JP2003207924A

JP2003207924A - 一成分トナー及びプロセスカートリッジ

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Publication number: JP2003207924A
Application number: JP2002007439A
Authority: JP
Inventors: Kiyokazu Suzuki; 喜予和鈴木; Hiroaki Kawakami; 宏明川上; Tomohito Handa; 智史半田; Yuji Moriki; 裕二森木; Yasuhiro Hashimoto; 康弘橋本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2003-07-25
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: JP3919541B2

Abstract

(57)【要約】【課題】昇温に起因する反転かぶりを防ぐと共に画像
白抜けを改善し、長期にわたって縦スジやフィルミング
が発生せず、高温高湿環境下においてカブリや定着不良
を発生しない接触一成分現像方式用の一成分トナー及び
プロセスカートリッジを提供する。【解決手段】直径３３ｍｍ以下の潜像担持体と、現像
容器と、潜像担持体に接触して設けられる直径２０ｍｍ
以下のトナー担持体と、トナー担持体に接触して設けら
れるトナー供給ローラと、トナー供給ローラに向けてト
ナーを搬送するトナー搬送手段とを有し、トナー供給ロ
ーラに対するトナー搬送部材の回転数比は０．１以上
０．５以下であり、トナー担持体上のトナーコート量Ａ
と現像容器のトナー充填率Ｂが０．９Ｂ≦Ａ≦３Ｂを満
たすプロセスカートリッジに、少なくとも結着樹脂、着
色剤、及びワックスを含有するトナー粒子を有し、メタ
ノール濡れ性半値が３０〜８０％である一成分トナーを
用いる。

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
記録法などを利用した記録方法に用いられるトナー及び
プロセスカートリッジに関するものである。詳しくは、
予め潜像担持体上にトナー像を形成後、転写材上に転写
させて画像形成する複写機、プリンター、ファックス等
の画像形成装置に用いられる一成分トナー及びプロセス
カートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真法を用いた機器は、従来
の複写機に加え、例えばプリンターやファックスのごと
き装置に適用されている。特にプリンターやファックス
では、複写装置部分を小さくする必要があるため、現像
装置を中心としたトナーユニットと感光体を中心とした
ドラムユニットを一体化したプロセスカートリッジを用
いることが多い。

【０００３】プロセスカートリッジに用いられる現像方
式としては一成分現像方式が多い。一成分現像方法は、
トナー規制部材とトナー粒子の摩擦及びトナー担持体と
トナー粒子の摩擦によりトナー粒子に電荷を与え、かつ
トナー担持体上に薄く塗布しトナー担持体と潜像担持体
とが対向した現像領域に搬送し、潜像担持体上の静電潜
像を現像し、トナー画像として顕像化する方法である。

【０００４】一成分現像方式は、二成分現像方式では必
要とされるガラスビーズや鉄粉、フェライト等のキャリ
ア粒子が不要のため、現像装置自体を小型化、軽量化で
きる。さらに二成分現像方式は現像剤中のトナー濃度を
一定に保つ必要があるため、トナー濃度を検知し必要量
のトナーを補給する装置が必要であり、現像装置の大型
化、重量化を招く。この点においても一成分現像方式は
小型化、軽量化に有利である。

【０００５】一般的に、非磁性一成分現像方法では、ト
ナー担持体に当接した弾性ローラによってトナー担持体
上にトナーを供給し、次いでトナーをトナー規制部材に
よりトナー担持体上に薄く塗布し、トナー規制部材との
摩擦及びトナー担持体との摩擦によりトナー粒子に電荷
を与える。

【０００６】しかしながらこのような現像方式において
は、トナー担持体と、これに当接したトナー供給ローラ
やトナー規制部材との摩擦熱により、これらの部材や現
像装置周辺の温度が上昇することがわかった。さらに、
トナー担持体を小径化することで現像装置の小型化が一
層有利になる一方、単位時間当たり同じプリント枚数を
得るためには、トナー担持体を高速回転で回す必要があ
り、発熱がより発生しやすくなる。また、潜像担持体と
トナー担持体を接触させる接触現像方式においては、潜
像担持体とトナー担持体との摺擦による発熱もある。

【０００７】一方、潜像担持体周辺においても、帯電部
材やクリーニング部材の当接による摩擦は、ドラムユニ
ットの小型化のための小径ドラム（潜像担持体）を用い
ると、発熱がより生じやすくなる。

【０００８】さらにプロセスカートリッジにおいては、
トナーユニットとドラムユニットを一体化しているた
め、トナーユニットとドラムユニットが別々のカートリ
ッジからなる物に比べて、前記の理由でそれぞれのユニ
ットから発生した熱がより滞留し易くなり、温度上昇を
より悪化させることが判明した。

【０００９】この発熱により、現像領域が高温となり、
所望の帯電と逆極性の、すなわち反転トナーが発生し、
かぶりが生じるといった問題が発生する。また容器に収
容されているトナーが長期にわたり高温にさらされるた
め、トナーの流動性が悪化し、トナーの搬送性が悪化
し、画像上に白抜けが発生するといった問題が発生する
ことが確認された。

【００１０】また、トナーとしては、一般に結着樹脂、
着色剤、ワックス等を含有するものが使用されるが、ト
ナー規制部材や潜像担持体に付着しやすいトナーが使用
されると、長期間の耐久試験において縦スジやフィルミ
ングが発生しやすくなる。このことは上記のような小型
化したマシンにおいてはさらに顕著であり、摺擦回数や
スピードが増え熱履歴を受けやすい状況では、縦スジや
フィルミングがより発生しやすく、悪化しやすい。

【００１１】また、使用するトナーによっては、摺擦回
数やスピードの増加により、トナー粒子表面の外添剤に
よるフィルミングを引き起こし易くなり、熱履歴を受け
ることによりトナー中のワックスがトナー表面にブリー
ドアウトするためにフィルミングや定着不良を引き起こ
すことが確認された。

【００１２】一方、摺擦回数やスピードの増加、熱履歴
を受けやすい状況に比較的強いトナーを使用した場合で
も、高湿下でのトナー吸湿によるかぶりが発生すること
があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小径
のトナー担持体と小径の潜像担持体を用いる接触一成分
現像方式のプロセスカートリッジにおいて、昇温により
悪化する反転かぶりを防ぎ、昇温によるトナーの流動性
悪化が引き起こす画像白抜けを改善し、長期間の耐久試
験でも縦スジやフィルミングが発生せず、高温高湿環境
下においてもカブリや定着不良を発生しない一成分トナ
ー及びプロセスカートリッジを提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の本発
明によって達成される。すなわち、回転自在なドラム状
の潜像担持体と、現像装置とを少なくとも有し、これら
が一体的に、かつ画像形成装置に対して着脱自在に構成
され、潜像担持体の直径は３３ｍｍ以下であり、現像装
置は、トナーを収容する現像容器と、潜像担持体に接触
して設けられる回転自在なロール状のトナー担持体と、
トナー担持体に接触して設けられ、現像容器内のトナー
をトナー担持体に供給する回転自在なロール状のトナー
供給ローラと、現像容器内に回転自在に設けられ現像容
器内のトナーを攪拌し、トナー供給ローラに向けて搬送
するトナー搬送手段と、を有し、トナー担持体の直径は
２０ｍｍ以下であり、トナー供給ローラの回転数に対す
るトナー搬送部材の回転数の比は０．１以上０．５以下
であり、トナー担持体上のトナーコート量をＡ［ｍｇ／
ｃｍ²］とし、現像容器のトナー充填率をＢ［ｇ／ｃ
ｍ³］としたときに０．９Ｂ≦Ａ≦３Ｂを満たすプロセ
スカートリッジに用いられるトナーであって、少なくと
も結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有するトナー粒
子を有し、メタノール濡れ性半値が３０〜８０％である
ことを特徴とする一成分トナーにより達成される。

【００１５】さらに、上記の目的は以下の本発明によっ
て達成される。すなわち、回転自在なドラム状の潜像担
持体と、現像装置とを少なくとも有し、これらが一体的
に、かつ画像形成装置に対して着脱自在に構成され、少
なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有するト
ナー粒子を有し、メタノール濡れ性半値が３０〜８０％
である一成分トナーを静電潜像の現像に用いるプロセス
カートリッジであって、潜像担持体の直径は３３ｍｍ以
下であり、現像装置は、トナーを収容する現像容器と、
潜像担持体に接触して設けられる回転自在なロール状の
トナー担持体と、トナー担持体に接触して設けられ、現
像容器内のトナーをトナー担持体に供給する回転自在な
ロール状のトナー供給ローラと、現像容器内に回転自在
に設けられ現像容器内のトナーを攪拌し、トナー供給ロ
ーラに向けて搬送するトナー搬送手段と、を有し、トナ
ー担持体の直径は２０ｍｍ以下であり、トナー供給ロー
ラの回転数に対するトナー搬送部材の回転数の比は０．
１以上０．５以下であり、トナー担持体上のトナーコー
ト量をＡ［ｍｇ／ｃｍ²］とし、現像容器のトナー充填
率をＢ［ｇ／ｃｍ³］としたときに０．９Ｂ≦Ａ≦３Ｂ
を満たすことを特徴とするプロセスカートリッジにより
達成される。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明者が鋭意検討を行った結
果、回転自在なドラム状の潜像担持体と、現像装置とを
少なくとも有し、これらが一体的に、かつ画像形成装置
に対して着脱自在に構成され、潜像担持体の直径は３３
ｍｍ以下であり、現像装置は、トナーを収容する現像容
器と、潜像担持体に接触して設けられる回転自在なロー
ル状のトナー担持体と、トナー担持体に接触して設けら
れ、現像容器内のトナーをトナー担持体に供給する回転
自在なロール状のトナー供給ローラと、現像容器内に回
転自在に設けられ現像容器内のトナーを攪拌し、トナー
供給ローラに向けて搬送するトナー搬送手段と、を有
し、トナー担持体の直径は２０ｍｍ以下であり、トナー
供給ローラの回転数に対するトナー搬送部材の回転数の
比は０．１以上０．５以下であり、トナー担持体上のト
ナーコート量をＡ［ｍｇ／ｃｍ²］とし、現像容器のト
ナー充填率をＢ［ｇ／ｃｍ³］としたときに０．９Ｂ≦
Ａ≦３Ｂを満たすプロセスカートリッジに用いられるト
ナーであって、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワッ
クスを含有するトナー粒子を有し、メタノール濡れ性半
値が３０〜８０％であることを特徴とする一成分トナー
を用いることにより、昇温により悪化する反転かぶりを
防ぎ、昇温によるトナーの流動性悪化が引き起こす画像
白抜けを改善でき、さらに耐久試験時の縦スジやフィル
ミング、高温高湿下でのトナーの吸湿によるかぶりや定
着不良を防ぐことを見出した。以下に詳細を説明する。

【００１７】本発明に用いられるプロセスカートリッジ
において、潜像担持体の直径は３３ｍｍ以下、トナー担
持体の直径は２０ｍｍ以下がプロセスカートリッジの小
型化において好ましい。

【００１８】しかしながら前述したように、潜像担持
体、トナー担持体の小径化は、特にトナーユニットとド
ラムユニットが一体化されたプロセスカートリッジにお
いて、カートリッジ内の発熱の問題があり、これにより
現像領域が高温となり所望の帯電と逆極性の反転トナー
が発生し、かぶりが生じるといった問題が発生しやす
い。

【００１９】本発明においては、一成分トナーの円形度
標準偏差が０．０５０未満であることが好ましく、さら
には０．０３０未満であることがより好ましい。この数
値を適切に調整することで、トナーの帯電特性をより好
ましい範囲に設定することができる。トナーの円形度標
準偏差が０．０５０を超える場合には、トナーの帯電特
性にばらつきが生じ、潜像担持体上やトナー規制部材に
付着しやすいトナーが増加することから好ましくない。

【００２０】本発明において、トナーの円形度標準偏差
は、円形度頻度分布の分割点ｉでの円形度（中心地）を
c_i、頻度をfci、平均円形度Ｃ_mとして、以下の式により
算出される。なお、上記円形度とは、粒子の二次元画像
と同一面積を持つ円（相当円）の周囲長をその粒子の二
次元画像の周囲長で割って算出される数値であり、平均
円形度とは、測定された円形度の総和を測定数で除した
数値である。本発明において、トナーの円形度標準偏差
は、フロー式粒子像分析装置、例えばＦＰＩＡ−１００
０（東亜医用電子社製）、を用いて測定することができ
る。本発明において円形度標準偏差は、トナー粒子の製
造方法や製造条件、製造後の球形化処理等によって調整
することが可能である。

【００２１】

【数１】

【００２２】円形度標準偏差の測定に際しては、フィル
ターを通して微細なごみを取り除き、その結果として１
０^-3ｃｍ³の水中に測定範囲（例えば、円相当径０．６
０μｍ以上１５９．２１μｍ未満）の粒子数が２０個以
下のイオン交換水に、界面活性剤（好ましくは和光純薬
製コンタミノン）を０．１〜０．５質量％加えて調製し
た溶液約１０ｍｌ（２０℃）に、測定試料を約０．０２
ｇ加えて均一に分散させて試料分散液を調製する。分散
させる手段としては、例えば株式会社エステムテー社製
の超音波分散機ＵＨ−５０（振動子は５φのチタン合金
チップ）を用いることができる。分散時間は５分間以上
とし、その際、分散媒の温度が４０℃以上にならないよ
うに適宜冷却する。

【００２３】このように調製した試料分散液を上記フロ
ー式粒子像分析装置に用い、０．６０μｍ以上１５９．
２１μｍ未満の円相当径を有する粒子の粒度分布及び円
形度分布を測定する。この測定の概略は、東亜医用電子
社（株）発行のＦＰＩＡ−１０００のカタログ（１９９
５年６月版）、測定装置の操作マニュアル及び特開平８
−１３６４３９号公報に記載されているが、以下の通り
である。

【００２４】試料分散液は、フラットで扁平な透明フロ
ーセル（厚み約２００μｍ）の流路（流れ方向に沿って
広がっている）を通過させる。フローセルの厚みに対し
て交差して通過する光路を形成するように、ストロボと
ＣＣＤカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に
位置するように装着される。試料分散液が流れている間
に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を
得るために１／３０秒間隔で照射され、その結果、それ
ぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する二
次元画像として撮影される。それぞれの粒子の二次元画
像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径
として算出する。さらにそれぞれの粒子の二次元画像と
同一面積を持つ円（相当円）の周囲長をそれぞれの粒子
の二次元画像の周囲長で割って、それぞれの粒子の円形
度を算出する。実際の測定では、円相当径が０．６０μ
ｍ以上１５９．２１μｍ未満の範囲で粒子の測定を行う
ことが好ましい。

【００２５】また、メタノール濡れ性半値とは、メタノ
ール疎水化度測定時に利用されるメタノール滴定で透過
率を測定し、試料が全て沈んだ点、すなわち透過率が最
小となる点（メタノール疎水化度はこの点を終点とし、
メタノールの使用体積％で表す）の透過率と、試料添加
前の透過率との中間の透過率に達した時点におけるメタ
ノール使用体積％をもって定義する。この値はその粒子
の疎水性を示しており、この値が大きい程疎水性が高
く、高湿下においても良好な帯電特性を保持できる。た
だし、疎水性が高すぎるとワックスが表面に集まりすぎ
ていたり、外添剤が付き過ぎていたりして定着性が阻害
される恐れがある。

【００２６】本発明では、良好な帯電特性を定着特性と
を両立させる上で、上記メタノール濡れ性半値は３０〜
８０％であり、さらには４０〜７０％であることが好ま
しい。メタノール濡れ性半値は、トナーの材料の種類や
添加量、及び製造時における分散状態の制御等によって
調整することができる。

【００２７】ところで、前述したように、潜像担持体、
トナー担持体の小径化は、特にトナーユニットとドラム
ユニットが一体化されたプロセスカートリッジにおいて
はカートリッジ内の発熱の問題を生じやすいが、これは
トナーの流動性の悪化を引き起こし、カートリッジ内の
トナーの搬送性に不具合を生じ、画像白抜けを起こす要
因となる。

【００２８】これに対して、本発明者が検討した結果、
トナー供給ローラの回転数に対するトナー搬送手段の回
転数の比を０．１以上０．５以下とし、トナー担持体上
のトナーコート量（Ａ［ｍｇ／ｃｍ²］）と現像容器中
のトナー充填率（Ｂ［ｇ／ｃｍ³］）の関係を０．９Ｂ
≦Ａ≦３Ｂとすることで改善すること見出した。

【００２９】この理由に関しての詳細は不明だが、本発
明者は、幾つかの検討から以下のように推測している。

【００３０】画像白抜けを発生するようなトナーの流動
性の悪化は、トナー外添剤がトナー表面に埋没するため
に起こることが、本発明者の検討により観察された。し
かしながらプロセスカートリッジ内で起こっている昇温
状態にトナーを放置しても、トナーの外添剤が表面に埋
没する状態は観察されなかった。一方トナーをタッピン
グによりパッキングした状態で昇温状態に放置したとこ
ろ、外添剤のトナー表面への埋没の傾向が確認された。
また、トナーを常に流動させた状態で昇温させたとこ
ろ、より高い温度まで外添剤のトナー表面への埋没が起
こらなかった。これらの結果から、トナー供給ローラの
回転数に対するトナー搬送手段の回転数の比を０．１以
上０．５以下とし、トナー担持体上のトナーコート量
（Ａ［ｍｇ／ｃｍ²］）と該現像容器中のトナー充填率
（Ｂ［ｇ／ｃｍ³］）の関係を０．９Ｂ≦Ａ≦３Ｂとす
ることで、プロセスカートリッジ内部において発熱が顕
著な部分でのトナーが常に流動状態となり、これにより
トナーのパッキングが生じないものと推測される。

【００３１】トナー供給ローラの回転数に対するトナー
搬送手段の回転数の比が０．１未満の場合、トナー供給
ローラへのトナー搬送量が不足し、画像白抜けが発生す
ることがある。また、０．５を超える場合、トナーが過
剰に搬送されパッキング状態になるため、昇温が激しい
カートリッジ内ではトナーがブロッキングを起こしてし
まうことがある。

【００３２】トナー担持体上のトナーコート量（Ａ［ｇ
／ｃｍ²］）関して、実際に現像されるトナー量は、プ
リントされるパターンの画像比率によって変わるが、現
像に寄与しなかったトナーもトナー供給ローラによりト
ナー担持体から剥ぎ取られ現像容器内に戻されるため、
新たにトナー担持体上にコートされるトナー量は、画像
比率によらず、およそ設定されたトナーコート量Ａによ
って決まる。

【００３３】トナー充填率（Ｂ［ｇ／ｃｍ³］）は、ト
ナーが存在し得る現像容器内の領域の容積に対してのト
ナー充填量の割合を示したものである。この値は現像容
器内でのトナーの動きの自由度と相関がある量と考えら
れる。

【００３４】プロセスカートリッジを初期状態におい
て、上記Ａ、Ｂの関係が０．９Ｂ≦Ａ≦３Ｂとなるよう
に設定することで、その後プリントを続けることでトナ
ーが消費されていっても、プロセスカートリッジ内のト
ナーを常に流動状態にすることが可能であり、トナー担
持体付近でのトナーの滞留が防止される。０．９Ｂ＞Ａ
の場合、トナー供給が過剰になり好ましくない。またＡ
＞３Ｂの場合、画像比率が高いパターを連続してプリン
トすると、トナー供給不足となり画像白抜けが発生する
ことがある。トナー担持体上のトナーコート量は、例え
ばトナー供給ローラのトナー供給量や接触状態、及び運
転状態等によって調整することが可能である。

【００３５】本発明において、トナー担持体上のトナー
コート量を安定させるためには、トナー担持体の径に対
するトナー供給ローラの径の比を０．６以上１．３以下
にすることが好ましく、また、疎水化処理された外添
剤、例えば疎水化処理された無機微粉体をトナーに０．
３ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下外添することが好まし
い。

【００３６】さらに本発明においてカートリッジ内部の
昇温を抑え、かつトナー担持体上のトナーコート量を安
定させるためには、トナー供給ローラが、トナー担持体
に接する部分で逆方向に回転し、かつトナー担持体の回
転数に対するトナー供給ローラの回転数の比を０．６以
上１．５以下にすることが好ましい。

【００３７】なお、本発明において、トナー供給ローラ
とトナー搬送部材、及びトナー供給ローラとトナー担持
体の回転数比は、これらの回転数をそれぞれ制御するこ
とで調整することができる。また、これらのうちの一つ
の回転駆動を制御し、他の部材等は、所定の速度で回転
するように歯車等の動力伝達手段によって前記回転駆動
に従動させることで調整することができる。

【００３８】本発明のトナーを製造する製造方法には、
公知の方法を適用することができる。まず以下に、懸濁
重合法によるトナーの製造について説明する。

【００３９】まず重合性単量体中に、ワックス、極性樹
脂、着色剤、荷電制御剤、重合開始剤、その他の添加剤
を加え、ホモジナイザー、超音波分散機等によって均一
に溶解又は分散せしめた単量体系を、分散安定剤を含有
する水相中に通常の攪拌機又はホモジナイザー、ホモミ
キサー等により分散せしめる。この際、好ましくは単量
体液滴が所望のトナー粒子のサイズを有するように、攪
拌速度、時間を調整し造粒する。その後は、分散安定剤
の作用により、粒子状態が維持され、かつ粒子の沈降が
防止される程度の攪拌を行えばよい。重合温度は４０℃
以上、一般的には５０℃〜９０℃の温度に設定して行う
のがよい。また、重合反応後半に昇温してもよく、さら
に、トナー定着時の臭いの原因等になる未反応重合性単
量体や副生成物等を除去するために、反応後半又は反応
終了時に一部水系媒体を留去してもよい。反応終了後、
生成したトナー粒子を洗浄、濾過により回収し乾燥す
る。懸濁重合法においては、通常、単量体系１００質量
部に対して水３００質量部〜３０００質量部を分散媒と
して使用するのが好ましい。

【００４０】トナーの粒度分布制御や粒径の制御は、造
粒時の系のｐＨ調整、難水溶性の無機塩や保護コロイド
作用をする分散剤の種類や添加量を変える方法や、機械
的装置条件、例えばローターの周速、パス回数、攪拌羽
根形状等の攪拌条件や、容器形状又は水溶液中での固形
分濃度等を制御することにより行える。

【００４１】本発明に用いられる重合性単量体として
は、スチレン、ｏ−（ｍ−、ｐ−）メチルスチレン、ｍ
−（ｐ−）エチレンスチレン等のスチレン系単量体；
（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸プロピ
ル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸オ
クチル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリ
ル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸ベヘニル、（メ
タ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル
酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ジエチル
アミノエチル等の（メタ）アクリル酸エステル系単量
体；ブタジエン、イソプレン、シクロヘキサン、（メ
タ）アクリロニトリル、アクリル酸アミド等の単量体が
好ましく用いられる。

【００４２】また重合時に添加する極性樹脂としては、
スチレン（メタ）アクリル酸の共重合体、マレイン酸共
重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂が好ましく用
いられる。

【００４３】また、本発明で使用されるワックスとして
は、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、フ
ィッシャートロプッシュワックス、アミドワックス、高
級脂肪酸、エステルワックス及びこれらの誘導体、又は
これらのグラフト／ブロック化合物等が好ましく用いら
れる。

【００４４】トナー粒子中のワックスの含有量は、１ｗ
ｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが、フィルミングや
定着不良、オフセットを防止しつつ、トナーの流動性や
帯電性を最適に維持する上で好ましい。

【００４５】本発明では、トナー粒子に荷電制御剤が添
加されることが好ましい。本発明に用いられる荷電制御
剤としては、公知のものが使用できるが、重合阻害性が
なく水系への可溶化物のない荷電制御剤が特に好まし
い。具体的化合物としては、ネガ系としてサリチル酸、
ナフトエ酸、ダイカルボン酸、それらの誘導体の金属化
合物、スルホン酸を側鎖に持つ高分子化合物、ホウ素化
合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレン等
が利用でき、ポジ系としては４級アンモニウム塩、該４
級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グア
ニジン化合物、イミダゾール化合物等が好ましく用いら
れる。該荷電制御剤は重合性単量体１００質量部に対し
０．２〜１０質量部が好ましい。

【００４６】本発明で使用される重合開始剤としては、
例えば２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロ
ニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチルニトリル、
１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニト
リル）、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−
ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチルニトリル
等のアゾ系重合開始剤、ベンゾイルペルオキシド、メチ
ルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキ
シカーボネート、クメンヒドロキシペルオキシド、２，
４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペル
オキシド等の過酸化物系重合開始剤が用いられる。

【００４７】重合開始剤の添加量は、目的とする重合度
により変化するが、一般的には単量体に対して０．５質
量％〜２０質量％添加されて用いられる。重合開始剤の
種類は重合法により若干異なるが、１０時間半減期温度
を参考に単独又は混合し利用される。

【００４８】懸濁重合を利用する場合に用いる分散剤と
しては、例えば無機系酸化物として、リン酸三カルシウ
ム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸
亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カル
シウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メ
タケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、
ベントナイト、シリカ、アルミナ、磁性体、フェライト
等が挙げられる。また有機系化合物としては、例えばポ
リビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メ
チルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デン
プン等が水相に分散させて使用される。これらの分散剤
は、種類によって異なるが重合性単量体１００質量部に
対して０．２〜２．０質量部を使用するのが好ましい。

【００４９】これらの分散剤は、市販のものをそのまま
用いてもよいが、細かい均一な粒度を有する分散粒子を
得るために、分散媒中にて高速攪拌下にて該無機化合物
を生成させて得ることもできる。例えばリン酸カルシウ
ムの場合、高速攪拌下において、リン酸ナトリウム水溶
液と塩化カルシウム水溶液を混合することで懸濁重合法
に好ましい分散剤を得ることができる。

【００５０】またこれらの分散剤の微細化のために、
０．００１〜０．１質量部の界面活性剤を併用してもよ
い。具体的には市販のノニオン、アニオン、カチオン型
の界面活性剤が使用でき、例えば、ドデシル硫酸ナトリ
ウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸
ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナト
リウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウ
ム、オレイン酸カルシウム等が好ましく用いられる。

【００５１】前述した懸濁重合法にて製造されたトナー
粒子は、必要に応じて、分級や球形化、無機微粉体等の
外添剤の外添、混合を経てトナーとなる。

【００５２】次に粉砕法におけるトナーの製造方法につ
いて説明する。粉砕法によって本発明のトナーを製造す
る場合に用いられる結着樹脂としては、前記懸濁重合法
における重合性単量体を含む樹脂成分や前記極性樹脂が
挙げられ、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、
スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン
共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−
酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共
重合体、スチレン−メタクリル酸アクリル共重合体、塩
化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリウレタン樹脂等を単独又は混合して使
用できるが、中でもスチレン−アクリル、スチレン−メ
タクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。

【００５３】また、粉砕法では、ワックスや荷電制御剤
等、重合に関わらないその他の材料については、一般に
前述した懸濁重合法と同じものを用いることができる。
より具体的には、粉砕法においてトナーを正帯電性に制
御する場合は、脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチ
ルベンジジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフ
トスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフル
オロボレート等の４級アンモニウム塩、及びこれらの類
似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩；アミン及び
ポリアミン系化合物；高級脂肪酸の金属塩；アセチルア
セトン金属錯体；ジブチルスズオキサイド、ジオクチル
スズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等の
ジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジ
オクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート
等のジオルガノスズボレート等の荷電制御剤を添加す
る。また、負帯電性に制御する場合は、有機金属錯体、
キレート化合物が有効で、モノアゾ金属錯体、アセチル
アセトン金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香
族ジカルボン酸系の金属錯体等の荷電制御剤を用いるこ
とができる。使用量は結着樹脂１００質量部に対して
０．１〜１５質量部、好ましくは０．１〜１０質量部で
ある。

【００５４】また、本発明では定着オフセット防止を目
的の一つとしてワックスが添加されるが、粉砕法で使用
されるワックスとしては、例えば低分子量ポリエチレ
ン、低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、フ
ィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素系ワ
ックス又はその酸化物；カルナバワックス、モンタン酸
エステルワックス等の脂肪族エステルを主成分とするワ
ックス、又はその一部又は全部を脱酸化したものなどが
挙げられる。

【００５５】また、パルミチン酸、ステアリン酸、モン
タン酸等の飽和直鎖脂肪酸類；ブランジン酸、エレオス
テアリン酸、バリナリン酸等の不飽和脂肪酸類；ステア
リルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアル
コール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、
メリシルアルコール等の飽和アルコール；ソルビトール
等の多価アルコール類；リノール酸アミド等の脂肪酸ア
ミド類；メチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪
酸ビスアミド類；エチレンビスオレイン酸アミド等の不
飽和脂肪酸アミド類；Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタ
ル酸アミド等の芳香族ビスアミド類；ステアリン酸亜鉛
等の脂肪酸金属塩；脂肪族炭化水素系ワックスにスチレ
ン等のビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワッ
クス類；ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価ア
ルコールの部分エステル化物；植物性油脂の水素添加な
どによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエス
テル化物なども用いることができる。

【００５６】次にこれらの結着樹脂、ワックス、荷電制
御剤、着色剤等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の
混合機により十分混合してから、加熱ロール、ニーダ
ー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練
して、樹脂類を互いに相溶せしめた中に荷電制御剤、着
色剤を分散又は溶解せしめ、冷却固化後、機械的に所望
の粒度に微粉砕し、さらに分級によって粒度分布をシャ
ープにする。あるいは、冷却固化後、ジェット気流下で
ターゲットに衝突させて得られた微粉砕物を、熱又は機
械的衝撃力によって球形化する。

【００５７】この球形化にはハイブリダイザ等の公知の
装置を用いることができ、処理条件によってトナーの円
形度標準偏差やメタノール濡れ性半値等、トナー粒子の
形状や表面状態を制御することができる。また、荷電制
御剤のようにトナー粒子表面近傍に存在することが好ま
しい成分を配合する場合では、上記球形化時に系内に前
記成分を添加することで、トナー粒子への前記成分の配
合とトナー粒子の球形化とを一工程で行うことができ
る。

【００５８】さらに該無機微粉体の表面処理品を外添で
用いることもできる。表面処理剤としては、シランカッ
プリング剤、シリル化剤、チタンカップリング剤、シリ
コーンオイル等が挙げられるが、好ましくはシランカッ
プリング剤、シリル化剤、シリコーンオイルで処理した
ものであり、これらを併用してもよい。

【００５９】さらに本発明においては、現像性、耐久性
を向上させるために他の無機粉体を添加することもでき
る。このような無機粉体としては、例えばマグネシウ
ム、亜鉛、アルミニウム、セリウム、コバルト、鉄、ジ
ルコニウム、クロム、マンガン、ストロンチウム、錫、
アンチモン等の金属酸化物；チタン酸カルシウム、チタ
ン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の複合金
属酸化物；硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、炭酸アルミニウム等の金属塩；カオリン等の粘
土鉱物；アパタイト等のリン酸化合物；シリカ、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素等のケイ素化合物；カーボンブラック
やグラファイト等の炭素粉末が挙げられる。

【００６０】同様の目的で以下の有機粒子や複合粒子を
添加することもできる。このような粒子としては、例え
ばポリアミド樹脂粒子、シリコン樹脂粒子、シリコンゴ
ム粒子、ウレタン粒子、メラミン−ホルムアルデヒド粒
子、アクリル粒子等の樹脂粒子；ゴム、ワックス、脂肪
酸系化合物、樹脂等と金属、金属酸化物、塩、カーボン
ブラック等の無機粒子とからなる複合粒子；テフロン
（登録商標）、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂；
フッ化カーボン等のフッ素化合物；ステアリン酸亜鉛等
の脂肪酸金属塩；脂肪酸、脂肪酸エステル等の脂肪酸誘
導体；硫化モリブデン、アミノ酸及びアミノ酸誘導体等
が挙げられる。

【００６１】なお上記外添剤は、トナー粒子の製造後に
おける任意の時点で外添することができ、例えばトナー
粒子の分級や球形化を行う工程でトナー粒子に外添する
ことができる。

【００６２】次に本発明のプロセスカートリッジについ
て説明する。本発明のプロセスカートリッジは、回転自
在なドラム状の潜像担持体と、現像装置とを少なくとも
有する。

【００６３】潜像担持体には、潜像担持体の形状に応じ
た導電性基体と、この導電性基体上に形成される感光層
とを有する公知の潜像担持体を用いることができ、有機
系の感光層を有する有機系感光体（ＯＰＣ）や、ケイ素
原子を主成分とする非晶質材料の感光層を有するアモル
ファスシリコン系感光体等が本発明では用いられる。

【００６４】現像装置には、公知の接触現像方式用の現
像装置を用いることができ、トナーを収容する現像容器
と、潜像担持体に接触して設けられる回転自在なロール
状のトナー担持体と、トナー担持体に接触して設けら
れ、現像容器内のトナーをトナー担持体に供給する回転
自在なロール状のトナー供給ローラと、現像容器内に回
転自在に設けられ現像容器内のトナーを攪拌し、トナー
供給ローラに向けて搬送するトナー搬送手段とを有す
る。トナー担持体は、トナー担持体を潜像担持体に向け
て付勢するバネや樹脂製弾性体等の弾性部材を用いる公
知の技術によって適切に接触させることができる。

【００６５】本発明のプロセスカートリッジでは、構成
部材の接触によって発生する熱に対して生じる種々の問
題点を有効に解決し得ることから、前記潜像担持体及び
現像装置以外にも種々の接触部材を用いることができ
る。

【００６６】上記観点から、本発明のプロセスカートリ
ッジは、潜像担持体に接触して設けられ潜像担持体を帯
電させる帯電部材を有することが可能である。このよう
な構成によれば、放電によって潜像担持体を帯電させる
際のオゾンの発生を防止することができ、またより低い
電圧での潜像担持体の帯電が可能であることから、環境
面及び省力化の観点から好ましい。

【００６７】このような帯電部材としては、例えば芯金
と、この芯金周面に形成される導電性の弾性層とを有す
る帯電ローラや、導電性スリーブと、この導電性スリー
ブ周面に磁力を発生させるマグネットロール等の磁力発
生手段と、導電性スリーブ上に担持される導電性の磁性
粒子とを有する磁気ブラシ帯電部材等の、公知の接触帯
電部材が用いられる。

【００６８】また本発明のプロセスカートリッジは、潜
像担持体に接触して設けられ潜像担持体上の転写残トナ
ーを除去するクリーニング部材を有することが可能であ
る。このような構成によれば、一つの画像形成プロセス
が終了し、次の画像形成プロセスが始まる前に、潜像担
持体表面をクリーニングすることができ、帯電不良や潜
像形成の阻害等に伴う画像不良を防止する上で好まし
い。

【００６９】このようなクリーニング部材としては、例
えばゴム等の弾性ブレードや、回転自在なロール状のブ
ラシ部材、弾性層によって表面が形成されるロール部材
等、公知のクリーニング部材が用いられる。クリーニン
グ部材は、一般に、潜像担持体に向けて開口する廃トナ
ー容器の開口部に設けられ、除去した転写残トナーを廃
トナー容器内に収容する。

【００７０】また本発明のプロセスカートリッジは、現
像装置において、トナー担持体に接触して設けられトナ
ー担持体に担持されるトナーを規制してトナー担持体上
におけるトナーコート量を制御するトナー規制部材を有
することが可能である。このような構成によれば、トナ
ー担持体におけるトナーコート量を制御する上で好まし
い。

【００７１】このようなトナー規制部材としては、可撓
性の板状部材等の公知のトナー規制部材が用いられる。

【００７２】本発明のプロセスカートリッジの一例を図
１に示す。図１のプロセスカートリッジは、潜像担持体
１と、帯電部材２と、現像装置２０と、クリーニングブ
レード５と、これを開口部に有する廃トナー容器１８と
を有する。潜像担持体１には例えばＯＰＣ感光体が用い
られ、帯電部材２には例えば帯電ローラが用いられる。
廃トナー容器１８と現像装置２０との間には、これらを
接続するスペーサ３１が設けられ、画像信号に対応した
露光光の光路が形成されている。

【００７３】現像装置２０は、一成分トナーとして非磁
性トナーを収容した現像容器１０と、現像容器１０内の
長手方向に延在する開口部に位置し潜像担持体１と対向
設置されたトナー担持体１１と、トナー供給ローラ１２
と、トナー規制部材１３と、トナー搬送部材１４とを備
え、潜像担持体１上の静電潜像を現像して可視化するよ
うになっている。

【００７４】現像容器１０は、開口部にトナー担持体１
１が設けられ、図中下方に凸の底面で形成され互いに連
通している三つのトナー溜まりが形成されている。最も
開口部側のトナー溜まりにはトナー担持体１１、トナー
供給ローラ１２、及びトナー規制部材１３が設けられ、
真ん中のトナー溜まりにはトナー搬送部材１４が設けら
れている。

【００７５】トナー担持体１１は、一例として、弾性層
の基層に表層コートした弾性ローラなどを用いることが
できる。

【００７６】図中におけるトナー担持体１１の上方位置
には、ＳＵＳ等の金属板や、ウレタン、シリコン等のゴ
ム材料や、バネ弾性を有するＳＵＳ又はリン青銅の金属
薄板を基体とし、トナー担持体１１への当接面側にゴム
材料を接着したもの等からなるトナー規制部材１３が、
自由端側の先端近傍をトナー担持体１１の外周面に面接
触にて当接するように設けられており、その当接方向と
しては、当接部に対して先端側がトナー担持体１１の回
転方向上流側に位置するいわゆるカウンター方向になっ
ている。

【００７７】トナー供給ローラ１２は、トナー規制部材
１３とトナー担持体１１表面との当接部に対しトナー担
持体１１の回転方向上流側で当接し、かつ回転可能に支
持されている。この構造としては、発泡骨格状スポンジ
構造や、芯金上にレーヨン、ナイロン等の繊維を植毛し
たファーブラシ構造のものが、トナー担持体１１へのト
ナー１０の供給、及びトナー担持体１１からの未現像ト
ナーの剥ぎ取り、の点から好ましい。このトナー供給ロ
ーラ１２のトナー担持体１１に対する当接幅としては１
〜８ｍｍが有効で、またトナー担持体１１に対してその
当接部において相対速度を持たせることが好ましい。

【００７８】トナー搬送部材１４は、回転自在なクラウ
ン状やクランク状の棒体、あるいはこの棒体に舌状部材
を取り付けたものなど、回転軸の回転に従って現像容器
内にてトナーを攪拌、搬送する部材によって構成されて
いる。

【００７９】図１に示したプロセスカートリッジを装着
する画像形成装置を図２に示す。この画像形成装置は、
画像信号に応じた光を帯電した潜像担持体１に照射する
露光装置６、転写手段である転写ローラ４、ヒータを有
する定着ローラ７ａとこれに付勢して設けられる加圧ロ
ーラ７ｂとを有する定着装置７、給紙系、排紙系、及び
図示しない公知の支持、案内部材を少なくとも有し、こ
の支持、案内部材によってプロセスカートリッジを支持
し、転写ローラ４に潜像担持体１が対向し、露光装置６
からのレーザー光等の露光光Ｌが前記スペーサ３１によ
る隙間（光路）を通る位置にプロセスカートリッジを案
内して装着する。

【００８０】潜像担持体１は、帯電部材２によって一様
に帯電する。帯電した潜像担持体１には露光装置６から
の露光光Ｌが照射され、これにより潜像担持体１に静電
潜像が形成される。静電潜像が形成された潜像担持体１
には現像装置２０から静電潜像に応じてトナーが供給さ
れ、潜像担持体１上にトナー像が形成される。潜像担持
体１上のトナー像は、給紙トレイ１５から給紙ローラ１
６等により搬送される転写材Ｐへ転写ローラ４によって
転写される。未定着トナー像を担持する転写材Ｐは定着
装置７に送られる。定着装置７では、定着ローラ７ａと
加圧ローラ７ｂとの間に転写材Ｐが導入され、加熱加圧
によってトナー像が転写材に定着する。画像が定着され
た転写材Ｐは排出ローラ１７によって画像形成装置外に
排出される。

【００８１】現像装置２０では、トナー搬送部材１４に
よってトナーを攪拌し、これをトナー供給ローラ１２に
向けてトナーを搬送する。これにより現像容器１０にお
ける真ん中のトナー溜まりのトナーは開口部側のトナー
溜まりに搬送され、トナー供給ローラ１２へ搬送され
る。また真ん中のトナー溜まりには、発熱の影響が最も
少ない奥（図中、紙面に対して右手）のトナー溜まりか
ら、搬送したトナーの量に応じて新たにトナーが供給さ
れる。このようにトナー溜まりを現像容器に適宜設ける
と、トナー同士の摺擦によるトナーの劣化や過剰帯電を
抑制する上で有利である。トナー供給ローラ１２に搬送
されたトナーはトナー担持体１１に供給される。トナー
担持体１１に供給されたトナーは、トナー担持体１１上
に担持され搬送されるが、トナー規制部材１３によって
規制され、所定の層厚のトナー層がトナー担持体１１上
に形成される。

【００８２】トナー担持体１１上に薄層形成されたトナ
ーは、一様に潜像担持体１との対向部である現像部へ搬
送される。この現像部において、トナー担持体１１上に
薄層形成されたトナーは、例えばトナー担持体１１と潜
像担持体１の両者間に印加された直流バイアスによって
潜像担持体１の静電潜像に付着し、潜像担持体１上の静
電潜像にトナー像として現像される。

【００８３】

【実施例】以下に本発明の実施例及び比較例を示して、
本発明をさらに詳細に説明する。なお、「部」とあるの
はすべて質量部を意味する。

【００８４】＜製造例１＞ビニル系樹脂の単量体とし
て、スチレン３８０ｇ、ブチルメタクリレート１２０ｇ
を８０℃に加温し、エステルワックス（融点７５℃）３
９ｇを十分溶かした。これに重合開始剤としてジクミル
パーオキシド１８ｇを加え、滴下ロートに入れた。

【００８５】ポリエステル樹脂の単量体として、ポリオ
キシポリエチレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）プロパン１９５ｇ、イソフタル酸６０
ｇ、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸１９ｇ、及び
触媒としてジブチル錫オキシド０．５ｇを５リットルの
ガラス製４つ口フラスコに入れ、温度計、ステンレス製
撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を取り付
け、マントルヒーターの中で、窒素気流下にて１４０℃
の温度で撹拌しつつ、前記の滴下ロートより５時間かけ
て滴下した。１４０℃に保持したまま熟成し、昇温した
後２２５℃にて反応させてバインダー１を得た。

【００８６】・バインダー１１００部・カーボンブラック８部・サリチル酸金属化合物２部上記材料を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、二軸
押し出し混練機で溶融混練した後、ハンマーミルで粗粉
砕し、ジェットミルで微粉砕した後、分級して着色粒子
を得た。

【００８７】さらに上記着色粒子１００部に対して、ス
ルホン酸基含有樹脂（藤倉化成社製、ＦＣＡ−１００
１）を０．５部混合したものを、ハイブリダイザー１型
（奈良機械製作所製）を用い２５００ｒｐｍ、３分間処
理した。該着色粒子１００部に対して、ヘキサメチルジ
シラザンで疎水化処理したシリカ（ＢＥＴ＝１８０ｍ²
／ｇ）１．５部をヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂにて外
添してトナーＡを得た。

【００８８】＜製造例２＞・バインダー１１００部・マグネタイト８０部・サリチル酸金属化合物２部上記材料を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、二軸
押し出し混練機で溶融混練した後、ハンマーミルで粗粉
砕し、さらに粉砕機としてクリプトロン（川崎重工製）
を用いて微粉砕した後、分級して着色粒子を得た。

【００８９】さらに上記着色粒子１００部に対して、ス
ルホン酸基含有樹脂（藤倉化成社製、ＦＣＡ−１００
１）を０．５部混合したものを、ハイブリダイザー１型
（奈良機械製作所製）を用い２５００ｒｐｍ、３分間処
理した。該着色粒子１００部に対して、製造例１に用い
たシリカ１．５部をヘンシェルミキサーＦＭ１０Ｂにて
外添してトナーＢを得た。

【００９０】＜製造例３＞製造例２において、ハイブリ
タイザーの処理時間を１５分にした以外は同様にしてト
ナーＣを得た。

【００９１】＜製造例４＞製造例１において、ハイブリ
タイザーの処理時間を１分にし、ＷＡＸの添加量を２３
ｇにした以外は同様にしてトナーＤを得た。

【００９２】＜製造例５＞製造例２において、ハイブリ
タイザーの処理時間を３０秒にした以外は同様にしてト
ナーＥを得た。

【００９３】＜製造例６＞製造例１において、ヘキサメ
チルジシラザンで疎水化処理したシリカ（ＢＥＴ＝１８
０ｍ²／ｇ）の代わりに非処理のシリカを１．５部添加
した以外は同様にしてトナーＦを得た。

【００９４】＜製造例７＞製造例１において、エステル
ワックスの添加量を７ｇにした以外は同様にしてトナー
Ｇを得た。

【００９５】＜製造例８＞製造例１において、エステル
ワックスの添加量を１００ｇにした以外は同様にしてト
ナーＨを得た。

【００９６】＜製造例９＞製造例１において、疎水化処
理したシリカの添加量を０．２部にした以外は同様にし
てトナーＩを得た。

【００９７】＜製造例１０＞製造例１において、疎水化
処理したシリカの添加量を２．７部にした以外は同様に
してトナーＪを得た。

【００９８】＜製造例１１＞高速攪拌装置クレアミック
ス（エムテクニック社製）を備えた２リットル用４つ口
フラスコ中に、イオン交換水６３０部と、０．１ｍｏｌ
／リットルのＮａ₃ＰＯ₄水溶液４８５部を添加し、クレ
アミックスの回転数を１４０００ｒｐｍに調整し６３℃
に加温した。ここに、１．０ｍｏｌ／リットルのＣａＣ
ｌ₂水溶液６５部を徐々に添加し、さらに１０％塩酸を
滴下して微小な難水溶性分散剤Ｃａ ₃(ＰＯ₄)₂を含むｐ
Ｈ＝５．８の水系媒体を調整した。

【００９９】一方、分散質系は、・スチレン単量体１３０部・ブチルアクリレート単量体７０部・カーボンブラック１８部・サリチル酸金属化合物１．６部・飽和ポリエステル（酸価９．８ｍｇＫＯＨ／ｇ、ピーク分子量１５０００）１６部・エステルワックス１９．５部をアトライターを用いて１５時間分散させた後、上記混
合物に下記の成分を加えて、さらに５時間分散させて、
分散質系を調製した。

【０１００】次に、上記分散質系に重合開始剤２，２
‘−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）５部
を添加した後、上記分散媒中に投入し、内温５８℃の窒
素雰囲気下、１７０００ｒｐｍで１５分間造粒した。そ
の後、攪拌機をプロペラ攪拌機に交換し、５０ｒｐｍで
攪拌しながら５８℃に保ちつつ５時間重合し、さらに内
温を８５℃に昇温させ５時間重合した。重合終了後、ス
ラリーを冷却し希塩酸を添加して分散剤を除去した。さ
らに水洗し、乾燥、分級を行い、着色粒子を得た。

【０１０１】上記着色粒子１００部に対して、製造例１
で用いた疎水化処理したシリカ１．２部をヘンシェルミ
キサーＦＭ１０Ｂにて外添してトナーＫを得た。

【０１０２】＜製造例１２＞製造例１において、ハイブ
リタイザーを使用しなかったこと以外は同様にしてトナ
ーＬを得た。

【０１０３】＜比較製造例１＞製造例１において、エス
テルワックスの添加量を１００ｇにし、ハイブリタイザ
ーの処理を１５分にしたこと以外は同様にしてトナーＭ
を得た。

【０１０４】＜比較製造例２＞製造例１において、ハイ
ブリタイザーの処理時間を１分にし、ＷＡＸの添加量を
２３ｇ、外添剤を非処理のシリカ１．０部にした事以外
は同様にしてトナーＮを得た。

【０１０５】＜実施例１＞製造例１のトナーＡを、以下
に説明するプロセスカートリッジに充填して評価した。
このプロセスカートリッジは、潜像担持体１と、帯電ロ
ーラである帯電部材２と、現像装置２０と、クリーニン
グ手段とを有し、これらがプリンターに対して一体的か
つ着脱自在に構成されたものである。潜像担持体には直
径３０ｍｍの有機感光体を用いた。またクリーニング手
段には、廃トナー容器１８と、その開口部に設けられ潜
像担持体に当接する弾性板状のクリーニングブレード５
とを有するブレード式のクリーニング手段を用いた。

【０１０６】図１において、現像装置２０は、一成分ト
ナーとして非磁性トナーを収容した現像容器１０と、現
像容器１０内の長手方向に延在する開口部に位置し潜像
担持体１と当接して対向設置されたトナー担持体１１と
を備え、潜像担持体１上の静電潜像を現像して可視化す
るようになっている。

【０１０７】トナー担持体１１はＮＢＲの基層にエーテ
ルウレタンを表層コートした直径１６ｍｍの弾性ローラ
である。

【０１０８】トナー担持体１１の上方位置には、リン青
銅の金属薄板を基体とし、トナー担持体１１への当接面
側にポリアミドエラストマーを接着したものからなるト
ナー規制部材１３が、自由端側の先端近傍をトナー担持
体１１の外周面に面接触にて当接するように設けられて
おり、その当接方向としては、当接部に対して先端側が
トナー担持体１１の回転方向上流側に位置するいわゆる
カウンター方向になっている。トナー担持体１１に対す
るトナー規制部材１３の当接圧は、２５ｇ／ｃｍ（線圧
の測定は、摩擦係数が既知の金属薄板を３枚当接部に挿
入し、中央の１枚をばねばかりで引き抜いた値から換算
した。）に設定してある。

【０１０９】トナー供給ローラ１２は、トナー規制部材
１３のトナー担持体１１表面との当接部に対しトナー担
持体１１の回転方向上流側に当接され、かつ回転可能に
支持されている。トナー供給ローラ１２は、芯金上にポ
リウレタンフォームを設けた直径１２ｍｍの弾性ローラ
であり、トナー担持体１１に対してその当接部において
カウンター方向に回転する。このとき、トナー担持体の
回転数に対するトナー供給ローラの回転数の比が０．８
となるようにした。

【０１１０】トナー搬送部材１４は、回転自在なクラン
ク状の棒体と、この棒体を固定軸としこの固定軸を中心
に回転可能なように取り付けられている舌状部材とによ
って構成されている。トナー搬送部材１４の回転数は、
トナー供給ローラ１２の回転数に対する比が０．３とな
るように調整した。

【０１１１】図２は、評価に用いた電子写真方式のレー
ザビームプリンタを示す概略構成図である。本プリンタ
ーには、上記プロセスカートリッジが装着可能であり、
さらに転写ローラ４、露光装置６、定着装置７が配設さ
れている。

【０１１２】帯電部材２は、帯電バイアス電源（不図
示）から印加される帯電バイアスによって潜像担持体１
を所定の極性、電位に均一に帯電する。

【０１１３】転写手段としての転写ローラ４は、潜像担
持体１表面に所定の押圧力で接触して転写ニップを形成
し、転写バイアス電源（不図示）から印加される転写バ
イアスにより、潜像担持体１と転写ローラ４間の転写ニ
ップにて潜像担持体１表面のトナー像を転写材Ｐに転写
する。

【０１１４】クリーニングブレード５は、転写後に潜像
担持体１表面に残った転写残トナーを除去する。

【０１１５】露光装置６は、不図示のレーザドライバ、
レーザダイオード、ポリゴンミラーなどを備えており、
レーザドライバに入力される画像情報の時系列電気デジ
タル画像信号に対応して変調されたレーザ光がレーザダ
イオードから出力され、高速回転するポリゴンミラーで
前記レーザ光を走査し、反射ミラー（不図示）を介して
潜像担持体１表面を画像露光することにより、画像情報
に対応した静電潜像を形成する。

【０１１６】定着装置７は、回転自在な定着ローラ７ａ
と加圧ローラ７ｂを有しており、定着ローラ７ａと加圧
ローラ７ｂ間の定着ニップにて転写材Ｐを挟持搬送しな
がら、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像を加熱加圧
して熱定着させる。

【０１１７】本プリンターにおいては、プロセススピー
ド１００ｍｍ／ｓ、潜像担持体１の周速は１００ｍｍ／
ｓ、トナー担持体１１は周速１６０ｍｍ／ｓで回転させ
ている。

【０１１８】この現像部において、トナー担持体１１上
に薄層形成されたトナーは、トナー担持体１１と潜像担
持体１の両者間に印加された直流電圧：Ｖｄｃ＝−２７
０Ｖバイアスによって潜像担持体１上の静電潜像に付着
し、静電潜像を現像してトナー像を形成する。

【０１１９】上記プロセスカートリッジにトナーＡを充
填し、印字比率２％で１００００枚の連続プリントの試
験をした。なお、試験は、３０℃／８０％ＲＨの環境で
行った。１０００枚目と１００００枚目に、べた白パタ
ーンを１枚、ハーフトーンを２枚、べた黒パターンを連
続１０枚サンプルとしてプリントした。

【０１２０】＜実施例２〜１１＞実施例１で用いたプロ
セスカートリッジ及びプリンター用いて、製造例２〜１
１示したトナーＢ〜Ｋを実施例１と同様にして評価し
た。

【０１２１】＜実施例１２〜１５＞実施例１で用いたプ
ロセスカートリッジにおいて、各種設定を表１に示す値
にした以外は実施例１と同様にして評価した

【０１２２】＜実施例１６＞製造例１２で示したトナー
Ｌを、実施例１で用いたプロセスカートリッジ及びプリ
ンターを用いて、実施例１と同様にして評価した。

【０１２３】＜比較例１＞比較製造例１で示したトナー
Ｍを、実施例１で用いたプロセスカートリッジ及びプリ
ンターを用いて、実施例１と同様にして評価した。

【０１２４】＜比較例２＞比較製造例２で示したトナー
Ｎを、実施例１で用いたプロセスカートリッジ及びプリ
ンターを用いて、実施例１と同様にして評価した。

【０１２５】＜比較例３〜６＞実施例１で用いたプロセ
スカートリッジにおいて、各種設定を表１に示す値にし
た以外は実施例１と同様にして評価した

【０１２６】［評価方法］（１）画像白抜け１０枚目のべた黒パターンのサンプル内の、４０点の濃
度を測定する。高濃度５点と低濃度５点のそれぞれの平
均値を求め、その差に応じてランク分けした。濃度測定
は、反射濃度計ＲＤ９１８（マクベス社製）で行った。Ａ：濃度差が０．１未満Ｂ：濃度差が０．１以上０．２未満Ｃ：濃度差が０．２以上０．３未満Ｄ：濃度差が０．３以上

【０１２７】（２）かぶりべた白パターンのサンプルと未使用の紙の反射率をそれ
ぞれ、ＴＣ−６ＤＳ（東京電色社製）で測定し（３点平
均）、その差を求めた。評価のランク分けは、以下のよ
うに行った。Ａ：２．０％未満Ｂ：２．０％以上４．０％未満Ｃ：４．０％以上６．０％未満Ｄ：６．０％以上

【０１２８】（３）縦スジハーフトーン、ベタ黒パターンのサンプル内の縦スジの
本数を数え、以下のようにランク分けした（Ａ４換算、
一枚当たり）。Ａ：３．０本以下Ｂ：６．０本以下Ｃ：１０．０本未満Ｄ：１０．０本以上

【０１２９】（４）フィルミングサンプル画像上のドラム融着跡を数え、１０ｃｍ²当た
りのドラム融着跡の数により以下のようにランク分けし
た。Ａ：１．０個未満Ｂ：１．０個以上３．０個未満Ｃ：３．０個以上７．０個未満Ｄ：７．０個以上

【０１３０】（５）定着不良ベタ黒、ハーフトーンのサンプルで、荷重２５０ｇにて
１０回のこすり試験を行い、その時の初期の濃度と試験
後の濃度を反射濃度計ＲＤ９１８にて測定し、その差に
よって以下のようにランク分けした。Ａ：０．５％未満Ｂ：０．５％以上１．０％未満Ｃ：１．０％以上１．５％未満Ｄ：１．５％以上

【０１３１】評価条件を表１に、評価結果を表２に示
す。

【０１３２】

【表１】

【０１３３】

【表２】

【０１３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転自在なドラム状の潜像担持体と、現像装置とを少な
くとも有し、これらが一体的に、かつ画像形成装置に対
して着脱自在に構成され、潜像担持体の直径は３３ｍｍ
以下であり、現像装置は、トナーを収容する現像容器
と、潜像担持体に接触して設けられる回転自在なロール
状のトナー担持体と、トナー担持体に接触して設けら
れ、現像容器内のトナーをトナー担持体に供給する回転
自在なロール状のトナー供給ローラと、現像容器内に回
転自在に設けられ現像容器内のトナーを攪拌し、トナー
供給ローラに向けて搬送するトナー搬送手段と、を有
し、トナー担持体の直径は２０ｍｍ以下であり、トナー
供給ローラの回転数に対するトナー搬送部材の回転数の
比は０．１以上０．５以下であり、トナー担持体上のト
ナーコート量をＡ［ｍｇ／ｃｍ²］とし、現像容器のト
ナー充填率をＢ［ｇ／ｃｍ³］としたときに０．９Ｂ≦
Ａ≦３Ｂを満たすプロセスカートリッジに、少なくとも
結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有するトナー粒子
を有し、メタノール濡れ性半値が３０〜８０％である一
成分トナーを用いることから、小径のトナー担持体と小
径の潜像担持体を用いる接触一成分現像方式のプロセス
カートリッジにおいて、少なくとも昇温により悪化する
反転かぶりを防ぎ、昇温によるトナーの流動性悪化が引
き起こす画像白抜けを改善し、長期間の耐久試験でも縦
スジやフィルミングが発生せず、高温高湿環境下におい
てもカブリや定着不良を発生しない一成分トナー及びプ
ロセスカートリッジを提供することができる。

【０１３５】また、本発明では、トナー粒子中のワック
スの含有量が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であると、フ
ィルミングや定着不良、オフセットを防止しつつ、トナ
ーの流動性や帯電性を最適に維持する上でより一層効果
的である。

【０１３６】また、本発明では、メタノール濡れ性半値
が４０〜７０％であると、良好な帯電特性を定着特性と
を両立させる上でより一層効果的である。

【０１３７】また、本発明では、疎水化処理された外添
剤を０．３ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下有すると、トナ
ー担持体上のトナーコート量を安定させる上でより一層
効果的である。

【０１３８】また、本発明では、円形度標準偏差が０．
０５０未満であると、トナーの帯電特性をより好ましい
範囲に設定する上でより効果的であり、円形度標準偏差
が０．０３０未満であると、トナーの帯電特性をより好
ましい範囲に設定する上でより一層効果的である。

【０１３９】また、本発明では、トナー担持体の径に対
するトナー供給ローラの径の比が０．６以上１．３以下
であると、トナー担持体上のトナーコート量を安定させ
る上でより一層効果的である。

【０１４０】また、本発明では、トナー供給ローラが、
トナー担持体に接する部分で逆方向に回転し、かつトナ
ー担持体の回転数に対するトナー供給ローラの回転数の
比が０．６以上１．５以下であると、カートリッジ内部
の昇温を抑え、かつトナー担持体上のトナーコート量を
安定させる上でより一層効果的である。

【０１４１】また、本発明では、潜像担持体に接触して
設けられ潜像担持体を帯電させる帯電部材を有すると、
部材同士の接触による発熱に起因する弊害を抑制し、か
つ環境面や省力化に優れた画像形成を行う上でより効果
的である。

【０１４２】また、本発明では、潜像担持体に接触して
設けられ潜像担持体上の転写残トナーを除去するクリー
ニング部材を有すると、部材同士の接触による発熱に起
因する弊害を抑制し、かつ帯電不良や露光不足を防止す
る上でより効果的である。

【０１４３】また、本発明では、トナー担持体に接触し
て設けられトナー担持体に担持されるトナーを規制して
トナー担持体上におけるトナーコート量を制御するトナ
ー規制部材を有すると、部材同士の接触による発熱に起
因する弊害を抑制し、かつトナーコート量を制御する上
でより効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概
略図である。

【図２】図１に示すプロセスカートリッジが適用される
画像形成装置の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１潜像担持体２帯電部材５クリーニングブレード４転写ローラ６露光装置７定着装置７ａ定着ローラ７ｂ加圧ローラ１０現像容器１１トナー担持体１２トナー供給ローラ１３トナー規制部材１４トナー搬送部材１５給紙トレイ１６給紙ローラ１７排出ローラ１８廃トナー容器２０現像装置３１スペーサＬ露光光Ｐ転写材ｔトナー

───────────────────────────────────────────────────── 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 15/08 ５０７Ｇ０３Ｇ 15/00 ５５６ 21/18 15/08 ５０７Ｌ (72)発明者半田智史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者森木裕二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者橋本康弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA02 AA06 AA08 AA15 CA14 CA26 CB13 EA07 EA10 FA06 FA07 2H068 AA54 FA27 FC01 FC08 FC15 2H071 BA05 BA13 DA06 DA08 DA13 DA15 2H077 AC04 AD06 AD13 BA08 BA09 DB14 EA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転自在なドラム状の潜像担持体と、現
像装置とを少なくとも有し、これらが一体的に、かつ画
像形成装置に対して着脱自在に構成され、前記潜像担持体の直径は３３ｍｍ以下であり、前記現像装置は、トナーを収容する現像容器と、前記潜
像担持体に接触して設けられる回転自在なロール状のト
ナー担持体と、前記トナー担持体に接触して設けられ、
現像容器内のトナーをトナー担持体に供給する回転自在
なロール状のトナー供給ローラと、前記現像容器内に回
転自在に設けられ現像容器内のトナーを攪拌し、トナー
供給ローラに向けて搬送するトナー搬送手段と、を有
し、前記トナー担持体の直径は２０ｍｍ以下であり、前記ト
ナー供給ローラの回転数に対する前記トナー搬送部材の
回転数の比は０．１以上０．５以下であり、前記トナー
担持体上のトナーコート量をＡ［ｍｇ／ｃｍ²］とし、
前記現像容器のトナー充填率をＢ［ｇ／ｃｍ³］とした
ときに０．９Ｂ≦Ａ≦３Ｂを満たすプロセスカートリッ
ジに用いられるトナーであって、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有する
トナー粒子を有し、メタノール濡れ性半値が３０〜８０
％であることを特徴とする一成分トナー。
【請求項２】前記トナー粒子中のワックスの含有量が
１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする請
求項１に記載の一成分トナー。
【請求項３】前記メタノール濡れ性半値が４０〜７０
％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の一成
分トナー。
【請求項４】疎水化処理された外添剤を０．３ｗｔ％
以上２．５ｗｔ％以下有することを特徴とする請求項１
乃至３のいずれか一項に記載の一成分トナー。
【請求項５】前記円形度標準偏差が０．０５未満であ
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記
載の一成分トナー。
【請求項６】前記円形度標準偏差が０．０３０未満で
あることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に
記載の一成分トナー。
【請求項７】前記トナー担持体の径に対する前記トナ
ー供給ローラの径の比が０．６以上１．３以下であるこ
とを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の
一成分トナー。
【請求項８】前記トナー供給ローラが、前記トナー担
持体に接する部分で逆方向に回転し、かつ前記トナー担
持体の回転数に対する前記トナー供給ローラの回転数の
比が０．６以上１．５以下であることを特徴とする請求
項１乃至７のいずれか一項に記載の一成分トナー。
【請求項９】前記プロセスカートリッジは、前記潜像
担持体に接触して設けられ潜像担持体を帯電させる帯電
部材を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
か一項に記載の一成分トナー。
【請求項１０】前記プロセスカートリッジは、前記潜
像担持体に接触して設けられ潜像担持体上の転写残トナ
ーを除去するクリーニング部材を有することを特徴とす
る請求項１乃至９のいずれか一項に記載の一成分トナ
ー。
【請求項１１】前記現像装置は、前記トナー担持体に
接触して設けられトナー担持体に担持されるトナーを規
制してトナー担持体上におけるトナーコート量を制御す
るトナー規制部材を有することを特徴とする請求項１乃
至１０のいずれか一項に記載の一成分トナー。
【請求項１２】回転自在なドラム状の潜像担持体と、
現像装置とを少なくとも有し、これらが一体的に、かつ
画像形成装置に対して着脱自在に構成され、少なくとも
結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有するトナー粒子
を有し、メタノール濡れ性半値が３０〜８０％である一
成分トナーを静電潜像の現像に用いるプロセスカートリ
ッジであって、前記潜像担持体の直径は３３ｍｍ以下であり、前記現像装置は、トナーを収容する現像容器と、前記潜
像担持体に接触して設けられる回転自在なロール状のト
ナー担持体と、前記トナー担持体に接触して設けられ、
現像容器内のトナーをトナー担持体に供給する回転自在
なロール状のトナー供給ローラと、前記現像容器内に回
転自在に設けられ現像容器内のトナーを攪拌し、トナー
供給ローラに向けて搬送するトナー搬送手段と、を有
し、前記トナー担持体の直径は２０ｍｍ以下であり、前記ト
ナー供給ローラの回転数に対する前記トナー搬送部材の
回転数の比は０．１以上０．５以下であり、前記トナー
担持体上のトナーコート量をＡ［ｍｇ／ｃｍ²］とし、
前記現像容器のトナー充填率をＢ［ｇ／ｃｍ³］とした
ときに０．９Ｂ≦Ａ≦３Ｂを満たすことを特徴とするプ
ロセスカートリッジ。
【請求項１３】前記トナー粒子中のワックスの含有量
が１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする
請求項１２に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１４】前記メタノール濡れ性半値が４０〜７
０％であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載
のプロセスカートリッジ。
【請求項１５】前記一成分トナーが疎水化処理された
外添剤を０．３ｗｔ％以上２．５ｗｔ％以下有すること
を特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載
のプロセスカートリッジ。
【請求項１６】前記円形度標準偏差が０．０５０未満
であることを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか
一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１７】前記円形度標準偏差が０．０３０未満
であることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか
一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１８】前記トナー担持体の径に対する前記ト
ナー供給ローラの径の比が０．６以上１．３以下である
ことを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれか一項に
記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１９】前記トナー供給ローラが、前記トナー
担持体に接する部分で逆方向に回転し、かつ前記トナー
担持体の回転数に対する前記トナー供給ローラの回転数
の比が０．６以上１．５以下であることを特徴とする請
求項１２乃至１８のいずれか一項に記載のプロセスカー
トリッジ。
【請求項２０】前記潜像担持体に接触して設けられ潜
像担持体を帯電させる帯電部材を有することを特徴とす
る請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載のプロセス
カートリッジ。
【請求項２１】前記潜像担持体に接触して設けられ潜
像担持体上の転写残トナーを除去するクリーニング部材
を有することを特徴とする請求項１２乃至２０のいずれ
か一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項２２】前記現像装置は、前記トナー担持体に
接触して設けられトナー担持体に担持されるトナーを規
制してトナー担持体上におけるトナーコート量を制御す
るトナー規制部材を有することを特徴とする請求項１２
乃至２１のいずれか一項に記載のプロセスカートリッ
ジ。