JP3929414B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電現像用トナー（以下、単に「トナー」と記すことがある）を用いた画像形成装置に関し、より詳細には非晶質シリコン感光体と磁性トナーを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法における画像形成方法として、コロナ放電などの帯電手段によって感光体表面を一様に帯電させた後、露光手段によって感光体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって現像し、感光体上に形成されたトナー画像を紙などの転写材に転写して定着させる方式が一般に用いられる。
【０００３】
このような方式の画像形成方法において、コロナ放電などの帯電手段においてオゾンが発生する。感光体として非晶質シリコン感光体を用いた場合、このオゾンによって感光体表面が酸化されて感光体表面にオゾン劣化層が形成される。そして、非晶質シリコン感光体の吸着水分がこのオゾン劣化層に転移して静電潜像を感光体の軸方向などに漏出させる、いわゆる画像流れという現象が生じる。
【０００４】
そこでこのような画像流れを防止するため、例えば特許文献１では、非晶質シリコン感光体に対して特定の樹脂被覆キャリアと特定のトナーとを使用する画像形成方法が提案されている。しかし、この提案された画像形成方法では画像流れを十分には防止することができない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２７８６６１号公報（特許請求の範囲、
【００４３】段〜【００８１】段）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、感光体として非晶質シリコン感光体を用いた場合であっても、画像流れが生じず、良好な画像が安定して得られる画像形成装置を提供することをその目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記静電潜像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、この現像手段により現像された静電潜像担持体のトナーを被転写部材に転写させる転写手段と、被転写部材上にトナーを溶融定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、前記静電潜像担持体として非晶質シリコン感光体を用い、前記トナーとして、結着樹脂と第１磁性粉とを有するトナー粒子の表面に第２磁性粉を外添してなり、前記第１磁性粉の形状が多面体形状で、その含有量が結着樹脂１００重量部に対して１００〜２００重量部の範囲であり、前記第２磁性粉の形状が球形である静電潜像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００８】
ここで、良好な画像濃度を一層安定して得る観点から、第２磁性粉の外添量はトナー粒子に対して２．０〜１５．０ｗｔ％の範囲とすのが好ましい。
【０００９】
また、画像流れを一層効果的に防止する観点から、第１磁性粉として８面体形状のものを用いるのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、トナー粒子に特定の磁性粉を特定量含有させることによって、トナーによる感光体表面の研磨性を向上させることができることをまず見出した。しかし、トナー粒子に多くの磁性粉を含有させるとトナーの飽和磁化が高くなりすぎ、トナー凝集や流動性の低下、さらには現像スリーブ（現像剤担持体）から感光体（静電潜像担持体）へトナーが移動せず現像性の低下が生じるという知見も得られた。そこで、かかる不具合を防止すべく本発明者等がさらに検討を重ねた結果、トナー粒子表面に特定の磁性粉を外添することによって、前記不具合を解消できることを見出し本発明をなすに至った。
【００１１】
すなわち、本発明で使用するトナーの大きな特徴の一つは、多面体形状の磁性粉（第１磁性粉）を結着樹脂１００重量部に対して１００〜２００重量部の範囲でトナー粒子に含有させたことにある。含有させる第１磁性粉を多面体形状のものとするのは、トナー表面に露出したときの感光体表面への研磨作用が大きくなり、感光体表面のオゾン劣化層やトナー成分の形成・付着を抑えることができ、画像流れを有効に防止できるからである。また、第１磁性粉の含有量が結着樹脂１００重量部に対して１００重量部より少ないと、感光体表面に対する十分な研磨作用が得られない一方、含有量が２００重量部より多いとトナーの飽和磁化が大きくなりすぎ、トナー凝集や流動性低下、現像性低下といった不具合が発生するからである。より好ましい第１磁性粉の含有量は１００〜１５０重量部の範囲である。
【００１２】
第１磁性粉として使用できるものとしては、その形状が多面体のものであればよく、中でも６，８，９面体のものが好ましい。磁性粉の材質としては、例えば四三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、三二酸化鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ３Ｏ４）、酸化鉄イットリウム（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄ガドリウム（Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ１２Ｏ１９）、酸化鉄ニッケル（ＮｉＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄ネオジウム（ＮｄＦｅＯ３）、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ１２Ｏ１９）、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ３）、鉄粉（Ｆｅ）、コバルト粉（Ｃｏ）、ニッケル粉（Ｎｉ）等が挙げられる。この中でも正８面体状の微粒子状四三酸化鉄（マグネタイト）が好適である。第１磁性粉の粒子径としては特に限定はないが、０．０５〜１．０μｍのものが好適である。
【００１３】
本発明で使用するトナーのもう一つの大きな特徴は球形の第２磁性粉をトナー粒子に外添したことにある。これにより、第２磁性粉がいわゆるスペーサ的効果を奏し、トナー同士間及びトナーと現像スリーブとの間の引力を小さくし、トナー凝集や流動性・現像性の低下が防止される。
【００１４】
本発明で使用できる第２磁性粉としては、その形状が球形のものであれば特に限定はなく従来公知のものが使用できる。第２磁性粉の材質としては、第１磁性粉で例示したものがここでも例示される。第２磁性粉の粒子径としては特に限定はないが、０．０５〜１．０μｍのものが好適である。第２磁性粉はシランカップリング剤やチタン系カップリング剤等で表面処理されていてもよい。また第２磁性粉の外添量はトナー粒子に対して２．０〜１５．０ｗｔ％の範囲が好ましい。外添量が２．０ｗｔ％より少ないと前記スペーサ的効果が十分には得られないおそれがある一方、外添量が１５．０ｗｔ％より多いとトナー流動性が低下し、現像スリーブ上のトナー薄層が乱れるおそれがある。より好ましい第２磁性粉の外添量は２．０〜５．０ｗｔ％の範囲である。
【００１５】
本発明のトナーで使用する結着樹脂としては特に限定はなく、例えばスチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂を挙げることができる。もちろん必要によりこれらの樹脂にその他の樹脂を併用してもよい。
【００１６】
スチレン−アクリル樹脂の基体となる単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ヒドロキシスチレン等のスチレン誘導体；メタクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、プロポキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルを挙げることができる。
【００１７】
上記各種単量体の混合物は、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等任意の方法で重合し、本発明で使用する結着樹脂とすることができる。かかる重合に際し、使用できる重合開始剤としては過酸化アセチル、過酸化デカノイル、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル、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−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等の公知の重合開始剤を使用することができる。これら重合開始剤は単量体総重量に対して０．１〜１５重量％の範囲で使用するのが好ましい。
【００１８】
またポリエステル樹脂は、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものであって、多価カルボン酸類としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、１，２，４−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、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸；マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、アゼライン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸、メチルメジック酸等の脂環式ジカルボン酸；これらカルボン酸の無水物や低級アルキルエステルが挙げられ、これらの１種又は２種以上が使用される。
【００１９】
ここで３価以上の成分の含有量は架橋度に依存し、所望の架橋度とするためにはその添加量を調整すればよい。一般的には、３価以上の成分の含有量は１５ｍｏｌ％以下が好ましい。
【００２０】
一方、ポリエステル樹脂に用いられる多価アルコール類としては、例えば、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、１，４−ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタングリコール、１，６−ヘキサングリコール等のアルキレングリコール類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ポリテトラメチレングリコール等のアルキレンエーテルグリコール類；１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡ等の脂環族多価アルコール類；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等のビスフェノール類及びビスフェノール類のアルキレンオキサイドを挙げることができ、これらの１種又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００２１】
なお、分子量の調整や反応の制御を目的として、モノカルボン酸、モノアルコールを必要により使用してもよい。モノカルボン酸としては、例えば安息香酸、パラオキシ安息香酸、トルエンカルボン酸、サリチル酸、酢酸、プロピオン酸及びステアリン酸等が挙げられる。モノアルコールとしては、ベンジルアルコール、トルエン−４−メタノール、シクロヘキサンメタノールなどのモノアルコールが挙げられる。
【００２２】
使用する結着樹脂はガラス転移温度が４５〜９０℃の範囲のものが好ましい。ガラス転移温度が４５℃未満の場合、トナーカートリッジや現像装置内で固まるおそれがあり、他方９０℃を超えると場合、紙などの被転写物にトナーが十分に定着しないことがあるからである。
【００２３】
本発明で使用するトナーは電荷制御剤や離型剤、表面処理剤などを必要により含有してもよい。電荷制御剤としては、これまで公知の電荷制御剤を使用でき、例えば正帯電性電荷制御剤としては、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等を使用でき、負帯電性電荷制御剤としては、オキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等を使用できる。
【００２４】
また離型剤としては、各種ワックス類や低分子量オレフィン系樹脂を使用することができる。ワックス類としては、例えば脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックスを使用することができる。低分子量オレフィン系樹脂としては、数平均分子量が１，０００〜１０，０００、特に２，０００〜６，０００の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等を使用することができ、特にポリプロピレンを好適に使用することができる。
【００２５】
表面処理剤としては、トナーの帯電制御性や嵩密度（流動性）等を調整するために、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末；ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末；ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。表面処理剤の添加量は、トナー当たり０．１〜２．０ｗｔ％の範囲が好ましい。当該表面処理剤とトナー粒子との混合は、例えばヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等を用いて行うことができる。
【００２６】
本発明で使用するトナーは、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、懸濁・乳化重合法等のそれ自体公知の方法で製造し得るが、製造設備や生産性などの点から粉砕分級法が好適に使用できる。かかる粉砕分級法では、結着樹脂及び第１磁性粉、必要により電荷制御剤、離型剤などのトナー組成物をヘンシェルミキサーやＶ型混合機などで前混合した後、二軸押出機などの融混練装置を用いて溶融混練する。この溶融混練物を冷却した後、粗粉砕・微粉砕し、必要によりその後分級して、所定の粒度分布を有するトナー粒子とする。そしてこのトナー粒子の表面を第２磁性粉および必要により表面処理剤で処理しトナーとする。なお、本発明で使用するトナーはそのまま一成分系現像剤として用いてもよいし、キャリアと混合して二成分系現像剤として用いてもよい。
【００２７】
図１に、以上説明したトナーを用いた現像装置の一実施形態を示す断面図を示す。この現像装置４は、マグネットローラ４１ｂを現像スリーブ４１ａに固定内蔵させた現像剤担持体４１と、スパイラル状の第一撹拌搬送部材４２と、同じくスパイラル状の第二撹拌搬送部材４３とを備える。現像スリーブ４１ａに内蔵されたマグネットローラ４１ｂの非晶質シリコン感光体（像担持体）１の対向位置に磁極Ｎ１、そしてこの磁極Ｎ１から現像スリーブ回転方向上流側に磁極Ｓ１が着磁されている。さらには磁極Ｓ１から現像スリーブ回転方向上流側に約８０°の位置に磁極Ｎ２（第３磁極）が着磁され、磁極Ｎ１から現像スリーブ回転方向下流側に約８０°の位置に磁極Ｓ２（第４磁極）が着磁されている。
【００２８】
そして現像剤担持体４１から離間した、マグネットローラ４１ｂの磁極Ｓ１の対向位置に、下面に磁石（磁気部材）４５ａを備えたブレード（現像剤規制部材）４５が配設されている。また、第二撹拌搬送部材４３の右側側壁にはトナー量を検知するためのトナーセンサ４４が配設されている。このトナーセンサ４４により現像装置４内のトナー量の不足が検知されると、トナーホッパー（不図示）から現像装置４にトナーｔが供給される。供給されたトナーｔは、まず第２撹拌搬送部材４３により図の手前から奥方向に撹拌されながら搬送され、奥側端部で第二撹拌搬送部材４３から第一撹拌搬送部材４２に送られる。そして、第一撹拌搬送４２により図の奥から手前方向に撹拌されながら搬送され、その間に現像スリーブ４１ａに適宜供給される。
【００２９】
すなわち、第一撹拌搬送部材４２及び第二撹拌搬送部材４３で撹拌されたトナーｔは、マグネットローラ４１ｂに着磁された磁極Ｎ２の磁力により現像スリーブ４１ａ上に汲み上げられる。そして現像スリーブ４１ａの回転によってブレード４５と現像スリーブ４１ａとの間隙部分に搬送される。この間隙をトナーｔが通過する際に、磁極Ｓ１とブレード４５とによって現像部に送られるトナー量が規制されると同時にトナー薄層が形成される。さらにはトナーｔに摩擦帯電が付与される。もちろん、現像スリーブ４１ａ上を搬送される間に主に現像スリーブ４１ａとの摩擦によってもトナーは帯電する。そして、感光体ドラム１の対向領域である現像部に搬送されてきたトナーｔによって、感光体ドラム１上の静電潜像が現像される。
【００３０】
感光体ドラム１上の静電潜像を現像する方法は、感光体ドラム１の非露光部と逆極性の電荷を持ったトナーで静電潜像の現像を行う正現像法、および非露光部と同極性の電荷を持ったトナーで静電潜像の現像を行う反転現像法のいずれでもよく、また現像方式としてはトナー薄層と感光体が接触する接触現像方式および両者が接触しないジャンピング現像方式のいずれでもよいが、高品質の画像を得る観点からは反転現像法およびジャンピング現像方式が好ましく、さらにはこれらの組み合わせがより好ましい。この場合、感光体ドラム１はトナーｔと同極性に帯電され、潜像部分の電荷が露光により除去される。そして現像部において現像スリーブ４１ａと感光体ドラム１との間に、現像バイアスとして直流に交流を重畳した交互電圧が印加されて、現像スリーブ４１ａ上のトナーｔが感光体ドラム１上の電荷の除去された静電潜像にジャンピングし付着して、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００３１】
また、図１の現像装置では、マグネットローラ４１ｂの第２磁極Ｓ１から現像スリーブ回転方向と上流側に約８０°の位置に、第２磁極Ｓ１と逆極性の第３磁極Ｎ２が着磁されている。この第３磁極Ｎ２は、現像装置内のトナーを現像スリーブ４１ａ上に所定量汲み上げる作用を奏すると共に、第２磁極Ｓ１と協同で現像スリーブ４１ａ上のトナーを回転させて帯電させる作用を奏する。現像スリーブ４１ａ上にトナーを汲み上げる作用を奏する限り、第３磁極Ｎ２の磁束密度に特に限定はない。なお、図１の現像装置ではマグネットローラ４１ｂに４つの磁極を設けているが、少なくとも磁極Ｎ１と磁極Ｓ１とを設けていればよく、必要により磁極をさらに設けてももちろん構わない。
【００３２】
また、トナーの搬送性を向上させて均一な薄層を得るためには現像スリーブ４１ａの表面粗さは４．０μｍ以上が好ましく、他方表面粗さが大きすぎると画像濃度が低下傾向となるので、その上限値は７．０μｍとするのが好ましい。なお、表面粗さはＪＩＳ Ｂ ０６０１で定められた十点平均粗さを表す。現像スリーブ４１ａの表面粗さを前記範囲にするには、例えば現像スリーブをブラスト処理すればよく、ブラスト材の種類や圧縮空気圧力、ブラスト時間、ブラストノズルと現像剤担持体との距離などを適宜調整して所望の表面粗さとすればよい。ここで用いるブラスト材としては例えばサンドやガラスビーズ、鋼球などが挙げられる。また現像スリーブ４１ａの材料としては、例えばステンレス鋼やアルミニウム合金などの非磁性のものがよく、耐摩耗性などを考慮すればステンレス鋼が好ましい。
【００３３】
ブレード４５と現像スリーブ４１ａとの間隙は、得たいトナー薄層の厚さやトナー帯電量などの観点から適宜決定すればよいが、一般に０．２５〜０．４０ｍｍの範囲が好ましい。前記間隙が０．２５ｍｍより狭いと静電潜像の現像に必要なトナーが現像部に搬送されないおそれがあり、他方０．４０ｍｍよりも広いと均一なトナー帯電量が得られないおそれがあるからである。
【００３４】
本発明で使用する感光体（静電潜像担持体）は非晶質シリコン感光体である。この感光体の形状に限定はなく、従来公知の形状を用いることができる。例えばドラム状、シート状、ベルト状、ウェブ状などの形状が挙げられる。この中でもドラム状が好適である。
【００３５】
次に本発明の画像形成装置について説明する。図２は、本発明の画像形成装置の一例を示す断面図である。帯電手段２により感光体１の表面を正極性に一様に帯電させる。つぎに露光手段３で感光体１の表面に静電潜像（露光部）を形成する。そして、前記説明した現像装置４を用いて、内部に磁石を内蔵する現像スリーブ上に形成されたトナー薄層によって、前記静電潜像にトナーを付着させ可視像化する。転写手段５において、かかる感光体１上のトナー像を被転写部材７へ転写する。被転写部材７上のトナー像は、その後図示しない定着手段において熱及び圧力が加えられて被転写部材７上に溶融定着する。一方、感光体１上に残存する、転写しなかったトナーは、クリーニング手段６において、クリーニングブラシ６１で予め清掃され、つぎにクリーニングブレード６２によって完全に清掃される。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明のトナーについて実施例に基づいてさらに詳述する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００３７】
（結着樹脂の製造）
スチレンモノマー７０重量部とアクリル酸ブチルモノマー３０重量部とを、重合開始剤としての２，２−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）（「Ｖ−６５」和光純薬社製）６重量部と溶媒としてのトルエン２００重量部とからなる溶液中に３時間かけて滴下した。なお、重合容器にコンデンサを取り付け、トルエンを還流しながら重合を行った。滴下後６０℃に保持した状態で１２時間重合した。その後、トルエンを減圧蒸留して除去し、スチレン−アクリル系の結着樹脂を得た。
【００３８】
（８面体磁性粉の製造）
Ｆｅ２＋を１．５ｍｏｌ／Ｌを含む硫酸第一鉄２０Ｌと、等量の３．４０ＮのＮａＯＨ水溶液２０Ｌとを混合し、ｐＨ１２．５、温度９０℃のＦｅ（ＯＨ）２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。Ｆｅ（ＯＨ）２を含む第一鉄塩水溶液に温度９０℃において毎分１００Ｌの空気を２２０分間通気して磁性粉を生成した。生成した磁性粉を常法により水洗、ろ別、乾操、粉砕することで、８面体を呈する磁性粉を得た。
【００３９】
（球形磁性粉の製造）
Ｆｅ２＋を１．７ｍｏｌ／Ｌを含む硫酸第一鉄１．７４６Ｌと、１．３４６ＮのＮａＯＨ水溶液２．８２４Ｌとを混合し、温度９０℃のＦｅ（ＯＨ）２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。Ｆｅ（ＯＨ）２を含む第一鉄塩水溶液に温度９０℃において毎分１５Ｌの空気を１８０分間通気して、ｐＨ６．８で酸化反応を行った。その後、反応液のｐＨ値が降下し始めｐＨ６．０となった時に、上記マグネタイト粒子を含む第一鉄塩水溶液に４ＮのＮａＯＨ水溶液を０．４Ｌ加え、ｐＨ１１．６、温度９０℃において毎分１５Ｌの空気を６０分間通気して磁性粉を生成した。生成した磁性粉を常法により水洗、ろ別、乾操、粉砕することで、球形を呈する磁性粉を得た。
【００４０】
実施例１
前記作製した結着樹脂を１００重量部、８面体形状磁性粉を１５０重量部、帯電制御剤（「ＢＯＮＴＲＯＮ Ｎ−０７」オリエント化学社製）５重量部、ワックス（「ビスコール６６０Ｐ」三洋化成社製）３重量部をヘンシェルミキサーで（羽根速度：３，０００ｒｐｍ）５分混合した後、二軸押出機（「ＰＣＭ３０」池貝社製）で投入量１２ｋｇ／ｈ、シリンダ温度１２０℃、軸回転数２００ｒｐｍで溶融混練して得たトナー用樹脂組成物を、気流式粉砕機（「ＩＤＳ−２」日本ニューマチック社製）で微粉砕し、風力分級機で分級処理して、平均粒径８μｍのトナー粒子を得た。このトナー粒子に対して、球形磁性粉５．０ｗｔ％とシリカ微粒子（「ＴＧ−８２０Ｆ」キャボット社製）０．６ｗｔ％をへンシェルミキサー（羽根速度：３，０００ｒｐｍ）で２分間混合添加することで実施例１のトナーを得た。
【００４１】
実施例２
８面体形状磁性粉を１００重量部とし、球形磁性粉を２重量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例２のトナーを得た。
【００４２】
実施例３
８面体形状磁性粉を１００重量部とし、球形磁性粉を１５重量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例３のトナーを得た。
【００４３】
実施例４
８面体形状磁性粉を２００重量部とし、球形磁性粉を２重量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例４のトナーを得た。
【００４４】
実施例５
８面体形状磁性粉を２００重量部とし、球形磁性粉を１５重量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例５のトナーを得た。
【００４５】
比較例１
８面体形状磁性粉を９０重量部とし、球形磁性粉を５重量部とした以外は、実施例１と同様にして比較例１のトナーを得た。
【００４６】
比較例２
８面体形状磁性粉を２１０重量部とし、球形磁性粉を１０重量部とした以外は、実施例１と同様にして比較例２のトナーを得た。
【００４７】
比較例３
第１磁性粉として球形の磁性粉を使用した以外は、実施例１と同様にして比較例５のトナーを得た。
【００４８】
比較例４
第２磁性粉として８面体形状磁性粉を使用した以外は、実施例１と同様にして比較例６のトナーを得た。
【００４９】
（特性評価）
前記作製した各トナーを用いて、図２の構成を有する「ＫＭ−３５３０」京セラミタ社製で３５℃／８５％の環境下の初期の画像濃度（ＩＤ）、画像流れ、薄層ムラを評価した。具体的評価方法は下記の通りである。結果を表１に示す。なお、感光体として非晶質シリコン感光体を用い、バイアス電源として周波数２．５ｋＨｚ、ピーク・ピーク電圧１．９ｋＶの交流電圧に１６０Ｖの直流を重畳させたものを用い、感光ドラム上の潜像の表面電位を明部１０Ｖ、暗部２４０Ｖにし、現像スリーブと感光ドラムの間隙を３２０μｍに設定してジャンピング現像を行った。またブレードと現像スリーブとの間隙は０．３ｍｍ、磁極Ｓ１の磁束密度７０ｍＴとした。
【００５０】
（画像濃度の測定）
反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６ＤＳ）を用いて複写画像黒べた部の濃度を測定した。評価基準としては、初期画像濃度が１．３以上を「○」、１．３〜１．２８を「△」、１．２８未満を「×」とした。
【００５１】
（画像流れ）
３５℃、８５％ＲＨにおいて、Ａ４タテ通紙で５千枚耐刷を行った後、複写画像を目視によって観察し画像流れの有無を判定した。
【００５２】
（薄層ムラ）
耐刷試験前に現像スリーブの状態を目視により観察しトナー薄層ムラの有無を判定した。
【００５３】
【表１】
【００５４】
本発明の要件を満足する実施例１〜５のトナーでは、初期の画像濃度（ＩＤ）は良好な値であった。また画像流れ及びトナー薄層ムラも発生しなかった。これに対し、第１磁性粉の含有量が少ない比較例１のトナーでは、第１磁性粉による感光体表面の研磨作用が十分には得られず画像流れが発生した。逆に第１磁性粉の含有量が多い比較例２のトナーでは、トナーの飽和磁化が大きくなりすぎ薄層ムラが発生した。また第１磁性粉として球形のものを使用した比較例３のトナーでは、感光体表面の研磨作用が十分には得られず画像流れが発生した。第２磁性粉として８面体形状のものを使用した比較例４のトナーでは、トナー薄層ムラが発生した。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置では、多面体形状の第１磁性粉を結着樹脂１００重量部に対して１００〜２００重量部含有させたトナーを用いるので、トナー表面に露出した第１磁性粉によって感光体表面が研磨され、感光体表面のオゾン劣化層やトナー成分の形成・付着が抑えられ、画像流れが有効に防止される。また本発明で用いるトナーは、形状が球形の第２磁性粉をトナー粒子表面に外添させたものであるので、トナー同士間及びトナーと現像スリーブとの間の引力を小さくでき、トナー凝集や流動性・現像性の低下を防止できる。
【００５６】
第２磁性粉の外添量をトナー粒子に対して２．０〜１５．０ｗｔ％の範囲とすると、良好な画像濃度が一層安定して得られる。
【００５７】
また、第１磁性粉として８面体形状のものを用いると、画像流れを一層効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する現像装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体）
２ 帯電手段
３ 露光手段
４ 現像手段
５ 転写手段
６ クリーニング手段
７ 被転写部材
ｔ トナー（静電現像用トナー）
Ｎ１ 第１磁極
Ｓ１ 第２磁極
Ｎ２ 第３磁極
Ｓ２ 第４磁極
４１ 現像剤担持体
４１ａ 現像スリーブ
４１ｂ マグネットローラ
４２ 第一撹拌搬送部材
４３ 第二撹拌搬送部材
４４ トナーセンサ
４５ ブレード（現像剤規制部材）
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電現像用トナー（以下、単に「トナー」と記すことがある）を用いた画像形成装置に関し、より詳細には非晶質シリコン感光体と磁性トナーを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法における画像形成方法として、コロナ放電などの帯電手段によって感光体表面を一様に帯電させた後、露光手段によって感光体表面に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって現像し、感光体上に形成されたトナー画像を紙などの転写材に転写して定着させる方式が一般に用いられる。
【０００３】
このような方式の画像形成方法において、コロナ放電などの帯電手段においてオゾンが発生する。感光体として非晶質シリコン感光体を用いた場合、このオゾンによって感光体表面が酸化されて感光体表面にオゾン劣化層が形成される。そして、非晶質シリコン感光体の吸着水分がこのオゾン劣化層に転移して静電潜像を感光体の軸方向などに漏出させる、いわゆる画像流れという現象が生じる。
【０００４】
そこでこのような画像流れを防止するため、例えば特許文献１では、非晶質シリコン感光体に対して特定の樹脂被覆キャリアと特定のトナーとを使用する画像形成方法が提案されている。しかし、この提案された画像形成方法では画像流れを十分には防止することができない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２７８６６１号公報（特許請求の範囲、
【００４３】段〜【００８１】段）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、感光体として非晶質シリコン感光体を用いた場合であっても、画像流れが生じず、良好な画像が安定して得られる画像形成装置を提供することをその目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記静電潜像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、この現像手段により現像された静電潜像担持体のトナーを被転写部材に転写させる転写手段と、被転写部材上にトナーを溶融定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、前記静電潜像担持体として非晶質シリコン感光体を用い、前記トナーとして、結着樹脂と第１磁性粉とを有するトナー粒子の表面に第２磁性粉を外添してなり、前記第１磁性粉の形状が多面体形状で、その含有量が結着樹脂１００重量部に対して１００〜２００重量部の範囲であり、前記第２磁性粉の形状が球形である静電潜像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００８】
ここで、良好な画像濃度を一層安定して得る観点から、第２磁性粉の外添量はトナー粒子に対して２．０〜１５．０ｗｔ％の範囲とすのが好ましい。
【０００９】
また、画像流れを一層効果的に防止する観点から、第１磁性粉として８面体形状のものを用いるのが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、前記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、トナー粒子に特定の磁性粉を特定量含有させることによって、トナーによる感光体表面の研磨性を向上させることができることをまず見出した。しかし、トナー粒子に多くの磁性粉を含有させるとトナーの飽和磁化が高くなりすぎ、トナー凝集や流動性の低下、さらには現像スリーブ（現像剤担持体）から感光体（静電潜像担持体）へトナーが移動せず現像性の低下が生じるという知見も得られた。そこで、かかる不具合を防止すべく本発明者等がさらに検討を重ねた結果、トナー粒子表面に特定の磁性粉を外添することによって、前記不具合を解消できることを見出し本発明をなすに至った。
【００１１】
すなわち、本発明で使用するトナーの大きな特徴の一つは、多面体形状の磁性粉（第１磁性粉）を結着樹脂１００重量部に対して１００〜２００重量部の範囲でトナー粒子に含有させたことにある。含有させる第１磁性粉を多面体形状のものとするのは、トナー表面に露出したときの感光体表面への研磨作用が大きくなり、感光体表面のオゾン劣化層やトナー成分の形成・付着を抑えることができ、画像流れを有効に防止できるからである。また、第１磁性粉の含有量が結着樹脂１００重量部に対して１００重量部より少ないと、感光体表面に対する十分な研磨作用が得られない一方、含有量が２００重量部より多いとトナーの飽和磁化が大きくなりすぎ、トナー凝集や流動性低下、現像性低下といった不具合が発生するからである。より好ましい第１磁性粉の含有量は１００〜１５０重量部の範囲である。
【００１２】
第１磁性粉として使用できるものとしては、その形状が多面体のものであればよく、中でも６，８，９面体のものが好ましい。磁性粉の材質としては、例えば四三酸化鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、三二酸化鉄（γ−Ｆｅ２Ｏ３）、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ３Ｏ４）、酸化鉄イットリウム（Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄ガドリウム（Ｇｄ３Ｆｅ５Ｏ１２）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ１２Ｏ１９）、酸化鉄ニッケル（ＮｉＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄ネオジウム（ＮｄＦｅＯ３）、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ１２Ｏ１９）、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ２Ｏ４）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ３）、鉄粉（Ｆｅ）、コバルト粉（Ｃｏ）、ニッケル粉（Ｎｉ）等が挙げられる。この中でも正８面体状の微粒子状四三酸化鉄（マグネタイト）が好適である。第１磁性粉の粒子径としては特に限定はないが、０．０５〜１．０μｍのものが好適である。
【００１３】
本発明で使用するトナーのもう一つの大きな特徴は球形の第２磁性粉をトナー粒子に外添したことにある。これにより、第２磁性粉がいわゆるスペーサ的効果を奏し、トナー同士間及びトナーと現像スリーブとの間の引力を小さくし、トナー凝集や流動性・現像性の低下が防止される。
【００１４】
本発明で使用できる第２磁性粉としては、その形状が球形のものであれば特に限定はなく従来公知のものが使用できる。第２磁性粉の材質としては、第１磁性粉で例示したものがここでも例示される。第２磁性粉の粒子径としては特に限定はないが、０．０５〜１．０μｍのものが好適である。第２磁性粉はシランカップリング剤やチタン系カップリング剤等で表面処理されていてもよい。また第２磁性粉の外添量はトナー粒子に対して２．０〜１５．０ｗｔ％の範囲が好ましい。外添量が２．０ｗｔ％より少ないと前記スペーサ的効果が十分には得られないおそれがある一方、外添量が１５．０ｗｔ％より多いとトナー流動性が低下し、現像スリーブ上のトナー薄層が乱れるおそれがある。より好ましい第２磁性粉の外添量は２．０〜５．０ｗｔ％の範囲である。
【００１５】
本発明のトナーで使用する結着樹脂としては特に限定はなく、例えばスチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂を挙げることができる。もちろん必要によりこれらの樹脂にその他の樹脂を併用してもよい。
【００１６】
スチレン−アクリル樹脂の基体となる単量体としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ヒドロキシスチレン等のスチレン誘導体；メタクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、プロポキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルを挙げることができる。
【００１７】
上記各種単量体の混合物は、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等任意の方法で重合し、本発明で使用する結着樹脂とすることができる。かかる重合に際し、使用できる重合開始剤としては過酸化アセチル、過酸化デカノイル、過酸化ラウロイル、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル、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−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等の公知の重合開始剤を使用することができる。これら重合開始剤は単量体総重量に対して０．１〜１５重量％の範囲で使用するのが好ましい。
【００１８】
またポリエステル樹脂は、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものであって、多価カルボン酸類としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、１，２，４−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、ピロメリット酸等の芳香族多価カルボン酸；マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、アゼライン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸等の脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸、メチルメジック酸等の脂環式ジカルボン酸；これらカルボン酸の無水物や低級アルキルエステルが挙げられ、これらの１種又は２種以上が使用される。
【００１９】
ここで３価以上の成分の含有量は架橋度に依存し、所望の架橋度とするためにはその添加量を調整すればよい。一般的には、３価以上の成分の含有量は１５ｍｏｌ％以下が好ましい。
【００２０】
一方、ポリエステル樹脂に用いられる多価アルコール類としては、例えば、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、１，４−ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタングリコール、１，６−ヘキサングリコール等のアルキレングリコール類；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ポリテトラメチレングリコール等のアルキレンエーテルグリコール類；１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡ等の脂環族多価アルコール類；ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等のビスフェノール類及びビスフェノール類のアルキレンオキサイドを挙げることができ、これらの１種又は２種以上を組み合わせて使用できる。
【００２１】
なお、分子量の調整や反応の制御を目的として、モノカルボン酸、モノアルコールを必要により使用してもよい。モノカルボン酸としては、例えば安息香酸、パラオキシ安息香酸、トルエンカルボン酸、サリチル酸、酢酸、プロピオン酸及びステアリン酸等が挙げられる。モノアルコールとしては、ベンジルアルコール、トルエン−４−メタノール、シクロヘキサンメタノールなどのモノアルコールが挙げられる。
【００２２】
使用する結着樹脂はガラス転移温度が４５〜９０℃の範囲のものが好ましい。ガラス転移温度が４５℃未満の場合、トナーカートリッジや現像装置内で固まるおそれがあり、他方９０℃を超えると場合、紙などの被転写物にトナーが十分に定着しないことがあるからである。
【００２３】
本発明で使用するトナーは電荷制御剤や離型剤、表面処理剤などを必要により含有してもよい。電荷制御剤としては、これまで公知の電荷制御剤を使用でき、例えば正帯電性電荷制御剤としては、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等を使用でき、負帯電性電荷制御剤としては、オキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等を使用できる。
【００２４】
また離型剤としては、各種ワックス類や低分子量オレフィン系樹脂を使用することができる。ワックス類としては、例えば脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックスを使用することができる。低分子量オレフィン系樹脂としては、数平均分子量が１，０００〜１０，０００、特に２，０００〜６，０００の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等を使用することができ、特にポリプロピレンを好適に使用することができる。
【００２５】
表面処理剤としては、トナーの帯電制御性や嵩密度（流動性）等を調整するために、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末；ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末；ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等を挙げることができ、これらの１種又は２種以上を併用することができる。表面処理剤の添加量は、トナー当たり０．１〜２．０ｗｔ％の範囲が好ましい。当該表面処理剤とトナー粒子との混合は、例えばヘンシェルミキサー、Ｖ型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等を用いて行うことができる。
【００２６】
本発明で使用するトナーは、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、懸濁・乳化重合法等のそれ自体公知の方法で製造し得るが、製造設備や生産性などの点から粉砕分級法が好適に使用できる。かかる粉砕分級法では、結着樹脂及び第１磁性粉、必要により電荷制御剤、離型剤などのトナー組成物をヘンシェルミキサーやＶ型混合機などで前混合した後、二軸押出機などの融混練装置を用いて溶融混練する。この溶融混練物を冷却した後、粗粉砕・微粉砕し、必要によりその後分級して、所定の粒度分布を有するトナー粒子とする。そしてこのトナー粒子の表面を第２磁性粉および必要により表面処理剤で処理しトナーとする。なお、本発明で使用するトナーはそのまま一成分系現像剤として用いてもよいし、キャリアと混合して二成分系現像剤として用いてもよい。
【００２７】
図１に、以上説明したトナーを用いた現像装置の一実施形態を示す断面図を示す。この現像装置４は、マグネットローラ４１ｂを現像スリーブ４１ａに固定内蔵させた現像剤担持体４１と、スパイラル状の第一撹拌搬送部材４２と、同じくスパイラル状の第二撹拌搬送部材４３とを備える。現像スリーブ４１ａに内蔵されたマグネットローラ４１ｂの非晶質シリコン感光体（像担持体）１の対向位置に磁極Ｎ１、そしてこの磁極Ｎ１から現像スリーブ回転方向上流側に磁極Ｓ１が着磁されている。さらには磁極Ｓ１から現像スリーブ回転方向上流側に約８０°の位置に磁極Ｎ２（第３磁極）が着磁され、磁極Ｎ１から現像スリーブ回転方向下流側に約８０°の位置に磁極Ｓ２（第４磁極）が着磁されている。
【００２８】
そして現像剤担持体４１から離間した、マグネットローラ４１ｂの磁極Ｓ１の対向位置に、下面に磁石（磁気部材）４５ａを備えたブレード（現像剤規制部材）４５が配設されている。また、第二撹拌搬送部材４３の右側側壁にはトナー量を検知するためのトナーセンサ４４が配設されている。このトナーセンサ４４により現像装置４内のトナー量の不足が検知されると、トナーホッパー（不図示）から現像装置４にトナーｔが供給される。供給されたトナーｔは、まず第２撹拌搬送部材４３により図の手前から奥方向に撹拌されながら搬送され、奥側端部で第二撹拌搬送部材４３から第一撹拌搬送部材４２に送られる。そして、第一撹拌搬送４２により図の奥から手前方向に撹拌されながら搬送され、その間に現像スリーブ４１ａに適宜供給される。
【００２９】
すなわち、第一撹拌搬送部材４２及び第二撹拌搬送部材４３で撹拌されたトナーｔは、マグネットローラ４１ｂに着磁された磁極Ｎ２の磁力により現像スリーブ４１ａ上に汲み上げられる。そして現像スリーブ４１ａの回転によってブレード４５と現像スリーブ４１ａとの間隙部分に搬送される。この間隙をトナーｔが通過する際に、磁極Ｓ１とブレード４５とによって現像部に送られるトナー量が規制されると同時にトナー薄層が形成される。さらにはトナーｔに摩擦帯電が付与される。もちろん、現像スリーブ４１ａ上を搬送される間に主に現像スリーブ４１ａとの摩擦によってもトナーは帯電する。そして、感光体ドラム１の対向領域である現像部に搬送されてきたトナーｔによって、感光体ドラム１上の静電潜像が現像される。
【００３０】
感光体ドラム１上の静電潜像を現像する方法は、感光体ドラム１の非露光部と逆極性の電荷を持ったトナーで静電潜像の現像を行う正現像法、および非露光部と同極性の電荷を持ったトナーで静電潜像の現像を行う反転現像法のいずれでもよく、また現像方式としてはトナー薄層と感光体が接触する接触現像方式および両者が接触しないジャンピング現像方式のいずれでもよいが、高品質の画像を得る観点からは反転現像法およびジャンピング現像方式が好ましく、さらにはこれらの組み合わせがより好ましい。この場合、感光体ドラム１はトナーｔと同極性に帯電され、潜像部分の電荷が露光により除去される。そして現像部において現像スリーブ４１ａと感光体ドラム１との間に、現像バイアスとして直流に交流を重畳した交互電圧が印加されて、現像スリーブ４１ａ上のトナーｔが感光体ドラム１上の電荷の除去された静電潜像にジャンピングし付着して、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００３１】
また、図１の現像装置では、マグネットローラ４１ｂの第２磁極Ｓ１から現像スリーブ回転方向と上流側に約８０°の位置に、第２磁極Ｓ１と逆極性の第３磁極Ｎ２が着磁されている。この第３磁極Ｎ２は、現像装置内のトナーを現像スリーブ４１ａ上に所定量汲み上げる作用を奏すると共に、第２磁極Ｓ１と協同で現像スリーブ４１ａ上のトナーを回転させて帯電させる作用を奏する。現像スリーブ４１ａ上にトナーを汲み上げる作用を奏する限り、第３磁極Ｎ２の磁束密度に特に限定はない。なお、図１の現像装置ではマグネットローラ４１ｂに４つの磁極を設けているが、少なくとも磁極Ｎ１と磁極Ｓ１とを設けていればよく、必要により磁極をさらに設けてももちろん構わない。
【００３２】
また、トナーの搬送性を向上させて均一な薄層を得るためには現像スリーブ４１ａの表面粗さは４．０μｍ以上が好ましく、他方表面粗さが大きすぎると画像濃度が低下傾向となるので、その上限値は７．０μｍとするのが好ましい。なお、表面粗さはＪＩＳ Ｂ ０６０１で定められた十点平均粗さを表す。現像スリーブ４１ａの表面粗さを前記範囲にするには、例えば現像スリーブをブラスト処理すればよく、ブラスト材の種類や圧縮空気圧力、ブラスト時間、ブラストノズルと現像剤担持体との距離などを適宜調整して所望の表面粗さとすればよい。ここで用いるブラスト材としては例えばサンドやガラスビーズ、鋼球などが挙げられる。また現像スリーブ４１ａの材料としては、例えばステンレス鋼やアルミニウム合金などの非磁性のものがよく、耐摩耗性などを考慮すればステンレス鋼が好ましい。
【００３３】
ブレード４５と現像スリーブ４１ａとの間隙は、得たいトナー薄層の厚さやトナー帯電量などの観点から適宜決定すればよいが、一般に０．２５〜０．４０ｍｍの範囲が好ましい。前記間隙が０．２５ｍｍより狭いと静電潜像の現像に必要なトナーが現像部に搬送されないおそれがあり、他方０．４０ｍｍよりも広いと均一なトナー帯電量が得られないおそれがあるからである。
【００３４】
本発明で使用する感光体（静電潜像担持体）は非晶質シリコン感光体である。この感光体の形状に限定はなく、従来公知の形状を用いることができる。例えばドラム状、シート状、ベルト状、ウェブ状などの形状が挙げられる。この中でもドラム状が好適である。
【００３５】
次に本発明の画像形成装置について説明する。図２は、本発明の画像形成装置の一例を示す断面図である。帯電手段２により感光体１の表面を正極性に一様に帯電させる。つぎに露光手段３で感光体１の表面に静電潜像（露光部）を形成する。そして、前記説明した現像装置４を用いて、内部に磁石を内蔵する現像スリーブ上に形成されたトナー薄層によって、前記静電潜像にトナーを付着させ可視像化する。転写手段５において、かかる感光体１上のトナー像を被転写部材７へ転写する。被転写部材７上のトナー像は、その後図示しない定着手段において熱及び圧力が加えられて被転写部材７上に溶融定着する。一方、感光体１上に残存する、転写しなかったトナーは、クリーニング手段６において、クリーニングブラシ６１で予め清掃され、つぎにクリーニングブレード６２によって完全に清掃される。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明のトナーについて実施例に基づいてさらに詳述する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００３７】
（結着樹脂の製造）
スチレンモノマー７０重量部とアクリル酸ブチルモノマー３０重量部とを、重合開始剤としての２，２−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）（「Ｖ−６５」和光純薬社製）６重量部と溶媒としてのトルエン２００重量部とからなる溶液中に３時間かけて滴下した。なお、重合容器にコンデンサを取り付け、トルエンを還流しながら重合を行った。滴下後６０℃に保持した状態で１２時間重合した。その後、トルエンを減圧蒸留して除去し、スチレン−アクリル系の結着樹脂を得た。
【００３８】
（８面体磁性粉の製造）
Ｆｅ２＋を１．５ｍｏｌ／Ｌを含む硫酸第一鉄２０Ｌと、等量の３．４０ＮのＮａＯＨ水溶液２０Ｌとを混合し、ｐＨ１２．５、温度９０℃のＦｅ（ＯＨ）２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。Ｆｅ（ＯＨ）２を含む第一鉄塩水溶液に温度９０℃において毎分１００Ｌの空気を２２０分間通気して磁性粉を生成した。生成した磁性粉を常法により水洗、ろ別、乾操、粉砕することで、８面体を呈する磁性粉を得た。
【００３９】
（球形磁性粉の製造）
Ｆｅ２＋を１．７ｍｏｌ／Ｌを含む硫酸第一鉄１．７４６Ｌと、１．３４６ＮのＮａＯＨ水溶液２．８２４Ｌとを混合し、温度９０℃のＦｅ（ＯＨ）２を含む第一鉄塩水溶液を生成した。Ｆｅ（ＯＨ）２を含む第一鉄塩水溶液に温度９０℃において毎分１５Ｌの空気を１８０分間通気して、ｐＨ６．８で酸化反応を行った。その後、反応液のｐＨ値が降下し始めｐＨ６．０となった時に、上記マグネタイト粒子を含む第一鉄塩水溶液に４ＮのＮａＯＨ水溶液を０．４Ｌ加え、ｐＨ１１．６、温度９０℃において毎分１５Ｌの空気を６０分間通気して磁性粉を生成した。生成した磁性粉を常法により水洗、ろ別、乾操、粉砕することで、球形を呈する磁性粉を得た。
【００４０】
実施例１
前記作製した結着樹脂を１００重量部、８面体形状磁性粉を１５０重量部、帯電制御剤（「ＢＯＮＴＲＯＮ Ｎ−０７」オリエント化学社製）５重量部、ワックス（「ビスコール６６０Ｐ」三洋化成社製）３重量部をヘンシェルミキサーで（羽根速度：３，０００ｒｐｍ）５分混合した後、二軸押出機（「ＰＣＭ３０」池貝社製）で投入量１２ｋｇ／ｈ、シリンダ温度１２０℃、軸回転数２００ｒｐｍで溶融混練して得たトナー用樹脂組成物を、気流式粉砕機（「ＩＤＳ−２」日本ニューマチック社製）で微粉砕し、風力分級機で分級処理して、平均粒径８μｍのトナー粒子を得た。このトナー粒子に対して、球形磁性粉５．０ｗｔ％とシリカ微粒子（「ＴＧ−８２０Ｆ」キャボット社製）０．６ｗｔ％をへンシェルミキサー（羽根速度：３，０００ｒｐｍ）で２分間混合添加することで実施例１のトナーを得た。
【００４１】
実施例２
８面体形状磁性粉を１００重量部とし、球形磁性粉を２重量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例２のトナーを得た。
【００４２】
実施例３
８面体形状磁性粉を１００重量部とし、球形磁性粉を１５重量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例３のトナーを得た。
【００４３】
実施例４
８面体形状磁性粉を２００重量部とし、球形磁性粉を２重量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例４のトナーを得た。
【００４４】
実施例５
８面体形状磁性粉を２００重量部とし、球形磁性粉を１５重量部とした以外は、実施例１と同様にして実施例５のトナーを得た。
【００４５】
比較例１
８面体形状磁性粉を９０重量部とし、球形磁性粉を５重量部とした以外は、実施例１と同様にして比較例１のトナーを得た。
【００４６】
比較例２
８面体形状磁性粉を２１０重量部とし、球形磁性粉を１０重量部とした以外は、実施例１と同様にして比較例２のトナーを得た。
【００４７】
比較例３
第１磁性粉として球形の磁性粉を使用した以外は、実施例１と同様にして比較例５のトナーを得た。
【００４８】
比較例４
第２磁性粉として８面体形状磁性粉を使用した以外は、実施例１と同様にして比較例６のトナーを得た。
【００４９】
（特性評価）
前記作製した各トナーを用いて、図２の構成を有する「ＫＭ−３５３０」京セラミタ社製で３５℃／８５％の環境下の初期の画像濃度（ＩＤ）、画像流れ、薄層ムラを評価した。具体的評価方法は下記の通りである。結果を表１に示す。なお、感光体として非晶質シリコン感光体を用い、バイアス電源として周波数２．５ｋＨｚ、ピーク・ピーク電圧１．９ｋＶの交流電圧に１６０Ｖの直流を重畳させたものを用い、感光ドラム上の潜像の表面電位を明部１０Ｖ、暗部２４０Ｖにし、現像スリーブと感光ドラムの間隙を３２０μｍに設定してジャンピング現像を行った。またブレードと現像スリーブとの間隙は０．３ｍｍ、磁極Ｓ１の磁束密度７０ｍＴとした。
【００５０】
（画像濃度の測定）
反射濃度計（東京電色社製の型番ＴＣ−６ＤＳ）を用いて複写画像黒べた部の濃度を測定した。評価基準としては、初期画像濃度が１．３以上を「○」、１．３〜１．２８を「△」、１．２８未満を「×」とした。
【００５１】
（画像流れ）
３５℃、８５％ＲＨにおいて、Ａ４タテ通紙で５千枚耐刷を行った後、複写画像を目視によって観察し画像流れの有無を判定した。
【００５２】
（薄層ムラ）
耐刷試験前に現像スリーブの状態を目視により観察しトナー薄層ムラの有無を判定した。
【００５３】
【表１】
【００５４】
本発明の要件を満足する実施例１〜５のトナーでは、初期の画像濃度（ＩＤ）は良好な値であった。また画像流れ及びトナー薄層ムラも発生しなかった。これに対し、第１磁性粉の含有量が少ない比較例１のトナーでは、第１磁性粉による感光体表面の研磨作用が十分には得られず画像流れが発生した。逆に第１磁性粉の含有量が多い比較例２のトナーでは、トナーの飽和磁化が大きくなりすぎ薄層ムラが発生した。また第１磁性粉として球形のものを使用した比較例３のトナーでは、感光体表面の研磨作用が十分には得られず画像流れが発生した。第２磁性粉として８面体形状のものを使用した比較例４のトナーでは、トナー薄層ムラが発生した。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置では、多面体形状の第１磁性粉を結着樹脂１００重量部に対して１００〜２００重量部含有させたトナーを用いるので、トナー表面に露出した第１磁性粉によって感光体表面が研磨され、感光体表面のオゾン劣化層やトナー成分の形成・付着が抑えられ、画像流れが有効に防止される。また本発明で用いるトナーは、形状が球形の第２磁性粉をトナー粒子表面に外添させたものであるので、トナー同士間及びトナーと現像スリーブとの間の引力を小さくでき、トナー凝集や流動性・現像性の低下を防止できる。
【００５６】
第２磁性粉の外添量をトナー粒子に対して２．０〜１５．０ｗｔ％の範囲とすると、良好な画像濃度が一層安定して得られる。
【００５７】
また、第１磁性粉として８面体形状のものを用いると、画像流れを一層効果的に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する現像装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体）
２ 帯電手段
３ 露光手段
４ 現像手段
５ 転写手段
６ クリーニング手段
７ 被転写部材
ｔ トナー（静電現像用トナー）
Ｎ１ 第１磁極
Ｓ１ 第２磁極
Ｎ２ 第３磁極
Ｓ２ 第４磁極
４１ 現像剤担持体
４１ａ 現像スリーブ
４１ｂ マグネットローラ
４２ 第一撹拌搬送部材
４３ 第二撹拌搬送部材
４４ トナーセンサ
４５ ブレード（現像剤規制部材）
Claims (1)
- 静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記静電潜像担持体の表面に光を照射して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、この現像手段により現像された静電潜像担持体のトナーを被転写部材に転写させる転写手段と、被転写部材上にトナーを溶融定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、
前記静電潜像担持体として非晶質シリコン感光体を用い、
前記トナーとして、結着樹脂と第１磁性粉とを有するトナー粒子の表面に第２磁性粉を外添してなり、前記第１磁性粉の形状が多面体形状で、その含有量が結着樹脂１００重量部に対して１００〜２００重量部の範囲であり、前記第２磁性粉の形状が球形である静電潜像現像用トナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
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