JPH07261449A - トナー及び該トナーを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、良好な現像性，耐久性，定着性等
の総合物性を考慮したトナーを提供する。 【構成】 本発明のトナーは、電解液中に懸濁したトナ
ー粒子が細孔管の細孔通過の際に生じる前記トナー粒子
の体積に応じた電気抵抗の変動を利用する粒度計からの
体積分布から算出された平均粒径（Ａ）と、レーザ光を
トナー粒子に照射したときに生じる光の散乱及び回析パ
ターンを利用する粒度計からの体積分布から算出された
平均粒径（Ｂ）との間に、Ｂ／Ａ＝１．１乃至１．５を
満足する粒度分布を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分】本発明は電子写真用のトナー及び該
トナーを用いた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置を構成する電子写真装置ま
たは静電記録装置において、感光体もしくは誘電体など
から静電像保持体上に形成された静電潜像を可視像化す
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とトナーを
用いる１成分現像法などが広く用いられている。

【０００３】これら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２，２９７，６９１号明細
書、特公昭４２−２３９１０号公報（米国特許第３，６
６６，３６３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３，１５
２，０１２号明細書、特公昭４１−９４７５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。

【０００４】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。

【０００５】(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。

【０００６】(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。

【０００７】(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しやすくなるなどの
不具合が発生しやすい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記課題を
解決するためになされたもので、良好な現像性，耐久
性，定着性等の総合物性を考慮したトナー及び該トナー
を用い画像品質の優れた安定した画像を形成できる画像
形成装置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】請求項１記載のトナー
は、電解液中に懸濁したトナー粒子が細孔管の細孔通過
の際に生じる前記トナー粒子の体積に応じた電気抵抗の
変動を利用する粒度計からの体積分布から算出された平
均粒径（Ａ）と、レーザ光をトナー粒子に照射したとき
に生じる光の散乱及び回析パターンを利用する粒度計か
らの体積分布から算出された平均粒径（Ｂ）とが、所定
の関係を満足する粒度分布を有するものである。

【００１１】請求項２記載のトナーは、電解液中に懸濁
したトナー粒子が細孔管の細孔通過の際に生じる前記ト
ナー粒子の体積に応じた電気抵抗の変動を利用する粒度
計からの体積分布から算出された平均粒径（Ａ）と、レ
ーザ光をトナー粒子に照射したときに生じる光の散乱及
び回析パターンを利用する粒度計からの体積分布から算
出された平均粒径（Ｂ）との間に、Ｂ／Ａ＝１．１乃至
１．５を満足する粒度分布を有するものである。

【００１２】請求項３記載の画像形成装置は、原稿画像
に応じた潜像が外周面に形成される感光体と、この感光
体の外周面に、電解液中に懸濁したトナー粒子が細孔管
の細孔通過の際に生じる前記トナー粒子の体積に応じた
電気抵抗の変動を利用する粒度計からの体積分布から算
出された平均粒径（Ａ）と、レーザ光をトナー粒子に照
射したときに生じる光の散乱及び回析パターンを利用す
る粒度計からの体積分布から算出された平均粒径（Ｂ）
との間に、Ｂ／Ａ＝１．１乃至１．５を満足する粒度分
布を有するトナーを含む現像剤を供給して前記潜像を顕
像化させる現像手段と、この顕像化した画像を画像形成
媒体上に転写する転写手段と、画像形成媒体上に転写さ
れた画像を定着する定着手段とを有するものである。

【００１３】

【作用】請求項１記載のトナーによれば、前記２種の粒
度計からの体積分布から算出された平均粒径Ａ，Ｂの比
を所定の関係、即ち、Ｂ／Ａ＝１．１乃至１．５とした
ものである。

【００１４】平均粒径Ａ，Ｂの比が、Ｂ／Ａが１という
のは、上記２つの測定法による測定値が一致することで
あり、トナーの形状は球形であることを意味する。

【００１５】Ｂ／Ａが１．１以下の場合、トナー粒子の
形状はほぼ球形であることを意味し、１．５以上では、
トナー粒子の形状は極めて不定形、特に楕円球に近い形
状であることを意味する。

【００１６】Ｂ／Ａが１．１以下の場合、トナー粒子の
形状はほぼ球形となり、理論的には望ましいとされてい
たが、実際には不定形粒子に比べて表面積が減少し、摩
擦帯電能力が低下する。すなわち、画像のボケ，カブリ
などの汚染がある。また、定着時にも紙の繊維への溶融
付着が不十分になり、定着が低下するので好ましくな
い。さらに、球形であるために粒子のころがり特性が良
くなり過ぎるために、ドラム上に転写後に残された転写
残りトナーをゴム製のブレードなどをドラムに当接させ
てクリーニングする際にブレードとドラムの間をすりぬ
けてしまい、クリーニング不十分になるとともに、長時
間のランニングを行うと、ドラム上にトナー粒子がフィ
ルミングを形成し、画像上に欠陥として現れる。

【００１７】また、Ｂ／Ａが１．５以上の場合、トナー
粒子の形状は極めて不定形であり、流動性が低下し、凝
集度も高くなる。現像に供しないとともに、現像された
としても長時間に亘る耐久性がない。

【００１８】従って、好ましくはＢ／Ａが１．１乃至
１．５の範囲に在るトナーは現像性，耐久性，定着性，
画像品質などに優れたものである。

【００１９】本発明の研究によると、上記トナーの総合
物性は、トナー形状に大きく依存することがわかった。
しかしながら、形状の判別評価方法には、光学顕微鏡，
電子顕微鏡などの観察によるところが大きく、判別に長
時間を要し、再現性にも乏しいことがわかった。本発明
では、２種類の異なる粒度計の測定原理の違いから、形
状を判断し、その結果から形状を判断できることがわか
ったものであることを見出し、本発明を完成するに至っ
たものである。

【００２０】また、本発明の画像形成装置は、上記現像
性，耐久性，定着性に優れた物性のトナーを感光体の外
周面に供給し、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さらに定着して画像形成
を行うものであるから、画像形成媒体上に得られる画像
の画像品質の向上を図ることができる。

【００２１】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。

【００２２】本実施例において、電解液中に懸濁した粒
子が細孔通過の際に生じる電気抵抗値の変動を利用する
粒度計としては、コールターエレクトロニクス社製のコ
ールターマルチサイザー、バーチクルデータ社製のエル
ゾーンパーチクルカウンタ等がある。

【００２３】また、レーザ光を粒子に照射したときに生
じる光の散乱及び回析パターンを利用する粒度計として
は、コールターエレクトロニクス社製のＬＳカウンタ、
島津製作所製のＳＡＬＤ−２０００等がある。

【００２４】本実施例の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。

【００２５】上記の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−マイレン
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−無水マイレン酸共重合体等が例示され
る。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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
で、これらを単独で、あるいは混合して使用することも
できる。

【００２９】混合，分散手段としては、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。

【００３０】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。ま
た、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。

【００３１】本実施例においては、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たりし
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，塩素化ポロオレフィン，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。

【００３２】外部添加剤としては、シリカ微粒子，金属
酸化物微粒子，クリーニグ助剤等が用いられる。

【００３３】シリカ微粒子としては、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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】本実施例のトナーは、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、
環境に依存しない、かつトナー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。

【００３７】このような特性は連続使用による繰り返し
現像においても保持され、複写画像の品質の低下は見ら
れない。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
良好となる。

【００３８】以下、本発明の具体的実施例について説明
する。

【００３９】（トナー製造）本実施例のトナーは、バイ
ンダー樹脂，着色剤を用いて、例えば、次のようにして
製造される。

【００４０】まず、少なくともバインダー樹脂１００重
畳部と着色剤１〜１０重畳部とをボールミル，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。

【００４１】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、外部添加剤と高速流動形混合機等により
混合することによりトナーを得る。

【００４２】このようにして得られるトナーは、公知の
現像方法すべてに適用できる。

【００４３】例えば、カスケード法，磁気ブラシ法，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
をあげることができる。

【００４４】（画像出し）以下に示す実施例及び比較例
では、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−４０１０、東芝
社製）を用いた。

【００４５】以下複写機について説明する。

【００４６】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が設置されており、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１１７
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を有している。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１２４，１２５，１２７，１２９，１３１，１３
３及び反射光を結像させるためのレンズユニット１３５
を有している。

【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】さらに、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。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。

【００５６】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。さらに、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１
１０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。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１５９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１５９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。

【００５７】さらに、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。

【００５８】上述した複写機による複写プロセスは、次
の通りである。

【００５９】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。

【００６０】現像装置１０９内では、撹拌ローラ２１０
により撹拌されて摩擦帯電したトナー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及びキャリアは、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。

【００６１】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１０
３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。

【００６２】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１４３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側に、転
写装置１１１の作用によりトナー像は、紙の上に転写さ
れる、このように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に至る。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】次に、その他の評価項目と基準を以下に示
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。

【００７０】（実施例） （実施例１乃至４）トナーの組成を下記のとおりにし
た。

【００７１】 スチレン−アクリル樹脂（ＣＰＲ−１００，三井東圧化学社製）１００重畳部 カーボンブラック（ＭＡ−１００，三菱化成社製） ５重畳部 含金属染料（ＴＰ−４１５，保土ヶ谷化学製） １重畳部 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重畳部

【００７２】上記処方の材料を加熱溶融混練し、冷却後
粉砕し、分級してコールターマルチサイザ法と、ＬＳカ
ウンタ法（レーザ光をトナー粒子に照射したときの光の
散乱，回折を利用する粒度計による）でそれぞれ測定し
たときの体積平均粒径Ａ，Ｂが下記表１に示される粒径
をもったトナーを得た。

【００７３】尚、図２は、レーザ光をトナー粒子に照射
したときの光の散乱，回折を利用する粒度計を用いてト
ナー粒子の粒径を測定した結果を示すものである。

【００７４】このようなトナーは、粉砕，分級のときの
粉砕圧力，風量を適宜調整することによって得ることが
できる。

【００７５】このトナー１００重畳部に対して、疎水性
シリカ（ＨＶＫ−２１５０，ヘキスト社製）０．５重畳
部で混合し、本実施例のトナーを得た。

【００７６】（比較例１乃至３）比較例１では、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。

【００７７】比較例２，３のトナー粒子は、実施例と同
様に粉砕，分級のときの粉砕圧力，風量を適宜調整して
得ることができる。

【００７８】実施例１乃至４，比較例１乃至３の粒径，
粒径比，画像品質，２万枚ライフ試験の結果を表１に示
す。

【００７９】

【表１】

【００８０】（評価結果）本実施例のトナーは、前記２
種の粒度計からの体積分布から算出された体積平均粒径
Ａ，Ｂの比をＢ／Ａ＝１．１乃至１．５としたものであ
る。

【００８１】平均粒径Ａ，Ｂの比が、Ｂ／Ａが１という
のは、上記２つの測定法による測定値が一致することで
あり、トナーの形状は球形であることを意味する。

【００８２】Ｂ／Ａが１．１以下の場合、トナー粒子の
形状はほぼ球形であることを意味し、１．５以上では、
トナー粒子の形状は極めて不定形、特に楕円球に近い形
状であることを意味する。

【００８３】Ｂ／Ａが１．１以下の場合、トナー粒子の
形状はほぼ球形となり、理論的には望ましいとされてい
たが、実際には不定形粒子に比べて表面積が減少し、摩
擦帯電能力が低下する。すなわち、画像のボケ，カブリ
などの汚染がある。また、定着時にも紙の繊維への溶融
付着が不十分になり、定着が低下するので好ましくな
い。さらに、球形であるために粒子のころがり特性が良
くなり過ぎるために、ドラム上に転写後に残された転写
残りトナーをゴム製のブレード等を感光体に当接させて
クリーニングする際にブレードとドラムの間をすりぬけ
てしまい、クリーニング不十分になるとともに、長時間
のランニングを行うと、ドラム上にトナー粒子がフィル
ミングを形成し、画像上に欠陥として現れる。

【００８４】また、Ｂ／Ａが１．５以上の場合、トナー
粒子の形状は極めて不定形であり、流動性が低下し、凝
集度も高くなる。現像に供しないとともに、現像された
としても長時間に亘る耐久性がない。

【００８５】従って、好ましくはＢ／Ａが１．１乃至
１．５の範囲に在るトナーは現像性，耐久性，定着性，
画像品質等に優れ、総合的に優れた特性を示す。

【００８６】次に、図３，図４を参照して本実施例で用
いるコールター型のカウンター５０について説明する。

【００８７】図３に示すカウンター５０は、サンプリン
グ装置５１と、計数演算装置５２とを有している。

【００８８】サンプリング装置５１は、図４にも示すよ
うに、ガラス製の管に９乃至２０００μｍの細孔５３を
設けた細孔管５２と、この細孔管５２を挿入するととも
に試料としてのトナー粒子ｘを電解質溶液に分散懸濁し
た試料懸濁液６０を入れる容器５４と、試料懸濁液６０
を前記細孔５３を通して吸引する吸引圧を設定する吸引
ポンプ５５と、試料懸濁液の吸引量の設定及び吸引速度
を一定にするための水銀マノメータ５６等を具備し、前
記細孔管５２内にプラス電極５７を、前記試料懸濁液６
０内にマイナス電極５８を挿入した構成となっている。

【００８９】プラス電極５７は計数演算装置５２の細孔
電流供給部６１，プリアンプ６２に接続され、マイナス
電極５８は細孔電流供給部６１に接続され、プラス電極
５７，マイナス電極５８の間に所定の電圧を印加するよ
うになっている。

【００９０】そして、前記試料懸濁液６０を前記細孔５
３を通して吸引するとき、トナー粒子ｘが細孔５３を通
過する際の電解質溶液の体積分の除去によるこの細孔５
３部分の電気抵抗の変化を利用して、細孔５３を通過す
るトナー粒子ｘの粒度分布を求めるようになっている。

【００９１】計数演算装置５２は、前記細孔電流供給部
６１と、細孔５３部分の電気抵抗に伴うパルス電流を増
幅するプリアンプ６２と、主増幅部及びパルス係数部６
３と、２個のしきい値回路６４ａ，６４ｂと、４個の演
算回路６５ａ乃至６５ｂと、データ集積回路６６と、
Ａ．Ｇ．Ｃ（自動利得調整）回路６７と、％−変換回路
６８と、数値出力回路６９と、スコープ回路７０とを有
している。

【００９２】図５，図６は、本実施例のトナー粒子の体
積平均径を求める方法の一例を示すものであり、横軸に
トナー粒子の粒子径（μｍ）を等間隔にとり、縦軸にト
ナー粒子の体積ひん度（％）をとった図５に示すヒスト
グラムを作成し、このヒストグラムに対応した図６に示
す積算曲線を作成して、縦軸の積算基準の５０％に対応
する横軸の粒子径（図８に示す例では２０μｍ）をトナ
ー粒子の体積平均粒径とするものである。

【００９３】次に、ＬＳカウンタ法（レーザ光をトナー
粒子に照射したときの光の散乱，回折を利用する粒度
計）の測定原理を図７乃至図９を参照して説明する。

【００９４】レーザ光をトナー粒子に照射したときの光
の散乱状態は、図７に示すように小径粒子と、大径粒子
とで異なり、小径粒子の場合には光の散乱分布が３６０
度方向に亘って略均等になる。大径粒子の場合には光の
散乱分布が光の照射方向に沿って偏り光の照射側とは反
対側の散乱量が大きくなる。

【００９５】また、ＬＳカウンタ法における光をトナー
粒子に照射したときの光の回折は図８，図９に示すよう
になる。

【００９６】即ち、セル２１を通過するトナー粒子に光
を照射したとき、フーリェレンズ２２を経てスクリーン
２３に表れる回折線及び回折パターンは、大径粒子の場
合には図８に示すようになり、小径粒子の場合には図９
に示すようになる。ＬＳカウンタ法はこのような光の散
乱状態の相違を利用してトナー粒子の粒径を求めるもの
である。尚、大径粒子の光の受光角度θ1 と小径粒子の
光の受光角度θ2 との関係は、θ1 ＜θ2 となる。

【００９７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、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、トナーかぶりやのトナ
ーフィルミングを招くことのないトナーを提供すること
ができる。

【００９８】また、本発明によれば、上記トナーを用い
ることによって、画像形成媒体上に得られる画像の画像
品質の向上を図ることができる画像形成装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の複写機を示す概略断面図である。

【図２】ＬＳカウンタ法によるトナー粒子の粒径の測定
結果を示すグラフである。

【図３】コールター型のカウンターの構成ブロック図で
ある。

【図４】コールター型のカウンターのサンプリング装置
の拡大説明図である。

【図５】粒子径と体積ひん度との関係を示すヒストグラ
ムである。

【図６】体積平均粒径を求めるための積算曲線を示す図
である。

【図７】ＬＳカウンタ法による光の散乱状態を示す図で
ある。

【図８】ＬＳカウンタ法による大径粒子の光の散乱状態
を示す図である。

【図９】ＬＳカウンタ法による小径粒子の光の散乱状態
を示す図である。

【符号の説明】

１０１ 複写機本体 １０３ 感光体 １０９ 現像手段 １１０ トナー １１１ 転写装置 １５３ 定着装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手塚 敏明 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 東芝イン テリジェントテクノロジ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解液中に懸濁したトナー粒子が細孔管
   の細孔通過の際に生じる前記トナー粒子の体積に応じた
   電気抵抗の変動を利用する粒度計からの体積分布から算
   出された平均粒径（Ａ）と、レーザ光をトナー粒子に照
   射したときに生じる光の散乱及び回析パターンを利用す
   る粒度計からの体積分布から算出された平均粒径（Ｂ）
   とが、所定の関係を満足する粒度分布を有することを特
   徴とするトナー。
2. 【請求項２】 電解液中に懸濁したトナー粒子が細孔管
   の細孔通過の際に生じる前記トナー粒子の体積に応じた
   電気抵抗の変動を利用する粒度計からの体積分布から算
   出された平均粒径（Ａ）と、レーザ光をトナー粒子に照
   射したときに生じる光の散乱及び回析パターンを利用す
   る粒度計からの体積分布から算出された平均粒径（Ｂ）
   との間に、Ｂ／Ａ＝１．１乃至１．５を満足する粒度分
   布を有することを特徴とするトナー。
3. 【請求項３】 原稿画像に応じた潜像が外周面に形成さ
   れる感光体と、この感光体の外周面に、電解液中に懸濁
   したトナー粒子が細孔管の細孔通過の際に生じる前記ト
   ナー粒子の体積に応じた電気抵抗の変動を利用する粒度
   計からの体積分布から算出された平均粒径（Ａ）と、レ
   ーザ光をトナー粒子に照射したときに生じる光の散乱及
   び回析パターンを利用する粒度計からの体積分布から算
   出された平均粒径（Ｂ）との間に、Ｂ／Ａ＝１．１乃至
   １．５を満足する粒度分布を有するトナーを含む現像剤
   を供給して前記潜像を顕像化させる現像手段と、この顕
   像化した画像を画像形成媒体上に転写する転写手段と、
   画像形成媒体上に転写された画像を定着する定着手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。