JPS62284363A - 画像形成装置に用いる微粒トナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、電子複写機等における画像形成方法に関し、
特に、感光体ドラム等の画像担持体の表面に潜像を形成
し、その潜像に対して粉体トナーを付着させて現像を行
うように構成してなる画像形成方法に関する。

（従来の技術） 従来より電子写真記録装置や静電記録装置においては、
感光体ドラム等の静電潜像担持体に、原稿の反射光やレ
ーザー光等の画像情報を照射し、その表面に静電潜像を
形成するとともに、その潜像にトナーを付着させ、トナ
ー画像として現像することが行なわれており、そのよう
にして形成されたトナー画像を、次の工程で用紙に転写
し、定着を行いコピーとして完成する。

上記したような乾式現像装置においては、通常粒径が１
０μ前後の微粒子をトナーとして用いているために、そ
の取扱性、安全性、保守性等が良好に維持され、多くの
電子複写機等においては、非常に便利に使用されている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来のトナーを用いた画像形成方法にお
いては、オフセット印刷または液体現像方法に比較して
、画像の品位が低下することは避けられないものであっ
た。例えば、液体現像方法においては、トナーは０．２
〜０．３μ程度のノ「常に微小な粒子として液体中に分
散され、その微粒子状のトナーが潜像に付着されるので
、再現される画像は、非常に鮮明なものとなる。

それに対して、乾式現像方式により形成されるトナー画
像は、上記したようにオフセット印刷物に比較して鮮明
な画像が形成されずに、画像の濃淡ムラやボケ等が発生
しやすいという欠点を持っている。

その理由としては、次に列挙するように、種々の問題点
を挙げることが出来る。

例えば、現像工程において、トナー粒子のサイズのバラ
ツキによるもの、または、不要部へのトナーの付着によ
る画像の汚れ等の原因がある。

また、転写工程では、感光体ドラム表面に形成されたト
ナー画像が、完全に用紙に転写されずに、トナーの一部
が未転写のまま、感光体ドラム表面に残り、それによっ
て、用紙に転写されたトナー画像にムラが生じる他に、
転写に際して、トナーが散らばるという現象が発生した
りすることがある。

さらに、定着工程においては、加熱ローラと加圧ローラ
との間にトナー画像が転写された用紙を挟持し、加熱と
加圧とを行う際に、トナーがつぶれた状態になり、それ
によって画像の周囲がボケでしまう等の現象が発生する
こともある。

上記したような種々の理由によって、電子複写機により
複写されたコピーが、オフセット印刷画像に比較して、
鮮明に形成されない等の欠点が発生するものと考えられ
る。

これに対して、従来より、電子複写機の各構成部材や、
トナー画像の転写方式等に多くの改良が加えられている
が、未だに完成されていないのが現状である。

そこで、本発明の画像形成方法においては、上記した多
くの理由のうち、感光体ドラム等の画像担持体に対する
トナー画像の形成の点に着目したものであり、特に、画
像担持体の表面に潜像を形成し、その潜像に対して１〜
ナーを付着させることにより、画像の濃淡を良好な状態
で再現出来るようにする方式に関する。

従来の感光体ドラム等に画（粂を形成する方式（ユ、原
稿をランプで照射し、その反射光をレンズ系を介して感
光体ドラム表面に全面露光する方式と、読取り画像を記
憶装置に入力し、その記憶装置からの出力をレーザー光
に変換して、感光体ドラムの表面にフライインダスポッ
ト（飛点）として形成する方式、または液晶、ＬＥＤ等
を用いてライン°状に入力する方式等が用いられている
。

この中で、全面露光方式の場合には、ベタ黒画像はその
ままの状態で感光体の表面に潜像として形成され、その
潜像にトナーを付着させる場合には、ベタ黒１・す−画
像として現象される。

この方式とは別に、感光体ドラム表面にドツト状に形成
される潜像に対して、トナー画像が網目状に再現される
のは、レーザー光を用いる方式と、ライン入力による方
式であるが、全面露光を行う場合でも、オフセラ１〜印
刷画像を複写する場合等では、そのトナー画像が網目状
に再現されることになる。

しかしながら、従来の感光体ドラム等の表面に形成され
る潜像に対して、トナーを付着させ、トナー画像形成方
式においては、トナー画像が良好な状態で再現されるこ
とは少なく、多くの場合は、ベタ黒部の濃淡ムラが発生
したり、線のエツジ部が荒れて画像がシャープにならな
い等の他に、像がつぶれて鮮明に再現されないこと、白
部にトナーが飛散して汚れた画像となる等の、多くの改
良を要する欠点が生じている。

これらの欠点が発生する原因としては、トナーの性質、
例えば、粒度分布、トナーの粒子の形状および流動性、
帯電特性等のトナー自体の問題の他に、現像装置から潜
像に対してトナーを供給する際の、磁気ブラシの高さ、
および、潜像に対して付着されるトナーの吊等の多くの
問題がある。

（発明の目的） 本発明は、上記したような従来より用いられている画像
形成方法の欠点を解消するもので、特にトナーの粒状グ
レードと、流動性に着目し、その相関関係から最も適当
な条件のトナーを選択することによって、用紙上に再現
されるトナー画像を、粉体形成によるベタ黒画像として
、オフセット印刷並の画像品位を有する鮮明なものとし
、粒状性が良好で、粉体であることを感じさせないよう
な良好な状態で１ｑることが出来るようにすることを目
的としている。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明は、
微粒トナーで構成されたドブ−画像の再現方法において
、該微粒トナーの凝集度を１５以下とすることを特徴と
する画像形成方法である。

また、前記凝集度は、トナークラウドからの自由落下の
結果生じたト犬−粒子の平均径を、本来のトナーの平均
粒子径で除した数値として表現される。さらに、本発明
の上記した再現方法は、ベタ黒画像として表現されたも
のを対象としている。

この微粒トナーの凝集度を１．５以下とするには、 ａ、平均粒径が３〜１０μｍである微粉末とする。

ｂ、トナーの粒度範囲を平均粒径±３μｍの範囲とする
。

Ｃ、トナーの形状をほぼ球形とする。

ｄ、シリカ、脂肪酸金属塩あるいはフッ素化合物等の微
粉末を１−ナーに外添する。

等の方法があり、これらを単独あるいは併用して、凝集
度が１，５以下になるように調整する。

併用して用いる場合には、前記のａとＣ，ａとＣとｄ、
ａとｂとＣ，ａとｂとＣとｄを組合せるのが良い。

前記すとして、溶融、混練、微粉砕した粉末を分散して
得ることが出来、また、Ｃとしては、微粉砕した粉末を
熱風により球形化処理する。あるいは、トナー組成物を
溶融あるいは溶解し、スプレードライ（噴霧乾燥）する
ことにより１９ることが出来る。ざらに、トナーの結着
樹脂を構成する七ツマ−をトナーの他の構成成分、着色
剤、帯電制御剤あるいは磁性粉の存在Ｆで重合せしめる
方法でも良い。

この重合工程を用いてトナーを形成する場合、まず、乳
化重合等により０．２〜０．４μｍの超微粉子を核と・
して、重合によりこの超微粉子を成長させ、所望の粒径
とするいわゆるシード重合法を用いても良い。このシー
ド重合法でトナーを形成すると、前記のａ、ｂおよびＣ
を満足させ得るトナーを得ることが出来る。

このように、凝集度が１．５以下となるように調整した
トナーを用い、感光体あるいは記録体笠の静電潜像担持
体に形成された静７ｆｉ潜像を現像し、転写および定石
により、転写紙上に画像を形成する。

現＆は一成分現像法、二成分現像法のいずれでも良く、
タッチダウン現像法、磁気ブラシ現像法あるいはカスケ
ード現像法により現像を行う。

現１２１装置はトナーの吸湿、圧縮等により、トナーが
凝集しないように構成するのが良い。

ざらに、トナーホッパー、残留トナー収容部をほぼ密閉
するとともに、トナーと潜像！ｆｌ持体とを接触させな
い状態で現像を行うか、あるいは接触させて現象を行う
場合は、トナー唐のほぼ表面近例のみが１妄触するにう
にする。さらには、潜像担持体とトナー担持体との移動
速度に差を持たせると良い。

また、潜１ｇｌ担持体とトナー担持体とを、近接位置に
おいて逆方向に移動させるか、あるいはトナー担持体の
移動速度が、潜像担持体の速度に比較して、１，２〜６
倍、好ましくは、２〜４倍となるように同方向に移動さ
せる。

（実施例） 図示された実施例に従って、本発明の画像形成方法を説
明する。

まず、明細書に記載される凝集度について説明すると、
本発明の凝集Ｉｆ１の測定装置としては、第１図に示さ
れるような構成の装置を用いた。

第１図に示される装置は、上下に開口を形成した円筒容
器１の、所定の箇所に位置するようにしてトナー支持台
２を設け、このトナー支持台２の上にトナー３を背く。

そして、そのトナー３に対して、ノズル４から圧縮気体
を吹き付けてトナーを飛散させ、トナークラウドを発生
させる。

また、円筒容器１の上には、容器上蓋５を設けて開口部
を塞ぐとともに、下部には、用紙６をセットして、飛散
されたトナークラウドが、その用紙６の表面に自由落下
したものを受けるようにする。

圧縮空気によって飛散された上記トナークラウドが自由
落下して、用紙６上に堆積されるが、用紙６の表面にＭ
ｔ積されたトナー濃度を測定し、そのトナー濃度がＯ１
３に遠したときに用紙６を取出し、その用紙６上のトナ
ーの粒度弁１１Ｉを、２次元の画像解析装置で測定する
。

そして、その測定の結Ｌ！ｌ！７られたクラウド平均粒
径と、用いたトナーの平均粒径とから、次の式にしたが
って凝集度の計算を行う。

凝集度＝（クラウド平均粒径）／（用いたトナーの平均
粒径〉 これによって測定される粒子径は、静電凝集等によって
複数個の粒子が１つの塊として形成されたものを、二次
粒子の状態として見るために、従来の溶媒等にトナーを
分散させた一次粒子の状態で測定することに比較して、
必ず大きな数値としてあられれることになる。

そこで本発明者等は、上記したトナー粒子の凝集度につ
いて、鋭意検討した結果、ベタ黒画像の粒状性が、トナ
ーの凝集度と非常に良い相関関係を示すことを見出し、
その粒状性を用いて、高品位画像を１ｑるための指針を
得、ついには、オフセット印刷並の粉体トナー画像を得
ることが可能になった。

第１表に各種の性状を有するトナーを対象として用い、
上記第１図に示される装置を用いて凝集度の測定を行っ
た結果を示している。

この表から見られるように、従来より用いられているト
ナーにおいても、その処理を適当な条件で行うと、粒状
グレードが良好なものとなり、凝集度が小さくなるが、
特に、例８．１０．１２に見られるように、クラウド粒
径が小さく、そのトナーに対して球形化処理を施した後
で外添シリカを添加したものが、凝集度１．２〜１．４
になり、クラウド粒径も小さく出来ることが判明した。

この第１表に示される各トナーの凝集度と、粒状グレー
ドとの関係を示すものが、第２図のグラフである。

このグラフから見られるように、オフセット印刷の場合
においては、コート紙に印刷した時には、粒状グレード
が９であり、言過紙に印刷した場合には粒状グレードが
７であることから、第２図に示されるような性状の１〜
ナーのうら、凝集度が１５以下のトナーを用いた場合に
は、オフセット印刷並の粉体トナー画像を得ることが出
来るらのとなる。

なお、上記した本発明の実施例においては、トナー画像
としてベタ黒画象万場合を説明したが、本発明の画像形
成方法は、上記したベタ黒トナー画像の場合に限定され
るものではなく、感光体に露光する際にドツト状に潜像
を形成し、その潜像に対してトナーを付着させることに
よって、網目状のトナー画像を形成するような電子複写
機に対しても、当然適用が可能なものである。

（発明の効果） 本発明の画像形成方法によると、上記したように、その
凝集度を設定することによって、粉体ｉ・ナー画像をオ
フセット印刷並の鮮明度と、画像品質で構成することが
可能になり、粉体トナーによるトナー画像とは見違える
ような良好な状態の画像を得ることが可能になる。

また、本発明の画像形成方法は、従来より用いられてい
るトナーに対して、若干の後処理を行うことによって容
易に形成することが可能なものであり、従来より用いら
れている電子複写は等を用いて、良好な状態のトナー画
像を再現出来るしのとなるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトナーの粒度分布の測定装置の構成を
示す斜視図であり、第２図は粒状グレードと凝集度との
関係を示すグラフである。 図中の符号 １・・・・・・円筒容器、２・・・・・・トナー支持台
、３・・・・・・トナー、４・・・・・・ノズル、５・
・・・・・容器上蓋、６・・・・・・用紙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微粒トナーで構成されたトナー画像の再現方法において
   、該微粒トナーの凝集度を１．５以下とすることを特徴
   とする画像形成方法。