JP4130168B2

JP4130168B2 - 非磁性一成分トナー

Info

Publication number: JP4130168B2
Application number: JP2003386274A
Authority: JP
Inventors: 哲小川; 良彰赤澤; 雅彦久保; 裕美中津; 啓男松本; 正郎鈴木
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2008-08-06
Anticipated expiration: 2023-11-17
Also published as: JP2005148441A

Description

本発明は、非磁性一成分現像剤に関するものであり、より詳細には、電子写真法、静電印刷法において電気的潜像を現像するための非磁性一成分トナーに関するものである。

従来、電子写真法は、一般には光導電性物質を含む感光体（又は像担持体）上を一様に帯電させる帯電過程、その感光体の表面を露光して静電潜像を形成する露光過程、感光体表面の静電潜像をトナー像に顕像化する現像過程、感光体表面に担持されたトナー像を用紙の表面に転写する転写過程、および、加熱と加圧などの手段によってトナー像を用紙上に定着させる定着過程からなる。

これらのうち、現像過程では、一般にトナーおよびキャリアからなる現像剤を用いる二成分現像方式とキャリアを用いない現像剤による一成分現像方式が知られている。ここ近年では、保守性、小型化、軽量化、低コスト化などの利点から一成分現像方式が広く使用されるようになった。しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。

現像ローラー、該現像ローラー上に供給された非磁性一成分トナーの薄層を形成するとともに電荷を付与する層規制部材を備えた一成分現像方法では、トナーの流動性が悪いと層規制部に固着しやすく、また、安定した供給性、帯電性を得ることができないため、２０ｎｍ以下の小粒径シリカを外添することなどが公知である。しかし、非磁性一成分現像方式において、トナーは現像ローラーと層規制部材の間を通過することにより帯電する。層規制部通過時に、トナーには非常に大きなストレスがかかるため、長期ランニングにおいて流動化剤の埋まり込みによる帯電不良により地肌かぶりや画像濃度の低下が生じるなど、トナーの供給・帯電安定性が低下し、そのため、安定した画像を維持することが困難になる。また、流動化剤の埋まりこみにより凝集性が高くなり、層規制部分に固着し易い。現像ローラーと層規制部材との間を通過させることによりトナーを帯電させることから現像ローラーと層規制部材との間には大きなストレスがかかり、このストレスによって層規制部分に固着したトナーは融着が発生する。融着の発生により、層規制部での帯電不良が生じ、地肌かぶりなどの画像汚染が生じる。

これら課題を回避する技術として、例えば特許文献１では、１〜４０ｎｍの小粒径無機微粒子と４０ｎｍ〜１００ｎｍ中粒径無機微粒子および１００ｎｍ〜５００ｎｍのチタン酸ストロンチウムを外添剤として用いる技術について開示している。中粒径の無機微粒子は、流動性の調整をし、且つ小粒径無機微粒子のトナーへの埋まり込みを防止する。また、大粒径のチタン酸ストロンチウムは、トナー凝集力の緩和、トナーへの外的ストレスに対するスペーサー効果がある。これらの外添剤を用いることにより、長期ランニングにおいても、トナー表面状態の変化が少なく、トナー特性を維持し、耐久性の優れたトナーが得られるとしている。

しかしながら、中粒径および大粒径の無機微粒子のトナーに対する含有量についての記載はされているが、中粒径および大粒径の無機微粒子の含有比率についての詳細な記載はない。中粒径の無機微粒子はトナーの流動性への影響は少ないが、トナー間の凝集力を低下させる効果、小粒径の無機微粒子の埋まり込み防止効果は小さい。一方、大粒径の無機微粒子は、それらの効果は大きいが、少量加えるだけで大きくトナー流動性を低下させる。これらを併用するためには、適切な比率および量を含有しなければ、流動性が低く、帯電不良により地肌かぶりなどが生じるなど、供給性や帯電性の安定しないトナーが得られる。あるいは、長期ランニングにおいて、小粒径微粒子が埋まり込み、安定した供給性・帯電性が得られない。また、層規制部における外的ストレスを受けやすく、トナー間の凝集力も強いため、融着などが生じやすい。
特開平１１−２１２２９３号公報

本発明は、上記従来の技術における課題及び要求に鑑みてなされたものであり、適度な流動性を有しているため、供給・帯電安定性に優れ、且つ、非磁性一成分現像方式における長期ランニングにおいて、表面状態の変化が少なく、層規制部材における固着、融着に起因する画像劣化や帯電不良を起こさない高品質な画像が得られる非磁性一成分現像剤を提供することを目的とするものである。

発明者等は、鋭意検討した結果、外添する中粒径の疎水性シリカおよび大粒径のチタン酸ストロンチウムの含有比率を限定することにより、供給・帯電安定性に優れ、且つ長期ランニングにおいても、融着が生じず、融着に起因する画像劣化や帯電不良がなく、安定した供給・帯電性を維持することができるため、画像劣化の生じない高品質の画像を得ることを見出し、本発明に至ったものである。

即ち、本発明に係る非磁性一成分トナーは、以下の手段および構成からなることを特徴とし、上記課題を解決するものである。即ち、本発明［１］は、少なくとも結着樹脂および着色顔料からなる非磁性一成分トナーにおいて、平均一次粒子径７ｎｍ乃至１５ｎｍの疎水性シリカ（Ａ重量部）と平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカ（Ｂ重量部）と平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍのチタン酸ストロンチウム（Ｃ重量部）とを外添剤として用い、０．５≦Ａ≦３．０、０．５≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１、且つ、１≦Ｂ／Ｃ≦１０を満たす非磁性一成分トナーである。また、本発明［２］は、トナー粒子の平均円形度が０．９４以上である上記〔１〕非磁性一成分トナーである。そして、本発明［３］は、３．００μｍ以下のトナー粒子が１０個数％以下含有する上記〔１〕又は〔２〕記載の非磁性一成分トナーである。更に、本発明［４］は、現像ローラーに対し、導電性規制ブレードが線圧１５ｇｆ／ｃｍ以上５０ｇｆ／ｃｍ以下で押圧されている非磁性一成分現像方式に用いられる上記〔１〕〜〔３〕記載の非磁性一成分トナーである。

本発明によれば、適度な流動性を有しているため、供給・帯電安定性に優れ、且つ、非磁性一成分現像方式における長期ランニングにおいて、表面状態の変化が少なく、層規制部材における固着、融着に起因する画像劣化や帯電不良を起こさない高品質な画像が得られる非磁性一成分現像剤を得ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下、本発明に係る非磁性一成分現像剤の好ましい実施の形態を詳述する。尚、本発明に係る非磁性一成分現像剤は以下の実施形態及び実施例に限るものではない。

本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂および着色顔料からなる非磁性一成分トナーにおいて、平均一次粒子径７ｎｍ乃至１５ｎｍの疎水性シリカ（Ａ重量部）と平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカ（Ｂ重量部）と平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウム（Ｃ重量部）とを外添剤として用い、０．５≦Ａ≦３．０、０．５≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１、且つ、１≦Ｂ／Ｃ≦１０を満たす。現像ローラーに対し層規制部材が当接される非磁性一成分現像方式では、トナーは現像ローラーと層規制部材の間を通過することにより現像ローラー上にトナーの薄層を形成して荷電が行なわれるため、一定以上の流動性を有する必要がある。流動性を向上するための方法として、例えば流動化剤として一次粒子径が７ｎｍから２０ｎｍのシリカを外添する方法などが一般的である。しかし、一成分現像方式では現像ローラーと層規制部材の間を通過することによりトナーを帯電させるため、トナーにストレスがかかり、流動化剤が埋まり込みにより地肌かぶりや画像濃度の低下が生じるなど、安定したトナーの供給性、帯電性が得られず、安定した画像を維持することが困難になる。また、流動化剤の埋まりこみにより凝集性が高くなり、層規制部分に固着し易い。現像ローラーと層規制部材との間を通過させることによりトナーを帯電させることから現像ローラーと層規制部材との間には大きなストレスがかかり、このストレスによって層規制部分に固着したトナーは融着が発生する。

平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカおよび平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウムを併用することにより、トナー間の凝集力を低下させることが可能となり、トナーの固着を防ぐことができる。また、流動化剤の埋まり込みを防止することができるため、安定したトナーの供給性、帯電性が得られる。

表面処理をしている平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの中粒径シリカは、他の無機粒子に比べトナーの流動性に悪影響を及ぼしにくく、極性も高いため、トナーに付着しやすい。また、小粒径のシリカの埋まりこみやトナー間の凝集力を緩和する働きがある。凝集力が緩和されることにより、トナーが固着しにくくなり、層規制部などにおける融着が発生しにくく、融着に起因する帯電不良などが生じ難いため、良好な画像が得られる。また、疎水化処理をしているため、環境依存性が少ない。しかしながら、該シリカだけでは、埋まり込み防止やトナー凝集力の低下の効果は少なく、効果を発揮するためには中粒径のシリカ量は増大する。シリカ量が増大すると、高くなりなり過ぎるために画像濃度が低い、遊離するシリカが増大するなどの悪影響を及ぼす。

平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウムは、トナー間の凝集力を低下する効果が非常に大きく、層規制部などにおける外的ストレスに対するスペーサー効果を有しているため、トナーの固着や融着が生じにくく、融着に起因する帯電不良などによる画像汚染が生じにくい。また、感光体への汚染（フィルミング）に対する研磨効果や、増大するシリカ量に対する抵抗調整機能としての効果を有する。さらに、小粒径のシリカの埋まりこみを緩和する効果を有しているため、長期ランニングにおいても安定した画像が得られる。しかしながら、該酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウムの含有量が増大すると、流動性に悪影響を及ぼし、流動性の低いトナーは帯電不良により地肌かぶりが生じるなど、安定した帯電性、供給性が得られない。さらに、表面抵抗が低下しすぎ、非画像部のカブリなどが生じやすい。一方、少なすぎると、トナー間の凝集力を低下させる、小粒径のシリカの埋まりこみを防止、或いは感光体への汚染（フィルミング）に対する研磨などの効果が得られない。

平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカと平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウムの配合比率を、０．５≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１、且つ、１≦Ｂ／Ｃ≦１０としているのは、平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカと平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウムの配合量の和が７ｎｍから１５ｎｍのシリカ量よりも多いと、あるいは３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカ（Ｂ）と１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウム（Ｃ）の配合比率Ｂ／Ｃが１．０より小さいと、流動性を阻害する大粒径の粒子が多すぎるため、流動性が低下し、帯電不良により地肌かぶりが生じるなど、安定した供給性、帯電性が得られない。一方、平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカと平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウムの配合量の和が７ｎｍから１５ｎｍのシリカ量の半分よりも少ないと、或いは、３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカ（Ｂ）と１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウム（Ｃ）の配合比率Ｂ／Ｃが１０より大きくなると、シリカ量の増大により酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウムによる抵抗調整の効果が得られず、帯電が高くなり画像濃度が低下する。また、大粒径粒子の流動化剤の埋まりこみ防止、或いはトナーの層規制部における融着を防ぐ十分な効果が得られない。

平均一次粒子径７ｎｍ乃至１５ｎｍの疎水性シリカ（Ａ重量部）と平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカ（Ｂ）と平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍの酸化チタン或いはチタン酸ストロンチウム（Ｃ）とを外添剤として用い、０．５≦Ａ≦３．０、０．５≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１、且つ、１≦Ｂ／Ｃ≦１０を満たすことにより、長期ランニングにおいても流動化剤の埋まりこみが無いため、安定した供給性や帯電性を保ち、地肌カブリが無く、且つ層規制部における融着の生じないトナーを得ることができる。

本発明に用いられる小粒径および中粒径のシリカは、疎水化処理をしたものが用いられる。これは、トナーの環境安定性、特に湿度の影響によるトナー荷電量の変化を抑制するためである。疎水化度は３０〜８０％、好ましくは４０〜８０％であることが望ましい。疎水化度が３０％より低い場合には耐環境性が劣化しやすく、８０％を越えるものは製造上安定して得ることが困難であるためである。

疎水化剤としてはシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコン系オイル、シリコンワニス等の従来から使用されている疎水化剤が使用可能であり、好ましくはシラン系カップリング剤、シリコン系オイル、より好ましくはシラン系カップリング剤を用いる。シラン系カップリング剤としては、例えばトリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等が使用可能である。

シリコンオイルとしては、例えばジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等が使用可能である。疎水化剤は上記疎水化度を達成できる程度の使用量で使用して、従来の方法により処理すればよい。

本発明において、無機微粒子はさらにフッ素系シランカップリング剤またはフッ素系シリコンオイルを併用し、表面処理されていてもよい。これは、トナーが負荷電性であることから、トナーの負荷電性を向上させ、画像カブリを防止するのに有効であるためである。通常、トナーの荷電性の制御にはトナー粒子中に荷電制御剤を含有させることにより行われているが、本発明の係る一成分現像方式においては、現像剤担持体と現像剤規制部材との圧接部の間隙をトナーが通過する際の摩擦帯電によりトナーの荷電が行われるため、トナーの荷電性はトナー粒子表面の荷電性が重要になる。このため荷電性の制御を行なう場合に、荷電制御剤の含有量を調整するよりもトナーの外添剤の荷電性を調整するほうがより効果的である。

本発明において酸化チタンおよびチタン酸ストロンチウム微粒子は、凝集性および分散性の観点から小粒径無機微粒子と同様に、上記の疎水化剤により表面処理してもよい。

また、本発明のトナーは、平均円形度が０．９４以上であることを特徴としている。平均円形度を０．９４以上とするのは、平均円形度が０．９４以上であると、不定形であっても鋭角部分がなく、トナー表面は平滑であるので、トナーの流動性や凝集性が良好になり、上述した現像装置の層規制部分における固着、融着も発生せず画像を汚染しない。それに伴う帯電不良、地肌かぶりや画像劣化が生じない。また、ストレスを受け難いためトナーの表面状態が変化しにくく、帯電不良による地肌かぶりなど画像劣化が生じない、より安定した画像が得られる。一方、上記平均円形度が０．９４未満であると、一成分現像方法において、凝集性が悪く、流動性が低いために上述の現像装置であっても層規制部分に固着し易い。現像ローラーと層規制部材との間を通過させることによりトナーを帯電させることから現像ローラーと層規制部材との間には大きなストレスがかかり、このストレスによって層規制部分に固着したトナーは融着を誘発し、融着により帯電低下、地肌かぶりあるいは白筋が画像を汚染する。また、ストレスによるトナーの表面状態が変化によっても、帯電・供給安定性が低下し、地肌カブリの発生となる。

上記平均円形度とは、
平均円形度＝（粒子の投影面積に等しい円の周囲長）／（粒子投影像の周囲長）
によって算出される値の平均値であり、東亜医用電子（株）社製フロー式粒子像分析装置を用いて、測定サンプルを液中に分散し、粒子の静止画像を撮影、画像解析し、粒子像の投影面積と周囲長から求められる。粒子像が真円であれば１．０となり、粒子に角があるほど値は低くなる。

また、本発明のトナーは、３．００μｍ以下のトナー粒子が１０個数％以下含有することを特徴とする。本発明の非磁性一成分現像剤において、このようにトナー粒子の小径部分を制限するのは以下の理由にある。

トナー粒子の小径部分は、現像装置の層規制部材に固着・融着しやすい。層規制部による融着は融着により帯電低下、地肌かぶりあるいは白筋が画像を汚染する。

また、小径部分を多く含むトナーは長期ランニングにおいて凝集しやすく、供給過多となり、帯電不良が生じ、それに起因して地肌カブリが生じる。しかし、本発明の非磁性一成分現像剤中の３．００μｍ以下のトナー粒子が１０個数％以下であれば、少量の層規制部分への固着は生じるが、長期ランニング後も融着に起因する帯電低下、地肌かぶりあるいは白筋などの画像汚染は生じない。

一方、上記現像剤中の３．００μｍ以下のトナー粒子が１０個数％よりも多いと、長期ランニング後に融着により帯電低下、地肌かぶりあるいは白筋が画像を汚染する。

粉砕法によるトナーの製造においては、粉砕されたトナーの小径部分をカット（分級）することによって、粒度分布とともに調整する。分級機の能力にもよるが、生産性やコストなどを考慮しなければ小径部分は少なくすする方が長期ランニング後の画像には良い。本発明では３．００μｍ以下のトナー粒子を１０個数％以下、好ましくは８個数以下にすることで、さらに、長期ランニング後の画像安定性が得られる。

さらに、本発明のトナーは、現像ローラーに対し、導電性規制ブレードが線圧１５ｇｆ／ｃｍ以上５０ｇｆ／ｃｍ以下で押圧されている非磁性一成分現像方式に用いられることを特徴とする。本発明のトナーは、現像ローラーに対し、導電性規制ブレードが線圧１５ｇｆ／ｃｍ以上５０ｇｆ／ｃｍ以下で押圧されている非磁性一成分現像方式に用いられる。現像ローラーの周面に対する規制ブレードの圧接力が弱過ぎるとトナーの薄層の厚さが均一にならず、圧接力が強過ぎると長期間の使用により規制ブレードに対するトナーの融着・固着を生じる。したがって、現像ローラーの周面に対する規制ブレードの圧接力を１５ｇｆ／ｃｍ以上５０ｇｆ／ｃｍ以下の線圧に規定することにより、現像ローラーの周面に規定量のトナーの薄層が安定して形成されるとともに、長期間の使用によっても規制ブレードにトナーの融着・固着を生じない。この発明の実施形態に係る非磁性一成分現像方法が適用される画像形成装置の要部の構成を図１に示す。画像形成装置の内部には、矢印Ａ方向に回転自在に支持した感光体ドラム５の周面に対向する現像装置６が設けられている。現像装置６は、現像ローラー１、規制ブレード２、供給ローラー３及び攪拌ローラー４を備えており、内部に非磁性一成分トナー（以下、単に「トナー」という。）を収納している。なお、感光体ドラム５の周面は、現像装置６に対向する前に、帯電器７及び図外の光学系装置に対向している。感光体ドラム５の周面は、帯電器７によって単一極性の電荷を均一に付与された後、光学系装置から画像光の照射を受け、静電潜像が形成されている。

現像ローラー１は、ウレタンゴム、シリコンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭ又は天然ゴムを素材として円柱形状に形成されており、矢印Ｂ方向に回転自在に支持されている。現像ローラー１は、周面に薄層化したトナーを担持しており、感光体ドラム５の周面において静電潜像が形成された部分に当接して接触現像方式により静電潜像をトナー像に顕像化する。

規制ブレード２は、ＳＵＳ、アルミニウム又はリン青銅等の金属材料によって先端部に折曲部を有しない平板状に形成されており、先端部２ａが支持部２ｂよりも現像ローラー１の回転方向の上流側で現像ローラー１の周面に圧接し、現像ローラー１の周面に規定量の厚さのトナー薄層を形成する。

供給ローラー３は、ウレタンスポンジ等を素材として円柱形状に形成されており、矢印Ｃ方向に回転してトナーを現像ローラー１の周面に供給する。攪拌ローラー４は、矢印Ｄ方向に回転自在に支持されており、現像装置６内に収納されたトナーを攪拌し、トナーに所定の電荷を帯電させる。

本発明の非磁性一成分現像剤に用いられる定着用樹脂としては、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単独重合体、または共重合体）、ポリエステル樹脂は、下記の多価アルコールと多価カルボン成分とから合成することができる。

上記多価アルコール成分としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物等の２価アルコールをあげることができる。

また、ポリマーをテトラヒドロフラン不溶分が発生しない程度に非線状化するために３価以上の多価アルコールを使用することができる。３価以上のアルコール成分としては、グリセリン、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトラオール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等があげられる。

また、多価カルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アルキルコハク酸（例えば、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸）等の２塩基性カルボン酸、それらの酸無水物およびアルキルエステルをあげることができる。ポリ塩化ビニル、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂等があげられ、これらが単独で、または２種以上混合して用いられる。

本発明の非磁性一成分現像剤に用いことができる正電荷制御用の電荷制御剤としては、塩基性窒素原子を有する有機化合物、例えば塩基性染料、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン類等や、上記各化合物で表面処理された充填剤等があげられる。また負電荷制御用の電荷制御剤としては、カルボキシル基を含有する化合物（例えばアルキルサリチル酸金属キレート等）、金属錯塩染料、脂肪酸石鹸、ナフテン酸金属塩等があげられる。上記電荷制御剤は、定着用樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜８質量部の割合で配合される。

本発明の非磁性一成分現像剤に用いることができる離型剤（オフセット防止剤）としては、脂肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類もしくはその部分ケン化物、シリコーンオイル、各種ワックス等があげられる。中でも、質量平均分子量が１０００〜１００００程度の脂肪族系炭化水素が好ましい。具体的には、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭素原子数４以上のオレフィン単位からなる低分子量のオレフィン重合体等の１種または２種以上の組み合わせが適当である。上記離型剤は、定着用樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部、好ましくは０．５〜８質量部の割合で使用される。

本発明の非磁性一成分現像剤はカラー用あるいはモノクロ用に限定したものではない。本発明の非磁性一成分現像剤に用いる着色剤としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラックの所望の色に応じて種々の着色剤が使用される。

イエロー（Ｙ）トナー用着色剤としては、例えばカラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７等のアゾ系顔料や、黄色酸化鉄、黄土などの無機系顔料などが挙げられる。また、染料としては、例えばＣ．Ｉ．アシッドイエロー１等のニトロ系染料や、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２１等の油溶性染料が挙げられる。この中でも特に、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７等のベンジジン系の顔料がイエロー系着色剤としての色味の点で好適に使用される。

マゼンタ（Ｍ）トナー用着色剤としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、Ｃ・Ｉ・ディスパーズレッド１５等が挙げられる。この中でも特に、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２等のキナクリドン系顔料がマゼンダ系着色剤としての色味の点で好適に使用される。

シアン（Ｃ）トナー用着色剤としては、例えばＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２５、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー８６等が挙げられる。この中でも特に、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５等の銅フタロシアニン顔料がシアン系着色剤としての色味の点で好適に使用される。

ブラックは、カーボンブラックが好適に使用される。カーボンブラックとしては、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等の、従来公知の様々なカーボンブラックの中から、上記の各特性を満足するカーボンブラックを選択すれば良い。

カーボンブラックの配合量については、特に限定されないが、定着用樹脂中のカーボンブラックの分散性を向上させる為には配合量は少ない方が好ましい。具体的には、カーボンブラックの配合量は、定着用樹脂１００質量部に対し、３〜８質量部の範囲内であることが好ましい。

本発明の非磁性一成分現像剤は、以上の各成分を乾式ブレンダー、ヘンシェルミキサー、ボールミル等によって均質に予備混合して得られた混合物を、バンバリミキサー、ロール、一軸または二軸の押出混練機等の混練装置を用いて均一に溶融混練した後、得られた混練物を冷却して粉砕し、必要に応じて分級することで製造される他、懸濁重合法等により製造することもできる。

本発明に係る非磁性一成分トナーを実施例により更に具体的に説明する。尚、本発明に係る非磁性一成分トナーは以下の実施例に限るものではない。

実施例１〜７および比較例１〜７を説明する。まず、トナーの製造方法を説明する。ポリエステル１００質量部、着色剤（カーボンブラック）５質量部および電荷制御剤（サリチル酸の亜鉛化合物）２．０質量部をヘンシェルミキサーで均一混合した後、二軸押出機で加熱溶融・混練し、冷却した。こうして得られた混練品をカッティングミルで粗粉砕した後、超音波式ジェットミルで微粉砕し、分級機で体積換算粒径５μｍ以下の微粉を除去してトナーを得た。コールターカウンターマルチサイザーＩＩ型（コールタ一株式会社製）にて得られたトナーの体積平均粒径および３．００μｍ以下の個数％を測定したところ、体積平均粒径は７．０μｍ、３．００μｍ以下の個数％は１２．３％であった。また、東亜医用電子（株）社製フロー式粒子像分析装置を用いて、測定サンプルを液中に分散し、粒子の静止画像を撮影、画像解析し、粒子像の投影面積と周囲長から平均円形度を求めたところ、トナーの平均円形度は０．９３２であった。

トナー外添方法を説明する。上記で得られたトナー１００重量部に対し、図２に示す種類、粒径、および配合量をヘンシェルミキサーにより外添し、評価用トナーとした。

トナー実写評価方法を説明する。層規制部剤の線圧を自由に規制できるように改造した非磁性一成分現像装置を有するシャープ社製ＡＲＣ−２６０を用いて、常温常湿下で５０００枚の実写評価を行なった。初期および５０００枚実写後の画像濃度、地肌かぶり、現像ローラー上のトナー付着量および帯電量、５０００枚実写後の融着確認の各評価を下記手順にて行なった。なお、このときの現像装置における層規制部材の線圧は７０ｇｆ／ｍとした。

画像濃度測定について、説明する。５０ｍｍ×５０ｍｍのべた画像部の濃度を濃度計（型番ＲＤ−９１８マクベス社製）にて測定を行った。なお、この時の画像部の濃度を画像濃度とした。このとき、１．４５以上を◎、１．４５未満〜１．３５以上を○、１．３５未満〜１．２５以上を△、１．２５未満を×とした。

地肌かぶり評価について、説明する。感光体上の非画像部に透明テープ（住友３Ｍ社製メンデイングテープ）を貼り付け、その後白紙に貼り付け、Ｘ−ｒｉｔｅ９３８により濃度を測定する。また、予め透明テープのみを白紙に貼り付けておきその濃度も測定し、上記の濃度との差を地肌カブリ値とした。なお、このとき０．０１未満を◎、０．０１以上〜０．０２未満を○、０．０２以上〜０．０３未満を△、０．０３以上を×とした。

層規制部材上の融着確認について、説明する。２１０．３ｍｍ×２９７．０ｍｍのＡ４紙の全面べた画像を印字し、白筋の有無を確認した。また、現像ローラーを取り外し、ブロアーにて層規制部材上のトナーを吹き飛ばし、その後、光学顕微鏡により層規制部材上を目視にて確認した。なお、画像上の白筋は発生していないが目視にてのみ融着が確認された場合を△、画像上の白筋が発生した場合を×とした。

現像ローラー上の帯電量および付着量の測定について、説明する。現像ローラー上のトナーを吸引したときのカウンターチャージを測定し、トナーの電荷量を測定し、吸引した質量から比電荷を求めた。また、吸引跡を透明テープ（住友３Ｍ社製メンデイングテープ）を貼り付け、白紙上に貼り付けそれから吸引した面積を求め、単位面積当たりの付着量を求めた。なお、帯電量については、初期帯電量Ｑ_Ｉに対する５０００枚後の帯電量Ｑ_５Ｋの変化率Ｑ_５Ｋ／Ｑ_Ｉの値が０．９以上を◎、０．９未満〜０．８以上を○、０．８未満〜０．７以上を△、０．７未満を×とした。

得られた結果を図３に示す。実施例１〜７については、いずれも適度な流動性を有しているため、供給・帯電安定性に優れ、長期ランニングにおいて、表面状態の変化が少なく、層規制部材における固着、融着により帯電低下、地肌かぶりあるいは白筋が画像汚染は発生しておらず、総合評価は◎又は○であった。

一方、比較例１については、流動化剤の埋まりこみ防止や凝集力を低下させる効果の大きい大粒径微粒子を外添していないため、長期ランニング後に融着が発生し、またトナーの劣化により、トナーの帯電性が大きく低下し、地肌かぶりも大きな値となった。比較例２では、大粒径微粒子としてシリカを用いているため、トナーの帯電量が増加し、それに伴い付着量が低下したため、ストレスを受けやすくなり、長時間ランニング後では、融着が発生し、帯電が低下したため地肌カブリが発生した。比較例３は、大粒径微粒子として７００ｎｍと大きなチタン酸ストロンチウムを用いているため、流動性が低く供給性が高いため、帯電が低く、初期より地肌カブリが発生した。比較例４および７については、（Ｂ＋Ｃ）／Ａが０．５より小さい或いはＢ／Ｃが１０より大きいため、流動化剤の埋まりこみ防止や凝集力を低下させる効果が十分得られず、長期ランニングにおいて、トナーの劣化による融着や流動化剤の埋まりこみに伴う帯電量低下、地肌カブリが生じた。一方、比較例５および６については、（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１より大きい、或いはＢ／Ｃが１より小さいため、初期より流動性が低く現像ローラー上の付着量が高いため、帯電量が低く地肌かぶりの値が大きかった。したがって、比較例１〜７の総合評価は、すべて×であった。

実施例８、９及び比較例８について、説明する。まず、トナーの製造方法を説明する。実施例８を説明する。ポリエステル１００質量部、着色剤（カーボンブラック）５質量部および電荷制御剤（サリチル酸の亜鉛化合物）２．０質量部をヘンシェルミキサーで均一混合した後、二軸押出機で加熱溶融・混練し、冷却した。こうして得られた混練品をカッティングミルで粗粉砕した後、粒子衝突方式ジェットミルで微粉砕し、分級機で体積換算粒径５μｍ以下の微粉を除去してトナーを得た。コールターカウンターマルチサイザーＩＩ型（コールタ一株式会社製）にて得られたトナーの体積平均粒径および３．００μｍ以下の個数％を測定したところ、体積平均粒径は６．８μｍ、３．００μｍ以下の個数％は１１．５％であった。また、東亜医用電子（株）社製フロー式粒子像分析装置を用いて、測定サンプルを液中に分散し、粒子の静止画像を撮影、画像解析し、粒子像の投影面積と周囲長から平均円形度を求めたところ、トナーの平均円形度は０．９５２であった。

実施例９を説明する。ポリエステル１００質量部、着色剤（カーボンブラック）５質量部および電荷制御剤（サリチル酸の亜鉛化合物）２．０質量部をヘンシェルミキサーで均一混合した後、二軸押出機で加熱溶融・混練し、冷却した。こうして得られた混練品をカッティングミルで粗粉砕した後、超音波式ジェットミルで微粉砕し、分級機で体積換算粒径５μｍ以下の微粉を除去してトナーを得た。コールターカウンターマルチサイザーＩＩ型（コールタ一株式会社製）にて得られたトナーの体積平均粒径および３．００μｍ以下の個数％を測定したところ、体積平均粒径は６．９μｍ、３．００μｍ以下の個数％は８．１％であった。また、東亜医用電子（株）社製フロー式粒子像分析装置を用いて、測定サンプルを液中に分散し、粒子の静止画像を撮影、画像解析し、粒子像の投影面積と周囲長から平均円形度を求めたところ、トナーの平均円形度は０．９３４であった。

実施例１０および比較例１を説明する。実施例１〜７および比較例１〜７と同じトナーを用いた。トナー外添方法を説明する。上記で得られたトナー１００重量部に対し、１２ｎｍの小粒径疎水化シリカ２．０重量部、４ｎｍの中粒径疎水化シリカ１．０重量部、２００ｎｍのチタン酸ストロンチウム０．５重量部をヘンシェルミキサーにて外添し、評価用トナーとした。

トナー実写評価方法を説明する。層規制部材の線圧を自由に規制できるように改造した非磁性一成分現像装置を有するシャープ社製ＡＲＣ−２６０を用いて、常温常湿下で１００００枚の実写評価を行なった。初期および１００００枚実写後の画像濃度、地肌かぶり、現像ローラー上のトナー付着量および帯電量、１００００枚実写後の融着確認の各評価を下記手順にて行なった。なお、このときの現像装置における層規制部材の線圧は実施例１０については３０ｋｇｆ／ｍ、それ以外は７０ｇｆ／ｍとした。なお、各評価方法については実施例１〜７および比較例１〜７と同様な方法を用いた。

得られた結果を図４及び図５に示す。実施例８、９では総合評価が◎であったが、比較例８では○であった。

実施例のトナーを使用する画像形成装置の一例の説明図。実施例１〜７及び比較例１〜７で使用する粒子を説明する図表。実施例１〜７及び比較例１〜７のトナーの特性を説明する図表。実施例８、９及び比較例８で使用する粒子を説明する図表。実施例８、９及び比較例８のトナーの特性を説明する図表。

符号の説明

１現像ローラー
２規制ブレード
２ａ先端部
２ｂ支持部
３供給ローラー
４攪拌ローラー
５感光体ドラム
６現像装置
７帯電器

Claims

少なくとも結着樹脂および着色顔料からなる非磁性一成分トナーにおいて、
平均一次粒子径７ｎｍ乃至１５ｎｍの疎水性シリカ（Ａ重量部）と平均一次粒子径３０ｎｍ乃至５０ｎｍの疎水性シリカ（Ｂ重量部）と平均一次粒子径１５０ｎｍ乃至５００ｎｍのチタン酸ストロンチウム（Ｃ重量部）とを外添剤として用い、０．５≦Ａ≦３．０、０．５≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１、且つ、１≦Ｂ／Ｃ≦１０を満たすことを特徴とする非磁性一成分トナー。
トナー粒子の平均円形度が０．９４以上である請求項１記載の非磁性一成分トナー。
３．００μｍ以下のトナー粒子が１０個数％以下含有する請求項１又は２記載の非磁性一成分トナー。
現像ローラーに対し、導電性規制ブレードが線圧１５ｇｆ／ｃｍ以上５０ｇｆ／ｃｍ以下で押圧されている非磁性一成分現像方式に用いられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の非磁性一成分トナー。