JP2000172004A

JP2000172004A - 静電荷像現像用トナーとその製造方法及び画像形成方法

Info

Publication number: JP2000172004A
Application number: JP34283998A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamazaki; 弘山崎; Takeshi Omura; 大村　　健; Tomomi Oshiba; 知美大柴; Akizo Shirase; 明三白勢
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の高解像度化への要求に適合した、形状
が均一でありしかも小粒径な静電荷像現像用トナーと、
これを用いた高解像度を安定に且つ長期に亘って形成す
ることができる画像形成方法を提供する。【解決手段】少なくとも樹脂と着色剤とからなる静電
荷像現像用トナーにおいて、トナーの体積平均粒径が３
〜９μｍであり、該トナーの下式で示される形状係数が
１．３〜２．２の範囲内にあり、且つ形状係数が１．５
〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０個数％以上であ
ることを特徴とする静電荷像現像用トナー。形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等に用いられる静電荷像現像用トナー及び画像形成方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真現像方式は種々の分野で
利用されている。例えばモノクロ複写機のみならず、コ
ンピュータの出力端末であるプリンタや、カラー複写
機、カラープリンタ等の分野でも利用されている。これ
らの利用が進むにつれ、画像の品質に対する要求が高く
なっている。

【０００３】画像品質の向上のため、トナーを小粒径化
して画質を向上させる提案は種々あり、列挙にいとまが
ない。小粒径化に対応する技術としていわゆる重合法ト
ナーが知られている。中でも特開昭６３−１８６２５３
号公報等に示される樹脂粒子と着色剤粒子とを接合させ
てなる重合法トナーの製造法は、粒子形状を不定形化す
ることが出来る技術である。しかし、この技術では不定
形化することは可能であるが、形状の分布までも安定化
することができず、形状分布があるために帯電性の分布
が広くなり、現像性が安定せず、さらに転写でも帯電性
の分布の影響を受け、転写効率が低下する問題を有して
いる。

【０００４】又、粒径分布を小粒径化すると、粒子自体
のキャリアに対する付着力は同じ帯電量でも粒子自体の
重量が小さくなるため、結果として強くなる。そのため
帯電性に分布を有するトナーでは、よりキャリア等の帯
電付与部材からの脱離に差違を生じやすく、結果として
現像性が安定せず、また転写では転写ムラなどの問題を
生じやすくなる。さらに従来の小粒径化されたトナーで
は、ファンデルワールス力の高いトナーが多く存在する
ことになり、帯電付与性能が低下し、弱帯電性トナーの
発生や、過帯電トナーの発生が起こる。

【０００５】この結果、長期に亘る使用では画像にカブ
リの発生が起こり、現像器或いは二成分現像に於けるキ
ャリアに対する汚染等の問題を発生し、耐久性が低下す
る問題を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記したごとく、小粒
径化されたトナーについては、帯電の立ち上がりの問題
がある。この問題を解決するために、例えば特開平９−
９６９１９号公報のようにトナー粒子の比表面積を増加
し、帯電の立ち上がりを良くすることが検討されてい
る。確かにこの方策により、帯電の立ち上がりはかなり
良くなる。しかし、その場合でも、従来のトナーでは形
状の均一性が不足しており、現像の安定性及び転写の安
定性等での問題を有している。従って、性能の変動が大
きく特に高解像度を要求される現像には、性能がまだ不
十分であることがわかった。

【０００７】本発明の目的は、画像の高解像度化への要
求に適合した、形状が均一でありしかも小粒径な静電荷
像現像用トナーと、これを用いた高解像度を安定に且つ
長期に亘って形成することができる画像形成方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】発明者らは鋭意検討の結
果、画像の高解像度化への要求に適合するために、単に
小粒径化するのみではなく、形状の均一性を確保する方
策を見出し、本発明を完成するに至ったものである。

【０００９】本発明の目的は、下記の構成の何れかを採
ることにより達成される。

【００１０】〔１〕少なくとも樹脂と着色剤とからな
る静電荷像現像用トナーにおいて、トナーの体積平均粒
径が３〜９μｍであり、該トナーの下式で示される形状
係数が１．３〜２．２の範囲内にあり、且つ形状係数が
１．５〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０個数％以
上であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。

【００１１】形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積〔２〕感光体上に形成された静電潜像を現像剤搬送部
材上に形成された現像剤層に接触させて顕像化する画像
形成方法において、該現像剤は、体積平均粒径が３〜９
μｍの静電荷像現像用トナーで、下式で示される該トナ
ーの形状係数が１．３〜２．２の範囲内にあり、且つ形
状係数が１．５〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０
個数％以上であるトナーを含む現像剤であることを特徴
とする画像形成方法。

【００１２】形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積〔３〕感光体上に形成された静電潜像を現像剤搬送部
材上に形成された現像剤層に非接触状態で対向させて静
電荷像現像用トナーのみを飛翔させて顕像化する画像形
成方法において、該現像剤は、体積平均粒径が３〜９μ
ｍのトナーで、下式で示される該トナーの形状係数が
１．３〜２．２の範囲内にあり、前記形状係数が１．５
〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０個数％以上であ
るトナーを含む現像剤であることを特徴とする画像形成
方法。

【００１３】形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積〔４〕少なくとも樹脂粒子と着色剤粒子とを水系媒体
中で会合させてなる静電荷像現像用トナーの製造方法に
おいて、トナーの体積平均粒径が３〜９μｍであり、該
トナーの下記式で示される形状係数が１．３〜２．２の
範囲内にあり、且つ形状係数が１．５〜２．０の範囲に
あるトナー粒子が８０個数％以上であることを特徴とす
る静電荷像現像用トナーの製造方法。

【００１４】形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積〔５〕少なくとも樹脂粒子と着色剤粒子とを水系媒体
中で会合させた後に気流式乾燥装置を使用する静電荷像
現像用トナーの製造方法において、トナーの体積平均粒
径が３〜９μｍであり、該トナーの下記式で示される形
状係数が１．３〜２．２の範囲内にあり、且つ形状係数
が１．５〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０個数％
以上であることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製
造方法。

【００１５】形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積すなわち、本発明では、形状を均一化することが出来る
ため、現像時の帯電性が均一となる。この結果、静電潜
像に忠実に現像することができ、さらに転写も電位が安
定したトナーが感光体上に存在しているために効率がよ
く、いわゆる「ハジキ」も無く、忠実な画像を支持体上
に形成することができるものである。

【００１６】上記したトナーの形状係数の定義から明ら
かな如く、形状係数とは最大径を直径とする円への充足
度を示すものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す
指標である。円形のものは１に近くなり、不定形（楕円
も含む）になるほど数値が増大する。

【００１７】本発明では、上記で定義されるトナー粒子
の形状係数が１．３〜２．２の範囲にあり、形状係数が
１．５〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０個数％以
上である静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とす
る。

【００１８】この形状係数は、走査型電子顕微鏡により
５００倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついで
この写真に基づいて「ＳＣＡＮＮＩＮＧＩＭＡＧＥ
ＡＮＡＬＹＳＥＲ」（日本電子社製）を使用して写真画
像の解析を行う。この際５００個のトナー粒子を使用し
て本発明の形状係数を下記算出式にて測定する。

【００１９】形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積形状係数が１．３未満の粒子を含有する場合は（ここで
いう含有するとは、上記した５００個中に実質的に３個
以上含有しているという意味である）、トナー粒子の形
状が球形化してくるため、粉体としての流動性は高くな
り、搬送性及び現像性などの点で利点はある。しかし、
転写時にかえって転写ハジキを発生しやすくなり、転写
での画質劣化が起こりやすい。一方、形状係数が２．２
を越えるトナー粒子を含有する場合には、不定形化が高
くなり、現像性の低下が発生する。また、形状係数が
１．５〜２．０の範囲にあるトナーが８０個数％未満で
あると、形状の異なる粒子の存在比率が拡大するため、
帯電量などの分布が広がり、結果として転写などに悪影
響があり、画質を向上することができない。好ましくは
８５個数％以上、さらに好ましくは９０個数％以上であ
る。

【００２０】本発明のトナーを得るための製造方法に関
しては、特に限定されるものではないが、いわゆる重合
法で調製する方法が好ましく使用できる。

【００２１】即ち、形状の安定化のためには、例えば、
重合法で調製することである程度均一な形状を形成さ
せ、さらに乾燥時に流動状態で乾燥することによって、
トナー粒子の形状をさらに均一化することができる。

【００２２】重合法としては、樹脂を調製するための重
合性単量体中に着色剤や離型剤などのトナー構成成分を
分散し、ついで水中に懸濁した後にその懸濁粒子を重合
させてトナーを得る懸濁重合法や、乳化重合で樹脂粒子
を調製し、その樹脂粒子と着色剤などのトナー構成成分
の分散液とを混合して粒子を合一させて調製するいわゆ
る乳化会合型のいずれでもよい。

【００２３】一般的には、より好適なのは乳化会合型で
ある。懸濁重合法では粒子の形状が球形になるため、そ
の後に粉砕などの工程が必要となり、その際の衝撃力に
より形状の均一性が損なわれるという問題が発生するこ
とがある。

【００２４】本発明の構成を得るためには、形状として
いわゆる不定形化しているもので、且つ、形状が均一で
あることが好ましい。特に重合法で調製された粒子を乾
燥する際に、粒子を気流中で加熱乾燥する方法を採用す
ることで、本発明の構成をよりよく達成することができ
る。

【００２５】この理由は明確では無いが、過剰に水分が
存在した状態で気流中で加熱乾燥すること、極微小領域
で水分によって膨潤した部分が加熱されることで形状変
化が発生し、結果として形状が均一になっていくものと
推定される。この加熱を行う場合には、減率乾燥段階で
気流中加熱処理を行うことが好ましい。

【００２６】この際に重合粒子に対して１０重量％以上
水が存在していることがより好ましい。この理由として
は、気流中での加熱を行うため、粒子自体が高い温度に
なってしまうと形状が球形化することや、表面の組成に
変化が起こる等の問題を生じる場合があり、粒子自体が
軟化するような高い温度にならないためにも水分を１０
重量％以上含有しているものを使用することが好まし
い。この方法では粒子自体が軟化する温度までにするこ
とはなく、形状の球形化自体が促進されない。

【００２７】なお、水分含有量の上限としては特に限定
されるものでは無いが、５０重量％である。この程度の
量より水が過多に存在している場合には、熱の伝達が不
足し、形状を均一化することが困難になることもある。

【００２８】本発明で好ましく用いることが出来る気流
乾燥装置の例としては、いわゆるスプレードライ装置、
振動流動層乾燥機、高速流動乾燥機、フラッシュジェッ
トドライヤーなどがある。この場合、気流の温度として
は、３０〜２００℃がよい。

【００２９】以下、本発明につき関連技術を含めて更に
説明する。

【００３０】１．本発明の静電荷現像用トナー本発明のトナーは少なくとも樹脂と着色剤を含有するも
のであるが、必要に応じて定着性改良剤である離型剤や
荷電制御剤等を含有することもできる。さらに、上記樹
脂と着色剤を主成分とするトナー粒子（これを着色粒子
ということもある）に対して無機微粒子や有機微粒子等
で構成される外添剤を添加したものであってもよい。

【００３１】本発明のトナーは、前記したごとく特に限
定するものではないが、例えば、必要な添加剤の乳化液
を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合体粒
子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して
会合する方法で製造することができる。会合の際にトナ
ーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合し
て会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色
剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方
法などがあげられる。尚、ここで会合とは樹脂粒子及び
着色剤粒子が複数個融着することを示す。

【００３２】さらには、懸濁重合法で調製することもで
きるが、その際には形状を不定形化する必要があること
から、重合粒子に対して機械的な衝撃力を付与して不定
形化した後に形状を制御することが必要である。

【００３３】本発明のトナーを製造する方法は、特に上
述の様に限定されるものでは無いが、好適には特開平５
−２６５２５２号公報や特開平６−３２９９４７号公
報、特開平９−１５９０４号公報に示す方法で粒子を形
成させた後加熱処理する方法が好ましい。すなわち、樹
脂及び着色剤等より構成される微粒子を複数以上会合さ
せる方法、特に水中にてこれらを乳化剤を用いて分散し
た後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析させると
同時に、形成された重合体自体のガラス転移点温度以上
で加熱融着させ、その粒子を含水状態のまま流動状態で
加熱乾燥する事により、本発明のトナーを形成すること
ができる。尚、ここにおいて凝集剤と同時に水に対して
無限溶解する有機溶媒を加えてもよい。

【００３４】具体的には、樹脂を構成する単量体として
使用されるものは、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ
−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルス
チレン、ｐ−クロロスチレン、３，４−ジクロロスチレ
ン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，
４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−
ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ
−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−
ｎ−ドデシルスチレンの様なスチレンあるいはスチレン
誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メ
タクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタ
クリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸２−エチルヘキシ
ル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、
メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエ
チル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリ
ル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチ
ル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸イソブチル、ア
クリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸２−エチルヘキシ
ル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アク
リル酸フェニル等のアクリル酸エステル誘導体、エチレ
ン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化
ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、
フッ化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン
酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエ
ステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテ
ル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニル
エチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン
類、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、
Ｎ−ビニルピロリドン等のＮ−ビニル化合物、ビニルナ
フタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリ
ロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の
アクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体がある。これら
ビニル系単量体は単独あるいは組み合わせて使用するこ
とができる。

【００３５】また、樹脂を構成する単量体としてイオン
性解離基を有するものを組み合わせて用いることがさら
に好ましい。例えば、カルボキシル基、スルフォン酸
基、リン酸基等の置換基を単量体の構成基として有する
もので、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマール酸、マレイン
酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエス
テル、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク
酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルフォ
ン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、３
−クロロ−２−アシッドホスホオキシプロピルメタクリ
レート等があげられる。

【００３６】さらに、ジビニルベンゼン、エチレングリ
コールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリ
レート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエ
チレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコ
ールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアク
リレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、
ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビ
ニル類を使用して架橋構造の樹脂とすることもできる。

【００３７】これら単量体はラジカル重合開始剤を用い
て重合することができる。この場合、懸濁重合法では油
溶性重合開始剤を用いることができる。この油溶性重合
開始剤としてはアゾイソブチロニトリル、ラウリルパー
オキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等が使用でき
る。また、乳化重合法を用いる場合には水溶性ラジカル
重合開始剤を使用することができる。水溶性重合開始剤
としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過
硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシ
アノ吉草酸及びその塩、過酸化水素等を挙げることがで
きる。

【００３８】本発明において優れた樹脂としては、ガラ
ス転移点が２０〜９０℃のものが好ましく、軟化点が８
０〜２２０℃のものが好ましい。ガラス転移点は示差熱
量分析方法で測定されるものであり、軟化点は高化式フ
ローテスターで測定することができる。さらに、これら
樹脂としてはゲルパーミエーションクロマトグラフィー
により測定される分子量が数平均分子量（Ｍｎ）で１０
００〜１０００００、重量平均分子量（Ｍｗ）で２００
０〜１００００００のものが好ましい。さらに、分子量
分布として、Ｍｗ／Ｍｎが１．５〜１００、特に１．８
〜７０のものが好ましい。

【００３９】使用される凝集剤としては特に限定される
ものでは無いが、金属塩から選択されるものが好適に使
用される。具体的には、一価の金属として例えばナトリ
ウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩、二価
の金属として例えばカルシウム、マグネシウム等のアル
カリ土類の金属塩、マンガン、銅等の二価の金属の塩、
鉄、アルミニウム等の三価の金属の塩等があげられ、具
体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩
化リチウム、塩化カルシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸
マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができる。
これらは組み合わせて使用してもよい。

【００４０】これらの凝集剤は臨界凝集濃度以上添加す
ることが好ましい。この臨界凝集濃度とは、水性分散物
の安定性に関する指標であり、凝集剤を添加して凝集が
発生する濃度を示すものである。この臨界凝集濃度は、
乳化された成分及び分散剤自体によって大きく変化する
ものである。例えば、岡村誠三他著「高分子化学１
７、６０１（１９６０）日本高分子学会編」等に記述さ
れており、詳細な臨界凝集濃度を求めることができる。
また、別な手法として、目的とする粒子分散液に所望の
塩を濃度変えて添加し、その分散液のζ（ゼータ）電位
を測定し、この値が変化する塩濃度を臨界凝集濃度とし
て求めることもできる。

【００４１】本発明の凝集剤の添加量は、臨界凝集濃度
以上であればよいが、好ましくは臨界凝集濃度の１．２
倍以上、さらに好ましくは１．５倍以上添加することが
よい。

【００４２】無限溶解する溶媒とは、すなわち水に対し
て無限溶解する溶媒を示し、この溶媒は、本発明に於い
ては形成された樹脂を溶解させないものが選択される。
具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、
イソプロパノール、ｔ−ブタノール、メトキシエタノー
ル、ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニト
リル等のニトリル類、ジオキサン等のエーテル類をあげ
ることができる。特に、エタノール、プロパノール、イ
ソプロピルアルコールが好ましい。

【００４３】この無限溶解する溶媒の添加量は、凝集剤
を添加した重合体含有分散液に対して１〜３００体積％
が好ましい。

【００４４】なお、形状を均一化させるためには、着色
粒子を調製し、濾過した後に粒子に対して１０重量％以
上の水が存在したスラリーを流動乾燥させることが好ま
しいが、この際、特に重合体中に極性基を有するものが
好ましい。この理由としては、極性基が存在している重
合体に対して存在している水が多少膨潤する効果を発揮
するために、形状の均一化が特に図られやすいものと考
えられる。

【００４５】本発明のトナーに使用する着色剤としては
カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に使用
することができ、カーボンブラックとしてはチャネルブ
ラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サ
ーマルブラック・ランプブラック等が使用される。磁性
体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性金属、こ
れらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイト等の
強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理す
る事により強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−ア
ルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー合金と呼
ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる事ができ
る。

【００４６】染料としてはＣ．Ｉ．ソルベントレッド
１、同４９、同５２、同５８、同６３、同１１１、同１
２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、同４４、同７
７、同７９、同８１、同８２、同９３、同９８、同１０
３、同１０４、同１１２、同１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベン
トブルー２５、同３６、同６０、同７０、同９３、同９
５等を用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事
ができる。顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド５、
同４８：１、同５３：１、同５７：１、同１２２、同１
３９、同１４４、同１４９、同１６６、同１７７、同１
７８、同２２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、同
４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、同１７、同９
３、同９４、同１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン
７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、同６０等を用
いる事ができ、これらの混合物も用いる事ができる。数
平均一次粒子径は種類により多様であるが、概ね１０〜
２００ｎｍ程度が好ましい。

【００４７】着色剤の添加方法としては、乳化重合法で
調製した重合体粒子を、凝集剤を添加することで凝集さ
せる段階で添加し重合体を着色する方法や、単量体を重
合させる段階で着色剤を添加し、重合し、着色粒子とす
る方法等を使用することができる。なお、着色剤は重合
体を調製する段階で添加する場合はラジカル重合性を阻
害しない様に表面をカップリング剤等で処理して使用す
ることが好ましい。

【００４８】さらに、定着性改良剤としての低分子量ポ
リプロピレン（数平均分子量＝１５００〜９０００）や
低分子量ポリエチレン等を添加してもよい。

【００４９】また、荷電制御剤としてアゾ系金属錯体、
４級アンモニウム塩等を用いてもよい。

【００５０】また、流動性付与の観点から、無機微粒
子、有機微粒子を重合して得られた粒子をトナー粒子
（着色粒子）に外部添加してもよい。この場合、無機微
粒子の使用が好ましく、シリカ、チタニア、アルミナ等
の無機酸化物粒子の使用が好ましく、さらに、これら無
機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング
剤等によって疎水化処理されていることが好ましい。

【００５１】本発明のトナーの粒径は、体積平均粒径で
３〜９μｍのものである。この粒径は、凝集剤の濃度や
有機溶媒の添加量、さらには重合体自体の組成によって
制御することができる。また、トナー粒子（着色粒子）
の体積平均粒径はコールターカウンターＴＡ−II或いは
コールターマルチサイザーで測定されるものである。

【００５２】本発明のトナーは、例えば磁性体を含有さ
せて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキ
ャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非
磁性トナーを単独で使用する場合等が考えられ、いずれ
も好適に使用することができるが、本発明ではキャリア
と混合して使用する二成分現像剤として使用することが
より好ましい。

【００５３】二成分現像剤を構成するキャリアとしては
鉄、フェライト等の磁性材料粒子のみで構成される非被
覆キャリア、あるいは磁性材料粒子表面を樹脂等によっ
て被覆した樹脂被覆キャリアのいずれを使用してもよ
い。このキャリアの平均粒径は体積平均粒径で３０〜１
５０μｍが好ましい。また、被覆するための樹脂として
は特に限定されるものでは無いが、例えばスチレン−ア
クリル樹脂やシリコーン樹脂を挙げることができる。

【００５４】２．画像形成方法本発明のトナーが使用できる現像方式としては特に限定
されない。接触現像方式あるいは非接触現像方式等に好
適に使用することができる。特に本発明のトナーは、高
い帯電立ち上がり性を有しており、非接触現像方法に有
用である。すなわち、非接触現像方法では現像電界の変
化が大きいことから、微少な帯電の変化が大きく現像自
体に作用する。しかし、本発明のトナーは帯電立ち上が
り性が高いことから、帯電の変化が少なく、安定した帯
電量を確保することができるため、非接触現像方法でも
安定した画像を長期に渡って形成することができる。

【００５５】接触方式の現像としては、本発明のトナー
を有する現像剤の層厚は現像領域に於いて０．１〜８ｍ
ｍ、特に、０．４〜５ｍｍであることが好ましい。ま
た、感光体と現像剤担持体との間隙は、０．１５〜７ｍ
ｍ、特に、０．２〜４ｍｍであることが好ましい。

【００５６】また、非接触系現像方式としては、現像剤
担持体上に形成された現像剤層と感光体とが接触しない
ものであり、この現像方式を構成するために現像剤層は
薄層で形成されることが好ましい。この方法は現像剤担
持体表面の現像領域で２０〜５００μｍの現像剤層を形
成させ、感光体と現像剤担持体との間隙が該現像剤層よ
りも大きい間隙を有するものである。この薄層形成は磁
気の力を使用する磁性ブレードや現像剤担持体表面に現
像剤層規制棒を押圧する方式等で形成される。さらに、
ウレタンブレードや燐青銅板等を現像剤担持体表面に接
触させ現像剤層を規制する方法もある。押圧規制部材の
押圧力としては１〜１５ｇｆ／ｍｍが好適である。押圧
力が小さい場合には規制力が不足するために搬送が不安
定になりやすく、一方、押圧力が大きい場合には現像剤
に対するストレスが大きくなるため、現像剤の耐久性が
低下しやすい。好ましい範囲は３〜１０ｇｆ／ｍｍであ
る。現像剤担持体と感光体表面の間隙は現像剤層よりも
大きいことが必要である。さらに、現像に際して現像バ
イアスを付加する場合、直流成分のみ付与する方式でも
良いし、交流バイアスを印加する方式のいずれでも良
い。

【００５７】現像剤担持体の大きさとしては直径が１０
〜４０ｍｍのものが好適である。直径が小さい場合には
現像剤の混合が不足し、トナーに対して充分な帯電付与
を行うに充分な混合を確保することが困難となり、直径
が大きい場合には現像剤に対する遠心力が大きくなり、
トナーの飛散の問題を発生しやすい。

【００５８】以下、非接触現像方式の一例を図１を用い
て説明する。

【００５９】図１は、本発明の画像形成方法に好適に使
用できる非接触現像方式の現像部の概略図であり、１は
感光体、２は現像剤担持体、３は本発明のトナーを含有
する二成分現像剤、４は現像剤層規制部材、５は現像領
域、６は現像剤層、７は交番電界を形成するための電源
である。

【００６０】本発明のトナーを含有する二成分現像剤は
その内部に磁石２Ｂを有する現像剤担持体２上に磁気力
により担持され、現像スリーブ２Ａの移動により現像領
域５に搬送される。この搬送に際して、現像剤層６は現
像剤層規制部材４により、現像領域５に於いて、感光体
１と接触することがないようにその厚さが規制される。

【００６１】現像領域５の最小間隙（Ｄｓｄ）はその領
域に搬送される現像剤層６の厚さ（好ましくは２０〜５
００μｍ）より大きく、例えば１００〜１０００μｍ程
度である。交番電界を形成するための電源７は、周波数
１〜１０ｋＨｚ、電圧１〜３ｋＶｐ−ｐの交流が好まし
い。電源７には必要に応じて直流を交流に直列に加えた
構成であってもよい。その場合、直流電圧としては３０
０〜８００Ｖが好ましい。

【００６２】本発明のトナーをカラー画像形成方式へ適
用する場合、感光体上へ単色の画像を形成しつつ逐次画
像支持体へ転写する方式（これを逐次転写方式とし、図
２に示す）、あるいは感光体上に複数回単色画像を現像
しカラー画像を形成した後に一括して画像支持体へ転写
する方式（これを一括転写方式とし、図３に示す）等の
方式があげられる。

【００６３】本発明に於いて使用される現像剤担持体と
しては、担持体内部に磁石を内蔵したものが多く用いら
れ、現像剤担持体表面を構成するものとしてはアルミニ
ウムや表面を酸化処理したアルミニウムあるいはステン
レス製のものが用いられる。

【００６４】上述した各種方式で感光体上に形成された
トナー像は、転写工程により紙等の転写材に転写され
る。転写方式としては特に限定されず、いわゆるコロナ
転写方式やローラー転写方式等種々の方式を採用するこ
とができる。

【００６５】トナー像を転写材に転写した後、感光体上
に残留したトナーはクリーニングにより除去され、感光
体は次のプロセスに繰り返し使用される。

【００６６】本発明に於いてクリーニングする機構に関
しては特に限定されず、ブレードクリーニング方式、磁
気ブラシクリーニング方式、ファーブラシクリーニング
方式などの公知のクリーニング機構を任意に使用するこ
とができる。これらクリーニング機構として、好適なも
のはいわゆるクリーニングブレードを用いたブレードク
リーニング方式である。

【００６７】本発明に使用される好適な定着方法は、熱
ロール定着方式があげられる。

【００６８】この定着方式では、多くの場合表面にテト
ラフルオロエチレンやポリテトラフルオロエチレン−パ
ーフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体類等を被
覆した鉄やアルミニウム等で構成される金属シリンダー
内部に熱源を有する上ローラーとシリコーンゴム等で形
成された下ローラーとから形成されている。熱源として
は、線状のヒーターを有し、上ローラーの表面温度を１
２０〜２００℃程度に加熱するものが代表例である。定
着部に於いては上ローラーと下ローラー間に圧力を加
え、下ローラーを変形させ、いわゆるニップを形成す
る。ニップ幅としては１〜１０ｍｍ、好ましくは１．５
〜７ｍｍである。定着線速は４０ｍｍ／ｓｅｃ〜４００
ｍｍ／ｓｅｃが好ましい。ニップが狭い場合には熱を均
一にトナーに付与することができなくなり、定着のムラ
を発生する。一方でニップ幅が広い場合には樹脂の溶融
が促進され、定着オフセットが過多となる問題を発生す
る。

【００６９】定着クリーニングの機構を付与して使用し
てもよい。この方式としてはシリコーンオイルを定着の
上ローラーあるいはフィルムに供給する方式やシリコー
ンオイルを含浸したパッド、ローラー、ウェッブ等でク
リーニングする方法が使用できる。

【００７０】

【実施例】次に本発明の態様を実施例にて更に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。

【００７１】１．重合体スラリーの作製スチレン９８．１ｇ、ｎ−ブチルアクリレート１８．４
ｇ、メタクリル酸６．１ｇ、ｔ−ドデシルメルカプタン
３．３ｇ、脱気済み純水８５０ｍｌを添加した後に、窒
素気流下攪拌を行いながら８０℃まで昇温した。つい
で、過硫酸カリウム４．１ｇを溶解した純水２００ｍｌ
を加え、８０℃にて６時間反応させ、重合体粒子分散液
を調製した。これを「重合体粒子分散液１」とする。

【００７２】低分子量ポリプロピレン（数平均分子量＝
３２００）を熱を加えながら水中に界面活性剤により乳
化させた固形分濃度＝２０重量％の乳化分散液を調製し
た。室温にて、この低分子量ポリプロピレン乳化分散液
４３ｇを、前記「重合体分散液１」に加え、さらにカー
ボンブラックを界面活性剤で分散した分散液（カーボン
ブラック濃度＝１０重量％）１００ｍｌを加え分散液を
調製した。

【００７３】この分散液６００ｍｌに対して２．７モル
％の塩化カリウム水溶液を１６０ｍｌ添加し、さらにイ
ソプロピルアルコール９４ｍｌ及びポリオキシエチレン
オクチルフェニルエーテル（エチレンオキサイド平均重
合度は１０である）５．４ｇを溶解した純水４０ｍｌを
添加した。その後、８５℃まで昇温し、６時間反応させ
た。ついで反応終了後、反応液を濾過、水洗を実施し
た。このものを「重合体スラリー１」とする。このもの
の乾燥減量法で測定した水分量は３８重量％であった。

【００７４】さらに、濾過条件を変更して水分量の異な
る重合体スラリー（重合体スラリー２〜４）を調製し
た。また、会合条件即ち温度及び温度維持時間を変更
し、形状を変化させた重合体スラリー（重合体スラリー
５〜８）を調製した。

【００７５】

【表１】

【００７６】ついで、そのスラリーを流動層乾燥機を使
用して乾燥した。乾燥条件を下記表に示す。

【００７７】供給空気温度とは流動層乾燥機へ粒子を浮
遊させるために供給される空気の温度を示し、出口空気
温度とは、排出される空気温度であり、乾燥終了時の温
度を示す。

【００７８】

【表２】

【００７９】さらに、重合体の形状係数を求めた。形状
係数は走査型電子顕微鏡で５００倍の写真を撮影し、そ
の写真をもとにして５００個の粒子について、「ＳＣＡ
ＮＮＩＮＧＩＭＡＧＥＡＮＡＬＹＳＥＲ」（日本電
子社製）により形状係数を算出したものである。

【００８０】

【表３】

【００８１】上記「重合体１」〜「重合体８」に対して
疎水性シリカ（一次数平均粒子径＝１２ｎｍ）を１重量
％添加し、トナーを得た。これらを「トナー１」〜「ト
ナー８」とする。

【００８２】評価（非接触現像方式）評価は上記トナーをスチレン−アクリル樹脂で被覆した
体積平均粒径が５０μｍのフェライトキャリアと混合
し、トナー濃度が７重量％の現像剤を調製して使用し
た。なお、上記「トナー１」〜「トナー８」に対応する
現像剤を「現像剤１」〜「現像剤８」とする。

【００８３】評価は、コニカ社製デジタルカラー複写機
Ｋｏｎｉｃａ９０２８を改造して使用した。条件は下
記に示す条件である。感光体としては積層型有機感光体
を使用した。

【００８４】感光体表面電位＝−５５０ＶＤＣバイアス＝−２５０ＶＡＣバイアス＝Ｖｐ−ｐ：−５０〜−４５０Ｖ交番電界周波数＝１８００ＨｚＤｓｄ＝３００μｍ押圧規制力＝１０ｇｆ／ｍｍ押圧規制棒＝ＳＵＳ４１６（磁性ステンレス製）／
直径３ｍｍ現像剤層厚＝１５０μｍ現像スリーブ径＝２０ｍｍなお、定着器の構成は、表面をテトラフルオロエチレン
−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体で被覆
した直径３０ｍｍのヒーターを中央部に内蔵した円柱状
の鉄を上ローラーとして有し、表面が同様にテトラフル
オロエチレン−パーフルオロアルキルエーテル共重合体
で被覆したシリコーンゴムで構成された直径３０ｍｍの
下ローラーを有している。線圧は０．８ｋｇ／ｃｍに設
定され、ニップの幅は４．３ｍｍとした。この定着器を
使用して、印字の線速を９０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。
なお、定着器のクリーニング機構としてはシリコーンオ
イルを含浸したパッドを装着して使用した。又、定着器
の表面温度は１８０℃とした。

【００８５】使用する転写紙としては連量が５５ｋｇの
用紙を使用し、縦方向に画像を形成した。また、画像形
成条件としては常温常湿環境（２５℃／５５％ＲＨ）に
て実施した。評価項目として、細線の再現性による画像
の鮮鋭性を評価した。この評価は、１ｍｍ当たりに再現
できる細線の本数で評価するもので、転写紙の搬送方向
に対して縦方向の細線と横方向の細線との両方について
評価した。実際には１０倍のルーペにて画像を比較し、
線が断続していないで連続して形成された状態で判別で
きる最大の１ｍｍ当たりの本数を比較した。

【００８６】さらに、５％画素率の画像を用いて連続で
１０万枚の印字を常温常湿環境にて実施し、１０万枚印
字後の画像についても同様の評価を実施した。

【００８７】結果を下記に示す。

【００８８】

【表４】

【００８９】表４から明らかな如く、本発明のものは解
像力において優れてることがわかる。

【００９０】評価（接触現像方式）続いて接触現像方式での評価を実施した。評価は上記ト
ナーをスチレン−アクリル樹脂で被覆した体積平均粒径
が６５μｍのフェライトキャリアと混合し、トナー濃度
が５重量％の現像剤を調製して使用した。なお、上記
「トナー１」〜「トナー８」に対応する現像剤を「現像
剤９」〜「現像剤１６」とする。

【００９１】評価は、コニカ社製デジタルカラー複写機
Ｋｏｎｉｃａ９０２８を改造して使用した。条件は下
記に示す条件である。感光体としては積層型有機感光体
を使用した。

【００９２】感光体表面電位＝−７００ＶＤＣバイアス＝−５００ＶＤｓｄ＝６００μｍ現像剤層規制＝磁性Ｈ−Ｃｕｔ方式現像剤層厚＝７００μｍ現像スリーブ径＝４０ｍｍ尚、定着器の構成は、表面をテトラフルオロエチレン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体で被覆し
た直径３０ｍｍのヒーターを中央部に内蔵した円柱状の
鉄を上ローラーとして有し、表面が同様にテトラフルオ
ロエチレン−パーフルオロアルキルエーテル共重合体で
被覆したシリコーンゴムで構成された直径３０ｍｍの下
ローラーを有している。線圧は０．８ｋｇ／ｃｍに設定
され、ニップの幅は４．３ｍｍとした。この定着器を使
用して、印字の線速を９０ｍｍ／ｓｅｃに設定した。な
お、定着器のクリーニング機構としてはフッ素系シリコ
ーンオイルを含浸したパッドを装着して使用した。又、
定着器の表面温度は１８０℃とした。

【００９３】使用する転写紙としては連量が５５ｋｇの
用紙を使用し、縦方向に画像を形成した。また、画像形
成条件としては常温常湿環境（２５℃／５５％ＲＨ）に
て実施した。評価項目として、細線の再現性による画像
の鮮鋭性を評価した。この評価は、１ｍｍ当たりに再現
できる細線の本数で評価するもので、転写紙の搬送方向
に対して縦方向の細線と横方向の細線との両方について
評価した。実際には１０倍のルーペにて画像を比較し、
線が断続していないで連続して形成された状態で判別で
きる最大の１ｍｍ当たりの本数を比較した。

【００９４】さらに、５％画素率の画像を用いて連続で
１０万枚の印字を常温常湿環境にて実施し、１０万枚印
字後の画像についても同様の評価を実施した。

【００９５】結果を下記に示す。

【００９６】

【表５】

【００９７】表５から明らかな如く、本発明のものは接
触現像方式においても解像力が優れてることがわかる。

【００９８】

【発明の効果】本発明により、画像の高解像度化への要
求に適合した、形状が均一でありしかも小粒径な静電荷
像現像用トナーと、これを用いた高解像度を安定に且つ
長期に亘って形成することができる画像形成方法を提供
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】非接触現像方式の一例を示す概略図。

【図２】逐次転写方式の一例を示す概略図。

【図３】一括転写方式の一例を示す概略図。

【符号の説明】

１感光体２現像剤担持体２Ａ現像スリーブ２Ｂ磁石３二成分現像剤（本発明のトナー含有）４現像剤層規制部材５現像領域６現像剤層７交番電界を形成するための電源１１帯電器１２現像器（現像ユニット）１３クリーニングユニット１４感光体ドラム１５転写ドラム１６搬送ユニット１７吸着極１８転写極１９剥離極２０除電極２１搬送部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白勢明三東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA15 AB03 EA05 EA07 2H031 AC11 AC31 AC33 AD01 AD03 BA01 BA03 BA08 CA10 CA11 CA13 FA01 2H077 AD06 AD13 AD17 AD23 AD36 BA07 EA01 EA13 EA14 EA15 EA16 FA22 FA23 FA26 GA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも樹脂と着色剤とからなる静電
荷像現像用トナーにおいて、トナーの体積平均粒径が３
〜９μｍであり、該トナーの下式で示される形状係数が
１．３〜２．２の範囲内にあり、且つ形状係数が１．５
〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０個数％以上であ
ることを特徴とする静電荷像現像用トナー。形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積
【請求項２】感光体上に形成された静電潜像を現像剤
搬送部材上に形成された現像剤層に接触させて顕像化す
る画像形成方法において、該現像剤は、体積平均粒径が
３〜９μｍの静電荷像現像用トナーで、下式で示される
該トナーの形状係数が１．３〜２．２の範囲内にあり、
且つ形状係数が１．５〜２．０の範囲にあるトナー粒子
が８０個数％以上であるトナーを含む現像剤であること
を特徴とする画像形成方法。形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積
【請求項３】感光体上に形成された静電潜像を現像剤
搬送部材上に形成された現像剤層に非接触状態で対向さ
せて静電荷像現像用トナーのみを飛翔させて顕像化する
画像形成方法において、該現像剤は、体積平均粒径が３
〜９μｍのトナーで、下式で示される該トナーの形状係
数が１．３〜２．２の範囲内にあり、前記形状係数が
１．５〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０個数％以
上であるトナーを含む現像剤であることを特徴とする画
像形成方法。形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積
【請求項４】少なくとも樹脂粒子と着色剤粒子とを水
系媒体中で会合させてなる静電荷像現像用トナーの製造
方法において、トナーの体積平均粒径が３〜９μｍであ
り、該トナーの下記式で示される形状係数が１．３〜
２．２の範囲内にあり、且つ形状係数が１．５〜２．０
の範囲にあるトナー粒子が８０個数％以上であることを
特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積
【請求項５】少なくとも樹脂粒子と着色剤粒子とを水
系媒体中で会合させた後に気流式乾燥装置を使用する静
電荷像現像用トナーの製造方法において、トナーの体積
平均粒径が３〜９μｍであり、該トナーの下記式で示さ
れる形状係数が１．３〜２．２の範囲内にあり、且つ形
状係数が１．５〜２．０の範囲にあるトナー粒子が８０
個数％以上であることを特徴とする静電荷像現像用トナ
ーの製造方法。形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積