiation light quantity 500nW.
[0076]
[Table 3]

[0077]
As can be seen from Table 3, the work function Φ of each hydrophobized rutile-anatase-type titanium oxide (20 nm) was 5.64 eV, and the normalized photoelectron yield at this time was 8.4. Moreover, the work function (PHI) of hydrophobic gas phase method silica (12 nm) was 5.22 eV, and the normalized photoelectron yield was 5.1. Furthermore, the work function Φ of hydrophobic gas phase method silica (40 nm) was 5.24 eV, and the normalized photoelectron yield was 5.2. Furthermore, the work function Φ of hydrophobic gas phase method silica (7 nm) was 5.18 eV, and the normalized photoelectron yield was 6.1. Further, the work function Φ of the vapor phase silica (16 nm) was 5.19 eV, and the normalized photoelectron yield was 6.8.
[0078]
(Example of image forming apparatus by non-contact or contact one-component development process)
As an image forming apparatus using the non-contact one-component development process shown in FIG. 3, there is a full-color printer capable of the non-contact development process shown in FIG. In FIG. 6 showing this full-color printer, reference numeral 100 denotes an image carrier cartridge in which an image carrier unit is incorporated. In this example, a negative charge electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a negative photosensitive electrophotographic photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive member cartridge) having a work function having a relative relationship of the present invention is configured as a photosensitive member cartridge, and the photosensitive member and the developing unit can be individually mounted. (Also simply referred to as a photoconductor) 140 is driven to rotate in the direction of the arrow shown by an appropriate driving means (not shown). A charging roller 160 as a charging unit, a developing device 10 (Y, M, C, K) as a developing unit, an intermediate transfer device 30 and a cleaning unit 170 are arranged around the photosensitive member 140 along the rotation direction. The
[0079]
The charging roller 160 contacts the outer peripheral surface of the photoconductor 140 and uniformly charges the outer peripheral surface. The exposure unit 40 selectively exposes L1 according to desired image information on the outer peripheral surface of the uniformly charged photoreceptor 140, and an electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 140 by this exposure L1. The electrostatic latent image is developed with a developer applied by the developing device 10.
[0080]
As the developing unit 10, a yellow developing unit 10Y, a magenta developing unit 10M, a cyan developing unit 10C, and a black developing unit 10K are provided. These developing units 10Y, 10C, 10M, and 10K are configured to be swingable. Only the developing roller (developer carrying member) 11 of one developing unit selectively forms a predetermined developing gap L on the photosensitive member 140. It is designed to be placed and set. These developing units 10 hold negatively charged toners having a work function relative to the work function of the photosensitive member on the developing roller, and these developing units 10 include yellow Y, magenta M, cyan. The toner of either C or black K is applied to the surface of the photoreceptor 140 to develop the electrostatic latent image on the photoreceptor 140. The developing roller 11 is a hard roller, for example, a metal roller having a roughened surface. The developed toner image is transferred onto the intermediate transfer belt 36 of the intermediate transfer device 30. The cleaning unit 170 includes a cleaner blade that scrapes off the toner T adhering to the outer peripheral surface of the photoconductor 140 after the transfer, and a cleaning toner recovery unit that receives the toner scraped off by the cleaner blade.
[0081]
The intermediate transfer device 30 includes a driving roller 31, four driven rollers 32, 33, 34, and 35, and an endless intermediate transfer belt 36 that is stretched around these rollers. The driving roller 31 is rotationally driven at substantially the same peripheral speed as that of the photosensitive member 140 by a gear (not shown) fixed to the end of the driving roller 31 engaging with the driving gear of the photosensitive member 140, so that the intermediate transfer belt 36 is photosensitive. The body 140 is driven to circulate in the direction indicated by the arrow at substantially the same peripheral speed as the body 140.
[0082]
The driven roller 35 is disposed at a position where the intermediate transfer belt 36 is pressed against the photoconductor 140 by its own tension between the driven roller 35 and the primary roller at the press-contact portion between the photoconductor 140 and the intermediate transfer belt 36. A transfer portion T1 is formed. The driven roller 35 is disposed near the primary transfer portion T1 on the upstream side in the circulation direction of the intermediate transfer belt.
[0083]
An electrode roller (not shown) is disposed on the driving roller 31 via an intermediate transfer belt 36, and a primary transfer voltage is applied to the conductive layer of the intermediate transfer belt 36 via this electrode roller. The driven roller 32 is a tension roller, and biases the intermediate transfer belt 36 in the tension direction by a biasing means (not shown). The driven roller 33 is a backup roller that forms the secondary transfer portion T2. A secondary transfer roller 38 is disposed opposite to the backup roller 33 via an intermediate transfer belt 36. A secondary transfer voltage is applied to the secondary transfer roller, and the secondary transfer roller can be brought into and out of contact with the intermediate transfer belt 36 by a contact / separation mechanism (not shown). The driven roller 34 is a backup roller for the belt cleaner 39. The belt cleaner 39 can be brought into and out of contact with the intermediate transfer belt 36 by a contact and separation mechanism (not shown).
[0084]
The intermediate transfer belt 36 includes a multilayer belt having a conductive layer and a resistance layer formed on the conductive layer and pressed against the photoreceptor 140. The conductive layer is formed on an insulating substrate made of a synthetic resin, and a primary transfer voltage is applied to the conductive layer via the electrode roller described above. Note that the conductive layer is exposed in a belt shape by removing the resistance layer in a belt shape at the belt side edge, and the electrode roller is brought into contact with the exposed portion.
[0085]
In the process in which the intermediate transfer belt 36 is circulated, the toner image on the photoconductor 140 is transferred onto the intermediate transfer belt 36 at the primary transfer portion T1, and the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 36 is transferred to the secondary transfer belt 36. In the transfer portion T2, the image is transferred to a sheet (recording material) S such as paper supplied between the secondary transfer roller 38 and the transfer portion T2. The sheet S is fed from the sheet feeding device 50 and is supplied to the secondary transfer portion T2 by the gate roller pair G at a predetermined timing. Reference numeral 51 denotes a paper feed cassette, and 52 denotes a pickup roller.
[0086]
The toner image secondarily transferred by the secondary transfer portion T2 is fixed by the fixing device 60, and is discharged onto the sheet receiving portion 81 formed on the case 80 of the apparatus main body through the paper discharge path 70. This image forming apparatus has two paper discharge paths 71 and 72 that are independent from each other as the paper discharge path 70, and the sheet that has passed through the fixing device 60 passes through one of the paper discharge paths 71 or 72. Discharged. The sheet discharge paths 71 and 72 also constitute a switchback path. When an image is formed on both sides of a sheet, the sheet once entered the sheet discharge path 71 or 72 passes through the return roller 73. The paper is fed again toward the secondary transfer portion T2.
[0087]
Next, an example of manufacturing each component of the image forming apparatus will be described.
(Production example of organic photoreceptor [1 in FIGS. 3 and 4, 140 in FIG. 6))
In producing the organic laminated photoreceptor 1, first, an alcohol-soluble nylon {manufactured by Toray Industries, Inc.] is used as an undercoat layer 1b on the peripheral surface of a conductive support 1a obtained by surface-polishing an aluminum element tube having a diameter of 85.5 mm. CM8000 "} 6 parts by weight and 4 parts by weight of aminosilane-treated titanium oxide fine particles were dissolved and dispersed in 100 parts by weight of methanol. A coating solution was applied by a ring coating method and dried at a temperature of 100 ° C. for 40 minutes. An undercoat layer 1b having a thickness of 1.5 to 2 μm was formed.
[0088]
Next, 1 part by weight of oxytitanyl phthalocyanine pigment as a charge generating pigment, 1 part by weight of butyral resin {BX-1, Sekisui Chemical Co., Ltd.}, 100 parts by weight of dichloroethane, and a sand mill using φ1 mm glass beads For 8 hours to obtain a pigment dispersion, and the resulting pigment dispersion is applied onto the undercoat layer 1b by a ring coating method and dried at 80 ° C. for 20 minutes to obtain a charge having a thickness of 0.3 μm. The generation layer 1c was formed.
[0089]
On this charge generation layer 1c, 40 parts by weight of a charge transport material of a styryl compound of the following structural formula (1) and 60 parts by weight of a polycarbonate resin (Panlite TS, manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) are dissolved in 400 parts by weight of toluene. Then, the charge transport layer 1d was formed by dip coating so as to have a dry film thickness of 22 μm to form a charge transport layer 1d, and an organic laminated photoreceptor 1 having a photosensitive layer composed of two layers was produced.
A part of the obtained organic laminated photoreceptor 1 is cut out to obtain a sample piece, and the work function of this sample piece is irradiated using a commercially available surface analyzer (AC-2 type, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). When measured with an amount of light of 500 nW, it showed 5.48 eV.
[0090]
[Chemical 1]

[0091]
(Example of production of developing roller 11)
The developing roller 11 has a conductive silicon rubber (hardness JIS-A, 63 degrees, volume resistance 3.5 × 10 on a sheet) on an aluminum pipe surface having a diameter of 18 mm. ⁶ An Ω · cm) tube was prepared by pasting so that the thickness after polishing was 2 mm. The surface roughness (Ra) was 5 μm and the work function was 5.08 eV.
[0092]
(Example of production of toner regulating blade)
The toner regulating blade 7 is an SUS plate having a thickness of 80 μm, the end is bent at an angle of 10 °, the protruding length is 0.6 mm, and the work function is 5.01 eV.
[0093]
(Example of production of transfer medium for intermediate transfer device)
An intermediate conductive layer which is a conductive layer in the intermediate transfer belt 36 which is a transfer medium of the intermediate transfer device 30 is
On a polyethylene terephthalate resin film having a thickness of 130 μm deposited with aluminum,
・ 30 parts by weight of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer
・ Conductive carbon black 10 parts by weight
・ Methyl alcohol 70 parts by weight
A uniform dispersion liquid was formed by coating and drying by a roll coating method so that the thickness became 20 μm.
[0094]
Next, a transfer layer which is a resistance layer is formed on the intermediate conductive layer.

A coating solution obtained by mixing and dispersing the composition was similarly applied and dried by a roll coating method so as to have a thickness of 10 μm.
[0095]
Then, this coated sheet was cut to a length of 540 mm, the coated surface was turned up, the ends were aligned, and ultrasonic welding was performed to produce an intermediate transfer belt 36. The volume resistance of the intermediate transfer belt 36 is 2.5 × 10. ^Ten It was Ω · cm. The work function was 5.37 eV, and the normalized photoelectron yield was 6.90.
[0096]
(Fixer preparation example)
The fixing device 60 includes two pressure rollers (load of about 38 kgf), a heater roller and a press roller. The heater roller contained a halogen lamp 600w, and PFA was formed to a thickness of 50 μm on silicon rubber 2.5 mm (60 ° JISA) to a thickness of φ40. The press roller contained a halogen lamp 300w, and PFA was formed to a thickness of 50 μm on silicon rubber 2.5 mm (60 ° JISA) to a thickness of φ40. The fixing temperature is set to 190 ° C.
[0097]
The outline of the operation of the full-color printer configured as described above is as follows.
(i) When a print command signal (image formation signal) from a host computer (not shown) or the like (personal computer or the like) is input to the control unit 90 of the image forming apparatus, the photosensitive member 140, each roller 11 of the developing device 10, and The intermediate transfer belt 36 is driven to rotate.
[0098]
(ii) The outer peripheral surface of the photoreceptor 140 is uniformly charged by the charging roller 160.
(iii) The exposure unit 40 selectively exposes L1 according to the image information of the first color (for example, yellow) on the outer peripheral surface of the uniformly charged photoreceptor 140, thereby forming an electrostatic latent image for yellow. Is done.
[0099]
(iv) On the photosensitive member 140, only the developing roller of the developing device 10Y for the first color, for example, for yellow is opposed in the developing area, whereby the electrostatic latent image is developed, and the yellow toner image for the first color is developed. Is formed on the photoreceptor 140.
(v) The intermediate transfer belt 36 is applied with a primary transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner, and the toner image formed on the photoreceptor 140 is transferred onto the intermediate transfer belt 36 at the primary transfer portion T1. The At this time, the secondary transfer roller 38 and the belt cleaner 39 are separated from the intermediate transfer belt 36.
[0100]
(vi) After the toner remaining on the photoconductor 140 is removed by the cleaning unit 170, the photoconductor 140 is neutralized by the neutralizing light L2 from the removing unit 41.
(vii) The above operations (ii) to (vi) are repeated as necessary. That is, the second color, the third color, and the fourth color are repeated according to the print command signal, and a toner image according to the content of the print command signal is superimposed on the intermediate transfer belt 36 to be formed.
[0101]
(viii) The sheet S is fed from the sheet feeding device 50 at a predetermined timing, and immediately before or after the leading edge of the sheet S reaches the secondary transfer portion T2 (in short, an intermediate transfer belt at a desired position on the sheet S). The secondary transfer roller 38 transfers the toner image on the intermediate transfer belt 36 (basically, a full-color image in which four color toner images are superimposed) onto the sheet S at the timing when the toner image on 36 is transferred. Is done. Further, the belt cleaner 39 contacts the intermediate transfer belt 36, and the toner remaining on the intermediate transfer belt 36 after the secondary transfer is removed.
[0102]
(ix) The toner image on the sheet S is fixed by passing the sheet S through the fixing device 60, and then the sheet S is directed to a predetermined position (in the case of non-double-sided printing, toward the sheet receiving unit 81, double-sided printing). In this case, the toner is conveyed to the return roller 73 via the switchback path 71 or 72.
[0103]
(Imaging test and test results)
Then, a full color imaging test was performed using a full color printer capable of the non-contact development process shown in FIG. In that case, as a comparative reference, a full-color image formation test was performed by a non-contact development process and a contact development process using the full-color printer shown in FIG.
[0104]
First, an image forming test performed using an image forming apparatus using a non-contact one-component development process and a contact one-component development process will be described.
The image forming conditions when the image forming process was performed were a peripheral speed of the organic photoreceptor 1 of 180 mm / s and a peripheral speed ratio of 2 between the organic photoreceptor 1 and the developing roller 11. Further, the regulating blade 7 was pressed against the developing roller 11 at a linear pressure of 33 gf / cm so that the toner layer thickness on the developing roller 11 was 15 μm and the toner particles were laminated in two layers.
[0105]
The dark potential of the organic photoreceptor 1 is set to −600V and the bright potential is set to −100V. In the case of non-contact development, the development gap is adjusted to 210 μm using a gap roller, and the DC development bias is set to −200 V by a power source (not shown), and the superimposed AC development bias is set to PP at a frequency of 2.5 kHz. The voltage was set to 1500 V, and the developing roller 11 and the supply roller 6 were set to the same potential. In the case of contact development, development was performed with a DC development bias of -200V.
[0106]
Further, in the primary transfer portion T1, + 300V is applied to the primary transfer roller on the back side corresponding to the transfer roller 5 shown in FIG. 3 (corresponding to the driven roller 35, and the voltage is applied via the electrode roller). The pressing load applied to the organic photoreceptor 1 by the intermediate transfer belt 36 by the transfer roller was set to 33 gf / cm.
[0107]
Then, the electrostatic latent image on the organic photoreceptor 1 was developed by non-contact development (jumping development) and contact development with the one-component non-magnetic toner 8 conveyed by the developing roller 11. The developed toner image on the organic photoreceptor 1 is transferred to the intermediate transfer belt 36. The toner image transferred to the intermediate transfer belt 36 was transferred to the plain paper S at the transfer voltage +800 V at the secondary transfer portion T2, and fixed by the heat roller of the fixing device 60.
[0108]
(One-component non-magnetic toner used for image formation test)
The one-component nonmagnetic toner 8 used for the image formation test is an emulsion polymerization toner.
First, a monomer mixture comprising 80 parts by weight of styrene monomer, 20 parts by weight of butyl acrylate, and 5 parts by weight of acrylic acid,
・ 105 parts by weight of water
-Nonionic emulsifier 1 part by weight
・ Anionic emulsifier 1.5 parts by weight
・ 0.55 parts by weight of potassium persulfate
The mixture was added to the water-soluble mixture consisting of the following, stirred in a nitrogen stream, and polymerized at 70 ° C. for 8 hours. After the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white resin emulsion having a particle size of 0.25 μm.
[0109]
next,
・ 200 parts by weight of this resin emulsion
・ 20 parts by weight of polyethylene wax emulsion (manufactured by Sanyo Chemical Industries)
・ Phthalocyanine blue 7 parts by weight
Is dispersed in water containing 0.2 part by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant, pH is adjusted to 5.5 by adding diethylamine, and 0.3 part by weight of aluminum sulfate as an electrolyte is stirred. Then, the mixture was stirred at high speed with a TK homomixer and dispersed.
[0110]
Further, 40 parts by weight of styrene monomer, 10 parts by weight of butyl acrylate and 5 parts by weight of zinc salicylate were added together with 40 parts by weight of water, and the mixture was heated to 90 ° C. while stirring under a nitrogen stream, and hydrogen peroxide was added. And polymerized for 5 hours to grow particles. After the termination of the polymerization, the temperature was raised to 95 ° C. and maintained for 5 hours while adjusting the pH to 5 or more in order to increase the association of the secondary particles and the film-forming bond strength. Thereafter, the obtained particles were washed with water and vacuum dried at 45 ° C. for 10 hours to obtain mother particles of cyan toner.
[0111]
As a result of the measurement, the mother particles of the obtained cyan toner have an average particle diameter (D ₅₀ ) Was 6.8 μm and the circularity was 0.98, and its work function was 5.57 eV. The weight ratio of the cyan toner base particles is 0.8% by weight of gas phase method silica having a small primary particle diameter of about 12 nm of negatively chargeable hydrophobic silica as a fluidity improver. 0.5% by weight of gas phase method silica having an average primary particle diameter of about 40 nm of negatively chargeable hydrophobic silica, and 10% by weight of rutile anatase type mixed crystal, 90% of anatase type % Rutile-anatase-type titanium oxide hydrophobized with a silane coupling agent (with a hydrophobization degree of 58% and a specific surface area of 150 m ² Each cyan toner 8 which is a polymerization toner in which 0.2% by weight, 0.5% by weight, 1.0% by weight and 2.0% by weight of the fine particles of / g) were mixed was prepared.
[0112]
The work function of each of these cyan toners 8 is measured to be 5.53 eV for 0.2 wt%, 5.56 eV for 0.5 wt%, and 5 for 1.0 wt%, respectively. In the case of .57 eV and 2.0% by weight, it was 5.58 eV. Each of the toner particles in the case of mixing only the rutile-anatase type titanium oxide in the same manner without mixing the negatively chargeable hydrophobic silica oxide, which is a fluidity improver, with respect to the cyan toner base particles. The work functions of cyan toner 8 are 5.40 eV for 0.2 wt%, 5.46 eV for 0.5 wt%, 5.50 eV for 1.0 wt%, and 2.0 wt%, respectively. In the case of%, it was 5.54 eV.
[0113]
Therefore, each work function in this imaging test is
Work function of developing roller 11 <Work function of intermediate transfer belt 36 <Work function of organic photoreceptor 1 <Work function of cyan toner 8 ≈ Work function of toner mother particles 8 a <Work function of rutile-anatase type titanium oxide
Is set to In the present invention,
Work function of developing roller 11 <work function of intermediate transfer belt 36 <work function of organic photoreceptor 1 <work function of cyan toner 8≈work function of toner base particles 8a≈work function of rutile-anatase type titanium oxide
But you can. Further, the magnitude relationship of these work functions is not limited to this image forming test, and can be generally set in the image forming apparatus of the present invention.
[0114]
As a comparative example, 1.3% by weight of gas phase method silica having an average primary particle diameter of negatively charged hydrophobic silica of about 7 nm and 1.3% by weight of the rutile-anatase type titanium oxide as cyan toner 8 and the above-mentioned rutile-anatase-type titanium oxide are 0.5%. Comparative toner (1) mixed with 5% by weight, Comparative toner (2) mixed with 1.3% by weight of the above-mentioned large particle size gas phase method silica and 0.5% by weight of the aforementioned rutile-anatase type titanium oxide, respectively. ) Was produced. The work functions of the toner of this comparative example were 5.52 eV and 5.49 eV.
[0115]
Using each cyan toner 8 produced in this way, a non-contact development (jumping development) process (development gap L = 210 μm) and a contact development process (contact between the organic photoreceptor 1 and the development roller 11) by the full color printer shown in FIG. Each image was formed at a pressure of 20 gf / cm) so that the solid image density was about 1.1. The average charge amount q / m (μc / g) and positively charged toner amount (wt%; wt%) of the toner on the developing roller 11 at that time are obtained, and the results are shown in Table 4, Table 5 and Table 6. Table 7, Table 8 and Table 9 show the fog OD value, reverse transfer toner OD value, and solid image density difference. The toner charge amount distribution was measured using E-SPART Analyzer EST-3 type, Hosokawa Micron Corporation.
(A) Toner charging characteristics test results
[0116]
[Table 4]

[0117]
[Table 5]

[0118]
[Table 6]

[0119]
As can be seen from Table 4, in the toner containing no hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide at 0 wt%, the average charge amount q / m is -17.96 μc / g, and the positive charge toner amount is 10. It was 40 wt%. Further, in the toner containing 0.2 wt% of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the average charge amount q / m was −15.95 μc / g, and the positive charge toner amount was 5.83 wt%. . Furthermore, in the toner containing 0.5 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the average charge amount q / m was −21.86 μc / g, and the positive charge toner amount was 3.70 wt%. .
[0120]
Further, in the toner containing 1.0 wt% of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the average charge amount q / m was −20.71 μc / g, and the positive charge toner amount was 2.10 wt%. . Further, in the toner containing 2.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the average charge amount q / m was −15.40 μc / g, and the positive charge toner amount was 5.61 wt%. .
[0121]
As can be seen from Table 5. In the toner containing 0.2 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide without mixing silica in the mother toner particles obtained, the average charge q / m is −7.41 μc / g, and The positively charged toner amount was 39.14 wt%. Further, in the toner containing 0.5 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the average charge amount q / m was −9.32 μc / g, and the positive charge toner amount was 13.17 wt%. .
[0122]
Further, in the toner containing 1.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the average charge amount q / m is −4.26 μc / g, and the positive charge toner amount is 35.22 wt%. there were. Further, in the toner containing 2.0 wt% of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the average charge amount q / m was −1.86 μc / g, and the positive charge toner amount was 31.83 wt%. . As can be seen from Table 6, the average charge amount q / m of Comparative Example Toner (1) was −11.56 μc / g, and the positive charge toner amount was 10.35 wt%. Further, the average charge amount q / m of the comparative toner (2) was −10.45 μc / g, and the positively charged toner amount was 5.83 wt%.
[0123]
Therefore, according to the test results shown in Table 4, it was found that by adding hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide fine particles, the amount of positively charged toner, which is the amount of reversely charged toner, is decreased with almost no change in the average charge amount. .
[0124]
In addition, when only hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide was mixed without mixing hydrophobic silica with cyan toner base particles, the negative charge amount increased with mixing, and showed a peak at 0.5 wt%. Was found to decrease the negative charge amount. As a result, it was found that the amount of positively charged toner, which is the amount of reversely charged toner, also increases after showing a minimum amount of 13.17 wt% with a mixed amount of 0.5% wt.
[0125]
Further, the toner of Comparative Example (1) containing only 1.3% by weight of hydrophobic silica having an average primary particle size of about 7 nm and 0.5% by weight of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide and the average primary particle size of about 40 nm. In the toner of Comparative Example (2) containing 1.3 wt% of hydrophobic silica alone and 0.5 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the negative average charge amount is not so large, and the fluidity is improved. It was found that the amount of positively charged toner, which is the amount of reversely charged toner, is larger than that of the toner of the present invention (0.5 wt% toner shown in Table 4) having the same additive amount combined.
(B) Test result of fog OD value, reverse transfer toner OD value, and solid image density difference
[0126]
[Table 7]

[0127]
[Table 8]

[0128]
[Table 9]

[0129]
As can be seen from Table 7, in the non-contact development process, the fog OD value is 0.013 and the reverse transfer toner OD value is 0.083 in the toner containing no hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide at 0 wt%. And the solid image density difference was 0.130.
[0130]
Further, the toner containing 0.2 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a fog OD value of 0.004, a reverse transfer toner OD value of 0.023, and a solid image density difference of 0.04. 097. Further, the toner containing 0.5 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a fog OD value of 0.001, a reverse transfer toner OD value of 0.012, and a solid image density difference of 0.1. 054.
[0131]
Further, in the toner containing 1.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the fog OD value is 0.000, the reverse transfer toner OD value is 0.009, and the solid image density difference is 0.00. 053. Further, in the toner containing 2.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the fog OD value is 0.002, the reverse transfer toner OD value is 0.001, and the solid image density difference is 0.00. 050.
[0132]
Further, as can be seen from Table 8, in the non-contact development process, an image was not formed with a toner containing no hydrophobic rutile anatase type at 0 wt% because a uniform toner layer was not formed. However, in the toner containing 0.2 wt% of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the fog OD value is 0.299, the reverse transfer toner OD value is 0.039, and the solid image density difference is 0.0. 158.
[0133]
Further, the toner containing 0.5 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a fog OD value of 0.276, a reverse transfer toner OD value of 0.058, and a solid image density difference of 0.5. 170. Further, in a toner containing 1.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the fog OD value is 0.260, the reverse transfer toner OD value is 0.161, and the solid image density difference is 0.1. 075.
[0134]
Further, in the toner containing 2.0 wt% of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the fog OD value is 0.222, the reverse transfer toner OD value is 0.183, and the solid image density difference is 0.1. 058. As can be seen from Table 9, in Comparative Example Toner (1), the fog OD value was 0.009, the reverse transfer toner OD value was 0.019, and the solid image density difference was 0.168. It was. Further, in the comparative toner (2), the fog OD value was 0.007, the reverse transfer toner OD value was 0.022, and the solid image density difference was 0.140.
[0135]
In the contact development process, the toner containing no hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide at 0 wt% has a fog OD value of 0.027, a reverse transfer toner OD value of 0.080, and a solid image. The density difference was 0.123.
[0136]
Further, in the toner containing 0.2 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the fog OD value is 0.009, the reverse transfer toner OD value is 0.025, and the solid image density difference is 0.0. 096. Further, the toner containing 0.5 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a fog OD value of 0.008, a reverse transfer toner OD value of 0.010, and a solid image density difference of 0.057. there were.
[0137]
Further, the toner containing 1.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a fog OD value of 0.008, a reverse transfer toner OD value of 0.009, and a solid image density difference of 0.050. there were. Further, a toner containing 2.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a fog OD value of 0.010, a reverse transfer toner OD value of 0.003, and a solid image density difference of 0.051. there were.
[0138]
An image was formed by contact development even when a uniform toner layer was not formed with toner containing no hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide at 0 wt%, but the fog OD value was 0.327. The reverse transfer toner OD value was 0.037. Further, since the solid image density difference is not uniform in comparison, it cannot be quantified.
[0139]
However, in the toner containing 0.2 wt% of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the fog OD value is 0.356, the reverse transfer toner OD value is 0.031, and the solid image density difference is 0.155. there were. Further, the toner containing 0.5 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a fog OD value of 0.477, a reverse transfer toner OD value of 0.049, and a solid image density difference of 0.158. there were.
[0140]
Further, a toner containing 1.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide has a fog OD value of 0.517, a reverse transfer toner OD value of 0.166, and a solid image density difference of 0.060. there were. Further, in the toner containing 2.0 wt% of hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, the fog OD value is 0.382, the reverse transfer toner OD value is 0.208, and the solid image density difference is 0.20. 018.
[0141]
Further, as can be seen from Table 9, the comparative toner (1) had a fog OD value of 0.143, a reverse transfer toner OD value of 0.008, and a solid image density difference of 0.213. It was. Further, in Comparative toner (2), the fog OD value was 0.095, the reverse transfer toner OD value was 0.009, and the solid image density difference was 0.100.
[0142]
Therefore, according to these test results, by adding hydrophobic silica having a small particle size, hydrophobic silica having a large particle size, and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide fine particles, both in non-contact development and contact development, It was found that fog and reverse transfer toner both decrease and the density difference decreases, and a uniform solid image can be obtained.
[0143]
In particular, as is apparent from Table 7, in non-contact development, fog and reverse transfer toner can be obtained by adding hydrophobic silica having a small particle size, hydrophobic silica having a large particle size and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide fine particles. However, it is found that the density difference is further reduced and the density difference is further reduced, and a solid image having a uniform density can be obtained effectively. The same effect was obtained even when the hydrophobic silica having a small particle diameter was replaced with silica having an average primary particle diameter of about 7 nm and about 16 nm.
[0144]
In the present invention, silica is not limited to two types of particle sizes, a small particle size and a large particle size, and one type of silica particle can also be used. However, in order to reduce fog and reverse transfer toner more effectively and to obtain a solid image having a more uniform density, two different particle sizes of silica and hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide should be used. Is preferred.
[0145]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the developing method of the present invention, the external additive has a work function larger than or substantially the same as the work function of the toner base particles, and has a spindle shape. Since non-contact development is performed using a one-component non-magnetic toner containing hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide fine particles, a reverse-charged toner with almost no change in the average charge amount of the one-component non-magnetic toner The positively charged toner can be effectively suppressed. Thus, the positively charged toner can be reduced by organically combining the use of a one-component nonmagnetic toner containing at least hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide as an external additive and performing non-contact development. Can be effectively reduced and fluctuations in image density can be effectively suppressed.
[0146]
In particular, hydrophobic silica having a work function smaller than that of the toner base particles is used in combination with a rutile-anatase type titanium oxide having a work function substantially equal to that of the toner base particles or larger than that of the toner base particles. The toner particles can be adhered to the surface of the toner mother particles in a form that adheres to the hydrophobic silica adhering to the mother particles.
[0147]
Therefore, it becomes possible to make more effective use of the characteristics of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide that are difficult to embed in the toner base particles and the charge adjustment function, and the inherent negative charging performance and fluidity of the hydrophobic silica. The toner base particles can be provided with a function in which the above characteristics and the inherent characteristic of the hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide, which is a relatively low resistance and negative overcharge prevention characteristic, are combined. As a result, the fluidity of the one-component non-magnetic toner can be prevented from being lowered and negative overcharging can be prevented, so that better negative charging characteristics can be obtained. As a result, the occurrence of reverse transfer toner and fogging can be achieved. Can be more effectively suppressed.
[0148]
In addition, by using two types of hydrophobic silica having different average primary particle sizes, the negative charge of the one-component non-magnetic toner can be stabilized for a longer period of time, and a stable image quality in continuous printing can be provided. . Therefore, fog can be further suppressed, transfer efficiency can be further improved, and generation of reverse transfer toner can be more effectively suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a one-component nonmagnetic toner used in an example of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the behavior of the one-component non-magnetic toner in the example shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of an image forming apparatus using a non-contact development process according to the present invention.
4 is a view showing an organic laminated photoreceptor of the image forming apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a four-cycle full-color printer using a non-contact development process and a contact development process used in an image formation test using a one-component non-magnetic toner of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,140 ... Organic photoreceptor, 2 ... Corona charger, 3 ... Exposure, 4 ... Cleaning blade, 5 ... Transfer roller, 6 ... Supply roller, 7 ... Regulating blade, 8 ... One-component nonmagnetic toner, 8a ... Toner mother Particles, 9 ... transfer material or transfer medium, 10 ... developer, 11 ... developing roller, 12 ... external additive, 13 ... hydrophobic silica (SiO2) ₂ 14) Hydrophobic silica with large particle size (SiO 2) ₂ 15 ... hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide (TiO) ₂ ), L ... Development gap

Claims (1)

In a state where a predetermined gap is set between the latent image carrier and the developing roller, the toner base particles have a work function larger than that of the toner base particles or substantially the same as the work function of the toner base particles. An electrostatic latent image on the latent image carrier is conveyed by the developing roller with a one-component non-magnetic toner externally treated with an external additive containing at least spindle-shaped hydrophobic rutile-anatase type titanium oxide. The development method characterized by developing by non-contact development.

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