JP2862827B2

JP2862827B2 - 現像剤

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Publication number: JP2862827B2
Application number: JP321296A
Authority: JP
Inventors: 周逸佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 1999-03-03
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: JPH09197714A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置また
は静電記録装置等に使用される現像剤及びこの現像剤を
用いた現像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置や静電記録装置において、
感光体又は誘電体などからなる静電像保持体上に形成さ
れた静電潜像を可視化するにあたっては、従来から、ト
ナーとキャリアとを用いる２成分系現像法やキャリアの
機能も備えたトナーを用いる１成分系現像法が広く用い
られている。

【０００３】一般に、現像剤は、特開平５−３１３４０
４号公報に開示されるように、熱可塑性樹脂、着色剤、
その他ワックス等の添加剤を溶融混合し、均一に分散し
た後、固化物を微粉砕し、かつ分級して所望の粒径の着
色微粒子とすることにより製造されている。

【０００４】かかる現像剤を用いる電子写真法として
は、多数の方法が知られている（米国特許第２，２９
７，６９１号明細書、特公昭４２−２３９１０号公報
（米国特許第３，６６６，３６３号明細書）、同昭４３
−２４７４８号公報（同第４，０７１，３６１号明細
書）、米国特許第３，９０９，２５８号明細書、同第
４，１２１，９３１号明細書、同第２，８９５，８４７
号明細書、同第３，１５２，０１２号明細書、特公昭４
１−９４７５号公報、同４５−２８７７号公報、同５４
−３６２４号公報など）が、一般には、光導電性物質を
利用した感光体上に種々の手段により静電潜像を形成
し、次いで、該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応
じて紙などの転写材にトナー画像を転写した後、熱、圧
力あるいは溶剤蒸気などにより定着してコピーを得る方
法が用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような電子写真現
像法に用いられるトナーは、一般に、現像性、耐久性、
定着性、保存安定性、環境安定性などの物性が総合的に
揃っていなければならなず、強いては品質安定性を備え
ていなければならない。しかしながら、この種のトナー
は、以下に示すようないくつかの問題があった。

【０００６】（１）細かいトナーは、単位重量に対する
表面積が大きいため、摩擦帯電量が大きく、画像濃度が
低くなる。また、凝集度が高く、流動性が悪いために現
像性が悪く、長期の耐久性が劣る。

【０００７】（２）粗いトナーは、逆に画像濃度は満足
するが、画像のシャープさに欠け、画像の品質が劣る。（３）真球状のトナーは、表面積の減少から、摩擦帯電
量の減少から、画像のボケ、かぶりの原因となる。ま
た、クリーニング不良も発生しやすい。また、定着にお
いては、特に圧力定着において、圧力によって破壊され
にくく、定着不良となりやすい。

【０００８】（４）不定形のトナーは、不定形の度合い
が大きすぎると、流動性の低下に伴い、現像性に劣り、
現像スリーブへのトナーフィルミングが生じるなどの不
具合が発生しやすい。

【０００９】本発明は、以上の問題を解決するためにな
されもので、良好な現像性、耐久性、耐着性等の物性を
総合的に考慮した現像剤、及び該現像剤を用い、画像品
質の優れた安定した画像を形成可能な現像方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明（請求項１）は、結着剤樹脂と着色剤とを含
有する現像剤であって、現像剤粒子を水溶液中に懸濁さ
せ、この懸濁液を通過させつつ、懸濁液中の現像剤粒子
を静止画像として撮像し、画像解析により粒子像の投影
面積と周囲長とから現像剤粒子の円相当径と円形度とを
求めた場合、現像剤粒子の５０％平均径Ａと、１０％平
均径Ｂの比Ｂ／Ａが４０〜８０％、平均円形度が０．９
３〜１．０、かつ円形度０．８５以下の割合が３．０％
以下であることを特徴とする現像剤を提供する。

【００１１】本発明（請求項２）は、結着剤樹脂と着色
剤とを含有する現像剤であって、現像剤粒子を水溶液中
に懸濁させ、この懸濁液を通過させつつ、懸濁液中の現
像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析により粒子
像の投影面積と周囲長とから現像剤粒子の円相当径と円
形度とを求めた場合、現像剤粒子の５０％平均径Ａと、
１０％平均径Ｂの比Ｂ／Ａが４０〜８０％、平均円形度
が０．９３〜１．０、かつ円形度０．８５以下の割合が
３．０％以下であり、前記現像剤粒子の円相当径と円形
度は、水溶液中に懸濁した現像剤粒子を、透明な２枚の
平行板からなるセルの間を通過せることにより偏平な懸
濁液流を形成し、前記セルを通過する懸濁液中の現像剤
粒子を静止画像として撮像し、画像解析により粒子像の
投影面積と周囲長から求めたものであることを特徴とす
る現像剤を提供する。

【００１２】本発明（請求項３）は、結着剤樹脂と着色
剤とを含有する現像剤であって、現像剤粒子を水溶液中
に懸濁させ、この懸濁液を通過させつつ、懸濁液中の現
像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析により粒子
像の投影面積と周囲長とから現像剤粒子の円相当径と円
形度とを求めた場合、現像剤粒子の５０％平均径Ａと、
１０％平均径Ｂの比Ｂ／Ａが５５〜７５％、平均円形度
が０．９３〜０．９８、かつ円形度０．８５以下の割合
が１．０〜３．０％であることを特徴とする現像剤を提
供する。

【００１３】本発明（請求項４）は、結着剤樹脂と着色
剤とを含有する現像剤であって、現像剤粒子を水溶液中
に懸濁させ、この懸濁液を通過させつつ、懸濁液中の現
像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析により粒子
像の投影面積と周囲長とから現像剤粒子の円相当径と円
形度とを求めた場合、現像剤粒子の５０％平均径Ａと、
１０％平均径Ｂの比Ｂ／Ａが５５〜７５％、平均円形度
が０．９３〜０．９８、かつ円形度０．８５以下の割合
が１．０〜３．０％であり、前記現像剤粒子の円相当径
と円形度は、水溶液中に懸濁した現像剤粒子を、透明な
２枚の平行板からなるセルの間を通過せることにより偏
平な懸濁液流を形成し、前記セルを通過する懸濁液中の
現像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析により粒
子像の投影面積と周囲長から求めたものであることを特
徴とする現像剤を提供する。

【００１４】本発明（請求項５）は、像担持体の外周面
に形成された静電潜像に、現像剤を供給して、前記潜像
を顕像化させる工程を具備し、前記現像剤は、結着剤樹
脂と着色剤とを含有する現像剤であって、現像剤粒子を
水溶液中に懸濁させ、この懸濁液を通過させつつ、懸濁
液中の現像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析に
より粒子像の投影面積と周囲長とから現像剤粒子の円相
当径と円形度とを求めた場合、現像剤粒子の５０％平均
径Ａと、１０％平均径Ｂの比Ｂ／Ａが４０〜８０％、平
均円形度が０．９３〜１．０、かつ円形度０．８５以下
の割合が３．０％以下であることを特徴とする現像方法
を提供する。

【００１５】本発明（請求項６）は、像担持体の外周面
に形成された静電潜像に、現像剤を供給して、前記潜像
を顕像化させる工程を具備し、前記現像剤は、結着剤樹
脂と着色剤とを含有する現像剤であって、現像剤粒子を
水溶液中に懸濁させ、この懸濁液を通過させつつ、懸濁
液中の現像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析に
より粒子像の投影面積と周囲長とから現像剤粒子の円相
当径と円形度とを求めた場合、現像剤粒子の５０％平均
径Ａと、１０％平均径Ｂの比Ｂ／Ａが４０〜８０％、平
均円形度が０．９３〜１．０、かつ円形度０．８５以下
の割合が３．０％以下であり、前記現像剤粒子の円相当
径と円形度は、水溶液中に懸濁した現像剤粒子を、透明
な２枚の平行板からなるセルの間を通過せることにより
偏平な懸濁液流を形成し、前記セルを通過する懸濁液中
の現像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析により
粒子像の投影面積と周囲長から求めたものであることを
特徴とする現像方法を提供する。

【００１６】本発明（請求項７）は、像担持体の外周面
に形成された静電潜像に、現像剤を供給して、前記潜像
を顕像化させる工程を具備し、前記現像剤は、結着剤樹
脂と着色剤とを含有する現像剤であって、現像剤粒子を
水溶液中に懸濁させ、この懸濁液を通過させつつ、懸濁
液中の現像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析に
より粒子像の投影面積と周囲長とから現像剤粒子の円相
当径と円形度とを求めた場合、現像剤粒子の５０％平均
径Ａと、１０％平均径Ｂの比Ｂ／Ａが５５〜７５％、平
均円形度が０．９３〜０．９８、かつ円形度０．８５以
下の割合が１．０〜３．０％であることを特徴とする現
像方法を提供する。

【００１７】本発明（請求項８）は、像担持体の外周面
に形成された静電潜像に、現像剤を供給して、前記潜像
を顕像化させる工程を具備し、前記現像剤は、結着剤樹
脂と着色剤とを含有する現像剤であって、現像剤粒子を
水溶液中に懸濁させ、この懸濁液を通過させつつ、懸濁
液中の現像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解析に
より粒子像の投影面積と周囲長とから現像剤粒子の円相
当径と円形度とを求めた場合、現像剤粒子の５０％平均
径Ａと、１０％平均径Ｂの比Ｂ／Ａが５５〜７５％、平
均円形度が０．９３〜０．９８、かつ円形度０．８５以
下の割合が１．０〜３．０％であり、前記現像剤粒子の
円相当径と円形度は、水溶液中に懸濁した現像剤粒子
を、透明な２枚の平行板からなるセルの間を通過せるこ
とにより偏平な懸濁液流を形成し、前記セルを通過する
懸濁液中の現像剤粒子を静止画像として撮像し、画像解
析により粒子像の投影面積と周囲長から求めたものであ
ることを特徴とする現像方法を提供する。

【００１８】本発明者の研究によると、現像剤の総合物
性は、粒度分布、円形度及び円形度分布に大きく依存す
ることがわかった。本発明は、かかる知見の下でなさ
れ、本発明に係る現像剤（トナ−）は、所定の平均粒径
及び所定の円形度を有することを特徴とするものであ
り、かつ、かかる平均粒径及び円形度が、特定の測定方
法により得られたものであることを特徴とする。

【００１９】この測定方法は、具体的には、水溶液中に
トナー粒子を懸濁させた懸濁液を、２００μｍのすきま
を有する透明な２枚の平行板からなるセルの間を通過さ
せて偏平な懸濁液流を形成し、この懸濁液流に１／３０
秒間隔でストロボ光を照射し、セルを通過する懸濁液中
のトナー粒子を対物レンズを通してＣＣＤカメラによっ
て、静止画像として撮像し、画像解析により粒子像の撮
影面積と周囲長から円相当径と円形度を求めるものであ
る。

【００２０】このように求められた円相当径の個数分布
から算出された平均粒径について、５０％積算平均径
（Ａ）と、１０％積算平均径（Ｂ）とを求め、また、円
径度及び円径度分布から平均円形度を求め、更に、円形
度０．８５以下の割合を求めるものである。

【００２１】本発明の現像剤は、以上の測定方法により
測定された現像剤粒子の５０％平均径Ａと、１０％平均
径Ｂの比Ｂ／Ａが４０〜８０％、好ましくは５５〜７５
％、平均円形度が０．９３〜１．０、好ましくは０．９
３〜０．９８％、かつ円形度０．８５以下の割合が３．
０％以下、好ましくは１．０〜３．０であることを特徴
とする。

【００２２】積算平均径ＡとＢの比（Ｂ／Ａ）が大きい
ということは、その粒度分布が狭くシャープな形状を示
していることを表わす。また比が小さいということは、
逆に粒度分布が広く、特に、微小粒径の粒子の個数がき
わめて多いことを表わす。

【００２３】、Ｂ／Ａが４０％未満であるとは、微小粒
子、特に５μｍ以下の粒子の割合がきわめて多くなるこ
とを意味する。この場合、トナーが現像されて感光体上
に付着した際、微小粒子は、粒子自体の帯電量が他に比
べて大きく、付着力が高いために、転写時に転写紙に転
写されにくく、感光体上に残留トナーとして残ってしま
う。この様なトナーは、クリーニング工程においてもク
リーニングブレードにかき落されにくいため、その後の
除電、帯電、露光といった後に続く工程に悪い影響をも
たらすばかりでなく、ライフを続けるうちにドラム表面
に固着して、画像上に固着跡が出てくる（ドラムフィル
ミング）等、画像品質の劣化としてあらわれる。

【００２４】一方、Ｂ／Ａが８０％を越えると、製造条
件の制御が困難であり、製造収率が著しく低下するた
め、コストアップとなり、好ましくない。次に、円形度
が１．０とは、トナーの形状は円形すなわち球状である
ことを意味する、円形度が０．９３以下の場合，トナー
形状は不定形となり、０．８５以下では、トナー形状は
極めて不定形で，楕円球に近い形状であることを意味す
る。トナー粒子の形状が極めて不定形の場合、流動性が
低下し、凝集度も高くなる。このようなトナ−は現像に
供することが出来ず、現像されたとしても長時間に亘る
耐久性がない。従って、平均円形度は１．０に近いほう
がよく、０．９３〜１．０でなければならず、また、円
形度０．８５以下の粒子は出来るだけ少ないほうがよ
く、３．０％以下でなければならない。

【００２５】以上のような本発明の範囲内の粒度分布及
び円形度を有するトナーは、現像性、耐久性、定着性、
画像品質などに非常に優れている。また、本発明に係る
現像方法によると、以上説明した現像性、耐久性、定着
性に優れた物性の現像剤を用い、原稿画像に応じた潜像
を顕像化させて、用紙等の画像形成媒体に転写して画像
形成を行うものであるので、品質の向上した画像を得る
ことが出来る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示
し、本発明をより詳細に説明する。本実施例において、
トナ−の粒度を測定するために用いられる粒度計として
は、東亜医用電子社製のフロー式粒子径分析装置（ＦＰ
ＩＡ−１０００型）を挙げることが出来る。

【００２７】本実施例に係るトナーの製造に用いるバイ
ンダー樹脂としては、従来、トナー用のバインダー樹脂
として使用されていたスチレン及びその置換体の共重合
体や、アクリル系樹脂を用いることができる。

【００２８】スチレン及びその置換体の共重合体として
は、例えば、ポリスチレンホモポリマー、水素添加スチ
レン樹脂、スチレン−イソブチレン共重合体、スチレン
−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン三元共重合体、アクリロニトリル−スチレン
−アクリル酸エステル三元共重合体、スチレン−アクリ
ロニトリル共重合体、アクリロニトリル−アクリルゴム
−スチレン三元共重合体、アクリロニトリル−塩素化ポ
リスチレン−スチレン三元共重合体、アクリロニトリル
−ＥＶＡ−スチレン三元共重合体、スチレン−ｐ−クロ
ロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、
スチレン−ブタジエンゴム、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等が例示される。

【００２９】また、アクリル系樹脂としては、例えば、
ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエ
チルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレー
ト、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ含フッ素アク
リレート、スチレン−メタクリレート共重合体、スチレ
ン−ブチルメタクリレート共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エチル共重合体等が例示される。

【００３０】バインダー樹脂としては、その他、ポリ塩
化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポ
キシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリビニルブチ
ラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テ
ルペン樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族
系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等
を単独で、あるいは混合して使用することもできる。

【００３１】本実施例に用いる着色剤としては、カーボ
ンブラックや有機もしくは無機の顔料や染料等が用いら
れる。特別な制約は無いが、カーボンブラックではアセ
チレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラッ
ク、チャネルブラック、ケッチェンブラックなどを、ま
た、顔染料としては、例えば、ファーストイエローＧ、
ベンジンイエロー、インドファストオレンジ、イルガジ
ンレッド、カーミンＦＢ、パーマネントボルドーＦＲ
Ｒ、ピグメントオレンジＲ、リソールレッド２Ｇ、レー
キレッドＣ、ローダミンＦＢ、ローダミンＢレーキ、フ
タロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアント
グリーンＢ、フタロシアニングリーン、キナクリドン等
が挙げられ、これらを単独で、あるいは混合して使用す
ることが可能である。

【００３２】混合、分散方法としては、高速ディゾル
バ、ロールミル、ボールミルなどによる湿式分散法や、
ロール、加圧ニーダー、インターナルミキサー、スクリ
ュー型押出機などによる溶融混練法などを用いることが
でき、また、混合手段としては、ボールミル、Ｖ型混合
機、フォルバーグ、ヘンシェルミキサー等を用いること
ができる。

【００３３】また、混合物を粗粉砕する手段としては、
例えば、ハンマーミル、カッターミル、ジェットミル、
ローラーミル、ボールミルなどが使用可能である。更
に、粗粉砕物を微粉砕する手段としては、ジェットミ
ル、高速回転式粉砕機等を用いることができる。また、
微粉砕物を分級する手段としては、気流式分級機等を用
いることができる。

【００３４】本発明に係るトナ−に対しては、必要に応
じて、耐オフセット特性を向上させるためのワックス類
や、摩擦帯電電荷量を制御するための帯電制御剤等を配
合しても良い。帯電制御剤としては、例えば、アルキル
サリチル酸の金属キレート、塩素化ポリエステル、酸基
過剰のポリエステル、塩素化ポリオレフィン、脂肪酸の
金属塩、脂肪酸石鹸等の負極性制御剤が例示される。

【００３５】トナ−に対する外部添加剤としては、シリ
カ系微粒子、金属酸化物微粒子、クリーニング助剤等が
用いられる。シリカ系微粒子としては、二酸化ケイ素、
ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウ
ム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸マグネシウムなどがあげられ
る。金属酸化物微粒子としては、酸化亜鉛、酸化チタ
ン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、チタン酸ス
トロンチウム、チタン酸バリウム等があげられる。クリ
ーニング助剤としては、ポリメチルメタクリレート、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなど
の樹脂微粉末等があげられる。これら外部添加剤は、疎
水化等の表面処理が施されたものであってもよい。

【００３６】外部添加剤を混合する手段としては、公知
の混合装置を使用できるが、例えば高速流動形混合装置
を用いるのが望ましい。高速流動形混合装置としては、
例えば、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサ、マイクロ
スピードミキサ等があげられる。

【００３７】トナー粒子の円形度を制御する方法として
は、粉砕、分級において、もしくは、粉砕、分級後に、
又は外部添加剤を混合後に、以下の様な方法によって行
うことができる。すなわち、高速気流中にトナー粒子を
投入し、摩擦、潤滑、溶融、融解といった作用により造
粒するメカノケミストリ的方法や、熱気流中にトナー粒
子をフィードし、溶融、融解といった作用により造粒す
る方法が例示さる。このような方法を実施する装置とし
ては、ハイブリダイザ、クリプトロン、メカノフュージ
ョン等があげられる。

【００３８】また、粉砕、分級といった手段によってト
ナー粒子を作るのではなく、重合法を用いることによっ
てもトナー粒子の円形度を制御することが可能である。
重合法としては、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合
法、溶液重合法等が例示される。これらは、バインダ−
樹脂のベースとなるモノマー、着色剤、その他添加剤を
分散・重合・精製・乾燥・分級・外添の各工程に供し、
トナー粒子を得るものである。

【００３９】本発明に係るトナーは、良好なトナー流動
性を有し、かつ安定した摩擦帯電特性を有することか
ら、このトナ−を用いることにより、環境に依存しな
い、かつトナーやかぶりやドラム上へのトナーフィルミ
ングの無い鮮明な画像を得ることができる。このような
特性は、連続使用による繰り返し現像においても保存さ
れ、複写画像の品質の低下は見られない。

【００４０】また、本発明に係るトナ−は、良好なトナ
ー流動性を有し、かつ連続使用による繰り返し現像にお
いても摩擦帯電特性が変化せず、かつ感光体上にドラム
フィルミングや、転写紙上等に現像かぶりやトナー飛散
を起こさず、静電潜像を忠実に高品質に顕像（可視像）
化し、鮮明な画像を与え、定着性も良好でなる。

【００４１】以下、本発明の具体的実施例について説明
する。（トナー製造）本実施例に係るトナーは、バインダー樹
脂、及び着色剤を原料として用いて、例えば、次のよう
にして製造される。

【００４２】まず、バインダー樹脂１００重量部と着色
剤１〜１０重量部とをボールミル、Ｖ型混合機などを用
いて混合、分散する。次に、加圧ニーダー、ロールなど
を用いて加熱溶融混練する。得られた混合物をハンマー
ミル、ジェットミルなどを用いて粗粉砕する。次いで、
ジェットミル等を用いて微粉砕し、さらに、風力分級法
等により所望の粒径に分級した後、高速流動形混合機等
により外部添加剤を混合することによりトナーを得る。

【００４３】この時、粉砕、分級の後、もしくは外部添
加剤の混合の後に、メカノケミストリ法や蒸気流法等を
用いてトナーの円形度を良好にしたトナーを得ることも
できる。また、別の製造法として、乳化重合法、懸濁重
合法、分散重合法、溶液重合法等により製造された粒子
に外部添加剤を混合することによっても、トナーを得る
ことができる。

【００４４】このようにして得られたトナーは、公知の
現像方法すべてに適用することができる。例えば、カス
ケード法、蒸気ブラシ法、マイクロトーニング法などの
二成分現像法、導電性一成分現像法、絶縁性一成分現像
法、ジャンピング現像法などの磁性体を含有する一成分
現像法、粉末雲法、ファーブラシ法、トナー担持体上に
静電的に保持されることによって現像部へ搬送され現像
される非磁性一成分現像法等に適用可能である。

【００４５】（画像出し）以上のように製造されたトナ
−を用いて画像出しをし、現像剤の画像濃度変化、かぶ
り、定着性、ドラム上のフィルミングを評価するため
に、市販の複写機（商品名：レオドライＢＤ−４０１
０、東芝社製）を用いた。

【００４６】以下複写機について説明する。図１に示す
複写機は、複写機本体１０１（以下、本体１０１と言
う）の略中央部には、像担持体としてドラム状の感光体
１０３が、図示矢印ａ方向に回転可能に設けられてい
る。感光体１０３は、表面に光導電性層を有している。
この感光体１０３の周囲には、その回転方向に沿って以
下の装置が固設されている。

【００４７】すなわち、感光体１０３表面を一様に帯電
させる帯電チャージャー１０５及びこの帯電チャージャ
ー１０５の感光体１０３の回転方向下流側上方に、帯電
した感光体１０３上に原稿像を光源としてスリット露光
するためのスリットガラス１０７が設けてある。また、
スリットガラス１０７の下流側には、感光体１０３上の
静電潜像にトナー１１０を付着させて現像を行う現像手
段としての現像装置１０９が配置されており、この現像
装置１０９内には、現像剤としてキャリアを混合したト
ナー１１０が収容されている。このトナー１１０につい
ては後に詳述する。

【００４８】また、現像装置１０９内には、ローラの回
転により現像剤を撹拌して摩擦帯電させる撹拌ローラ２
０１及び撹拌ローラ２０１により撹拌された現像剤を下
記マグネットローラ２０３に供給する供給ローラ２０２
が設けられている。さらに、現像装置１０９内には、内
部にその回転方向に沿ってＳ極とＮ極を交互に配置した
マグネットローラ２０３が、感光体１０３に接近した状
態で、図示矢印ｅ方向に回転可能に設けられている。

【００４９】この現像装置１０９の下流側には、転写手
段としての転写装置１１１及び剥離装置１１３が設けら
れている。転写装置１１１は、現像装置１０９により形
成されたトナー像を画像形成媒体（以下、用紙とする）
上に転写する装置であり、剥離装置１１３は転写装置１
１１により感光体１０３表面に吸着された用紙を感光体
１０３表面から剥離する装置である。

【００５０】剥離装置の下流側には、感光体１０３の表
面に付着したトナー１１０のうち、転写装置１１１によ
り転写を行った後に感光体１０３上に残留したトナー１
１０を除去するクリーニング装置１１５が設けられてい
る。クリーニング装置１１５と帯電装置１０５の間に
は、感光体１０３の電位を降下させるための除電装置１
１７が固設されている。

【００５１】また、本体１０１は、上部に原稿を乗せる
ための原稿ガラス１１９及び原稿ガラス１１９上の原稿
を光に当て、その反射光を感光体１０３表面上に導く光
学系１２１を具備している。光学系１２１は、光源とな
るランプ１２３及び光源から照射された光を反射するた
めのミラー１２４，１２５，１２７，１２９，１３１，
１３３、及び反射光を結像させるためのレンズユニット
１３５を具備している。

【００５２】ランプ１２３及びミラー１２４は、原稿ガ
ラス１１９の下を移動可能に構成されており、光路長を
常に一定に保つため、ミラー１２５及びミラー１２７
は、ランプ１２３の２分の１の速度で移動するように構
成されている。ミラー１３３からの反射光は、スリット
ガラス１０７を透過して感光体１０３表面に導かれるよ
う構成されている。

【００５３】また、本体１０１の右側の中段には、用紙
を収容する手差しトレイ１４１が取り外し可能に設けら
れており、本体１にはこの手差しトレイ１４１の先端上
方に手差しトレイ１４１に収納された紙を引き出すため
のピックアップローラ１４３が設けられている。

【００５４】更に、本体１０１の左側には、複写された
用紙が排出される排紙トレイ１７１が設けられている。
この手差しトレイ１４１と排紙トレイ１７１の間には、
用紙の搬送径路すなわち搬送路１４２が形成されてお
り、図１には搬送路１４２が点線で示されている。

【００５５】搬送路１４２の上流には、第１及び第２の
２組のローラ対が本体１０１に取り付けられている。第
１のローラ対は、手差しトレイ１４１に隣接し、給紙ロ
ーラ１４５及び分離ローラ１４７の２つのローラから構
成されている。給紙ローラ１４５は、図示矢印ｂ方向へ
回転可能であり、ピックアップローラ１４３によって引
き出された用紙をローラの回転により第２のローラ対へ
送るためのローラである。分離ローラ１４７は給紙ロー
ラ１４５の下に接触対向して設けられており、ピックア
ップローラ１４３から送られてきた用紙が２枚以上の場
合、給紙ローラ１４５の回転方向と逆方向に回転して、
余分な用紙を手差しトレイ１４１へ引きき戻す。分離ロ
ーラ１４７は、ピックアップローラ１４３から送られた
用紙が１枚の場合には、給紙ローラ１４５の回転につら
れてまわる。

【００５６】第２のローラ対は、上部ローラ及び下部ロ
ーラから構成されるレジストローラ１４９である。レジ
ストローラ１４９は、給紙ローラ１４５から送られてき
た用紙の先端と突き当たることにより、用紙の整位を行
った後、用紙を感光体１０３と転写装置１１１との間に
感光体１０３上のトナー像と重なるように送り込む。

【００５７】搬送路１４２の中程には、上記転写装置１
１１及び剥離装置１１３が配置されており、その先には
紙を搬送するための帯状のベルト、すなわち搬送ベルト
１５１が設けられている。更に、搬送路１４２の下流側
には、トナー１１０に加熱及び加圧を行ってトナー１１
０を用紙上に定着する定着手段である定着装置１５３が
設置されている。

【００５８】定着装置１５３は、図示矢印ｃ方向及びｄ
方向へそれぞれ回転可能なヒートローラ１５７及び加圧
ローラ１５９を有している。ヒートローラ１５７は、加
熱体であるヒートランプ１５５を内蔵し、加圧ローラ１
５９と一部圧着している。ヒートローラ１５７の表面
は、熱伝導性の良好な金属部材からなり、加圧ローラ１
５９の表面は、ヒートローラ１５７に圧着しやすいよう
に弾性ゴム部材から構成されている。

【００５９】更に、搬送路１４２の下流には、複写機を
乗せた紙を排紙トレイ１７１に排出するための排紙ロー
ラ１６１が設けられている。上述した複写機による複写
プロセスは、次の通りである。

【００６０】まず、感光体１０３の表面が帯電チャージ
ャー１０５のコロナ放電により一様に帯電される。次
に、光学系１２１内のランプ１２３が、原稿の置かれた
原稿ガラス１１９の下を走査し、原稿に光が照射され
る。ランプ１２３により走査が行われると、ランプ１２
３から照射された光は反射され、反射された光はレンズ
ユニット１３５へと導かれる。レンズユニット１３５で
反射光は反転され、スリットガラス１０７を介して帯電
した感光体１０３上に露光される。光が露光されると、
感光体１０３の表面の電荷が失われて、静電潜像が形成
される。

【００６１】現像装置１０９内では、撹拌ローラ２１０
により撹拌されて摩擦停電したトナー１１０及びキャリ
アが供給ローラ２０２によりマグネットローラ２０３に
送られる。マグネットローラ２０３に送られたトナー１
１０及びキヤリアは、マグネットローラ２０３内のＳ
極，Ｎ極間に形成された磁力線により磁気ブラシを形成
する。キャリアは常にマグネットローラ２０３の磁気に
より引付けられており、トナー１１０はこのキャリアと
電気的に引き合っている。

【００６２】そして、マグネットローラ２０３と感光体
１０３とが回転し、磁気ブラシと感光体１０３上の静電
潜像とが近接すると、静電潜像の持つより強い静電引力
により、トナー１１０はキャリアから離れて静電潜像に
付着する。静電潜像に付着したトナー１１０は、トナー
像を形成する。また、現像時には、図示しない電圧器に
より現像バイアスをマグネットローラ２０３及び感光体
１０３にかけて不要なトナー１１０が感光体１０３に付
着するのを防ぐ。

【００６３】一方、給紙カセット１４１内に収納された
用紙は、ピックアップローラ１１３により引き出され、
この引き出された用紙のうち、給紙ローラ１４５と分離
ローラ１４７の回転により、１枚の用紙だけがレジスト
ローラ１４９へ送られる。レジストローラ１４９は、用
紙の先端の整位を行った後、用紙を感光体１０３と転写
装置１１１との間に送り込んで、感光体１０３の静電潜
像に重ね合わせる。この送り込まれた用紙の裏面に、ト
ナー像は転写装置１１１の作用により転写される、この
ようしてトナー像を乗せた用紙は、剥離装置１１３によ
り感光体１０３表面から剥がされて、搬送ベルト１５１
上を搬送され、定着装置１５３に送られる。

【００６４】定着装置１５３では、予め内蔵したヒート
ランプ１５５により加熱されたヒートローラ１５７と加
圧ローラ１５９とが一部圧着しながら、それぞれの観点
方向に回転する。ヒートローラ１５７と加圧ローラ１５
９の回転時、これら２つのローラの圧着している部分に
トナー像がヒートローラ側になるように用紙を通すこと
によって、トナー像は用紙上へ定着される。すなわち、
ヒートローラ１５７の熱により、トナー１１０を溶融
し、加圧ローラ１５９の圧力により熱の伝導効率を高め
るとともに、トナー１１０を用紙の繊維の間に浸み込ま
せる。

【００６５】上述した過程を経て複写画像が形成された
用紙は、排紙ローラ１６１を介して排紙トレイ１７１へ
排出される。次に、トナ−の評価項目と評価基準を示
す。

【００６６】（画像濃度）マクベス濃度計により、べた
黒画像を出力したときの画像反射濃度を測定する。１．
３以上を合格とする。

【００６７】（かぶり）色差計により、非画像部の反射
率を測定し、白紙との差を求める。１％以下を合格とす
る。

【００６８】（定着性）画像濃度１以下の画像を摩擦試
験器により５往復擦り、前後の画像濃度の比を求める。
８０％以上を合格とする。

【００６９】（ドラムフィルミング）２万枚ライフ試験
後の感光体上に付着したトナー粒子の数を、Ａ３用紙に
白紙印字したときに画像上に現れた欠陥数として感光体
１周分についてカウントする。（実施例）（実施例１〜４）トナーの組成を下記のとおりにした。

【００７０】スチレン−アクリル樹脂（ＣＰＲ−１００，三井東圧化学社製）１００重量部カーボンブラック（ＭＡ−１００，三菱化成社製）５重量部含金属染料（ＴＰ−４１５，保土ヶ谷化学製）１重量部低分子量ポリプロピレンワックス（ビスコール６６０Ｐ，三洋化成社製）１重量部上記処方の材料を加熱溶融混練し、冷却後粉砕し、分級
し、得られた粒子１００重量部に対して、疎水性シリカ
（ＨＶＫ−２１５０，ヘキスト社製）０．５重量部を混
合し、実施例１〜４に係るトナーを得た。

【００７１】（実施例５）実施例１で得られたトナー粒
子を３５０℃、２５ｍｍＡｑの熱気流中にフィードさせ
ることによって、得られた粒子を用いた。

【００７２】（実施例６）スチレンモノマー１００部スチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体３０部カーボンブラック１０部トリフェニルメタン誘導体５部パラフィンワックス３部上記組成物にラウリルパーオキサイド１部を加え、アト
ライタにて温度８５℃で４時間混合して単量体組成物を
調製した。得られた単量体組成物を８５℃に加温された
濃度１重量％のポリビニルアルコールと０．１Ｎ濃度の
塩化ナトリウム水溶液とを含む蒸留水中へ、ＴＫホモミ
キサの撹拌下で投入して、１５分間１万ｒｐｍで撹拌
し、分散させた。

【００７３】分散後液温を６０℃に下げ、重合開始剤と
してアゾビスイソブチロニトリル３部を添加して、３０
分間撹拌した。更に撹拌羽をパドル羽に変えて１０時間
撹拌して重合を完結させた。

【００７４】得られた重合トナー含有の水性媒体を冷却
し、脱水し、水酸化ナトリウム水溶液で洗浄して、水洗
して、脱水して、乾燥して必要に応じて分級して不要な
微粒子成分を除去し、トナー粒子を得た。

【００７５】（比較例１〜３）実施例と同様に粉砕、分
級を行うが、そのときの粉砕圧力、風量を適宜調整し、
比較例１〜３のトナー粒子を得た。

【００７６】次に、本実施例で用いた粒度計による粒度
の測定方法について、図２及び３を参照して説明する。
図２に示すように、まず、トナー粒子を界面活性剤水溶
液中に分散懸濁した試料懸濁液を吸引ピペットから一定
量吸収する。吸収された試料懸濁液は、サンプルフィル
ターを通り、図３に示すようにフラットシースローセル
に導かれる。フラットシースローセル部には、シース液
がシース液チャンバーから導入され、シース液によって
偏平な試料流が形成される。試料懸濁液は、シース液に
はさまれた形でフラットシースフローセルの中央部を通
過する。

【００７７】フラットシースフローセルを通過する試料
懸濁液には、等間隔で発光するストロボ光が照射され、
試料懸濁液中のトナ−粒子は、対物レンズを通してＣＣ
Ｄカメラにより静止画像として撮像される。撮像された
粒子像は画像解析され、粒子像の投影面積と周囲長から
円相当径と円形度を算出し、粒度分布（図４）と円形度
分布（図５）を求める。

【００７８】５０％平均径とは、図４の累積％が５０％
に対応する粒子径をいうものであり、１０％平均径とは
累積％が１０％に対応する粒子径をいう。また、平均円
形度とは図５で、粒子の５０％平均径に対応する円形度
をいう。円形度０．８５以下の割合とは、円形度０．８
５以下の粒子の個数％をいう。

【００７９】実施例１〜６、比較例１〜３に係るトナ−
の粒径、粒径比、画像品質、２万枚ライフ試験の結果を
下記表１に示す。尚、図４，図５は、それぞれ実施例の
粒度分布、円形度分布をあらわす測定例を示したもので
ある。

【００８０】

【表１】

【００８１】（評価結果）上記表１に示すように、本実
施例（１〜６）に係るトナーは、粒度計から算出された
５０％平均径（Ａ）、１０％平均径（Ｂ）の比をＢ／Ａ
＝４０〜８０％とし、平均円形度を０．９３〜１．０と
し、かつ、円形度０．８５以下の割合を３．０％以下と
したものである。このような範囲にあるトナーは、現像
性、耐久性、定着性、画像品質性等に優れ、総合的に優
れた特性を示した。

【００８２】これに対し、Ｂ／Ａが４０％未満であり、
円形度０．８５以下の割合が３．０％を越える比較例
（１〜３）に係るトナ−は、いずれの特性においても劣
っていることがわかる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
良好なトナー流動性、安定した摩擦帯電特性を有し、環
境の変化に依存せず、トナーかぶりやトナーフィルミン
グを招くことのない現像剤を得ることができる。また、
本発明によれば、上記現像剤を用いることによって、画
像品質の向上を図ることが可能な現像方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に用いた複写機を示す概略図。

【図２】本発明の実施例で使用された粒度計の構成を示
す図。

【図３】本発明の実施例で使用された粒度計において、
トナ−粒子が撮像される様子を示す図。

【図４】本発明の実施例で測定された粒度分布と累積粒
度とを示す特性図。

【図５】本発明の実施例で測定された円相当径と円形度
との関係を示す特性図。

【符号の説明】

１０１…複写機本体１０３…感光体１０５…帯電チャージャー１０７…スリットガラス１０９…現像装置１１０…トナ− １１１…転写装置１１３…剥離装置１１５…クリーニング装置１１９…原稿ガラス１２１…光学系１２３…ランプ１２４，１２５，１２７，１２９，１３１，１３３…ミ
ラ− １３５…レンズユニット１４１…手差しトレイ２０１…撹拌ローラ２０２…供給ロ−ラ２０３…マグネットローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G08G 9/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】結着樹脂と着色剤とを含有し、粉砕法に
よって製造された複数の現像剤粒子から構成され、前記
現像剤粒子の円相当径に対する個数粒度分布として、全
現像剤粒子の累積個数の５０％に相当する５０％平均径
Ａと、１０％に相当する１０％平均径Ｂの比Ｂ／Ａが４
０〜８０％であり、平均円形度が０．９３〜１．０、か
つ円形度０．８５以下の割合が３．０％以下であること
を特徴とする現像剤。