(57)【要約】【課題】圧力による転写同時定着方式で生じる装置の大型化、定着じわ、及び画像太り等を回避し、しかも、カプセルトナーを用いることなく転写チリ等による画像劣化を確実に抑えることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】表面に潜像を形成する潜像担持体としての感光体１と、二成分現像方式を用いて潜像をトナーの付着によりトナー像として可視像化する現像手段としての現像装置４と、潜像担持体としての感光体１上に形成されたトナー像を静電転写方式によらず圧力により転写材上に転写する転写手段としての転写装置５とを有する画像形成装置としての複写機において、上記転写材上に転写された上記トナー像を転写材上に定着する定着手段としての定着装置７を設け、且つ、感光体１表面よりも転写材表面の十点平均粗さを大きく設定した。【選択図】　図１
2004102022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に潜像を形成する潜像担持体と、
二成分ジャンピング現像方式を用いて該潜像をトナーの付着によりトナー像として可視像化する現像手段と、
該潜像担持体上に形成された該トナー像を静電転写方式によらず圧力により転写材上に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、
上記転写材上に転写された上記トナー像を該転写材上に定着する定着手段を設け、且つ、
上記潜像担持体の表面の十点平均粗さよりも、上記転写材の表面の十点平均粗さを大きく設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記トナーとして重量平均粒径が３．０μｍ以上、１０．０μｍ以下の磁性トナーを用い、かつ、
上記潜像担持体の表面の十点平均粗さが４μｍ以下であり、かつ、上記転写材の表面の十点平均粗さが１５μｍ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２の画像形成装置において、
上記潜像担持体として有機感光体を用い、
該有機感光体の表面硬度がビッカース硬度で２０Ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の画像形成装置において、
上記潜像担持体表面の摩擦係数が０．７以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
上記トナーの体積固有抵抗が１×１０９Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
上記トナーの粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．２以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、
上記トナーの平均円形度が０．９５以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置において、
上記トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以上、６５℃以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、
上記トナーの軟化温度（Ｔｍ）が９０℃以上、１３０℃以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の画像形成装置において、
上記トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・Ｓとなる温度が１００℃以上、１３０℃以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の画像形成装置において、
上記トナーのゆるみ見かけ密度が０．２５ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする画像形成装置。
【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、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは、表面に潜像を形成する潜像担持体と、二成分ジャンピング現像方式を用いて該潜像をトナーの付着によりトナー像として可視像化する現像手段と、該潜像担持体上に形成された該トナー像を転写材上に転写する転写手段と、該転写材上に転写された該トナー像を熱と圧力とにより該転写材上に定着する定着手段とを有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の画像形成装置では、電子写真方式の画像形成法が用いられており、潜像作成工程、現像工程、転写工程、定着工程等の多くの工程を経て画像形成がなされる。例えば、複写機の場合はスキャナーや光学系で原稿を電気信号に変換する。そして、この電気信号をレーザー等の書きこみにより、感光体に光学像として照射し、帯電している感光体上に静電潜像を作る。その潜像に対し、現像工程でトナーに代表される有色微粉末を静電的に付着させる。更に転写工程で転写紙に静電的に転写される。最近、カラーの分野では中間転写体上に３〜４色のトナー像を転写し、転写紙に一括転写する方式も多く用いられている。そして、転写紙上に転写されたトナーを熱などにより溶融、固着させ、画像を形成する。
【０００３】
本発明者らが画像品質について検討したところ、上記すべての工程で画像の劣化が発生する。特に現像、転写、定着の各工程での画像の劣化が大きいことは周知の通りである。
現像工程では、感光体潜像に対し、感光体上のトナーの周りの電界によりトナーは静電的に付着するため、潜像より広範囲に現像されたり、キャリアの摺擦によりかすれたりして、静電潜像に対し画像の劣化が発生する。最近の技術では、トナーの小径化、球形化、キャリアの小径化などで、改善されてきている。
転写工程では、現像されたトナーの付着した感光体と同期して搬送された転写紙を当接させ、電界により感光体から転写紙に静電的にトナーを転移させる。しかし、この転写工程の前後での転写紙と感光体の密着前後の近接する工程で静電的にチリ、ニジミなどが発生して画像劣化が大きくなる。
定着工程はトナーを転写紙に融着させる工程であるが、定着性を良くしようとするとトナーの容融によるトナー像の広がりが発生する。また、転写紙上トナーの付着量のばらつきが有る場合、定着後のドット径やライン幅のばらつきが大きくなり、劣化することがある。
以上の画像劣化現象のうち、特に転写工程での画像劣化が大きい。その結果、画像のぼそつきが生じたり、解像度が悪くなったりする。
【０００４】
そこで、従来から転写工程と定着工程とを同時に行うことが提案されている。
よく知られているのは、転写すると同時に加熱定着を行うシステムである（例えば、特許文献１参照）。しかし、上記特許文献１で開示された転写と同時に加熱定着する発明では、発熱体が感光体に接触する構造になっている。このため、たとえ冷却装置を具備したとしても、感光体周りが高温になり、感光体や現像装置及びクリーニング装置などへの熱によるダメージを避けることはできない。また、感光体上や現像装置及びクリーニング装置などにおいてトナーに大きな熱ストレスがかかり、実用上問題が大きい。
【０００５】
そこで、加熱せずに、１４７０〜２４５０Ｎ／ｃｍ２の圧力で転写同時定着を行う方式が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、アモルファスシリコン感光体およびカプセルトナーを用いて、感光体に対向した転写定着装置により感光体上に作像されたトナーを圧力転写同時定着する方法が提案されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２等で開示された加熱せずに圧力で転写同時定着を行う発明では、いずれも定着圧力が大きい。このため、機構上及び転写紙搬送上装置が大型化したり、転写紙に定着じわが発生したり、画像の太りや画像潰れが生じたりする問題があり、実用化されていない。
【０００７】
さらに、上記特許文献３や特許文献４で開示された発明では、何れもカプセルトナーを転写位置にて加圧してつぶすことで、転写電界によらずにトナー像を記録体に転写することができる。しかしながら、カプセルトナーは、良好な現像性と定着性とを両立させることが困難で、しかもコストが高すぎるという欠点がある。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、圧力による転写同時定着方式で生じる装置の大型化、定着じわ、及び画像太り等を回避し、しかも、カプセルトナーを用いることなく転写チリ等による画像劣化を確実に抑えることができる画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５５−８７１５６号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】
特開平３−１８６８７９号公報（第１頁、第１図）
【特許文献３】
特開平５−２１６３５４号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献４】
特開平６−３５３４１号公報（第２−３頁、第１図）
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面に潜像を形成する潜像担持体と、二成分ジャンピング現像方式を用いて該潜像をトナーの付着によりトナー像として可視像化する現像手段と、該潜像担持体上に形成された該トナー像を静電転写方式によらず圧力により転写材上に転写する転写手段とを有する画像形成装置において、上記転写材上に転写された上記トナー像を該転写材上に定着する定着手段を設け、且つ、上記潜像担持体の表面の十点平均粗さよりも、上記転写材の表面の十点平均粗さを大きく設定したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記トナーとして重量平均粒径が３．０μｍ以上、１０．０μｍ以下の磁性トナーを用い、かつ、上記潜像担持体表面の十点平均粗さが４μｍ以下であり、かつ、上記転写材表面の十点平均粗さが１５μｍ以上であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記潜像担持体として有機感光体を用い、該有機感光体の表面硬度がビッカース硬度で２０Ｋｇ／ｍｍ２以上であることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の画像形成装置において、上記潜像担持体表面の摩擦係数が０．７以下であることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、上記トナーの体積固有抵抗が１×１０９Ω・ｃｍ以上であることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記トナーの粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．２以下であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の画像形成装置において、上記トナーの平均円形度が０．９５以上であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の画像形成装置において、上記トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以上、６５℃以下であることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７又は８の画像形成装置において、上記トナーの軟化温度（Ｔｍ）が９０℃以上、１３０℃以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９の画像形成装置において、上記トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・Ｓとなる温度が１００℃以上、１３０℃以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の画像形成装置において、上記トナーのゆるみ見かけ密度が０．２５ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とするものである。
請求項１乃至１１の画像形成装置によれば、転写手段で潜像担持体から転写材にトナー像を転写すると、圧力によりトナーが塑性変形して該転写材表面の微細な凹凸に食い込んで付着する。このとき、上記潜像担持体の表面の十点平均粗さよりも、上記転写材の表面の十点平均粗さを大きく設定しているので、上記トナーは該潜像担持体から該転写材の表面に良好に転写される。その後、上記トナーは定着手段で転写材表面の微細な凹凸に完全に固着する。このようにカプセルトナーや静電転写方式によらないトナー像の転写を実現している。よって、カプセルトナーを用いることなく転写チリ等による画像劣化を回避することができる。しかも、転写手段とは別に定着手段を設けたので、圧力だけで転写と同時に定着を行う圧力転写同時定着方式に比べ、転写における圧力を小さくすることができる。これにより、装置の大型化、定着じわ、及び画像太り等を防ぐことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下単に「複写機」という）に適用した一実施形態について説明する。
図１は、複写機全体の概略図である。この複写機は、周知の電子写真方式を用い内部に記録媒体である潜像担持体としてのドラム状感光体１を備えている。感光体１の周囲には矢印で示す回転方向に沿って、電子写真複写行程を実施する帯電器２、露光装置３、現像手段としての現像装置４、転写手段としての転写装置５、クリーニング装置６および定着手段としての定着装置７が配置されている。
【００１２】
上記露光装置３は、図示しないポリゴンモータ３２でレーザ光をスキャンさせスキャナー３１を通して読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。この感光体１は有機感光体の他アモルファス等既存の感光体を用いる事が出来る。
感光体１上に形成された静電潜像は、現像装置４によってトナー画像が形成され、そのトナー画像が転写材の貯蔵されている転写材バンク１０１、１０６から給紙ローラ１０２、１０７で給紙され給紙コロ１０３、１０８で給送される。レジストコロ１０４は感光体上トナー像と同期を取って転写材を搬送する為のものであり、このレジストコロ１０４によって転写材は転写装置５に送られ、トナー像が転写される。トナー像が載った転写材は、転写ベルト５３を通して定着装置７に搬送、定着された後に、機外へ排出される。
一方、未転写部や汚れの付着した感光体１はクリーニング装置６に搭載されているブレード６１よりクリーニングされ次の作像ステップに入る。ここでは感光体１のクリーニング効率向上の他、（後述する）転写時での転写材との離型性ＵＰ効果を考慮してステアリン酸亜鉛６３と感光体１の間にブラシ６２が設けられ感光体１上の残留トナー等をブレード６１でクリーニングし易くする事及びステアリン酸亜鉛６３を感光体に塗布する様にしている。
【００１３】
上記現像装置４について詳細に説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機の現像装置４の現像剤担持体部を中心とした概略構成図である。ただし、何らこの現像装置に限定されるものではない。また、本現像装置は一成分磁性トナーを用いているが、二成分磁性トナーを用いた現像装置に適用することもできる。
図２において、現像剤容器４７に内蔵されているトナー４６は、撹拌羽根（トナー供給補助部材）４５によりトナー供給部材（スポンジローラ又はファーブラシなど）４４に強制的に寄せらる。そして、トナー供給部材４４に寄せられたトナー４６は、磁石を内包した現像スリーブ４２によって磁界の力により引き寄せられる。
一方、現像を終了した現像スリーブ４２は、矢印の方向に回転し、トナー供給部材４４との接触部に至る。トナー供給部材４４は現像スリーブ４２と逆方向に回転し、現像スリーブ４２とトナー４６に帯電を与え、現像スリーブ４２上にトナー４６を付着させる機能も有する。更に現像スリーブ４２は回転し、現像スリーブ４２上の付着トナーは、トナー層厚規制部材（弾性ブレード）４３により、厚みを制御されながら帯電も安定化され、現像間隙４８に達する。現像間隙４８はトナー層厚規制部材（弾性ブレード）４３により規制された厚みｄｇより大きい場合、非接触現像方式と呼ばれ、現像剤のブラシによる画像の摺擦跡の発生が無くなる。現像スリーブ４２、トナー供給部材４４にバイアス電圧を印加すると、現像間隙４８において、形成された電界により静電的にひきつけられる力Ｆｑが発生する。そして、現像スリーブ４２に磁気的に作用している力Ｆｍと物理的に作用している力Ｆｖとの力よりも、上記静電的にひきつけられる力Ｆｑのほうが大きくなったトナー粒子が、感光体１表面に現像される。
【００１４】
また、図２に示した現像部４８において、現像時、現像スリーブ４２には、電源４９により現像バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加される。背景部電位と画像部電位は、上記振動バイアス電位の最大値と最小値の間に位置している。これによって現像部４８に向きが交互に変化する交互電界が形成される。この交互電界中で現像剤のトナー（二成分現像の場合にはトナーとキャリア）が激しく振動し、トナーが現像スリーブ４２（二成分現像の場合には現像スリーブ４２とキャリア）への静電的拘束力を振り切って感光体ドラム１に飛翔し、感光体ドラム１の潜像に対応して付着する。
振動バイアス電圧の最大値と最小値の差（ピーク間電圧）は、０．５〜５ＫＶが好ましく、周波数は１〜１０ＫＨｚが好ましい。振動バイアス電圧の波形は、矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。振動バイアスの直流電圧成分は、上記したように背景部電位と画像部電位の間の値であるが、画像部電位よりも背景部電位に近い値である方が、背景部電位領域へのかぶりトナーの付着を防止する上で好ましい。振動バイアス電圧の波形が矩形波の場合、デューティ比を５０％以下とすることが望ましい。ここでデューティ比とは、振動バイアスの１周期中でトナーが感光体に向かおうとする時間の割合である。このようにすることにより、トナーが感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を大きくすることができるので、トナーの運動がさらに活発化し、トナーが潜像面の電位分布に忠実に付着してざらつき感や解像力を向上させることができる。またトナーとは逆極性の電荷を有するキャリア（二成分の場合）が感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を小さくすることができるので、キャリア（二成分の場合）の運動を沈静化し、潜像の背景部にキャリア（二成分の場合）が付着する確率を大幅に低減することができる。
【００１５】
上記定着装置７は、後で詳述する転写装置５で塑性変形されたトナーを完全に定着する為に、本実施形態に係る複写機では必要な構成である。
そして定着装置７の基本構成としては、ハロゲンランプ等の加熱手段７４（以下「ヒータ」という。）を有する定着ローラ７１と、圧接される加圧ローラ７２とを備えている。定着温度は、１００〜２００℃である。
【００１６】
定着ローラ７１は、外径φ５０の芯金（図示せず）表面にゴム硬度が４２ＨＳ（アスカＣ硬度）程度のシリコーンゴム等の弾性層を４００μｍの厚みに設けた。更にトナーの粘性による付着を防止する目的で、フッ素樹脂等の離型性の良い樹脂表層が形成されている。弾性層の厚みは画像品質と定着時の熱伝達効率を考慮して通常は１００〜５００μｍ程度が好ましい。また樹脂表層は、ＰＦＡチューブ等で構成され、その厚みは機械的劣化を考慮して１０〜５０μｍ程度の厚みが好ましい。この様な構成の定着ローラを使用する事で、定着での画像品質は格段に向上する。定着ローラ７１の外周面には、温度検知手段が設けられ、定着ローラ７１の表面温度を約１６５℃ほぼ一定に保つようにヒータ７４が制御されている。
【００１７】
加圧ローラ７２は外径φ３８の芯金表面にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなオフセット防止層が被覆されている。定着ローラ７１と同様に芯金の中にヒータ７３を設けても良い。特に弾性層を設けない場合、停止時ローラ７２の温度が良く低下する為、配置した方が定着ローラ７１の表面温度を安定に保つ事が容易となる。
【００１８】
このような構成の定着装置７において、定着ローラ７１と加圧ローラ７２とが、面圧９．３Ｎ／ｃｍ２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅約１０ｍｍを構成している。定着装置７は感光体１とは別の駆動手段（図示せず）により転写材を挟持搬送する為、駆動される。この際、定着ローラ７１はヒータ７４によって所定の温度に制御されており、転写材上のトナー像は、両ローラ間を通過するときに、圧力を受けながら熱溶融し、ローラ対を出て冷却されることによって永久像として転写材に定着される。
なお、上記定着ローラ７１に弾性層を設ける事で、トナー像の表面及び転写紙との接点がより密着され、定着性やミクロな濃度ムラや光沢の不均一が少なくなり、品位の良い定着画像を得る事が出来る。
【００１９】
次に、本実施形態に係る複写機の特徴部である転写装置５について説明する。従来の転写プロセスは静電気を利用した静電転写方式であるが、この複写機は圧力を利用して転写する点に特徴がある。更に、後述するトナーとの組み合わせにより、従来より小さい加圧力で転写と仮定着（塑性変形状態のトナー像）とを行う点に特徴がある。前記特許文献２等で開示された従来技術のごとく大きな圧力を利用して転写・定着を行うと転写ローラ等に制約され充分な転写機構が容易に作ることができない。しかも、強い押圧力により画像を劣化させたり、転写材がちぎれたりする等の欠点を持つ。更に、感光体を高硬度な例えばアモルファスシリコン（Ａ−Ｓｉ）の様な感光体で構成しなければならず、画像形成装置全体が高価になるばかりか、使用出来る感光体が圧力に耐える種類の感光体に限られ汎用性がなくなる。本実施形態に係る複写機では、従来の静電的な転写効果でなく、弱い圧力のみによる転写効果により、有機感光体等汎用性のある感光体との組み合わせでも可能な転写方式を提供している。
【００２０】
転写装置５は、転写ローラ５２、転写ベルト５３、ローラ５４、転写ベルトクリーニング装置５５により構成されている。
転写ローラ５２は金属シリンダの表面に硬度８０Ｈｓ（アスカＣ硬度計にて）程度のシリコンゴム材料を１ｍｍ厚で構成し弾性体構造とした。これは本複写機の重要な構造ではないが、転写ベルト５３上の面圧バラツキを良く吸収してくれる事及び面圧を確保し易いので好都合である。接触幅は約０．８ｍｍ。押圧力は面圧で１５０Ｎ／ｃｍ２になっている。面圧が３００Ｎ／ｃｍ２以上になると転写率は向上するが、圧力が高くて感光体上のトナーを押しつぶす為、画像の太りや画像潰れ等の画像の劣化につながる。８０Ｎ／ｃｍ２以下だと充分な転写特性や定着性（塑性変形状態）が得られない。面圧は転写ローラ５２の硬度や接触幅によって決定される事であるが、約１００〜２００Ｎ／ｃｍ２が好ましい範囲である。転写材への定着性（塑性変形状態）が約３５％以上を確保する事が出来、転写率が約８９％以上確保出来る面圧で決定されれば、効果が発揮出来る。本実施形態では１５０Ｎ／ｃｍ２に設定して、転写率が約９３％、定着性が４０％を確保している。転写ローラ５２は圧力転写する為の重要なローラである事の他、圧接領域で感光体１と転写ベルト５３が略同速度となる様、感光体１と同期して駆動している。ここで、上記転写率及び定着率は、次の数１及び数２で表すことができる。
【数１】
転写率＝（転写材上トナー重量／現像後の感光体上トナー重量）×１００〔％〕
【数２】
定着率＝（クロックメータ試験後の画像濃度／クロックメータ試験前の画像濃度）×１００〔％〕
【００２１】
上記数２中のクロックメータ試験とはＪＩＳ　Ｌ　０８２３摩擦試験機Ｉ型に準じて行われる。より具体的には、摩擦子径：φ１５ｍｍ、測定布：白綿布（ＪＩＳ　Ｌ　０８０３）を８．８Ｎの荷重にて、画像を１０回（往復）摺擦する。この時の摺察前（クロックメータ試験前の画像濃度）と摺察後（クロックメータ試験後の画像濃度）を反射濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ５０８分光濃度計：エックスライト社製）にて測定する。
【００２２】
上記転写ベルト５３は、上述した圧力で感光体表面に圧接キズ等の損傷を与えない材質・形状であればよい。ここでは基材をシームレスのポリイミドフィルムで構成し、その外側に硬度８０Ｈｓ（アスカＣ硬度計にて）程度のシリコンゴム材料を５００μｍ厚みで設け、更にその上にフッ素樹脂層を設けてある。
この様な構成の転写ベルト５３を搭載する事で、必要な加圧力を容易に確保しながら感光体１との速度変動を抑え、転写ベルト５３上のトナー汚れ等も防止出来る。
この転写ベルト５３はローラ５４との間に架けられており、適当なテンションもかかる様になっている。
【００２３】
次に、本実施形態に係る複写機で用いられる感光体１について説明する。この感光体１は、表面硬度が２０ｋｇ／ｍｍ２（ビッカース硬度）以上であることを特徴としている。トナーは上述のごとく転写での押圧力が約８０〜３００Ｎ／ｃｍ２程度であるから、感光体硬度を下げると感光体１が破壊され良好な静電特性を示さない。
【００２４】
本実施形態では表面硬度：３０ｋｇ／ｍｍ２（ビッカース硬度）を有する電荷輸送層にポリカーボネートを主原料とした有機感光体を用いたが、通常２０〜４０ｋｇ／ｍｍ２である。これに非晶質カーボンを数μｍ程度の薄膜をコートすると約３００ｋｇ／ｍｍ２程度にＵＰする。又、Ｓｅ−Ｔｅ感光体では約６０ｋｇ／ｍｍ２程度、Ａｓ２Ｓｅ３感光体にポリエステルシリカを混練したコート層を用いて１５０ｋｇ／ｍｍ２程度を示した。これらの感光体全てにおいて、本実施形態に係る複写機の効果が期待出来る事は勿論である。
【００２５】
さらに、本実施形態に係る複写機で用いられる感光体１は、表面粗さが十点平均粗さ（Ｒｚ）で４μｍ以下であることを特徴としている。
トナーが圧力を受ける事で転写材に定着する為には凹凸面にトナーがめり込む事が必要となる。上記転写装置５での転写・仮定着とは、感光体上トナーが感光体１と転写材とに挟まれて押圧され、凹凸の大きい転写材にめり込んで転写材側にトナーが転移する。このとき写材に直接接しているトナーの多くが転写材にめり込み、トナーどおしはトナーにある樹脂成分や他のトナー材料によって付着する程度が望ましい。完全にめり込む程ではないので、仮定着と表現した。これを転写時の圧力によって達成するために、感光体の表面状態とトナー特性とが重要となる。感光体の表面粗さが所定の粗さより粗いと、転写材への転写率が低下するばかりでなく、感光体クリーニングに負担が掛かる。更に、現像後の感光体上トナーの形成状態も重要である。好ましくは、現像した後トナーが感光体上に２〜３層で均一な高さに並んでいる事がよい。このように感光体の表面粗さとトナー特性とを規定することで、転写率を向上させて高画質化が達成出来る。なお、トナー特性については後で詳述する。
【００２６】
実験によれば、転写材の表面粗さ（Ｒｚｂ）が２０μｍ程度以上あれば転写・仮定着に有効である事がわかった。従って、感光体の表面粗さはそれより小さい事が必要であり、本実施形態の複写機で用いた感光体１の表面粗さは、表面粗さ（Ｒｚａ）が０．９８μｍの有機感光体である。また、実験によれば、感光体の表面粗さは（Ｒｚａ）は４μｍ以下であれば転写・仮定着で必要な転写率を確保することができるとともに、感光体クリーニングにも負担の掛からない事が判った。
【００２７】
表面粗さ（Ｒｚ）とは、ＪＩＳ　Ｂ　０１６−１９９４に規定されている表面粗さの定義に準じた計算式を用い、以下のようにして求められる。具体的には、商品名：ＶＫ−８５００（キーエンス社製）の表面粗さモードで被測定物（感光体・転写材等）を測定し、十点平均粗さ（Ｒｚ）を求める。この十点平均粗さとは、粗さ曲線からその平均線方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線と直交する方向に最も高い山から５点（Ｙｐ１・２・３・４・５）の絶対値平均と、最も低い谷から５点（Ｙｖ１・２・３・４・５）の絶対値平均との和を求め、この値を「μｍ」であらわす。ここで、ノイズ成分を除去する事も重要であるが、本実験でもノイズ除去した後の粗さを算出した。上述した種々の感光体では、表面粗さ（Ｒｚ）が０．６〜１．５μｍである。一方、転写材は例えば商品名：Ｔｙｐｅ６０００（リコー社製）なる普通紙の表面粗さ（Ｒｚｂ）は３０〜６０μｍである。更にざら紙なる転写材で、表面粗さ（Ｒｚｂ）は１５０μｍである。本実施形態に係る複写機で用いるトナー粒径はおよそ６μｍ程度な事から、感光体の表面粗さはトナー径の１／２程度以下が望ましく、転写材の表面粗さは現在の現像技術を加味するとトナー径の３倍程度以上が望ましい。
【００２８】
次に、本実施形態に係る複写機の感光体１は表面の摩擦係数を規定したところに特徴がある。
図１において、クリーニング装置６にはステアリン酸亜鉛６３が搭載され、摩擦係数が１．１を達成している。ステアリン酸亜鉛６３の潤滑効果により、クリーニング性向上の他、圧接されたトナーが感光体と粘着する力を弱めた結果トナー間の粘着力が勝り、転写率が向上するようになっている。ステアリン酸亜鉛６３の有無により転写率は５％向上した。
なお実験によれば、感光体の表面摩擦係数は０．７０以下であることがより好ましいことが判った。これは、転写装置５で転写・仮定着する際の感光体１との離型性に優れ、画像品質が向上するためと考えられる。
感光体１の表面摩擦係数を低くする方法として、上記ステアリン酸亜鉛の他、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩を感光体表面に均一に塗布する事が提案されているが、最も一般的にはトナー中に添加する方法がある。ここで、感光体１の表面摩擦係数の測定は、協和界面化学（株）社製の全自動摩擦摩耗解析装置を用い測定した。このとき、接触子として３ｍｍステンレス球を用いた。
【００２９】
また、上記感光体１は有機光半導体である事が好ましい。さらに、感光体１は導電性支持体上に感光層と金属酸化物を含有した保護層を設けた感光体である事が好ましい。金属酸化物を含有した保護層を設けた感光体を用いた場合、定着装置５の転写・仮定着で転写ローラ５２による圧力が加わっても機械的強度が強いため、感光体の膜削れが少なく、安定した画像品質を得ることができる。
上記保護層に含有する金属酸化物は、耐摩耗性を向上させることを目的とする。この金属酸化物としては、フッ素樹脂、シリコーン樹脂中にシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズなどが挙げられる。特に、膜削れ防止効果が高いアルミナ、酸化チタン、シリカの中から選ばれる一種であることが望ましい。
【００３０】
上述したように感光体の表面硬度、表面粗さ、表面摩擦係数、構造、転写紙の表面粗さ、及びトナー特性の全てを規定することで、転写・仮定着での転写率と定着率とを向上させて高画質化を図る効果が得られる。また、環境変動や経時での安定性が画質に及ぼす影響もあるので、これらを適宜組み合わせて規定しても有効である。
また、上記定着装置７では、転写材上トナーが既に塑性変形状態で入力される為、定着ローラ７１の温度は従来より低い温度や低い加圧力で本来の定着性能を得る事ができた。また、加圧ローラ７２に配置されたヒータにより転写紙通過時の加圧ローラ温度低下も防止することができ、効率良く定着できる様になったため、安定して均一な画像を得る事ができた。
【００３１】
このように、転写装置５で圧力により転写・仮定着を行なった後、定着装置７で熱と圧力とにより完全に定着を行なうことで高品質な画像を得ることができるが、より高品質が画像を得るためにはトナーの特性が重要となる。すなわち、出来るだけ低い転写圧で転写材にトナーがめり込み、トナー間に粘着性が得られること。そして、上記ビッカース硬度（２０ｋｇ／ｍｍ２）以下の感光体では、感光体表面が破壊されて良好な静電特性を示さなくなってしまう、同様に転写時の面圧が３００Ｎ／ｃｍ２以上では感光体表面が破壊されて良好な静電特性を示さなくなってしまう。更に望む事は、感光体上に一層キレイに並んでいるトナー像を現像手段で達成することにより本発明での効果が発揮される。
【００３２】
そこで、トナーの特性について、以下に詳しく説明する。
上記転写装置５で、トナー像を圧力により転写紙に転写と同時に仮定着（以下、「一次定着」ともいう）するにあたって、感光体上に形成されたトナー像は密に現像される必要がある。もし密に現像されない場合、一次転写時に圧力が不均一となり、一次定着性にばらつきが生じる。トナー像を密に現像するためには、帯電量が高く均一である事が好ましく、その電荷（帯電量）をトナーに保持するためにはトナーの体積固有抵抗が高い事が必要となり、実験によれば１×１０９Ω・ｃｍ以上が望ましいことが判った。トナーの体積固有抵抗が１×１０９Ω・ｃｍ未満の場合はトナー像のトナー層の高さがばらついて現像され、一次転写時に圧力が不均一となり、一次定着性にばらつきが生じる。所望のトナー体積固有抵抗は、後述するマグネタイト微粒子などの磁性体やカーボンブラックなどの着色剤など導電性をもった材料を適度に分散させることで得ることが出来る。これらの磁性体やカーボンブラックの量を減らすことで、トナーの体積固有抵抗を高めることができる。
トナーの体積固有抵抗の測定は、トナー３．０ｇを６ｔ／ｃｍ２の荷重をかけ直径４０ｍｍの円盤状のペレットにしたものをＴＲ−１０Ｃ型誘電体損測定器（安藤電気株式会社）にて測定する。なお周波数は１ＫＨｚ、ＲＡＴＩＯは１１×１０−９Ω・ｃｍである。
【００３３】
また、実験によればトナーの重量平均粒径は３．０μｍ以上、１０．０μｍ以下が好ましいことが判った。トナー粒径が小さいほど画像品質は優れる。しかし、３．０μｍよりも小さすぎるとトナーの生産性が悪化することや、流動性の悪化が顕著となり好ましくない。一方、１０．０μｍよりも大きすぎると画像品質が悪くなる事が有るため好ましくない。表１に本実施形態の複写機に使用されるトナーの粒径分布の一例を示す。なお、測定はコルーター社製のＣｏｕｌｔｅｒＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ　ＩＩｅを使用した。またアパーチャー径は１００μｍである。
【表１】
2004102022.tif 000003
【００３４】
画像品質については、トナー像の転写後、定着後の体積及び面積が変化し画像品質が悪化する。この現象はデジタル現像の場合が特に顕著であり、独立したドットの再現性が大きく影響を受ける。ハーフトーンの濃度は一様であるべきだが、ミクロな濃度むらが生じていると、肉眼で見たときにざらついた印象をあたえる。ざらつきの物理的評価値は粒状度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）である。ノイズは濃度変動の周波数特性であるウィナースペクトラム（Ｗｉｅｎｅｒ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）によって測定できる。平均値が０である濃度変動成分をｆ（ｘ）とすると、次の数３及び数４で示すことができる。
【数３】
Ｆ（ｕ）＝∫ｆ（ｘ）ｅｘｐ（−２πｉｕｘ）ｄｘ
【数４】
ＷＳ（ｕ）＝Ｆ（ｕ）２
上記数３、数４中で、ｕは空間周波数である。
【００３５】
粒状度（ＧＳ）は、ＷＳと視覚の周波数特性（Ｖｉｓｕａｌ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＶＴＦ）の積を積分した値で、以下の数５で表される。
【数５】
ＧＳ＝ｅｘｐ（−１．８＜Ｄ＞）∫ＷＳ（ｕ）１／２ＶＴＦ（ｕ）ｄｕ
【００３６】
上記数５中、Ｅｘｐ（−１．８＜Ｄ＞）は濃度と人の知覚する明るさの差を補正するための係数である。また、＜Ｄ＞は濃度の平均値を表す。粒状度は画像のなめらかさの主観評価と高い相関がある。粒状度の値が小さいほど滑らかな高画質となり、逆に大きいとざらついたプアな画像品質となる。
【００３７】
また、実験によればトナー粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．２以下である事が好ましいことが判った。これは、一次定着での転写、定着圧が均一に加わり易くなるため、圧力定着性が向上するためである。図４のグラフに示すように、分散度が１．２以下であれば、画像品質の目安となる平均粒状度０．４以下を維持している。
上記重量平均粒径、個数平均粒径の測定はコルーター社製のＣｏｕｌｔｅｒ　ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ　ＩＩｅを使用した。またアパーチャー径は１００μｍである。
【００３８】
また、実験によればトナーは平均円形度が０．９５以上である事が好ましいことが判った。これは、感光体上でのトナー像の集合状態は均一性が増し、一次定着での転写、定着性は向上するためである。
上記平均円形度の測定は、（株）ＳＹＳＭＥＸ社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて測定した。測定は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した後０．４５μｍのフィルターを通した液５０〜１００ｍｌに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料を１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を行い、粒子濃度を５０００〜１５０００個／μｌに調整した分散液を用いて測定を行なった。ＣＣＤカメラで撮像した２次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で０．６μｍ以上をＣＣＤの画素の精度から有効とし平均円形度の算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得ることができる。各粒子の平均円形度は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出することができる。
なお、平均円形度が０．９５以上のトナーは、機械的な衝撃による粉砕や、熱処理による方法などで作る事ができる。
【００３９】
また、実験によれば、トナーのガラス転移温度Ｔｇが４０℃以上、６５℃以下である事が好ましいことが判った。これはトナーの保存性と、定着装置７での定着（以下、「二次定着」ともいう）における熱定着性を良好に保つ適切な温度範囲であると考えられる。
ガラス転移温度Ｔｇの測定はＡＳＴＭ　Ｄ３４１８−８２に準じて行う。ＤＳＣ曲線は一度昇温、降温させた後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定されたＤＳＣ曲線を用いる。ここで、ＤＳＣ曲線とは、示差走査熱量測定によって得られる曲線のことであり、主にガラス転移温度や融点を測定するときに用いられる。
【００４０】
また、実験によれば、トナーの軟化温度Ｔｍが９０℃以上、１３０℃以下である事が好ましいことが判った。これは上記ガラス転移温度Ｔｇと同様に、トナーの保存性を保ち、また二次定着における熱定着性が良好な温度範囲であると考えられる。なお、軟化温度Ｔｍについては、次のようにして測定する。即ち、φ１．０ｍｍ×長さ１．０ｍｍのノズル内に１ｇの加圧成形した円柱状のトナーを設置し、島津製作所製のフローテスターＣＦＴ−５００Ｃにて、押出圧力：１．９６１２ＭＰａ、昇温速度：６℃／ｍｉｎの条件下におく。そして、ノズルから１／２量のトナーが流出した時の温度を軟化温度Ｔｍとする。
【００４１】
また、実験によれば、トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度が１００℃以上、１３０℃以下である事が好ましいことが判った。これは、二次定着におけるホットオフセット現象の発生を抑え、かつ二次定着における熱定着性が良好であると考えられる。
溶融粘度の測定はフローテスターＣＦＴ−５００Ｃ（島津製作所）で測定した値である。測定条件は、押出圧力：１．９６１２ＭＰａ、昇温速度：６℃／ｍｉｎ、ダイ径：１．０ｍｍ、ダイ長さ：１．０ｍｍの条件下にて測定した。なお、溶融粘度ηは下記の数６により求める。
【数６】
溶融粘度η＝πＤ４Ｐ／１２８ＬＱ
【００４２】
ただし、Ｐは押出圧力（Ｐａ）、Ｄはダイ径（ｍｍ）、Ｌはダイ長さ（ｍｍ）、ＱはＸ／１０×Ａ／ｔ、ｔは計測時間（ｓ）、Ｘは計測時間ｔに対するピストンの移動量（ｍｍ）、Ａはピストンの断面積（ｍｍ２）である。そして、溶融粘度ηが１０００Ｐａ・ｓとなる温度を求めた。
【００４３】
また、実験によれば、トナーのゆるみ見掛け密度が０．２５ｇ／ｃｍ３以上である事が好ましいことが判った。これは、トナーの凝集性が低いため、感光体上でのトナー像の集合状態が均一となり、一次定着での転写、定着性に優れるためと考えられる。
ゆるみ見掛け密度はパウダーテスター（ＰＴＮ型：ホソカワミクロン社製）を用い測定した。ここで、ゆるみ見掛け密度とは、トナーを篩でふるいながら、体積既知の容器中に導入し、導入可能なトナー重量から算出した密度のことである。
【００４４】
次に、本発明のトナーに用いられる材料について詳細に説明する。
結着樹脂としては従来公知の樹脂が全て使用可能である。例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−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−ブタジェン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体が挙げられる。また、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体が挙げられる。また、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂が挙げられる。さらに、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられる。
【００４５】
本発明では特にポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られる。使用されるアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類が挙げられる。また、１、４−ビス（ヒドロキシメタ）シクロヘキサン、及びビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。また、カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、１、２、４−ベンゼントリカルボン酸が挙げられる。また、１、２、５−ベンゼントリカルボン酸、１、２、４−シクロヘキサントリカルボン酸、１、２、４−ナフタレントリカルボン酸、１、２、５−ヘキサントリカルボン酸が挙げられる。さらに、１、３−ジカルボキシル−２−メチレンカルボキシプロパン、１、２、７、８−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
また上記の樹脂は単独使用も可能であるが、二種類以上併用しても良い。
また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
【００４６】
本発明は磁性体を含有する磁性トナーである。これは、磁気バイアスの効果により、現像担持体からトナー飛散等を抑えることが出来るからである。磁性体の材料としては、従来公知の磁性体が全て使用可能である。例えば、マグネタイト、γ−酸化鉄、フェライト鉄、過剰型フェライトの如き酸化鉄が挙げられる。また、鉄、コバルト、ニッケルの如き磁性金属や、酸化鉄又は磁性金属と、コバルト、スズ、チタン、銅、鉛、亜鉛、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、珪素の如き金属との複合金属酸化物合金又は、混合物が挙げられる。これら磁性体の粒子は、平均粒径が０．０５〜１．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１〜０．６μｍの範囲内、さらに好ましくは、０．１〜０．４μｍの範囲内であることが良い。これらの磁性体の粒子は、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積が好ましくは１〜２０ｍ２／ｇの範囲内、特に２．５〜１２ｍ２／ｇの範囲内であることが良く、更にモース硬度が５〜７の範囲内であることが良い。磁性体の粒子の形状としては、８面体、６面体、球形、針状、鱗片状があるが、８面体、６面体、球形の異方性の少ないものが好ましい。上記磁性体を含有する磁性トナー粒子は、結着樹脂１００質量部に対し１０〜１５０質量部、好ましくは２０〜１２０質量部の磁性体を含有させたものが好ましい。１０以下の場合は、トナーとしての磁化が弱いために現像スリーブにとどまる力が弱く、非画像部への飛散が起こり地肌汚れの発生がある。一方１５０以上の場合は現像スリーブとの磁気的付着力が強くなり、トナーが感光体へ現像されにくくなり所望の画像濃度が得られなくなる。
【００４７】
本発明において使用される離型剤としては、カルナウバワックス、モンタンワックス、酸化ライスワックス、合成エステルワックス、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックスを使用することができる。また、低分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤を単独又は組み合わせて使用することができる。特に、カルナウバワックス、モンタンワックス、酸化ライスワックス及び合成エステルワックスが、離型性がすぐれている点から好ましい。カルナウバワックスとしては、カルナウバヤシの葉から得られる天然のワックスであるが、微結晶のものが良く、酸価が５以下のものが結着樹脂中に均一分散が可能であることから好ましい。また、遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプのものがさらに好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米糠から抽出される米糠油を精製する際に、脱ろうまたはウィンタリング工程で製出される粗ろうを精製して得られる天然ワックスであり、その酸価は、１０〜３０が好ましい。合成エステルワックスは単官能直鎖脂肪酸と単官能直鎖アルコールからエステル反応で合成される。
また、これらの離型剤の使用量は、トナー結着樹脂成分１００重量部に対して１〜１５重量部の範囲が一般的であるが、本発明においては好ましくは２重量部以上、１０重量部以下が良い。
【００４８】
本発明の現像剤は、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミンが挙げられる。また、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、第四級アンモニウム塩のボントロンＰー５１、含金属アゾ染料のボントロンＳー３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥー８２、サリチル酸系金属錯体のＥー８４、フェノール系縮合物のＥー８９（以上、オリエント化学工業社製）が挙げられる。また、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰー３０２、ＴＰ一４１５（以上、保土谷化学工業社製）が挙げられる。また、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ　ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ　ＮＥＧ　ＶＰ２０３６、コピーチャージ　ＮＸ　ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）が挙げられる。さらに、ＬＲＡー９０１、ホウ素錯体であるＬＲー１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
【００４９】
本発明の現像剤は、必要に応じて着色剤を含有してもよい。着色剤としては、例えばカーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルーが使用できる。また、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料等の染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得、ブラックトナーとしてもフルカラートナーとしても使用できる。これらの着色剤の使用量はトナー樹脂成分に対して、通常１〜３０重量％、好ましくは３〜２０重量％である。
【００５０】
本発明の現像剤は、必要に応じて外添剤を含有してもよい。また外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、５μｍ〜２μｍであることが好ましく、特に５μｍ〜５００μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土が挙げられる。また、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
この他、高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような無機微粒子としての外添剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤などが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【００５１】
本発明のトナーの製造方法は、従来公知の方法でよく、結着樹脂、離型剤、着色剤、その他場合によっては帯電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練する。その後、冷却固化し、これをジェットミル、ターボジェット、クリプトロン等の粉砕で粉砕し、その後分級し得られる。
上記トナーに無機無粉末を添加するにはスーパーミキサー、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いる。
【００５２】
さらに上記トナーとキャリアとを含んだ二成分現像剤としても使用可能である。キャリアとしては、公知のものがすべて使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等及びこれらの表面を樹脂などで処理した物などが挙げられる。
【００５３】
本発明におけるキャリアにコーティングし得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリル共重合体の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分を有するものが好ましい。この場合スチレン分が３０重量％未満だと現像特性が低く、９０重量％を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの寿命が短くなるからである。
また、本発明におけるキャリアの樹脂コーティングは、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。
さらに、本発明によれば、上記トナーを充填した画像形成用トナー容器、該容器を装填した画像形成装置が提供される。
【００５４】
以下、実験用トナーの製造方法について説明する。
【００５５】
〔トナーＡ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８４重量部
（重量平均分子量：２０８０００、Ｔｍ：１０５℃）
ポリエチレンワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
（分子量９００）
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００５６】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１００℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径９．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．４５）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）０．１５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は８．５×１０８、また平均円形度は０．９１、Ｔｇは４９℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１１５℃、ゆるみ見掛密度は０．２５ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００５７】
〔トナーＢ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８４重量部
（重量平均分子量：３７４０００、Ｔｍ：１６５℃）
ポリエチレンワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
（分子量９００）
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００５８】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１５０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径４．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．５）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）０．５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は７．５×１０８、また平均円形度は０．８８、Ｔｇは７２℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１７５℃、ゆるみ見掛密度は０．２４ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００５９】
〔トナーＣ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８４重量部
（重量平均分子量：１９５０００、Ｔｍ：９５℃）
ポリエチレンワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
（平均粒径：９００μｍ）
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００６０】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１００℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径７．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．４３）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）０．３重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は１．５×１０８、また平均円形度は０．８９、Ｔｇは５０℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１１０℃、ゆるみ見掛密度は０．２６ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００６１】
〔トナーＤ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８４重量部
（重量平均分子量：３８８０００、Ｔｍ：１７５℃）
ポリエチレンワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
（平均粒径：９００μｍ）
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００６２】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１６０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径１１．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．４１）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）０．１５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は１．７×１０８、また平均円形度は０．９２、Ｔｇは７０℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１７５℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合しの現像剤を得た。
【００６３】
〔トナーＥ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８９重量部
（重量平均分子量：２８５０００、Ｔｍ：１４５℃）
ポリプロピレンワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３重量部
（分子量８０００）
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　　７重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００６４】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１４０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径５．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．４２）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）１．０重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は５×１０１０、また平均円形度は０．８７、Ｔｇは７１℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１７２℃、ゆるみ見掛密度は０．２５ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．４μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００６５】
〔トナーＦ〕
（トナー処方）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　８８重量部
（重量平均分子量：１２５０００、Ｔｍ：１２５℃）
ライスワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　　６重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００６６】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて９０℃で混練後、機械式式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径４．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．３５）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）１．０重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は２×１０９、また平均円形度は０．９１、Ｔｇは４９℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１１５℃、ゆるみ見掛密度は０．２６ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．４μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００６７】
〔トナーＧ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８９重量部
（重量平均分子量：２５５０００、Ｔｍ：１５０℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
（平均粒径：３００μｍ）
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　　６重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００６８】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１４０℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径９．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．１０）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）０．７５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は５×１０９、また平均円形度は０．９８、Ｔｇは７３℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１７２℃、ゆるみ見掛密度は０．２６ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．４μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００６９】
〔トナーＨ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７０重量部
（重量平均分子量：３１００００、Ｔｍ：１４５℃）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　２０重量部
（重量平均分子量：８５０００、Ｔｍ：１１５℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４重量部
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　　５重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００７０】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１３０℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．１５）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）０．７５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は８×１０１０、また平均円形度は０．９６、Ｔｇは６４℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１１５℃、ゆるみ見掛密度は０．２６ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００７１】
〔トナーＩ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０重量部
（重量平均分子量：３１００００、Ｔｍ：１５５℃）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　４７重量部
（重量平均分子量：８５０００、Ｔｍ：１２０℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４重量部
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　　８重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００７２】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１４５℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径８．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．２０）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）０．７５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は９×１０９、また平均円形度は０．９５、Ｔｇは６３℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１５０℃、ゆるみ見掛密度は０．２６ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００７３】
〔トナーＪ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４０重量部
（重量平均分子量：３１００００、Ｔｍ：１５５℃）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　４８重量部
（重量平均分子量：８５０００、Ｔｍ：１２０℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　　６重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００７４】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１４０℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径９．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．２５）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル社製）０．７５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は１×１０１０、また平均円形度は０．９４、Ｔｇは６１℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１３５℃、ゆるみ見掛密度は０．３３ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００７５】
〔トナーＫ〕
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０重量部
（重量平均分子量：３１００００、Ｔｍ：１５５℃）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　５９重量部
（重量平均分子量：８５０００、Ｔｍ：１２℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化学社製　＃４４）　　　　　　　　　　　５重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学社製）　　　　１量部
【００７６】
以上の処方で２軸エクストルーダーを用いて１４０℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径９．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．２０社製）とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル）１．０重量％、ステアリン酸亜鉛微粉末０．２重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの体積固有抵抗は８×１０１０、また平均円形度は０．９３、Ｔｇは５８℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１２５℃、ゆるみ見掛密度は０．３５ｇ／ｃｃであった。また、キャリアとしては平均粒径５０μｍのマグネタイト粒子にシリコーン樹脂をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し現像剤を得た。
【００７７】
以上のトナー特性を表２にまとめた。
【表２】
2004102022.tif 000004
【００７８】
〔実施例１〕
本実施形態に係る複写機のように、加熱することなく圧力のみで転写同時仮定着を行う画像形成装置においては、感光体表面粗さが転写紙表面粗さよりも十分小さいことは非常に重要である。なぜなら感光体表面に形成されたトナー像を転写紙に転写する際、トナー粒を紙の凹凸にめり込まさせるために、感光体表面と転写紙表面とで表面粗さの差が十分開いている必要があるからである。そこで実施例１として感光体表面および紙表面それぞれの十点平均粗さＲｚと、転写後画質の関係とを調べるため、以下に示すような実験を行った。
【００７９】
実験機としてリコー社製モノクロ機である商品型番ＩｍａｇｉｏＭＦ７０７０の改造機を用いた。実験用トナーとして、上記各種のトナーのうちトナーＨを選択した。キャリアとトナーとは前述の通り５．０重量％の割合で混ぜ、ヘンシェルミキサーで約５分間混合作業を行った。あらかじめ剤を抜いて、清掃しておいた現像器に一定量（約１ｋｇ）の剤を入れて、本体で剤立ち上げ作業を行った。内部濃度センサの出力の確認により剤が立ち上がったのを確認してから、プリンタ出力により画像評価用チャートを１ｔｏ１で５枚程度出力して、画像評価を行った。
【００８０】
事前に行った予備実験では現行の感光体の表面粗さで転写率は問題ないことが明らかになっているが、ここでは感光体表面粗さの上限を決定すべく、実験を行った。下記のドラム１は通常使用されるドラムである。一方、下記のドラム２および３は研磨剤としてアルミナを用いた羽布研磨により感光体表面を荒らしたものである。ドラム２は粒径３μｍアルミナ、ドラム３は粒径５μｍアルミナを使用した。
ドラム１　Ｒｚ＝０．９８μｍ（通常使用ドラム）
ドラム２　Ｒｚ＝４．２３μｍ（羽布研磨（研磨剤３μｍ））
ドラム３　Ｒｚ＝５・６１μｍ（羽布研磨（研磨剤５μｍ））
【００８１】
感光体から転写紙への転写率であるが、画質評価用チャート内の１０ｍｍ角の黒ベタパッチのＩＤで代用した。通常１．３以上あれば問題ないと言われている。今回チャート中央の黒ベタパッチの濃度を反射濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ　５０８　分光濃度計：エックスライト社製）で測定した。
ドラム１　ＩＤ＝１．３７（ｎ＝５平均）
ドラム２　ＩＤ＝１．２８（ｎ＝５平均）
ドラム３　転写できず（転写不良発生）
【００８２】
ドラム３は表面が粗すぎて正常な転写は不可能であった。一方、ドラム２では若干のＩＤ低下が見られるものの実用上、なんとか問題ないレベルであった。
前述した通り、感光体から転写紙へ転写するときには表面粗さの差が大きいほど、良好な転写が可能であることが知られている。そのため今回の実験結果より感光体の表面粗さを４μｍ以下と定めることで、少なくとも転写時において実使用上問題のない転写率を確保することができた。
【００８３】
次に転写紙の表面粗さを決定する。準備した転写紙は以下の３種類である。それぞれアートコート紙にキャレンダー処理を施したもので、表面粗さを６μｍ、１０μｍ、１４μｍと変化させた。使用した感光体は十点平均粗さＲｚ＝０．９８μｍのものである。
転写紙１　Ｒｚ＝６μｍ
転写紙２　Ｒｚ＝１０μｍ
転写紙３　Ｒｚ＝１４μｍ
【００８４】
上記と同等の実験を行ったところ、結果は以下の通りであった。
転写紙１　転写できず
転写紙２　ＩＤ＝１．０５（ｎ＝５平均）
転写紙３　ＩＤ＝１．３５（ｎ＝５平均）
転写紙１の場合、転写紙表面粗が小さいため十分な転写ができず、画質としては満足できるものではなかった。また、転写紙２の場合においても、転写紙表面粗さがまだ小さいため、転写が不十分である。一方、転写紙３において、この程度の表面粗さがあれば転写は問題なく行われていることが示されている。よって転写紙の表面の十点平均粗さＲｚは１５μｍ以上と規定することで、少なくとも転写時において実使用上問題のない転写率を確保できる。
【００８５】
以上のことから感光体から転写紙への転写を満足に行うためには両方の表面粗さの差が大きいほど有利であることが分かる。すなわちトナーの転写には、次の数７の関係式を満足している必要がある。
【数７】
感光体表面の十点平均粗さ（Ｒｚａ）＜転写紙表面の十点平均粗さ（Ｒｚｂ）
【００８６】
〔実施例２〕
次に感光体の表面硬度について実験を行った。この実験には従来ある感光体を用意して、今回の加圧転写同時定着システムにおいて使用可能であるかどうかの耐久性確認の加速試験を行った。準備した感光体は以下の４種類である。ここで示した表面硬度は全てビッカース硬度である。
ドラム１　有機感光体Ｉ（表面硬度１６ｋｇ／ｍｍ２）
ドラム２　有機感光体ＩＩ（表面硬度約２０ｋｇ／ｍｍ２）
ドラム３　Ｓｅ−Ｔｅ感光体（表面硬度約６０ｋｇ／ｍｍ２）
ドラム４　Ａｓ２Ｓｅ３感光体（表面硬度１５０ｋｇ／ｍｍ２）
【００８７】
それぞれの感光体ドラムを装置本体内にセッティングし、作像や通紙をせずに連続で空回し運転をして、経時での感光体表面変化を目視で確認した。その結果は以下の通りである。
ドラム１　表面に筋状の細かいひび割れが発生（空回し運転３時間後に発生を確認）
ドラム２　特に問題なし
ドラム３　特に問題なし
ドラム４　特に問題なし
【００８８】
この結果より表面硬度が比較的低い感光体については経時で表面にひび割れが発生することが確認された。そのため経時で感光体破壊などの不安のない表面硬度は２０Ｋｇ／ｍｍ２以上であることが判った。
【００８９】
〔実施例３〕
上記表２でまとめて示したトナーＡ〜Ｋの１１種類をそれぞれ実施例１と同様に実験機にセッティングをし、画像出しを行った。その際、１次定着時および２次定着時の定着性、出力画像の粒状度、１Ｋ（１０００）枚通紙後の感光体摩擦係数をそれぞれ測定した。評価方法および測定結果は以下の通りである。
【００９０】
〔定着性の評価方法〕
一次定着性については、一次定着後の画像にメンデイングテープ（３Ｍ社製）を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、下記数８にて定着率を算出する。
二次定着性については、一次定着を行わず、別のプリンタのチャージャーによ転写して、二次定着定着のみ行った画像にメンデイングテープ（３Ｍ社製）を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、下記数８にて定着率を算出する。
【数８】
定着率（％）＝テープ付着引き剥がし後の画像濃度／画像濃度×１００
【００９１】
〔出力画像の粒状度の評価方法〕
プリンタ出力にて、プリントしたサンプルを得る。次にプリント画像のドットで作られたグレークケール（ハーフトーン部）を、大日本スクリーン社製のＧｅｎａＳｃａｎ５０００スキャナで１０００ｄｐｉにて読み込み、画像データを得る。画像データから、濃度分布に変換し、式３にて粒状度を評価する。
【００９２】
本現像剤の評価結果は表３に示す。いずれのトナーにおいても一次定着率＜二次定着率となっている。
【表３】
2004102022.tif 000005
【００９３】
表３のデータを用いて、トナー特性と粒状度の関係、感光体摩擦係数と粒状度の関係を図３〜図５のグラフで示す。
【００９４】
まず、図３のグラフについて説明する。このグラフは、トナーの体積固有抵抗と平均粒状度の関係を示すグラフである。
平均粒状度は画像のざらつき感を数字で表したもので、数字が大きいほどざらいついた画像であるといえる。逆に数字が小さいほどなめらかで、高品質な画像であるといえる。一般的には平均粒状度が０．４程度以下であれば高画質であると言える。
図３のグラフの粒状度との関係を見るとトナーの体積固有抵抗が１．０×１０９以上あれば画質に悪影響がないことが分かる。このグラフから言えることは体積固有抵抗の低いトナーは粒状度が悪いことである。これは電気抵抗が低いためにトナーがその電荷を保持することが困難であり、感光体への現像でトナー層の高さがばらついてしまい、転写時に圧力が不均一となり、画質劣化の要因になるからである。高画質化のためにはトナーがなるべく高い体積固有抵抗を持つ必要がある。
【００９５】
次に、図４のグラフについて説明する。このグラフは分散度と平均粒状度との関係を示すグラフである。このグラフから分散度が１．２以下であれば平均粒状度の悪化もなく、良好な画像が得られることが判る。トナー粒径の分散度が高いと一次定着時の圧力が不均一となるため高画質化に対して不利である。このグラフにおいても分散度が高いところでは平均粒状度の悪化しているトナーが見られる。
【００９６】
次に、図５のグラフについて説明する。このグラフは感光体摩擦係数と平均粒状度との関係を示すグラフである。このグラフにおいて感光体摩擦係数が０．７以下であれば平均粒状度の悪化もなく、良好な画像が得られることが判る。感光体表面の摩擦係数が高いとトナーと感光体との粘着力が高くなり、転写時に不利である。このグラフにおいて感光体の摩擦係数が０．７を越えると画質の劣化が急激に進んでいることが判る。
【００９７】
以上説明したように、表面に潜像を形成する潜像担持体としての感光体と、二成分ジャンピング現像方式を用いて該潜像をトナーの付着によりトナー像として可視像化する現像手段としての現像装置と、該潜像担持体としての感光体上に形成された該トナー像を静電転写方式によらず圧力により転写材上に転写する転写手段としての転写装置とを有する画像形成装置としての複写機において、上記転写材上に転写された上記トナー像を該転写材上に定着する定着手段としての定着装置を設け、且つ、上記潜像担持体の表面の十点平均粗さよりも、上記転写材の表面の十点平均粗さを大きく設定した。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記トナーとして重量平均粒径が３．０μｍ以上、１０．０μｍ以下の磁性トナーを用い、かつ、上記潜像担持体としての感光体の表面の十点平均粗さが４μｍ以下であり、かつ、上記転写材としての転写紙の表面の十点平均粗さが１５μｍ以上である。実験によれば、感光体表面の十点平均粗さが４μｍよりも大きいと転写不良が発生した。また、転写紙表面の十点平均粗さが１５μｍよりも小さいと転写が不十分であったり、転写できなかったりする。この複写機では、感光体表面の十点平均粗さが４μｍ以下で、かつ、転写紙表面の十点平均粗さが１５μｍ以上であるので、転写不良のない高品質な画像形成ができる。また、トナー粒径が１０．０μｍよりも大きすぎると画像品質が悪くなる事が有るため好ましくない。一方、トナー粒径が３．０μｍより小さすぎるとトナーの生産性が悪化することや、流動性の悪化が顕著となり好ましくない。この複写機では、トナー粒径が３．０μｍ以上、１０．０μｍ以下なので、画像品質、トナーの生産性及びトナーの流動性が良い。また、汎用性の高い磁性トナーを用いることができるので、例えばカプセルトナーを用いる場合に比べ低コストで高品質な画像を形成することができる。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記潜像担持体としての感光体として有機感光体を用い、該有機感光体の表面硬度がビッカース硬度で２０Ｋｇ／ｍｍ２以上である。圧力のみで転写と同時に完全に定着を行う従来技術に比べれば低圧で転写が行われているとはいえるが、現在一般的に普及している電子写真装置と比較すると高い圧力が一次転写時に加えられている。実験によれば、有機感光体の表面硬度が２０Ｋｇ／ｍｍ２よりも小さいと経時で表面にひび割れが発生し損傷してしまうことが判った。この複写機では、有機感光体の表面硬度が２０Ｋｇ／ｍｍ２以上なので、経時で表面のひび割れがなく耐久性が高い。また、上記画像形成装置としての複写機において、上記潜像担持体としての感光体の表面の摩擦係数が０．７以下である。図５のグラフに示すように、感光体摩擦係数が０．７以下であれば、画像品質の目安となる平均粒状度０．４以下を維持することができる。電界や熱を加えずに圧力だけで感光体からトナーを転写する場合、感光体表面の摩擦係数が０．７よりも大きいと、トナーと感光体との粘着力が高くなって、感光体側にトナーが残りやすくなるため、転写不良が生じ、画像の劣化が生じることが判った。この複写機では、感光体の表面の摩擦係数が０．７以下であるので、感光体とトナーとの離型性が良好で、画像劣化のない高品質な画像形成ができる。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記トナーの体積固有抵抗が１×１０９Ω・ｃｍ以上である。図３のグラフに示すように、体積固有抵抗が１×１０９Ω・ｃｍ以上であれば、画像品質の目安となる平均粒状度０．４以下を維持することができる。トナーの体積固有抵抗が１×１０９Ω・ｃｍよりも小さいと、電気抵抗が低いためにトナーがその電荷を保持することが困難となり、感光体への現像でトナー層の高さがばらついてしまい、転写時に圧力が不均一となる。その結果、トナーの平均粒状度が大きくなって画質が劣化する。この複写機では、トナーの体積固有抵抗が１×１０９Ω・ｃｍ以上であるため、トナーの帯電量が高くなって感光体上のトナー像が密に形成され、転写時の圧力を均一にでき、トナーの平均粒状度が小さく、高品質な画像形成ができる。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記トナーの粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．２以下である。図４のグラフに示すように、分散度が１．２以下であれば、画像品質の目安となる平均粒状度０．４以下を維持することができる。トナー粒径の分散度が１．２よりも大きいと、感光体と転写紙との間の転写同時仮定着時の圧力が不均一となり、トナーの平均粒状度が大きくなって画質が劣化する。この複写機では、トナーの粒径の分散度が１．２以下なので、転写仮定着時に圧力が感光体上のトナー像に分散して均一にかかり、トナーの平均粒状度が小さく画像劣化のない高品質な画像形成ができる。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記トナーの平均円形度が０．９５以上である。実験によればトナーの平均円形度が０．９５以上であると、感光体上でのトナー像の集合状態は均一性が増し、感光体から転写紙への転写同時仮定着時に転写、定着性が向上する。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以上、６５℃以下である。実験によれば、トナーのガラス転移温度Ｔｇが４０℃よりも低すぎるとトナーの保存性が悪くなる。一方、トナーのガラス転移温度Ｔｇが６５℃よりも高すぎると、定着手段としての定着装置での熱定着が悪くなる。この複写機では、トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）が４０℃以上、６５℃以下であるので、トナーの保存性と、定着装置における熱定着性とを良好に保つことができる。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記トナーの軟化温度（Ｔｍ）が９０℃以上、１３０℃以下である。実験によれば、トナーの軟化温度が９０℃よりも低すぎると、トナーの保存性が悪くなる。一方、トナーの軟化温度が１３０℃よりも高すぎると、定着手段としての定着装置での熱定着が悪くなる。この複写機では、トナーの軟化温度（Ｔｍ）が９０℃以上、１３０℃以下であるので、トナーの保存性と、定着装置における熱定着性とを良好に保つことができる。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・Ｓとなる温度が１００℃以上、１３０℃以下である。実験によれば、トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度が１００℃以上、１３０℃以下であると、定着手段としての定着装置におけるホットオフセット現象の発生を抑えることができ、かつ定着装置における熱定着性が良好であった。
また、上記画像形成装置としての複写機において、上記トナーのゆるみ見かけ密度が０．２５ｇ／ｃｍ３以上である。実験によれば、トナーのゆるみ見かけ密度が０．２５ｇ／ｃｍ３以上であると、トナーの凝集性が低いため、感光体上でのトナー像の集合状態が均一となり、転写同時仮定着装置での転写性及び定着性に優れ、画像品質が向上した。
【００９８】
【発明の効果】
請求項１乃至１１の発明においては、圧力による転写同時定着方式で生じる装置の大型化、定着じわ、及び画像太り等を回避し、しかも、カプセルトナーを用いることなく転写チリ等による画像劣化を確実に抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る電子写真複写機の要部概略構成図。
【図２】現像装置の概略構成図。
【図３】トナーの体積固有抵抗と平均粒状度の関係を示すグラフ。
【図４】分散度と平均粒状度との関係を示すグラフ。
【図５】感光体摩擦係数と平均粒状度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１　　　感光体
２　　　帯電器
３　　　露光装置
４　　　現像装置
５　　　転写装置
６　　　クリーニング装置
７　　　定着装置
３１　　　スキャナー
３２　　　ポリゴンモータ
３３　　　ミラー
４１、４２　　　現像スリーブ
４３　　　トナー層厚規制部材（弾性ブレード）
４４　　　トナー供給部材（スポンジローラ、ファーブラシなど）
４５　　　撹拌羽根（トナー供給補助部材）
４６　　　トナー
４７　　　現像剤容器
４８　　　現像間隙
４９　　　電源
５２　　　転写ローラ
５３　　　転写ベルト
５４　　　ベルト駆動用ローラ
５５、６１　　　クリーニングブレード
６２　　　ファーブラシ
６３　　　ファーブラシクリーニング部材
７１　　　定着ローラ
７２、８２　　　加圧ローラ
７３、７４　　　加熱手段（ヒータ）
８１　　　加熱ローラ
１０１、１０６　　　転写材バンク
１０２、１０７　　　給紙ローラ
１０３、１０８　　　給紙コロ
１０４　　　レジストコロ
１０５　　　排紙コロ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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