JPH11219028A - 一成分現像方法 - Google Patents
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Abstract
しにくく、スリーブ上にトナー粒子が蓄積されにくい、
耐固着性に優れた一成分現像方法を提供すること。 【解決手段】 平均形状係数(SF値)が100〜15
0であるトナーを、トナー搬送部材に供給する工程、供
給されたトナーを、トナー搬送部材とトナー規制部材と
の間隙を通過させ、トナーを帯電させるとともに、トナ
ー薄層を搬送部材上に形成する工程、搬送部材上に形成
されたトナー薄層を静電潜像の現像に供する工程、およ
び現像に供されずトナー搬送部材表面に残ったトナー
に、トナー帯電極性と逆極性の電圧50〜100Vを印
加し、該トナーを回収する工程からなる一成分現像方
法。
Description
印刷法において電気的潜像を現像するための現像方法、
特に、一成分現像剤を用いた一成分現像方法に関する。
法および一成分現像方法が知られているが、帯電性能の
低下防止および画像形成装置の小型化の観点から、一成
分現像方法がよく採用されている。
トナー規制ブレードが当接するように配置されており、
一成分現像剤を、現像スリーブとトナー規制ブレードと
の間隙に通過させることにより当該スリーブ上にトナー
薄層を形成して帯電を行い、そのまま現像領域まで搬送
し、静電潜像担持体上に形成された静電潜像の現像を行
っている。詳しくは、例えば、図4に示す一成分現像装
置を用いて現像は行われている。
駆動手段にて図中CCW方向に回転駆動される駆動ロー
ラ91を含み、この駆動ローラに該ローラの外径より若
干大きい内径の可撓性の現像スリーブ92を外嵌してあ
り、該スリーブはその両端部が背後から押圧ガイド93
にて駆動ローラ91に圧接される一方、該圧接にて反対
側にできたたるみ部分920が静電潜像担持体(本例で
は感光体ドラム)PCに柔軟に接触している。また、現
像スリーブ92には押圧ガイド93と同じ側からトナー
規制ブレード94が当接している。
5が、さらにその背後にトナー供給室96があり、バッ
ファ室95にはトナー供給回転部材97(CCW方向回
転)が、トナー供給室96にはトナー撹拌・供給回転部
材98(時計方向CW回転)がそれぞれ配置してある。さ
らに、現像スリーブ92の下面には、バッファ室95か
ら外部へトナーが漏れることを防止するための下シール
部材99が当接している。
転にてトナー供給室96からバッファ室95へ送り込ま
れたトナーTは、トナー供給回転部材97の回転にて順
次、トナー供給領域において、現像スリーブ92表面へ
供給される。一方、スリーブ92は、駆動ローラ91の
駆動回転に摩擦力にて従動回転しており、これに供給さ
れたトナーTはトナー規制ブレード94と現像スリーブ
92との間隙を通過することでブレード94の圧力下に
摩擦帯電し、且つ、所定厚さの薄層としてスリーブ表面
に保持され、感光体ドラムPCに臨む現像領域へ搬送さ
れ、ここで電源921による現像バイアスVBのもとに
静電潜像の現像に供される。
回転に伴って、途中、シール部材99と現像スリーブ9
2との間を通り、バッファ室95へ戻され、バッファ室
95へ戻ったトナーはスリーブ92から離れるようにな
っている。
では、現像に使用されなかったスリーブ上の余剰トナー
は、トナー規制ブレードにより摩擦帯電されているた
め、バッファ室中において完全に離れ難いことから、複
写の繰り返しによってスリーブ上に蓄積され、何度も規
制ブレードによりストレスを受けるため、トナーがスリ
ーブ上になすり付けられてフィルミングが発生したり、
ブレードにトナーの固着が起こってトナー薄層形成能が
低下して感光体上にカブリが発生し、良好な現像が行わ
れないという問題が生じている。
り、トナーの劣化、すなわちトナー粒子の小径化および
トナー粒子に外添される流動化剤(例えば、シリカ等)
の脱落が起こり、流動性が低下するため、黒ベタ追随性
が等が悪化するという問題も発生している。また、小粒
径トナー粒子は特に、スリーブから離れ難いため、トナ
ー粒子の小径化によりスリーブフィルミングや感光体カ
ブリ等の問題はより顕著となる。
粒子は増加することから、新たにスリーブへ供給される
トナーは、本来の規制ブレードによる帯電だけでなく、
トナー同士の摩擦によっても帯電するため、正規の帯電
極性とは逆極性の帯電トナーが増加し、画質の劣化につ
ながるという問題も生じている。
ィルミングや感光体カブリが発生しにくく、スリーブ上
にトナー粒子、特に小粒径トナー粒子が蓄積されにく
い、耐固着性に優れた一成分現像方法を提供することを
目的とする。
(SF値)が100〜150であるトナーを、トナー搬
送部材に供給する工程、供給されたトナーを、トナー搬
送部材とトナー規制部材との間隙を通過させ、トナーを
帯電させるとともに、トナー薄層を搬送部材上に形成す
る工程、搬送部材上に形成されたトナー薄層を静電潜像
の現像に供する工程、および現像に供されずトナー搬送
部材表面に残ったトナーに、トナー帯電極性と逆極性の
電圧50〜100Vを印加し、該トナーを回収する工程
からなる一成分現像方法に関する。
する現像スリーブにトナー供給領域で現像トナーを供給
し、供給されたトナーを、現像スリーブ表面に当接する
トナー規制ブレードと現像スリーブとの間隙に通過させ
ることにより現像スリーブ表面に帯電トナー薄層として
保持して現像領域に搬送し、現像に供し、余剰のトナー
を現像スリーブ表面に保持したまま再びトナー供給側に
戻す一成分現像方法において、現像スリーブの表面移動
方向において現像領域の下流側からトナー供給領域に至
る領域内に、現像スリーブ表面移動方向を横切る方向で
現像スリーブ表面の一部または全部に当接するよう配置
した除電部材に、トナー帯電極性と逆極性の電圧を50
〜100V印加し、トナー粒子の平均形状係数(SF
値)が100〜150であるトナーを用いることを特徴
とする一成分現像方法に関する。
の一成分現像方法において、上記除電部材にトナー帯電
極性と逆極性の特定電圧を印加することで現像に用いら
れなかったスリーブ上の余剰トナーを除電し、かつトナ
ー粒子として特定平均形状係数を有する球形状のものを
用いることにより、トナー粒子、特に小粒径トナー粒子
のバッファ室でのスリーブからの解離が促進されること
を見いだし、これによってスリーブフィルミングや感光
体カブリが発生しにくく、スリーブ上に小粒径トナー粒
子が蓄積されにくい、耐固着性に優れた一成分現像方法
を提供することが可能となった。
一成分現像装置の一例である、図1に示す一成分現像装
置を用いて本発明を説明する。
119を備えた点を除けば、図4に示す従来現像装置と
実質上同構成作用のものである。当該現像装置におい
て、101は駆動ローラ、102は該ローラに外嵌した
可撓性の現像スリーブ、103は該スリーブを駆動ロー
ラ101に押圧する押圧ガイド、104は現像スリーブ
102に当接したトナー規制ブレード、105はバッフ
ァ室、106はトナー供給室、107はバッファ室10
5に配置したトナー供給回転部材、108はトナー供給
室106に配置したトナー撹拌・供給回転部材であり、
Tは使用トナーである。駆動ローラ101及び部材10
7は図中CCW方向に、部材108は図中CW方向にそ
れぞれ図示しない駆動モータにより回転駆動される。現
像スリーブ102において、押圧ガイド103の押圧に
より反対側にできたたるみ部分120はこの例では複写
機の感光体ドラムPC表面に柔軟に接触している。ま
た、109はモルトプレーン等の弾性を有する柔軟な材
料で形成された下シール部材であり、バッファ室105
からトナーTが外部に漏れることを防止する。
表面移動方向CCWを横切る方向全体にわたって、トナ
ー層102t(図2参照)を介して当接している。すな
わち、図2に示す一成分現像装置の斜視図において、除
電部材119は現像スリーブ102の長手方向において
そのトナー層全体にわたって接触している。しかしなが
ら、現像スリーブ102の両端部では、トナー規制ブレ
ード104(図1参照、図2においては内蔵されてい
る)の押圧力がスリーブ中央部に対するそれと比べて低
く、スリーブ102へのトナー付着量を規制する力が弱
いので、スリーブ中央部に何等問題が発生しないときで
も、端部に限ってトナー異常付着やフィルミングといっ
た問題が発生することがあるため、除電部材は現像スリ
ーブの両端部におけるトナー層にのみ接触させてもよ
い。
れる現像装置の寸法に依存するため、適宜設定すればよ
いが、特に厚さは、上記当接圧力を維持できるよう、通
常、0.15〜0.25mm、好ましくは0.2〜0.
25mmに設定される。
は現像スリーブ102が感光体ドラムPCに臨む現像領
域から下シール部材109に至る間の位置に、現像スリ
ーブ102に当接するように設けられているが、これに
限定されるものではなく、現像スリーブ102の回転方
向において現像領域より下流側からトナー供給領域に至
る部位に設置されていればよい。例えば、除電部材は、
下シール部材109からトナー供給領域に至る間の位置
に、現像スリーブ102に当接するよう設けられても、
下シール部材109に代えて該シール部材の機能も発揮
するよう、現像スリーブ102に臨んで設けられてもよ
い。
トナーの正規帯電極性と同極性側にかたよった材料で形
成してあり、且つ、導電性の良い材料を分散させてあ
る。トナーTよりも帯電系列上、該トナーの正規の帯電
極性と同極性側に片寄った材料としては、負帯電性トナ
ーに対しては、四弗化エチレン樹脂等のフッ素系樹脂を
例示でき、また、正帯電性トナーに対してはポリアミド
(ナイロン)、シリコン系樹脂を例示できる。これら材
料に分散させる導電性良好な材料としては、カーボン、
各種導電性金属粒子等のほか、適当な荷電制御物質も例
示できる。分散させる導電性の良い材料が硬質のもので
あるときは、それだけ除電部材の摩耗が抑制されるため
好ましい。なお、この「分散」は荷電制御物質等を塗布
することも含む概念である。
部材の表面が表面抵抗102〜106Ω、好ましくは10
3〜105Ωを有するよう、上記の樹脂中または樹脂表面
に、樹脂100重量部に対して10〜30重量部分散さ
れいてる。表面抵抗が106Ωを越えるとスリーブ上の
余剰トナー層から除電部材への電荷の移動が円滑に行わ
れず、バッファ室において余剰トナーがスリーブから離
れにくくなるため、スリーブフィルミングや感光体カブ
リが発生しやすくなる。一方、102Ω未満ではリクが
発生し、現像バイアスが不安定になって濃度ムラ等が発
生する。
191が接続され、トナー帯電極性と逆極性の電圧が印
加される。印加電圧、すなわち除電バイアス電位VDは
50〜100V、好ましくは50〜80Vである。この
ように、トナー帯電極性と逆極性の上記除電バイアス電
位VDを印加することにより、感光体ドラムPC上の静
電潜像の現像後なお現像スリーブ102上に消費されず
に残っている余剰トナー層から除電部材へ電荷の移動が
円滑に行われる。
て50V未満であると、スリーブ上の余剰トナー層から
除電部材への電荷の移動が不十分であるため、バッファ
室において余剰トナーがスリーブから離れにくく、スリ
ーブフィルミングや感光体カブリが発生しやすくなる。
一方、その絶対値において100Vを越えると除電部材
からの電荷注入でトナー層に逆荷電トナーが増加し感光
体カブリが発生しやすくなる。
2は、通常、その中央部102a(斜線部)をトナー搬
送に使用し、そこにトナー層102tを保持し、両端1
02bは、該両端からのトナー漏れを防止するためにト
ナー層を形成しない構成がとられている。従って、除電
部材が現像スリーブ102の表面移動方向を横切る方向
全体にわたる幅を有する場合には、除電部材は中央部1
02aにおいてはトナー層102tを介して現像スリー
ブに当接し、両端102bにおいては現像スリーブに直
接的に当接する。このように除電部材を現像スリーブに
直接接触させ、現像スリーブに印加される現像バイアス
電位VBを0にして現像スリーブ電位を除電部材と同電
位VDにすることにより、現像スリーブ上の余剰トナー
の除電を促進させることができる。さらには、除電部材
と現像スリーブとの間の導通をなくしたり、リークを防
止するための絶縁部材が不要となるので、コスト安とな
る。
ーブ102表面に保持されて現像領域において現像に供
されたトナーTのうち消費残りの余剰トナーTは、該ス
リーブ102に接触している除電部材119に接触しつ
つ該部材とスリーブ102との間を通ってバッファ室1
05へ戻る。余剰トナーは除電部材を接触通過するとき
該部材との摩擦により除電又は逆荷電され、バッファ室
105へ戻ったときに現像スリーブ102表面から離れ
易い状態とされる。
散させてあるため該部材とこれに接触通過するトナーT
との摩擦により該除電部材に発生する電荷は、該導電性
のよい材料を通じて逃がされ、除電部材への電荷の蓄積
が防止される。従って、画像形成を多数回繰り返し、除
電部材に現像スリーブ上のトナーが何度接触通過して
も、その都度、該トナーは除電又は逆荷電される。
上記の現像装置に限定されるものではない。例えば、図
1の現像装置においては現像スリーブ102として、駆
動ローラの外径よりその内径が大きく弛み部分120が
形成されるものを使用しているが、このような弛み部分
が形成されない構成、即ち駆動ローラの外径と同等の内
径を有する現像スリーブも使用可能である。
装置に装填されるトナーは、平均形状係数(SF値)1
00〜150、好ましくは100〜140のトナー粒子
およびその他所望の添加剤からなっている。トナー粒子
のSF値が150を越えると、トナー粒子、特に小粒径
のトナー粒子がバッファ室でスリーブから顕著に離れに
くくなり、スリーブフィルミングや感光体カブリの原因
となる。なお、SF値とは粒子の形状を示す1つの尺度
であり、以下の式によって算出される。式中の最大長お
よび面積はイメージアナライザ(ルーゼックス500
0;日本レギュレータ社製)によって測定された値であ
る。
を表し、最大長はトナーの投影像における最大長の平均
値を表す。)
なくともバインダー樹脂および着色剤からなっている。
トナー粒子に含有されているバインダー樹脂としては、
特に限定されず、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹
脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポ
リエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹
脂およびその他の公知の樹脂を単独あるいは混合して使
用することができ、その用途に応じて好ましいものを適
宜選択して使用すればよい。例えば負荷電性トナーに対
してはポリエステル系樹脂を、フルカラートナーに対し
てはポリエステル系樹脂を、黒色トナーに対してはポリ
エステル系樹脂、スチレンアクリル系樹脂を使用するこ
とが好ましい。
て、好ましいポリエステル樹脂はアルコール成分として
ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物を主成分
として使用し、酸成分としてジカルボン酸類を使用して
重縮合反応させることにより合成されたものであり、さ
らに好ましくはアルコール成分としてビスフェノールA
アルキレンオキサイド付加物を80モル%以上使用し、
酸成分としてフタル酸系ジカルボン酸類を90モル%以
上使用して重縮合反応させることにより合成されたもの
を使用することである。
加物としては、ビスフェノールAプロピレンオキサイド
付加物、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物が
好適であり、これらを混合して用いることが好ましい。
ルAアルキレンオキサイド付加物とともに下記ジオール
や多価アルコールを若干使用してもよい。このようなア
ルコール成分としては、例えばエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2
−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコー
ル、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール
等のジオール類、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサ
ンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリト
ール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリト
ール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタ
ントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリ
オール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、ト
リメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,
5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
のが好ましく、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸等
のフタル酸系ジカルボン酸、その酸無水物またはその低
級アルキルエステル等を使用することができる。
脂肪族ジカルボン酸類を使用することができる。使用可
能な脂肪族ジカルボン酸類としては、フマール酸、マレ
イン酸、コハク酸、炭素数4〜18のアルキルまたはア
ルケニルコハク酸等の脂肪族ジカルボン酸、その酸無水
物またはその低級アルキルエステル等が挙げられる。
いられるバインダー樹脂は、ガラス転移点が55〜75
℃、好ましくは58〜70℃、軟化点が95〜120
℃、好ましくは100〜118℃、数平均分子量が25
00〜6000、好ましくは3000〜5500、重量
平均分子量/数平均分子量が2〜8、好ましくは3〜7
のものである。ガラス転移点が低くなるとトナーの耐熱
性が低下し、また高くなると透光性や混色性が低下す
る。軟化点が低くなると定着時に高温オフセットが発生
し易くなり、高くなると定着強度が低下する。数平均分
子量が小さくなると画像を折り曲げた際にトナーが剥離
し易くなり、大きくなると定着強度が低下する。また重
量平均分子量/数平均分子量が小さくなると高温オフセ
ットが発生し易くなり、大きくなると透光性が低下す
る。
ダー樹脂中での分散性向上の観点から、1.0〜30.
0KOHmg/g、好ましくは1.0〜25.0KOHmg
/g、より好ましくは2.0〜20.0KOHmg/gの酸
価を有するものを用いることが望ましい。これは酸価が
1.0KOHmg/gより小さいと分散性向上の効果が小
さくなり、30.0KOHmg/gより大きくなると負帯
電性が強くなるとともに環境変動による帯電量の変化が
大きくなるためである。
エロー色、ブラック色等の各種の公知の着色剤を使用す
ることができ、その使用量は従来と同様の値を適用する
ことができる。通常、着色剤はバインダー樹脂100重
量部に対して1〜15重量部程度添加される。なお、有
色の着色剤を用いる場合には、当該着色剤にマスターバ
ッチ処理またはフラッシング処理を施して、その分散性
を向上させることが好ましい。
ー粒子には上記着色剤以外に、荷電制御剤、オフセット
防止剤等の所望の添加剤を添加してもよい。
等およびその他の公知の荷電制御剤が使用可能であり、
使用目的に応じてその種類を選択すればよい。フルカラ
ー複写用としては無色、白色あるいは薄い黄色の荷電制
御剤を使用することが好ましい。黒色複写用としては特
に制限されない。荷電制御剤の使用量は使用目的に応じ
てその量を適宜設定すればよいが通常、バインダー樹脂
100重量部に対して0.1〜10重量部、好ましくは
0.5〜5.0重量部の範囲で使用される。
されるものではなく、例えばポリエチレンワックス、酸
化型ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、
酸化型ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、サ
ゾールワックス、ライスワックス、キャンデリラワック
ス、ホホバ油ワックス、蜜ろうワックス等が使用可能で
ある。これは耐オフセット性を向上させるだけではな
く、非磁性一成分現像装置におけるトナー規制ブレード
や現像スリーブ等に対するトナーの固着の問題をさらに
低減させることができる。このようなワックスの添加量
は、バインダー樹脂100重量部に対して0.5〜5重
量部、好ましくは1〜3重量部が好ましい。これは添加
量が0.5重量部より少ないと添加による効果が不十分
となり、5重量部より多くなると透光性や色再現性が低
下するためである。
記したバインダー樹脂、着色剤およびその他の所望の添
加剤を使用し、混練・粉砕法、懸濁重合法、乳化重合
法、乳化分散造粒法、カプセル化法等その他の公知の方
法により製造することができる。これらの製造方法の中
で、製造コストおよび製造安定性の観点からは混練・粉
砕法が、上記範囲内のSF値を有するトナー粒子の製造
容易性の観点からは混練・粉砕法および懸濁重合法が好
ましい。
ナー粒子成分をヘンシェルミキサー等の混合機で混合す
る工程、この混合物を溶融・混練する工程、この混練物
を冷却後粗粉砕する工程、この粗粉砕粒子を微粉砕する
工程、得られた微粉砕粒子を分級する工程によりトナー
粒子を製造する。本発明のトナー粒子は、体積平均粒径
を4〜10μm、好ましくは6〜9μmに調整すること
が画像の高精細再現性の観点から好ましい。本明細書
中、トナー粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサ
イザー(コールターカウンター社製)を用い、アパチャ
ー径100μmで測定した値である。
造する際、トナー粒子のSF値を上記範囲内に制御する
にあたっては、SF値が上記範囲内に制御されればいか
なる手段を採用してもよく、例えば、粉砕工程における
粉砕機として機械式粉砕機を使用し、粉砕時間および粉
砕処理回数等の処理条件を適宜設定して粉砕してもよい
し、また、粒径6〜9μm程度まで一旦微粉砕処理した
後、250〜300℃の熱風による表面改質処理または
ハイブリダイゼイションによる処理を施してもよい。熱
風による表面改質処理とは所望粒径のトナー粒子に、温
度が当該粒子主成分のバインダー樹脂の軟化点以上の熱
風を瞬間的に吹き付けることにより、当該粒子表面の角
状部分を曲面化させて、SF値を制御する手段であり、
ハイブリダイゼイションによる処理とは機械式で粒子同
士を衝突させて角状部分を曲面化させて、SF値を制御
する手段である。
れたフェザーミル1mmパスの粗粉砕粒子を、機械式粉
砕機(クリプトロンシステムKTMI型;川崎重工業社
製)によって8000〜13000rpmで複数回処理
するとSF値120〜150、粒径6〜9μmのトナー
粒子が得られる。また、上記粗粉砕粒子をジェットミル
IDS;日本ニューマチック社製)により微粉砕した後
ハイブリダイゼイション処理するとSF値110〜15
0、粒径6〜9μmのトナー粒子が得られ、上記粗粉砕
粒子をジェットミル(IDS;日本ニューマチック社
製)により微粉砕した後、さらに熱風により表面改質処
理を施すとSF値100〜150、粒径6〜9μmのト
ナー粒子が得られる。
れるトナーには、上述のごとく得られた特定範囲のSF
値を有するトナー粒子の他、無機微粒子、樹脂微粒子等
の添加剤が外添されることが好ましい。さらに好ましく
は繰り返しの複写によってもトナー粒子の表面状態が変
化しにくく、トナー特性を維持できる、耐久性、特に帯
電安定性の向上の観点から、無機微粒子として特定粒径
の小粒径無機微粒子およびチタン酸ストロンチウム微粒
子が用いられる。
〜70nm、好ましくは5〜60nmの無機微粒子を用
いることが望ましい。小粒径無機微粒子に使用される材
料としては、従来から流動化剤として用いられている様
々な材料を使用することができ、例えば、シリカ、アル
ミナ、チタニア(二酸化チタン)、酸化錫、酸化ジルコ
ニウム等を単独あるいは2種以上混合して使用すること
ができる。小粒径無機微粒子の含有量については、トナ
ー粒子に対して0.3〜3.0重量%、好ましくは0.
5〜2.5重量%含有されることが望ましい。
粒子としては、平均一次粒径が上記範囲内で異なる2種
以上の無機微粒子の混合物を使用することが、さらに好
ましい。この場合において、耐環境性および帯電性の向
上の観点から、小さい方の無機微粒子および大きい方の
無機微粒子、いずれかの無機微粒子がシリカからなって
いることが好ましく、さらに好ましくは他方の無機微粒
子がチタニアからなっていることである。
〜30nmであり、大きい方の無機微粒子は平均一次粒
径が40〜70nmであることが望ましい。これら無機
微粒子の含有量については、これらの合計含有量が上記
の小粒径無機微粒子の含有量になるよう設定されればよ
いが、小さい方の無機微粒子についてはトナー粒子に対
して0.1〜2.0重量%、大きい方の無機微粒子につ
いてはトナー粒子に対して0.1〜2.5重量%の割合
で含有されることが望ましい。
ップリング剤、チタネート系カップリング剤、シリコン
系オイル、シリコンワニス等の従来から使用されている
疎水化剤、さらにはフッ素系シランカップリング剤また
はフッ素系シリコンオイル等の処理剤で公知の方法によ
り表面処理されていることが好ましい。
ロンチウム微粒子は平均一次粒径が0.1〜1.0μ
m、好ましくは0.1〜0.5μmであることが望まし
い。当該微粒子を含有させることにより、トナー規制ブ
レードと現像スリーブとの間隙でのトナー粒子や小粒径
無機微粒子の蓄積が回避され、たとえ蓄積されたとして
も当該蓄積物は当該微粒子による研磨作用により除去さ
れるため(以下、リフレッシュ効果という)、従来から
問題となっていたトナー粒子等の蓄積によるトナーの帯
電性や形成トナー薄層の不均一化が回避され、良好な複
写画像を提供することができる。また、当該微粒子は正
帯電性であるため、トナー粒子が負帯電性の場合に当該
微粒子のトナー粒子への付着は効果的に行われ、特にト
ナー帯電安定性に対して大きな効果を有する。さらに
は、当該微粒子の外添により、感光体の適度な研磨も行
われ、クリーニング向上剤としての効果も期待できる。
較的大粒径であることから、トナー粒子同士の接触確率
が低減され、現像時のトナー規制ブレードによる規制や
現像装置内での撹拌等の外的ストレスが拡散されるた
め、トナー粒子表面は直接的に外的ストレスの影響を受
けにくくなる。
粒子は、凝集性および分散性の観点から小粒径無機微粒
子と同様に、上記の疎水化剤により表面処理されている
ことが好ましい。含有量については、トナー粒子に対し
て0.3〜3.0重量%、好ましくは0.4〜2.0重
量%含有されることが望ましい。
像装置は、上述のように所定の除電部材と所定のトナー
を備えている。実際に画像を形成するにあたっては、当
該現像装置は、例えば、図3に示すようなフルカラー画
像形成装置(ここでは、現像装置は4つ収容されてい
る)に搭載され、画像の形成が行われる。図3を参照し
ながら説明する。
リンタは、概略、矢印a方向に回転駆動される感光体ド
ラム10と、レーザ走査光学系20と、フルカラー現像
装置30と、矢印b方向に回転駆動される無端状の中間
転写ベルト40と、給紙部60とで構成されている。感
光体ドラム10の周囲には、さらに、感光体ドラム10
の表面を所定の電位に帯電させる帯電ブラシ11、およ
び感光体ドラム10上に残留したトナーを除去するクリ
ーナーブレード12aを備えたクリーナー12が設置さ
れている。
ド、ポリゴンミラー、fθ光学素子を内蔵した周知のも
ので、その制御部にはC(シアン)、M(マゼンタ)、Y
(イエロー)、Bk(ブラック)ごとの印字データがホスト
コンピュータから転送される。レーザ走査光学系20は
各色ごとの印字データを順次レーザビームとして出力
し、感光体ドラム10上を走査露光する。これにより、
感光体ドラム10上に各色ごとの静電潜像が順次形成さ
れる。
kの非磁性トナーからなる一成分現像剤を収容した4つ
の色別現像装置31C、31M、31Y、31Bk(各
現像装置は図2の構成をとっている)を一体化したもの
で、支軸81を支点として時計回り方向に回転可能であ
る。各現像装置は現像スリーブ32、トナー規制ブレー
ド34および除電部材(図示せず)を備えている。現像
スリーブ32の回転により搬送されるトナーは、ブレー
ド34と現像スリーブ32との圧接部(規制部)を通過
することにより帯電される。
2およびテンションローラ43、44に無端状に張り渡
され感光体ドラム10と同期して矢印b方向に回転駆動
される。中間転写ベルト40の側部には図示しない突起
が設けられ、この突起をマイクロスイッチ45が検出す
ることにより、露光、現像、転写等の作像処理が制御さ
れる。中間転写ベルト40は回転自在な1次転写ローラ
46に押圧されて感光体ドラム10に接触している。こ
の接触部が1次転写部T1である。また、中間転写ベル
ト40は支持ローラ42に支持された部分で回転自在な
2次転写ローラ47が接触している。この接触部が2次
転写部T2である。
ト40の間のスペースにはクリーナー50が設置されて
いる。クリーナー50は中間転写ベルト40上の残留ト
ナーを除去するためのブレード51を有している。この
ブレード51及び前記2次転写ローラ47は中間転写ベ
ルト40に対して接離可能である。
側に開放可能な給紙トレイ61と、給紙ローラ62と、
タイミングローラ63とから構成されている。記録シー
トSは給紙トレイ61上に積載され、給紙ローラ62の
回転によって1枚ずつ図中右方へ給紙され、タイミング
ローラ63で中間転写ベルト40上に形成された画像と
同期をとって2次転写部へ送り出される。記録シートの
水平搬送路65は前記給紙部を含んでエアーサクション
ベルト66等で構成され、定着器70からは搬送ローラ
72、73、74を備えた垂直搬送路71が設けられて
いる。記録シートSはこの垂直搬送路71から画像形成
装置本体1の上面へ排出される。
ト動作について説明する(図3参照)。プリント動作が
開始されると、感光体ドラム10および中間転写ベルト
40が同じ周速度で回転駆動され、感光体ドラム10は
帯電ブラシ11によって所定の電位に帯電される。
ン画像の露光が行われ、感光体ドラム10上にシアン画
像の静電潜像が形成される。この静電潜像は直ちに現像
装置31Cで現像されると共に、トナー画像は1次転写
部で中間転写ベルト40上に転写される。1次転写終了
直後に現像装置31Mが現像部Dへ切り換えられ、続い
てマゼンタ画像の露光、現像、1次転写が行われる。さ
らに、現像装置31Yへの切換え、イエロー画像の露
光、現像、1次転写が行われる。さらに、現像装置31
Bkへの切換え、ブラック画像の露光、現像、1次転写
が行われ、1次転写ごとに中間転写ベルト40上にはト
ナー画像が重ねられていく。
Sが2次転写部へ送り込まれ、中間転写ベルト40上に
形成されたフルカラートナー画像が記録シートS上に転
写される。この2次転写が終了すると、記録シートSは
ベルト型接触加熱定着器70へ搬送され、フルカラート
ナー画像が記録シートS上に定着されてプリンタ本体1
の上面に排出される。本発明を、以下の実施例によりさ
らに詳しく説明する。
コンデンサーおよび窒素導入管を取り付けたガラス製4
つ口フラスコに、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,
2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオ
キシエチレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)プロパンおよびテレフタル酸を、モル比5:
5:9.5で仕込んだ。さらに重合開始剤(ジブチル錫
オキサイド)を添加した後、これらをマントルヒーター
中、窒素雰囲気下、220℃で撹拌しながら反応させ、
数平均分子量(Mn)4800、重量平均分子量/数平
均分子量4.5、軟化点108℃、ガラス転移点66
℃、酸価(AV)4.2KOHmg/gのポリエステル
樹脂を得た。
マトグラフィー(807−IT型;日本分光工業社製)
を使用し、キャリア溶媒としてテトラヒドロフランを使
用して、ポリスチレン換算により分子量を求めた。
T−500;島津製作所社製)を用い、試料1.0gに
ついて1.0mm×1.0mmのダイを使用し、昇温速
度3.0℃/min.、荷重30kgの条件で測定を行
い、試料が1/2流出したときの温度を軟化点とした。
200;セイコー電子社製)を用いて秤量された試料1
0mgについて測定し、リファレンスとしてアルミナを
用い、30〜80℃の範囲におけるメイン吸熱ピークの
ショルダー値をガラス転移点とした。
し、フェノールフタレイン等の指示薬を使用して酸性基
を中和するのに必要な水酸化カリウムのmg数で表し
た。
(C.I.ピグメントブルー15−3)を重量比7:3
で加圧ニーダーに仕込み混練した。得られた混練物を冷
却後、フェザーミルにより粉砕し顔料マスターバッチを
得た。
顔料マスターバッチ10重量部、ポリプロピレンワック
ス(ビスコールTS200;三洋化成工業社製;酸価
3.5KOHmg/g)2重量部およびサリチル酸亜鉛
錯体(E84;オリエント化学工業社製)1.5重量部
をボールミルで十分混合し、混合物を2軸押出混練機
(PCM−30;池貝鉄工社製)で溶融混練した後、冷
却し、その後フェザーミルで粗粉砕して粗粉砕物を得
た。
本ニューマチック社製)で微粉砕した後、熱風による表
面改質処理を行い、微粉分級することにより体積平均粒
径8.0μm、SF値106のトナー粒子を得た。得ら
れたトナー粒子に対して、外添剤として疎水性シリカ
(TS500;キャボット社製)0.5重量%および平
均一次粒径50nmのアナターゼ型チタニアをn−ヘキ
サトリメトキシシランで表面処理したもの1重量%を添
加し、ミキサーにより混合することによりトナーA(負
帯電性トナー)を得た。
同様にして得られた粗粉砕物をジェットミル(IDS;
日本ニューマチック社製)で微粉砕した後、さらにハイ
ブリダイゼーション(NHS−I型;奈良機械社製)で
処理し、微粉分級することにより体積平均粒径8.0μ
m、SF値131のトナー粒子を得た。得られたトナー
粒子に対して、トナーAと同様の外添剤を添加し、ミキ
サーにより混合することによりトナーB(負帯電性トナ
ー)を得た。
同様にして得られた粗粉砕物を機械式粉砕機(クリプト
ロンシステムKTM−I型;川崎重工業社製)で微粉砕
し、微粉分級することにより体積平均粒径8.0μm、
SF値143のトナー粒子を得た。得られたトナー粒子
に対して、トナーAと同様の外添剤を添加し、ミキサー
により混合することによりトナーC(負帯電性トナー)
を得た。
同様にして得られた粗粉砕物をジェットミル(IDS;
日本ニューマチック社製)で微粉砕し、微粉分級するこ
とにより体積平均粒径8.0μm、SF値162のトナ
ー粒子を得た。得られたトナー粒子に対して、トナーA
と同様の外添剤を添加し、ミキサーにより混合すること
によりトナーD(負帯電性トナー)を得た。
ステム速度35mm/s)にトナーCを装填し、トナー
粒子のブレードへの耐固着性、トナー粒子の感光体への
カブリ、トナー粒子のスリーブへのフィルミング、およ
びスリーブ上のトナー粒子微粉付着量について評価し
た。なお、使用した電子写真プリンターに搭載されてい
る現像装置は図1に示す現像装置であり、諸条件は以下
の通りである。
を25重量%分散させたもの 表面抵抗;103Ω 印加電圧;+50V 圧接圧力;110g/cm2 部材厚さ;0.2mm
感光体を取り外し、20時間スリーブを連続回転させ、
回転終了後のスリーブ上のトナー薄層を目視により観察
して以下に従いランク付けした。なお、ブレードに固着
が起こるとスリーブ上のトナー薄層にスジが発生する。 ○;スジは発生していなかった; △;スジが僅かに発生していたものの、実用上問題はな
かった; ×;スジが顕著に発生していた。
写し、初期および6000枚複写後の感光体を目視によ
り観察して以下に従いランク付けした。 感光体カブリ評価法 イメージングカートリッジの現像装置にトナーをセット
しプリンターに装着した後、D/W5%で5〜10枚印
字した後(初期)および6000枚印字した後、白現像
(白紙モード)で1枚通紙を行ない、その通紙途中で止め
る。止めた後イメージングカートリッジをプリンターか
らとり出し、感光体カブリを観察する。 ○;カブリがほとんど発生していない; △;若干カブリは発生したが実用上問題なし; ×;カブリ発生。
リンターから感光体を取り外し、20時間スリーブを連
続回転させ、回転終了後のスリーブを目視により観察し
て以下に従いランク付けした。なお、スリーブフィルミ
ングとはトナー粒子の融着等によってスリーブ表面に形
成されたトナー粒子成分によるスリーブ上の被膜をい
う。 ○;フィルミングは発生していなかった; △;フィルミングが僅かに発生していたものの、実用上
問題はなかった; ×;フィルミングが顕著に発生していた。
写真プリンターから感光体を取り外し、システム速度を
75mm/sに改造し、30分間スリーブを連続回転さ
せ、スリーブ上に形成されたトナー薄層中に占める粒径
5μm以下のトナー粒子の割合(個数%)を求めた。具
体的には、スリーブ上に形成されたトナー薄層を吸いと
り、その吸いとったトナーサンプルの個数基準粒径分布
を測定し、その時の粒径5μm以下のトナーの個数含有
率を確認した。 ○;0個数%以上20個数%未満; △;20個数%以上30個数%未満; ×;30個数%以上。 以上の評価結果を、その他の条件とともに、表1に示し
た。
量を15重量%にして表面抵抗を105Ωにした除電部
材を使用したこと以外、実施例1と同様にして、上記評
価を行った。
量を15重量%にして表面抵抗を105Ωにした除電部
材を使用したこと以外、実施例1と同様にして、上記評
価を行った。
105Ωにした除電部材を使用したこと以外、実施例1
と同様にして、上記評価を行った。
例1と同様にして、上記評価を行った。
量を15重量%にして表面抵抗を105Ωにした除電部
材を使用したこと以外、実施例5と同様にして、上記評
価を行った。
量を15重量%にして表面抵抗を105Ωにした除電部
材を使用したこと以外、実施例5と同様にして、上記評
価を行った。
105Ωにした除電部材を使用したこと以外、実施例5
と同様にして、上記評価を行った。
5重量%にして表面抵抗を105Ωにした除電部材を使
用したこと、および除電部材に電圧を印加しなかったこ
と以外、実施例1と同様にして、上記評価を行った。
3重量%にして表面抵抗を106Ωにした除電部材を使
用したこと、および除電部材の印加電圧を+100Vに
したこと以外、実施例1と同様にして、上記評価を行っ
た。
5重量%にして表面抵抗を105Ωにした除電部材を使
用したこと、および除電部材の印加電圧を+150Vに
したこと以外、実施例1と同様にして、上記評価を行っ
た。
5重量%にして表面抵抗を105Ωにした除電部材を使
用したこと、および除電部材に電圧を印加しなかったこ
と以外、実施例1と同様にして、上記評価を行った。
リーブフィルミングや感光体カブリが発生しにくく、ス
リーブ上にトナー粒子が蓄積されにくい。また、ブレー
ドにも固着は起こりにくい。
略構成図を示す。
視図を示す。
す。
ナー、20:レーザ走査光学系、30:フルカラー現像
装置、31C、31M、31Y、31Bk:現像器、3
2:現像スリーブ(スリーブ)、34:トナー規制ブレ
ード(ブレード)、40:中間転写ベルト、41:支持
ローラ、42:支持ローラ、43:テンションローラ、
44:テンションローラ、46:1次転写ローラ、4
7:2次転写ローラ、60:給紙部、61:給紙トレ
イ、62:給紙ローラ、63:タイミングローラ、6
6:エアーサクションベルト、70:定着器、71:垂
直搬送路、81:支軸、91、101:駆動ローラ、9
2、102:現像スリーブ、120、920:弛み部
分、93、103:押圧ガイド、94、104:トナー
規制ブレード、95、105:バッファ室、96、10
6:トナー供給室、97、107:トナー供給回転部
材、98、108:トナー撹拌・供給回転部材、99、
109:下シール部材、119:除電部材、921、1
21:電源、191:除電バイアス電源。
Claims (1)
- 【請求項1】 平均形状係数(SF値)が100〜15
0であるトナーを、トナー搬送部材に供給する工程、 供給されたトナーを、トナー搬送部材とトナー規制部材
との間隙を通過させ、トナーを帯電させるとともに、ト
ナー薄層を搬送部材上に形成する工程、 搬送部材上に形成されたトナー薄層を静電潜像の現像に
供する工程、および現像に供されずトナー搬送部材表面
に残ったトナーに、トナー帯電極性と逆極性の電圧50
〜100Vを印加し、該トナーを回収する工程からなる
一成分現像方法。
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