JP2002258516A - トナーおよびこのトナーを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱定着を行う定着器を備える画像形成装置に
用いられるトナーのオフセットの発生を低減するととも
に、転写材の定着器への付着を防止する。 【解決手段】母粒子（Ｃ）の粒径に対する外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）の粒径の分布を最小２乗法で近似した近似直線α
の傾き（外添剤の粒径／母粒子の粒径）θが０.４以上
であるように、トナーＴが構成されている。これによ
り、加熱定着を行う定着器に対する粘着性の高い母粒子
に付着する、粘着性の低い外添剤の１次粒径および２次
粒径を含む粒径が大きくなる。これにより、転写材と定
着器とが互いに付着しようとする粘着力が小さくなるの
で、トナーの定着器へのオフセットが抑制され、転写材
の定着器への付着が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、潜像担持体上の静
電潜像を現像するためのトナーの技術分野、およびこの
トナーにより潜像担持体上の静電潜像を現像した現像画
像を紙等の転写材に転写し、この転写材上の転写画像を
定着するようになっている画像形成装置の技術分野に属
し、特に、流動性および帯電性の優れたトナーの技術分
野、および定着工程時の転写材の定着器への付着を防止
するようになっている画像形成装置の技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置においては、トナーにより
潜像担持体上の静電潜像を現像するとともに、その現像
画像を紙等の転写材に転写して、この転写材上に、潜像
担持体上に露光された静電潜像の転写画像を得るように
なっている。

【０００３】図１１は、従来のこのような画像形成装置
の一例であるフルカラ−の中間転写型の画像形成装置を
模式的に示す図である。図１１に示すように、この画像
形成装置１においては、画像が潜像担持体（以下、ＯＰ
Ｃともいう）２上に静電潜像として露光されるととも
に、このＯＰＣ２上の静電潜像がイエロー、マゼンタ、
シアン、および黒の各現像器３,４,５,６で順に（各色
の順序は任意）現像されて可視像化され、更に、ＯＰＣ
２上の現像画像が転写器７で色合わせを行い転写材の１
つである転写紙８に転写された後、定着器９で定着する
ことにより、転写紙８上に所望の画像が得られるように
なっている。

【０００４】そして、現像画像が転写紙８に転写された
後、ＯＰＣ２上に残留する残余トナーＴ′はクリーニン
グブレード１０により除去され、残余トナーボックス１
１に収容される。

【０００５】ところで、このような従来の画像形成装置
１に用いられているトナーＴは、各現像器の各トナー供
給部材３ｃ,４ｃ,５ｃ,６ｃから供給された各トナー担
持体３ａ,４ａ,５ａ,６ａ上のトナーＴが各トナー規制
手段３ｂ,４ｂ,５ｂ,６ｂで均一薄層化および均一帯電
化されてＯＰＣ２の方へ搬送されるが、各トナー担持体
３ａ,４ａ,５ａ,６ａと各トナーブレード３ｂ,４ｂ,５
ｂ,６ｂとの間をすり抜けてＯＰＣ２の方へ確実に搬送
されるためには、トナーＴは良好な流動性および良好な
帯電性が求められる。そこで、従来のトナーＴは、図１
２に示すように樹脂（炭素：Ｃ）からなる母粒子１２の
表面に、シリカ（ＳｉＯ₂）からなる外添剤１３が付着
されて、その流動性および帯電性を良好にされている。

【０００６】また、このように外添剤１３が母粒子１２
に付着されて形成されているトナーＴにおいては、図１
３の如く、母粒子１２が定着器９の加熱部材９ａに対し
て粘着性が高く、外添剤１３が定着器９の加熱部材９ａ
に対して粘着性が低いものとなっている。したがって、
転写紙８上のトナーＴが、外添剤１３の母粒子１２との
付着が良好なトナーＴである場合は、転写紙８上の転写
画像が定着される際、定着器９の加熱部材９ａと転写紙
８上のトナーＴとの界面に、外添剤１３が存在するの
で、加熱部材９ａと転写紙８上のトナーＴとの付着力が
きわめて小さく、転写紙８上のトナーＴが加熱部材９ａ
に付着するという、いわゆるトナーＴのオフセットが生
じることはない。

【０００７】しかしながら、転写紙８上のトナーＴが外
添剤１３の母粒子１２との付着が良好でないトナーＴで
ある場合は、定着時、加熱部材９ａと転写紙８上のトナ
ーＴとの界面に、外添剤１３がほとんど存在しないた
め、加熱部材９ａと転写紙８上のトナーＴとの付着力が
増大してしまい、その結果、図１３に示すようにトナー
Ｔのオフセットが生じて、転写紙８の加熱部材９ａへの
巻き付きが発生してしまう。

【０００８】そこで、画像形成装置１に使用するトナー
Ｔにおいて、離型機能を有する特定の無機微粒子を混合
することによりトナーを構成することで、定着時のトナ
ーのオフセットを防止することが、特公平５−５６５０
１号公報によって提案されている。

【０００９】この公告公報に開示されているトナーによ
れば、定着工程時に、溶融したトナー表面と加熱部材と
の間にこの特定の無機微粒子が介在するので、この特定
の無機微粒子の離型作用により、トナーＴの加熱部材へ
の付着が防止され、オフセットの発生が防止されるよう
になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、このような定着時のトナーのオフセットについて
種々研究した結果、母粒子１２に外添剤１３が付着して
いるトナーＴであっても、転写紙８上に転写された転写
画像のトナーＴには、外添剤１３が遊離して母粒子１２
に良好に付着されていないトナーが存在するようにな
る。これは、ＯＰＣ２の静電潜像の現像工程やＯＰＣ２
の現像画像の転写工程において、母粒子１２に付着して
いる外添剤１３がＯＰＣ２と接触する接触現像時や転写
器７と接触する接触転写時にストレスを繰り返し受ける
ようになるが、このストレスにより、外添剤１３が母粒
子１２から遊離してしまうことがわかった。

【００１１】このため、前述の公告公報の開示のよう
に、離型機能を有する特定の無機微粒子をトナーに混合
させたとしても、前述のストレスにより母粒子から特定
の無機微粒が遊離してしまう場合があり、効果的にトナ
ーのオフセットを低減させることができなくなる場合が
考えられる。

【００１２】このように、前述の公告公報のトナーで
は、接触現像工程時や接触転写工程時に受けるストレス
により特定の無機微粒子の母粒子からの遊離を必ずしも
防止することはできないため、トナーのオフセットの発
生を十分にかつ効果的に防止できるとは言えない。しか
も、前述の公告公報のトナーでは、特定の無機微粒子の
母粒子からの遊離を確実に防止できないことから、オフ
セットの発生を防止するためには、その寿命が制限さ
れ、トナーの更なる寿命延長は期待できないものとなっ
ている。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、加熱定着を行う定着器を
備える画像形成装置に用いられ、オフセットの発生を低
減するとともに、転写材の定着器への付着を防止するト
ナーおよびこのトナーを用いた画像形成装置を提供する
ことである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１の発明のトナーは、転写材上の転写画像を
加熱定着する定着器を備える画像形成装置に用いられ、
多数の母粒子とこれらの母粒子にそれぞれ付着される多
数の外添剤とからなるトナーにおいて、前記母粒子の等
価粒径に対する前記外添剤の等価粒径の分布を最小２乗
法で近似した近似直線の傾き（外添剤の等価粒径／母粒
子の等価粒径）が、０.４以上であるように設定されて
いることを特徴としている。

【００１５】また、請求項２の発明のトナーは、前記母
粒子と前記外添剤とが付着しているトナー量とトナー全
体量との比が６０％以上になるように設定されているこ
とを特徴としている。

【００１６】更に、請求項３の発明のトナーは、前記母
粒子と前記外添剤とのそれぞれの極性が互いに異なる極
性になるように設定されていることを特徴としている。
更に、請求項４の発明は、前記母粒子の極性が正極性で
あり、前記外添剤の極性が負極性であることを特徴とし
ている。

【００１７】更に、請求項５の発明の画像形成装置は、
静電潜像が形成される潜像担持体と、この潜像担持体上
の静電潜像をトナーによって現像する現像器と、前記潜
像担持体上の現像画像を転写材に転写する転写器と、前
記転写材上の転写画像を加熱定着する定着器とを備え、
前記トナーは、請求項１ないし５のいずれか１記載のト
ナーであることを特徴としている。

【００１８】

【作用】このように構成された請求項１の発明のトナー
においては、母粒子の等価粒径に対する外添剤の等価粒
径の分布を最小２乗法で近似した近似直線の傾き（外添
剤の等価粒径／母粒子の等価粒径）を０.４以上になる
ように設定することで、加熱定着を行う定着器に対する
粘着性の高い母粒子に付着する、粘着性の低い外添剤の
１次粒径および２次粒径を含む粒径が大きくなる。これ
により、転写材と定着器とが互いに付着しようとする粘
着力が小さくなるので、トナーの定着器へのオフセット
が抑制され、転写材の定着器への付着が低減する。

【００１９】また、請求項２の発明においては、母粒子
と外添剤との同期率が６０％以上になるようにトナーＴ
を構成することで、定着器と転写材上のトナーとの界面
に粘着性の低い外添剤が存在するようになる。これによ
り、定着器と転写材上のトナーとの付着力が低減するた
め、転写材上のトナーのオフセットの発生が抑制される
ようになる。したがって、転写材の定着器への付着の発
生が低減する。

【００２０】更に、請求項３および４の各発明において
は、母粒子と外添剤とのそれぞれの極性が互いに異なる
極性になるようにトナーを構成することで、母粒子と外
添剤との付着力が極性の相違により大きくなる。このた
め、母粒子と外添剤との付着がより確実となるため、定
着器と転写材との間の界面に粘着性の低い外添剤が確実
に存在するようになる。これにより、定着器と転写材上
のトナーとが付着しようとする付着力が低減するので、
転写材上のトナーのオフセットが発生し難くなる。した
がって、転写材の定着器への付着が低減するようにな
る。

【００２１】更に、請求項５の発明の画像形成装置にお
いては、請求項１ないし５のいずれかの１つのトナーを
用いることで、加熱定着工程時に、転写材上のトナーが
定着器へ付着する、トナーのオフセットが抑制される。
したがって、転写材の定着器への付着が低減される。

【００２２】特に、本発明のトナーおよび画像形成装置
においては、接触現像時や接触転写時にトナーが繰り返
しストレスを受けても、母粒子からの外添剤の遊離が抑
制されるので、トナーの寿命および画像形成装置の寿命
がより一層延びるようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明にかかるト
ナーの実施の形態の一例であるトナーの母粒子と外添剤
との付着状態の分析に用いる従来のトナー分析方法の一
例を説明する図である。

【００２４】まず、この例のトナーにおける、トナーＴ
の母粒子と外添剤との付着状態を分析する必要がある。
そこで、この例のトナーＴでは、トナーの分析方法とし
て、電子写真学会年次大会（通算９５回）、“ Japan H
ardcopy'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採用している。

【００２５】このトナー分析方法は、樹脂（Ｃ）からな
る母粒子の表面にシリカ（ＳｉＯ₂）からなる外添剤を
付着させて形成されたトナーＴの粒子をプラズマ中に導
入することにより、トナーＴ粒子を励起させ、この励起
に伴う、図１に示すような発光スペクトルを得ることに
より、元素分析を行う方法である。

【００２６】図１において、発光スペクトルの横軸は時
間軸を示す。まず、図１（ａ）に示すようにトナーＴの
樹脂製母粒子（Ｃ）に外添剤（ＳｉＯ₂）が付着したト
ナーＴ粒子がプラズマに導入されると、母粒子（Ｃ）お
よび外添剤（ＳｉＯ₂）がともに発光する。このとき、
母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが同時にプラズマ
に導入されることから、母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ
₂）とは同時に発光するようになる。このように、母粒
子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが同時に発光する状態
の場合は、母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが同期
しているという。換言すれば、母粒子（Ｃ）と外添剤
（ＳｉＯ₂）とが同期した状態は、外添剤（ＳｉＯ₂）が
母粒子（Ｃ）に付着している状態を表すことになる。

【００２７】また、同図（ｂ）に示すように外添剤（Ｓ
ｉＯ₂）が付着していない母粒子（Ｃ）や母粒子（Ｃ）
から遊離した外添剤（ＳｉＯ₂）がプラズマに導入され
る場合は、前述と同様に母粒子（Ｃ）および外添剤（Ｓ
ｉＯ₂）はいずれも発光するが、このとき、母粒子
（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが異なる時間にプラズマ
に導入されることから、母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ
₂）とは異なる時間に発光するようになる（例えば、母
粒子が外添剤より先にプラズマに導入されると、先に母
粒子が発光し、その後遅れて外添剤が発光する）。

【００２８】このように、母粒子（Ｃ）と外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）とが互いに異なる時間に発光する状態の場合は、
母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが同期していない
（つまり、非同期である）という。換言すれば、母粒子
（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが非同期である状態は、
外添剤（ＳｉＯ₂）が母粒子（Ｃ）に付着していない状
態を表すことになる。

【００２９】更に、図１において発光信号の高さは、そ
の発光の強さを表しているが、この発光の強さは粒子の
大きさや形ではなく、粒子内に含まれているその元素
（Ｃ,ＳｉＯ₂）の原子数に比例している。そこで、元素
の発光強度を粒子の大きさとして表すために、図２に示
すように母粒子（Ｃ）および外添剤（ＳｉＯ₂）の発光
が得られたとき、これらの母粒子（Ｃ）および外添剤
（ＳｉＯ₂）だけでできた真球の粒子を仮定し、それら
の母粒子（Ｃ）および外添剤（ＳｉＯ₂）の粒径として
表している。このときの真球の粒子を等価粒子と呼び、
その粒径を等価粒径と呼ぶ。そして、外添剤は非常に小
さいことから、その粒子を１個ずつ検出することができ
ないので、検出された外添剤の発光信号を足し合わせて
１つの等価粒子に換算して分析している。

【００３０】このように母粒子および外添剤の各発光ス
ペクトルによって得られた等価粒子の等価粒径を、トナ
ーＴの各粒子毎にプロットすると、図３に示すようなト
ナー粒子の等価粒径分布図が得られる。

【００３１】図３において、横軸は母粒子（Ｃ）の等価
粒径を表し、縦軸は外添剤（ＳｉＯ ₂）の等価粒径を表
している。そして、横軸上の等価粒子は、外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）が付着されていない非同期の母粒子（Ｃ）を表し
ているとともに、縦軸上の等価粒子は、母粒子（Ｃ）か
ら遊離した非同期の外添剤（ＳｉＯ₂）を表している。
また、横軸および縦軸上にない等価粒子は、母粒子
（Ｃ）に外添剤（ＳｉＯ₂）が付着されている同期のト
ナーＴを表している。このようにして、トナーＴの母粒
子（Ｃ）に対する外添剤（ＳｉＯ₂）の付着状態が分析
される。

【００３２】ところで、この例の画像形成装置に使用さ
れるトナーＴは、負極性、正極性のどちらの極性のトナ
ーでも良い。母粒子は少なくとも、着色剤、帯電制御
剤、及び樹脂から構成されており、更に分散剤、離型剤
（ＷＡＸ）、磁性材、その他添加剤等も使用できる。

【００３３】母粒子としては、ポリスチレン及び共重合
体、例えば水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチ
レン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、Ａ
ＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、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・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジ
エン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・
アルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマル
ジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチ
レン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン
酸共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレ
ート系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹
脂及び及びその共重合体、例えばスチレン・アクリル共
重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリ
レート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エ
ステル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共
重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート共重合
体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチルア
クリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレー
ト・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリ
ルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアクリレ
ート共重合体、スチレン・ブタジエン・ジメチル・アミ
ノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・アクリ
ル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン
・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２−エチルヘキシ
ル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エチル
グリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎ−
ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、スチレ
ン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸共重
合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチルマレ
イン酸ハ−フエステル・ジビニルベンゼン共重合体、ポ
リエステル及びその共重合体、ポリエチレン及びその共
重合体、エポキシ樹脂、シリコ−ン樹脂、ポリプロピレ
ン及びその共重合体、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂などを１種類あるいは２種類以上ブ
レンドしたものを使用することができる。

【００３４】これらを外添剤の帯電列との関係で組み合
わせて使用することができる。更に詳しくは、母粒子を
正極性、外添剤を負極性の関係になるように組み合わせ
ることが好ましい。

【００３５】着色剤としては、カーボンブラック、スピ
リットブラック、ニグロシン、ローダミン系、トリアミ
ノトリフェニルメタン、カチオン系、ジオキサジン、銅
フタロシニアン、ベリレン、アゾ系、含金アゾ顔料、ア
ゾクロムコンプレックス、カーミン系、ベンジジン系、
ソーラピュアイエロー８Ｇ、キナクリドン、ポリタング
ストリン酸、インダスレンブルー、スルホンアミド誘導
体等を使用することができる。

【００３６】帯電制御剤としては、電子受容性の有機錯
体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸、第４級アン
モニウム塩、ピリジニル塩等を使用できる。離型剤とし
ては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス
等を使用することができる。

【００３７】分散剤としては、金属石鹸、ポリエチレン
グリコール等を使用できる。その他の添加剤としては、
ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を使用す
ることができる。

【００３８】磁性剤としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｚｎ等の金属粉、Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｒ
₂Ｏ₃、フェライト等の金属酸化物、マンガンと酸を含む
合金等の熱処理によって強磁性を示す合金等を用いるこ
とができ、予めカップリング剤等の予備処理を施しても
構わない。そして、これらを一般の混練粉砕法、スプレ
−ドライ法、及び重合法等により、母粒子に作製する。

【００３９】外添剤としては、種々のものが使用でき
る、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の金属酸
化物、及びこれらの複合酸化物等の無機微粒子や、アク
リル微粒子等の有機微粒子を用いることができる。ま
た、これらの表面処理剤として、シラン系カップリング
剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シランカ
ップリング剤、シリコーンオイル等を用いることができ
る。これらの処理剤で処理された外添剤の疎水化率は、
従来のメタノール法によるもので６０％以上のものが好
ましい。これ以下であると、高温高湿化において、水分
の吸着により帯電性及び流動性の低下を起こしやすく好
ましくない。外添剤の粒径としては、搬送性、帯電性の
観点から０.００１〜１μｍであることが好ましい。外
添剤添加量としては、トナー母粒子に対して０.１〜５
ｗｔ％であることが好ましい。これ以上量を増加させる
と、外添剤がトナーと非同期になる確率が増え、外添剤
どうしの２次凝集等が多発するようになり、帯電性の低
下、搬送すじの増加を招くようになる。

【００４０】また、外添剤は１種類に限定されるもので
はなく、２種類以上のものを混合したものも使用するこ
とができる。前述の母粒子と外添剤とは、これらをヘン
シェルミキサー、パーペンマイヤー等の高速流動混合機
やメカノケミカル法等の混合機等により乾式混合させて
付着させる。

【００４１】本例の画像形成装置における現像装置に用
いられるトナー担持体としては、磁性、非磁性、導電
性、絶縁性、金属、ゴム、樹脂等、トナー担持体として
形成できるものであればすべてのものを用いることがで
きる。例えば、材質的には、アルミニウム、ニッケル、
ステンレス等の金属、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタ
ンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレ
ンゴム、ＮＢＲ等のゴム、スチロール樹脂、塩化ビニル
樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリ
ル樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂を用いることができる。
また、これらの材質の上層部にコートしても使用できる
ことは言うまでもない。その場合、コート材としては、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエス
テル、ナイロン、アクリル等が使用できる。また、形態
としては、非弾性体、弾性体、単層、多層、フイルム、
ローラ等のすべてのものを用いることができる。また、
トナー担持体の表面粗さはトナー搬送性を確保するため
に、Ｒｚ１〜１０μｍに設定している。

【００４２】また、本例の画像形成装置における現像装
置に用いられるトナー供給部材の材質としては、トナー
担持体の接触を安定させるために弾性体を設定すること
が好ましい。本例では、トナー供給部材の材質として、
ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポリエ
チレンフォーム、ポリエステルフォーム、エチレンプロ
ピレンフォーム、ナイロンフォーム、シリコンフォーム
等が使用することができる。なお、トナー供給手段の発
泡セルは単泡、連泡のどちらでも使用できるが、単泡の
方が好ましい。これは、発泡セルが連泡であると、トナ
ーが供給手段の発泡セル内部に進入し、やがて、内部及
び表層部において、トナー凝集を起こし、トナー搬送性
の低下や規制部における搬送すじの原因となるからであ
る。したがって、単泡の方が好ましい。硬度は、１０゜
〜４０゜（アスカーＣ硬度計にて測定）のものが使用可
能であるが、最適にはトナー担持体上の残留トナーの掻
き取り効果の大きい３５゜〜４０゜のものが好ましい。
また、抵抗値は１０³〜１０⁷Ωｃｍ（体積抵抗値）のも
のが使用できる。

【００４３】なお、本例では、フォーム材を使用したが
弾性を有するゴム材を使用しても良いことは言うまでも
ない。詳しくは、シリコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴ
ム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジ
エンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプ
ロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタ
ジエンゴム、アクリルゴムにカーボン等の導電剤を分散
成型したものが使用できる。

【００４４】更に、本例の画像形成装置における現像装
置に用いられるトナー規制手段としては、ステンレス、
銅、鉄及び樹脂等の板材にＲ形状したゴム等弾性チップ
を形成したものを使用できる。ゴムチップとしては、シ
リコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴ
ム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロ
プレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エ
ピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタジエンゴム、アク
リルゴムにカーボン等の導電剤を分散成型したものが使
用できる。また、これらのゴム材を単独で一体成型した
ものや、板材単独で構成したものも同様に使用できる。
更に、前述の材料の上層部に樹脂をコートしても使用で
きることは言うまでもない。そのコート材としては、ポ
リエチレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリウレタン、
ポリエステル等が使用できる。

【００４５】更に、本例の画像形成装置における定着器
に用いられる加熱部材は、金属、ゴム、樹脂、導電性、
絶縁性、ローラ、ベルト等の加熱部材として使用できる
ものであればすべて用いることができる。例えば、材質
的にはアルミニウム、ステンレス、ニッケル等の金属表
面にシリコンゴム、フッ素ゴム、フッ素樹脂などを表層
としたものが使用できる。表層材としては耐熱性、トナ
ー離型性等を考慮した弾性層が適している。また、形態
としてはフィルム、ローラ等すべてのものを用いること
ができる。

【００４６】そして、本例のトナーＴにおいても、前述
の分析方法でトナー分析を行っている。本例のトナーＴ
においては、外添剤としてシリカ粒子を用いている。図
４に示すように前述の分析方法で分析されたトナーＴの
母粒子１２中の炭素（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）１３と
の付着状態を、最小２乗法を用いて得られた原点を通る
１本の近似直線αを利用している。この近似直線αの傾
き（外添剤の等価粒径／母粒子の等価粒径）θは母粒子
（Ｃ）１２に付着している（同期している）外添剤（Ｓ
ｉＯ₂）１３の濃度を表している。すなわち、傾きθが
小さいほど同期している外添剤（ＳｉＯ₂）１３の濃度
が低く、この場合は、同期している外添剤（ＳｉＯ₂）
１３の量が少なく、また粒径が小さいことになる。ま
た、傾きθが大きいほど同期している外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）１３の濃度が高く、この場合は、同期している外
添剤（ＳｉＯ₂）１３の量が多く、また粒径が大きいこ
とになる。

【００４７】傾きθが大きくなるほど、同期している外
添剤（ＳｉＯ₂）１３の量が多くなることから、加熱部
材９ａに対する粘着性の高い母粒子（Ｃ）１２に付着す
る、粘着性の低い外添剤（ＳｉＯ₂）１３の１次粒径お
よび２次粒径を含む粒径が大きくなる。したがって、傾
きθが大きくなるほど、転写紙８と加熱部材９ａとが互
いに付着しようとする粘着力が低減することになる。そ
して、この例のトナーＴは、同期している外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）１３の濃度に関係する近似直線αの傾きθが、０.
４以上になるように設定されている。

【００４８】このように構成されたこの例のトナーＴに
よれば、母粒子（Ｃ）１２と外添剤（ＳｉＯ₂）１３と
が同期しているトナーＴにおいて、母粒子（Ｃ）１２の
粒径に対する外添剤（ＳｉＯ₂）１３の濃度に基づく近
似直線αの傾きθが０.４以上になるようにトナーＴを
構成することで、１次粒径および２次粒径を含む大きな
粒径の、粘着性の低い外添剤（ＳｉＯ₂）１３を、加熱
部材９ａに対する粘着性の高い母粒子（Ｃ）１２に付着
させることができるようになる。したがって、転写紙８
と加熱部材９ａとが互いに付着しようとする粘着力を低
減できるため、トナーＴが加熱部材９ａへ付着するオフ
セットの発生を抑制できる。これにより、転写紙８の加
熱部材９ａへの巻き付けの発生を効果的に低減させるこ
とができる。

【００４９】実際に、近似直線αの傾きθが０.５に設
定されたこの例のトナーＴと、近似直線αの傾きθが
０.３に設定された、本発明に含まれないトナーＴとを
用いて、前述の図１１に示すような加熱部材９ａを備え
た画像形成装置１で画像形成の試験をした結果、図５に
示すような結果が得られた。試験に用いたトナーとして
は、シリカ微粒子を用いたトナーを使用し、Ｓｉの発光
スペクトルを検出することにより測定を行った（以下の
他の試験についても同様である）。

【００５０】この図５から明らかなように、近似直線α
の傾きθが０.３に設定されたトナーＴの場合は、印字
枚数が多くなるにつれて、加熱部材９ａに付着するオフ
セットトナー量が、転写紙８が加熱部材９ａに巻き付い
てしまう程度に急増するようになるが、傾きθが０.５
に設定されたトナーＴの場合は、印字枚数が多くなって
も、加熱部材９ａに付着するオフセットトナー量はほと
んど変化しなく、転写紙８が加熱部材９ａに巻き付く程
度にまでは増加しないという結果が得られた。したがっ
て、この例のトナーＴでは、トナーＴの加熱部材９ａへ
のオフセットが低減して、転写紙８の加熱部材９ａへの
巻き付けの発生が低減することがわかった。その場合、
更に精緻に研究した結果によると、近似直線αの傾きθ
が０.３以下のなるとオフセットトナー量が急増するよ
うになるので、近似直線αの傾きθは０.４以上である
ことが望ましい。

【００５１】また、この例のトナーＴによれば、接触現
像時や接触転写時にトナーＴが繰り返しストレスを受け
ても、母粒子（Ｃ）１２からの外添剤（ＳｉＯ₂）１３
の遊離を抑制できるので、トナーＴの寿命をより一層延
ばすことができるようになる。

【００５２】なお、本発明は、外添剤としてシリカ微粒
子に限定されるものではなく、前述のように種々の材質
のものが使用できる。したがって、トナーの分析試験を
行うにあたっては、外添剤の材質により適宜検出すべき
元素の発光スペクトルを選択することにより、シリカ以
外の外添剤を用いた場合においても同様に測定を行うこ
とができる。その場合、例えば、外添剤として、酸化チ
タンを用いる場合はＴｉの発光スペクトルを、アルミナ
を用いる場合はＡｌの発光スペクトルを検出し処理すれ
ばよい。

【００５３】図６は、本発明にかかるトナーの実施の形
態の他の例のトナーの粒径の分布を示す正規分布図であ
る。前述のトナー分析方法で分析された、図３に示すト
ナーＴの粒子を、横軸にトナー粒径（等価粒径）をと
り、縦軸にその粒径の個数をとって表すと、図６に示す
ような正規分布図が得られる。そこで、この例のトナー
Ｔは、図６に示すように樹脂の母粒子（Ｃ）１２に外添
剤（ＳｉＯ₂）１３が付着しているトナー（以下、外添
剤同期トナーともいう）の平均粒径が、トナー全体の平
均粒径よりも大きくなる、すなわち、

【００５４】

【数１】

【００５５】となるように設定されている。このように
構成されたこの例のトナーＴによれば、外添剤同期トナ
ーＴの平均粒径がトナー全体の平均粒径よりも大きくな
るようにトナーＴを構成することで、少なくとも粒径の
大きな方の母粒子（Ｃ）１２には、外添剤（ＳｉＯ₂）
１３を万遍なく付着できるようになる。したがって、大
粒径の母粒子（Ｃ）１２はトナーＴと加熱部材９ａとの
間で生じる凝着力に大きく影響することから、このよう
に大粒径の母粒子（Ｃ）１２に外添剤（ＳｉＯ₂）１３
が付着することにより、トナーＴと加熱部材９ａとの間
の凝着力を低減できるので、トナーＴが加熱部材９ａへ
付着するオフセットの発生を抑制できる。したがって、
転写紙８の加熱部材９ａへの巻き付けの発生を効果的に
低減させることができる。実際にこの例のトナーＴと、
図７に示すような外添剤同期トナーＴの平均粒径が、ト
ナー全体の平均粒径よりも小さい、すなわち

【００５６】

【数２】

【００５７】となるように設定されたトナーＴとを用い
て、前述の図１１に示すような加熱部材９ａを備えた画
像形成層値で画像形成の試験をした結果、図８に示すよ
うな結果が得られた。

【００５８】この図８から明らかなように、図７に示す
トナーＴの場合は、印字枚数が多くなるにつれて、加熱
部材９ａに付着するオフセットトナー量が、転写紙８が
加熱部材９ａに巻き付いてしまう程度に急増するように
なるが、図６に示すこの例のトナーＴの場合は、印字枚
数が多くなっても、加熱部材９ａに付着するオフセット
トナー量はほとんど変化しなく、転写紙８が加熱部材９
ａに巻き付く程度にまでは増加しないという結果が得ら
れた。したがって、この例のトナーＴでは、トナーＴの
加熱部材９ａへのオフセットが低減して、転写紙８の加
熱部材９ａへの巻き付けの発生が低減することがわかっ
た。また、この例のトナーＴによっても、前述の例と同
様にトナーＴの寿命をより一層延ばすことができるよう
になる。

【００５９】図９は、本発明にかかるトナーの実施の形
態の更に他の例のトナーの粒径の分布を示す正規分布図
である。この例のトナーＴは、前述の例の傾きθが０.
４以上に設定されることまたは外添剤同期トナーの平均
粒径がトナー全体の平均粒径よりも大きくなるように設
定されることに加えて、図９において外添剤同期トナー
量とトナー全体量との比、すなわち同期率が６０％以上
になるように設定されている。

【００６０】このように構成されたこの例のトナーＴに
よれば、母粒子（Ｃ）１２と外添剤（ＳｉＯ₂）１３と
の同期率が６０％以上になるようにトナーＴを構成する
ことで、加熱部材９ａと転写紙８との間の界面に粘着性
の低い外添剤（ＳｉＯ₂）１３を存在させることができ
るようになるため、加熱部材９ａと転写紙８上のトナー
Ｔとが付着しようとする付着力を低減できる。したがっ
て、トナーＴが加熱部材９ａへ付着するオフセットの発
生を抑制でき、その結果、転写紙８の加熱部材９ａへの
巻き付けの発生を効果的に低減させることができる。

【００６１】実際に、この例の同期率が６０％のトナー
Ｔと、本発明に含まれないトナーＴとを用いて、前述の
図１１に示すような加熱部材９ａを備えた画像形成装置
１で画像形成の試験をした結果、図１０に示すような結
果が得られた。

【００６２】この図１０から明らかなように、トナー母
粒子と外添剤との同期率が６０％以上になると、加熱部
材９ａに付着するオフセットトナー量が急減するように
なり、転写紙８が加熱部材９ａに巻き付くことがほとん
ど発生しないという結果が得られた。したがって、この
例のトナーＴでは、トナーＴの加熱部材９ａへのオフセ
ットが低減して、転写紙８の加熱部材９ａへの巻き付け
の発生が低減することがわかった。また、この例のトナ
ーＴによっても、前述の例と同様にトナーＴの寿命をよ
り一層延ばすことができるようになる。

【００６３】更に、本発明にかかるトナーの実施の形態
の更に他の例のトナーとして、前述の各例のトナーＴの
うち、いずれか１つのトナーＴに加えて、母粒子（Ｃ）
１２の極性に対して外添剤（ＳｉＯ₂）１３の極性が異
極性になるように、トナーＴが構成されている。通常
は、母粒子（Ｃ）１２の極性が正極性に設定されるの
で、この場合には外添剤（ＳｉＯ₂）１３の極性が負極
性になるように、トナーＴが構成される。もちろん、母
粒子（Ｃ）１２の極性が負極性に設定される場合には、
外添剤（ＳｉＯ₂）１３の極性は正極性に設定されるこ
とは言うまでもない。

【００６４】このように構成されたこの例のトナーＴに
おいては、母粒子（Ｃ）１２と外添剤（ＳｉＯ₂）１３
との付着力が極性の相違により大きくなって、母粒子
（Ｃ）１２と外添剤（ＳｉＯ₂）１３との付着がより確
実となるため、加熱部材９ａと転写紙８との間の界面に
粘着性の低い外添剤（ＳｉＯ₂）１３が確実に存在する
ようになる。このため、加熱部材９ａと転写紙８上のト
ナーＴとが付着しようとする付着力が低減するようにな
り、トナーＴが加熱部材９ａへ付着するオフセットが発
生し難くなる。これにより、前述の各例のトナーＴと同
様に転写紙８の加熱部材９ａへの巻き付けが低減するよ
うになる。

【００６５】このように、この例のトナーＴによれば、
母粒子（Ｃ）１２と外添剤（ＳｉＯ ₂）１３との極性が
異なるようにトナーＴを構成することで、加熱部材９ａ
と転写紙８上のトナーＴとの界面に粘着性の低い外添剤
を存在させて、これらの加熱部材９ａと転写紙８上のト
ナーＴとの付着力を低減することができるため、トナー
Ｔが加熱部材９ａへ付着するオフセットの発生を抑制で
きるようになる。したがって、転写紙８の加熱部材９ａ
への巻き付けの発生を効果的に低減させることができ
る。

【００６６】なお、前述の例では、トナーの母粒子
（Ｃ）１２と外添剤（ＳｉＯ₂）１３との付着状態を分
析する方法として、前述の論文集に開示されているトナ
ー分析方法を用いるものとしているが、本発明は、同期
トナーの等価粒径の平均粒径およびトナー全体の等価粒
径の平均粒径を得ることができるトナー分析方法であれ
ば、どのようなトナー分析方法を用いることができるこ
とは言うまでもない。

【００６７】また、本発明の画像形成装置は、図１１に
示す画像形成装置１に限定されるものではなく、少なく
とも転写後に転写紙８上の転写画像を定着する定着器９
を備える画像形成装置であれば、どのような画像形成装
置にも適用することができる。

【００６８】更に、前述の各例では、外添剤１３として
シリカ（ＳｉＯ₂）を用いているが、母粒子（Ｃ）に付
着するもので、トナーＴの流動性を良好にするものであ
れば、シリカ以外のものでも外添剤１３として用いるこ
とができる。

【００６９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明のトナーによれば、母粒子の等価粒径に対する
外添剤の等価粒径の分布を最小２乗法で近似した近似直
線の傾き（外添剤の等価粒径／母粒子の等価粒径）を
０.４以上になるように設定しているので、加熱定着を
行う定着器に対する粘着性の高い母粒子に付着する、粘
着性の低い外添剤の１次粒径および２次粒径を含む粒径
を大きくできる。これにより、転写材と定着器とが互い
に付着しようとする粘着力を小さくできるので、トナー
の定着器へのオフセットを抑制でき、転写材の定着器へ
の付着を低減することができる。

【００７０】また、請求項２の発明のトナーによれば、
母粒子と外添剤との同期率が６０％以上になるようにト
ナーＴを構成しているので、定着器と転写材上のトナー
との界面に粘着性の低い外添剤を存在させるようにする
ことができる。これにより、定着器と転写材上のトナー
との付着力を低減できるため、転写材上のトナーのオフ
セットの発生を抑制できるようになる。したがって、転
写材の定着器への付着の発生を低減することができる。

【００７１】更に、請求項３および４の各発明のトナー
によれば、母粒子と外添剤とのそれぞれの極性が互いに
異なる極性になるようにトナーを構成しているので、母
粒子と外添剤との付着を極性の相違により大きくするこ
とができる。このため、母粒子と外添剤との付着をより
確実にできるため、定着器と転写材との間の界面に粘着
性の低い外添剤を確実に存在させることができる。これ
により、定着器と転写材上のトナーとが付着しようとす
る付着力を低減できるので、転写材上のトナーのオフセ
ットの発生を抑制できる。したがって、転写材の定着器
への付着を低減することができるようになる。

【００７２】更に、請求項５の発明の画像形成装置によ
れば、請求項１ないし５のいずれかの１つのトナーを用
いることで、加熱定着工程時に、転写材上のトナーが定
着器へ付着する、トナーのオフセットが抑制される。し
たがって、転写材の定着器への付着が低減される。

【００７３】特に、本発明のトナーおよび画像形成装置
によれば、接触現像時や接触転写時にトナーが繰り返し
ストレスを受けても、母粒子からの外添剤の遊離を抑制
できるので、トナーの寿命および画像形成装置の寿命を
より一層延ばすことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるトナーの実施の形態の一例で
あるトナーの母粒子と外添剤との付着状態の分析に用い
る従来のトナー分析方法の一例を説明する図である。

【図２】 図１に示すトナー分析方法において用いられ
る等価粒子および等価粒径について説明する図である。

【図３】 図１に示すトナー分析方法による分析結果を
示す図である。

【図４】 図３に示す分析結果に基づいて、本発明のト
ナーを構成するために用いる近似直線を説明する図であ
る。

【図５】 本発明のトナーの実施の形態の一例とこの例
以外のトナーとを用いた画像形成試験の結果を示す図で
ある。

【図６】 本発明に係るトナーの実施の形態の他の例を
説明し、図４に示す分析結果から得られたトナー粒径の
正規分布図である。

【図７】 図６に示す例のトナー以外のトナーの粒径の
正規分布図である。

【図８】 図６に示す例のトナーとこの例のトナー以外
のトナーとを用いた画像形成試験の結果を示す図であ
る。

【図９】 本発明に係るトナーの実施の形態の更に他の
例を説明し、図４に示す分析結果から得られたトナー粒
径の正規分布図である。

【図１０】図９に示す例のトナーとこの例のトナー以外
のトナーとを用いた画像形成試験の結果を示す図であ
る。

【図１１】従来の画像形成装置の一例であるフルカラ−
のタンデム型の画像形成装置を模式的に示す図である。

【図１２】母粒子に外添剤が付着されたトナー粒子を示
す図である。

【図１３】従来のトナーを用いて図１１に示す画像形成
装置により画像形成を行った場合に発生する転写紙の加
熱部材への巻き付きを説明する図である。

【符号の説明】

１…画像形成装置、２…潜像担持体（ＯＰＣ）、３,４,
５,６…現像器、７…転写器、８…転写紙、９…定着
器、９ａ…加熱部材、１２…母粒子（Ｃ）、１３…外添
剤（ＳｉＯ₂）、Ｔ…トナー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 転写材上の転写画像を加熱定着する定着
   器を備える画像形成装置に用いられ、多数の母粒子とこ
   れらの母粒子にそれぞれ付着される多数の外添剤とから
   なるトナーにおいて、 前記母粒子の等価粒径に対する前記外添剤の等価粒径の
   分布を最小２乗法で近似した近似直線の傾き（外添剤の
   等価粒径／母粒子の等価粒径）が、０.４以上であるよ
   うに設定されていることを特徴とするトナー。
2. 【請求項２】 前記母粒子と前記外添剤とが付着してい
   るトナー量とトナー全体量との比が６０％以上になるよ
   うに設定されていることを特徴とする請求項１記載のト
   ナー。
3. 【請求項３】 前記母粒子と前記外添剤とのそれぞれの
   極性が互いに異なる極性になるように設定されているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のトナー。
4. 【請求項４】 前記母粒子の極性が正極性であり、前記
   外添剤の極性が負極性であることを特徴とする請求項３
   記載のトナー。
5. 【請求項５】 静電潜像が形成される潜像担持体と、こ
   の潜像担持体上の静電潜像をトナーによって現像する現
   像器と、前記潜像担持体上の現像画像を転写材に転写す
   る転写器と、前記転写材上の転写画像を加熱定着する定
   着器とを備え、前記トナーは、請求項１ないし４のいず
   れか１記載のトナーであることを特徴とする画像形成装
   置。