JP2013195557A - トナー担持体、現像装置、画像形成装置及びプロセスユニット - Google Patents
トナー担持体、現像装置、画像形成装置及びプロセスユニット Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013195557A JP2013195557A JP2012060880A JP2012060880A JP2013195557A JP 2013195557 A JP2013195557 A JP 2013195557A JP 2012060880 A JP2012060880 A JP 2012060880A JP 2012060880 A JP2012060880 A JP 2012060880A JP 2013195557 A JP2013195557 A JP 2013195557A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- developing roller
- developing
- roller
- grooves
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Abstract
【解決手段】互いに平行で、かつ現像ローラ42の軸方向に対して傾斜する方向に略等間隔で形成された複数の第1溝L1と、同様であって各第1溝L1と交差する複数の第2溝L2と、第1及び第2溝L1,L2とで囲まれる領域に頂面が略平面である凸部42aと、凸部42aの側面に形成された第1及び第2溝L1,L2の溝壁面LSと、を備え、外周部にトナーを保持する現像ローラ42において、前記第1及び第2溝L1,L2の溝壁面LSは略V字状を成し、前記第1及び第2溝L1,L2の深さをh、略V字状の溝L1,L2の開き角度をθ、前記トナーの体積平均粒径をRとしたとき、h−R/2−{(R/2)/sin(θ/2) }>Rの関係を満たすようにする。
【選択図】図13D
Description
h−R/2−{(R/2)/sin(θ/2) }>R
の関係を満たすことを特徴とする。
以下、本発明を画像形成装置としての複写機(以下、複写機500という)に適用した
、本発明の1つ目の実施形態(以下、実施形態1という)について説明する。
体(以下、プリンタ部100という)、給紙テーブル(以下、給紙部200という)及び
プリンタ部100上に取り付けるスキャナ(以下、スキャナ部300という)から構成さ
れる。
M,C,K)、複数の張架ローラに張架されて図2中の矢印A方向に移動する中間転写体
としての中間転写ベルト7、露光手段としての露光装置6、定着手段としての定着装置1
2等を備えている。
イエロー,マゼンタ,シアン,黒用の仕様であることを示している。4つのプロセスカー
トリッジ1(Y,M,C,K)は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の
構成になっているので、以下、K,Y,M,Cという添字を省略して説明する。
現像手段である現像装置4、及び、クリーニング手段である感光体クリーニング装置5を
一体的に支持してユニット状とした構成となっている。各プロセスカートリッジ1は、そ
れぞれの不図示のストッパーを解除することにより、複写機500本体に対して着脱可能
となっている。
、ローラ状の帯電ローラであり、感光体2の表面に圧接されており、感光体2の回転によ
り従動回転する。作像時には、帯電部材3には図示しない高圧電源により所定のバイアス
が印加され、感光体2の表面を帯電する。実施形態1のプロセスカートリッジ1は、帯電
手段として、感光体2の表面に接触するローラ状の帯電部材3を用いているが、帯電手段
としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
ンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体2の表面に対して露
光し、感光体2の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部100が備える露光装置6は、
レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段とし
てはLEDアレイを用いるものなど他の構成でもよい。
表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
各色ごとのトナー像を感光体2上に形成する。4つのプロセスカートリッジ1は、中間転
写ベルト7の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体2上に形成されたトナー
像を中間転写ベルト7に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト7上に可視像を
形成する。
写手段としての一次転写ローラ8が配置されている。一次転写ローラ8には不図示の高圧
電源により一次転写バイアスが印加され、感光体2との間で一次転写電界を形成する。感
光体2と一次転写ローラ8との間で一次転写電界が形成されることにより、感光体2の表
面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト7の表面に転写される。中間転写ベルト7を
張架する複数の張架ローラのうちの1つが不図示の駆動モータによって回転することによ
って中間転写ベルト7が図中の矢印A方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベルト
7の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト7の
表面上にフルカラー画像が形成される。
ベルト7の表面移動方向下流側には、張架ローラの1つである二次転写対向ローラ9aに
対して中間転写ベルト7を挟んで対向する位置に二次転写ローラ9が配置され、中間転写
ベルト7との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ9と二次転写対向ローラ9
aとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成する。給紙部200から給紙され、
図1中の矢印C方向に搬送される転写材である転写紙Pが二次転写ニップを通過する際に
、中間転写ベルト7の表面上に形成されたフルカラー画像が、二次転写ローラ9と二次転
写対向ローラ9aとの間に形成された二次転写電界によって転写紙Pに転写される。
。二次転写ニップを通過した転写紙Pは定着装置12に到達し、定着装置12における加
熱及び加圧によって転写紙P上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着され
た転写紙Pは複写機500の装置外に出力される。
ナーは、転写ベルトクリーニング装置11によって回収される。
400(Y,M,C,K)が複写機500本体に対して着脱可能に配置されている。
置によって、各色の現像装置4に供給される。
ら見た断面図である。
現像装置4を見た斜視説明図である。
及び下ケース413が組み合わさることで形成される。中ケース412はトナー収容部4
3を形成し、上ケース411にはトナー収容部43と外部とを連通する現像剤補給部であ
るトナー補給口55が形成されている。また、上ケース411には、現像ローラ42と上
ケース411との隙間をシールする入口シール47が設けられている。
の一部を拡大した斜視図であり、その一部をZ−X断面図で示す説明図である。
46、供給スクリュ48及びトナー残量センサ49等が設けられている。
って設けられている。開口部56内にはトナーを内部から外部(感光体と対向する現像領
域α)まで担持搬送する円筒状の現像ローラ42が設けられている。
)近傍の拡大斜視図であり、図8は、図7の状態から現像ローラ42の図示を省略した現
像装置4の拡大斜視図である。
部)近傍の拡大斜視図であり、図10は、図9の状態から現像ローラ42の図示を省略し
た現像装置4の拡大斜視図である。
転して表面移動することにより、トナー収容部43内のトナーTを現像ローラ42に対向
する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ42の表面にトナーを供給する。現像
ローラ42は、供給されたトナーを表面上に担持して、図1中の矢印B方向(図1中の時
計回り方向)に回転して表面移動することにより、現像ローラ42上のトナーを所定量に
規制するドクタブレード45との対向部までトナーを搬送する。ドクタブレード45は現
像ローラ42との対向部で、現像ローラ42の表面移動方向に対してカウンター方向(ド
クタブレード45の先端がドクタブレード45の基部よりも現像ローラ42の回転方向上
流側になるように)に当接し、ドクタブレード45との対向部で所定量に規制されたトナ
ーは、現像ローラ42の回転によって感光体2との対向部である現像領域αに到達する。
像ローラ42の表面は上方から下方に向かって移動する。なお、本実施形態の現像装置4
では、供給ニップβで、供給ローラ44と現像ローラ42とは接触している。
スと感光体2表面上の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ
42の表面上のトナーTが感光体2の表面に移動し、感光体2の表面上の静電潜像部分に
トナーが付着し、現像が行われる。感光体2は、現像ローラ42に対して非接触で、図1
中の矢印D方向に回転する。このため、現像領域αにおいて、現像ローラ42の表面移動
方向と感光体2の表面移動方向とは同方向となる。
ために、現像ローラ42から感光体2へトナーを向かわせるための第1電圧と、感光体2
から現像ローラ42へトナーを向かわせるための第2電圧とを備えた交番電圧を現像ロー
ラ42に印加する電圧印加部である。
実質的に一定の規則的な凹凸形状を外周面の全周に渡って有している。
Tは、供給ニップβにおける現像ローラ42の回転方向上流側の部分で供給ローラ44に
よって回収され、現像ローラ42表面のリセットが成される。つまり、供給ローラ44は
、回収ローラとしての役割も有している。
され難い。そして、現像領域αを通過したトナーTが供給ニップβを通過し、現像ローラ
42に担持されたままとなると、トナーTが現像ローラ42に固着してトナーフィルミン
グが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ42上のトナーTの単位重
量当たりの帯電量や現像ローラ42の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時
の濃度ムラの発生の原因となる。
プβでは、現像ローラ42の表面移動方向と供給ローラ44の表面移動方向とが逆方向と
なっている。これにより、供給ニップβにおける現像ローラ42の表面と供給ローラ44
の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ44による回収性能の向上
を図ることができる。よって、トナーが現像ローラ42に担持されたままとなることを抑
制し、現像ローラ42の表面にトナーが固着することを抑制でき、現像剤担持体の表面に
現像剤が固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。
現像ローラ42の表面移動速度:供給ローラ44の表面移動速度=1:0.85となって
いるが、線速比としてはこの値に限るものではない。
配置し、供給ローラ44の少なくとも一部がパドル46の回転を停止した状態のトナー収
容部43内のトナーTの剤面よりも上方となるようになっている。そして、供給ニップβ
に対して供給ローラ44の表面移動方向下流側の領域(以下、供給ニップ下流側領域と呼
ぶ。)がトナーTの剤面よりも上方となっている。特許文献1の図4に記載の構成のよう
に、供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、供給ニップ下流側領域に充填さ
れた状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害し、供
給ニップβにおける現像ローラ42からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。
剤面よりも上方となっているため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されておらず
、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ4
2からのトナーの回収を阻害されることがなく、効率的にトナーの回収を行うことができ
、トナーのリセット性を向上できる。
ある。また、図13は、現像ローラ42の表面形状の説明図であり、図13(a)は、現
像ローラ42全体の概略図であり、図13(b)は、図13(a)に示した現像ローラ4
2の表面の一部の拡大図である。図13(c)は、図13(b)中のL11又はL13
で示す断面での現像ローラ42の表面層42f(図31参照)の断面図であり、図13(
d)は、図13(b)中のL12又はL14で示す断面での現像ローラ42の表面層4
2fの断面図である。
20を設けた構成であり、現像ローラ円筒部420に対して軸方向外側である軸方向両端
部近傍の現像ローラ軸421には、スペーサー422が設けられている。
ラ軸421の軸方向が現像装置4の長手方向(図中Y軸方向)と平行になるように配置さ
れている。現像ローラ42の現像ローラ軸421の軸方向両端は中ケース412の側壁部
412sに対して回転可能に取り付けられている。現像ローラ42の表面の一部は開口部
56から現像装置4の外部に露出し、この露出した表面が下方から上方に表面移動してト
ナーを搬送するように、現像ローラ42は図1中の矢印B方向に回転する。
の表面に接触することにより、現像領域αにおける現像ローラ円筒部420の表面と感光
体2の表面との距離(現像ギャップ)を一定に保っている。
からなる(図31参照)。基材42gは、5056アルミニウム合金や6063アルミニ
ウム合金等のアルミニウム系やSTKM等の鉄系等の金属材料スリーブからなる。
加工を施した金属材料スリーブに対して、ニッケル鍍金を実施することで、現像ローラ42
の腐食の防止や、トナーの帯電性補助を行う表面層42fを形成している。
構造の相違に基づき、主として、2つの部分(溝形成部420a、非溝形成部420b)
に分けられる。
ーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。実施形態1においては
、凹凸加工として所謂転造加工が用いられ、凸部42aは互いに巻き方向の異なる螺旋状
の第1溝L1及び第2溝L2に囲まれて形成されている。巻き方向の異なる螺旋状の溝
を形成することで、現像ローラ42の表面には網目上の凹凸が形成される。転造加工とし
ては、従来公知の加工方法を採用することができる。また、第1溝L1及び第2溝L2
は、それぞれ現像ローラ42の軸方向に対して所定角度(実施形態1では、L1及びL
2共に45[°]であるが、これに限定されるものではない)で傾斜している。
ことが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャン
ピングしたトナーTによってたたき出された低帯電トナーが、凸部42aや凹部42bの
フィルミングが起きていない部分で帯電できるため、低帯電トナーを減少させることがで
き、画像濃度が安定化する。実施形態1の現像ローラ42では、ニッケル鍍金を施すこと
により、その表面層42fがトナーを正規帯電させる材料となっており、錆びを防止すると共に、トナーの帯電量をコントロールすることができる。
50)よりも硬い材質であることが望ましい。これにより、現像ローラ42の表面の凸部
42aがドクタブレード45によって削れ難くなるため、凸部42aとドクタブレード4
5で囲まれる凹部42bの体積が変わりにくくなり、M/A値(現像ローラ表面上の単位
面積当たりのトナーの担持量)が安定する。
h−R/2−{(R/2)/sin(θ/2) }>R ・・・(1)
の関係を満たせば、現像ローラ42と感光体2の間に交番電界を印加すると、トナーTは潜像担持体へ必ず飛翔する。
ある。現像装置4の内部のトナー収容部43の上方の現像ローラ42側には、円筒状の供
給ローラ44が設けられている。供給ローラ44は、その軸部である供給ローラ軸441
を中心に円筒状の発泡材が巻きついた構成であり、この円筒状の発泡材が表面にトナーを
担持する供給ローラ円筒部440となる。
ス412の側壁部412sに対して回転可能に取り付けられている。供給ローラ44は、
供給ローラ円筒部440の外周面の一部は、現像ローラ42の現像ローラ円筒部420の
外周面と供給ニップβで接触するように配置されており、図1及び図5に示すように、供
給ローラ軸441は、現像ローラ軸421よりも上方に配置されている。
ップβで現像ローラ42の表面移動方向に対して逆方向に表面が移動するように回転する
。さらに、現像装置4は、図1に示すように、供給ニップβの位置が、現像ローラ42に
対するドクタブレード45の当接位置に対して、上方に位置する配置となっている。
2に接触する表面層は表面に多数の微小孔が分散しているスポンジ層となっている。供給
ローラ44の表面層をスポンジ状にすることで、凹部42bの底まで供給ローラ44が届
きやすくなるため、現像ローラ42上トナーのリセット性が向上する。
」+「供給ローラ44の半径」−「現像ローラ42と供給ローラ44との軸間距離」)は
、現像ローラ42の凸部42aの高さよりも大きくなるように設定している。凸部42a
の高さよりも供給ローラ44の食い込み量を大きくすることで、凹部42bにおけるトナ
ーのリセット性を向上できる。なお、供給ローラ44の現像ローラ42に対する食い込み
量が凸部42aの高さに対して大きすぎると、トナーが凹部42bに押し込まれてしまい
、凝集の原因となるため、食い込み量が大きくなりすぎないように設定する必要がある。
]の電気抵抗値に設定されている。
ニップβで予備帯電されたトナーを現像ローラ42に押し付ける作用を補助する。供給ロ
ーラ44は図1及び図5中の時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ロ
ーラ42の表面に塗布供給する。
42に印加された交番電圧に対して、トナーの正規帯電極性(実施形態1のトナーTでは
マイナス極性)に対して逆極性(プラス極性)の直流電圧を印加する。このとき、現像ロ
ーラ42に印加する電圧よりも供給ローラ44に印加する電圧の方がトナーの正規帯電極
性に対して逆極性(プラス極性)となる。これにより、現像ローラ42に対して供給ロー
ラ44側にトナーTを引き付ける方向の電界を供給ニップβに形成し、現像ローラ42上
トナーのリセット性を向上することができる。なお、供給バイアス電源144を備える構
成では、直流電源を別途必要となり、コスト高となるため、現像装置4の仕様に応じて、
供給バイアス電源144を設けない構成としてもよい。
側面図である。
ース412には、ドクタブレード45が設けられている。
50と、ブレード部材450の一端が固定されている金属製の台座部452とを有する。
1によって固定されている。台座部452はブレード部材450よりも厚い金属で構成さ
れており、ブレード部材450を現像装置4の本体(中ケース412の側面部)に固定す
るための基板として機能している。台座部452の長手方向端部にはピン穴454が設け
られており、一方は真円形状の主基準穴454aであり、もう一方は主基準穴454a方
向に長径を有する楕円形状の従基準穴454bである。主基準穴454aに不図示のピン
が入ることで台座部452の現像装置4本体に対する位置が決定し、従基準穴454bで
支えられる。ブレード部材450が固定された台座部452が、現像装置4本体(中ケー
ス412)にドクタ固定ネジ455で固定されることによってブレード部材450が現像
装置4に固定されることになる。
P、又はリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ42表面に10〜
100[N/m]の押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過したトナーを所定量
に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらにブレード部材450には、摩
擦帯電を補助するために、ドクタバイアス電源145からバイアスが印加されてもよい。
ことが望ましい。ブレード部材450が導電性であることにより、Q/M値(単位体積当
りの帯電量)が大きなトナーTの帯電量を下げることができ、トナーTのQ/M値の均一
化を図ることができる。これにより、トナーTの現像ローラ42に対する張り付きを防ぐ
ことができる。
ーラ42に印加された交番電圧に対して、±200[V]の範囲で直流電圧を印加できる
構成とし、使用環境により直流電圧の値を制御出来る構成としてもよい。これにより、環
境変動によるM/A値(現像ローラ表面上の単位面積当たりのトナーの担持量)の変動を抑制することができる。
薄い羽部材としてのパドル羽460とを備える。パドル軸461は、向かい合う2つの平
面部を有し、この2つの平面部にパドル羽460がそれぞれ取り付けられている。二枚の
パドル羽460は、パドル軸461を中心に互いに反対方向に突出するように、パドル軸
461の平面部に固定されている。
ように並べて設けられており、パドル軸461は、その軸方向に平行になるように複数
の凸部が並べて設けられている。そして、パドル羽460の穴にパドル軸461の凸部を
挿入して、熱カシメすることによって、パドル軸461に対してパドル羽460を固定す
る。
行になるように配置されている。パドル軸461の軸方向両端は中ケース412の側壁部
412sに対して回転可能に取り付けられている。
内壁面に接触する程度の長さにパドル羽460の突出量が設定されている。図1及び図5
等に示すように、トナー収容部43の底面部43bはパドル46の回転方向に沿った円弧
状であり、パドル46の回転に伴う摺擦動作でパドル羽460がトナー収容部43の底面
部43bに引っかからないようになっている。
43sが形成されており、この側壁面部43sはパドル軸461の中心と同等若しくは若
干低い程度のところでX軸に平行なローラに向かう方向に水平になり、段部50を形成し
ている。
よりも短く設定されている。そのため、底面部43bを摺擦してきたパドル羽460は側
壁面部43sに突き当たり、より大きく撓むことになる。その後、段部50にパドル羽460の先端部が差し掛かるとパドル羽460を押さえるものがなくなり、パドル羽460の先端部は開放されることで上方に跳ね上がる。このようなパドル羽460の動きによってトナーは上方へと跳ね上げられ撹拌、搬送、供給される。
延在するように形成されている。実施形態1の現像装置4では、段部50が幅方向の全域
に設けられているが、パドル羽460が跳ね上がるようになっていれば、現像装置4内の
一部分に設けられていてもよい。
た螺旋状の羽部である供給スクリュ羽部480となるスクリュ部材である。供給スクリュ
軸481を中心に回転可能に設けられており、供給スクリュ軸481の軸方向が現像装置
4の長手方向(図中Y軸方向)と平行になるように配置されている。供給スクリュ軸48
1の軸方向両端は中ケース412の側壁部412sに対して回転可能に取り付けられてい
る。
口55の下方に位置している。そして、供給スクリュ48が回転することによって螺旋状
の供給スクリュ羽部480がトナー補給口55から補給されたトナーを長手方向における
現像装置4の中央部方向に搬送する。
のシート部材が長手方向に沿って貼着されている。入口シール47は略矩形のシートであ
ってその短手の一端が上ケース411の縁部分に貼着され、他端は自由端とされている。
ラ42に接触するように設けられている。入口シール47は、現像ローラ42の回転方向
上流側が上ケース411に固定されており、現像ローラ42の回転方向下流側が自由端と
され、現像ローラ42に対して、入口シール47の面部分が接触するように配置している
。また、上ケース411の現像装置4の内部側は供給ローラ44の上部形状に沿うように
湾曲形状をしており、上ケース411の湾曲形状の表面と供給ローラ44の表面との隙間
は、1.0[mm]である。
ス412の一部にはサイドシール59が貼着されている。サイドシール59は、現像ロー
ラ42の軸方向両端近傍に設けられたスペーサー422よりも軸方向における内側で、且
つ、現像ローラ42にドクタブレード45が接触する軸方向の端部が重なる領域に設けら
れている。このようなサイドシール59によって現像ケーシング41における開口部56
の長手方向端部からトナーが漏れ出ることを防止している。
ナーの量を検知するものである。
トナー収容部43に供給され、パドル46によって撹拌される。また、パドル46の跳ね
上げによって現像ローラ42及び供給ローラ44の方向に跳ね上げ、搬送される。供給ロ
ーラ44に供給されたトナーは、供給ローラ44が現像ローラ42と接触する供給ニップ
βで現像ローラ42の表面に受け渡される。現像ローラ42の表面に受け渡されたトナー
のうち現像領域αに搬送する所定量を超えた分のトナーは、ドクタブレード45によって
現像ローラ42の表面から掻き落とされる。
のまま現像ローラ42の回転による表面移動方によって搬送され、感光体2と対向する現
像領域αに到達する。現像に用いられることなく現像領域αを通過したトナーは、入口シ
ール47が接触する位置を通過し、供給ローラ44との対向位置である供給ニップβにま
で搬送される。現像ローラ42によって供給ニップβに到達したトナーは、供給ローラ4
4によって現像ローラ42の表面から掻き取られ、供給ローラ44によって搬送される。
で用いるトナーとしては、高速のトナー搬送に対応できるよう流動性の高いトナーを用い
ている。具体的には、加速凝集度が40[%]以下のトナーを用いている。この加速凝集
度とは、トナーの流動性を示す指数である。
・ホソカワミクロン製 パウダテスタ
<測定方法>
・測定対象サンプルを恒温槽に放置(35±2[℃],24±1[h])
・パウダテスタを用いて測定
・目開きの異なる3種の篩を使用(例えば、75[μm],44[μm],22[μ
m])
・篩ったときのトナー残量から算出、以下の計算により、凝集度を求める。
{(中段の篩に残ったトナー重量)/(試料採取量)}×100×3/5
{(下段の篩に残ったトナー重量)/(試料採取量)}×100×1/5
上記三つの計算値の合計をもって加熱凝集度[%]とする。
順に積み重ね、最上段に粒子をおき、一定の振動でふるい、各メッシュ上のトナー重量か
ら求める指数である。
ナー)を用いている。
ナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面
形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
円形度a=L0/L・・・・(2)
(L0:粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長、L:粒子の投影像の周囲長)
平均円形度が0.90〜1.00の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナ
ー粒子同士、トナー粒子と感光体2との接触面積が小さいために転写性に優れる。
内での現像剤(トナー)の撹拌トルクが小さく、撹拌の駆動が安定するために異常画像の
発生を防止できる。
媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜け
が生じにくい。
、感光体2や、帯電部材3等の表面を傷つけたり、摩耗させたりすることを防止できる。
析装置FPIA−1000を用いて測定することができる。
l]中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜
0.5[ml]加え、さらに測定試料を0.1〜0.5[g]程度加える。試料を分散した
懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000〜10000[個/μl]として前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。
)として3〜8[μm]が好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に
小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。重量平均粒径(
D4)が3[μm]未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった
現象が発生しやすい。
が難しい。また、重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)は
1.00〜1.40の範囲にあることが好ましい。(D4/D1)が1.00に近いほど
粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、
トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、
また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
よるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−IIやコー
ルターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。以下に測定方法に
ついて述べる。
ルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5[ml]加える。ここで、電解液とは1級
塩化ナトリウムを用いて約1[%]NaCl水溶液を調製したもので、例えばISOTO
N−II(コールター社製)が使用できる。ここで、さらに測定試料を2〜20[mg]加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測
定装置により、アパーチャーとして100[μm]アパーチャーを用いて、トナー粒子又
はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、
トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。
未満;3.17〜4.00[μm]未満;4.00〜5.04[μm]未満;5.04〜
6.35[μm]未満;6.35〜8.00[μm]未満;8.00〜10.08[μm
]未満;10.08〜12.70[μm]未満;12.70〜16.00[μm]未満;
16.00〜20.20[μm]未満;20.20〜25.40[μm]未満;25.4
0〜32.00[μm]未満;32.00〜40.30[μm]未満の13チャンネルを
使用し、粒径2.00[μm]以上乃至40.30[μm]未満の粒子を対象とする。
ステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー
材料液を、水系溶媒中で架橋及び/又は伸長反応させて得られるトナーであり、重合トナ
ーと呼ばれる。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によっ
て得られる。多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)及び3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、又は(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(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、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、及びこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
キシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好
ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。 多
価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、テトラブトキシチタネ
ート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280[℃
]に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエス
テルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸
価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりや
すく、さらに記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量
が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると
低温定着性が悪化するため好ましくない。
性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反
応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合
物(PIC)とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)
を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び/又は伸長されて得られるもので
ある。
チレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメ
チルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シ
クロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソ
シアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(
α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアネート
類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロ
ックしたもの;及びこれら2種以上の併用が挙げられる。
基を有するポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、通常5
/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/
1である。[NCO]/[OH]が5を超えると低温定着性が悪化する。[NCO]のモ
ル比が1未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量
が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
合物(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40[wt%]、好ましくは1〜30
[wt%]、さらに好ましくは2〜20[wt%]である。0.5[wt%]未満では、
耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利に
なる。また、40[wt%]を超えると低温定着性が悪化する。
れるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好まし
くは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステ
ルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
ミン化合物(B1)、3価以上の多価アミン化合物(B2)、アミノアルコール(B3)
、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、及びB1〜B5のアミノ基をブロ
ックしたもの(B6)などが挙げられる。
トルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,
4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン
、イソホロンジアミンなど);及び脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。
テトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、
ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、ア
ミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン
類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得ら
れるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)の
うち好ましいものは、B1及びB1と少量のB2の混合物である。
中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の当量比[
NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5
、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。
子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。また、ウレア変性ポリエステル中に
は、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン
結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜2
0/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が1
0[%]未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
(PO)と多価カルボン酸(PC)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサ
イドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280[℃]に加熱し、必要により減
圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜
140[℃]にて、これに多価イソシアネート(PIC)を反応させ、イソシアネート基
を有するポリエステルプレポリマー(A)を得る。さらにこの(A)にアミン類(B)を
0〜140[℃]にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
る際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤
(トルエン、キシレンなど);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトンなど);エステル類(酢酸エチルなど);アミド類(ジメチルホルムアミド、
ジメチルアセトアミドなど)及びエーテル類(テトラヒドロフランなど)などの多価イソシアネート化合物(PIC)に対して不活性なものが挙げられる。
には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整す
ることができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、
ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、及びそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
0万、さらに好ましくは3万〜100万である。1万未満では耐ホットオフセット性が悪
化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる
場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子
量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常
2000〜15000、好ましくは2000〜10000、さらに好ましくは2000〜
8000である。20000を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
とが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルと
ウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
95/5、好ましくは70/30〜95/5、さらに好ましくは75/25〜95/5、
特に好ましくは80/20〜93/7である。ウレア変性ポリエステルの重量比が5[%
]未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立
の面で不利になる。
(Tg)は、通常45〜65[℃]、好ましくは45〜60[℃]である。45[℃]未
満ではトナーの耐熱性が悪化し、65[℃]を超えると低温定着性が不十分となる。
、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な
傾向を示す。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニ
グロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カ
ドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイ
エロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイ
エロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5
G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL
、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウ
ムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセー
レッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブ
リリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(
F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカン
ファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレ
ッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、
トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10
B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB
、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルー
ン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クローム
バーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブル
ー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブ
ルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブル
ー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブル
ー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジ
オキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン
、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグ
リーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フ
タロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそ
れらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量[%]、
好ましくは3〜10重量[%]である。
チの製造、又はマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、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、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、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、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4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。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるもの
ではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範
囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を超える場合
にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラ42との静電
的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
離型剤としては、融点が50〜120[℃]の低融点のワックスが、バインダー樹脂と
の分散の中でより離型剤として効果的に定着装置12の定着ローラとトナー界面との間で
働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに
対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及
びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系
ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系
ワックス、及び及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
きるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えてもよい。
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好
ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2[μm]であるこ
とが好ましく、特に5×10−3〜0.5[μm]であることが好ましい。また、BET
法による比表面積は、20〜500[m2/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[wt%]であることが好ましく、特に0.01〜
2.0[wt%]であることが好ましい。
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、
ベンガラ、3酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、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。中で
も、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するの
が好ましい。特に両微粒子の平均粒径が5×10−2[μm]以下のものを使用して撹拌
混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより
、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置4内部の撹拌混合によっても、トナー
から流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られ
て、さらに転写残トナーの低減が図られる。
特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多
くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。
wt%]の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特
性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
が、これに限られるものではない。
(1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ
ー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が100[℃
]未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい
。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジ
クロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モ
ノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン
、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒及び塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
媒体は、水単独でもよいし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレ
ングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチ
ルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶
媒を含むものであってもよい。
好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー材料液の分散状態
が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でな
い。
宜加える。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホ
ン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコ
ール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキ
ルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベン
ジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウ
ムなどの4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アル
コール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ(アミノエチル)
グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアン
モニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
効果を上げることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性
界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パ
ーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル
(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[
ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン
酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオ
ロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜
C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミ
ド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド
、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウ
ム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノ
パーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
ロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダ
インDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−
120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エク
トップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A
、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、
F150(ネオス社製)などが挙げられる。
若しくは2級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6−C10)スルホンアミドプロピル
トリメチルアンモニウム塩などの脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化
ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンS−
121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−2
02(ダイキンエ業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)
、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネ
オス社製)などが挙げられる。
る。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が10〜90[%]の範囲に
なるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子1[μm
]、及び3[μm]、ポリスチレン微粒子0.5[μm]及び2[μm]、ポリ(スチレ
ン―アクリロニトリル)微粒子1[μm]、商品名では、PB−200H(花王社製)、
SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研
社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製)等がある。
キシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
護コロイドにより分散液滴を安定化させてもよい。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α
−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、
マレイン酸又は無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、又はビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、又はその複素環を有するものなどのホモポリマー又は共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒
径を2〜20[μm]にするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用
した場合、回転数は特に限定はないが、通常1000〜30000[rpm]、好ましく
は5000〜20000[rpm]である。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の
場合は、通常0.1〜5[分]である。分散時の温度としては、通常、0〜150[℃]
(加圧下)、好ましくは40〜98[℃]である。
エステルプレポリマー(A)との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び/又は
伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構
造とアミン類(B)との反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは
2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150[℃]、好ましくは40〜98[℃
]である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチル
チンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の撹拌状態で昇温し
、一定の温度域で強い撹拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作
製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な
物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなど
の方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による
分解などの操作によっても除去できる。
、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、
及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより
、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有
機溶媒を除去する工程で強い撹拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形
状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間
で制御することができる。
の高さや凹部の深さ(W3)が一定で規則的なパターンからなる凹凸が形成されている。
を施して表面に凹凸形状を形成したものがある。このように、現像ローラの表面に粗面処
理を施すことにより、現像ローラがトナーを担持し、搬送する性能を向上させていた。し
かしながら、粗面処理によって現像ローラの表面上に形成される凹凸は、凸部の高さ、凹
部の深さ及び凹凸のパターンが不規則となる。凹部のパターンや深さが不規則であると、
現像ローラ表面上のトナー担持量が安定せず、感光体上の潜像を現像したときに濃度ムラ
となることがあった。一方、実施形態1の現像装置4では、凹部の深さ(W3)が一定で
、その形成パターンが規則的であるため、現像ローラ42表面上のトナー担持量が安定し
、現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。
向である現像ローラ42がドクタ部において上方から下方に移動する。このような場合に
は、トナーTに働く自重によってトナーには下方向の力(Fg)が加わるため、ドクタブ
レード45の応力(Fb)によるトナーに対する圧縮力を減少させることができる。よっ
て、現像ローラ42の凸部42aにおける現像ローラ42の表面移動方向下流側の部分(
図20中の42cの部分)にトナーが凝集することを抑制できる。これにより、フィルミ
ングの発生を抑制することができ、現像ローラ42上でのQ/M値やM/A値の変動を抑
制することができる。
なるトナーを用いることで、現像ローラ42の凸部42aにおける現像ローラ42の表面
移動方向下流側の部分(図20中の42cの部分)でのトナーの凝集をより緩和すること
が可能となる。なお、図20で示すドクタ部では、ドクタブレード45が現像ローラ42
の表面に対して腹当て状態となっている。ドクタブレード45の現像ローラ42の表面に
対する当接状態としては、図21に示すように、先端当て状態である方が、凸部42aの
頂面42tに存在するトナーTを擦り切ることができ、より好ましい。
°]未満の場合は、凹部42bの全体に供給ローラ44が当接する確率が減少してしまう
。また、図23のように、一部でも凸部42aと凹部42bとの成す角が90[°]未満
の場合も、凹部42bの全体に供給ローラ44が当接する確率が減少してしまう。
に、現像ローラ42の凸部42aと凹部42bとが成す角γが90[°]以上としている
。図24に示すように、角γが90[°]以上の場合は、供給ローラ44が現像ローラ4
2上のトナーに当たる確率が増加するため、リセット性が向上する。
ラ42の表面移動方向下流側の角γ(以下、「凸部下流角γ1」と呼ぶ)と、凸部42a
における現像ローラ42の表面移動方向上流側の角γ(以下、「凸部上流角γ2」と呼ぶ
)とが共に90[°]の構成の説明図である。
ローラ42が図中矢印Bで示す方向に表面移動するため、凹部42bに担持されたトナー
Tは、ドクタブレード45の応力によって図25中の矢印Faで示す方向の圧縮力が作用
する。このため、凸部42aにおける現像ローラ42の表面移動方向下流側の壁面に接触
するトナーが入れ替わらないと、特定のトナーに対して繰り替えし圧縮力が作用すること
となり、トナーが凝集するおそれがある。
ローラ42の表面に対して腹当て状態となっている。ドクタブレード45の現像ローラ4
2の表面に対する当接状態としては、図27に示すように、先端当て状態である方が、凸
部42aの頂面42tに存在するトナーTを擦り切ることができ、より好ましい。
ように、凸部42aのひし形状の頂面42tが有する二組の平行線のうちどちらか一方が
現像ローラ42の表面移動方向と平行である場合には、凸部42aにおける現像ローラ4
2の表面移動方向下流側の部分(図28中の42cの部分)でトナーが圧縮されやすくな
るため、フィルミングが増加する傾向にある。
すように、凸部42aのひし形状の頂面42tが有する二組の平行線のいずれもが、現像ローラ42の表面移動方向に対して角度がある形状である。凸部42aのひし形状の頂面42tが有する二組の平行線(凸部42aのひし形状の頂面42tの辺)と当接するドクタブレード45の摺擦方向とに角度があるため、凸部42aにおける現像ローラ42の表面移動方向下流側の部分(図13(b)中の42cの部分)でトナーが圧縮され難くなる。実施形態1の現像装置4では、凸部42aのひし形状の頂面42tの辺と現像ローラ42の表面移動方向とが成す角の角度は、45[°]となっている。
)の材料が金属製である。
現像ローラに接触する規制部材としてゴム製のものを用いていた。しかしながら、ゴム製
の規制部材を用いた構成では、製造時の組み付け公差や経時使用のブレードの削れによっ
て、規制部材の突き出し量が変化すると、現像ローラ上のトナー量がばらつくことがあっ
た。具体的には、現像ローラ上のトナーが極端に少なくなって、画像濃度が薄くなったり
、逆に、現像ローラ上トナー量が多くなってしまい、帯電不良が発生して、画像の地肌部
が汚れる地汚れが発生したりすることがあった。
のブレードを用いることにより、ドクタブレード45の突き出し量がある程度の範囲で変
化しても、現像ローラ42上のトナー量を安定させることができる。
次に、ドクタブレード45として、金属製のブレードを用いた場合と、ゴム製のブレー
ドを用いた場合とについて、ドクタブレード45の突き出し量の変化に対する現像ローラ
42上のトナー量の安定性を比較した実験1について説明する。
明する。
れていてもよい。すなわち、エッジ部は、ドクタブレード45の対向面45bと、先端面
45aとを延長させた面が交差する箇所近傍を示す。
丸みがあってもよいし、面取りされていてもよい)が現像ローラ42の凸部42aに接触
するようになっていればよい。
曲げて、その曲げ部分を接触させる方法もあるが、トナーを擦り切る効果については上述
のようにブレード部材の自由端側の先端を接触させる方法のほうが、効果が高く望ましい
。
を初期接触位置Q1における現像ローラ42の法線方向(図29(a)中の矢印X方向)
に沿って現像ローラ42側に移動させる。これにより、図29(b)に示すように、ドク
タブレード45における現像ローラ42に対して接触する位置が根元側に移動しつつ、ド
クタブレード45が撓み、ドクタブレード45が、腹当てで撓んだ状態で接触する。ここ
で、腹当てとは、ドクタブレード45における現像ローラ42と対向する対向面45bが
接触し、かつ、エッジ部が接触していない状態である。また、このときの現像ローラ42
の表面上におけるドクタブレード45の接触位置Qは、初期接触位置Q1から図29中の
上方に変異する。
方向に対して直交する方向(図29中の上下方向)に沿って現像ローラ42から離れる方
向(図29中の矢印Z方向)に移動させると、突き出し量が徐々に少なくなる。そして、図29(c)に示すように、ドクタブレード45が撓んだままの状態でエッジ当ての状態となる。図29(c)に示す状態からさらに突き出し量が徐々に少なくするようにZ方向にブレードフォルダ45cを移動させると、ドクタブレード45が現像ローラ42から離間するまでは、ドクタブレード45の撓み量が小さくなりつつ、エッジ当ての状態は維持される。
ム製のゴムブレードである場合とについて、図29を用いて説明した突き出し量を変化さ
せる方法によって突き出し量を変化させたときの、現像ローラ42上トナー搬送量の変化
を測定した実験結果を図30に示す。
なった、図29(c)に示す状態におけるドクタブレード45の位置をゼロとした。そし
て、このゼロの位置よりもブレードフォルダ45cを図29中の矢印Z方向に移動させた
ときの変位を−(マイナス)とし、図29中の矢印Z方向とは逆方向に移動させたときの
変位を+(プラス)として示している。すなわち、図30中の図中右側ほど突き出し量が
多い条件となる。
示すグラフは、金属ブレードを用いた場合の実験結果である。
、金属ブレード、ゴムブレード共に位置がプラスに大きくなるにつれて、トナー搬送量が
増加する。
属ブレードの場合(実線)は、図30に示すように安定した搬送量を示す領域がある。一
方、従来の現像装置で用いられていたゴムブレードの場合(破線)、−(マイナス)方向
の位置のときは、現像ローラ42上にほとんどトナーが搬送されなかった。
42に対する突き出し量について、ゴム製よりも金属製のドクタブレード45の方が現像
ローラ42上のトナー量が所望量となる突き出し量の範囲が広いことがわかった。
り、ドクタブレード45の取り付け時の、図29中のZ方向の設計公差の余裕度が上がる
ため、組み付け性が向上する。さらに、メカ公差の余裕度が上がり、部品を低コスト化で
きる。
置Qの拡大説明図である。
に、トナー量が安定する領域が得られるのは、ドクタブレード45の先端であるエッジ部
45eが現像ローラ42に接触するためである。具体的には図31に示すように、エッジ
部45eが当たる場合は、トナーTがドクタブレード45により擦り切られるように薄層
化するため、現像ローラ42の規則的な凹凸形状の凹部42bに埋まったトナーTのみが
搬送されることとなる。このため、現像ローラ42表面のトナー量を凹部42bの体積に
応じた所望量とすることができ、現像ローラ42によるトナーの搬送量を安定させること
ができる。また、金属ブレードであれば、ある程度の剛性を有しているため、その弾性に
よって現像ローラ42の凹部42bに食い込んで、凹部42b内のトナーを掻き出す可能
性がゴムのような樹脂のものよりも低く、現像ローラ42によるトナーの搬送量を安定さ
せることができる。
次に、ドクタブレード45に金属ブレードを用いて、図29中の初期接触位置Q1にお
ける法線方向の移動距離X1の値を変化させたときのエッジ当てを維持できるドクタブレ
ード45の位置の範囲を測定した実験2について説明する。
の接線方向にあるときのドクタブレード45の位置をゼロとして、図29(a)から図2
9(b)へのブレードフォルダ45cの移動距離X1の値を横軸としている。また、図3
2のグラフでは、図29(b)に示す状態からブレードフォルダ45cを図中矢印Z方向
に移動させ、図29(c)の状態になったときを縦軸のゼロとしている。そして、図29
(c)に示す状態からさらにブレードフォルダ45cを図中矢印Z方向に移動させ、ドク
タブレード45が現像ローラ42の表面から離間するまでの図中Z方向のブレードフォル
ダ45cの移動距離を縦軸としている。
る現像ローラ42表面の法線方向の移動距離X1が大きいほど、ドクタブレード45がエ
ッジ当てを維持することができる範囲を広げることができる。移動距離X1がゼロ以上の
ときはドクタブレード45は、現像ローラ42との接触によって撓んだ状態となるように
配置される。このように配置されることにより、ドクタブレード45の取り付けに際し、
図29中の上下方向の設計公差の余裕度が上がるため、組み付け性が向上する。さらに、
メカ公差の余裕度が上がり、部品を低コスト化できる。
次に、ドクタブレード45に用いる金属ブレードとして、その材料がリン青銅である場
合と、ステンレス(SUS)である場合とで、スジ画像の発生の有無を確認した。本実験
においては、現像ローラ42表層(表面層42f)のビッカース硬度をリン青銅よりも大
きく、ステンレスよりも小さく設定している。具体的には表面層がアルミニウムで形成さ
れている現像ローラ42を使用した。なお、ビッカース硬度の測定方法としては、JIS
Z 2244に規定の方法を用いることができる。
としてこれよりも低い硬度の金属ブレードを用いれば、本実験のリン青銅を用いたドクタ
ブレード45と同様に固着を抑制する効果があると考えられる。また、硬度に関しては、
本実験ではビッカース硬度を採用しているが、材質、形状に応じて、ブリネル硬度、ロッ
クウェル硬度を計測する方法で比較してもよい。
配置し、実施形態1の複写機500を用いてベタ画像の画像形成を行ってスジ画像の発生
の有無を確認した。実験3の結果、金属ブレードの材料としてリン青銅を用いた場合はス
ジ画像が発生せず、SUSを用いた場合はスジ画像が発生した。
US製のドクタブレード45にはトナーが固着しており、スジ画像が発生しなかった、り
ん青銅製のドクタブレード45にはトナー固着がほとんど確認されなかった。
転時間に対するドクタブレード45の削れ量を測定した結果を示すグラフである。図33
中の破線で示すグラフはSUS製のブレードを用いた場合の削れ量を示し、実線で示すグ
ラフはリン青銅製のブレードを用いた場合の削れ量である。
硬度よりも硬く設定されていると、ドクタブレード45を削る作用が生じ、上述したよう
に固着を解消しやすくなると言う効果が生じる。
。また、現像ローラ42の表層の硬度を高くした場合においても、ステンレスよりも、り
ん青銅のほうが削れやすいため、トナー固着に対してはリン青銅を利用することがより望ましいと考えられる。また、リン青銅よりも低い硬度(ビッカース硬度80[Hv]以下)の金属であれば固着を抑制する効果があると考えられる。
構成として、現像ローラ42との摺擦によってドクタブレード45ごと軽度の固着状態の
トナーが削られる構成であるため、ドクタブレード45の幅方向全域で削られる必要があ
る。
おける表面上の凹凸形状は、幅方向に凸部42aと凹部42bとが周期的な列状に配置さ
れ、この位置に対して表面移動方向について隣り合う位置(L12の位置等)の凹凸形状
は、規則的な列状の配置が半周期分ずれた配置である(図13参照)。言い換えると、列
L11及び列L13に対して、回転方向について隣り合うL12及びL14の列は、幅方
向の凹凸の周期を半周期分シフトさせた形状となっている。さらに、頂面42tの軸方向
長さW2はピッチ幅W1の1/2以上の大きさとなるように形成している。このような形
状を現像ローラ42の回転方向に繰り返すような表面形状となっている。
が接触したときに、頂面42tが接触しなかった箇所は、L12の位置が接触するときに
頂面42tが接触する。このような構成により、現像ローラ42が1周する間に、ドクタ
ブレード45の幅方向についての全域に渡って一度は現像ローラ42の頂面42tを接触
させる構成を実現できる。このように、ドクタブレード45の幅方向の位置がいずれの位置においても、現像ローラ42が1周する間に頂面42tが接触することとなり、効率よくドクタブレード45を削ることが可能となり、トナー固着に起因するスジ画像の発生をより確実に防止することができる。
感光体2とが共に、弾性がないため、現像ローラ42や感光体2の精度により、感光体2
と現像ローラ42が接触しない部分が発生する。その場合、感光体2と現像ローラ42が
接触していない部分だけトナーが現像せず、画像欠損が起こる。これを防止するために、
実施形態1の現像装置4では、感光体2に対して現像ローラ42がギャップを形成するよ
うに配置し、現像バイアス電源142によって、現像ローラ42に直流バイアスに交流バ
イアスを重畳させた電圧を印加するしている。これにより、トナーTを現像ローラ42か
ら感光体2にジャンピングさせて潜像を現像する構成とし、現像ローラ42の感光体2に
対する位置の精度に関わらず、画像欠損を防止することができる。
動状況に応じて予め設定された寿命を迎えた現像装置4の交換を使用者に報知する報知シ
ステムを備えてもよい。
図35は、交換時期が近づいた現像装置4が備えるドクタブレード45と現像ローラ42
との拡大説明図である。
れているドクタブレード45は現像ローラ42によって当接部分(図35中の破線「45
d」で示す部分)が削られてゆく。ここで、ドクタブレード45の厚さに関して、寿命に
よる交換報知が行われたときに先端面45aが残っているように設定されていることが望
ましい。つまり、寿命と判断するためのパラメータが寿命時期に達しても先端面45aが
残っていられるようにパラメータに対して余裕を持って厚みが設定されている。削られる
ことで先端面45aがなくなってしまうと、それ以降はドクタブレード45と現像ローラ
42との接触位置が変化してしまうおそれがある。また、鋭角になったドクタブレード4
5の先端が現像ローラ42に食い込むおそれもある。そのため、ドクタブレード45の先
端面45aが残っている状態で交換することが望ましい。
以下、本発明を画像形成装置としてのプリンタ(以下、プリンタ600という)に適用
した、本発明の2つ目の実施形態(以下、実施形態2という)について説明する。
に、プリンタ600は、4つのプロセスユニットとしてのプロセスカートリッジ1、複数
の張架ローラに張架されて図36中の矢印A方向に移動する中間転写体としての中間転写
ベルト7、露光手段としての露光装置6、及び、定着手段としての定着装置12等を備え
ている。
しての帯電部材3と、現像剤としてのトナーTを用いて感光体2上の潜像を現像する現像
装置4と、感光体クリーニング装置5とを一体的に支持してユニット状とした構成となっ
ている。各プロセスカートリッジ1は、それぞれの不図示のストッパーを解除することに
より、プリンタ600本体に対して着脱可能となっている。
、ローラ状の帯電ローラであり、感光体2の表面に圧接されており、感光体2の回転によ
り従動回転する。作像時には、帯電部材3には図示しない高圧電源により所定のバイアス
が印加され、感光体2の表面を帯電する。実施形態2のプロセスカートリッジ1は、帯電
手段として、感光体2の表面に接触するローラ状の帯電部材3を用いているが、帯電手段
としてはこれに限るものではなく、コロナ帯電などの非接触帯電方式を用いてもよい。
静電潜像を形成する。プリンタ600が備える露光装置6は、レーザーダイオードを用い
たレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはLEDアレイを用いる
ものなど他の構成でもよい。
表面上に残留する転写残トナーのクリーニングを行う。
各色ごとのトナー像を感光体2上に形成する。4つのプロセスカートリッジ1は、中間転
写ベルト7の表面移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体2上に形成されたトナー
像を中間転写ベルト7に順に重ね合わせるように転写し、中間転写ベルト7上に可視像を
形成する。
転写手段としての一次転写ローラ8が配置されており、一次転写ローラ8には不図示の高
圧電源により一次転写バイアスが印加され、感光体2との間で一次転写電界を形成する。
表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト7の表面に転写される。中間転写ベルト7
を張架する複数の張架ローラのうちの1つが不図示の駆動モータによって回転することに
よって中間転写ベルト7が図中の矢印A方向に表面移動する。表面移動する中間転写ベル
ト7の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト7
の表面上にフルカラー画像が形成される。
ベルト7の表面移動方向下流側には、張架ローラの1つである二次転写対向ローラ9aに
対して中間転写ベルト7を挟んで対向する位置に二次転写ローラ9が配置され、中間転写
ベルト7との間で二次転写ニップを形成する。二次転写ローラ9と二次転写対向ローラ9
aとの間に所定の電圧を印加して二次転写電界を形成することにより、図36中の矢印B
方向に搬送される転写材である転写紙Pが二次転写ニップを通過する際に、中間転写ベル
ト7の表面上に形成されたフルカラー画像が転写紙Pに転写される。
。二次転写ニップを通過した転写紙Pは定着装置12に到達し、定着装置12における加
熱及び加圧によって転写紙P上に転写されたフルカラー画像が定着され、画像が定着され
た転写紙Pはプリンタ600の装置外に出力される。
ナーTは、転写ベルトクリーニング装置11によって回収される。
説明する。図37及び図38は、4つのプロセスカートリッジ1のうちの1つの拡大断面
図であり、図37は現像ローラ42の軸方向中央部近傍の断面図であり、図38は、軸方
向端部近傍のサイドシール59が配置された位置における断面図である。また、図39は
、現像装置4において、鉛直方向に略直線状に配置された、トナーTを搬送するトナー搬
送部材106、トナー撹拌部材108及び供給ローラ44の回転軸近傍の断面説明図であ
る。
101の下方に設けられたトナー供給室102とから構成され、トナー収容室101とト
ナー供給室102とを仕切るように仕切り部材110が設けられている。仕切り部材11
0には、図39に示すように、複数の開口部が設けられている。この仕切り部材110の
複数の開口部として、トナー収容室101内のトナーTをトナー供給室102へ供給する
供給口111と、トナー供給室102内のトナーTをトナー収容室101に戻す返送口1
07とが設けられている。
。また、トナー供給室102には、現像ローラ42の表面にトナーTを供給する現像剤供
給部材である供給ローラ44が現像ローラ42の表面に当接するように設けられている。
給され、感光体2と現像ローラ42との対向部に向かうトナーTの量(層厚)を規制する
規制部材としてのドクタブレード45が現像ローラ42の表面に当接して設けられている
。
ら所定のバイアスが印加される。
な方向(図37中の紙面に直交する方向)に搬送するトナー搬送部材106が設けられて
いる。
。このトナーTは、例えば、平均粒径が6.5[μm]で、円形度が0.98、安息角3
3[°]、外添剤としてチタン酸ストロンチュームを含有しているトナーTである。なお
、実施形態2のプリンタ600に用いるトナーTとしては、これに限るものではない。
スクリュ形状部106aと搬送板形状部106bとを組み合わせた回転軸を有した部材で
ある。トナー搬送部材106は、搬送スクリュ形状部106aの回転動作によりトナー収
容室101内のトナーTをトナー搬送部材106の回転軸に平行な略水平方向(図39中
の矢印H方向)に搬送できる構成となっている。現像装置4では、トナー搬送部材106
の回転軸に平行な方向にトナーTを搬送する搬送スクリュ形状部106aを備えた構成で
あるが、現像剤搬送部材としてはこれに限ったものでなく、搬送ベルトやコイル状の回転
体等の搬送機能を有するものを用いることができる。さらにこれらの搬送機能を有するも
のと、羽根のような板部材や針金を曲げて構成したパドルのようなもの等のほぐし機能を
有するものを組み合わせたものでもよい。
、トナーTをトナー搬送部材106の回転軸に直交し、かつ、略鉛直下方にトナーTを搬
送する構成となっている。トナーTの搬送方向としては、トナー搬送部材106の回転軸
に直交し、かつ、略水平方向に搬送する構成としてもよい。
されている。トナー撹拌部材108は、図39に示すように撹拌スクリュ形状部108a
と撹拌板形状部108bとを組み合わせた回転軸を有した部材である。トナー撹拌部材1
08は、撹拌スクリュ形状部108aの回転動作によりトナー供給室102内のトナーT
をトナー撹拌部材108の回転軸に平行な略水平方向(図39中の矢印I又はJ方向)
に搬送できる構成となっている。
ナー供給室102内に供給されたトナーTを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ロ
ーラ42との当接部での圧力集中によるトナーTの劣化を防止している。なお、この発泡
材料は103〜1014[Ω]の電気抵抗値に設定される。供給ローラ44には、供給バ
イアスが印加され、現像ローラ42との当接部ある供給ニップβで予備帯電されたトナー
Tを現像ローラ42に押し付ける作用を補助する。供給ローラ44は図37中の矢印で示
すように図37中の反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーTを現像ローラ
42の表面に塗布するように供給する。
接触するように、規制部材であるドクタブレード45が配置されている。供給ローラ44
から現像ローラ42の表面に供給されたトナーTは、現像ローラ42の回転によってドク
タブレード45が接触する位置に搬送される。
。このため、現像ローラ42と感光体2とが対向する現像領域αにおいては、現像ローラ
42の表面移動方向と感光体2の表面移動方向とが同方向となる。
αへ搬送され、現像ローラ42に印加されたバイアスと感光体2上の静電潜像によって形
成される潜像電界に応じて、感光体2の表面に移動して感光体2の表面上の静電潜像が現
像される。
給室102内へと戻る箇所には、現像剤除電部材である下シール部材としての除電シール
109が現像ローラ42に当接して設けられ、トナーTが現像装置4の外部に漏れ出ない
ように封止される。除電シール109には、除電能力を補助するため図示しないバイアス
電源よりバイアスが印加される。
の現像は、次のように行われる。供給ニップβで現像ローラ42の表面上に供給されたト
ナーTは、現像ローラ42の回転に伴って、供給ニップβから現像領域αに向けて搬送さ
れ、その途中にあるドクタブレード45を通過し、所定量に規制される。所定量に規制さ
れたトナーTは、さらに、現像領域αまで搬送され、現像ローラ42と感光体2上の静電
潜像との間の現像電界によって、感光体2の表面上の静電潜像部分に付着し、これにより
現像が行われる。現像電界には、トナーが感光体2の方向に向かう電圧と現像ローラ42
に戻ってくる電圧が交互に繰り返されるようなACバイアスをもちいる。実施形態2では
、f=500〜10000[Hz]、Vpp=500〜3000[V]、Duty=50
〜90[%]の矩形波を用いた。その後、現像に寄与しなかったトナーTは、現像ローラ
42の回転によってさらに搬送され、トナーTが再びトナー供給室102に戻り、繰り返
し利用される。
及び、ドクタブレード45についての本発明の特徴部を備えた構成を適用することができ
る。
h−R/2−{(R/2)/sin(θ/2) }>R
の関係を満たすようにした。
これにより、現像されないトナーがないように十分な現像トナー量を得るために溝深さの最適化を図ることが可能となり、現像ローラ42と感光体2との間に交番電界を印加したときに、必ずトナーを感光体2側へ飛翔させることができる。その結果、経時において、現像トナー量の変動を抑え、異常画像を発生させないようにすることができる。
これにより、現像ローラ42が回転する中で、凹凸のパターンでより多くの接点でドクタブレード45と現像ローラ42が接し、当接圧が分散するので、トナーTを擦り切って規制することに必要な圧力以上の圧がかかりにくくしている。その結果、経時において、ぼそつきや斑点などの異常画像、振動による異常画像を抑えることができる。
これにより、トナー担持体の腐食の防止や、トナーの帯電性補助を行うことが可能となり、トナーの帯電量をコントロールすることもできる。
2 感光体
3 帯電部材
4 現像装置
6 露光装置
7 中間転写ベルト
12 定着装置
41 現像ケーシング
42 現像ローラ
42a 凸部
42b 凹部
42g 基材
42f 表面層
42t 頂面
44 供給ローラ
45 ドクタブレード
45a 先端面
45e エッジ部
45b 対向面
45c ブレードフォルダ
100 プリンタ部
142 現像バイアス電源
200 給紙部
300 スキャナ部
500 複写機
600 プリンタ
L1 第1溝
L2 第2溝
P 転写紙
Q 接触位置
Q1 初期接触位置
T トナー
Claims (6)
- 外周部にトナーを保持するトナー担持体であって、
互いに平行で、かつ前記トナー担持体の軸方向に対して傾斜する方向に略等間隔で形成された複数の第1の溝と、
互いに平行で、かつ前記トナー担持体の軸方向に対して傾斜する方向に略等間隔で形成され、各第1の溝と交差する複数の第2の溝と、
前記第1の溝と前記第2の溝とで囲まれる領域に頂面が略平面である凸部と、
前記凸部の側面に形成された前記第1及び第2の溝の壁面と、
を備え、
前記第1及び第2の溝の壁面は略V字状を成し、前記第1及び第2の溝の深さをh、略V字状の溝の開き角度をθ、前記トナーの体積平均粒径をRとしたとき、
h−R/2−{(R/2)/sin(θ/2) }>R
の関係を満たすことを特徴とするトナー担持体。 - 請求項1に記載のトナー担持体と、
現像ニップより上流に位置し、前記トナー担持体の溝に入ったトナーのみを現像ニップ部に搬送するためにトナーを擦り切るトナー規制部材と、
を備えたことを特徴とする現像装置。 - 請求項2に記載の現像装置であって、
トナー担持体の表面にニッケル鍍金が施されたことを特徴とする現像装置。 - 請求項2又は3に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項4記載の画像形成装置であって、
静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体を所定の電位まで帯電する帯電手段と、
を備え、
前記トナー担持体は、前記静電潜像担持体と一定の現像間隙を持って対向配置され、前記現像間隙に交番電界を印加して画像形成すること
を特徴とする画像形成装置。 - 請求項2又は3に記載の現像装置と、
静電潜像担持体と、
を1つのユニットとして共通の保持体に保持させ、画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能としたことを特徴とするプロセスユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012060880A JP2013195557A (ja) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | トナー担持体、現像装置、画像形成装置及びプロセスユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012060880A JP2013195557A (ja) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | トナー担持体、現像装置、画像形成装置及びプロセスユニット |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013195557A true JP2013195557A (ja) | 2013-09-30 |
Family
ID=49394613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012060880A Pending JP2013195557A (ja) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | トナー担持体、現像装置、画像形成装置及びプロセスユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013195557A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015184601A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 株式会社沖データ | 現像装置及び画像形成装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006259384A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | 現像装置および画像形成装置 |
JP2012042763A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Sharp Corp | 現像装置および画像形成装置 |
-
2012
- 2012-03-16 JP JP2012060880A patent/JP2013195557A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006259384A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-09-28 | Seiko Epson Corp | 現像装置および画像形成装置 |
JP2012042763A (ja) * | 2010-08-19 | 2012-03-01 | Sharp Corp | 現像装置および画像形成装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015184601A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 株式会社沖データ | 現像装置及び画像形成装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2013076978A (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP6120129B2 (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP2013171121A (ja) | 現像装置、および画像形成装置 | |
JP2013171137A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP6098927B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2013200551A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2015043055A (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP2015049390A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2015049371A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2013195451A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2013195557A (ja) | トナー担持体、現像装置、画像形成装置及びプロセスユニット | |
JP2015055698A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2014126568A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2013137500A (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP2015132692A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP5920656B2 (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2013195540A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスユニット | |
JP2013195556A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
JP2014074842A (ja) | 現像剤担持体、現像装置及び画像形成装置 | |
JP2014074844A (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP2014074765A (ja) | 現像装置および画像形成装置 | |
JP2013076977A (ja) | 現像装置及び画像形成装置 | |
JP2014056058A (ja) | 現像装置、画像形成装置およびプロセスユニット | |
JP2014056052A (ja) | 現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
JP2015049393A (ja) | 現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20150202 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150218 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151208 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160405 |