JP2005128511A - 静電潜像現像用一成分磁性トナーおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アモルファスシリコン感光体の現像ローラ上における層むら発生や像流れ現象
の発生を抑制した静電潜像現像用一成分磁性トナーおよびそのようなトナーを用いた画像
形成装置を提供する。
【解決手段】 アモルファスシリコン感光体を潜像担持体として含む画像形成装置に用いられるとともに、トナー母粒子に対して、酸化チタン微粒子を外添処理した静電潜像現像
用一成分磁性トナーおよびそのようなトナーを用いた画像形成装置であって、当該トナー
母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する、遊離した酸化チタン微粒子由来のチタン原子（Ｔ
ｉ）の割合を１５〜２２％の範囲内の値とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アモルファスシリコン感光体（以下、ａーＳｉ感光体と称する場合がある。
）を潜像担持体として含む画像形成装置に適した静電潜像現像用一成分磁性トナー（以下
、単に、トナーと称する場合がある。）、およびそのようなトナーを用いた画像形成装置
に関し、より詳細には、ａーＳｉ感光体を静電潜像担持体として用いた画像形成装置に用
いられた現像装置の現像ローラ上に担持されたトナー層に層むらが発生することやａーＳ
ｉ感光体に像流れ現象が発生することを抑制した静電潜像現像用一成分磁性トナーおよび
そのようなトナーを用いた画像形成装置に関する。

電子写真法において、静電潜像を可視像とする際に用いられるトナーは、一般に熱可塑
性樹脂（バインダー樹脂）、ワックス類、電荷制御剤、磁性粉体、及び他の添加剤を予備
混合した後、溶融混練工程、粉砕工程、および分級工程の各製造工程を経て、所望の粒子
径を有するトナーとして製造されている。そして、このように製造されたトナーは、摩擦
帯電により一定量の電荷が蓄積された後、感光体上の静電潜像を現像し、所望の可視像化
に供されている。
ここで、摩擦帯電によって蓄積される電荷は、静電潜像が形成される感光体の種類によ
って正または負のいずれかの電荷とすることが必要である。また、摩擦帯電によるトナー
の帯電量は、静電潜像をより正確に可視像化するのに十分な量とする必要がある。また、
近年、静電潜像形成のための光導電性感光体として、セレン感光体や有機光導電性感光体
にかえて、無公害でかつ高い高感度を有し、さらにビッカース強度が１，５００〜２，０
００と非常に硬い等の特性を有することから、ａーＳｉ感光体が多用されている。そのた
め、ａーＳｉ感光体上に形成される静電潜像を現像するには、帯電性や感光体の耐久性の
維持に寄与する特性、すなわち、ａーＳｉ感光体の表面に付着した像流れを発生させる恐
れのあるイオン生成物を研磨する特性に優れたトナーを用いることが望まれている。
このため、バインダー樹脂中に、電荷制御剤や導電性物質を添加するばかりでなく、ト
ナー粒子に対して、シリカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛等の無機粒子を外
添処理し、電荷の極性及び帯電量を制御するとともに、耐久性や研磨性についても制御し
ている。

そこで、少なくとも導電性球状粒子と、結着樹脂とからなる樹脂組成物で被覆された被
覆層を表面に有する現像スリーブを用いるとともに、珪素原子（Ｓｉ）を主成分として含
有する微粒子を添加したトナーによる二成分画像形成方法において、低温低湿環境での初
期チャージアップを防ぎ、かつ多数枚の連続通紙後もスリーブ上の現像剤量を安定させる
ために、トナーの母体由来の炭素原子（Ｃ）に対する珪素原子（Ｓｉ）とチタン原子（Ｔ
ｉ）の遊離率を規定したトナーが提案されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００３ー１５６８７１号公報（特許請求の範囲）

しかしながら、特許文献１に記載のトナーは、上述したように、二成分画像形成方法に
用いられるものであり、このようなトナーをそのまま磁性一成分現像剤トナーとして用い
た場合には、現像ロールにおいて層むらが発生しやすく、特に、高温低湿環境において、
かかる層むらが発生しやすいという問題が見られた。
また、このようなトナーをａーＳｉ感光体を用いた画像形成装置に適用した場合には、表面に付着した窒素酸化物等のイオン生成物に対する研磨除去効果が不充分であって、
高温高湿環境において、像流れ現象が発生しやすいという問題も見られた。
さらに、特許文献１に記載のトナーは、画像形成を長時間にわたって繰り返した場合、
画像濃度が低下しやすいという問題も見られた。

そこで、このような現象が発生する原因を鋭意検討した結果、静電潜像現像用磁性一成
分トナーとして、トナーの母体由来の炭素原子（Ｃ）に対する、遊離した酸化チタン微粒
子由来のチタン原子（Ｔｉ）の割合が、層むらや像流れ現象に影響していることを見出し
、その割合を最適化することによって、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明の目的は、ａーＳｉ感光体の現像ローラ上における層むら発生や像流
れ現象の発生を抑制したトナーおよびそのようなトナーを用いた画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

本発明によれば、アモルファスシリコン感光体を潜像担持体として含む画像形成装置に
用いられるとともに、トナー母粒子に対して、酸化チタン微粒子を外添処理した静電潜像
現像用一成分磁性トナーであって、当該トナー母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する、遊
離した酸化チタン微粒子由来のチタン原子（Ｔｉ）の割合、すなわち遊離率を１５〜２２
％の範囲内の値とした静電潜像現像用一成分磁性トナーが提供され、上述した問題点を解
決することができる。

また、本発明の静電潜像現像用一成分磁性トナーを構成するにあたり、酸化チタン微粒
子の添加量を、トナー母粒子１００重量部に対して、０．５〜２．５重量部の範囲内の値
とすることが好ましい。

また、本発明の静電潜像現像用一成分磁性トナーを構成するにあたり、凝集シリカ粒子を
さらに外添処理するとともに、当該凝集シリカ粒子の添加量を、トナー母粒子１００重量
部に対して、０．５〜５重量部の範囲内の値とすることが好ましい。

また、本発明の別の態様は、アモルファスシリコン感光体を潜像担持体として含む画像形
成装置であって、トナー母粒子に対して、酸化チタン微粒子を外添処理した静電潜像現像
用一成分磁性トナーを用いるとともに、当該トナー母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する
、遊離した酸化チタン微粒子由来のチタン原子（Ｔｉ）の割合を１５〜２２％の範囲内の
値とした画像形成装置である。

本発明の静電潜像現像用一成分磁性トナーによれば、アモルファスシリコン感光体を潜
像担持体として含む画像形成装置に適用した場合であっても、トナー母粒子由来の炭素原
子（Ｃ）に対する、遊離した酸化チタン微粒子由来のチタン原子（Ｔｉ）の割合、すなわ
ち酸化チタン微粒子の遊離率を所定範囲に制御することにより、高温低湿環境下での層む
らや高温高湿環境下での像流れ現象の発生を抑制できるとともに、画像形成を繰り返した
場合の画像濃度の低下を抑えることができる。

また、本発明の静電潜像現像用一成分磁性トナーによれば、酸化チタン微粒子の添加量
を所定範囲に制限することにより、感光体に対する良好な研磨効果と、良好な帯電特性を
発揮することができる。

また、本発明の静電潜像現像用一成分磁性トナーによれば、凝集シリカ粒子をさらに外
添処理するとともに、当該凝集シリカ粒子の添加量を所定範囲に制限することにより、流
動性を確保しつつ、高温低湿環境における層むらの発生を有効に抑制することができる。

また、本発明の画像形成装置によれば、トナー母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する、遊離した酸化チタン微粒子由来のチタン原子（Ｔｉ）の割合を所定範囲に制御したトナーを使用することにより、高温低湿環境下での層むらや高温高湿環境下での像流れ現象の発生を抑制できるとともに、画像形成を繰り返した場合の画像濃度の低下を抑えることができる。

以下、図面を適宜参酌しながら、本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法に関する実
施の形態を具体的に説明する。

［第１の実施形態］
第１の実施形態は、アモルファスシリコン感光体を潜像担持体として含む画像形成装置
に用いられるとともに、トナー母粒子に対して、酸化チタン微粒子を外添処理した静電潜
像現像用一成分磁性トナーであって、当該トナー母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する、
遊離した酸化チタン微粒子由来のチタン原子（Ｔｉ）の割合を１５〜２２％の範囲内の値
とする静電潜像現像用一成分磁性トナーである。

１．トナー母粒子
第１の実施形態に使用するトナー母粒子は、例えば、バインダー樹脂と、ワックス類と
、電荷制御剤と、磁性粉と、から構成してあることが好ましい。

（１）バインダー樹脂
第１の実施形態のトナー母粒子に使用するバインダー樹脂の種類は特に制限されるもの
ではないが、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンーアクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎービニル系樹脂、スチレンーブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。

（２）ワックス類
また、定着性やオフセット性の効果を求めることから、ワックス類を添加することが好
ましい。
このようなワックス類の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリ
エチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フッ素樹脂系ワックス、フィッシャートロ
プッシュワックス、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス、ライス
ワックス等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。
また、ワックス類の添加量についても特に制限されるものではないが、例えば、トナー
全体量を１００重量％としたときに、ワックス類の添加量を１〜５重量％の範囲内の値と
するのが好ましい。ワックス類の添加量が１重量％未満となると、読取ヘッドへのオフセ
ットや像スミアリング等を効率的に防止することができない傾向があり、一方、ワックス
類の添加量が５重量％を超えると、トナー同士が融着してしまい、保存安定性が低下する
傾向がある。

（３）電荷制御剤
また、トナーにおいて、帯電レベルや帯電立ち上がり特性（短時間で、一定の電荷レベ
ルに帯電するかの指標）が著しく向上し、耐久性や安定性に優れた特性等が得られる観点
から、電荷制御剤を添加することが好ましい。
このような電荷制御剤の種類としては、特に制限されるものではないが、例えば、ニグ
ロシン、第四級アンモニウム塩化合物、樹脂にアミン系化合物を結合させた樹脂タイプの
電荷制御剤等の正帯電性を示す電荷制御剤を使用することが好ましい。
また、トナーの全体量を１００重量％としたときに、電荷制御剤の添加量は、１．０〜
１０重量％の範囲内の値とするのが好ましい。この理由は、電荷制御剤の添加量が１．０
重量％未満となると、トナーに対して、安定した帯電を付与することが困難となり、画像
濃度が低くなったり、いわゆるカブリの原因となったり、耐久性が低下したりする場合が
あるためである。一方、電荷制御剤の添加量が１０重量％を超えると、耐環境性、特に高
温高湿下での帯電不良、画像不良となり、感光体汚染等の欠点が生じやすくなる場合があ
るためである。

（４）磁性粉
また、トナーにおいて、公知の磁性粉をトナー中に分散させ磁性トナーとして構成する
ことができる。好ましい磁性粉としては、フェライト、マグネタイト、鉄、コバルト、ニ
ッケル等の強磁性を示す金属もしくは合金、またはこれらの強磁性元素を含む化合物、あ
るいは、強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようにな
る合金等を挙げることができる。また、磁性粉の平均粒径を０．１〜１μｍの範囲内の値
とするのが好ましく、０．１〜０．５μｍの範囲内の値とするのがより好ましい。この理
由は、かかる平均粒径を有する磁性粉であれば、取り扱いが容易である一方、微粉末の形
でバインダー樹脂中に均一に分散することができるためである。
また、磁性粉の表面を、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤などの表面
処理剤で処理することが好ましい。このように表面処理することにより、磁性粉の吸湿性
や分散性を改善することができるためである。

２．酸化チタン微粒子
（１）遊離率
トナー母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する、遊離した酸化チタン微粒子由来のチタン
原子（Ｔｉ）の割合を遊離率と定義するとともに、当該遊離率を１５〜２２％の範囲内の
値とすることを特徴とする。
ここで、かかる遊離率を測定する方法は、電子写真学会年次大会（通算９５回）、“Ｊ
ａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ’９７”論文集、「新しい外添評価方法 パーティクルアナ
ライザによるトナー分析」、鈴木俊之、高原寿雄、電子写真学会主催、１９９７年７月９
〜１１日、に開示されているトナー分析方法を使用して行なうことができる。このトナー
分析方法は、トナー粒子をプラズマ中に導入することによりトナー粒子を励起させ、この
励起に伴う発光スペクトルを検出することにより分析を行なうものである。この分析方法
によれば、複数元素の励起に伴う発光スペクトルを同時検出することが可能であり、さら
に発光スペクトルの周期性についても測定することができる。

より具体的には、図６（ａ）に示すようにトナーの樹脂母粒子に外添剤である酸化チタ
ン微粒子（ＴｉＯ₂）が付着したトナー粒子６５が、プラズマ６７中に導入されると、ト
ナー母粒子と、酸化チタン微粒子と、が同時にプラズマ中に導入されることから、トナー
母粒子と、酸化チタン微粒子とは同時に発光する。このように、トナー母粒子と、酸化チ
タン微粒子とが同時に発光する状態の場合は、トナー母粒子と、酸化チタン微粒子と、が
同期している状態にあるとされる。すなわち、トナー母粒子と、酸化チタン微粒子とが同
期した状態では、外添剤としての酸化チタンがトナー母粒子に付着しており、遊離してい
ない状態を表すことになる。

一方、図６（ｂ）に示すように、酸化チタン微粒子（ＴｉＯ₂）６３が付着していない
トナー母粒子６１や、トナー母粒子６１から遊離した酸化チタン微粒子６３がプラズマに
導入された場合には、上述の場合と同様に、トナー母粒子６１および酸化チタン微粒子６
３はいずれも発光するが、このとき、トナー母粒子６１と、酸化チタン微粒子６３と、が
異なる時間にプラズマに導入されることになる。したがって、トナー母粒子６１と、酸化
チタン微粒子６３とは異なる時間に発光することになる。例えば、トナー母粒子が、酸化
チタン微粒子より先にプラズマに導入されると、先にトナー母粒子が発光し、その後遅れ
て酸化チタン微粒子が発光することになる。
このように、トナー母粒子６１と、酸化チタン微粒子６３と、が互いに異なる時間に発
光する状態では、トナー母粒子６１と、酸化チタン微粒子６３とが同期していない、つま
り、非同期である状態にあるとされる。すなわち、トナー母粒子６１と、酸化チタン微粒
子６３と、が非同期である状態は、酸化チタン微粒子６３が、トナー母粒子６１に対して
、付着しておらず、遊離した状態であることを表すことになる。

具体的測定方法としては、ＤＰー１０００（堀場製作所（株）製）を用い、以下の条件
にて測定した後、炭素原子（Ｃ）を基準とした、チタン原子（Ｔｉ）の発光の同期性を以
下の式に当てはめて、酸化チタン微粒子６３の遊離率を求めた。

・一回の測定における炭素原子（Ｃ）検出数：２５００〜３０００
・ノイズカットレベル：１．５以下
・ソート時間：２０ｄｉｇｉｔｓ
・ガス：Ｏ₂０．１％、Ｈｅガス
・分析波長：炭素原子（Ｃ）２４７．８６０ｎｍ
・珪素原子（Ｓｉ）：２８８．１６０ｎｍ
・チタン原子（Ｔｉ）：３３４．９００ｎｍ
・使用チャンネル：炭素原子（Ｃ）３又は４
・チタン原子（Ｔｉ）：１又は２
・各原子の遊離率（Ｃ原子と同時に発光しなかった原子のカウント数）／（Ｃ原子と同時
に発光した原子のカウント数＋Ｃ原子と同時に発光しなかった原子のカウント数）×１０
０（％）

なお、このようにして測定したトナーに外添された酸化チタンの遊離率を１５〜２２％
の範囲内の値とする。この遊離率が２２％を超えると高温低湿環境において、現像ローラ
の表面に担持されたトナー層に層むらが発生する恐れがあり、さらには画像形成を繰り返すと画像濃度が低下する恐れがあるためである。

ここで、層むらが発生する理由は、トナー母粒子から遊離した酸化チタン微粒子が初期
状態で２２％を超えると、最初はトナー母粒子に付着していた酸化チタン微粒子も画像形
成を繰り返すに伴って、その付着が弱いために現像器に配置された各部材やトナー同士の
褶擦によって徐々にトナー母粒子から遊離するためである。そして、このようにして遊離
した酸化チタン微粒子が、現像ローラ表面に付着し、この現像ローラに付着した酸化チタ
ン微粒子が核となってさらにその周囲に酸化チタン微粒子やトナー中の微粉トナーさらに
は凝集シリカ粒子が付着するためである。したがって、現像ローラの搬送性がその部分に
おいて悪化するとともに、異常な帯電をトナー層に付与するため層むらが発生すると考え
られる。この時の現像ローラに担持されたトナー層を除去し酸化チタン微粒子を核とした
物質の現像ローラ表面への付着状況を図７に示す。図７において、１００はトナー層を示
し、１０２は酸化チタン微粒子の現像ローラ表面への付着によってトナー層が乱れて薄く
なった部分を示す。
また、画像濃度が画像形成を繰り返すとともに低下する理由は、帯電量はトナーの平均
粒径の小さいものの寄与が大きいが、トナー粒径が平均値の半分のものでは、その曲率半
径が大きくなるため、酸化チタン微粒子をそのトナー母粒子の表面に充分保持することが
困難になるためである。すなわち、酸化チタン微粒子の遊離率が２２％を超えると、画像
形成を繰り返すに伴って、当初はこのような粒径の小さなトナー母粒子表面に保持されて
いても、酸化チタン微粒子の付着が不充分であるため、酸化チタン部粒子を保持できなく
なり、酸化チタン微粒子がトナー母粒子から遊離してしまい、トナー母粒子が過剰に帯電
することを防止できなくなるのが原因と考えられる。

一方、酸化チタン微粒子の遊離率が１５％より小さいと像流れが発生する理由は以下の
通りである。通常、トナー母粒子には後述するような割合で酸化チタン微粒子がトナー母
粒子に外添処理することによって添加されている。この酸化チタン微粒子はトナー母粒子
よりかなり導電性であるため、画像形成装置における用紙へのトナー像の転写工程におい
てトナー母粒子から遊離した酸化チタン微粒子は用紙に転写されずにクリーニング工程に
おいて潜像担持体から転写残トナーとともに潜像担持体表面から除去され、その一部が潜
像担持体の表面を研磨するための研磨部材に保持される。そして、研磨手段に保持された
トナー母粒子に保持された酸化チタンとトナーから遊離した酸化チタン（現像剤中にトナー母粒子に付着しないで含まれている）によって、潜像担持体の表面に付着した窒素酸化
物等の像流れを起こす物質が取り除かれることによって、像流れの発生が防止できる。
ここで、転写工程後に潜像担持体に残留したトナーには、転写前のトナーの３〜５倍の
酸化チタン微粒子が含まれており、トナー母粒子から遊離した酸化チタンはその多くが用
紙に転写されずに潜像担持体に残留したためと考えられる。ここで、酸化チタン微粒子の
遊離率が１５％より小さいと転写工程後に潜像担持体に残留したトナーに含まれる酸化チ
タンが減少するため、潜像担持体の研磨効果が充分得られなくなることが、像流れの発生
を防止できなくなる理由と考えられる。

（２） 平均粒子径
また、酸化チタン微粒子の平均粒径を０．０１〜０．５０μｍの範囲内の値とすること
を特徴とする。
この理由は、かかる酸化チタン微粒子の平均粒径が０．０１μｍ未満になると、均一に
研磨効果を発揮することが困難となって、チャージアップが生じたり、高温高湿時におい
て像流れが発生したりして、画像欠陥となるためである。一方、かかる酸化チタン微粒子
の平均粒径が０．５０μｍを超えると、トナーにおける帯電量のばらつきが大きくなり、
画像濃度低下、耐久性の低下を引き起こす場合があるためである。したがって、酸化チタ
ン微粒子の平均粒径を０．０２〜０．４μｍの範囲内の値とすることがより好ましく、０
．０５〜０．３μｍの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
なお、酸化チタン微粒子の平均粒径は平均１次粒径の値であり、以下のように測定した
。すなわち、３０，０００倍〜１００，０００倍の倍率を適宜用い、電子顕微鏡ＪＳＭー
８８０（日本電子データム社製）を用いて、５０個の粒子の長径および短径をそれぞれ測
定して、それらの平均を求めて算出した。

（３） 表面処理
また、酸化チタン微粒子の表面をチタネート系化合物（チタン系カップリング剤を含む
。）で処理することを特徴とする。この理由は、このような表面処理を施すことにより、
酸化チタン微粒子の表面に疎水性基を容易に導入することができるためである。したがっ
て、このように表面処理された酸化チタン微粒子を使用することにより、特に高温高湿条
件下での帯電特性が低下することを防止することができる。
ここで、好ましいチタネート系化合物としては、イソプロピルトリイソステアロイルチ
タン、ビニルトリメトキシチタン、ナフチルトリメトキシチタン、フェニルトリメトキシ
チタン、メチルトリメトキシチタン、エチルトリメトキシチタン、プロピルトリメトキシ
チタン、イソブチルトリメトキシチタン、オクタデシルトリメトキシチタン等の一種単独
または二種以上の組み合わせが挙げられる。

（４） 体積固有抵抗
また、酸化チタン微粒子の体積固有抵抗を１×１０⁴Ω・ｃｍ以上の値とすることが好
ましい。
この理由は、かかる体積固有抵抗が１×１０⁴Ω・ｃｍ未満の値となると、高温高湿条
件下での帯電特性が著しく低下する場合があるためである。ただし、酸化チタン微粒子の
体積固有抵抗が過度に大きくなると、チャージアップが生じ易くなったり、低温低湿条件
下での帯電特性が著しく低下したりする場合があるためである。
したがって、酸化チタン微粒子の体積固有抵抗を１×１０⁴Ω・ｃｍ〜１×１０⁷Ω・ｃ
ｍの範囲内の値とすることがより好ましく、５×１０⁵Ω・ｃｍ〜５×１０⁶Ω・ｃｍの範
囲内の値とすることがさらに好ましい。なお、酸化チタン微粒子の体積固有抵抗値は、UL
TRA HIGH RESISTANCE METER（アドバンテスト社製、Ｒ８３４０Ａ）を用い、１ｋｇの荷
重をかけた状態で、印加電圧ＤＣ１０Ｖの条件にて求めることができる。

（５） 添加量
また、酸化チタン微粒子の添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、０．５〜２．
５重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる添加量が０．５重量部未満の値となると、研磨効果を有効に発揮す
ることが困難になって、高温高湿条件下での帯電特性が著しく低下する場合があるためで
ある。一方、かかる添加量が７重量部を超えると、チャージアップが生じ易くなったり、
低温低湿条件下での帯電特性が局部的に著しく上昇したりする場合があるためである。
したがって、酸化チタン微粒子の添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、１〜２
重量部の範囲内の値とすることがより好ましく、１．２〜１．６重量部の範囲内の値とす
ることがさらに好ましい。

３．凝集シリカ粒子
（１）粒度分布
凝集シリカ粒子の粒度分布において、粒径５μｍ以下の割合が、全体量に対して、１５
％以下の値であるとともに、粒径５０μｍ以上の割合が、３％以下の値であることが好ま
しい。
この理由は、粒径５μｍ以下の凝集シリカ粒子の割合が１５％を超えると、当該凝集シ
リカ粒子が、感光体粒子に付着しやすくなって、再凝集するとともに、比較的粒径が大き
い凝集シリカ粒子の周囲に集まって、層むらの原因になるためである。一方、粒径５０μ
ｍ以上の凝集シリカ粒子の割合が３％を超えると、比較的粒径が小さい凝集シリカ粒子を
周囲に集めて、大凝集シリカ粒子を形成して、やはり層むらの原因になるためである。
したがって、凝集シリカ粒子のより好ましい粒度分布としては、粒径５μｍ以下の割合
を、全体量に対して、１０％以下の値とするとともに、粒径５０μｍ以上の割合を２％以
下の値とすることである。
なお、かかる凝集シリカ粒子の粒度分布は、堀場製作所（株）製のレーザー回折式粒度測定
器ＬＡー５００を用いて測定することができる。

（２）添加量
凝集シリカ粒子の添加量を、トナー粒子１００重量部に対して、０．６〜２．０重量部
の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる凝集シリカ粒子の添加量が０．１重量部未満の値になると、層むら
自体の発生は少なくなるが、トナー粒子の流動性が著しく低下して、均一な画像特性が得
られない場合があるためである。一方、かかる凝集シリカ粒子の添加量が１０重量部を超
えると、トナー粒子の流動性については良好になるものの、層むらの発生率が著しく上が
る場合があるためである。

第２の実施形態は、アモルファスシリコン感光体を潜像担持体として含む画像形成装置であって、トナー母粒子に対して、酸化チタン微粒子を外添処理した静電潜像現像用一成分磁性トナーを用いるとともに、当該トナー母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する、遊離した酸化チタン微粒子由来のチタン原子（Ｔｉ）の割合を１５〜２２％の範囲内の値とした画像形成装置に関するものである。
以下、第１の実施形態において既に説明した内容は省略し、第２の実施形態として、異
なる点を説明する。

１．画像形成装置
（１）構成
図１は、本発明が適用される画像形成装置の一実施例としてのプリンタ１を示し、かかるプリンタ１は、図中、時計回りに回転する潜像担持体を備えている、したがって、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体ドラム（感光体）９の周囲に、回転方向に沿って、現像器１０と、転写ローラ１９と、クリーニング用の摺察ローラ１１と、クリーニングブレード１３と、帯電ユニット８と、がそれぞれ配設されている。
ここで、現像器１０には、現像剤担持体である現像ローラ３２が配設され、現像ローラ３２の表面と、感光体９の表面とは、所定間隔で離間されている。そして、現像器１０は、トナーコンテナ３１から適宜所定量のトナーが供給可能に構成されている。また、トナーコンテナ３１の上方には、上部扉７が基部７ａを中心として矢印方向に開閉可能に配置され、トナーコンテナ３１を脱着可能に構成されている。

また、感光体９の上部には、感光体９の表面に画像のドットを形成する露光装置５が設けられ、露光装置５は図示しないレーザー光源からのレーザー光を反射するポリゴンミラー２と、レーザー光を、反射ミラー４を介して帯電ユニット８および現像ローラ３２の間の感光体表面に画像ドットを結像する光学系３と、を有して構成されている。
また、プリンタ１の下部には、後述する制御回路７１が収納されるコントロール・ボックス５４が設けられ、このコントロール・ボックス５４の上側には、給紙カセット５５が外部から着脱可能に配置され、記録紙積置台５２上に載置された記録紙は搬送ローラ５３及び１５により給紙通路１６および１７を通ってレジストローラ１８及び３０の当接位置まで搬送可能に構成されている。

また、プリンタ１の右側には、手差トレイ５０が開閉可能に配置され、手差トレイ５０を開いた状態にすると、その手差トレイに載置される記録紙は搬送ローラ５１により給紙通路１７に搬送可能に構成されている。
一方、プリンタ１の左方には、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４によって定着部が構成されており、感光体９と、転写ローラ１９との間を通過した記録紙は、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４による熱と圧力の作用によって、トナーが定着され、定着後の記録紙は搬送ローラ２５、２６により排紙通路２７を通って、排紙ローラ２８、２９によりプリンタ１の上面に設けられた排紙トレイ６に集積されるように構成されている。
また、プリンタ１の上部には各種情報を表示する表示部４７、インストールスイッチ４８及び電源スイッチ４９が設けられている。

（２）動作
このように構成されたプリンタ１において、電源スイッチ４９をオンし、図示しないコンピュータから印字データが送信されて来ると、この印字データを印刷可能な画像データに変換した後に、図示しないメインモータの駆動が開始される。すなわち、感光体９が時計方向に回転し、同時に帯電ユニットで８感光体９の表面が一様に帯電され、画像データに基づいて、露光装置５が感光体９の表面に静電潜像を形成する。次いで、形成された静電潜像に対して、現像器１０に備えてある現像ローラ３２からトナーが転写付着されることにより、現像が行われてトナー像が形成される。このトナー像は、転写ローラ１９にトナーとは逆極性の電圧（電流）が印加されることにより、感光体９から記録紙に転写され、定着ローラ２３及び加圧ローラ２４により定着され、搬送ローラローラ２５，２７，排紙ローラ２８，２９により排紙トレイ６に搬送されて集積される。

２．静電潜像現像用トナー
第２の実施形態で使用する静電潜像現像用一成分磁性トナーは、トナー母粒子に対して
、酸化チタン微粒子を外添処理した静電潜像現像用磁性トナーである。このトナー母粒子
由来の炭素原子（Ｃ）に対する、酸化チタン微粒子由来のチタン原子（Ｔｉ）の割合が、
１５〜２２％である静電潜像現像用トナーであれば好適に使用することができるが、詳細
には、第１の実施形態で説明したのと同様の内容とすることができる。
すなわち、第２の実施形態の画像形成装置によれば、このような静電潜像現像用トナーを用いることにより、高温低湿環境下での層むらや高温高湿環境下での像流れ現象の発生を抑制できるとともに、画像形成を繰り返した場合の画像濃度の低下を抑えることができる。

［実施例１］
１．トナーの作成
（１）トナー粒子の作成
以下の配合割合となるように、スチレン／アクリル樹脂と、電荷制御剤と、磁性粉とを
ヘンシェルミキサを用いて予備混合した後、二軸押出機により溶融混練し、これを冷却し
た。次いで、粉砕工程、分級工程を経て、平均粒径８μｍのトナー母粒子を得た。
１）スチレン／アクリル樹脂 １００重量部
２）電荷制御剤（４級アンモニウム塩） ３重量部
３）磁性粉（マグネタイト） ４５重量部
４）ワックス（サゾールワックス） ４重量部

（２）外添粒子の添加
得られたトナー母粒子１００重量部に対して、気流分級機を用いて粒径を調整した疎水
性の凝集シリカ粒子と、酸化チタン（チタン工業社製、ＥＣー１００）とを以下の条件で
配合して外添した。
また、凝集シリカ粒子と、酸化チタンを添加し混合する際に、ヘンシェルミキサ（三井
鉱山（株）製、品番ＦＭ５００Ｊ／Ｉ）を用いた。その処理条件としては、後述の表１に
しめすような条件のデフレクターを使用した。
１）トナー母粒子 １００重量部
２）凝集シリカ粒子 １重量部
３）酸化チタン微粒子 １重量部

外添処理工程の詳細を以下に述べる。かかる外添処理工程においては、酸化チタン微粒
子をトナー母粒子に外添するにあたり、ヘンシェルミキサを使用することができるが、そ
の際に、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、ヘンシェルミキサ５０の処理部に、デフ
レクター（邪魔板）５３を配置する。
この理由は、このように実施することにより、ヘンシェルミキサの回転力とともに、か
かるデフレクターへの衝突力により、トナー母粒子に付着する酸化チタンの割合を多くす
ることができるからである。

また、デフレクターの面積に関し、ヘンシェルミキサ内の酸化チタン粒子の円滑な移動
を妨げることがないようにすることが好ましい。具体的には、図５（ｂ）に示すように、
ヘンシェルミキサ５０の回転方向に直交する垂直断面の面積Ｍを１００％としたときに、
デフレクター５３の面積Ａを１０〜３０％の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、このような面積のデフレクターを用いてヘンシェルミキサを使用すること
により、酸化チタン粒子の円滑な移動を妨げることなく、上記範囲の酸化チタン微粒子の
遊離率を有したトナーを得ることができる。
そして、図５に示すように、所定面積のデフレクター５３を棒状部材５７に装着し、ヘンシェルミキサ５０内に挿入して、使用することが好ましい。

また、ヘンシェルミキサを使用する際に、図５（ｂ）に示すように、ヘンシェルミキサ
５０におけるデフレクター５３の底面のヘンシャルミキサ５０の底面からの高さ位置Ｈを
、ヘンシェルミキサ５０における深さＤを１００％としたときに、ヘンシャルミキサの深
さＤに対するデフレクター５３の底面のヘンシャルミキサ５０の底面からの高さ位置Ｈの
割合であるＡ（Ａ＝（Ｈ／Ｄ）×１００）％を５〜３０％の範囲内の値とすることが好ま
しい。
この理由は、このように実施することにより、得ることができるためである。したがっ
て、酸化チタンの遊離率がさらに減少し、上記範囲の酸化チタン微粒子の遊離率を有した
トナーを得ることができるとともに、別途添加する場合がある凝集シリカ粒子との間での
凝集を有効に防止して、層むらの発生原因とならない一方、静電潜像現像用トナーにおけ
る研磨剤としての機能をさらに十分に発揮させることができる。

また、ヘンシェルミキサを使用する際に、図３および図４に示すように、ヘンシェルミ
キサ５０の回転方向に対するデフレクター５３の角度（圧接角）Ｒを４５〜１３５°の範
囲内の値とすることが好ましい。なお、角度はヘンシャルミキサ５０の円周方向に接する
接線の方向を基準としてヘンシャルミキサ５０の回転方向上流側から測定した値である。
この理由は、このように実施することにより、上記範囲の酸化チタン微粒子の遊離率を
有したトナーを得ることができるとともに、別途添加する場合がある凝集シリカ粒子との
間での凝集を有効に防止して、層むらの発生原因とならない一方、静電潜像現像用トナー
における研磨剤としての機能をさらに十分に発揮させることができる。
なお、図３は、ヘンシェルミキサ５０の回転方向に対するデフレクター５３の角度を９
０°に配置した例を示しており、図４は、ヘンシェルミキサ５０の回転方向に対するデフ
レクター５３の角度を４５°に配置した例を示している。

ここで、上述のヘンシャルミキサの深さＤに対するデフレクター５３の底面のヘンシャ
ルミキサ５０の底面からの高さ位置Ｈの割合であるＡとヘンシェルミキサ５０の回転方向
に対するデフレクター５３の角度（圧接角）Ｒをそれぞれ２０％、９０°として外添処理
を行ってトナーａを得た。

２．トナーの評価
得られたトナーを磁性一成分現像剤として構成し、高温低湿環境下における層むらの発
生性、高温高湿環境下における像流れの発生性、初期画像濃度および耐久評価後の画像濃
度を評価した。評価結果は表１に示す。

（１）層むらの発生性
得られたトナーを磁性一成分現像剤として、アモルファスシリコン感光体搭載京セラミ
タ製ページプリンタ(ＦＳー６０２０)に使用し、層むらの評価を行った。層むらの評価は
画像印字率２５％で、Ａ４サイズの６４ｇ紙を用いて最初のトナー無しが表示されるまで
連続印刷を常温常湿環境（概略２５℃、６０％ＲＨ）で行った後、プリンタを高温低湿環
境に(３５℃、１５％ＲＨ)に停止状態で２４時間放置した後、画像印字率６％で印刷動作
を間欠的に行った。より具体的には、一日当り、３０００枚印刷し、合計３００００枚の印刷を実行した。その後、現像ローラの表面に担持されている現像剤を目視観察し、以下の評価基準に準じて、層むらの発生性を評価した。また、２５％ハーフ画像を出力し、画像に層むらの影響が現れていないかどうかを目視観察した。
○：層むらは全く観察されない。
×：層むらが観察され、画像にも影響がある。

なお、連続印刷前後の現像ローラの表面に担持されたトナーを採取し、そのトナーに含まれる酸化チタン微粒子の遊離率を上記の方法によって測定した。連続印刷前の測定結果
を「前」、連続印刷後の測定結果を「後」として表１に合わせて示す。

（２）像流れの発生性
層むらの発生性の評価後、プリンタを高温高湿環境（３３℃、８５％ＲＨ）において２
４時間、装置停止状態で放置後、像流れ評価画像（印字率２５％の画像）を連続出力し、
像流れの発生の有無を、画像を目視観察して判断し、以下の評価基準に準じて、像流れの
発生性を評価した。
○：像流れは全く観察されない。
△：像流れは若干観察されるものの５枚以下の画像形成で像流れは観察されなくなる。
×：像流れが観察され５枚より多くの画像形成を行っても像流れが観察される。

（３）画像特性
上記の連続印刷の前後に画像濃度評価用画像を出力し、画像のベタ部の濃度を、反射濃
度計（マクベス社製、ＲＤ９１８）を用いて測定した。
○：１．４以上の値である。
△：１．３０〜１．４０未満の値である。
×：１．３０未満の値である。

［実施例２〜５及び比較例１〜５］
実施例１と同様に、トナー母粒子に対して、酸化チタン及び凝集シリカを添加した後、上述したヘンシェルミキサ５０内に配置したデフレクター５３の底面からの高さ位置Ｈと、ヘンシェルミキサ５０の回転方向に対するデフレクター５３の角度（圧接角）Ｒを変化させて、表１に示す実施例２〜４及び比較例１〜５に対応したトナーＢ〜Ｊを得た。これらのトナーに関しても実施例１に記載したトナーと同様の評価を行った。その結果を表１に合わせて示す。

画像形成装置を説明するために供する図である。 画像形成装置におけるクリーニング装置を説明するために供する図である。 ヘンシェルミキサにおけるデフレクターの圧接角を説明するために供する図である。 ヘンシェルミキサにおけるデフレクターの配置について説明するために供する図である。 ヘンシェルミキサにおけるデフレクターの高さ位置について説明するために供する図である。 酸化チタン微粒子の遊離率の測定方法を説明するために供する図である。 感光体における層むらの発生状況を説明するために供する図である。

符号の説明

５０：ヘンシェルミキサ
５１：下羽根
５３：デフレクター
５５：上羽根
５７：棒状部材
６１：トナー母粒子
６３：酸化チタン粒子
６５：トナー粒子
６７：プラズマ

Claims (4)

1. アモルファスシリコン感光体を潜像担持体として含む画像形成装置に用いられるととも
   に、トナー母粒子に対して、酸化チタン微粒子を外添処理した静電潜像現像用一成分磁性
   トナーであって、
   当該トナー母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する、遊離した酸化チタン微粒子由来のチ
   タン原子（Ｔｉ）の割合を１５〜２２％の範囲内の値とすることを特徴とする静電潜像現
   像用一成分磁性トナー。
2. 前記酸化チタン微粒子の添加量を、前記トナー母粒子１００重量部に対して、０．５〜
   ２．５重量部の範囲内の値とすることを特徴とする請求項１に記載の静電潜像現像用一成
   分磁性トナー。
3. 凝集シリカ粒子をさらに外添処理するとともに、当該凝集シリカ粒子の添加量を、前記
   トナー母粒子１００重量部に対して、０．５〜５重量部の範囲内の値とすることを特徴と
   する請求項１または２に記載の静電潜像現像用一成分磁性トナー。
4. アモルファスシリコン感光体を潜像担持体として含む画像形成装置であって、
   トナー母粒子に対して、酸化チタン微粒子を外添処理した静電潜像現像用一成分磁性ト
   ナーを用いるとともに、
   当該トナー母粒子由来の炭素原子（Ｃ）に対する、遊離した酸化チタン微粒子由来のチ
   タン原子（Ｔｉ）の割合を１５〜２２％の範囲内の値とすることを特徴とする画像形成装
   置。

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