JP2003167445A

JP2003167445A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003167445A
Application number: JP2001366380A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Miho; 広晃三保; Satoshi Nishida; 聡西田; Shigetaka Kurosu; 重隆黒須; Masashi Saito; 正志齊藤; Hiroshi Morimoto; 浩史森本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2003-06-13
Also published as: US7184694B2; US20030123912A1

Abstract

(57)【要約】【課題】長期間に亘ってトナーの転写効率を高く保つ
ことに加え、新たに転写材に転写すべきトナー像は高転
写率でなされ、既に転写されているトナーは像形成体に
再転写されない条件を見出すと共に、像形成体や中間転
写体の表面に傷等を付けない、トナーフィルミング等を
発生させない画像形成装置を提供する。【解決手段】像形成体と該像形成体上の潜像をトナー
現像する現像手段と、像形成体上に形成されたトナー像
を中間転写体に転写する１次転写手段と、中間転写体上
のトナー像を画像支持体に転写する２次転写手段とを有
する画像形成装置において、１次転写手段は導電性又は
半導電性で、かつバイアス電位を与える電源装置を備え
ており、前記トナーは形状係数の変動係数が１６％以下
であり、個数粒度分布の変動係数が２７％以下であるこ
とを特徴とする画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等に用いる画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、高速で高画質を要求される画像形
成装置には、殆どの場合、電子写真方式を中心とする静
電潜像方式の画像形成方法が採用されている。

【０００３】その理由は、高画質画像が、高速かつ安定
的に得られる他、カラー画像やデジタル画像形成へも適
用可能であることが挙げられよう。従って、今後も静電
潜像方式の画像形成方法は、大きな地歩を占めていくと
考えられる。

【０００４】しかしながら、市場からの画像形成技術に
対する性能要求レベルは高く、しかも年々上昇してい
る。このため静電潜像方式においても更なる性能向上が
求められている。

【０００５】その要求の中で、最も大きなものはいうま
でもなく更なる画質の向上であり、その対応策として
は、トナーを小粒径化し、また粒径分布や粒子形状を揃
えることが有効である。しかし、トナーの小粒径化や粒
子分布、粒子形状を揃えることは、他の問題を引き起こ
すことも多く、これらの対策なしには実用化は困難であ
る。

【０００６】従来から画像欠陥を伴わず、転写率を上げ
るには限界があったが、小粒径トナーや粒径分布、粒子
形状の揃ったトナーを用いるとその傾向は更に強くな
る。特に、カラー複写機やカラープリンタにおいて、通
常、複数の感光体を用い、それぞれの感光体で形成した
単色カラー画像を順次転写して重ね合わせカラー画像を
作製する。この様な場合に転写率が低下すると、画像濃
度の低下ばかりでなくカラーバランスの崩れとなって現
れるため大きな問題となる。又、カラー画像形成には中
間転写体を用い、中間転写体への１次転写と、中間転写
体から画像支持体への２次転写と２度の転写を経る態様
が多い。この場合は、さらに転写率の影響が大きくな
る。

【０００７】上記の如き問題を起こさないためには、小
粒径トナーで粒径分布、粒子形状の揃ったトナーで作っ
たトナー画像を複数回の転写を行って重ね合わせカラー
画像を作っても、またそれらを一括転写しても充分な転
写率が得られる方法を見出す必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、更に実際にタンデム型のカラー画像形成装置
等を開発する上では無視できない下記の問題を解決する
ためになされた。

【０００９】タンデム型のカラー画像形成装置等では、
中間転写体或いは画像支持体（これらを双方含めて転写
材ということがある）上に、複数のトナー画像を重ね合
わせて転写する必要があるが、既に転写材上にトナー像
が転写されていて、その上に更にトナー画像を転写する
ときには、新たに転写材に転写すべきトナー像は高転写
率でなされ、既に転写されているトナーは感光体に再転
写されない条件を選ばなければならない。また、像形成
体や中間転写体に傷が付くとそこにトナーが付着しやす
くなって、次第にその範囲を広げトナーフィルミングと
なるので、これら傷付きを起こさないことも重要であ
る。

【００１０】又、トナー像を転写するための転写手段に
は、転写ローラ等を用いこれにバイアス電圧をかけて転
写することが多い。最近の如く高速で画像形成する場合
には、転写材の搬送速度（移動速度）も速くなり転写時
間が短くなるから、単位時間当たりの転写電流値は高く
なりがちである。転写に必要な転写ローラに印加される
電圧も高くなって、像形成体が転写材から離れるときに
剥離放電が発生し、転写ムラや転写ハジキを起こしやす
い。従って、転写時間が短くなっても出来るだけ時間当
たりの転写電流値を抑える必要がある。

【００１１】更に、転写ローラはトナー飛散や画像支持
体のジャム等により、トナーが付着することがあり、ク
リーニングを行う必要がある。その方法として転写時と
は逆バイアスをかけて、トナーを一旦中間転写体若しく
は像形成体に戻して、其れをクリーニング手段で回収す
ると転写ローラにはクリーニング手段が不用になり、コ
スト、スペースセービング上好ましい。しかし、そのた
めにはトナーの特性を改善して逆転写が充分行われる様
にしなければならない。

【００１２】即ち、本発明の目的は、長期間に亘ってト
ナーの転写効率を高く保つことに加え、下記の課題を解
決する方策を見出すことにある。

【００１３】第１に、既に転写材上にトナー像が転写さ
れていて、その上に更にトナー画像を転写するときに
は、新たに転写材に転写すべきトナー像は高転写率でな
され、既に転写されているトナーは像形成体に再転写さ
れない条件を見出すと共に、像形成体や中間転写体の表
面に傷等を付けず、このためクリーニング不良やトナー
フィルミング等を発生させない画像形成装置を提供する
ことを目的とする。

【００１４】本発明の第２の目的としては、トナー像を
転写する時のプロセス速度が高く、剥離放電を防止する
ためローラに印加する電流値を下げた場合でも高い転写
効率を得ることが出来る画像形成装置を提供することを
目的とする。

【００１５】本発明の第３の目的としては、転写手段の
クリーニングのため逆バイアスをかけて像担持体又は中
間転写体にトナーを戻し、これを確実にクリーニングす
ることが出来る画像形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、本発明の目的は下記構成の何れかを採ること
により達成されることがわかった。

【００１７】〔１〕像形成体と該像形成体上の潜像を
トナーにより現像する現像手段と、像形成体上に形成さ
れたトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、
中間転写体上のトナー像を画像支持体に転写する２次転
写手段とを有する画像形成装置において、１次転写手段
は導電性又は半導電性で、かつバイアス電位を与える電
源装置を備えており、前記トナーは形状係数の変動係数
が１６％以下であり、個数粒度分布の変動係数が２７％
以下であることを特徴とする画像形成装置。

【００１８】〔２〕前記トナーの個数平均粒径が２〜
７μｍであることを特徴とする〔１〕記載の画像形成装
置。

【００１９】〔３〕前記中間転写体の体積抵抗率が１
０³〜１０¹³Ω・ｃｍであることを特徴とする〔１〕記
載の画像形成装置。

【００２０】〔４〕前記中間転写体上に複数色のトナ
ー像を重ね合わせて転写することを特徴とする〔１〕記
載の画像形成装置。

【００２１】〔５〕前記現像手段は二成分現像器であ
り、トナーとキャリアを混合した二成分現像剤を用いて
現像することを特徴とする〔１〕記載の画像形成装置。

【００２２】〔６〕前記１次転写手段は、芯金に弾性
体を付した弾性ローラであり、バイアス電圧を印加され
ていることを特徴とする〔１〕記載の画像形成装置。

【００２３】〔７〕複数の像形成体を有し、それぞれ
の像形成体上の潜像を対応する現像手段によりトナーに
て現像して形成されたトナー像を、同一の中間転写体に
順次重ね合わせて転写する複数の１次転写手段と、中間
転写体上のトナー像を画像支持体に一括転写する２次転
写手段とを有する画像形成装置において、該１次転写時
の中間転写体の搬送速度が２００ｍｍ／ｓ以上であり、
前記トナーの数平均粒径は何れも２〜７μｍで、かつ変
動係数が２７％以下であることを特徴とする画像形成装
置。

【００２４】〔８〕前記トナーの粒径をＤ（μｍ）と
するとき、自然対数ＩｎＤを横軸にとり、この横軸を
０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布
を示すヒストグラムにおける、最頻度階級に含まれるト
ナー粒子の相対度数（ｍ１）と、最頻度階級の次に頻度
の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）と
の和（Ｍ）が７０％以上であることを特徴とする〔７〕
記載の画像形成装置。

【００２５】

〔９〕前記トナーの形状係数が１．２〜
１．６の範囲にあるトナー粒子の割合が６５個数％以上
であり、形状係数の変動係数が１６％以下であることを
特徴とする〔７〕記載の画像形成装置。

【００２６】〔１０〕イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の像形
成体と、それぞれの像形成体上に形成された潜像を対応
する各色トナーにより現像する現像手段を有し、像形成
体上に形成された各色トナー像を同一の中間転写体に順
次重ね合わせて転写する各色毎の１次転写手段と、中間
転写体上に形成された重ね合わせトナー像を画像支持体
に一括転写する２次転写手段とを有する画像形成装置に
おいて、前記各色トナーの数平均粒径がいずれも２〜７
μｍで、かつその変動係数が２７％以下であり、２次転
写手段は転写ローラを用い、該ローラのクリーニングに
は電界により中間転写体にトナーを再転写するクリーニ
ング方式を用いていることを特徴とする画像形成装置。

【００２７】〔１１〕イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の像形
成体と、それぞれの像形成体上に形成された潜像を対応
する各色トナーにより現像する現像手段を有し、像形成
体上に形成された各色トナー像を画像支持体に順次重ね
合わせて転写する各色毎の転写手段を有する画像形成装
置において、前記各色トナーの数平均粒径がいずれも２
〜７μｍで、かつその変動係数が２７％以下であり、転
写手段として転写ローラを用い、該ローラのクリーニン
グには電界により像形成体にトナーを再転写するクリー
ニング方式を用いていることを特徴とする画像形成装
置。

【００２８】〔１２〕前記トナーの粒径をＤ（μｍ）
とするとき、自然対数ＩｎＤを横軸にとり、この横軸を
０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布
を示すヒストグラムにおける、最頻度階級に含まれるト
ナー粒子の相対度数（ｍ１）と、最頻度階級の次に頻度
の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）と
の和（Ｍ）が７０％以上であることを特徴とする〔１
０〕又は〔１１〕記載の画像形成装置。

【００２９】〔１３〕前記トナーの形状係数が１．２
〜１．６の範囲にあるトナー粒子の割合が６５個数％以
上であり、形状係数の変動係数が１６％以下であること
を特徴とする〔１０〕又は〔１１〕記載の画像形成装
置。

【００３０】尚、上記〔１〕〜〔６〕の発明と、〔７〕
〜

〔９〕の発明及び〔１０〕〜〔１３〕の発明は、構成
がやや異なることから、〔１〕〜〔６〕の構成を持つ発
明を第１の発明、〔７〕〜

〔９〕の構成を持つ発明を第
２の発明、〔１０〕〜〔１３〕の構成を持つ発明を第３
の発明ということがある。

【００３１】又、中間転写体とはトナー現像により形成
されたトナー像を一旦担持させるものであり、通常、中
間転写体はポリイミド樹脂、又はシリコーンゴム或いは
これを伸縮しない樹脂フィルムに塗布したもの等が用い
られる。その体積抵抗率は１０³〜１０¹³Ω・ｃｍであ
ることが好ましい。

【００３２】画像支持体とは最終画像の担持体であり、
通常は普通紙、加工紙等である。なお、これら中間転写
体及び画像支持体を総称して転写材ということがある。
又、像形成体とは後述するが代表的には電子写真感光体
である。

【００３３】本発明において転写手段としては、第１転
写手段、第２転写手段共にトナー像へ転写材を圧接する
方式のものであり、その代表的なものは転写ローラであ
る。

【００３４】転写ローラはローラ軸である芯金の周りに
弾性のあるゴム又は樹脂を巻き付けたものが一般的であ
り、更にその上に薄層の樹脂被覆を被せたもの等があ
る。無論、ローラ軸は強度等性能的に問題がなければ、
樹脂でも良く、その周囲に巻き付けるものの材質等も特
に限定はない。しかし、バイアス電圧を印加する場合
は、導電性若しくは半導電性であることが必要であり、
好ましくは体積抵抗率が１０³〜１０¹³Ω・ｃｍであ
る。転写手段にバイアス電位を与える為の電源とは高圧
電源であり、直流に交流を重畳したバイアス電源である
場合もある。

【００３５】他の事項については後段で説明する。

【００３６】

【発明の実施の形態】先ず、本発明を具体的に説明する
ため、本発明のいずれの発明にも用いられる代表的な画
像形成装置の機構を示す。

【００３７】図１は、本発明の実施の形態に係る画像形
成装置の一例であるカラー複写機の構成を説明するため
の断面図である。

【００３８】図１に示す画像形成装置本体ＧＨは、タン
デム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組
の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベル
ト状の中間転写体６と給紙搬送手段及び定着装置２４と
を有する。

【００３９】イエロー色の画像を形成する画像形成部１
０Ｙは、像形成体としての感光体１Ｙの周囲に配置され
た帯電手段２Ｙ、像露光手段３Ｙ、トナーによる現像手
段４Ｙ、及びクリーニング手段８Ｙを有する。マゼンタ
色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像形成体とし
ての感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、像露光手段３Ｍ、トナ
ー現像手段４Ｍ、及びクリーニング手段８Ｍを有する。
シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃ、及び黒色
画像を形成する画像形成部１０Ｋも同様な構成である。

【００４０】帯電手段２Ｙと像露光手段３Ｙ、帯電手段
２Ｍと像露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと像露光手段３Ｃ
及び帯電手段２Ｋと像露光手段３Ｋとは、潜像形成手段
を構成する。

【００４１】中間転写体６は、無端状のベルトであり、
複数のローラにより張架され、回動可能に支持されてい
る。

【００４２】画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１
０Ｋにより形成された各色のカラー画像は、回動する中
間転写体６上に転写手段（転写ローラ）７Ｙ、７Ｍ、７
Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて１次転写が完了し、重
ね合されたカラー画像が形成される。

【００４３】給紙カセット２０内に収容された画像支持
体Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２
Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転
写手段７Ａに搬送され、画像支持体Ｐ上に重ね合わせカ
ラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写
された画像支持体Ｐは、定着装置２４により定着処理さ
れ、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６
上に載置される。

【００４４】一方、転写手段７Ａにより画像支持体Ｐに
カラー画像を転写した後、画像支持体Ｐを分離した中間
転写体６は、クリーニング手段８Ａにより残留トナーが
除去される。

【００４５】尚、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、トナー現
像手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規トナーを
補給するトナー補給手段である。

【００４６】画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原
稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成
る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装
置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段によ
り搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系によ
り原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイ
メージセンサＣＣＤに読み込まれる。

【００４７】ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変
換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナロ
グ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処
理等を行った後、画像書き込み部（像露光手段）３Ｙ、
３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。

【００４８】自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬
送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原
稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、連
続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能で
あるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の
原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能によ
り多数枚の原稿ｄを送信する場合等に便利に使用され
る。

【００４９】次に、本発明に用いれられるトナーとその
形状或いはその他の要件につき、次に説明する。

【００５０】１．像形成体本発明における像形成体の代表的なものは、電子写真感
光体（単に感光体ということがある）である。いわゆる
電子写真感光体であれば、有機、無機何れの感光体でも
よく特に限定はない。しかしながら、近年最も広く用い
られているのは有機感光体（ＯＰＣ）である。

【００５１】有機感光体は、通常は、電荷発生物質とし
て、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料等を用い、これ
ら顔料の微粒子を樹脂中に分散後塗布して電荷発生層と
し、トリメチルアミン系化合物等を電荷輸送物質として
用い樹脂と共に塗布して電荷輸送層となした積層型のも
のが用いられる。

【００５２】２．帯電手段、像露光手段、現像手段電子写真方式の画像形成装置に通常用いられるものが本
発明でも用いられる。

【００５３】即ち、帯電手段（この場合は感光体の一様
帯電手段）としては、コロトロン、スコロトロン型のコ
ロナ帯電器、ローラ帯電器、ブラシ帯電器等がある。

【００５４】像露光手段としては、半導体レーザー光
源、ＬＥＤ光源等を用い、これらをビーム状やスポット
状にして均一帯電された感光体面を像様に露光し潜像形
成を行う。

【００５５】現像手段は、一成分、二成分何れの現像方
式によるものでもよく、これらは、後に述べる現像剤を
用いることが出来る現像器であればよい。

【００５６】３．本発明に用いられるトナー本発明は、小粒径で粒度分布が狭く、形状が均一なトナ
ーを用いて、転写効率が良く、転写時の画像形成装置に
発生する前記の問題を解決するためのものである。

【００５７】用いられるトナーの粒径が小さいとは、具
体的には数平均粒径が２〜７μｍのものであり、本発明
の第２及び第３の発明では必須の要件であり、第１の発
明においてもこの範囲のものが好ましい。より好ましく
は３〜６μｍがよい。２μｍ未満では帯電が充分に行わ
れずトナー飛散により、画質劣化や人体への悪影響が起
こる可能性があり、生産効率上からも不利である。また
７μｍを超えると前記した転写工程における問題を解決
できない若しくはその可能性がある。

【００５８】次に本発明のトナーの形状について詳細に
説明する。本発明の第１の発明で用いられるトナーは、
その形状係数の変動係数が１６％以下であり、個数粒度
分布における個数変動係数が２７％以下であるトナー粒
子から構成される。また、第２及び第３の発明において
は、個数粒度分布における個数変動係数が２７％以下で
あるトナー粒子から構成される。

【００５９】この範囲であれば、トナー表面における外
添剤の存在状態が均一になり、帯電量分布がシャープに
なるとともに高い流動性が得られる。その結果、画像形
成のプロセス速度を上げて、画像形成体、中間転写体、
画像支持体、転写ローラの搬送速度が上がり、転写時間
が短縮されても、転写効率良く確実に行われる。さらに
転写時にトナーの突起部分に電荷が集中して感光体や中
間転写体との間の微少空間における絶縁破壊等が起こる
ことも防止できる。その意味からも感光体や中間転写体
が傷つきにくくなる。

【００６０】又、本発明の第２及び第３の発明では、ト
ナーを特定の形状としてその形状を揃えた場合にも、外
添剤の埋没が発生せず、且つ帯電量分布がシャープとな
り、好影響があることが判明した。すなわち、形状係数
が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子の割合が６５
個数％以上であり、形状係数の変動係数が１６％以下で
あるトナーを使用することでも、高速画像形成における
転写不良への対応、転写ローラ等の逆バイアス転写での
クリーニング時の特性がより向上することを見出した。

【００６１】ここで、本発明のトナーの個数粒度分布お
よび個数変動係数について説明する。本発明のトナーの
個数粒度分布および個数変動係数とは、コールターカウ
ンターＴＡ−IIあるいはコールターマルチサイザー（い
ずれもコールター社製）で測定されるものである。本発
明においてはコールターマルチサイザーを用い、粒度分
布を出力するインターフェイス（日科機社製）、パーソ
ナルコンピューターを接続して使用した。前記コールタ
ーマルチサイザーにおいて使用するアパーチャーとして
は１００μｍのものを用いて個数粒径を測定して粒度分
布および平均粒径を算出した。個数粒度分布とは、粒子
径に対するトナー粒子の相対度数を表すものであり、個
数平均粒径とは、個数粒度分布における累積５０％の
径、すなわちＤｎ５０を表すものである。

【００６２】トナーの個数粒度分布における個数変動係
数は下記式から算出される。個数変動係数＝（Ｓ／Ｄｎ）×１００（％）（式中、Ｓは個数粒度分布における標準偏差を示し、Ｄ
ｎは個数平均粒径（μｍ）を示す。）本発明のトナーの個数変動係数は２７％以下であり、好
ましくは２５％以下である。個数変動係数が２７％以下
であることにより、転写されたトナー層の空隙が減少し
て、帯電量分布がシャープとなり、転写効率が高くな
る。

【００６３】次に、本発明のトナーの形状係数について
説明する。本発明のトナーは、形状係数が１．２〜１．
６の範囲にあるトナー粒子の割合が６５個数％以上であ
り、形状係数の変動係数が１６％以下である。ここで、
本発明のトナーの形状係数は、下記式により示されるも
のであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す。

【００６４】形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積ここで、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を
２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大
となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒
子の平面上への投影像の面積をいう。

【００６５】本発明では、この形状係数は、走査型電子
顕微鏡により２０００倍にトナー粒子を拡大した写真を
撮影し、ついでこの写真に基づいて「ＳＣＡＮＮＩＮＧ
ＩＭＡＧＥＡＮＡＬＹＺＥＲ」（日本電子社製）を
使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。こ
の際、１００個のトナー粒子を使用して本発明の形状係
数を上記算出式にて測定したものである。

【００６６】更に、本発明の第２及び第３の発明におけ
るトナーとしては、トナー粒子の粒径をＤ（μｍ）とす
るとき、自然対数ｌｎＤを横軸にとり、この横軸を０．
２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示
すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒
子の相対度数（ｍ１）と、前記最頻階級の次に頻度の高
い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）との和
（Ｍ）が７０％以上であるトナーであることが好まし
い。

【００６７】相対度数（ｍ１）と相対度数（ｍ２）との
和（Ｍ）が７０％以上であることにより、トナー粒子の
粒度分布の分散が狭くなるので、当該トナーを画像形成
工程に用いることにより選択現像の発生を確実に抑制す
ることができる。

【００６８】本発明において、前記の個数基準の粒度分
布を示すヒストグラムは、自然対数ｌｎＤ（Ｄ：個々の
トナー粒子の粒径）を０．２３間隔で複数の階級（０〜
０．２３：０．２３〜０．４６：０．４６〜０．６９：
０．６９〜０．９２：０．９２〜１．１５：１．１５〜
１．３８：１．３８〜１．６１：１．６１〜１．８４：
１．８４〜２．０７：２．０７〜２．３０：２．３０〜
２．５３：２．５３〜２．７６・・・）に分けた個数基
準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグ
ラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザ
ーにより測定されたサンプルの粒径データを、Ｉ／Ｏユ
ニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュー
タにおいて、粒度分布分析プログラムにより作成された
ものである。

【００６９】（測定条件）１：アパーチャー：１００μｍ２：サンプル調製法：電解液〔ＩＳＯＴＯＮ II（コー
ルターサイエンティフィックジャパン社製）〕５０〜１
００ｍｌに界面活性剤（中性洗剤）を適量加えて攪拌
し、これに測定試料１０〜２０ｍｇを加える。この系を
超音波分散機にて１分間分散処理することにより調製す
る。

【００７０】４．トナーの製造方法本発明に係るトナーの製造方法としては、特に限定はな
いが、いわゆる粉砕法の如く混練粉砕分級を行わず、ト
ナー粒子を重合反応時に造るいわゆる重合法によるのが
好ましい。小粒径で、粒度分布が狭く、粒子形状の揃っ
たものが造りやすいからである。

【００７１】例えば、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳
化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合
粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加し
て会合する方法で製造することができる。会合の際にト
ナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合
して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着
色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する
方法などがあげられる。ここで会合とは樹脂粒子および
着色剤粒子が複数個融着することをいう。

【００７２】懸濁重合法においては、この各種構成材料
が溶解あるいは分散された重合性単量体を分散安定剤を
含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーな
どを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散さ
せる。その後、撹拌機構をもつ反応装置へ移し、加熱す
ることで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定
剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することで本発
明に係るトナーを調製する。

【００７３】本発明に係るトナーを製造する方法とし
て、乳化重合等で作製した樹脂粒子を水系媒体中で会合
あるいは融着させて調製する方法も挙げられる。この方
法としては、特に限定されるものではないが、例えば、
特開平５−２６５２５２号公報や特開平６−３２９９４
７号公報、特開平９−１５９０４号公報に示す方法を挙
げることができる。

【００７４】樹脂粒子と着色剤などの構成材料の分散粒
子、あるいは樹脂および着色剤等より構成される微粒子
を複数個会合させる方法、特に水中にてこれらを乳化剤
を用いて分散した後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加
え塩析させると同時に、形成された重合体自体のガラス
転移点温度以上で加熱融着させて融着粒子を形成しつつ
徐々に粒径を成長させ、目的の粒径となったところで水
を多量に加えて粒径成長を停止し、さらに加熱、撹拌し
ながら粒子表面を平滑にして形状を制御し、その粒子を
含水状態のまま流動状態で加熱乾燥することにより、本
発明に係るトナーを形成することができる。なお、ここ
において凝集剤と同時に水に対して無限溶解する有機溶
媒を加えてもよい。

【００７５】樹脂を構成する重合性単量体として使用さ
れるものは、スチレン、メタクリル酸エステル、アクリ
ル酸エステル、オレフィン類を単独あるいは組み合わせ
て使用することができる。

【００７６】本発明に係るトナーは少なくとも樹脂と着
色剤を含有するものであるが、必要に応じて定着性改良
剤である離型剤や荷電制御剤等を含有することもでき
る。さらに、上記樹脂と着色剤を主成分とするトナー粒
子に対して無機微粒子や有機微粒子等で構成される外添
剤を添加したものであってもよい。

【００７７】本発明に係るトナーに使用する着色剤とし
てはカーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に
使用することができ、カーボンブラックとしてはチャン
ネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラッ
ク、サーマルブラック、ランプブラック等が使用され
る。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルト等の強磁性
金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタ
イト等の強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが
熱処理する事により強磁性を示す合金、例えばマンガン
−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫等のホイスラー
合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロム等を用いる事
ができる。

【００７８】染料としてはＣ．Ｉ．ソルベントレッド
１、同４９、同５２、同５８、同６３、同１１１、同１
２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、同４４、同７
７、同７９、同８１、同８２、同９３、同９８、同１０
３、同１０４、同１１２、同１６２、Ｃ．Ｉ．ソルベン
トブルー２５、同３６、同６０、同７０、同９３、同９
５等を用いる事ができ、またこれらの混合物も用いる事
ができる。顔料としてはＣ．Ｉ．ピグメントレッド５、
同４８：１、同５３：１、同５７：１、同１２２、同１
３９、同１４４、同１４９、同１６６、同１７７、同１
７８、同２２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１、同
４３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、同１７、同９
３、同９４、同１３８、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン
７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、同６０等を用
いる事ができ、これらの混合物も用いる事ができる。数
平均一次粒子径は種類により多様であるが、概ね１０〜
２００ｎｍ程度が好ましい。

【００７９】５．現像剤及び現像条件次に本発明に用いる現像剤及び現像条件について説明す
る。

【００８０】本発明に用いられるトナーは、一成分現像
剤でも二成分現像剤として用いてもよいが、好ましくは
二成分現像剤としてである。

【００８１】一成分現像剤として用いる場合は、非磁性
一成分現像剤として前記トナーをそのまま用いる方法も
あるが、通常はトナー粒子中に０．１〜５μｍ程度の磁
性粒子を含有させ磁性一成分現像剤として用いる。その
含有方法としては、着色剤と同様にして非球形粒子中に
含有させるのが普通である。

【００８２】又、キャリアと混合して二成分現像剤とし
て好ましく用いることができる。この場合は、キャリア
の磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の
金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合
金等の従来から公知の材料を用いる。特にフェライト粒
子が好ましい。上記磁性粒子は、その体積平均粒径とし
ては１５〜１００μｍ、より好ましくは２５〜６０μｍ
のものがよい。

【００８３】キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的
には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置
「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパティック（ＳＹＭＰ
ＡＴＥＣ）社製）により測定することができる。

【００８４】キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被
覆されているもの、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させ
たいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティン
グ用の樹脂組成としては特に限定は無いが、例えばオレ
フィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系
樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素
含有重合体系樹脂等が用いられる。又、樹脂分散型キャ
リアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公
知のものを使用することができ、例えば、スチレンアク
リル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノー
ル樹脂等を使用することができる。

【００８５】又、現像法は接触、非接触のどちらでも用
いることができる。非接触の現像法を採用する場合には
非接触での正規現像又は非接触での反転現像を行うこと
ができる。そのときの直流現像電界は絶対値で１×１０
³〜１×１０⁵Ｖ／ｃｍ、好ましくは５×１０³〜１×１
０⁴Ｖ／ｃｍとされ、１０³Ｖ／ｃｍ未満だと現像が不足
し、十分な画像濃度が得られず、１０⁵Ｖ／ｃｍを越え
ると画質が荒れ、かぶりが発生する。

【００８６】交流バイアスは０．５〜４ｋＶ（ｐ−
ｐ）、好ましくは１〜３ｋＶ（ｐ−ｐ）とされ、又周波
数は０．１〜１０ｋＨｚ、好ましくは２〜８ｋＨｚとさ
れる。交流バイアスが０．５ｋＶ（ｐ−ｐ）未満の場
合、キャリアに付着したトナーが離脱せず、非接触現像
が不十分となり、画像濃度が不足する。又交流バイアス
が４ｋＶ（ｐ−ｐ）を越えると現像剤中のキャリアが飛
翔して感光体上にキャリア付着を生ずる。更に交流バイ
アスの周波数が０．１ｋＨｚ未満ではキャリアからのト
ナーの脱離が不十分となり現像不足、画像濃度低下を招
く。又、交流バイアスの周波数が１０ｋＨｚを越えると
トナーが電界の変動に追随できず、現像不良となり、画
像濃度が低下する。

【００８７】６．その他の構成本発明に使用される好適な定着方法としては、いわゆる
接触加熱方式をあげることができる。特に、接触加熱方
式として、熱圧定着方式、さらには熱ローラー定着方式
および固定配置された加熱体を内包した回動する加圧部
材により定着する圧接加熱定着方式をあげることができ
る。

【００８８】本発明の画像形成装置は、複写機、レーザ
ープリンタ、ＬＥＤプリンタ、液晶シャッター式プリン
タ等の電子写真装置一般に適用し得るものであるが、更
には電子写真技術を応用したディスプレイ、記録、軽印
刷、製版、ファクシミリ等の装置にも広く適用し得るも
のである。

【００８９】

【実施例】次に、本発明の具体的態様を示し、本発明の
構成と効果につきさらに説明するが、本発明の構成はこ
れにより限定されるものではない。

【００９０】実施例１図１に示すカラー複写機を用い下記の評価を行った。

【００９１】各感光体は６０ｍｍ径で、感光層にはフタ
ロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させたものを
用い、電荷輸送層を含む全膜厚が２５μｍに塗布したも
のを用いた。何れの感光体も非露光部電位−６００Ｖ、
露光部電位−５０Ｖ以下に調整し、半導体レーザー光源
（３００μＷ）を用いて像露光し、二成分現像方式にて
現像した。

【００９２】トナーの数平均粒径はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色の
いずれも６μｍ、ただし変動係数については各色トナー
でやや異なり、形状係数の変動係数が１２〜１６％の範
囲で、その個数粒度分布における変動係数が２０〜２４
％の範囲のものを用いた。

【００９３】中間転写体の搬送速度は１８０ｍｍ／ｓと
し、シームレスの半導電性樹脂ベルト（１０⁸Ω・ｃ
ｍ）を用いた。また、各感光体より中間転写体への転写
（一次転写）手段には、中間転写体背面に径が２０ｍｍ
の発泡樹脂製ローラ（１０⁶Ω・ｃｍ）を設置し、２０
μＡに定電流制御した。

【００９４】中間転写体から画像支持体（普通紙）への
転写（二次転写）手段としては、普通紙の背面から中間
転写体に半導体ローラを押し当て、８０μＡに定電流制
御した。

【００９５】定着手段（装置）には内部にヒーターを配
置した熱ローラと加圧ローラを用いた。

【００９６】実写テストを２０万コピーまで実施した。
前半の０〜１０万コピーは常温常湿（２０℃、５０％Ｒ
Ｈ）で行い、その後１５万コピーまでは低温低湿（１０
℃、２０％ＲＨ）で行い、続いて２０万コピーまで高温
高湿（３０℃、８０％ＲＨ）で行った。

【００９７】画像最高濃度は、反射濃度計での絶対濃度
であり、転写率は像形成体上の単位面積当たりのトナー
が中間転写体へ転写した比率である。

【００９８】結果画質については、２０万コピーまで安定していて、図２
に示す如く最高画像濃度は高くまた安定しており、画像
のにじみ、画像抜けの発生等がない画像が得られた。ま
た、転写率は図３に示す如く終始９５％以上という好結
果が得られた。なお、最高の濃度、転写率が上下してい
るのは、そのコピー枚数で、画像形成装置を一旦止めた
ためである。

【００９９】一方、トナーは数平均粒径が上記と同一で
も形状係数の変動係数が１６％を超えるもの、或いは個
数粒度分布における変動係数が２７％を超えるものを用
いた場合は、テスト初期から転写率が９５％以下であっ
たが、コピーを重ねると更に転写率が低下した。また、
トナーの数平均粒径が８μｍのものを用いた場合は、上
記６μｍのトナーを用いた場合に比して画質が劣った。

【０１００】実施例２実施例１と同様の画像形成装置を用いたが、１次転写手
段として中間転写体背面に２０ｍｍ径、１０⁶Ω・ｃｍ
の発泡ローラを設置し、２次転写手段としては図４に示
す如く芯金を有した弾性体樹脂ローラを中間転写体の面
に圧接させ電界（８０μＡの定電流制御）を印加した。
７Ａは２次転写手段である転写ローラ、７ｂはステンレ
ス製の芯金、７ｃはウレタンゴム製弾性体であり、７ｄ
は高圧バイアス電源である。また、前記した通りＰは画
像支持体、６は中間転写体で、９は中間転写体を裏面よ
り２次転写手段７Ａに押圧している対向ローラである。

【０１０１】中間転写体の搬送速度は２１０ｍｍ／ｓで
あり、トナーの数平均粒径は６．５μｍ、その変動係数
は２１のものを用いた。

【０１０２】中間転写体の搬送速度を１５０ｍｍ／ｓに
したもの、トナーの数平均粒径を８μｍにしたものを用
いた結果（比較例１、２及び３）と共に下記表１に示
す。

【０１０３】２０万コピー後の画像形成装置を用い、一
次転写ムラは目視により判定した。

【０１０４】

【表１】

【０１０５】本発明内の実施例２だけが良好な特性を有
することがわかる。実施例３実施例２と同様の画像形成装置を用いたが、２次転写手
段の転写ローラのクリーニングは、これに印加した逆バ
イアス電界（３０μＡの定電流制御）によりトナーを中
間転写体に再転写して行う方式とした。

【０１０６】逆バイアス印加回数は、２次転写ローラ１
周に要する時間を単位としてプラスマイナス交番する電
界を計１０回とした。なお、クリーニング前に２次転写
ローラに付着しているトナーは１．５ｍｇ／ｃｍ²であ
った。

【０１０７】中間転写体の搬送速度を１５０ｍｍ／ｓに
したもの、トナーの数平均粒径を８μｍにしたものを用
いた結果（比較例４、５及び６）と共に下記表２に示
す。

【０１０８】２０万コピー後の画像形成装置を用い、画
像支持体の裏面汚れは目視により判定した。

【０１０９】

【表２】

【０１１０】本発明内の実施例３だけが良好な特性を有
することがわかる。

【０１１１】

【発明の効果】本発明により、長期間に亘ってトナーの
転写効率を高く保つことに加え、下記の課題を解決する
方策を見出すことが出来る。

【０１１２】第１に、既に転写材上にトナー像が転写さ
れていて、その上に更にトナー画像を転写するときに
は、新たに転写材に転写すべきトナー像は高転写率でな
され、既に転写されているトナーは像形成体に再転写さ
れない条件を見出すと共に、像形成体や中間転写体の表
面に傷等を付けず、このためクリーニング不良やトナー
フィルミング等を発生させない画像形成装置を提供する
ことが出来る。

【０１１３】第２に、トナー像を転写する時のプロセス
速度が高く、剥離放電を防止するためローラに印加する
電流値を下げた場合でも高い転写効率を得ることが出来
る画像形成装置を提供することが出来る。

【０１１４】第３に、転写手段のクリーニングのため逆
バイアスをかけて像担持体又は中間転写体にトナーを戻
し、これを確実にクリーニングすることが出来る画像形
成装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例
であるカラー複写機の構成を説明するための断面図。

【図２】実施例１での２０万コピーまでの最高画像濃度
を示す図。

【図３】実施例１での２０万コピーまでの転写率を示す
図。

【図４】実施例２での２次転写ローラ部の概要図。

【符号の説明】

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ帯電手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ像露光手段４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ現像手段６中間転写体７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ転写手段（１次）７Ａ転写手段（２次）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ画像形成部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/01 １１４Ｇ０３Ｇ 9/08 ３６１ (72)発明者齊藤正志東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者森本浩史東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA21 EA05 EA10 2H030 AA03 AB02 AD01 AD16 BB42 BB54 BB63 2H200 FA08 FA16 FA20 GA12 GA16 GA23 GA34 GA47 GB12 GB25 HA12 HB03 HB12 JA02 JA25 JA26 JA28 JC04 JC12 JC15 JC16 LA19 LA40 LB18 MA04 MA08 MA20 MB06 MC01 NA02 NA08 NA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像形成体と該像形成体上の潜像をトナー
により現像する現像手段と、像形成体上に形成されたト
ナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、中間転
写体上のトナー像を画像支持体に転写する２次転写手段
とを有する画像形成装置において、１次転写手段は導電
性又は半導電性で、かつバイアス電位を与える電源装置
を備えており、前記トナーは形状係数の変動係数が１６
％以下であり、個数粒度分布の変動係数が２７％以下で
あることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記トナーの個数平均粒径が２〜７μｍ
であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記中間転写体の体積抵抗率が１０³〜
１０¹³Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項４】前記中間転写体上に複数色のトナー像を
重ね合わせて転写することを特徴とする請求項１記載の
画像形成装置。
【請求項５】前記現像手段は二成分現像器であり、ト
ナーとキャリアを混合した二成分現像剤を用いて現像す
ることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項６】前記１次転写手段は、芯金に弾性体を付
した弾性ローラであり、バイアス電圧を印加されている
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】複数の像形成体を有し、それぞれの像形
成体上の潜像を対応する現像手段によりトナーにて現像
して形成されたトナー像を、同一の中間転写体に順次重
ね合わせて転写する複数の１次転写手段と、中間転写体
上のトナー像を画像支持体に一括転写する２次転写手段
とを有する画像形成装置において、該１次転写時の中間
転写体の搬送速度が２００ｍｍ／ｓ以上であり、前記ト
ナーの数平均粒径は何れも２〜７μｍで、かつ変動係数
が２７％以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】前記トナーの粒径をＤ（μｍ）とすると
き、自然対数ＩｎＤを横軸にとり、この横軸を０．２３
間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒ
ストグラムにおける、最頻度階級に含まれるトナー粒子
の相対度数（ｍ１）と、最頻度階級の次に頻度の高い階
級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）との和
（Ｍ）が７０％以上であることを特徴とする請求項７記
載の画像形成装置。
【請求項９】前記トナーの形状係数が１．２〜１．６
の範囲にあるトナー粒子の割合が６５個数％以上であ
り、形状係数の変動係数が１６％以下であることを特徴
とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１０】イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の像形成体と、そ
れぞれの像形成体上に形成された潜像を対応する各色ト
ナーにより現像する現像手段を有し、像形成体上に形成
された各色トナー像を同一の中間転写体に順次重ね合わ
せて転写する各色毎の１次転写手段と、中間転写体上に
形成された重ね合わせトナー像を画像支持体に一括転写
する２次転写手段とを有する画像形成装置において、前
記各色トナーの数平均粒径がいずれも２〜７μｍで、か
つその変動係数が２７％以下であり、２次転写手段は転
写ローラを用い、該ローラのクリーニングには電界によ
り中間転写体にトナーを再転写するクリーニング方式を
用いていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎の像形成体と、そ
れぞれの像形成体上に形成された潜像を対応する各色ト
ナーにより現像する現像手段を有し、像形成体上に形成
された各色トナー像を画像支持体に順次重ね合わせて転
写する各色毎の転写手段を有する画像形成装置におい
て、前記各色トナーの数平均粒径がいずれも２〜７μｍ
で、かつその変動係数が２７％以下であり、転写手段と
して転写ローラを用い、該ローラのクリーニングには電
界により像形成体にトナーを再転写するクリーニング方
式を用いていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】前記トナーの粒径をＤ（μｍ）とする
とき、自然対数ＩｎＤを横軸にとり、この横軸を０．２
３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示す
ヒストグラムにおける、最頻度階級に含まれるトナー粒
子の相対度数（ｍ１）と、最頻度階級の次に頻度の高い
階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ２）との和
（Ｍ）が７０％以上であることを特徴とする請求項１０
又は１１記載の画像形成装置。
【請求項１３】前記トナーの形状係数が１．２〜１．
６の範囲にあるトナー粒子の割合が６５個数％以上であ
り、形状係数の変動係数が１６％以下であることを特徴
とする請求項１０又は１１記載の画像形成装置。