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JP2004280072A - 画像形成装置及び補給用現像剤キット - Google Patents

画像形成装置及び補給用現像剤キット Download PDF

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JP2004280072A JP2004021686A JP2004021686A JP2004280072A JP 2004280072 A JP2004280072 A JP 2004280072A JP 2004021686 A JP2004021686 A JP 2004021686A JP 2004021686 A JP2004021686 A JP 2004021686A JP 2004280072 A JP2004280072 A JP 2004280072A
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Naotaka Ikeda
池田  直隆
Kenji Okado
岡戸  謙次
Hironori Minagawa
皆川  浩範
Kazuki Yoshizaki
和已 吉▲崎▼
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Abstract

【課題】 補給用現像剤カートリッジを用いた現像剤の補給及び現像器槽内の現像剤の交換の回数を減らすことによって画像形成装置の汚れの発生が低減されており、また、特定色の現像剤の現像剤劣化を大幅に抑制することで長期にわたり安定したモノクロ画像及び高画質なカラー画像を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 単一の静電荷像担持体;補給用現像剤を含有する補給用現像剤カートリッジと現像器とをそれぞれ有し、該静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の像形成ユニットを円環状に配置し、各像形成ユニットを現像位置に回転移動可能に構成された環状像形成ユニット群;を少なくとも有し、特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きことを特徴とする画像形成装置に関する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、例えば電子写真方式などを採用した画像形成装置で用いられる補給用現像剤キット及び画像形成装置に関し、特に、2色以上の補給用現像剤が収容された各色に対応する補給用現像剤カートリッジを備え、画像形成装置本体内に設置される各色成分現像装置に各色成分補給用現像剤を補給するカラー画像形成装置の改良に関する。
従来、カラー画像形成装置として、例えば電子写真方式を採用したものを例に挙げると、画像形成装置本体内に、感光体ドラムなどの静電荷像担持体を配設し、この静電荷像担持体の周囲には、静電荷像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成デバイス(帯電装置、露光装置)、静電荷像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置、静電荷像担持体上のトナー像を中間転写体を介してまたは介さずに記録材上に転写させる転写装置、静電荷像担持体上の残留トナーを清掃するクリーニング装置などを配設したものが知られている。
この種のカラー画像形成装置において、以下のようなユーザーからの要請がある。要請1:特定色、特に使用頻度の高い特定色(特にブラック)の画像形成能力のみを高めて欲しい。要請2:白黒画像形成装置からカラー画像形成装置への代替設置を行う際において、既設置の白黒画像形成装置の性能、言い換えれば白黒画像形成ボリュームに相当するブラックトナー容量を確保し、補給用現像剤カートリッジの交換回数を減らし、かつ現像器槽内の現像剤寿命を長くし、現像器槽内の現像剤の交換回数を減らして欲しい。すなわち、白黒画像形成装置からカラー画像形成装置に代替するにしても、白黒画像形成性能に関しては従前通り以上の性能を確保しておきたいという要請がある。
しかしながら、従来のカラー画像形成装置においては、白黒に対してカラー画像形成装置の大型化及び商品管理や物流上の観点から、各色成分(例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)の補給用現像剤カートリッジは4色全て同一サイズであることが一般的であった。そのため、ブラックなどの特定色の画像形成の利用が多いユーザーにとっては、各色成分毎に同一サイズの補給用現像剤カートリッジでは容量が不足し、補給用現像剤カートリッジの交換インターバルが短くて不便であった。さらには、補給用現像剤カートリッジの交換の際に生じやすいトナーの舞い上がりや飛散を起因とする画像欠陥が発生しやすいものであった。これら課題に対して、特定色(例えば使用頻度が高い色)の補給用現像剤カートリッジの容量を大きくしたカラー画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、たとえ使用頻度の高い特定色のトナー容量のみを大きくしたとしても、現像器槽内の現像剤、特にキャリアの劣化は、非特定色の現像剤とあまり変わらないため、上記の特定色の現像剤を非特定色の現像剤に比べて頻繁に交換することが必要となる。
そのため、現像剤を頻繁に交換する場合、交換直前のキャリアは交換当初のキャリアと比較して機能が大幅に低下しており、これによってキャリアの交換当初と交換直前とで画質が大幅に変化することになる。また、現像剤の交換作業は、現像装置内から古い現像剤を抜き取って未使用の現像剤を充填するものであって、めんどうであるとともに、このときに現像装置内のトナーが舞い上がりや飛散を起因とする画像欠陥が生じやすい。さらには、定期的なサービスマン等による新たな現像剤の交換により、ランニングコストのアップにもつながる。
一方で、現像器槽内の現像剤の劣化を抑制し現像剤交換回数を低減させることを目的に、現像装置内のキャリアを徐々に回収する一方、未使用のキャリアを徐々に補給する方式(以下、オートリフレッシュ現像方式と略すことがある。)の現像装置が提案されている(例えば、特許文献2乃至5参照)。
すなわち、現像剤補給装置から現像装置へ徐々に未使用のキャリアを補給する一方、この補給によって過剰となった現像装置内の古い現像剤を現像剤廃棄口からオーバーフローによって排出させ、現像剤回収容器に回収する方法である。このような現像装置において、現像剤の帯電能は、現像装置に未使用のキャリアが充填されたときからある一定の使用時間を経過するまでの間、劣化していくものの、その後は、未使用のキャリアが徐々に補給され、古い現像剤が徐々に排出されることにより、安定してほぼ一定となる。また、現像剤回収容器は、回収された現像剤で一杯になったときに交換すればよく、キャリアの劣化に応じた定期的な交換作業のインターバルが長くなる。その結果、このような現像方式は、本体構成が複雑になるものの、現像剤回収容器のみの交換作業においてはトナーの舞い上がり、飛散による、画像形成装置内の汚れが生じ難いといった利点を有するものとなっている。また、現像剤の交換の際に生じやすい、画質の変化を抑制できる。さらには、定期的なサービスマン等による新たな現像剤の交換回数が減り、ランニングコストを低減することが出来る。
しかしながら、従来の画像形成装置に比べて、オートリフレッシュ現像方式を採用した画像形成装置は、現像装置内の古い現像剤を現像剤廃棄口からオーバーフローによって排出するための機構あるいは排出された現像剤の回収容器等により画像形成装置の大型化が生じ、特に複数色を有するカラー画像形成装置において大型化が顕著となる。
特開2001−265088号公報 特公平2−21591号公報 特開平1−43301号公報 特開平3−145678号公報 特開2002−328493号公報
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。
即ち、本発明の目的は、補給用現像剤カートリッジを用いた現像剤の補給及び現像器槽内の現像剤の交換の回数を減らし、補給時或いは交換時のトナーの舞い上がり、飛散することによる画像形成装置の汚れの発生を低減することができる画像形成装置及び補給用現像剤キットを提供することである。
また、特定色の現像剤の現像剤劣化を大幅に抑制することで長期にわたり安定したモノクロ画像及び高画質なカラー画像を提供することができる画像形成装置及び補給用現像剤キットを提供することである。
本発明の更なる目的は、大幅にランニングコストを低減することができる画像形成装置及び補給用現像剤キットを提供することである。
本発明は、単一の静電荷像担持体;補給用現像剤を含有する補給用現像剤カートリッジと現像器とをそれぞれ有し、該静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の像形成ユニットを円環状に配置し、各像形成ユニットを現像位置に回転移動可能に構成された環状像形成ユニット群;を少なくとも有する画像形成装置であって、
各色トナー像を作成する際の露光位置及び現像位置が同じであり、
静電荷像担持体上に形成された各色トナー像は、中間転写体を介してまたは介さずに、記録材上に位置を合わせて重ねて転写されるものであり、且つ、静電荷像担持体上に形成された各色トナー像は、同一の転写位置で、中間転写体或いは記録材へ転写され、
前記複数の像形成ユニットのうち少なくとも一つが、特定色の色成分補給用現像剤を含有する特定色補給用現像剤カートリッジを有する特定色像形成ユニットであり、その他の像形成ユニットが、前記特定色以外の非特定色の色成分補給用現像剤を含有する非特定色補給用現像剤カートリッジを有する非特定色像形成ユニットであり、
前記特定色像形成ユニットがキャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて画像形成を行う像形成ユニットであり、
前記特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、前記非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きく、
前記特定色の色成分補給用現像剤がトナー及びキャリアを含むことを特徴とする画像形成装置に関する。
また、本発明は、補給用現像剤を収容した補給用現像剤カートリッジを、少なくとも2色以上の色成分に対して備えた補給用現像剤キットであって、
少なくとも一つの特定色の色成分補給用現像剤が収容される特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、前記特定色以外の色成分補給用現像剤が収容された非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きく、
前記特定色の色成分補給用現像剤が、トナー及びキャリアを含むことを特徴とする補給用現像剤キットに関する。
更に、本発明は、単一の静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットと、単一の露光位置と単一の転写位置より構成される像形成位置と、前記複数の像形成ユニットを円環状に配置し、補給用現像剤カートリッジを備えた像形成ユニット群と、前記複数の像形成ユニットのそれぞれを、前記単一の像形成位置に順次移動せしめるため前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移動手段とを有し、中間転写体を介してまたは介さずに記録材上に異なる色のトナー像を、位置を合わせて重ねて転写し、カラー像形成する画像形成装置において、
上記構成の補給用現像剤キットが用いられることを特徴とする画像形成装置に関する。
更に、本発明は、複数の静電荷像担持体;及び、複数の静電荷像担持体のそれぞれに対応した複数の像形成ユニットを少なくとも有する画像形成装置であって、
該像形成ユニットが、補給用現像剤を含有する補給用現像剤カートリッジと現像器とをそれぞれ有し、静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する像形成ユニットであり、
前記複数の像形成ユニットのうち少なくとも一つが、特定色の色成分補給用現像剤を含有する特定色補給用現像剤カートリッジを有する特定色像形成ユニットであり、その他の像形成ユニットが、前記特定色以外の非特定色の色成分補給用現像剤を含有する非特定色補給用現像剤カートリッジを有する非特定色像形成ユニットであり、
前記特定色像形成ユニットがキャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて画像形成を行う像形成ユニットであり、
前記特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、前記非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きく、
前記特定色の色成分補給用現像剤がトナー及びキャリアを含むことを特徴とする画像形成装置に関する。
更に、本発明は、単一の静電荷像担持体;及び、補給用現像剤を含有する補給用現像剤カートリッジと現像器とをそれぞれ有し、該静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の像形成ユニットを少なくとも有する画像形成装置であって、
前記複数の像形成ユニットのうち少なくとも一つが、特定色の色成分補給用現像剤を含有する特定色補給用現像剤カートリッジを有する特定色像形成ユニットであり、その他の像形成ユニットが、前記特定色以外の非特定色の色成分補給用現像剤を含有する非特定色補給用現像剤カートリッジを有する非特定色像形成ユニットであり、
前記特定色像形成ユニットがキャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて画像形成を行う像形成ユニットであり、
前記特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、前記非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きく、
前記特定色の色成分補給用現像剤がトナー及びキャリアを含むことを特徴とする画像形成装置に関する。
特定色、特に使用頻度の多いブラックの補給用現像剤カートリッジ及び現像器槽内の現像剤の交換インターバルが長く、また、本体装置がコンパクト(小型)でありながら、通常一般白黒機と同様の白黒画像紙のランニングコスト、スピード及び安定な品質を維持しつつ、なお、鮮明かつ高画質なフルカラー画像を得ることが可能な画像形成装置を得ることができる。
一般的には、カラー画像形成装置であっても、特定色(例えば、ブラック)トナー単独での使用回数が多く、必然的に特定色のトナー消費が多くなる。そのため、特定色の補給用現像剤カートリッジの交換頻度が高くなる。また、特定色現像剤は使用頻度が高いため、現像時に生じる振動や撹拌機によるストレスを受ける頻度が多く、現像器内の現像剤が劣化してしまい寿命が大幅に短くなってしまうため、非特定色現像剤に比べて現像機内の現像剤の交換頻度も高くなってしまう。そのため、ユーザーやサービスマン等による特定色の補給用現像剤カートリッジの交換頻度及び現像器内の現像剤交換頻度が多くなり、トナーの舞い上がり、飛散による画像欠陥が生じやすい。さらには、定期的なサービスマン等による新たな現像剤の交換回数が多いためランニングコストアップとなる。よって、カラー画像形成装置においては、特定色の補給用現像剤カートリッジ及び特定色の現像剤の交換回数が少ない(非特定色の現像剤と同等)ことが要求され、また、特定色に関しても優れた画質が得られ、また優れた耐久安定性を有することが要求される。
そのために、本発明において、本体装置のコンパクト化を考慮しつつ、特定色の補給用現像剤カートリッジの交換頻度を低くし、現像剤の寿命(現像剤の交換頻度)を高めるため、特定色の補給用現像剤カートリッジの容量を他色よりも大きくし、かつ特定色の現像方式を、補給用現像剤中にキャリアを含めて、未使用のキャリアを徐々に補給する一方で、現像器内のキャリアを徐々に排出させるオートリフレッシュ現像方式とした。尚、本発明においては、特定色の現像方式のみをオートリフレッシュ現像方式とし、非特定色に関しては、トナーのみを補給する構成が好ましい。
尚、本発明において、特定色像形成ユニットを用いる特定色の現像方式としては、キャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いる現像方式が用いられる。
すなわち、本発明は、図1、2及び3に例示するように、画像形成装置本体(図1)内に設置される複数の各色成分現像器(2、3、4、5)に各色成分補給用現像剤を補給する複数の補給用現像剤カートリッジ(2a、3a、4a、5a)において、使用頻度の高い特定色の色成分補給用現像剤が収容される特定色の補給用現像剤カートリッジ5aの容量を前記特定色以外の色成分補給用現像剤が収容された非特定色の補給用現像剤カートリッジ(2a、3a、4a)の容量よりも大きく設定したことを特徴とするものである。さらに、特定色の補給用現像剤中にはキャリアを含み、特定色の現像方式にオートリフレッシュ現像方式を採用することを特徴とするものである。尚、図1中、符号1は環状像形成ユニット群13により可視像化される静電潜像を形成する静電荷像担持体である。
このような技術的手段において、特定色とは、通常使用頻度の高いブラックが挙げられるが、ユーザーの要求などに応じて自由に選定される。
ここで、特定色の補給用現像剤カートリッジは、非特定色の補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きければよく、複数の補給用現像剤カートリッジで構成してもよいし、非特定色の補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きい1つの補給用現像剤カートリッジであってもよい。複数用いる非特定色補給用現像剤カートリッジとしては部品を共通するという観点からすれば同一サイズのものが好ましいが、同一でなくても良い。
なお、前記はロータリー現像方式を採用した画像形成装置を用いて本発明を例示したが、本発明の画像形成装置としては、特定色の補給用現像剤カートリッジの容量が、非特定色の容量よりも大きく、かつ特定色の現像方式が補給用現像剤中にキャリアを含むオートリフレッシュ現像方式を採用したいかなるシステムを用いることができる。例えば、1つの静電荷像担持体に対向せしめた記録材保持体表面に静電気力やグリッパーの如き機械的作用により記録材を巻き付け、現像−転写工程を4回転実施することでカラー画像を得る方法(転写ドラム方式)、1つの感光体上に4色のトナー像を形成し、紙に一括転写する方法(多重現像方式)や、4つの静電荷像担持体を用い各静電荷像担持体上に形成された静電潜像を例えばイエロー現像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤、ブラック現像剤を用いて現像し、中間転写体を介してあるいは介さず、各トナー像を記録材へ転写し、カラー画像を形成せしめる方法(タンデム方式)にも適用可能である。中でも、前記例示したロータリー現像方式を採用した画像形成装置は、特定色現像剤の画像形成ユニットのみをオートリフレッシュ現像方式を採用し、特定色及び非特定色の現像槽内の現像剤の寿命のバランスを図り、特定色の補給用現像剤カートリッジの容量を他色(非特定色)より大きくした場合において、本発明の目的の一つである本体装置のコンパクト化を具現化するのに最適な構成である。
図1、2及び3を参照しながら本発明に用いることができる画像形成装置についての一例を説明する。
図1は、ロータリー回転方式の各色毎に像形成ユニット(現像器とそれに付随する補給用現像剤カートリッジ)を有する環状像形成ユニット群13及び中間転写体45を搭載しており、特定色をブラック、非特定色をイエロー、マゼンタ、シアンとした電子写真方式のカラー画像形成装置の一例の概略構成図である。静電潜像担持体1は、帯電装置15によりその表面を例えば負極性に一様に帯電される。次に、露光装置14により、一色目、例えばイエロー画像に対応する像露光がなされ、静電潜像担持体1の表面にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。
環状像形成ユニット群13の概略構成図を図2に示す。環状像形成ユニット群13は、移動手段によって回転移動可能なように構成されている。前記イエロー画像に対応する静電潜像の先端が現像位置に到達する以前に、イエロー現像器が静電潜像担持体1に対向し、その後磁気ブラシが静電潜像を摺擦して、前記静電潜像担持体上にイエロートナー像を形成する。尚、移動手段としては、環状像形成ユニットを回転移動させることができるものであれば、特に制限されない。
図3は、図2の現像器2、3、4および5の概略構成図である。なお、オートリフレッシュ現像方式を用いない非特定色の現像器2、3、4については、34〜38の現像剤回収機能部を有していない。
現像に用いられる各現像器には、図3に示すように、例えば、現像剤担持体としての現像スリーブ6、マグネットローラ8、規制部材7、現像剤搬送スクリュー10、11、図示されていないスクレーパ等が設けられている。
図1、2及び3を用いて現像器内の現像剤が現像されるまでの搬送されていく流れを説明する。本例においては、特定色現像剤及び非特定色現像剤の両方を、二成分現像剤とした。現像スリーブ6は固定したマグネットローラ8を内包し、静電潜像担持体1の周面との間に所定の現像間隔を保ち駆動回転される。なお、現像スリーブ6と静電潜像担持体1とは接触している場合もある。規制部材7は剛性かつ磁性を有する部材である。尚、規制部材7としては、現像スリーブ6に対し現像剤が介在しない状態で所定の荷重をもって圧接されるものや、現像スリーブ6との間に所定の間隔を保って配されるもの等、種々のものがある。一対の現像剤搬送スクリュー10、11は、スクリュー構造を持ち、互いに逆方向に現像剤を搬送循環させて、トナーとキャリアを十分撹拌混合した上、現像剤として現像スリーブ6に送る作用をするものである。マグネットローラ8は、例えば、N極およびS極を交互に等間隔に配置した磁力同じ4極の磁石から構成されるもの、6極の磁石から構成されるもの、或いは、スクレーパに接する部分において反発磁界を形成し、現像剤の剥離を容易にするために、1極欠落させて5極とし、前記現像スリーブ6内で固定した状態で内包させたものであっても良い。
上記一対の現像剤搬送スクリュー10、11は、互いに相反する方向に回転する撹拌部材を兼ねる部材であって、補給用現像剤カートリッジ(図2:2a、3a、4a、5a)から補給用現像剤収容装置9のスクリューの推力によって補給される補給用現像剤を搬送すると共に、トナーとキャリアとの混合作用によって、摩擦帯電がなされた均質な二成分の現像剤とし、現像スリーブ6の周面上にその二成分現像剤を層状に付着させる。
現像スリーブ6の表面の現像剤は、マグネットローラ8の磁極に対向して設けた規制部材7により、均一な層を形成する。均一に形成された現像剤層は、現像領域において、静電潜像担持体1の周面上の潜像を現像し、トナー像を形成する。
そして、このトナー像は、転写装置40で中間転写体45に転写されることになる。
上記のイエローのコピーサイクルが終了すると、イエロートナーの転写を終えた静電潜像担持体1は、その後、必要に応じてクリーニング前処理が施された後、除電装置で除電され、クリーニング装置18により表面に残ったイエロートナーが掻き取られる。
そして、像形成ユニット群13が回転し、順次現像器3、4、5が静電潜像担持体1に対向するように切り替わり、上記の同様のコピーサイクルで、例えばマゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が中間転写体45に転写されることとなる。
上記の各コピーサイクルが実行されると、各色成分別のトナー像は、転写装置40により同じ位置で中間転写体45へ転写されることになり、各色成分別のトナーが重ねられることで完成したひとつのトナー像を形成することになる。一方、給紙トレイ26に収容された用紙または透明シート等の記録材12は、送り出しローラー28により1枚ずつレジストレーションローラー25に給紙され、中間転写体45に同期して記録材12を中間転写体45と転写ローラー43との間に搬送する。搬送された記録材12は、転写ローラー43により中間転写体45のトナー像が転写された後、剥離フィンガー44により中間転写体45から分離され、搬送ベルト20により定着装置21へ導入される。そして、記録材12へのカラートナー像の定着が行われた後、外部へ排出されることで、1回のコピーモードが終了することになる。尚、符号16は前露光装置であり、符号41a及び41bは中間転写体を回転させるローラーであり、符号42は転写ローラーに対向させて設けた対向ローラーである。
また、記録材にトナー像を転写した中間転写体45は、その表面を図示されていない除電装置で除電した後、クリーニング装置23で表面クリーニングが行われ、次のコピーサイクルを待つことになる。
上記のような複写動作が繰り返されると、図3の現像器内の現像槽17内に収納されている現像剤中のトナーは徐々に消費され、キャリアに対するトナーの比率、すなわちトナー濃度が低下していく。このトナー濃度の変化は、現像槽17に設けられた図示しないトナー濃度センサー及び/または、静電潜像担持体上及び/または中間転写体上の基準画像の濃度推移によりトナー濃度が現像に必要な適性範囲内に常に入るようにフィードバック制御される。
上記制御により、補給用現像剤カートリッジから補給用現像剤が補給用現像剤収容装置9に排出され、ついで、スクリューの推進力によって補給用現像剤収容装置9の補給口から、補給用現像剤が現像器内の現像槽17に供給される。
また、オートリフレッシュ現像方式を用いたブラック用現像器5においては、本発明のトナーとキャリアを混合した補給用現像剤が、補給用現像剤カートリッジ5aから、補給用現像剤収容装置9の補給口を経て、ブラック用現像器5に補給される。
次に、図1に示した回転移動する環状像形成ユニット群13内の回転移動を利用したブラック用現像器5からの過剰になった現像剤の排出について図2及び3を用いて説明する。
回転移動方式を採用したロータリー現像ユニットを有する像形成ユニット群13を具備するカラー画像形成装置において、現像器2、3、4、5は、像形成ユニット群13の内部で回転移動し、現像時、静電潜像担持体1に対向する位置に回転移動して現像を行い、非現像時は静電潜像担持体1に対向していない位置に回転移動する。
現像器5が静電潜像担持体1に対向し、現像動作を行っている位置で、過剰になった現像剤(劣化したキャリア)は、現像器5に設けられた現像器側現像剤排出口34から溢出され、回転動作により現像剤回収オーガ36内を移動し、ロータリー回転方式現像装置の回転中心軸に設けられた現像剤回収容器(図示せず)に排出される。なお、現像剤回収オーガを有さずに現像剤回収容器に現像剤を回収する方法、また、現像剤回収容器が回転中心軸ではなく例えば補給用現像剤カートリッジ内に具備されている方法でもよい。
本発明における現像方法は、具体的には、現像スリーブに交流電圧を印加して、現像領域に交番電界を形成しつつ、磁気ブラシが静電潜像担持体1に接触している状態で現像を行うことが好ましい。現像スリーブ6と静電潜像担持体1の距離(S−D間距離)は、100〜800μmであることがキャリア付着防止及びドット再現性の向上において良好である。100μmより狭いと現像剤の供給が不十分になりやすく画像濃度が低くなり、800μmを超えると磁極からの磁力線が広がり磁気ブラシの密度が低くなり、ドット再現性に劣ったり、キャリアを拘束する力が弱まりキャリア付着が生じたりしやすくなる。
交番電界のピーク間の電圧は300〜3000Vが好ましく、周波数は500〜10000Hzであり、それぞれプロセスにより適宜選択して用いることができる。この場合、交番電界を形成するための交流バイアスの波形としては三角波、矩形波、正弦波、あるいはDuty比を変えた波形が挙げられる。ときにトナー像の形成速度の変化に対応するためには、非連続の交流バイアス電圧を有する現像バイアス電圧(断続的な交番重畳電圧)を現像スリーブに印加して現像を行うことが好ましい。印加電圧が300Vより低いと十分な画像濃度が得られにくく、また非画像部のカブリトナーを良好に回収することができない場合がある。また、3000Vを超える場合には磁気ブラシを介して、潜像を乱してしまい、画質低下を招く場合がある。
良好に帯電したトナーを有する二成分系現像剤を使用することで、カブリ取り電圧(Vback)を低くすることができ、静電潜像担持体の一次帯電を低めることができるために静電潜像担持体寿命を長寿命化できる。Vbackは、現像システムにもよるが200V以下、より好ましくは150V以下が良い。コントラスト電位としては、十分画像濃度が出るように100〜400Vが好ましく用いられる。
また、周波数が500Hzより低いと、プロセススピードにも関係するが、静電潜像担持体に接触したトナーが現像スリーブに戻される際に、十分な振動が与えられずカブリが生じやすくなる。10000Hzを超えると、電界に対してトナーが追随できず画質低下を招きやすい。
本発明において現像方法で重要なことは、十分な画像濃度を出しドット再現性に優れ、かつキャリア付着のない現像を行うために、現像スリーブ6上の磁気ブラシの静電潜像担持体1との接触幅(現像当接部)を好ましくは3〜8mmにすることである。現像当接部が3mmより狭いと十分な画像濃度とドット再現性を良好に満足することが困難であり、8mmより広いと現像剤のパッキングが起き機械の動作を止めてしまったり、またキャリア付着を十分に抑えることが困難になったりする。
現像当接部の調整方法としては、規制部材7と現像スリーブ6との距離を調整したり、現像スリーブ6と静電潜像担持体1との距離(S−D間距離)を調整したりすることで当接幅を適宜調整する方法がある。
静電潜像担持体の構成としては、通常の画像形成装置に用いられる静電潜像担持体と同じで良く、例えば、アルミニウム、SUS等の導電性基体の上に、順に導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層、必要に応じて電荷注入層を設ける構成の感光体が挙げられる。導電層、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層は、通常の感光体に用いられるもので良い。感光体の最表面層として、例えば電荷注入層あるいは保護層を用いてもよい。
オートリフレッシュ現像方式の画像形成方法に、クリーナーレスシステムを適用した例について図6を用いて説明する。
帯電ローラー122を静電潜像担持体110の表面に接触させ、静電潜像担持体110を帯電する。帯電ローラ122には、図示されないバイアス印加手段により帯電バイアスが印加されている。帯電された静電潜像担持体110に、図示されない露光装置によりレーザー光124を照射することにより、デジタルな静電潜像を形成する。静電潜像担持体110上に形成された静電潜像は、マグネットローラ112を内包し、図示されないバイアス印加装置によって現像バイアスを印加されている現像スリーブ111に担持された二成分系現像剤119中のトナー119aによって、現像される。
現像器140は、隔壁117により現像剤室R、撹拌室Rに区画され、それぞれ現像剤搬送スクリュー113、114が設置されている。撹拌室Rの上方には、補給用現像剤118を収容した補給用現像剤収容室Rが設置され、補給用現像剤収容室Rの下部には補給用現像剤補給口120が設けられている。
現像剤搬送スクリュー113は回転することによって、現像剤室R内の現像剤を撹拌しながら現像スリーブ111の長手方向に沿って一方向に搬送する。隔壁117には図の手前側と奥側に図示しない開口が設けられており、スクリュー113によって現像剤室Rの一方に搬送された現像剤は、その一方側の隔壁117の開口を通って撹拌室Rに送り込まれ、現像剤搬送スクリュー114に受け渡される。スクリュー114の回転方向はスクリュー113と逆で、撹拌室R内の現像剤、現像剤室Rから受け渡された現像剤及び補給用現像剤収容室Rから補給された補給用現像剤を撹拌、混合しながら、スクリュー114とは逆方向に撹拌室R内を搬送し、隔壁117の他方の開口を通って現像剤室Rに送り込む。
静電潜像担持体110上に形成された静電潜像を現像するには、現像剤室R内の現像剤119がマグネットローラ112の磁力により汲み上げられ、現像スリーブ111の表面に担持される。
現像スリーブ111上に担持された現像剤は、現像スリーブ111の回転にともない規制部材115に搬送され、そこで適正な層厚の現像剤薄層に規制された後、現像スリーブ111と静電潜像担持体110とが対向した現像領域に至る。マグネットローラ112の現像領域に対応した部位には、磁極(現像極)Nが位置されており、現像極Nが現像領域に現像磁界を形成し、この現像磁界により現像剤が穂立ちして、現像領域に現像剤の磁気ブラシが形成される。そして磁気ブラシが静電潜像担持体110に接触し、反転現像法により、磁気ブラシに付着しているトナーおよび現像スリーブ111の表面に付着しているトナーが、静電潜像担持体1上の静電潜像の領域に転移して付着し、静電潜像が現像されトナー像が形成される。
現像領域を通過した現像剤は、現像スリーブ111の回転にともない現像器140内に戻され、スクリュー113により現像スリーブ111から剥ぎ取られ、現像剤室R及び撹拌室R内に落下して回収される。
上記の現像により現像器140内の現像剤TのT/C比(トナーとキャリアの混合比)が減ったら、補給用現像剤収容室Rから補給用現像剤118を現像で消費された量に見あった量で撹拌室Rに補給し、現像剤119のT/Cが所定量に保たれる。現像器140内の現像剤119のT/C比の検知には、コイルのインダクタンスを利用して現像剤の透磁率の変化を測定するトナー濃度検知センサ−を使用する。該トナー濃度検知センサ−は、図示されないコイルを内部に有している。
現像スリーブ111の下方に配置され、現像スリーブ111上の現像剤119の層厚を規制する規制部材115としては、アルミニウム又はSUS316の如き非磁性材料で作製される非磁性ブレードが挙げられる。規制部材115の端部と現像スリーブ111面との距離は150〜800μmが好ましく、特に好ましくは160〜600μmである。この距離が150μmより小さいと、キャリアが凝集してこの間に詰まり現像剤層にムラを生じやすいと共に、良好な現像を行うのに必要な現像剤を塗布しにくく、濃度の薄いムラの多い現像画像が形成されやすい。現像剤中に混在している不用粒子による不均一塗布(いわゆるブレードづまり)を防止するためにはこの距離は150μm以上が好ましい。800μmより大きいと現像スリーブ111上へ塗布される現像剤量が増加し所定の現像剤層厚の規制が行いにくく、静電潜像担持体110へのキャリアの付着が多くなると共に現像剤の循環、規制部材115による現像規制が弱まりトナーのトリボが低下しカブリやすくなる。
この磁性キャリア層は、現像スリーブ111が矢印方向に回転駆動されても磁気力・重力に基づく拘束力と現像スリーブ111の移動方向への搬送力との釣合いによってスリーブ表面から離れるに従って動きが遅くなる。重力の影響により落下するものである。
また、現像されたトナー像は、搬送されてくる転写材(記録材)125上へ、バイアス印加手段126により転写バイアス印加されている転写手段である転写ブレード127により転写され、転写材上に転写されたトナー像は、図示されていない定着装置により転写材に定着される。転写工程において、転写材に転写されずに静電潜像担持体110上に残った転写残トナーは、帯電工程において、帯電を調整され、現像時に回収される。
図5は、本発明の画像形成装置及び補給用現像剤キットを適用することのできるタンデム方式のフルカラー画像形成装置の概略図である。
図5におけるフルカラー画像形成装置は、静電荷像担持体上に残存した転写残トナーを回収し貯蔵するための独立したクリーニング手段を有さず、現像手段がトナー像を転写材上に転写した後に静電潜像担持体に残留したトナーを回収する現像兼クリーニング方式を採用したものである。尚、図5においては、現像兼クリーニング方式を採用した画像形成装置を例示したが、クリーニングブレードの如きクリーニング手段を用いた装置であっても良い。
フルカラー画像形成装置本体には、図6のクリーナーレスシステムの構成を有する第1画像形成ユニットPa、第2画像形成ユニットPb、第3画像形成ユニットPc及び第4画像形成ユニットPdが併設されている。Pdのみ、オートリフレッシュ現像方式を用いた画像形成ユニットであり、図3に記載の現像器の如く現像剤回収部34〜38を有している。Pa〜Pdは、各々異なった色の画像が潜像形成、現像、転写のプロセスを経て転写材上に形成される。
画像形成装置に併設される各画像形成ユニットの構成について第1の画像形成ユニットPaを例に挙げて説明する。
第1の画像形成ユニットPaは、静電潜像担持体としての直径30mmの静電潜像担持体61aを具備し、この静電潜像担持体61aは矢印a方向へ回転移動される。帯電手段としての一次帯電装置62aは、直径16mmのスリーブの表面に形成された帯電用磁気ブラシが静電潜像担持体61aの表面に接触するように配置されている。レーザー光67aは、一次帯電器62aにより表面が均一に帯電されている静電潜像担持体61aに静電潜像を形成するために、図示されていない露光装置により照射される。静電潜像担持体61a上に担持されている静電潜像を現像してカラートナー像を形成するための現像手段としての現像器63aは、カラートナーを保持している。
転写手段としての転写ブレード64aは、静電潜像担持体61aの表面に形成されたカラートナー像をベルト状の転写材担持体68によって搬送されて来る転写材(記録材)の面に転写する。この転写ブレード64aは、転写材担持体68の裏面に当接して転写バイアスを印加し得るものである。尚、60aは、転写バイアス印加手段である。
第1の画像形成ユニットPaは、一次帯電装置62aによって静電潜像担持体61aを均一に一次帯電した後、露光装置67aにより静電潜像担持体に静電潜像を形成し、現像器63aで静電潜像をカラートナーを用いて現像し、この現像されたトナー像を第1の転写部(静電潜像担持体と転写材の当接位置)で転写材を担持搬送するベルト状の転写材担持体68の裏面側に当接する転写ブレード64aから転写バイアスを印加することによって転写材の表面に転写する。
現像によりトナーが消費され、T/C比が低下すると、その低下をコイルのインダクタンスを利用して現像剤の透磁率の変化を測定する図示されていないトナー濃度検知センサーで検知し、消費されたトナー量に応じて、補給用現像剤収容容器の排出手段により、補給用現像剤が補給用現像剤収容装置66aに排出され、ついで、補給用現像剤装置66aのスクリューの推進力によって補給口から、補給用現像剤が現像器内の現像槽に供給される。なお、図示されていないトナー濃度検知センサーはコイルを内部に有している。
本画像形成装置は、第1の画像形成ユニットPaと同様の構成で、現像器に保有されるカラートナーの色の異なる第2の画像形成ユニットPb、第3の画像形成ユニットPc、第4の画像形成ユニットPdの4つの画像形成ユニットを併設するものである。
例えば、第1の画像形成ユニットPaにイエロートナー、第2の画像形成ユニットPbにマゼンタトナー、第3の画像形成ユニットPcにシアントナー、及び第4のオートリフレッシュ現像方式を用いた画像形成ユニットPdにブラックトナーをそれぞれ用い、各画像形成ユニットの転写部で各カラートナーの転写材上への転写が順次行われる。
この工程で、レジストレーションを合わせつつ、同一転写材上に一回の転写材の移動で各カラートナーは重ね合わせられ、終了すると分離帯電器69によって転写材担持体68上から転写材が分離され、搬送ベルトの如き搬送手段によって定着装置70に送られ、ただ一回の定着によって最終のフルカラー画像が得られる。
定着装置70は、例えば、一対の直径40mmの定着ローラー71と直径30mmの加圧ローラー72を有し、定着ローラー71は、内部に加熱手段75及び76を有している。
転写材上に転写された未定着のカラートナー像は、この定着装置70の定着ローラー71と加圧ローラー72との圧接部を通過することにより、熱及び圧力の作用により転写材上に定着される。
図5において、転写材担持体68は、無端のベルト状部材であり、このベルト状部材は、駆動ローラー80によって矢印e方向に移動するものである。他に、転写ベルトクリーニング装置79、ベルト従動ローラー81、ベルト除電器82を有している。また、転写材ホルダーから転写材担持体68への転写材の搬送には、紙送りローラー84、一対のレジストローラー83が用いられる。
転写手段としては、転写材担持体の裏面側に当接する転写ブレードに代えて、ローラー状の転写ローラーの如き転写材担持体の裏面側に当接して転写バイアスを直接印加可能な接触転写手段を用いることが可能である。
さらに、上記の接触転写手段に代えて一般的に用いられている転写材担持体の裏面側に非接触で配置されているコロナ帯電器から転写バイアスを印加して転写を行う非接触の転写手段を用いることも可能である。しかしながら、転写バイアス印加時のオゾンの発生量を制御できる点で接触転写手段を用いることが、より好ましい。
本発明に係る補給用現像剤を用いることで現像装置内での現像剤にかかるシェアが小さく、多数枚の複写においてもキャリアへのトナーあるいは外添剤等のスペントが抑制できる。さらにはオートリフレッシュ現像方式用の補給用現像剤中からのキャリア補給量が少なくとも、画質低下を押さえることが出来るなどの本発明の効果が十分に発揮できる。
次に本発明の補給用現像剤、二成分現像剤について説明する。
本発明において、トナーとキャリアとを混合して特定色の補給用現像剤を調製する場合は、キャリアとトナーを質量比でキャリア1質量部に対してトナー1〜30質量部の配合割合であることが好ましい。この割合の範囲内であれば、現像槽のキャリアの帯電付与能を効率よく安定化することができる。
また、トナーとキャリアとを混合して現像器の現像槽内の二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、2〜15質量%、好ましくは4〜13質量%にすると良好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満の場合には、画像濃度が低くなりやすく、15質量%を超える場合には、カブリや機内飛散を生じやすく、現像剤の耐用寿命も低下しやすい。
本発明に用いられるキャリアとしては、キャリアを含むオートリフレッシュ現像方式用補給用現像剤において、補給用現像剤収容容器中でのキャリア分散性の向上及び/またはキャリアの偏析の防止を目的に、トナーとキャリアとの比重差が小さくなるように、キャリアの真比重をコントロールすることが好ましい。つまり、補給用現像剤中に用いるキャリアの真比重が2.5〜4.5g/cm、好ましくは2.8〜4.0g/cmであることが好ましい。
真比重が4.5g/cmを超える場合、トナーとキャリアを混合する際に補給用現像剤中にキャリアが均一に分散しにくい、あるいは分散したとしても篩・充填時に偏析しやすい、更には補給用現像剤カートリッジに充填したとしても、補給用現像剤カートリッジの運搬中に振動が作用した場合、容器から補給用現像剤を排出するための回転等の駆動手段、あるいは特に本発明により好適に用いられる画像形成装置のロータリー回転による駆動手段により、トナーとの比重差によってキャリアが偏析しやすい。
また、本発明に好適に用いられるロータリー現像方式を採用した画像形成装置において、特定色の補給用現像剤カートリッジの容量が、非特定色の容量より大きくした場合に、必然的に像形成ユニット群中の像形成ユニットの構成が等間隔での配置ではなくなる(例えば図2の構成)。そのため、ロータリーによる回転をした際に、特定色の像形成ユニットの周移動距離が、非特定色のものよりも長くなり、等配置(例えば図4の構成)の場合に比べて、特定色の補給用現像剤に対する遠心力の受け方に偏りが生じる。この場合、キャリアの真比重が4.5g/cmより大きいと、補給用現像剤中のキャリアの偏析が生じやすくなる。
真比重が2.5g/cmより小さい場合には、キャリア中の磁性体含有割合を少なくすることにより達成されるため、磁気拘束力が弱くなり静電荷像担持体への付着等が生じやすい。
さらには、上記のようなキャリアは、適度に真比重が小さいため、トナーへのストレスを抑制することができる。また、現像剤を現像剤層厚規制部材(規制ブレード)で現像スリーブ上に所定の層厚にする際に、或いは、現像器内での現像剤を撹拌する際に現像剤にかかる負荷が小さい。そのため、現像剤を長期にわたり使用した場合には、キャリア及びトナーが劣化しにくいため、カブリ、トナー飛散等の現像性の低下が生じにくく、オートリフレッシュ現像方式には最適である。
本発明のキャリアは、体積平均粒径(D50)として15〜60μm、さらに好ましくは20〜45μmが本発明を好適に発現せしめる構成である。60μmより大きい場合、トナーに均一かつ良好な帯電を与えることが不充分となり、潜像を忠実に再現させることが困難となるばかりか、カブリやトナー飛散の原因となる。逆に15μmより小さい場合、静電荷像担持体へのキャリア付着が激しくなる。
本発明に用いられるキャリアとしては、例えば表面酸化又は未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き酸性金属、それらの合金、それらの酸化物及びフェライト;或いは、結着樹脂・金属酸化物・磁性金属酸化物等から構成される磁性微粒子分散型樹脂キャリアが使用できる。
本発明に用いられるキャリアは、樹脂及び/又はカップリング剤によって被覆されていることが、帯電安定性や環境安定性を持たせる上で好ましい。
本発明に用いられるキャリアとしては、下記の理由から、軽金属含有フェライトキャリア或いは磁性微粒子分散型樹脂キャリアが好適に用いられる。従来のキャリアとて用いられているCu−Zn、Ni−Znなどの組成からなる軽金属を含有しないフェライト粒子は真比重が4.9程度であるため、被覆構造を工夫することによって、キャリア真比重を4.5以下にすることが好ましい。一方、軽金属含有フェライトキャリア及び磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、重金属を含むフェライトキャリアなどに比べ任意に真比重を小さくすることが可能であり本発明のキャリアとしては好適に用いることができる。中でも磁性微粒子分散型樹脂キャリアが、磁気特性や比重を任意にコントロールでき、粒子に形状的な歪みが少なく、シャープな粒度分布が達成でき、粒子強度が高い球状にすることが比較的容易であり、流動性に優れ、更には現像槽からの排出性にも優れているという点で好ましい。また重合法で製造した磁性微粒子分散型樹脂キャリアは、形状及び粒度分布より空隙率が小さくなるため、補給用現像剤カートリッジの容量を小さくすることができ、画像形性装置を小型化しやすく好ましい。また、粒子サイズや抵抗も広範囲に制御できることから、現像スリーブ又はスリーブ内の磁石の回転数が大きい高速複写機や高速レーザービームプリンタ等に適している。
更には、磁性微粒子分散型樹脂キャリアには、非磁性金属酸化物及びマグネタイトを含有させることが好ましい。
<キャリアの真比重の測定方法>
本発明におけるキャリアの真比重は、トルーデンサー(セイシン企業製)を用いて、JIS Z 2504に従い測定した。
<キャリア粒径の測定方法>
キャリアの体積平均粒径(D50)の測定は、レーザー回折式粒度分布測定装置(へロス<HELOS>)を用いて、フィードエア圧力3bar,吸引圧力0.1barの条件で測定した。
補給用現像剤及びニ成分現像剤から上記キャリア物性を測定する場合には、コンタミノンN(界面活性剤)が1%含まれるイオン交換水にて現像剤を洗浄しトナーとキャリアを分離した後、上記測定を行う。
次に本発明に用いられるトナーについて説明する。
先ず、特定色の色成分補給用現像剤に含有されるトナー(以下、「特定色トナー」と称す)としては、以下の点を考慮することが重要である。
(1)補給用現像剤収容容器中でのキャリアの偏析を抑制し、また、現像槽へトナー及びキャリアを補給した際のトナー濃度の変化を抑制するために、トナーの流動性を高くする必要がある。
(2)劣化したキャリアによって付与される帯電量と、フレッシュキャリアによって付与される帯電量との差が、小さいトナーでなければならない。
一方、それに対して、非特定色の色成分補給用現像剤に含有されるトナー(以下、「非特定色トナー」と称す)としては、以下の点を考慮することが重要である。
(3)オートリフレッシュ現像方式を用いていない現像剤のトナーにおいては、過度の外添剤を添加すると、外添剤の蓄積により、キャリアの帯電付与能低下が顕著となる。
上記(1)〜(3)を考慮し、鋭意検討を行った結果、良好な画像を形成するには、特定色トナーの外添剤の表面被覆率を、非特定色トナーよりも大きくし、かつ特定色トナーの重量平均粒径を、非特定色トナー以上にすることが、有効であることを知見した。
本発明におけるトナーの外添剤の表面被覆率は、下式より算出し得られた値と定義する。
(トナーの外添剤の表面被覆率)=
(トナー粒子100質量部に対して添加した外添剤の総質量部)/St
〔St(=6/(D4・ρ)):トナー粒子を真球と仮定した際の重量平均粒径(D4)から算出した単位体積当たりの比表面積、ρ:トナー粒子の真比重〕
尚、本発明におけるトナーの真比重は、トルーデンサー(セイシン企業製)を用いて、JIS Z 2504に従い測定した。
以下、特定色トナーの外添剤の表面被覆率は、カラートナーの外添剤の表面被覆率よりも0.05〜2.0大きいことが好ましく、さらには0.1〜1.5大きいことが好ましい。
表面被覆率の差が2.0よりも大きい場合には、トナーの凝集性に大きな差が生じやすく、結果、転写性に大きな差が生じ、転写の飛び散りや転写むらにより画像欠陥を生じやすくなる。表面被覆率の差が0.05より小さい場合、上記(1)〜(3)の要求全てを満たすことが困難となり、本発明の目的を達成することは難しい。
特定色トナーの外添剤の好ましい表面被覆率は、0.5〜3.5であり、さらに好ましくは0.8〜2.0である。
特定色トナーの外添剤の表面被覆率が3.5より大きいと、長期にわたり使用した場合、現像槽でのトナーから遊離した外添剤の蓄積が生じやすくなり、オートリフレッシュ現像方式といえども、キャリア表面が外添剤で汚染され、好適な帯電特性を維持できないため画像欠陥を生じやすい。さらには、遊離した外添剤は現像時に静電荷像担持体表面上に飛びやすく、静電荷像担持体への外添剤融着やクリーニング不良等の原因にもなりやすい。
特定色トナーの外添剤の表面被覆率が0.5より小さいと、トナーの流動性が低すぎ、上記(1)及び(2)の要求を満たすことが困難となる。
本発明に好適な特定色トナーの外添剤添加量は、トナー粒子100質量部に対して好ましくは0.2〜5質量部、より好ましくは0.3〜3質量部、さらに好ましくは0.5〜2質量部である。
特定色トナーの外添剤添加量が0.2質量部より少ないと、トナーの流動性が低すぎ、上記(1)及び(2)の要求を満たすことが困難となる。
また逆に特定色トナーの外添剤添加量が5質量部よりも多いと、長期にわたり使用した場合、現像槽でのトナーから遊離した外添剤の蓄積が生じやすくなり、オートリフレッシュ現像方式といえども、キャリア表面が外添剤で汚染され、好適な帯電特性を維持できないため画像欠陥を生じやすくなる。さらには、遊離した外添剤は現像時に静電荷像担持体表面上に飛びやすく、静電荷像担持体への外添剤融着やクリーニング不良等の原因にもなりやすい。
一方、本発明の非特定色トナーの好適な外添剤添加量は、トナー母体(トナー粒子)100質量部に対して好ましくは0.15〜4質量部、より好ましくは0.2〜2.5質量部、さらに好ましくは0.3〜1.9質量部である。
非特定色トナーの外添剤添加量が0.15質量部より少ないと、トナーの流動性が低下し、帯電の立ち上がりに劣るようになったり、帯電の環境安定性が低下したりしやすい。
また逆に非特定色トナーの外添剤添加量が4質量部よりも多いと、長期にわたり使用した場合,トナーから遊離した外添剤の蓄積が生じやすくなり、キャリア表面が外添剤で汚染され、好適な帯電特性を維持できないため画像欠陥を生じやすい。また、遊離した外添剤は現像時に静電荷像担持体表面上に飛びやすく、静電荷像担持体への外添剤融着やクリーニング不良等の原因にもなりやすい。さらに、外添剤が多く含有されていると、OHPの投影像にかげりが生じ、鮮明なカラー画像が得られなくなってしまう。
次に、トナー粒子に外添される外添剤について説明する。
本発明に使用される外添剤としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン等の無機微粉体;ポリテトラフロロエチレン、ポリビニリデンフロライド、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、シリコーン等の有機微粉体の流動化付与剤を用いることが好ましい。トナーに対して上述した流動性付与剤を外添することによって、トナーとキャリア、あるいはトナー粒子相互の間に微粉体が存在することとなる。これによって、特定色トナーに好適な流動性を付与することができ、上記(1)及び(2)の要求を満足しやすくなる。さらには、現像剤の帯電立ち上がり性、環境安定性、流動性、転写性などが向上され、さらに現像剤の寿命も向上する。
上述した微粉体の個数平均粒径は3〜100nmであることが好ましい。平均粒径が100nmを超えると流動性向上の効果が少なくなり、現像時、転写時の不良等により画質を低下させてしまう場合がある。また3nmより小さいと、耐久時の流動性維持が困難となる。
これらの流動性付与剤の表面積としては、BET法による窒素吸着によった比表面積が30m/g以上、特に50〜400m/gの範囲が好ましい。
また、これら流動性付与剤は、2種類以上添加することも好ましく、かつ、その添加量を上記のように規定することで、得られるトナーの帯電性・環境安定性・流動性などを向上させることができる。
トナーが負帯電性トナーである場合には、先に述べた流動性付与剤は、少なくとも1種類はシリカであり、もう1種類は酸化チタンを用いることが好ましい。つまり、シリカは、アルミナや酸化チタン等の流動性付与剤より負帯電性が高いため、トナー母体との密着性が高く、遊離する外添剤が少ない。そのため、静電荷像担持体上のフィルミングや、帯電部材の汚染を抑制することができる。その反面、トナーの環境安定性が低下しやすく、高湿下でのトナーの帯電量の低下、低湿下でのトナーの帯電量の増加が生じやすい。また、酸化チタンは、帯電立ち上がり性、チャージアップの防止、環境安定性、及び帯電分布の均一化をすることができる。その反面、長期使用時に現像槽において蓄積しやすく、現像剤の帯電能低下を生じやすい。
そのため、シリカ、酸化チタンの少なくとも2種類を併用することで、両方の特性を加味した相乗的効果を得ることが出来るので、より好ましい。
本発明において好ましいシリカ、酸化チタンの比率は、質量基準で、シリカ:酸化チタン=1.0:2.0〜2.0:1.0であり、シリカ、酸化チタン両方の特性を加味した相乗的効果を有効に得ることが出来る。
また、該流動性付与剤は高湿下での帯電性を維持するために、疎水化処理されていることが好ましい。その疎水化処理の例を下記に示す。
疎水化処理剤の一つとしてシランカップリング剤が挙げられ、その量は、流動性付与剤の母体100質量部に対して、1〜40質量部、好ましくは2〜35質量部を用いるのが良い。処理量が1〜40質量部であると耐湿性が向上し凝集体が発生しにくい。
また、別の疎水化処理剤の一つとしてシリコーンオイルが挙げられる。
各種トナー特性付与を目的として、他の外添剤を加えることができる。外添剤は、トナー粒子に添加した時の耐久性の点から、トナーの重量平均粒径の1/5以下の粒径であることが好ましい。これら特性付与を目的とした添加剤としては、例えば、研磨剤、滑剤、荷電制御粒子等が用いられる。
研磨剤としては、例えば、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム及び酸化クロム等の金属酸化物;窒化ケイ素等の窒化物;炭化ケイ素の炭化物;及び硫酸カルシウム,硫酸バリウム及び炭酸カルシウム等の金属塩が挙げられる。
滑剤としては、例えばフッ化ビニリデン及びポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂粉末;及びステアリン酸亜鉛及びステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩が挙げられる。
荷電制御性粒子としては、例えば酸化錫、酸化亜鉛及び酸化アルミニウム等の金属酸化物;及びカーボンブラックが挙げられる。
これら外添剤の平均粒径の測定は、外添剤を透過電子顕微鏡で観察し、視野中の100個の粒子径を測定して、平均粒径を求める。
また、本発明に係るトナーは、結着樹脂及び着色剤を少なくとも含有するトナー粒子に、外添剤を添加したものであることが好ましい。本発明に係るトナー粒子は重量平均粒径が3.0〜10.5μmであることが好ましく、4.5〜8.5μmであることがより好ましい。
トナー粒子の重量平均粒径(D4)が10.5μmを超えると、静電荷像を現像するトナーが大きくなるために、静電荷像に忠実な現像が行われにくく、また、静電的な転写を行うとトナーが飛び散りやすくなる。また、トナー粒子の重量平均粒径を3.0μm未満とした場合には、トナーの流動性が悪化し、補給用現像剤の補給用現像剤収容容器からの排出性が低下する傾向がある。
トナーの粒径の測定には、例えばコールターカウンターを使用する方法を挙げることができる。具体的には、電解質溶液100〜150mlに界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml添加し、これに測定試料を2〜20mg添加する。試料を懸濁した電解液を超音波分散器で1〜3分間分散処理して、コールターカウンターによって適宜トナーサイズに合わせたアパチャー(例えば100μm)を用いて体積を基準として0.3〜40μmの粒度分布等を測定するものとする。この条件で測定した個数平均粒径、重量平均粒径をコンピュータ処理により求めた。
また、特定色の色成分補給用現像剤収容容器中でのキャリアの偏析がなく、キャリア濃度が安定した状態で、現像器の現像槽に補給するために、特定色トナーの流動性をより高めることが好ましい。
また、特定色トナーとしては、一般にブラックトナーが用いられることが多いため、良好なカラー画像を得つつ、ブラックトナーの流動性を高めるためには、特定色としてのブラックトナー粒子の重量平均粒径を、非特定色であるカラートナー粒子よりも、0.5〜1.5μm大きくすることが好ましい。
0.5μmより小さい場合には、外添剤量で適正化しても、ブラック用補給用現像剤収容容器中でのキャリアの偏析が環境変動により生じやすくなり、キャリア濃度が不安定な状態で、現像槽に補給されることがある。また、1.5μmより大きい場合には、外添剤量を適正化しても、カラートナーとの特性に差が生じやすくなり、フルカラー画像での転写飛び散り、ハイライト階調再現性の低下等の画像劣化が生じやすくなる。
トナー粒子に使用される結着樹脂としては、下記に例示される樹脂の使用が可能である。例えば、ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、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−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル;フェノール樹脂;天然変性フェノール樹脂;天然樹脂変性マレイン酸樹脂;アクリル樹脂;メタクリル樹脂;ポリ酢酸ビニル;シリコーン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリウレタン;ポリアミド樹脂;フラン樹脂;エポキシ樹脂;キシレン樹脂;ポリビニルブチラール;テルペン樹脂;クマロンインデン樹脂;石油系樹脂等が使用できる。好ましい結着樹脂としては、スチレン系共重合体もしくはポリエステル樹脂が挙げられる。
スチレン系重合体またはスチレン系共重合体は架橋されていても良く、さらに架橋されている樹脂と架橋されていない樹脂との混合樹脂でも良い。
結着樹脂の架橋剤としては、主として2個以上の重合可能な二重結合を有する化合物を用いてもよい。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンの如き芳香族ジビニル化合物;エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレートの如き二重結合を2個有するカルボン酸エステル;ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホン等のジビニル化合物;および3個以上のビニル基を有する化合物が挙げられる。これらは単独もしくは混合物として用いられる。
架橋剤の添加量としては、上述した結着樹脂の製造に用いられる重合性単量体100質量部に対して0.001〜10質量部が好ましい。
本発明に係るトナーは荷電制御剤を含有しても良い。
トナー粒子を負荷電性に制御するものとしては下記物質が挙げられる。例えば、有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、さらにモノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属化合物が好ましく用いられる。さらに、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びそれらの金属塩、それらの無水物、それらのエステル類、ビスフェノール等のそれらのフェノール誘導体類;尿素誘導体;含金属サリチル酸系化合物;含金属ナフトエ酸化合物;ホウ素化合物;4級アンモニウム塩;カリックスアレーン;ケイ素化合物;スチレン−アクリル酸共重合体;スチレン−メタクリル酸共重合体;スチレン−アクリル−スルホン酸共重合体;及びノンメタルカルボン酸系化合物が挙げられる。
トナー粒子を正荷電性に制御するものとしては下記物質が上げられる。例えば、アミノ化合物、第4級アンモニウム化合物および有機染料特に塩基性染料とその塩が知られており、ベンジルジメチル−ヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシル−トリメチルアンモニウムクロライド、ニグロシン塩基、ニグロシンヒドロクロライド、サフラニンY及びクリスタルバイオレット等が挙げられる。なおこれら染料は、着色剤としても用いることができる。
これら荷電制御剤は、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができ、荷電制御剤の添加量は、トナーの結着樹脂100質量部に対して、0.01〜20質量部、好ましくは0.1〜10質量部、より好ましくは0.2〜4質量部使用するのが良い。
本発明に用いられるトナーの着色剤は、以下に例示される着色剤の使用が可能である。
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物等に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、168又は180が好適に用いられる。さらにC.I.ソルベントイエロー93、162、163等の染料を併用しても良い。
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アンスラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物等が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221又は254等が好適に用いられる。
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アンスラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が特に好適に利用できる。
黒色着色剤としてカーボンブラック、磁性体、上に示したイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用され得る。
これらの着色剤は、単独又は混合して、更には固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透明性、トナー粒子中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対し1〜20質量部添加して用いられる。
また、本発明に係るトナーはワックスを含有することも好ましい形態であり、その含有量は、結着樹脂100質量部に対して1〜20質量部が好ましい。
結着樹脂、着色剤およびワックスを有する混合物を溶融混練後、冷却し粉砕、分級してトナー粒子を得る粉砕法によってトナーを製造する場合においては、ワックスの添加量は、結着樹脂100質量部に対し好ましくは1〜10質量部、より好ましくは2〜7質量部である。
重合性単量体と着色剤及びワックスを有する混合物を重合させることにより、直接的にトナー粒子を得る重合法によってトナーを製造する場合、ワックスの添加量は、重合性単量体又は、重合性単量体の重合によって合成された樹脂100質量部に対し好ましくは2〜20質量部、より好ましくは5〜15質量部である。
本発明においては、カラートナーよりもブラックトナーの方が、外添剤の添加量が多く、トナー表面に対する被覆率が高い。そのため、ワックスを含有するトナーであっても、補給用現像剤収容容器中でのトナーとキャリアの凝集、あるいは、キャリアへのトナーのスペントを防止するのに有効である。
さらには、通常、ワックスは、結着樹脂より極性が低いため、水系媒体中での重合方法を行う重合法ではトナー粒子内部に多量のワックスを内包化させ易いため、粉砕法と比較し、多量のワックスを用いることが可能となる。よって重合法でトナーを製造した場合には、より良好なオフセット防止効果が得られる。
さらには、オートリフレッシュ現像方式用の補給用現像剤を収容した容器中で、トナー同士あるいはトナーとキャリアの凝集塊が生成しにくく、容器からの排出性がすぐれているため、本発明に重合法で製造したワックス含有トナーが好ましい。
ワックスの含有量が下限より少ないとオフセット防止効果が低下する傾向にある。一方、ワックスの含有量が上限を超える場合、耐ブロッキング効果が低下し耐オフセット効果にも悪影響を与えやすく、ドラム融着やスリーブ融着を起こしやすく、特に重合法によって製造したトナーの場合にはトナー粒子の粒度分布がブロードとなってしまう傾向にある。
本発明のトナーの平均円形度は、0.960以上であることが好ましく、より好ましくは0.970以上である。平均円形度が0.960以上であるようなトナーであれば、補給用現像剤の排出性がさらに高まるため好ましい。
上記の平均円形度を有するトナーを得るためには、重合法によってトナーを製造することが好ましい。粉砕法によって製造したトナーを用いた補給用現像剤は、トナーの形状及び粒度分布より空隙率が大きくなるため、流動性不良を生じ、キャリアの偏析が生じやすくなることに加え、補給用現像剤収容容器の容量を大きくする必要が生じ、画像形成装置を小型化しにくくなる。
次に本発明に用いられるトナー粒子を製造するための方法について説明する。本発明に用いられるトナー粒子は、公知の粉砕法及び重合法を用いて製造することが可能である。
粉砕トナー粒子の製造方法においては、結着樹脂、ワックス、着色剤としての顔料、染料又は磁性体、必要に応じて荷電制御剤、その他の添加剤を、ヘンシェルミキサー、ボールミルの如き混合機により充分混合し、得られた混合物を加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練することにより、樹脂成分を互いに相溶させた中に金属化合物、顔料、染料、磁性体を分散又は溶解させ;得られた混練物を冷却固化後粉砕及び分級を行ってトナー粒子を得ることができる。
さらに必要に応じてトナー粒子と所望の添加剤をヘンシェルミキサー等の混合機により充分混合し、本発明に用いられるトナーを得ることができる。
重合トナー粒子の製造方法は、特公昭56−13945号公報等に記載のディスク又は多流体ノズルを用い溶融混合物を空気中に霧化し球状トナー粒子を得る方法や、特公昭36−10231号公報、特開昭59−53856号公報、特開昭59−61842号公報に述べられている懸濁重合法を用いて直接トナー粒子を生成する方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナー粒子を生成する分散重合法又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナー粒子を生成するソープフリー重合法に代表される乳化重合法や、予め乳化重合粒子を作った後、該粒子と反対電荷を有する極性粒子を加え会合させるヘテロ凝集法等を用いトナー粒子を製造することが可能である。
この中でも、重合性モノマー、着色剤及びワックスを少なくとも含むモノマー組成物を重合してトナー粒子を直接、生成する懸濁重合法が好ましい。
また、一旦得られた重合トナー粒子に更に単量体を吸着させた後、重合開始剤を用い重合させる所謂シード重合方法も本発明に好適に利用することができる。
以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
キャリアの製造:
<キャリア1の製造>
・フェノール(ヒドロキシベンゼン) 50質量部
・37質量%のホルマリン水溶液 80質量部
・水 50質量部
・シラン系カップリング剤(KBM403 信越化学工業社製)で表面処理されたマグネタイト微粒子 320質量部
・シラン系カップリング剤(KBM403 信越化学工業社製)で表面処理されたα−Fe微粒子 80質量部
・25質量%のアンモニア水 15質量部
上記材料を四ツ口フラスコに入れ、撹拌混合しながら50分間で85℃まで昇温保持し、120分間反応・硬化させた。その後30℃まで冷却し500質量部の水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗し、風乾した。次いでこれを減圧下(665Pa=5mmHg)160℃で24時間乾燥して、フェノール樹脂をバインダ樹脂とする磁性キャリアコア(A)を得た。
得られた磁性キャリアコア(A)の表面に、γ−アミノプロピルトリメトキシシランの3質量%メタノール溶液を塗布した。塗布中は、磁性キャリアコア(A)に剪断応力を連続して印加しながら、塗布しつつメタノールを揮発させた。
上記処理機内のシランカップリング剤で処理された磁性キャリアコア(A)を50℃で撹拌しながら、シリコーン樹脂SR2410(東レダウコーニング(株)製)を、シリコーン樹脂固形分として20%になるようトルエンで希釈した後、減圧下で添加して、0.5質量%の樹脂被覆を行った。
以後、窒素ガスの雰囲気下で2時間撹拌しつつ、トルエンを揮発させた後、窒素ガスによる雰囲気下で140℃,2時間熱処理を行い、凝集をほぐした後、200メッシュ(75μmの目開き)以上の粗粒を除去し、キャリア1を得た。
得られたキャリア1の体積平均粒径は35μm、真比重は3.7g/cmであった。
<キャリア2の製造>
・テレフタル酸無水トリメリット酸/プロピレンオキサイド付加ビスフェノールAの誘導体からなるポリエステル樹脂 150質量部
・製造例1で使用したマグネタイト微粒子 500質量部
・4級アンモニウム塩化合物(オリエント化学社製:P−51) 5質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られた微粉砕物を分級した後、0.02μmのスチレン/メチルメタクリレート共重合樹脂粒子を、ハイブリタイザー(奈良機械社製)で乾式コートしてキャリア2を得た。キャリア2の物性値を表1に示す。
<キャリア3〜6の製造>
キャリア2の製造において、真比重を調整する目的で、樹脂とマグネタイトの比率を調整した以外は同様にして、キャリア3〜6を得た。得られたキャリア3〜6の物性値を表1に示す。
Figure 2004280072
トナーの製造:
トナーの製造例1(重合ブラックトナー1)
先ず、下記の手順によって重合法トナーを作製した。イオン交換水900gに、リン酸三カルシウム3質量部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、10,000rpmにて撹拌し、水系媒体を作製した。
また、下記処方を60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、9,000rpmにて均一に溶解、分散した。
・スチレン 160質量部
・n−ブチルアクリレート 40質量部
・カーボンブラック(プリンテックス90 デグサ社製) 10質量部
・ジ−t−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物 4質量部
・飽和ポリエステル樹脂 20質量部
(ビスフェノールAプロピレンオキサイドとイソフタル酸との重縮合物、Tg=65℃、Mw=10000、酸価=7mgKOH/g)
・ステアリン酸ステアリルワックス(DSCピーク60℃) 30質量部
・ジビニルベンゼン 0.6質量部
これに重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、60℃,窒素雰囲気下において、TK式ホモミキサーを用いて6,000rpmで撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。
その後、プロペラ式撹拌装置に移して撹拌しつつ、2時間で70℃に昇温し、4時間後、昇温速度40℃/hrで80℃に昇温し、5時間反応させた。重合反応終了後に冷却し、スラリーの10倍の水量で洗浄し、ろ過、乾燥の後、分級によって粒子径を調整してブラックトナーの母体粒子1を得た。
上記ブラックトナー母体粒子100質量部に対して、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粉体(平均一次粒径=30nm)0.70質量部、n−ブチルトリメトキシシランで処理した疎水性酸化チタン(平均一次粒径=50nm)0.70質量部をヘンシェルミキサー(三井三池社製)で混合して、重量平均粒径6.9μmの本発明の重合ブラックトナー1を得た。
トナーの製造例2(重合マゼンタトナー1)
トナーの製造例1で用いたカーボンブラックに代えてキナクリドン(C.I.ピグメントレッド122)を8質量部用いたことを除いては、トナーの製造例1と同様にして、重量平均粒径6.8μmの重合マゼンタトナー1を得た。
トナーの製造例3(重合イエロートナー1)
トナーの製造例1で用いたカーボンブラックに代えてC.I.ピグメントイエロー93を6.5質量部用いたことを除いては、トナーの製造例1と同様にして、重量平均粒径6.8μmの重合イエロートナー1を得た。
トナーの製造例4(重合シアントナー1)
トナーの製造例1で用いたカーボンブラックに代えて、C.I.ピグメントブルー15:3を15質量部用いたことを除いては、トナーの製造例1と同様にして、重量平均粒径6.9μmの重合シアントナー1を得た。
トナーの製造例5(粉砕ブラックトナー)
・ポリエステル樹脂(プロポキシ化ビスフェノールAとフマール酸との縮合ポリマー、Tg=65℃、Mw=7000、酸価=10.8mgKOH/g)
100質量部
・カーボンブラック(トナーの製造例1と同じ) 3.5質量部
・ジアルキルサリチル酸のアルミニウム化合物 5質量部
・低分子量ポリプロピレン(DSCピーク、60℃) 5質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより混合し、ベント口を吸引ポンプに接続し吸引しつつ、二軸押し出し機にて溶融混練を行った。この溶融混練物を、ハンマーミルにて粗砕して1mmのメッシュパスの粗砕物を得た。さらに、ジェットミルにて微粉砕を行った後、多分割分級機(エルボウジェット)により、分級を行いシアントナー粒子を得た。
得られたシアントナー粒子100質量部に対して、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粉体(平均一次粒径=30nm)0.80質量部、n−ブチルトリメトキシシランで処理した疎水性酸化チタン(平均一次粒径=50nm)0.80質量部をヘンシェルミキサー(三井三池社製)で混合して、重量平均粒径6.5μmの本発明の粉砕ブラックトナーを得た。
トナーの製造例6(粉砕マゼンタトナー)
トナーの製造例5で用いたカーボンブラックに代えてC.I.ピグメントレッド122を2.8質量部用いたことを除いては、トナーの製造例5と同様にして、重量平均粒径6.8μmの粉砕マゼンタトナーを得た。
トナーの製造例7(粉砕イエロートナー)
トナーの製造例5で用いたカーボンブラックに代えてC.I.ピグメントイエロー93を2.3質量部用いたことを除いては、トナーの製造例5と同様にして、重量平均粒径6.8μmの粉砕イエロートナーを得た。
トナーの製造例8(粉砕シアントナー)
トナーの製造例5で用いたカーボンブラックに代えて、C.I.ピグメントブルー15:3を5.3質量部用いたことを除いては、トナーの製造例5と同様にして、重量平均粒径6.9μmの粉砕シアントナーを得た。
(実施例1)
キャリア1と重合ブラックトナー1を用いて、全質量に対するトナーの割合が85質量%となるよう、V型混合機を用いて均一に混合し、ブラック(特定色)の補給用現像剤を調製した。また、非特定色(イエロー、マゼンタ、シアン)の補給用現像剤としては、重合イエロートナー、重合マゼンタトナー、重合シアントナーをそのまま用いた。ブラックの補給用現像剤および非特定色の補給用現像剤は、それぞれの補給用現像剤カートリッジ(ブラック用補給用カートリッジの容量は、非特定色の補給用現像剤カートリッジの3.2倍。非特定色の補給用現像剤収容容器は共通)に650g、180g充填した。上記の特定色補給用現像剤カートリッジと非特定色補給用現像剤カートリッジの組み合わせを補給用現像剤キット1とする。
また、キャリア1と重合ブラックトナー1、重合イエロートナー1、重合マゼンタトナー1、重合シアントナー1を用いて、それぞれ全質量に対するトナーの割合が8質量%となるように混合し、現像器の現像槽に導入する4色の二成分現像剤を製造した。
補給用現像剤キット1および、4色の二成分現像剤を用いて、図1、2及び3の構成を有する中間転写体を備えた画像形成装置によって、A4サイズの転写紙にブラックトナーを用いて、画像DUTY5%のモノクロオリジナル画像を9枚複写し、その後、A4サイズの転写紙に各色(4色)トナーを用いて、各色画像DUTY5%のフルカラーオリジナル画像を1枚複写し、それを繰り返して合計7万枚画出しした。そして特定色であるブラックにおいて画像濃度変化、画像均一性・画質、トナー飛散、補給用現像剤カートリッジ脱着にともなうトナー汚れ、に関して評価を行った。結果を表2に示す。尚、それぞれの測定条件及び評価基準を以下に示す。
評価環境は、高温高湿下(H/H:32.5℃/90%RH)にて行った。転写紙は、キヤノン社製カラーレーザーコピアSK紙を高温高湿下(H/H:32.5℃/90%RH)にて24時間調湿したものを使用した。
〔画像濃度変化〕
画像濃度はカラー反射濃度計(例えばX−RITE 404A manufactured by X−RITE Co.)で測定する。初期濃度と7万枚耐久後の濃度の差で評価する。
A:0.1%以下
B:0.1%を超え0.2%以下
C:0.2%を超え0.3%以下
D:0.3%を超える
〔画像均一性・画質〕
7万枚耐久後に単色ベタ画像及びハーフトーン画像をプリントアウトし、その画像均一性を目視で評価した。
A:均一画像で画像ムラが見られない。
B:若干の画像ムラが見られる。
C:画像ムラがはっきり確認できる。
D:画像ムラが著しく発生している。
〔トナー飛散〕
トナー飛散は、7万枚耐久後に、現像器の現像スリーブ周り外表面のトナーによる汚れ、及び現像器以外のトナーによる汚れを観察し下記評価基準に基づいて評価した。
A:ほとんど認められない。
B:現像器の上流側トナー飛散抑制部外表面に汚れが若干認められるが、下流側トナー飛散抑制部外表面には汚れが認められない。
C:現像器の上流側トナー飛散抑制部の外表面及び下流側トナー飛散防止部の外表面には汚れが認められるが、現像器以外には汚れが認められない。
D:現像器以外まで汚れが認められる。
〔補給用現像剤カートリッジ脱着にともなうトナー汚れ〕
7万枚耐久後にブラック用補給用現像剤カートリッジ脱着時に生じるトナーの舞い上がりによる補給用現像剤カートリッジ装着部の周りの汚れを観察したが、補給用現像剤カートリッジの交換回数に比例して汚れが悪化するため、表2には、補給用現像剤カートリッジの交換回数を記載した。なお、補給用現像剤カートリッジの交換回数は、多いほどユーザー等による負荷が大きくなり、結果的にランニングコスト等に反映されることも意味している。
<比較例1>
実施例1において、ブラック用補給用現像剤中にキャリアを含まず(トナーのみを補給用現像剤カートリッジに553g充填)、またブラック用現像器として劣化した現像剤(キャリア)を回収する機構を具備していない現像器を用いた以外は同様に行い評価した。評価結果を表2に示す。なお、実施例1において、比較例1と同等の評価結果レベル(補給用現像剤カートリッジ脱着にともなうトナー汚れ評価を除く)に到るまでには、60万枚耐久する必要があった。
<比較例2>
実施例1において、ブラック用補給用現像剤カートリッジの容量を、その他の色用補給用現像剤カートリッジと同じにし、また充填したブラック用補給用現像剤量(キャリア含む)を、212gにした以外は同様に行い評価した。評価結果を表2に示す。画像濃度安定性等は良好であったものの、画質が著しく悪化した。これは、カートリッジ交換回数が多く、補給用現像剤カートリッジ脱着にともなうトナー汚れが激しかったため、画質が著しく悪化したものと推定される。
(実施例2)
実施例1において、キャリア1に代えて、キャリア2を用いた以外は同様に行い評価した。評価結果を表2に示すとおり、良好な結果であった。
(実施例3)
実施例1において、キャリア1に代えて、キャリア3を用いた以外は同様に行い評価した。評価結果を表2に示すとおり、良好な結果であった。
(実施例4)
実施例1において、キャリア1に代えて、キャリア4を用いた以外は同様に行い評価した。評価結果は表2に示すとおり、画質が若干悪化した。これは、キャリア中の磁性体含有量を減らしてキャリアの真比重を小さくしているため、キャリアの静電荷像担持体への付着が若干生じたことによるものと推定される。
(実施例5)
実施例1において、キャリア1に代えて、キャリア5を用いた以外は同様に行い評価した。評価結果は表2に示すとおり、良好な結果であった。
(実施例6)
実施例1において、キャリア1に代えて、キャリア6を用いた以外は同様に行い評価した。評価結果は表2に示すとおり、画像濃度安定性が若干悪化した。これは、キャリアの真比重が大きいために、ロータリー回転による駆動手段により、カートリッジ内のキャリアが若干偏析し、現像槽内の現像剤の帯電性が若干悪化したためによるものと推定されされる。
(実施例7)
実施例1において、重合ブラック/イエロー/マゼンタ/シアントナー1に代えて、粉砕ブラック/イエロー/マゼンタ/シアントナーを用いた以外は同様に行い評価した。評価結果は表2に示すとおり、良好な結果が得られた。
(実施例8)
実施例1において、キャリア1と重合ブラックトナー1を用いて、全質量に対するトナーの割合が99質量%となるよう、V型混合機を用いて均一に混合し、ブラック(特定色)の補給用現像剤を製造した以外は同様に行い評価した。評価結果は表2に示すとおり、すべての項目において、若干悪化した。これは、補給用現像剤中のキャリアの含有量が若干少ないために、現像槽のキャリアの帯電能をやや効率よく安定化できなかったためであると考えられる。
(実施例9、10)
実施例1において、キャリア1と重合ブラックトナー1を用いて、全質量に対するトナーの割合を、それぞれ70質量%、65質量%となるよう、V型混合機を用いて均一に混合し、ブラック(特定色)の補給用現像剤を製造した以外は同様に行い評価した。評価結果は表2に示すとおり、すべての項目において、若干悪化した。これは、補給用現像剤中のキャリアの含有量がやや多いために、現像槽のキャリアの交換が若干スムーズに行えず、帯電性能が若干不安定になったためであると考えられる。
Figure 2004280072
トナーの製造例9(重合ブラックトナー2)
イオン交換水710質量部に、0.1M−NaPO水溶液450質量部を投入し、60℃に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて撹拌した。これに1.0モル/リットル−CaCl水溶液68質量部を徐々に添加し、Ca(POを含む水系媒体を得た。
一方、
・スチレン 165質量部
・n−ブチルアクリレート 35質量部
・カーボンブラック(着色剤)(平均一次粒径30nm、比表面積150m/g、DBP吸油量48mg/100g 10質量部
・ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物(荷電制御剤) 5質量部
・飽和ポリエステル 10質量部
(ビスフェノールAプロピレンオキサイドとイソフタル酸との重縮合物、Tg=65℃、Mw=10000、酸価=7mgKOH/g)
・エステルワックス(ベヘニン酸ベヘニル、DSCピーク=70℃)50質量部
上記材料を60℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、11000rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、60℃,N雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて11000rpmで10分間撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、80℃に昇温し、10時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸を加えてリン酸カルシウムを溶解した後、ろ過、水洗、乾燥をして、重量平均粒径7.8μmのブラックトナー粒子を得た。
得られたブラックトナー粒子100質量部に対して、ヘキサメチルジシラザンで処理した疎水性シリカ微粉体(平均一次粒径=30nm)を0.70質量部、n−ブチルトリメトキシシランで処理した疎水性酸化チタン(平均一次粒径=50nm)を0.70質量部外添し、重合ブラックトナー2を得た。
トナーの製造例10〜14(重合ブラックトナー3〜7)
トナーの製造例9で疎水性シリカ微粉体、疎水性酸化チタンの添加量を表3のように変更したことを除いては、トナーの製造例9と同様にして、表3のような重合ブラックトナー3〜7を得た。
トナーの製造例15〜19(重合ブラックトナー8〜12)
トナーの製造例9でリン酸カルシウム水系媒体の添加量を調整し、トナーの粒径を変え、疎水性シリカ微粉体、疎水性酸化チタンの添加量を表3のように変更したことを除いては、トナーの製造例9と同様にして、表3のような重合ブラックトナー8〜12を得た。
トナーの製造例20(重合シアントナー2)
トナーの製造例9で用いたカーボンブラックに代えてC.I.ピグメントブルー15:3を15質量部用い、リン酸カルシウム水系媒体の添加量を調整し、トナーの粒径を変え、疎水性シリカ微粉体、疎水性酸化チタンの添加量を表3のように変更したことを除いては、トナーの製造例9と同様にして、表3のような重合シアントナー2を得た。
トナーの製造例21〜23(重合シアントナー3〜5)
トナーの製造例20でリン酸カルシウム水系媒体の添加量を調整し、トナーの粒径を変え、疎水性シリカ微粉体、疎水性酸化チタンの添加量を表3のように変更したことを除いては、トナーの製造例20と同様にして、表3のような重合シアントナー3〜5を得た。
トナーの製造例24(重合マゼンタトナー2)
トナーの製造例20で用いたC.I.ピグメントブルー15:3に代えてC.I.ピグメントレッド122を8質量部用いたことを除いては、トナーの製造例20と同様にして、表3のような重合マゼンタトナー2を得た。
トナーの製造例25(重合イエロートナー2)
トナーの製造例20で用いたC.I.ピグメントブルーに代えてC.I.ピグメントイエロー93を6.5質量部用いたことを除いては、トナーの製造例20と同様にして、表3のような重合イエロートナー2を得た。
Figure 2004280072
(実施例11)
キャリア1と重合ブラックトナー2、重合シアントナー2、重合マゼンタトナー2、重合イエロートナー2を全質量に対するトナーの割合が8質量%となるようにそれぞれ混合し、それぞれ4色の二成分系現像剤を調製した。また、キャリア1と重合ブラックトナー2で、全質量に対するトナーの割合が85質量%となるよう均一にそれぞれ混合したブラック補給用現像剤(特定色の色成分補給用現像剤)を製造した。
また、非特定色(イエロー、マゼンタ、シアン)の補給用現像剤としては、重合イエロートナー、重合マゼンタトナー、重合シアントナーをそのまま用いた。ブラックの補給用現像剤および非特定色の補給用現像剤は、それぞれの補給用現像剤カートリッジ(ブラック用補給用カートリッジの容量は、非特定色の補給用現像剤カートリッジの3.2倍。非特定色の補給用現像剤収容容器は共通)に650g、180g充填した。上記の特定色補給用現像剤カートリッジと非特定色補給用現像剤カートリッジの組み合わせを補給用現像剤キット2とする。
補給用現像剤キット2及び4色の二成分系現像剤を用いて、耐久枚数を15万枚に、評価環境を25.0℃/60%RHに変更する以外は実施例1と同様にして、画像形成を行った。結果を表4、5に示す。尚、以下の実施例及び比較例のいずれにおいても、ブラック用補給用現像剤カートリッジの交換回数は、7回であった。
それぞれの測定条件及び評価基準を以下に示す。
〔帯電安定性〕
帯電安定性は、各色現像槽の現像スリーブ上の二成分現像剤を、カラーは、5000枚画出しごとに、ブラックは、2万枚ごとに0.3g採取し、摩擦帯電量を測定し、摩擦帯電量変化から帯電安定性を評価した。評価は、スタート時の現像剤の帯電量と採取時の帯電量の変化幅を%で表わし、以下の評価基準で行った。
(評価基準)
A:帯電量の最大変化幅が0〜5%未満
B:帯電量の最大変化幅が5〜10%未満
C:帯電量の最大変化幅が10〜15%未満
D:帯電量の最大変化幅が15%以上
尚、摩擦帯電量は以下のように測定した。
採取した二成分現像剤0.3gを、底部に625メッシュの導電性スクリーンを装着した金属製の容器に入れ、吸引機で吸引し、吸引前後の質量差と容器に接続されたコンデンサーに蓄積された電位から摩擦帯電量を求める。この際、吸引圧を250mmHgとする。この方法によって、摩擦帯電量を下記式を用いて算出する。
Q(mC/kg)={C/(W×W)}×100
(式中、Wは吸引前の二成分現像剤の質量であり、Wは二成分現像剤のトナー濃度(%)であり、Cはコンデンサーに蓄積された電位である。)
また、二成分現像剤のトナー濃度は、採取した二成分現像剤をコンタミノンN(界面活性剤)が1%含まれるイオン交換水にて洗浄し、トナーとキャリアを分離、乾燥、調湿(25.0℃/60%RH)することによって測定した。
〔トナー飛散〕
トナー飛散は、15万枚耐久後に、現像器の現像スリーブ周り外表面のトナーによる汚れ、及び現像器以外のトナーによる汚れを観察し下記評価基準に基づいて評価した。
A:ほとんど認められない。
B:現像器の上流側若しくは下流側のトナー飛散抑制部外表面に汚れが若干認められる。
C:現像器の上流側及び下流側のトナー飛散抑制部の外表面に汚れが認められる。
D:現像器以外まで汚れが認められる。
〔カブリ〕
カブリに関しては、15万枚画出し終了後、反射濃度計(densitometer TC6MC:(有)東京電色技術センター)を用いて、白紙の反射濃度、及び複写機で画出ししたの紙の非画像部の反射濃度を測定し、両者の反射濃度の差を白紙の反射濃度を基準とし、4色の中でカブリが最も悪いものを下記評価基準に基づいて示した。
(評価基準)
A:0.5%未満
B:0.5〜1.0%未満
C:1.0〜2.0%未満
D:2.0%以上
〔画像均一性・画質〕
15万枚画出し終了後、単色ベタ画像及び4色ハーフトーン画像重ね合わせ画像をプリントアウトし、その画像均一性を目視で評価した。なお、以下の実施例及び比較例で、マゼンタ及びイエロー現像剤を用いない場合には、画像均一性・画質評価は、ブラック、シアンの単色ベタ画像及び2色ハーフトーン画像重ね合わせ画像をプリントアウトし、その画像均一性を目視で評価した。
A:均一画像で画像ムラが見られない。
B:若干の画像ムラが見られる。
C:画像ムラが確認できる。
D:画像ムラが著しく発生している。
〔ブラック細線再現性〕
細線再現性は次に示すような方法によって測定を行った。すなわち、正確に幅100μmとした細線のオリジナル原稿を、適正なる複写条件でコピーした画像を測定用サンプルとし、測定装置として、ルーゼックス450粒子アナライザーを用いて、拡大したモニター画像から、インジケーターによって線幅の測定を行う。この時、線幅の測定位置はトナーの細線画像の幅方向に凹凸があるため、凹凸の平均的線幅をもって測定点とする。これより、細線再現性の値(%)は、下記式によって算出する。
細線再現性(%)=
{(測定より求めた複写画像の線幅)/(オリジナルの線幅)}×100
(実施例12〜14)
実施例11において、重合ブラックトナー2を重合ブラックトナー3〜5に代えて、重合マゼンタトナーと重合イエロートナーを用いなかったことを除いては、実施例11と同様に評価を行った。表4、5に示されるように、実施例11に比べて若干劣る結果が得られた。これは、ブラックトナーとカラートナーの外添剤表面被覆率の差が縮まったことによるものと思われる。
(実施例15〜16)
実施例11において、重合ブラックトナー2を重合ブラックトナー6〜7に代えて、重合マゼンタトナーと重合イエロートナーを用いなかったことを除いては、実施例11と同様に評価を行った。表4、5に示されるように、画像均一性・画質及び細線再現性に関して、実施例11に比べて若干劣る結果が得られた。これは、ブラックトナーとカラートナーの外添剤表面被覆率の差が広がるに従って、ブラックトナーとカラートナーの転写性に若干差が生じたためであると考えられる。
(実施例17)
実施例11において、重合ブラックトナー2を重合ブラックトナー8に代えて、重合マゼンタトナーと重合イエロートナーを用いなかったことを除いては、実施例11と同様に評価を行った。表4、5に示されるように、実施例11に比べて若干劣った結果が得られた。これは、ブラックトナーとカラートナーの粒径に差が無いために、ブラックトナーの流動性が若干悪く、補給用現像剤収容容器からの補給用現像剤の排出がわずかに悪くなったためと推定される。
(実施例18〜21)
実施例11において、重合ブラックトナー2を重合ブラックトナー9〜12に代えて、重合マゼンタトナーと重合イエロートナーを用いなかったことを除いては、実施例11と同様に評価を行った。表4、5に示されるように、画像均一性・画質及び細線再現性に関して、実施例11に比べて若干劣る結果が得られた。これは、ブラックトナーとカラートナーの粒径に差が広がるに従って、ブラックトナーとカラートナーとの特性に差が生じ、フルカラー画像での転写飛び散り、ハイライト階調再現性の低下等の画像劣化が若干生じたためと考えられる。
(実施例22〜24)
実施例11において、重合シアントナー2を重合シアントナー3〜5に代えて、重合マゼンタトナーと重合イエロートナーを用いなかったことを除いては、実施例11と同様に評価を行った。表4、5に示されるように。シアントナーの粒径が小さくなるにつれて、帯電安定性、カブリ等に関して、若干劣る結果が得られた。これは、シアントナーの粒径が小さくなるに従って、シアン現像剤の流動性が悪化し、トナーの帯電立ち上がり性等が若干悪化したためによると考えられる。
(実施例25)
市販の複写機CP2120(キヤノン社製)を、図6の現像器を備え、ブラックのみオートリフレッシュ現像方式の用いた図5の画像形成装置に改造し、実施例11と同様の二成分現像剤、補給用現像剤を用いて15万枚画出しした。得られた画像に対して、実施例11と同様に評価を行った。結果を表4、5示す。
Figure 2004280072
Figure 2004280072
補給用現像剤が使用されるロータリー回転方式の現像装置を備えた画像形成装置の構成図である。 図1の像形成ユニット群13の構成図である。 図1及び2の現像器の断面図である。 図2において、補給用現像剤カートリッジの容量を同じにし、現像器の配置を等配置にした場合の環状像形成ユニット群の構成図である。 タンデム方式の画像形成装置の構成図である。 クリーナーレスシステムに用いられる現像装置の断面図である。
符号の説明
1 静電潜像担持体
2、3、4、5 現像器
2a、3a、4a、5a 補給用現像剤カートリッジ
6 現像スリーブ
7 規制部材
8 マグネットローラ
9、66a 補給用現像剤収容装置
10 現像剤搬送スクリュー
11 現像剤搬送スクリュー
13 像形成ユニット群
15 帯電装置
16 除電装置
17 現像槽
18 クリーニング装置
20 搬送ガイド部材
21、70 定着装置
25 レジストレーションローラー
26 給紙トレイ
28 送出ローラー
34 現像器側現像剤排出口
36 現像剤回収オーガ
42 対向ローラー
43 転写装置

Claims (19)

  1. 単一の静電荷像担持体;補給用現像剤を含有する補給用現像剤カートリッジと現像器とをそれぞれ有し、該静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の像形成ユニットを円環状に配置し、各像形成ユニットを現像位置に回転移動可能に構成された環状像形成ユニット群;を少なくとも有する画像形成装置であって、
    各色トナー像を作成する際の露光位置及び現像位置が同じであり、
    静電荷像担持体上に形成された各色トナー像は、中間転写体を介してまたは介さずに、記録材上に位置を合わせて重ねて転写されるものであり、且つ、静電荷像担持体上に形成された各色トナー像は、同一の転写位置で、中間転写体或いは記録材へ転写され、
    前記複数の像形成ユニットのうち少なくとも一つが、特定色の色成分補給用現像剤を含有する特定色補給用現像剤カートリッジを有する特定色像形成ユニットであり、その他の像形成ユニットが、前記特定色以外の非特定色の色成分補給用現像剤を含有する非特定色補給用現像剤カートリッジを有する非特定色像形成ユニットであり、
    前記特定色像形成ユニットがキャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて画像形成を行う像形成ユニットであり、
    前記特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、前記非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きく、
    前記特定色の色成分補給用現像剤がトナー及びキャリアを含むことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記環状像形成ユニット群における複数の像形成ユニットの配置が、等間隔に配置されたものではないことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記特定色の色成分補給用現像剤の少なくとも一つがブラック用補給用現像剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記特定色の色成分補給用現像剤が、質量比でキャリア1部に対してトナー1〜30部含有していることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記キャリアの真比重が2.5〜4.5g/cmであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記キャリアは、重合法によって得られる磁性微粒子分散型キャリアであり、少なくとも磁性微粒子と結着樹脂とを含有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 前記トナーが、重合性モノマー及び着色剤を少なくとも含有する重合性モノマー組成物を重合開始剤の存在下で、水系媒体中で重合することによって製造されたものであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。
  8. 補給用現像剤を収容した補給用現像剤カートリッジを、少なくとも2色以上の色成分に対して備えた補給用現像剤キットであって、
    少なくとも一つの特定色の色成分補給用現像剤が収容される特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、前記特定色以外の色成分補給用現像剤が収容された非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きく、
    前記特定色の色成分補給用現像剤が、トナー及びキャリアを含むことを特徴とする補給用現像剤キット。
  9. 前記特定色の色成分補給用現像剤の少なくとも一つがブラック用補給用現像剤であることを特徴とする請求項8に記載の補給用現像剤キット。
  10. 前記特定色の色成分補給用現像剤が、キャリアとトナーとを含有しており、質量比でキャリア1部に対してトナー1〜30部含有していることを特徴とする請求項8又は9に記載の補給用現像剤キット。
  11. 前記キャリアの真比重が2.5〜4.5g/cmであることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載の補給用現像剤キット。
  12. 前記キャリアは、重合法によって得られる磁性微粒子分散型キャリアであり、少なくとも磁性微粒子と結着樹脂とを含有していることを特徴とする請求項8乃至11のいずれかに記載の補給用現像剤キット。
  13. 前記トナーが、重合性モノマー及び着色剤を少なくとも含有する重合性モノマー組成物を重合開始剤の存在下で、水系媒体中で重合することによって製造されたものであることを特徴とする請求項8乃至12のいずれかに記載の補給用現像剤キット。
  14. 単一の静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の移動可能な像形成ユニットと、単一の露光位置と単一の転写位置より構成される像形成位置と、前記複数の像形成ユニットを円環状に配置し、補給用現像剤カートリッジを備えた像形成ユニット群と、前記複数の像形成ユニットのそれぞれを、前記単一の像形成位置に順次移動せしめるため前記像形成ユニット群全体を回転移動させる移動手段とを有し、中間転写体を介してまたは介さずに記録材上に異なる色のトナー像を、位置を合わせて重ねて転写し、カラー像形成する画像形成装置において、
    請求項8乃至13のいずれかに記載の補給用現像剤キットを用いることを特徴とする画像形成装置。
  15. 複数の静電荷像担持体;及び、複数の静電荷像担持体のそれぞれに対応した複数の像形成ユニットを少なくとも有する画像形成装置であって、
    該像形成ユニットが、補給用現像剤を含有する補給用現像剤カートリッジと現像器とをそれぞれ有し、静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する像形成ユニットであり、
    前記複数の像形成ユニットのうち少なくとも一つが、特定色の色成分補給用現像剤を含有する特定色補給用現像剤カートリッジを有する特定色像形成ユニットであり、その他の像形成ユニットが、前記特定色以外の非特定色の色成分補給用現像剤を含有する非特定色補給用現像剤カートリッジを有する非特定色像形成ユニットであり、
    前記特定色像形成ユニットがキャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて画像形成を行う像形成ユニットであり、
    前記特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、前記非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きく、
    前記特定色の色成分補給用現像剤がトナー及びキャリアを含むことを特徴とする画像形成装置。
  16. 請求項3〜7のいずれかに記載された画像形成装置であることを特徴とする請求項15に記載の画像形成装置。
  17. 単一の静電荷像担持体;及び、補給用現像剤を含有する補給用現像剤カートリッジと現像器とをそれぞれ有し、該静電荷像担持体上にそれぞれ異なった色のトナー像を形成する複数の像形成ユニットを少なくとも有する画像形成装置であって、
    前記複数の像形成ユニットのうち少なくとも一つが、特定色の色成分補給用現像剤を含有する特定色補給用現像剤カートリッジを有する特定色像形成ユニットであり、その他の像形成ユニットが、前記特定色以外の非特定色の色成分補給用現像剤を含有する非特定色補給用現像剤カートリッジを有する非特定色像形成ユニットであり、
    前記特定色像形成ユニットがキャリアとトナーとを含有する二成分現像剤を用いて画像形成を行う像形成ユニットであり、
    前記特定色補給用現像剤カートリッジの容量が、前記非特定色補給用現像剤カートリッジの容量よりも大きく、
    前記特定色の色成分補給用現像剤がトナー及びキャリアを含むことを特徴とする画像形成装置。
  18. 前記複数の像形成ユニットが環状像形成ユニット群を形成しており、該環状像形成ユニット群における複数の像形成ユニットの配置が、等間隔に配置されたものではないことを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
  19. 請求項3〜7のいずれかに記載された画像形成装置であることを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
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