JPH0784456A - 画像形成方法及びその装置 - Google Patents
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- G03G13/08—Developing using a solid developer, e.g. powder developer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 潜像担持体上の残留トナーを現像器により回
収する画像形成方法及びその装置に関し、クリーナープ
ロセスにおける回収されないトナーを減少する。 【構成】 回転するエンドレス状の潜像担持体20に潜
像を形成する潜像形成工程と、前記潜像担持体20の潜
像を粉体現像剤により現像するとともに、前記潜像担持
体20上の残留トナーを回収する現像工程と、前記潜像
担持体20の現像像をシ−トに転写する転写工程とを有
する画像形成方法において、前記現像工程は、磁性トナ
ーと磁性キャリアとからなる現像剤を前記潜像担持体2
0を現像する現像領域に搬送し、前記現像領域で前記現
像剤による磁気ブラシを形成し、前記磁気ブラシにより
前記残留トナーの回収と前記現像を行う工程である。
収する画像形成方法及びその装置に関し、クリーナープ
ロセスにおける回収されないトナーを減少する。 【構成】 回転するエンドレス状の潜像担持体20に潜
像を形成する潜像形成工程と、前記潜像担持体20の潜
像を粉体現像剤により現像するとともに、前記潜像担持
体20上の残留トナーを回収する現像工程と、前記潜像
担持体20の現像像をシ−トに転写する転写工程とを有
する画像形成方法において、前記現像工程は、磁性トナ
ーと磁性キャリアとからなる現像剤を前記潜像担持体2
0を現像する現像領域に搬送し、前記現像領域で前記現
像剤による磁気ブラシを形成し、前記磁気ブラシにより
前記残留トナーの回収と前記現像を行う工程である。
Description
【0001】(目次) 産業上の利用分野 従来の技術(図26乃至図27) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図1) 作用 実施例 (a)画像形成装置の説明(図2乃至図9) (b)現像方法の説明(図10乃至図17) (c)磁性重合トナーの説明(図18乃至図25) (d)他の実施例の説明 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、潜像担持体上の残留ト
ナーを現像器により回収する画像形成方法及びその装置
に関する。
ナーを現像器により回収する画像形成方法及びその装置
に関する。
【0003】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の
画像形成装置では、普通紙記録の要請から電子写真装置
等の潜像形成型装置が利用されている。このような画像
形成装置では、感光ドラム等に静電潜像を形成する。次
に、この感光ドラムの静電潜像を粉体現像剤で現像して
可視像化する。更に、感光ドラムの粉体現像像をシート
に転写し、そのシートを分離して、シートの粉体現像像
を定着するものである。
画像形成装置では、普通紙記録の要請から電子写真装置
等の潜像形成型装置が利用されている。このような画像
形成装置では、感光ドラム等に静電潜像を形成する。次
に、この感光ドラムの静電潜像を粉体現像剤で現像して
可視像化する。更に、感光ドラムの粉体現像像をシート
に転写し、そのシートを分離して、シートの粉体現像像
を定着するものである。
【0004】近年の装置の小型化、省資源化の要求によ
り、感光ドラムに残留したトナーを廃棄しない方法が望
まれている。
り、感光ドラムに残留したトナーを廃棄しない方法が望
まれている。
【0005】
【従来の技術】図26は従来技術の説明図、図27はク
リーナーレスプロセスの説明図である。かかる画像形成
装置を、潜像形成型装置として典型的な電子写真装置に
より説明する。図26(A)に示すように、有機感光
体、Se感光体、aーSi感光体等で構成される感光ド
ラム1の周囲に、各種のプロセスユニットが配置されて
いる。即ち、前帯電器2と、画像露光器3と、現像器4
と、転写器5と、クリーナー6と、除電ランプ7であ
る。
リーナーレスプロセスの説明図である。かかる画像形成
装置を、潜像形成型装置として典型的な電子写真装置に
より説明する。図26(A)に示すように、有機感光
体、Se感光体、aーSi感光体等で構成される感光ド
ラム1の周囲に、各種のプロセスユニットが配置されて
いる。即ち、前帯電器2と、画像露光器3と、現像器4
と、転写器5と、クリーナー6と、除電ランプ7であ
る。
【0006】この画像形成動作は、感光ドラム1は前帯
電器2で帯電された後、露光器3により露光され、露光
像に応じた静電潜像が形成される。この感光ドラム1に
現像器3により粉体現像剤(例えば、一成分非磁性トナ
ー、二成分現像剤)を供給して、感光ドラム1の静電潜
像が現像される。この感光ドラム90の現像像は、矢印
方向に搬送される用紙に、転写器5により転写される。
そして、転写された用紙は、定着器8に送られ、用紙上
の現像像が定着される。
電器2で帯電された後、露光器3により露光され、露光
像に応じた静電潜像が形成される。この感光ドラム1に
現像器3により粉体現像剤(例えば、一成分非磁性トナ
ー、二成分現像剤)を供給して、感光ドラム1の静電潜
像が現像される。この感光ドラム90の現像像は、矢印
方向に搬送される用紙に、転写器5により転写される。
そして、転写された用紙は、定着器8に送られ、用紙上
の現像像が定着される。
【0007】一方、トナー像の用紙への転写率は、10
0%でなく、いくらかなトナーが感光ドラム1に残留す
る。このため、用紙に転写後の感光ドラム1は、クリー
ナー6により、残留トナーが除去され、更に、除電ラン
プ7で感光ドラム1の残留電荷が除去され、初期状態に
戻され、印刷動作を繰り返す。
0%でなく、いくらかなトナーが感光ドラム1に残留す
る。このため、用紙に転写後の感光ドラム1は、クリー
ナー6により、残留トナーが除去され、更に、除電ラン
プ7で感光ドラム1の残留電荷が除去され、初期状態に
戻され、印刷動作を繰り返す。
【0008】このクリーナー6により、感光ドラム1上
から回収された転写残りトナーは、図示しないトナー搬
送機構によって、廃トナータンクに一次貯蔵される。そ
して、所定量の廃トナーが溜まったら、ユーザーにより
装置外に廃棄される。
から回収された転写残りトナーは、図示しないトナー搬
送機構によって、廃トナータンクに一次貯蔵される。そ
して、所定量の廃トナーが溜まったら、ユーザーにより
装置外に廃棄される。
【0009】このような画像形成プロセスでは、トナー
を廃棄する機構が必要であり、且つ廃棄トナーを貯蔵す
るスペースが必要であるため、装置の小型化の阻害とな
る。又、クリーナー6で回収されたトナーは、印刷に寄
与しないため、経済的でない。更に、トナーの廃棄は、
環境保護にそぐわない。
を廃棄する機構が必要であり、且つ廃棄トナーを貯蔵す
るスペースが必要であるため、装置の小型化の阻害とな
る。又、クリーナー6で回収されたトナーは、印刷に寄
与しないため、経済的でない。更に、トナーの廃棄は、
環境保護にそぐわない。
【0010】近年の装置の小型化、低コスト化の要請に
伴い、記録プロセスの一部を省略することが望まれる。
この一つとして、クリーナーを除去したクリーナーレス
プロセスが提案されている(例えば、電子写真学会誌
第30巻 第3号 第293頁乃至第301頁 論文
「一成分非磁性現像方式を用いたクリーナーレスレーザ
ープリンタ」等)。
伴い、記録プロセスの一部を省略することが望まれる。
この一つとして、クリーナーを除去したクリーナーレス
プロセスが提案されている(例えば、電子写真学会誌
第30巻 第3号 第293頁乃至第301頁 論文
「一成分非磁性現像方式を用いたクリーナーレスレーザ
ープリンタ」等)。
【0011】このクリーナーレスプロセスでは、クリー
ナー6を除去し、転写残りトナーを現像器4で回収する
ことにより、転写残りトナーを再び印刷に使用するプロ
セスである。図26(B)に示すように、クリーナーレ
スプロセスでは、クリーナー6を除去して、代わりに導
電性の均一化ブラシ9を設けている。この記録プロセス
では、感光体1上の転写残りトナ−を、散らし(均一
化)ブラシ9によって分散する。そして、この後、感光
ドラム1上にトナ−が付着した状態で、コロナ帯電器2
で一様帯電し、画像露光器3で画像露光を行い、現像器
4で転写残りトナ−の回収と同時に現像を行う。
ナー6を除去し、転写残りトナーを現像器4で回収する
ことにより、転写残りトナーを再び印刷に使用するプロ
セスである。図26(B)に示すように、クリーナーレ
スプロセスでは、クリーナー6を除去して、代わりに導
電性の均一化ブラシ9を設けている。この記録プロセス
では、感光体1上の転写残りトナ−を、散らし(均一
化)ブラシ9によって分散する。そして、この後、感光
ドラム1上にトナ−が付着した状態で、コロナ帯電器2
で一様帯電し、画像露光器3で画像露光を行い、現像器
4で転写残りトナ−の回収と同時に現像を行う。
【0012】この均一化ブラシ9によるトナ−分散は、
一部に集中しているトナ−を分散することによって、単
位面積当たりのトナ−量を小さくして、現像器23によ
る回収を容易にする。更に、残留トナーが、コロナ帯電
器21におけるイオンシャワ−のフィルターとなり、帯
電が不均一となることを抑止し、且つ画像露光工程にお
けるフィルタ−となり、露光が不均一となることを抑制
する効果がある。
一部に集中しているトナ−を分散することによって、単
位面積当たりのトナ−量を小さくして、現像器23によ
る回収を容易にする。更に、残留トナーが、コロナ帯電
器21におけるイオンシャワ−のフィルターとなり、帯
電が不均一となることを抑止し、且つ画像露光工程にお
けるフィルタ−となり、露光が不均一となることを抑制
する効果がある。
【0013】この記録プロセスのポイントは、現像工程
と同時に、感光ドラム1上のトナ−を回収することであ
る。これを、図27の感光ドラム1をマイナス帯電さ
せ、トナ−もマイナス帯電させたもので説明する。感光
ドラム1の表面電位は、帯電器2により、−500〜−
1000Vに設定され、画像露光で電位が低下した露光
部は、0〜−数10Vに電位が低下し、静電潜像を形成
する。現像時には、表面電位と潜像電位のほぼ中間の現
像バイアス電圧(例えば、−300V)を現像器4の現
像ロ−ラに印加する。
と同時に、感光ドラム1上のトナ−を回収することであ
る。これを、図27の感光ドラム1をマイナス帯電さ
せ、トナ−もマイナス帯電させたもので説明する。感光
ドラム1の表面電位は、帯電器2により、−500〜−
1000Vに設定され、画像露光で電位が低下した露光
部は、0〜−数10Vに電位が低下し、静電潜像を形成
する。現像時には、表面電位と潜像電位のほぼ中間の現
像バイアス電圧(例えば、−300V)を現像器4の現
像ロ−ラに印加する。
【0014】現像工程では、現像ロ−ラ上に付着してい
るマイナス帯電トナ−が、現像バイアスと潜像電位とで
形成する電界によって、感光ドラム1上の静電潜像に付
着してトナ−像を形成する。クリ−ナ−レスプロセスで
は、この現像工程と同時に、散らしブラシ9による均一
化プロセスで感光ドラム1上に分散された転写残りトナ
−が、表面電位と現像バイアスとで形成する電界によっ
て、感光ドラム1上より現像ロ−ラに回収される。
るマイナス帯電トナ−が、現像バイアスと潜像電位とで
形成する電界によって、感光ドラム1上の静電潜像に付
着してトナ−像を形成する。クリ−ナ−レスプロセスで
は、この現像工程と同時に、散らしブラシ9による均一
化プロセスで感光ドラム1上に分散された転写残りトナ
−が、表面電位と現像バイアスとで形成する電界によっ
て、感光ドラム1上より現像ロ−ラに回収される。
【0015】このようなクリーナーレスプロセスでは、
トナ−を廃棄する機構が必要なく、装置の小型化が可
能となる、廃棄トナ−を貯蔵するスペースが必要でな
い、印刷に寄与しないトナ−がなくなるため、経済的
である、トナ−を廃棄しないので、環境保護にそくし
ている、クリーナーで感光ドラム1のトナーを除去す
るには、クリーナーで感光ドラム1を削ってしまうが、
クリーナーを用いないため、感光ドラム1の寿命が長く
なる等の利点がある。
トナ−を廃棄する機構が必要なく、装置の小型化が可
能となる、廃棄トナ−を貯蔵するスペースが必要でな
い、印刷に寄与しないトナ−がなくなるため、経済的
である、トナ−を廃棄しないので、環境保護にそくし
ている、クリーナーで感光ドラム1のトナーを除去す
るには、クリーナーで感光ドラム1を削ってしまうが、
クリーナーを用いないため、感光ドラム1の寿命が長く
なる等の利点がある。
【0016】従来技術では、このクリーナーレスプロセ
スにおいて、一成分非磁性現像法と、非磁性トナーと磁
性キャリアからなる二成分現像法とを用いることが提案
されていた。
スにおいて、一成分非磁性現像法と、非磁性トナーと磁
性キャリアからなる二成分現像法とを用いることが提案
されていた。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、次の問題があった。 一成分非磁性現像法では、現像工程での回収力は、非
磁性トナーの帯電電位と現像バイアス電位とによる静電
気力である。このため、回収力が弱く、回収されないト
ナーが増加し、残像が発生する。
術では、次の問題があった。 一成分非磁性現像法では、現像工程での回収力は、非
磁性トナーの帯電電位と現像バイアス電位とによる静電
気力である。このため、回収力が弱く、回収されないト
ナーが増加し、残像が発生する。
【0018】二成分現像法でも、現像工程での回収力
は、前記静電気力と磁気ブラシのかきとり力とである。
このため、回収力が弱く、回収されないトナーが多く、
残像が発生する。
は、前記静電気力と磁気ブラシのかきとり力とである。
このため、回収力が弱く、回収されないトナーが多く、
残像が発生する。
【0019】更に、両現像法でも、残留しやすい逆帯
電トナー、低帯電トナーが感光ドラムに付着しやすく、
この逆帯電トナー、低帯電トナーは、静電気力では回収
できない。
電トナー、低帯電トナーが感光ドラムに付着しやすく、
この逆帯電トナー、低帯電トナーは、静電気力では回収
できない。
【0020】従って、本発明は、クリーナープロセスに
おける回収されないトナーを減少するための画像形成方
法及びその装置を提供することを目的とする。又、本発
明は、現像工程での回収力を増加して、回収残りトナー
を減少するための画像形成方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。
おける回収されないトナーを減少するための画像形成方
法及びその装置を提供することを目的とする。又、本発
明は、現像工程での回収力を増加して、回収残りトナー
を減少するための画像形成方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図で
ある。本発明の請求項1は、回転するエンドレス状の潜
像担持体20に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜
像担持体20の潜像を粉体現像剤により現像するととも
に、前記潜像担持体20上の残留トナーを回収する現像
工程と、前記潜像担持体20の現像像をシ−トに転写す
る転写工程とを有する画像形成方法において、前記現像
工程は、磁性トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を
前記潜像担持体20を現像する現像領域に搬送して、前
記現像領域で前記現像剤による磁気ブラシを形成し、前
記磁気ブラシにより前記残留トナーの回収と前記現像を
行う工程であることを特徴とする。
ある。本発明の請求項1は、回転するエンドレス状の潜
像担持体20に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜
像担持体20の潜像を粉体現像剤により現像するととも
に、前記潜像担持体20上の残留トナーを回収する現像
工程と、前記潜像担持体20の現像像をシ−トに転写す
る転写工程とを有する画像形成方法において、前記現像
工程は、磁性トナーと磁性キャリアとからなる現像剤を
前記潜像担持体20を現像する現像領域に搬送して、前
記現像領域で前記現像剤による磁気ブラシを形成し、前
記磁気ブラシにより前記残留トナーの回収と前記現像を
行う工程であることを特徴とする。
【0022】本発明の請求項2は、請求項1において、
前記現像工程は、現像室230の前記磁性トナーと前記
磁性キャリアとからなる現像剤を現像剤搬送手段24に
より前記潜像担持体20に搬送するとともに、前記現像
室230にトナー供給室232から前記磁性トナーを供
給する工程であることを特徴とする。
前記現像工程は、現像室230の前記磁性トナーと前記
磁性キャリアとからなる現像剤を現像剤搬送手段24に
より前記潜像担持体20に搬送するとともに、前記現像
室230にトナー供給室232から前記磁性トナーを供
給する工程であることを特徴とする。
【0023】本発明の請求項3は、請求項1又は2にお
いて、回転するスリーブ241と、前記スリーブ241
内に設けられ、その円筒方向に沿って複数の磁極を有す
る磁界発生部材240とを有する現像剤搬送手段24に
より前記磁気ブラシを形成して、前記潜像担持体20に
搬送することを特徴とする。
いて、回転するスリーブ241と、前記スリーブ241
内に設けられ、その円筒方向に沿って複数の磁極を有す
る磁界発生部材240とを有する現像剤搬送手段24に
より前記磁気ブラシを形成して、前記潜像担持体20に
搬送することを特徴とする。
【0024】本発明の請求項4は、請求項3において、
前記磁界発生部材240は、固定的に配置されたマグネ
ットロール240であり、且つ前記現像剤のトナー濃度
が限界トナー濃度近傍に設定されてなることを特徴とす
る。
前記磁界発生部材240は、固定的に配置されたマグネ
ットロール240であり、且つ前記現像剤のトナー濃度
が限界トナー濃度近傍に設定されてなることを特徴とす
る。
【0025】本発明の請求項5は、請求項4において、
前記現像剤収容容積に対する前記磁性キャリアの投入量
は、前記トナー濃度が前記限界トナー濃度近傍となる投
入量であることを特徴とする。
前記現像剤収容容積に対する前記磁性キャリアの投入量
は、前記トナー濃度が前記限界トナー濃度近傍となる投
入量であることを特徴とする。
【0026】本発明の請求項6は、請求項1又は2又は
3において、前記現像剤のトナー濃度を、限界トナー濃
度より小さい範囲に設定したことを特徴する。本発明の
請求項7は、請求項1又は2又は3又は4又は5又は6
において、前記磁性トナーが、磁性重合トナーであるこ
とを特徴とする。
3において、前記現像剤のトナー濃度を、限界トナー濃
度より小さい範囲に設定したことを特徴する。本発明の
請求項7は、請求項1又は2又は3又は4又は5又は6
において、前記磁性トナーが、磁性重合トナーであるこ
とを特徴とする。
【0027】本発明の請求項8は、請求項7において、
前記磁性重合トナーは、主成分として乳化重合により得
られる樹脂粒子と磁性粉を含む会合粒子であることを特
徴とする。
前記磁性重合トナーは、主成分として乳化重合により得
られる樹脂粒子と磁性粉を含む会合粒子であることを特
徴とする。
【0028】本発明の請求項9は、請求項8において、
前記磁性重合トナーは、前記会合粒子の少なくとも前記
樹脂粒子間の一部が融着されていることを特徴とする。
本発明の請求項10は、請求項8又は9において、前記
磁性重合トナーの体積平均粒径をd、密度をρ、比表面
積をSとした時に、6/ρ・d・Sが、0.3〜0.8
の範囲にあり、dが5〜12μmの範囲にあることを特
徴とする。
前記磁性重合トナーは、前記会合粒子の少なくとも前記
樹脂粒子間の一部が融着されていることを特徴とする。
本発明の請求項10は、請求項8又は9において、前記
磁性重合トナーの体積平均粒径をd、密度をρ、比表面
積をSとした時に、6/ρ・d・Sが、0.3〜0.8
の範囲にあり、dが5〜12μmの範囲にあることを特
徴とする。
【0029】本発明の請求項11は、回転するエンドレ
ス状の潜像担持体20と、前記潜像担持体20に潜像を
形成する潜像形成手段21、22と、前記潜像担持体2
0の潜像を粉体現像剤により現像するとともに、前記潜
像担持体20上の残留トナーを回収する現像手段23
と、前記潜像担持体20の現像像をシ−トに転写する転
写手段26とを有する画像形成装置において、前記現像
手段23は、磁性トナーと磁性キャリアとからなる現像
剤と、前記磁性トナーと前記磁性キャリアとからなる現
像剤を前記潜像担持体20を現像する現像領域に搬送し
て、前記現像領域で前記現像剤による磁気ブラシを形成
する現像剤搬送手段24とを有することを特徴とする。
ス状の潜像担持体20と、前記潜像担持体20に潜像を
形成する潜像形成手段21、22と、前記潜像担持体2
0の潜像を粉体現像剤により現像するとともに、前記潜
像担持体20上の残留トナーを回収する現像手段23
と、前記潜像担持体20の現像像をシ−トに転写する転
写手段26とを有する画像形成装置において、前記現像
手段23は、磁性トナーと磁性キャリアとからなる現像
剤と、前記磁性トナーと前記磁性キャリアとからなる現
像剤を前記潜像担持体20を現像する現像領域に搬送し
て、前記現像領域で前記現像剤による磁気ブラシを形成
する現像剤搬送手段24とを有することを特徴とする。
【0030】本発明の請求項12は、請求項11におい
て、前記現像手段23は、前記現像剤搬送手段24を収
容する現像室230と、前記現像室230に磁性トナー
を供給するためのトナー供給室232とを有することを
特徴とする。
て、前記現像手段23は、前記現像剤搬送手段24を収
容する現像室230と、前記現像室230に磁性トナー
を供給するためのトナー供給室232とを有することを
特徴とする。
【0031】本発明の請求項13は、請求項11又は1
2において、前記現像剤搬送手段24は、回転するスリ
ーブ241と、前記スリーブ241内に設けられ、その
円筒方向に沿って複数の磁極を有する磁界発生手段24
0とを有することを特徴とする。
2において、前記現像剤搬送手段24は、回転するスリ
ーブ241と、前記スリーブ241内に設けられ、その
円筒方向に沿って複数の磁極を有する磁界発生手段24
0とを有することを特徴とする。
【0032】本発明の請求項14は、請求項13におい
て、前記磁界発生部材240は、固定的に配置されたマ
グネットロール240であり、且つ前記現像剤のトナー
濃度が限界トナー濃度近傍に設定されてなることを特徴
とする。
て、前記磁界発生部材240は、固定的に配置されたマ
グネットロール240であり、且つ前記現像剤のトナー
濃度が限界トナー濃度近傍に設定されてなることを特徴
とする。
【0033】本発明の請求項15は、請求項14におい
て、前記現像剤収容容積に対する前記磁性キャリアの投
入量は、前記トナー濃度が前記限界トナー濃度近傍とな
る投入量であることを特徴とする。
て、前記現像剤収容容積に対する前記磁性キャリアの投
入量は、前記トナー濃度が前記限界トナー濃度近傍とな
る投入量であることを特徴とする。
【0034】本発明の請求項16は、請求項11又は1
2又は13において、前記現像手段23は、前記現像剤
のトナー濃度を、限界トナー濃度より小さい範囲に設定
したことを特徴する。
2又は13において、前記現像手段23は、前記現像剤
のトナー濃度を、限界トナー濃度より小さい範囲に設定
したことを特徴する。
【0035】本発明の請求項17は、請求項11又は1
2又は13又は14又は15又は、16において、前記
磁性トナーが、磁性重合トナーであることを特徴とす
る。本発明の請求項18は、請求項17において、前記
磁性重合トナーは、主成分として乳化重合により得られ
る樹脂粒子と磁性粉を含む会合粒子であることを特徴と
する。
2又は13又は14又は15又は、16において、前記
磁性トナーが、磁性重合トナーであることを特徴とす
る。本発明の請求項18は、請求項17において、前記
磁性重合トナーは、主成分として乳化重合により得られ
る樹脂粒子と磁性粉を含む会合粒子であることを特徴と
する。
【0036】本発明の請求項19は、請求項18におい
て、前記磁性重合トナーは、前記会合粒子の少なくとも
前記樹脂粒子間の一部が融着されていることを特徴とす
る。本発明の請求項20は、請求項18又は19におい
て、前記磁性重合トナーの体積平均粒径をd、密度を
ρ、比表面積をSとした時に、6/ρ・d・Sが、0.
3〜0.8の範囲にあり、dが5〜12μmの範囲にあ
ることを特徴とする。
て、前記磁性重合トナーは、前記会合粒子の少なくとも
前記樹脂粒子間の一部が融着されていることを特徴とす
る。本発明の請求項20は、請求項18又は19におい
て、前記磁性重合トナーの体積平均粒径をd、密度を
ρ、比表面積をSとした時に、6/ρ・d・Sが、0.
3〜0.8の範囲にあり、dが5〜12μmの範囲にあ
ることを特徴とする。
【0037】
【作用】本発明の請求項1又は11では、クリーナーレ
スプロセスにおいて、残留トナーを回収する現像工程
に、磁性トナーと磁性キャリアとからなる現像剤により
磁気ブラシを形成して、潜像担持体20に搬送する所謂
1.5成分現像法を用いた。 このため、図1(A)に
示すように、磁気ブラシにより潜像担持体20を掃くよ
うにしたかきとり力により、残留トナーを転がし、潜像
担持体20との接触力を弱めた状態で、図1(B)に示
す残留トナーを静電気力で磁気ブラシに吸引しつつ、図
1(C)に示すように、残留磁性トナーと磁気ブラシと
の磁気的吸引力により残留磁性トナーを回収できる。こ
れにより、回収力がより大きくなり、残留トナーの殆ど
を回収できる。
スプロセスにおいて、残留トナーを回収する現像工程
に、磁性トナーと磁性キャリアとからなる現像剤により
磁気ブラシを形成して、潜像担持体20に搬送する所謂
1.5成分現像法を用いた。 このため、図1(A)に
示すように、磁気ブラシにより潜像担持体20を掃くよ
うにしたかきとり力により、残留トナーを転がし、潜像
担持体20との接触力を弱めた状態で、図1(B)に示
す残留トナーを静電気力で磁気ブラシに吸引しつつ、図
1(C)に示すように、残留磁性トナーと磁気ブラシと
の磁気的吸引力により残留磁性トナーを回収できる。こ
れにより、回収力がより大きくなり、残留トナーの殆ど
を回収できる。
【0038】本発明の請求項2又は12では、現像手段
23が、現像剤搬送手段24を収容する現像室230
と、現像室230に磁性トナーを供給するためのトナー
供給室232とを有するようにしたため、トナー濃度の
変動が少なく、残留トナーを回収できるトナー濃度に維
持できる。
23が、現像剤搬送手段24を収容する現像室230
と、現像室230に磁性トナーを供給するためのトナー
供給室232とを有するようにしたため、トナー濃度の
変動が少なく、残留トナーを回収できるトナー濃度に維
持できる。
【0039】本発明の請求項3又は13では、現像剤搬
送手段24は、回転するスリーブ241と、スリーブ2
41内に設けられ、その円筒方向に沿って複数の磁極を
有する磁界発生部材240とで構成したため、磁気ブラ
シを安定に形成して、残留トナーのある潜像担持体20
に搬送できる。
送手段24は、回転するスリーブ241と、スリーブ2
41内に設けられ、その円筒方向に沿って複数の磁極を
有する磁界発生部材240とで構成したため、磁気ブラ
シを安定に形成して、残留トナーのある潜像担持体20
に搬送できる。
【0040】本発明の請求項4、5、14又は15で
は、磁界発生部材240を固定として簡易な構成として
も、残留トナーの回収力を保ちつつ、トナー濃度マージ
ンを広くとれる。
は、磁界発生部材240を固定として簡易な構成として
も、残留トナーの回収力を保ちつつ、トナー濃度マージ
ンを広くとれる。
【0041】本発明の請求項6又は16では、現像剤の
トナー濃度を、限界トナー濃度より小さい範囲に設定し
たため、磁気ブラシのキャリアに対し、磁性トナーが限
界値まで付着していない。このため、磁気ブラシのキャ
リアに対し、外部のトナーを付着できる余裕があり、残
留トナーの回収がより容易となる。
トナー濃度を、限界トナー濃度より小さい範囲に設定し
たため、磁気ブラシのキャリアに対し、磁性トナーが限
界値まで付着していない。このため、磁気ブラシのキャ
リアに対し、外部のトナーを付着できる余裕があり、残
留トナーの回収がより容易となる。
【0042】本発明の請求項7又は17では、磁性トナ
ーとして磁性重合トナーを用いた。磁性重合トナーは、
表面が平滑であり、潜像担持体20との機械的付着力が
小さく、且つ粒度が揃っているため、転写シートと潜像
担持体20との空隙が少なくなり、転写電界が有効に印
加できる。このため、転写効率が向上し、残留トナーが
少なくなり、現像工程での残留トナーの回収をより容易
にする。
ーとして磁性重合トナーを用いた。磁性重合トナーは、
表面が平滑であり、潜像担持体20との機械的付着力が
小さく、且つ粒度が揃っているため、転写シートと潜像
担持体20との空隙が少なくなり、転写電界が有効に印
加できる。このため、転写効率が向上し、残留トナーが
少なくなり、現像工程での残留トナーの回収をより容易
にする。
【0043】本発明の請求項8又は18では、磁性重合
トナーとして、主成分として乳化重合により得られる樹
脂粒子と磁性粉を含む会合粒子を用いたため、転写効率
の良い表面形状を持つ磁性重合トナーを得ることがで
き、且つ磁性粉に樹脂粒子が包む形状となり、低抵抗の
磁性粉が露出しないため、転写電界が磁性トナーに有効
に印加でき、転写効率がより向上する。
トナーとして、主成分として乳化重合により得られる樹
脂粒子と磁性粉を含む会合粒子を用いたため、転写効率
の良い表面形状を持つ磁性重合トナーを得ることがで
き、且つ磁性粉に樹脂粒子が包む形状となり、低抵抗の
磁性粉が露出しないため、転写電界が磁性トナーに有効
に印加でき、転写効率がより向上する。
【0044】本発明の請求項9又は19では、磁性重合
トナーが、会合粒子の少なくとも樹脂粒子間の一部が融
着されているものを使用したため、磁性粉に樹脂粒子が
完全に包む形状となり、低抵抗の磁性粉が露出しないた
め、転写電界が磁性トナーに有効に印加でき、転写効率
がより向上する。
トナーが、会合粒子の少なくとも樹脂粒子間の一部が融
着されているものを使用したため、磁性粉に樹脂粒子が
完全に包む形状となり、低抵抗の磁性粉が露出しないた
め、転写電界が磁性トナーに有効に印加でき、転写効率
がより向上する。
【0045】本発明の請求項10又は20では、磁性重
合トナーの体積平均粒径をd、密度をρ、比表面積をS
とした時に、変形率である6/ρ・d・Sが、0.3〜
0.8の範囲にあり、dが5〜12μmの範囲としたた
め、転写効率が向上し、残留トナーをより少なくでき
る。
合トナーの体積平均粒径をd、密度をρ、比表面積をS
とした時に、変形率である6/ρ・d・Sが、0.3〜
0.8の範囲にあり、dが5〜12μmの範囲としたた
め、転写効率が向上し、残留トナーをより少なくでき
る。
【0046】
(a)画像形成装置の説明 図2は本発明の一実施例画像形成装置の構成図、図3は
図2の装置の水平設置状態図、図4は図2の装置の垂直
設置状態図である。この画像形成装置として、電子写真
プリンタを示している。
図2の装置の水平設置状態図、図4は図2の装置の垂直
設置状態図である。この画像形成装置として、電子写真
プリンタを示している。
【0047】図2中、20は感光ドラムであり、アルミ
ドラム上に機能分離型有機感光体を厚さ約20ミクロン
に塗布したものであり、外径が24mmで、矢印反時計
方向に周速度25mm/sで回転されるものである。2
1は前帯電器であり、感光ドラム20の表面を一様帯電
するものであり、スコロトロンで構成される非接触型帯
電器であり、感光ドラム20の表面を−580Vに帯電
する。
ドラム上に機能分離型有機感光体を厚さ約20ミクロン
に塗布したものであり、外径が24mmで、矢印反時計
方向に周速度25mm/sで回転されるものである。2
1は前帯電器であり、感光ドラム20の表面を一様帯電
するものであり、スコロトロンで構成される非接触型帯
電器であり、感光ドラム20の表面を−580Vに帯電
する。
【0048】22は光学ユニットであり、一様帯電され
た感光ドラム20を画像露光して、静電潜像を形成する
ものであり、LEDアレイとセルフォックアレイとを組
み合わせたLED光学系を用いている。この光学ユニッ
ト22により、感光ドラム20を画像パターンに応じ
て、画像露光することによって、感光ドラム20に−5
0〜−100Vの静電潜像が形成される。
た感光ドラム20を画像露光して、静電潜像を形成する
ものであり、LEDアレイとセルフォックアレイとを組
み合わせたLED光学系を用いている。この光学ユニッ
ト22により、感光ドラム20を画像パターンに応じ
て、画像露光することによって、感光ドラム20に−5
0〜−100Vの静電潜像が形成される。
【0049】23は現像器であり、感光ドラム20の静
電潜像に帯電トナーを供給し、可視化するものであり、
図5以下にて後述するものである。24は現像ローラで
あり、現像剤を感光ドラム20に搬送するものである。
25はトナーカートリッジであり、磁性トナーが充填さ
れており、交換可能に現像器23に取り付けられるもの
である。このトナーカートリッジ25は、トナーエンプ
ティ時に交換され、磁性トナーを現像器23に補給する
ものである。
電潜像に帯電トナーを供給し、可視化するものであり、
図5以下にて後述するものである。24は現像ローラで
あり、現像剤を感光ドラム20に搬送するものである。
25はトナーカートリッジであり、磁性トナーが充填さ
れており、交換可能に現像器23に取り付けられるもの
である。このトナーカートリッジ25は、トナーエンプ
ティ時に交換され、磁性トナーを現像器23に補給する
ものである。
【0050】26は転写器であり、コロナ放電器で構成
されている。この転写器26は、感光ドラム20上のト
ナー像を静電的に用紙に転写するものであり、コロナワ
イヤに電源より+3〜+6kVの電圧を印加して、コロ
ナ放電で電荷を発生させ、用紙裏面を帯電させ、感光ド
ラム20上のトナー像を用紙Pに転写するものである。
この電源は、一定電荷量を用紙に供給することにより、
環境による転写効率の低下を低減できる定電流電源が望
ましい。
されている。この転写器26は、感光ドラム20上のト
ナー像を静電的に用紙に転写するものであり、コロナワ
イヤに電源より+3〜+6kVの電圧を印加して、コロ
ナ放電で電荷を発生させ、用紙裏面を帯電させ、感光ド
ラム20上のトナー像を用紙Pに転写するものである。
この電源は、一定電荷量を用紙に供給することにより、
環境による転写効率の低下を低減できる定電流電源が望
ましい。
【0051】27は定着器であり、用紙上のトナー像を
熱定着するものであり、熱源であるハロゲンランプを内
部に備えたヒートローラと加圧ローラ(バックアップロ
ーラ)とから構成され、用紙を加熱することにより、ト
ナー像を用紙に定着するものである。
熱定着するものであり、熱源であるハロゲンランプを内
部に備えたヒートローラと加圧ローラ(バックアップロ
ーラ)とから構成され、用紙を加熱することにより、ト
ナー像を用紙に定着するものである。
【0052】28は散らし(均一化)ブラシであり、導
電性ブラシで構成されている。この散らしブラシ28
は、感光ドラム20に接触して、感光ドラム20上の残
留したトナーの集中を分散して、現像器23での回収を
容易とする。更に、この散らしブラシ28に、交流電圧
を印加することにより、感光ドラム20上の残留トナー
をひきはがし、且つ再度戻す往復運動を生ぜしめること
により、残留トナーを適度に散らすことができる。更
に、放電開始電圧以上の電圧を印加することにより、感
光ドラム20を除電する効果もあり、残留電荷によるポ
ジ残像を除去するものである。
電性ブラシで構成されている。この散らしブラシ28
は、感光ドラム20に接触して、感光ドラム20上の残
留したトナーの集中を分散して、現像器23での回収を
容易とする。更に、この散らしブラシ28に、交流電圧
を印加することにより、感光ドラム20上の残留トナー
をひきはがし、且つ再度戻す往復運動を生ぜしめること
により、残留トナーを適度に散らすことができる。更
に、放電開始電圧以上の電圧を印加することにより、感
光ドラム20を除電する効果もあり、残留電荷によるポ
ジ残像を除去するものである。
【0053】10は用紙カセットであり、用紙を収容
し、装置に着脱自在なものである。この用紙カセット1
0は、装置の下部に設けられ、図の左側である装置前面
から着脱できる。11はピックローラであり、用紙カセ
ット10の用紙をピックするものである。12はレジス
トローラであり、ピックされた用紙が突き当てられて、
用紙の先端を揃え、転写器26に搬送するものである。
13は排紙ローラであり、定着後の用紙をスタッカ14
に排出するものである。14はスタッカであり、装置の
上面に設けられ、排出された用紙をスタックするもので
ある。
し、装置に着脱自在なものである。この用紙カセット1
0は、装置の下部に設けられ、図の左側である装置前面
から着脱できる。11はピックローラであり、用紙カセ
ット10の用紙をピックするものである。12はレジス
トローラであり、ピックされた用紙が突き当てられて、
用紙の先端を揃え、転写器26に搬送するものである。
13は排紙ローラであり、定着後の用紙をスタッカ14
に排出するものである。14はスタッカであり、装置の
上面に設けられ、排出された用紙をスタックするもので
ある。
【0054】15はプリント板であり、装置の制御回路
を搭載するものである。16は電源であり、装置の各部
に電力を供給するものである。17はI/Fコネクタで
あり、外部ケーブルに接続され、装置に挿入されて、プ
リント板15のコネクタと接続されるものである。18
はオプションボードであり、別の種類のエミュレータ回
路、フォントメモリ等を搭載するためのものである。
を搭載するものである。16は電源であり、装置の各部
に電力を供給するものである。17はI/Fコネクタで
あり、外部ケーブルに接続され、装置に挿入されて、プ
リント板15のコネクタと接続されるものである。18
はオプションボードであり、別の種類のエミュレータ回
路、フォントメモリ等を搭載するためのものである。
【0055】この実施例の動作を説明すると、スコロト
ロン帯電器21により、感光ドラム20の表面を、−5
80Vに一様帯電し、その後LED光学系22により画
像露光することにより、感光ドラム20には、背景部が
−580Vで、印字部が−50〜−100Vの静電潜像
が形成される。現像器23の現像ローラ24のスリーブ
241には、現像バイアス電圧(−450V)が印加さ
れている。このため、この静電潜像は、現像器23によ
り、予めキャリアとの攪拌によりマイナス帯電された磁
性重合トナーによって現像され、トナー像となる。
ロン帯電器21により、感光ドラム20の表面を、−5
80Vに一様帯電し、その後LED光学系22により画
像露光することにより、感光ドラム20には、背景部が
−580Vで、印字部が−50〜−100Vの静電潜像
が形成される。現像器23の現像ローラ24のスリーブ
241には、現像バイアス電圧(−450V)が印加さ
れている。このため、この静電潜像は、現像器23によ
り、予めキャリアとの攪拌によりマイナス帯電された磁
性重合トナーによって現像され、トナー像となる。
【0056】一方、用紙は、用紙カセット10からピッ
クローラ11によりピックされ、レジストローラ12で
先端が揃えられ、転写器26方向に搬送される。そし
て、感光ドラム20のトナ−像は、転写器26によっ
て、静電力により用紙に転写される。この用紙のトナー
像は、定着器27により用紙上に定着され、U字形状の
搬送パスを通って、排紙ローラ13によりスタッカ14
に排出される。
クローラ11によりピックされ、レジストローラ12で
先端が揃えられ、転写器26方向に搬送される。そし
て、感光ドラム20のトナ−像は、転写器26によっ
て、静電力により用紙に転写される。この用紙のトナー
像は、定着器27により用紙上に定着され、U字形状の
搬送パスを通って、排紙ローラ13によりスタッカ14
に排出される。
【0057】転写後に、感光ドラム20上に残ったトナ
ーは、散らしブラシ28により散らされ、且つ残留電荷
が除去される。そして、感光ドラム20の残留トナー
は、スコロトロン帯電器21とLED光学系22を通
り、現像器23に到達し、次の現像プロセスと同時に現
像ローラ24に回収され、回収されたトナーは、現像器
23において、再使用される。
ーは、散らしブラシ28により散らされ、且つ残留電荷
が除去される。そして、感光ドラム20の残留トナー
は、スコロトロン帯電器21とLED光学系22を通
り、現像器23に到達し、次の現像プロセスと同時に現
像ローラ24に回収され、回収されたトナーは、現像器
23において、再使用される。
【0058】この装置は、クリーナーを有しない等の理
由により、極めて小型にでき、パーソナルユースのプリ
ンタとして、机上の設置が容易である。又、図3に示す
ように、用紙カセット10を設置面と水平とする水平設
置ができる。この図において、5は操作パネルであり、
装置前面に設けられ、装置の操作を指示するためのもの
である。又、30は用紙ガイドであり、スタッカ14の
先端に設けられる。この用紙ガイド30は、スタッカ1
4に排出される用紙の先端を押さえ、且つ先端を揃える
効果がある。
由により、極めて小型にでき、パーソナルユースのプリ
ンタとして、机上の設置が容易である。又、図3に示す
ように、用紙カセット10を設置面と水平とする水平設
置ができる。この図において、5は操作パネルであり、
装置前面に設けられ、装置の操作を指示するためのもの
である。又、30は用紙ガイドであり、スタッカ14の
先端に設けられる。この用紙ガイド30は、スタッカ1
4に排出される用紙の先端を押さえ、且つ先端を揃える
効果がある。
【0059】この実施例では、装置前面から用紙カセッ
ト10の着脱が可能であり、且つ操作パネル5を操作で
きる。更に、排出用紙も装置前面に排出される。更に、
図4に示すように、図2の装置のI/Fコネクタ17側
を設置面に設け、用紙カセット10を設置面と垂直とす
る垂直設置で画像形成が可能であり、これにより設置面
積をより小さくできる。この時、スタッカ14に排出さ
れる用紙の倒れを押さえるための用紙押さえ31を、ス
タッカ14に設けることにより、垂直設置しても、用紙
の倒れを防止できる。又、装置の設置面側に、スタンド
32を設けることにより、垂直設置しても、装置を安定
に設置できる。
ト10の着脱が可能であり、且つ操作パネル5を操作で
きる。更に、排出用紙も装置前面に排出される。更に、
図4に示すように、図2の装置のI/Fコネクタ17側
を設置面に設け、用紙カセット10を設置面と垂直とす
る垂直設置で画像形成が可能であり、これにより設置面
積をより小さくできる。この時、スタッカ14に排出さ
れる用紙の倒れを押さえるための用紙押さえ31を、ス
タッカ14に設けることにより、垂直設置しても、用紙
の倒れを防止できる。又、装置の設置面側に、スタンド
32を設けることにより、垂直設置しても、装置を安定
に設置できる。
【0060】更に、クリーナーレスプロセスをとって
も、前帯電器21と転写器26とを、非接触型の放電器
で構成したため、感光ドラム20上のトナーが、これら
ユニットに付着することがなく、安定に一様帯電と転写
を実行できる。
も、前帯電器21と転写器26とを、非接触型の放電器
で構成したため、感光ドラム20上のトナーが、これら
ユニットに付着することがなく、安定に一様帯電と転写
を実行できる。
【0061】図5は図2の現像器の構成図、図6は図5
の現像器の要部断面図、図7は図2の現像器の垂直設置
状態図、図8はトナー供給動作説明図、図9は本発明の
特性図である。
の現像器の要部断面図、図7は図2の現像器の垂直設置
状態図、図8はトナー供給動作説明図、図9は本発明の
特性図である。
【0062】図5において、現像ローラ24は、金属製
のスリーブ241と、その内部に設けた複数の磁極のマ
グネットローラ240から構成される。この現像ローラ
24は、スリーブ241内部のマグネットローラ240
を固定し、スリーブ241の回転によって、後述する磁
性現像剤を搬送するものである。この現像ローラ24
は、直径が16mmであり、感光ドラム20の周速の3
倍(75mm/s)で回転する。
のスリーブ241と、その内部に設けた複数の磁極のマ
グネットローラ240から構成される。この現像ローラ
24は、スリーブ241内部のマグネットローラ240
を固定し、スリーブ241の回転によって、後述する磁
性現像剤を搬送するものである。この現像ローラ24
は、直径が16mmであり、感光ドラム20の周速の3
倍(75mm/s)で回転する。
【0063】現像ローラ28の周囲には、現像室230
が形成されており、現像室230内には、磁性キャリア
と磁性トナーの混合物である1.5成分現像剤が充満し
ている。この現像室230は、上部の仕切部材230−
1と下部の底部230−2により形成され、一定の容積
である。
が形成されており、現像室230内には、磁性キャリア
と磁性トナーの混合物である1.5成分現像剤が充満し
ている。この現像室230は、上部の仕切部材230−
1と下部の底部230−2により形成され、一定の容積
である。
【0064】このため、現像室230に一定量の磁性キ
ャリアを入れると、この現像室230内の磁性トナーの
量も一定となる。このため、この現像室230の現像剤
量は一定であるため、消費された磁性トナーをトナーホ
ッパ231から供給すると、トナー濃度は一定となり、
トナー濃度の制御を不要にできる。即ち、トナー濃度の
制御ポイントに相当するキャリア量を、現像室230に
充填することにより、自動的にトナー濃度は所定の範囲
に制御される。
ャリアを入れると、この現像室230内の磁性トナーの
量も一定となる。このため、この現像室230の現像剤
量は一定であるため、消費された磁性トナーをトナーホ
ッパ231から供給すると、トナー濃度は一定となり、
トナー濃度の制御を不要にできる。即ち、トナー濃度の
制御ポイントに相当するキャリア量を、現像室230に
充填することにより、自動的にトナー濃度は所定の範囲
に制御される。
【0065】又、この現像室230は、常に現像剤が、
現像ローラ24の周囲に満たされているため、装置を垂
直設置しても、現像室230内の現像剤が片寄り、現像
ローラ24に十分な現像剤を供給できなくなる事態を防
止できる。
現像ローラ24の周囲に満たされているため、装置を垂
直設置しても、現像室230内の現像剤が片寄り、現像
ローラ24に十分な現像剤を供給できなくなる事態を防
止できる。
【0066】現像剤は、磁性キャリアに、平均粒径35
ミクロンのマグネタイトキャリアを用い、磁性トナー
に、重合法を用いて製造した平均粒径7ミクロンの磁性
トナーを用いている。この重合トナーは、粒径が揃い、
粒度分布がシャープであるため、転写工程において、感
光ドラム20のトナー像と用紙との密着性が均一とな
る。このため、転写部での電界が均一となるため、従来
の粉砕法によるトナーより、転写効率を向上させること
ができる。粉砕トナーでは、60〜90%であった転写
効率が、重合トナーでは、90%以上に改善される。
ミクロンのマグネタイトキャリアを用い、磁性トナー
に、重合法を用いて製造した平均粒径7ミクロンの磁性
トナーを用いている。この重合トナーは、粒径が揃い、
粒度分布がシャープであるため、転写工程において、感
光ドラム20のトナー像と用紙との密着性が均一とな
る。このため、転写部での電界が均一となるため、従来
の粉砕法によるトナーより、転写効率を向上させること
ができる。粉砕トナーでは、60〜90%であった転写
効率が、重合トナーでは、90%以上に改善される。
【0067】このトナーでは、トナー濃度は、5〜60
wt%が適当であるが、本実施例では、30wt%に設
定した。234はドクターブレードであり、現像ローラ
24が感光ドラム20に供給する現像剤量が、感光ドラ
ム20上の静電潜像に供給過剰にならないように、反対
に供給不足にならないように調整するものである。調整
は、ドクターブレード234のエッジと現像ローラ24
表面とのギャップで行い、通常ギャップは、0.1〜
1.0mm程度に調整される。
wt%が適当であるが、本実施例では、30wt%に設
定した。234はドクターブレードであり、現像ローラ
24が感光ドラム20に供給する現像剤量が、感光ドラ
ム20上の静電潜像に供給過剰にならないように、反対
に供給不足にならないように調整するものである。調整
は、ドクターブレード234のエッジと現像ローラ24
表面とのギャップで行い、通常ギャップは、0.1〜
1.0mm程度に調整される。
【0068】231はトナーホッパであり、磁性トナー
のみが充填されており、内部に供給ローラ232が備え
られている。この供給ローラ232の回転により、トナ
ーを現像室230に供給するものである。
のみが充填されており、内部に供給ローラ232が備え
られている。この供給ローラ232の回転により、トナ
ーを現像室230に供給するものである。
【0069】この現像室230内に供給されたトナー
は、現像ローラ24のスリーブの現像剤搬送力、現像ロ
ーラ24の磁力及びドクターブレード234の現像剤規
制機能によって、現像室230内で攪拌され、キャリア
と摩擦することにより、所定極性及び帯電量に帯電す
る。本実施例では、マイナスに帯電するように、キャリ
アとトナーの帯電系列を調整している。
は、現像ローラ24のスリーブの現像剤搬送力、現像ロ
ーラ24の磁力及びドクターブレード234の現像剤規
制機能によって、現像室230内で攪拌され、キャリア
と摩擦することにより、所定極性及び帯電量に帯電す
る。本実施例では、マイナスに帯電するように、キャリ
アとトナーの帯電系列を調整している。
【0070】更に、ブレード234の上流側で、仕切部
材230−1により、現像ローラ24との間隔を、現像
ローラ24上に形成される磁気ブラシの穂高より小さく
する。ここでは、図6に示すように、間隔aを2.0m
mに設定してある。これにより、現像ローラ24上の磁
気ブラシが、仕切部材230−1により規制を受け、現
像ローラ24の回転により、磁気ブラシが力を受ける。
このため、現像室230内での現像剤の攪拌性が強ま
り、トナー濃度の高い範囲でも、安定したトナー帯電量
が得られる。
材230−1により、現像ローラ24との間隔を、現像
ローラ24上に形成される磁気ブラシの穂高より小さく
する。ここでは、図6に示すように、間隔aを2.0m
mに設定してある。これにより、現像ローラ24上の磁
気ブラシが、仕切部材230−1により規制を受け、現
像ローラ24の回転により、磁気ブラシが力を受ける。
このため、現像室230内での現像剤の攪拌性が強ま
り、トナー濃度の高い範囲でも、安定したトナー帯電量
が得られる。
【0071】又、この間隔を現像ローラ24の周囲で一
定とすることにより、水平設置しても、垂直設置して
も、帯電効果が変わることがないようにしている。トナ
ーホッパ231と現像室230との間には、前記仕切部
材230−1の先端と底部230−2とで形成されるト
ナー供給路235が設けられている。このトナー供給路
235の幅bは、図6に示すように、1.5mmであ
る。このトナー供給路235によりトナーホッパ231
のトナーが、現像室230に供給される。
定とすることにより、水平設置しても、垂直設置して
も、帯電効果が変わることがないようにしている。トナ
ーホッパ231と現像室230との間には、前記仕切部
材230−1の先端と底部230−2とで形成されるト
ナー供給路235が設けられている。このトナー供給路
235の幅bは、図6に示すように、1.5mmであ
る。このトナー供給路235によりトナーホッパ231
のトナーが、現像室230に供給される。
【0072】この現像室230を形成する底部230−
2は、前記トナー供給路235において、前記トナーホ
ッパ231に突き出した突き出し部230−3を備えて
いる。更に、この底部230−2は、感光ドラム20側
から上方に向かう斜め面を形成している。この突き出し
部230−3の先端と仕切り部材230−1の先端との
間隔cは、図6に示すように、1.0〜1.5mmに設
定されている。即ち、この分だけ傾斜している。更に、
仕切り部材230−1の先端と現像ローラ24との距離
dは、4.5〜6.0mmに設定されている。
2は、前記トナー供給路235において、前記トナーホ
ッパ231に突き出した突き出し部230−3を備えて
いる。更に、この底部230−2は、感光ドラム20側
から上方に向かう斜め面を形成している。この突き出し
部230−3の先端と仕切り部材230−1の先端との
間隔cは、図6に示すように、1.0〜1.5mmに設
定されている。即ち、この分だけ傾斜している。更に、
仕切り部材230−1の先端と現像ローラ24との距離
dは、4.5〜6.0mmに設定されている。
【0073】このトナーカートリッジ25とトナーホッ
パ231の両壁面の角度は、重力方向に対し、およそ4
5度に設定されていて、トナーの流動方向を45度とし
ている。これにより、後述するように、装置を垂直設置
しても、トナーの供給が円滑に行われるようにしてい
る。
パ231の両壁面の角度は、重力方向に対し、およそ4
5度に設定されていて、トナーの流動方向を45度とし
ている。これにより、後述するように、装置を垂直設置
しても、トナーの供給が円滑に行われるようにしてい
る。
【0074】次に、この現像器の動作を説明すると、図
5は図3で示した装置の水平設置時の現像器の状態を示
しており、トナーカートリッジ25とトナーホッパ23
1の壁面の角度を、重力方向に対し、凡そ45度として
いる。このため、トナーがトナーホッパ231の底部に
向かい流動して、供給ローラ232に円滑に供給され
る。
5は図3で示した装置の水平設置時の現像器の状態を示
しており、トナーカートリッジ25とトナーホッパ23
1の壁面の角度を、重力方向に対し、凡そ45度として
いる。このため、トナーがトナーホッパ231の底部に
向かい流動して、供給ローラ232に円滑に供給され
る。
【0075】この水平設置においては、重力により、ト
ナーは、トナーホッパ231において、底方向の流動性
を有するため、供給ローラ232は、トナーホッパ23
1の底側のトナーを、掻き上げる。この時、図8(A)
に示すように、供給ローラ232で押し上げられたトナ
ーは、底部230−2の突き出し部230−3により、
いったん仕切り部材230−1に突き当たり、トナー供
給路235に入り込む。これにより、トナー供給ローラ
232の供給分のトナーのみが、トナー供給路235に
入り込むとともに、仕切り部材230−1の当該部分が
バッファの役目を果たし、トナー供給ローラ232によ
る押し込み力が、直接トナー供給路235へ影響しな
い。従って、過剰なトナーの押し込みを防止でき、現像
室230で足りなくなったトナー量分だけトナー供給さ
れる。
ナーは、トナーホッパ231において、底方向の流動性
を有するため、供給ローラ232は、トナーホッパ23
1の底側のトナーを、掻き上げる。この時、図8(A)
に示すように、供給ローラ232で押し上げられたトナ
ーは、底部230−2の突き出し部230−3により、
いったん仕切り部材230−1に突き当たり、トナー供
給路235に入り込む。これにより、トナー供給ローラ
232の供給分のトナーのみが、トナー供給路235に
入り込むとともに、仕切り部材230−1の当該部分が
バッファの役目を果たし、トナー供給ローラ232によ
る押し込み力が、直接トナー供給路235へ影響しな
い。従って、過剰なトナーの押し込みを防止でき、現像
室230で足りなくなったトナー量分だけトナー供給さ
れる。
【0076】この場合において、前記底部230−2
は、現像ローラ24の回転方向に対し、上方に傾いてい
るため、感光ドラム20を通過した後の現像ローラ24
の磁気ブラシ及びこれから外れたキャリアが、底部23
0−2を通って、トナー供給路235よりトナー供給室
231に漏れることがない。このため、現像室230の
スタータキャリアの減少を防止でき、安定な1.5成分
現像が可能となる。一方、図7の図4で示した装置を垂
直設置時の現像器の状態においても、トナーカートリッ
ジ25とトナーホッパ231の壁面の角度を、重力方向
に対し、凡そ45度としているため、垂直に設置して
も、トナーを供給ローラ231に円滑に供給できる。
は、現像ローラ24の回転方向に対し、上方に傾いてい
るため、感光ドラム20を通過した後の現像ローラ24
の磁気ブラシ及びこれから外れたキャリアが、底部23
0−2を通って、トナー供給路235よりトナー供給室
231に漏れることがない。このため、現像室230の
スタータキャリアの減少を防止でき、安定な1.5成分
現像が可能となる。一方、図7の図4で示した装置を垂
直設置時の現像器の状態においても、トナーカートリッ
ジ25とトナーホッパ231の壁面の角度を、重力方向
に対し、凡そ45度としているため、垂直に設置して
も、トナーを供給ローラ231に円滑に供給できる。
【0077】このトナーカートリッジ25とトナーホッ
パ231の壁面の角度は、トナーの自重による搬送を良
好に行うためには、重力方向に対し、安息角を考慮する
と、45度±10度程度が適当であり、好ましくは45
度±5度程度が良好な結果が得られる。
パ231の壁面の角度は、トナーの自重による搬送を良
好に行うためには、重力方向に対し、安息角を考慮する
と、45度±10度程度が適当であり、好ましくは45
度±5度程度が良好な結果が得られる。
【0078】この時、図7に示すように、トナーは、仕
切り部材230−1のトナーホッパ231側に滞留し、
トナー供給路235から現像室230に落下し易くな
る。しかし、図8(B)で示すように、前記した底部2
30−2の突き出し部230−3により、トナーのトナ
ー供給路235の落下を規制するため、トナーの落下は
殆ど生じない。従って、トナーの供給は、トナー供給ロ
ーラ232の回転力によることになる。
切り部材230−1のトナーホッパ231側に滞留し、
トナー供給路235から現像室230に落下し易くな
る。しかし、図8(B)で示すように、前記した底部2
30−2の突き出し部230−3により、トナーのトナ
ー供給路235の落下を規制するため、トナーの落下は
殆ど生じない。従って、トナーの供給は、トナー供給ロ
ーラ232の回転力によることになる。
【0079】即ち、図8(B)に示すように、供給ロー
ラ232で押されたトナーは、底部230−2の突き出
し部230−3により、いったん仕切り部材230−1
に突き当たり、トナー供給路235に入り込む。これに
より、トナー供給ローラ232の供給分のトナーのみ
が、トナー供給路235に入り込むとともに、仕切り部
材230−1の当該部分がバッファの役目を果たし、ト
ナー供給ローラ232による押し込み力が、直接トナー
供給力とならない。従って、過剰なトナーの押し込みを
防止でき、現像室230で足りなくなったトナー量分だ
けトナー供給される。
ラ232で押されたトナーは、底部230−2の突き出
し部230−3により、いったん仕切り部材230−1
に突き当たり、トナー供給路235に入り込む。これに
より、トナー供給ローラ232の供給分のトナーのみ
が、トナー供給路235に入り込むとともに、仕切り部
材230−1の当該部分がバッファの役目を果たし、ト
ナー供給ローラ232による押し込み力が、直接トナー
供給力とならない。従って、過剰なトナーの押し込みを
防止でき、現像室230で足りなくなったトナー量分だ
けトナー供給される。
【0080】この事は、装置を水平設置しても、垂直設
置しても、現像室230へのトナー供給能力に変化がな
いことである。このため、装置を水平設置しても、垂直
設置しても、現像室230のトナー濃度は変化せず、画
像濃度の変化を防止できる。
置しても、現像室230へのトナー供給能力に変化がな
いことである。このため、装置を水平設置しても、垂直
設置しても、現像室230のトナー濃度は変化せず、画
像濃度の変化を防止できる。
【0081】即ち、現像室230に供給されるトナー
は、トナー供給ローラ232によるものが殆どとなり、
トナーの重力方向への流動性に影響されないトナー供給
が実現できる。このため、装置の設置方向が変化して
も、トナー供給量が変化しないため、安定な現像動作が
可能となる。
は、トナー供給ローラ232によるものが殆どとなり、
トナーの重力方向への流動性に影響されないトナー供給
が実現できる。このため、装置の設置方向が変化して
も、トナー供給量が変化しないため、安定な現像動作が
可能となる。
【0082】又、垂直設置とすると、現像器23からの
現像剤の落下が生じるおそれがあるが、現像剤に磁性二
成分現像剤を使用しているため、現像ローラ24に現像
剤が、磁力により保持されるため、垂直に設置しても、
現像剤の落下は殆ど生じない。特に、磁性キャリアと磁
性トナーを使用すると、キャリアとトナーとの両方が、
現像ローラ24のマグネットローラに保持されるため、
一層現像剤の落下を防止でき、かかる垂直設置しても、
安定な現像が可能となる。
現像剤の落下が生じるおそれがあるが、現像剤に磁性二
成分現像剤を使用しているため、現像ローラ24に現像
剤が、磁力により保持されるため、垂直に設置しても、
現像剤の落下は殆ど生じない。特に、磁性キャリアと磁
性トナーを使用すると、キャリアとトナーとの両方が、
現像ローラ24のマグネットローラに保持されるため、
一層現像剤の落下を防止でき、かかる垂直設置しても、
安定な現像が可能となる。
【0083】図9は、装置を横(水平)設置して、印刷
を行った後、装置を縦(垂直)設置して印刷を行った場
合の、トナー濃度Tcの変化を示す特性図である。先
ず、装置を水平設置して、現像器23の現像室230に
所定量のスタートキャリアを入れて、現像器を動作させ
て、印刷を行った。この結果、現像室230にトナーホ
ッパ231から徐々に、トナーが供給されるため、印刷
枚数の増加に従い、トナー濃度は増加し、現像室230
にキャリアとトナーが満杯となる時点では、トナー濃度
は30wt%となった。以降、印刷枚数が増加しても、
トナー濃度に変化はなかった。
を行った後、装置を縦(垂直)設置して印刷を行った場
合の、トナー濃度Tcの変化を示す特性図である。先
ず、装置を水平設置して、現像器23の現像室230に
所定量のスタートキャリアを入れて、現像器を動作させ
て、印刷を行った。この結果、現像室230にトナーホ
ッパ231から徐々に、トナーが供給されるため、印刷
枚数の増加に従い、トナー濃度は増加し、現像室230
にキャリアとトナーが満杯となる時点では、トナー濃度
は30wt%となった。以降、印刷枚数が増加しても、
トナー濃度に変化はなかった。
【0084】次に、この状態で、装置を垂直設置に変化
させ、印刷を行った。この結果、トナー濃度は、水平設
置時と変化はなかった。一方、特開平3−252686
号公報等による従来の1.5成分現像器の構成では、図
の白丸に示すように、垂直設置すると、トナー濃度は高
くなる。水平設置と垂直設置とでは、トナー濃度が変化
し、画像濃度が変化した。この事は、前述のトナー供給
の安定作用を裏付けるものである。これにより、装置を
水平設置しても、垂直設置しても、画像濃度に変化のな
い画像形成が可能となり、水平設置と垂直設置との両方
が可能な画像形成装置が実現できる。
させ、印刷を行った。この結果、トナー濃度は、水平設
置時と変化はなかった。一方、特開平3−252686
号公報等による従来の1.5成分現像器の構成では、図
の白丸に示すように、垂直設置すると、トナー濃度は高
くなる。水平設置と垂直設置とでは、トナー濃度が変化
し、画像濃度が変化した。この事は、前述のトナー供給
の安定作用を裏付けるものである。これにより、装置を
水平設置しても、垂直設置しても、画像濃度に変化のな
い画像形成が可能となり、水平設置と垂直設置との両方
が可能な画像形成装置が実現できる。
【0085】(b)現像方法の説明 図10は本発明の現像・回収動作説明図、図11は現像
剤の限界トナー濃度の説明図、図12は本発明による残
像とトナー濃度の関係図、図13は本発明によるトナー
帯電量と転写効率の関係図、図14は本発明によるトナ
ー帯電量とトナー濃度の関係図、図15は本発明による
キャリア平均粒径の逆数とトナー帯電量の関係図、図1
6は磁気ブラシの状態図、図17はトナー濃度の説明図
である。
剤の限界トナー濃度の説明図、図12は本発明による残
像とトナー濃度の関係図、図13は本発明によるトナー
帯電量と転写効率の関係図、図14は本発明によるトナ
ー帯電量とトナー濃度の関係図、図15は本発明による
キャリア平均粒径の逆数とトナー帯電量の関係図、図1
6は磁気ブラシの状態図、図17はトナー濃度の説明図
である。
【0086】図10に示すように、現像ローラ24は、
回転する金属製スリーブ241と、スリーブ241内に
固定されたマグネットロール240で構成されている。
従って、磁性キャリア400と磁性トナー401からな
る現像剤は、スリーブ241の回転と共に感光ドラム2
0と接する位置まで搬送され、マグネットロール240
の磁力により、磁気ブラシ40を形成し、この磁気ブラ
シ40により磁性トナー401の現像と感光ドラム20
に付着している残留トナー402の回収が行われる。
回転する金属製スリーブ241と、スリーブ241内に
固定されたマグネットロール240で構成されている。
従って、磁性キャリア400と磁性トナー401からな
る現像剤は、スリーブ241の回転と共に感光ドラム2
0と接する位置まで搬送され、マグネットロール240
の磁力により、磁気ブラシ40を形成し、この磁気ブラ
シ40により磁性トナー401の現像と感光ドラム20
に付着している残留トナー402の回収が行われる。
【0087】現像は、磁性トナー401がキャリア40
0と摩擦帯電することにより静電荷を持ち、スリーブ2
41と感光ドラム20との電位差から生じる外部電界を
受けて、感光ドラム20の露光部(潜像電位形成部)に
付着することにより進む。この時感光ドラム20の非露
光部には、露光部と逆方向の電界が働いているため、通
常磁性トナー401は付着しない。
0と摩擦帯電することにより静電荷を持ち、スリーブ2
41と感光ドラム20との電位差から生じる外部電界を
受けて、感光ドラム20の露光部(潜像電位形成部)に
付着することにより進む。この時感光ドラム20の非露
光部には、露光部と逆方向の電界が働いているため、通
常磁性トナー401は付着しない。
【0088】しかし、トナーとキャリアの摩擦帯電は必
ずしも均一でなく、トナーの持つ電荷量に分布が生じる
のが一般的であり、殆ど電荷を有しない低帯電トナー或
いは逆極性に帯電したトナーが生じると、感光ドラム2
0の非露光部にトナーが付着する現象(かぶり)が発生
する。この現象は、トナー濃度が高くなると比較的顕著
に起こりやすくなるため、非磁性トナーを用いる通常の
2成分現像では、トナー濃度変動幅を1wt%程度に厳
密制御する必要がある。
ずしも均一でなく、トナーの持つ電荷量に分布が生じる
のが一般的であり、殆ど電荷を有しない低帯電トナー或
いは逆極性に帯電したトナーが生じると、感光ドラム2
0の非露光部にトナーが付着する現象(かぶり)が発生
する。この現象は、トナー濃度が高くなると比較的顕著
に起こりやすくなるため、非磁性トナーを用いる通常の
2成分現像では、トナー濃度変動幅を1wt%程度に厳
密制御する必要がある。
【0089】これに対し、磁性トナーを用いる本現像方
式では、マグネットロール240の磁力が、低帯電トナ
ーや逆帯電トナーの非露光部への付着を防止するように
働く。更に、露光部においても帯電の高いトナーのみが
選択的に付着し、転写しにくい低帯電トナーの付着を制
限するように働く。このことから、トナー濃度の許容量
が広く、概ね5〜60wt%の範囲で正常な現像が可能
となる。
式では、マグネットロール240の磁力が、低帯電トナ
ーや逆帯電トナーの非露光部への付着を防止するように
働く。更に、露光部においても帯電の高いトナーのみが
選択的に付着し、転写しにくい低帯電トナーの付着を制
限するように働く。このことから、トナー濃度の許容量
が広く、概ね5〜60wt%の範囲で正常な現像が可能
となる。
【0090】次に、本発明では、残留トナー402の回
収が、現像とほぼ同時に進行する。ここで、残留トナー
402に働く回収力は、磁気ブラシ40、特にキャリア
400による機械的かきとりと磁気力、及び静電気力で
ある。ここで、磁気力が働くことが非磁性トナーを用い
る方法と比べて本発明が有利になる点である。即ち、リ
ーク等により残留トナー402の電荷が減少し、静電気
力が弱まった場合においても十分な回収力を得ることが
可能となる。
収が、現像とほぼ同時に進行する。ここで、残留トナー
402に働く回収力は、磁気ブラシ40、特にキャリア
400による機械的かきとりと磁気力、及び静電気力で
ある。ここで、磁気力が働くことが非磁性トナーを用い
る方法と比べて本発明が有利になる点である。即ち、リ
ーク等により残留トナー402の電荷が減少し、静電気
力が弱まった場合においても十分な回収力を得ることが
可能となる。
【0091】クリーナーレスプロセスで重要な点は、転
写において残留するトナーを極力少なくすることと、残
留トナーの回収を効率よく行うことにある。本発明の磁
気力をも用いる回収において、最も影響力の大きいの
は、トナー濃度であり、この点について考察する。
写において残留するトナーを極力少なくすることと、残
留トナーの回収を効率よく行うことにある。本発明の磁
気力をも用いる回収において、最も影響力の大きいの
は、トナー濃度であり、この点について考察する。
【0092】まず、転写工程では、磁性重合トナーによ
り転写効率を高め、残留トナーの低減を図ることができ
る。又、転写効率はトナーの帯電量の影響を受けること
が知られている。用紙からトナーに働く静電気力が変化
するからである。このことを示したのが図13のトナー
帯電量と転写効率の関係図である。これから、現像され
たトナーの帯電量を絶対値でおよそ8μC/g以上する
ことが好ましいことがわかる。
り転写効率を高め、残留トナーの低減を図ることができ
る。又、転写効率はトナーの帯電量の影響を受けること
が知られている。用紙からトナーに働く静電気力が変化
するからである。このことを示したのが図13のトナー
帯電量と転写効率の関係図である。これから、現像され
たトナーの帯電量を絶対値でおよそ8μC/g以上する
ことが好ましいことがわかる。
【0093】更に、図14に平均粒径の異なるマグネッ
トキャリアを用いたときの現像トナーの帯電量(Tp)
とトナー濃度(Tc)の関係を示す。これからトナー濃
度が低いほど帯電量が高く、転写効率の面から好ましい
ことがわかる。同様に、回収力を高めるためにも、トナ
ー濃度が低いほど好ましいと考えられる。その理由は、
トナー濃度が低くなり、帯電量が高くなるほど、回収に
働く静電気力が大きくなると同時に、キャリア表面に付
着しているトナーが減少し、磁気ブラシによるかきとり
力も大きくなるからである。
トキャリアを用いたときの現像トナーの帯電量(Tp)
とトナー濃度(Tc)の関係を示す。これからトナー濃
度が低いほど帯電量が高く、転写効率の面から好ましい
ことがわかる。同様に、回収力を高めるためにも、トナ
ー濃度が低いほど好ましいと考えられる。その理由は、
トナー濃度が低くなり、帯電量が高くなるほど、回収に
働く静電気力が大きくなると同時に、キャリア表面に付
着しているトナーが減少し、磁気ブラシによるかきとり
力も大きくなるからである。
【0094】しかし、図14に示されるように、トナー
濃度が低すぎると、帯電量変化が急峻になるため、僅か
なトナー濃度変動で画像濃度が大きく変化してしまうた
め、トナー濃度変動幅をより厳密に制御する必要があ
り、現像方式としては好ましくない。更に、キャリアは
トナーの持つ電荷量とほぼ等量の逆極性電荷量を持つた
め、キャリアの持つ電荷量が高くなると、所謂キャリア
付着現象が発生し易い欠点があり、特にトナー濃度10
wt%未満で顕著となる。
濃度が低すぎると、帯電量変化が急峻になるため、僅か
なトナー濃度変動で画像濃度が大きく変化してしまうた
め、トナー濃度変動幅をより厳密に制御する必要があ
り、現像方式としては好ましくない。更に、キャリアは
トナーの持つ電荷量とほぼ等量の逆極性電荷量を持つた
め、キャリアの持つ電荷量が高くなると、所謂キャリア
付着現象が発生し易い欠点があり、特にトナー濃度10
wt%未満で顕著となる。
【0095】従って、厳密なトナー濃度制御を行わない
簡易な構成とした本発明では、少なくとも10wt%以
上のトナー濃度で用いる必要があり、特に25wt%前
後のトナー濃度が最も好ましいと考えられる。
簡易な構成とした本発明では、少なくとも10wt%以
上のトナー濃度で用いる必要があり、特に25wt%前
後のトナー濃度が最も好ましいと考えられる。
【0096】次に、トナー濃度の上限について考察す
る。先ず、キャリアの粒径が小さくなるほど帯電量が高
くなり、より広いトナー濃度範囲で用いることが可能に
なると考えられる。このことについて更に詳しく述べ
る。
る。先ず、キャリアの粒径が小さくなるほど帯電量が高
くなり、より広いトナー濃度範囲で用いることが可能に
なると考えられる。このことについて更に詳しく述べ
る。
【0097】図12に粒径の異なるキャリアを用いて印
刷した時のトナー濃度と残留トナーの回収不足に起因し
て発生した残像との関係を示す。残像レベル0は全く残
像の発生が見られない場合、残像レベル1は通常認知困
難なレベルを示しており、ほぼ問題ないと考えられる範
囲である。更に、残像レベル2は僅かに認知される場合
があるレベルで、残像レベル3以上では明確に残像が確
認されるレベルとなることを示している。
刷した時のトナー濃度と残留トナーの回収不足に起因し
て発生した残像との関係を示す。残像レベル0は全く残
像の発生が見られない場合、残像レベル1は通常認知困
難なレベルを示しており、ほぼ問題ないと考えられる範
囲である。更に、残像レベル2は僅かに認知される場合
があるレベルで、残像レベル3以上では明確に残像が確
認されるレベルとなることを示している。
【0098】これから、キャリア粒径50μmの場合、
トナー濃度が25〜30wt%が上限であるが、キャリ
ア粒径35μmの場合トナー濃度が35wt%まで適用
可能なことがわかった。このことは、次のようにして理
解できる。
トナー濃度が25〜30wt%が上限であるが、キャリ
ア粒径35μmの場合トナー濃度が35wt%まで適用
可能なことがわかった。このことは、次のようにして理
解できる。
【0099】図14の特性をキャリアの平均粒径の逆数
(1/d)と現像されたトナーの帯電量の関係に直した
ものが図15である。これから、いずれのトナー濃度で
も、帯電量と1/dがほぼ比例していることがわかる。
一方、真球か均一粒径のキャリアの比表面積は1/dに
比例することが明白であるから、実際のキャリアにおい
ても比表面積にほぼ比例して、即ちトナーの接触できる
キャリア表面の増加に伴ってトナー帯電量が高くなると
考えることができる。
(1/d)と現像されたトナーの帯電量の関係に直した
ものが図15である。これから、いずれのトナー濃度で
も、帯電量と1/dがほぼ比例していることがわかる。
一方、真球か均一粒径のキャリアの比表面積は1/dに
比例することが明白であるから、実際のキャリアにおい
ても比表面積にほぼ比例して、即ちトナーの接触できる
キャリア表面の増加に伴ってトナー帯電量が高くなると
考えることができる。
【0100】又、キャリアの比表面積の増加に伴い、磁
気ブラシによる機械的な回収力が増大したと考えられ、
この2つの理由により残像に対するトナー濃度マージン
(トナー濃度許容範囲)が拡大したと考えられる。
気ブラシによる機械的な回収力が増大したと考えられ、
この2つの理由により残像に対するトナー濃度マージン
(トナー濃度許容範囲)が拡大したと考えられる。
【0101】更に、より一般的にキャリア粒径の影響を
考える上で、キャリア表面に対するトナーの被覆率Eを
考えると理解しやすい。簡単のためにキャリア、トナー
ともに均一な真球として、キャリア表面がこれより小さ
いトナーで被覆される場合を考えると、トナー濃度Tc
とトナーによるキャリア表面の被覆率Eは近似的に次式
で表されることが知られている〔文献:岡田誠二他、レ
ーザプリンタ用粉体現像剤の帯電制御、日本学術振興会
第142委員会第17回合同研究会資料、p.1、(1
980)〕。
考える上で、キャリア表面に対するトナーの被覆率Eを
考えると理解しやすい。簡単のためにキャリア、トナー
ともに均一な真球として、キャリア表面がこれより小さ
いトナーで被覆される場合を考えると、トナー濃度Tc
とトナーによるキャリア表面の被覆率Eは近似的に次式
で表されることが知られている〔文献:岡田誠二他、レ
ーザプリンタ用粉体現像剤の帯電制御、日本学術振興会
第142委員会第17回合同研究会資料、p.1、(1
980)〕。
【0102】 Tc:トナー濃度(wt%) pc ,pt :キャリア、トナーの密度(d/cm3 ) dc ,dt :キャリア、トナーの平均粒径(cm) 更に、トナーが1層だけ、キャリア表面を完全に被覆し
た時のトナー濃度(限界トナー濃度、Tcmax )は、E
=100%として、上式から求められ、次式となる。
た時のトナー濃度(限界トナー濃度、Tcmax )は、E
=100%として、上式から求められ、次式となる。
【0103】pc を5.5g/cm3 、pt を1.7g/
cm3 として、キャリア粒径によるTcmax の変化を算出
したのが図11である。これから、キャリア粒径35μ
m、及び50μmの時の限界トナー濃度の計算値はおよ
そ26wt%、18wt%となり、図12で示されたト
ナー濃度の限界値の差をほぼ説明できる。
cm3 として、キャリア粒径によるTcmax の変化を算出
したのが図11である。これから、キャリア粒径35μ
m、及び50μmの時の限界トナー濃度の計算値はおよ
そ26wt%、18wt%となり、図12で示されたト
ナー濃度の限界値の差をほぼ説明できる。
【0104】従って、図17に示すように、本現像、回
収におけるトナーの濃度の上限は、理論的にほぼ限界ト
ナー濃度で規定できると考えられる。ただし、この計算
値は、図12から得られた上限値よりも若干小さく、被
覆率Eに換算すると120〜130%程度となる。
収におけるトナーの濃度の上限は、理論的にほぼ限界ト
ナー濃度で規定できると考えられる。ただし、この計算
値は、図12から得られた上限値よりも若干小さく、被
覆率Eに換算すると120〜130%程度となる。
【0105】これは、実際の磁気ブラシでは、図16に
示すようにトナー401の一部がキャリア400と接触
せずにスリーブ241付近に保持されているために、計
算から求めた限界トナー濃度以上でも現像、回収に寄与
する磁気ブラシ先端では十分なキャリア表面が維持され
るためと考えられる。
示すようにトナー401の一部がキャリア400と接触
せずにスリーブ241付近に保持されているために、計
算から求めた限界トナー濃度以上でも現像、回収に寄与
する磁気ブラシ先端では十分なキャリア表面が維持され
るためと考えられる。
【0106】以上より、本現像、回収において、トナー
濃度を被覆率としておよそ130%以下にすることによ
り、残像のない印刷が可能になると考えられる。図17
で示すと、35μmキャリアでは、35wt%が上限と
考えられる。更に好ましくは、限界トナー濃度以下で用
いると良い。
濃度を被覆率としておよそ130%以下にすることによ
り、残像のない印刷が可能になると考えられる。図17
で示すと、35μmキャリアでは、35wt%が上限と
考えられる。更に好ましくは、限界トナー濃度以下で用
いると良い。
【0107】次に、現像機構との関係でトナー濃度を考
察する。
察する。
【0108】1.5成分現像機構では、スリーブとスリ
ーブ内の磁気ローラとの両方が回転するものがある。こ
の機構では、スリーブ上に形成された磁気ブラシの中の
各キャリアは、スリーブの回りを公転しながら、自転も
している。
ーブ内の磁気ローラとの両方が回転するものがある。こ
の機構では、スリーブ上に形成された磁気ブラシの中の
各キャリアは、スリーブの回りを公転しながら、自転も
している。
【0109】従って、感光体表面近傍のキャリアは、自
転しているために、感光体に対し、キャリアは回転して
接触する。このため、時間当たりの感光体との接触面積
が多い状態で、感光体に接触することになる。それ故、
トナー濃度値が高い場合であっても、残留トナーのかき
とり力が大きく、残像濃度レベルを低いものとすること
ができる。
転しているために、感光体に対し、キャリアは回転して
接触する。このため、時間当たりの感光体との接触面積
が多い状態で、感光体に接触することになる。それ故、
トナー濃度値が高い場合であっても、残留トナーのかき
とり力が大きく、残像濃度レベルを低いものとすること
ができる。
【0110】この現像機構では、マグネットローラ自体
も回転させなければならないため、部品点数が増大し、
価格も高価なものとなる。一方、部品点数を削減し、安
価な現像装置又は画像形成装置としたい場合には、図3
の実施例のように、マグネットローラが固定である方が
良い。
も回転させなければならないため、部品点数が増大し、
価格も高価なものとなる。一方、部品点数を削減し、安
価な現像装置又は画像形成装置としたい場合には、図3
の実施例のように、マグネットローラが固定である方が
良い。
【0111】この場合においては、スリーブ241上に
形成された磁気ブラシ40の穂(キャリアのチェーン)
は、その穂が倒れながらスリーブ241上を移動するこ
とになるため、各キャリア400には公転力のみが作用
し、自転は生じていないことになる。
形成された磁気ブラシ40の穂(キャリアのチェーン)
は、その穂が倒れながらスリーブ241上を移動するこ
とになるため、各キャリア400には公転力のみが作用
し、自転は生じていないことになる。
【0112】このことは、前述と異なり、キャリアは感
光体に1点でしか接触しないこととなり、感光体近傍に
存在するキャリアと感光体との時間当たりの接触面積は
少ないものとなるということを意味し、前述のトナー濃
度を高くすることは望ましくない。
光体に1点でしか接触しないこととなり、感光体近傍に
存在するキャリアと感光体との時間当たりの接触面積は
少ないものとなるということを意味し、前述のトナー濃
度を高くすることは望ましくない。
【0113】ここで、感光体上に残留する磁性トナー
を、感光体上から除去する力は、前述の如く、第1に、
マグネットローラ及びキャリアの磁気力による磁性トナ
ーの磁気吸引力、第2に、キャリアと磁性トナー間の静
電吸引力、第3に、キャリア表面によるかきとり力の3
つの力である。この第1から第3の力のうち、残留トナ
ーの除去に重要に影響する力が、上記第3のキャリア表
面によるかきとり力である。
を、感光体上から除去する力は、前述の如く、第1に、
マグネットローラ及びキャリアの磁気力による磁性トナ
ーの磁気吸引力、第2に、キャリアと磁性トナー間の静
電吸引力、第3に、キャリア表面によるかきとり力の3
つの力である。この第1から第3の力のうち、残留トナ
ーの除去に重要に影響する力が、上記第3のキャリア表
面によるかきとり力である。
【0114】ところで、前記したように、キャリア表面
に対するトナーの被覆率は、トナー濃度が高くなるにつ
れて、限界トナー濃度近傍迄は、徐々に高くなる傾向に
あると考えられる。しかし、トナー濃度が限界トナー濃
度を越えてある値以上になると、トナーの被覆率が高く
ならない。むしろ、単位容積当たりのトナー量が増え
て、その一方でキャリア量が減少するという現象が生じ
る。
に対するトナーの被覆率は、トナー濃度が高くなるにつ
れて、限界トナー濃度近傍迄は、徐々に高くなる傾向に
あると考えられる。しかし、トナー濃度が限界トナー濃
度を越えてある値以上になると、トナーの被覆率が高く
ならない。むしろ、単位容積当たりのトナー量が増え
て、その一方でキャリア量が減少するという現象が生じ
る。
【0115】従って、トナー濃度が限界トナー濃度値を
大きく上回る値となった場合、キャリア表面のトナーの
被覆されていない面積の合計が、単位容積当たりで見た
場合に、キャリア1個の微視的な状態では、被覆のない
部分があっても、減少してしまい、キャリアのかきとり
力が大きく低下してしまう。
大きく上回る値となった場合、キャリア表面のトナーの
被覆されていない面積の合計が、単位容積当たりで見た
場合に、キャリア1個の微視的な状態では、被覆のない
部分があっても、減少してしまい、キャリアのかきとり
力が大きく低下してしまう。
【0116】以上のことから、固定のマグネットロール
を用いる場合には、トナー濃度値を限界トナー濃度値の
近傍、35μmキャリアでは25wt%〜30wt%程
度、に設定することにより、キャリア量が単位容積当た
りで所定量となるようにすることが望ましい。
を用いる場合には、トナー濃度値を限界トナー濃度値の
近傍、35μmキャリアでは25wt%〜30wt%程
度、に設定することにより、キャリア量が単位容積当た
りで所定量となるようにすることが望ましい。
【0117】このトナー濃度の設定は、前述の現像室2
30が一定の容積であることから、この現像室230に
投入するスターターキャリアの量を設定すれば良い。次
に、磁性重合トナーの物理的特性としては、飽和磁化が
15emu/g〜35emu/g、保持力が140Oe
〜240Oeであることが望ましい。好ましくは、飽和
磁化が20emu/g〜30emu/g、保持力が16
0Oe〜205Oeであり、トナーの誘電体損が0.2
以下,より好ましくは0.1以下であることが望まし
い。
30が一定の容積であることから、この現像室230に
投入するスターターキャリアの量を設定すれば良い。次
に、磁性重合トナーの物理的特性としては、飽和磁化が
15emu/g〜35emu/g、保持力が140Oe
〜240Oeであることが望ましい。好ましくは、飽和
磁化が20emu/g〜30emu/g、保持力が16
0Oe〜205Oeであり、トナーの誘電体損が0.2
以下,より好ましくは0.1以下であることが望まし
い。
【0118】(c)磁性重合トナーの説明 図18は本発明による磁性重合トナーのモデル図、図1
9は磁性重合トナーの粒度分布図、図20は磁性重合ト
ナーの転写モデル図、図21は磁性重合トナーによる転
写特性図、図22は磁性重合トナーの転写効率の説明
図、図23は磁性重合トナーによる印刷濃度特性図であ
る。
9は磁性重合トナーの粒度分布図、図20は磁性重合ト
ナーの転写モデル図、図21は磁性重合トナーによる転
写特性図、図22は磁性重合トナーの転写効率の説明
図、図23は磁性重合トナーによる印刷濃度特性図であ
る。
【0119】図21は従来の粉砕トナーと本発明による
重合トナーを用いた場合の転写効率を比較する特性図で
ある。転写帯電器への転写電圧を変化させた場合に、従
来の粉砕トナーでは、図の白三角で示すように、最高転
写効率は92%であった。これに対し、本発明による磁
性重合トナーでは、最高転写効率がほぼ100%と高い
転写効率を得た。
重合トナーを用いた場合の転写効率を比較する特性図で
ある。転写帯電器への転写電圧を変化させた場合に、従
来の粉砕トナーでは、図の白三角で示すように、最高転
写効率は92%であった。これに対し、本発明による磁
性重合トナーでは、最高転写効率がほぼ100%と高い
転写効率を得た。
【0120】ここで、転写効率の評価指標として、次式
(3) を用いた。
(3) を用いた。
【0121】なお、転写粉像のO.D.(光学濃度)は用紙
に転写された粉像をテープで固定して測定したものであ
り、未転写粉像のO.D.は、感光ドラム上に残った未転写
トナーをテープで取り、測定したものである。又、未転
写粉像のO.D.、転写粉像のO.D.とも白紙に貼り付けたテ
ープのO.D.をバックグランドとして差し引いた値であ
る。
に転写された粉像をテープで固定して測定したものであ
り、未転写粉像のO.D.は、感光ドラム上に残った未転写
トナーをテープで取り、測定したものである。又、未転
写粉像のO.D.、転写粉像のO.D.とも白紙に貼り付けたテ
ープのO.D.をバックグランドとして差し引いた値であ
る。
【0122】このことを解析すると、第1に、重合トナ
ーの機械的付着力が小さいと考えられる。図18(A)
は磁性重合トナーの感光ドラムへの付着状態を示す図、
図18(B)は従来の磁性粉砕トナーの感光ドラムへの
付着状態を示す図である。図18(A)に示すように、
磁性重合トナーは、表面が滑らかであり、感光ドラム2
0への機械的付着力(ファンデルワールス力)が小さ
い。このため、用紙への転写が容易である。従って、転
写効率が向上するものと考えられる。
ーの機械的付着力が小さいと考えられる。図18(A)
は磁性重合トナーの感光ドラムへの付着状態を示す図、
図18(B)は従来の磁性粉砕トナーの感光ドラムへの
付着状態を示す図である。図18(A)に示すように、
磁性重合トナーは、表面が滑らかであり、感光ドラム2
0への機械的付着力(ファンデルワールス力)が小さ
い。このため、用紙への転写が容易である。従って、転
写効率が向上するものと考えられる。
【0123】これに対し、粉砕トナーは、図18(B)
に示すように、表面がぎざぎざである。このため、感光
ドラム20への機械的付着力は大きくなり、転写効率が
良好でない。
に示すように、表面がぎざぎざである。このため、感光
ドラム20への機械的付着力は大きくなり、転写効率が
良好でない。
【0124】第2に、重合トナーの粒度分布が狭く、粒
が揃っているものと考えられる。図19(A)は粉砕ト
ナーの粒度分布を示し、図19(B)は重合トナーの粒
度分布を示す。図19(A)に示すように、粉砕トナー
の粒度分布は、広い。これに対し、図19(B)に示す
ように、重合トナーの粒度分布は狭く、シャープであ
り、粒径が揃っていることが判る。このため、図20
(A)の従来の粉砕トナーの転写モデル図に示すよう
に、粉砕トナーでは、前述の如く、粒度分布が広いた
め、用紙とトナーとの間に空隙が出来やすく、転写電界
が弱められ、転写効率が低下する。これに対し、図20
(B)の重合トナーの転写モデル図に示すように、重合
トナーの粒度分布が狭いため、用紙と感光ドラム20の
トナーとの間に空隙ができにくい。このため、転写電界
が有効に印加され、転写効率が向上するもとの考えられ
る。
が揃っているものと考えられる。図19(A)は粉砕ト
ナーの粒度分布を示し、図19(B)は重合トナーの粒
度分布を示す。図19(A)に示すように、粉砕トナー
の粒度分布は、広い。これに対し、図19(B)に示す
ように、重合トナーの粒度分布は狭く、シャープであ
り、粒径が揃っていることが判る。このため、図20
(A)の従来の粉砕トナーの転写モデル図に示すよう
に、粉砕トナーでは、前述の如く、粒度分布が広いた
め、用紙とトナーとの間に空隙が出来やすく、転写電界
が弱められ、転写効率が低下する。これに対し、図20
(B)の重合トナーの転写モデル図に示すように、重合
トナーの粒度分布が狭いため、用紙と感光ドラム20の
トナーとの間に空隙ができにくい。このため、転写電界
が有効に印加され、転写効率が向上するもとの考えられ
る。
【0125】図22は、図21の特性において、転写電
圧を6KVとし、転写効率の初期値が92%の場合のラ
ンニング特性を示す図である。図22に示すように、本
発明の磁性重合トナーの場合には、印刷枚数を1500
0枚としても、転写効率は、約92%以上の初期値を保
つことができた。又、
圧を6KVとし、転写効率の初期値が92%の場合のラ
ンニング特性を示す図である。図22に示すように、本
発明の磁性重合トナーの場合には、印刷枚数を1500
0枚としても、転写効率は、約92%以上の初期値を保
つことができた。又、
【0126】図23に示すように、磁性重合トナーで
は、印刷枚数を15000枚としても、印刷濃度は、約
1.5の初期値を保つ。この磁性重合トナーの第1の製
造方法は、重合性モノマ、磁性粉等を水中に懸濁分散さ
せて、磁性粉等を含む5〜20μm程度(所望のトナー
粒径とほぼ同サイズ)のモノマ滴を得、これを重合する
工程を含むもので、例えば特公昭36─10231号公
報、特公昭51─14895号公報、特開昭62─29
7855号公報等に記載されている方法が適用できる。
この懸濁重合法を用いて得られる磁性トナーは、一般に
球に近いものとなるが、後処理等により異形化されたも
のを用いることも可能である。
は、印刷枚数を15000枚としても、印刷濃度は、約
1.5の初期値を保つ。この磁性重合トナーの第1の製
造方法は、重合性モノマ、磁性粉等を水中に懸濁分散さ
せて、磁性粉等を含む5〜20μm程度(所望のトナー
粒径とほぼ同サイズ)のモノマ滴を得、これを重合する
工程を含むもので、例えば特公昭36─10231号公
報、特公昭51─14895号公報、特開昭62─29
7855号公報等に記載されている方法が適用できる。
この懸濁重合法を用いて得られる磁性トナーは、一般に
球に近いものとなるが、後処理等により異形化されたも
のを用いることも可能である。
【0127】又、磁性トナーの第2の製造方法は、乳化
重合法等を利用して得られる樹脂微粒子と磁性粉等を会
合させて、所望の大きさの粒子を得、樹脂微粒子間を融
着、一体化する工程を含むものであり、例えば特開昭6
3─186253号公報、特開昭63─2892749
号公報などに詳しい。
重合法等を利用して得られる樹脂微粒子と磁性粉等を会
合させて、所望の大きさの粒子を得、樹脂微粒子間を融
着、一体化する工程を含むものであり、例えば特開昭6
3─186253号公報、特開昭63─2892749
号公報などに詳しい。
【0128】第1、第2の製造方法とも、表面が平滑
で、粒径が揃った磁性トナーを提供できるが、特に第2
の製造方法では、トナー形状を異形から球形まで容易に
制御できることから、以下第2の製造方法を例に詳しく
説明する。
で、粒径が揃った磁性トナーを提供できるが、特に第2
の製造方法では、トナー形状を異形から球形まで容易に
制御できることから、以下第2の製造方法を例に詳しく
説明する。
【0129】図24は磁性重合トナーの製造工程説明
図、図25は磁性重合トナーの比表面積の説明図であ
る。先ず、酸性極性基又は塩基性極性基を有する粒径
0.01μm〜1μm、好ましくは0.05μm〜0.
5μm程度の一次樹脂粒子を得る。当該樹脂粒子を得る
方法としては、乳化重合又はソープフリー乳化重合が好
適である。以下、乳化重合を例に説明する。この場合、
モノマ混合物を、重合開始剤、乳化剤を加えた水中に添
加し、ディスパーサーや超音波ホモジナイザー等により
分散乳化させる。
図、図25は磁性重合トナーの比表面積の説明図であ
る。先ず、酸性極性基又は塩基性極性基を有する粒径
0.01μm〜1μm、好ましくは0.05μm〜0.
5μm程度の一次樹脂粒子を得る。当該樹脂粒子を得る
方法としては、乳化重合又はソープフリー乳化重合が好
適である。以下、乳化重合を例に説明する。この場合、
モノマ混合物を、重合開始剤、乳化剤を加えた水中に添
加し、ディスパーサーや超音波ホモジナイザー等により
分散乳化させる。
【0130】次に、攪拌を行いながら、加熱してラジカ
ル重合を行い、エマルジョンを得る。ここに、図24に
示すように、磁性粉420及び必要に応じて着色、帯電
制御、定着時のオフセット防止等を目的とした染顔料、
カーボン、ワックス等の添加物を加えた後、これらを会
合させる。場合によっては、一次粒子等を二次粒子に成
長させた後に、二次粒子の会合物430を得ても良い。
ル重合を行い、エマルジョンを得る。ここに、図24に
示すように、磁性粉420及び必要に応じて着色、帯電
制御、定着時のオフセット防止等を目的とした染顔料、
カーボン、ワックス等の添加物を加えた後、これらを会
合させる。場合によっては、一次粒子等を二次粒子に成
長させた後に、二次粒子の会合物430を得ても良い。
【0131】更に、攪拌を続けながら、加熱を行うこと
により、粒子間を融着させ(熟成)、生成物を濾過、洗
浄した後に乾燥を行い、乾式トナー401を得ることが
できる。最終的に得られる磁性トナーの粒径は、コール
ターカウンタ(コールターエレクトロニクス社製)で測
定した。この磁性トナーは、体積平均粒径3μm〜25
μm、好ましくは5μm〜12μm、最も好ましくは7
μm〜10μmである。尚、流動性改質等を目的とし
て、疏水性シリカ、酸化チタン等の周知の微粒子を0.
1wt%〜5wt%、好ましくは0.3wt%〜2wt
%程度外添しても良い。
により、粒子間を融着させ(熟成)、生成物を濾過、洗
浄した後に乾燥を行い、乾式トナー401を得ることが
できる。最終的に得られる磁性トナーの粒径は、コール
ターカウンタ(コールターエレクトロニクス社製)で測
定した。この磁性トナーは、体積平均粒径3μm〜25
μm、好ましくは5μm〜12μm、最も好ましくは7
μm〜10μmである。尚、流動性改質等を目的とし
て、疏水性シリカ、酸化チタン等の周知の微粒子を0.
1wt%〜5wt%、好ましくは0.3wt%〜2wt
%程度外添しても良い。
【0132】尚、トナーの形状の評価指標として、均一
真球として計算したときの比表面積とBET法で測定さ
れる比表面積(Sとする)の比(Fs値とする)、即
ち、下記(4) 式を用いると、Fs値として概ね0.2〜
0.9の範囲が制御可能である。
真球として計算したときの比表面積とBET法で測定さ
れる比表面積(Sとする)の比(Fs値とする)、即
ち、下記(4) 式を用いると、Fs値として概ね0.2〜
0.9の範囲が制御可能である。
【0133】 Fs=6/ρ・d・S (4) ここで、ρとトナーの比重、dは体積平均粒径である。
ヘリウム70%と窒素30%の混合気体を用いて測定し
たBET比表面積とコールターカウンタで測定した体積
平均粒径及び樹脂、磁性粉の比重をそれぞれ1.1g/
cm3 、5g/cm3 として、算出したトナー比重を用
いた時、代表的な磁性重合トナーのFs値は、0.4〜
0.6であった。従って、比較的異形状を有しており、
球形度としては、従来の粉砕トナーと大差はない。しか
し、パウダーテスタで測定した引っ張り破断応力は、代
表的な重合トナーが、およそ1.6g/cm2 であった
のに対し、粉砕トナーでは、約3g/cm2 と2倍以上
の大きな値を示す。
ヘリウム70%と窒素30%の混合気体を用いて測定し
たBET比表面積とコールターカウンタで測定した体積
平均粒径及び樹脂、磁性粉の比重をそれぞれ1.1g/
cm3 、5g/cm3 として、算出したトナー比重を用
いた時、代表的な磁性重合トナーのFs値は、0.4〜
0.6であった。従って、比較的異形状を有しており、
球形度としては、従来の粉砕トナーと大差はない。しか
し、パウダーテスタで測定した引っ張り破断応力は、代
表的な重合トナーが、およそ1.6g/cm2 であった
のに対し、粉砕トナーでは、約3g/cm2 と2倍以上
の大きな値を示す。
【0134】従って、トナー表面の平滑性が付着力の差
に大きく影響しており、重合トナーで高転写効率が得ら
れる理由となっているものと考えられる。尚、好ましい
Fs値は0.3以上、更に好ましくは0.4以上であ
る。又、引っ張り破断応力としては、少なくとも2g/
cm2 以下であることが好ましい。
に大きく影響しており、重合トナーで高転写効率が得ら
れる理由となっているものと考えられる。尚、好ましい
Fs値は0.3以上、更に好ましくは0.4以上であ
る。又、引っ張り破断応力としては、少なくとも2g/
cm2 以下であることが好ましい。
【0135】ここで用いられる重合性モノマ混合物は、
主成分モノマと、酸性極性基ないし塩基極性基を有する
モノマの混合物である。主成分モノマの好ましい例は、
スチレン系モノマとアクリル酸アルキルエステル乃至メ
タクリル酸アルキルエステルの混合物であるが、特にこ
れに限定されるものではない。
主成分モノマと、酸性極性基ないし塩基極性基を有する
モノマの混合物である。主成分モノマの好ましい例は、
スチレン系モノマとアクリル酸アルキルエステル乃至メ
タクリル酸アルキルエステルの混合物であるが、特にこ
れに限定されるものではない。
【0136】スチレン系モノマとしては、例えば、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─フェニル
スチレン、p─クロルスチレン、3、4─ジクロルスチ
レン、p─エチルスチレン、2、4─ジメチルスチレ
ン、p−n─ブチルスチレン、p−tert─ブチルス
チレン、p−n─ノニルスチレン、p−n─オクチルス
チレン、p−n─ヘキシルスチレン、p−n─ドデシル
スチレン等を用いることができる。
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─フェニル
スチレン、p─クロルスチレン、3、4─ジクロルスチ
レン、p─エチルスチレン、2、4─ジメチルスチレ
ン、p−n─ブチルスチレン、p−tert─ブチルス
チレン、p−n─ノニルスチレン、p−n─オクチルス
チレン、p−n─ヘキシルスチレン、p−n─ドデシル
スチレン等を用いることができる。
【0137】又、アクリル酸アルキルエステル乃至メタ
クリル酸アルキルエステルとしては、例えばアクリル酸
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、アクリル酸ラウリ
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、あるいはメタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
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、メタクリル酸ラウリル、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等が挙げられ、
これらを単独乃至混合して用いることができる。
クリル酸アルキルエステルとしては、例えばアクリル酸
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、アクリル酸ラウリ
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、あるいはメタクリ
ル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
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、メタクリル酸ラウリル、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等が挙げられ、
これらを単独乃至混合して用いることができる。
【0138】更に、エチレン、プロピレン、ブチレン、
イソブチレン等のエチレン不飽和モノオレフィン類;塩
化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル
等のハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、安息香酸ビニル等の有機酸ビニルエステル類;ビ
ニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイ
ソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチル
ケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロピニル
ケトン等のビニルケトン類;N─ビニルピロール、N─
ビニルカルバゾール、N─ビニルインドール、N─ビニ
ルピロリドン等のn─ビニル化合物;ビニルナフタリン
類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミド等の重合性モノマを用いることもできる。
イソブチレン等のエチレン不飽和モノオレフィン類;塩
化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル
等のハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、安息香酸ビニル等の有機酸ビニルエステル類;ビ
ニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイ
ソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチル
ケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロピニル
ケトン等のビニルケトン類;N─ビニルピロール、N─
ビニルカルバゾール、N─ビニルインドール、N─ビニ
ルピロリドン等のn─ビニル化合物;ビニルナフタリン
類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル
アミド等の重合性モノマを用いることもできる。
【0139】酸性極性基を有するモノマとしては、カル
ボキシル基乃至スルホン基を有するα、β─エチレン性
飽和化合物など用いることができ、例えばアクリル酸、
メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、
ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸
モノオクチルエステル、スルホン化スチレン、アリルス
ルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル、乃至こ
れらの金属塩類等が挙げられる。
ボキシル基乃至スルホン基を有するα、β─エチレン性
飽和化合物など用いることができ、例えばアクリル酸、
メタクリル酸、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、
ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸
モノオクチルエステル、スルホン化スチレン、アリルス
ルホコハク酸、アリルスルホコハク酸オクチル、乃至こ
れらの金属塩類等が挙げられる。
【0140】塩基性極性基を有するモノマとしては、ア
ミン基又は4級アンモニウム基を有する脂肪族アルコー
ルのアクリル酸エステル乃至メタクリル酸エステルなど
が好適である。例えばジメチルアミノエチルアクリレー
ト、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルア
ミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタク
リレート及びこれらの4級アンモニウム塩等を挙げるこ
とができる。
ミン基又は4級アンモニウム基を有する脂肪族アルコー
ルのアクリル酸エステル乃至メタクリル酸エステルなど
が好適である。例えばジメチルアミノエチルアクリレー
ト、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルア
ミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタク
リレート及びこれらの4級アンモニウム塩等を挙げるこ
とができる。
【0141】また、アクリルアミド、N─ブチルアクリ
ルアミド、N、N─ジメチルアクリルアミド、メタクリ
ルアミド、N─ブチルメタクリルアミド、N、N─ジメ
チルメタクリルアミド、N─オクタデシルアクリルアミ
ド等のアクリル酸アミド乃至メタクリル酸アミド;ビニ
ルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルN─メチルピリ
ジニウムクロリド、ビニルN─エチルピリジニウムクロ
リド等のNを環員として有する複素環基で置換されたビ
ニル化合物;N、N─ジアリルメチルアンモニウムクロ
リド、N、N─ジアリルエチルアンモニウムクロリドな
どのN、N─ジアリルアルキルアミン等を用いることも
できる。
ルアミド、N、N─ジメチルアクリルアミド、メタクリ
ルアミド、N─ブチルメタクリルアミド、N、N─ジメ
チルメタクリルアミド、N─オクタデシルアクリルアミ
ド等のアクリル酸アミド乃至メタクリル酸アミド;ビニ
ルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルN─メチルピリ
ジニウムクロリド、ビニルN─エチルピリジニウムクロ
リド等のNを環員として有する複素環基で置換されたビ
ニル化合物;N、N─ジアリルメチルアンモニウムクロ
リド、N、N─ジアリルエチルアンモニウムクロリドな
どのN、N─ジアリルアルキルアミン等を用いることも
できる。
【0142】乳化剤としては、高級アルコール硫酸エス
テルナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、脂肪酸ナトリウムなどのアニオン性乳化剤;アルキ
ルフェノールエチレンオキサイド付加物、高級アルコー
ルエチレンオキサイド付加物などのカチオン性乳化剤;
4級アンモニウム塩などのカチオン性乳化剤等の公知の
ものを用いることができる。これらの乳化剤の使用量
は、水に対して0.01wt%〜1wt%、好ましく
は、0.1wt%〜0.5wt%である。
テルナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウ
ム、脂肪酸ナトリウムなどのアニオン性乳化剤;アルキ
ルフェノールエチレンオキサイド付加物、高級アルコー
ルエチレンオキサイド付加物などのカチオン性乳化剤;
4級アンモニウム塩などのカチオン性乳化剤等の公知の
ものを用いることができる。これらの乳化剤の使用量
は、水に対して0.01wt%〜1wt%、好ましく
は、0.1wt%〜0.5wt%である。
【0143】重合開始剤としては、公知の水溶性重合開
始剤、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の
過硫酸塩、過酸化水素等をもちいることができる。これ
らの重合開始剤の使用量は、重合性混合物の0.01w
t%〜10wt%、より好ましくは、0.05wt%〜
5wt%である。
始剤、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の
過硫酸塩、過酸化水素等をもちいることができる。これ
らの重合開始剤の使用量は、重合性混合物の0.01w
t%〜10wt%、より好ましくは、0.05wt%〜
5wt%である。
【0144】磁性粉としては、マグネタイト粉、フェラ
イト粉、鉄粉等の公知のものを用いることができるが、
特に平均粒径0.1μm〜1μmのマグネタイト粉が好
ましい。また、磁性粉の含有量は10wt%〜60wt
%、好ましくは30wt%〜50wt%である。以下、
本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこ
れらの例に限られるものではない。
イト粉、鉄粉等の公知のものを用いることができるが、
特に平均粒径0.1μm〜1μmのマグネタイト粉が好
ましい。また、磁性粉の含有量は10wt%〜60wt
%、好ましくは30wt%〜50wt%である。以下、
本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこ
れらの例に限られるものではない。
【0145】〔実施例1〜9〕スチレン80重量部、ブ
チルアクリレート20重量部、アクリル酸5重量部を十
分に攪拌混合した後、乳化剤2重量部と重合開始剤0.
5重量部を添加した蒸留水100重量部中に投入し、攪
拌しながら70℃で重合させ、粒径約0.2μm微粒子
を含むエマルジョンを得た。
チルアクリレート20重量部、アクリル酸5重量部を十
分に攪拌混合した後、乳化剤2重量部と重合開始剤0.
5重量部を添加した蒸留水100重量部中に投入し、攪
拌しながら70℃で重合させ、粒径約0.2μm微粒子
を含むエマルジョンを得た。
【0146】次に、得られたエマルジョンを固形分とし
て50重量部、マグネタイト粉(粒径約0.5μm)5
0重量部およびボリプロピレン樹脂(ビスコール550
P、三洋化成製)3重量部を、蒸留水400重量部中で
攪拌した。次に、分散攪拌しながら60〜90℃で2〜
10時間保持し、冷却後に生成物の濾過、洗浄および乾
燥を行い、粒径およびFS 値の異なる磁性重合トナーを
得た。
て50重量部、マグネタイト粉(粒径約0.5μm)5
0重量部およびボリプロピレン樹脂(ビスコール550
P、三洋化成製)3重量部を、蒸留水400重量部中で
攪拌した。次に、分散攪拌しながら60〜90℃で2〜
10時間保持し、冷却後に生成物の濾過、洗浄および乾
燥を行い、粒径およびFS 値の異なる磁性重合トナーを
得た。
【0147】表1に、得られたトナーの体積平均粒径と
Fs値を示す。さらに、流動性改質剤として疎水性シリ
カ(H─2000、ヘキスト社製)を1wt%添加し、
実施例1〜9の磁性トナーとした。
Fs値を示す。さらに、流動性改質剤として疎水性シリ
カ(H─2000、ヘキスト社製)を1wt%添加し、
実施例1〜9の磁性トナーとした。
【0148】〔比較例1〕実施例1〜9における加熱攪
拌条件を70℃で、1時間として、体積平均粒径約7μ
m、FS 値約0.2の磁性重合トナーを得た。実施例と
同様に疎水性シリカを添加し、比較例1の磁性トナーと
した。
拌条件を70℃で、1時間として、体積平均粒径約7μ
m、FS 値約0.2の磁性重合トナーを得た。実施例と
同様に疎水性シリカを添加し、比較例1の磁性トナーと
した。
【0149】〔比較例2〕スチレン─ブチルアクリレー
ト樹脂(8:2)50重量部、マグネタイト粉50重量
部およびポリプロピレン樹脂(ビスコール550P、三
洋化成製)3重量部を混合した後、2軸連続押し出し機
にて溶融混練した。得られた樹脂塊をロートプレックス
により粗粉砕した後、ジェットミルを用いて微粉砕し、
さらに風力分級機により分級し、平均粒径約10μmの
磁性トナーを得た。実施例と同様に疎水性シリカを添加
し、比較例の磁性粉砕トナーとした。
ト樹脂(8:2)50重量部、マグネタイト粉50重量
部およびポリプロピレン樹脂(ビスコール550P、三
洋化成製)3重量部を混合した後、2軸連続押し出し機
にて溶融混練した。得られた樹脂塊をロートプレックス
により粗粉砕した後、ジェットミルを用いて微粉砕し、
さらに風力分級機により分級し、平均粒径約10μmの
磁性トナーを得た。実施例と同様に疎水性シリカを添加
し、比較例の磁性粉砕トナーとした。
【0150】実施例1〜9、および比較例1、2の磁性
トナーを平均粒径60μmのノンコートフェライトキャ
リアとを、約トナー濃度20%で組み合わせ、図2のク
リーナレスプロセスの電子写真プリンタ装置を用いて、
印刷特性およびコロナ転写器に対する転写効率を調べ
た。
トナーを平均粒径60μmのノンコートフェライトキャ
リアとを、約トナー濃度20%で組み合わせ、図2のク
リーナレスプロセスの電子写真プリンタ装置を用いて、
印刷特性およびコロナ転写器に対する転写効率を調べ
た。
【0151】ここで現像バイアス等の印刷条件は、各磁
性トナーに合わせて十分な画像濃度が得られるよう調節
した。トナーにより最適な現像条件が異なるのは、トナ
ー形状や粒径により帯電特性や磁気ブラシによるかき取
りなどが若干異なるために考えられる。
性トナーに合わせて十分な画像濃度が得られるよう調節
した。トナーにより最適な現像条件が異なるのは、トナ
ー形状や粒径により帯電特性や磁気ブラシによるかき取
りなどが若干異なるために考えられる。
【0152】その結果、表1に示すように、実施例1〜
9、比較例2の磁性トナーで良好な画像濃度(O.
D.)を得ることができたが、比較例1の磁性トナーで
は粒子の破砕が起こり良好な印刷物を得ることができな
かった。これは、樹脂粒子間の融着が不十分で本実験器
での機械的ストレスに耐えられなかった結果と考えられ
る。さらに、比較例2の磁性粉砕トナーのみ背景部に汚
れが観察された。なお、実施例の磁性トナーでは、FS
値が小さく、また体積平均粒径が小さい方がより低現像
バイアスで高い画面部画像濃度が得られる傾向が見られ
た。
9、比較例2の磁性トナーで良好な画像濃度(O.
D.)を得ることができたが、比較例1の磁性トナーで
は粒子の破砕が起こり良好な印刷物を得ることができな
かった。これは、樹脂粒子間の融着が不十分で本実験器
での機械的ストレスに耐えられなかった結果と考えられ
る。さらに、比較例2の磁性粉砕トナーのみ背景部に汚
れが観察された。なお、実施例の磁性トナーでは、FS
値が小さく、また体積平均粒径が小さい方がより低現像
バイアスで高い画面部画像濃度が得られる傾向が見られ
た。
【0153】次に、感光体ドラム上に残った未転写トナ
ー(粉像)をテープで取り、画面部の光学濃度(O.D.)
により転写効率を前記(3)式により算出し比較した。結
果を表1に示す。
ー(粉像)をテープで取り、画面部の光学濃度(O.D.)
により転写効率を前記(3)式により算出し比較した。結
果を表1に示す。
【0154】
【表1】 表1の結果から、実施例2〜4及び7〜9の磁性重合ト
ナーの転写効率は98〜99%の高い値が得られた。こ
れに対し、比較例2の磁性粉砕トナーではかなりの未転
写トナーが観察され、転写効率も90%以下であった。
このことが背景部汚れの原因に結びついていると考えら
れる。
ナーの転写効率は98〜99%の高い値が得られた。こ
れに対し、比較例2の磁性粉砕トナーではかなりの未転
写トナーが観察され、転写効率も90%以下であった。
このことが背景部汚れの原因に結びついていると考えら
れる。
【0155】なお、FS 値の小さい実施例1および粒径
の小さい実施例5、6の磁性トナーでは、若干転写効率
が低くなり、95%程度であった。これは、図25に示
すように、接触点が増すことにより機械的付着力が大き
くなったためと思われる。ただし、比較例2の磁性トナ
ーと比べると依然高い転写効率を示しており、少なくと
もFS 値がおよそ0.3〜0.8の範囲にあり、かつ体
積平均粒径がおよそ5〜12μmの範囲にあれば、クリ
ーニング手段を持たない電子写真プロセスにおける優位
性が得られると考えられる。
の小さい実施例5、6の磁性トナーでは、若干転写効率
が低くなり、95%程度であった。これは、図25に示
すように、接触点が増すことにより機械的付着力が大き
くなったためと思われる。ただし、比較例2の磁性トナ
ーと比べると依然高い転写効率を示しており、少なくと
もFS 値がおよそ0.3〜0.8の範囲にあり、かつ体
積平均粒径がおよそ5〜12μmの範囲にあれば、クリ
ーニング手段を持たない電子写真プロセスにおける優位
性が得られると考えられる。
【0156】以上より、本発明の磁性重合トナーが静電
気力を用いる転写手段に対して、非常に優れた転写効率
を示し、クリーニング手段の省略を可能にできることが
わかった。なお、好ましいFS 値はおよそ0.3以上、
好ましい体積平均粒径はおよそ6μm以上である。さら
に、現像性、解像性などの印刷特性も考慮すると最も好
ましいFS 値は0.4〜0.7程度、最も好ましい体積
平均粒径は7〜10μm程度と考えられる。
気力を用いる転写手段に対して、非常に優れた転写効率
を示し、クリーニング手段の省略を可能にできることが
わかった。なお、好ましいFS 値はおよそ0.3以上、
好ましい体積平均粒径はおよそ6μm以上である。さら
に、現像性、解像性などの印刷特性も考慮すると最も好
ましいFS 値は0.4〜0.7程度、最も好ましい体積
平均粒径は7〜10μm程度と考えられる。
【0157】(d)他の実施例の説明 上述の実施例の他に、本発明は、次のような変形が可能
である。 前述の実施例では、現像剤に、磁性キャリアと磁性重
合トナーとの組み合わせによる1.5成分現像剤を用い
ているが、磁性トナーとして、磁性粉砕トナーを用いる
こともできる。
である。 前述の実施例では、現像剤に、磁性キャリアと磁性重
合トナーとの組み合わせによる1.5成分現像剤を用い
ているが、磁性トナーとして、磁性粉砕トナーを用いる
こともできる。
【0158】現像ローラ24において、スリーブのみ
を回転しているが、マグネットローラも回転させても良
い。 画像露光部として、LED光学系を用いたが、レーザ
−光学系、液晶シャッタ光学系、EL(エレクトロ・ル
ミネッセンス)光学系等を用いても良い。
を回転しているが、マグネットローラも回転させても良
い。 画像露光部として、LED光学系を用いたが、レーザ
−光学系、液晶シャッタ光学系、EL(エレクトロ・ル
ミネッセンス)光学系等を用いても良い。
【0159】潜像形成機構を電子写真機構で説明した
が、トナ−像を転写する潜像形成機構(例えば,静電記
録機構等)にも使用でき、シ−トは用紙に限らず、他の
媒体を用いることができる。更に、感光ドラムはドラム
状に限らず、ベルト状であっても良い。
が、トナ−像を転写する潜像形成機構(例えば,静電記
録機構等)にも使用でき、シ−トは用紙に限らず、他の
媒体を用いることができる。更に、感光ドラムはドラム
状に限らず、ベルト状であっても良い。
【0160】画像形成装置をプリンタで説明したが、
複写機、ファクシミリ等他の画像形成装置であっても良
い。 水平設置及び垂直設置の両方が可能な電子写真プリン
タで説明したが、水平設置又は垂直設置のいずれかが可
能な電子写真プリンタに適用することもできる。
複写機、ファクシミリ等他の画像形成装置であっても良
い。 水平設置及び垂直設置の両方が可能な電子写真プリン
タで説明したが、水平設置又は垂直設置のいずれかが可
能な電子写真プリンタに適用することもできる。
【0161】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
【0162】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。 クリーナーレスプロセスにおいて、静電気力の他に、
磁気力、かきとり力を利用して、残留トナーを回収する
ので、現像工程における残留トナーの回収効率を向上で
き、クリーナーレスプロセスの残像防止が可能となる。
次の効果を奏する。 クリーナーレスプロセスにおいて、静電気力の他に、
磁気力、かきとり力を利用して、残留トナーを回収する
ので、現像工程における残留トナーの回収効率を向上で
き、クリーナーレスプロセスの残像防止が可能となる。
【0163】現像工程において、未帯電逆帯電したト
ナーが付着せず、一層残像の防止が可能となる。
ナーが付着せず、一層残像の防止が可能となる。
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の一実施例構成図である。
【図3】図2の装置の水平設置状態図である。
【図4】図2の装置の垂直設置状態図である。
【図5】図2の現像器の構成図である。
【図6】図5の現像器の要部断面図である。
【図7】図5の現像器の垂直設置状態図である。
【図8】本発明の現像器の動作説明図である。
【図9】本発明による特性図である。
【図10】本発明による現像・回収動作説明図である。
【図11】限界トナー濃度の説明図である。
【図12】残像とトナー濃度の関係図である。
【図13】トナー帯電量と転写効率の関係図である。
【図14】トナー帯電量とトナー濃度の関係図である。
【図15】キャリアの平均粒径の逆数とトナー帯電量と
の関係図である。
の関係図である。
【図16】磁気ブラシの状態図である。
【図17】磁性重合トナーのモデル図である。
【図18】トナー濃度の説明図である。
【図19】磁性重合トナーの粒度分布図である。
【図20】本発明による転写モデル図である。
【図21】本発明による転写特性図である。
【図22】本発明による転写効率の説明図である。
【図23】本発明による印刷濃度特性図である。
【図24】磁性重合トナーの製造工程説明図である。
【図25】磁性重合トナーの比表面積の説明図である。
【図26】従来技術の説明図である。
【図27】従来のクリーナーレスプロセスの説明図であ
る。
る。
20 感光ドラム(潜像担持体) 21 前帯電器(潜像形成部) 22 LED光学系(潜像形成部) 23 現像器 24 現像ローラ 25 トナーカートリッジ 26 転写器 230 現像室 231 トナー供給室 232 供給ローラ 235 トナー供給路 40 現像剤 400 磁性キャリア 401 磁性トナー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/08 115 21/00 (72)発明者 猿渡 紀男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 長原 明 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 佐々木 幸雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 佐藤 満 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 宇鷹 臣将 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 高橋 健史 東京都稲城市大字大丸1405番地 富士通ア イソテック株式会社内 (72)発明者 和納 正弘 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 小西 正雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (20)
- 【請求項1】 回転するエンドレス状の潜像担持体(2
0)に潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像担持体
(20)の潜像を粉体現像剤により現像するとともに、
前記潜像担持体(20)上の残留トナーを回収する現像
工程と、前記潜像担持体(20)の現像像をシ−トに転
写する転写工程とを有する画像形成方法において、 前記現像工程は、磁性トナーと磁性キャリアとからなる
現像剤を前記潜像担持体(20)を現像するための現像
領域に搬送し、前記現像領域で前記現像剤による磁気ブ
ラシを形成し、前記磁気ブラシにより前記残留トナーの
回収と前記現像を行う工程であることを特徴とする画像
形成方法。 - 【請求項2】 前記現像工程は、現像室(230)の前
記磁性トナーと前記磁性キャリアとからなる現像剤を現
像剤搬送手段(24)により前記磁気ブラシを前記潜像
担持体(20)に搬送するとともに、前記現像室(23
0)にトナー供給室(232)から前記磁性トナーを供
給する工程であることを特徴とする請求項1の画像形成
方法。 - 【請求項3】 回転するスリーブ(241)と、前記ス
リーブ(241)内に設けられ、その円周方向に沿って
複数の磁極を有する磁界発生部材(240)とを有する
現像剤搬送手段(24)により前記磁気ブラシを形成し
て、前記潜像担持体(20)に搬送することを特徴とす
る請求項1又は2の画像形成方法。 - 【請求項4】 前記磁界発生部材(240)は、固定的
に配置されたマグネットロール(240)であり、且つ
前記現像剤のトナー濃度が限界トナー濃度近傍に設定さ
れて成ることを特徴とする請求項3の画像形成方法。 - 【請求項5】 前記現像室230の現像剤収容容積に対
する前記磁性キャリアの投入量は、前記トナー濃度が前
記限界トナー濃度近傍となる投入量であることを特徴と
する請求項4の画像形成方法。 - 【請求項6】 前記現像剤のトナー濃度を、限界トナー
濃度より小さい範囲に設定したことを特徴する請求項1
又は2又は3の画像形成方法。 - 【請求項7】 前記磁性トナーが、磁性重合トナーであ
ることを特徴とする請求項1又は2又は3又は4又は5
又は6の画像形成方法。 - 【請求項8】 前記磁性重合トナーは、主成分として乳
化重合により得られる樹脂粒子と磁性粉を含む会合粒子
であることを特徴とする請求項7の画像形成方法。 - 【請求項9】 前記磁性重合トナーは、前記会合粒子の
少なくとも前記樹脂粒子間の一部が融着されていること
を特徴とする請求項8の画像形成方法。 - 【請求項10】 前記磁性重合トナーの体積平均粒径を
d、密度をρ、比表面積をSとした時に、6/ρ・d・
Sが、0.3〜0.8の範囲にあり、dが5〜12μm
の範囲にあることを特徴とする請求項8又は9の画像形
成方法。 - 【請求項11】 回転するエンドレス状の潜像担持体
(20)と、前記潜像担持体(20)に潜像を形成する
潜像形成手段(21、22)と、前記潜像担持体(2
0)の潜像を粉体現像剤により現像するとともに、前記
潜像担持体(20)上の残留トナーを回収する現像手段
(23)と、前記潜像担持体(20)の現像像をシ−ト
に転写する転写手段(26)とを有する画像形成装置に
おいて、 前記現像手段(23)は、磁性トナーと磁性キャリアと
からなる現像剤と、前記磁性トナーと前記磁性キャリア
とからなる現像剤を前記潜像担持体(20)を現像する
ための現像領域に搬送し、該現像領域で該現像剤による
磁気ブラシを形成する現像剤搬送手段(24)とを有す
ることを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項12】 前記現像手段(23)は、前記現像剤
搬送手段(24)を収容する現像室(230)と、前記
現像室(230)に磁性トナーを供給するためのトナー
供給室(232)とを有することを特徴とする請求項1
1の画像形成装置。 - 【請求項13】 前記現像剤搬送手段(24)は、回転
するスリーブ(241)と、前記スリーブ(241)内
に設けられ、その円周方向に沿って複数の磁極を有する
磁界発生部材(240)とを有することを特徴とする請
求項11又は12の画像形成装置。 - 【請求項14】 前記磁界発生部材(240)は、固定
的に配置されたマグネットロール(240)であり、且
つ、前記現像剤のトナー濃度が限界トナー濃度近傍に設
定されて成ることを特徴とする請求項13の画像形成装
置。 - 【請求項15】 前記現像室230の現像剤収容容積に
対する前記磁性キャリアの投入量は、前記トナー濃度が
前記限界トナー濃度近傍となる投入量であることを特徴
とする請求項14の画像形成装置。 - 【請求項16】 前記現像手段(23)は、前記現像剤
のトナー濃度を、限界トナー濃度より小さい範囲に設定
したことを特徴する請求項11又は12又は13の画像
形成装置。 - 【請求項17】 前記磁性トナーが、磁性重合トナーで
あることを特徴とする請求項11又は12又は13又は
14又は15又は16の画像形成装置。 - 【請求項18】 前記磁性重合トナーは、主成分として
乳化重合により得られる樹脂粒子と磁性粉を含む会合粒
子であることを特徴とする請求項17の画像形成装置。 - 【請求項19】 前記磁性重合トナーは、前記会合粒子
の少なくとも前記樹脂粒子間の一部が融着されているこ
とを特徴とする請求項18の画像形成装置。 - 【請求項20】 前記磁性重合トナーの体積平均粒径を
d、密度をρ、比表面積をSとした時に、6/ρ・d・
Sが、0.3〜0.8の範囲にあり、dが5〜12μm
の範囲にあることを特徴とする請求項18又は19の画
像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5177236A JPH0784456A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 画像形成方法及びその装置 |
US08/220,601 US5467176A (en) | 1993-06-24 | 1994-03-30 | Image forming method and apparatus with magnetic brush |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5177236A JPH0784456A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 画像形成方法及びその装置 |
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---|---|---|---|
JP2000220628A Division JP2001056583A (ja) | 2000-01-01 | 2000-07-21 | 磁性重合トナー、画像形成方法及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0784456A true JPH0784456A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16027532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5177236A Pending JPH0784456A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 画像形成方法及びその装置 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US5467176A (ja) |
JP (1) | JPH0784456A (ja) |
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-
1993
- 1993-06-24 JP JP5177236A patent/JPH0784456A/ja active Pending
-
1994
- 1994-03-30 US US08/220,601 patent/US5467176A/en not_active Expired - Fee Related
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