(57)【要約】      （修正有）【課題】細線の再現性が大幅に改善され、高画質の画像が得られる画像形成装置を提供する。【解決手段】  帯電した粒子を補給する補給手段、該補給された帯電した粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段、該飛翔された粒子の飛翔速度を制御する第一制御手段、及び該飛翔速度を制御された粒子の飛翔方向を収束させる収束手段を具備し、前記帯電した粒子を記録媒体上に付着させて画像を形成する画像形成装置を用いて、体積平均粒径が２〜５μｍ、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が１．２３以下の粒子を用い、前記収束手段が、記録媒体に向けて飛翔させた粒子の飛翔方向を電磁レンズを用いて収束させる手段であり、前記収束手段により収束された粒子の飛翔飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを電磁レンズを用いて制御する第二制御手段を更に具備する。【選択図】図１
2006326942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電した粒子を補給する補給手段、該補給された帯電した粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段、該飛翔された粒子の飛翔速度を制御する第一制御手段、及び該飛翔速度を制御された粒子の飛翔方向を収束させる収束手段を具備し、前記帯電した粒子を記録媒体上に付着させて画像を形成する画像形成装置を用いて、記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、
前記粒子として、体積平均粒径が２〜５μｍ、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が１．２３以下の粒子を用い、
前記画像形成装置が、前記収束手段により収束された粒子の飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを制御する第二制御手段を更に具備することを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
帯電された粒子を補給する補給手段、該補給された帯電した粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段、該飛翔された粒子の飛翔速度をに制御する第一制御手段、及び該飛翔速度を制御された粒子の飛翔方向を収束させる収束手段を具備し、前記帯電した粒子を記録媒体上に付着させて画像を形成する画像形成装置であって、
前記収束手段が、記録媒体に向けて飛翔させた粒子の飛翔方向を電磁レンズを用いて収束させる手段であり、
前記収束手段により収束された粒子の飛翔飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを電磁レンズを用いて制御する第二制御手段を更に具備することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナージェット方式を利用した画像形成方法及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真に用いられている画像形成方法では、画像読み取り部あるいは電子機器などからの電子化された画像情報に基づき、帯電された感光体上へ光によって潜像を書き込む。潜像は電位の差によって画像を描いたものであるが、一般的には感光体は光伝導体を含有していることを利用し、感光体上の光を照射した部位は電荷がなくなり、照射していない部位は電荷を保持しているという原理を使って電位の差を生成したものである。
【０００３】
近年、高精細な画像に対する要求が高まりつつある。特に細線再現性については、従来の電子写真装置において一般的に感光体の潜像の細線に対する感度によるところが大きい。感光体上の潜像は電位の差により描かれているため、原理的に電位の減衰および電位差の緩和という問題が常につきまとっている。これらの問題は、特に細線に対する潜像を描こうとする際に顕著になり、トナーにより現像するために必要な電位差が緩和および減衰してしまうため、トナーの細線像全体がぼやけてしまったり、潜像に対応しない位置にトナーが現像されてしまったりするという問題があった。
【０００４】
他の画像形成装置としては、トナージェット方式を利用したものがあり、これは引き出し電界を印加することによりアパーチャーからトナーを放出させることによって画像を形成するものである（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、トナー飛散方向を収束させる手段をもたないために、トナーの粒度及び帯電分布の広がりの影響を受けてトナーの飛翔軌道がばらつくという問題が生じるため、この装置も細線の再現性という課題に対しては従来の電子写真装置と同様に不十分である。
【０００５】
上記のように、従来の感光体やトナージェット方式を利用した画像形成装置では、粒子を記録媒体方向へ加速あるいは減速したりするための電場が印加されているが、記録媒体あるいは転写体上に特に細線からなる画像を形成する際に不要な位置にトナーが配置されたり、本来配置されるべき位置にトナーが載っていなかったりという不都合が起こる。
【特許文献１】特開２０００−１４１７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、細線の再現性が大幅に改善され、高画質の画像が得られる画像形成方法及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は以下の本発明により解決した。
即ち、本発明は、
＜１＞  帯電した粒子を補給する補給手段、該補給された帯電した粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段、該飛翔された粒子の飛翔速度を制御する第一制御手段、及び該飛翔速度を制御された粒子の飛翔方向を収束させる収束手段を具備し、前記帯電した粒子を記録媒体上に付着させて画像を形成する画像形成装置を用いて、記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記粒子として、体積平均粒径が２〜５μｍ、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が１．２３以下の粒子を用い、前記画像形成装置が、前記収束手段により収束された粒子の飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを制御する第二制御手段を更に具備することを特徴とする画像形成方法である。
【０００８】
＜２＞  前記収束手段が、記録媒体に向けて飛翔させた粒子の飛翔方向を電磁レンズを用いて収束させる手段であり、前記第二制御手段が、前記収束手段により収束された粒子の飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを電磁レンズを用いて制御する手段であることを特徴とする＜１＞に記載の画像形成方法である。
【０００９】
＜３＞  前記画像形成装置が、前記補給手段から補給された帯電した粒子に電場を印加し、該帯電した粒子を取り出す取り出し手段を更に具備し、前記第一制御手段が、前記取り出し手段により取り出された帯電した粒子に電場を印加することにより、該粒子の記録媒体方向に対する飛翔速度を制御する手段であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の画像形成方法である。
【００１０】
＜４＞  前記第二制御手段において、収束手段により収束された粒子の飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを制御することにより、前記帯電した粒子の記録媒体上への付着位置を走査して、該記録媒体上に画像を形成することを特徴とする＜１＞〜＜３＞の何れか１つに記載の画像形成方法である。
【００１１】
＜５＞  前記記録媒体上への画像の形成を、前記帯電した粒子が前記記録媒体上に吸引される向きの電場を印加しながら行うことを特徴とする＜１＞〜＜４＞の何れか１つに記載の画像形成方法である。
【００１２】
＜６＞  帯電された粒子を補給する補給手段、該補給された帯電した粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段、該飛翔された粒子の飛翔速度をに制御する第一制御手段、及び該飛翔速度を制御された粒子の飛翔方向を収束させる収束手段を具備し、前記帯電した粒子を記録媒体上に付着させて画像を形成する画像形成装置であって、前記収束手段が、記録媒体に向けて飛翔させた粒子の飛翔方向を電磁レンズを用いて収束させる手段であり、
前記収束手段により収束された粒子の飛翔飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを電磁レンズを用いて制御する第二制御手段を更に具備することを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
＜７＞  前記補給手段から補給された帯電した粒子に電場を印加し、該帯電された粒子を取り出す取り出し手段を更に具備し、前記第一制御手段が、前記取り出し手段により取り出された帯電した粒子に電場を印加することにより、該粒子の記録媒体方向に対する飛翔速度を制御する手段であることを特徴とする＜６＞に記載の画像形成装置である。
【００１４】
本発明の画像形成装置は、従来にない、前記収束手段により収束された粒子の飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを制御する第二制御手段を具備したもので、本発明の画像形成方法は、特殊な粒子を用いて本発明の画像形成装置により記録媒体上に画像を形成するものであり、本発明の画像形成方法及び画像形成装置は、前記第二制御手段により粒子の飛翔方向を精密に制御することができるため、記録媒体に対する粒子の相対的な飛翔軌道を制御することにより、画像の細線再現性の大幅な改善が可能となる。尚、記録媒体に対する粒子の相対的な飛翔軌道を制御するとは、前記第二制御手段により粒子の飛翔軌道を制御することの他、更に記録媒体を動かすことにより記録媒体からみた粒子の飛翔軌道を制御することを含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、細線の再現性が大幅に改善され、高画質の画像が得られる画像形成方法及び画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を説明する。
本発明の画像形成方法は、帯電した粒子を補給する補給手段、該補給された帯電した粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段、該飛翔された粒子の飛翔速度を制御する第一制御手段、及び該飛翔速度を制御された粒子の飛翔方向を収束させる収束手段を具備し、前記帯電した粒子を記録媒体上に付着させて画像を形成する画像形成装置を用いて、記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記粒子として、体積平均粒径が２〜５μｍ、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が１．２３以下の粒子を用い、前記画像形成装置が、前記収束手段により収束された粒子の飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを制御する第二制御手段を更に具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明の画像形成方法は、粒子として、体積平均粒径が２〜５μｍ、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が１．２３以下の粒子を用いる。
前記粒子の体積平均粒径は、３〜５μｍが好ましく、３〜４μｍがより好ましい。前記粒子の体積平均粒径が２μｍ未満であると、粒子の付着性が大きくなり、取扱が困難になる他、粒子による汚染が著しくなってしまい、５μｍを超えると、トナー自身の大きさにより、細線の再現性が制限されてしまう。
また、前記粒子の体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）は、１．２０以下であることが好ましい。前記粒子の体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が１．２３を超えると、電場あるいは磁場をかけたときの粒子の軌道のばらつきが大きくなってしまうため、細線の再現性などの画像再現性が失われてしまう。
【００１８】
尚、前記粒子の体積平均粒径及び体積平均粒度分布は、粒子が溶解せず且つ屈折率既知であってその値が粒子と異なり、可視光を透過するような溶媒に粒子を分散させ、例えばＬＳ  １３  ３２０（ベックマンコールター社製）などの光散乱式の粒度測定機によって測定されたトナーの粒度分布を、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、個々のトナー粒子の体積について小径側から累積分布を描き、累積１６％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ１６ｖと定義し、累積５０％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ５０ｖと定義する。同様に、累積８４％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ８４ｖ、と定義する。この際、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）はＤ８４ｖ／Ｄ１６ｖとして定義される。これらの関係式を用いて、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）を算出できる。
【００１９】
前記粒子としては、体積平均粒径が２〜５μｍ、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）のものであれば特に限定されないが、公知のトナーが好ましく用いられる。該トナーとしては公知の顔料および染料を使用した着色剤及び公知の離型剤が含まれるものが好適に使用できる。さらに、帯電量や粉体流動性を調整するために様々な公知の無機化合物あるいは有機化合物の微粒子を使用してもよいが、これに限定されるものではない。また、トナーを用いる場合は、公知のキャリアと所定の比で混合した現像剤として使用することが、帯電の安定性及び運搬性の観点から望ましいが、これに限定されるものではない。
更に、粒子としては、固体だけではなく、着色剤を含有し、帯電している液体を用いてもよい。
【００２０】
以下、本発明に好ましく用いられるトナーについて説明する。本発明において用いられるトナーは、粒径が１μｍ以下の結着樹脂粒子を用いた乳化重合凝集法により形成されたトナーであることが好ましい。
【００２１】
前記乳化重合凝集法は、乳化重合等により合成された少なくとも１ミクロン以下の結着樹脂粒子を分散した樹脂粒子分散液と、着色剤を分散した着色剤分散液と、を混合し、結着樹脂粒子と着色剤とをトナー粒径に凝集して凝集粒子を形成する工程（以下「凝集工程」と称することがある）と、前記凝集粒子を結着樹脂のガラス転移点以上の温度に加熱して融合しトナー粒子を形成する工程（以下「融合工程」と称することがある）とを含む。
【００２２】
前記凝集工程においては、互いに混合された前記樹脂粒子分散液と、前記着色剤分散液と、必要に応じて離型剤分散液と、に含まれる各成分が凝集して凝集粒子を形成する。前記凝集粒子は、ヘテロ凝集等により形成される。前記凝集粒子は、前記凝集粒子の安定化、粒度／粒度分布制御を目的として、前記凝集粒子とは極性が異なるイオン性界面活性剤や、金属塩等の一価以上の電荷を有する化合物を添加することにより形成される。
【００２３】
前記凝集工程においては、ｐＨ変化により凝集を発生させ凝集粒子を調整することができる。また、粒子の凝集を安定且つ迅速に行わせ、さらに、より狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得るために、各分散液に凝集剤を添加してもよい。
前記凝集剤としては一価以上の電荷を有する化合物が好ましく、凝集剤として一価以上の電荷を有する化合物の具体例としては、後述するイオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の水溶性界面活性剤類、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸、芳香族酸の金属塩、ナトリウムフェノレート等のフェノール類の金属塩、アミノ酸の金属塩、トリエタノールアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩等の脂肪族、芳香族アミン類の無機酸塩類等が挙げられる。
この中でも、凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去の容易性を考慮した場合、無機酸の金属塩が性能、使用の点で好ましい。
【００２４】
前記凝集剤の各分散液への添加量は、電荷の価数により異なるが、一価の場合は３質量％以下、二価の場合は１質量％以下、三価の場合は０．５質量％以下が好ましい。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、電荷の価数の多い化合物が好ましい。
【００２５】
前記融合工程においては、前記凝集粒子中の結着樹脂がガラス転移点以上の温度条件で溶融してトナー粒子が形成される。
【００２６】
前記結着樹脂は、前記重合性単量体のラジカル重合により合成される。ラジカル重合反応に供されるラジカル重合開始剤としては、特に限定はないが、例えば、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化ｔｅｒｔ−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、１−フェニル−２−メチルプロピル−１−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸ｔｅｒｔ−ブチル、過酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、過安息香酸ｔｅｒｔ−ブチル、過フェニル酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、過メトキシ酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、過Ｎ−（３−トルイル）カルバミン酸ｔｅｒｔ−ブチル等の過酸化物類；
【００２７】
２，２'−アゾビスプロパン、２，２'−ジクロロ−２，２'−アゾビスプロパン、１，１'−アゾ（メチルエチル）ジアセテート、２，２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）塩酸塩、２，２'−アゾビス（２−アミジノプロパン）硝酸塩、２，２'−アゾビスイソブタン、２，２'−アゾビスイソブチルアミド、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビス−２−メチルプロピオン酸メチル、２，２'−ジクロロ−２，２'−アゾビスブタン、２，２'−アゾビス−２−メチルブチロニトリル、２，２'−アゾビスイソ酪酸ジメチル、１，１'−アゾビス（１−メチルブチロニトリル−３−スルホン酸ナトリウム）、２−（４−メチルフェニルアゾ）−２−メチルマロノジニトリル、４，４'−アゾビス−４−シアノ吉草酸、３，５−ジヒドロキシメチルフェニルアゾ−２−メチルマロノジニトリル、２−（４−ブロモフェニルアゾ）−２−アリルマロノジニトリル、２，２'−アゾビス−２−メチルバレロニトリル、４，４'−アゾビス−４−シアノ吉草酸ジメチル、２，２'−アゾビス−２、４−ジメチルバレロニトリル、１，１'−アゾビスシクロヘキサンニトリル、２，２'−アゾビス−２−プロピルブチロニトリル、１，１'−アゾビス−１−クロロフェニルエタン、１，１'−アゾビス−１−シクロヘキサンカルボニトリル、１，１'−アゾビス−１−シクロへプタンニトリル、１，１'−アゾビス−１−フェニルエタン、１，１'−アゾビスクメン、４−ニトロフェニルアゾベンジルシアノ酢酸エチル、フェニルアゾジフェニルメタン、フェニルアゾトリフェニルメタン、４−ニトロフェニルアゾトリフェニルメタン、１，１'−アゾビス−１，２−ジフェニルエタン、ポリ（ビスフェノールＡ−４，４'−アゾビス−４−シアノペンタノエート）、ポリ（テトラエチレングリコール−２，２'−アゾビスイソブチレート）等のアゾ化合物類；１，４−ビス（ペンタエチレン）−２−テトラゼン、１，４−ジメトキシカルボニル−１，４−ジフェニル−２−テトラゼン等が挙げられる。
【００２８】
これらの中でも、重合時の反応制御容易性の利点を有する過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化ｔｅｒｔ−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、１−フェニル−２−メチルプロピル−１−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸ｔｅｒｔ−ブチル、過酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、過安息香酸ｔｅｒｔ−ブチル、過フェニル酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、過メトキシ酢酸ｔｅｒｔ−ブチル、過Ｎ−（３−トルイル）カルバミン酸ｔｅｒｔ−ブチル等の過酸化物類が好ましく、特に過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化ｔｅｒｔ−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピルが好ましい。
【００２９】
前記着色剤は、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料から選ばれるいずれかを少なくとも１種以上含有することが好ましい。顔料を１種単独で用いても良いし、同系統の顔料を２種以上混合して用いてもよい。また異系統の顔料を２種以上混合して用いてもよい。
前記着色剤の具体例としては、例えば、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジＧＴＲ，ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン３Ｂ、ブリリアントカーミン６Ｂ、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料；アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジゴ系、チオインジゴ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料；などが挙げられる。
さらに、これらの着色剤に透明度を低下させない程度にカーボンブラック等の黒色顔料、染料を混合してもよい。
【００３０】
本発明に用いられるトナーには、離型剤を添加することができる。前記離型剤の添加により、画像定着装置にシリコーンオイルを塗布することなくトナーを加熱部材から離型することができ、同時に画像定着装置もオイル供給機がなくなるために小型化、軽量化が可能となる。
前記乳化重合凝集法又は懸濁重合法によるトナー粒子の形成時、一般的に疎水性である離型剤は、乳化重合凝集法においては凝集および融合時に、懸濁重合法においては分散時に、凝集粒子内部に引き込まれるため表面に存在しにくい。また、前述のように凝集粒子の表面にはよりＴｇの高いカルボキシル基が多量に存在すると推定されるため、凝集粒子の形成は容易である。一方、従来の混錬粉砕法では粉砕時に大量の離型剤成分が粒子表面に存在するため粒子同士の融着が生じ易い等の欠点が生じていた。
【００３１】
前記離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類；加熱により軟化点を有するシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス；ミツロウ等の動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス；ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類；ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と一価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類；ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類；ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類；コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類などが挙げられる。
【００３２】
これらの中でも、定着画像の透明性、発色性、混色性への利点を有するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高級脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類；ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と一価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類；ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類が好ましく、特に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、カルナウバワックス、ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と一価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類が好ましい。
【００３３】
前記結着樹脂、前記着色剤および前記離型剤とを混合した場合における、前記離型剤の添加量としては、０．５〜５０質量％であることが好ましく、より好ましくは１から３０質量％、更に好ましくは５から１５質量％である。０．５質量％未満であると離型剤添加の効果がなく、５０質量％以上であると、帯電性に影響が現れやすくなったり、現像機内部においてトナーが破壊されやすくなり、離型剤のキャリアへのスペント化が生じ、帯電が低下しやすくなる等の影響が現れるばかりでなく、例えばカラートナーを用いた場合、定着時の画像表面への染み出しが不十分になり易く、画像中に離型剤が在留しやすくなってしまうため、透明性が悪化し好ましくない。
【００３４】
前記離型剤の分子量は加熱部材との接触時のトナー表面への染み出しの容易さから３００以上２０００以下が好ましい。より好ましくは５００以上１５００以下、さらに好ましくは６００以上１３００以下が好ましい。
離型剤の分子量が３００未満の場合、離型剤の融点が低下してしまうため常温でトナー表面への離型剤の染み出しを生じ、トナー粒子間の融着を生じ易くしてしまうため好ましくない。また分子量が２０００を超える場合、加熱部材との接触時間内にトナーの表面に染み出すことが困難となるため、離型剤としての効果が得られにくくなるため好ましくない。
【００３５】
本発明におけるトナーには、目的に応じて、内添剤、帯電制御剤、無機粒体、有機粒体、滑剤、研磨材などのその他の成分（粒子）を添加させることが可能である。
【００３６】
前記内添剤としては、トナー特性としての帯電性を阻害しない程度の量が使用でき、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、マンガン、ニッケル等の金属、合金、又はこれら金属を含有する化合物などの磁性体などが挙げられる。
【００３７】
前記帯電制御剤としては、特に制限はないが、特にカラートナーを用いた場合、無色または淡色のものが好ましく使用できる。例えば、４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
【００３８】
前記無機粒体としては、例えば、シリカ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、酸化セリウム等の通常トナー表面の外添剤として使用される全ての粒子が挙げられる。
【００３９】
前記有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される全ての粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。
【００４０】
前記滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等が挙げられる。
前記研磨剤としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
【００４１】
前記結着樹脂、前記着色剤および前記離型剤を混合した場合における、前記着色剤の含有量としては、５０質量％以下が好ましく、２〜４０質量％が特に好ましい。
また、前記その他の成分の含有量としては、本発明の目的を阻害しない程度であればよく、一般的には極少量であり、具体的には０．０１〜５質量％が好ましく、特に０．５〜２質量％が好ましい。
【００４２】
前記樹脂粒子分散液、前記着色剤分散液、前記離型剤分散液および前記その他の成分における分散媒としては、例えば水系媒体などが挙げられる。
前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコールなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用しても良いし、２種以上を併用してもよい。
【００４３】
本発明におけるトナーの表面には、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム等の無機粒体や、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂粒子を、乾燥状態で煎断力を印加して添加してもよい。これらの無機粒体や樹脂粒子は、流動性助剤やクリーニング助剤等の外添剤として機能する。
【００４４】
本発明におけるトナーの帯電量の絶対値は、１０〜４０μＣ／ｇが好ましく、１５〜３５μＣ／ｇがより好ましい。前記帯電量が、１０μＣ／ｇ未満であると、背景部汚れが発生し易くなる場合があり、４０μＣ／ｇを越えると、画像濃度の低下が発生し易くなる場合がある。
また、夏場における帯電量と冬場における帯電量との比率としては、０．５〜１．５が好ましく、０．７〜１．３がより好ましい。前記比率が、０．５〜１．５であると、トナーの環境依存性が小さく、帯電性の安定性に優れ、実用上好ましい。
【００４５】
前記キャリアとしては、特に制限はなく、それ自体公知のキャリアが挙げられ、例えば、特開昭６２−３９８７９号公報、特開昭５６−１１４６１号公報等に記載された樹脂被覆キャリア等の公知のキャリアを使用することができる。
【００４６】
前記キャリアの具体例としては、以下の樹脂被覆キャリアが挙げられる。即ち、該キャリアの核体粒子としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などが挙げられ、その平均径は、３０〜２００μｍ程度である。
前記核体粒子の被覆樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類、ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン等のビニルピリジン類、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類、エチレン、プロピレン等のオレフィン類、弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマー等の単独重合体、又は２種類以上のモノマーからなる共重合体、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン類、ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル類、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
これらの樹脂は、１種単独で用いてもよいし、あるいは２種以上併用してもよい。該被覆樹脂の量としては、該核体粒子に対して０．１〜１０質量部が好ましく、特に０．５〜３．０質量部が好ましい。
【００４７】
前記キャリアの製造には、加熱型ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、ＵＭミキサーなどを使用することができ、前記被覆樹脂の量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。
【００４８】
前記現像剤における本発明におけるトナーとキャリアとの混合比は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００４９】
本発明の画像形成方法は、既述のように、帯電した粒子を補給する補給手段、該補給された帯電した粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段、該飛翔された粒子の飛翔速度を一定に制御する第一制御手段、及び該飛翔速度を一定に制御された粒子の飛翔方向を収束させる収束手段、及び該収束手段により収束された粒子の飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分の方向と大きさを制御する第二制御手段を具備した画像形成装置を用いて画像を形成する。前記画像形成装置における各手段の詳細については、後述する本発明の画像形成装置において説明する。
【００５０】
本発明の画像形成装置は、帯電された粒子を補給する補給手段、該補給された帯電した粒子を記録媒体に向けて飛翔させる飛翔手段、該飛翔された粒子の飛翔速度を一定に制御する第一制御手段、及び該飛翔速度を一定に制御された粒子の飛翔方向を収束させる収束手段を具備し、前記帯電した粒子を記録媒体上に付着させて画像を形成する画像形成装置であって、前記収束手段が、記録媒体に向けて飛翔させた粒子の飛翔方向を電磁レンズを用いて収束させる手段であり、前記収束手段により収束された粒子の飛翔速度の内、前記記録媒体と平行な成分と大きさの方向を電磁レンズを用いて制御する第二制御手段を更に具備することを特徴とする。
【００５１】
帯電された粒子としてトナーを用いた場合の本発明の画像形成装置を図１を用いて説明する。図１は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図１に示す画像形成装置は、帯電したトナー１及びキャリア１３を含む現像剤を供給する補給手段としてのマグネットロール２と、トナー１を浮遊させる取り出し手段としてのブレード３と、浮遊しているトナー１を記録媒体１１に向けて飛翔させる飛翔手段としての電極４と、飛翔されたトナー１を帯電量により分級するための磁石５及び分級用ブレード６と、分級されたトナー１の飛翔速度を一定に制御する第一制御手段としての電極７と、飛翔速度を制御されたトナー１の飛翔方向を収束させる収束手段としての電磁レンズ８Ａと、飛翔方向を収束されたトナー１の記録媒体１１への供給切り替えを行う引出し電極９と、引出し電極９を通り記録媒体１１へ供給するトナー１の飛翔速度の内、記録媒体１１と平行な成分の方向と大きさを制御する第二制御手段としての電磁レンズ８Ｂ及び８Ｃと、を具備している。また、図１に示す画像形成装置は、引出し電極９により記録媒体１１へ供給しないトナー１を回収するトナー回収手段１０を具備している。
【００５２】
図１に示す画像形成装置を用いた記録媒体１１上への画像形成は、マグネットロール２によりトナー１を供給する。トナー１を帯電する方法としては、キャリアや帯電部材との摩擦や接触による帯電を利用する方法が挙げられる。
また、マグネットロール２としては、回転する現像スリーブと、現像スリーブ内部に現像スリーブとは独立に固定された、現像スリーブの周回方向に複数の磁極が配列された磁極ロールとを備え、ブレード３に最近接する点よりも現像スリーブ周回方向上流側および下流側にそれぞれ、相互に隣接すると共に相互に極性の異なる、第１の磁極および第１の磁極よりも磁力の強い第２の磁極を備えたものが好ましい。
【００５３】
尚、図１に示す画像形成装置では、補給手段としてマグネットロール２を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の電荷エミッタのような、トナー１を帯電させる公知の手段と、昇華性染料を加熱することによってトナー１を補給するような、公知の補給手段の組み合わせも使用できる。
【００５４】
トナー１は、マグネットロール２上のキャリアへ補給され、そのキャリアが現像スリーブ上に磁力線に沿って穂立ちを形成する。その穂立ちとブレード３が当接することによりトナー１は浮遊する。
尚、本発明においては取り出し手段は必ずしも必須ではないが、トナー１を飛翔手段４に好ましく供給できる点で、取り出し手段が具備されていることが好ましい。
また、図１に示す画像形成装置では、取り出し手段としてブレード３を用いているが、取り出し手段はこれに限定されるものではなく、浮遊した帯電粒子をパルス電場によって取り出すものであれば構わない。
【００５５】
ブレード３により浮遊しているトナー１は電極４により記録媒体１１に向けて飛翔される。電極４としては、導体で形成されたリング型の電極が好ましい。
【００５６】
電極４により飛翔されたトナー１は、静磁場を利用した分級手段（磁石５及び分級ブレード６）により極端に電荷が大きいトナーと電荷が小さいトナーが除かれる。具体的には、２個の磁石５をトナー飛翔方向をｚ方向とすると、磁場の向きがｙ方向になるように設置する。磁石５に磁場を掛けることにより、トナー１は電荷分布によりｘ方向に分散する。分散したトナー１は下流にある分級用ブレード６により特定の電荷を有するトナー１のみが捕獲される。
トナーの電荷は、粒度に比例するものであり、前記分級手段（磁石５及び分級ブレード６）により、電荷が大きいトナー及び小さいトナーが除去されることにより、結果として、トナー１の体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が、１．５以下となることが好ましく、１．３以下となることが好ましい。トナー１の体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が１．５以下であると、第一制御手段（電極７）によって電場を印加されることにより、飛翔速度が効果的に制御される。
尚、本発明においては、分級手段は必須ではないが、分級手段を具備することにより、飛翔速度が効果的に制御できるため、より細線の再現性の高い高画質画像が得られる。
【００５７】
電極７によるトナー１の飛翔速度の制御は、分級手段により分級されたトナー１に一定の電場を印加することによりなされるものである。分級手段により分級されたトナー１は、電荷が大きいトナーと電荷が小さいトナーが除かれているため、電極７により、一定の電場を印加されることにより、飛翔速度が制御される。電極７は飛翔速度を一定に制御できればその態様は特に限定されないが、図１に示すように複数の電極がトナー１の飛翔方向と平行に配置し、それぞれの電極に電圧をかけることにより、トナー１を加速或いは減速する電場圧が印加されトナー１の飛翔速度を制御するものであることが好ましい。尚、本発明において第一制御手段は、図１に示す画像形成装置のように電場を利用したものが好ましいが、これに限定されるものではない。第一制御手段としては、２つ以上の、導体で形成されたリング型、あるいはメッシュ型の電極の間に電場をかけたものが挙げられる。
【００５８】
電極７により飛翔速度を一定に制御されたトナー１は、電磁レンズ８Ａにより飛翔方向を収束させ、記録媒体１１の表面に焦点を合わせる。収束手段は、本発明の画像形成方法では電磁レンズに限定されるものではなく、気圧等を利用したものでもよいが、電磁レンズを用いると、気圧を利用した場合に生じてしまうトナー飛翔の乱れが少なく、精度良く収束が行える点で好ましく、本発明の画像形成装置では収束手段として電磁レンズを用いることを必須とする。電磁レンズ８Ａとしては、透磁率の高い純鉄やパーマロイなどの材料により製作されたコイルや、ネオジウム鉄などの材料により製作されたドーナツ型の永久磁石が好ましい。
【００５９】
電磁レンズ８Ａにより飛翔方向を収束されたトナー１は、引出し電極９にパルス電場を印加（ＯＮ−ＯＦＦ）することによりより記録媒体１１への供給切り替えを行う。引出し電極９により記録媒体１１へ供給しないトナー１は、回収手段１０によりマグネットロール２に戻される。引出し電極９としては、導体で形成されたリング型の電極が好ましい。
尚、本発明においては引出し電極９は必須ではないが、引出し電極９を具備することによりトナー１のリサイクルが可能になり、トナー１の消費量を抑えることができる。
【００６０】
引出し電極９を通り記録媒体１１へ供給するトナー１は、電磁レンズ８Ｂ及び８Ｃにより飛翔速度の内、記録媒体１１と平行な成分の方と大きさを制御される。第二制御手段は、本発明の画像形成方法では電磁レンズに限定されるものではなく、気圧等を利用したものでもよいが、電磁レンズを用いると、気圧を利用した場合に生じてしまうトナー飛翔の乱れが少なく、精度良く収束が行える点で好ましく、本発明の画像形成装置では収束手段として電磁レンズを用いることを必須とする。電磁レンズ８Ｂとしては、透磁率の高い純鉄やパーマロイなどの材料により製作されたコイルや、Ｎｄ−Ｆｅ合金などの材料により製作されたドーナツ型の永久磁石が好ましい。また、電磁レンズ８Ｃは、磁場を発生することができれば特に限定されないが、電磁レンズ８Ｂと同様に透磁率の高い金属により製作されたコイルが好ましい。
【００６１】
本発明において、「飛翔速度の内、記録媒体１１と平行な成分の方と大きさを制御する」の意味について、図２を用いて説明する。図２は、「飛翔速度の内、記録媒体１１と平行な成分の方向と大きさを制御する」の意味を説明するための図である。
図２では、トナー１の飛翔速度をベクトルＡとして表す。次に、ベクトルＡを記録媒体１１と平行なベクトルＢと、記録媒体１１と垂直に交わる方向のベクトルＣとに分解する。記録媒体１１と平行な成分とは、図２におけるベクトルＢを意味し、本発明は、このベクトルＢの（記録媒体１１と平行な面内で）方向と大きさを制御することにより、トナー１の飛翔角度を制御するもので、この結果、記録媒体１１上でのトナー１の付着位置が制御でき、細線の再現性の高い高画質画像が得られる。
【００６２】
また、本発明の画像形成方法においては、第二制御手段（図１では電磁レンズ８Ｂ及び８Ｃ）によって記録媒体１１と平行な成分の方向を制御することにより、トナー１の記録媒体１１上への付着位置を走査して、記録媒体１１上に画像を形成することが画像形成速度の観点から好ましい。
【００６３】
更に、本発明の画像形成方法においては、図１に示すように、記録媒体１１の電磁レンズ８Ｂとは反対側にトナー１を記録媒体１１に安定に吸着するための吸引電場を印加するための電極及び電源１２が配置してあることが好ましい。このようにして記録媒体１１上への画像の形成を前記帯電した粒子が記録媒体１１上に吸引される向きの電場を印加しながら行うことが記録媒体１１上に配置された粒子の安定性の観点から好ましい。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
まず、実施例にて使用したトナーの作製方法を説明する。
樹脂微粒子分散液、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液をそれぞれ調製し、これらを所定の割合で攪拌・混合しながら、金属塩凝集剤を添加しイオン的に中和させて凝集粒子を形成する。次いで、無機水酸化物を添加して系中のｐＨを弱酸性から中性域に調製した後、前記樹脂微粒子のガラス転移点以上の温度に加熱して融合・合一する。反応終了後、充分な洗浄、固液分離乾燥の工程を経て所望のトナーを得る。以下、それぞれの方法を説明する。
【００６５】
（樹脂微粒子分散液（Ｌ１）の調製）
−油層１−
・スチレン（和光純薬製）  ・・・・１５．３質量部
・ｎブチルアクリレート（和光純薬製）  ・・・・０．４６質量部
・βカルボキシエチルアクリレート（ローディア日華製）  ・・・・０．６質量部
・ドデカンチオール（和光純薬製）  ・・・・０．２質量部
【００６６】
−油層２−
・スチレン（和光純薬製）  ・・・・１５．３質量部
・ｎブチルアクリレート（和光純薬製）  ・・・・０．４６質量部
・βカルボエチルアクリレート（ローディア日華製）  ・・・・０．６質量部
・ドデカンチオール（和光純薬製）  ・・・・０．４質量部
【００６７】
−水層１−
・イオン交換水  ・・・・１７．５質量部
・アニオン性界面活性剤（ローディア社製）  ・・・・０．３５質量部
−水層２−
・イオン交換水  ・・・・４０質量部
・アニオン性界面活性剤（ローディア社製）  ・・・・０．０５質量部
・過硫酸アンモニウム（和光純薬製）  ・・・・０．３質量部
【００６８】
上記油層１に記載の成分と水層１の成分の半量をフラスコ中に入れて攪拌混合し単量体乳化分散液１とし、同様に油層２と残りの水層１の半量を攪拌混合し単量体乳化分散液２とした。反応容器に上記水層２の成分を投入し、容器内を窒素で充分に置換し攪拌をしながら、オイルバスで反応系内が７５℃になるまで加熱した。反応容器内に初めに単量体乳化分散液１を２時間かけて滴下し、次に単量体乳化分散液２を１時間かけて滴下して乳化重合を行った。滴下終了後さらに７５℃で重合を継続し、３時間後に重合を終了させて、樹脂微粒子分散液（Ｌ１）を調製した。
【００６９】
得られた樹脂微粒子分散液（Ｌ１）中の樹脂微粒子は、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所製、ＬＡ−７００）で個数平均粒子径Ｄ50nを測定したところ２９０ｎｍであり、示差走査熱量計（島津制作所社製、ＤＳＣ−５０）を用いて昇温速度１０℃／ｍｉｎで樹脂のガラス転移点を測定したところ５２℃であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー分子量測定器（東ソー社製、ＨＬＣ−８０２０）を用い、ＴＨＦを溶媒として数平均分子量（ポリスチレン換算）を測定したところ１２０００であった。その後イオン交換水を加えて、分散液中の固形分濃度を４０％に調整した。固形分濃度は、３ｇの分散液を秤量し、１３０℃、３０分加熱して水分を揮発させ残留した乾燥物の質量から算出した。
【００７０】
（樹脂微粒子分散液（Ｌ２）の調製）
−油層３−
・スチレン（和光純薬製）  ・・・・３０質量部
・ｎブチルアクリレート（和光純薬製）  ・・・・１０質量部
・βカルボエチルアクリレート（ローディア日華製）  ・・・・１．３質量部
・ドデカンチオール（和光純薬製）  ・・・・０．４質量部
【００７１】
−水層３−
・イオン交換水  ・・・・１７．５質量部
・アニオン性界面活性剤（ローディア社製）  ・・・・０．３５質量部
【００７２】
−水層４−
・イオン交換水  ・・・・４０質量部
・アニオン性界面活性剤（ローディア社製）  ・・・・０．０５質量部
・過硫酸アンモニウム（和光純薬製）  ・・・・０．４質量部
【００７３】
上記油層３の成分と水層３の成分をフラスコ中に入れて攪拌混合し単量体乳化分散液とした。反応容器に上記水層４の成分を投入し、容器内を窒素で充分に置換し攪拌をしながら、オイルバスで反応系内が７５℃になるまで加熱した。反応容器内に単量体乳化分散液を３時間かけて徐々に滴下し乳化重合を行った。滴下終了後さらに７５℃で重合を継続し、３時間後に重合を終了させ、樹脂微粒子分散液（Ｌ２）を調製した。得られた分散液中の樹脂微粒子は、個数平均粒子径Ｄ50nが３５０ｎｍであり、樹脂のガラス転移点が５４℃であり、ＧＰＣによる数平均分子量が１３０００であった。その後、分散液の固形分濃度を４０％に調整した。
【００７４】
（離型剤微粒子分散液（Ｗ１）の調製）
・ポリエチレンワックス  ・・・・３０質量部
（東洋ペトロライト社製、Ｐｏｌｙｗａｘ７２５、融点１０３℃）
・カチオン性界面活性剤（花王社製、サニゾールＢ５０）  ・・・・３質量部
・イオン交換水  ・・・・６７質量部
上記成分をホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）で９５℃に加熱しながら十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー（ゴーリン社製、ゴーリンホモジナイザー）で分散処理し、離型剤微粒子分散液（Ｗ１）を調製した。得られた分散液中の離型剤微粒子の個数平均粒子径Ｄ50nは３１０ｎｍであった。その後イオン交換水を加えて、分散液の固形分濃度を３０％に調整した。
【００７５】
（シアン顔料分散液（Ｃ１）の調製）
・シアン顔料（大日精化工業社製、ＰＢ１５：３）  ・・・・２０質量部
・アニオン系界面活性剤（第一工業製薬社製、ネオゲンＲ）  ・・・・２質量部
・イオン交換水  ・・・・７８質量部
上記成分を、ホモジナイザー（ＬＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて、３０００ｒｐｍで２分間、顔料を水になじませ、さらに５０００回転で１０分間分散後、通常の攪拌器で１昼夜攪拌させて脱泡した後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー（（株）スギノマシン社製、ＨＪＰ３０００６）を用いて、圧力２４０ＭＰａで約１時間分散させてシアン顔料分散液を得た。分散液中の顔料の数平均粒子径Ｄ50nは１２１ｎｍであった。その後イオン交換水を加えて分散液の固形分濃度を１５％に調整した。
【００７６】
（シアントナーの作製）
・樹脂微粒子分散液（Ｌ１）・・・１６０質量部
・離型剤微粒子分散液（Ｗ１）・・・３３質量部（トナーに対して１０質量％）
・シアン顔料分散液（Ｍ１）・・６０質量部（トナーに対して９質量％）
・ポリ塩化アルミニウム１０質量％水溶液・・・１５質量部
（浅田化学社製、ＰＡＣ１００Ｗ）
・１％硝酸水溶液  ・・・３質量部
上記成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中で、ホモジナイザー（ＬＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて５０００ｒｐｍで３分間分散した後、前記フラスコに磁力シールを有した攪拌装置、温度計とｐＨ計を具備した蓋をしてから、加熱用マントルヒーターをセットし、フラスコ中の分散液全体が攪拌される最低の回転数に適宜調節して攪拌しながら４８℃まで１℃／１ｍｉｎで加熱し、４８℃で３０分間保持し、凝集粒子の粒径をコールターカウンター（日科機社製、ＴＡ  ＩＩ）で確認した。
【００７７】
その後、１５分ごとに凝集粒子粒径を確認しながら、フラスコ内温度を０．１℃／１５ｍｉｎで加熱し、凝集粒子の体積平均粒径が３．０μｍになった時点で昇温を停止し、その温度を保った。この時の凝集体の粒径は、体積平均粒径が３．０μｍ、個数平均粒度分布ＧＳＤｐが１．２３であった。昇温停止後ただちに樹脂微粒子分散液（Ｌ１）を５０質量部追加し、３０分間保持したのち、系内のｐＨが６．５になるまで水酸化ナトリウム水溶液を加えてから、１℃／１ｍｉｎで９７℃まで加熱した。昇温後、硝酸水溶液を加えて系内のｐＨを５．０にして、１０時間保持して凝集粒子を加熱融合した。この後系内を５０℃まで降温、水酸化ナトリウム水溶液を加えてｐＨを１２．０に調節して１０分間保持した。その後フラスコから取り出し、イオン交換水を用いて充分にろ過、通水洗浄した後、さらに固形分量が１０質量％となるようにイオン交換水中に分散し、硝酸を加えてｐＨ３．０で１０分間攪拌した後、再びイオン交換水を用いて充分にろ過、通水洗浄して得られたスラリーを凍結乾燥してシアントナー（トナーＭ１）を得た。
【００７８】
得られたトナーＭ１の体積平均粒径Ｄ50Vは３．５μｍ、個数平均粒度分布ＧＳＤｐが１．２０、体積平均粒度分布ＧＳＤｖが１．１９、含水量は０．２８％であった。このトナーの表面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、樹脂、顔料及びその他添加剤が狙い通り融合されており、穴や凹凸などは見られず、顔料の分散状態も良好であった。また、このトナーの形状係数ＳＦ１をルーゼクス画像解析装置で測定したところ１３５であり、形状の分布もとくに見られなかった。
【００７９】
ここでトナーの形状係数ＳＦ１は次のようにして求めた。スライドグラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、５０個以上のトナーについて周囲長（ＭＬ）と投影面積（Ａ）を測定し、（周囲長の２乗／投影面積＝ＭＬ2／Ａ）をトナーの形状係数ＳＦ１とした。
【００８０】
前記シアン着色粒子１００部に対して、ルチル型酸化チタン（粒径２０ｎｍ，ｎ−デシルトリメトキシシラン処理）１部、シリカ（粒径４０ｎｍ，シリコーンオイル処理，気相酸化法）２．０部，酸化セリウム（平均粒径０．７μｍ）１部，高級脂肪酸アルコール（分子量７００の高級脂肪酸アルコール）とステアリン酸亜鉛を質量で５：１の割合でジェットミルで粉砕し、平均粒径８．０μｍとしたもの）０．３部を５Ｌヘンシェルミキサーで周速３０ｍ／ｓ×１５分間ブレンドを行った後、４５μｍの目開きのシーブを用いて粗大粒子を除去し、シアントナーを得た。
【００８１】
次にキャリアの製造方法を説明する。
・フェライト粒子：１００部
・トルエン：１４部
・パーフルオロオクチルエチルアクリレート／メタクリレート共重合体（共重合比４０：６０  Ｍｗ＝５万）：１．６部
・カーボンブラック（ＶＸＣ−７２キャボット社製）：０．１２部
・架橋メラミン樹脂（平均粒径；０．３ｍμｍ）：０．３部
【００８２】
フェライト粒子を除く上記成分を１０分間スターラーで分散し、被膜形成用液を調製し、この被膜形成用液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、６０℃で３０分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して、該フェライト粒子表面上に被膜を形成して、キャリアを得た。
【００８３】
前記トナーＭ１  ４部とキャリア９６部とを、Ｖブレンダーを用いて混合し現像剤を作製した。この現像剤をガラス製容器に５０ｇ入れ、室温にて１時間攪拌した後、帯電量を測定したところ、７３μＣ／ｇであった。
【００８４】
＜実施例１＞
図１に示す構造の富士ゼロックス社製複合機ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ２２２０の改造機を用い、トナー１として得られた現像剤を用いて、記録媒体（Ｃ２紙：富士ゼロックス社製）上に画像を形成した。
上記現像剤の補給手段としては、ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ２２２０用のマグネットロール２を用いた。
また、記録媒体１１の電磁レンズ８Ｂとは反対側にトナー１を記録媒体１１に安定に吸着するための吸引電場を印加するための電極及び電源１２（電場の大きさ２００Ｖ）が配置してある。
【００８５】
一方、取り出し手段として、ウレタンゴム製ブレード３（厚み５ｍｍ）を、マグネットロール２のキャリア１３の穂立ちに軽く当たるように、対抗するマグネットロール２との距離を調整して設置し、これによってマグネットロール２上の現像剤を擾乱することにより、トナー１を浮遊させた。浮遊したトナー１は、その前方に配置した飛翔手段４にパルス発生回路によってパルス電場（環状電極の大きさは、Φ５ｍｍ、電場パルス幅１０ｍｓ、電場の大きさ５００Ｖ）を印加することにより、トナー１を画像形成装置内に引き出して画像形成に用いた。
【００８６】
次に、画像形成装置（ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ２２２０の改造機）による画像形成について説明に移る。
まず、画像形成装置に引き出されたトナー１は、静磁場を利用した分級手段により、引き出されたトナーのうち、極端に電荷が大きいものと電荷が小さいものを除かれた。詳しくは、静磁場を発生させるための磁石５として、市販のＮｄ−Ｆｅ磁石（２０×３０ｍｍ、厚さ７ｍｍで厚さ方向に磁化されている。）を２個用い、トナー飛散方向をｚ方向とすると磁場の向きがｙ方向になるように、トナー１の通り道を挟んで１０ｍｍの間隔で配置している。磁場をかけることによって、トナー１は電荷分布によりｘ方向に分散し、これを分級するために磁石の下流に取り付けてある２枚の分級ブレード６（２０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み１ｍｍの二枚のブレード間の空隙が５ｍｍとなるように配置してある。）によって、その間を通過したトナー１のみ画像形成に供した。
【００８７】
更に、分級ブレード６を通過したトナー１には飛翔方向と平行に配置した複数の電極７と電圧電源によって、減速及び加速する静電場（減速電場の大きさは５００Ｖ、加速電場の大きさは１ｋＶに設定してある。）がかけられ、トナー１の飛翔速度を一定に制御した。
また、記録媒体１１に平行に配置された電磁レンズ８Ａ（電磁レンズおよびその電源は日本電子データム社製走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−５３１０改造機を使用し、電磁レンズは純鉄製コイルからなり、コイル中心における磁場の大きさは５０００ガウスとなっている。）により、トナー１の飛翔方向を収束させ、記録媒体表面に焦点を合わせた。
【００８８】
次に、トナー１は、引出し電極９（環状電極、環の大きさはΦ５ｍｍ）にパルス発生回路によってパルス電場（パルス幅１０ｍｓ、電場の大きさ５００Ｖ）を印加することにより、トナー１の記録媒体１１への供給切り替えを制御した。ここで、パルス電場を印加することにより取り出され、現像に用いられなかったトナーは、引出し電極９のトナー引出し口に接して設けられたトナー回収路１０に回収され、再びマグネットロール２に供給されることにより、トナー１のリサイクルが可能になり、トナー消費量を抑えることができる。
【００８９】
更に、引出し電極９を通ったトナー１は、電磁レンズ８Ｂ（電磁レンズおよびその電源は日本電子データム社製走査型電子顕微鏡ＪＳＭ−５３１０改造機を使用し、電磁レンズは純鉄製コイルからなり、コイル中心における磁場の大きさは５０００ガウスとなっている。）により、ふたたび収束されたのち、更に偏向電磁レンズ８Ｃ（２組のコイルからなり、それぞれのコイルは、記録媒体１１表面と平行で、かつ互いに垂直な方向（ｘ、ｙ方向）に磁場がかかるように配置されている。このｘ、ｙ方向の磁場の大きさをかえることによってトナー速度のうち、記録媒体１１表面と平行な成分の向きと大きさを制御することができる。また、このとき電磁レンズ８Ｂの磁場の大きさを微調節することにより記録媒体１１上に常にトナー飛翔軌道の焦点が合うようにする。）により、記録媒体１１表面と平行な成分の向きと大きさを制御することによって、記録媒体１１表面へのトナー１の付着位置を走査して、画像（細線）を形成した。
得られた画像は、搬送された後に定着装置により定着し、最終的な画像として２０μｍの細線を得ることができた。
【００９０】
＜実施例２＞
実施例１における電磁レンズ８Ａを、レンズ中心における磁場の大きさが同じく５０００ガウスとなるＮｅ―Ｆｅ永久磁石により製作したものに変更したこと以外実施例１と同様にして、最終的な画像として２０μｍの細線を得ることができた。
【００９１】
＜実施例３＞
実施例１において、用いたトナーＭ１を、体積平均粒径Ｄ50Vが４．８μｍ、体積平均粒度分布ＧＳＤｖが１．２３、帯電量が６５μＣ／ｇであるものに変更し、このトナー６に対してキャリアを９４の割合で混合して作製した現像剤を用い、更に記録媒体上へトナー流の焦点を結ぶように電磁レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃにおける磁場の大きさを最適化したこと以外実施例１と同様にして、最終的な画像を得た。得られた画像は２５μｍの細線であった。
【００９２】
＜実施例４＞
実施例１において、用いたトナー１を粒径２．４μｍ、体積平均粒度分布（ＧＳＤｖ）が１．２３、帯電量が８０μＣ／ｇであるものを用い、現像剤としてトナー３対キャリア９７の割合で混合したものを用い、更に記録媒体上へトナー流の焦点を結ぶように電磁レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃにおける磁場の大きさを最適化したこと以外実施例１と同様にして、最終的な画像を得た。得られた画像は２５μｍの細線であった。
【００９３】
＜実施例５＞
実施例１において、現像剤の代わりにサーマルヘッド式インクジェット装置を利用し、帯電した液滴を供給した。また、インクジェット方式の場合には、サーマルヘッドにかける熱量を一定にすることによりほぼ粒度の揃った液滴（粒径 ２．１μｍ、ＧＳＤｖ  １．１０）を取り出すことができるため、取り出し電極４および分級用磁石５とブレード６は不要であった。更に記録媒体上へインク液滴流の焦点を結ぶように電磁レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃにおける磁場の大きさを最適化したこと以外実施例１と同様にして、最終的な画像を得た。得られた画像は１５μｍの細線であった。
【００９４】
＜比較例１＞
実施例１において、画像形成に用いたＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ２２２０の改造機を、第二制御手段が設けられていない、従来の電子写真式画像形成装置ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ２２２０に代えたこと以外実施例１と同様にして、最終的な画像を得た。得られた画像は５０μｍの細線であった。
【００９５】
以上より、実施例１〜５においては、２５μｍ以下の細線の作成が可能である。
一方、従来の電子写真式画像形成装置ＤｏｃｕＰｒｉｎｔＣ２２２０では作成した細線は、潜像の精度の問題から約５０μｍが限界であり、それ以下の細線を現像した場合には全体にトナーがかぶってしまい、実用に耐えない。このことより本発明により、従来の電子写真式画像形成装置に比べて約半分以下の細さの細線まで再現性よく形成することが可能であることがわかる。
また、体積平均粒径又は粒度分布が規定の範囲外であるトナーを用いて画像を形成した場合の細線も、トナーの電荷分布が広くなってしまうため、電荷の大きさによるトナー飛翔位置や記録媒体上への着地位置が精密に制御できないため、特に細線のような高精細な画像の再現性が失われてしまう他、粒径そのものが２μｍよりも小さい場合にはトナー製造が困難であるほか、塵肺など人体の健康への影響も懸念され、さらに付着性が大きくなるために機器を汚染してしまった。また、粒径が５μｍ以上である場合にはトナー自身の大きさにより細線再現性が制限されてしまう。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】「飛翔速度の内、記録媒体１１と平行な成分の方向と大きさを制御する」の意味を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９７】
１    トナー
２    マグネットロール
３    ブレード
４    電極
５    磁石
６    分級用ブレード
７    電極
８Ａ，８Ｂ，８Ｃ  電磁レンズ
９    引出し電極
１０  トナー回収路
１１  記録媒体
１２  電極及び電源
１３  キャリア
【図１】
2006326942.tif 000003
【図２】
2006326942.tif 000004