JP2003005434A - トナー、トナーカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーニングに適したトナーと、このトナー
を収納したトナーカートリッジと、このトナーカートリ
ッジを装着自在に搭載した画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光ドラム１に残ったトナーを回収する
クリーニングブレード６を備えた画像形成装置に適用さ
れるトナー１６であって、少なくとも結着樹脂と着色剤
とからなる球形トナーに不定形粒子を混合したトナー１
６とする。文字を印刷する場合、不定形粒子の平均粒子
径は１−５０μｍが好ましい。グラフィックスを印刷す
る場合、不定形粒子の平均粒子径は、画像形成装置の印
刷スポット径の約１４％から１００％であることが好ま
しい。不定形粒子は、前記球形トナーと同色の不定形ト
ナーであってもよいし、無色の不定形粒子であってもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタ、ＦＡＸ
及び複写機等の電子写真記録方法を採用した画像形成装
置に使用するトナーに関し、更に、前記トナーを収容す
るトナーカートリッジ及び前記トナーカートリッジを交
換可能に備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真記録方法では、帯電、露光、現
像、転写、定着、クリーニングの各記録プセスによって
画像を形成する方法が知られている。帯電装置として
は、導電性帯電ローラを静電潜像担持体に接触させて、
この導電性帯電ローラに直流電圧を印加し、静電潜像担
持体を帯電させる接触型帯電装置が提案されている。ま
た、転写ローラとして、半導電性スポンジローラを用
い、記録用紙を介して静電潜像担持体に接触させて、こ
の半導電性スポンジローラに直流電圧を印加し、静電潜
像担持体上に形成されたトナー像を記録用紙に転写させ
る接触型の転写装置が提案されている。

【０００３】帯電装置や転写装置には、一般的にコロナ
帯電器を用いるが、コロナ帯電器には、５−１０ｋＶと
いう高圧電源を必要とする。この高圧電源は、大変高価
なものである。

【０００４】コロナ帯電器は、環境変化に対する安定性
が問題になり、特に、湿度の影響を受けて、静電潜像担
持体の帯電電位が変動してしまうという問題がある。加
えて、コロナ放電現象を利用することからオゾンを発生
し、静電潜像担持体の特性を著しく劣化させてしまう。
このため、画像形成装置にオゾン吸収分解フィルタを設
けて、オゾンが画像形成装置の外へ流出するのを防止し
ている。このオゾン吸収分解フィルタがオゾンを吸収分
解できる寿命は短いので、時々、交換作業を行わなけれ
ばならない。

【０００５】そこで、上述したコロナ帯電器の問題点を
解決するために、例えば、特開昭６３−２０８８７８号
公報は、接触型帯電装置を提案している。すなわち、電
気抵抗値が１０^５−１０^６Ωの導電性帯電ローラを静電
潜像担持体に接触させて、この導電性帯電ローラに直流
電圧を印加し、静電潜像担持体を帯電させる。

【０００６】また、特開平６−１９２７６号公報は、接
触型の転写装置が提案している。すなわち、転写ローラ
として、半導電性スポンジローラを用い、記録用紙を介
して静電潜像担持体に接触させて、この半導電性スポン
ジローラに直流電圧を印加し、静電潜像担持体上に形成
されたトナー像を記録紙に転写する。

【０００７】また、現像装置としては、従来、２成分磁
気ブラシ現像装置がよく用いられている。この現像装置
では、内部に多極マグネットを配した現像スローブによ
り、静電潜像担持体に現像剤を供給する。このときの現
像剤は、キャリアと呼ばれる磁性粉に、トナーと呼ばれ
る着色剤を３から１０重量％混合して用いる。この現像
装置ではトナーの重量％を検出するトナー濃度センサ
や、キャリアとトナーを混合し、攪拌させるためのスク
リューやパドルを設ける必要がある。したがって、現像
装置が複雑で大型化するとともに、コスト高になる。ま
た長期間使用していると、キャリヤが劣化してしまうの
で、キャリアの交換作業を行わなければならないという
問題がある。

【０００８】そこで、上述したような２成分磁気ブラシ
現像装置の問題点を解消するために、特開昭６１−１７
３２７４号公報では、電気抵抗値が１０^６Ω以下の導電
性弾性トナー担持体（現像ローラ）を静電潜像担持体に
接触させて、この導電性弾性トナー担持体に直流電圧を
印加し、静電潜像担持体の静電潜像を現像する接触型の
現像装置が提案されている。

【０００９】この導電性弾性トナー担持体に接触させ
て、トナーカートリッジ内のトナーを供給するための導
電性弾性体で構成されたトナー供給ローラが記載されて
いる。

【００１０】トナーを回収する回収部材としてのクリー
ニング装置としては、弾性ブレードのエッジ部を静電潜
像担持体表面に接触させたクリーニングブレードが提案
されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の画像形
成装置では、弾性ブレードの表面が数ミクロンの粗度を
有している。したがって、球形トナーを用いた場合、弾
性ブレードのエッジ部を静電潜像担持体に接触させて
も、球形トナーは、前記数ミクロンの粗度により形成さ
れる隙間を擦りぬけるので、静電潜像担持体の表面を充
分にクリーニングすることができなかった。

【００１２】弾性ブレードは、使用の初期段階では、エ
ッジ部を静電潜像担持体の表面に接触しているが、印刷
を繰り返しているとエッジ部が丸みを帯びてきて、球形
トナーはますます、弾性ブレードと静電潜像担持体との
当接部を通過しやすくなり、クリーニング不足を発生す
るという問題があった。

【００１３】本発明はクリーニングに適したトナーとそ
のトナーを収納したトナーカートリッジと、そのトナー
カートリッジを着脱自在に搭載した画像形成装置を提供
することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトナーは、
像担持体上で残ったトナーを回収する回収部材を備えた
画像形成装置に適用されるトナーであって、少なくとも
結着樹脂を主成分とする球形トナーに不定形粒子を混合
したものである。

【００１５】前記不定形粒子の平均粒子径は１−５０μ
ｍである。

【００１６】前記不定形粒子の平均粒子径は、解像度の
スポット径の約１４％から１００％である。

【００１７】前記不定形粒子は前記球形トナーと同色の
不定形トナーであってもよい。

【００１８】前記不定形粒子は、無色の不定形トナーで
あってもよい。

【００１９】前記不定形粒子は、帯電特性を有する。

【００２０】前記不定形粒子は、トナーと逆の極性の帯
電特性を有してもよい。

【００２１】前記不定形粒子は、円形度が０．８５以下
である。

【００２２】前記不定形粒子は、球形トナーに、０．１
−５重量％を添加される。

【００２３】本発明に係わるトナーカートリッジは、像
担持体上に残ったトナーを回収する回収部材を備えた画
像形成装置に着脱自在に取り付けられるトナーカートリ
ッジであって、前記トナーカートリッジは少なくとも結
着樹脂を主成分とする球形トナーに不定形粒子を混合し
たトナーを収容することを特徴とする。

【００２４】前記トナーカートリッジに収容される不定
形粒子は平均粒子径１−５０μｍの不定形粒子である。

【００２５】前記トナーカートリッジに収容される不定
形粒子は、前記球形トナーと同色の不定形トナーであっ
てもよい。

【００２６】前記トナーカートリッジに収容される前記
不定形トナーは、球形トナーに対して０．１−５０重量
％混合される。

【００２７】前記トナーカートリッジに収容される前記
不定形トナーは、球形トナーに対して、０．１−４０重
量％混合されてもよい。

【００２８】前記カートリッジに収容される不定形粒子
は無色の不定形粒子であってもよい。

【００２９】前記カートリッジに収容される不定形粒子
は、帯電特性を有する。

【００３０】前記カートリッジに収容される不定形粒子
は、円形度が０．８５以下である。

【００３１】前記カートリッジに収容される不定形粒子
は、球形トナーに対して０．１−５重量％混合される。

【００３２】この発明に係る画像形成装置は、トナーを
収容するトナーカートリッジと、像担持体上に残留した
トナーを回収する回収部材とを備えた画像形成装置であ
り、前記トナーカートリッジは、少なくとも結着樹脂を
主成分とする球形トナーに不定形粒子を混合したトナー
を収容する。

【００３３】前記画像形成装置のトナーカートリッジに
収容される不定形粒子は、１−５０μｍの平均粒子径を
有する。

【００３４】前記画像形成装置のトナーカートリッジに
収容される不定形粒子は、前記球形トナーと同色の不定
形トナーであってもよい。

【００３５】前記画像形成装置のトナーカートリッジに
収容される不定形粒子は、無色の不定形粒子であっても
よい。

【００３６】前記画像形成装置のトナーカートリッジに
収容される不定形粒子は、帯電特性を有する。

【００３７】前記画像形成装置のトナーカートリッジに
収容される不定形粒子は、０．８５以下の円形度を有す
る。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態につ
いて、図を参照しながら詳細に説明する。

【００３９】実施の形態１ 図１は本発明のトナーを使用する画像形成装置の概略の
構成を示す。感光ドラム１は、ドラム形状をしており、
このドラムの表面には、静電潜像担持体として作用する
有機感光体を設けてある。感光ドラム１の周囲には、帯
電ローラ２、露光装置３、現像装置４及び転写ローラ５
が配置されている。このうち、帯電ローラ２、現像装置
４及び転写ローラ５は感光ドラム１の表面に接触もしく
は圧接して設けてある。クリーニングブレード６ａが、
感光ドラム１の表面に接触して設けられていて、感光ド
ラム１が回転すると、感光ドラム１の表面に残留してい
る残留トナーを掻き落とす。

【００４０】露光装置３は、画像信号に従って、感光ド
ラム１の表面を照射し、静電潜像を形成する。露光装置
３としては、ＬＥＤアレイとセルフォックレンズアレイ
（商品名）を組み合わせたものや、レーザと作像光学系
を組み合わせたものなどいずれも利用できる。

【００４１】転写ローラ５は、記録紙７の搬送路を挟ん
で感光ドラム１に対向している。搬送路の上流側には、
記録紙７を搬送する送紙ローラ１０が配置されている。
給紙ローラ９は、記録紙７を収容したカセット８から記
録紙７を繰り出し、送紙ローラ１０が記録紙７を搬送す
る。搬送路の下流側には、加圧ローラ１１と発熱ローラ
１２とからなる定着装置１３が配置されている。

【００４２】現像装置４は、現像ローラ１４、トナー供
給ローラ１７及び現像ブレード１８からなる。現像ロー
ラ１４は、感光ドラム４に接触して、トナー担持体とし
て作用する。トナー供給ローラ１７は、トナーカートリ
ッジ１５から補充されたトナー１６を現像ローラ１４へ
供給する。現像ブレード１８は、現像ローラ１４の表面
に圧接して、トナー供給ローラから供給されたトナー１
６を薄層化する。

【００４３】現像ローラ１４、トナー供給ローラ１７及
びクリーニングブレード６ａにはウレタンゴムを用い
る。

【００４４】感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置
３、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１７、転写ロー
ラ５、給紙ローラ９、送紙ローラ１０、加圧ローラ１１
及び発熱ローラ１２は図示せぬ制御部により制御され
る。

【００４５】制御部は予め決められたタイミングで、図
示せぬ電源から直流の高電圧を帯電ローラ２、転写ロー
ラ５、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１７に印加す
るとともに、感光ドラム１、帯電ローラ２、転写ローラ
５、送紙ローラ１０、加圧ローラ１１、発熱ローラ１
２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１７を図示せ
ぬ第１の駆動モータにより回転駆動する。給紙ローラ９
は図示せぬ第２の駆動モータにより回転駆動する。

【００４６】図１を参照して、本発明の装置の動作を説
明する。制御部は図示せぬ上位装置から印刷命令を受信
すると、図示しない駆動手段により、感光ドラム１、帯
電ローラ２、転写ローラ５、送紙ローラ１０、加圧ロー
ラ１１、発熱ローラ１２、現像ローラ１４、トナー供給
ローラ１７をそれぞれ矢印方向に回転させる。

【００４７】次に、制御部は帯電ローラ２に直流の高圧
を印加し、感光ドラム１の表面に電荷を一様に帯電させ
る。

【００４８】次に、制御部は、露光装置３を駆動し、帯
電した感光ドラム１の表面に、画像信号に対応した光を
照射する。光を照射された部分は、略０Ｖに近い電圧に
降下し、全体として静電潜像を形成する。

【００４９】次に制御部は、現像ローラ１４とトナー供
給ローラ１７とに、帯電ローラ２に印加した極性と同じ
極性の直流の高電圧を印加してトナー１６を帯電させ、
静電引力（クーロン力）により、帯電トナー１６ａを静
電潜像に付着させてトナー像を生成する。

【００５０】制御部は、上述したトナー像の生成プロセ
スにタイミングを合わせて、第２の駆動モータにより給
紙ローラ９を駆動し、カセット８から記録紙７を一枚搬
送路に繰り出す。その後、感光ドラム１の表面に形成さ
れたトナー像が転写ローラ５との圧接部である転写位置
に到達するタイミングに合わせて、記録紙７が転写位置
に到達し、トナー像が記録紙７に転写される。

【００５１】トナー像が転写された記録紙７は、定着装
置１３を通過する際に、加圧ローラ１１と発熱ローラ１
２との間で加圧及び加熱され、トナー像が定着される。
一方、転写後の感光ドラム１には若干の帯電トナー１６
ａが残留する場合がある。この残留トナーは、クリーニ
ングブレード６ａによって除去される。こうして、記録
紙のページ毎に、上記トナー画像の生成プロセスが繰り
返される。

【００５２】ここで、本発明で使用する球形トナー（懸
濁重合トナー）の製造と、本発明のトナー１６について
説明する。結着剤としてスチレン７７．５重量部、アク
リル酸−Ｎ−ブチル２２．５重量部、オフセット防止剤
として低分子量ポリエチレン１．５重量部、帯電制御剤
として「アイゼンスピロンブラックＴＲＨ」（保土ヶ谷
化学社製）２重量部、着色剤としてカーボンブラック
（Ｐｒｉｎｔｅｘ Ｌデグサ社製）７重量部、２，２'
アゾビスイソブチロニトリル１重量部をアトライター
（ＭＡ−０１ＳＣ、三井三池化工機社製）に投入し、温
度１５℃で１０時間分散して重合組成物を得る。また、
ポリアクリル酸８重量部及びジビニルベンゼン０．３５
重量部を溶解したエタノール１８０重量部を用意し、こ
れに蒸留水６００重量部を加え、重合のための分散媒を
用意する。そして、この分散媒に前記重合性組成物を添
加し、ＴＫホモミキサー（「Ｍ型」、特殊機化工業社
製）で温度１５℃、８０００回転の条件下で１０分間分
散させる。

【００５３】続いて、得られた分散溶液を１リットルの
セパラブルフラスコ中に移し、窒素気流下において回転
数１００ｒｐｍで攪拌しながら、温度８５℃で１２時間
反応させる。そして、冷却後に、０．５Ｎ塩酸水溶液で
分散媒を溶かして、ろ過し、水洗いを行って風乾した
後、温度４０℃で１０時間、圧力１０ｍｍＨｇで減圧乾
燥し、風力分級機で分級する。これに、疎水性シリカ微
粉末「アエロジル１１Ｒ−９７２（日本アエロジル社
製）」を１．０重量部加えて混合し、平均粒子径が７．
５μｍ、円形度０．９以上の球形トナーが得られる。こ
の球形トナーに、不定形粒子として円形度０．８５以下
のシリコーンレジンを混合したものを、本発明のトナー
１６とする。ここで、円形度は、粒子を二次元に投影し
た面積Ｓ、周長をＬとしたとき、４πＳ／Ｌ^２で表され
る。

【００５４】ここで、粒子径について説明する。粒子径
は、コールターカウンタを用いて測定する。この装置
は、全世界で認可されているコールター原理（電気抵抗
法）によって、粒子を測定する。測定原理を簡単に説明
すると、アパチャーチューブのアパチャー（細孔）の両
側に電極板を置き、直流電圧をかけると、電解液やアパ
チャーチューブなどの電気抵抗によって決まる一定の電
流が流れる。このとき、電解液中に浮遊した試料が水銀
マノメータで吸引されてこのアパチャーを通過すると、
粒子体積に相当する電解液が排除され、両電極間の電気
抵抗に変化を生じる。この電気抵抗の変化量は、粒子体
積に比例するので、この変化量を電圧パルスに変換後、
増幅して計数を行ったり、サイズを測定することができ
る。

【００５５】本発明に係わるトナー１６の不定形粒子の
平均粒子径は、３−２０μｍが好ましい。また、解像度
１２００ＤＰＩ（ドット／インチ）の印刷では、印刷さ
れるスポット径（すなわち、解像度）は２１μｍであ
る。すなわち、平均粒子径は印刷されるスポット径に対
して０．１４倍から１倍がよい。以下の表１と表２を参
照して詳述する。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【表２】

【００５８】表１と表２は、実施の形態１に用いるトナ
ーの実験結果を示し、表１は上述した球形トナー（粒子
径７．５μｍ）に、不定形粒子として、平均粒子径０．
１−６０μｍのシリコーンレジンを混合し、印刷デュー
ティ５％の条件下（文字等の印刷）で印刷した場合にク
リーニング不足が発生するまでの枚数（以後クリーニン
グ不足発生枚数と記す）と白筋発生の有無とを示し、表
２は上述した球形トナーに、不定形粒子として、平均粒
子径０．１−４０μｍのシリコーンレジンを混合し、印
刷デューティ２５％の条件下（グラフィックス等の印
刷）で１０，０００枚印刷した場合、クリーニング不足
を発生するまでの枚数と白筋発生の有無とを示してい
る。

【００５９】不定形粒子は球形トナーに比べて表面に凹
凸を有しており、クリーニングブレード６ａは数ミクロ
ンの粗度を有する。不定形粒子は粗い形状部分に引っか
かりやすく、クリーニングブレード６ａと感光ドラム１
との当接部に捕獲される。したがって、球形トナーはク
リーニングブレード６ａを擦り抜けることができなくな
り、感光ドラム１の表面から掻きとられる。したがっ
て、表１は、不定形粒子の平均粒子径が１μｍ以上では
クリーニング不足が発生しないことを示している。

【００６０】しかし、不定形粒子が小さいと、例えば、
０．５μｍ以下であると、クリーニングブレード６の粗
度が数ミクロンのため、クリーニングブレード６のとこ
ろで不定形粒子が滞留することができなくなり、クリー
ニング６を擦り抜けることになる。

【００６１】この結果、不定形粒子と球形トナーは、両
方ともクリーニングブレード６を擦り抜けてしまい、表
１に示すように、印刷枚数が２０００枚を越えると、ク
リーニング不足が発生する。

【００６２】また、不定形粒子の平均粒子径が６０μｍ
になると、現像ローラ１４に当接している現像ブレード
１８でトナー１６が詰まり、現像ローラ１４の表面に薄
層化されたトナー１６ａに筋目を発生し、印刷された記
録紙７に白筋を発生する。したがって、印刷デューティ
５％で印刷する場合には、球形トナーに、平均粒子径１
−５０μｍの不定形粒子を混合したトナー１６を用いる
のがよいことが分かる。

【００６３】ところで、クリーニングブレード６のエッ
ジの粗さや感光ドラム１の表面の粗さは、経年変化や印
刷デューティによって変化するから、クリーニング不足
が発生するまでの印刷枚数は変化する。

【００６４】文字などの通常の印刷においては、上述し
たように、球形トナーに平均粒子径１−５０μｍの不定
形粒子を混合したトナー１６を用いてもクリーニング不
足が発生しないが、例えば、イメージ、グラフィックな
どを頻繁に印刷する場合には、球形トナーに平均粒子径
１−５０μｍの不定形粒子を単に混合したトナーを使用
すると、クリーニング不足が発生する。

【００６５】次に、表２に示すように、印刷デューティ
２５％の条件下で印刷した場合、トナー劣化が加速され
る。すなわち、不定形粒子の平均粒子径が１μｍでは、
通常の印刷品位としては満足できるが、１０，０００枚
を超えると、印刷結果に多少クリーニング不足によるト
ナーの擦りぬけの影響が見られる。そのため、不定形粒
子の平均粒子径が３μｍ以上であることが好ましいこと
を示している。

【００６６】また、白筋は、不定形粒子の平均粒子径が
０．１−４０μｍの範囲で、全く、発生しない。不定形
粒子の平均粒子径が３０μｍ以上では、ドット抜けが発
生している。

【００６７】このドット抜けは、スポット径に比べて、
不定形粒子の平均粒子径が大きく、スポット径が占める
面積にトナー粒子が入らないからである。

【００６８】すなわち、表１と表２に示す実験結果か
ら、不定形粒子の平均粒子径は、３μｍから印刷スポッ
ト径の間にあることが好ましいことが分かる。

【００６９】実施の形態１によれば、少なくとも結着樹
脂と着色剤とからなる球形トナーに不定形粒子を混合
し、不定形粒子の平均粒子径を１−５０μｍとしたこと
により、クリーニング不足と白筋発生を防止できる。ま
た、不定形粒子の好適な平均粒子径を３μｍから印刷ス
ポット径の間としたことにより、高い印刷デューティと
いう条件下で生じるクリーニング不足やドット抜けを更
に防止できる。

【００７０】円形度０．８５以下の不定形粒子は、球形
トナーに比べて表面に凹凸を有している。この歪んだ形
状が、クリーニングブレード６の数ミクロンの粗度を有
する部分の粗い形状部分に引っかかりやすくなり、クリ
ーニングブレード６ａと感光ドラム１との当接部に捕獲
される。したがって、球形トナーはクリーニングブレー
ド６ａをすり抜けることができなくなり、感光ドラム１
の表面から掻きとられる。

【００７１】次に、不定形粒子の円形度を変えた場合の
印刷結果について説明する。このトナーを使用して、印
刷デューティ５％の条件下で１０，０００枚を連続して
印刷した場合の結果を示す。このとき使用したトナー
は、前記懸濁重合法により製造された円形度０．９以上
の球形トナーに、円形度０．３０から０．９０の不定形
粒子（シリコーンレジン）を添加したものである。

【００７２】

【表３】

【００７３】表３のデータによると、不定形粒子の円形
度が０．３０から０．８５までは、１０，０００枚を連
続印刷しても、クリーニング不足が発生しない。混合す
る不定形粒子の円形度が０．８５を越えて０．９０及び
０．９０以上では、２０００枚を越えて連続印刷する
と、クリーニング不足が発生する。すなわち、円形度
０．８５以下の不定形粒子を混合することにより、球形
トナーを用いても、弾性ゴムによるクリーニングが可能
となりトナー形状の選択の幅を広げることができた。

【００７４】次に、球形トナーに印加する不定形粒子の
量を変化させて本発明のトナーを評価した結果を述べ
る。球形トナー１００重量部に対して、不定形粒子とし
てのシリコーンレジン（８μｍ）を、０．１−５重量部
を添加したトナーを用いて評価した。この評価結果を以
下の表４に示す。

【００７５】

【表４】

【００７６】表４から、添加する不定形粒子の割合は、
０．１−５重量％がよいことが分かる。０．０５重量％
以下では、クリーニング不足が顕著である。０．１重量
％では、クリーニング不足が発生せず、印刷品位には問
題ないレベルである。６重量％以上だとクリーニング不
足は発生しないが、現像ブレード１８に不定形粒子が溜
り、白筋が発生してしまう。不定形粒子としてシリコー
ンレジンの代わりに炭酸カルシウムを使用しても同様な
結果が得られた。

【００７７】実施の形態２ 実施の形態１に用いたシリコーンレジンは溶解温度が球
形トナーより高いので、定着温度を高く設定しなければ
ならないという問題がある。そこで、実施の形態２で
は、球形トナーに添加する不定形粒子を、球形トナーと
同色の不定形トナーとした点が実施の形態１と異なる。
実施の形態２に用いる画像形成装置の構成は、実施の形
態１で用いた画像形成装置と同じである。

【００７８】次に、実施の形態２で使用する不定形トナ
ーについて説明する。有機系材料としてポリエステル樹
脂（数平均分子量Ｍｎ＝３７００、ガラス転移点Ｔｇ＝
６２℃）１００重量部と、カーボンブラック４．５重量
部、帯電制御剤２．５重量部、添加剤としてのＲ９７２
（日本アエロジル社製）１重量部とからなる混合物を作
成した。そして、この混合物をヘンシェルミキサー中で
充分に攪拌混合した後、ロールミルで１２０℃の温度で
約３時間加熱溶融し、室温まで冷却した。こうして得ら
れた混練物を粉砕し、分級して、球形トナーと同色
（黒）の円形度０．８５の不定形トナーを得た。

【００７９】上述の不定形トナーでは、カーボンブラッ
クを使用する黒色の不定形トナーについて説明したが、
他の着色剤を使用すれば、各色のトナーを製造できる。
本発明で使用する着色剤はトナー用着色剤に用いられて
いる染料や顔料等どれでも使用できる。着色剤には、各
種のカーボンブラック、グラフト化カーボンブラック、
ブリリアントファーストスカーレット、フタロシアニン
ブルー、ニグロシン染料、ピグメントグリーンＢ、ロー
ダミン−Ｂベース、パーマネントブラウンＦＧ、ソルベ
ントレッド４９等及びそれらの混合物がある。各種のカ
ーボンブラックは、アセチレンブラック法、サーマルブ
ラック法、チャンネルブラック法、ランプブラック法等
により製造される。グラフト化カーボンブラックは、カ
ーボンブラックの表面が、樹脂で被覆されている。

【００８０】

【表５】

【００８１】表５は、実施の形態２に用いたトナーの実
験結果を示す。印刷デューティ５％の条件下で１０，０
００枚印刷した場合の、クリーニング不足が発生するま
での枚数と、白筋発生の有無と、定着温度とを、球形
トナーのみを使用した場合、球形トナーに、シリコー
ンレジン（７μｍ）を混合したトナー１６を使用した場
合、球形トナーに、球形トナーと同色の不定形トナー
（８μｍ）を混合したトナー１６を使用した場合につい
て示す。

【００８２】クリーニング不足は、球形トナーのみを使
用した場合に、印刷枚数が２０００枚を越えると発生
し、白筋は発生しない。球形トナーにシリコーンレジン
（７μｍ）を混合したトナー１６を使用した場合、定着
温度は２２０°である。球形トナーのみを使用した場
合、定着温度は１８０°である。また、球形トナーに球
形トナーと同色の不定形トナー（８μｍ）を混合したト
ナー１６を使用した場合、定着温度は１８０°である。

【００８３】したがって、実施の形態２では、球形トナ
ーに、球形トナーと同色の不定形トナーを混合したトナ
ーを使用する。

【００８４】なお、不定形トナーは球形トナーと同色と
したが、改変例として、無色としてもよい。特に、カラ
ー印刷する場合には、不定形トナーを無色にすれば、各
カラートナーに共通して添加できるので、カラー機用の
トナー生産コストを低減することができる。

【００８５】本実施例で用いられた無色の不定形トナー
を得るには、前述の各着色剤を添加しないで不定形トナ
ーを製造すればよい。

【００８６】実施の形態２によれば、球形トナーに混合
する不定形粒子として不定形トナーを使用することによ
り、実施の形態１に比べて定着温度を低く設定すること
ができ、省電力化を図ることができる。

【００８７】球形トナーと同色で円形度０．８５以下の
不定形トナーを混合したトナー１６を使用して、印刷品
質を評価した。

【００８８】実施の形態１と同様に、印刷デューティ５
％の条件下で１０，０００枚を連続印刷した場合の実験
結果を以下の表６に示す。

【００８９】

【表６】

【００９０】球形トナーと同色の円形度０．８５以下の
不定形トナーを添加したトナーを使えば、連続して１
０，０００枚まで印刷しても、クリーニング不足が発生
しなかった。また、不定形粒子として不定形トナーを採
用することにより、より低温での定着性を確保すること
が可能となった。すなわち、球形トナーと同色の円形度
０．８５以下の不定形トナーを球形トナーに混合すれ
ば、弾性ゴムブレードによるクリーニングが可能となっ
た。また、球形トナーにシリコーンレジンを混合した場
合に比べ、より低温で定着することができる。したがっ
て、トナー形状の選択の幅が広がるとともに省電力での
定着も可能とすることができた。

【００９１】実施の形態２の有機系材料としてのポリエ
ステル樹脂の代わりに無機系材料として炭酸カルシウム
を用いて不定形粒子を製造してもよい。印刷デューティ
５％の条件で１０，０００枚連続印刷した場合の結果を
以下の表７に示す。

【００９２】

【表７】

【００９３】炭酸カルシゥムは白色であるので、かぶり
が生じても目立つことがなく、良好な印刷品位を得るこ
とができる。円形度０．８５の炭酸カルシゥムを添加す
ることにより、連続して１０，０００枚まで印刷して
も、クリーニング不足の発生を防ぐことが可能となっ
た。また、不定形粒子を炭酸カルシゥムにすることによ
り、連続印刷時のかぶりが少なくなり、より良好な印刷
を得ることが可能となった。

【００９４】不定形粒子として不定形トナーを使用した
場合を以下の表８に示す。

【００９５】

【表８】

【００９６】この場合、白筋が発生してしまうことはな
いが、印刷品位が悪くなる。球形トナーを混ぜて使用す
る理由は、不定形トナー（粉砕トナー）よりも印刷品位
がよいためであり、不定形トナーの割合が５０重量％を
越えるようだと球形トナーを用いる意味が無くなってし
まう。したがって、不定形トナーを混合する割合は、
０．１から５０重量％を越えない範囲がよい。また、表
８の印刷結果から、混合割合が４０重量％未満の場合に
は印刷品位に関しても全く問題ない。したがって、０．
１−４０重量％が好ましい。

【００９７】実施の形態３ 実施の形態３に用いる画像形成装置の構成は、実施の形
態１に用いる画像形成装置と同じである。実施の形態３
は、球形トナーに添加する不定形粒子として、球形トナ
ーが帯電する極性と逆の極性の電荷を帯電する逆帯電性
シリコーンレジン（８μｍ）を用いた点が実施の形態１
と異なる。

【００９８】実施の形態１と実施の形態２では、印刷デ
ューティが極端に低い、白紙に近い印刷が続くと、不定
形粒子はクリーニングブレード６ａと感光ドラム１との
接触部から脱落して少なくなり、その後、通常の印刷デ
ューティに変わった時にクリーニング不足を発生すると
いう問題がある。

【００９９】印刷デューティ０．１％の条件下で５００
０枚印刷した後、印刷デューティ１０％の条件下で５０
００枚印刷した場合の実験結果を以下の表９に示す。

【０１００】

【表９】

【０１０１】表９は、球形トナーのみを使用した場合
と、球形トナーに不定形トナー（平均粒子径８μｍ）を
混合したトナーを使用した場合と、球形トナーに逆帯電
性シリコーンレジン（平均粒子径８μｍ）を混合した場
合について、クリーニング不足を発生するまでの枚数
と、白筋発生の有無とを示している。

【０１０２】球形トナーのみを使用した場合には、印刷
枚数が３０００枚を越えると、クリーニング不足が発生
した。球形トナーに不定形トナー（８μｍ）を混合した
トナーを使用した場合には、５０００枚でクリーニング
不足が発生した。球形トナーに逆帯電性シリコーン（８
μｍ）を混合したトナーを使用した場合には、クリーニ
ング不足が発生しない。また、白筋は、いずれのトナー
を使用した場合にも、発生しない。

【０１０３】したがって、実施の形態３に用いるトナー
としては、球形トナーに逆帯電性シリコーンレジン（８
μｍ）を混合したものにする。

【０１０４】実施の形態３によれば、球形トナーに混合
する不定形粒子を逆帯電性シリコーンレジンとすること
により、印刷デューティが極端に低い場合でも、印刷中
に、トナーが、クリーニングブレードと感光ドラムとの
接触部から擦り抜けず、クリーニング不足を防止でき
る。

【０１０５】実施の形態３では、不定形粒子の帯電極性
を、トナーの帯電極性と逆にしたが、トナーの帯電極性
と同極性でも、不定形粒子の帯電量がトナーの帯電量よ
り小さければ、効果が得られることが実験により分かっ
た。

【０１０６】更に、トナーと逆の極性の帯電特性を有す
る不定形粒子が０．８５以下の円形度を有する場合につ
いて、印刷品質を評価した。

【０１０７】すなわち、印刷デューティ５％の条件下で
５，０００枚連続印刷した後、印刷デューティ１０％の
条件下で５，０００枚連続印刷した場合の結果を以下の
表１０に示す。

【０１０８】

【表１０】

【０１０９】トナーと逆の極性の帯電特性を有する不定
形粒子を添加することにより、印刷デューティが低くて
も、静電潜像担持体１上の露光されなかった部分に不定
形粒子が現像されることから、クリーニングブレードに
常に不定形粒子が供給される。これにより、印刷デュー
ティが極端に低い場合でも、１０，０００までにクリー
ニング不足の発生を防ぐことが可能となった。

【０１１０】本実施の形態では、静電潜像担持体として
有機系感光体を用いたが、セレン感光体、酸化物亜鉛感
光体、アモルファスシリコン感光体などいずれも使用で
きる。

【０１１１】実施の形態１から実施の形態３では、トナ
ーにスチレンアクリルを結着樹脂とする懸濁重合トナー
を用いたが、他の結着樹脂の球形トナーでも同様に使用
できる。

【０１１２】実施の形態１から実施の形態３では、ニ成
分現像方式であっても、磁性一成分現像方式であっても
効果を有する。

【０１１３】また、実施の形態１から実施の形態３で
は、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１７及びクリー
ニングブレード６ａのゴム材料としてウレタンを用いた
が、この他に例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体
ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合ゴム、ア
クリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴ
ム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ及びこれら２種類以上をブレンド
したもの等が挙げられる。

【０１１４】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下の効果を奏する。少なくとも結着樹脂
と着色剤とからなる球形トナーに不定形粒子を混合した
ことにより、クリーニング不足や白筋発生を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１による画像形成装置の概略構成図
である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム、 ２ 帯電ローラ、 ３ロ露光装置
３、 ４ 現像装置、１４ 現像ローラ、 ５ 転写ロ
ーラ５、 １５ トナーカートリッジ、 １６トナー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 克之 東京都港区芝浦四丁目11番22号 株式会社 沖データ内 Ｆターム(参考） 2H005 AA08 AA15 AA18 CA12 DA02 DA03 DA07 EA05 EA07

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上に残留するトナーを回収する
   回収部材を備えた画像形成装置に適用されるトナーであ
   って、 少なくとも結着樹脂を主成分とする球形トナーと、前記
   球形トナーに混合される不定形粒子を有することを特徴
   とするトナー。
2. 【請求項２】 前記不定形粒子の平均粒子径は１−５０
   μｍであることを特徴とする請求項１に記載のトナー。
3. 【請求項３】 前記不定形粒子の平均粒子径は、画像形
   成装置の印刷スポット径の約１４％から１００％である
   ことを特徴とする請求項２に記載のトナー。
4. 【請求項４】 前記不定形粒子は、前記球形トナーと同
   色の不定形トナーであることを特徴とする請求項１に記
   載のトナー。
5. 【請求項５】 前記不定形粒子は、無色の不定形粒子で
   あることを特徴とする請求項１に記載のトナー。
6. 【請求項６】 前記不定形粒子は、帯電特性を持たせた
   ことを特徴とする請求項１に記載のトナー。
7. 【請求項７】 前記不定形粒子は、球形トナーと逆の極
   性の帯電特性を有することを特徴とする請求項６に記載
   のトナー。
8. 【請求項８】 前記不定形粒子は、０．８５以下の円形
   度を有することを特徴とする請求項１に記載のトナー。
9. 【請求項９】 前記不定形粒子は、前記球形トナーに対
   して、０．１−５重量％添加されることを特徴とする請
   求項１に記載のトナー。
10. 【請求項１０】 像担持体上に残ったトナーを回収する
    回収部材を備えた画像形成装置に着脱自在に取り付けら
    れるトナーカートリッジであって、 トナー収容室と、 前記トナー収容室に収容され、少なくとも結着樹脂を主
    成分とする球形トナーと、 前記球形トナーに混合される不定形粒子とを有すること
    を特徴とするトナーカートリッジ。
11. 【請求項１１】 前記トナーカートリッジに収容される
    不定形粒子は平均粒子径１−５０μｍの不定形粒子であ
    ることを特徴とする請求項１０に記載のトナーカートリ
    ッジ。
12. 【請求項１２】 前記トナーカートリッジに収容される
    不定形粒子は前記球形トナーと同色の不定形トナーであ
    ることを特徴とする請求項１０に記載のトナーカートリ
    ッジ。
13. 【請求項１３】 前記不定形トナーは、前記球形トナー
    に対して０．１−５０重量％混合されることを特徴とす
    る請求項１２に記載のトナーカートリッジ。
14. 【請求項１４】 前記不定形トナーは、前記球形トナー
    に対して０．１−４０重量％混合されることを特徴とす
    る請求項１３に記載のトナーカートリッジ。
15. 【請求項１５】 前記カートリッジに収容される不定形
    粒子は、無色の不定形粒子であることを特徴とする請求
    項１０に記載のトナーカートリッジ。
16. 【請求項１６】 前記カートリッジに収容される不定形
    粒子は、帯電特性を持たせたことを特徴とする請求項１
    ０に記載のトナーカートリッジ。
17. 【請求項１７】 前記カートリッジに収容される不定形
    粒子は、円形度が０．８５以下であることを特徴とする
    請求項１０に記載のトナーカートリッジ。
18. 【請求項１８】 前記カートリッジに収容される不定形
    粒子は、球形トナーに対して０．１−５重量％混合され
    ていることを特徴する請求項１０に記載のトナーカート
    リッジ。
19. 【請求項１９】 トナーを収容するトナーカートリッジ
    と、像担持体上に残留したトナーを回収する回収部材と
    を備えた画像形成装置において、前記トナーカートリッ
    ジが、トナー収容室と、 前記トナー室に収容され、少なくとも結着樹脂を主成分
    とする球形トナーと、 前記球形トナーに混合された不定形粒子を収容すること
    を特徴とする画像形成装置。
20. 【請求項２０】 前記トナーカートリッジに収容される
    不定形粒子は、平均粒子径１−５０μｍの不定形粒子で
    あることを特徴とする請求項１９に記載の画像装置。
21. 【請求項２１】 前記トナーカートリッジに収容される
    不定形粒子は、前記球形トナーと同色の不定形トナーで
    あることを特徴とする請求項１９に記載の画像形成装
    置。
22. 【請求項２２】 前記トナーカートリッジに収容される
    不定形粒子は、無色の不定形粒子であることを特徴とす
    る請求項１９に記載の画像形成装置。
23. 【請求項２３】 前記トナーカートリッジに収容される
    不定形粒子は、帯電特性を持たせることを特徴とする請
    求項１９に記載の画像形成装置。
24. 【請求項２４】 前記トナーカートリッジに収容される
    不定形粒子は、０．８５以下の円形度を有することを特
    徴とする請求項１９に記載の画像形成装置。
25. 【請求項２５】 前記トナーカートリッジに収容される
    不定形粒子は球形トナーに対して０．１−５重量％混合
    されていることを特徴とする請求項１９に記載の画像形
    成装置。