JP4046342B2 - One-component magnetic toner for electrostatic latent image development and image forming apparatus - Google Patents
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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。
The present invention may be referred to as an amorphous silicon photoreceptor (hereinafter referred to as a-Si photoreceptor).
) As a latent image carrier and suitable for an electrostatic latent image developing one-component magnetic toner (hereinafter sometimes simply referred to as toner), and an image forming apparatus using such toner. More specifically, the toner layer carried on the developing roller of the developing device used in the image forming apparatus using the a-Si photosensitive member as the electrostatic latent image bearing member may be unevenly layered or a- S
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image in which occurrence of an image flow phenomenon on an i photoconductor is suppressed, and an image forming apparatus using such toner.
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。
In electrophotography, the toner used to make an electrostatic latent image a visible image is generally premixed with thermoplastic resin (binder resin), waxes, charge control agent, magnetic powder, and other additives. After that, the toner is manufactured as a toner having a desired particle diameter through each of the manufacturing steps of the melt kneading step, the pulverizing step, and the classification step. The toner manufactured in this manner is accumulated in a certain amount of electric charge due to frictional charging, and then the electrostatic latent image on the photosensitive member is developed and used for a desired visible image.
Here, the charge accumulated by frictional charging needs to be either positive or negative depending on the type of the photoreceptor on which the electrostatic latent image is formed. Further, the charge amount of the toner by frictional charging needs to be a sufficient amount to make the electrostatic latent image visible more accurately. Also,
In recent years, as a photoconductive photoconductor for forming an electrostatic latent image, it is pollution-free and has high sensitivity in place of a selenium photoconductor or an organic photoconductive photoconductor, and has a Vickers strength of 1,500 to 2,0
The a-Si photosensitive member is frequently used because it has properties such as 00 and very hard. Therefore, to develop an electrostatic latent image formed on an a-Si photoconductor, characteristics that contribute to maintaining the chargeability and durability of the photoconductor, that is, an image attached to the surface of the a-Si photoconductor It is desired to use a toner that has excellent properties for polishing ion products that may cause flow.
For this reason, not only a charge control agent or a conductive substance is added to the binder resin, but also toner particles are externally treated with inorganic particles such as silica, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, etc. The polarity and charge amount are controlled, and the durability and polishing properties are also controlled.
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）
Toners that define the release rate of i) have been proposed. (For example, see Patent Document 1)
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。
However, as described above, the toner described in Patent Document 1 is used in a two-component image forming method. When such a toner is used as it is as a magnetic one-component developer toner, it is used in a developing roll. Layer unevenness is likely to occur, especially in high temperature and low humidity environments.
There was a problem that such layer unevenness was likely to occur.
In addition, when such a toner is applied to an image forming apparatus using an a-Si photoreceptor, the polishing removal effect on ion products such as nitrogen oxides adhering to the surface is insufficient,
There was also a problem that the image flow phenomenon was likely to occur in a high temperature and high humidity environment.
Furthermore, when the toner described in Patent Document 1 repeats image formation for a long time,
There was also a problem that the image density was likely to decrease.
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。
Therefore, as a result of intensive studies on the cause of such a phenomenon, as a magnetic one-component toner for developing an electrostatic latent image, a titanium atom derived from the released titanium oxide fine particles with respect to the carbon atom (C) derived from the toner base ( The present invention has been completed by finding that the ratio of Ti) has an influence on the layer unevenness and the image flow phenomenon and optimizing the ratio.
That is, an object of the present invention is to provide a toner that suppresses the occurrence of layer unevenness and image flow phenomenon on the developing roller of an a-Si photosensitive member, and an image forming apparatus using such toner. .
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１００重量部に対して、０．５〜２．５重量部の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の製造方法であって、トナー母粒子と、酸化チタン微粒子と、を処理部にデフレクター（邪魔板）を有するヘンシェルミキサを用いて撹拌するとともに、当該ヘンシェルミキサの底面からのデフレクターの底面の高さＨとし、ヘンシェルミキサの深さをＤとした場合に、（（Ｈ／Ｄ）×１００）％を５〜３０％の範囲内の値とし、ヘンシェルミキサの回転方向に対するデフレクターの角度（圧接角）を、４５〜１３５°の範囲内の値とし、かつ、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）の割合として、下式で定義されるパーティクルアナライザーで測定され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静電潜像現像用一成分磁性トナーの製造方法が提供され、上述した問題点を解決することができる。
チタン原子（Ｔｉ）の割合＝
（Ｃ原子と同時に発光しなかったチタン原子のカウント数）／
（Ｃ原子と同時に発光したチタン原子のカウント数＋Ｃ原子と同時に発光しなかったチタン原子のカウント数）×１００（％）
According to the present invention, it is used in an image forming apparatus including an amorphous silicon photoreceptor as a latent image carrier , and 0.5 to 2.5 parts by weight of titanium oxide fine particles are externally added to 100 parts by weight of toner base particles. A method for producing an additive-processed one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image, in which toner base particles and titanium oxide fine particles are stirred using a Henschel mixer having a deflector (baffle plate) in a processing section, When the height H of the bottom surface of the deflector from the bottom surface of the Henschel mixer is D and the depth of the Henschel mixer is D, ((H / D) × 100)% is set to a value within the range of 5 to 30%. The angle of the deflector (pressure contact angle) with respect to the rotation direction of the Henschel mixer is set to a value within the range of 45 to 135 °, and free oxidation with respect to the carbon atoms (C) derived from the toner base particles. As a ratio of titanium atoms (Ti) derived from titanium fine particles, a ratio of titanium atoms (Ti) derived from free titanium oxide fine particles measured by a particle analyzer defined by the following formula is a value within a range of 15 to 22%. Thus, a method for producing a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image is provided, and the above-mentioned problems can be solved.
Ratio of titanium atom (Ti) =
(Count of titanium atoms that did not emit light simultaneously with C atoms) /
(Count of titanium atoms emitted simultaneously with C atoms + count of titanium atoms not emitted simultaneously with C atoms) × 100 (%)
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。
Further, in constituting the one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image of the present invention, the aggregated silica particles are further externally added, and the amount of the aggregated silica particles added is 100 parts by weight of the toner base particles. A value within the range of 0.5 to 5 parts by weight is preferred.
本発明の静電潜像現像用一成分磁性トナーの製造方法によれば、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の製造方法によれば、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。
According to the method for producing a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image of the present invention, even when applied to an image forming apparatus including an amorphous silicon photoreceptor as a latent image carrier, carbon atoms derived from toner mother particles By controlling the ratio of the free titanium oxide fine particle-derived titanium atoms (Ti) to (C), that is, the release rate of the titanium oxide fine particles within a predetermined range, the layer unevenness in a high-temperature and low-humidity environment and the high-temperature and high-humidity environment In addition, the occurrence of the image flow phenomenon in the image can be suppressed, and the decrease in the image density when the image formation is repeated can be suppressed.
In addition, according to the method for producing a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image of the present invention, by limiting the amount of titanium oxide fine particles added to a predetermined range, a good polishing effect on a photoreceptor and good charging characteristics can be obtained. Can be demonstrated.
また、本発明の静電潜像現像用一成分磁性トナーの製造方法によれば、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。 Further, according to the method for producing a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image of the present invention, the aggregated silica particles are further externally added, and the addition amount of the aggregated silica particles is limited to a predetermined range, It is possible to effectively suppress the occurrence of layer unevenness in a high temperature and low humidity environment while securing the property.
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。
Hereinafter, embodiments relating to a method for producing a toner for developing an electrostatic latent image according to the present invention will be specifically described with appropriate reference to the drawings.
［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の製造方法である。
すなわち、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１００重量部に対して、０．５〜２．５重量部の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の製造方法であって、トナー母粒子と、酸化チタン微粒子と、を処理部にデフレクター（邪魔板）を有するヘンシェルミキサを用いて撹拌するとともに、当該ヘンシェルミキサの底面からのデフレクターの底面の高さＨとし、ヘンシェルミキサの深さをＤとした場合に、（（Ｈ／Ｄ）×１００）％を５〜３０％の範囲内の値とし、ヘンシェルミキサの回転方向に対するデフレクターの角度（圧接角）を、４５〜１３５°の範囲内の値とし、かつ、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）の割合として、下式で定義されるパーティクルアナライザーで測定され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静電潜像現像用一成分磁性トナーの製造方法である。
チタン原子（Ｔｉ）の割合＝
（Ｃ原子と同時に発光しなかったチタン原子のカウント数）／
（Ｃ原子と同時に発光したチタン原子のカウント数＋Ｃ原子と同時に発光しなかったチタン原子のカウント数）×１００（％）
[First Embodiment]
The first embodiment is used in an image forming apparatus that includes an amorphous silicon photoconductor as a latent image carrier, and one component magnetism for electrostatic latent image development in which titanium oxide fine particles are externally added to toner base particles. A toner for carbon atoms (C) derived from the toner base particles,
This is a method for producing a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image, in which the ratio of the free titanium oxide fine particle-derived titanium atoms (Ti) is in the range of 15 to 22%.
That is, it is used in an image forming apparatus including an amorphous silicon photosensitive member as a latent image carrier, and statically coated with 0.5 to 2.5 parts by weight of titanium oxide fine particles with respect to 100 parts by weight of toner base particles. A method for producing a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image, in which toner mother particles and titanium oxide fine particles are agitated using a Henschel mixer having a deflector (baffle plate) in a processing section. When the height of the bottom surface of the deflector from the bottom surface is H and the depth of the Henschel mixer is D, ((H / D) × 100)% is a value within the range of 5 to 30%, and the rotation of the Henschel mixer is performed. The angle of the deflector (pressure contact angle) with respect to the direction is set to a value within the range of 45 to 135 °, and the free titanium oxide with respect to the carbon atoms (C) derived from the toner base particles As a ratio of fine particle-derived titanium atoms (Ti), a ratio of free titanium oxide fine particle-derived titanium atoms (Ti) measured by a particle analyzer defined by the following formula was set to a value within a range of 15 to 22%. This is a method for producing a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image.
Ratio of titanium atom (Ti) =
(Count of titanium atoms that did not emit light simultaneously with C atoms) /
(Count of titanium atoms emitted simultaneously with C atoms + count of titanium atoms not emitted simultaneously with C atoms) × 100 (%)
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. Toner Base Particles The toner base particles used in the first embodiment are preferably composed of, for example, a binder resin, waxes, a charge control agent, and magnetic powder.
（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。
(1) Binder resin The type of the binder resin used for the toner base particles of the first embodiment is not particularly limited. For example, styrene resin, acrylic resin, styrene-acrylic copolymer, polyethylene Thermoplastic resins such as polypropylene resins, polypropylene resins, vinyl chloride resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, polyvinyl alcohol resins, vinyl ether resins, N-vinyl resins, styrene-butadiene resins It is preferable.
（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。
(2) Waxes Further, it is preferable to add waxes in order to obtain the effect of fixing property and offset property.
The type of such wax is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene wax, polypropylene wax, fluororesin-based wax, Fischer-Tropsch wax, paraffin wax, ester wax, montan wax, rice wax and the like. One kind alone or a combination of two or more kinds may be mentioned.
Also, the amount of added wax is not particularly limited. For example, when the total amount of toner is 100% by weight, the added amount of wax is set to a value in the range of 1 to 5% by weight. Is preferred. If the amount of added wax is less than 1% by weight, there is a tendency that offset to the read head, image smearing, etc. cannot be effectively prevented, while if the added amount of wax exceeds 5% by weight. Further, the toners are fused with each other, and the storage stability tends to be lowered.
（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。
(3) Charge control agent In addition, in the toner, the charge level and the charge rise characteristic (indicator of whether or not the charge is charged to a constant charge level in a short time) are remarkably improved, and characteristics such as excellent durability and stability are obtained. Therefore, it is preferable to add a charge control agent.
The type of the charge control agent is not particularly limited. For example, positive charge such as nigrosine, a quaternary ammonium salt compound, a resin type charge control agent in which an amine compound is bonded to a resin, and the like. It is preferable to use a charge control agent exhibiting properties.
Further, when the total amount of the toner is 100% by weight, the amount of the charge control agent added is 1.0 to
A value within the range of 10% by weight is preferred. This is because the amount of charge control agent added is 1.0.
If it is less than% by weight, it is difficult to impart stable charge to the toner, and the image density may be lowered, so-called fogging may occur, and durability may be reduced. . On the other hand, if the addition amount of the charge control agent exceeds 10% by weight, there are cases where environmental resistance, particularly charging failure and image failure under high temperature and high humidity, and defects such as photoconductor contamination are likely to occur. .
（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。
(4) Magnetic powder In the toner, a known magnetic powder can be dispersed in the toner to constitute a magnetic toner. Preferred magnetic powder is a metal or alloy exhibiting ferromagnetism such as ferrite, magnetite, iron, cobalt, nickel, etc., a compound containing these ferromagnetic elements, or a magnetic element that does not contain ferromagnetic elements but is subjected to an appropriate heat treatment. An alloy that exhibits ferromagnetism can be cited. Moreover, it is preferable to make the average particle diameter of magnetic powder into the value within the range of 0.1-1 micrometer, and it is more preferable to set it as the value within the range of 0.1-0.5 micrometer. This is because the magnetic powder having such an average particle diameter is easy to handle, while it can be uniformly dispersed in the binder resin in the form of fine powder.
Moreover, it is preferable to treat the surface of the magnetic powder with a surface treatment agent such as a titanium coupling agent or a silane coupling agent. This is because the surface treatment can improve the hygroscopicity and dispersibility of the magnetic powder.
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。
2. Titanium oxide fine particle (1) liberation rate The ratio of the titanium atom (Ti) derived from the free titanium oxide fine particle to the carbon atom (C) derived from the toner base particle is defined as the liberation rate, and the liberation rate is 15 to 22%. The value is within the range of.
Here, the method for measuring the liberation rate is described in the annual meeting of the Electrophotographic Society (total 95 times), “J
“Apan Hardcopy '97”, “New Toner Evaluation Method, Toner Analysis by Particle Analyzer”, Toshiyuki Suzuki, Toshio Takahara, sponsored by the Electrophotographic Society, July 9, 1997
To 11 days, using the toner analysis method disclosed. In this toner analysis method, toner particles are excited by introducing the toner particles into plasma, and an emission spectrum accompanying the excitation is detected to perform analysis. According to this analysis method, it is possible to simultaneously detect an emission spectrum accompanying excitation of a plurality of elements, and it is also possible to measure the periodicity of the emission spectrum.
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。
More specifically, as shown in FIG. 6A, when
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。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the
3 emits light, but at this time, the
Thus, in a state where the
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。
As a specific measurement method, DP-1000 (manufactured by Horiba Seisakusho) was used, and after measurement under the following conditions, the light emission synchronism of titanium atoms (Ti) based on carbon atoms (C). Was applied to the following equation to determine the liberation rate of the titanium oxide
・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（％）
-Number of detected carbon atoms (C) in one measurement: 2500 to 3000
・ Noise cut level: 1.5 or less ・ Sort time: 20 digits
Gas: O 2 0.1%, He gas Analysis wavelength: Carbon atom (C) 247.860 nm
Silicon atom (Si): 288.160 nm
Titanium atom (Ti): 334.900 nm
Use channel: carbon atom (C) 3 or 4
Titanium atom (Ti): 1 or 2
Free rate of each atom (count number of atoms that did not emit light simultaneously with C atoms) / (count number of atoms that emitted light simultaneously with C atoms + count number of atoms that did not emit light simultaneously with C atoms) × 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。
The liberation rate of titanium oxide externally added to the toner thus measured was 15 to 22%.
A value within the range of. If this liberation rate exceeds 22%, the toner layer carried on the surface of the developing roller may be uneven in a high-temperature and low-humidity environment. Further, if image formation is repeated, the image density may decrease. It is.
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。
Here, the reason why the layer unevenness occurs is that when the titanium oxide fine particles released from the toner base particles exceed 22% in the initial state, the titanium oxide fine particles initially attached to the toner base particles also repeat the image formation. This is because the adhesion is weak and the toner is gradually released from the toner base particles by rubbing between the members arranged in the developing unit and between the toners. The titanium oxide fine particles released in this way adhere to the surface of the developing roller, and the titanium oxide fine particles adhering to the developing roller serve as nuclei, and further, the titanium oxide fine particles and the finely divided toner in the toner, and further agglomerate. This is because silica particles adhere. Therefore, it is considered that the transportability of the developing roller is deteriorated in that portion, and the layer unevenness occurs because an abnormal charge is imparted to the toner layer. FIG. 7 shows the state of attachment of the substance having the titanium oxide fine particles as nuclei to the developing roller surface by removing the toner layer carried on the developing roller at this time. In FIG. 7,
The reason why the image density decreases with repeated image formation is that the charge amount contributes greatly to the toner having a small average particle diameter, but the curvature radius increases when the toner particle diameter is half of the average value. This is because it becomes difficult to sufficiently hold the titanium oxide fine particles on the surface of the toner base particles. That is, when the liberation rate of the titanium oxide fine particles exceeds 22%, as the image formation is repeated, the titanium oxide fine particles do not adhere to the surface of the toner base particles having such a small particle size at the beginning. This is considered to be because the titanium oxide part particles cannot be held because the amount is sufficient, and the titanium oxide fine particles are separated from the toner base particles, and the toner base particles cannot be prevented from being excessively charged.
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。
On the other hand, when the liberation rate of the titanium oxide fine particles is less than 15%, the reason why the image flow occurs is as follows. Usually, fine particles of titanium oxide are added to the toner base particles by external addition treatment to the toner base particles at a rate as described later. Since the titanium oxide fine particles are considerably more conductive than the toner base particles, the titanium oxide fine particles released from the toner base particles in the transfer process of the toner image onto the paper in the image forming apparatus are not transferred to the paper and are latent in the cleaning process. The toner is removed from the surface of the latent image carrier together with the transfer residual toner from the carrier, and a part of the toner is held by a polishing member for polishing the surface of the latent image carrier. Then, the surface of the latent image carrier is formed by the titanium oxide held on the toner base particles held on the polishing means and the titanium oxide released from the toner (contained in the developer without adhering to the toner base particles). By removing substances that cause image flow such as attached nitrogen oxides, image flow can be prevented from occurring.
Here, the toner remaining on the latent image carrier after the transfer step contains titanium
（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。
(2) Average particle diameter The average particle diameter of the titanium oxide fine particles is set to a value in the range of 0.01 to 0.50 μm.
The reason for this is that when the average particle diameter of the titanium oxide fine particles is less than 0.01 μm, it becomes difficult to exert a uniform polishing effect, charge up occurs, and image flow occurs at high temperature and high humidity. This is because an image defect occurs. On the other hand, when the average particle size of the titanium oxide fine particles exceeds 0.50 μm, the variation in the charge amount in the toner increases.
This is because image density and durability may be reduced. Therefore, the average particle diameter of the titanium oxide fine particles is more preferably set to a value in the range of 0.02 to 0.4 μm.
. More preferably, the value is in the range of 05 to 0.3 μm.
In addition, the average particle diameter of the titanium oxide fine particles is a value of an average primary particle diameter, and was measured as follows. That is, using a magnification of 30,000 times to 100,000 times as appropriate and measuring the major axis and minor axis of 50 particles using an electron microscope JSM-880 (manufactured by JEOL Datum), The average was calculated.
（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。
(3) Surface treatment Further, the surface of the titanium oxide fine particles is treated with a titanate compound (including a titanium coupling agent). The reason is that by applying such a surface treatment,
This is because a hydrophobic group can be easily introduced on the surface of the titanium oxide fine particles. Therefore, by using the titanium oxide fine particles subjected to the surface treatment in this way, it is possible to prevent the charging characteristics from being deteriorated particularly under high temperature and high humidity conditions.
Here, preferred titanate compounds include isopropyl triisostearoyl titanium, vinyl trimethoxy titanium, naphthyltrimethoxy titanium, phenyl trimethoxy titanium, methyl trimethoxy titanium, ethyl trimethoxy titanium, propyl trimethoxy titanium, isobutyl trimethoxy titanium. , Octadecyltrimethoxytitanium or the like alone or in combination of two or more.
（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。
(4) Volume resistivity The volume resistivity of the titanium oxide fine particles is preferably set to a value of 1 × 10 4 Ω · cm or more.
This is because, when the volume resistivity becomes a value of less than 1 × 10 4 Ω · cm, the charging characteristics under high temperature and high humidity conditions may be significantly deteriorated. However, if the volume resistivity of the titanium oxide fine particles is excessively large, charge-up is likely to occur, and the charging characteristics under low temperature and low humidity conditions may be significantly reduced.
Therefore, the volume resistivity of the titanium oxide fine particles is 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 7 Ω · c.
A value within the range of m is more preferable, and a value within the range of 5 × 10 5 Ω · cm to 5 × 10 6 Ω · cm is even more preferable. The volume resistivity of titanium oxide fine particles is UL
Using TRA HIGH RESISTANCE METER (manufactured by Advantest, R8340A), it can be obtained under the condition of an applied voltage of DC 10 V under a load of 1 kg.
（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。
(5) Addition amount Further, the addition amount of the titanium oxide fine particles is 0.5-2.
A value within the range of 5 parts by weight is preferred.
The reason for this is that when the added amount is less than 0.5 parts by weight, it becomes difficult to effectively exhibit the polishing effect, and the charging characteristics under high temperature and high humidity conditions may be significantly reduced. It is. On the other hand, when the amount added exceeds 7 parts by weight, charge-up tends to occur,
This is because the charging characteristics under low temperature and low humidity conditions may be significantly increased locally.
Therefore, the amount of titanium oxide fine particles added is 1-2 with respect to 100 parts by weight of the toner particles.
A value within the range of parts by weight is more preferable, and a value within a range of 1.2 to 1.6 parts by weight is even more preferable.
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。
3. Aggregated silica particles (1) Particle size distribution In the particle size distribution of the agglomerated silica particles, the proportion of particle size of 5 μm or less is 15
%, And the ratio of the particle size of 50 μm or more is preferably 3% or less.
The reason for this is that when the proportion of the aggregated silica particles having a particle size of 5 μm or less exceeds 15%, the aggregated silica particles easily adhere to the photoreceptor particles and reaggregate, and the aggregated silica having a relatively large particle size. This is because they gather around the particles and cause unevenness in the layers. On the other hand, particle size 50μ
When the ratio of the aggregated silica particles of m or more exceeds 3%, the aggregated silica particles having a relatively small particle diameter are collected around to form the large aggregated silica particles, which also causes unevenness of the layer.
Therefore, as a more preferable particle size distribution of the agglomerated silica particles, the ratio of the particle diameter of 5 μm or less is set to a value of 10% or less with respect to the total amount, and the ratio of the particle diameter of 50 μm or more is set to a value of 2% or less. That is.
The particle size distribution of the agglomerated silica particles can be measured using a laser diffraction particle size measuring instrument LA-500 manufactured by HORIBA, Ltd.
（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。
(2) Addition amount The addition amount of the aggregated silica particles is preferably set to a value within the range of 0.6 to 2.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner particles.
The reason for this is that when the amount of such agglomerated silica particles is less than 0.1 parts by weight, the occurrence of layer unevenness itself is reduced, but the fluidity of the toner particles is significantly reduced, and uniform image characteristics are obtained. This is because it may not be possible. On the other hand, when the added amount of the aggregated silica particles exceeds 10 parts by weight, although the fluidity of the toner particles is improved, the occurrence rate of layer unevenness may be remarkably increased.
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。
The second embodiment is an image forming apparatus including an amorphous silicon photosensitive member as a latent image carrier, and one-component magnetic toner for electrostatic latent image development in which titanium oxide fine particles are externally added to toner base particles. And a ratio of the titanium atoms (Ti) derived from the free titanium oxide fine particles to the carbon atoms (C) derived from the toner base particles in a range of 15 to 22%. .
Hereinafter, the contents already described in the first embodiment will be omitted, and different points will be described as the second embodiment.
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。
1. Configuration of Image Forming Apparatus (1) FIG. 1 shows a printer 1 as an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The printer 1 includes a latent image carrier that rotates clockwise in the drawing. Therefore, around the amorphous silicon (a-Si) photosensitive drum (photosensitive body) 9, along the rotational direction, the developing
Here, the developing
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。
An exposure device 5 for forming image dots on the surface of the photoconductor 9 is provided above the photoconductor 9. The exposure device 5 includes a polygon mirror 2 that reflects laser light from a laser light source (not shown), a laser, and the like. And an
In addition, a
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。
A
On the other hand, on the left side of the printer 1, a fixing unit is constituted by a fixing roller 23 and a
Further, a display unit 47 for displaying various information, an installation switch 48, and a
（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) Operation In the printer 1 configured as described above, when the
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。
2. Toner for electrostatic latent image development The one-component magnetic toner for electrostatic latent image development used in the second embodiment is a magnetic toner for electrostatic latent image development in which titanium oxide fine particles are externally added to toner base particles. It is. The ratio of titanium atoms (Ti) derived from fine titanium oxide particles to carbon atoms (C) derived from the toner base particles is
A toner for developing an electrostatic latent image of 15 to 22% can be preferably used, but the details can be the same as those described in the first embodiment.
That is, according to the image forming apparatus of the second embodiment, by using such an electrostatic latent image developing toner, layer unevenness in a high temperature and low humidity environment and image flow phenomenon in a high temperature and high humidity environment can be prevented. The generation can be suppressed, and the decrease in the image density when the image formation is repeated can be suppressed.
［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
[Example 1]
1. Preparation of toner (1) Preparation of toner particles Styrene / acrylic resin, charge control agent, and magnetic powder are premixed using a Henschel mixer so as to have the following blending ratio, and then melted by a twin screw extruder. Kneaded and cooled. Subsequently, toner mother particles having an average particle diameter of 8 μm were obtained through a pulverization step and a classification step.
1) Styrene /
（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
(2) Addition of externally added particles To 100 parts by weight of the obtained toner base particles, hydrophobic agglomerated silica particles whose particle size was adjusted using an airflow classifier and titanium oxide (made by Titanium Industry Co., Ltd., EC- 100) were blended under the following conditions and added externally.
Further, when adding and mixing the agglomerated silica particles and titanium oxide, a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Mining Co., Ltd., product number FM500J / I) was used. As the processing conditions, a deflector having the conditions shown in Table 1 described later was used.
1)
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。
Details of the external treatment process will be described below. In the external addition process, a Henschel mixer can be used to externally add the titanium oxide fine particles to the toner base particles. At this time, as shown in FIGS. 3A and 3B, the Henschel mixer is used. A deflector (baffle plate) 53 is disposed in the processing unit of the
This is because the ratio of titanium oxide adhering to the toner base particles can be increased by the collision force against the deflector as well as the rotational force of the Henschel mixer.
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。
Further, regarding the area of the deflector, it is preferable not to prevent the smooth movement of the titanium oxide particles in the Henschel mixer. Specifically, as shown in FIG.
When the area M of the vertical cross section perpendicular to the rotation direction of the
The area A of the
The reason for this is that by using a Henschel mixer with a deflector having such an area, a toner having a release rate of titanium oxide fine particles in the above range can be obtained without hindering the smooth movement of the titanium oxide particles. it can.
Then, as shown in FIG. 5, it is preferable that the
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。
When the Henschel mixer is used, the height position H of the bottom surface of the
This reason is because it can obtain by implementing in this way. Therefore, the release rate of titanium oxide is further reduced, and a toner having a release rate of titanium oxide fine particles in the above range can be obtained, and the aggregation with the agglomerated silica particles that may be added separately is effectively performed. This prevents the occurrence of layer unevenness, while the function as an abrasive in the electrostatic latent image developing toner can be more fully exhibited.
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。
Further, when using the Henschel mixer, as shown in FIGS. 3 and 4, the angle (pressure contact angle) R of the
The reason for this is that, by carrying out in this way, a toner having a release rate of titanium oxide fine particles in the above range can be obtained, and effective aggregation with the agglomerated silica particles that may be added separately is effective. This prevents the occurrence of layer unevenness, while the function as an abrasive in the electrostatic latent image developing toner can be more fully exhibited.
3 shows the angle of the
FIG. 4 shows an example in which the angle of the
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。
Here, A, which is the ratio of the height position H of the bottom surface of the
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。
2. Evaluation of toner The obtained toner is configured as a magnetic one-component developer, the occurrence of layer unevenness in a high temperature and low humidity environment, the occurrence of image flow in a high temperature and high humidity environment, the initial image density and the image density after endurance evaluation Evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.
（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。
(1) Occurrence of layer unevenness The obtained toner was used as a magnetic one-component developer in a page printer (FS-6020) manufactured by Kyocera Mita equipped with an amorphous silicon photoreceptor, and the layer unevenness was evaluated. The layer unevenness was evaluated at an image printing rate of 25%, and after continuous printing was performed in a normal temperature and humidity environment (approximately 25 ° C., 60% RH) using A4 size 64 g paper until the first absence of toner was displayed. After leaving the printer in a high temperature and low humidity environment (35 ° C., 15% RH) for 24 hours, the printer was intermittently printed at an image printing rate of 6%. More specifically, 3000 sheets were printed per day, and a total of 30,000 sheets were printed. Thereafter, the developer carried on the surface of the developing roller was visually observed, and the occurrence of layer unevenness was evaluated according to the following evaluation criteria. Further, a 25% half image was output, and it was visually observed whether or not the influence of layer unevenness appeared in the image.
○: No layer unevenness is observed.
X: Layer unevenness is observed and the image is also affected.
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。
The toner carried on the surface of the developing roller before and after continuous printing was collected, and the release rate of the titanium oxide fine particles contained in the toner was measured by the above method. Table 1 shows the measurement result before continuous printing as “front” and the measurement result after continuous printing as “after”.
（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。
(2) Occurrence of image flow After the evaluation of the occurrence of layer unevenness, the printer was subjected to 2 in a high temperature and high humidity environment (33 ° C., 85% RH).
After leaving the apparatus in a standstill for 4 hours, an image flow evaluation image (image with a printing rate of 25%) is continuously output,
The presence or absence of occurrence of image flow was judged by visually observing the image, and the occurrence of image flow was evaluated according to the following evaluation criteria.
○: No image flow is observed.
Δ: Although image flow is slightly observed, image flow is not observed in image formation of 5 sheets or less.
X: Image flow is observed and image flow is observed even when more than 5 images are formed.
（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。
(3) Image characteristics An image density evaluation image was output before and after the above-described continuous printing, and the density of the solid portion of the image was measured using a reflection densitometer (Macbeth, RD918).
○: A value of 1.4 or more.
(Triangle | delta): It is a value less than 1.30-1.40.
X: A value less than 1.30.
［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。
[Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 5]
As in the first embodiment, after adding titanium oxide and agglomerated silica to the toner base particles, the height position H from the bottom surface of the
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
50: Henschel mixer 51: Lower blade 53: Deflector 55: Upper blade 57: Rod-shaped member 61: Toner base particle 63: Titanium oxide particle 65: Toner particle 67: Plasma
Claims (3)
トナー母粒子と、酸化チタン微粒子と、を処理部にデフレクターを有するヘンシェルミキサを用いて撹拌するとともに、
当該ヘンシェルミキサの底面からの前記デフレクターの底面の高さＨとし、前記ヘンシェルミキサの深さをＤとした場合に、（（Ｈ／Ｄ）×１００）％を５〜３０％の範囲内の値とし、
前記ヘンシェルミキサの回転方向に対する前記デフレクターの角度を、４５〜１３５°の範囲内の値とし、
かつ、
前記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）の割合として、下式で定義されるパーティクルアナライザーで測定され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の製造方法。
チタン原子（Ｔｉ）の割合＝
（Ｃ原子と同時に発光しなかったチタン原子のカウント数）／
（Ｃ原子と同時に発光したチタン原子のカウント数＋Ｃ原子と同時に発光しなかったチタン原子のカウント数）×１００（％） The electrostatic latent image is used in an image forming apparatus including an amorphous silicon photoconductor as a latent image carrier , and 0.5 to 2.5 parts by weight of titanium oxide fine particles are externally added to 100 parts by weight of toner base particles. A method for producing a one-component magnetic toner for image development,
While stirring the toner base particles and the titanium oxide fine particles using a Henschel mixer having a deflector in the processing section,
When the height H of the bottom surface of the deflector from the bottom surface of the Henschel mixer is D and the depth of the Henschel mixer is D, ((H / D) × 100)% is a value within a range of 5 to 30%. age,
The angle of the deflector with respect to the rotation direction of the Henschel mixer is a value within a range of 45 to 135 °,
And,
As a ratio of the titanium atom (Ti) derived from the free titanium oxide fine particle to the carbon atom (C) derived from the toner base particle, the titanium atom derived from the free titanium oxide fine particle measured by a particle analyzer defined by the following formula A method for producing a one-component magnetic toner for developing an electrostatic latent image, wherein the ratio of (Ti) is set to a value within a range of 15 to 22%.
Ratio of titanium atom (Ti) =
(Count of titanium atoms that did not emit light simultaneously with C atoms) /
(Count of titanium atoms emitted simultaneously with C atoms + count of titanium atoms not emitted simultaneously with C atoms) × 100 (%)
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