JP4606368B2 - オイルレス定着用一成分現像用トナー、それを用いた画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、一成分現像でオイルレス定着を用いた電子写真装置に適するトナーに関する。より詳細には、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に採用される一成分現像装置及びそれに適するトナーに関する。

近年、電子写真方式による画像形成方法が普及しており、特に、複雑な構成の装置を必要としないことから、トナーのみからなる一成分現像剤を利用した一成分現像方式が好ましく用いられている。

例えば、レーザープリンタなどの画像形成装置で画像を形成する際に、画像濃度が変化しないで、安定して高画質な画像を得るためのトナーの流動性の特徴が開示されており、使用するトナーに関して、パウダーテスターによる篩残渣から算出される特定の流動性が規定されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、これではデータのバラツキが大きく、測定者による差があり、細かいトナー間の流動性の違いを評価することはできないという問題があった。

これに対し、測定者による個人差がなく、精度の高い電子写真用トナーの流動性を評価する方法が開示されており、この開示において、トナーの流動性を回転翼の粉体層進入時および引き抜き時のトルクと加重を測定することにより評価することが記載されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、これでは回転翼のスピード依存とエネルギー絶対値が規定されていないため、粉砕オイルレストナーを使用した一成分現像における供給部のトナー挙動を安定的に収めることができない。

また、さらに電子写真用トナーの流動性を正確で簡便に評価する方法が開示されており、この開示において、トナーの流動性をトナーの円錐ロータの進入時のトルクと加重を測定することにより評価することが記載されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、これにおいても、転翼のスピード依存とエネルギー絶対値が規定されていないため、粉砕オイルレストナーを使用した一成分現像における供給部のトナー挙動を安定的に収めることができない。

また、測定者による個人差がなく、精度の高い電子写真用トナーの流動性を評価装置と、その装置を用いることにより、トナーの搬送性、再現性が良好で、高画質を安定して得られるトナーが開示されており、この開示において、トナーの流動性を、前処理として圧力を加えて測定を行ったときの円錐ロータの進入時のトルクと加重を測定することにより評価することが記載されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、これでも転翼のスピード依存とエネルギー絶対値が規定されていないため、粉砕オイルレストナーを使用した一成分現像における供給部のトナー挙動を安定的に収めることができない。
特開２００３−３３０２７３号公報 特開２００４−３７６５１号公報 特開２００４−３７９７１号公報 特開２００４−１１７２１１号公報

一方、オイルレス粉砕トナーは粉砕界面にワックスが存在しやすいため熱及びストレスに対して弱く、その対策として一定量の外添剤の強固な固定化を図っている。ところが、外添剤を一定量入れたトナーを、現像ローラを下位置に配置し、現像ローラに接触対向させたトナー供給ローラを有する縦型接触現像装置に対して用いる場合、充填したトナーが圧密されるため、動き出しの際に大きなトルクがかかってしまい、うまくトナーが供給できないという問題があった。

したがって、本発明は上述に鑑みてなされたものであり、オイルレス定着を用いた上記画像形成手段において、現像器における供給ローラと現像ローラ間でのトナー供給を効率良く、均一に行なうことにより、画像濃度ムラを抑制し、帯電不良が発生せず、しかも優れた画像安定性の得られるオイルレス定着用一成分現像用トナーを提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討した結果、最適なトナーの流動状態を確保するため粒子径を規定した外添剤の固定化度を調整する有効性を導き、スペーサー効果のある中径外添剤をトナー母体にある程度の強さで固定化させることでトナー粒子間の接触を軽減させることができ、その結果、トナー間の摩擦力を軽減させ流動性を確保することが可能となることを見出した。

すなわち、上記課題は、本発明の（１）乃至（１７）によって解決される。

（１）現像ローラをトナー補給部の鉛直方向下方に配置し、鉛直方向下方に現像剤を供給する縦型現像装置に用いるオイルレス定着用一成分現像用トナーであって、
該トナーは、少なくともワックス含有樹脂、色材、外添剤を含み、トナー粉体層中にスクリューブレードを回転させながら侵入させて、ブレードが粉体層中を移動する時に発生する荷重から算出されるエネルギーが、ブレード回転スピードが１００ｍｍ／ｓの時に２０〜３０ｍＪ、かつブレード回転スピードが１０ｍｍ／ｓの時に６５〜７５ｍＪであり、
ブレードが粉体層中を移動する時に発生するトルクと荷重から算出されるトータルエネルギーがブレード回転スピード１００ｍｍ／ｓの時に４５０〜５３０ｍＪであり、かつブレード回転スピード１０ｍｍ／ｓと１００ｍｍ／ｓにおけるトータルエネルギーの比が２．０〜３．０であることを特徴とするオイルレス定着用一成分現像用トナー。

（２）前記縦型現像装置は、前記現像ローラに接触対向するトナー供給ローラを有することを特徴とする上記（１）に記載のトナー。

（３）前記現像剤の現像ローラへの供給は、少なくとも重力によることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のトナー。

（４）前記トナーの平均円形度が０．９００〜０．９３０であることを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれか一つに記載のトナー。

（５）前記外添剤を流動化剤として、トナー母体１００重量部に対して２．５〜４．０重量部含有することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれか一つに記載のトナー。

（６）前記流動化剤の平均一次粒子径が１０〜５０ｎｍであることを特徴とする上記（１）乃至（５）のいずれか一つに記載のトナー。

（７）前記流動化剤がシリカであり、母体に対する該流動化剤の付着強度が４５〜６５％であることを特徴とする上記（１）乃至（６）のいずれか一つに記載のトナー。

（８）２５℃と４５℃の雰囲気下におけるトナー間付着力がそれぞれ４５〜５５ｇ、５０〜７０ｇであることを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれか一つに記載のトナー。

（９）前記トナーのワックス含有量がトナー１００重量部に対して３〜１０重量部であることを特徴とする上記（１）乃至（８）のいずれか一つに記載のトナー。

（１０）上記（１）乃至（９）のいずれか一つに記載のトナーを用い、該トナーを収容するトナー収容室と、該トナー収容室の下方に設けられたトナー供給室から構成され、該トナー供給室の下部には、現像ローラと、該現像ローラに当接して設けられた層規制部材および供給ローラを備えた現像装置を有する画像形成装置。

（１１）定着器が加熱ローラ及び加圧ローラにより構成される２ロール定着方式であることを特徴とする上記（１０）に記載の画像形成装置。

（１２）定着器が定着部材にオイル塗布を必要としないオイルレス定着であることを特徴とする上記（１０）に記載の画像形成装置。

（１３）上記（１）乃至（９）のいずれか一つに記載のトナーを用いた画像形成方法。

（１４）上記（１３）に記載の画像形成方法を用いた画像形成装置。

（１５）前記画像形成装置は、プリンタ、複写機またはファクシミリであることを特徴とする上記（１４）に記載の画像形成装置。

（１６）上記（１３）に記載の画像形成方法を用いたプロセスカートリッジ。

本発明によると、現像ローラを下位置に配置し、該現像ローラに接触対向させたトナー供給ローラを有する縦型現像装置に対してオイルレス定着用一成分現像用トナーを用いる場合に、少なくともワックス含有樹脂、色材、外添剤を含み、トナー粉体層中にスクリューブレードを回転させながら侵入させて、ブレードが粉体層中を移動する時に発生するトルクと荷重から算出されるトータルエネルギーがブレード回転スピード１００ｍｍ／ｓの時に４５０〜５３０ｍＪであり、かつブレード回転スピード１０ｍｍ／ｓと１００ｍｍ／ｓにおけるトータルエネルギーの比が２．０〜３．０であるオイルレス定着用一成分現像用トナーを用いることによって、トナー間の摩擦力を軽減させ、トナーの流動性を確保することができ、トナーによる現像装置の負荷も回避されて、画像濃度ムラが抑制され、帯電不良が発生せず、画質が均一した高画質画像を提供できる。

以下、本発明を添付図と共に詳細に説明する。

まず、本発明のトナーについて説明する。

本発明のトナーは、オイルレス定着用一成分現像用トナーであって、このトナーは少なくともワックス含有樹脂、色材、外添剤を含み、トナー粉体層中にスクリューブレードを回転させながら侵入させて、ブレードが粉体層中を移動する時に発生するトルクと荷重から算出されるトータルエネルギーがブレード回転スピード１００ｍｍ／ｓの時に４５０〜５３０ｍＪであり、かつブレード回転スピード１０ｍｍ／ｓと１００ｍｍ／ｓにおけるトータルエネルギーの比が２．０〜３．０であることを特徴とする。

１００ｍｍ／ｓの時のトータルエネルギーが５３０ｍＪ以上の場合、１成分現像における供給ローラが駆動する際に必要なトルクが大きいため、供給ローラの駆動が不安定またはトルクアップによる供給ローラ未回転による未供給が発生する。また、トータルエネルギーとしての４５０ｍＪは、オイルレス粉砕トナーによる実質的な下限値である。この範囲以下のオイルレス粉砕トナーを製造するためにはトナー形状を球形化にする必要がある。１０ｍｍ／ｓの時のトータルエネルギーも同様である。速度を変えるのは使用する紙種により線速が変化するためである。線速が変化しても変化の小さい安定したトルクであることが望ましい。

ブレード回転スピードによる比は３．０以上の場合、回転スピードによる粒子間摩擦力の変化が大きく、厚紙等の線速減の場合のトルクアップによるトナー未供給が発生する。厚紙から薄紙まで安定して給紙・搬送するためには紙搬送のスピードを調整する必要があり、このときにシステム全体の速度も変化するため、その際にトルクの速度依存が小さい方が望ましい。ブレード回転スピード１０ｍｍ／ｓと１００ｍｍ／ｓにおけるトータルエネルギーの比としての２．０は、オイルレス粉砕トナーによる実質的な下限値である。

また、１００ｍｍ／ｓの時の加重が３０ｍＪ以上だと粒子間の摩擦力が大きく、加えられた力をダイレクトに伝えるためトナー搬送時のトルクアップとなり未供給が発生する。ブレード回転スピード１００ｍｍ／ｓにおける加重の２０ｍＪ以下は、オイルレス粉砕トナーによる実質的な下限値である。オイルレス粉砕トナーは表面にワックスが存在しているため、トナーとしての摩擦力が大きいため実質的な下限が存在する。

また、ブレード回転スピード１０ｍｍ／ｓの時も同様に、加重が７５ｍＪ以上だと粒子間の摩擦力が大きく、加えられた力をダイレクトに伝えるため搬送時のトルクアップとなり未供給が発生する。ブレード回転スピード１０ｍｍ／ｓにおけるトータルエネルギーとしての６５ｍＪはオイルレス粉砕トナーによる実質的な下限値である。また、安定性の観点から変化が大きくない方が良い。このあたりの考え方は上述のトルクの速度依存と同じである。

また、５Ｎの力を加えたときの動き出しトータルエネルギーは小さいほうが望ましく、１０００ｍＪを超えると現像ローラと供給ローラの接触部における初期トルクアップになりトナー供給不良となり、オイルレス粉砕の下限から８００ｍＪが好ましい。トナーに力を加えた時の動き出しのトルクは１成分現像の規制部に長時間存在しているトナーを想定している。力を加えることで駆動トルクが上昇するトナーは規制部にトナーが存在した場合の駆動し始めの時にトルクが大きく駆動できないという問題が発生する。また、８００ｍＪ以下はトナー表面にワックスの存在するオイルレス粉砕トナーの下限である。

また、５Ｎの力を加えたときの連続測定における２回目のエネルギーは５５０ｍＪ以上だと現像ローラと供給ローラの接触部のトルク過多となり、搬送不良を引き起こす。２回目の駆動エネルギーは駆動の安定性の目安になり、トナーとしては＜ほぐれ性＞を評価していることになる。安定してトルクが高い場合と加えられたストレスの履歴をひきずらずにすぐにほぐれるトナーでは後者のトナーがつかいやすいため５５０ｍＪ以下が望ましい。

また、本発明のトナーについては、画質への影響を考慮する上で、体積平均粒径において５〜１２μｍ（コールター製マルチサイザーIII測定値）、好ましくは８〜１０μｍが好ましい。

また転写紙上に形成されたトナー画像を定着する際に、紙と定着装置との分離性能を維持・向上させる為、トナー母材中に離型成分を含ませている。

本発明のトナーは、フルカラー画像形成用トナーであり、後で詳述する、炭化水素系ワックスが内添されている第１バインダー樹脂、第２バインダー樹脂、及び着色剤、荷電制御剤、外添剤を用いて構成される。

［バインダー樹脂］
バインダー樹脂の種類は特に制限されず、フルカラートナーの分野で公知のバインダー樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、ＣＯＣ（環状オレフィン樹脂（例えば、ＴＯＰＡＳ−ＣＯＣ（Ｔｉｃｏｎａ社製）））等であってよいが、オイルレス定着の観点から、ポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。

本発明において好ましく使用されるポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させることにより得られたポリエステル樹脂が使用可能である。多価アルコール成分のうち２価アルコール成分としては、例えば、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ等が挙げられる。３価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。

また、多価カルボン酸成分のうち２価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物あるいは低級アルキルエステルが挙げられる。

３価以上のカルボン酸成分としては、例えば、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸，１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。

また、本発明においてはポリエステル系樹脂として、ポリエステル樹脂の原料モノマーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとの混合物を用い、同一容器中でポリエステル樹脂を得る縮重合反応およびビニル系樹脂を得るラジカル重合反応を並行して行わせて得られた樹脂（以下、単に「ビニル系ポリエステル樹脂」という）も好適に使用可能である。なお、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとは、換言すれば縮重合反応およびラジカル重合反応の両反応に使用し得るモノマーである。即ち、縮重合反応し得るカルボキシ基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマーであり、例えばフマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。

ポリエステル樹脂の原料モノマーとしては上述した多価アルコール成分および多価カルボン酸成分が挙げられる。またビニル系樹脂の原料モノマーとしては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレンまたはスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、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ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸３−（メチル）ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等のメタクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸３−（メチル）ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル等のアクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸；アクリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルおよびビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させる際の重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。

バインダー樹脂としては上記のような各種ポリエステル系樹脂が好ましく使用されるが、中でも、オイルレス定着用トナーとしての分離性および耐オフセット性をさらに向上させる観点から、以下に示す第１バインダー樹脂および第２バインダー樹脂を使用することがより好ましい。

より好ましい第１バインダー樹脂は、上述した多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させて得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を用い、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸およびフマル酸を用いて得られたポリエステル樹脂である。

より好ましい第２バインダー樹脂はビニル系ポリエステル樹脂、特にポリエステル樹脂の原料モノマーとしてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸およびコハク酸を用い、ビニル系樹脂の原料モノマーとしてスチレンおよびブチルアクリレートを用い、両反応性モノマーとしてフマル酸を用いて得られたビニル系ポリエステル樹脂である。

本発明においては上述したように第１バインダー樹脂の合成時に炭化水素系ワックスが内添される。第１バインダー樹脂に炭化水素系ワックスを予め内添するには、第１バインダー樹脂を合成する際に、第１バインダー樹脂を合成するためのモノマー中に炭化水素系ワックスを添加した状態で第１バインダー樹脂の合成を行えば良い。例えば、第１バインダー樹脂としてのポリエステル系樹脂を構成する酸モノマーおよびアルコールモノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で縮重合反応を行えば良い。第１バインダー樹脂がビニル系ポリエステル樹脂の場合には、ポリエステル樹脂の原料モノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で、当該モノマーを撹拌および加熱しながら、これにビニル系樹脂の原料モノマーを滴下して重縮合反応およびラジカル重合反応を行えばよい。

［ワックス］
一般に、ワックスの極性が低いほうが定着部材ローラとの離型性に優れている。本発明に用いられるワックスは、極性の低い炭化水素系ワックスである。

［炭化水素系ワックス］
炭化水素系ワックスとは、炭素原子と水素原子のみからなるワックスであり、エステル基、アルコール基、アミド基などを含まない。具体的な炭化水素系ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンの共重合体、などのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス、フィッシャートロプシュワックス、などの合成ワックスなどが挙げられる。このうち、本発明において好ましいものは、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスであり、さらに好ましくはポリエチレンワックス、パラフィンワックスである。

［ワックス分散剤］
本発明のトナーには、ワックスの分散を助けるワックス分散剤を含有させても良い。ワックス分散剤としては特に限定はなく、公知のものを使用することができ、ワックスとの相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー、ワックスとの相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットのうち一方に他方がグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー、エチレン・プロピレン・ブテン・スチレン・α−スチレンなどの不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などのα，β−不飽和カルボン酸やそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロック、もしくはグラフト体などが挙げられる。

上記のワックスとの相溶性の高いユニットとしては、炭素数が１２以上の長鎖アルキル基や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエンとそれらの共重合体があり、樹脂との相溶性の高いユニットとしては、ポリエステル、ビニル系樹脂などが挙げられる。

本発明におけるワックスの融点は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて測定される昇温時のワックスの吸熱ピークであり、７０℃〜９０℃の範囲にあることが好ましい。９０℃よりも高いと、定着プロセスにおけるワックスの溶融が不十分になり、定着部材との分離性が確保できなくなる。また７０℃よりも低いと、高温高湿環境においてトナー粒子同士が融着するなど、保存安定性に問題が生じる。低温での定着分離性に余裕を持たせるためには、ワックスの融点は７０℃〜８５℃がより好ましく、さらに好ましくは７０℃〜８０℃の範囲である。

また、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて測定される昇温時のワックス吸熱ピークの半値幅は、７℃以下であることが好ましい。本発明におけるワックスの融点は比較的低いため、吸熱ピークがブロード、つまり低温域から溶融するようなワックスは、トナーの保存安定性に悪影響を及ぼす。

［ワックスの含有量］
本発明のトナー中におけるワックスの含有量は、３〜１０質量％、好ましくは３〜８質量％、さらに好ましくは３．５〜６．０質量％の範囲にある。ワックスの含有量が３質量％以下であると、定着プロセスにおいて溶融トナーと定着部材との間に染み出すワックスの量が不十分であり、溶融トナーと定着部材間の接着力が下がらないため、記録部材が定着部材から離れない。一方、ワックスの含有量が１０質量％を超過すると、トナー表面に露出するワックス量が増加し、トナー粒子の流動性の悪化により、現像ユニットから感光体、感光体から記録部材への転写効率が低下し、画像品位が著しく低下するだけでなく、トナーの表面のワックスが離脱し、現像部材や感光体の汚染を引き起こすため、好ましくない。

トナー粒子中における第１バインダー樹脂（内添ワックス重量を含む）と第２バインダー樹脂の含有割合は重量比で２０／８０〜４５／５５、好ましくは３０／７０〜４０／６０である。第１バインダー樹脂が少なすぎると分離性、耐高温オフセット性が低下して問題となる。第１バインダー樹脂が多すぎると光沢性、耐熱保管性が低下する。

より好ましくは上記のような重量比で使用された第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂の軟化点は１１０〜１３５℃、特に１２５〜１３０℃である。本発明においてはワックスが内添された第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂の軟化点が上記範囲内であればよい。

ワックス内添第１バインダー樹脂の酸価は５〜５０ＫＯＨｍｇ／ｇが好ましく、１０〜４０ＫＯＨｍｇ／ｇであることがさらに好ましい。第２バインダー樹脂の酸価は０〜１０ＫＯＨｍｇ／ｇが好ましく、１〜５ＫＯＨｍｇ／ｇであることがさらに好ましい。特に、ポリエステル系樹脂を用いる場合、このような酸価を有する樹脂を用いることによって、各種着色剤等の分散性を向上させるとともに、十分な帯電量を有するトナーとすることができる。

第１バインダー樹脂はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に不溶な成分を含有していることが、耐高温オフセット性の観点から好ましい。ワックスを内添する第１バインダー樹脂中でのＴＨＦ不溶成分含有量で０．１〜１５重量％、特に０．２〜１０重量％、さらに０．３〜５重量％が好ましい。

［荷電制御剤］
本発明のトナーにおいて、従来からフルカラートナーで使用されている公知の荷電制御剤を用いてよい。例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。

荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、通常、バインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招くことがある。

［着色剤］
本発明で使用される着色剤としては、従来からフルカラートナーの着色剤として使用されている公知の顔料及び染料が使用可能である。

例えば、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー７４、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を挙げることができる。トナー粒子中における着色剤の含有量としては全バインダー樹脂１００重量部に対し２〜１５重量部の範囲が好ましい。着色剤は、使用される第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂との混合バインダー樹脂中に分散されたマスターバッチの形態で使用されることが分散性の観点から好ましい。マスターバッチの添加量は含有される着色剤の量が上記範囲内となるような量であればよい。マスターバッチ中の着色剤含有率は２０〜４０重量％が好適である。

［外添剤］
本発明では、トナー粒子の流動性や帯電性／現像性／転写性を補助するための外添剤として好ましくは１種以上の無機微粒子が用いられる。

無機微粒子のＢＥＴ法による比表面積としては、３０ｍ^２／ｇ〜３００ｍ^２／ｇであることが好ましく、平均一次粒子径として１０ｎｍ〜５０ｎｍが好ましい。平均一次粒子径が大きすぎるとトナー母体への固定化が難しくなり、外添剤の離脱による画像への悪影響が顕著になるため５０ｎｍ以下が望ましい。また、１０ｎｍ以下だと母体への埋没が激しいため耐久性が十分でなくなる。

無機微粒子の具体例としては、例えば、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、酸化チタン、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。

本発明における外添剤総量としては、トナー母体１００重量部に対して２．０〜５．０重量部であることが好ましい。外添剤総量が上記の範囲より多い場合、カブリ、現像性、定着分離性が悪化する。外添剤総量が上記の範囲より少ない場合、流動性、転写性、耐熱保管性が悪化する。

特に、トナー粒子の流動性を補助する流動化剤として、シリカ（二酸化ケイ素）が好ましく、トナー母体に対する流動化剤の付着強度が４５〜６５％であることが好ましい。付着強度は４５％以下だとトナー母体に固定化されている外添剤が少ないため遊離外添剤が画像に影響を及ぼし、６５％以上だとトナー母体への埋没が進みすぎてスペーサー効果が薄れてしまう。

次に、縦型現像器について説明する。

［現像器構成］
図１は本発明の実施形態に係る現像装置とプロセスカートリッジユニットを備える画像形成装置要部の断面図である。

各プロセスカートリッジユニット（１０）は、感光体ドラム（２０）、帯電ローラ（３０）、現像手段（４０）、およびクリーニング手段（５０）を一体に結合した構成になっている。各プロセスカートリッジユニット（１０）は各々のストッパーを解除することにより交換できる構成にもなっている。

感光体ドラム（２０）は、矢印方向に周速１５０ｍｍ／ｓｅｃで回転している。帯電ローラ（３０）は、感光体ドラム（２０）の表面に圧接されており、感光体ドラム（２０）の回転により従動回転している。帯電ローラ（３０）には図示しない高圧電源により所定のバイアスが印加され、感光体ドラム（２０）の表面を−５００Ｖに帯電している。露光手段（６０）は感光体ドラム（２０）に対して画像情報を露光し、静電潜像を形成する。この露光手段（６０）には、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどが用いられる。現像手段（４０）は一成分接触現像であり、感光体ドラム（２０）上の静電潜像をトナー像として顕像化する。現像手段（４０）には図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが供給される。感光体クリーニング手段（５０）は感光体ドラム（２０）表面の転写残トナーのクリーニングを行なう。

各プロセスカートリッジユニット（１０）は中間転写ベルト（７０）の移動方向に並列に４個配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの順で可視像を形成する。一次転写ローラ（８０）には一次転写バイアスが印加され、感光体ドラム（２０）表面のトナー像は中間転写ベルト（７０）表面に転写される。中間転写ベルト（７０）は，図示しない駆動モータによって図中の矢印方向に回転駆動されるようになっており、各色の可視像が表面に順次重ね転写されることでフルカラー画像を形成する。

形成されたフルカラー画像は、二次転写ローラ（９０）に所定の電圧を印加することにより転写材である用紙（１００）に転写され、図示しない定着装置にて定着され出力される。二次転写ローラ（９０）で転写できず中間転写ベルト（７０）上に残留したトナーは転写ベルトクリーニング手段（１１０）に回収される。

図２は本発明の実施形態に係る現像装置とプロセスカートリッジユニットの断面図である。

現像装置（４０）は、トナーを収容するトナー収容室（１０１）と、トナー収容室（１０１）の下方に設けられたトナー供給室（１０２）から構成され、トナー供給室（１０２）の下部には、現像ローラ（１０３）と、現像ローラ（１０３）に当接して設けられた層規制部材（１０４）および供給ローラ（１０５）が設けられる。現像ローラ（１０３）は感光体ドラム（２０）に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。

トナー収容室（１０１）内にはトナー攪拌部材（１０６）が設けられ、反時計回りの方向で回転することによって収容されたトナーを流動させ、開口部（１０７）を通ってトナー供給室（１０２）への落下移動を促進する。開口部（１０７）は供給ローラの直上に設けられ、層規制部材（１０４）の直上にはトナー収容室（１０１）とトナー供給室（１０２）とを仕切る壁があるのみとなっている。供給ローラ（１０５）の表面には空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室（１０２）内に運ばれてきたトナーを効率よく付着させて取り込むとともに、現像ローラ（１０３）との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。また発泡材料にはカーボン微粒子を含有させた導電性のものが用いられ１０^３〜１０^１３Ωの電気抵抗値に設定される。供給ローラ（１０５）には、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、現像ローラ（１０３）との当接部で予備帯電されたトナーを現像ローラ（１０３）に押し付ける方向に作用する。供給ローラ（１０５）は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ（１０３）の表面に塗布供給する。

現像ローラ（１０３）には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電しやすい材料から成る表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム（２０）との接触状態を均一に保つために、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定され、さらに現像バイアスを作用させるために１０^３〜１０^１０Ωの電気抵抗値に設定される。表面粗さはＲａで０．２〜２．０μｍに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。現像ローラ（１０３）は反時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを層規制部材（１０４）および感光体ドラム（２０）との対向位置へと搬送する。

層規制部材（１０４）は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ（１０３）表面に１０〜１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材（１０４）には摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。

感光体ドラム（２０）は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ（１０３）表面は感光体ドラム（２０）との対向位置において感光体ドラム（２０）の進行方向と同方向に移動する。薄層化されたトナーは、現像ローラ（１０３）の回転によって感光体ドラム（２０）との対向位置へ搬送され、現像ローラ（１０３）に印加された現像バイアスと感光体ドラム（２０）上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム（２０）表面に移動し現像される。

感光体ドラム（２０）上に現像されずに現像ローラ（１０３）上に残されたトナーが再びトナー供給室（１０２）内へと戻る部分には、封止シール（１０８）が現像ローラ（１０３）に当接して設けられ、トナーは現像装置外部に漏れ出ないように封止される。

現像ローラの表面を構成するゴム弾性体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、これらの２種以上のブレンド物などが挙げられる。これらの中でも、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムが好ましく用いられる。

本発明で用いる現像ローラは、例えば、導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆することにより製造される。導電性シャフトは、例えば、ステンレスなどの金属で構成される。

本発明の定着器として、例えば、加熱ローラと加圧ローラにより構成される２ロール定着方式を採用する定着器が好ましい。

また、定着部材にオイル塗布を必要としないオイルレス定着を採用する定着器が好ましく用いられる。

［静電潜像保持体帯電部材構成］
本発明の帯電部材としては、芯金、この芯金上に導電層、そしてこの導電層を被覆する表面層を備え、全体として円筒状に形成されたものである。芯金には、電源によって芯金に印加された電圧は、導電層、表面層を介して潜像担持体に印加され、潜像担持体表面を帯電するようになっている。

帯電部材の芯金は、潜像担持体の長手方向に沿って（潜像担持体の軸と平行に）配置されており、帯電部材全体は、潜像担持体に対して所定の押圧力で押し付けられている。これによって、潜像担持体表面の一部と帯電部材表面の一部とが双方の長手方向に沿って接触し、所定幅の接触ニップを形成している。潜像担持体は、駆動手段によって回転駆動され、これに伴って帯電部材は従動回転するように構成されている。

電源による潜像担持体の帯電は、上述の接触ニップの近傍を介して行われる。接触ニップを介して、帯電部材表面と潜像担持体表面の被帯電領域（帯電部材の長さに相当）とは万遍なく接触し、これによって、潜像担持体表面の被帯電領域は一様となる。

帯電部材の導電層は非金属であり、潜像担持体との当接状態を安定させるために、低硬度の材料を好ましく用いることができる。例えば、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリビニルアルコール等の樹脂やヒドリン系、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ等のゴムが用いられる。導電性の材料としては、カーボンブラックやグラファイト、酸化チタン、酸化亜鉛等が挙げられる。

また、表面層は、中抵抗（１０^２〜１０^１０Ω）の抵抗値を有する材料が用いられる。

例えば、樹脂としては、ナイロン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエステル、シリコン、テフロン(登録商標）、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリテオフェン、ポリカーボネート、ポリビニル等を用いることができるが、水との接触角を高めるためにフッ素系の樹脂を用いることが好ましい。

フッ素系の樹脂としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化エチレン、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体等が挙げられる。

さらに、中抵抗に調整する目的で、カーボンブラックやグラファイト、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄等の導電性材料を適宜添加させてもよい。

以下、実施例により本発明について詳細に説明するが、本発明は、下記実施例に何ら限定されるものではない。

本発明のトナーは、上記炭化水素系ワックスが内添された第１バインダー樹脂、第２バインダー樹脂、および着色剤を従来の方法で混合、混練、粉砕、分級し、所望の粒径を有するトナー粒子（着色樹脂粒子）を得、外添剤と混合することにより得ることができる。

以下、実施例１乃至４、比較例１乃至７のトナーの製造方法を説明する。

本発明において、トナー母体表面を十分に覆うだけの外添剤量を最適な付着力で固定化させること、さらに母体に固定化可能な粒子径で、かつスペーサー効果の期待できる中径粒子が適量存在していることが重要である。粒径は大きいほどスペーサー効果が期待できるが、大きすぎると母体への固定化が困難になる。粒径が小さいと母体への固定化が容易であるが埋り込みも早くスペーサー効果が期待できない。基本的には、中径粒子をある程度固定化することで本発明の効果を達成できる。

固定化の方法としては、例えば、ヘンシェルミキサーによる固定化がある。固定化を促進させるには周速、羽根の形状、ヘンシェル温度、デフレクター角度、処理時間等があるが、あまり強すぎると急激にトナー温度が上昇してしまうため摩擦熱によるトナー溶融が起こってしまう。トナー温度を上昇させずに所定の外添剤をトナー母体にうまく固定化させるには、上述した固定化促進手段の最適な組み合わせを検討する必要がある。

基本的には、標準羽根／常温キープの状態で高速回転で長時間、所定の外添剤をトナー母体に処理する。微調整が可能であるが、大きく条件を変えると良好なトナーとして作製することができない。

［第１バインダー樹脂の作成］
ビニル系モノマーとして、スチレン６００ｇ、アクリル酸ブチル１１０ｇ、アクリル酸３０ｇ及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド３０ｇを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１２３０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２９０ｇ、イソドデセニル無水コハク酸２５０ｇ、テレフタル酸３１０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１８０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド７ｇ、ワックスとしてパラフィンワックス（融点７３．３℃、示差走査型熱量計で測定される昇温時の吸熱ピークの半値幅は４℃）を仕込モノマー１００重量部に対して４重量部、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、１６０℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。１６０℃に保持したまま２時間付加重合反応を熟成させた後、２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂Ｈ１を得た。樹脂軟化点は１３０℃であった。

［第２バインダー樹脂の作成］
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２２１０ｇ、テレフタル酸８５０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１２０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド０．５ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂Ｌ１を得た。樹脂軟化点は１１５℃であった。

［トナー粒子の作成］
第１および第２バインダー樹脂をそれぞれ８０：２０の割合で配合したバインダー樹脂１００質量部（内添ワックスの重量を含む）に対して、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ５７−１を４質量部含有相当のマスターバッチをヘンシェルミキサーで十分混合した後、２軸押し出し混練機（ＰＣＭ−３０：池貝鉄工社製）を使用して、溶融混練し、得られた混練物を冷却プレスローラーで２ｍｍ厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業社製）で体積平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチックエ業社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ：１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン社製）を使用して分級を行い、着色樹脂粒子１を得た。この着色樹脂粒子１の粒子径は８．０μｍ、円形度は０．９１７であった。一般的に上記記載の製造法によるトナーの円形度は０．９００〜０．９３０となる。

この着色樹脂粒子の１００重量部に対して外添剤としてシリカを所望の量（重量部）添加し、外添処理条件を以下の表１に示すような条件とし、２０Ｌヘンシェルミキサーで混合処理し、実施例１乃至４、比較例１乃至７のマゼンタトナー粒子を得た。なお、デフレクター角度は内壁に対しての角度であり、平行が０°である。

（評価方法）
上述で作製した実施例１乃至４、比較例１乃至７のトナーの体積平均粒径、円形度、外添剤量、付着強度、トータルエネルギー及びを測定し、さらに画像形成を実施して画像評価を行なった。結果を下記の表２に示す。

［パウダーレオメータにおけるトータルエネルギー測定］
フリーマン社製パウダーレオメータＦＴ４使用。

パウダーレオメータ付属の２００ｍｌガラス容器に１６０ｍｌのスプリット容器を取り付け、トナーを８５．０ｇ投入した。７回コンディショニングを行った後、スプリット容器によるすり切りにより２００ｍｌ容器中にトナーをセッティングする。

パウダーレオメータ付属の４８ｍｍ径ブレードを進入速度３０ｍｍ／ｓでブレード回転スピードを変えながらブレードとガラス容器下部に備え付けられた電子天秤に加えられたエネルギーを測定した。この値を荷重から算出されるエネルギーと呼ぶ。また、５Ｎの荷重はパウダーレオメータ付属の２０ｍｌ用圧縮ピストンを使用した。上記条件で測定した時の本測定器の出力がｍＪ単位のエネルギーであり、ブレード部とガラス容器下部それぞれの出力が得られ、その和がトータルエネルギーとなる。

［トナーの体積平均粒径］
トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を固形分にして２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｐ）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。

［平均円形度］
形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．８９０以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。より好ましくは、平均円形度が０．９００〜０．９３０である。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００により平均円形度として計測した値である。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。

［外添剤の付着強度］
１０倍に希釈した界面活性剤溶液３０ｃｃにトナー２ｇを入れ十分に馴染ませた後、超音波ホモジナイザーを用いて４０Ｗで１分間エネルギーを与えて、トナーを分離、洗浄後、乾燥させる処理を行い、蛍光Ｘ線分析装置を用いて処理前後の無機粒子の付着量の比を算出することにより得られる。蛍光Ｘ線分析は島津製作所社製波長分散型蛍光Ｘ線分析装置ＸＲＦ１７００を用いて上記処理により得られた乾燥トナーと処理前のトナーをそれぞれ２ｇに１Ｎ／ｃｍ^２の力を６０秒間加えてトナーペレットを作成して無機微粒子固有の元素（たとえばシリカの場合はケイ素）を検量線法により定量した。

その結果、トナー母体に対する流動化剤の好ましい付着強度が４５〜６５％であることが判明した。付着強度は４５％以下だとトナー母体に固定化されている外添剤が少ないため遊離外添剤が画像に影響を及ぼし、６５％以上だとトナー母体への埋没が進みすぎてスペーサー効果が薄れてしまう。

［トナー間付着力］
粉体層の圧縮・引張特性計測装置（例えば「アグロボット」（ホソカワミクロン社製））により測定することによって得られるトナー粒子間における付着性を示す値である。具体的には上下２分割可能な２５φのセル内にトナーを７．０ｇ充填し８ｋｇの加重を５分間加えて上側のセルを持ち上げるときに必要な力のことをいう。雰囲気温度は本装置に付属の温調システムを使用した。

トナー間付着力は温度変化が小さい方が望ましい。トナー間付着力が大きいと実機でのストレスの加わる部分での粒子挙動が安定しない。特に、２５℃の雰囲気下でのトナー間付着力はオイルレス粉砕の下限から４５ｇ以上が好ましく、静止状態からの動き出しが悪くなることから５５ｇ以下が好ましい。同様の理由で、４５℃の雰囲気下でのトナー間付着力は５０ｇ〜７０ｇが好ましい。

［実機評価］
リコー社製カラーレーザープリンターＩｐｓｉｏ ＣＸ３０００を用い、各実施例及び比較例のトナーを入れ替えて画像評価を行った。結果を下記の表２に示す。
（トナー搬送性）
線速を半減させた時のトルクアップ量を測定した。
トルクアップによるつまりが発生したものを×、未発生のものを○とした。
（画像濃度ムラ）
黒ベタ現像時の感光体上トナー付着量で代用。
トナー供給不安定による画像ムラが発生したものを×、画像ムラのないものを○とした。
（ブレード固着）
白ベタで５００枚耐久後、ハーフ画像上のスジを目視確認。
スジのないレベルを○、問題レベルを×とした。
（メダカ）
感光体上に外添剤によるメダカが発生しているものは×、発生していないものは○とした。

表２の実施例１乃至４から明らかなように、現像ローラを下位置に配置し、該現像ローラに接触対向させたトナー供給ローラを有する縦型現像装置に対してオイルレス定着用一成分現像用トナーを用いる場合に、少なくともワックス含有樹脂、色材、外添剤を含み、
トナー粉体層中にスクリューブレードを回転させながら侵入させて、ブレードが粉体層中を移動する時に発生するトルクと荷重から算出されるトータルエネルギーがブレード回転スピード１００ｍｍ／ｓの時に４５０〜５３０ｍＪであり、かつブレード回転スピード１０ｍｍ／ｓと１００ｍｍ／ｓにおけるトータルエネルギーの比が２．０〜３．０であるオイルレス定着用一成分現像用トナーを用いることによって、トナー間の摩擦力を軽減させ、トナーの流動性を確保することができ、トナーによる現像装置の負荷も回避されて、画像濃度ムラが抑制されて、帯電不良が発生せず、画質が均一した高画質画像を提供できる。

したがって、本発明は、上述したようなトナー条件での画像形成方法であれば限定されないが、例えば、オイルレス定着を用いた、プリンタ、複写機、ファクシミリなどの画像形成装置に対して好ましく用いられる。

また、本発明のトナーは、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおける画像形成手段で好ましく用いられる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明の現像装置とプロセスカートリッジユニットを備える画像形成装置要部の断面図である。 本発明の現像装置とプロセスカートリッジユニットの断面図である。

符号の説明

１０ プロセスカートリッジユニット
２０ 感光体ドラム
３０ 帯電ローラ
４０ 現像手段
５０ クリーニング手段
６０ 露光手段
７０ 中間転写ベルト
８０ 一次転写ローラ
９０ 二次転写ローラ
１００ 転写材
１１０ 転写ベルトクリーニング手段
１０１ トナー収容室
１０２ トナー供給室
１０３ 現像ローラ
１０４ 層規制部材
１０５ 供給ローラ
１０６ トナー攪拌部材
１０７ 開口部
１０８ 封止シール

Claims (16)

1. 現像ローラをトナー補給部の鉛直方向下方に配置し、
   鉛直方向下方に現像剤を供給する縦型現像装置に用いるオイルレス定着用一成分現像用トナーであって、
   該トナーは、
   少なくともワックス含有樹脂、色材、外添剤を含み、
   トナー粉体層中にスクリューブレードを回転させながら侵入させて、ブレードが粉体層中を移動する時に発生する荷重から算出されるエネルギーが、ブレード回転スピードが１００ｍｍ／ｓの時に２０〜３０ｍＪ、かつブレード回転スピードが１０ｍｍ／ｓの時に６５〜７５ｍＪであり、
   ブレードが粉体層中を移動する時に発生するトルクと荷重から算出されるトータルエネルギーがブレード回転スピードが１００ｍｍ／ｓの時に４５０〜５３０ｍＪであり、かつブレード回転スピードが１０ｍｍ／ｓと１００ｍｍ／ｓにおけるトータルエネルギーの比が２．０〜３．０であることを特徴とするオイルレス定着用一成分現像用トナー。
2. 前記縦型現像装置は、前記現像ローラに接触対向するトナー供給ローラを有することを特徴とする請求項１に記載のトナー。
3. 前記現像剤の現像ローラへの供給は、少なくとも重力によることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー。
4. 前記トナーの平均円形度が０．９００〜０．９３０であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のトナー。
5. 前記外添剤を流動化剤として、トナー母体１００重量部に対して２．５〜４．０重量部含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のトナー。
6. 前記流動化剤の平均一次粒子径が１０〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のトナー。
7. 前記流動化剤がシリカであり、母体に対する該流動化剤の付着強度が４５〜６５％であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のトナー。
8. ２５℃と４５℃の雰囲気下におけるトナー間付着力がそれぞれ４５〜５５ｇ、５０〜７０ｇであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のトナー。
9. 前記トナーのワックス含有量がトナー１００重量部に対して３〜１０重量部であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のトナー。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のトナーを用い、該トナーを収容するトナー収容室と、該トナー収容室の下方に設けられたトナー供給室から構成され、該トナー供給室の下部には、現像ローラと、該現像ローラに当接して設けられた層規制部材および供給ローラを備えた現像装置を有する画像形成装置。
11. 定着器が加熱ローラ及び加圧ローラにより構成される２ロール定着方式であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 定着器が定着部材にオイル塗布を必要としないオイルレス定着であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のトナーを用いた画像形成方法。
14. 請求項１３に記載の画像形成方法を用いた画像形成装置。
15. 前記画像形成装置は、プリンタ、複写機またはファクシミリであることを特徴とする請求項１４記載の画像形成装置。
16. 請求項１３に記載の画像形成方法を用いたプロセスカートリッジ。

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