JP2003057881A

JP2003057881A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2003057881A
Application number: JP2002133811A
Authority: JP
Inventors: Akira Asami; 彰浅見
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2003-02-28
Also published as: US20020197084A1; US6674985B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小粒径トナーを用いた場合に、地肌汚れやト
ナー飛散さらには現像スリーブの汚れを高速動作や使用
環境に関係なく防止できる構成を備えた画像形成装置を
提供する。【解決手段】体積平均粒径５〜１０μｍ、粒径５μｍ
以下のものが６０〜８０個数％のトナーを含む現像剤を
用いて線速が４００ｍｍ／ｓｅｃ以上で移動する潜像担
持体上に形成されている静電潜像を現像する構成を備え
た画像形成装置において、上記現像剤には、重量平均粒
径が６５μｍ以下のキャリアが混合されていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、さらに詳しくは、小粒径トナーによる汚損防止に関
する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やプリンタあるいはファクシミリ
装置や印刷機などの画像形成装置において電子写真法を
用いる装置が知られている。この装置においては、潜像
担持体上に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤を
用いて可視像処理し、可視像とされたトナー像を転写紙
などに転写して複写物を得る行程が採用されている。可
視像処理に用いられる現像装置には、その方式の一つと
して乾式現像剤を用いる現像方式があり、具体的な方法
としては、カスケード法や磁気ブラシ法さらにはパウダ
ークラフト法がある。現像装置に用いられる乾式現像剤
としては、一成分系現像剤の他に、トナーとキャリアと
を含む二成分系現像剤がある。

【０００３】現像装置では、画像濃度を安定させるため
に現像剤濃度を一定に維持することが行われ、具体的に
は新たなトナーを補給することが行われる。近年、資源
の再利用が推進されるようになってきたため、補給トナ
ーとして、新たなトナーとは別に潜像担持体上に残留す
る未転写トナーを回収した後、現像装置に再送してリサ
イクルさせる方法が実施されてきている（例えば、特開
昭６０−４１０７９号公報）。リサイクルを可能にする
構成には、潜像担持体を対象とするクリーニング装置と
現像装置との間に搬送パイプを設け、パイプ内に配置さ
れているスクリューコンベアーによりクリーニング後の
回収トナーを現像装置に向けて搬送する構成が提案され
ている（例えば、特開平６−１７５４８８号公報、特開
平１１−３５２７６１号公報）。

【０００４】一方、定着時でのトナーの融解・浸透を迅
速化して定着時間を短縮する際にはトナーの融点を下げ
ることが有効である。このようなトナーを用いる場合に
は、リサイクルに供される未転写トナーの流動性低下を
防止する目的及びトナーの帯電量を増加あるいは減少さ
せる目的を発揮させるために添加剤をそれぞれ加え、さ
らに離型剤としてカルナウバワックスなどを含有させた
トナーの構成も提案されている（例えば、特開平７−１
９９５３８号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、ドット再現性の
向上や鮮鋭度の向上などの高画質化を図る意図でトナー
を小粒径とする場合がある。例えば、デジタル処理によ
る画像形成を行う際に上述したリサイクル方式を採用
し、さらに、画像形成に要する時間短縮のための高速化
が行われた場合には、ドット画像に対する忠実な再現性
を目的として小粒径のトナーが用いられる。

【０００６】図５には、トナーの小粒径化によるドット
再現性の改善効果が示されており、同図では、数字が小
さいほどドット形状のバラツキが少なく、ハーフトーン
が滑らか画質がよいことを示している。図５からも明ら
かなように、粒径が小さくなるほどドット形状のばらつ
きが少なく、なめらかなハーフトーン画像が得られるく
らいに画質が向上している。トナーの重量平均径が小さ
いほどドット再現性は良くなり、平均トナー粒径（重量
平均径）が１０μｍ以下であれば、平均粒状度が１．０
以下になることがわかる。

【０００７】図６は、平均粒径が同じであっても微粉含
有率が高いほどドット再現性が良くなることを説明する
ための図であり、同図において、トナー粒径が５〜１０
μｍ程度であれば、微粉含有率が６０％以上において平
均粒状度が０．６以下になり、かなり良好な画質が得ら
れるレベルとなる。

【０００８】しかし、小粒径化さらには微粉含有率を上
昇させることで粒状度を高めて画像の再現性を向上させ
る際には、次のような問題がある。第１に、図７，８に
示すように、トナーの小粒径化に応じてトナーの凝集度
が高まることがわかった。この場合の凝集度は、決まっ
た寸法のメッシュにトナーを通した場合に残る比率で求
められる。凝集度が高まると、搬送性が悪化するばかり
でなく、凝集して塊となったトナー塊が画像に反映され
たり地肌部に付着したりして地肌部の汚れ（地肌汚れ）
を発生しやすくなる。図７，８に示す結果からは、トナ
ー粒径が５〜１０μｍ程度であれば、微粉含有率が６０
％以上の場合に凝集度を３０％以下にできることが判
る。

【０００９】特に、上述したように、高速化を意図した
場合には、小粒径トナーによる地汚れやトナー飛散さら
にはスリーブ汚れが生じやすくなる。図９は、トナーの
粒径とこの粒径により引き起こされる問題に関する関連
を示す図である。図９において、ランクとは、評価値を
意味して、数字では５が最も良い評価を意味し、３．５
〜４が所望する画質が得られていると評価できる許容レ
ベルを意味している。図９に示す結果は、５μｍ以下の
微粉含有率が１０〜３０個数％のトナーを用いた場合を
示している。なお、図示しないが、微粉含有率を６０個
数％以上とすると、いずれの問題に関してもランク３．
５未満となる結果が得られている。地汚れは潜像担持体
での地肌部での汚れであり、転写画像の目視判定によっ
て評価され、トナー飛散は現像装置におけるケーシング
からの漏洩状況であり、現像装置のケーシングにおける
シール部（通常、潜像担持体の移動方向上流側に位置す
るケーシング下部）での目視判定により評価され、スリ
ーブ汚れは現像に用いられるスリーブへのトナー付着状
況であり、１万枚の画像形成後に目視判定により評価さ
れる。

【００１０】図９において明らかなように、トナーの平
均粒径が小さくなるに従い、ランクが下がってきてお
り、トナーの平均粒径が１０μｍ以下の小粒径である場
合には、上述した各不具合の発生によりランクが３．５
未満である。

【００１１】図９に示す結果は、線速４００ｍｍ／ｓｅ
ｃ、トナーのリサイクル有り、キャリア径が８０μｍ、
トナーの粒径が５μｍ以下の微粉含有率が１０〜３０個
数％のトナーを用いた結果である。線速を上げて高速化
した場合には、さらに上述した不具合が顕著となる。図
１０は、この結果を示す図であり、線速を４００ｍｍ／
ｓｅｃよりも上昇させるとこれに伴いランクが下がって
しまう。

【００１２】上述した不具合の発生原因を考察した結果
は次の通りである。地汚れに関しては、小粒径化による
帯電特性の変化が挙げられる。つまり、トナーを単純に
小粒径化した場合には、トナー重量あたりの帯電量（Ｑ
／Ｍ）が高くなる。Ｑ／Ｍが高いトナーはキャリア表面
に対して静電的に強く吸着することになるので、現像装
置内で新たに補給されたトナーが帯電されにくくなる。
このため、現像装置内で帯電の弱い状態のトナーが存在
することになり、弱い帯電しかできなかったトナーは浮
遊しやすく、浮遊したトナーが潜像担持体の地肌電位に
引かれて吸着して地肌汚れとなる。トナーの粒径分布を
全体的にシャープ、換言すれば、粒径差を縮めることが
できれば上述した浮遊トナーの出現は抑制されるが、画
質改善などの目的から微粉トナー含有率を上げると、微
粉トナーの帯電量が高くなり、キャリアに対して集中的
に静電的な吸着現象が発生してしまい、微粉トナー以外
のトナー、いわゆる粗いトナーは低帯電量のままでキャ
リアとの付着が行えずに浮遊する可能性が大きくなり、
依然として地肌汚れの問題が残されることになる。

【００１３】リサイクル方式により現像装置内に再送さ
れたリサイクルトナーは、外添剤が埋め込まれてしまっ
ていることから外添剤の機能を発揮することができずに
流動性が低下しており、現像装置内での攪拌混合時での
拡散が不十分となり、帯電電位に達するまでの立ち上が
りが悪い。外添剤に帯電能力を持たせているような場合
にはさらにリサイクルトナーにおける帯電立ち上がりが
悪くなり、その分、キャリアとの静電的な結合時機を逸
しやすく浮遊して地肌汚れの原因となりやすい。地肌汚
れが多くなると回収される未転写トナーも多くなること
からリサイクルトナーが現像剤中に占める割合が増大し
てさらに立ち上がりの悪い状況が進行して地肌汚れが顕
著となる。特に低湿度環境ではトナーの帯電が高くなり
がちであり、微粉トナーはさらに帯電量の上昇をきた
し、新たに補給されるトナーが帯電立ち上がりを悪くす
る傾向が強くなる。これにより、地肌汚れがさらに顕著
となる。

【００１４】トナー飛散の発生原因に関しては、現像装
置に設けられて現像剤を担持可能な現像スリーブとこれ
を内部に有する現像装置のケーシングにおける現像スリ
ーブとの対向間隔（ギャップ）が挙げられる。つまり、
現像スリーブとケーシング側において現像スリーブに対
向する位置での対向間隔は、現像スリーブに担持される
現像剤の穂高が影響し、対向間隔が小さく狭すぎると、
現像剤が衝突してしまうことになり、逆に大きく広すぎ
るとその部分でのシール性が低下する。シール性が低下
した場合には、現像装置内部での圧力によりトナーが漏
洩しやすくなる。特に、高速化された装置では、潜像担
持体の移動に沿った気流が発生し、高速となった気流が
現像装置内に入り込む。このため、現像装置内で気流の
圧力も高くなり、その圧力の逃げ場が無くなると上記対
向間隔におけるシール性が低下している箇所からトナー
が漏洩する。漏洩したトナーは、画像形成装置内を飛散
して内部を汚す場合もある。トナーとして小粒径トナ
ー、微粉が多いトナーが用いられる場合には特に飛散現
象が顕著である。つまり、このようなトナーは軽いので
舞い上がりやすく、気流が同じでもトナーの飛散が起こ
りやすい。さらにトナー飛散に関しては、上述したよう
に帯電立ち上がりが悪いトナーにおいても発生しやす
い。

【００１５】スリーブの汚れに関しては、潜像担持体の
地肌部電位とトナーの帯電電位とが挙げられる。つま
り、潜像担持体の画像部に対しては、現像スリーブが現
像バイアスによってトナーを飛翔させるが、現像スリー
ブが潜像担持体の地肌部に対向すると画像部に対向した
場合の電界方向と逆の関係となり、潜像担持体側がバイ
アス部となりトナーを現像スリーブ側に向けて飛翔させ
る。特に、感光体の材料として有機（ＯＰＣ）系の材料
を用いた場合には、感光体の地肌部での帯電極性（−）
とトナーの帯電極性（−）とが同じであることから上述
した現象が顕著となる。このため、スリーブには、非静
電気的付着力やトナーの帯電量による鏡像力の他に、ス
リーブに対する潜像担持体側からの現像（トナーの転
移）が原因となる。このような現象は、トナー濃度が高
い場合等のように現像能力が高い場合に発生しやすく、
また、現像スリーブを高速移動させる場合に顕著となる
ことが本発明者の実験により確認されている。

【００１６】本発明の目的は、上記従来の画像形成装
置、特に小粒径トナーを用いた場合の問題に鑑み、地肌
汚れやトナー飛散さらには現像スリーブの汚れを高速動
作や使用環境に関係なく防止することができる構成を備
えた画像形成装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
体積平均粒径が５〜１０μｍ、粒径５μｍ以下のものが
６０〜８０個数％のトナーを含む現像剤を用いて線速が
４００ｍｍ／ｓｅｃ以上で移動する潜像担持体上に形成
されている静電潜像を現像する構成を備えた画像形成装
置において、上記現像剤には、重量平均粒径が６５μｍ
以下のキャリアが混合されていることを特徴としてい
る。

【００１８】請求項２記載の発明は、上記静電潜像を現
像するための現像装置に、上記潜像担持体上から回収さ
れ未転写トナーを再送するリサイクル構造が設けられて
いることを特徴としている。

【００１９】請求項３記載の発明は、体積平均粒径が５
〜１０μｍ、粒径５μｍ以下のものが６０〜８０個数％
のトナーを含む現像剤を用いて線速が４００ｍｍ／ｓｅ
ｃ以上で移動する潜像担持体上に形成されている静電潜
像を現像する構成を備えた画像形成装置において、上記
現像剤には、シリカが０．９重量パーセント以上、酸化
チタンが０．４重量パーセント以上それぞれ外添されて
いることを特徴としている。

【００２０】請求項４記載の発明は、上記静電潜像を現
像するための現像装置に、上記潜像担持体上から回収さ
れ未転写トナーを再送するリサイクル構造が設けられて
いることを特徴としている。

【００２１】請求項５記載の発明は、上記潜像担持体と
該潜像担持体に担持されている静電潜像を現像する現像
手段との間の対向間隔が０．６ｍｍ以上に設定されてい
ることを特徴としている。

【００２２】請求項６記載の発明は、上記現像手段は、
上記潜像担持体の移動方向に沿って複数配置されている
ことを特徴としている。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る
画像形成装置の模式図であり、同図に示す画像形成装置
１は、図示しない原稿載置台上の原稿を走査して書き込
みが可能なデジタル複写機である。なお、本発明では、
上記複写機だけではなく、プリンタやファクシミリ装置
さらには印刷機なども画像形成装置として用いることが
可能である。

【００２４】デジタル複写機１には、ドラム状とされた
潜像担持体である感光体２が設けられており、感光体２
の周辺には感光体の回転過程において画像形成処理を実
行する帯電装置３，書き込み装置４，現像装置５，転写
装置６，クリーニング装置７が設けられている。デジタ
ル複写機１では、帯電装置３により一様帯電が行われる
と書き込み装置４によって画像情報に応じた静電潜像が
感光体２に形成され、静電潜像が現像装置５により供給
されるトナーによって可視像処理される。可視像処理さ
れて感光体に担持されているトナー像は、図示しない給
紙装置から繰り出される転写紙などに対して転写装置６
によって転写され、図示しない定着装置により定着され
る。転写後の感光体２はクリーニング装置７によって未
転写トナーおよび残留電荷が除去され、帯電装置３によ
る一様帯電が施されて次の画像形成に備えられる。

【００２５】本実施例での感光体２は、線速が４００ｍ
ｍ／ｓｅｃ、現像装置５に装備されている現像手段であ
る現像スリーブ５Ａとの線速比として、スリーブ線速／
感光体線速を２とされている。現像装置５には、感光体
２の移動方向に沿って２段の現像スリーブ５Ａが配置さ
れており、これによって、スリーブの線速を下げても複
数段での現像行程が実行できることで現像能力を維持で
きるようになっている。

【００２６】本実施例での潜像形成条件は次の通りであ
る。なお、感光体に用いられる感光材料には、セレン
（Ｓｅ）系、有機（ＯＰＣ）系、アモルファスシリコン
（ａ−Ｓｉ）等が知られているが、本実施例では、有機
（ＯＰＣ）系を用いる場合を対象として、画像飽和濃度
部の電位（ＶＬ）は−１００Ｖ、画像白部Ｄの電位（Ｖ
Ｄ）は−８５０Ｖ、画像部の現像バイアスは−６５０Ｖ
に設定されている。現像バイアスは図示しないパワーパ
ックによって現像スリーブ５Ａに印加される。感光体２
と現像スリーブ５Ａとの対向間隔（ギャップ：Ｇｐ）
は、０．７５ｍｍ、現像スリーブ５Ａでの現像剤の層厚
を規定するドクターブレード５Ｂと現像スリーブ５Ａと
の対向間隔（Ｇｄ）は０．６ｍｍである。

【００２７】画像濃度に対応させるための現像剤の濃度
管理は、１０枚毎の画像形成間隔において基準トナー像
が用いられ、この基準トナー像が得られるように現像剤
の濃度を補正制御する。基準トナー像は、基準出力とし
て画像飽和濃度部での電位（ＶＬ）から基準トナー像形
成時での現像バイアス（ＶＢ０）を差し引いた値をＰセ
ンサポテンシャル（ＶＰＰ＝ＶＬ−ＶＢｐ（基準トナー
像の現像バイアス））として形成されるパッチ画像であ
り、その値は−３００Ｖに設定されている。パッチ画像
は感光体２に対峙している画像濃度センサ８によって濃
度（反射濃度出力値＝Ｖｓｐ）が検知され、検知結果に
応じて帯電条件、現像バイアス条件さらには書き込み光
量などの作像条件がシフト制御されるようになってい
る。本実施例では、１回の画像形成サイクルに相当する
１ジョブ開始時で感光体表面にトナーが全く付着してい
ない状態で地肌電位（ｖｓｇ）を検知し、基準トナー像
の反射濃度を検知した際のセンサー出力（Ｖｓｐ）と地
肌での反射濃度（Ｖｓｇ０）との比に基づき現像剤濃度
センサ９の目標値（Ｖｒｅｆ）が決定され、Ｖｓｐ／Ｖ
ｓｇの値が大きいほどトナー濃度が薄いといえるので、
目標値（Ｖｒｅｆ）のシフト量を大きくして適正濃度へ
の補正を迅速に行うようになっている。Ｖｓｇ０の値
は、基準が４Ｖ，Ｖｓｐの値は１／１０＊Ｖｓｇ０を基
準に制御するようになっている。

【００２８】現像装置５における現像剤の濃度管理は現
像剤濃度センサ９により濃度検知結果に基づき行われ
る。本実施例では現像剤の透磁率（Ｖｔ：現像剤の濃度
が低いほど大きい値となる）変化を基準としてトナー濃
度を検知するようになっており、基準値となる透磁率と
検知時での透磁率との差によりトナーの補給制御を行
う。つまり、画像形成毎に現像剤のトナー濃度（透磁
率）を現像剤濃度センサ９により検知し、Ｖｒｅｆ−Ｖ
ｔ≦０の場合にトナーの補給が行われ、Ｖｒｅｆ−Ｖｔ
の絶対値が大きいほどトナー補給量も多くされる。Ｖｒ
ｅｆ−Ｖｔ＞０の場合は、トナー濃度が十分高いという
ことでトナーの補給は行われない。本実施例では、Ｖｔ
が、１．５〜３．５Ｖにおいて最適なトナー濃度範囲
（５ｗｔ％〜３ｗｔ％）となるように設定される。

【００２９】転写装置６は、感光体２に対して接離可能
な転写ベルト６Ａを備えており、転写紙を静電吸着させ
て搬送しながら感光体２からトナー像を転写するように
なっている。転写装置６において符号６Ｂは転写バイア
スローラを示している。

【００３０】クリーニング装置７は、感光体２から掻き
取ることで回収した未転写トナを現像装置５に向けて再
送できる構成を備えており、その構成は、クリーニング
装置７に設けられている搬送スクリュー７０と現像装置
５におけるトナー供給部５Ｃに連絡する搬送パイプ中に
設けられたスクリューオーガ７１とを備えている。

【００３１】次に、画像形成装置の現像装置５に用いら
れる現像剤について説明する。図１に示した現像装置５
では、体積平均粒径が５〜１０μｍ、粒径５μｍ以下の
ものが６０〜８０個数％のトナーと、６５μｍ以下のキ
ャリアとを含む二成分系の乾式現像剤が用いられる。

【００３２】トナーの構成として樹脂成分、着色剤から
なり、さらに、外添剤、必要に応じて帯電制御剤が添加
される。トナーの粒径・粒径分布としては、体積平均粒
径が５〜１０μｍ、５μｍ以下が６０〜８０個数％であ
る。トナー粒径が大きいと、得られる画像の解像力・ド
ット再現性が悪くなる。また、小さすぎるとトナー流動
性の低下（凝集度の増大）を招く。また、重量平均粒径
が同じでも、６０個数％以下の場合、画像品質を改善す
る効果が少ない、８０個数％以上の場合、トナーの流動
性が低下する。なお、測定はＣｏｕｌｔｅｒＭＵＬ
ＴＩＳＩＺＥＲ IIｅを使用した。なおアパーチャー径
は１００μｍである。

【００３３】本実施例では、外添剤としてシリカが０．
９重量パーセント、酸化チタンが０．４重量パーセント
以上を以て外添されている。

【００３４】トナーの製造方法は特に限定されるもので
はなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、さ
らには粉砕方式、重合方式いずれを用いることも可能で
ある。トナーの構成として用いられる結着樹脂成分とし
ては従来公知の樹脂全てを用いることができ、例えば、
以下のものが挙げられる。スチレン、ポリ−α−スチル
スチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレ
ン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジェン共重合
体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレ
ン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリ
ル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル
酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アク
リル酸エステル共重合体等のスチレン樹脂（スチレンま
たはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、
ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロ
ジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油
樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチ
ルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブ
チラート樹脂等が挙げられる。また、単独使用も可能で
あるが二種類併用しても良い。着色剤としては公知のも
のとして、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、
群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオイル
ブルー、オイルブラック、アゾオイルブラック等、特に
限定はされない。着色剤の使用量は１〜１０重量部、好
ましくは３〜７重量部である。また本実施例でのトナー
を磁性一成分トナーとして用いる場合には酸化鉄、マグ
ネタイト、フェライトなどの磁性微粉末を添加する。

【００３５】外添剤としては、無機微粒子を用いること
が好ましい。無機微粒子の一次粒子径は５μｍ〜２μｍ
であることが好ましく、特に、５μｍ〜５００μｍであ
ることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、
２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機
微粒子の使用割合は、トナーの０．０１−５重量％であ
ることが好ましく、特に、０．０１−２．０重量％であ
ることが好ましい。無機微粒子の例としては、シリカ、
アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マ
グネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチ
ウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケ
イ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペン
ガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジル
コニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウ
ム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができ
る。この他高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化
重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレ
ン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合
体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重
縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。

【００３６】このような流動化剤は表面処理を行って、
疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性
の悪化を防止することができる。例えばシランカップリ
ング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシラン
カップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、ア
ルミニウム系のカップリング剤などが好ましい表面処理
剤として挙げられる。またオイルレス定着のため離型剤
としては、固形シリコーンワニス、モンタン系エステル
ワックス、酸化ライスワックス、低分子量ポリプロピレ
ンワックス、カルナウバワックス等が使用できる。

【００３７】帯電制御剤としては、公知のものが全て使
用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン
系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレー
ト顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級
アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含
む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タング
ステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル
酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具
体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、第四級ア
ンモニウム塩のボントロンＰー５１、含金属アゾ染料の
ボントロンＳー３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ
ー８２、サリチル酸系金属錯体のＥー８４、フェノール
系縮合物のＥー８９（以上、オリエント化学工業社
製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰー３
０２、ＴＰ一４１５（以上、保土谷化学工業社製）、第
四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹＶＰ２０
３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、
第四級アンモニウム塩のコピーチャージＮＥＧＶＰ
２０３６、コピーチャージＮＸＶＰ４３４（以上、
ヘキスト社製）、ＬＲＡー９０１、ホウ素錯体であるＬ
Ｒー１４７（日本カ一リット社製）、銅フタロシアニ
ン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スル
ホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官
能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。

【００３８】本実施例における現像装置に用いられるト
ナーの製造方法としては、従来公知の方法でよく、結着
樹脂、ワックス成分、着色剤、その他場合によっては荷
電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エ
クストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却固化
し、これをジェットミル等の粉砕で粉砕し、その後分級
し得られる。

【００３９】上述したキャリアとしては、重量平均粒径
６５μｍのマグネタイト粒子にメチルメタクリレート樹
脂（ＭＭＡ）をコート（膜厚０．５μｍ）したものを用
い、前記トナーとトナー濃度５．０重量％で混合し実施
例の現像剤を得た。キャリアの芯剤としてはフェライト
のコーティングキャリアでも使用できる実施例の装置で
この現像剤を使用し、現像剤のトナーーキャリア混合比
（ＴＣ）と帯電量（Ｑ／Ｍ）をブローオフ法によって測
定した。Ｑ／Ｍは４０〜５０μＣ／ｇ，ＴＣは３〜５重
量％である。

【００４０】本実施例は以上のような構成であるから、
現像装置５において用いられる現像剤が小粒径トナーを
用いるのに合わせて粒径を小さくしたキャリアを組み合
わせているので、キャリアの重量あたりでの表面積が増
加し、トナーのキャリアに対する被覆率を低下させてト
ナーの帯電不良を改善することができ、帯電不良による
浮遊トナーの発生を防止して地肌への付着や飛散により
装置内部への汚損を防止することができる。

【００４１】図２および図３は、キャリア径および外添
剤の条件に対するランク結果を示しており、これらの結
果からいえることは、キャリア径の小径化および外添剤
の外添によってトナーの帯電不良の解消が顕著となって
いる。

【００４２】また、図４は現像スリーブ５Ａにおける汚
れ度合いを示しており、同図から明らかなように、複数
段の現像スリーブを設け、かつ、対向間隔を大きくする
ことによって、スリーブでの汚れが低減されていること
がわかる。

【００４３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、トナーの
小粒径化に応じてキャリアを小径とすることにより、キ
ャリアの重量あたりでの表面積が増加し、トナーのキャ
リアに対する被覆率を低下させてトナーの帯電不良を改
善することが可能となる。

【００４４】請求項２記載の発明によれば、流動性が悪
化しやすいリサイクルトナーを用いるリサイクル構造を
対象とした場合でもトナーの帯電不良を防止して地汚れ
やトナー飛散および現像スリーブへの汚れを生じる原因
をなくすことが可能となる。

【００４５】請求項３記載の発明によれば、外添剤を増
量することによりトナーの流動性を向上させることがで
き、現像剤中での攪拌混合の際の拡散性が良好となり、
低い帯電のままとなるのを防ぐことができる。これによ
り、浮遊しやすい帯電量しかないトナーの存在が少なく
なり、浮遊トナーによる地肌汚れやトナー飛散を防止す
ることが可能となる。特に、帯電性の高いシリカのみを
用いた場合での微粉の帯電電位の上昇による低湿度環境
下での地汚れ発生を、酸化チタンによる流動性の改善に
よる帯電抑制によって防止することができるので、低湿
度環境などの使用環境において地肌汚れやトナー飛散を
防止することが可能となる。

【００４６】請求項４記載の発明によれば、流動性の低
下が顕著なリサイクルトナーを用いる場合でもリサイク
ルトナーの拡散性を高めることができる。また、低湿度
環境においてもシリカとチタンとの組み合わせにより地
肌汚れやトナー飛散を確実に防止することが可能とな
る。

【００４７】請求項５記載の発明によれば、潜像担持体
とこれに対向する現像装置との対向間隔を設定すること
により、潜像担持体から現像装置側に向けてトナーの飛
翔が発生する電界の影響を緩和させることができる。特
に対向間隔を広げることにより、電界の作用を弱めて潜
像担持体から現像装置側へのトナーの飛翔を防止するこ
とができる。これにより、現像スリーブでの汚れ防止が
可能となる。

【００４８】請求項６記載の発明によれば、現像手段を
複数配置することにより単一での現像手段での現像能力
を下げることができるので、電界の影響を緩和させるこ
とができる。この結果、潜像担持体から現像手段に向け
たトナーの飛翔を効率よく防止することができ、スリー
ブの汚損を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る実施例による画像形成
装置を示す模式図である。

【図２】図１に示した画像形成装置における現像装置に
用いられる現像剤の特性（キャリア粒径）による作用を
説明するための表図である。

【図３】図１に示した画像形成装置における現像装置に
用いられる現像剤の特性（外添剤含有率）による作用を
説明するための表図である。

【図４】図１に示した画像形成装置における現像装置の
構成による作用を説明するための線図である。

【図５】小粒径トナーとドット再現性との関係を説明す
るための線図である。

【図６】微粉トナーの含有率とドット再現性との関連を
説明するための線図である。

【図７】小粒径トナーを用いた場合の凝集度変化を示す
線図である。

【図８】微粉トナーの含有率と凝集度との変化状態を示
す線図である。

【図９】小粒径トナーを用いた場合に発生する不具合の
発生状態を示す線図である。

【図１０】線速とこれの変化による不具合との関係を説
明するための線図である。

【符号の説明】

１画像形成装置の一つであるデジタル複写機２潜像担持体である感光体５現像装置５Ａ現像手段をなす現像スリーブ７クリーニング装置７０リサイクル構造をなす搬送パイプ７１リサイクル構造の一つであるスクリュウーオー
ガ

───────────────────────────────────────────────────── 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 ５０６Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０６Ａ５０７５０７Ｄ５０７Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積平均粒径が５〜１０μｍ、粒径５μｍ以
下のものが６０〜８０個数％のトナーを含む現像剤を用
いて線速が４００ｍｍ／ｓｅｃ以上で移動する潜像担持
体上に形成されている静電潜像を現像する構成を備えた
画像形成装置において、上記現像剤には、重量平均粒径が６５μｍ以下のキャリ
アが混合されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、上記静電潜像を現像するための現像装置には、上記潜像
担持体上から回収され未転写トナーを再送するリサイク
ル構造が設けられていることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項３】体積平均粒径が５〜１０μｍ、粒径５μｍ
以下のものが６０〜８０個数％のトナーを含む現像剤を
用いて線速が４００ｍｍ／ｓｅｃ以上で移動する潜像担
持体上に形成されている静電潜像を現像する構成を備え
た画像形成装置において、上記現像剤には、シリカが０．９重量パーセント以上、
酸化チタンが０．４重量パーセント以上それぞれ外添さ
れていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】請求項３記載の画像形成装置において、上記静電潜像を現像するための現像装置には、上記潜像
担持体上から回収され未転写トナーを再送するリサイク
ル構造が設けられていることを特徴とする画像形成装
置。
【請求項５】請求項１乃至４のうちの一つに記載の画像
形成装置において、上記潜像担持体と該潜像担持体に担持されている静電潜
像を現像する現像手段との間の対向間隔が０．６ｍｍ以
上に設定されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】請求項５記載の画像形成装置において、上記現像手段は、上記潜像担持体の移動方向に沿って複
数配置されていることを特徴とする画像形成装置。