JPH05142857A - 静電潜像現像用トナーおよびそれを用いた静電潜像現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー担持体表面上にトナーを供給し、規制
部材によって該担持体上に摩擦帯電させたトナー薄層を
用いて静電潛像を現像する方法において使用するトナー
であって、トナー微粉の発生およびトナー担持体、トナ
ー規制部材表面でのトナー固着、フィルミングの起こら
ないトナーを提供する。 【構成】 表面性状が以下の条件式［Ｉ］： Ｄ／ｄ50≧０．５、ただしＤ＝６／（ρ・Ｓ） ［Ｉ］ ［式中、Ｄはトナーの形状を球と仮定したときの比表面
積からの換算粒径（μｍ）；ｄ50は粒径別相対重量分布
の５０％相当粒径（μｍ）；ρは密度（ｇ／ｃｍ³）；
ＳはＢＥＴ比表面積（ｍ²／ｇ）をそれぞれ表す］を満
たすことを特徴とする静電潜像現像用トナーを提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機およびプ
リンター等に使用される静電潜像現像用トナーに関す
る。更に詳しくは、本発明のトナーは特定の表面性状を
有し、均一なトナーの荷電薄層を形成して静電潜像を現
像する方法において使用される。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式による複写機、プリ
ンター領域において高画質化並びに高信頼性が要求され
ており、これに伴ってトナー並びに現像方法においても
今までに増して各種性能が要求されるようになった。

【０００３】このような要求に対してトナー担持体の表
面にトナーを供給し、これに規制部材を圧接して該担持
体の外周面に荷電トナー薄層を形成する方法が提案され
ている。この現像方法において、トナーは規制部材によ
り圧接を受け、帯電される。この場合特に重要なこと
は、常に安定した一定のトナー規制量、トナー荷電量を
維持し続けることである。そのためには、トナー担持体
表面および規制部材表面が常に同一状態であることが望
ましい。

【０００４】しかし従来のトナー表面には凹凸部、細孔
部が数多くあり、規制部材による圧接時にここから割れ
たり欠けたりして微粉を発生したり、後処理剤として用
いるシリカ等の流動化剤がトナー表面の凹部並びに細孔
部に埋め込まれることによりトナーの流動性が低下した
りして、結果としてトナー担持体のフィルミング、規制
部材へのトナーの融着、固着が起こる。例えばブレード
表面にトナーが融着あるいは固着すると、規制部の入口
の形状が変化するため、トナーの帯電量、担持体への付
着量等が変化する。また、トナー担持体表面がフィルミ
ング等の変化をうけるとトナーへの電荷付与力が変化
し、やはりトナーの帯電量が変化する。このように、ト
ナーの付着量、荷電量が変化することはトナーのコボ
レ、カブリ、飛散等の原因となり、装置の汚れ、画像品
質の低下につながる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものである。すなわち本発明はトナー担持体
表面上にトナーを供給し、規制部材によって該担持体上
に摩擦帯電させたトナー薄層を用いて静電潛像を現像す
る方法において使用するトナーであって、トナー微粉の
発生およびトナー担持体、トナー規制部材表面でのトナ
ー固着、フィルミングの起こらないトナーを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、表面
性状が以下の条件式［Ｉ］： Ｄ／ｄ50≧０．５、ただしＤ＝６／（ρ・Ｓ） ［Ｉ］ ［式中、Ｄはトナーの形状を球と仮定したときの比表面
積からの換算粒径（μｍ）；ｄ50は粒径別相対重量分布
の５０％相当粒径（μｍ）；ρは密度（ｇ／ｃｍ³）；
ＳはＢＥＴ比表面積（ｍ²／ｇ）をそれぞれ表す］を満
たすことを特徴とする静電潜像現像用トナーに関する。

【０００７】本発明のトナーの表面性状は条件式［Ｉ］
すなわちＤ／ｄ50≧０.５、好ましくはＤ／ｄ50≧０．
５５、より好ましくはＤ／ｄ50≧０．６を満たす。本発
明のこのようなトナーをトナー担持体表面上に供給し、
規制部材によって該担持体上に摩擦帯電せしめてトナー
薄層を形成する方法を採用してなる静電潜像を現像する
方法に適用することにより、トナー微粉の発生、トナー
担持体、トナー規制部材表面でのトナーの固着、フィル
ミング等を防止することができる。

【０００８】条件式［Ｉ］中、Ｄはトナーの形状を球と
仮定したときのＢＥＴ比表面積からの換算粒径（μｍ）
を表し、ｄ50は粒径別相対重量分布の５０％相当粒径
（μｍ）を表し、ρは真密度（ｇ／ｃｍ³）を表し、Ｓ
はＢＥＴ比表面積（ｍ²／ｇ）をそれぞれ表す。トナー
表面が滑らかであるほどＤ／ｄ50が１に近くなる。Ｄ／
ｄ50が０.５より小さい場合にはトナーが多くの凹凸、
細孔を有することとなり、トナーが規制部材による圧接
部を通過する際に凹部および／または細孔部を中心にし
てトナーが割れたり、凹部に外添剤として加えられる流
動化剤であるシリカ等が埋め込まれたり、また凸部が削
られて微粉が発生するなどの不都合が生じる。この結果
トナーの流動性が悪化し、トナー担持体、トナー規制部
材へのフィルミング、固着を促進させることになる。

【０００９】本発明に使用しうるトナーとしては、従来
使用されているいずれのトナーをも適用することがで
き、例えば水系での懸濁重合法、懸濁造粒法、非水系溶
剤系においての非水分散重合法、溶融混練粉砕法等で調
整したものを使用することができる。

【００１０】このようなトナーから表面性状が条件式
［Ｉ］を満たすトナーを得るためには例えば流動床の加
熱、膨潤性溶剤中での緩和等の処理を行えばよい。この
処理法としては公知のものいずれも好適に用い得るが、
たとえば加熱処理においては、図１に示すような表面改
質装置を用いてもよい。これは加圧熱気流によってトナ
ー表面を改質する方法である。

【００１１】この表面改質装置について図１を参照して
具体的に説明する。図１に示すごとく、熱風発生装置
(１)にて調整された高温高圧エアーは導入管(１４)を経
て、熱風噴射ノズル(６)より噴射される。一方、トナー
粒子は、定量供給器(４)より所定量加圧エアーにより導
入管(２)を経て搬送され、熱風噴射ノズル(６)の周囲に
設けられた複数本の試料噴射ノズル(７)より熱風気流中
に噴射される。このとき試料噴射ノズル（７）の各々が
熱風気流中央部に向けて噴出され、熱風気流中にてトナ
ー粒子同士が適度な力でぶつかり合うことにより粒子の
熱気流中での分散性を高めることがトナー粒子１つ１つ
の加熱処理を均質に行なう上で好ましい。この様にして
噴射されたトナー粒子は高温の熱風と瞬間的に接触して
均質に加熱処理される。この熱風の温度はトナー粒子表
面の熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋１００℃以上で＋
５００℃以下であることが好ましい。またここで瞬間的
とは処理温度ならびに試料の熱気流中での濃度により異
なるが、所望とするトナー粒子の改質(加熱処理)が達成
されかつ、トナー粒子同士の凝集が発生しない時間であ
り、通常２秒以下である。次いでこの瞬間加熱処理され
たトナー粒子は、直ちに冷却風導入部(８)から導入され
る冷風によりトナー粒子の熱可塑性樹脂のガラス転移温
度以下に急冷却される。かかる急冷により装置器壁への
付着、粒子同士の凝集がなくなり、収率も向上する。こ
の後、トナー粒子は、導入管(１５)を経てサイクロン
(９)により補集される。なおサイクロン(９)にも冷却ジ
ャケットを設け、冷却水を流すことによりサイクロン部
でのトナー粒子を前述の温度範囲に保持することによ
り、トナー粒子の凝集を防いでいる。

【００１２】本装置における加圧熱気流の流速並びにト
ナー吹込速度は、加圧熱気流の温度、トナーの粒径、粒
径分布、比重および使用されている熱加塑性樹脂の熱的
特性等により適宜選定すれば良い。また、トナー粒子加
熱処理後の冷却は必須である。加熱処理後意図的に冷却
しないと、熱処理時の残熱によりまた、トナー粒子を補
集するサイクロン内でせん回する際発生する熱によりト
ナー表面の熱加塑性樹脂のガラス転移温度以上の温度と
なってトナー粒子同士が熱凝集し、実際の使用に耐えな
いものとなる。

【００１３】以上のようにして得られるトナーに対して
流動化剤（微粒子シリカ、微粒子酸化チタン、微粒子ア
ルミナ等）、クリーニング剤（フッ化ビニリデン、スチ
レン、アクリル、テフロン等の樹脂微粒子、ステアリン
酸亜鉛等の金属石鹸）等で、後処理してもよい。

【００１４】本発明のトナーはトナー規制部材によって
摩擦帯電せしめてトナー担持体表面上にトナー薄層を形
成する手段を含む現像方法に好適に用いられる。かかる
現像方法を実施するための具体的装置を、図面を用いて
以下に説明する。

【００１５】図２は二成分系現像装置(５１)を備えた複
写機の現像部を示す。現像装置(５１)は感光体(１００)
の側部に配置されており、感光体(１００)の表面を帯電
させ、露光して形成されている静電潜像に対してトナー
を供給し、これを可視像化するものである。前記現像装
置(５１)は、概略、ケーシング(５３)とカバー(５３a)
とで構成される現像槽(５２)内に、感光体(１００)側か
ら順次右方に向かって現像スリーブ(５４)、トナー供給
ローラ（トナー担持体）(３２)を配置し、トナー供給ロ
ーラ(３２)の後方にはトナー収容槽(４２)が形成されて
いる。

【００１６】現像スリーブ(５４)は、導電性非磁性材、
例えばアルミニウムからなる円筒体で、表面にはブラス
ト処理にて微小凹部が形成されており、矢印(a)方向に
回転駆動される感光体(１００)と現像ギャップ(Ｄs)を
もって対向し、反時計回り方向 [矢印(b)方向］に回転
駆動可能としてある。

【００１７】また、現像スリーブ(５４)と接地間には直
流の現像バイアス電源(２５)(現像バイアス電圧：Ｖb)
が接続してあり、図中では、現像バイアス電源(２５)の
マイナス側が現像スリーブ(５４)に接続され、現像スリ
ーブ(５４)の表面にはマイナス電荷が蓄えられている。
現像スリーブ(５４)の内部に収容されている磁石体(２
６)は、軸方向に磁極を延設した複数の磁石を、前記磁
極が外周部でＳ極、Ｎ極交互に位置するように配置した
もので、図２に示す状態に固定されている。

【００１８】現像スリーブ(５４)の感光体(１００)側上
方には、カバー(５３a)に取り付けた主現像剤撹拌板(２
７)が穂高規制ギャップ(Ｄb)をもって対向している。ま
た、現像スリーブ(５４)の右斜め上方には、カバー(５
３a)の支持部(２８)に取り付けた補助現像剤撹拌板(２
９)が対向しており、前記主現像剤撹拌板(２７)と共
に、現像スリーブ(５４)の上方に空室(３１)を形成して
いる。なお、前記補助現像剤撹拌板(２９)には、現像ス
リーブ(５４)の軸方向にスリット(３０)が形成されてい
る。

【００１９】トナー供給ローラ(３２)は、アルミニウム
などの導電性非磁性材で形成され、表面には微小凹部が
形成されており、現像スリーブ(５４)の背面側に供給ギ
ャップ(Ｄss)をもって平行に配置され、矢印(c)方向に
回転駆動可能としてある。また、このトナー供給ローラ
(３２)は、交流電源(３３)、直流電源(３４)を介して接
地されており、その結果、トナー供給ローラ(３２)には
直流に、交流を重畳した脈流する回収バイアス電圧が印
加されている。

【００２０】トナー供給ローラ(３２)の背面側上方に
は、隔壁(３５)が支軸(３６)を中心に回動可能に取り付
けてあり、その上端部には現像槽(５３)の上部後端部に
一端を取り付けた圧接スプリング(３７)の他端が係止し
てあり、隔壁(３５)は常時矢印(e)方向に付勢されてい
る。そして、これによって、隔壁(３５)の下部に取り付
けたメタルブレード（トナー規制部材）(３８)が軽圧接
触している。なお、メタルブレード(３８)と前記補助現
像剤撹拌板(２９)とはシート(３９)で連結され、これら
によって、トナー供給ローラ(３２)の上方に空室(４０)
が形成されている。また、トナー供給ローラ(３２)の下
方には、ケーシング(５３)に取り付けたトナー戻り防止
フィルム(４１)が、トナー供給ローラ(３２)の回転方向
に沿って圧接している。

【００２１】トナー収容槽(４２)は、前記隔壁(３５)、
メタルブレード(３８)、トナー供給ローラ(３２)、トナ
ー戻り防止フィルム(４１)で現像槽(５３)の後部を仕切
って形成されており、このトナー収容槽(４２)の内部に
は撹拌棒(４３)が、矢印(d)方向に回転駆動可能に取り
付けてある。

【００２２】以上の構成からなる現像装置においては、
まず、現像スリーブ(５４)およびトナー供給ローラ(３
２)上方の空室(３１)にマイナス帯電性の磁性キャリア
とプラス帯電性の絶縁性トナーとの混合物からなるスタ
ータを装填し、トナー収容槽(４２)内に前記絶縁性トナ
ーを装填する。この際、空室(３１)内には前記スタータ
に替えて磁性キャリアのみを装填してもよい。キャリア
およびトナーを充填した状態で図示しないプリントスイ
ッチがオンされると、現像スリーブ(５４)、トナー供給
ローラ(３２)、撹拌棒(４３)がそれぞれ矢印(b)、(c)、
(d)方向に回転する。

【００２３】以上のごとく現像装置(５１)が動作するこ
とによって、トナー収容槽(４２)の底部において、トナ
ーは撹拌棒(４３)の撹拌作用によりトナー供給ローラ
(３２)に向けて流動し、トナー供給ローラ(３２)の表面
微小凹部に取り込まれ、充填される。トナー供給ローラ
(３２)に供給されたトナーは矢印(c)方向に搬送されて
メタルブレード(３８)によって余分なトナーが掻き落と
されるとともに、その接触により予備帯電されて、現像
スリーブ(５４)との対向部[トナー供給領域(Ｙ)]に至
る。トナー供給領域(Ｙ)において、現像スリーブ(５４)
上に保持されている現像剤にトナーが供給される一方、
現像スリーブ(５４)上の過剰トナーがトナー供給ローラ
(３２)に回収される。なお、このトナーの供給、回収動
作は後に詳述する。

【００２４】現像スリーブ(５４)に供給されたトナー
は、現像スリーブ(５４)の周面上に保持されているキャ
リアとともに、その回転に基づいて矢印(b)方向に搬送
され、補助現像剤撹拌板(２９)によって現像剤の大部分
が塞止められる。そして、現像剤は後から搬送されてく
る現像剤に押されて、補助現像剤撹拌板(２９)に沿って
反り上がり、スリット(３０)を通り、下流側の空室(３
１)に送り込まれる。残る現像剤は補助現像剤撹拌板(２
９)と現像スリーブ(５４)とのギャップを通過して下流
側の空室(３１)に至る。空室(３１)に達した現像剤は、
主現像剤撹拌板(２７)によって塞止められ、これに沿っ
て空室(３１)内を反時計回り方向に回転しつつ反り上が
り、逆流落下し、前記スリット(３０)を通過してくる現
像剤と合流して混合される。

【００２９】このようにして、混合撹拌された現像剤の
一部が、主現像剤撹拌板(２７)と現像スリーブ(５４)と
の穂高規制ギャップ(Ｄb)を通過して磁気ブラシを形成
し、該磁気ブラシは現像領域(Ｘ)において感光体(１０
０)の表面を摺擦し、その表面上の静電潜像を現像して
顕像化する。

【００３０】トナーの帯電は、主にトナー供給領域(Ｙ)
から、空室(４０),(３１)にかけ、現像領域に至るまで
の短い間に、キャリアとの摩擦帯電によって行なう。現
像領域(Ｘ)を通過した後、現像スリーブ(５４)の周面に
残存する現像剤は、引き続き現像スリーブ(５４)の回転
に基づいて矢印(b)方向に搬送され、トナー供給ローラ
(３２)との対向部であるトナー供給領域(Ｙ)に至ると、
現像スリーブ(５４)とトナー供給ローラ(３２)との間で
トナーの供給、回収動作が行われる。そして、現像スリ
ーブ(５４)に供給されたトナーは再び空室(４０),(３
１)に達すると、ここで十分混合撹拌された現像剤が現
像スリーブ(５４)の表面に均一に補充され、前回の現像
で消費したトナーの消費パターンが消去される。

【００３１】一方、トナー供給ローラ(３２)に回収され
たトナーはその微小凹部に入り、トナー戻り防止フィル
ム(４１)との間を通り、トナー収容槽(５２)に至ると、
再び微小凹部にトナーが補充される。

【００３２】以下、前記トナー供給領域(Ｙ)におけるト
ナーの供給・回収動作について説明する。トナー供給領
域(Ｙ)において、現像スリーブ(５４)上では、磁石体
(２６)の磁極(Ｎ)から半径方向に形成されている磁界に
沿って、現像剤は数珠つなぎになって磁気刷子を形成し
ている。他方、トナー供給ローラ(３２)の表面微小凹部
には予備帯電されたトナーが充填されている。トナー供
給ローラ(３２)には、直流電源(３４)に交流電源(３３)
を重畳したバイアス電圧(Ｖss＋Ｖrms)が印加されてい
るため、前記荷電トナーは、交流電圧(Ｖrms)の周期的
変化に従ったトナー供給ローラ(３２)に表面上で現像ス
リーブ(５４)に向かって振動している。このため、トナ
ーと磁気刷子とが頻繁に接触し、磁気刷子によってトナ
ーは効率良く掻き取られる。

【００３３】ここで印加する交流電圧(Ｖrms)は電圧値
が３００Ｖ以上、周波数が２０Ｈzから２ＫＨzの周波数
帯にある場合、効果的に実施し得る。なお交流電源はい
わゆる正弦波交流電源としてもよいし、パルス波、三角
波などの非正弦などの交流電源としてもよい。

【００３４】一方、現像スリーブ(５４)上で、キャリア
と接触してプラス極性に帯電している過剰トナーは、現
像スリーブ(５４)とトナー供給ローラ(３２)とに印加さ
れているバイアス電圧差に基づいて、トナー供給ローラ
(３２)に電気的に吸引され、ここで作用する吸引力も前
記交流電源(３３)の影響を受けて周期的に変化するた
め、過剰トナーはキャリアとの静電引力が認められて剥
離しやすくなり、過剰トナーはトナー供給ローラ(３２)
へ効率良く回収される。

【００３５】このように、現像スリーブ(５４)とのトナ
ー供給ローラ(３２)との間では、トナーの供給量、回収
量が飛躍的に増大してトナーの変動幅が小さくなる結
果、現像領域(Ｘ)に搬送されるトナー量が安定して、濃
度むらのない複写画像を得ることができる。そして、ト
ナー供給ローラ(３２)に回収されたトナーはその微小凹
部に入り、トナー戻り防止フィルム(４１)との間を通
り、トナー収容槽(４２)に至ると、再び微小凹部にトナ
ーが充填される。

【００３６】図３に二成分系現像装置の別の具体例を示
す。二成分系現像装置（６１）は矢印（ａ）方向に回転
駆動する感光体ドラム（１００）およびケーシング（６
４）を有する。該ケーシング（６４）の前部には、前記
感光体ドラム（１００）に対向する現像スリーブ（６
６）が収容されている。この現像スリーブ（６６）は非
磁性導電材からなる円筒体で、現像バイアス（Ｖｂ）が
印加され、図示しない駆動源により矢印方向に回転駆動
可能としてある。

【００３７】現像スリーブ（６６）の内部には磁気ロー
ラ（６７）が固設され、該磁気ローラ（６７）には、軸
方向に磁極を延設した複数の磁石が、外周部にＮ、Ｓ局
を交互に位置させて配置されている。現像スリーブ（６
６）の後方斜め下方には穂高規制部材（６８）が設けら
れ、その先端部は現像スリーブ（６６）の外周面に所定
の穂高規制ギャップをもって対向し、その現像スリーブ
回転方向上流側には現像剤溜まり部が形成される。

【００３８】現像スリーブ（６６）の後方にはトナー供
給ローラ（トナー担持体）（７０）が現像スリーブ（６
６）と所定の供給ギャップをもって対向配置されてい
る。このトナー供給ローラ（７０）は、現像スリーブ
（６６）と同様に非磁性導電材からなり、外周部にはブ
ラスト処理、またはエッチング等により微小凹部が形成
され、図示しない駆動源にて矢印方向に回転駆動可能と
してある。また、トナー供給ローラ（７０）には、ブラ
スト側を設置した直流（Ｖｓｓ）のマイナス側が交流
（Ｖｒｍｓ）を介して回収バイアス（Ｖｓ）として印加
されており、特に、直流（Ｖｓｓ）の出力は可変として
ある。

【００３９】さらにトナー供給ローラ（７０）の上部外
周面にはケーシング（６４）に取り付けたトナー規制ブ
レード（トナー規制部材）（７１）の先端部が圧接す
る。トナー供給ローラ（７０）、規制ブレード（７１）
で仕切られたケーシング（６４）の後部には、トナーホ
ッパが形成され、搬送羽根（７６）、（７８）が回転可
能に配置されている。以上の構成からなる現像装置（６
１）は、トナーホッパにトナー、現像スリーブ（６６）
および現像剤溜まり部にトナーとキャリアを一定の割合
で混合したスタータが装填されている。なお、スタータ
に代えてキャリアだけを装填するようにしてもよい。

【００４０】図４には一成分系現像装置の具体例を示
す。一成分系現像装置(８１)は矢印(a)方向に回転駆動
する感光体ドラム(１００)に隣接して配置される。現像
装置(８１)は、回転体をなす現像ローラ(９０)、該現像
ローラに外装された若干周長の長い円筒状の薄膜部材
（トナー担持体）(９１)、該薄膜部材の両端にてこれを
現像ローラ(９０)に押し付け現像ローラとの間に空間
(s)を形成する弾性パッド(８９)、前記薄膜部材の外表
面に圧接される圧接ブレード（トナー規制部材）（９
２)、およびこれらを支持、収納し、トナー(Ｔo)を貯溜
するケーシング（８３)からなる。

【００４１】まず、トナー担持体である薄膜部材(９１)
はニッケル電鋳膜などの導電性部材により形成される。
トナー薄膜部材（９１）には直流または／および交流の
現像バイアス電圧が印加される。なお、現像ローラの形
状は、特に実用上で制限を受けるものでなければ良く、
例えば、ベルト形状のものであってもよい。圧接ブレー
ド(９２)の材質、構造および接触圧は従来の一成分現像
剤を用いた現像装置にて公知のものがいずれも好適に用
いうる。また、現像領域(Ｘ)の下流には、トナー均しパ
ッド(９６)が設けられる。また、ケーシング(８３)に
は、トナー貯槽(９５)が設けられる。該トナー貯槽(９
５)には矢印(c)方向に回転するアジテータ(９４)が設け
られ、内部に貯溜されたトナー(Ｔo)のブロッキングを
防止しつつ矢印(c)方向に移動させる。

【００４１】つぎに本発明装置を用いて現像を行なう場
合の動作について図４を用いて説明する。現像ローラ
(９０)およびアジテータ(９４)は、駆動源(図示せず)に
よって、それぞれ矢印(b)、(c)方向に回転し、トナー
(Ｔo)は矢印(c)方向に強制的に移動させられる。トナー
貯槽(９５)内のトナー(Ｔo)は現像ローラ(９０)との接
触及び静電気力によって現像ローラ(９０)の表面に付着
し、矢印(b)方向へ搬送される。トナー(Ｔo)は、現像ロ
ーラ(９０)とブレード(９２)の先端部とにより形成され
るクサビ状の部分に取り込まれ、ブレード(９２)の圧接
部に達して、トナー担持体である薄膜部材(９１)の表面
に薄層状に均一に塗布されると共に、所定の正または負
の極性に摩擦帯電される。

【００４２】前記圧接ブレード(９２)は、トナーを所望
の極性に帯電するのに適した摩擦帯電系列の材質を先端
に有しており現像ローラ(９０)の表面を圧接する。この
時、トナー表面に凹凸、細孔が多いと規制部材の圧接に
よってトナーが割れたり、欠けたり、トナー表面へ外添
剤が埋め込まれたりする。このためトナーの流動性の悪
化、微粉の発生、ブレード圧接面近傍におけるトナーの
凝集が生じ、ブレード圧接面へのトナーの融着、固着、
トナー担持体上へのトナーのフィルミング等の現象が発
生する。この結果トナーの規制条件が変化し、規制部材
圧接面通過後のトナー担持体の荷電トナー層のトナー付
着力、荷電量の均一性が損なわれる。特に、繰り返しコ
ピーを行なう場合に顕著になり、画像面に所謂スジム
ラ、カブリ等が発生する画質の劣化を引き起こしたり、
トナーコボレ、飛び散り、粉煙の発生の原因となったり
する。

【００４３】一方、本発明の条件式［Ｉ］を満たす表面
性状を有するトナーを使用した場合、トナー間のすべり
性、ブレードとのすべり性が良好であり、規制部材の圧
接による上記のようなトナーの形状の変化が少ない。こ
のため、トナーはすみやかに順序よく圧接面を通過し、
均一な荷電トナー薄層がトナー担持体上に長期に渡り形
成され、安定した高画質並びに高信頼性が得られる。

【００４４】薄膜部材(９１)上に自身の帯電による静電
気力で保持された薄層トナー(Ｔｏ）は、さらに移動し
て感光体ドラム（１００)との対向部(現像領域(Ｘ))に
運ばれ、感光体ドラム(１００)の表面電位と薄膜部材
(９１)に印加されているバイアス電圧との電圧差に基づ
く電界により、感光体ドラム(１００)の表面に形成され
ている静電潜像に移動してトナー像を形成する。

【００４５】つぎに、現像領域(Ｘ)にて薄膜部材(９１)
上に残留したトナー(Ｔo)は引き続き矢印(b)方向に搬送
され、トナー均しパッド(９６)との間を通過する際に、
現像領域(Ｘ)で消費されたトナー(Ｔo)の消費パターン
が消去されて、表面残留トナー層の均一化が図られる。
さらに、薄膜部材(９１)表面にはアジテーター(９４)の
回転により再びトナー(Ｔo)が供給され、ブレード(９
２)の圧接部にて均一な帯電トナー薄層が形成され、再
び前記の動作を繰り返す。以下、本発明の静電潜像現像
方法を実施例を用いてさらに詳細に説明する。

【実施例】

【００４６】

【一成分現像方法】 トナーＡ〜Ｃの製造 成分 重量部 ポリエステル樹脂（タフトン ＮＥ１１１０：花王社製） １００ カーボンブラック（ＭＡ＃８：三菱化成社製） ８ 酸化型底分子量ポリプロピレン （ビスコール ５５０Ｐ：三洋化成工業社製） ５ クロム錯塩型染料 （アイゼンスピロンブラック ＴＲＨ：保土谷化学工業社製） ５

【００４７】上記材料をボールミルで十分混合した後、
１４０℃に過熱した３本ロール上で混練した。混練物を
放置冷却後、フェザーミルを用いて粗粉砕し、さらにジ
ェットミルで微粉砕した。その後風力分級してトナーを
製造した。ここで製造時の微粉砕並びに分級条件を変え
ることにより、平均粒径１１.１μｍ、９.０μｍ、６.
２μｍの３種類の微粒子ａ、ｂ、ｃを得た。

【００４８】上記微粒子ａ、ｂ、ｃ各１００重量部に対
し、疎水性酸化チタンＴ−８０５（デグサ社製：平均粒
子径３０ｍμｍ）０．５重量部並びに疎水性シリカＨＤ
ＫＨ−２０００（ワッカー社製：平均粒子径１２ｍμ
ｍ）０.２重量部をヘンシェルミキサーに入れ、１５０
０ｒｐｍの回転数で２分間混合撹拌し、微粒子ａ、ｂ、
ｃ各々の表面に酸化チタンおよびシリカ微粒子をファン
デルワールス力および静電的に付着させてトナーＡ、
Ｂ、Ｃを得た。

【００４９】トナーＤ〜Ｈの製造 図１に示した装置を用いて微粒子ａ、ｂ、ｃの表面改質
を行った。微粒子ａはそのままの粒子を、また微粒子ｂ
およびｃに対しては各１００重量部に対し疎水性酸化チ
タンＴ−８０５の０.５重量部をヘンシェルミキサーに
入れ、１５００ｒｐｍの回転数で２分間混合撹拌して酸
化チタンを付着させた後、以下の条件で表面改質を行
い、トナーＤ〜Ｈを得た。

【００５０】

【表１】

【００５１】さらにトナーＤ〜Ｈについては表面改質処
理後トナーＡ〜Ｃと同様の方法により、上記表中に示し
た後処理剤を用いて後処理を施した。

【００５２】 トナーＩの製造 成分 重量部 スチレン １００ ｎ−ブチルメタクリレート ３５ ２，２−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル） ０．５ 低分子量ポリプロピレン （ビスコール ６０５Ｐ：三洋化成工業社製） ３ カーボンブラック（ＭＡ＃８：三菱化成社製） クロム錯塩型染料 （アイゼンスピロンブラック ＴＲＨ：保土谷化学工業社製） ３

【００５３】上記の材料をサンドスターラーにより混合
して重合組成物を調整した。この重合組成物を濃度３％
のアラビアゴム水溶液中で、撹拌機ＴＫオートホモミク
サー（特殊機化工業社製）を用いて回転数３５００ｒｐ
ｍで撹拌しながら温度６０℃で６時間重合反応させた。
重合反応終了後、蒸留水にて洗浄を行い、乾燥し、さら
に風力分級によって平均粒径１１.３μｍの微粒子ｄを
得た。この微粒子ｄに対して、比較例１〜３と同様の方
法、組成の後処理を施してトナーＩを得た。

【００５４】

【トナーＡ〜Ｉの表面性状】以上の得られたトナーＡ〜
Ｉの性状を以下の方法で測定し、Ｄ／ｄ50を求めた。な
お、このときのトナーの密度は１.１ｇ/ｍ³であった。

【００５５】粒径 トナーの平均粒径の測定は、コールカウンタマルチサイ
ザ（コールカウンタ社製）を用い、１００μのアパチャ
ーチューブで粒径別相対重量分布を測定することにより
求めた。

【００５６】比表面積 粒子の比表面積はＢＥＴ１点法測定装置（フローソーブ
２３００型：島津製作所社製）を用いて測定した。結果
を表２に示す。

【００５７】

【表２】

【００５８】

【トナーＡ〜Ｉの評価】以上のトナーＡ〜Ｉを用いて、
図４に示した一成分現像装置により現像実験を行った。現像装置設定条件 ［トナー担持体（９１）］駆動ローラの外形より０．５
ｍｍ長い内径を有する導電性の円筒状部材。 ［感光体ドラム（１００）］ 有機感光体（ＯＰＣ） トナー担持体との接触圧０.２ｇ／ｍｍ トナー担持体との接触幅２ｍｍ ［トナー規制部材（９２）］ 板バネ部材：先端部にシリコンゴムが一体成形された肉
圧０．１ｍｍのリン青銅板 トナー担持体と接触圧４〜５ｇ／ｍｍで接触している。 ［現像条件］ 表面電位（Ｖｏ） −６００Ｖ 現像バイアス（Ｖ_B） −２５０Ｖ 露光部電位（Ｖi） −８０Ｖ ［トナー層状態］ トナー帯電量（Ｑ） −２０〜−２５μｃ/
ｇ トナー付着量（Ｍ） 〜０.５ｍｇ/ｃｍ²

【００５９】現像 上記の現像装置をミノルタカメラ社製プリンター（８５
ｍｍ／ｓｅｃ）に装着し、耐刷中のカブリ及び文字回り
の飛び散り状態を初期並びに１×１０⁴耐刷後に評価し
た。さらにスリーブ上の粒径分布を測定することによ
り、耐刷時における微粉の発生量を評価した。評価は２
段階で行った。

【００６０】評価基準 カブリ ○：実用上問題のないレベルにあることを示す。 ×：白地部のカブリが肉眼で明らかに判明し、鮮明さに
欠け、実用上支障をきたすことを示す。

【００６１】飛び散り ○：文字回りのトナーの飛び散り状態が肉眼で観察した
際に実用上問題のないことを示す。 ×：文字回りのトナーの飛び散り状態が肉眼で観察した
際に、文字と文字との間の行間に飛び散ったトナー量が
明らかに多く存在し、文字の鮮明さを阻害している状態
のものを示す。

【００６２】微粉の含有率 トナーの粒度分布を測定し、粒度分布においてトナーの
の重量平均粒径の１／２以下の重量粒度分布の割合
（％）として表した。評価は以下の通りである。 ○：１％未満 ×：１％以上 結果を表３に示す。

【００６３】

【表３】

【００６４】

【二成分系現像方法】 トナーＪの製造 成分 重量部 スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート （軟化点１３２℃、ガラス転移温度６０℃） １００ カーボンブラック（ＭＡ＃８：三菱化成社製） ８ 低分子量ポリプロピレン （ビスコール５５０Ｐ：三洋化成工業社製） ５ ニグロシン染料 （ボントロンＮ−０１：オリエント化学工業社製） ２ ４級アンモニウム塩 （Ｐ−５１：オリエント化学工業社製） １

【００６５】上記材料をボールミルで十分混合したの
ち、１４０℃に加熱した３本ロール上で混練した。混練
物を放置冷却後、フェザーミルを用い粗粉砕し、さらに
ジェットミルで微粉砕した。その後風力分級し、平均粒
径８.１μｍのトナーＪを得た。

【００６６】 トナーＫの製造 成分 重量部 スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート （軟化点１３２℃、ガラス転移温度６０℃） １００ カーボンブラック（ＭＡ＃８：三菱化成社製） ８ 低分子量ポリプロピレン （ビスコール５５０Ｐ：三洋化成工業社製） ５ ニグロシン系染料 （ボントロンＮ−０１：オリエント化学工業社製） ５ 上記材料を用い、トナーＪと同様の方法でトナーＫを作
製した。

【００６７】トナーＬおよびトナーＭの製造 上記トナーＪおよびＫを図１の表面改質装置を使用し
て、以下の条件で表面改質を行い、平均粒径８．０μｍ
のトナーＬおよびトナーＭを得た。

【００６８】

【表４】

【００６９】以上のトナーＪ、Ｋ、ＬおよびＭに疎水性
シリカＲ−９７２（日本アエロジル工業社製）をトナー
１００重量部に対して０．２重量部、後処理を施して実
機での評価を行った。

【００７０】 キャリアの製造 キャリアＡ 成分 重量部 ポリエステル樹脂 １００ 無機磁性粉（ＥＰＴ−１００：戸田工業社製） ５００ カーボンブラック（三菱化成社製） ２ 上記材料をヘンシェルミキサーにより十分混合、粉砕
し、次いでシリンダ部１８０℃、シリンダヘッド部１７
０℃に設定した押し出し混練機を用いて溶融混練した。
混練物を冷却、粗粉砕後。ジェットミルで微粉砕し、さ
らに風力分級機を用いて分級し、平均粒径５５μｍの磁
性キャリア（キャリアＡ）を得た。

【００７１】キャリアＢ フェライトキャリアコア（Ｆ−３００：パウダーテック
社製）表面を表面重合被覆法によりポリエチレンコート
することにより平均粒径５０μｍのキャリアＢを得た。

【００７２】

【トナーＪ〜Ｍの表面性状】上記トナーＪ〜Ｍを用いて
トナーＡ〜Ｉと同様にしてトナーの粒径、比表面積を測
定し、Ｄ／ｄ50を求めた。このときトナーの密度は１.
１ｇ/ｍ³であった。結果を表５に示す。

【００７３】

【表５】

【００７４】

【トナーＪ〜Ｍの評価】以上のトナーＪ〜Ｍおよびキャ
リアを用いて、図２に示した二成分現像装置により現像
実験を行った。現像装置設定条件 ［現像スリーブ（５４）］ 直径 ２４．５ｍｍ 回転数 ２００ｒｐｍ 現像バイアス電圧（Ｖｂ） Ｄｃ−２００Ｖ ［トナー供給ローラ（３２）］ 直径 ２０ｍｍ 回転数 ２００ｒｐｍ 回収バイアス電圧（Ｖｓｓ） Ｄｃ−４００Ｖ，Ａｃ
７００Ｖ 交流周波数 ３００Ｈｚ 表面粗さ ４０μｍ 微小凹部表面積 ８０％ ［ギャップ］ 現像ギャップ（Ｄｓ） ０.６ｍｍ 穂高規制ギャップ（Ｄｂ） ０.４５ｍｍ 供給ギャップ（Ｄｓｓ） ０.８ｍｍ ［メタルブレード（３８）］ 厚さ（ｔ） １５０μｍ 圧接力 ０.１ｇ/ｍｍ

【００７５】現像 上記構成の現像装置を、複写機（ＥＰ−４７０Ｚ）に装
着してシステムスピード１３cm/sec.で現像実験を行っ
た。ソリッド面積比（紙送り方向の全長に対する黒ベタ
ソリッド画像の長さの比）５０％の黒ベタ画像をコピー
するときのトナーのコボレ、画像画質の均一性、ムラ、
および白地トナーのカブリ、トナーこぼれを、初期およ
び１０００枚耐刷後に評価した。

【００７６】画質については以下の如くランク付けし
た。 ○：実用上問題ないレベルにあることを示す ×：ソリッド部の黒ベタ均一性に欠け、肉眼で明らかに
画像ムラが認識でき、画質上の問題となり、実用上支障
をきたすことを示す。

【００７７】トナーカブリについては以下の如くランク
付けした。 ○：実用上問題ないレベルにあることを示す。 ×：白地部のカブリが肉視で明らかに判明し、鮮明さに
かけ、実用上支障をきたすことを示す。

【００７８】トナーこぼれについては以下のごとくラン
ク付けした。 ○：実用上問題ないレベルにあることを示す。 ×：現像機開口部および機内周辺にトナーこぼれがあき
らかに認められ、実用上支障をきたすことを示す。結果
を表６に示す。

【００７９】

【表６】

【００８０】

【発明の効果】本発明の条件式［Ｉ］を満たす表面性状
を有するトナーを、トナー担持体表面上へ供給し、規制
部材によって摩擦帯電せしめたトナー薄層を使用する静
電潜像現像現像方法に使用すると、規制部材表面および
／またはトナー担持体表面へのトナーの固着、融着、フ
ィルミングが抑制された結果、長期にわたって安定した
高画質、高信頼性の静電潜像現像が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 トナーの表面改質に使用する表面改質装置の
概略フローシートを示す。

【図２】 本発明のトナーを使用する二成分系現像装置
の概略構成図を示す。

【図３】 本発明のトナーを使用する二成分系現像装置
の概略構成図を示す。

【図４】 本発明のトナーを使用する一成分系現像装置
の概略構成図を示す。

【符号の説明】

１：熱風発生装置、２，１４，１５，１６：導入管、
３，１７：コンプレッサーエアー、４：定量供給器、
５：試料、６：熱風噴射ノズル、７：粉体噴射ノズル、
８：冷却風導入部、９：サイクロン、１０ａ：冷却水
（ｉｎ）、１０ｂ：冷却水（ｏｕｔ）、１１：製品タン
ク、１２：バグフィルター、１３：ブロア、２６：磁石
体、２７：主現像撹拌板、２８：カバー支持部、２９補
助現像撹拌板、３０：スリット、３１：空室、３２：ト
ナー供給ローラ（トナー担持体）、３３：交流電流、３
４：直流電流、３５：隔壁、３６：支軸、３７：圧接ス
プリング、３８：メタルブレード（トナー規制部材）、
３９：シート、４０：空室、４１：トナー戻り防止フィ
ルム、４２：トナー収容槽、４３：撹拌棒、５２：現像
槽、５３：ケーシング、５３ａ：カバー、５４：現像ス
リーブ、６４：ケーシング、６６：現像スリーブ、６
７：磁気ローラ、６８：穂高規制部材、７０：トナー供
給ローラ（トナー担持体）、７１：トナー規制ブレード
（トナー規制部材）、７６，７８：搬送羽根、８３：ケ
ーシング、８９：弾性パッド、９０：現像ローラ、９
１：薄膜部材（トナー担持体）、９２：圧接ブレード
（トナー規制部材）、９４：アジテーター、９６：トナ
ー均しパッド、１００：感光体ドラム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面性状が以下の条件式［Ｉ］： Ｄ／ｄ50≧０．５、ただしＤ＝６／（ρ・Ｓ） ［Ｉ］ ［式中、Ｄはトナーの形状を球と仮定したときの比表面
   積からの換算粒径（μｍ）；ｄ50は粒径別相対重量分布
   の５０％相当粒径（μｍ）；ρは密度（ｇ／ｃｍ³）；
   ＳはＢＥＴ比表面積（ｍ²／ｇ）をそれぞれ表す］を満
   たすことを特徴とする静電潜像現像用トナー。
2. 【請求項２】トナーをトナー担持体表面上に供給し、規
   制部材によって該担持体上に摩擦帯電せしめてトナー薄
   層を形成し、これを用いて静電潜像を現像する装置にお
   いて、請求項１に記載したトナーを使用する静電潛像現
   像方法。