JP2002169322A

JP2002169322A - 画像形成用トナー、画像形成方法および画像形成装置

Info

Publication number: JP2002169322A
Application number: JP2000365581A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Higuchi; 博人樋口; Fumihiro Sasaki; 文浩佐々木; Yasutaka Iwamoto; 康敬岩本; Hiroaki Matsuda; 浩明松田; Hiroshi Nakai; 洋志中井; Hiyo Shu; 冰朱; Maiko Kondo; 麻衣子近藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: EP1211566B1; US6699632B2; EP1870775A2; DE60132161D1; US20020102486A1; EP1870775A3; DE60132161T2; EP1211566A3; EP1211566A2; EP1870775B1; JP3912649B2

Abstract

(57)【要約】【課題】充分な低温定着性を有し、繰り返し使用
においても非画像部へのスリーブ固着の発生がなく、画
像濃度ムラ、画像濃度低下およびかぶりの発生のない高
画質な画像形成トナー、画像形成方法および画像形成装
置を提供する。【解決手段】静電荷現像用トナーが少なくとも結着樹
脂、着色剤、離型剤を含有し、コールターカウンターに
よって測定される該トナーの体積平均粒径が５μｍ〜８
μｍであり、かつ５μｍ以下の微粉含有率が６０〜７５
個数％であり、フロー式粒子像分析装置によって測定さ
れる個数基準の円相当径が０．６μｍ以上３μｍ以下の
粒子の含有率が２５％以下であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法、静電
記録法、静電印刷法など静電潜像を現像するときに用い
られる画像形成トナー、画像形成方法および画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては、米国特許第
２，２９７，６９１号明細書、特公昭４９−２３９１０
号公報及び特公昭４３−２４７４８号公報などに各種の
方法が記載されているが、一般には光導電性物質を利用
し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、
次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙
などにトナー粉像を転写したのち、加熱、加圧あるいは
溶剤蒸気などにより定着し、コピー画像を得るものであ
る。

【０００３】電気的潜像を現像する方式には、大別し
て、絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料を微細に分散
させた現像剤を用いる液体現像方式と、カスケード法、
磁気ブラシ法、パウダークラウド法などのように天然又
は合成樹脂にカーボンブラックなどの着色剤を分散した
トナーを用いる乾式現像方式があり、その取り扱いの容
易さから、近年乾式現像方式が広く使用されている。

【０００４】電子写真法における定着方式としては、そ
のエネルギー効率の良さから、加熱ヒートローラ方式が
広く一般に用いられている。また、近年、省エネルギー
のための低温定着や高速複写のように、定着時にトナー
に与えられる熱エネルギーは小さくなる傾向にある。特
に省エネルギーのために、画像形成装置のスイッチをオ
ンしてから画像形成が可能となるまでの待機時間（装置
のウォームアップタイム）の短縮とプリント指令後す
ばやく定着可能温度に達するために定着部をあらかじめ
熱しておく（予熱状態）ために使用する電力量を極力小
さくすることで、総消費電力とＣＯ₂排出量の削減が強
く要望されている。

【０００５】１９９９年度の国際エネルギー機関（ＩＥ
Ａ）のＤＳＭ（Ｄｅｍａｎｄ−ｓｉｄｅＭａｎａｇｅ
ｍｅｎｔ）プログラム中には、次世代複写機の技術調達
プロジェクトが存在し、その要求仕様が公表され、３０
ｃｐｍ以上の複写機については、前記待機時間が１０秒
以内、待機時の消費電力が１０〜３０Ｗ以下（複写速度
で異なる）とするよう、従来の複写機に比べて飛躍的な
総消費電力量とＣＯ₂排出量の削減が要求されている。
特に高速化すると定着時に加熱部材が記録部材により熱
を奪われるため、定着に必要な熱量が不足する状況にな
り、定着装置およびトナー両面での更なる低温定着性が
必要である。

【０００６】定着装置の改良としては、熱エネルギー効
率を高めるために、トナー像支持面と接触する側のロー
ラーの厚みを０．７ｍｍ以下とする試みがなされてい
る。この装置により極めてエネルギー効率は高くなり、
待機時間を短くできるようになった。しかし、ローラ自
身の機械的強度が弱くなり、ローラ間に大きな荷重を加
えるとローラが変形するため耐久性に問題があり、大き
な荷重が加えられなくなった。このため、このような装
置に用いられるトナーは、従来のトナーとは比較になら
ないほどの低温定着性が求められている。

【０００７】また近年、市場では高品質の画像への要求
が高まり、従来のような体積平均径が８〜１５μｍのト
ナーでは、十分な画質が得られなくなってきており、画
質面からもさらに小粒径のトナーが求められている。

【０００８】小粒径のトナーとしては、体積平均径４〜
１０μｍ、５μｍ以下１７〜６０個数％である特許第２
７６３３１８号公報等が開示されているが、低温定着性
が不充分であり、特に、上記記載の待機時間の短縮によ
り総消費電力を小さくした画像形成装置においては低温
定着性が不十分であった。また、低面圧の装置において
も低温定着性を満たす粒径分布を持ったトナーであって
も、トナー小粒径化により表面積が大きくなるため離型
剤などの露出が多くなることにより現像機内や像担持体
への融着あるいは、感光体等の像担持体から転写材へ転
写しなかったトナーをクリーニングする際に、小粒径ト
ナー（特に３μｍ以下）がクリーニング部をすり抜け接
触式帯電方式の場合帯電器を汚すために経時でバイアス
が掛からなくなり、非画像部へ電位が乗らず非画像部へ
もトナーを現像してしまう不具合等が発生し、単に特開
平７−２９５２８３号公報等に示されたトナーの粒径分
布にしただけでは、耐久性の面で不十分であり、低温定
着性と耐久性の両方を同じに満足するトナーとするに
は、更に改良する必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、充分な低温
定着性を有し、繰り返し使用においても非画像部へのス
リーブ固着の発生がなく、画像濃度ムラ、画像濃度低下
およびかぶりの発生のない高画質な画像形成トナー、画
像形成方法および画像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために、トナーを構成する成分に着目し鋭意検
討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、静電荷現像用トナーが少なくとも結着樹脂、着色
剤、離型剤を含有し、コールターカウンターによって測
定される該トナーの体積平均粒径が５μｍ〜８μｍであ
り、かつ５μｍ以下の微粉含有率が６０〜７５個数％で
あり、フロー式粒子像分析装置によって測定される個数
基準の円相当径が０．６μｍ以上３μｍ以下の粒子の含
有率が２５％以下であることを特徴とする画像形成用ト
ナー及び画像形成方法が提供される。

【００１１】体積平均粒径が５μｍ〜８μｍであり、か
つ５μｍ以下の微粉含有率が６０〜７５個数％である粒
度分布を有するトナーとすることで、十分な低温定着性
を有し、また、細線再現性に優れた高画質を提供するこ
とができる。

【００１２】トナー体積平均粒径が、８μｍを超えた場
合は細線再現性および定着性が悪い。逆に、５μｍ未満
の場合は、トナーの比表面積が大きくなるためチャージ
アップし易く、画像濃度の低下による不具合を生じる。
また、８μｍを超えた場合とは逆に、紙繊維へトナーが
入りやすくなるため定着部材からの熱が十分伝わらない
トナー粒子の割合が増加し低温定着性に不具合を生じ
る。

【００１３】また、５μｍ以下の微粉含有率が６０個数
％未満の場合はトナー体積平均粒径が８μｍを超えた場
合と同様に、細線再現性および定着性が悪い。６０個数
％以上が定着に必要なトナー同士の凝集力を十分得るた
めに必要な条件である。

【００１４】５μｍ以下の微粉含有率が７５個数％を超
えた場合は、体積平均粒径が５μｍ未満の場合と同様
に、トナーの比表面積が大きくなるためチャージアップ
し易く、画像濃度の低下や低温定着性の不足による不具
合を生じる。つまり、低温定着性を満足するためには、
体積平均粒径が５μｍ〜８μｍであり、かつ５μｍ以下
の微粉含有率が６０〜７５個数％の範囲にすることが必
須の条件である。

【００１５】しかしながら、上記のような粒度分布を持
ったトナーであっても、繰り返し使用において現像スリ
ーブへのトナー固着の発生による画像濃度低下や濃度ム
ラが発生した。

【００１６】これは、コールターカウンター（ＴＡII）
は電気信号での抵抗変化の計測で測定しているため、２
μｍ以下の微粒子はノイズによる影響が大きく、測定精
度に欠け測定できなかったのに対して、フロー式粒子像
分析装置は画像解析により計測を行なうため、２μｍ以
下の微粒子の測定が可能となり、フロー式粒子像分析装
置で測定される個数基準の円相当径３μｍ以下の微粒子
（以下超微粉トナー）が上記不具合に影響することが判
明した。

【００１７】これは超微粉トナーは、質量が小さいた
め、像担持体へ移動（現像）するために必要なクーロン
力が現像スリーブとのファンデルワールス力よりも弱
く、像担持体へ現像されずに現像剤中に超微粉が蓄積
し、現像スリーブに付着したトナーは摩擦熱などのスト
レスを受け最終的に融着する。特に、非画像部では、現
像スリーブにトナーが一度現像される力（バイアス）が
働くために、融着がより顕著になる傾向がある。現像ス
リーブにトナーが融着すると抵抗となって、像担持体と
現像スリーブの間に、適切なバイアスがかからないため
に画像濃度低下や濃度ムラが発生する。つまり、現像ス
リーブへの融着による画像濃度低下や濃度ムラの発生が
無いトナーを提供するためには、フロー式粒子像分析装
置によって測定される個数基準の円相当径で０．６μｍ
以上３．０μｍ以下の粒子が２５個数％以下が必須の条
件であることを見出した。好ましくは、１５個数％以下
である。

【００１８】また、トナーのＴＨＦ可溶分により求めた
ＧＰＣ（ＧｅｌＰｅｒｍｅａｔｉｏｎＣｈｒｏｍａ
ｔｏｇｒａｐｈｙ）による分子量分布の値が１０００〜
１００００の間に少なくともピークを有し、該分布の半
値幅が１５０００以下とすることにより、トナーの熱応
答性が早くなり低温での定着が可能である。より好まし
くは半値幅が１００００以下である。

【００１９】また、トナーを構成する結着樹脂がポリエ
ステル樹脂の場合、低温定着性がさらに優れている。こ
れは、ポリエステル樹脂は、低温定着化を低分子量化
（低軟化点化）以外に、ポリエステル樹脂のもつカルボ
ン酸基や水酸基等の官能基による分子間もしくは分子内
で水素結合を生じ定着時のトナー内部凝集力を高めるこ
とができるため低温定着性にすぐれているためと考えら
れる。

【００２０】更に磁性体を含有させることにより、かぶ
りが良好であった。これは、かぶりの原因となる電荷量
の小さい超微粉を磁気バイアスにより現像機内へ保持す
ることにより像担持体への飛散が抑えられためと考えら
れる。

【００２１】図１に定着部材の定着温度と時間の関係例
を示す。図２にそのときの画像形成装置の総消費電力と
時間の関係例を示す。

【００２２】一般的に、画像形成装置の定着部は、非駆
動時は消費電力量を極力少なくするために定着可能温度
よりも低い温度にあり、予熱等がまったくなされていな
電源をオンする時がもっとも低い温度にある。プリント
アウトされた画像を得るためには、定着可能温度に達す
るまでの時間（待機時間）が必要であり、定着部材の温
度は図１のような経過になる。そしてプリントアウトの
ジョブ終了後、定着部材には電力が供給されなくなり、
徐々に定着部材の温度は下がる（予熱状態）。そして、
再びプリントアウトの指令後、待機時間-プリントアウ
トが繰り返される。図１のような制御をした場合の画像
形成装置に使用される消費電力の経過は図２で示され、
この時の総消費電力量は、消費電力と時間の積分である
ため、省エネには待機時間を短くすることがもっとも有
効な手段である。

【００２３】図３〜６は、本発明構成の画像形成方法に
おける定着装置主要部の概略構成図である。

【００２４】本発明の画像形成方法における定着方法の
一つは、基本的にトナー像を担持した支持体を、２本の
定着部材間を通すことによってトナー像の加熱定着を行
なうものであり、部材としては、ローラやフィルム等が
用いられる。ローラを使用する定着装置としては、例え
ば図３に示される構成を有するものである。図３におい
て、１は定着ローラを、２は加圧ローラを、それぞれ表
している。定着ローラ１はアルミニウム、鉄、ステンレ
ス又は真鍮のような良熱伝導体から構成された金属シリ
ンダー３の表面に、ＲＴＶ、シリコーンゴム、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
（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
等からなるオフセット防止層４が被覆されている。金属
シリンダー３の内部には、加熱ランプ５が配置されてい
る。加圧ローラ２の金属シリンダー６は、定着ローラ１
の金属シリンダー３と同じ材質が用いられる場合が多
く、その表面には、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなるオフセ
ット防止層７が被覆されている。また、必ずしも必要で
はないが、加圧ローラ２の内部には加熱ランプ８が配置
されている。定着ローラ１と加圧ローラ２は図示しては
いないが、両端のバネにより圧接され回転する。この定
着ローラ１と加圧ローラ２の間に、トナー像Ｔの付着し
た支持体Ｓ（紙等の転写紙）を通過させ定着を行なう。

【００２５】本発明に用いられる定着装置は、定着ロー
ラの金属シリンダーの厚みを０．７ｍｍ以下とすること
により、定着ローラの温度立ち上がり特性を改善したも
のであり、極めて短時間で所定の温度まで立ち上げるこ
とができる。好ましい金属シリンダーの厚みは、用いる
材料の強度、熱伝導率により異なるが、０．２〜０．５
ｍｍが好ましい。また、定着ローラと加圧ローラ間に加
える荷重（面圧）は、１．５×１０⁵Ｐａ以下であるこ
とが好ましい。面圧は、ローラ両端に加えられる荷重を
ローラ接触面積で割った値である。ローラ接触面積は、
定着温度まで加熱したローラ間に、ＯＨＰ用紙のような
加熱により表面性の大きく変化するシートを通過させ、
途中で停止し数１０秒間後に排出し、表面性の変化した
箇所の面積として求める。ローラ面圧はトナー像の定着
には有利であるが、前記金属シリンダーの厚みを０．７
ｍｍ以下とした定着装置では、ローラの歪みを招くため
に大荷重は加えられず、その荷重は１．５×１０⁵Ｐａ
以下であり、好ましくは０．４〜１．０×１０⁵Ｐａ以
下である。

【００２６】上記装置の構成にすることによって立ち上
がり時間が短い場合においても、十分な低温定着性と耐
久性の両立が可能であった。前記トナーが十分な定着性
を有していた理由として、本発明のように面圧が極端に
小さい装置では、紙へのトナーの埋め込み（アンカー）
効果以外にもトナー同士の凝集力による結着の寄与が大
きく、トナー小粒径の方が定着には有利であることが判
った。

【００２７】図４は、加熱材が一つの場合の定着部の一
例である。該加熱材は、ベルト状加熱材３１であり、固
定の発熱体３２に対して、加圧部材３３によって、押圧
されている。また、該ベルト状加熱材３１は、回転可能
なローラー状の張力印加部材３４によって、テンション
が掛けられている。記録材２８は、搬送部材（図示せ
ず）によって、該定着部３０の、該ベルト状加熱材３１
と加圧部材３３により形成される、接触加熱領域３５へ
と搬送され、熱圧定着により、画像の定着が行われる。
なお、ここで、記録材２８上のトナー像は、該ベルト状
加熱材側に形成されている。

【００２８】図５は、加熱材が二つであり、接触加熱領
域が主に加圧部材の押圧力によって形成される場合の定
着部の一例である。該加熱材は、中空ローラー状の加熱
材４１と、ベルト状加熱材４２よりなり、中空ローラー
状の加熱材４１の内部には、発熱体４３が設置されてい
る。ベルト状加熱材４２は、中空ローラー状の加熱材４
１に対して、加圧部材４４によって、押圧されている。
また、該ベルト状加熱材４２は、回転可能なローラー状
の張力印加部材４５によって、テンションが掛けられて
いる。記録材２８は、搬送部材（図示せず）によって、
該定着部４０の、該ベルト状加熱材４２と加圧部材４４
により形成される、接触加熱領域４６へと搬送され、熱
圧定着により、画像の定着が行われる。なお、ここで、
記録材２８上のトナー像は、該ベルト状加熱材側に形成
されている。

【００２９】図６は、加熱材が二つであり、接触加熱領
域がベルト状加熱材の張力により形成される場合の定着
部の一例である。該加熱材は、中空ローラー状の加熱材
５１と、ベルト状加熱材５２よりなり、中空ローラー状
の加熱材５１の内部には、発熱体５３が設置されてい
る。ベルト状加熱材５２は、回転可能なローラー状の張
力印加部材５４によって、テンションが掛けられつつ、
加圧部材５５によって押圧され、これにより、接触加熱
領域５６を形成している。記録材２８は、搬送部材（図
示せず）によって、該定着部５０の、該ベルト状加熱材
５２と加圧部材５５により形成される、接触加熱領域５
６へと搬送され、熱圧定着により、画像の定着が行われ
る。なお、ここで、記録材２８上のトナー像は、該ベル
ト状加熱材側に形成されている。

【００３０】また、これらの定着機構には、ホットオフ
セット防止や防止補助の目的で離型用オイルの塗布機構
を設置しても良い。

【００３１】本発明は、画像形成装置の電源をオンして
から画像形成に達するまでの時間（待機時間）が１５秒
以下、好ましくは１０秒以下で、駆動時の総消費電力が
１．５ＫＷ以下であり、かつ非駆動時の総消費電力が３
０Ｗ以下、特に、Ａ４サイズの紙を１分間に３０枚以上
プリントアウトできる画像形成装置に本発明トナーを使
用することで十分な低温定着性と総消費電力量の削減に
よる両立が可能である。

【００３２】また少なくとも感光体上に現像されたトナ
ー像を記録材に転写後、該感光体上に残留するトナーを
該感光体に対してカウンタ方向で当接した弾性体ゴムブ
レードでクリーニングを行う工程を有することで、紙粉
やフィルミングをより有効に除去できる等の効果があ
り、さらに好ましい。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、更に具体
的に詳しく説明する。

【００３４】本発明に用いるトナー用の結着樹脂として
は、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニ
ルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体；ス
チレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロ
ピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、
スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アク
リル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共
重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレ
ン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共
重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチ
レン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチ
ルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ス
チレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニト
リル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合
体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチ
レン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチ
ルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキ
シ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリ
アミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、
ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族
炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、
パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合
して使用できる。

【００３５】本発明で使用される離型剤としては、公知
のもの全てが使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナ
バワックス、モンタンワックス、及び酸化ライスワック
スを単独又は組み合わせて使用することができる。カル
ナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が
５以下であり、トナーバインダー中に分散した時の粒子
径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタン
ワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタ
ン系ワックスを指し、カルナバワックス同様、微結晶で
あり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライ
スワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであ
り、その酸価は、１０〜３０が好ましい。その他の離型
剤としては、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級ア
ルコール、モンタン系エステルワックス、低分子量ポリ
プロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤をも
混合して使用できる。これらの離型剤の使用量は、トナ
ー樹脂成分に対して、１〜２０重量部、より好ましくは
３〜１０重量部が良い。トナーバインダー中に分散させ
る前の離型剤の体積平均粒径は１０〜８００μｍが好ま
しい。１０μｍ未満の場合はトナーバインダー中の分散
径が小さく離径効果が十分でなくオフセットの不具合を
生じる。８００μｍを超えた場合トナーバインダー中の
分散径が大きくなりトナー表面への離型剤の析出が大き
くなり流動性および現像機内などへの固着による不具合
を生じる。粒径の測定は堀場製作所製レーザ回折／散乱
式粒度分布測定装置ＬＡ−９２０を用いた。

【００３６】本発明で使用される磁性体としては、マグ
ネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コ
バルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のア
ルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、
亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウ
ム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングス
テン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物
などが挙げられる。

【００３７】これらの磁性体は平均粒径が０．１〜１μ
ｍ程度のものが望ましく、好ましくは０．２〜０．４μ
ｍである。トナー中に含有させる量としては樹脂成分１
００重量部に対し約２０〜２００重量部、特に好ましく
は樹脂成分１００重量部に対し３０〜１００重量部であ
る。

【００３８】着色剤としては、例えばカーボンブラッ
ク、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシ
アニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロ
ーＧ、ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、ク
ロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ロ
ーズベンガル、トリアリルメタン系染料等の染顔料な
ど、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合し
て使用し得、ブラックトナーとしてもフルカラートナー
としても使用できる。これらの着色剤の使用量はトナー
樹脂成分に対して、通常１〜３０重量％、好ましくは３
〜２０重量％である。

【００３９】本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御
剤、流動性改良剤などを配合することも可能である。

【００４０】帯電制御剤としては、ニグロシン染料、金
属錯塩型染料、第四級アンモニウム塩等の従来公知のい
かなる帯電制御剤も、単独あるいは混合して使用でき
る。負帯電制御剤としては、モノアゾ染料の金属塩、サ
リチル酸、ダイカルボン酸の金属錯体他等が挙げられ
る。これらの帯電制御剤の使用量は、トナー樹脂成分に
対し、０．１〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部で
ある。

【００４１】流動性改良剤としては、酸化ケイ素、酸化
チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリ
ウム等、従来公知のいかなる流動性改良剤をも単独ある
いは混合して使用できる。これらの流動性改良剤の使用
量は、トナー重量に対し、０．１〜５重量部、好ましく
は０．５〜２重量部である。

【００４２】本発明のトナーを二成分現像剤として使用
する場合に用いられるキャリアとしては、公知のものが
すべて使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニ
ッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等及
びこれらの表面を樹脂などで処理した物などが挙げられ
る。

【００４３】本発明におけるキャリアにコーティングし
得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、
シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリ
エステル樹脂エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリ
ル共重合体の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分を
有するものが好ましい。この場合スチレン分が３０重量
％未満だと現像特性が低く、９０重量％を越えるとコー
ティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの
寿命が短くなるからである。

【００４４】又本発明におけるキャリアの樹脂コーティ
ングは、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、
導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。

【００４５】本発明において粒度分布の測定に用いたコ
ールターカウンター及びフロー式粒子像装置の概略を示
す。体積平均粒径及び５μｍ以下個数％の測定は、米国
コールターエレクトロニクス社製のコールターカウンタ
ーＴＡIIに個数分布，体積分布を出力するインターフェ
イス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピュ
ーター（ＮＥＣ製）接続して用いた。電解液は、１級塩
化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調製した。
測定方法としては、前記電解液５０〜１００ｍｌ中に分
散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンス
ルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料を１〜１０ｍ
ｇ加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を
行ない。別のビーカーに電解水溶液１００〜２００ｍｌ
を入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度にな
るように加え、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型
によりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用
いて個数を基準として２〜４０μｍの粒子の３００００
個の粒度分布を測定し、２〜４０μｍの粒子の体積分布
と個数分布を算出し、体積分布から求めた重量基準の体
積平均粒径（Ｄ４：各チャンネルの中央値をチャンネル
の代表値とする）を求めた。

【００４６】円相当径および個数分布の測定は（株）Ｓ
ＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１０
０を用いて測定することができる。装置および測定の概
略は特開平８−１３６４３９号公報に記載されている。
測定は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶
液に調製した後０．４５μｍのフィルターを通した液５
０〜１００ｍｌに分散剤として界面活性剤、好ましくは
アルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加
え、試料を１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機
で１分間の分散処理を行ない、粒子濃度を５０００〜１
５０００個／μｌに調整した分散液を用いて測定を行な
った。粒子個数の測定は、ＣＣＤカメラで撮像した２次
元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当
径として算出を行なう。ＣＣＤの画素の精度から、円相
当径で０．６μｍ以上を有効とし粒子個数を得た。

【００４７】本発明において用いたＧＰＣは次のように
して測定される。４０℃のヒートチャンバー中でカラム
を安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてＴ
ＨＦを毎分１ｍｌの流速で流し、試料濃度として０．０
５〜０．６重量％に調製したトナーのＴＨＦ試料溶液を
５０〜２００μｌ注入して測定する。試料の分子量測定
に当っては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散
ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値
とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標
準ポリスチレン試料としては、例えばＰｒｅｓｓｕｒｅ
ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．あるいは東洋ソーダ工業社
製の分子量が６×１０²、２．１×１０³、４×１０³、
１．７５×１０⁴、５．１×１０⁴、１．１×１０⁵、
３．９×１０⁵、８．６×１０⁵、２×１０⁶、４．４８
×１０⁶のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポ
リスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器
にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。

【００４８】以下、本発明を下記の実施例によってさら
に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。なお、部数は全て重量部である。

【００４９】まず、本実施例等に用いるシリコーン樹脂
を被覆層に有するキャリアの製造例を示す。これは公知
の手段により行うことができる。キャリア製造例１被覆層形成液の組成シリコン樹脂溶液（ＳＲ２４１１東レシリコーン社製）１００部カーボンブラック（＃４４三菱化成工業社製）４部トルエン１００部上記処方をホモミキサーで３０分間分散して被覆層形成
液を調製した。この被覆層形成液を平均粒径８０μｍの
球状フェライト１０００重量部の表面に流動床型塗布装
置を用いて被覆層を形成したキャリアＡを得た。

【００５０】実施例１スチレンメチルアクリレート（Ｍｗ：４４万、Ｔｍ：１２７℃）１００部カルナバワックス（融点８２℃、体積平均粒径４９０μｍ）３部カーボンブラック（＃４４：三菱化成製）８部含金属アゾ化合物３部上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹搬混
合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物Ａ
をハンマーミルにて２００〜４００μｍに粗粉砕した
後、ジェット気流を用いて衝突版に粗粉砕物を直接衝突
させ微粉砕する微粉砕装置と前記微粉砕装置で得られた
微粉砕粉を分級室内に旋回流を形成し、粉砕物を遠心分
離して分級する風力分級装置を一体に有するＩＤＳ−２
型粉砕分級装置（日本ニューマチック工業製）にて粉砕
分級をおこない、分級上がりトナーを得た。所望の粒径
分布は、コールターカウンター及びフロー式粒子像分析
装置で測定を行い、被粉砕物の供給量、粉砕用高圧空気
の圧力および流量、ならびに粉砕用衝突部材の形状、分
級装置内ではエアーが吸引される際のエアーの流入位置
や流入方向、排気ブロワー圧等を変更することによって
得ることができる。このトナー分級上がり１００部に対
して、添加剤（Ｒ９７２日本アエロジル社製）を１．０
部添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌混合後メッシュを
通して大粒径の粒子を削除し、表１記載の粒径分布を持
ったトナー１を得た。なお、この時のトナー分子量分布
のメインピークは４０００、トナー分子量分布の半値幅
は３５０００であった。このトナー３部に対して、キャ
リアＡ９７部とをボールミルで混合し、現像剤１を得
た。

【００５１】実施例２実施例１の微粉砕分級条件をコントロールした以外は同
様な方法で、表１に示すような粒径分布を持った以外は
実施例１と同様なトナー２および現像剤２を得た。

【００５２】実施例３ポリエステル樹脂（Ｍｗ：７０００、Ｔｍ：１１０℃、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ）６０部ポリエステル樹脂（Ｍｗ：８万、Ｔｍ：１４３℃、酸価２０mgＫＯＨ／ｇ）４０部カルナバワックス（融点８２℃、体積平均粒径４９０μｍ）３部カーボンブラック（＃４４：三菱化成製）８部含金属アゾ化合物３部上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹搬混
合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物Ｂ
をハンマーミルにて２００〜４００μｍに粗粉砕した
後、ジェット気流を用いて衝突版に粗粉砕物を直接衝突
させ微粉砕する微粉砕装置と得られた微粉砕粉を分級室
内に旋回流を形成し、粉砕物を遠心分離して分級する風
力分級装置を一体に有するＩＤＳ−２型粉砕分級装置
（日本ニューマチック社製）にて粉砕分級をおこない分
級上がりトナーを得た。このトナー分級上がり１００部
に対して、添加剤（Ｒ９７２日本アエロジル社製）を
１．０部添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌混合後メッ
シュを通して大粒径の粒子を削除し、表１記載の粒径分
布を持ったトナー３を得た。なお、この時のトナー分子
量分布のメインピークは４０００、トナー分子量分布の
半値幅は１２０００であった。このトナー３部に対し
て、キャリアＡ９７部とをボールミルで混合し、現像剤
３を得た。

【００５３】実施例４ポリエステル樹脂（Ｍｗ：７０００、Ｔｍ：１１０℃、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇ）６０部ポリエステル樹脂（Ｍｗ：８万、Ｔｍ：１４３℃、酸価２０ｍｇＫＯＨ／ｇ）４０部カルナバワックス（融点８２℃、体積平均粒径４９０μｍ）３部カーボンブラック（＃４４：三菱化成製）８部含金属アゾ化合物３部マグネタイト微粒子（粒径０.２５μｍ）５０部上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹搬混
合した後、ロールミルで１３０〜１４０℃の温度で約３
０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、得られた混練物Ｃ
をハンマーミルにて２００〜４００μｍに粗粉砕した
後、ジェット気流を用いて衝突版に粗粉砕物を直接衝突
させ微粉砕する微粉砕装置と得られた微粉砕粉を分級室
内に旋回流を形成し、粉砕物を遠心分離して分級する風
力分級装置を一体に有するＩＤＳ−２型粉砕分級装置
（日本ニューマチック社製）にて粉砕分級をおこない分
級上がりトナーを得た。このトナー分級上がり１００部
に対して、添加剤（Ｒ９７２日本アエロジル社製）を
１．０部添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌混合後メッ
シュを通して大粒径の粒子を削除し、表１記載の粒径分
布を持ったトナー４を得た。なお、この時のトナー分子
量分布のメインピークは４０００、トナー分子量分布の
半値幅は１２０００であった。このトナー３部に対し
て、キャリアＡ９７部とをボールミルで混合し、現像剤
４を得た。

【００５４】比較例１実施例１の微粉砕分級条件をコントロールした以外は同
様な方法で、表１に示すような粒径分布を持った以外は
実施例１と同様なトナー５および現像剤５を得た。

【００５５】比較例２実施例１の微粉砕分級条件をコントロールした以外は同
様な方法で、表１に示すような粒径分布を持った以外は
実施例１と同様なトナー６および現像剤６を得た。

【００５６】比較例３実施例１の微粉砕分級条件をコントロールした以外は同
様な方法で、表１に示すような粒径分布を持った以外は
実施例１と同様なトナー７および現像剤７を得た。

【００５７】

【表１】

【００５８】各現像剤の評価内容に関しては以下に示す
ように行った。（低温定着性評価）定着ローラーとしてテフロン（登録
商標）ローラーを使用した（株）リコー製複写機ＭＦ
−４５５０（Ａ４サイズプリント速度毎分４５枚）の定
着部を改造した装置（定着ローラ：材質Ｆｅ、厚み０．
４ｍｍ、線速２３０ｍｍ／ｓｅｃ、面圧０．９×１０⁵
Ｐａ）を用いて、これにＮＢＳリコー製のＡ４＜１３５
＞複写印刷用紙をセットし複写テストを行った。マクベ
ス濃度計による画像濃度が０．８となるようなコピー画
像を得、定着温度を変化させて定着したコピー画像を、
布（綿３号ＪＩＳ−Ｌ−０８０３）を装填したクロック
メーターにより１０回擦り、マクベス濃度計により布へ
転写したトナー濃度を測定し、濃度が０．４以下を達成
する温度を低温定着性の尺度となる定着下限温度とす
る。従来のトナー（Imagioトナータイプ１２、体積平均
粒径９．６０μｍ、５μｍ以下１５個数％）の定着下限
温度、１９０℃であった。良 ◎：１６０℃未満、○：１６０〜１７０℃、□：１
７０〜１８０℃、△：１８０〜１９０℃、×：１９０℃
以上悪

【００５９】（画像濃度評価、濃度ムラ、細線再現性、
かぶり評価）上記評価は、感光体に当接するクリーニン
グブレードおよび帯電ローラを有する（株）リコー製複
写機ＭＦ−４５５０に、現像剤１〜７を用いて、現像
スリーブの回転方向に対して垂直な方向に１ｃｍ間隔で
黒ベタと白ベタを繰り返したＡ４横チャート（画像パタ
ーンＡ）を１０万枚コピー後、以下に示す所定の画像を
出力し、以下の判断基準を用いて画像評価を行なった。

【００６０】画像濃度Ａ４横で１ｃｍ×１ｃｍの黒ベタのチェッカー画像を１
枚出力し、画像マクベス濃度計を用いて、真ん中と隅の
計５点の平均の画像濃度を測定した。良 ◎：１．４以上、○：１．３〜１．４、□：１．２
〜１．３、 △：１．１〜１．２、×：１.１以下悪

【００６１】濃度ムラ２ドット×２ドット（６００ｄｐｉ）で黒白の繰り返し
画像（ハーフトーン）をＡ３で１枚出力した。以下の判
断基準により５段階で評価を行った。悪い場合、画像パ
ターンＡと逆パターンでスリーブ上が現像されるため、
スリーブ上にムラができるため、特にハーフトーン画像
を取った場合、ムラとなって現れる。良 ◎：大変良い、○：良い、□：普通、△：悪い、
×：大変悪い悪

【００６２】細線再現性１ドットのライン画像を出力し、以下の判断基準により
５段階で評価を行った。良 ◎：大変良い、○：良い、□：普通、△：悪い、
×：大変悪い悪

【００６３】かぶり評価初期と１０万枚後の非画像部の付着しているトナー濃度
を、以下の判断基準により５段階で評価を行った。良 ◎：大変良い、○：良い、□：普通、△：悪い、
×：大変悪い悪

【００６４】評価結果を表２に示す。

【００６５】

【表２】

【００６６】

【発明の効果】本発明により、充分な低温定着性を有
し、繰り返し使用においても非画像部へのスリーブ固着
の発生がなく、画像濃度ムラ、画像濃度低下およびかぶ
りの発生のない高画質な画像形成トナー及び画像形成方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】定着部材の温度と時間の関係例を示すグラフで
ある。

【図２】図１のときの画像形成装置の総消費電力と時間
の関係を示すグラフである。

【図３】本発明に用いられる定着装置の概略図である。

【図４】加熱材を一つ有する定着装置の機構の概略構成
を示す図である。

【図５】加熱材を二つ有する定着装置の機構の概略構成
を示す図である。

【図６】加熱材を二つ有しベルト状加熱材張力により定
着ニップを形成する定着装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１…定着ローラ２…加圧ローラ３…金属シリンダー４…オフセット防止層５…加熱ランプ６…金属シリンダー７…オフセット防止層８…加熱ランプＴ…トナー像Ｓ…支持体（紙等の転写紙）２８…記録材３０…加熱材が一つの定着部例３１…ベルト状加熱材３２…発熱体３３…加圧部材３４…張力印加部材３５…接触加熱領域４０…加熱材が二つの定着部例４１…中空ローラー状加熱材４２…ベルト状加熱材４３…発熱体４４…加圧部材４５…張力印加部材４６…接触加熱領域５０…接触加熱領域がベルト状加熱材の張力により形成
される定着部例５１…中空ローラー状加熱材５２…ベルト状加熱材５３…発熱体５４…張力印加部材５５…加圧部材５６…接触加熱領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/20 １０２Ｇ０３Ｇ 9/08 ３３１ 21/10 21/00 ３１８ (72)発明者岩本康敬東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者松田浩明東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者中井洋志東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者朱冰東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者近藤麻衣子東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H005 AA02 AA06 CA08 CA14 CB03 CB04 EA05 EA06 FA01 2H033 AA09 AA20 AA30 AA32 AA39 BA08 BA12 BA27 BA58 BB01 BB18 BB28 BB33 BB34 2H034 AA06 BF03 BF09 2H077 AA01 AA11 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤を
含有するトナーにおいて、コールターカウンターによっ
て測定される該トナーの体積平均粒径（Ｄ４）が５μｍ
〜８μｍであり、かつ５μｍ以下の微粉含有率が６０〜
７５個数％であり、フロー式粒子像分析装置によって測
定される個数基準の円相当径が０．６μｍ以上３μｍ以
下の粒子の含有率が２５％以下であることを特徴とする
画像形成用トナー。
【請求項２】前記フロー式粒子像分析装置によって測
定される個数基準の円相当径が０．６μｍ以上３μｍ以
下の粒子の含有率が１５％以下であることを特徴とする
請求項１記載の画像形成用トナー。
【請求項３】前記トナーのＴＨＦ可溶分により求めた
ＧＰＣによる分子量分布の値が１０００〜１００００の
間に少なくともピークを有し、該分布の半値幅が１５０
００以下であることを特徴とするとする請求項１又は２
記載の画像形成用トナー。
【請求項４】前記結着樹脂としてポリエステル樹脂を
用いることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記
載の画像形成用トナー。
【請求項５】前記離型剤のトナーバインダー中に分散
させる前の体積平均粒径が１０〜８００μｍであること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成
用トナー。
【請求項６】前記トナーが磁性体を含有することを特
徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成用ト
ナー。
【請求項７】画像形成装置の電源をオンしてから画像
形成に達するまでの時間（待機時間）が１５秒以下で、
駆動時の最大消費電力が１．５ＫＷ以下であり、かつ非
駆動時の最大消費電力が３０Ｗ以下である画像形成装置
に使用する請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成用
トナー。
【請求項８】前記画像形成装置の画像形成に達するまで
の時間（待機時間）が１０秒以下である画像形成装置に
使用する請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成用ト
ナー。
【請求項９】Ａ４サイズの紙を１分間に３０枚以上プ
リントアウトできる画像形成装置に使用する請求項１〜
８のいずれかに記載の画像形成用トナー。
【請求項１０】転写材に形成したトナー像を、２本の
定着部材の間を通すことによって加熱溶融して定着を行
う定着方法において、トナー像支持面と接触する側の定
着部材の厚みが０．７ｍｍ以下で、且つ２本の定着部材
間に加わる面圧（定着部材荷重／接触面積）が１．５×
１０⁵Ｐａ以下の定着方法を用い、請求項１〜９のいず
れかに記載の画像形成用トナーを用いたことを特徴とす
る画像形成方法。
【請求項１１】定着工程が、固定された発熱体と、該
発熱体に対向して加熱される加熱材と、該加熱材に記録
材を圧着させる加圧部材により記録材上のトナー像を定
着する方法において、該加熱材が少なくとも有端もしく
は無端のベルト状の形状を有している定着方法を有し、
請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成用トナーを用
いたことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１２】少なくとも像担持体上に現像されたト
ナー像を記録材に転写後、該像担持体上に残留するトナ
ーを像担持体に対してカウンター方向で当接した弾性ゴ
ムブレードでクリーニングを行なう工程と像担持体に当
接した帯電装置を有する画像形成方法において、請求項
１〜９のいずれかに記載の画像形成用トナーを用いたこ
とを特徴とする画像形成方法。
【請求項１３】請求項１０〜１２のいずれかに記載の
画像形成方法を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】請求項１〜９のいずれかに記載の画像
形成用トナーとキャリアを含有することを特徴とする二
成分画像形成用現像剤。
【請求項１５】請求項１〜９のいずれかに記載の画像
形成用トナーを充填したことを特徴とする画像形成用ト
ナー容器。
【請求項１６】請求項１４に記載の二成分画像形成用
現像剤を充填したことを特徴とする二成分画像形成用現
像剤容器。
【請求項１７】請求項１〜９のいずれかに記載の画像
形成用トナーを充填した容器を装填したことを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項１８】請求項１６に記載の二成分画像形成用
現像剤を充填した容器を装填したことを特徴とする画像
形成装置。