JPH07181732A - トナー及び電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中間転写媒体を有する電子写真装置で、高転
写率が得られるトナー及び電子写真装置を提供すること
を目的とする。 【構成】 感光体に当接する中間転写媒体を有する電子
写真装置において、トナーを機械的衝撃力で球形化処理
を行う構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、感光体に形成したトナ
ー像を一旦中間転写媒体に転写し、その後転写紙に転写
する方式の電子写真装置、例えばカラー電子写真装置に
用いるトナー及び電子写真装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】静電潜像を現像する方式は、カスケード
法、磁気ブラシ法、パウダークラウド法等の天然または
合成の樹脂に着色剤を分散含有させたトナーと呼ばれる
微粉末現像剤を用いる乾式現像法が主流となっている。

【０００３】乾式現像法においては、静電潜像保持体で
ある感光体上に静電潜像を形成した後、これをトナーで
顕像化し、得られたトナー像を転写紙に転写し、続いて
定着することにより、複写物が得られる。また転写紙の
搬送性が直線となるので、葉書、名刺のようなものにも
容易にトナー像の転写が出来るため、顕像化によって得
られたトナー像を一旦中間転写ベルト部材に転写し、そ
の後中間転写ベルト上のトナー像を転写紙に転写し、そ
の後定着する方式も採用されている。

【０００４】またカラー複写機では、感光体を、帯電チ
ャージャーによるコロナ放電で帯電させ、その後各色の
潜像を光信号として感光体に照射し、静電潜像を形成
し、第１色、例えばイエロートナーで現像し、潜像を顕
像化する。

【０００５】その後感光体に、イエロートナーの帯電と
逆極性に帯電され、転写材を当接し、感光体上に形成さ
れたイエロートナー像を転写する。感光体は転写時に残
留したトナーをクリーニングしたのち除電され、第１の
カラートナーの現像、転写を終える。

【０００６】その後マゼンタ、シアン等のトナーに対し
てもイエロートナーと同様な操作を繰り返し、各色のト
ナー像を転写材上で重ね合わせてカラー像を形成する方
法が取られている。そしてこれらの重畳したトナー像は
トナーと逆極性に帯電した転写紙に転写された後、定着
され複写が終了する。

【０００７】このカラー像形成方法としては、単一の感
光体上に順次各色のトナー像を形成し、転写ドラムに巻
き付けた転写材を回転させて繰り返しこの感光体に対向
させ、そこで順次形成される各色のトナー像を重ねて転
写していく転写ドラム方式と、複数の像形成部を並べて
配置し、ベルトで搬送される転写材にそれぞれの像形成
部を通過させて順次各色のトナー像を転写し、カラー像
を重ね合わす連続重ね方式が一般的である。

【０００８】前記の転写ドラム方式を用いたものに、特
開平１−２５２９８２号公報に示されるカラー画像形成
装置がある。図６はこの従来例の全体構成の概要を示す
もので、以下その構成と動作を簡単に説明する。図６に
おいて、１０１は感光体で、これに対向して帯電器１０
２と、現像部１０３と、転写ドラム１０４、クリーナ１
０５が設けられている。現像部１０３は、イエロ色のト
ナー像をつくるためのＹ現像器１０６、マゼンタ色のＭ
現像器１０７、シアン色のＣ現像器１０８、黒色のＢｋ
現像器１０９とで構成され、現像器群全体が回転して各
々の現像器が順次感光体１０１に対向し現像可能の状態
になる。転写ドラム１１２と感光体は動作中は対向しな
がらそれぞれ矢印方向に一定速度で回転している。

【０００９】像形成動作が開始すると感光体１０１が矢
印方向に回転するとともに、その表面が帯電器１０２に
よって一様に帯電される。その後感光体表面には、１色
目のイエロの像を形成するための信号で変調されたレー
ザビーム１１０を照射されて、潜像が形成される。次に
この潜像は最初に感光体に対向しているＹ現像器１０６
により現像され、イエロのトナー像が形成される。感光
体上に形成されたイエロのトナー像が転写ドラム１０４
に対向する位置に移動するまでに、すでに転写ドラム１
０４の外周には給紙部１１１から送られた転写材として
の１枚の用紙が先端を爪部１１２でつかまれて巻き付け
られており、その用紙の所定の位置に感光体上のイエロ
のトナー像が対向して出会うようにタイミングがとられ
ている。

【００１０】感光体上のイエロのトナー像が転写帯電器
１１３の作用により用紙に転写された後、感光体表面は
クリーナ１０５により清掃されて、次色の像形成が準備
される。続いてマゼンタ、シアン、黒のトナー像も同様
に形成されるが、そのとき現像部１０３は色に応じて用
いる各現像器を感光体に対向させて現像可能の状態にす
る。転写ドラムの径は最長の用紙が巻き付けられかつ各
色の像間で現像器の交換が間に合うように充分の大きさ
を持っている。

【００１１】各色の像形成のためのレーザビーム１１０
の照射は、回転につれて感光体上の各色のトナー像と転
写ドラム上の用紙に既に転写されたトナー像とが位置的
に合致されて対向するようにタイミングがとられて実行
される。この様にして４色のトナー像が転写ドラム１０
４上で用紙に重ねて転写されて、用紙上にカラー像が形
成される。全ての色のトナー像が転写された後、用紙は
剥離爪１１４により転写ドラム１０４から剥されて、搬
送部１１５を経て定着器１１６によりトナー像が定着さ
れ、装置外へ排出される。

【００１２】一方、連続転写方式を用いたカラー画像形
成装置の例として、特開平１−２５０９７０号公報があ
る。この従来例では４色の像形成のためにそれぞれが感
光体、光走査手段などを含んだ４つの像形成ステーショ
ンが並び、ベルトに搬送された用紙がそれぞれの感光体
の下部を通過してカラートナー像が重ね合わされる。

【００１３】さらにまた、転写材上に異なる色のトナー
像を重ねてカラー像を形成する他の方法として、感光体
上に順次形成される各色トナー像を中間転写材上に一旦
重ねて、最後にこの中間転写材上のトナー像を一括して
転写紙に移す方法が特開平２−２１２８６７号公報で開
示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、転写ドラム方式では、異なる色のトナー
像の位置を合わせて重ねるために転写ドラムを用いる。
この転写ドラムを感光体に対して同速度で回転させ、さ
らに像の先端のタイミングを合わせることによって、カ
ラー像を形成する場合の各色トナー像の相互位置を合致
させる。しかしながら上記のような構成では、転写ドラ
ムに用紙を巻き付ける必要があるため、転写ドラムの径
が一定の大きさ以上必要であり、またその構造が非常に
複雑で高精度が要求されるため、装置が大がかりで高価
なものとなっていた。また葉書や厚紙など腰の強い用紙
は、転写ドラムに巻き付けることができないため使用で
きなかった。

【００１５】一方、連続転写方式は、色数に対応した像
形成位置を有しており、そこに用紙を次々と通過させれ
ばよいため、このような転写ドラムは不要であるが、こ
の方式では感光体上に潜像を形成するためのレーザ光学
系などの潜像形成手段が色の数に対応して複数個必要で
あり、構造が非常に複雑で高価であった。さらにまた、
像形成位置が複数箇所あるため、各色の像形成部の相対
的な位置ずれ、回転軸の偏心、各部の平行度のずれなど
が直接色ずれに影響し高画質を安定に得ることが困難で
あった。特に潜像形成手段による潜像の各色間の位置合
わせを正確に行う必要があり、特開平１−２５０９７０
号公報にも示されているように、潜像形成手段である像
露光系に相当の工夫と複雑な構成が必要であるという問
題点があった。

【００１６】さらに、中間転写材を用いる特開平２−２
１２８６７号公報の例では、各色のトナー像を同一の感
光体上に形成するために、複数の現像器を単一の感光体
の周辺に配置しなければならず、必然的に感光体の形状
が大きくなり、また感光体が取り扱いにくいベルト形状
になった。また、各現像器をメンテナンス時に交換する
と感光体の特性とのマッチング調整が必要であったり、
感光体の交換時には各現像器との間での位置調整が必要
であったため、各色現像器や感光体のメンテナンスも困
難であった。

【００１７】しかし中間転写方式は、複雑な光学系を必
要としなく、また葉書や厚紙などの腰の強い用紙にも使
用でき、また中間転写ベルトを使用するとフレキシブル
なため、転写ドラム方式、連続転写方式に比べて、装置
自体の小型化を可能に出来るメリットがある。

【００１８】しかし、トナー像は転写時に全て転写され
るのが理想であるが、一部転写残りが生じる。いわゆる
転写効率は１００％でなく、一般的には７５〜８５％程
度である。この転写残りのトナーは感光体クリーニング
の工程でクリーニングブレード等で掻き落とされて廃ト
ナーとなる。

【００１９】中間転写媒体を使用する構成では、トナー
は感光体から中間転写媒体へ、さらに中間転写媒体から
転写紙へと、少なくとも２回以上の転写工程を経ること
になり、通常の１回転写の複写機では、例えば８５％の
転写効率があっても、２回の転写により、転写効率は７
２％にまで低下する。さらに１回転写で７５％の転写効
率であるものは５６％と約半分のトナーが廃トナーとし
てなってしまい、トナーのコストアップや、廃トナーボ
ックスの容積をより大きなものとせねばならず、これで
は装置の小型化が出来ない。

【００２０】また近年地球環境保護が大きな問題となっ
ている。この廃棄される廃トナーが多くなればなるほ
ど、資源の有効活用ができず、地球環境を汚染すること
にもなりかねない。

【００２１】転写効率が低下する要因としては、トナー
形状や顔料、離型剤等の内添剤の影響による逆極性トナ
ーの増加、トナーの低流動性による中抜け、トナーの低
帯電量による転写性の低下等が考えられる。

【００２２】当接した中間転写媒体（例えば転写バイア
スローラを介した中間転写ベルト）を用いた転写方法で
は、文字、ライン等で中抜けするという課題が生じる。

【００２３】これは感光体上のトナーを転写バイアスロ
ーラを介した中間転写ベルトを用いて転写紙に転写する
場合、転写ベルトは感光体に所定の圧力で接している。
このため、文字やライン等ではエッジ現像となってお
り、トナーが多くのり、トナーが集中しているところ
は、トナーのない部分に比べて圧力が高まり、加圧によ
るトナー同士の凝集を起こし、受像紙に転写されない、
いわゆる”中抜け”を起こす。低流動性のトナーに顕著
に現れる。特に高湿高温の環境下でより顕著に現れる。

【００２４】従来、トナーの流動性を高めるために、流
動性付与剤であるシリカ等の外添剤の添加量を増加させ
る手段が取られてきた。しかしシリカ等の外添剤を増量
すると流動性は添加量とともにある程度までは向上する
が、限界がある。またシリカの浮遊物が増加し、例えば
ウレタンを基材としたベルトの中間転写媒体を使用する
とき、このトナー母体から遊離したシリカがベルトに打
ち込まれて傷が発生したり、シリカがベルトに固着する
シリカフィルミングが発生する。

【００２５】またシリカが核となりクリーニングブレー
ドの押圧力で感光体に打ち込まれて傷が発生する。そし
て感光体上にシリカやトナーが固着するフィルミングが
発生する。またシリカの浮遊物がベタ黒画像部に付着し
白点が発生する。

【００２６】このようにシリカ増量によりトナーの流動
性を上げることは弊害が多く発生し、問題の解決にはな
らない。

【００２７】またトナーは気流式粉砕法で製造されると
き、形状が不定型で表面形状が凹凸になっており、摩擦
帯電するとき逆極性トナーが生じ易く、均一な帯電性が
得にくい。

【００２８】感光体上のトナーの転写紙への転写はトナ
ーの帯電電荷と外部から加えられた反対極性の電荷との
引き合いによって行われる。トナーに逆極性トナーが多
いと、転写時には転写されずに残留し、クリーニングで
掻き落とされ、廃トナーとなってしまう。この逆極性ト
ナーは文字周辺部に付着し易い傾向にある。

【００２９】本発明は上記問題点に鑑み、中間転写部の
構成が小型シンプルでメンテナンス性が良く、しかも転
写が安定な中間転写媒体を有する電子写真装置におい
て、高効率の転写率が得られるトナー及び電子写真装置
を提供することにある。

【００３０】また中間転写媒体を有する電子写真装置に
おいて、転写時の中抜けや飛び散りを防止できるトナー
及び電子写真装置を提供することにある。

【００３１】また中間転写媒体を有する電子写真装置に
おいて、中間転写媒体や感光体へのシリカフィルミング
を防止できるトナー及び電子写真装置を提供することに
ある。

【００３２】また高温高湿の環境下でも、高効率の転写
率が得られ、転写時の中抜けや飛び散りを防止でき、逆
極性トナーの発生を抑えるトナー及び電子写真装置を提
供することにある。

【００３３】さらに高流動性と均一な帯電性が得られ、
高画像濃度、低地かぶりの高画質を実現し、安定した画
像が得られるトナー及び電子写真装置を提供することを
目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明のトナー及び電子写真装置は、感光体上に形
成した静電潜像を顕像化したトナー像を、感光体に当接
した中間転写媒体に一旦中間転写した後、この中間転写
された前記中間転写媒体上の前記トナー像を、給紙側か
ら搬送される転写紙に最終転写し、その後前記トナー像
を定着する構成の電子写真装置に用いるトナーであっ
て、前記トナーが少なくとも結着樹脂、着色剤、外添剤
から構成され、少なくとも混練処理、粉砕処理されたト
ナー母体粒子に、球形化処理を施すトナーである。

【００３５】さらに本発明は、トナー母体粒子の球形化
処理が、機械的衝撃力により行われるこ改質処理により
行われるトナーである。

【００３６】さらに本発明は、機械的衝撃力による球形
化が、表面に凹凸を有し高速に回転する円柱上の回転体
と、前記回転体と狭間隙で表面に凹凸を有する固定体と
から構成される球形化装置により行われるトナーであ
る。

【００３７】さらに本発明は、回転体の凸部と、固定体
の凸部との間隙は0.5〜6mmである球形化装置により球形
化が行われるトナーである。

【００３８】また本発明は、感光体上に形成した静電潜
像を顕像化したトナーを、感光体に当接した中間転写媒
体に一旦中間転写した後、この中間転写された前記中間
転写媒体上の前記トナーを、給紙側から搬送される転写
紙に最終転写し、その後前記トナーを定着する構成の電
子写真装置であって、前記トナーが少なくとも結着樹
脂、着色剤、外添剤から構成され、少なくとも混練処
理、粉砕処理されたトナー母体粒子に、球形化処理を施
すトナーを用いる電子写真装置である。

【００３９】さらに本発明は、トナー母体粒子の球形化
処理が、機械的衝撃力により行われるトナーを用いる電
子写真装置である。

【００４０】さらに本発明は、機械的衝撃力による球形
化が、表面に凹凸を有し高速に回転する円柱上の回転体
と、前記回転体と狭間隙で表面に凹凸を有する固定体と
から構成される球形化装置により行われるトナーを用い
る電子写真装置である。

【００４１】さらに本発明は、回転体の凸部と、固定体
の凸部との間隙は0.5〜6mmである球形化装置により球形
化が行われるトナーを用いる電子写真装置である。

【００４２】

【作用】本発明に係る電子写真装置をカラー電子写真装
置を例にとり、図３に従って複写プロセスとの関連に於
いて詳細に説明する。

【００４３】１はカラー電子写真プリンタの外装筐であ
り、図面右端面側が前面である。１Ａはプリンタ前面板
であり、該前面板はプリンタ外装筐１に対して下辺側の
ヒンジ軸１Ｂを中心に点線表示のように倒し開き操作、
実線表示のように起こし閉じ操作自由である。プリンタ
内に対する中間転写ベルトユニット２の着脱操作や紙詰
まり時などのプリンタ内部点検保守等は前面板１Ａを倒
し開いてプリンタ内部を大きく解放することにより行わ
れる。この中間転写ベルトユニット２の着脱動作は、感
光体の回転軸母線方向に対し垂直方向になるように設計
されている。

【００４４】中間転写ベルトユニット２の構成を図４に
示す。中間転写ベルトユニット２はユニットハウジング
２ａに、転写ベルト３、導電性弾性体よりなる第１転写
ローラ４、アルミニウムローラよりなる第２転写ローラ
５、転写ベルトの張力を調整するテンションローラ６、
転写ベルト上に残ったトナー像をクリーニングするベル
トクリーナローラ７、クリーナローラ７上に回収したト
ナーをかきおとすスクレーパ８、回収したトナーを溜お
く廃トナー溜め９ａおよび９ｂ、転写ベルトの位置を検
出する位置検出器１０を内包している。この中間転写ベ
ルトユニット２は、図１においてプリンタ前面板１Ａを
点線のように倒し開いてプリンタ外装筐１内の所定の収
納部に対して着脱自在である。

【００４５】中間転写ベルト３は、厚さ１００μｍのエ
ンドレスベルト状の半導電性のウレタンを基材としたフ
ィルムよりなり、周囲に１０⁷Ωcmの抵抗を有するよう
に低抵抗処理をしたウレタンフォームを成形した第１転
写ローラ４、第２転写ローラ５およびテンションローラ
６に巻回し、矢印方向に移動可能に構成される。ここ
で、転写ベルトの周長は、最大用紙サイズであるＡ４用
紙の長手方向の長さ（２９８ｍｍ）に、後述する感光体
ドラム（直径３０ｍｍ）の周長の半分より若干長い長さ
（６２ｍｍ）を足した３６０ｍｍに設定している。

【００４６】中間転写ベルトユニット２がプリンタ本体
に装着されたときには、第１転写ローラ４は、中間転写
ベルト３を介して感光体１１（図３に図示）に約１．０
ｋｇの力で圧接され、また、第２転写ローラ５は、中間
転写ベルト３を介して上記の第１転写ローラ４と同様の
構成の第３転写ローラ１２（図３に図示）に圧接され
る。この第３転写ローラは中間転写ベルト３に従動回転
可能に構成している。

【００４７】クリーナローラ７は、中間転写ベルト３を
清掃するベルトクリーナ部のローラである。これは、金
属性のローラにトナーを静電的に吸引する交流電圧を印
加する構成である。なお、このクリーナローラ７はゴム
ブレードや電圧を印加した導電性ファーブラシであって
もよい。

【００４８】再び、図３に戻る。プリンタ中央には黒、
シアン、マゼンタ、イエロの各色用の４組の扇型をした
像形成ユニット１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃが像
形成ユニット群１８を構成し、図のように円環状に配置
されている。各像形成ユニットは、図１のプリンタ上面
板１Ｃをヒンジ軸１Ｄを中心に開いて像形成ユニット群
１８の所定の位置に着脱自在である。像形成ユニット１
７はプリンタ内に正規に装着されることにより、像形成
ユニット側とプリンタ側の両者側の機械的駆動系統・電
気回路系統が相互カップリング部材（不図示）を介して
結合して機械的・電気的に一体化する。

【００４９】円環状に配置されている像形成ユニット１
７Ｂｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは支持体（図示せず）
に支持されており、全体として移動手段である移動モー
タ１９に駆動され、固定されて回転しない円筒状の軸２
０の周りに回転移動可能に構成されている。各像形成ユ
ニットは、回転移動によって順次前述の中間転写ベルト
３を支持する第２転写ローラ４に対向した像形成位置２
１に位置することができる。像形成位置２１は信号光２
２による露光位置でもある。

【００５０】各像形成ユニットは、中に入れた現像剤を
除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化
するため黒用の像形成ユニット１７Ｂｋについて説明
し、他色については省略する。なお、各色用について、
同じ部分には同じ符号を付し、各色の構成の区別をつけ
る必要がある場合は、符号に各色を示す文字を付す。図
５に黒用像形成ユニット１７Ｂｋを詳細に示す。

【００５１】この説明では、通常の電子写真法に用いる
現像法であればいかなるものでもよいことは言うまでも
ない。

【００５２】図５において、１１はフタロシアニンをポ
リカーボネート系バインダ樹脂に分散した有機感光体、
２３は感光体１１と同軸で固定された回転しない磁石、
２４は感光体をマイナスに帯電する帯電ローラ、２２は
レーザビーム信号光、２５はレーザビームが像形成ユニ
ットに進入する露光窓、２６は現像剤ホッパである。現
像剤ホッパ２６内には、表面をシリコーン樹脂でコート
した粒径５０μｍのフェライトキャリヤ２７Ｂｋと本発
明の結着樹脂に黒顔料を分散した黒トナー２８Ｂｋを混
合した２成分現像剤２９Ｂｋをいれ、磁石２３の磁力に
より感光体１１表面に付着させる。３０はアルミニウム
製の回転可能な回収電極ローラ、３１はその内部に同軸
で固定された回転しない磁石、３２は回収電極ローラ上
のトナーをかきおとすポリフェニレンサルファイド製の
スクレーパ、３３は回収電極ローラに電圧を印加する交
流高圧電源である。３４は転写後の感光体表面に残った
トナーを清掃するクリーナである。感光体１１の直径は
３０ｍｍで、周速６０mm/sで矢印方向に回転させ、回収
電極ローラ３０は直径１６ｍｍで、同じく周速６０mm／
sで矢印方向に回転させた。

【００５３】再び図３に戻り説明する。３５はプリンタ
外装筐１内の下側に配設したレーザビームスキャナ部で
あり、半導体レーザ、スキャナモータ３５ａ、ポリゴン
ミラー３５ｂ、レンズ系３５ｃ等から構成されている。
該スキャナ部３５からの画像情報の時系列電気画素信号
に対応した画素レーザ信号光２２は図２の像形成ユニッ
ト１７Ｂｋと１７Ｙの間に構成された光路窓口３６を通
って、軸２０の一部に開けられた窓３７を通して軸２０
内の固定されたミラー３８に入射し、反射されて像形成
位置２１にある像形成ユニット１７Ｂｋの露光窓２５か
ら像形成ユニット１７Ｂｋ内にほぼ水平に進入し、像形
成ユニット内に上下に配設されている現像剤溜め２６と
クリーナ３４との間の通路を通って感光体ドラム１１の
左側面の露光部に入射し母線方向に走査露光される。

【００５４】ここで光路窓口３６からミラー３８までの
光路は両隣の像形成ユニット１７Ｂｋと１７Ｙとのユニ
ット間の隙間を利用しているため、像形成ユニット群１
８には無駄になる空間がほとんど無い。また、ミラー３
８は像形成ユニット群１８の中央部に設けられているた
め、固定された単一のミラーで構成することができ、シ
ンプルでかつ位置合わせ等が容易な構成である。

【００５５】１２はプリンタ前面板１Ａの内側で給送ロ
ーラ３９の上方に配設した第３転写ローラであり、中間
転写ベルト３と第３転写ローラ１２との圧接されたニッ
プ部には、プリンタ前面板１Ａの下部に設けた紙給送ロ
ーラ３９により用紙が送られてくるように用紙搬送路が
形成されている。

【００５６】４０はプリンタ前面板１Ａの下辺側に外方
に突出させて設けた給紙カセットであり、複数の紙Ｓを
同時にセットできる。４１ａと４１ｂとは紙搬送タイミ
ングローラ、４２ａ・４２ｂはプリンタの内側上部に設
けた定着ローラ対、４３は第３転写ローラ１２と定着ロ
ーラ対４２ａ・４２ｂ間に設けた紙ガイド板、４４ａ・
４４ｂは定着ローラ対４２ａ・４２ｂの紙出口側に配設
した紙排出ローラ対、４５は定着ローラ４２ａに供給す
るシリコーンオイル４６を溜める定着オイル溜め、４７
はシリコンオイル４６を定着ローラ４２ａに塗布するオ
イル供給ローラである。以上が本発明の電子写真装置の
主要構成の説明である。

【００５７】本発明の電子写真装置では、各像形成ユニ
ット、中間転写ベルトユニットには、廃トナー溜めを設
けている。本発明のトナーを用いれば高効率の転写率の
ため、ほとんど廃トナーは生じないため、その容積は非
常に小さくできる。

【００５８】次に本発明に係るトナーについて説明す
る。トナーは以下の方法で製造される。

【００５９】トナーは混合、混練、粉砕、外添処理、必
要に応じて分級処理される。混合処理は結着樹脂、着色
剤、その他必要に応じて添加される電荷制御剤、離型剤
等の内添剤を撹拌羽根を具備したミキサー等により均一
混合する処理で、公知の処理方法が用いられる。

【００６０】混練処理では混合処理された材料を加熱し
て、せん断力により結着樹脂に内添剤を分散させる。こ
のときの混練としては公知の加熱混練機を用いて行なう
ことが出来る。加熱混練機としては、三本ロール型、一
軸スクリュウー型、二軸スクリュウー型、ハ゛ンハ゛リーミキサー
型等の混練物を加熱してせん断力をかけて練る装置を使
用することが出来る。混練処理によって得られた塊をカ
ッターミル等で粗粉砕する。

【００６１】粉砕処理ではジェットミル粉砕機等により
細かく砕く。更に必要に応じて分級処理では気流式分級
機で微粉粒子をカットして、所望の粒度分布が得られ
る。

【００６２】本発明に係るトナーは粉砕処理、または必
要に応じて分級処理されたトナー母体粒子に球形化処理
を施す。

【００６３】本発明に係るトナーを機械的衝撃力により
球形化する装置としては、奈良機械製作所製のハイブリ
タイゼーションシステム、ホソカワミクロン社製のメカ
ノフージョンシステム、川崎重工業社製のクリプトロン
システム等がある。

【００６４】特にクリプトロンシステムによる球形化が
好ましい。これは機械的衝撃力による球形化が、表面に
凹凸を有し高速に回転する円柱上の回転体と、前記回転
体と狭間隙で表面に凹凸を有する固定体とから構成され
る装置で、回転体の凸部と、固定体の凸部との間隙を0.
5〜6mmにする事により粉砕効率と球形化作用をより高め
ることができる。0.5mm以下であると粒子と回転体、固
定体との接触が著しく増大するので、摩擦熱の発生が著
しくなり、上記の先端部との焼着き現象を起こし、安全
運転が損なわれる頻度が増大する。6mm以上だと、高速
気流の激しい流動を発生させることができず、充分な球
形化が得られない。

【００６５】この方式で行うと粉砕と同時に球形化処理
を施すことが可能であるため、製造工程が短縮できるメ
リットが大きい。

【００６６】この方式により、トナーは粒子の角がきれ
いに取られ球形化されるため、流動性は飛躍的に向上す
る。

【００６７】本発明に係るトナーは表面改質処理によっ
て得られたトナー微粉末に外添剤が外添処理される。外
添処理はミキサー等の公知の撹拌方法が用いられる。

【００６８】トナーの流動性が低いとベタ画像部にムラ
が発生したり、摩擦帯電性が低下し、逆極性トナーが増
加し、感光体の非画像部にトナーが強く付着し除去でき
ず、地カブリとなって画像を劣化させるし、また転写効
率が低下する。外添剤シリカを増量してトナーの流動性
を上げると、摩擦帯電が均一化し、地カブリの減少と、
画像濃度の増加、ベタ黒画像部のムラが解消される傾向
にある。しかし感光体へのシリカやトナーのフィルミン
グや、シリカ凝集物のベタ黒画像部への白点付着等の課
題が発生する。

【００６９】従来のジェットミル等で微粉砕されたトナ
ーは、高速のエアーに粗粉砕されたトナー魂を衝突板に
ぶつけて粉砕されているため、形状は不定型である。

【００７０】しかし本発明に係るトナーでは、トナー表
面上の凹凸が球形化により除去されるため、粉体流動性
が飛躍的に向上する。そのため、摩擦帯電により均一な
高帯電性が得られ、逆極性トナーの発生を防ぐことが可
能になる。

【００７１】そのため、少量のシリカの添加量で高流動
性が得られ、浮遊シリカの発生が抑えられ、ベタ黒画像
部へのシリカの白点や、中間転写ベルトや感光体へのシ
リカ、トナーフィルミングの発生が抑えられる。また低
流動性のトナーで見られるベタ黒画像部のムラの発生が
抑えられ、均一な転写性が得られ、さらに逆極性トナー
の発生を低く抑えられるため、転写効率が向上する要因
となる。

【００７２】さらに転写時において、特に高温高湿時、
文字やライン等のトナーが集中しているところで、所定
の押圧力で転写しても、トナーの高流動性のため、トナ
ー同士の凝集が起きにくく、中抜けのない鮮明な画像が
得られる。

【００７３】本発明に係るトナーの結着樹脂はビニル系
単量体を重合または共重合したビニル系重合体である。
この結着樹脂を構成する単量体のスチレンとしては例え
ばスチレン、α−メチルスチレン、P−クロルスチレン
等のスチレン及びその置換体、アクリル酸アルキルエス
テルとしては、例えばアクリル酸、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデ
シル、アクリル酸オクチル、アクリル酸イソブチル、ア
クリル酸ヘキシル、メタクリル酸アルキルエステルとし
ては、例えばメタクリル酸メチル、メタクリル酸エチ
ル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、メタ
クリル酸イソブチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリ
ル酸ヘキシル、などの二重結合を有するモノカルボン酸
及びその置換体等がある。

【００７４】またこれらの共重合体の製造方法として塊
状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重
合法が採用される。

【００７５】本発明に係るトナーに使用する共重合体
は、スチレン系成分を好ましくは５０−９５重量％成分
として含むものである。スチレンの割合が５０重量％未
満であると、トナーの溶融特性が劣り、定着性が不十分
になるし、粉砕性が悪化する。

【００７６】本発明に係るトナーは前記のごとき結着樹
脂を主要成分としているが、このような樹脂以外に必要
に応じて他の公知の重合体あるいは共重合体を使用する
こともできる。例えばポリエステル系樹脂、エポキシ系
樹脂、ポリウレタン系樹脂等がある。

【００７７】本発明に係るトナーには外添剤として疎水
性シリカを添加する。シリカの添加量はトナー１００重
量部に対して０．１〜２．０重量部が好ましい。トナー
同士の凝集を防ぐために０．１重量部以上の添加量が必
要で、２．０重量部以上だと浮遊シリカが増加する。

【００７８】疎水性シリカは四塩化ケイ素を処理して得
られる親水性シリカをさらに表面処理して疎水性シリカ
が得られるわけであるが、処理剤としてマイナス帯電
性、疎水性を考慮したジメチルジクロロシラン、ヘキサ
メチレンジシラザン、ジメチルポリシロキサン等の公知
の処理剤が疎水性、マイナス帯電性に有効な材料であ
る。

【００７９】本発明では外添剤に疎水性シリカを用いた
が、必要に応じて他の公知の無機微粉末、有機微粉末の
外添剤を用いてもよい。外添剤の好ましい材料としては
チタニア、アルミナ、ジルコニア等公知の無機微粉末材
料が使用される。

【００８０】また本発明に係るトナーには必要に応じて
着色・電荷制御の目的で適当な顔料または染料が配合さ
れる。そのような顔料または染料としてはカーボンブラ
ック、鉄黒、グラファイト、ニグロシン、アゾ染料の金
属錯体、フタロシアニンブルー、セルコオイルブルー、
デュポンオイルレッド、アニリンブルー、ベンジジンイ
エロー、ローズベンガルやこれら等の混合物があり、電
荷量、着色に必要な量が配合される。

【００８１】さらに本発明に係るトナーは必要に応じて
ＷＡＸ等の離型剤が更に配合される。更に必要に応じて
他の種類の添加剤を配合せしめることができる。例えば
酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、タングステンカー
バイド等の研磨剤である。有機材料の微粉末も流動性補
助剤、帯電補助剤、クリーニング補助剤等の目的で必要
に応じて添加される。

【００８２】さらに本発明に係るトナーはブラックトナ
ーの場合、必要に応じて磁性体が配合される。磁性粉と
しては鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、等の金属粉
末や鉄、マンガン、ニッケル、コバルト、亜鉛等のフェ
ライト等がある。

【００８３】上記した構成により、中間転写媒体を有す
る電子写真装置で、転写時のトナーの中抜けや飛び散り
を防止でき、さらに高効率の転写率を得ることが可能に
なる。

【００８４】さらに高流動性と均一な帯電性のトナーが
得られ、高画像濃度、低地かぶりの高画質が実現でき、
またトナーの長寿命化が図られ、安定した画像を得るこ
とが可能となる。

【００８５】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例のトナー及び電子写
真装置について図３を参照しながら説明する。本発明は
これに限定されるものではない。

【００８６】まず図５を用いて像形成ユニットの動作を
説明する。感光体１１を帯電ローラ２４で、−５００Ｖ
に帯電させた。この感光体１１にレーザビーム走査光２
２を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体の露光
電位は−１００Ｖであった。この感光体１１表面上に、
２成分現像剤２９Ｂｋを現像剤ホッパ２６内で磁力によ
り付着させた。次に感光体１１表面を回収電極ローラ３
０の前を通過させた。感光体１１の未帯電域の通過時に
は、電極ローラ３０には交流高圧電源３３により、＋１
００Ｖの直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツ
ー・ピーク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数３ｋＨｚの
矩型波）を印加した。その後、−５００Ｖに帯電し静電
潜像が書き込まれた感光体１１表面の通過時には、電極
ローラ３０には交流高圧電源３３により、−３００Ｖの
直流電圧を重畳した７５０Ｖ0-p（ピーク・ツー・ピー
ク１．５ｋＶ）の交流電圧（周波数３ｋＨｚの矩型波）
を印加した。すると、感光体１１上の現像剤と非画像部
分に付着したトナーは電極ローラ３０に回収され、感光
体１１上には画像部にのみネガポジ反転したトナー像が
残った。矢印方向に回転する電極ローラ３０に付着した
現像剤とトナーは、スクレーパ３２によってかきとり、
再び現像剤ホッパ２６内に戻し次の像形成に用いた。こ
うして感光体１１上には黒色のトナー像が得られた。黒
色以外の他の現像器１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙについても
同様の動作を行った。

【００８７】次に図３の装置のカラー像形成時の動作を
説明する。最初、像形成ユニット群１８は図３に示す位
置にあり、黒の像形成ユニット１７Ｂｋが図示のように
像形成位置２１にある。このとき感光体１１は中間転写
ベルト３を介して第１転写ローラ４に対向接触してい
る。

【００８８】先に説明した像形成ユニットの像形成工程
により、レーザ露光装置３５により黒の信号光が像形成
ユニット１７Ｂｋに入力され、黒トナーによる像形成が
行われる。この時像形成ユニット１７Ｂｋの像形成の速
度（感光体の周速に等しい６０ｍｍ／ｓ）と中間転写ベ
ルト３の移動速度は同一になるように設定されており、
像形成と同時に第１転写ローラ４の作用で、黒トナー像
が中間転写ベルト３に転写される。このとき第１転写ロ
ーラには＋１ｋＶの直流電圧を印加した。黒のトナー像
がすべて転写し終わった直後に、像形成ユニット１７Ｂ
ｋ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙは像形成ユニット群１８と
して全体が移動モータ１９に駆動されて図３の矢印方向
に回転移動し、ちょうど９０度回転して像形成ユニット
１７Ｃが像形成位置２１に達した位置で止まる。この
間、像形成ユニットの感光体以外のトナーホッパ２６や
クリーナ３４の部分は感光体１１先端の回転円弧より内
側に位置しているので、中間転写ベルト３が像形成ユニ
ットに接触することはない。

【００８９】像形成ユニット１７Ｃが像形成位置２１に
到着後、前と同様に今度はシアンの信号でレーザ露光装
置３５が像形成ユニット１７Ｃに信号光を入力しシアン
のトナー像の形成と転写が行われる。このときまでに中
間転写ベルト３は一回転し、前に転写された黒のトナー
像に次のシアンのトナー像が位置的に合致するように、
シアンの信号光の書き込みタイミングが制御される。こ
の間、第３転写ローラ１２とクリーナローラ７とは中間
転写ベルト３から少し離れており、転写ベルト上のトナ
ー像を乱さないように構成されている。

【００９０】以上と同様の動作を、マゼンタ、イエロに
ついても行い、中間転写ベルト３上には４色のトナー像
が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成され
た。最後のイエロトナー像の転写後、４色のトナー像は
タイミングを合わせて給紙カセット４０から送られる用
紙に、第３転写ローラ１２の作用で一括転写された。こ
のとき第２転写ローラ５は接地し、第３転写ローラ１２
には＋１．５ｋＶの直流電圧を印加した。用紙に転写さ
れたトナー像は定着ローラ対４２ａ・４２ｂにより定着
された。用紙はその後排出ローラ対４４ａ・４４ｂを経
て装置外に排出された。中間転写ベルト３上に残った転
写残りのトナーは、クリーナローラ７の作用で清掃され
次の像形成に備えた。

【００９１】次に単色モード時の動作を説明する。単色
モード時は、まず所定の色の像形成ユニットが像形成位
置に移動する。次に前と同様に所定の色の像形成と中間
転写ベルト３への転写を行い、今度は転写後そのまま続
けて、次の第３転写ローラ１２により給紙カセット４０
から送られてくる用紙に転写をし、そのまま定着した。

【００９２】以上が実施例の構成と動作の説明である。
なお以上の実施例では、像形成ユニットの構造として特
定のものを用いたが、他にコンベンショナルな現像法を
用いた構造の像形成ユニットの場合でも、本発明の本質
と作用効果は変わることがない。

【００９３】次に（表１）に本発明のトナーＡの材料組
成の一実施例を黒トナーを例にとり示す。

【００９４】

【表１】

【００９５】本発明のトナーの製造について説明する。
（表１）に示した混合物をヘンシェルミキサーＦＭ２０
Ｂ（三井三池社製）にて混合する。その混合物を二軸混
練押出機ＰＣＭ３０（池貝鉄工社製）にて加熱混練す
る。混練物を図２に示した球形化装置により、体積平均
粒径７．３μｍ位の粒子に粉砕し、球形化を行った。そ
の後気流分級機ＤＳ２型（日本ニューマティック工業社
製）にて微粉をカットする。以上の処理により 平均粒
径８μｍの粒子が得られた。その後無機微粉末の疎水性
シリカをヘンシェルミキサーＦＭ２０Ｂ（三井三池社
製）にて混合し外添処理した。

【００９６】図１に本発明のトナーの断面図を示す。２
０１は結着樹脂、２０２は着色剤、２０３は電荷制御
剤、２０４は離型剤、２０５は外添剤シリカである。

【００９７】図２に示した本発明のトナーの球形化装置
の一実施例について説明する。混練物を粗粉砕した原料
２２２は定量供給機２２１から投入され、冷却エアー２
２３により、球形化処理部２２４に送られる。原料２２
２は入口２２５から投入され、高速に回転する回転体２
２６と、この回転体２２６と狭ギャップの間隙で位置し
ている固定体２２７との空間に運ばれ、高速に回転する
回転体と固定体の間に発生する高速気流の流動に伴っ
て、原料粒子相互が強力な衝突により粉砕されながら球
形化される。球形化された粒子２２８は排出口２２９か
ら出て、粗粉分級機２３０に送られ、粗い粒子は再度エ
アー２２３により、入口２２５に送られる。製品はサイ
クロン２３１に送られ、補集容器２３２に回収される。
このとき回転体の周速は１３０ｍ／ｓｅｃ、回転体と固
定体の間隙は２ｍｍ、原料供給量は５ｋｇ／ｈで行っ
た。本発明のトナーＡの物性値を（表２）に示す。

【００９８】

【表２】

【００９９】比較例として従来の球形化処理を施さない
トナーＢの物性値も記載した。流動性は静嵩密度で定義
した。測定はホソカワミクロン社製パウダーテスタを使
用した。帯電量はブローオフ法で測定した。測定条件は
ノンコートフェライトキャリアとトナー濃度１０％で混
合し、１００ｍｌのポリエチレンボトルに入れ、回転数
６０ｒｐｍで１０ｍｉｎ間撹拌した。

【０１００】トナーＡが明らかに高流動性、高帯電性を
示していることがわかる。そして、図３に示した電子写
真装置を用いて、本発明の表面改質処理を施したトナー
Ａで複写テストを行った。画像濃度を反射濃度計（マク
ベス社）で測定し、評価を行なった。その結果、横線の
乱れやトナーの飛び散り、文字の中抜けなどがなく、画
像濃度１．３以上の高濃度の画像が得られた。またベタ
画像が均一で濃度が１．３の１６本／ｍｍの画線をも再
現した極めて高解像度高画質の画像が得られた。非画像
部の地かぶりは発生していない。また像形成ユニットか
ら中間転写ベルトへの転写効率は９８％、中間転写ベル
トから転写紙への転写効率は９７％に達し、高効率の転
写性が得られた。

【０１０１】（比較例１）粉砕をジェットミル粉砕機Ｉ
ＤＳ２型（日本ニューマティック工業社製）にて行い、
球形化を施さない以外は、実施例１と同様の組成、処方
でトナーＢを試作した。

【０１０２】トナーＢが（表２）から低流動性、低帯電
量を示していることがわかる。実施例１に示した図３の
電子写真装置を用いて、トナーＢで複写テストを行っ
た。画像濃度を反射濃度計（マクベス社）で測定し、評
価を行なった。その結果、トナーの飛び散りが多く、文
字の中抜けが発生しており、ベタ黒画像にムラが発生
し、低画像濃度で、地かぶりが多く実用的な画像は得ら
れなかった。また像形成ユニットから中間転写ベルトへ
の転写効率は７８％、中間転写ベルトから転写紙への転
写効率は７５％と、廃トナーの多い結果となった。

【０１０３】

【発明の効果】以上のように本発明は、中間転写部の構
成が小型シンプルでメンテナンス性が良く、しかも転写
が安定な中間転写媒体を有する電子写真装置において、
トナーに球形化処理を施すことにより、高流動性と均一
な帯電性を有するトナーが得られ、高濃度、低地かぶり
の高画質を実現し、転写時の中抜けや飛び散りがなく、
高効率の転写率が得られるトナー及び電子写真装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナーの概略図

【図２】本発明の実施例のトナーの球形化装置の主要部
を示す概略図

【図３】本発明の実施例に示す中間転写ベルトユニット
を用いたカラー電子写真装置の構成図

【図４】本発明の実施例に示す中間転写ベルトユニット
の構成図

【図５】本発明の実施例に示すカラー電子写真装置に用
いられる像形成ユニットの構成を示す構成図

【図６】従来のカラー電子写真装置の構成図

【符号の説明】

２ 中間転写ベルトユニット ３ 中間転写ベルト ４ 第１転写ローラ ５ 第２転写ローラ ６ テンションローラ １１ 感光体 １２ 第３転写ローラ １５ バネ １６ コロ １７Ｂｋ・１７Ｃ・１７Ｍ・１７Ｙ 像形成ユニット １８ 像形成ユニット群 ２１ 像形成位置 ２２ レーザ信号光 ３５ レーザ露光装置 ３８ ミラー ２０１ 結着樹脂 ２０２ 着色剤 ２０４ 離型剤 ２０５ 疎水性シリカ ２２１ 定量供給機 ２２３ 冷却エアー ２２６ 回転体 ２２７ 固定体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/01 １１４ Ａ 15/16 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３６１ ３７１

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体上に形成した静電潜像を顕像化した
   トナー像を、感光体に当接した中間転写媒体に一旦中間
   転写した後、この中間転写された前記中間転写媒体上の
   前記トナー像を、給紙側から搬送される転写紙に最終転
   写し、その後前記トナー像を定着する構成の電子写真装
   置に用いるトナーであって、 前記トナーが少なくとも結着樹脂、着色剤、外添剤から
   構成され、少なくとも混練処理、粉砕処理されたトナー
   母体粒子に、球形化処理を施すことを特徴とするトナ
   ー。
2. 【請求項２】トナー母体粒子の球形化処理が、機械的衝
   撃力により行われることを特徴とする請求項１記載のト
   ナー。
3. 【請求項３】機械的衝撃力による球形化が、表面に凹凸
   を有し高速に回転する円柱上の回転体と、前記回転体と
   狭間隙で表面に凹凸を有する固定体とから構成される球
   形化装置により行われることを特徴とする請求項１また
   は２記載のトナー。
4. 【請求項４】回転体の凸部と、固定体の凸部との間隙は
   0.5〜6mmである球形化装置により球形化が行われること
   を特徴とする請求項１、２または３記載のトナー。
5. 【請求項５】感光体上に形成した静電潜像を顕像化した
   トナーを、感光体に当接した中間転写媒体に一旦中間転
   写した後、この中間転写された前記中間転写媒体上の前
   記トナーを、給紙側から搬送される転写紙に最終転写
   し、その後前記トナーを定着する構成の電子写真装置で
   あって、 前記トナーが少なくとも結着樹脂、着色剤、外添剤から
   構成され、少なくとも混練処理、粉砕処理されたトナー
   母体粒子に、球形化処理を施すトナーを用いることを特
   徴とする電子写真装置。
6. 【請求項６】トナー母体粒子の球形化処理が、機械的衝
   撃力により行われるトナーを用いることを特徴とする請
   求項５記載の電子写真装置。
7. 【請求項７】機械的衝撃力による球形化が、表面に凹凸
   を有し高速に回転する円柱上の回転体と、前記回転体と
   狭間隙で表面に凹凸を有する固定体とから構成される球
   形化装置により行われるトナーを用いることを特徴とす
   る請求項５または６記載の電子写真装置。
8. 【請求項８】回転体の凸部と、固定体の凸部との間隙は
   0.5〜6mmである球形化装置により球形化が行われるトナ
   ーを用いることを特徴とする請求項５、６または７記載
   の電子写真装置。