JP2002214828A - 画像形成装置 - Google Patents
画像形成装置Info
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- JP2002214828A JP2002214828A JP2001011223A JP2001011223A JP2002214828A JP 2002214828 A JP2002214828 A JP 2002214828A JP 2001011223 A JP2001011223 A JP 2001011223A JP 2001011223 A JP2001011223 A JP 2001011223A JP 2002214828 A JP2002214828 A JP 2002214828A
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- toner
- carrier
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 感光体の削れ、転写不良等による画像欠陥を
抑制する画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 像担持体と、帯電手段と、静電潜像形成
手段と、トナー担持体とトナー層厚規制部材とを有する
現像手段と、転写手段と、を有する画像形成装置におい
て、磁性トナーは、少なくとも結着樹脂及び磁性体を有
する磁性トナー粒子を含有し、(ア)磁性トナーの円形
度は、0.970以上0.995以下であり、(イ)前
記磁性トナーの79.6kA/m(1000エルステッ
ド)下における飽和磁化が10Am2/kg(emu/
g)以上50Am2/kg以下であり、(ウ)トナー担
持体の表面粗度Ra(μm)は0.2〜3.5であり、
(エ)トナー層厚規制部材が前記トナー担持体に当接す
る当接圧(N/m)は、14.7〜68.6である画像
形成装置とする。
抑制する画像形成装置を提供すること。 【解決手段】 像担持体と、帯電手段と、静電潜像形成
手段と、トナー担持体とトナー層厚規制部材とを有する
現像手段と、転写手段と、を有する画像形成装置におい
て、磁性トナーは、少なくとも結着樹脂及び磁性体を有
する磁性トナー粒子を含有し、(ア)磁性トナーの円形
度は、0.970以上0.995以下であり、(イ)前
記磁性トナーの79.6kA/m(1000エルステッ
ド)下における飽和磁化が10Am2/kg(emu/
g)以上50Am2/kg以下であり、(ウ)トナー担
持体の表面粗度Ra(μm)は0.2〜3.5であり、
(エ)トナー層厚規制部材が前記トナー担持体に当接す
る当接圧(N/m)は、14.7〜68.6である画像
形成装置とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真複写機、電
子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。
子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来よりレーザビームプリンタでは、像
担持体としての感光ドラム、帯電手段としての帯電ロー
ラ、現像手段、クリーニング装置等をコンパクトにまと
めてユニット化したプロセスカートリッジを用いること
が一般的になっている。
担持体としての感光ドラム、帯電手段としての帯電ロー
ラ、現像手段、クリーニング装置等をコンパクトにまと
めてユニット化したプロセスカートリッジを用いること
が一般的になっている。
【0003】図12は、従来の画像形成装置の一例をあ
らわす模式的な図である。像担持体としての感光ドラム
1、帯電手段としての帯電ローラ2、現像手段としての
現像器3、クリーニング装置5等を1つのカートリッジ
内にコンパクトにまとめてユニットとして構成されてい
る。前記帯電ローラ2は所謂接触帯電方式である。被帯
電体としての感光ドラム1表面に、電源から電圧(例え
ば1〜2kV程度の直流電圧、あるいは直流電圧と交流
電圧の重畳電圧等)を印加した帯電ローラ2を接触させ
ることにより、感光ドラム1の表面を所定の電位に帯電
させている。そして、露光手段8aから発光されたレザ
ービームL1を露光窓6aを介して前記のように帯電さ
れた感光ドラム1上に照射することにより、感光ドラム
1上に静電潜像を形成している。また、現像器3の感光
ドラム1側の開口部に配設された多極のマグネットロー
ラー3cを内包するトナー担持体としての非磁性体の現
像スリーブ3aは、電源から電圧(例えば直流電圧と交
流電圧の重畳電圧等)を印加する事により担持搬送され
たトナーで、感光ドラム1上の静電潜像をトナー像とし
可視化している。前記感光ドラム1上の表面の担持トナ
ー像は、画像形成装置本体に設けられている転写ローラ
4の回転と同期を取って搬送された紙の上に順次転写さ
れる。前記トナー像の転写を受けた紙は、感光ドラム1
の表面から分離されて画像形成装置本体に設けられてい
る定着手段9へ搬送されてトナー像の定着を受ける。
らわす模式的な図である。像担持体としての感光ドラム
1、帯電手段としての帯電ローラ2、現像手段としての
現像器3、クリーニング装置5等を1つのカートリッジ
内にコンパクトにまとめてユニットとして構成されてい
る。前記帯電ローラ2は所謂接触帯電方式である。被帯
電体としての感光ドラム1表面に、電源から電圧(例え
ば1〜2kV程度の直流電圧、あるいは直流電圧と交流
電圧の重畳電圧等)を印加した帯電ローラ2を接触させ
ることにより、感光ドラム1の表面を所定の電位に帯電
させている。そして、露光手段8aから発光されたレザ
ービームL1を露光窓6aを介して前記のように帯電さ
れた感光ドラム1上に照射することにより、感光ドラム
1上に静電潜像を形成している。また、現像器3の感光
ドラム1側の開口部に配設された多極のマグネットロー
ラー3cを内包するトナー担持体としての非磁性体の現
像スリーブ3aは、電源から電圧(例えば直流電圧と交
流電圧の重畳電圧等)を印加する事により担持搬送され
たトナーで、感光ドラム1上の静電潜像をトナー像とし
可視化している。前記感光ドラム1上の表面の担持トナ
ー像は、画像形成装置本体に設けられている転写ローラ
4の回転と同期を取って搬送された紙の上に順次転写さ
れる。前記トナー像の転写を受けた紙は、感光ドラム1
の表面から分離されて画像形成装置本体に設けられてい
る定着手段9へ搬送されてトナー像の定着を受ける。
【0004】また、図13は従来の画像形成装置におけ
る、磁性体を含まない球形のトナーtを用いた非磁性1
成分現像の現像器の一例を模式的に表す図である。同図
において、トナーtはトナー容器7−2より搬送され、
RS(remove&supply)ローラ50によって現像スリー
ブ3aに供給される。RSローラ50は芯金上に発泡ウ
レタン等の材料をロール状に構成し、その発泡体のセル
によってトナーを搬送するものである。その後、現像ス
リーブ3a上のトナーはトナー層厚規制ブレード3b2
によって摺擦され、所望の電荷量に帯電される。トナー
層厚規制ブレード3b2は0.1〜0.2mm程度のS
US板の上にポリアミド等の樹脂をコートしたものであ
り、トナー母体のスチレン樹脂とポリアミド樹脂は帯電
列の違いにより、互いに摺擦する事によりトナー母体の
スチレン樹脂がネガに帯電されるのである。
る、磁性体を含まない球形のトナーtを用いた非磁性1
成分現像の現像器の一例を模式的に表す図である。同図
において、トナーtはトナー容器7−2より搬送され、
RS(remove&supply)ローラ50によって現像スリー
ブ3aに供給される。RSローラ50は芯金上に発泡ウ
レタン等の材料をロール状に構成し、その発泡体のセル
によってトナーを搬送するものである。その後、現像ス
リーブ3a上のトナーはトナー層厚規制ブレード3b2
によって摺擦され、所望の電荷量に帯電される。トナー
層厚規制ブレード3b2は0.1〜0.2mm程度のS
US板の上にポリアミド等の樹脂をコートしたものであ
り、トナー母体のスチレン樹脂とポリアミド樹脂は帯電
列の違いにより、互いに摺擦する事によりトナー母体の
スチレン樹脂がネガに帯電されるのである。
【0005】図12に示される様な従来の画像形成装置
の構成は、クリーニングブレードの先端を像担持体表面
に対してカウンターに当接させる事によって、未転写の
残留トナーすなわち転写残トナーを像担持体表面から除
去する。しかしながら、像担持体表面に当接するクリー
ニングブレードは像担持体表面を削り、摩耗させる。そ
の結果、クリーニング性が低下し、クリーニングブレー
ドからすり抜ける転写残トナーが帯電領域まで到達して
しまう。帯電ローラは所謂接触帯電方法であり、像担持
体表面が削られ摩耗すると、その部分が発生核となるト
ナー融着が発生しやすくなる。この傾向は転写残トナー
が多い程顕著となって現れる。
の構成は、クリーニングブレードの先端を像担持体表面
に対してカウンターに当接させる事によって、未転写の
残留トナーすなわち転写残トナーを像担持体表面から除
去する。しかしながら、像担持体表面に当接するクリー
ニングブレードは像担持体表面を削り、摩耗させる。そ
の結果、クリーニング性が低下し、クリーニングブレー
ドからすり抜ける転写残トナーが帯電領域まで到達して
しまう。帯電ローラは所謂接触帯電方法であり、像担持
体表面が削られ摩耗すると、その部分が発生核となるト
ナー融着が発生しやすくなる。この傾向は転写残トナー
が多い程顕著となって現れる。
【0006】こういった像担持体の削れやトナー融着
は、静電荷像担持体の静電潜像形成に重大な欠損を生じ
させる。具体的には、像担持体の削れは一次帯電を不可
とするため削れた部分がハーフトーン画像上に黒く現
れ、トナー融着は露光による潜像形成を不可とするため
ハーフトーン画像上に白く現れる。さらにはトナーの転
写性も悪化させてしまうことになる。そのため、前述の
転写不良と相まって、著しい画像欠陥となって現れ、場
合によっては相乗的に画質の悪化が早まることとなる。
は、静電荷像担持体の静電潜像形成に重大な欠損を生じ
させる。具体的には、像担持体の削れは一次帯電を不可
とするため削れた部分がハーフトーン画像上に黒く現
れ、トナー融着は露光による潜像形成を不可とするため
ハーフトーン画像上に白く現れる。さらにはトナーの転
写性も悪化させてしまうことになる。そのため、前述の
転写不良と相まって、著しい画像欠陥となって現れ、場
合によっては相乗的に画質の悪化が早まることとなる。
【0007】このような像担持体の削れや転写不良とい
う問題は、不定形トナー粒子から成るトナーを用いた場
合に発生しやすい。これは、不定形トナーの転写性が低
いことに加え、トナー粒子のエッジ部が像担持体表面を
引っ掻きやすいためと思われる。こういった中で特開昭
61−279864号公報においては形状係数SF−1
及びSF−2を規定したトナーが提案されている。しか
しながら、該公報には転写に関してなんの記載もなく、
また、実施例を行った結果、転写効率が低く、さらなる
改良が必要である。
う問題は、不定形トナー粒子から成るトナーを用いた場
合に発生しやすい。これは、不定形トナーの転写性が低
いことに加え、トナー粒子のエッジ部が像担持体表面を
引っ掻きやすいためと思われる。こういった中で特開昭
61−279864号公報においては形状係数SF−1
及びSF−2を規定したトナーが提案されている。しか
しながら、該公報には転写に関してなんの記載もなく、
また、実施例を行った結果、転写効率が低く、さらなる
改良が必要である。
【0008】加えて、削れの問題はトナー粒子表面に磁
性体が露出している磁性トナーを用いる場合特に顕著と
なる。これは露出した磁性体が像担持体に直接圧接され
ることを考えれば容易に納得されることである。
性体が露出している磁性トナーを用いる場合特に顕著と
なる。これは露出した磁性体が像担持体に直接圧接され
ることを考えれば容易に納得されることである。
【0009】さらには、転写残トナーが多くなると接触
帯電部材と像担持体とが十分な接触を保つことが難しく
なり、帯電性が悪化するため、反転現像などにおいては
非画像部へのトナーの転移、すなわちカブリが発生しや
すくなる。この現象は部材の抵抗が上がりやすい低湿下
においてよく見受けられる。
帯電部材と像担持体とが十分な接触を保つことが難しく
なり、帯電性が悪化するため、反転現像などにおいては
非画像部へのトナーの転移、すなわちカブリが発生しや
すくなる。この現象は部材の抵抗が上がりやすい低湿下
においてよく見受けられる。
【0010】また、図13に示すような従来の画像形成
装置に用いられる1成分非磁性現像方式現像方式では、
現像スリーブ3aにトナーを担持するのに磁気的な力を
利用せず、現像スリーブ3aの表面及びトナー層厚規制
ブレード3b2表面とのトナー摺擦によりトナーへのト
リボ付与を行い静電的な力のみで現像を行う為、現像機
構の安定化には現像スリーブ3aへのトナー塗布規制、
並びにトリボ付与が非常に重要となる。よってトナー、
現像スリーブ3a、規制ブレード3b2、RSローラ5
0それぞれの機能が現像器の品質に対して大きく作用
し、安定した現像器を製造するためには高度な部品管理
が必要となる。その結果製造コストアップが懸念され、
部品管理に対しより寛容で簡易な構成の現像器の構成が
望まれている。
装置に用いられる1成分非磁性現像方式現像方式では、
現像スリーブ3aにトナーを担持するのに磁気的な力を
利用せず、現像スリーブ3aの表面及びトナー層厚規制
ブレード3b2表面とのトナー摺擦によりトナーへのト
リボ付与を行い静電的な力のみで現像を行う為、現像機
構の安定化には現像スリーブ3aへのトナー塗布規制、
並びにトリボ付与が非常に重要となる。よってトナー、
現像スリーブ3a、規制ブレード3b2、RSローラ5
0それぞれの機能が現像器の品質に対して大きく作用
し、安定した現像器を製造するためには高度な部品管理
が必要となる。その結果製造コストアップが懸念され、
部品管理に対しより寛容で簡易な構成の現像器の構成が
望まれている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決した画像形成装置を提供することにある。
より詳しくは、本発明の目的は、感光体の削れ、転写不
良等による画像欠陥を抑制する画像形成装置を提供する
ことにある。
問題点を解決した画像形成装置を提供することにある。
より詳しくは、本発明の目的は、感光体の削れ、転写不
良等による画像欠陥を抑制する画像形成装置を提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の磁性ト
ナーを用いることにより、感光体の削れや転写中抜け等
の転写不良が著しく抑制され、長期間の使用においても
カブリその他の画像欠陥のない高精細な画像が安定して
得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の磁性ト
ナーを用いることにより、感光体の削れや転写中抜け等
の転写不良が著しく抑制され、長期間の使用においても
カブリその他の画像欠陥のない高精細な画像が安定して
得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0013】即ち、本発明は以下の通りである。 (1)静電潜像を担持するための像担持体と、前記像担
持体表面を帯電するための帯電手段と、前記像担持体表
面に、静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、
前記像担持体に対向するように配置され、表面に磁性ト
ナーを担持し、前記像担持体表面に形成された静電潜像
を前記磁性トナーにより現像してトナー像を形成するた
めのトナー担持体及びトナー担持体上の磁性トナーの層
厚を規制するためのトナー層厚規制部材を有する現像手
段と、前記像担持体上に当接し、形成されたトナー像を
転写材に静電転写する転写手段と、を有する画像形成装
置において、前記磁性トナーは、結着樹脂と磁性体とを
含有するトナー粒子と、無機微粉体とを有し、(ア)前
記磁性トナーの平均円形度は、0.970以上0.99
5以下であり、(イ)前記磁性トナーの79.6kA/
m(1000エルステッド)下における飽和磁化が10
Am2/kg(emu/g)以上50Am2/kg以下で
あり、(ウ)前記トナー担持体の表面粗度Ra(μm)
は0.2〜3.5であり、(エ)前記トナー層厚規制部
材が前記トナー担持体に当接する当接圧(N/m)は、
14.7〜68.6であることを特徴とする画像形成装
置。 (2)前記磁性トナーは、無機微粉体が疎水化処理され
ていることを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。 (3)前記磁性トナーは、無機微粉体がシリコーンオイ
ルで疎水化処理されていることを特徴とする(1)に記
載の画像形成装置。 (4)前記トナー担持体は、基体とこの基体を被覆して
いる被覆層を有し、前記被覆層は、被覆層用結着樹脂と
該被覆層用結着樹脂中に分散された導電性球状粒子を少
なくとも含有していることを特徴とする(1)〜(3)
のいずれかに記載の画像形成装置。 (5)前記導電性球状粒子の体積抵抗は、1×106Ω
・cm以下であることを特徴とする(4)に記載の画像
形成装置。 (6)前記導電性球状粒子は、個数平均粒径が0.3〜
30μmであり、真密度が3g/cm3以下であることを
特徴とする(4)または(5)に記載の画像形成装置。 (7)前記トナー層厚規制部材は、金属板とこの金属板
上に設けられた樹脂層を有し、前記樹脂層が前記トナー
担持体上の磁性トナーの層厚を規制することを特徴とす
る(1)〜(5)のいずれか一つに記載の画像形成装
置。
持体表面を帯電するための帯電手段と、前記像担持体表
面に、静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、
前記像担持体に対向するように配置され、表面に磁性ト
ナーを担持し、前記像担持体表面に形成された静電潜像
を前記磁性トナーにより現像してトナー像を形成するた
めのトナー担持体及びトナー担持体上の磁性トナーの層
厚を規制するためのトナー層厚規制部材を有する現像手
段と、前記像担持体上に当接し、形成されたトナー像を
転写材に静電転写する転写手段と、を有する画像形成装
置において、前記磁性トナーは、結着樹脂と磁性体とを
含有するトナー粒子と、無機微粉体とを有し、(ア)前
記磁性トナーの平均円形度は、0.970以上0.99
5以下であり、(イ)前記磁性トナーの79.6kA/
m(1000エルステッド)下における飽和磁化が10
Am2/kg(emu/g)以上50Am2/kg以下で
あり、(ウ)前記トナー担持体の表面粗度Ra(μm)
は0.2〜3.5であり、(エ)前記トナー層厚規制部
材が前記トナー担持体に当接する当接圧(N/m)は、
14.7〜68.6であることを特徴とする画像形成装
置。 (2)前記磁性トナーは、無機微粉体が疎水化処理され
ていることを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。 (3)前記磁性トナーは、無機微粉体がシリコーンオイ
ルで疎水化処理されていることを特徴とする(1)に記
載の画像形成装置。 (4)前記トナー担持体は、基体とこの基体を被覆して
いる被覆層を有し、前記被覆層は、被覆層用結着樹脂と
該被覆層用結着樹脂中に分散された導電性球状粒子を少
なくとも含有していることを特徴とする(1)〜(3)
のいずれかに記載の画像形成装置。 (5)前記導電性球状粒子の体積抵抗は、1×106Ω
・cm以下であることを特徴とする(4)に記載の画像
形成装置。 (6)前記導電性球状粒子は、個数平均粒径が0.3〜
30μmであり、真密度が3g/cm3以下であることを
特徴とする(4)または(5)に記載の画像形成装置。 (7)前記トナー層厚規制部材は、金属板とこの金属板
上に設けられた樹脂層を有し、前記樹脂層が前記トナー
担持体上の磁性トナーの層厚を規制することを特徴とす
る(1)〜(5)のいずれか一つに記載の画像形成装
置。
【0014】
【発明の実施の形態】<1>本発明における磁性トナー 本発明の画像形成装置に用いられる磁性トナーは、少な
くとも結着樹脂と磁性体とを含有するトナー粒子と、無
機微粉体から成る。
くとも結着樹脂と磁性体とを含有するトナー粒子と、無
機微粉体から成る。
【0015】本発明のトナーを粉砕法により製造する場
合の結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトル
エンなどのスチレン及びその置換体の単重合体、スチレ
ン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸
エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合
体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン
−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン
−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアク
リル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエ
チル共重合体、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
−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル
共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタク
リレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラ
ール、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹
脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性
ロジン、テンペル樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または
脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワ
ックス、カルナバワックスなどが単独或いは混合して使
用できる。特にスチレン系共重合体及びポリエステル樹
脂が現像特性、定着性等の点で好ましい。
合の結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトル
エンなどのスチレン及びその置換体の単重合体、スチレ
ン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸
エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合
体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン
−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン
−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアク
リル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエ
チル共重合体、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
−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル
共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタク
リレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラ
ール、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹
脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性
ロジン、テンペル樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または
脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワ
ックス、カルナバワックスなどが単独或いは混合して使
用できる。特にスチレン系共重合体及びポリエステル樹
脂が現像特性、定着性等の点で好ましい。
【0016】本発明の磁性トナーを重合法で得る場合
は、結着樹脂となりうる以下に挙げる重合性単量体を用
いることができる。重合性単量体としては、スチレン、
o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチル
スチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン
等のスチレン系単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−オクチ
ル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチ
ル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸
ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリ
ル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸
ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエ
チル等のメタクリル酸エステル類その他のアクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の単量体
が挙げられる。
は、結着樹脂となりうる以下に挙げる重合性単量体を用
いることができる。重合性単量体としては、スチレン、
o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチル
スチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン
等のスチレン系単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−オクチ
ル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシ
ル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチ
ル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸
n−プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸
ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリ
ル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸
ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエ
チル等のメタクリル酸エステル類その他のアクリロニト
リル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の単量体
が挙げられる。
【0017】本発明における磁性トナーに用いられる好
ましい磁性体の粒度としては、体積平均粒径が0.1〜
0.3μmであることが好ましい。
ましい磁性体の粒度としては、体積平均粒径が0.1〜
0.3μmであることが好ましい。
【0018】体積平均粒径が0.1μm未満の磁性体を
用いた磁性トナーから画像を得ると、画像の色味が赤味
にシフトし、画像の黒色度が不足したり、ハーフトーン
画像ではより赤味が強く感じられる傾向が強くなるなど
一般的に好ましいものではない。また、このようなトナ
ーをカラー画像に用いた場合には、色再現性が得られに
くくなったり、色空間の形状がいびつになる傾向がある
ため好ましくない。さらに、磁性体の表面積が増大する
ために分散性が悪化し、製造時に要するエネルギーが増
大し、効率的ではない。また、磁性体の添加量から得ら
れるべき画像の濃度が不足することもあり好ましいもの
ではない。
用いた磁性トナーから画像を得ると、画像の色味が赤味
にシフトし、画像の黒色度が不足したり、ハーフトーン
画像ではより赤味が強く感じられる傾向が強くなるなど
一般的に好ましいものではない。また、このようなトナ
ーをカラー画像に用いた場合には、色再現性が得られに
くくなったり、色空間の形状がいびつになる傾向がある
ため好ましくない。さらに、磁性体の表面積が増大する
ために分散性が悪化し、製造時に要するエネルギーが増
大し、効率的ではない。また、磁性体の添加量から得ら
れるべき画像の濃度が不足することもあり好ましいもの
ではない。
【0019】一方、磁性体の体積平均粒径が0.3μm
を越えると、一粒子あたりの質量が大きくなるため、製
造時に結着樹脂との比重差の影響でトナー表面に露出す
る確率が高まったり、製造装置の摩耗などが著しくなる
可能性が高まったり、分散物の沈降安定性などが低下す
るため好ましくない。
を越えると、一粒子あたりの質量が大きくなるため、製
造時に結着樹脂との比重差の影響でトナー表面に露出す
る確率が高まったり、製造装置の摩耗などが著しくなる
可能性が高まったり、分散物の沈降安定性などが低下す
るため好ましくない。
【0020】磁性体の粒径の測定方法としては、エポキ
シ樹脂中へ観察すべき磁性体粉末あるいはトナー粒子を
十分に分散させた後、温度40℃の雰囲気中で2日間硬
化させ得られた硬化物を、ミクロトームにより薄片状の
サンプルとして、透過型電子顕微鏡(TEM)において
1万倍ないしは4万倍の拡大倍率の写真で視野中の10
0個の磁性体粒子を観察し、その投影面積を求め、得ら
れた面積の円相当径を計算して求める。
シ樹脂中へ観察すべき磁性体粉末あるいはトナー粒子を
十分に分散させた後、温度40℃の雰囲気中で2日間硬
化させ得られた硬化物を、ミクロトームにより薄片状の
サンプルとして、透過型電子顕微鏡(TEM)において
1万倍ないしは4万倍の拡大倍率の写真で視野中の10
0個の磁性体粒子を観察し、その投影面積を求め、得ら
れた面積の円相当径を計算して求める。
【0021】このような磁性体は、コバルト、ニッケ
ル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウムなどの
元素を含んでも良い、四三酸化鉄、γ−酸化鉄等の酸化
鉄を主成分とするものであり、これらを1種または2種
以上併用して用いることができる。
ル、銅、マグネシウム、マンガン、アルミニウムなどの
元素を含んでも良い、四三酸化鉄、γ−酸化鉄等の酸化
鉄を主成分とするものであり、これらを1種または2種
以上併用して用いることができる。
【0022】磁性体の粒子形状としては、主として8面
体以上の多面体あるいは球状であるものが好ましく用い
られる。
体以上の多面体あるいは球状であるものが好ましく用い
られる。
【0023】こういった磁性体の形状はSEMなどによ
って確認することができる。すなわち、SEMにより磁
性体粒子の形状を観察し、粒子個数割合が最も多い形状
をもって試料の粒子形状とする。
って確認することができる。すなわち、SEMにより磁
性体粒子の形状を観察し、粒子個数割合が最も多い形状
をもって試料の粒子形状とする。
【0024】本発明で使用される磁性トナーは、磁場7
9.6kA/m(1000エルステッド)下における磁
性トナーの飽和磁化が10Am2/kg以上50Am2/
kg以下であることが好ましい。
9.6kA/m(1000エルステッド)下における磁
性トナーの飽和磁化が10Am2/kg以上50Am2/
kg以下であることが好ましい。
【0025】10Am2/kg(emu/g)より低い
と、トナー担持体への保持力が低下し、トナー担持体上
におけるトナーコートが不安定となり、カブリや現像ス
ジといった画質劣化を招くことがある。一方、50Am
2/kgを越えるとトナー担持体への保持力が強まり現
像性が低下することがある。
と、トナー担持体への保持力が低下し、トナー担持体上
におけるトナーコートが不安定となり、カブリや現像ス
ジといった画質劣化を招くことがある。一方、50Am
2/kgを越えるとトナー担持体への保持力が強まり現
像性が低下することがある。
【0026】本発明において磁性トナーの磁気特性は、
振動型磁力計VSM P−1−10(東英工業社製)を
用いて、25℃の室温にて外部磁場79.6kA/mで
測定する方法により実施可能である。
振動型磁力計VSM P−1−10(東英工業社製)を
用いて、25℃の室温にて外部磁場79.6kA/mで
測定する方法により実施可能である。
【0027】また、本発明の磁性トナーの磁化を上記範
囲とするには、磁性トナーに含有する磁性体の磁性特性
及び含有量を制御すればよい。
囲とするには、磁性トナーに含有する磁性体の磁性特性
及び含有量を制御すればよい。
【0028】本発明における磁性トナーは、上記結着樹
脂および磁性体以外に、通常用いられるワックス等の離
型剤、荷電制御剤、シリカ等の無機微粒子等を内添及び
/または外添させることも可能である。
脂および磁性体以外に、通常用いられるワックス等の離
型剤、荷電制御剤、シリカ等の無機微粒子等を内添及び
/または外添させることも可能である。
【0029】さらに実質的な悪影響を与えない範囲内で
更に他の添加剤、例えばテフロン(登録商標)粉末、ス
テアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き
滑剤粉末、あるいは酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、
チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤、あるいは例
えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末などの流動
性付与剤、ケーキング防止剤、また、逆極性の有機微粒
子、及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いるこ
ともできる。これらの添加剤は、表面を疎水化処理して
用いることも可能である。
更に他の添加剤、例えばテフロン(登録商標)粉末、ス
テアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き
滑剤粉末、あるいは酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、
チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤、あるいは例
えば酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末などの流動
性付与剤、ケーキング防止剤、また、逆極性の有機微粒
子、及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いるこ
ともできる。これらの添加剤は、表面を疎水化処理して
用いることも可能である。
【0030】また、磁性体以外に他の着色剤を併用して
も良い。併用し得る着色材料としては、磁性あるいは非
磁性無機化合物、公知の染料及び顔料が挙げられる。具
体的には、例えば、コバルト、ニッケルなどの強磁性金
属粒子、またはこれらにクロム、マンガン、銅、亜鉛、
アルミニウム、希土類元素などを加えた合金、ヘマタイ
トなどの粒子、チタンブラック、ニグロシン染料/顔
料、カーボンブラック、フタロシアニン等が挙げられ
る。これらもまた、表面を処理して用いても良い。
も良い。併用し得る着色材料としては、磁性あるいは非
磁性無機化合物、公知の染料及び顔料が挙げられる。具
体的には、例えば、コバルト、ニッケルなどの強磁性金
属粒子、またはこれらにクロム、マンガン、銅、亜鉛、
アルミニウム、希土類元素などを加えた合金、ヘマタイ
トなどの粒子、チタンブラック、ニグロシン染料/顔
料、カーボンブラック、フタロシアニン等が挙げられ
る。これらもまた、表面を処理して用いても良い。
【0031】本発明における磁性トナーは、下記式
(I)により求められる前記磁性トナーの円形度は、
0.970以上0.995以下である。
(I)により求められる前記磁性トナーの円形度は、
0.970以上0.995以下である。
【0032】
【数1】円形度(a)=L0/L 式(I) (式中、 L0は磁性トナー粒子像と同じ投影面積をもつ
円の周囲長を示し、Lは磁性トナー粒子の投影像の周囲
長を示す。) 円形度が0.970以上のトナー(トナー粒子群で構成
される粉体)から構成されるトナーは、転写性に非常に
優れている。これはトナー粒子と像担持体との接触面積
が小さく、鏡像力やファンデルワールス力等に起因する
トナー粒子の像担持体への付着力が低下するためと考え
られる。従って、このような磁性トナーを用いれば転写
残トナーが非常に低減するため、帯電部材と感光体との
圧接部におけるトナーが非常に少なく、感光体の削れ及
びトナー融着が防止され、画像欠陥が著しく抑制される
ものと考えられる。
円の周囲長を示し、Lは磁性トナー粒子の投影像の周囲
長を示す。) 円形度が0.970以上のトナー(トナー粒子群で構成
される粉体)から構成されるトナーは、転写性に非常に
優れている。これはトナー粒子と像担持体との接触面積
が小さく、鏡像力やファンデルワールス力等に起因する
トナー粒子の像担持体への付着力が低下するためと考え
られる。従って、このような磁性トナーを用いれば転写
残トナーが非常に低減するため、帯電部材と感光体との
圧接部におけるトナーが非常に少なく、感光体の削れ及
びトナー融着が防止され、画像欠陥が著しく抑制される
ものと考えられる。
【0033】さらに、円形度が0.970以上のトナー
粒子は表面のエッジ部がほとんど無いため、帯電部材と
像担持体との圧接部において像担持体表面を引っ掻くこ
とが無いことから、像担持体表面の削れが抑制されるこ
とも挙げられる。
粒子は表面のエッジ部がほとんど無いため、帯電部材と
像担持体との圧接部において像担持体表面を引っ掻くこ
とが無いことから、像担持体表面の削れが抑制されるこ
とも挙げられる。
【0034】これらの効果は、転写中抜けの発生しやす
い接触転写工程を含む画像形成方法においては、より顕
著となって現れる。
い接触転写工程を含む画像形成方法においては、より顕
著となって現れる。
【0035】本発明における平均円形度は、粒子の形状
を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであ
り、本発明では東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置
「FPIA−1000」を用いて測定を行い、3μm以
上の円相当径の粒子群について測定された各粒子の円形
度(Ci)を下式(1)により求め、さらに下記式
(2)で示すように測定された全粒子の円形度の総和を
全粒子数(m)で除した値を平均円形度(Cm)と定義
する。 式(1) 式(2) なお、本発明で用いる測定装置である「FPIA−10
00」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度の算出
に当たって、粒子を得られた円形度によって、円形度
0.40〜1.00を61分割したクラスに分け、分割
点の中心値と頻度を用いて平均円形度の算出を行う算出
法を用いている。しかしながら、この算出法で算出され
る平均円形度の各値と、上述した各粒子の円形度を直接
用いる算出式によって算出される平均円形度の各値との
誤差は、非常に少なく、実質的には無視できる程度のも
のであり、本発明においては、算出時間の短縮化や算出
演算式の簡略化の如きデータの取り扱い上の理由で、上
述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用
し、一部変更したこのような算出法を用いても良い。
を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであ
り、本発明では東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置
「FPIA−1000」を用いて測定を行い、3μm以
上の円相当径の粒子群について測定された各粒子の円形
度(Ci)を下式(1)により求め、さらに下記式
(2)で示すように測定された全粒子の円形度の総和を
全粒子数(m)で除した値を平均円形度(Cm)と定義
する。 式(1) 式(2) なお、本発明で用いる測定装置である「FPIA−10
00」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度の算出
に当たって、粒子を得られた円形度によって、円形度
0.40〜1.00を61分割したクラスに分け、分割
点の中心値と頻度を用いて平均円形度の算出を行う算出
法を用いている。しかしながら、この算出法で算出され
る平均円形度の各値と、上述した各粒子の円形度を直接
用いる算出式によって算出される平均円形度の各値との
誤差は、非常に少なく、実質的には無視できる程度のも
のであり、本発明においては、算出時間の短縮化や算出
演算式の簡略化の如きデータの取り扱い上の理由で、上
述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用
し、一部変更したこのような算出法を用いても良い。
【0036】具体的な測定手順としては、界面活性剤約
0.1mgを溶解している水10mlに、磁性トナー約
5mgを分散させて分散液を調製し、超音波(20kH
z、50W)を分散液に5分間照射し、分散液濃度を5
000〜2万個/μlとして、前記装置により測定を行
い、3μm以上の円相当径の粒子群の平均円形度及びモ
ード円形度を求める。
0.1mgを溶解している水10mlに、磁性トナー約
5mgを分散させて分散液を調製し、超音波(20kH
z、50W)を分散液に5分間照射し、分散液濃度を5
000〜2万個/μlとして、前記装置により測定を行
い、3μm以上の円相当径の粒子群の平均円形度及びモ
ード円形度を求める。
【0037】本発明における平均円形度とは、磁性トナ
ーの凹凸の度合いの指標であり、磁性トナーが完全な球
形の場合1.000を示し、磁性トナーの表面形状が複
雑になるほど平均円形度は小さな値となる。
ーの凹凸の度合いの指標であり、磁性トナーが完全な球
形の場合1.000を示し、磁性トナーの表面形状が複
雑になるほど平均円形度は小さな値となる。
【0038】なお、本測定において3μm以上の円相当
径の粒子群についてのみ円形度を測定する理由は、3μ
m未満の円相当径の粒子群にはトナー粒子とは独立して
存在する外部添加剤の粒子群も多数含まれるため、その
影響によりトナー粒子群についての円形度が正確に見積
もれないからである。
径の粒子群についてのみ円形度を測定する理由は、3μ
m未満の円相当径の粒子群にはトナー粒子とは独立して
存在する外部添加剤の粒子群も多数含まれるため、その
影響によりトナー粒子群についての円形度が正確に見積
もれないからである。
【0039】本発明に係わるトナーの必須要件である円
形度が0.970以上0.995以下という物性を得る
ためには、機械的・熱的あるいは何らかの特殊な球形化
処理を行うことが必要となる。
形度が0.970以上0.995以下という物性を得る
ためには、機械的・熱的あるいは何らかの特殊な球形化
処理を行うことが必要となる。
【0040】そこで、上述の諸問題を解決するため、本
発明においては、トナーを懸濁重合法により製造するこ
とが好ましい。
発明においては、トナーを懸濁重合法により製造するこ
とが好ましい。
【0041】本発明の画像形成装置に関わる重合トナー
の製造方法では、一般に重合性単量体中に磁性体、離型
剤、可塑剤、荷電制御剤、架橋剤、場合によって着色剤
等のトナーとして必要な成分及びその他の添加剤、例え
ば重合反応で生成する重合体の粘度を低下させるために
入れる有機溶媒、高分子重合体、分散剤等を適宜加え
て、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音
波分散機等の分散機に依って均一に溶解または分散せし
めた単量体系を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸
濁する。この時、高速攪拌機もしくは超音波分散機のよ
うな高速分散機を使用して一気に所望のトナー粒子のサ
イズとするほうが、得られるトナー粒子の粒径がシャー
プになる。重合開始剤の添加の時期としては、重合性単
量体中に他の添加剤を添加するとき同時に加えても良い
し、水系媒体中に懸濁する直前に混合してもよい。ま
た、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体あ
るいは溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもでき
る。
の製造方法では、一般に重合性単量体中に磁性体、離型
剤、可塑剤、荷電制御剤、架橋剤、場合によって着色剤
等のトナーとして必要な成分及びその他の添加剤、例え
ば重合反応で生成する重合体の粘度を低下させるために
入れる有機溶媒、高分子重合体、分散剤等を適宜加え
て、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音
波分散機等の分散機に依って均一に溶解または分散せし
めた単量体系を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸
濁する。この時、高速攪拌機もしくは超音波分散機のよ
うな高速分散機を使用して一気に所望のトナー粒子のサ
イズとするほうが、得られるトナー粒子の粒径がシャー
プになる。重合開始剤の添加の時期としては、重合性単
量体中に他の添加剤を添加するとき同時に加えても良い
し、水系媒体中に懸濁する直前に混合してもよい。ま
た、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体あ
るいは溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもでき
る。
【0042】本発明の画像形成装置に関わる重合トナー
を製造する場合には、分散安定剤として公知の界面活性
剤や有機・無機分散剤が使用でき、中でも無機分散剤が
有害な超微粉を生じ難く、その立体障害性により分散安
定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩
れ難く、洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いので、
好ましく使用できる。
を製造する場合には、分散安定剤として公知の界面活性
剤や有機・無機分散剤が使用でき、中でも無機分散剤が
有害な超微粉を生じ難く、その立体障害性により分散安
定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩
れ難く、洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いので、
好ましく使用できる。
【0043】前記重合工程においては、重合温度は40
℃以上、一般には50〜90℃の温度に設定して重合を
行なう。この温度範囲で重合を行なうと、内部に封じら
れるべき離型剤やワックスの類が、相分離により析出し
て内包化がより完全となる。残存する重合性単量体を消
費するために、重合反応終期ならば、反応温度を90〜
150℃にまで上げることは可能である。
℃以上、一般には50〜90℃の温度に設定して重合を
行なう。この温度範囲で重合を行なうと、内部に封じら
れるべき離型剤やワックスの類が、相分離により析出し
て内包化がより完全となる。残存する重合性単量体を消
費するために、重合反応終期ならば、反応温度を90〜
150℃にまで上げることは可能である。
【0044】さらにまた本発明に係わるトナーは、単量
体は可溶で、得られる重合体が不溶である水系有機溶剤
を用い直接トナーを生成する分散重合方法又は水溶性極
性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソー
プフリー重合方法に代表される乳化重合方法等を用いト
ナーを製造する方法でも製造が可能である。
体は可溶で、得られる重合体が不溶である水系有機溶剤
を用い直接トナーを生成する分散重合方法又は水溶性極
性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソー
プフリー重合方法に代表される乳化重合方法等を用いト
ナーを製造する方法でも製造が可能である。
【0045】重合トナー粒子は重合終了後、公知の方法
によって濾過、洗浄、乾燥を行い、無機微粉体を混合し
表面に付着させることで、トナーを得ることができる。
また、製造工程に分級工程を入れ、粗粉や微粉をカット
することも、本発明の望ましい形態の一つである。
によって濾過、洗浄、乾燥を行い、無機微粉体を混合し
表面に付着させることで、トナーを得ることができる。
また、製造工程に分級工程を入れ、粗粉や微粉をカット
することも、本発明の望ましい形態の一つである。
【0046】この懸濁重合法で得られるトナー(以後重
合トナー)は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っ
ているため、円形度が0.970以上0.995以下と
いう本発明に必須な物性要件を満たすトナーが得られや
すく、さらにこういったトナーは帯電量の分布も比較的
均一となるため高い転写性を有している。
合トナー)は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っ
ているため、円形度が0.970以上0.995以下と
いう本発明に必須な物性要件を満たすトナーが得られや
すく、さらにこういったトナーは帯電量の分布も比較的
均一となるため高い転写性を有している。
【0047】また、本発明に関わるトナーは粉砕法によ
っても製造することができる。粉砕法により製造する場
合は、公知の方法が用いられるが、例えば上述の結着樹
脂、磁性体、離型剤、荷電制御剤、場合によって着色剤
等のトナーとして必要な成分及びその他の添加剤等をヘ
ンシェルミキサー、ボールミル等の混合器により十分混
合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの
如き熱混練機を用いて熔融混練して樹脂類をお互いに相
熔させた中に、磁性体等の他のトナー材料を分散又は溶
解させ、冷却固化、粉砕後、分級、必要に応じて表面処
理を行ってトナー粒子を得ることができる。分級及び表
面処理の順序はどちらが先でもよい。分級工程において
は生産効率上、多分割分級機を用いることが好ましい。
粉砕工程は、機械衝撃式、ジェット式等の公知の粉砕装
置を用いた方法により行うことができる。
っても製造することができる。粉砕法により製造する場
合は、公知の方法が用いられるが、例えば上述の結着樹
脂、磁性体、離型剤、荷電制御剤、場合によって着色剤
等のトナーとして必要な成分及びその他の添加剤等をヘ
ンシェルミキサー、ボールミル等の混合器により十分混
合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの
如き熱混練機を用いて熔融混練して樹脂類をお互いに相
熔させた中に、磁性体等の他のトナー材料を分散又は溶
解させ、冷却固化、粉砕後、分級、必要に応じて表面処
理を行ってトナー粒子を得ることができる。分級及び表
面処理の順序はどちらが先でもよい。分級工程において
は生産効率上、多分割分級機を用いることが好ましい。
粉砕工程は、機械衝撃式、ジェット式等の公知の粉砕装
置を用いた方法により行うことができる。
【0048】本発明に係わる特定の円形度を有するトナ
ーを得るためには、さらに熱をかけて粉砕したり、ある
いは補助的に機械的衝撃を加える処理をすることが好ま
しい。また、微粉砕(必要に応じて分級)されたトナー
粒子を熱水中に分散させる湯浴法、熱気流中を通過させ
る方法などを用いてもよい。
ーを得るためには、さらに熱をかけて粉砕したり、ある
いは補助的に機械的衝撃を加える処理をすることが好ま
しい。また、微粉砕(必要に応じて分級)されたトナー
粒子を熱水中に分散させる湯浴法、熱気流中を通過させ
る方法などを用いてもよい。
【0049】機械的衝撃を加える手段としては、例えば
川崎重工社製のクリプトロンシステムやターボ工業社製
のターボミル等の機械衝撃式粉砕機を用いる方法、ま
た、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステム
や奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム
等の装置のように、高速回転する羽根によりトナーをケ
ーシングの内側に遠心力により押しつけ、圧縮力、摩擦
力等の力によりトナーに機械的衝撃力を加える方法が挙
げられる。
川崎重工社製のクリプトロンシステムやターボ工業社製
のターボミル等の機械衝撃式粉砕機を用いる方法、ま
た、ホソカワミクロン社製のメカノフージョンシステム
や奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム
等の装置のように、高速回転する羽根によりトナーをケ
ーシングの内側に遠心力により押しつけ、圧縮力、摩擦
力等の力によりトナーに機械的衝撃力を加える方法が挙
げられる。
【0050】機械的衝撃法を用いる場合においては、処
理温度をトナーのガラス転移点Tg付近の温度(Tg±
10℃)を加える熱機械的衝撃が、凝集防止、生産性の
寒天から好ましい。さらに好ましくは、トナーのガラス
転移点Tg±5℃の範囲の温度で行うことが、転写効率
を向上させるのに特に有効である。
理温度をトナーのガラス転移点Tg付近の温度(Tg±
10℃)を加える熱機械的衝撃が、凝集防止、生産性の
寒天から好ましい。さらに好ましくは、トナーのガラス
転移点Tg±5℃の範囲の温度で行うことが、転写効率
を向上させるのに特に有効である。
【0051】本発明では、上記磁性トナーを用いること
により、像担持体の削れや転写中抜け等の転写不良が著
しく抑制され、長期間の使用においてもカブリその他の
画像欠陥の無い高精細な画像が安定して得られる画像形
成装置を提供できる。さらには、均一な接触帯電性が得
にくい低湿下においても十分有効であり、やはり高精細
な印刷画像を長期に渡って得られることも判明した。<
2>本発明の画像形成装置本発明の画像形成装置は、像
担持体と帯電手段と静電潜像形成手段、現像手段と転写
手段とを有する画像形成装置において、現像手段は、ト
ナー担持体と、該トナー担持体上の磁性トナーの層厚を
規制するトナー層厚規制部材とを有し、トナー担持体の
表面粗度Ra(μm)は0.2〜3.5であり、トナー
層厚規制部材が前記トナー担持体に当接する当接圧(N
/m)は、14.7〜68.6である。
により、像担持体の削れや転写中抜け等の転写不良が著
しく抑制され、長期間の使用においてもカブリその他の
画像欠陥の無い高精細な画像が安定して得られる画像形
成装置を提供できる。さらには、均一な接触帯電性が得
にくい低湿下においても十分有効であり、やはり高精細
な印刷画像を長期に渡って得られることも判明した。<
2>本発明の画像形成装置本発明の画像形成装置は、像
担持体と帯電手段と静電潜像形成手段、現像手段と転写
手段とを有する画像形成装置において、現像手段は、ト
ナー担持体と、該トナー担持体上の磁性トナーの層厚を
規制するトナー層厚規制部材とを有し、トナー担持体の
表面粗度Ra(μm)は0.2〜3.5であり、トナー
層厚規制部材が前記トナー担持体に当接する当接圧(N
/m)は、14.7〜68.6である。
【0052】画像形成装置が非磁性1成分現像方式の構
成である場合、前述のように現像系の安定性を維持する
事が困難となる傾向がある。しかしながら本発明では、
トナー粒子に磁性体を含有する事によって、トナー担持
体上に磁性トナーを安定して保持する事ができ、現像系
全体の構成が容易となる。本発明における磁性トナーは
トナー粒子の形状がおおよそ球形であり、これによりト
ナー粒子とトナー担持体との接触面積が小さく、鏡像力
やファンデルワールス力等に起因するトナー粒子のトナ
ー担持体への付着力が低下することを説明した。
成である場合、前述のように現像系の安定性を維持する
事が困難となる傾向がある。しかしながら本発明では、
トナー粒子に磁性体を含有する事によって、トナー担持
体上に磁性トナーを安定して保持する事ができ、現像系
全体の構成が容易となる。本発明における磁性トナーは
トナー粒子の形状がおおよそ球形であり、これによりト
ナー粒子とトナー担持体との接触面積が小さく、鏡像力
やファンデルワールス力等に起因するトナー粒子のトナ
ー担持体への付着力が低下することを説明した。
【0053】しかしながら、トナー粒子相互に関しても
同様の作用が働き、トナー粒子間の付着力は低下する。
そのため、トナー粒子間の相互摩擦力も低下すると考え
られる。その結果、トナー層厚規制部材としてのトナー
層厚規制ブレードでの摺擦が一様に施せなくなる事が懸
念され、前記概略球形のトナーを用いても安定した電荷
付与性がえられる事が望まれる。本発明では、トナー担
持体の表面粗度Ra(μm)を0.2〜3.5とする事
によって、本発明に使われる磁性体を含有する概略球形
の磁性トナーであっても、トナー層厚規制ブレードでの
摺擦を一様に施してトナー粒子に対して適正な電荷を与
える事が出来るのである。この下限を下回ると、トナー
粒径に対して表面粗度が小さくなるので、物理的にトナ
ー粒子を一様に担持する事が難しくなる。この上限を上
回ると、トナー担持体上にトナー粒子が過度にコートさ
れてしまい、トナー粒子間の相互摩擦力が小さいために
トナー層厚規制ブレードでの摺擦が一様に施せなくな
る。
同様の作用が働き、トナー粒子間の付着力は低下する。
そのため、トナー粒子間の相互摩擦力も低下すると考え
られる。その結果、トナー層厚規制部材としてのトナー
層厚規制ブレードでの摺擦が一様に施せなくなる事が懸
念され、前記概略球形のトナーを用いても安定した電荷
付与性がえられる事が望まれる。本発明では、トナー担
持体の表面粗度Ra(μm)を0.2〜3.5とする事
によって、本発明に使われる磁性体を含有する概略球形
の磁性トナーであっても、トナー層厚規制ブレードでの
摺擦を一様に施してトナー粒子に対して適正な電荷を与
える事が出来るのである。この下限を下回ると、トナー
粒径に対して表面粗度が小さくなるので、物理的にトナ
ー粒子を一様に担持する事が難しくなる。この上限を上
回ると、トナー担持体上にトナー粒子が過度にコートさ
れてしまい、トナー粒子間の相互摩擦力が小さいために
トナー層厚規制ブレードでの摺擦が一様に施せなくな
る。
【0054】しかしながら、表面粗さを上記範囲内にす
るだけではトナー層厚規制ブレードによる摩擦帯電が不
充分となり、磁性トナー粒子に対して適切な電荷を付与
する事が出来ないことがある。適切なトリボを有さない
磁性トナー粒子は、感光ドラム等の像担持体上に現像さ
れたあと、前記のような転写プロセスにおいて転写材に
転写されず、転写不良となる。これは、磁性トナー粒子
を概略球形として転写効率を高める作用を阻害する事に
なる。よって、その形状に関わらず、磁性トナー粒子に
対して適切な電荷を付与する事は必須要件となる。
るだけではトナー層厚規制ブレードによる摩擦帯電が不
充分となり、磁性トナー粒子に対して適切な電荷を付与
する事が出来ないことがある。適切なトリボを有さない
磁性トナー粒子は、感光ドラム等の像担持体上に現像さ
れたあと、前記のような転写プロセスにおいて転写材に
転写されず、転写不良となる。これは、磁性トナー粒子
を概略球形として転写効率を高める作用を阻害する事に
なる。よって、その形状に関わらず、磁性トナー粒子に
対して適切な電荷を付与する事は必須要件となる。
【0055】本発明では、本発明に使われる磁性体を含
有する概略球形の磁性トナーであっても、トナー層厚規
制ブレードでの摺擦を一様に施してトナー粒子に対して
適正な電荷を与えるようにするために、トナー担持体の
表面粗度Ra(μm)は0.2〜3.5である。これに
対し、トナー担持体上にコートされた磁性トナーを適切
に規制し、電荷付与するためにはトナー層厚規制ブレー
ドがトナー担持体表面に当接する当接圧(N/m)が1
4.7〜68.6とする。
有する概略球形の磁性トナーであっても、トナー層厚規
制ブレードでの摺擦を一様に施してトナー粒子に対して
適正な電荷を与えるようにするために、トナー担持体の
表面粗度Ra(μm)は0.2〜3.5である。これに
対し、トナー担持体上にコートされた磁性トナーを適切
に規制し、電荷付与するためにはトナー層厚規制ブレー
ドがトナー担持体表面に当接する当接圧(N/m)が1
4.7〜68.6とする。
【0056】さらに望ましくは、(1)表面粗度Ra
(μm)上限領域に対応した当接圧(N/m)下限領
域、(2)表面粗度Ra(μm)下限領域に対応した当
接圧(N/m)上限領域は除かれる事が好ましい。
(1)の領域では、磁性トナー粒子に対し適正な電荷を
付与することが出来ず、感光ドラム上に飛翔した磁性ト
ナー粒子の転写残が多くなる。また、(2)の領域では
トナー担持体の表面粗度が小さいのに対し、トナー層厚
規制ブレードの当接圧は大きい。概略球形の磁性トナー
では粒子間の相互摩擦力が小さい事は前述した通りであ
る。この様な系においてはトナー担持体上の表面粗度が
小さい為に磁性トナーのコート量が少なくなり、トナー
層厚規制部材の当接圧が高い条件下では、磁性トナー粒
子が偏在し、トナー担持体上において筋が生じ、一様な
電荷付与が難しくなると考えられる。より具体的には、
図6に示される領域Aにおける表面粗度と当接圧を満た
す範囲が挙げられ、特に好ましいトナー担持体の表面粗
度Ra(μm)は、0.5〜3.5であり、トナー層厚
規制ブレードがトナー担持体上面に当接する当接圧(N
/m)は、14.7〜58.8である。
(μm)上限領域に対応した当接圧(N/m)下限領
域、(2)表面粗度Ra(μm)下限領域に対応した当
接圧(N/m)上限領域は除かれる事が好ましい。
(1)の領域では、磁性トナー粒子に対し適正な電荷を
付与することが出来ず、感光ドラム上に飛翔した磁性ト
ナー粒子の転写残が多くなる。また、(2)の領域では
トナー担持体の表面粗度が小さいのに対し、トナー層厚
規制ブレードの当接圧は大きい。概略球形の磁性トナー
では粒子間の相互摩擦力が小さい事は前述した通りであ
る。この様な系においてはトナー担持体上の表面粗度が
小さい為に磁性トナーのコート量が少なくなり、トナー
層厚規制部材の当接圧が高い条件下では、磁性トナー粒
子が偏在し、トナー担持体上において筋が生じ、一様な
電荷付与が難しくなると考えられる。より具体的には、
図6に示される領域Aにおける表面粗度と当接圧を満た
す範囲が挙げられ、特に好ましいトナー担持体の表面粗
度Ra(μm)は、0.5〜3.5であり、トナー層厚
規制ブレードがトナー担持体上面に当接する当接圧(N
/m)は、14.7〜58.8である。
【0057】本発明において、トナー担持体の表面粗度
Raは、JIS表面粗さ「JISB 0601」に基づ
き、表面粗度測定器(サーフコーダSE−30H、株式
会社小坂研究所社製)を用いて測定される中心線平均粗
さに相当する。具体的には、粗さ曲線からその中心線の
方向に測定長さRaとして2.5mmの部分を抜き取
り、この抜き取り部分の中心線をX軸、縦倍率の方向を
Y軸、粗さ曲線をy=f(x)で表したとき、次式(I
I)によって求められる値をミクロメートル(μm)で
表したものを言う。
Raは、JIS表面粗さ「JISB 0601」に基づ
き、表面粗度測定器(サーフコーダSE−30H、株式
会社小坂研究所社製)を用いて測定される中心線平均粗
さに相当する。具体的には、粗さ曲線からその中心線の
方向に測定長さRaとして2.5mmの部分を抜き取
り、この抜き取り部分の中心線をX軸、縦倍率の方向を
Y軸、粗さ曲線をy=f(x)で表したとき、次式(I
I)によって求められる値をミクロメートル(μm)で
表したものを言う。
【0058】
【数2】 トナー層厚規制部材がトナー担持体上面に対する当接圧
の測定方法は、具体的には以下の通りである。 まず20μm厚のSUSシートを2枚用意し、引き抜
き部材A、Bとする。引き抜き部材Bを二つ折りとして
図13の様に引き抜き部材Aを挟み込む。 これを図14に示すような構成治具にセットする。 このとき、引き抜き部材にかかる力F0は60gfく
らいにする。F0の量り方は重り部をバネばかりCで持
ち上げ、浮いた瞬間の重量とする。F0を記録する。 引き抜き部材Aをバネばかりで水平に等速で引き、そ
のときの値を読む。これをF1とする。以上で引き抜き
部材の校正が完了する。 引き抜き部材Aを半分に折ったBの間に挟む。 引き抜き部材セットをブレードとスリーブの間に挟
む。 バネばかりを引き抜き部材Aの先端に引っかける。 バネばかりが鉛直上方にまっすぐ引けるように現像器
を傾ける。 バネばかりをゆっくり等速で引いて、そのときの目盛
りを読む。これをF2とする。 計算法 まず、摩擦係数μを求める。水平に引くため、バネばか
りの補正(+10)を加える。 μ=(F1+10)/F0 線圧f(gf/cm)の求め方。 f=F2/μ×(10/15)(ここで引き抜き部材A
の幅は15mmとする) 本発明の画像形成装置におけるトナー担持体の表面粗度
を上記範囲とするには、例えば、後述の粗し剤としての
球状炭素粒子のトナー担持体の被覆層に用いる量を変え
ることにより可能となる。即ち、球状炭素粒子を多く入
れれば表面粗さはより大きくなり、少なく入れれば表面
粗さは小さくなる。
の測定方法は、具体的には以下の通りである。 まず20μm厚のSUSシートを2枚用意し、引き抜
き部材A、Bとする。引き抜き部材Bを二つ折りとして
図13の様に引き抜き部材Aを挟み込む。 これを図14に示すような構成治具にセットする。 このとき、引き抜き部材にかかる力F0は60gfく
らいにする。F0の量り方は重り部をバネばかりCで持
ち上げ、浮いた瞬間の重量とする。F0を記録する。 引き抜き部材Aをバネばかりで水平に等速で引き、そ
のときの値を読む。これをF1とする。以上で引き抜き
部材の校正が完了する。 引き抜き部材Aを半分に折ったBの間に挟む。 引き抜き部材セットをブレードとスリーブの間に挟
む。 バネばかりを引き抜き部材Aの先端に引っかける。 バネばかりが鉛直上方にまっすぐ引けるように現像器
を傾ける。 バネばかりをゆっくり等速で引いて、そのときの目盛
りを読む。これをF2とする。 計算法 まず、摩擦係数μを求める。水平に引くため、バネばか
りの補正(+10)を加える。 μ=(F1+10)/F0 線圧f(gf/cm)の求め方。 f=F2/μ×(10/15)(ここで引き抜き部材A
の幅は15mmとする) 本発明の画像形成装置におけるトナー担持体の表面粗度
を上記範囲とするには、例えば、後述の粗し剤としての
球状炭素粒子のトナー担持体の被覆層に用いる量を変え
ることにより可能となる。即ち、球状炭素粒子を多く入
れれば表面粗さはより大きくなり、少なく入れれば表面
粗さは小さくなる。
【0059】本発明の画像形成装置におけるトナー担持
体は、基体とこの基体を被覆している被覆層を有し、前
記被覆層は、被覆層用結着樹脂と該被覆層用結着樹脂中
に分散された導電性球状粒子を少なくとも含有している
ことが好ましい。
体は、基体とこの基体を被覆している被覆層を有し、前
記被覆層は、被覆層用結着樹脂と該被覆層用結着樹脂中
に分散された導電性球状粒子を少なくとも含有している
ことが好ましい。
【0060】導電性球状粒子は、トナー担持体の導電性
被覆層表面に均一な表面粗度を保持させると同時に、被
覆層表面が磨耗した場合でも被覆層の表面粗度の変化が
少なく、且つトナー汚染やトナー融着を発生しにくくす
る事が出来る。
被覆層表面に均一な表面粗度を保持させると同時に、被
覆層表面が磨耗した場合でも被覆層の表面粗度の変化が
少なく、且つトナー汚染やトナー融着を発生しにくくす
る事が出来る。
【0061】トナー担持体に用いられる基体としては、
アルミニウム、ステンレス等の非磁性金属が挙げられ
る。
アルミニウム、ステンレス等の非磁性金属が挙げられ
る。
【0062】トナー担持体の被覆層に用いられる被覆層
用結着樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、ビニル
系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹
脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂の如き
熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アル
キッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレ
タン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂
の如き熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂を使用するこ
とができる。中でもシリコーン樹脂、フッ素樹脂のよう
な離型性のあるもの、あるいはポリエーテルスルホン、
ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリア
ミド、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、
スチレン系樹脂のような機械的性質に優れたものがより
好ましい。
用結着樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、ビニル
系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート
樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹
脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂の如き
熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アル
キッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレ
タン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂
の如き熱硬化性樹脂あるいは光硬化性樹脂を使用するこ
とができる。中でもシリコーン樹脂、フッ素樹脂のよう
な離型性のあるもの、あるいはポリエーテルスルホン、
ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリア
ミド、フェノール樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、
スチレン系樹脂のような機械的性質に優れたものがより
好ましい。
【0063】トナー担持体の被覆層に用いられる導電性
球状粒子としては、球状炭素粒子が挙げられる。
球状粒子としては、球状炭素粒子が挙げられる。
【0064】球状炭素粒子を得る方法としては、以下の
方法が挙げられる。例えば、フェノール樹脂、ナフタレ
ン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン
重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリア
クリロニトリルの如き球状樹脂粒子表面に、メカノケミ
カル法によってバルクメソフェーズピッチを被覆し、被
覆された粒子を酸化性雰囲気下で熱処理した後に、不活
性雰囲気下又は真空下で焼成して炭素化及び/又は黒鉛
化し、導電性球状炭素粒子を得る。この方法で得る球状
炭素粒子は、黒鉛化すると得られる球状炭素粒子の被覆
部の結晶化が進んだものとなるので導電性が向上し、よ
り好ましい。
方法が挙げられる。例えば、フェノール樹脂、ナフタレ
ン樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン
重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリア
クリロニトリルの如き球状樹脂粒子表面に、メカノケミ
カル法によってバルクメソフェーズピッチを被覆し、被
覆された粒子を酸化性雰囲気下で熱処理した後に、不活
性雰囲気下又は真空下で焼成して炭素化及び/又は黒鉛
化し、導電性球状炭素粒子を得る。この方法で得る球状
炭素粒子は、黒鉛化すると得られる球状炭素粒子の被覆
部の結晶化が進んだものとなるので導電性が向上し、よ
り好ましい。
【0065】この様にトナー担持体の表面粗度を調整す
るために、粗し剤として球状炭素粒子を用いた現像スリ
ーブ3aの表面を模式的に表したのが図2である。この
図で解る様に、粗し剤としての球状炭素粒子は現像スリ
ーブ3aの表面粗さに対して大きく作用している。
るために、粗し剤として球状炭素粒子を用いた現像スリ
ーブ3aの表面を模式的に表したのが図2である。この
図で解る様に、粗し剤としての球状炭素粒子は現像スリ
ーブ3aの表面粗さに対して大きく作用している。
【0066】トナー担持体の被覆層において、被覆層用
結着樹脂に分散される導電性球状粒子は、体積抵抗が1
×106Ω・cm以下であるものが好ましい。より好ま
しくは、1×10-6〜1×103Ω・cmである。導電
性球状粒子の体積抵抗が1×106Ω・cmを超える
と、磨耗によって、トナー担持体の被覆層表面に露出し
た導電性球状粒子を核としてトナーの汚染や融着を発生
しやすくなると共に、迅速且つ均一な帯電が行われにく
くなるため、好ましくない。本発明において、導電性球
状粒子の体積抵抗値は以下のように測定すれば良い。
結着樹脂に分散される導電性球状粒子は、体積抵抗が1
×106Ω・cm以下であるものが好ましい。より好ま
しくは、1×10-6〜1×103Ω・cmである。導電
性球状粒子の体積抵抗が1×106Ω・cmを超える
と、磨耗によって、トナー担持体の被覆層表面に露出し
た導電性球状粒子を核としてトナーの汚染や融着を発生
しやすくなると共に、迅速且つ均一な帯電が行われにく
くなるため、好ましくない。本発明において、導電性球
状粒子の体積抵抗値は以下のように測定すれば良い。
【0067】粒状試料を直径40mmのアルミリングに
入れ、2500Nで加圧成形し、抵抗率ロレスタAP、
又はハイレスタIP(ともに三菱油化製)にて4端子プ
ローブを用いて体積抵抗値を測定する。尚、測定環境
は、20〜25℃、50〜60%RHとする。
入れ、2500Nで加圧成形し、抵抗率ロレスタAP、
又はハイレスタIP(ともに三菱油化製)にて4端子プ
ローブを用いて体積抵抗値を測定する。尚、測定環境
は、20〜25℃、50〜60%RHとする。
【0068】また、本発明において、トナー担持体の被
覆層に用いられる導電性球状粒子は、個数平均粒径が
0.3〜30μmであり、真密度が3g/cm3以下で
あることが好ましい。導電性球状粒子の個数平均粒径が
0.3μm未満では、表面に均一な粗さを付与する効果
と帯電性能を高める効果が少なく、トナーへの迅速且つ
均一な帯電が不十分となると共に、導電性被覆層の磨耗
によるトナーのチャージアップ、トナー汚染及びトナー
融着が発生し、得られる画像の文字ラインのシャープ性
やゴーストの悪化、画像濃度低下を生じやすくなるため
好ましくない。個数平均粒径が30μmを超える場合に
は、導電性被覆層表面の粗さが大きくなり過ぎ、トナー
の帯電が十分に行なわれにくくなってしまうと共に、被
覆層の機械的強度が低下してしまうため好ましくない。
特に好ましい導電性球状粒子の個数平均粒径は、2〜2
0μmである。
覆層に用いられる導電性球状粒子は、個数平均粒径が
0.3〜30μmであり、真密度が3g/cm3以下で
あることが好ましい。導電性球状粒子の個数平均粒径が
0.3μm未満では、表面に均一な粗さを付与する効果
と帯電性能を高める効果が少なく、トナーへの迅速且つ
均一な帯電が不十分となると共に、導電性被覆層の磨耗
によるトナーのチャージアップ、トナー汚染及びトナー
融着が発生し、得られる画像の文字ラインのシャープ性
やゴーストの悪化、画像濃度低下を生じやすくなるため
好ましくない。個数平均粒径が30μmを超える場合に
は、導電性被覆層表面の粗さが大きくなり過ぎ、トナー
の帯電が十分に行なわれにくくなってしまうと共に、被
覆層の機械的強度が低下してしまうため好ましくない。
特に好ましい導電性球状粒子の個数平均粒径は、2〜2
0μmである。
【0069】さらに、真密度が3g/cm3を越えると
トナー担持体の被覆層に用いられる被覆用結着樹脂に対
する含有量が多くなり、被覆層の機械的強度が低下する
ことから好ましくない。
トナー担持体の被覆層に用いられる被覆用結着樹脂に対
する含有量が多くなり、被覆層の機械的強度が低下する
ことから好ましくない。
【0070】本発明において、導電性球状粒子の真密度
とは、マイクロメリティックス アキュピック1330
(島津製作所製)を用いて求めた値をいう。
とは、マイクロメリティックス アキュピック1330
(島津製作所製)を用いて求めた値をいう。
【0071】導電性球状粒子の個数平均粒径は、レーザ
回折粒度分布計LS−130型(コールター製)にリキ
ッドモジュールを取り付けて測定された個数分布から個
数平均粒径を算出する。。
回折粒度分布計LS−130型(コールター製)にリキ
ッドモジュールを取り付けて測定された個数分布から個
数平均粒径を算出する。。
【0072】また、体積抵抗が1×106Ω・cm以下
であり、個数平均粒径が0.3〜30μmであり、真密
度が3g/cm3以下である導電性球状粒子は、例え
ば、樹脂系球状粒子やメソカーボンマイクロビーズを焼
成して炭素化及び/又は黒鉛化して得た低密度且つ良導
電性の球状炭素粒子を得る方法が挙げられる。そして、
樹脂系球状粒子に用いられる樹脂としては、例えば、フ
ェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン
樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体、ポリアクリロニトリルが挙げられる。
であり、個数平均粒径が0.3〜30μmであり、真密
度が3g/cm3以下である導電性球状粒子は、例え
ば、樹脂系球状粒子やメソカーボンマイクロビーズを焼
成して炭素化及び/又は黒鉛化して得た低密度且つ良導
電性の球状炭素粒子を得る方法が挙げられる。そして、
樹脂系球状粒子に用いられる樹脂としては、例えば、フ
ェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹脂、キシレン
樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン−ジビニルベ
ンゼン共重合体、ポリアクリロニトリルが挙げられる。
【0073】メソカーボンマイクロビーズは、通常、中
ピッチを加熱焼成していく過程で生成する球状結晶を多
量のタール、中油、キノリンの様な溶剤で洗浄すること
によって製造することができる。
ピッチを加熱焼成していく過程で生成する球状結晶を多
量のタール、中油、キノリンの様な溶剤で洗浄すること
によって製造することができる。
【0074】より好ましい導電性球状粒子を得る方法と
しては、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹
脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル等
の球状樹脂粒子表面にメカノケミカル法によってバルク
メソフェーズピッチを被覆し、被覆された粒子を酸化性
雰囲気下で熱処理した後に不活性雰囲気下又は真空下で
焼成して炭素化及び/又は黒鉛化し内部が炭素化され、
外部が黒鉛化された導電性球状炭素粒子を得る方法が挙
げられる。この方法で得る球状炭素粒子は、黒鉛化する
と得られる球状炭素粒子の被覆部の結晶化が進んだもの
となるので導電性が向上し、より好ましい。
しては、フェノール樹脂、ナフタレン樹脂、フラン樹
脂、キシレン樹脂、ジビニルベンゼン重合体、スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル等
の球状樹脂粒子表面にメカノケミカル法によってバルク
メソフェーズピッチを被覆し、被覆された粒子を酸化性
雰囲気下で熱処理した後に不活性雰囲気下又は真空下で
焼成して炭素化及び/又は黒鉛化し内部が炭素化され、
外部が黒鉛化された導電性球状炭素粒子を得る方法が挙
げられる。この方法で得る球状炭素粒子は、黒鉛化する
と得られる球状炭素粒子の被覆部の結晶化が進んだもの
となるので導電性が向上し、より好ましい。
【0075】上記した方法で得られる導電性の球状炭素
粒子は、いずれの方法でも、焼成条件を変化させること
によって、得られる球状炭素粒子の導電性を制御するこ
とが可能であり、本発明において好ましく使用される。
上記の方法で得られる球状炭素粒子は、場合によって
は、更に導電性を高めるために導電性球状粒子の真密度
が3g/cm3を越えない範囲で、導電性の金属及び/
又は金属酸化物のメッキを施しても良い。
粒子は、いずれの方法でも、焼成条件を変化させること
によって、得られる球状炭素粒子の導電性を制御するこ
とが可能であり、本発明において好ましく使用される。
上記の方法で得られる球状炭素粒子は、場合によって
は、更に導電性を高めるために導電性球状粒子の真密度
が3g/cm3を越えない範囲で、導電性の金属及び/
又は金属酸化物のメッキを施しても良い。
【0076】トナー担持体の被覆層に用いられる導電性
球状粒子は、上記被覆層用結着樹脂100質量部当り、
5〜120質量部使用するのが好ましい。また、より好
ましくは10〜100質量部の範囲である。
球状粒子は、上記被覆層用結着樹脂100質量部当り、
5〜120質量部使用するのが好ましい。また、より好
ましくは10〜100質量部の範囲である。
【0077】本発明におけるトナー担持体は、像担持体
に対して100〜300μmの間隙を有して配置されて
いても良い。
に対して100〜300μmの間隙を有して配置されて
いても良い。
【0078】また、本発明の画像形成装置は、トナー層
厚規制部材は、金属板とこの金属板上に設けられた樹脂
層を有し、前記樹脂層が前記トナー担持体上の磁性トナ
ーの層厚を規制していることが好ましい。このような形
態として具体的には、金属板を覆うように樹脂層を設け
ても良いし、金属板の片側(トナー担持体に対向する
側)に樹脂層を設けても良い。
厚規制部材は、金属板とこの金属板上に設けられた樹脂
層を有し、前記樹脂層が前記トナー担持体上の磁性トナ
ーの層厚を規制していることが好ましい。このような形
態として具体的には、金属板を覆うように樹脂層を設け
ても良いし、金属板の片側(トナー担持体に対向する
側)に樹脂層を設けても良い。
【0079】これにより、前記トナー層厚規制部材を安
定して前記トナー担持体に当接させる事が出来る。
定して前記トナー担持体に当接させる事が出来る。
【0080】トナー層厚規制部材に用いられる金属板と
しては、SUS、リン青銅が挙げられる。
しては、SUS、リン青銅が挙げられる。
【0081】トナー層厚規制部材に用いられる樹脂層と
しては、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂
等の弾性ゴム材が挙げられる。
しては、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ナイロン樹脂
等の弾性ゴム材が挙げられる。
【0082】本発明の画像形成装置に用いられるトナー
担持体およびトナー層厚規制部材以外のもの、例えば、
像担持体、帯電手段、静電潜像形成手段、転写手段等
は、特に制限はなく、通常の画像形成装置で用いられる
ものを使用できる。
担持体およびトナー層厚規制部材以外のもの、例えば、
像担持体、帯電手段、静電潜像形成手段、転写手段等
は、特に制限はなく、通常の画像形成装置で用いられる
ものを使用できる。
【0083】例えば、像担持体としては、導電性支持体
とこの導電性支持体上に設置された感光層を有し、静電
潜像を担持するための以下の構成のものが挙げられる。
導電性支持体として、アルミニウム・ステンレス等の金
属、アルミニウム合金・酸化インジウム−酸化錫合金等
による被膜層を有するプラスチック、導電性粒子を含侵
させた紙・プラスチック、導電性ポリマーを有するプラ
スチック等の円筒状シリンダー及びフィルムが挙げられ
る。この導電性支持体上に導電層、電荷輸送層、電荷発
生層等からなる感光層を設置させる。さらに表面に保護
層を有していても良い。
とこの導電性支持体上に設置された感光層を有し、静電
潜像を担持するための以下の構成のものが挙げられる。
導電性支持体として、アルミニウム・ステンレス等の金
属、アルミニウム合金・酸化インジウム−酸化錫合金等
による被膜層を有するプラスチック、導電性粒子を含侵
させた紙・プラスチック、導電性ポリマーを有するプラ
スチック等の円筒状シリンダー及びフィルムが挙げられ
る。この導電性支持体上に導電層、電荷輸送層、電荷発
生層等からなる感光層を設置させる。さらに表面に保護
層を有していても良い。
【0084】帯電手段としては、ローラ形状の帯電ロー
ラ、ブラシ形状の帯電ブラシ等が挙げられる。帯電ロー
ラとしては、例えば、SUS等の支持軸上に設けられた
弾性層、その上に設けられた抵抗層、及びその上に設け
られた保護層から構成されるものが例示できる。弾性層
は合成ゴムから形成され、合成ゴムとしてはスチレン−
ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム及びシリコ
ーンゴムなどが挙げられる。これらのゴムには、カーボ
ンブラックや金属粉等の導電材を分散する事により、導
電性が付与することも可能である。抵抗層は帯電ローラ
に抵抗を付与するための層で、ポリアミド樹脂、ヒドリ
ンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等を用いること
が出来る。これらの材料にはカーボンブラックや金属粉
等の導電材を分散する事により、導電性が付与すること
も可能である。保護層は帯電ローラの表面性を確保する
ためと、抵抗層による像担持体表面の汚染を防止するた
めに設けられている。表面層の材料としては、N−メト
キシメチル化ナイロン等のポリアミド樹脂、ウレタン樹
脂などが挙げられる。
ラ、ブラシ形状の帯電ブラシ等が挙げられる。帯電ロー
ラとしては、例えば、SUS等の支持軸上に設けられた
弾性層、その上に設けられた抵抗層、及びその上に設け
られた保護層から構成されるものが例示できる。弾性層
は合成ゴムから形成され、合成ゴムとしてはスチレン−
ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム及びシリコ
ーンゴムなどが挙げられる。これらのゴムには、カーボ
ンブラックや金属粉等の導電材を分散する事により、導
電性が付与することも可能である。抵抗層は帯電ローラ
に抵抗を付与するための層で、ポリアミド樹脂、ヒドリ
ンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等を用いること
が出来る。これらの材料にはカーボンブラックや金属粉
等の導電材を分散する事により、導電性が付与すること
も可能である。保護層は帯電ローラの表面性を確保する
ためと、抵抗層による像担持体表面の汚染を防止するた
めに設けられている。表面層の材料としては、N−メト
キシメチル化ナイロン等のポリアミド樹脂、ウレタン樹
脂などが挙げられる。
【0085】静電潜像形成手段としては、レーザ走査露
光手段、LED露光手段等が挙げられる。
光手段、LED露光手段等が挙げられる。
【0086】転写手段としては、例えば、転写ローラあ
るいは転写ベルトを有する装置が使用される。
るいは転写ベルトを有する装置が使用される。
【0087】
【実施例】以下に本発明の画像形成装置を実施例により
具体的に示すが、本発明はこれらに限定されない。 <磁性トナーBの製造>イオン交換水709質量部に
0.1M−Na3PO4水溶液451質量部を投入し60
℃に加温した後、1.0M−CaCl2水溶液67.7
質量部を徐々に添加してCa3(PO4)2を含む水系媒
体を得た。 ・スチレン 80質量部 ・n−ブチルアクリレート 20質量部 ・不飽和ポリエステル樹脂 2質量部 ・飽和ポリエステル樹脂 3質量部 ・負荷電性制御剤 1質量部 (モノアゾ染料系のFe化合物) ・表面処理疎水化磁性体 90質量部 上記処方をアトライター(三井三池化工機(株))を用
いて均一に分散混合した。
具体的に示すが、本発明はこれらに限定されない。 <磁性トナーBの製造>イオン交換水709質量部に
0.1M−Na3PO4水溶液451質量部を投入し60
℃に加温した後、1.0M−CaCl2水溶液67.7
質量部を徐々に添加してCa3(PO4)2を含む水系媒
体を得た。 ・スチレン 80質量部 ・n−ブチルアクリレート 20質量部 ・不飽和ポリエステル樹脂 2質量部 ・飽和ポリエステル樹脂 3質量部 ・負荷電性制御剤 1質量部 (モノアゾ染料系のFe化合物) ・表面処理疎水化磁性体 90質量部 上記処方をアトライター(三井三池化工機(株))を用
いて均一に分散混合した。
【0088】この単量体組成物を60℃に加温し、そこ
にエステルワックス6質量部を添加混合溶解し、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)[t1/2=140分、60℃条件下]5質
量部を溶解した。
にエステルワックス6質量部を添加混合溶解し、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)[t1/2=140分、60℃条件下]5質
量部を溶解した。
【0089】前記水系媒体中に上記重合性単量体系を投
入し、60℃、N2雰囲気下においてTK式ホモミキサ
ー(特殊機化工業(株))にて10,000rpmで1
5分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌し
つつ、60℃で6時間反応させた。その後液温を80℃
とし更に4時間撹拌を続けた。反応終了後、80℃で更
に2時間蒸留を行い、その後、懸濁液を冷却し、塩酸を
加えてCa3(PO4) 2を溶解し、濾過、水洗、乾燥し
て重量平均粒径6.5μmのトナー粒子を得た。
入し、60℃、N2雰囲気下においてTK式ホモミキサ
ー(特殊機化工業(株))にて10,000rpmで1
5分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌し
つつ、60℃で6時間反応させた。その後液温を80℃
とし更に4時間撹拌を続けた。反応終了後、80℃で更
に2時間蒸留を行い、その後、懸濁液を冷却し、塩酸を
加えてCa3(PO4) 2を溶解し、濾過、水洗、乾燥し
て重量平均粒径6.5μmのトナー粒子を得た。
【0090】このトナー粒子100質量部と、一次粒径
8nmのシリカにヘキサメチルジシラザンで表面を処理
し処理後のBET値が250m2/gの疎水性シリカ微
粉体1.2質量部と、酸化亜鉛微粉体2質量部とをヘン
シェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合して、
一成分系磁性トナーBを調製した。得られた磁性トナー
Bは、平均円形度が0.982であり、磁場79.6k
A/mにおける磁化の強さが約27Am2/kgであっ
た。
8nmのシリカにヘキサメチルジシラザンで表面を処理
し処理後のBET値が250m2/gの疎水性シリカ微
粉体1.2質量部と、酸化亜鉛微粉体2質量部とをヘン
シェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合して、
一成分系磁性トナーBを調製した。得られた磁性トナー
Bは、平均円形度が0.982であり、磁場79.6k
A/mにおける磁化の強さが約27Am2/kgであっ
た。
【0091】なお、酸化亜鉛微粉体は、酸化亜鉛一次粒
子を圧力により造粒して得られた二次凝集体を含む体積
平均粒径3μm、粒子抵抗106Ω・cmの白色微粉体
である。 <磁性トナーAの製造(比較例用トナー)> ・スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体 100質量部 (重量比80/20) ・不飽和ポリエステル樹脂 2質量部 ・飽和ポリエステル樹脂 3質量部 ・負荷電性制御剤(モノアゾ染料系のFe化合物) 4質量部 ・表面処理疎水化処理磁性体 80質量部 ・エステルワックス 5質量部 上記材料をブレンダーにて混合し、110℃に加熱した
2軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物を
ハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微
粉砕後、得られた微粉砕物を風力分級して重量平均粒径
9.3μmのトナー粒子を得た。このトナー粒子100
質量部に対して、一次粒径8nmのシリカにヘキサメチ
ルジシラザンで表面を処理し処理後のBET値が250
m2/gの疎水性シリカ微粉体1.0質量部とを加えた
混合物をヘンシェルミキサーで混合し一成分系磁性トナ
ーAを調製した。得られた磁性トナーAは、平均円形度
が0.945であり、磁場79.6kA/mにおける磁
化の強さが約26Am2/kgであった。
子を圧力により造粒して得られた二次凝集体を含む体積
平均粒径3μm、粒子抵抗106Ω・cmの白色微粉体
である。 <磁性トナーAの製造(比較例用トナー)> ・スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体 100質量部 (重量比80/20) ・不飽和ポリエステル樹脂 2質量部 ・飽和ポリエステル樹脂 3質量部 ・負荷電性制御剤(モノアゾ染料系のFe化合物) 4質量部 ・表面処理疎水化処理磁性体 80質量部 ・エステルワックス 5質量部 上記材料をブレンダーにて混合し、110℃に加熱した
2軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物を
ハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微
粉砕後、得られた微粉砕物を風力分級して重量平均粒径
9.3μmのトナー粒子を得た。このトナー粒子100
質量部に対して、一次粒径8nmのシリカにヘキサメチ
ルジシラザンで表面を処理し処理後のBET値が250
m2/gの疎水性シリカ微粉体1.0質量部とを加えた
混合物をヘンシェルミキサーで混合し一成分系磁性トナ
ーAを調製した。得られた磁性トナーAは、平均円形度
が0.945であり、磁場79.6kA/mにおける磁
化の強さが約26Am2/kgであった。
【0092】
【実施例1】画像形成装置として、上記実施の形態で示
した図1と同様のものを用いた。
した図1と同様のものを用いた。
【0093】像担持体としての感光ドラム1、帯電手段
としての帯電ローラ2、現像手段としての現像器3等を
1つのカートリッジ内にコンパクトにまとめてユニット
として構成されている。帯電ローラ2には電源21から
電圧(−600Vの直流電圧に1.2kVppの交流電
圧の重畳電圧)を印加した帯電ローラ2を接触させるこ
とにより、感光ドラム1の表面をおおよそ−600V程
度の暗電位(Vd)に一様に帯電させることができる。
としての帯電ローラ2、現像手段としての現像器3等を
1つのカートリッジ内にコンパクトにまとめてユニット
として構成されている。帯電ローラ2には電源21から
電圧(−600Vの直流電圧に1.2kVppの交流電
圧の重畳電圧)を印加した帯電ローラ2を接触させるこ
とにより、感光ドラム1の表面をおおよそ−600V程
度の暗電位(Vd)に一様に帯電させることができる。
【0094】帯電ローラ2は給電電極を兼ねた導電性の
支持軸2a上に設けられた弾性層、その上に設けられた
抵抗層、及びその上に設けられた保護層から構成されて
おり、図1中2bとしてまとめて図示している。
支持軸2a上に設けられた弾性層、その上に設けられた
抵抗層、及びその上に設けられた保護層から構成されて
おり、図1中2bとしてまとめて図示している。
【0095】帯電ローラは、支持軸としてSUSが用い
られ、その上に弾性層、抵抗層、および保護層が順に設
けられ構成されている。弾性層は合成ゴムから形成さ
れ、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレン
ゴムおよびシリコーンゴム等のソリッドゴムなどが使用
される。これらのゴムには、カーボンブラックや金属粉
等の導電材を分散することにより導電性が付与されてい
る。
られ、その上に弾性層、抵抗層、および保護層が順に設
けられ構成されている。弾性層は合成ゴムから形成さ
れ、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレン
ゴムおよびシリコーンゴム等のソリッドゴムなどが使用
される。これらのゴムには、カーボンブラックや金属粉
等の導電材を分散することにより導電性が付与されてい
る。
【0096】抵抗層は帯電ローラに適切な抵抗を付与す
るための層で、ポリアミド樹脂、ヒドリンゴム、ウレタ
ン、シリコーンゴム等が用いられている。これらの材料
には、カーボンブラックや金属粉等の導電材を適量分散
することにより、適切な導電性が付与されている。
るための層で、ポリアミド樹脂、ヒドリンゴム、ウレタ
ン、シリコーンゴム等が用いられている。これらの材料
には、カーボンブラックや金属粉等の導電材を適量分散
することにより、適切な導電性が付与されている。
【0097】保護層は帯電ローラの表面性を確保するた
めと、抵抗層の材料による感光体表面の汚染を防止する
ために設けられている。材料としては、N−メトキシメ
チル化ナイロン等のポリアミド樹脂、ウレタン樹脂など
が挙げられる。
めと、抵抗層の材料による感光体表面の汚染を防止する
ために設けられている。材料としては、N−メトキシメ
チル化ナイロン等のポリアミド樹脂、ウレタン樹脂など
が挙げられる。
【0098】以上説明したように、帯電ローラ2は、感
光ドラム1を一様に帯電させるべく構成されているわけ
だが、転写残トナーが多くなると帯電ローラ2と感光ド
ラム1とが充分な接触を保つ事が難しくなり帯電性が悪
化する事は前述の通りである。
光ドラム1を一様に帯電させるべく構成されているわけ
だが、転写残トナーが多くなると帯電ローラ2と感光ド
ラム1とが充分な接触を保つ事が難しくなり帯電性が悪
化する事は前述の通りである。
【0099】露光手段8aから発光されたレザービーム
L1を反射部材8bを介して前記のように帯電された感
光ドラム1上に照射することにより、前記感光ドラム1
上に静電潜像を形成する。感光ドラム1上に一様にレザ
ービームL1を照射した場合の感光ドラム1の表面電位
は明電位(VL=−150V)に設定される。
L1を反射部材8bを介して前記のように帯電された感
光ドラム1上に照射することにより、前記感光ドラム1
上に静電潜像を形成する。感光ドラム1上に一様にレザ
ービームL1を照射した場合の感光ドラム1の表面電位
は明電位(VL=−150V)に設定される。
【0100】現像器3は感光ドラム1の開口部に配設さ
れている。現像器3は感光ドラム1に対して約300μ
m離隔させて配置してある現像スリーブ3a、トナー層
厚規制ブレード3b、現像スリ−ブ3a内包されるマグ
ネットロール3c、及び現像スリ−ブ3aの芯金に給電
する電源31等によって構成されている。
れている。現像器3は感光ドラム1に対して約300μ
m離隔させて配置してある現像スリーブ3a、トナー層
厚規制ブレード3b、現像スリ−ブ3a内包されるマグ
ネットロール3c、及び現像スリ−ブ3aの芯金に給電
する電源31等によって構成されている。
【0101】現像スリーブ3aはアルミ素管上に、被覆
層としてコート剤を施したものを用いている。コート剤
は被覆層用結着樹脂(アクリル樹脂)100質量部に対
して、ピグメント及び表面に適度な粗さを設ける為の導
電性球状粒子としての粗し剤(球状炭素粒子、個数平均
粒径約10μm、真密度2.0g/cm3)を15質量部
分散させたものを用いている。
層としてコート剤を施したものを用いている。コート剤
は被覆層用結着樹脂(アクリル樹脂)100質量部に対
して、ピグメント及び表面に適度な粗さを設ける為の導
電性球状粒子としての粗し剤(球状炭素粒子、個数平均
粒径約10μm、真密度2.0g/cm3)を15質量部
分散させたものを用いている。
【0102】この粗し剤として用いた球状炭素粒子は、
フェノール樹脂の球状粒子表面にメカノケミカル法によ
ってバルクメソフェーズピッチを被覆し、被覆された粒
子を酸化性雰囲気下で熱処理を行い、不活性気体雰囲気
下で焼成して炭素化したものを用いる。
フェノール樹脂の球状粒子表面にメカノケミカル法によ
ってバルクメソフェーズピッチを被覆し、被覆された粒
子を酸化性雰囲気下で熱処理を行い、不活性気体雰囲気
下で焼成して炭素化したものを用いる。
【0103】この様な粗し剤として、球状炭素粒子を用
いた現像スリーブ3aの表面を模式的に表したのが図2
である。この図でわかる様に、粗し剤としての球状炭素
粒子は、現像スリーブ3aの表面粗さに対して大きく作
用している。本実施例の表面粗さを測定したところ、R
a=1.7μmであった。
いた現像スリーブ3aの表面を模式的に表したのが図2
である。この図でわかる様に、粗し剤としての球状炭素
粒子は、現像スリーブ3aの表面粗さに対して大きく作
用している。本実施例の表面粗さを測定したところ、R
a=1.7μmであった。
【0104】この現像スリーブ3aの回転駆動によりT
容器7内のトナーTを感光ドラムに搬送するわけだが、
その回転方向は感光ドラムの回転方向(矢印a方向)に
対して順方向(矢印b方向)で、対感光ドラム周速12
0%の周速を持って回転駆動している。現像スリーブ3
a上のトナーを規制し、帯電させるトナー層厚規制ブレ
ード3bには板状のウレタンゴム(厚さ1.1mm)を
用いて、約49N/mの線圧をもって現像スリーブ3a
に対して当接させている。これにより、トナー母体のス
チレン樹脂が摺擦される事によりネガに帯電されるので
ある。
容器7内のトナーTを感光ドラムに搬送するわけだが、
その回転方向は感光ドラムの回転方向(矢印a方向)に
対して順方向(矢印b方向)で、対感光ドラム周速12
0%の周速を持って回転駆動している。現像スリーブ3
a上のトナーを規制し、帯電させるトナー層厚規制ブレ
ード3bには板状のウレタンゴム(厚さ1.1mm)を
用いて、約49N/mの線圧をもって現像スリーブ3a
に対して当接させている。これにより、トナー母体のス
チレン樹脂が摺擦される事によりネガに帯電されるので
ある。
【0105】本実施例では、このような構成をとる現像
器に電源31から現像スリーブ3aへ1.6kVppの
交流電圧及び、−400Vの直流電圧の重畳電圧が印加
する事により担持搬送されたトナーを感光ドラム1上の
静電潜像を可視化している。
器に電源31から現像スリーブ3aへ1.6kVppの
交流電圧及び、−400Vの直流電圧の重畳電圧が印加
する事により担持搬送されたトナーを感光ドラム1上の
静電潜像を可視化している。
【0106】その後、前記感光ドラム1上の表面の担持
トナー像は、画像形成装置本体に設けられている転写ロ
ーラ4の回転と同期を取って搬送された紙の上に順次転
写され、前記トナー像の転写を受けた紙は感光ドラム1
の表面から分離されて画像形成装置本体に設けられてい
る定着手段9へ搬送されてトナー像の定着を受ける。
トナー像は、画像形成装置本体に設けられている転写ロ
ーラ4の回転と同期を取って搬送された紙の上に順次転
写され、前記トナー像の転写を受けた紙は感光ドラム1
の表面から分離されて画像形成装置本体に設けられてい
る定着手段9へ搬送されてトナー像の定着を受ける。
【0107】ここで、本実施例では概略球形のトナー
が、粗し剤(球状炭素粒子、粒径約10μm、真密度
2.0g/cm3)を分散する事によってRa=1.7
μmの表面粗さを有する現像スリーブ3a上にコートさ
れ、49N/mの線圧をもってトナー層厚規制ブレード
3bに規制される様子を詳しく説明する。
が、粗し剤(球状炭素粒子、粒径約10μm、真密度
2.0g/cm3)を分散する事によってRa=1.7
μmの表面粗さを有する現像スリーブ3a上にコートさ
れ、49N/mの線圧をもってトナー層厚規制ブレード
3bに規制される様子を詳しく説明する。
【0108】図3は現像スリーブ3a、マグネット3
c、トナー層厚規制ブレード3bの近傍を拡大した図で
ある。同図において、マグネット3cの磁極はS1(現
像極)、N2(吹き出し防止極)、S2(搬送極)、N
1(規制極)の4極構成である。トナーはS2極の磁力
によって、トナー中に含有する磁性体に対して磁気力が
働き現像スリーブ3aにコートされる。その後現像スリ
ーブ3aの回転駆動によってトナーはN1近傍に当接す
るトナー層厚規制ブレード3b側に搬送される。本実施
例に用いられているトナーは前記のように概略球形であ
り、その形状因子のためトナーの搬送性が小さくなる
と、トナー粒子をトナー担持体上に一様にコートする事
が出来なくなる恐れがある。しかしながら、本発明で
は、現像スリーブ3aの表面粗度Ra(μm)をRa=
1.7μmに設定しているので、本発明に使われる概略
球形のトナーであっても、トナー担持体上の物理的に大
きな表面粗さによってトナー粒子を現像スリーブ3a上
に一様にコートする事ができるのである。更に、本発明
では現像スリーブ3aにコートされたトナーを適切に規
制し、電荷付与するためにトナー層厚規制ブレード3b
が感光体表面に当接する当接圧(N/m)を49に設定
した。これによって、現像スリーブ3aの表面粗度Ra
(μm)がRa=1.7μmであってもトナー層厚規制
ブレードによる摩擦帯電は充分に施され、トナー粒子に
対して適切な電荷を付与する事が出来るのである。
c、トナー層厚規制ブレード3bの近傍を拡大した図で
ある。同図において、マグネット3cの磁極はS1(現
像極)、N2(吹き出し防止極)、S2(搬送極)、N
1(規制極)の4極構成である。トナーはS2極の磁力
によって、トナー中に含有する磁性体に対して磁気力が
働き現像スリーブ3aにコートされる。その後現像スリ
ーブ3aの回転駆動によってトナーはN1近傍に当接す
るトナー層厚規制ブレード3b側に搬送される。本実施
例に用いられているトナーは前記のように概略球形であ
り、その形状因子のためトナーの搬送性が小さくなる
と、トナー粒子をトナー担持体上に一様にコートする事
が出来なくなる恐れがある。しかしながら、本発明で
は、現像スリーブ3aの表面粗度Ra(μm)をRa=
1.7μmに設定しているので、本発明に使われる概略
球形のトナーであっても、トナー担持体上の物理的に大
きな表面粗さによってトナー粒子を現像スリーブ3a上
に一様にコートする事ができるのである。更に、本発明
では現像スリーブ3aにコートされたトナーを適切に規
制し、電荷付与するためにトナー層厚規制ブレード3b
が感光体表面に当接する当接圧(N/m)を49に設定
した。これによって、現像スリーブ3aの表面粗度Ra
(μm)がRa=1.7μmであってもトナー層厚規制
ブレードによる摩擦帯電は充分に施され、トナー粒子に
対して適切な電荷を付与する事が出来るのである。
【0109】図4は現像スリーブ3a上のトリボ(μC
/g)と感光ドラム上のトリボ(μC/g)の関係を模
式的に表した図である。図4を見て解るように、一般的
に現像スリーブ上のトリボが高くなると感光ドラム上の
トリボも高くなる。一般的に感光ドラム上のトリボが高
いと転写効率も高くなる傾向を示す。それ故、現像スリ
ーブ上で適切なトリボを有さないトナー粒子は感光ドラ
ム状に現像されたあと、前記のような転写プロセスにお
いて転写材に転写されず、転写不良となりやすい。よっ
て、規制ブレード3bが感光体表面に当接する当接圧
(N/m)を49と高めに設定する必要が有るのであ
る。
/g)と感光ドラム上のトリボ(μC/g)の関係を模
式的に表した図である。図4を見て解るように、一般的
に現像スリーブ上のトリボが高くなると感光ドラム上の
トリボも高くなる。一般的に感光ドラム上のトリボが高
いと転写効率も高くなる傾向を示す。それ故、現像スリ
ーブ上で適切なトリボを有さないトナー粒子は感光ドラ
ム状に現像されたあと、前記のような転写プロセスにお
いて転写材に転写されず、転写不良となりやすい。よっ
て、規制ブレード3bが感光体表面に当接する当接圧
(N/m)を49と高めに設定する必要が有るのであ
る。
【0110】以上説明した様に、本発明では現像スリー
ブ3aの表面粗度を大きくし、且つ線圧の大きなトナー
層厚規制ブレードを当接させる事により概略球形のトナ
ーを用いても搬送性を確保してトナー粒子に対して適切
な電荷を付与するによって転写不良を生じない系を達成
する事が出来るのである。
ブ3aの表面粗度を大きくし、且つ線圧の大きなトナー
層厚規制ブレードを当接させる事により概略球形のトナ
ーを用いても搬送性を確保してトナー粒子に対して適切
な電荷を付与するによって転写不良を生じない系を達成
する事が出来るのである。
【0111】図3において図中N.E.(nip en
d)と表記しているのはトナー層厚規制ブレード3bの
先端とトナー層厚規制ブレード3bと現像スリーブ3a
の当接部との距離である。この、N.E.部を拡大した
のが図5である。図3において、S2から搬送されてき
たトナーは、磁極N1近傍の当接部において摺擦され電
荷付与されるわけだが、トナーは図5中、矢印R方向に
循環することによっも電荷付与される。特に、本実施例
のような概略球形のトナーでは付着力が小さく離型性が
良いので、このニップ部上流における循環よる電荷付与
が大きな意味を持つ。
d)と表記しているのはトナー層厚規制ブレード3bの
先端とトナー層厚規制ブレード3bと現像スリーブ3a
の当接部との距離である。この、N.E.部を拡大した
のが図5である。図3において、S2から搬送されてき
たトナーは、磁極N1近傍の当接部において摺擦され電
荷付与されるわけだが、トナーは図5中、矢印R方向に
循環することによっも電荷付与される。特に、本実施例
のような概略球形のトナーでは付着力が小さく離型性が
良いので、このニップ部上流における循環よる電荷付与
が大きな意味を持つ。
【0112】本実施例では、現像スリーブ3aの表面粗
度Ra(μm)をRa=1.7μmに、トナー層厚規制
ブレード3bが感光体表面に当接する当接圧(N/m)
を49に設定してある。図6はこれら表面粗度Ra及び
当接圧の適正範囲を図示したものである。図6において
Ra=1.7μm、当接圧(N/m)=49という値は
領域A内の中央に位置しており、適正範囲内に入ってい
る。しかしながら、領域Bではスリーブの表面粗さが大
きいのに対し、ブレードの当接圧は小さい。この様な系
ではトナー粒子に対し適正な電荷を付与することが出来
ず、感光ドラム上に飛翔したトナー粒子も転写残が多く
なる。また、領域Cではスリーブの表面粗さが小さいの
に対し、ブレードの当接圧は大きい。概略球形のトナー
では粒子間の相互摩擦力が小さい事は前述した通りであ
る。この様な系においては現像スリーブ上の表面粗度が
小さい為にトナーのコート量が少なくなり、現像ブレー
ドの当接圧が大きい条件下ではトナー粒子が偏在する。
その結果、現像ローラ上において筋が生じ、一様な電荷
付与が難しくなると考えられる。即ち、図6において、
斜線部で示した領域Aが本発明で用いられるべき領域と
いえる。
度Ra(μm)をRa=1.7μmに、トナー層厚規制
ブレード3bが感光体表面に当接する当接圧(N/m)
を49に設定してある。図6はこれら表面粗度Ra及び
当接圧の適正範囲を図示したものである。図6において
Ra=1.7μm、当接圧(N/m)=49という値は
領域A内の中央に位置しており、適正範囲内に入ってい
る。しかしながら、領域Bではスリーブの表面粗さが大
きいのに対し、ブレードの当接圧は小さい。この様な系
ではトナー粒子に対し適正な電荷を付与することが出来
ず、感光ドラム上に飛翔したトナー粒子も転写残が多く
なる。また、領域Cではスリーブの表面粗さが小さいの
に対し、ブレードの当接圧は大きい。概略球形のトナー
では粒子間の相互摩擦力が小さい事は前述した通りであ
る。この様な系においては現像スリーブ上の表面粗度が
小さい為にトナーのコート量が少なくなり、現像ブレー
ドの当接圧が大きい条件下ではトナー粒子が偏在する。
その結果、現像ローラ上において筋が生じ、一様な電荷
付与が難しくなると考えられる。即ち、図6において、
斜線部で示した領域Aが本発明で用いられるべき領域と
いえる。
【0113】図7から図9は、比較例である不定形の磁
性トナーAと本実施例における概略球形の磁性トナーB
に対する諸測定の結果を模式的に表した図である。図
中、概略球形の磁性トナーB系の結果に関しては、末尾
に2を付けたものがN.E.値が長いもの(約2m
m)、末尾に1を付けたものがN.E.値が短いもの
(約1mm)である。なお、不定形の磁性トナーAにお
ける測定はN.E.値が長いもの(約2mm)である。
性トナーAと本実施例における概略球形の磁性トナーB
に対する諸測定の結果を模式的に表した図である。図
中、概略球形の磁性トナーB系の結果に関しては、末尾
に2を付けたものがN.E.値が長いもの(約2m
m)、末尾に1を付けたものがN.E.値が短いもの
(約1mm)である。なお、不定形の磁性トナーAにお
ける測定はN.E.値が長いもの(約2mm)である。
【0114】図7はトナー層厚規制ブレードの当接圧
(以下、「ブレード圧」ともいう)に対する現像スリー
ブ3a上のトリボ(μC/g)を示す図である。同図に
おいて、 N.E.= 約2mmの系ではブレード圧の低
い状態では、磁性トナーB、磁性トナーAいずれも同じ
ような値をとっている。しかしながら、ブレード圧を高
くしていくと磁性トナーA(AL−2)に比べ磁性トナ
ーB(BL−2)の方がトリボが高くなっていく。これ
は先に説明したように、磁性トナーB(概略球形トナ
ー)の方がトナー層厚規制ブレードのニップ部上流にお
ける循環よる電荷付与が良い事を示している。また、直
線BL−1はN.E.=約1mmの系である。 BL−
1の系ではニップ部上流におけるトナーの捕集量が少な
くなり、その結果ニップ部上流における循環が小さくな
り電荷付与が更に良化する。その結果、 BL−2より
トリボが高くなるのである。
(以下、「ブレード圧」ともいう)に対する現像スリー
ブ3a上のトリボ(μC/g)を示す図である。同図に
おいて、 N.E.= 約2mmの系ではブレード圧の低
い状態では、磁性トナーB、磁性トナーAいずれも同じ
ような値をとっている。しかしながら、ブレード圧を高
くしていくと磁性トナーA(AL−2)に比べ磁性トナ
ーB(BL−2)の方がトリボが高くなっていく。これ
は先に説明したように、磁性トナーB(概略球形トナ
ー)の方がトナー層厚規制ブレードのニップ部上流にお
ける循環よる電荷付与が良い事を示している。また、直
線BL−1はN.E.=約1mmの系である。 BL−
1の系ではニップ部上流におけるトナーの捕集量が少な
くなり、その結果ニップ部上流における循環が小さくな
り電荷付与が更に良化する。その結果、 BL−2より
トリボが高くなるのである。
【0115】図8はブレード圧に対する現像スリーブ3
a上のコート量M/S(mg/cm 2)を示す図であ
る。同図において、同図において、 N.E.=約2m
mの系ではブレード圧の低い状態では、磁性トナーB、
磁性トナーAいずれも同じような値をとっている。しか
しながら、ブレード圧を高くしていくと磁性トナーB
(BM-2)に比べ磁性トナーA(AM−2)の方がM
/Sが低くなっていく。これは、概略球形である離型性
の良い磁性トナーBが現像スリーブ3aの表面粗さに対
応して安定してコートされている事を示している。これ
に対し、不定形の磁性トナーAは現像スリーブ3a上に
おいて、その形状因子による付着力によって現像スリー
ブ3aに層形成している要素がある。その結果、本実施
例ではトナー層厚規制ブレード3bの線圧が49N/m
と高いため、そのような付着力によって保持されている
トナー粒子はブレードの当接力によって現像スリーブ3
aから剥ぎ取られM/Sが低下するのである。また、B
M−1の系ではニップ部上流におけるトナーの捕集量が
少ないので、当然M/Sは低くなる。
a上のコート量M/S(mg/cm 2)を示す図であ
る。同図において、同図において、 N.E.=約2m
mの系ではブレード圧の低い状態では、磁性トナーB、
磁性トナーAいずれも同じような値をとっている。しか
しながら、ブレード圧を高くしていくと磁性トナーB
(BM-2)に比べ磁性トナーA(AM−2)の方がM
/Sが低くなっていく。これは、概略球形である離型性
の良い磁性トナーBが現像スリーブ3aの表面粗さに対
応して安定してコートされている事を示している。これ
に対し、不定形の磁性トナーAは現像スリーブ3a上に
おいて、その形状因子による付着力によって現像スリー
ブ3aに層形成している要素がある。その結果、本実施
例ではトナー層厚規制ブレード3bの線圧が49N/m
と高いため、そのような付着力によって保持されている
トナー粒子はブレードの当接力によって現像スリーブ3
aから剥ぎ取られM/Sが低下するのである。また、B
M−1の系ではニップ部上流におけるトナーの捕集量が
少ないので、当然M/Sは低くなる。
【0116】図9は、図7及び図8をまとめるものであ
って、Q/M×M/S=Q/S(μC/cm2)を表す
図である。以上説明した事より、不定形磁性トナーA及
び概略球形磁性トナーBがブレード圧に対してQ/Sが
図9の様になる事は容易にわかる。この結果で注目すべ
きは、不定形磁性トナーAはブレード圧によってQ/S
が変化しない事である。即ち、不定形磁性トナーAを用
いてブレード圧を高く設定し、トリボを高め、転写効率
を高めようとしてもM/Sが低下してしまう。即ち濃度
薄となって印字品質の低下を招く。これに対し、概略球
形の磁性トナーBは前述の図6で示した条件(現像スリ
ーブ表面粗さに対する現像ブレードの当接圧の関係)を
満たした状況下では安定したコート性を示す。さらに磁
性トナーBの方がブレードニップ部上流における循環よ
る電荷付与が良いので、トナー層厚規制ブレードとの摺
擦による電荷付与が効果的に行われる。その結果、磁性
トナーBの系はブレード圧にによってQ/Sが高くなる
のである。即ち、概略球形磁性トナーBを用いる事によ
って、 Q/Sを高め、転写効率を高めることが可能と
なるわけである。前記のようにN.E.が短い系ではト
リボが高くなるので当然Q/Sも高くなる。しかしなが
ら、N.E.を極端に短くし、トナー層厚規制ブレード
先端が現像スリーブ3aに当接するような系では充分な
M/Sを得る事は出来ず、濃度薄となる恐れがある。ま
た、現像スリーブ3a上のトリボがチャージアップし、
感光ドラムに飛翔しなくなるといった現象が起こる恐れ
も有るので最適な値を取る事が望ましい。
って、Q/M×M/S=Q/S(μC/cm2)を表す
図である。以上説明した事より、不定形磁性トナーA及
び概略球形磁性トナーBがブレード圧に対してQ/Sが
図9の様になる事は容易にわかる。この結果で注目すべ
きは、不定形磁性トナーAはブレード圧によってQ/S
が変化しない事である。即ち、不定形磁性トナーAを用
いてブレード圧を高く設定し、トリボを高め、転写効率
を高めようとしてもM/Sが低下してしまう。即ち濃度
薄となって印字品質の低下を招く。これに対し、概略球
形の磁性トナーBは前述の図6で示した条件(現像スリ
ーブ表面粗さに対する現像ブレードの当接圧の関係)を
満たした状況下では安定したコート性を示す。さらに磁
性トナーBの方がブレードニップ部上流における循環よ
る電荷付与が良いので、トナー層厚規制ブレードとの摺
擦による電荷付与が効果的に行われる。その結果、磁性
トナーBの系はブレード圧にによってQ/Sが高くなる
のである。即ち、概略球形磁性トナーBを用いる事によ
って、 Q/Sを高め、転写効率を高めることが可能と
なるわけである。前記のようにN.E.が短い系ではト
リボが高くなるので当然Q/Sも高くなる。しかしなが
ら、N.E.を極端に短くし、トナー層厚規制ブレード
先端が現像スリーブ3aに当接するような系では充分な
M/Sを得る事は出来ず、濃度薄となる恐れがある。ま
た、現像スリーブ3a上のトリボがチャージアップし、
感光ドラムに飛翔しなくなるといった現象が起こる恐れ
も有るので最適な値を取る事が望ましい。
【0117】
【実施例2】本実施例で用いた画像形成装置は、トナー
層厚規制部材を、ウレタンゴム製のウレタンブレードと
した実施例1で用いた画像形成装置と、下記に示すウレ
タンチップブレードとした、図9に示す画像形成装置を
用いた。 <ウレタンチップブレード>現像スリーブ3a上のトナ
ーを規制し、帯電させる規制ブレード3b’は、100
μmのSUS板の上にチップ状に成型した厚さ1mm程
度のウレタンゴムを接着し、ウレタンチップブレードと
した。
層厚規制部材を、ウレタンゴム製のウレタンブレードと
した実施例1で用いた画像形成装置と、下記に示すウレ
タンチップブレードとした、図9に示す画像形成装置を
用いた。 <ウレタンチップブレード>現像スリーブ3a上のトナ
ーを規制し、帯電させる規制ブレード3b’は、100
μmのSUS板の上にチップ状に成型した厚さ1mm程
度のウレタンゴムを接着し、ウレタンチップブレードと
した。
【0118】図9は実施例2に用いた画像形成装置を模
式的に表す図である。本実施例においても、トナーとし
て概略球形磁性トナーBを用いた磁性1成分現像であ
り、その概略は実施例1に示したものと等しい。
式的に表す図である。本実施例においても、トナーとし
て概略球形磁性トナーBを用いた磁性1成分現像であ
り、その概略は実施例1に示したものと等しい。
【0119】実施例1で説明したように本発明では現像
スリーブ3aの表面粗さ、及びトナー層厚規制ブレード
の当接圧を適正化する事により概略球形の磁性トナーを
用いても搬送性を確保してトナー粒子に対して適切な電
荷を付与するによって転写不良を生じない系を達成する
事が出来た。その機能を実現するために、実施例1で
は、トナー層厚規制ブレード3bは、厚さ1.1mmの
ウレタンブレードを用いて、現像スリーブ3aに49N
/mの線圧をもって当接させている。さらに、トナー層
厚規制ブレード3bと現像スリーブ3aとの当接位置か
らトナー層厚規制ブレード3bの先端位置までの距離
(N.E.)が現像性に大きく関与する事は既に説明し
た通りである。しかしながら、板状のウレタンブレード
を安定して現像スリーブ3aに当接させる為には、ブレ
ード近傍の部品公差を厳しく管理し、製造時に設定を検
査するといった事が必要となり、生産上コストアップの
要因となる事が懸念される。それゆえ、高いブレード圧
を得ながら、安定したN.E.を得る事を考慮したのが
ウレタンチップブレードである。即ち、0.1〜0.2
mm程度のSUS板によってウレタンゴムチップを保持
する事によって安定したブレード圧を得ることが出来る
と同時に、印字枚数を増やし、耐久を続けても最適ニッ
プを得る事が出来るのである。図11は耐久枚数を横軸
にとって、実施例1の板状ウレタンブレード及びウレタ
ンチップブレードのN.E.の変化を表すものである。
同図において、板状ウレタンブレードが耐久劣化によっ
てN.E.値が増大していく(LineA)のに対し、
ウレタンチップブレードのN.E.が安定している(L
ineB)事が解る。
スリーブ3aの表面粗さ、及びトナー層厚規制ブレード
の当接圧を適正化する事により概略球形の磁性トナーを
用いても搬送性を確保してトナー粒子に対して適切な電
荷を付与するによって転写不良を生じない系を達成する
事が出来た。その機能を実現するために、実施例1で
は、トナー層厚規制ブレード3bは、厚さ1.1mmの
ウレタンブレードを用いて、現像スリーブ3aに49N
/mの線圧をもって当接させている。さらに、トナー層
厚規制ブレード3bと現像スリーブ3aとの当接位置か
らトナー層厚規制ブレード3bの先端位置までの距離
(N.E.)が現像性に大きく関与する事は既に説明し
た通りである。しかしながら、板状のウレタンブレード
を安定して現像スリーブ3aに当接させる為には、ブレ
ード近傍の部品公差を厳しく管理し、製造時に設定を検
査するといった事が必要となり、生産上コストアップの
要因となる事が懸念される。それゆえ、高いブレード圧
を得ながら、安定したN.E.を得る事を考慮したのが
ウレタンチップブレードである。即ち、0.1〜0.2
mm程度のSUS板によってウレタンゴムチップを保持
する事によって安定したブレード圧を得ることが出来る
と同時に、印字枚数を増やし、耐久を続けても最適ニッ
プを得る事が出来るのである。図11は耐久枚数を横軸
にとって、実施例1の板状ウレタンブレード及びウレタ
ンチップブレードのN.E.の変化を表すものである。
同図において、板状ウレタンブレードが耐久劣化によっ
てN.E.値が増大していく(LineA)のに対し、
ウレタンチップブレードのN.E.が安定している(L
ineB)事が解る。
【0120】また、本実施例ではSUS板上にウレタン
ゴムチップを保持しているが、ポリアミド等の樹脂をコ
ートしたものを使っても良い。このポリアミド樹脂とト
ナー樹脂は摩擦帯電によってスチレン樹脂を母体とした
トナー樹脂がネガに帯電する傾向を示すので、トナー粒
子にトリボ付与する観点では好ましい。
ゴムチップを保持しているが、ポリアミド等の樹脂をコ
ートしたものを使っても良い。このポリアミド樹脂とト
ナー樹脂は摩擦帯電によってスチレン樹脂を母体とした
トナー樹脂がネガに帯電する傾向を示すので、トナー粒
子にトリボ付与する観点では好ましい。
【0121】
【発明の効果】以上説明したように、本発明ではトナー
粒子の形状を概略球形とし、かつ磁性体がトナー粒子表
面にほとんど露出していない磁性トナーを用いる事によ
って、像担持体の削れや転写不良といった問題が解決さ
れる。さらに、この磁性トナー特有の現象である相互摩
擦力の低下に対しては、トナー担持体の表面粗さを適正
化すると同時に、トナー層厚規制ブレードが像担持体表
面に当接する当接圧も大きくする事によってトナー担持
体上のトナー粒子を一様に、適切な電荷を付与する事が
出来るのである。
粒子の形状を概略球形とし、かつ磁性体がトナー粒子表
面にほとんど露出していない磁性トナーを用いる事によ
って、像担持体の削れや転写不良といった問題が解決さ
れる。さらに、この磁性トナー特有の現象である相互摩
擦力の低下に対しては、トナー担持体の表面粗さを適正
化すると同時に、トナー層厚規制ブレードが像担持体表
面に当接する当接圧も大きくする事によってトナー担持
体上のトナー粒子を一様に、適切な電荷を付与する事が
出来るのである。
【0122】また、本発明によれば、充分なトナーの着
色力を得て、カブリの抑制を可能とし、現像性が低下を
防止し、個々のトナー粒子への磁性体の均一な分散を一
様とし、定着性が低下する事を回避する事が出来る。
色力を得て、カブリの抑制を可能とし、現像性が低下を
防止し、個々のトナー粒子への磁性体の均一な分散を一
様とし、定着性が低下する事を回避する事が出来る。
【0123】さらに、本発明によれば、導電性被覆層表
面に均一な表面粗度を保持させると同時に、被覆層表面
が磨耗した場合でも被覆層の表面粗度の変化が少なく、
且つトナー汚染やトナー融着を発生しにくくする事が出
来る。
面に均一な表面粗度を保持させると同時に、被覆層表面
が磨耗した場合でも被覆層の表面粗度の変化が少なく、
且つトナー汚染やトナー融着を発生しにくくする事が出
来る。
【0124】本発明によれば、導電性球状粒子の磨耗に
よって導電性被覆層表面に露出した球状粒子を核とし
て、トナーの汚染や融着の発生を回避する事ができる。
よって導電性被覆層表面に露出した球状粒子を核とし
て、トナーの汚染や融着の発生を回避する事ができる。
【0125】さらに、本発明によれば、像担持体表面に
均一な粗さを付与すると共に、帯電性能を高める事が出
来る。更に、導電性被覆層の磨耗によるトナーのチャー
ジアップ、トナー汚染及びトナー融着の発生を回避する
事が出来る。
均一な粗さを付与すると共に、帯電性能を高める事が出
来る。更に、導電性被覆層の磨耗によるトナーのチャー
ジアップ、トナー汚染及びトナー融着の発生を回避する
事が出来る。
【0126】また、本発明によれば、前記トナー層厚規
制部材を安定して前記像担持体に当接させる事が出来
る。
制部材を安定して前記像担持体に当接させる事が出来
る。
【図1】 本発明の画像形成装置の一つの実施の形態の
概略構成図を示す。
概略構成図を示す。
【図2】 本発明におけるトナー担持体の表面を模式的
に表した図である。
に表した図である。
【図3】 図1に示される画像形成装置におけるトナー
担持体とトナー層厚規制部材の拡大横断面模型図であ
る。
担持体とトナー層厚規制部材の拡大横断面模型図であ
る。
【図4】 トナー担持体上のトリボと像担持体上のトリ
ボの関係を模式的に示す図である。
ボの関係を模式的に示す図である。
【図5】 図1に示される画像形成装置におけるトナー
担持体とトナー層厚規制部材との当接部を拡大した断面
構成図である。
担持体とトナー層厚規制部材との当接部を拡大した断面
構成図である。
【図6】 トナー担持体の表面粗度およびトナー層厚規
制部材の当接圧の適正範囲を示す図である。
制部材の当接圧の適正範囲を示す図である。
【図7】 トナー層厚規制部材の当接圧に対するトナー
担持体上のトリボを示す図である。
担持体上のトリボを示す図である。
【図8】 トナー層厚規制部材の当接圧に対するトナー
担持体上のトナーコート量を示す図である。
担持体上のトナーコート量を示す図である。
【図9】 トナー層厚規制部材の当接圧に対する、トナ
ー担持体上のトリボとトナーコート量の関係を示す図で
ある。
ー担持体上のトリボとトナーコート量の関係を示す図で
ある。
【図10】 本発明の画像形成装置の一つの実施の形態
の概略構成図を示す。
の概略構成図を示す。
【図11】 耐久枚数に対するトナー層厚規制部材の
N.E.値の変化を示す図である。
N.E.値の変化を示す図である。
【図12】 従来の画像形成装置の概略構成図を示す。
【図13】 従来の画像形成装置における現像器の概略
構成図を示す。
構成図を示す。
【図14】 トナー層厚規制部材がトナー担持体に当接
する当接圧の測定方法を説明する図を示す。
する当接圧の測定方法を説明する図を示す。
【図15】 トナー層厚規制部材がトナー担持体に当接
する当接圧の測定方法を説明する図を示す。
する当接圧の測定方法を説明する図を示す。
1:感光ドラム 2:帯電ローラ 3a:現像スリーブ 3b:トナー層厚規制ブレード 3c:マグネットロール 4:転写ローラ 5a:クリーニングブレード 5b:スクイシート 7:トナー容器 8a:露光手段 8b:折り返し反射部材 9:定着手段 10:トナー攪拌 21、31、41:電源 50:RSローラ P:転写材 T:概略球形磁性トナー T’:不定形トナー t:概略球形非磁性トナー
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/08 504 G03G 15/09 101 507 9/08 101 15/09 101 15/08 507L (72)発明者 大羽 浩幸 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 清水 康史 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 加藤 淳一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA02 AA08 AA15 CA12 CB13 EA02 EA10 FA06 2H031 AC10 AC11 AC19 AC31 BA03 BA08 BB01 CA11 2H077 AD06 AD13 AD17 AD23 AD36 AE03 EA13 FA01 FA13 FA22
Claims (7)
- 【請求項1】 静電潜像を担持するための像担持体と、 前記像担持体表面を帯電するための帯電手段と、 前記像担持体表面に、静電潜像を形成するための静電潜
像形成手段と、 前記像担持体に対向するように配置され、表面に磁性ト
ナーを担持し、前記像担持体表面に形成された静電潜像
を前記磁性トナーにより現像してトナー像を形成するた
めのトナー担持体及び前記トナー担持体上の磁性トナー
の層厚を規制するためのトナー層厚規制部材を有する現
像手段と、 前記像担持体上に当接し、形成されたトナー像を転写材
に静電転写する転写手段と、を有する画像形成装置にお
いて、 前記磁性トナーは、結着樹脂と磁性体とを含有するトナ
ー粒子と、無機微粉体とを有し、(ア)前記磁性トナー
の平均円形度は、0.970以上0.995以下であ
り、(イ)前記磁性トナーの79.6kA/m(100
0エルステッド)下における飽和磁化が10Am2/k
g(emu/g)以上50Am2/kg以下であり、
(ウ)前記トナー担持体の表面粗度Ra(μm)は0.
2〜3.5であり、(エ)前記トナー層厚規制部材が前
記トナー担持体に当接する当接圧(N/m)は、14.
7〜68.6であることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記磁性トナーは、無機微粉体が疎水化
処理されていることを特徴とする請求項1に記載の画像
形成装置。 - 【請求項3】 前記磁性トナーは、無機微粉体がシリコ
ーンオイルで疎水化処理されていることを特徴とする請
求項1に記載の画像形成装置。 - 【請求項4】 前記トナー担持体は、基体とこの基体を
被覆している被覆層を有し、前記被覆層は、被覆層用結
着樹脂と該被覆層用結着樹脂中に分散された導電性球状
粒子を少なくとも含有していることを特徴とする請求項
1〜3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記導電性球状粒子の体積抵抗は、1×
106Ω・cm以下であることを特徴とする請求項4に
記載の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記導電性球状粒子は、個数平均粒径が
0.3〜30μmであり、真密度が3g/cm3以下であ
ることを特徴とする請求項4または5に記載の画像形成
装置。 - 【請求項7】 前記トナー層厚規制部材は、金属板とこ
の金属板上に設けられた樹脂層を有し、前記樹脂層が前
記トナー担持体上の磁性トナーの層厚を規制することを
特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像形
成装置。
Priority Applications (1)
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JP2001011223A JP2002214828A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 画像形成装置 |
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JP2001011223A JP2002214828A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 画像形成装置 |
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ID=18878384
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JP2001011223A Withdrawn JP2002214828A (ja) | 2001-01-19 | 2001-01-19 | 画像形成装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2002214828A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005043251A1 (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | 磁性トナー |
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-
2001
- 2001-01-19 JP JP2001011223A patent/JP2002214828A/ja not_active Withdrawn
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