JP2003207938A

JP2003207938A - 電子写真装置及びプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2003207938A
Application number: JP2002004892A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Nakamura; 一成中村; Hirotoshi Uesugi; 浩敏上杉; Hideki Anayama; 秀樹穴山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-01-11
Filing date: 2002-01-11
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】小径で円形度の高いトナーを用いた電子写真
現像方法においても現像性を維持しつつ、繰り返し画像
出力時の特性にも優れ、高い画像品質且つ高精細な画像
の供給が長期に渡り可能となる電子写真装置及びプロセ
スカートリッジを提供すること。【解決手段】現像手段において用いるトナーが、該ト
ナーの円相当個数平均径が２〜１０μｍであり、かつ平
均円形度が０．９５０〜０．９９５で、円形度標準偏差
が０．０４０未満である乾式１成分トナーであり、該現
像手段がアスカーＣ硬度で４０以上６０以下の弾性ロー
ラー上にトナー層を形成し、該弾性ローラーと感光体を
相互に回動させながら、該トナー層を該感光体の表面に
接触させることにより、該感光体上に形成された静電潜
像を該トナー層のトナーで現像してトナー像を形成する
手段を有し、かつ該感光体の表面層のユニバーサル硬さ
が２３０Ｎ／ｍｍ²以上である電子写真装置及びプロセ
スカートリッジ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置及び
プロセスカートリッジに関し、より詳しくは円形度の高
いトナーを用いた接触現像手段を有し、かつ硬度の高い
表面層を有する電子写真感光体を備えた電子写真装置及
びプロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報産業の急速な発展に伴い、産
業上又はオフィス用途として高画質な画像記録が望まれ
ている。これらの要望に対して電子写真法、熱転写法及
びインクジェット法等の種々の方法が提案され、実用化
されている。中でも電子写真法は、その高速印字性及び
高画質のメリットからオフィスで多用されているが、最
近ではグラフィック画像の記録のケースも多くなってき
ており、より一層の高画質化、高精細化が求められてき
ている。これら市場の要求に対して、レーザープリンタ
ーにおいては、従来の２４０ｄｐｉから６００、１２０
０ｄｐｉとより高解像度化されつつあり、また、複写機
におけるデジタル化、高解像度化をすすめる等、電子写
真装置における高画質化や高精彩化が進められている。

【０００３】これらの動きに対して、装置開発の側から
は、精密加工技術の開発、高精度の制御技術の開発及び
使用等が提案され検討されているが、トナー開発の側か
らは、トナーサイズの小径化による高画質化、ならびに
円形度の高いトナーによる高画質、高精彩化の技術開発
が活発に行われている。これらのトナーの小径化、円形
度の向上において、従来の着色剤とバインダー樹脂を混
練、粉砕、分級してトナーを得る粉砕法トナーでは粉砕
の細密化、分級手段、研磨等の後処理による小径化、球
形化等が研究されているが、一方、着色剤を含有したエ
チレン性不飽和単量体を分散剤の存在下に水中に分散し
た後、重合して得られる重合トナーが注目され、精力的
に研究開発が行われており、重合トナーがトナーの小径
化、円形度の向上の有力な手段であることが確認されて
いる。このように小径で円形度の高いトナーは、電子写
真感光体上の静電潜像を忠実に且つ精度良く現像し、ま
た高い転写性を発揮することで画像の高画質化、高精細
化に絶大な効果をもたらす。

【０００４】また近年、半導電性、又は表面に誘電層を
有する弾性ローラーを現像ローラーとして用いて電子写
真感光体の表面に押し当てながら現像を行う、いわゆる
接触一成分現像方法が提案されている。例えば、Ｊａｐ
ａｎＨａｒｄｃｏｐｙ’８９論文集２５〜２８頁、Ｆ
ＵＪＩＴＳＵＳｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｊ．，２８，４，ｐ
ｐ．４７３−４８０（Ｄｅｃｅｍｂｅｒ１９９２）、
特開平５−１８８７５６号公報及び特開平５−１８８７
５２号公報に一成分接触現像に関する技術が記載されて
いる。

【０００５】接触一成分現像方法においては、電子写真
感光体表面と現像電極が非常に近接しているため、現像
のエッジ効果を低減できる利点があり、更に上記のよう
な球形トナーを用いた場合、より一層の高画質化、高精
細化の可能がある。

【０００６】接触一成分現像方法では、現像ローラーと
電子写真感光体とがそれぞれの軸方向に均一なニップ幅
を安定して維持するために、現像ローラーにはゴムロー
ラーやスポンジローラー等の弾性ローラーが用いられ
る。現像ローラーは、電子写真感光体へ強く圧接される
ため、安定したニップ幅を得るためには一定の弾性変形
が得られる適度な硬度を有していることが必要であり、
その下限値は現像ローラーの電子写真感光体への当接圧
にもよるが最低限、弾性変形を回復できる硬度が必要で
あり、従来、一般的にはアスカーＣ硬度５０〜５５程度
の現像ローラーが用いられている。しかしながら、現像
ローラーの硬度を上げると、現像ローラーと感光ドラム
との当接圧が上がり、現像ローラーの駆動トルクが大き
くなり、電子写真感光体の摩耗量の増加やトナー融着の
発生という問題が生じてくる。更に、現像ローラーの表
面よりトナーを電子写真感光体により多く現像させるた
めに、現像ローラーの周速を電子写真感光体の周速より
速く設定する必要がある。このため電子写真感光体と現
像ローラー間の駆動トルクが高くなり、長期間使用によ
る電子写真感光体表面の傷や摩耗、トナー融着を引き起
こし、耐久特性が劣化するという問題を有している。

【０００７】また、トナーとして球形トナーを用いた場
合、現像ローラ上に形成されるトナー層が不均一にな
り、画像濃度の低下や、カブリ等、画質低下の問題があ
り、例えば特開平９−６２０８５号公報には表面粗さが
１０μｍ以下の現像ローラーを用いることで現像ローラ
上に均一なトナー層を形成する方法が、特開平９−３１
９２０８号公報にはトナーの平均粒径と現像ローラ表面
の凹凸、表面粗さを規定し、現像ローラ上に均一なトナ
ー層を形成する方法が提案されているが、表面粗さを大
きくすると、トナーと現像ローラ表面との接触機会が増
加するため現像ローラ上へのトナーコート量も増加し、
結果として現像ローラーと感光ドラムとの当接圧が上が
り、現像ローラーの駆動トルクが大きくなり、やはり電
子写真感光体の摩耗量の増加やトナー融着の発生という
問題が生じてくる。

【０００８】現在、電子写真装置に使用されている電子
写真感光体は生産コスト、化学安全性等の理由から有機
電子写真感光体が多く使われている。有機電子写真感光
体の多くは電荷発生層、電荷輸送層の２層で構成され、
上記現像装置では電荷輸送層がトナー、現像ローラーと
強く当接し摺動する。そのため電子写真感光体表面は傷
付き、摩耗する。感光層の傷や不均一な摩耗は電子写真
感光体の耐久性を落とすと共に、現像ローラーの電子写
真感光体表面との接触を不均一にし、スジ、カブリ等の
画像欠陥を引き起こしてしまう。現像ローラーの当接圧
を下げると初期の電子写真感光体の傷、摩耗といった問
題は解決できるものの、現像性の低下を防ぐために現像
ローラーと電子写真感光体との周速比をかなり大きくす
る必要があり、結果として繰り返し画像出力においては
電子写真感光体の傷や摩耗は増加し、更にはトナーの劣
化を引き起こす等の問題が発生し易い傾向にあった。

【０００９】電子写真感光体の摩耗量を低減する方法と
して、感光層中にシリコーン樹脂微粒子やフッ素樹脂粒
子の添加による電子写真感光体表面の滑り性を上げるこ
とによる摩耗量低減が特開昭６３−６５４４９号公報に
提案されているが、これらの方法により電子写真感光体
の滑り性は増しても感光層は依然として機械的強度が低
くトナー添加剤であるシリカ、アルミナ及びチタニア等
の無機化合物粉末が感光層表面に深い溝を掘るようなア
ブレシブ摩耗する等、傷は発生し易く、また上記トナー
添加剤が感光層表面に融着し更にそれがきっかけとなり
トナー融着が発生する等の問題もあり、十分な対策とは
なっていない。

【００１０】従って、接触現像方法において球形トナー
の現像性を維持しつつ、電子写真感光体の耐久性を維持
することが難しいのが現状である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、小径で
円形度の高いトナーを用いた接触現像方法では球形トナ
ーの現像性の維持と電子写真感光体、特に有機電子写真
感光体の耐久性の両立に問題があり、その改善が求めら
れている。

【００１２】本発明の目的は、かかる課題を解決するも
のとして、トナーに小径で円形度の高いトナーを用いた
電子写真現像方法においても現像性を維持しつつ、繰り
返し画像出力時の特性にも優れ、高い画像品質且つ高精
細な画像の供給が長期に渡り可能となる電子写真装置及
びプロセスカートリッジを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、少なく
とも、帯電手段、現像手段、転写手段、定着手段及びク
リーニング手段を有する電子写真装置において、該現像
手段において用いるトナーがフロー式粒子像測定装置で
計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャ
ッタグラムにおいて、該トナーの円相当個数平均径が２
〜１０μｍであり、かつ平均円形度が０．９５０〜０．
９９５で、円形度標準偏差が０．０４０未満である乾式
１成分トナーであり、該現像手段がアスカーＣ硬度で４
０以上６０以下の弾性ローラー上にトナー層を形成し、
該弾性ローラーと電子写真感光体を相互に回動させなが
ら、該トナー層を該電子写真感光体の表面に接触させる
ことにより、該電子写真感光体上に形成された静電潜像
を該トナー層のトナーで現像してトナー像を形成する手
段を有し、かつ該電子写真感光体の表面層のユニバーサ
ル硬さが２３０Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴とする
電子写真装置が提供される。

【００１４】また、本発明に従って、帯電手段、現像手
段及びクリーニング手段のうち少なくとも１つを電子写
真感光体と共に一体に支持し、電子写真装置本体に着脱
自在であるプロセスカートリッジにおいて、該現像手段
で用いるトナーがフロー式粒子像測定装置で計測される
トナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッタグラム
において、該トナーの円相当個数平均径が２〜１０μｍ
であり、かつ平均円形度が０．９５０〜０．９９５で、
円形度標準偏差が０．０４０未満である乾式１成分トナ
ーであり、該現像手段がアスカーＣ硬度で４０以上６０
以下の弾性ローラー上にトナー層を形成し、該弾性ロー
ラーと電子写真感光体を相互に回動させながら、該トナ
ー層を該電子写真感光体の表面に接触させることによ
り、該電子写真感光体上に形成された静電潜像を該トナ
ー層のトナーで現像してトナー像を形成する手段を有
し、かつ該電子写真感光体の表面層のユニバーサル硬さ
が２３０Ｎ／ｍｍ²以上であることを特徴とするプロセ
スカートリッジが提供される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１６】本発明の電子写真装置に用いられるトナー
は粒子径が小さく、円形度の高いトナーである。トナー
の円相当個数平均径を２〜１０μｍ、好ましくは５〜８
μｍと小径化することにより、画像の輪郭部分、特に文
字画像やラインパターンの現像での再現性が良好なもの
になる。しかし、一般的にトナー粒子径を小径化する
と、必然的に微小径のトナーの存在比率が高くなるた
め、トナーの電子写真感光体表面や現像ローラーへの付
着力が高くなり、結果として転写残トナーの増加や画像
カブリの発生等の問題を招いていた。

【００１７】しかし、本発明に使用されるトナーは円形
度が高く、平均円形度が０．９５０〜０．９９５で、円
形度標準偏差が０．０４０未満とすることにより、従来
では困難であった小粒径を呈するトナーの転写性を大幅
に改善すると共に低電位潜像に対する現像能力も格段に
向上する。

【００１８】具体的には、フロー式粒子像測定装置で計
測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャッ
タグラムにおいて、該トナーの円相当個数平均径が２〜
１０μｍであり、かつ平均円形度が０．９５０〜０．９
９５で、円形度標準偏差が０．０４０未満の乾式１成分
トナーである。

【００１９】本発明に使用されるトナーの円相当径、円
形度及びそれらの頻度分布とは、トナー粒子の形状を定
量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本
発明ではフロー式粒子像測定装置ＦＰＩＡ−１０００型
（東亜医用電子社製）を用いて測定を行い、下式を用い
て算出した。

【００２０】

【数１】

【００２１】ここで、「粒子投影面積」とは二値化され
たトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」
とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線
の長さと定義する。

【００２２】本発明における円形度は、トナー粒子の凹
凸の度合いを示す指標であり、トナー粒子が完全な球形
の場合に１．０００を示し、表面形状が複雑になる程、
円形度は小さな値となる。

【００２３】本発明において、トナーの個数基準の粒径
頻度分布の平均値を意味する円相当個数平均径ｄ₁と粒
径標準偏差ＳＤｄは、粒度分布の分割点ｉでの粒径（中
心値）をｄｉ、頻度をｆ_iとすると次式から算出され
る。

【００２４】

【数２】

【００２５】また、円形度頻度分布の平均値を意味する
平均円形度ｃと円形度標準偏差ＳＤｃは、粒度分布の分
割点ｉでの円形度（中心値）をｃｉ、頻度をｆ_ciとする
と、次式から算出される。

【００２６】

【数３】

【００２７】具体的な測定方法としては、容器中に予め
不純固形物等を除去したイオン交換水１０ｍｌを用意
し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアル
キルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、更に測定試料を
０．０２ｇを加え、均一に分散させる。分散させる手段
としては、超音波分散機ＵＨ−５０型（エスエムテー社
製）に振動子として５φｍｍのチタン合金チップを装着
したものを用い、５分間分散処理を用い、測定用の分散
液とする。その際、該分散液の温度が４０℃以上となら
ないように適宜冷却する。

【００２８】トナー粒子の形状測定には、前記フロー式
粒子像測定装置を用い、測定時のトナー粒子濃度が３０
００〜１万個／μｌとなる様に該分散液濃度を再調整
し、トナー粒子を１０００個以上計測する。計測後、こ
のデータを用いて、トナーの円相当径や円形度頻度分布
等を求める。

【００２９】本発明に用いられるトナーに使用されるワ
ックス成分としては、パラフィンワックス、マイクロク
リスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワック
ス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、
フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及び
その誘導体、ポリエチレンに代表されるポリオレフィン
ワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデ
リラワックス等、天然ワックス及びそれらの誘導体等
で、誘導体には酸化物や、ビニルモノマーとのブロック
共重合物、グラフト変性物も含み、また、高級脂肪族ア
ルコール等のアルコール；ステアリン酸、パルミチン酸
等の脂肪酸あるいはその化合物；酸アミド、エステル、
ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物ワックス、
動物ワックス等スチレンモノマーへの溶解温度が４０〜
８０℃のものであれば、どれでも用いることが可能であ
る。

【００３０】これらの中でもポリオレフィン、フィッシ
ャートロプシュ法による炭化水素ワックス、石油系ワッ
クス、高級アルコール、もしくは、高級エステルである
場合、現像性や転写性の改善効果が更に高くなる。

【００３１】上述したワックス成分は、バインダー樹脂
１００質量部に対して１〜３０質量部使用するのが好ま
しい。

【００３２】本発明に使用されるトナーに用いられるバ
インダー樹脂としては、一般的に用いられているスチレ
ン−（メタ）アクリル共重合体、ポリエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂及びスチレン−ブタジエン共重合体が挙げら
れる。重合法により直接トナー粒子を得る方法において
は、それらを形成するための単量体が用いられる。具体
的にはスチレン；ｏ−（ｍ−、ｐ−）メチルスチレン、
ｍ−（ｐ−）エチルスチレンの如きスチレン系単量体；
（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチ
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の如き
（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、シクロヘキセン、（メタ）アクリロニトリ
ル、アクリル酸アミドの如きエン系単量体が好ましく用
いられる。これらは、単独、又は、一般的には出版物ポ
リマーハンドブック第２版ＩＩＩ−Ｐ１３９〜１９２
（ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社製）に記載の理論
ガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０〜７５℃を示すように
単量体を適宜混合して用いられる。理論ガラス転移温度
が４０℃未満の場合には、トナーの保存安定性や耐久安
定性の面から問題が生じ易く、一方７５℃を超える場合
はトナーの定着点の上昇をもたらす。特に、フルカラー
画像を形成するためのカラートナーの場合においては、
各色トナーの定着時の混色性が低下し色再現性に乏し
く、更にＯＨＰ画像の透明性が低下するため好ましくな
い。

【００３３】バインダー樹脂の分子量は、ゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定され
る。低軟化点物質を外殻樹脂で内包化した所謂コアーシ
ェル構造を有するトナーの場合、具体的なＧＰＣの測定
方法としては、予めトナーをソックスレー抽出器を用い
トルエン溶剤で２０時間抽出を行った後、ロータリーエ
バポレーターでトルエンを留去せしめて抽出物を得、更
に低軟化点物質は溶解するが外殻樹脂は溶解しない有機
溶剤（例えばクロロホルム等）を抽出物に加え十分洗浄
を行った後、残留物をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に
溶解した溶液をポア径が０．３μｍの耐溶剤性メンブラ
ンフィルターでろ過したサンプル（ＴＨＦ溶液）をウォ
ーターズ社製１５０Ｃを用いて測定する。カラム構成
は、昭和電工製Ａ−８０１、８０２、８０３、８０４、
８０５、８０６及び８０７を連結し、標準ポリスチレン
樹脂の検量線を用い分子量分布を測定し得る。本発明に
かかるバインダー樹脂の主たるピーク分子量は５０００
〜１００万、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量
（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）が、２〜１００を示すも
のが本発明には好ましい。

【００３４】本発明に使用されるトナーに用いられる着
色剤は、以下に示すイエロー着色剤、マゼンタ着色剤及
びシアン着色剤が挙げられ、黒色着色剤としてカーボン
ブラック、磁性体又は以下に示すイエロー着色剤／マゼ
ンタ着色剤／シアン着色剤を混合して黒色に調色された
ものが利用される。

【００３５】イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合
物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、
アゾ金属錯体、メチン化合物及びアリルアミド化合物に
代表される化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．
ピグメントイエロー１２、１３、１４、１５、１７、６
２、７４、８３、９３、９４、９５、１０９、１１０、
１１１、１２８、１２９、１４７、１６８又は１８０等
が好適に用いられる。

【００３６】マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合
物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キ
ナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール
化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合
物又はペリレン化合物等が用いられる。具体的には、
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、３、５、６、７、２３、
４８；２、４８；３、４８；４、５７；１、８１；１、
１４４、１４６、１６６、１６９、１７７、１８４、１
８５、２０２、２０６、２２０、２２１又は２５４等が
好適に用いられる。

【００３７】シアン着色剤としては、銅フタロシアニン
化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物又は塩基
染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、Ｃ．
Ｉ．ピグメントブルー１、７、１５、１５：１、１５：
２、１５：３、１５：４、６０、６２又は６６等が特に
好適に利用できる。

【００３８】これらの着色剤は、単独又は混合し更には
固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相、
彩度、明度、耐候性、ＯＨＰ透明性、トナー粒子中への
分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂
成分１００質量部に対し１〜２０質量部使用するのが好
ましい。

【００３９】黒色着色剤として磁性体を用いた場合に
は、他の着色剤と異なり、樹脂１００質量部に対し４０
〜１５０質量部使用するのが好ましい。

【００４０】本発明に使用されるトナーには公知の荷電
制御剤を併用することができ、特に帯電スピードが速
く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御
剤が好ましい。更に、トナー粒子を直接重合法を用いる
場合には、重合阻害性が無く水系分散媒体への可溶化物
の無い荷電制御剤が好ましい。

【００４１】具体的化合物としては、ネガ系荷電制御剤
としてサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の如き
芳香族カルボン酸の金属化合物；スルホン酸又はカルボ
ン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物；ホウ素化合物；尿
素化合物；ケイ素化合物；及びカリークスアレーン等が
挙げられる。ポジ系荷電制御剤として、四級アンモニウ
ム塩；該四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；及びイミダゾール化合物等が
挙げられる。

【００４２】しかしながら、本発明において荷電制御剤
の添加は必須ではなく、非磁性一成分ブレードコーティ
ング現像方法を用いた場合においては、ブレード部材や
スリーブ部材との摩擦帯電を積極的に利用することでト
ナー粒子中に必ずしも荷電制御剤を含む必要はない。

【００４３】本発明に使用されるトナーに無機微粉体を
添加することは、現像性、転写性、帯電安定性、流動性
及び耐久性向上のために好ましい実施形態である。該無
機微粉体としては公知のものが使用可能であるが、特に
シリカ、アルミナ、チタニアあるいはその複酸化物の中
から選ばれることが好ましい。更には、シリカであるこ
とがより好ましい。例えば、かかるシリカは、硅素ハロ
ゲン化物やアルコキシドの蒸気相酸化により生成された
いわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シ
リカ及びアルコキシドや水ガラス等から製造されるいわ
ゆる湿式シリカの両者が使用可能であるが、表面及びシ
リカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またＮ
ａ₂ＯやＳＯ₃ ^2-等の製造残渣の少ない乾式シリカの方が
好ましい。また、乾式シリカにおいては、製造工程にお
いて例えば、塩化アルミニウム及び塩化チタン等他の金
属ハロゲン化合物を硅素ハロゲン化合物と共に用いるこ
とによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得
ることも可能であり、それらも包含する。

【００４４】本発明に使用されるトナーに用いられる無
機微粉体は、ＢＥＴ法で測定した窒素吸着による比表面
積が３０ｍ²／ｇ以上、特に５０〜４００ｍ²／ｇの範囲
のものが良好な結果を与え、トナー１００質量部に対し
てシリカ微粉末０．１〜８質量部、好ましくは０．５〜
５質量部、更に好ましくは１．０を超えて３．０質量部
まで使用するのが特によい。

【００４５】また、本発明に使用されるトナーに用いら
れる無機微粉体は、必要に応じ、疎水化、帯電性制御等
の目的でシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニ
ス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シ
ランカップリング剤、官能基を有するシランカップリン
グ剤、その他有機硅素化合物、有機チタン化合物等の処
理剤で、あるいは、種々の処理剤で併用して処理されて
いることも可能であり好ましい。

【００４６】比表面積はＢＥＴ法に従って、比表面積測
定装置オートソーブ１（湯浅アイオニクス社製）を用い
て試料表面に窒素ガスを吸着させ、ＢＥＴ多点法を用い
て比表面積を算出した。

【００４７】高い帯電量を維持し、低消費量及び高転写
率を達成するためには、無機微粉体は少なくともシリコ
ーンオイルで処理されることが更に好ましい。

【００４８】本発明に使用するトナーにおいては、実質
的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン粉末、ステアリン酸亜
鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；酸
化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウ
ム粉末等の研磨剤；酸化チタン粉末、酸化アルミニウム
粉末等の流動性付与剤；ケーキング防止剤；カーボンブ
ラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付
与剤、また、逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像
性向上剤として少量用いることもできる。

【００４９】本発明に使用するトナーを製造する方法と
しては、樹脂、低軟化点物質からなる離型剤、着色剤及
び荷電制御剤等を加圧ニーダーやエクストルーダー又は
メディア分散機を用い均一に分散せしめた後、機械的又
はジェット気流下でターゲットに衝突させ、所望のトナ
ー粒径に微粉砕化せしめた後（必要により、トナー粒子
の平滑化及び球形化の工程を付加）、更に分級工程を経
て粒度分布をシャープにせしめトナーにする粉砕方法に
よるトナーの製造方法の他に、特公昭５６−１３９４５
号公報等に記載のディスク又は多流体ノズルを用い溶融
混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法や、特公
昭３６−１０２３１号公報、特開昭５９−５３８５６号
公報及び特開昭５９−６１８４２号公報に述べられてい
る懸濁重合方法を用いて直接トナーを生成する方法や、
単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤
を用い直接トナーを生成する分散重合方法又は水溶性極
性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソー
プフリー重合法に代表される乳化重合方法等を用いトナ
ーを製造することが可能である。

【００５０】粉砕法を用いてトナーを製造する方法にお
いては、トナー粒子の形状を所望の円形度頻度分布の範
囲に納めることが困難であり、溶融スプレー法において
は、ある程度の円形度を得ることができるが、得られる
トナーの粒度分布が広くなり易い傾向があると共に、ト
ナーの表面状態をコントロールすることが困難である。
他方、分散重合法においては、得られるトナーは極めて
シャープな粒度分布を示すが、使用する材料の選択が狭
いことや有機溶剤の利用が廃溶剤の処理や溶剤の引火性
に関する観点から製造装置が複雑で煩雑化し易い。ソー
プフリー重合に代表される乳化重合方法は、トナーの粒
度分布が比較的揃うため有効であるが、使用した乳化剤
や重合開始剤末端がトナー粒子表面に存在し時に環境特
性を悪化させ易い問題点がある。

【００５１】本発明においては、トナー粒子の円形度頻
度分布のコントロールが重要であり、比較的容易に円相
当個数平均径が２〜１０μｍの微粒子トナーが得られる
常圧下、又は、加圧下での乳化重合法又は懸濁重合方法
を用い、予め得られた重合体にメディアを用い定形化し
たり、直接加圧衝突板に重合体を衝突せしめる方法や、
更には得られた重合体を水系中にて凍結せしめたり、塩
折や反対表面電荷を有する粒子をｐＨ等の条件を考慮す
ることで合体し、凝集、合一せしめる凝集方法が特に好
ましい。更に、一旦得られた重合粒子に更に単量体を吸
着せしめた後、重合開始剤を用い重合せしめるシード重
合方法も本発明に好適に利用することができる。

【００５２】トナーの製造方法として直接重合方法を利
用する場合、トナー粒子の円形度頻度分布及び粒径頻度
分布の制御は、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所定のトナー粒子を得ること
ができる。また、前述の如くトナー粒子の乾燥に用いら
れる円錘型乾燥機の攪拌条件、処理時間を調整すること
によっても所定のトナー粒子を得ることができる。

【００５３】また、トナーを加熱乾燥する際にもトナー
粒子に球形化処理を施すことが可能で、例えば流動層乾
燥機を用い、回転翼の攪拌条件と処理時間を調整するこ
とによりトナー粒子形状を好ましいものにすることがで
きる。

【００５４】本発明に使用されるトナーは、ワックス成
分の物理特性を前述の如き特定することにより、上記の
如きトナー粒子の球形化処理に対してもトナーの粗粒化
やワックス成分による影響を最小限とすることができる
ので非常に有効なものとなる。

【００５５】直接重合法によりトナーを製造する際、用
いられる重合開始剤として例えば、２，２’−アゾビス
−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−ア
ゾビスイソブチロニトリル、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、
アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系
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の如き
過酸化物系重合開始剤が用いられる。該重合開始剤の使
用量は、目的とする重合度により変化するが一般的には
重合性単量体に対し０．５〜２０質量％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、単独又は混合して使用される。

【００５６】重合度を制御するため公知の架橋剤、連鎖
移動剤及び重合禁止剤等を更に添加し用いてもよい。

【００５７】トナーの製法として分散安定剤を用いた懸
濁重合法を利用する場合、用いる分散安定剤としては、
無機化合物として、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
リカ及びアルミナ等が挙げられる。有機化合物として
は、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、
ポリアクリル酸及びその塩、及びデンプン等が挙げられ
る。これらを水相に分散させて使用できる。これら分散
安定剤は、重合性単量体１００質量部に対して０．２〜
２０質量部を使用することが好ましい。

【００５８】分散安定剤として、無機化合物を用いる場
合、市販のものをそのまま用いてもよいが、細かい粒子
を得るために、分散媒体中にて該無機化合物の微粒子を
生成してもよい。例えば、リン酸三カルシウムの場合、
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とよい。

【００５９】これら分散安定剤の微細な分散のために、
０．００１〜０．１質量部の界面活性剤を併用してもよ
い。これは、上記分散安定剤の所期の作用を促進するた
めのものであり、例えば、ドデシルベンゼン硫酸ナトリ
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
及びオレイン酸カルシウム等が挙げられる。

【００６０】本発明で使用するトナーの製造方法として
直接重合法を用いる場合においては、以下の如き製造方
法が可能である。

【００６１】重合性単量体中に、低軟化点物質からなる
離型剤、着色剤、荷電制御剤、重合開始剤及びその他の
添加剤を加え、ホモジナイザーや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組成物を、分散安
定剤を含有する水相中に通常の攪拌機、ホモミキサー又
はホモジナイザー等により分散せしめる。好ましくは、
単量体組成物の液滴が所望のトナー粒子のサイズを有す
るように攪拌速度や攪拌時間を調整し、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
設定して重合を行うのがよい。重合反応後半に昇温して
もよく、更に、本発明にかかる画像形成方法における耐
久性向上の目的で、未反応の重合性単量体及び副生成物
等を除去するために反応後半、又は、反応終了後に一部
水系媒体を反応系から留去してもよい。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、単量体組成物１００
質量部に対して水３００〜３０００質量部を分散媒体と
して使用するのが好ましい。

【００６２】本発明の電子写真装置は、現像ローラーと
しての弾性ローラー表面に、一成分現像剤としてトナー
をコーティングし、これを電子写真感光体表面と接触さ
せる方法を採用しているプロセスカートリッジが挙げら
れる。トナーは非磁性トナーが好ましいが、磁性トナー
でもよい。現像ローラー上のトナーと電子写真感光体表
面が接触するようにすることが重要である。トナー担持
体は実質的に電子写真感光体表面と接触しているが、こ
れは、トナー担持体からトナーを除いたときに該トナー
担持体が電子写真感光体と接触しているということを意
味する。このとき、トナーを介して、電子写真感光体と
電子写真感光体表面に対向する現像ローラー間に働く電
界によってエッジ効果のないトナー画像を得るために
は、現像ローラー表面あるいは、現像ローラーの表面近
傍に電位をもち、電子写真感光体表面とトナー担持体表
面間で電界を形成する必要がある。このため、現像ロー
ラーの弾性ゴムが中抵抗領域に抵抗制御されて電子写真
感光体表面との導通を防ぎつつ電界を形成するか、又は
導電性ローラーの表面層に薄層の誘電層を設けるか、更
には、導電性ローラー上に電子写真感光体表面に対向す
る側を絶縁性物質により被覆した導電性樹脂スリーブあ
るいは、絶縁性スリーブで電子写真感光体に対向しない
側に導電層を設けたいずれの構成でも、現像ローラーの
アスカーＣ硬度が４０以上６０以下の硬度であれば可能
である。

【００６３】現像ローラーのアスカーＣ硬度が４０より
低い場合、繰り返し画像出力を行った場合に、現像ロー
ラーが弾性変形による変形を回復することが出来なくな
り、現像ローラーと電子写真感光体の当接ニップが安定
しなくなり、結果として画像濃度ムラが発生し易くな
る。また、現像ローラーのアスカーＣ硬度が６０より高
い場合、現像ローラーの電子写真感光体への当接圧が上
がり、電子写真感光体へのトナー融着やトナー自身の劣
化が起き易くなる。

【００６４】また、本発明の電子写真装置は現像ローラ
ーの表面の粗さがＪＩＳ−Ｂ６０１の十点平均粗さ（Ｒ
ｚ）５〜１０μｍの範囲であれば、上記のいずれの構成
も可能である。

【００６５】現像ローラーの表面の粗さがＪＩＳ−Ｂ６
０１の十点平均粗さ（Ｒｚ）５μｍより小さい場合、現
像ローラー上に十分なトナー層を形成できず、現像時に
トナー供給不良を起こし、画像濃度薄を招き易くなり、
現像ローラーの表面の粗さがＪＩＳ−Ｂ６０１の十点平
均粗さ（Ｒｚ）１０μｍを超えるとトナーと現像ローラ
ー表面との接触機会が増加するため現像ローラー上への
トナーコート量も増加し、結果として現像ローラーと感
光ドラムとの当接圧が上がり、現像ローラーの駆動トル
クが大きくなり、やはり電子写真感光体へのトナー融着
の発生とトナー劣化という問題が生じてくる。

【００６６】本発明において、トナーを担持する現像ロ
ーラーは電子写真感光体の周速同方向に回転していても
よいし、逆方向に回転していてもよい。その回転が同方
向である場合、電子写真感光体の周速に対して、周速比
で１００％以上、より好ましくは１２０〜３００％、更
に好ましくは１４０〜２５０％にして周速差を生じさせ
るのがよい。１００％未満であると、ラインの切れが悪
い等の画像品質に問題を残し易い。周速比が高くなる
と、現像部位に供給されるトナーの量は多く、潜像に対
しトナーの脱着頻度が多くなり、不要な部分は掻き落と
され必要な部分には付与されるという繰り返しにより、
潜像に忠実な画像が得られる。

【００６７】本発明は、トナーを磁性キャリアから形成
される磁気ブラシを用いる二成分現像方法についてはこ
れを包含していない。

【００６８】本発明に用いられるクリーニング部材とし
ては、ブレード、ローラー、ファーブラシ又は磁気ブラ
シ等を用いることができる。これらのクリーニング部材
の２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

【００６９】本発明に用いられる電子写真感光体は、導
電性支持体上に電荷発生材料を含有する電荷発生層と電
荷輸送材料を含有する電荷輸送層とをこの順に積層した
構成もしくは、導電性支持体上に電荷発生材料を含有す
る電荷発生層と電荷輸送材料を含有する電荷輸送層、更
には表面保護層をこの順に積層した構成である。

【００７０】本発明に用いる電子写真感光体の表面層は
表面硬度が、その表面層をガラス板上に形成したときに
ユニバーサル硬さが２３０Ｎ／ｍｍ²以上である必要が
ある。ユニバーサル硬さが２３０Ｎ／ｍｍ²未満では本
発明の電子写真装置においては、電子写真感光体の傷や
不均一な摩耗が発生し、十分でな耐久性が得られない。

【００７１】また、現像ローラーと電子写真感光体との
駆動トルクが高い場合には、容易にトナー融着を引き起
こし易くなる。

【００７２】本発明の電子写真感光体の表面層の表面硬
度は、計装化圧子圧入法（ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉ
ｏｎｍｅｔｈｏｄｓ）によるユニバーサル硬さ（Ｈ
Ｕ：単位Ｎ／ｍｍ²）で測定する。

【００７３】本発明において、ユニバーサル硬さはＨｅ
ｌｍｕｔＦｉｓｈｅｒＧＭＢＨ＋Ｃｏ．製のＦＩＳ
ＨＥＲＳＣＯＰＥＨ１００Ｖを用いて測定した。試料
は、ガラス板上に１０μｍの膜厚で形成した。圧子の押
し込み深さは２μｍであった。

【００７４】ユニバーサル硬さが２３０Ｎ／ｍｍ²以上
である表面層を持つ電子写真感光体の具体例を以下に説
明する。

【００７５】本発明の電子写真感光体に使用する支持体
は、導電性を有するものであればよく、アルミニウムや
ステンレス等の金属、あるいは導電層を設けた金属、紙
及びプラスチック等が挙げられ、形状はシート状や円筒
状等が挙げられる。

【００７６】特に、ＬＢＰ等の露光光がレーザー光の場
合は、支持体と感光層の間に、散乱による干渉縞防止又
は支持体の傷を被覆することを目的とした導電層を設け
ることが好ましい。これは、カーボンブラックや金属粒
子等の導電性粉体をバインダー樹脂に分散させて形成す
ることができる。導電層の膜厚は５〜４０μｍが好まし
く、特には１０〜３０μｍが好ましい。

【００７７】その上更に、必要に応じて接着機能及びバ
リアー機能を有する中間層を設けることができる。中間
層の材料としては、ポリアミド、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、カゼイ
ン、ポリウレタン及びポリエーテルウレタン等が挙げら
れる。これらは、適当な溶剤に溶解して塗布される。中
間層の膜厚は０．０５〜５μｍが好ましく、特には０．
３〜１μｍが好ましい。

【００７８】導電性支持体あるいは中間層の上には電荷
発生層が形成される。本発明に用いられる電荷発生材料
としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウ
ム系染料、フタロシアニン、アントアントロン、ジベン
ズピレンキノン、トリスアゾ、シアニン、ジスアゾ、モ
ノアゾ、インジゴ、キナクリドン及び非対称キノシアニ
ン系の各顔料が挙げられる。電荷発生層は、前記電荷発
生材料を０．３〜４倍量のバインダー樹脂及び溶剤と共
にホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボー
ルミル、サンドミル、アトライター、ロールミル又は液
衝突型高速分散機等の分散機を使用して十分に分散し、
分散液を塗布、乾燥させて形成される。電荷発生層の膜
厚は５μｍ以下が好ましく、特には０．１〜２μｍが好
ましい。

【００７９】電荷輸送層は、主として電荷輸送材料とバ
インダー樹脂とを溶剤中に溶解させた塗工液を塗布、乾
燥して形成する。用いられる電荷輸送材料としては、ト
リアリールアミン系化合物、ヒドラゾン化合物、スチル
ベン化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合
物、トリアリルメタン系化合物及びチアゾール系化合物
等が挙げられる。これらは、０．５〜２倍量のバインダ
ー樹脂と組み合わされ、塗布、乾燥して電荷輸送層を形
成する。電荷輸送層の膜厚は５〜４０μｍが好ましく、
特には１０〜３０μｍが好ましい。

【００８０】電荷輸送層に用いられるバインダー樹脂と
しては、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリメタクリル酸エステル、ポリス
チレン樹脂、アクリル樹脂及びポリアミド樹脂等の樹脂
が挙げられる。

【００８１】本発明に用いられる電子写真感光体の電荷
輸送層は、ユニバーサル硬さが２３０Ｎ／ｍｍ²以上で
ある膜であればよいが、上記のような低分子量の電荷輸
送材料をバインダー樹脂中に分散した電荷輸送層では、
その膜の機械的強度はバインダー樹脂の機械的強度に大
きく依存する。しかも低分子量の電荷輸送材料を分子分
散しているため、電荷輸送層の膜の機械的強度はバイン
ダー樹脂のそれよりもはるかに低くなる。

【００８２】従って、本発明に用いるユニバーサル硬さ
が２３０Ｎ／ｍｍ²以上である電荷輸送層を、低分子量
の電荷輸送材料をバインダー樹脂中に分散した膜によっ
て得るためには、バインダー樹脂として、ポリアリレー
ト樹脂やポリカーボネート樹脂等の硬度の高いかつ高分
子量の樹脂を選択し、更に低分子量の電荷輸送材料の含
有量を極力小さくする必要がある。電荷輸送層の硬度
は、上述のように多くの因子で決まるため、一概には決
定されないが、バインダー樹脂及び電荷輸送材料の組み
合わせと混合比の選択によってはユニバーサル硬さが２
３０Ｎ／ｍｍ²以上は達成される。

【００８３】以上、本発明に用いる電子写真感光体につ
いて電荷発生層／電荷輸送層をこの順に積層した積層型
の電子写真感光体を例に説明したが、電子写真感光体と
しては前述のように、感光層上に電子写真感光体の耐久
性向上を目的として保護層を設けることも電子写真感光
体の耐久性と感度、残留電位等の電子写真感光体の電気
特性との両立を計る上で有効である。

【００８４】保護層は、単層又は積層型の感光層上に形
成される。本発明の電子写真感光体の保護層は、ユニバ
ーサル硬さ２３０Ｎ／ｍｍ²以上であることが必要であ
る他は特に限定されない。

【００８５】保護層の構成としては大別して２種類あ
り、１つは樹脂を主成分としてこれに膜の電気抵抗をコ
ントロールする物質、例えば、導電性粒子、イオン導電
性化合物又は導電性高分子等を混合し電子写真感光体に
必要な感度、残留電位を保持した上で耐久性の高い膜を
形成した保護層、他方は電荷輸送層と同様に膜中に電荷
輸送材料を含有させることで感度、残留電位等の電子写
真感光体の電気特性の達成と耐久性を両立させる保護層
である。いずれの場合も、ユニバーサル硬さが２３０Ｎ
／ｍｍ²以上であれば本発明の電子写真感光体の保護層
としては使用可能であり、公知の保護層を使用すること
ができる。

【００８６】前者の例としては、特開平４−２２６４６
９号公報に３官能以上のアクリル（メタクリル）基を有
する硬化型アクリルモノマーを重合することにより形成
される保護層が開示され、他にも特開昭５７−３０８４
７号公報や特開昭６０−４９４５号公報等に多数示され
ているが、これらのうち膜のユニバーサル硬さが２３０
Ｎ／ｍｍ²以上であれば本発明に用いる電子写真感光体
の保護層として使用可能である。

【００８７】本発明に使用される電子写真感光体の表面
層には、各種添加剤を添加することができる。該添加剤
とは、酸化防止剤及び紫外線吸収剤等の劣化防止剤や、
フッ素原子含有樹脂微粒子等の潤剤等である。

【００８８】

【実施例】以下、本発明を実施例をもって説明する。但
し、本発明はこれのみに限定されない。なお、実施例中
「部」は質量部を示す。

【００８９】本発明の電子写真装置について、図２を参
照しながら説明する。本発明の電子写真装置としての複
写機又はプリンター等の装置の一例として図２に示す装
置があり、現像手段６０にはトナーＴが収容されてい
る。トナーは、磁性トナー又は非磁性トナーである。

【００９０】バイアス印加手段６２ａにより電圧が印加
されている帯電手段（例えば、接触帯電手段である帯電
ローラー、帯電ブラシ又は帯電ブレード等）６２で電子
写真感光体６３の表面を帯電し、露光光（例えば、レー
ザー光又はハロゲンランプの光）６１により静電荷像を
電子写真感光体６３に形成する。トナー塗布ブレード
（例えば、弾性ブレードや金属ブレード等）６４、１０
³〜１０⁹Ω・ｃｍの中抵抗の弾性層又は誘電層を表面に
有する現像ローラー６５を具備している現像手段６０に
収容されているトナーＴで、静電荷像を現像する。現像
は、正規現像方式又は反連現像方式を使用する。現像部
において、現像ローラー６５にバイアス印加手段６６に
より直流バイアス又は交互バイアスが必要により印加さ
れる。転写材Ｐが搬送されて、転写部にくると、バイア
ス印加手段６８により電圧が印加されている転写手段
（例えば、転写ローラーや転写ベルト等）６７により転
写材Ｐの背面（電子写真感光体６３側とは反対の側）か
ら押圧しながら帯電することにより、電子写真感光体６
３表面上のトナー像を転写材Ｐ上へ静電的に転写する。
場合により、電子写真感光体６３上のトナー像を図示し
ていない中間転写体（例えば、中間転写ドラムや中間転
写ベルト等）へ転写し、中間転写体から転写材Ｐへトナ
ー像を転写してもよい。

【００９１】電子写真感光体６３から分離された転写材
Ｐ上のトナー像は、加熱加圧手段（例えば、加熱加圧ロ
ーラー定着手段等）６９により転写材Ｐに定着される。
転写工程後の電子写真感光体６３に残留するトナーは、
必要によりクリーニング手段（例えば、クリーニングブ
レード、クリーニングローラー又はクリーニングブラシ
等）７０により電子写真感光体６３の表面から除去され
る。クリーニング後の電子写真感光体６３は、再度帯電
手段６２により帯電工程から始まる工程が繰り返され
る。

【００９２】更に、図３は、電子写真装置本体から取り
出したプロセスカートリッジの一具体例の概略的断面図
を示す。プロセスカートリッジは、現像手段と静電荷像
保持体とを少なくとも一体的にカートリッジ化し、プロ
セスカートリッジは、電子写真装置本体（例えば、複写
機やレーザビームプリンタ等）に脱着自在なように形成
される。図３に示すプロセスカートリッジにおいては、
現像器１５に現像ローラー（弾性ローラー）１９が感光
ドラム１０にニップ部が形成されるように押圧されて設
置されてあり、現像ローラー１９には塗布ブレード８及
び塗布ローラー１２が圧接して設けられてある。更に、
帯電ローラー１１及びクリーニングブレード１３が感光
ドラム１０に圧接して設けられてある。

【００９３】本発明の画像形成方法においては、電子写
真感光体とトナー担持体とがトナーを介して当接してお
り、電子写真感光体とトナー担持体のいずれかが、弾性
体もしくはフレキシブルベルト乃至はチューブであるこ
とが好ましい。例えば、感光ドラム−現像用弾性ローラ
ー、感光ドラム−現像用フレキシブルチューブ、感光ベ
ルト−現像用弾性ローラーの組み合わせがある。

【００９４】＜トナーの製造例及び比較製造例＞本発明
のトナーの製造例及び比較製造例について述べる。

【００９５】「トナーの製造例１」高速攪拌装置ＴＫ式
ホモミキサー（特殊機化工業社製）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６５０ｇと０．１ｍ
ｏｌ／リットル−Ｎａ₃ＰＯ₄水溶液５００ｇを投入し、
回転数を１２０００ｒｐｍに調整し、７０℃に加温せし
めた。ここに１．０ｍｏｌ／リットル−ＣａＣｌ₂水溶
液７０部を徐々に添加し、微小な難水溶性分散安定剤Ｃ
ａ₃（ＰＯ₄）₂を含む水系分散媒体を調製した。

【００９６】一方、分散質として、スチレン７８部２−エチルヘキシルアクリレート２２部ジビニルベンゼン０．２部カーボンブラック（粒径＝４５ｎｍ）５部ポリカーボネート樹脂（ピーク分子量＝７０００）５部ジ−ｔｅｒｔ−ブチルサリチル酸のクロム化合物２部エステルワックス（ｍｐ＝６２℃）１０部からなる混合物をアトライター（三井金属社製）を用い
３時間分散させた後、２，２’−アゾビス（２，４−ジ
メチルバレロニトリル）１０部を添加し重合性単量体組
成物を調製した。

【００９７】次に、前記水系分散媒体中に該重合性単量
体組成物を投入し、内温７０℃のＮ ₂雰囲気下で、高速
攪拌器の回転数を１２０００ｒｐｍに維持しつつ、１５
分間攪拌し、該重合性単量体組成物を造粒した。その
後、攪拌器をプロペラ攪拌羽根に換え５０ｒｐｍで攪拌
しながら同温度に５時間保持し、更に８０℃に昇温して
１０時間保持して重合を完了した。

【００９８】重合終了後、懸濁液を冷却し、次いで希塩
酸を添加し分散安定剤を除去せしめた。更に、水洗浄を
数回繰り返した後、流動層乾燥機（大川原製作所製）を
用い、熱風中で攪拌しながら１０時間トナー粒子の球形
化処理と乾燥処理を行い、重合体粒子（Ａ）を得た。

【００９９】該重合体粒子（Ａ）は、円相当個数平均径
が４．１μｍで、円形度頻度分布における平均円形度が
０．９９０で、円形度標準偏差が０．０３０で、ＧＰＣ
による分子量分布で、ピーク分子量が１．５万、Ｍｗ／
Ｍｎが１８であった。

【０１００】上記重合体粒子（Ａ）１００部と疎水性オ
イル処理シリカ微粉体（ＢＥＴ；２００ｍ²／ｇ）２部
をヘンシェルミキサー（三井金属社製）で乾式混合し
て、本発明で使用するトナー（Ａ）を調製した。「トナーの製造例２〜３及び比較製造例１」高速攪拌器
の回転数及び流動層乾燥機の処理時間を表１に示す条件
に変更した他は製造例１と同様にしてトナーを製造し、
製造例２〜３のトナー（Ｂ）〜（Ｃ）及び比較製造例１
トナー（ａ）を得た。「トナーの比較製造例２」スチレン−ｎ−ブチルアクリレート−ジビニルベンゼン樹脂（ピーク分子量＝１５０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．４，Ｔｇ＝５０℃）１００部トナーの製造例１で用いたカーボンブラック５部トナーの製造例１で用いた不飽和ポリエステル樹脂４部負荷電性制御剤（モノアゾ系鉄錯体）２部トナーの製造例１で用いたエステルワックス１０部

【０１０１】上記混合物を二軸エクストルーダーで溶融
混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗
粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕物と
市販のリン酸カルシウム微粉体とをヘンシェルミキサー
で混合後、得られた混合粉体を水が入っている容器へ投
入し、更にホモミキサーを用い水中に分散させ水温を徐
々に昇温させ温度６０℃で２時間加熱処理せしめた。そ
の後希塩酸を容器に添加し、微粉砕物粒子表面のリン酸
カルシウムを十分溶解した。これを濾別後に洗浄、乾燥
せしめ、次いで４００メッシュの篩いを通して凝集物を
除いた後、分級して分級粉（ｂ）とした。該分級粉
（ｂ）を用い前記トナーの製造例１と同様にして上記比
較用トナー（ｂ）を調製した。上記で得られた重合体粒
子（Ａ）〜（Ｃ）、比較用重合体粒子（ａ）及び分級紛
（ｂ）の諸性状を表１に示す。

【０１０２】

【表１】

【０１０３】＜電子写真感光体の製造例１＞直径３０ｍ
ｍ、長さ２６０．５ｍｍのアルミニウムシリンダーを支
持体とし、これに、以下の材料より構成される塗工液を
支持体上に浸漬塗布し、１４０℃で３０分熱硬化して乾
燥させ、膜厚が１５μｍの導電層を形成した。

【０１０４】導電性顔料：ＳｎＯ₂コート処理硫酸バリウム１０部抵抗調節用顔料：酸化チタン２部バインダー樹脂：フェノール樹脂６部レベリング材：シリコーンオイル０．００１部溶剤：メタノール、メトキシプロパノール０．２／０．８２０部

【０１０５】次に、この導電層上に、Ｎ−メトキシメチ
ル化ナイロン３部及び共重合ナイロン３部をメタノール
６５部／ｎ−ブタノール３０部の混合溶媒に溶解した溶
液を浸漬法で塗布し、膜厚が０．５μｍの中間層を形成
した。

【０１０６】次に、ＣｕＫαのＸ線回折におけるブラッ
グ角（２θ±０．２°）の９．０°、１４．２°、２
３．９°及び２７．１°に強いピークを有するオキシチ
タニウムフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）４部とポリビニ
ルブチラール（商品名：エスレックＢＭ２、積水化学
製）２部及びシクロヘキサノン６０部をφ１ｍｍガラス
ビーズを用いたサンドミル装置で４時間分散した後、エ
チルアセテート１００部を加えて電荷発生層用分散液を
調製した。これを浸漬法で塗布し、膜厚が０．３μｍの
電荷発生層を形成した。

【０１０７】次に、電荷輸送層を形成するために、電荷
輸送層用の塗工液を調製した。下記式で示される構成単
位を有するポリカーボネート樹脂（Ｍｎ＝１２０００
０）１０部と

【０１０８】

【化１】下記構造式の化合物８部、

【０１０９】

【化２】下記構造式の化合物１部

【０１１０】

【化３】をモノクロロベンゼン５０部／ジクロロメタン５０部の
混合溶媒に溶解した。この塗工液を浸漬法で塗布し、１
２０℃で２時間乾燥し、膜厚が２０μｍの電荷輸送層を
形成し、電子写真感光体（１）を作製した。このとき表
面層のユニバーサル硬さは２３５Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１１１】＜電子写真感光体の製造例２＞電子写真感
光体製造例１と同様にして支持体、導電層、下引き層、
電荷発生層を形成した。

【０１１２】下記構造式の化合物９部

【０１１３】

【化４】及び下記構造式の繰り返し単位を有するポリカーボネー
ト樹脂１０部

【０１１４】

【化５】をモノクロロベンゼン５０部／ジクロロメタン２０部の
混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送層用塗工液を用
いて、前記電荷発生層上に膜厚２０μｍの電荷輸送層を
形成した。

【０１１５】次に、フラスコにコロイダルシリカ（固形
分４０質量％）の水性分散液４．１部を取り、攪拌しな
がらコロイダルシリカ（固形分３０質量％）のイソプロ
ピルアルコール分散液２６．５部、メチルトリエトキシ
シラン１．８部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキ
シシラン２．４部、ｎ−パーフルオロオクチルエチルト
リエトキシシラン１．１部及び酢酸３．１部を添加し
た。添加後、混合溶液を６５〜７０℃に加熱し、２時間
反応させた。その後、イソプロピルアルコール２３．１
部で希釈し、硬化触媒としてジブチル錫ジ−２−エチル
ヘキソエート２．８部を添加し、更にポリエーテル変成
ジメチルシリコーンの１０質量％エタノール溶液０．１
６部を添加し、保護層用組成物を調製し、この組成物を
前記電荷輸送層上に塗布し、電子写真感光体（２）を得
た。この保護層用組成物による保護層のユニバーサル硬
さは４１５Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１１６】＜電子写真感光体の製造例３＞電子写真感
光体製造例２と同様にして支持体、導電層、下引き層、
電荷発生層、電荷輸送層を形成した。

【０１１７】次に、下記構造式で示されるアクリルモノ
マーを５０部、

【０１１８】

【化６】アンチモンドープの酸化錫微粒子（三菱マテリアル製、
Ｔ−１）５０部、光開始剤として２−メチルチオキサン
トン５部／トルエン３００部をサンドミルにて４８時間
分散し、保護層用塗工液を調製した。この塗工液を用い
てスプレー塗布法にて該電荷輸送層上に膜を塗布し、乾
燥した後、高圧水銀灯にて４０ｍＷ／ｃｍ ²の光強度に
て２０秒間紫外線を照射することにより塗布膜を硬化さ
せ、膜厚が３μｍの保護層を形成し、電子写真感光体
（３）を得た。このとき保護層のユニバーサル硬さは３
１０Ｎ／ｍｍ²であった。

【０１１９】＜電子写真感光体の比較製造例１＞電子写
真感光体製造例１と同様にして支持体、導電層、下引き
層、電荷発生層を形成した。

【０１２０】製造例１で用いたポリカーボネート樹脂
の、重量平均分子量Ｍｎが２００００のポリカーボネー
トＺ樹脂２５部をモノクロロベンゼン５０部／ジクロロ
メタン２０部の混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送
層用塗工液を用いて、前記電荷発生層上に電荷輸送層を
膜厚２０μｍで形成し、電子写真感光体（４）を得た。
このとき表面層のユニバーサル硬さは２１５Ｎ／ｍｍ²
であった。

【０１２１】（実施例１）電子写真装置として、ヒュー
レットパッカード製ＬＢＰ「レーザージェット４００
０」（プロセススピード９４．２ｍｍ／秒）を改造して
用いた。図１を参照しながら装置の概略を説明する。こ
の装置は、帯電ローラー２１を用い電子写真感光体（直
径３０ｍｍの感光ドラム）２６を一様に帯電する。帯電
に次いで、レーザー光で画像部分を露光することにより
静電潜像を形成し、トナーにより可視画像（トナー画
像）とした後に、電圧を印加した転写ローラー２７によ
りトナー像を転写材２８に転写する。

【０１２２】装置は以下の様に改造した。プロセスカー
トリッジにおける現像部分２２を次の如く改造した。ト
ナー供給体であるマグネットを内包したアルミニウムス
リーブの代わりに発泡ウレタンからなる電気抵抗値１０
⁵Ω・ｃｍを有する中抵抗ゴムローラー（直径１６ｍ
ｍ；芯金６ｍｍ、アスカーＣ硬度＝４８度、Ｒｚ＝６．
８μｍ）を現像ローラー２４とし、感光ドラム２６にニ
ップ約３ｍｍとなるように当接した。該現像ローラーの
回転周速は、電子写真感光体との接触部分において同方
向であり、該電子写真感光体回転周速に対し１５０％と
なるように駆動した。該現像ローラーの周速は、１４
１．３ｍｍ／秒であり、電子写真感光体表面の周速は９
４．２ｍｍ／秒であった。

【０１２３】現像ローラー２４にトナーを塗布する手段
として、現像容器２２内部に塗布ローラー２５を設け、
該現像ローラー２４に当接させた。接触部において現像
ローラー２４と反対方向に回転することによりトナーを
現像ローラー２４上に塗布した。更に、該現像ローラー
２４上のトナーのコート層制御のために樹脂をコートし
たステンレス製ブレード２３を取付けた。クリーニング
部材として、クリーナー容器３０においてブレード２９
を用いた。

【０１２４】電子写真感光体として製造例１の電子写真
感光体（１）を用い、トナーとして前記製造例のトナー
を用い、以下の条件を満足するようプロセス条件を設定
した；電子写真感光体暗部電位 −７００Ｖ電子写真感光体明部電位 −１５０Ｖ現像バイアス −３５０Ｖ（直流成分のみ）

【０１２５】トナーを補給しつつ、Ａ４サイズ紙に面積
比率４％印字の文字パターンで１００００枚の連続画出
し試験を行い、評価を行った。また、耐久前後におい
て、電子写真感光体の表面粗さを測定した。評価結果を
表２に示す。

【０１２６】（実施例２、３及び比較例１）電子写真感
光体として前記製造例の電子写真感光体（２）、（３）
及び（４）を用いた以外は、実施例１と同様に評価を行
った。評価結果を表２に示す。

【０１２７】

【表２】

【０１２８】（実施例４〜６及び比較例２〜３）実施例
１における電子写真装置において、用いた現像ローラー
を表３に示すように代えた以外は、同様な評価を行っ
た。評価結果を表３に示す。

【０１２９】

【表３】

【０１３０】（実施例７）本発明の画像形成装置の実施
例を説明する。実施例９の画像形成装置として市販のデ
ジタル複写機ＧＰ−４０（キヤノン社製）を改造し、再
設定した。

【０１３１】レーザー露光装置を１２００ｄｐｉに高解
像度化し、クリーニングブレードの設定圧は４５ｇ／ｃ
ｍとし、感光体は感光体の製造例２で示したものを用い
た。

【０１３２】現像装置は以下のように改造した。即ち、
トナー供給体であるマグネットを内包したアルミニウム
スリーブの代わりにカーボンブラックを分散して抵抗を
調整したシリコーンゴムからなる中抵抗ゴムローラー
（直径１６ｍｍ；芯金６ｍｍ、アスカーＣ硬度＝５５
度、Ｒｚ＝８μｍ）を現像ローラーとし、感光ドラムに
ニップ約３ｍｍとなるように当接した。トナー担持体の
表面の移動方向及び回転速度は、感光体との接触部にお
いて同方向であり、感光体の回転速度に対して１５５％
となるように駆動する。トナー担持体のトナーを塗布す
る手段としては不図示の塗布ローラーをトナー担持体に
当接させ、トナー担持体と逆方向に回転させてトナーを
塗布した。トナーはトナー製造例１で作成したトナー
（Ａ）を用いた。

【０１３３】本実施例の複写機のプロセス条件は、感光
体の暗部電位、明部電位をそれぞれ−６５０Ｖ、−１３
０Ｖに、トナー担持体に印加する現像バイアスを−４５
０Ｖ（直流成分のみ）となるように設定した。

【０１３４】本複写機を温湿度１５℃／１０％の環境に
設置し、トナーを補給しつつ２００００枚の連続コピー
を行い画像評価を行ったところ、１２００ｄｐｉによる
画像形成においても画像濃度やドット再現性は共に非常
に良好であり、２００００枚目においても初期と同等の
画像品質を得た。評価結果を表４に示す。

【０１３５】（実施例８〜９及び比較例４〜５）実施例
９において用いたトナーとして製造例で示したトナー
（Ｂ）〜（Ｃ）及び（ａ）〜（ｂ）を用いた以外は、同
様な評価を行った。評価結果を表４に示す。

【０１３６】（比較例６）実施例９において用いた感光
体として比較製造例１で示した感光体を用いた以外は、
同様な評価を行った。評価結果を表４に示す。

【０１３７】

【表４】

【０１３８】表２〜表４より明らかなように、本発明に
おける実施例の電子写真装置は球形トナーを用いた接触
現像方法においてトナーの現像性を維持しつつ、電子写
真感光体の耐久性を維持することが可能となり、高画
質、高精細な画像を長期間安定して提供することができ
る。

【０１３９】

【発明の効果】本発明によれば、トナーに小径で円形度
の高いトナーを用いた電子写真装置において、電子写真
感光体の表面層のユニバーサル硬さが２３０Ｎ／ｍｍ²
以上にすることによりトナー現像性を維持しつつ、繰り
返し画像出力時の電子写真感光体の機械的摩耗を抑え、
高画質、高安定な電子写真装置及びプロセスカートリッ
ジを提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置の概略的断面図である。

【図２】本発明のプロセスカートリッジを備えた電子写
真装置の概略的断面図である。

【図３】本発明のプロセスカートリッジの概略的断面図
である。

【符号の説明】

８，２３，６４塗布ブレード１０，２６，６３電子写真感光体１１，２１帯電ローラー１２，２５塗布ローラー１３，２９クリーニングブレード１５，２２現像容器１９，２４，６５現像ローラー２７転写ローラー２８，Ｐ転写材３０クリーナー容器６０現像手段６１露光光６２帯電手段６２ａ，６６，６８バイアス印加手段６７転写手段６９加熱加圧手段７０クリーニング手段Ｔトナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者穴山秀樹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 AA15 AB06 EA05 FA05 2H068 AA08 AA28 AA35 AA37 BA57 BA58 BB07 BB26 BB59 CA37 FC08 2H077 AD02 AD06 AD13 AD14 AD17 AD23 AD36 BA03 EA11 EA15 FA01 FA13 FA22 FA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、帯電手段、現像手段、転写
手段、定着手段及びクリーニング手段を有する電子写真
装置において、該現像手段において用いるトナーがフロー式粒子像測定
装置で計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度
スキャッタグラムにおいて、該トナーの円相当個数平均
径が２〜１０μｍであり、かつ平均円形度が０．９５０
〜０．９９５で、円形度標準偏差が０．０４０未満であ
る乾式１成分トナーであり、該現像手段がアスカーＣ硬度で４０以上６０以下の弾性
ローラー上にトナー層を形成し、該弾性ローラーと電子
写真感光体を相互に回動させながら、該トナー層を該電
子写真感光体の表面に接触させることにより、該電子写
真感光体上に形成された静電潜像を該トナー層のトナー
で現像してトナー像を形成する手段を有し、かつ該電子
写真感光体の表面層のユニバーサル硬さが２３０Ｎ／ｍ
ｍ²以上であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】前記弾性ローラーの表面粗さがＪＩＳ−
Ｂ６０１の十点平均粗さ（Ｒｚ）５μｍ〜１０μｍであ
る請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】前記トナーが懸濁重合法を用いて製造さ
れた請求項１又は２に記載の電子写真装置。
【請求項４】前記電子写真感光体が導電性支持体上に
電荷発生層、電荷輸送層をこの順に積層し、表面層が電
荷輸送層である請求項１〜３のいずれかに記載の電子写
真装置。
【請求項５】前記電子写真感光体が導電性支持体上に
電荷発生層、電荷輸送層更に保護層をこの順に積層し、
表面層が保護層である請求項１〜３のいずれかに記載の
電子写真装置。
【請求項６】帯電手段、現像手段及びクリーニング手
段のうち少なくとも１つを電子写真感光体と共に一体に
支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカ
ートリッジにおいて、該現像手段で用いるトナーがフロー式粒子像測定装置で
計測されるトナーの個数基準の円相当径−円形度スキャ
ッタグラムにおいて、該トナーの円相当個数平均径が２
〜１０μｍであり、かつ平均円形度が０．９５０〜０．
９９５で、円形度標準偏差が０．０４０未満である乾式
１成分トナーであり、該現像手段がアスカーＣ硬度で４０以上６０以下の弾性
ローラー上にトナー層を形成し、該弾性ローラーと電子
写真感光体を相互に回動させながら、該トナー層を該電
子写真感光体の表面に接触させることにより、該電子写
真感光体上に形成された静電潜像を該トナー層のトナー
で現像してトナー像を形成する手段を有し、かつ該電子
写真感光体の表面層のユニバーサル硬さが２３０Ｎ／ｍ
ｍ²以上であることを特徴とするプロセスカートリッ
ジ。
【請求項７】前記弾性ローラーの表面粗さがＪＩＳ−
Ｂ６０１の十点平均粗さ（Ｒｚ）５μｍ〜１０μｍであ
る請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】前記トナーが懸濁重合法を用いて製造さ
れた請求項６又は７に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】前記電子写真感光体が導電性支持体上に
電荷発生層、電荷輸送層をこの順に積層し、表面層が電
荷輸送層である請求項６〜８のいずれかに記載のプロセ
スカートリッジ。
【請求項１０】前記電子写真感光体が導電性支持体上
に電荷発生層、電荷輸送層更に保護層をこの順に積層
し、表面層が保護層である請求項６〜８のいずれかに記
載のプロセスカートリッジ。