JP2001183865A - トナー及びトナーカートリッジ、並びにこれを用いた現像装置 - Google Patents
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Abstract
た画像が得られ、安定した攪拌/搬送が可能なトナー及
びトナーカートリッジ、並びにこれを用いた現像装置を
提供することを課題とする。 【解決手段】 少なくとも結着樹脂、着色剤及びワック
スを含有するトナーを、トナーカートリッジ本体の内部
に収容し、前記トナーカートリッジ本体の内部からトナ
ーを攪拌/搬送しつつ供給するためのトナー攪拌搬送部
材を備えたトナーカートリッジにおいて、前記トナー
は、ワックスを3〜10重量%含有し、かつトナー中心粒
径が3μm〜10μmであり、前記トナー攪拌搬送部材は、
トナーカートリッジ本体の内壁との間に、0.5mm以上3.0
mm以下の距離を形成するように、当該トナーカートリッ
ジ本体の内部に回転自在に配設して課題を解決した。
Description
電記録法を適用した複写機やプリンター、あるいはファ
クシミリ等の画像形成装置に使用されるトナー及びトナ
ーカートリッジ、並びにこれを用いた現像装置に関す
る。
画像形成装置においては、一般にカールソン法を基礎と
した電子写真法や静電記録法が用いられている。かかる
電子写真法や静電記録法を適用した画像形成装置は、光
学的手段によって感光体ドラム上に形成された静電潜像
を、現像工程で現像した後、転写工程で記録紙等の記録
媒体上に転写し、次に定着工程で一般に熱と圧力で記録
紙等の記録媒体に定着することにより、画像を形成する
ように構成されている。そして、上記感光体ドラムは、
画像形成に繰り返し使用するため、転写後に感光体ドラ
ム上に残る残存トナーを取り除く為にクリーニング装置
が配設されている。
としては、トナーだけを用いる一成分現像方式と、トナ
ーとキャリアを用いる二成分現像方式とがあるが、二成
分現像方式の現像剤では、トナーとキャリアを攪拌する
ことによって、トナーを摩擦帯電させるので、キャリア
の特性や攪拌条件を選定することにより、トナーの摩擦
帯電量を相当程度まで制御することができるので、画像
品質の信頼性が高く優れている。
製造するには、各種合成樹脂、例えば、ポリエステル樹
脂、スチレンーアクリル樹脂、エポキシ樹脂等に、着色
剤や帯電制御剤や離型剤などを加えて溶融混練し、均一
に分散せしめた後、所定の粒度に粉砕して更に過剰な粗
粉、微粉を分級機を用いて取り除く、粉砕/分級法によ
る製造方法が一般的に用いられている。しかしながら、
最近の更なる高画質化の要求に伴い、トナーを更に小粒
径化することが必要になってきている。また、省エネル
ギー化の要請から、樹脂もより低温で定着できるよう
に、低ガラス転移化、低軟化点化することが必要になっ
てきている。
搭載されるカラートナーは、定着工程で多色トナーが十
分混合することが必要であり、色再現性やOHP画像の透
明性が重要である。黒トナーと比べてカラートナーは、
この混色性を高めるために、一般的に瞬時に溶融・混合
可能なシャープメルトの低分子量樹脂で形成されること
が望まれる。
セット性を得るために、ポリエチレン、ポリプロピレン
等の結晶性の高い、比較的融点の高いワックスが使われ
ているが、フルカラー用のカラートナーにおいては、OH
P画像の透明性が損なわれる。この為、通常のフルカラ
ー用のカラートナーは、ワックスを含まず、このオフセ
ットを防止するために、加熱定着ローラー表面をトナー
に対する離型性に優れたシリコンゴムやフッ素樹脂で形
成し、更にその表面にシリコーンオイル等の離型性液体
を供給する方法がとられている。この方法は、トナーの
オフセット現象を防止する点では極めて有効であるが、
加熱定着ローラーの表面にオフセット防止液を供給する
ための装置が必要になる等の問題がある。これは、画像
形成装置の小型化や軽量化と逆の方向であり、また、オ
フセット防止液が加熱されて蒸発して不快臭を与えるこ
とや、機内の汚染を生じることがある。
フセット防止液を使わず、ワックスを使用した上で、定
着工程で多色トナーが十分混合することができ、耐オフ
セット性や色再現性、OHP画像の透明性も確保できるよ
うなものが渇望されており、低融点ワックスで構成され
るトナーで、粉砕/分級製法による、シャープメルトな
樹脂、着色剤、かつ、小粒径であるトナーが検討されて
いる。
制的に攪拌/搬送せしめ、感光体ドラム上の静電潜像を
現像し、トナー像を記録媒体へ転写させた後、記録媒体
へトナー像を定着させる方法で、通常、強制的に攪拌/
搬送させるためには、アジテーターやオーガーなどの攪
拌/搬送部材を用いることが必要である。
を有するトナーカートリッジに、上記のようなトナーを
用いて繰り返し攪拌/搬送試験を行った場合、従来の白
黒トナーやワックスを含まないカラートナーよりも変形
しやすいため、また、小粒径なトナーを多く含み、かつ
この小粒径トナーが相対的に付着性が増すために、トナ
ーと内壁など接触部との摺擦や、凹み部のトナーの滞留
によりトナーが機械的負荷を受け、トナー凝集体が作ら
れるようになる。これはトナーがその表面にワックス露
出部をもっていることも原因と考えられる。そして、こ
のトナー凝集体が現像されることで、画像上に欠陥が発
生するという問題点を有していた。
上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的とするところは、長期にわたって画像上
に欠陥がなく優れた画像が得られ、安定した攪拌/搬送
が可能なトナー及びトナーカートリッジ、並びにこれを
用いた現像装置を提供することにある。
前記特許請求の範囲に記載のトナー及びトナーカートリ
ッジ、並びにこれを用いた現像装置によって達成され
る。
少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するト
ナーにおいて、前記トナーは、ワックスを3〜10重量%
含有し、かつトナー中心粒径が3μm〜10μmであり、し
かも無機微粒子を1〜10重量%内包していることを特徴
とするトナーである。
くとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー
を、トナーカートリッジ本体の内部に収容し、前記トナ
ーカートリッジ本体の内部からトナーを攪拌/搬送しつ
つ供給するためのトナー攪拌搬送部材を備えたトナーカ
ートリッジにおいて、前記トナーは、ワックスを3〜10
重量%含有し、かつトナー中心粒径が3μm〜10μmであ
り、前記トナー攪拌搬送部材は、トナーカートリッジ本
体の内壁との間に、0.5mm以上3.0mm以下の距離を形成す
るように、当該トナーカートリッジ本体の内部に回転自
在に配設されていることを特徴とするトナーカートリッ
ジである。
記トナーが、無機微粒子を1〜10重量%内包しているこ
とを特徴とする請求項2に記載のトナーカートリッジで
ある。
少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するト
ナーを、現像装置本体の内部に収容するとともに、前記
現像装置本体の内部に収容されたトナーを攪拌/搬送す
るためのトナー攪拌搬送部材を備え、前記トナーをトナ
ー攪拌搬送部材によって現像剤担持体へ搬送して、当該
現像剤担持体の表面に担持されたトナーにより像担持体
上に形成された静電潜像を現像する現像装置において、
前記トナーは、ワックスを3〜10重量%含有し、かつト
ナー中心粒径が3μm〜10μmであり、前記トナー攪拌搬
送部材は、現像装置本体の内壁との間に、0.5mm以上3.0
mm以下の距離を形成するように、当該現像装置本体の内
部に回転自在に配設されていることを特徴とする現像装
置である。
記トナーが、無機微粒子を1〜10重量%内包しているこ
とを特徴とする請求項4に記載の現像装置である。
ような欠点を改善すべく、トナー及びトナーカートリッ
ジ、並びに現像装置を、今までと異なる観点から鋭意研
究し検討した結果、上記の構成を採用することにより、
前述の課題を解決することに成功した。
ナー及びトナーカートリッジ、並びに現像装置におい
て、トナーは、ワックスを3〜10重量%含有し、かつト
ナー中心粒径が3μm〜10μmであり、しかも無機微粒子
を1〜10重量%内包するように構成したものである。
は、少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有す
るトナーを、トナーカートリッジ本体の内部に収容し、
前記トナーカートリッジ本体の内部からトナーを攪拌/
搬送しつつ供給するためのトナー攪拌搬送部材を備えた
トナーカートリッジにおいて、前記トナーは、ワックス
を3〜10重量%含有し、かつトナー中心粒径が3μm〜10
μmであり、前記トナー攪拌搬送部材は、トナーカート
リッジ本体の内壁との間に、0.5mm以上3.0mm以下の距離
を形成するように、当該トナーカートリッジ本体の内部
に回転自在に配設するように構成したものである。
くとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー
を、現像装置本体の内部に収容するとともに、前記現像
装置本体の内部に収容されたトナーを攪拌/搬送するた
めのトナー攪拌搬送部材を備え、前記トナーをトナー攪
拌搬送部材によって現像剤担持体へ搬送して、当該現像
剤担持体の表面に担持されたトナーにより像担持体上に
形成された静電潜像を現像する現像装置において、前記
トナーは、ワックスを3〜10重量%含有し、かつトナー
中心粒径が3μm〜10μmであり、前記トナー攪拌搬送部
材は、現像装置本体の内壁との間に、0.5mm以上3.0mm以
下の距離を形成するように、当該現像装置本体の内部に
回転自在に配設するように構成したものである。
並びに現像装置を導入することにより、トナーカートリ
ッジ内にて、アジテーターやオーガーなどのトナー攪拌
搬送部材を用いて、トナーを繰り返し攪拌/搬送する試
験を行った場合、小粒径トナーにより相対的に付着性が
増加しても、トナーへの機械的負荷が少ないため、トナ
ー凝集体は作られにくくなり、トナー凝集体による画像
上の欠陥は少なくなることがわかった。
攪拌搬送部材と内壁との距離が、0.5mmより小さくなる
と、駆動時の振動などによりトナー攪拌搬送部材がトナ
ーカートリッジや現像装置本体の内壁と摺擦されること
があり、その結果、トナーが機械的負荷を受け、トナー
凝集体が作られるようになり、トナー凝集体による画像
上の欠陥が発生する。また、アジテーターあるいはオー
ガー等のトナー攪拌搬送部材と内壁の距離が、3.0mmよ
り大きくなると、本来の目的であるトナーの攪拌/搬送
が不十分となる。
のアジテーターは、トナー攪拌/搬送のために線状ステ
ンレスなどの金属材を螺旋状に加工したものが一般的で
あり、オーガーに関しては、ABS、PS、POMなどの合成樹
脂やステンレスなどの金属材料で作られたものが一般的
である。
形成する材料としては、各種の合成樹脂が使用可能であ
るが、最近ではABS、PS、POMなどの合成樹脂が好ましく
使用される。
え、無機微粒子を1〜10重量%内包させたトナーを導入す
ることにより、従来のようなワックス入りカラートナー
よりも機械的負荷に対して強くなるため、トナー凝集体
は造られにくくなり、トナー凝集体による画像上の欠陥
は少なくなる。
微粒子としては、例えば、SiO2、TiO 2、Al2O3、Fe2O3、M
nO、ZnO、MgO、CaO、K2O、Na2O、SnO2、ZrO2、CaO・SnO
2、K 2O・(TiO2)nなどの無機酸化微粒子が挙げられる。
ナー凝集体を造られにくくするのに効果なく、10重量%
を超えるとワックスがトナー表面に染み出しにくくなる
ため定着性が悪化する。
らなるトナー攪拌搬送部材の支持部の凹み部を、シーラ
ント(商品名)等の硬化性樹脂を充填して密封硬化させ
ても、凹み部へのトナー滞留がなくなり、トナーへの機
械的負荷が少なくなるため、トナー凝集体は作られにく
くなり、トナー凝集体による画像上の欠陥は減少する。
が要望されており、トナーの平均粒径は3〜10μが望ま
しい。3μより小さいと、静電的付着力が重力と比べて大
きくなり、粉体としてハンドリングするのが困難にな
る。
小径側の量が増すとトナー凝集体が造られやすくなるた
め、トナーの平均粒径を7μ程度とした場合には、粒度
分布で4μ以下の個数%が30%以下であることが望まし
い。
ンターにおいては、その定着工程でロールの汚染、オフ
セットを防止する為に、加熱定着ロールにオフセット防
止液を供給するための装置が必要になる等の問題があっ
た。これは、小型化、軽量化と逆の方向であり、また、
オフセット防止液が加熱されて蒸発して不快臭を与える
ことや、機内の汚染を生じることがある。
状態で、良好な定着性を得る為に、トナーはワックスを
含むことが必要となる。
れるDSC曲線で吸熱開始温度が40℃以上であることが必
要であり、より好ましくは50℃以上である。40℃より低
いと複写機内やトナーボトル内でトナーの凝集が発生し
てしまう。吸熱開始温度はワックスを構成する分子量分
布のうち、低分子量のものやその構造のもつ極性基の種
類や量で左右される。一般に高分子量化すれば融点とと
もに吸熱開始温度も上昇するが、このやり方ではワック
ス本来の低溶融温度と、低粘度をそこなってしまう。よ
ってワックスの分子量分布のうち、これら低分子量のも
のだけを選別して除くことが有効であるが、この方法と
して、分子蒸留、溶剤分別、ガスクロマトグラフ分別等
の方法がある。
溶融しかつ1〜200センチポアズの溶融粘度を示すことが
望ましく、より好ましくは1〜100センチポアズの溶融粘
度を示すことが望ましい。溶融するのが80℃未満ではワ
ックスの変化温度が低すぎ、耐ブロッキング性が劣った
り、複写機内温度が高まった時に現像性が悪化したりす
る。120℃を超える場合には、ワックスの変化温度が高
すぎ、高温での定着を行えばいいが、省エネルギーの観
点で望ましくない。また、200センチポアズより高い溶
融粘度ではトナーからの溶出が弱く、定着剥離性が不十
分となってしまう。
%で1〜15重量%、より好ましくは3〜10重量%であ
る。ワックスが1重量%より少ないと、十分な定着ラチ
チュード(トナーのオフセットなしに定着できる定着ロ
ール温度範囲)が得られず、15重量%より多いと、トナ
ーの粉体流動性が悪化しトナー凝集体が造られやすくな
る。また、ワックスは結着樹脂と比較して透明性が劣る
ため、OHP等の画像の透明性が低下して黒ずんだ投影像
となってしまう等の弊害も発生する。
のようなワックスが挙げられる。パラフィンワックス及
びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイ
クロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャ
ートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィン
ワックス及びその誘導体等である。誘導体とは酸化物、
ビニルモノマーとの重合体、グラフト変性物を含む。こ
の他に、アルコール、脂肪酸、植物系ワックス、動物系
ワックス、鉱物系ワックス、エステルワックス、酸アミ
ド等も利用できる。
させない目的で、例えばロール表面をトナーに対して離
型性の優れた材料、シリコンゴムやフッ素系樹脂などで
形成する必要がある。
も従来公知の着色剤と結着樹脂とが使用される。
レン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、イソプレン等のモノオレフィン、酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酢酸ビニル等のビニ
ルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オク
チル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタ
クリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ド
デシル等の a -メチレン脂肪族モノカルボン酸エステ
ル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビ
ニルブチルエーテル等のビニルエーテル、ビニルメチル
ケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニル
ケトン等のビニルケトン等の単独重合体あるいは共重合
体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂として
は、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重
合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチ
レン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエ
ン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリ
エチレン、ポリプロピレンをあげることができる。更
に、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリ
コン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィン、ワッ
クス類をあげることができる。この中でも、特にポリエ
ステルを結着樹脂とした場合に有効である。例えば、ビ
スフェノールAと多価芳香族カルボン酸とを主単量体成
分とした重縮合物よりなる線状ポリエステル樹脂が好ま
しく使用できる。
ては、ポリオール成分とポリカルボン酸成分から重縮合
により合成される。使用されるポリオール成分として
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,
3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3
ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレン
グリコール、1,5−ブタンジオール、1,6−ヘキサ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン
ジメタノール、水添ビスフェノールA、ビスフェノール
−Aエチレンオキサイド付加物、ビスフェノール−Aプ
ロピレンオキサイド付加物などが挙げられる。ポリオー
ル成分としては、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イ
ソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、ドデセニルコハ
ク酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、シクロヘキサ
ントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボ
ン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸1,2,
5ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−
2−メチレンカルボキシプロパンテトラメチレンカルボ
ン酸およびそれらの無水物が挙げられる。
〜75°℃、数平均分子量2000〜6000、重量平均分子量80
00〜150000、酸価5〜30、水酸基価5〜40を示す樹脂が特
に好ましく使用できる。
ボンブラック、ニグロシン、アニリンブルー、カルコイ
ルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デ
ュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブル
ークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリー
ン・オキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、
C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド
122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・
イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメ
ント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3などを
代表的なものとして例示することができる。
と、カーボンブラック等の着色剤、ワックス、無機微粒
子の他に、内部添加剤として帯電を調整する帯電制御剤
を一つ以上含んで構成してもよい。また、トナーの粉砕
性や熱保存性を満足するために石油系樹脂を含んでもよ
い。石油系樹脂とは石油類のスチームクラッキングによ
りエチレン、プロピレンなどを製造するエチレンプラン
トから副生する分解油留分に含まれるジオレフィンおよ
びモノオレフィンを原料として合成されたものである。
更に、トナーの長期保存性、流動性、現像性、転写性を
より向上させる為に、本発明に使用されるトナーはその
トナー表面に無機粉、樹脂粉を単独又は併用して添加し
てもよい。無機粉としては例えば、カーボンブラック、
シリカ、アルミナ、チタニア、酸化亜鉛、樹脂粉として
はPMMA、ナイロン、メラミン、ベンゾグアナミン、フッ
素系等の球状粒子、そして、塩化ビニリデン、脂肪酸金
属塩等の不定形粉末があげられる。表面に添加する場合
それぞれの添加量は0.2 〜 4重量%、より好ましくは0.
5 〜 3重量%の配合量になるように添加される。
内部添加剤をトナー粒子内部に添加するのは混練処理で
行われる。この時の混練としては各種の加熱混練機を用
いて行うことができる。加熱混練機としては、三本ロー
ル型、一軸スクリュー型、二軸スクリュー型、バンバリ
ーミキサー型が知られている。
意である。上記混練物の粉砕は、例えばマイクロナイザ
ー、ウルマックス、Jet-o-マイザー、KTM(クリプト
ン)、ターボミル等がある。更にI式Jet-Millがある。分
級は、コアンダー効果を用いたエルボージェット、風力
式の更にはその後工程としてハイブリダイゼーションシ
ステム(奈良機械製作所製)、メカノフージョンシステム
(ホソカワミクロン社製)、クリプトロンシステム(川崎
重工業社製)等を加えることで形状を変化することがで
き、熱風による球形化もあげることができる。
ば特に制限されるものでなく、鉄粉系キャリア、フェラ
イト系キャリア、表面コートフェライトキャリア等が使
用できる。
づいて説明する。
カートリッジ、並びに現像装置を適用した画像形成装置
としてのフルカラープリンタ装置を示すものである。
体ドラムを示すものであり、この感光体ドラム1は、図
示しない駆動手段で矢印2方向に沿って所定の速度で回
転駆動されるようになっている。上記感光体ドラム1の
表面は、帯電ロール3によって所定の電位に一様に帯電
された後、ROS(Raster Output Sc
anner)等からなる露光装置4によって、フルカラ
ーの画像を形成する場合には、イエロー(Y)、マゼン
タ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の画像が順次
露光され、各色に対応した静電潜像が形成される。上記
感光体ドラム1の表面に形成された所定の色の静電潜像
は、回転式現像装置5の対応する色の現像器5Y、5
M、5C、5Kによって現像され、所定の色のトナー像
となる。この回転式現像装置5は、フルカラーの現像を
行うため、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン
(C)、黒(K)の4色の現像器5Y、5M、5C、5
Kを備え、各現像器5Y、5M、5C、5Kは、それぞ
れ感光体ドラム1上の潜像をイエロー、マゼンタ、シア
ン及び黒のトナーで現像する。各色のトナーを現像する
際には、図示しないモータによって回転式現像装置5を
矢印R方向に回転させ、該当する色の現像器5Y、5
M、5C、5Kが、感光体ドラム1と対向する現像位置
に位置合わせされる。なお、上記感光体ドラム1上に
は、プロセスコントロールモードにおいて、テストチャ
ートが形成され、このテストチャートの濃度が濃度セン
サ6によって検出されるようになっている。また、上記
感光体ドラム1上に現像された各色のトナー像は、一次
転写ロール7によって中間転写体としての中間転写ベル
ト9上に順次転写され、4色のトナー像が互いに重ね合
わされる。上記中間転写ベルト9は、駆動ロール10
と、アイドルロール11と、バックアップロール12
と、アイドルロール13とによって、回動可能に張架さ
れている。駆動ロール10は、図示しない定速性に優れ
た駆動モータによって駆動され、中間転写ベルト9を所
定の速度で回転駆動するものである。
た4色のトナー像は、記録媒体としての記録紙P上に、
バックアップロール12と中間転写ベルト9を介して圧
接する二次転写ロール14によって一括して転写され
る。この記録紙Pは、プリンタ装置本体内の下部に設け
られた2つの給紙カセット16、17のうちの何れかか
ら、給紙ロール18又は19によって給紙され、複数の
搬送ロール対20、21を介して、レジストロール対2
2へと搬送され、一旦停止される。その後、上記記録紙
Pは、中間転写ベルト9上に転写されたトナー像と同期
して回転を開始するレジストロール対22によって、バ
ックアップロール12と二次転写ロール14が中間転写
ベルト9を介して互いに圧接する2次転写位置へと搬送
される。そして、上記記録紙P上には、2次転写位置に
おいて中間転写ベルト9上から4色のトナー像が一括し
て転写された後、記録紙Pは、定着器23で熱及び圧力
によって定着処理を受け、装置本体側面の排出トレイ2
4、又は装置本体上部の排出トレイ25に、図示しない
切り替えゲートによって切り替えられ、排出される。
感光体ドラム1は、ブレード等からなるクリーニング装
置8によって残留トナーが除去され、次の画像形成工程
等に備える。また、トナー像の転写工程が終了した後の
中間転写ベルト9は、アイドルロール13と対向するベ
ルトクリーナー15によって残留トナーが除去され、次
の画像形成工程に備えるようになっている。
からクリーニング装置8及びベルトクリーナー15で掻
き落とされた廃トナーは、廃トナー回収容器26に回収
される。特に、ベルトクリーナ15から回収された廃ト
ナーは、輸送管27内をオーガや搬送スクリュー等から
なる搬送手段によって廃トナー回収容器26まで搬送さ
れる。
像装置としての現像器を示す断面図である。
に、時計回り方向に回転駆動される回転体を備えてお
り、この回転体30には、図示されていない装着手段に
より、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン
(C)、黒(K)の4つの現像装置としての現像器5
Y、5M、5C、5Kが実装されている。
は、すべて同様に構成されているので、ここでは、イエ
ロー(Y)の現像器5Yを例にして説明すると、このイ
エロー(Y)の現像器5Yは、図4に示すように、大き
く分けて、現像器本体40と現像剤カートリッジ50と
から構成されている。
に示すように、当該現像器本体40の開口部に配設さ
れ、紙面に垂直な方向に長尺な現像ロール41と、この
現像ロール41の背面側に位置し、当該現像ロール41
と平行に延びる2本の現像剤攪拌搬送部材としてのスパ
イラルオーガ42、43が配設されている。ここで、現
像ロール41が回転すると、スパイラルオーガ42は、
現像器本体40内に収容されている現像剤44を紙面と
垂直な一方向に攪拌しながら搬送するものである。一
方、スパイラルオーガ43は、スパイラルオーガ42の
搬送方向とは逆方向に現像剤44を攪拌しながら搬送し
て、現像剤44を現像ロール41に均等に供給するもの
である。
しないマグネットロールによって、現像剤44に含まれ
るキャリアを磁力で吸着し、当該現像ロール41の表面
に現像剤44の磁気ブラシを形成し、キャリアに吸着し
たトナーを感光体ドラム1と対向する現像領域へと搬送
する。そして、感光体ドラム1上に形成された静電潜像
は、現像ロール41の表面に形成されたキャリアとトナ
ーとからなる現像剤44の磁気ブラシによって顕像化さ
れるようになっている。
1に示すように、紙面に垂直な方向に長尺な円筒状の容
器からなり、当該現像剤カートリッジ50の内部には、
新しい現像剤が収容されている。新しい現像剤の収容室
には、後述するように供給口が設けられており、当該供
給口は、図4に示すように、新現像剤を現像器本体40
に導くための略円筒状のケーシング51と連通してい
る。この円筒状のケーシング51は、現像器本体40の
背面側の上部に設けられている。上記ケーシング51内
には、図示しないスパイラルオーガが配設されており、
現像剤カートリッジ50から補給される現像剤44は、
このスパイラルオーガによって、現像器本体40の背面
側の上面に設けられた供給口53へと導かれ、現像器本
体40内に供給される。上記現像器本体40の供給口5
3の下端部に位置する出口には、図示しないフラップが
開閉自在に設けられている。
も結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナーを、
トナーカートリッジ本体の内部に収容し、前記トナーカ
ートリッジ本体の内部からトナーを攪拌/搬送しつつ供
給するためのトナー攪拌搬送部材を備えたトナーカート
リッジにおいて、前記トナーは、ワックスを3〜10重量
%含有し、かつトナー中心粒径が3μm〜10μmであり、
前記トナー攪拌搬送部材は、トナーカートリッジ本体の
内壁との間に、0.5mm以上3.0mm以下の距離を形成するよ
うに、当該トナーカートリッジ本体の内部に回転自在に
配設されるように構成されている。
として、トナーとキャリアとを混合した現像剤64を収
容した現像剤カートリッジ50が使用されている。しか
し、トナーのみを収容したトナーカートリッジを使用し
ても良いことは勿論である。
現像剤64のうちのトナーとしては、少なくとも結着樹
脂、着色剤及びワックスを含有するトナーが用いられ、
しかも、このトナーは、ワックスを3〜10重量%含有
し、かつトナー中心粒径が3μm〜10μmのものが用いら
れている。
うに、トナーTが、無機微粒子70を1〜10重量%内包
するように構成されている。上記無機微粒子70は、ト
ナーTに外添される訳ではなく、トナーTに内包される
ものであるが、その一部は、トナーTの表面に露出して
いる。なお、図6中、71はトナーTに含有されるワッ
クスを示している。
について、図1を参照して説明する。
すように、新しい現像剤64を収容する円筒状の長尺な
カートリッジ本体としての収容ケース61と、その一端
を封鎖する脱着可能なキャップ部材としてのキャップ6
2と、収容ケース61から新しい現像剤64を現像器の
現像器本体40に供給するための通路の入り口である供
給口63と、上記収容ケース61の内部からトナーを攪
拌/搬送しつつ供給するためのトナー攪拌搬送部材とし
てのアジテータ65とを有している。上記アジテーター
65としては、例えば、トナーを含む現像剤64を攪拌
しつつ搬送するために、線状ステンレスなどの金属材を
螺旋状に加工したものが用いられる。また、上記アジテ
ータ65は、収容ケース61の中心に軸方向に延びた直
線状部65aと、当該直線状部65aの外周に螺旋状に
設けられた螺旋状部65bとから構成されている。
すように、その一端が現像剤カートリッジ50のキャッ
プ62に回転自在に支持されているとともに、その他端
は、収容ケース61の奥側の側壁61aに、軸部材66
を介して回転自在に支持されている。なお、アジテータ
65の端部を支持した軸部材66の凹み部67には、図
2に示すように、シーラント(商品名)等の硬化性樹脂
が充填されて密封硬化されている。こうすることによっ
て、凹み部67へのトナー滞留がなくなり、トナーへの
機械的負荷が少なくなるため、トナー凝集体は作られに
くくなり、この点からも、トナー凝集体による画像上の
欠陥は減少する。
5は、その外周が収容ケース61の内壁との間に、0.5m
m以上3.0mm以下の距離(間隙)Aを形成するように、当
該収容ケース61の内部に回転自在に配設されている。
が、この発明はこれらによって限定されるものではな
い。
ジェットミルで粉砕、風力分級して体積平均粒子径7.5
ミクロンの着色粒子を得た。この粒子にチタニア(ルチ
ル型20nmにデシルトリメトキシシラン16部処理したも
の)1部とシリカ(処理前比表面積50m2 /g、ジメ
チルシリコーンオイル、100cs)1部添加してヘン
シェルミキサーにより混合し、トナーとした。
し、被覆層形成液を作製した。この被覆層形成液とフェ
ライト粒子とを真空脱泡型ニーダに入れ、60℃で30分間
攪拌後、脱溶媒してキャリアを得た。
いて現像剤64を調整した。
ーター65を装備したABSで作った円筒型の現像剤カー
トリッジ50を作成し、ここでのアジテーター65と内
壁からの距離Aは2.0mmとした。この現像剤カートリッ
ジ50に現像剤160gを充填した。
施例1−1と同様にした。
施例1−1と同様にした。
微粒子を内包させた以外は実施例1−1と同様にした。
ーター支持部の凹み部67に、シーラント68(1液型シ
リコーンゴム系シール材を使用)した以外は実施例1−
1と同様にした。
機微粒子を内包させた以外は実施例1−1と同様にし
た。
粒子を内包させた以外は実施例1−1と同様にした。
微粒子を内包させた以外は実施例1−1と同様にした。
機微粒子を内包させた以外は実施例1−1と同様にし
た。
施例1−1と同様にした。
施例1−1と同様にした。
微粒子を内包させた以外は実施例1−1と同様にした。
像剤カートリッジ50をトナー投入後1ヶ月放置したも
のを、富士ゼロックス社製CLW3330改造機にてA4紙を用
い1000枚のプリントテストを実施した。実験は28℃85%
の環境下で行った。
積率100%の画像をA3紙でプリントし200枚毎に発生個数
をカウントした。色点は大きさにも依るが5個までが許
容レベル、それを超えるものは許容できないものであ
る。
でプリントし200枚毎に10枚抜き取りG1良いからG4
悪いまでを4段階の見本により評価した。G3以上では
許容できないものである。
であるトナー攪拌/搬送性が悪くなるとトナー残量が増
えることになり、5g以下なら許容レベルである。
示すものである。実施例のトナー及び現像剤カートリッ
ジによれば、優れた画質を提供することができるもので
ある。
くレベル…◎ 色点/色抜け・色筋・定着性・トナー残量とも許容レベ
ル…○ 色点/色抜け・色筋・定着性・トナー残量のどれか1つ
でも許容できないレベル…× 図7から明らかなように、特に実施例1ー4と1−5
は、トナー凝集体の発生に伴う色点や色抜け個数も少な
く、色筋グレードや定着性も良好である。実施例1−
7、1ー8も相対的に良好であるが、シリカの内包量が
比較的多く、やや定着性が低い。
あり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を
付して説明すると、この実施の形態2では、少なくとも
結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナーを、現
像装置本体の内部に収容するとともに、前記現像装置本
体の内部に収容されたトナーを攪拌/搬送するためのト
ナー攪拌搬送部材を備え、前記トナーをトナー攪拌搬送
部材によって現像剤担持体へ搬送して、当該現像剤担持
体の表面に担持されたトナーにより像担持体上に形成さ
れた静電潜像を現像する現像装置において、前記トナー
は、ワックスを3〜10重量%含有し、かつトナー中心粒
径が3μm〜10μmであり、前記トナー攪拌搬送部材は、
現像装置本体の内壁との間に、0.5mm以上3.0mm以下の距
離を形成するように、当該現像装置本体の内部に回転自
在に配設するように構成されている。
が、無機微粒子を1〜10重量%内包するように構成され
ている。
図5に示すように、現像器5の現像装置本体40の内部
に、当該現像装置本体40の内部に収容された現像剤を
攪拌/搬送するための現像剤攪拌搬送部材としての2本
のスパイラルオーガ42、43が配設されており、前記
2本のスパイラルオーガ42、43は、現像装置本体4
0の内壁40aとの間に、0.5mm以上3.0mm以下の距離
(間隙)を形成するように、当該現像装置本体40の内
部に回転自在に配設されている。
44のうちのトナーとしては、少なくとも結着樹脂、着
色剤及びワックスを含有するトナーが用いられ、しか
も、このトナーは、ワックスを3〜10重量%含有し、か
つトナー中心粒径が3μm〜10μmのものが用いられてい
る。
うに、トナーTが、無機微粒子70を1〜10重量%内包
するように構成されている。上記無機微粒子70は、ト
ナーTに外添される訳ではなく、トナーTに内包される
ものであるが、その一部は、トナーTの表面に露出して
いる。なお、図6中、71はトナーTに含有されるワッ
クスを示している。
るが、この発明はこれらによって限定されるものではな
い。
ジェットミルで粉砕、風力分級して体積平均粒子径7.5
ミクロンの着色粒子を得た。この粒子にチタニア(ルチ
ル型20nmにデシルトリメトキシシラン16部処理したも
の)1部とシリカ(処理前比表面積50m2 /g、ジメ
チルシリコーンオイル、100cs)1部添加してヘン
シェルミキサーにより混合し、トナーとした。
し、被覆層形成液を作製した。この被覆層形成液とフェ
ライト粒子とを真空脱泡型ニーダに入れ、60℃で30分間
攪拌後、脱溶媒してキャリアを得た。
いて現像剤64を調整した。
−42、43を装備した現像装置5を作成し、ここでの
オーガ−42、43と内壁からの距離Aは2.0mmとし
た。この現像装置本体40に現像剤270gを充填した。
実施例2−1と同様にした。
実施例2−1と同様にした。
微粒子を内包させた以外は実施例2−1と同様にした。
機微粒子を内包させた以外は実施例2−1と同様にし
た。
粒子を内包させた以外は実施例2−1と同様にした。
微粒子を内包させた以外は実施例2−1と同様にした。
機微粒子を内包させた以外は実施例2−1と同様にし
た。
施例2−1と同様にした。
施例2−1と同様にした。
微粒子を内包させた以外は実施例2−1と同様にした。
像装置に現像剤を投入後1ヶ月放置したものを、富士ゼ
ロックス社製CLW3330改造機にてA4紙を用い1000枚のプ
リントテストを実施した。実験は28℃85%の環境下で行
った。
積率100%の画像をA3紙でプリントし200枚毎に発生個数
をカウントした。色点は大きさにも依るが5個までが許
容レベル、それを超えるものは許容できないものであ
る。
でプリントし200枚毎に10枚抜き取りG1良いからG4
悪いまでを4段階の見本により評価した。G3以上では
許容できないものである。
示すものである。実施例の現像装置によれば、優れた画
質を提供することができるものである。
レベル…◎ 色点/色抜け・色筋・定着性・トナー残量とも許容レベ
ル…○ 色点/色抜け・色筋・定着性・トナー残量のどれか1つ
でも許容できないレベル…×
1と同様であるので、その説明を省略する。
長期にわたって画像上に欠陥がなく優れた画像が得ら
れ、安定した攪拌/搬送が可能なトナー及びトナーカー
トリッジ、並びにこれを用いた現像装置を提供すること
ができる。
カートリッジを示す構成図である。
カートリッジを示す要部構成図である。
及び現像剤カートリッジ、並びに現像装置を適用した画
像形成装置としてのデジタルカラープリンタ装置を示す
構成図である。
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
を示す模式図である。
示す図表である。
示す図表である。
ース(カートリッジ本体)、64:現像剤、65:アジ
テーター、A:アジテータ65と収容ケース61の内壁
との距離(間隙)。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくとも結着樹脂、着色剤及びワック
スを含有するトナーにおいて、前記トナーは、ワックス
を3〜10重量%含有し、かつトナー中心粒径が3μm〜10
μmであり、しかも無機微粒子を1〜10重量%内包して
いることを特徴とするトナー。 - 【請求項2】 少なくとも結着樹脂、着色剤及びワック
スを含有するトナーを、トナーカートリッジ本体の内部
に収容し、前記トナーカートリッジ本体の内部からトナ
ーを攪拌/搬送しつつ供給するためのトナー攪拌搬送部
材を備えたトナーカートリッジにおいて、前記トナー
は、ワックスを3〜10重量%含有し、かつトナー中心粒
径が3μm〜10μmであり、前記トナー攪拌搬送部材は、
トナーカートリッジ本体の内壁との間に、0.5mm以上3.0
mm以下の距離を形成するように、当該トナーカートリッ
ジ本体の内部に回転自在に配設されていることを特徴と
するトナーカートリッジ。 - 【請求項3】 前記トナーは、無機微粒子を1〜10重量
%内包していることを特徴とする請求項2に記載のトナ
ーカートリッジ。 - 【請求項4】 少なくとも結着樹脂、着色剤及びワック
スを含有するトナーを、現像装置本体の内部に収容する
とともに、前記現像装置本体の内部に収容されたトナー
を攪拌/搬送するためのトナー攪拌搬送部材を備え、前
記トナーをトナー攪拌搬送部材によって現像剤担持体へ
搬送して、当該現像剤担持体の表面に担持されたトナー
により像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像
装置において、前記トナーは、ワックスを3〜10重量%
含有し、かつトナー中心粒径が3μm〜10μmであり、前
記トナー攪拌搬送部材は、現像装置本体の内壁との間
に、0.5mm以上3.0mm以下の距離を形成するように、当該
現像装置本体の内部に回転自在に配設されていることを
特徴とする現像装置。 - 【請求項5】 前記トナーは、無機微粒子を1〜10重量
%内包していることを特徴とする請求項4に記載の現像
装置。
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- 2000-11-16 KR KR1020000068057A patent/KR100354874B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2000-11-28 TW TW089125211A patent/TW546554B/zh not_active IP Right Cessation
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