JP2002268311A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

画像形成方法及び画像形成装置

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JP2002268311A JP2001070643A JP2001070643A JP2002268311A JP 2002268311 A JP2002268311 A JP 2002268311A JP 2001070643 A JP2001070643 A JP 2001070643A JP 2001070643 A JP2001070643 A JP 2001070643A JP 2002268311 A JP2002268311 A JP 2002268311A
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誠 神林
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勝己 近藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速で且つ低電位現像を行った場合において
も、色再現性に優れ、画像濃度を満足できるような、画
像形成方法及び画像形成装置を提供する。 【解決手段】 タンデム型画像形成方法において、ブラ
ックステーションにa−Si感光体を用い、カラーステ
ーションにOPC感光体を用い、以下の条件とする。 a−Si感光体:表面電位絶対値300〜450V、S
Dギャップ350〜800μm、現像スリーブは感光体
の周速比1.1〜4.0倍。 OPC感光体:表面電位絶対値500〜800V、SD
ギャップ350〜800μm、現像スリーブは感光体の
周速比1.1〜4.0倍。 トナー重量平均粒径4〜10μm、キャリア50%体積
平均粒径10〜80μm。 ブラックトナーの軟化点90℃〜115℃、カラートナ
ーの軟化点85℃〜110℃。ブラックトナーの軟化点
がカラートナーの軟化点より5度以上高い。ブッラック
トナーの着色力1.0〜1.8。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームフルカラ
ープリンタ、フルカラー複写機等に用いる画像形成装置
に関するものであり、特に高速フルカラー画像形成にお
いて、感光体劣化防止、耐久安定性に優れた画像形成方
法及び画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】感光体は、有機系、無機系の2種類に大
別される。 〔有機光導電体(OPC)〕電子写真感光体の光導電材料
として、近年種々の有機光導電材料の開発が進み、特に
電荷発生層と電荷輸送層を積層した機能分離型感光体は
既に実用化され複写機やレーザビームプリンターに搭載
されている。
【0003】しかしながら、これらの感光体は一般的に
耐久性が低い事が1つの大きな欠点であるとされてき
た。耐久性としては、感度、残留電位、帯電能、画像ぼ
け等の電子写真物性面の耐久性及び摺擦による感光体表
面の摩耗や引っ掻き傷等の機械的耐久性に大別されいず
れも感光体の寿命を決定する大きな要因となっている。
【0004】この内、電子写真物性面の耐久性、特に画
像ぼけに関しては、コロナ帯電器から発生するオゾン、
NOx等の活性物質により感光体表面層に含有される電
荷輸送物質が劣化する事が原因である事が知られてい
る。
【0005】また機械的耐久性に関しては、感光層に対
して紙、ブレード/ローラ等のクリーニング部材、トナ
ー等が物理的に接触して摺擦する事が原因である事が知
られている。
【0006】電子写真物性面の耐久性を向上させる為に
は、オゾン、NOx等の活性物質により劣化されにくい
電荷輸送物質を用いることが重要であり、酸化電位の高
い電荷輸送物質を選択する事が知られている。また、機
械的耐久性を上げる為には、紙やクリーニング部材によ
る摺擦に絶える為に、表面の潤滑性を上げ摩擦を小さく
する事、トナーのフィルミング融着等を防止する為に表
面の離形性をよくすることが重要であり、フッ素系樹脂
粉体、フッ化黒鉛、ポリオレフィン系樹脂粉体等の滑材
を表面層に配合することが知られている。しかしなが
ら、摩耗が著しく小さくなるとオゾン、NOx等の活性
物質により生成した吸湿性物質が感光体表面に堆積し、
その結果として表面抵抗が下がり、表面電荷が横方向に
移動し、画像のぼけ(画像流れ)を生ずるという問題が
ある。 〔無機光導電体:アモルファスシリコン系感光体(a−
Si)〕電子写真において、感光体における感光層を形
成する光導電材料としては、高感度で、SN比〔光電流
(Ip)/暗電流(Id)〕が高く、照射する電磁波のス
ペクトル特性に適合した吸収スペクトルを有すること、
光応答性が早く、所望の暗抵抗値を有すること、使用時
において人体に対して無害であること、等の特性が要求
される。特に、事務機としてオフィスで使用される画像
形成装置内に組み込まれる画像形成装置用感光体の場合
には、上記の使用時における無公害性は重要な点であ
る。この様な点に優れた性質を示す光導電材料に水素化
アモルファスシリコン(以下、「a−Si:H」と表記
する)があり、例えば、特公昭60−35059号公報
には画像形成装置用感光体としての応用が記載されてい
る。
【0007】a−Si:Hを用いた画像形成装置用感光
体は、一般的には、導電性支持体を50〜400℃に加
熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イ
オンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラ
ズマCVD法(以下、「PCVD法」と称する)等の成
膜法によりa−Siからなる光導電層を形成する。なか
でもPCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周
波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持
体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適なものとし
て実用に付されている。
【0008】また、特開昭54−83746号公報にお
いては、導電性支持体と、ハロゲン原子を構成要素とし
て含むa−Si(以下、「a−Si:X」と表記する)
光導電層からなる画像形成装置用感光体が提案されてい
る。当該公報においては、a−Siにハロゲン原子を1
〜40原子%含有させることにより、耐熱性が高く、画
像形成装置用感光体の光導電層として良好な電気的、光
学的特性を得ることができるとしている。
【0009】また、特開昭57−11556号公報に
は、a−Si堆積膜で構成された光導電層を有する光導
電部材の、暗抵抗値、光感度、光応答性等の電気的、光
学的、光導電的特性及び耐湿性等の使用環境特性、さら
には経時的安定性について改善を図るため、シリコン原
子を母体としたアモルファス材料で構成された光導電層
上に、シリコン原子及び炭素原子を含む非光導電性のア
モルファス材料で構成された表面層を設ける技術が記載
されている。
【0010】更に、特開昭60−67951号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素及び弗素を含有
してなる透光絶縁性オーバーコート層を積層する感光体
についての技術が記載され、特開昭62−168161
号公報には、表面層として、シリコン原子と炭素原子と
41〜70原子%の水素原子を構成要素として含む非晶
質材料を用いる技術が記載されている。
【0011】さらに、特開昭57−158650号公報
には、水素を10〜40原子%含有し、赤外吸収スペク
トルの2100cm-1と2000cm-1の吸収ピークの
吸収係数比が0.2〜1.7であるa−Si:Hを光導
電層に用いることにより高感度で高抵抗な画像形成装置
用感光体が得られることが記載されている。
【0012】一方、特開昭60−95551号公報に
は、アモルファスシリコン感光体の画像品質向上のため
に、感光体表面近傍の温度を30〜40℃に維持して帯
電、露光、現像および転写といった画像形成行程を行う
ことにより、感光体表面での水分の吸着による表面抵抗
の低下とそれに伴って発生する画像流れ(高湿流れ)を
防止する技術が開示されている。
【0013】これらの技術により、画像形成装置用感光
体の電気的、光学的、光導電的特性及び使用環境特性が
向上し、それに伴って画像品質も向上してきた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】近年、オフィスのネッ
トワークの拡大、情報の多様化が広がり、プリンタ、複
写機に付いてもカラー化が進んできている。特に情報量
の拡大に伴い、フルカラープリンタ、フルカラー複写機
の更なる高速化が求められている。しかしながら、白黒
画像は依然多くの需要がある。そのため、用途に合わせ
て、カラー機、白黒機を使い分けて使用し、用途に合わ
せた複写機及びプリンタが存在するため多くのスペース
を占有している。オフィスの省スペース化のためには、
フルカラー画像及び白黒画像を1台で取ることのできる
機械が求められている。カラー機及び白黒機を1台にす
るためには、白黒画像の高生産性、高耐久性、高安定
性、プリントコストを満足し、カラー高画質を持つマシ
ンが必要とされる。
【0015】従来、フルカラー複写機用の潜像担持体で
ある感光体にはOPC(有機感光体)が広く用いられて
きている。しかしながらOPCは硬度が低く、削れ発生
するため、高速機になるに従い感光体の交換頻度が増え
たりしている。そのため、OPCを用いた高速の複写機
の検討に付いては、硬度を上げて削れを防止し、高速化
に対応する検討等が行われてきている。
【0016】一方、a−Si感光体を用いた画像形成装
置においては、硬度が高いため、OPCで発生するドラ
ム削れによる感光体の交換という問題を解決できる。ま
た、ドットの再現性がよく、高画質なコピーが得られる
という利点がある。
【0017】しかしながら、a−Siをデジタルカラー
複写機へするためにはいくつかの問題がある。
【0018】a−Si感光体は高温高湿状況下で画像流
れが発生したり、温度変動で表面電位が変化するという
問題が生じる。これを解決するために、感光体内部にド
ラムヒータを入れ温度を一定に制御を行っている。
【0019】一方カラー複写機用トナーは複数の色のト
ナーを多重定着する構成になっているため、トナーの軟
化点を低く設定してきている。軟化点の高いトナーを使
用した場合、定着器での色の混合性が落ち色再現性に問
題が生じる。このような軟化点の低いトナーを、高速系
フルカラー複写機で使用する場合、クリーナ部、転写部
ローラとの感光体との接触部において、機械的シェアが
大きく、また、感光体の発熱量が大きくなり、感光体上
でトナーが溶け易くなる。特に感光体をドラムヒータで
温度の制御を行う場合は、より顕著であり、感光体への
トナーの付着という融着の問題及び、均一に感光体表面
にトナー樹脂が堆積するフィルミングの問題が発生す
る。そのため、a−Si感光体を使用した場合において
も、感光体のメンテナンスが必要となり、a−Siの長
寿命のメリットを十分に引き出すことができなかった。
【0020】そのため、a−Si感光体をカラー機に搭
載する場合、感光体への融着及びフィルミングの削減
と、且つ定着での色再現性の両立ができるようなトナー
の開発が必要とされてきている。
【0021】また、タンデム形式のフルカラー方式の複
写機に感光体を搭載する場合、装置のスペース上、感光
体の大きさに制限を受ける。その結果、帯電、露光、現
像、転写、クリーニング、除電の機能を果たす各装置の
大きさに制限を受ける。特に、帯電器幅が制限を受ける
と、感光体体上の表面電位(帯電電位)を十分に得るこ
とができず、その結果、高濃度の画像を得ることができ
ない。そのため、低電位現像においても、十分な画像濃
度が得られる、トナー及び現像方法が必要である。ま
た、このような低電位現像を達成した系においても、色
再現性に優れた、高画質な画像を提供するトナー及び現
像方法を確立することが必要となる。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の、カラー
画像形成装置への搭載への問題を解決するものであり、
カラー方式複写機において、OPCを用いた二成分現像
法式によってイエロー、マゼンダ、シアンの画像形成を
行い、a−Si感光体を用いた二成分現像方式によって
ブラックの画像形成を行うことにより、白黒画像の高生
産性、高耐久性、高安定性と高画質、高品位なフルカラ
ー画像の高生産性、高安定性を両立することのできるフ
ルカラー画像形成方法及び装置が実現できることを見出
した。
【0023】即ち本発明は以下の通りである。 (1)第1の画像形成ユニットで形成された第1のトナ
ー画像を転写材へ転写させ、第2の画像形成ユニットで
形成された第2のトナー画像を第1のトナー画像を有す
る転写材へ転写させ、第3の画像形成ユニットで形成さ
れた第3のトナー画像を第1及び第2のトナー画像を有
する転写材へ転写させ、第4の画像形成ユニットで形成
された第4のトナー画像を第1、第2及び第3のトナー
画像を有する転写材へ転写させ、第1、第2、第3及び
第4のトナー画像を有する転写材を加熱加圧定着手段へ
搬送し、加熱加圧定着をおこなって、転写材にフルカラ
ー画像又はマルチカラー画像を形成させる画像形成方法
であり、(A)第1の画像形成ユニットにおける第1の
画像形成は、(i)有機光導電層を有する第1の感光体
を帯電する第1の帯電工程、第1の露光工程、第1の現
像スリーブを用いる第1の現像工程を少なくとも含み、
(ii)第1の感光体は直径が20〜80mmであり、第
1の帯電工程において現像スリーブと対向する感光体の
現像領域が絶対値で500〜800Vに帯電された後
に、第1の露光工程による露光により静電荷像が第1の
感光体に形成され、(iii)第1の現像工程において、
第1のトナー及び第1の磁性キャリアを含む二成分系現
像剤が第1の現像スリーブ上で磁気ブラシを形成し、
(iv)第1の感光体と第1の現像スリーブとは、最小間
隙が350〜800μmになるように設置されており、
(v)第1の現像スリーブは、第1の感光体の周速の
1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、二成分系現像
剤の磁気ブラシにより第1の静電荷像を現像して、第1
のトナー画像を第1の感光体に形成し、(B)第2の画
像形成ユニットにおける第2の画像形成は、(i)有機
光導電層を有する第2の感光体を帯電させる第2の帯電
工程、第2の露光工程、第2の現像スリーブを用いる第
2の現像工程を少なくとも含み、(ii)第2の感光体は
直径が20〜80mmであり、第2の帯電工程において
現像スリーブと対向する感光体の現像領域が絶対値で5
00〜800Vに帯電された後に、第2の露光工程によ
る露光により第2の静電荷像が第2の感光体に形成さ
れ、(iii)第2の現像工程において、第2のトナー及
び第2の磁性キャリアを含む二成分系現像剤が第2の現
像スリーブ上で磁気ブラシを形成し、(iv)第2の感光
体と第2の現像スリーブとは、最小間隙が350〜80
0μmになるように設置されており、(v)第2の現像
スリーブは、第2の感光体の周速の1.1〜4.0倍の
周速で回転しながら、二成分系現像剤の磁気ブラシによ
り第2の静電荷像を現像して第2のトナー画像を第2の
感光体に形成し、(C)第3の画像形成ユニットにおけ
る第3の画像形成は、(i)有機光導電層を有する第3
の感光体を帯電させる第3の帯電工程、第3の露光工
程、第3の現像スリーブを用いる第3の現像工程を少な
くとも含み、(ii)第3の感光体は直径が20〜80m
mであり、第3の帯電工程において現像スリーブと対向
する感光体の現像領域が絶対値で500〜800Vに帯
電された後に、第3の露光工程による露光により第3の
静電荷像が第3の感光体に形成され、(iii)第3の現
像工程において、第3のトナー及び第3の磁性キャリア
を含む二成分系現像剤が第3の現像スリーブ上で磁気ブ
ラシを形成し、(iv)第3の感光体と第3の現像スリー
ブとは、最小間隙が350〜800μmになるように設
置されており、(v)第3の現像スリーブは、第3の感
光体の周速の1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、
二成分系現像剤の磁気ブラシにより第3の静電荷像を現
像して第3のトナー画像を第3の感光体に形成し、
(D)第4の画像形成ユニットにおける第4の画像形成
は、(i)アモルファスシリコン又は非晶質シリコン層
を有する第4の感光体を帯電させる第4の帯電工程、第
4の露光工程、第4の現像スリーブを用いる第4の現像
工程を少なくとも含み、(ii)第4の感光体は直径が2
0〜80mmであり、第4の帯電工程において現像スリ
ーブと対向する感光体の現像領域が絶対値で300〜4
50Vに帯電された後に、第4の露光工程により静電荷
像が第4の感光体に形成され、(iii)第4の現像工程
において、第4のトナー及び第4の磁性キャリアを含む
二成分系現像剤が第4の現像スリーブ上で磁気ブラシを
形成し、(iv)第4の感光体と第4の現像スリーブと
は、最小間隙が350〜800μmになるように設置さ
れており、(v)第4の現像スリーブは、第4の感光体
の周速の1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、二成
分系現像剤の磁気ブラシにより第4の静電荷像を現像し
て、第4のトナー画像を第4の感光体に形成し、(E)
第1のトナー、第2のトナー、第3のトナー及び第4の
トナーは、相互に色調が相違しており、且つ、非磁性イ
エロートナー、非磁性マゼンタトナー、非磁性シアント
ナー及び非磁性ブラックトナーからなるグループからそ
れぞれ選択され、(a)非磁性イエロートナー、非磁性
マゼンタトナー、非磁性シアントナー及び非磁性ブラッ
クトナーは負帯電性を有し、それぞれのトナーの重量平
均粒径が4.0〜10.0μmであり、(b)二成分系
現像剤の磁性キャリアの50%体積平均粒径が10〜8
0μmであり、(c)イエロートナーの軟化点をTm
Y、マゼンタトナーの軟化点をTmM、シアントナーの
軟化点をTmC、ブラックトナーの軟化点をTmBkと
したとき、TmY、TmM、TmCがそれぞれ85〜1
10℃であり、TmBkが90〜115℃であり、且
つ、TmBkがTmY、TmM、TmCの最大のものよ
り5℃以上高く、(d)転写材上の未定着トナー量(M
/S)をM/S=0.5mg/cm2とした時の一回定
着後の画像濃度をD0.5で定義し、ブラックトナーの
着色力をD0.5Bkとしたとき、D0.5Bkが1.
0〜1.8であることを特徴とする画像形成方法。 (2)第1の画像形成ユニットで形成された第1のトナ
ー画像を転写材へ転写させ、第2の画像形成ユニットで
形成された第2のトナー画像を第1のトナー画像を有す
る転写材へ転写させ、第3の画像形成ユニットで形成さ
れた第3のトナー画像を第1及び第2のトナー画像を有
する転写材へ転写させ、第4の画像形成ユニットで形成
された第4のトナー画像を第1、第2及び第3のトナー
画像を有する転写材へ転写させ、第1、第2、第3及び
第4のトナー画像を有する転写材を加熱加圧定着手段へ
搬送し、加熱加圧定着をおこなって、転写材にフルカラ
ー画像又はマルチカラー画像を形成させる画像形成装置
であり、(A)第1の画像形成ユニットは、(i)有機
光導電層を有する第1の感光体、第1の帯電手段、第1
の露光手段、第1の現像スリーブを有する第1の現像手
段を少なくとも具備しており、(ii)第1の感光体は直
径が20〜80mmであり、第1の帯電手段により、現
像スリーブと対向する感光体の現像領域が絶対値で50
0〜800Vに帯電された後に、第1の露光手段による
露光により静電荷像が第1の感光体に形成され、(ii
i)第1の現像手段は、第1のトナー及び第1の磁性キ
ャリアを含む二成分系現像剤を有しており、該二成分系
現像剤が第1の現像スリーブ上で磁気ブラシを形成し、
(iv)第1の感光体と第1の現像スリーブとは、最小間
隙が350〜800μmになるように設置されており、
(v)第1の現像スリーブは、第1の感光体の周速の
1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、二成分系現像
剤の磁気ブラシにより第1の静電荷像を現像して、第1
のトナー画像を第1の感光体に形成し、(B)第2の画
像形成ユニットは、(i)有機光導電層を有する第2の
感光体、第2の帯電手段、第2の露光手段、第2の現像
スリーブを有する第2の現像手段を少なくとも具備して
おり、(ii)第2の感光体は直径が20〜80mmであ
り、第2の帯電手段により現像スリーブと対向する感光
体の現像領域が絶対値で500〜800Vに帯電された
後に、第2の露光手段による露光により第2の静電荷像
が第2の感光体に形成され、(iii)第2の現像手段
は、第2のトナー及び第2の磁性キャリアを含む二成分
系現像剤を有しており、該二成分系現像剤が第2の現像
スリーブ上で磁気ブラシを形成し、(iv)第2の感光体
と第2の現像スリーブとは、最小間隙が350〜800
μmになるように設置されており、(v)第2の現像ス
リーブは、第2の感光体の周速の1.1〜4.0倍の周
速で回転しながら、二成分系現像剤の磁気ブラシにより
第2の静電荷像を現像して第2のトナー画像を第2の感
光体に形成し、(C)第3の画像形成ユニットは、
(i)有機光導電層を有する第3の感光体、第3の帯電
手段、第3の露光手段、第3の現像スリーブを有する第
3の現像手段を少なくとも具備しており、(ii)第3の
感光体は直径が20〜80mmであり、第4の帯電手段
により、現像スリーブと対向する感光体の現像領域が絶
対値で500〜800Vに帯電された後に、第3の露光
手段による露光により第3の静電荷像が第3の感光体に
形成され、(iii)第3の現像手段は、第3のトナー及
び第3の磁性キャリアを含む二成分系現像剤を有してお
り、該二成分系現像剤が第3の現像スリーブ上で磁気ブ
ラシを形成し、(iv)第3の感光体と第3の現像スリー
ブとは、最小間隙が350〜800μmになるように設
置されており、(v)第3の現像スリーブは、第3の感
光体の周速の1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、
二成分系現像剤の磁気ブラシにより第3の静電荷像を現
像して第3のトナー画像を第3の感光体に形成し、
(D)第4の画像形成ユニットは、(i)アモルファス
シリコン又は非晶質シリコン層を有する第4の感光体、
第4の帯電手段、第4の露光手段、第4の現像スリーブ
を有する第4の現像手段を少なくとも具備しており、
(ii)第4の感光体は直径が20〜80mmであり、第
4の帯電手段により、現像スリーブと対向する感光体の
現像領域が絶対値で300〜450Vに帯電された後
に、第4の露光手段により静電荷像が第4の感光体に形
成され、(iii)第4の現像手段は、第4のトナー及び
第4の磁性キャリアを含む二成分系現像剤が第4の現像
スリーブ上で磁気ブラシを形成し、(iv)第4の感光体
と第4の現像スリーブとは、最小間隙が350〜800
μmになるように設置されており、(v)第4の現像スリ
ーブは、第4の感光体の周速の1.1〜4.0倍の周速
で回転しながら、二成分系現像剤の磁気ブラシにより第
4の静電荷像を現像して、第4のトナー画像を第4の感
光体に形成し、(E)第1のトナー、第2のトナー、第
3のトナー及び第4のトナーは、相互に色調が相違して
おり、且つ、非磁性イエロートナー、非磁性マゼンタト
ナー、非磁性シアントナー及び非磁性ブラックトナーか
らなるグループからそれぞれ選択され、(a)非磁性イ
エロートナー、非磁性マゼンタトナー、非磁性シアント
ナー及び非磁性ブラックトナーは負帯電性を有し、それ
ぞれのトナーの重量平均粒径が4.0〜10.0μmで
あり、(b)二成分系現像剤の磁性キャリアの50%体
積平均粒径が10〜80μmであり、(c)イエロート
ナーの軟化点をTmY、マゼンタトナーの軟化点をTm
M、シアントナーの軟化点をTmC、ブラックトナーの
軟化点をTmBkとしたとき、TmY、TmM、TmC
がそれぞれ85〜110℃であり、TmBkが90〜1
15℃であり、且つ、TmBkがTmY、TmM、Tm
Cの最大のものより5℃以上高く、(d)転写材上の未
定着トナー量(M/S)をM/S=0.5mg/cm2
とした時の一回定着後の画像濃度をD0.5で定義し、
ブラックトナーの着色力をD0.5Bkとしたとき、D
0.5Bkが1.0〜1.8であることを特徴とする画
像形成装置。
【0024】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【0025】本発明の画像形成方法および画像形成装置
は、イエロー、マゼンタ、シアンのカラートナー画像を
形成する画像形成ユニットにおいては、感光体として有
機光導電層を有する感光体(以下、「OPC感光体」と
もいう)を用い、現像剤としてイエロー、マゼンタ、シ
アンの負帯電性非磁性トナーと磁性キャリアからなる二
成分系現像剤を用い、一方、ブラックトナー画像を形成
する画像形成ユニットにおいては、感光体としてアモル
ファスシリコン又は非晶質シリコン層を有する感光体
(以下、「a−Si感光体」ともいう)を用い、現像剤
としてブラックの負帯電性非磁性トナーと磁性キャリア
からなる二成分磁性現像剤を用いることを特徴とする。
【0026】本発明においては、a−Si感光体とOP
C感光体を用いるタンデム型フルカラー複写機を提供す
るものである。タンデム型のシステムを用いることによ
り、感光体の移動速度(プロセススピード)を大きくす
ることなく、且つ小型化可能な、高速のフルカラーシス
テムを達成することができる。また、1ドラムの固定現
像系に比べ暗減衰による各現像装置位置での電位差がな
いため、濃度制御を行いやすい。また、大径のa−Si
感光体を用いる時の再転写による濃度ダウン、ボソとい
う問題や、大径ドラム製造上の問題点である特性むらを
排除することができる。以下に図を用いて本発明の画像
形成方法に関して説明するがこれは本発明をなんら限定
するものではない。
【0027】図1は本発明の画像形成方法を実施した画
像形成装置である、電子写真方式のフルカラー機の一つ
の実施の形態の概略構成図である。
【0028】図1において、ABCDの各ステーション
は、フルカラー画像のそれぞれイエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの画像を形成する画像形成ユニットを示
すがステーションの色順については一切問わない。以下
の説明において、例えば一次帯電装置21とあれば、A
BCD各ステーションにおける一次帯電装置21A、2
1B、1C、21D指すものとする。
【0029】それぞれのステーションにおいて、画像形
成は次のように行われる。
【0030】まず、感光体である感光ドラム4を回転自
在に設け、帯電手段である一次帯電装置21で該感光ド
ラム4を一様に帯電し、次に、露光手段である、例えば
レーザのような発光素子22によって情報信号を露光し
て静電潜像を形成し、現像スリーブを有する現像手段で
ある、現像装置9で現像してトナー画像を形成させる。
次に該トナー画像は、転写帯電装置23により転写紙搬
送シート27により搬送された転写紙24に転写され
る。
【0031】転写紙24は各ステーションでイエロート
ナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラック
トナー像が順に重ね転写される。
【0032】この4色の各トナー像が積層された転写紙
24は、加熱加圧定着手段である定着装置25で熱と圧
力とにより混色及び定着され、フルカラー像として装置
外に排出される。
【0033】また、感光ドラム4上の転写残トナーはク
リーニング装置26により除去される。
【0034】本発明においては、OPCの感光体を用い
るカラートナー画像形成ユニットとa−Si感光体を用
いるブラックトナー画像形成ユニットからなるタンデム
型フルカラー複写機を提供するものである。 <1>本発明における画像形成ユニット 本発明の画像形成方法を用いた画像形成装置は、図1に
示すように画像形成ユニットを4つ有するタンデム型の
カラー画像形成装置であって、負帯電性の非磁性トナー
および磁性キャリアを含む二成分系現像法式の系におい
て、ブラックトナー画像を形成する画像形成ユニットに
は直径が20〜80mmのa−Si感光体を用い、帯電
工程において現像領域を300〜450Vに帯電する。
イエロー、マゼンタ、シアンのカラートナー画像を形成
する画像形成ユニットには、直径が20〜80mmのO
PC感光体を用い、帯電工程において現像領域を500
〜800Vに帯電する。
【0035】二成分現像剤のトナーとして、重量平均粒
径が4.0〜10.0μmの負帯電性の非磁性トナーで
あって、ブラックトナーの軟化点(TmBk)が90〜
115℃であり、且つイエロー、マゼンタ、シアンの軟
化点(TmY、TmM、TmC)がそれぞれ85〜11
0℃であり、TmBkがTmY、TmM、TmCの最大
のものより5℃以上高く、ブラックトナーの着色力を、
転写材上の未定着トナー量(M/S)をM/S=0.5
mg/cm2としたときの通常一回定着後の各色の画像
濃度(D0.5Bk)が1.0〜1.8となるトナーを
用い、現像キャリアとしては、50%体積平均粒径が1
0〜80μmを用いることにより、耐久性に優れ、画像
濃度を高く高画質な画像を得ることが可能となる。
【0036】感光体径が20mmより小さい場合、帯電
幅が制限を受ける傾向がある。感光体上の表面電位(帯
電電位)は帯電装置能力、高圧リークを考えると、十分
な帯電電位を与えることができず、高速のフルカラー複
写機への展開において、高画質な画像を得ることができ
ないことがある。また、現像スリーブとのニップが小さ
くなるため、現像領域が下がり、濃度の低下を招きやす
い。逆に、感光体の径が80mmより大きい場合、帯電
電位は十分に得られ、濃度は十分に得られるが、転写時
において、前の画像形成ユニットで形成された転写材上
のトナー画像またはトナーの一部が感光体に再転写し易
くなってしまう。そのため、トナー消費量アップ、転写
時ボソ抜け等が発生しやすい。特に第4ステーションで
の画像形成を行う場合、第1ステーションの画像は第
2、第3、第4ステーションで再転写が生じるため画像
濃度維持やボソ抜けに厳しくなる。さらに、大径の感光
体を用いる場合装置の大型化してしまうという欠点もあ
る。
【0037】OPC感光体の帯電については、現像スリ
ーブと対向する現像領域での感光体の表面電位が絶対値
で500〜800Vであることが望ましい。表面電位が
絶対値で500Vより小さい場合、画像濃度を十分に得
ることができない傾向がある。一方、絶対値で800V
より大きい場合、感光体の削れが増加し耐久寿命が短く
なる傾向がある。また消費電力の増大するため好ましく
ない。
【0038】a−Si感光体の帯電については、現像ス
リーブと対向する現像領域での感光体の表面電位の絶対
値が300〜450Vであることが望ましい。表面電位
が絶対値で300Vより小さい場合、画像濃度を十分に
得ることができない傾向がある。絶対値で450Vより
大きい場合、二成分の現像方式において、感光体の電位
ムラによる濃度むら、ドラムゴースト等の感光体の欠陥
を拾い易くなるため、画像欠陥が発生し易くなる傾向に
あるため好ましくない。
【0039】本発明では、画像形成ユニットにおいて、
感光体と現像スリーブとの最小間隙が350〜800μ
mになるように設置し、且つ現像スリーブを感光体の周
速の1.1〜4.0倍の周速で回転しながら二成分系現
像剤の磁気ブラシにより現像を行うことによって、感光
体表面へのトナーの融着が発生せず、画像濃度が十分に
得られ、トナー劣化に関しても有効であり、且つ、ドッ
トの再現性がよい画像を安定して得られることがわかっ
た。
【0040】感光体と現像スリーブとの最小間隙(SD
ギャップ)が350μmより小さい場合、間隙でのシェ
アが大きくなり、その結果、感光体上に融着がおきやす
くなる。逆に800μmより大きい場合、トナー飛翔距
離が長くなりトナーが感光体に到達できにくくなり十分
な画像濃度を得ることができない。
【0041】また、現像スリーブを感光体の周速の1.
1倍より小さい周速で回転しながら二成分系現像剤の磁
気ブラシにより現像を行う場合、現像に必要なトナーを
供給でき難くなるため十分な画像濃度を得ることができ
ない。一方、現像スリーブを感光体の周速の4.0倍よ
り大きい周速で回転する場合、現像装置内でのシェアが
大きくなり、トナー、磁性キャリアとも劣化が激しくな
り、連続使用後の濃度ダウンが顕著に現れる傾向があ
る。 (a)本発明におけるOPC感光体 本発明におけるカラートナー画像形成ユニットに用いる
OPC感光体について以下に説明する。
【0042】本発明で用いるOPC感光体は、基板と、
該基板上に少なくとも有機光導電層及び表面層を有し、
該表面層が架橋構造を有することが好ましい。タンデム
型の画像形成装置のカラートナー画像形成ユニットの感
光体として該OPC感光体を用い、ブラックトナー画像
形成ユニットの感光体としてアモルファスシリコン感光
体を用いる組み合わせにより長寿命の安定した画像形成
装置を提供できる。
【0043】OPC感光体の基板としてはアルミニウ
ム、ステンレス等の導電性を有する金属等が挙げられ
る。OPC感光体の表面層は、製膜性のある熱可塑性樹
脂または硬化性の樹脂及び材料、さらにはそれらの混合
物から形成される。またプラズマCVD等により気相か
ら製膜する場合もある。電気的特性を維持するために電
荷移動材料や抵抗調整材料を、また機械的特性を向上さ
せるために有機・無機の微粒子等を加えることも好まし
い。
【0044】前記熱可塑性の樹脂としては、ポリエステ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメタクリル
酸エステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリイミド、
ポリアリレートなどが挙げられる。
【0045】硬化性の樹脂としては、有機の反応性基を
有するモノマーやオリゴマー、複数の反応性基を有する
ポリマーが挙げられ、金属アルコキシドやコロイダルシ
リカ等のゾルーゲル反応を利用したものも挙げられる。
硬化性の材料としては、不飽和二重結合を有するエチレ
ン性二重結合基としてアクリル基やビニル基、またエポ
キシ基、イソシアネート、水酸基、フェノール性水酸
基、アミノ基、メルカプト基、メラミン、アルコキシシ
ラン等を有する化合物が挙げられる。硬化には熱や紫外
線、電子線などの各種電磁波が用いられ、硬化を促進す
るために、各種硬化剤を添加することも有効である。
【0046】電気特性を維持するために用いられる電荷
移動材料としては、トリアリールアミン系化合物、ヒド
ラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン系化合
物、オキサゾール系化合物、トリアリルメタン系化合物
及びチアゾール系化合物などが挙げられる。
【0047】電気特性を維持するために用いられる抵抗
調整材料としては、導電性金属酸化物微粒子、導電性高
分子、イオン性界面活性剤、金属塩など各種塩類等が挙
げられる。
【0048】導電性金属酸化物微粒子としては、酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化イン
ジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウ
ム、アンチモンをドープした酸化スズ及び酸化ジルコニ
ウムなどの微粒子の中から1種または2種以上を混合し
て用いることができる。
【0049】表面滑り性を付与する目的で、四フッ化エ
チレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、六フッ化塩化
エチレンプロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビ
ニリデン樹脂、二フッ化二塩化エチレン樹脂、シロキサ
ン樹脂及びこれらの共重合体の中から1種あるいは2種
以上を適宜選択して、添加し、分散することも好まし
い。
【0050】表面層中に接着性及び耐候性を向上させる
目的でカップリング剤及び酸化防止剤などの添加物を加
えてもよい。
【0051】表面層を設ける方法としては、成形用のコ
ンパウンドとして使用する際には、既知の成形方法、例
えば押出し成形、モールディング、射出成形等を使用し
て皮膜形態として用いられる。また、溶媒を使用して塗
布により皮膜が形成されても良く、本発明の組成物を好
適な溶媒に溶解した後、バー塗布、スピンコーティン
グ、ディップ塗布、ロール塗布、アプリケーター塗布、
ソバースロールコーティング法、グラビアロールコーテ
ィング法、スプレー塗布法、静電塗布法、カーテンコー
ト法などの周知の塗布方法によって成膜されても良い。
またスパッタリングやプラズマCVD法によりケイ素、
炭素、フッ素などを含有する無機表面層を形成すること
も可能である。
【0052】表面層の膜厚は、好ましくは15μm以
下、より好ましくは7μm以下である。
【0053】有機光導電層と表面層の間に平滑性や耐久
性を向上する目的で中間層を設けてもよい。中間層に用
いる結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポ
キシ樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニ
ルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ス
チレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリル共重
合体、セルロース、カゼイン及びゼラチンなどが挙げら
れる。
【0054】中間層の膜厚は、好ましくは0.01〜1
0μm、より好ましくは0.1〜3μmである。
【0055】また、中間層にはこの他に酸化防止剤、導
電性材料、紫外線吸収剤及び界面活性剤などが含有され
てもよい。
【0056】(b)本発明におけるa−Si感光体 本発明におけるブラックトナー画像形成ユニットに用い
るa−Si感光体について以下に説明する。
【0057】図2は、本発明におけるa−Si感光体の
層構成を説明するための模式的構成図である。
【0058】図2(a)に示すa−Si感光体1100
は、感光体用としての導電性支持体1101の上に、感
光層1102が設けられている。該感光層1102はa
−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層11
03で構成されている。
【0059】図2(b)は、本発明の画像形成装置用感
光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。図2(b)に示す画像形成装置用感光体1100
は、感光体用としての導電性支持体1101の上に、感
光層1102が設けられている。該感光層1102はa
−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層11
03と、アモルファスシリコン系表面層1104とから
構成されている。
【0060】図2(c)は、本発明の画像形成装置用感
光体の他の層構成を説明するための模式的構成図であ
る。図2(c)に示す画像形成装置用感光体1100
は、感光体用としての導電性支持体1101の上に、感
光層1102が設けられている。該感光層1102はa
−Si:H,Xからなり光導電性を有する光導電層11
03と、アモルファスシリコン系表面層1104と、ア
モルファスシリコン系電荷注入阻止層1105とから構
成されている。
【0061】図2(d)は、本発明の画像形成装置用感
光体のさらに他の層構成を説明するための模式的構成図
である。図2(d)に示す画像形成装置用感光体110
0は、感光体用としての導電性支持体1101の上に、
感光層1102が設けられている。該感光層1102は
光導電層1103を構成するa−Si:H、Xからなる
電荷発生層1106ならびに電荷輸送層1107と、ア
モルファスシリコン系表面層1104とから構成されて
いる。
【0062】a−Si:Hを用いた画像形成装置用感光
体は、一般的には、導電性支持体を50〜400℃に加
熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イ
オンプレーティング法、熱CVD法、光CVD法、プラ
ズマCVD法(以下、「PCVD法」と称する)等の成
膜法によりa−Siからなる光導電層を形成する。なか
でもPCVD法、すなわち、原料ガスを直流または高周
波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持
体上にa−Si堆積膜を形成する方法が好適である。 <導電性支持体>本発明において使用される導電性支持
体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導
電性支持体としては、Al、Feなどの周知の金属、お
よびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。
また、合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラ
ミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも感光層を形成
する側の表面を導電処理した支持体も用いることができ
る。
【0063】本発明に於いて使用される導電性支持体1
101の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状また
は板状無端ベルト状でもよい。
【0064】特にレーザ光などの可干渉性光を用いて像
記録を行う場合には、可視画像において現われる、いわ
ゆる干渉縞模様による画像不良をより効果適に解消する
ために、帯電キャリアの減少が実質的にない範囲で導電
性支持体1101の表面に凹凸を設けてもよい。支持体
1101の表面に設けられる凹凸は、特開昭60−16
8156号公報、特開昭60−178457号公報、特
開昭60−225854号公報等に記載された公知の方
法により作成できる。
【0065】また、レーザ光などの可干渉光を用いた場
合の干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する
別の方法として、帯電キャリアの減少が実質的にない範
囲で導電性支持体1101の表面に複数の球状痕跡窪み
による凹凸形状を設けてもよい。即ち、導電性支持体1
101の表面が画像形成装置用感光体1100に要求さ
れる解像力よりも微少な凹凸を有し、しかも該凹凸は、
複数の球状痕跡窪みによるものである。導電性支持体1
101の表面に設けられる複数の球状痕跡窪みによる凹
凸は、特開昭61−231561号公報に記載された公
知の方法により作成できる。
【0066】又、レーザ光等の可干渉光を用いた場合の
干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消するさら
に別の方法として、感光層1102内、或いは該層11
02の下側に光吸収層等の干渉防止層或いは領域を設け
ても良い。 <光導電層>本発明に於いて、その目的を効果的に達成
するために導電性支持体1101上、必要に応じて下引
き層(不図示)上に形成され、感光層1102の一部を
構成するのが好ましい光導電層1103は、真空堆積膜
形成方法によって、所望特性が得られるように適宜成膜
パラメーターの数値条件が設定されて作成される。具体
的には、例えばグロー放電法(低周波CVD法、高周波
CVD法またはマイクロ波CVD法等の交流放電CVD
法、あるいは直流放電CVD法等)、スパッタリング
法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、光CVD
法、熱CVD法などの数々の薄膜堆積法によって形成す
ることができる。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設
備資本投資下の負荷程度、製造規模、作成される画像形
成装置用感光体に所望される特性等の要因によって適宜
選択されて採用されるが、所望の特性を有する画像形成
装置用感光体を製造するに当たっての条件の制御が比較
的容易であることからしてグロー放電法が好適である。
【0067】グロー放電法によって光導電層1103を
形成するには、基本的にはシリコン原子(Si)を供給
し得るSi供給用の原料ガスと、水素原子(H)を供給
し得るH供給用の原料ガスまたは/及びハロゲン原子
(X)を供給し得るX供給用の原料ガスを、内部が減圧
にし得る反応容器内に所望のガス状態で導入して、該反
応容器内にグロー放電を生起させ、あらかじめ所定の位
置に設置されてある所定の導電性支持体1101上にa
−Si:H,Xからなる層を形成すればよい。
【0068】また、本発明において光導電層1103中
に水素原子または/及びハロゲン原子が含有されること
が好ましいが、これはシリコン原子の未結合手を補償
し、層品質の向上、特に光導電性および電荷保持特性を
向上させるために必須不可欠であるからである。よって
水素原子またはハロゲン原子の含有量、または水素原子
とハロゲン原子の和の量はシリコン原子と水素原子また
は/及びハロゲン原子の和に対して10〜30原子%、
より好ましくは15〜25原子%とされるのが望まし
い。
【0069】本発明において使用されるSi供給用ガス
となり得る物質としてはガス状態の、またはガス化し得
る水素化珪素(シラン類)が有効に使用されるものとし
て挙げられ、更に層作成時の取り扱い易さ、Si供給効
率の良さ等の点でSiH4、Si26が好ましいものと
して挙げられる。
【0070】そして、形成される光導電層1103中に
水素原子を構造的に導入し、水素原子の導入割合の制御
をいっそう容易になるように図り、本発明の目的を達成
する膜特性を得るために、これらのガスに更にH2およ
び/またはHeあるいは水素原子を含む珪素化合物のガ
スも所望量混合して層形成することが好ましい。また、
各ガスは単独種のみでなく所定の混合比で複数種混合し
ても差し支えないものである。
【0071】また本発明において使用されるハロゲン原
子供給用の原料ガスとして有効なのは、たとえばハロゲ
ンガス、ハロゲン化物、ハロゲンをふくむハロゲン間化
合物、ハロゲンで置換されたシラン誘導体等のガス状の
またはガス化し得るハロゲン化合物が好ましく挙げられ
る。また、さらにはシリコン原子とハロゲン原子とを構
成要素とするガス状のまたはガス化し得る、ハロゲン原
子を含む水素化珪素化合物も有効なものとして挙げるこ
とができる。
【0072】光導電層1103中に含有される水素原子
または/及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば
支持体1101の温度、水素原子または/及びハロゲン
原子を含有させるために使用される原料物質の反応容器
内へ導入する量、放電電力等を制御すればよい。
【0073】本発明においては、光導電層1103には
必要に応じて伝導性を制御する原子を含有させることが
好ましい。伝導性を制御する原子は、光導電層1103
中に万偏なく均一に分布した状態で含有されても良い
し、あるいは層厚方向には不均一な分布状態で含有して
いる部分があってもよい。
【0074】前記伝導性を制御する原子としては、半導
体分野における、いわゆる不純物を挙げることができ、
周知の如く、p型伝導特性を与える周期律表3b族に属
する原子(第3b族原子)またはn型伝導特性を与える
周期律表5b族に属する原子(第5b族原子)を用いる
ことができる。
【0075】また、これらの伝導性を制御する原子導入
用の原料物質を必要に応じてH2および/またはHeに
より希釈して使用してもよい。
【0076】さらに本発明においては、光導電層110
3に炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素原
子を含有させることも有効である。炭素原子及び/また
は酸素原子及び/または窒素原子は、光導電層中に万遍
なく均一に含有されても良いし、光導電層の層厚方向に
含有量が変化するような不均一な分布をもたせた部分が
あっても良い。
【0077】本発明において、光導電層1103の層厚
は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等
の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは2
0〜50μm、より好ましくは23〜45μm、最適に
は25〜40μmとされるのが望ましい。
【0078】本発明の目的を達成し、所望の膜特性を有
する光導電層1103を形成するために、Si供給用の
ガスと希釈ガスとの混合比、反応容器内のガス圧、放電
電力ならびに導電性支持体温度を適宜設定することがで
きる。
【0079】なお、前記の各条件は、通常は独立的に別
々に決められるものではなく、所望の特性を有する感光
体を形成すべく相互的且つ有機的関連性に基づいて最適
値を決めるのが望ましい。 <表面層>本発明においては、上述のようにして導電性
支持体1101上に形成された光導電層1103の上
に、更に表面層1104を形成することが好ましい。こ
の表面層1104は主に耐湿性、連続繰り返し使用特
性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において本発
明の目的を達成するために設けられる。
【0080】表面層1104は、アモルファスシリコン
(a−Si)系の材料や、例えば、水素原子(H)及び
/またはハロゲン原子(X)を含有し、更に炭素原子を
含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiC:
H,X」と表記する)、水素原子(H)及び/またはハ
ロゲン原子(X)を含有し、更に酸素原子を含有するア
モルファスシリコン(以下「a−SiO:H,X」と表
記する)、水素原子(H)及び/またはハロゲン原子
(X)を含有し、更に窒素原子を含有するアモルファス
シリコン(以下「a−SiN:H,X」と表記する)、
水素原子(H)及び/またはハロゲン原子(X)を含有
し、更に炭素原子、酸素原子、窒素原子の少なくとも一
つを含有するアモルファスシリコン(以下「a−SiC
ON:H,X」と表記する)等の材料が好適に用いられ
る。
【0081】本発明に於いて、その目的を効果的に達成
するために、表面層1104は真空堆積膜形成方法によ
って、所望特性が得られるように適宜成膜パラメーター
の数値条件が設定されて作成される。具体的には、例え
ばグロー放電法(低周波CVD法、高周波CVD法また
はマイクロ波CVD法等の交流放電CVD法、あるいは
直流放電CVD法等)、スパッタリング法、真空蒸着
法、イオンプレーティング法、光CVD法、熱CVD法
などの数々の薄膜堆積法によって形成することができ
る。これらの薄膜堆積法は、製造条件、設備資本投資下
の負荷程度、製造規模、作成される画像形成装置用感光
体に所望される特性等の要因によって適宜選択されて採
用されるが、感光体の生産性から光導電層と同等の堆積
法によることが好ましい。
【0082】例えば、グロー放電法によってa−Si
C:H,Xよりなる表面層1104を形成するには、基
本的にはシリコン原子(Si)を供給し得るSi供給用
の原料ガスと、炭素原子(C)を供給し得るC供給用の
原料ガスと、水素原子(H)を供給し得るH供給用の原
料ガスまたは/及びハロゲン原子(X)を供給し得るX
供給用の原料ガスを、内部を減圧にし得る反応容器内に
所望のガス状態で導入して、該反応容器内にグロー放電
を生起させ、あらかじめ所定の位置に設置された光導電
層1103を形成した支持体1101上にa−SiC:
H,Xからなる層を形成すればよい。
【0083】表面層をa−SiCを主成分として構成す
る場合の炭素量は、シリコン原子と炭素原子の和に対し
て30〜90%の範囲が好ましい。
【0084】また、本発明において表面層1104中に
水素原子または/及びハロゲン原子が含有されることが
必要であるが、これはシリコン原子の未結合手を補償
し、層品質の向上、特に光導電性特性および電荷保持特
性を向上させるために必須不可欠である。水素含有量
は、構成原子の総量に対して通常の場合30〜70原子
%、好適には35〜65原子%、最適には40〜60原
子%とするのが望ましい。また、弗素原子の含有量とし
て、通常の場合は0.01〜15原子%、好適には0.
1〜10原子%、最適には0.6〜4原子%とされるの
が望ましい。
【0085】表面層内の欠陥(主にシリコン原子や炭素
原子のダングリングボンド)は、例えば自由表面から光
導電層への電荷の注入による帯電特性の劣化、使用環
境、例えば高い湿度のもとで表面構造が変化することに
よる帯電特性の変動、更にコロナ帯電時や光照射時に光
導電層により表面層に電荷が注入され、前記表面層内の
欠陥に電荷がトラップされることによる繰り返し使用時
の残像現象の発生等、画像形成装置用感光体としての特
性に悪影響を及ぼすことが知られている。
【0086】表面層内の水素含有量を30原子%以上に
制御することで前記表面層内の欠陥が大幅に減少し、電
気的特性面及び高速連続使用性の向上を図ることができ
る。一方、前記表面層中の水素含有量が70原子%を超
えると表面層の硬度が低下により耐久性が低下する。
【0087】また、表面層中の弗素含有量を0.01原
子%以上の範囲に制御することで表面層内のシリコン原
子と炭素原子の結合の発生をより効果的に達成すること
が可能となる。さらに、表面層中の弗素原子の働きとし
て、コロナ等のダメージによるシリコン原子と炭素原子
の結合の切断を効果的に防止することができる。一方、
表面層中の弗素含有量が15原子%を超えると表面層内
のシリコン原子と炭素原子の結合の発生の効果およびシ
リコン原子と炭素原子の結合の切断を防止する効果がほ
とんど認められなくなる。さらに、過剰の弗素原子が表
面層中のキャリアの走行性を阻害するため、残留電位や
画像メモリーが顕著に認められてくる。
【0088】表面層中の弗素含有量や水素含有量は、H
2ガスの流量、導電性支持体温度、放電パワー、ガス圧
等によって制御し得る。
【0089】本発明に於ける表面層1104の層厚とし
ては、通常0.01〜3μm、好適には0.05〜2μ
m、最適には0.1〜1μmとされるのが望ましいもの
である。層厚が0.01μmよりも薄いと感光体を使用
中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、3μ
mを越えると残留電位の増加等の電子写真特性の低下が
みられる。
【0090】本発明による表面層1104は、その要求
される特性が所望通りに与えられるように注意深く形成
される。即ち、Si、C及び/またはN及び/または
O、H及び/またはXを構成要素とする物質はその形成
条件によって構造的には結晶からアモルファスまでの形
態を取り、電気物性的には導電性から半導体性、絶縁性
までの間の性質を、又、光導電的性質から非光導電的性
質までの間の性質を各々示すので、本発明においては、
目的に応じた所望の特性を有する化合物が形成される様
に、所望に従ってその形成条件の選択が厳密になされ
る。
【0091】例えば、表面層1104を耐圧性の向上を
主な目的として設けるには、使用環境に於いて電気絶縁
性的挙動の顕著な非単結晶材料として作成される。
【0092】又、連続繰り返し使用特性や使用環境特性
の向上を主たる目的とする場合には、上記の電気絶縁性
の度合はある程度緩和され、照射される光に対して有る
程度の感度を有する非単結晶材料として形成される。
【0093】更に、表面層1104の低抵抗による画像
流れを防止し、或いは残留電位等の影響を防止する為
に、一方では帯電効率を良好にする為に、層作成に際し
て、その抵抗値を適宜に制御する事が好ましい。
【0094】さらに本発明に於いては、光導電層と表面
層の間に、炭素原子、酸素原子、窒素原子の含有量を表
面層より減らしたブロッキング層(下部表面層)を設け
ることも帯電能等の特性を更に向上させるためには有効
である。
【0095】また表面層1104と光導電層1103と
の間に炭素原子及び/または酸素原子及び/または窒素
原子の含有量が光導電層1103に向かって減少するよ
うに変化する領域を設けても良い。これにより表面層と
光導電層の密着性を向上させ、界面での光の反射による
干渉の影響をより少なくすることができる。 <電荷注入阻止層>本発明の画像形成装置用感光体にお
いては、導電性支持体と光導電層との間に、導電性支持
体側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻
止層を設けるのがいっそう効果的である。すなわち、電
荷注入阻止層は感光層が一定極性の帯電処理をその自由
表面に受けた際、導電性支持体側より光導電層側に電荷
が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電
処理を受けた際にはそのような機能は発揮されない、い
わゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与
するために、電荷注入阻止層には伝導性を制御する原子
を光導電層に比べ比較的多く含有させる。
【0096】該層に含有される伝導性を制御する原子
は、該層中に万偏なく均一に分布されても良いし、ある
いは層厚方向には万偏なく含有されてはいるが、不均一
に分布する状態で含有している部分があってもよい。分
布濃度が不均一な場合には、支持体側に多く分布するよ
うに含有させるのが好適である。
【0097】しかしながら、いずれの場合にも支持体の
表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏なく
含有されることが面内方向における特性の均一化をはか
る点からも必要である。
【0098】電荷注入阻止層に含有される伝導性を制御
する原子としては、半導体分野における、いわゆる不純
物を挙げることができ、p型伝導特性を与える周期律表
第3b族原子またはn型伝導特性を与える周期律表第5
b族原子を用いることができる。
【0099】本発明において電荷注入阻止層中に含有さ
れる伝導性を制御する原子の含有量としては、本発明の
目的が効果的に達成できるように所望にしたがって適宜
決定される。
【0100】さらに、電荷注入阻止層には、炭素原子、
窒素原子及び酸素原子の少なくとも一種を含有させるこ
とによって、該電荷注入阻止層に直接接触して設けられ
る他の層との間の密着性の向上をよりいっそう図ること
ができる。
【0101】該層に含有される炭素原子または窒素原子
または酸素原子は該層中に万偏なく均一に分布されても
良いし、あるいは層厚方向には万偏なく含有されてはい
るが、不均一に分布する状態で含有している部分があっ
てもよい。しかしながら、いずれの場合にも導電性支持
体の表面と平行面内方向においては、均一な分布で万偏
なく含有されることが面内方向における特性の均一化を
はかる点からも必要である。
【0102】本発明における電荷注入阻止層の全層領域
に含有される炭素原子及び/または窒素原子および/ま
たは酸素原子の含有量は、帯電性、作製時の安定性を考
えて適宜決定される。
【0103】また、本発明における電荷注入阻止層に含
有される水素原子および/またはハロゲン原子は層内に
存在する未結合手を補償し膜質の向上に効果を奏する。
【0104】本発明において、電荷注入阻止層の層厚は
所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等
の点から好ましくは0.1〜5μm、より好ましくは
0.3〜4μm、最適には0.5〜3μmとされるのが
望ましい。
【0105】本発明において電荷注入阻止層を形成する
には、前述の光導電層を形成する方法と同様の真空堆積
法が採用される。
【0106】このほかに、本発明の画像形成装置用感光
体においては、感光層1102の前記導電性支持体11
01側に、少なくともアルミニウム原子、シリコン原
子、水素原子または/及びハロゲン原子が層厚方向に不
均一な分布状態で含有する層領域を有することが望まし
い。
【0107】また、本発明の画像形成装置用感光体に於
いては、導電性支持体1101と光導電層1103ある
いは電荷注入阻止層1105との間の密着性の一層の向
上を図る目的で、例えば、Si34、SiO2、Si
O、あるいはシリコン原子を母体とし、水素原子及び/
またはハロゲン原子と、炭素原子及び/または酸素原子
及び/または窒素原子とを含む非晶質材料等で構成され
る密着層を設けても良い。
【0108】更に、前述のごとく、支持体からの反射光
による干渉模様の発生を防止するための光吸収層を設け
ても良い。
【0109】これらの電荷注入阻止層、光導電層、表面
層等を順次積層し、正帯電又は負帯電の感光体を作製す
る。 <本発明におけるa−Si感光体の製造方法>上記のa
−Si感光体は、周知のCVD装置を使用して作成され
る。
【0110】図3に、RF帯を用いた高周波プラズマC
VD法(「RF−PCVD」と称する)の装置の一例を
示す。この装置は大別すると、堆積装置(2100)、
原料ガスの供給装置(2200)、反応容器(211
1)内を減圧にするための排気装置(図示せず)から構
成されている。堆積装置(2100)中の反応容器(2
111)内には円筒状支持体(2112)、支持体加熱
用ヒーター(2113)、原料ガス導入管(2114)
が設置され、更に高周波マッチングボックス(211
5)が接続されている。
【0111】原料ガス供給装置(2200)は、SiH
4、H2、CH4、B26、PH3等の原料ガスのボンベ
(2221〜2226)とバルブ(2231〜223
6、2241〜2246、2251〜2256)および
マスフローコントローラー(2211〜2216)から
構成され、各原料ガスのボンベはバルブ(2260)を
介して反応容器(2111)内のガス導入管(211
4)に接続されている。
【0112】また、図4に、VHF帯を用いた高周波プ
ラズマCVD法(「VHF−PCVD」と称する)の装
置の一例を示す。この装置は図3の堆積装置(210
0)を図4に示す堆積装置(3100)に交換して原料
ガス供給装置(2200)と接続することにより、VH
F−PCVD法による製造装置とした例である。この装
置は大別すると、真空気密化構造を成した減圧にし得る
反応容器(3111)、原料ガスの供給装置(220
0)、および反応容器内を減圧にするための排気装置
(不図示)から構成されている。反応容器(3111)
内には円筒状支持体(3112)、導電性支持体加熱用
ヒーター(3113)、原料ガス導入管(3114)、
電極が設置され、電極には更に高周波マッチングボック
ス(3120)が接続されている。また、反応容器(3
111)内は排気管(3121)を通じて不図示の拡散
ポンプに接続されている。また、円筒状の導電性支持体
(3112)によって取り囲まれた空間(3130)が
放電空間を形成している。(c)本発明における二成分
系現像装置画像形成ユニットにおいて用いる現像装置
は、磁気ブラシを構成する二成分系現像方式であれば特
に制限はなく、通常の現像装置を用いることができる。
【0113】図5に、画像形成ユニットに用いる現像装
置の一例を示す。
【0114】図5において、感光ドラム4と対向して配
置された現像装置9は、現像容器8、現像剤搬送手段と
しての現像スリーブ3、現像剤の溜まり部5を規制する
現像剤返し部材1、及び現像剤の穂高規制部材のとして
のブレード2を有している。現像装置9の内部は垂直方
向に延在する隔壁6によって現像室(第1室)13と撹
拌室(第2室)14とに区画され、隔壁6の上方部は開
放されている。現像室13及び撹拌室14には、非磁性
トナーと磁性キャリアを含む二成分系現像剤が収容され
ており、現像室13で余分となった二成分系現像剤は撹
拌室14側に回収される。
【0115】現像室13及び撹拌室14には、それぞれ
第1及び第2撹拌スクリュー11、12が配置されてい
る。
【0116】現像装置9の現像室13は、感光ドラム4
に対面した現像領域に相当する位置が開口しており、こ
の開口部に一部露出するようにして現像スリーブ3が回
転可能に配置されている。現像スリーブ3は非磁性材料
で構成され、現像動作時には図示矢印方向に回転し、そ
の内部には磁界発生手段である磁石(マグネットロー
ラ)10が固定されている。現像スリーブ3はブレード
2によって層厚規制にされた2成分系現像剤の層を担持
搬送し、感光ドラム4と対向する現像領域で現像剤を感
光ドラム4に供給して潜像を現像する。現像効率を向上
させるために、現像スリーブ3には電源15から、例え
ば直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアス電圧が
印加される。
【0117】現像装置9は、上記構成により、撹拌スク
リュー11、12によって現像スリーブ3の表面に供給
された二成分系現像剤を、マグネットローラ10の磁力
にて磁気ブラシの状態で保持し、これを現像スリーブ3
の回転に基づいて感光ドラム4との対向部(現像領域)
に搬送すると共に、現像剤返し部材1及びブレード2
で、磁気ブラシを穂切りして現像領域に搬送される現像
剤量を適正に維持する。
【0118】更に説明すると、このような現像装置のマ
グネットローラ10は、5極構成からなり、現像室撹拌
スクリュー11で撹拌された現像剤は、汲み上げのため
の搬送用磁極(汲み上げ極)N2の磁力で拘束され、現
像スリーブ3の回転により現像剤溜り部5へ搬送され
る。現像剤量は現像剤返し部材1で規制され、安定した
現像剤を拘束するために、ある一定以上の磁束密度を有
する搬送用磁極(カット極)S2で十分に拘束し、そし
て磁気ブラシを形成しつつ搬送される。次いで、ブレー
ド、即ち、穂高規制部材2で磁気ブラシを穂切りして現
像剤量を適正にし、搬送用磁極N1で搬送される。更
に、現像極S1で画像形成装置本体側に設けられたバイ
アス電源15を介して現像スリーブ3に直流及び/また
は交互電界の重畳されたバイアス電圧が印加され、現像
スリーブ3上のトナーが感光ドラム4の静電潜像側に移
動され、該静電潜像は、トナー像として顕像化される。
【0119】画像形成ユニットにおいて用いる露光装置
は、通常のものを用いればよい。画像形成ユニットに
は、図1に示すようにその他、転写帯電装置等の転写手
段、クリーニング装置等が具備されることも好ましく、
これらも通常の画像形成装置に用いられるものを用いれ
ば良い。<2>本発明におけるトナー本発明におけるト
ナー(イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナ
ー、ブラックトナー)は、負帯電性の非磁性トナーであ
り、二成分系現像剤として磁性キャリアと共に用いられ
る。
【0120】上述のように本発明においては白黒画像を
多く印刷するデジタルフルカラー機を提供するものであ
り、使用頻度の高いブラックユニットにはa−Si感光
体を使用し、カラーのユニットにはOPCの感光体を使
用する。この場合、トナーの軟化点を共通にすると、軟
化点が低い場合、a−Si感光体への融着が顕著になっ
たり、クリーニング不良が生じやすい。そのためにもブ
ラックトナーの軟化点をカラートナーより上げることが
必要である。
【0121】即ち、本発明においては、フローテスター
カーブより、算出されるブラックトナーの軟化点(Tm
Bk)が90〜115℃であり、イエロー、マゼンタ、
シアンの軟化点(それぞれTmY、TmM、TmC)が
それぞれ85〜110℃であり、且つTmBkがTm
Y、TmM、TmCの最大のものより5℃以上高いトナ
ーを用いる。
【0122】TmY、TmM、TmCが110℃より大
きい場合、耐オフセット性に優れるものの、定着設定温
度を高くせざるを得ないし、また、仮に顔料の分散の程
度をコントロールできたとしても、画像部での表面平滑
性が大幅に低下してしまい、高い色再現性は望めなくな
ってしまう傾向がある。TmY、TmM、TmCが85
℃より低いときは、確かに定着画像の平滑性は高く見た
感じの鮮やかさはあるものの、耐久においてオフセット
が発生しやすくなる。更に耐保存安定性が乏しく、現像
装置内でのトナー融着といった新たな問題も懸念され
る。
【0123】一方、TmBkが115℃より大きい場
合、耐オフセット性に優れるものの、定着設定温度を高
くせざるを得なく、高速機での定着性に問題が生じるこ
とがある。TmBkが90℃より低いときは、耐久にお
いてオフセットが発生しやすくなる。更に耐保存安定性
が乏しく、現像装置内でのトナー融着といった新たな問
題も懸念される。また、а−Si感光体へのフィルミン
グ、融着といった問題が発生しやすくなる。
【0124】TmBkがTmY、TmM、TmCより5
℃以上高くない場合、定着装置の消費電力ダウンや高速
化に向けて、定着温度が下がった場合、黒の画像を満足
する定着温度条件でも、カラー画像を出した場合の混色
性におとり、充分な画像再度が出ない傾向がある。Tm
BkをTmY、TmM、TmCより5℃以上高くする
と、ブラックトナーは、画像光沢が落ちるものの、OH
P画像や、画像精細性に何ら問題はない。また、a−S
i感光体のクリーニングにおいても、ブラックトナーは
軟化点を上げたほうが良い。さらにはTmY、TmM、
TmCよりも10℃以上TmBkを高くすることが望ま
しい。トナーの軟化点を上記範囲とするには、トナー中
の結着樹脂が上記範囲の軟化点を有するものを用いれば
よい。本発明においてトナーの軟化点は、結着樹脂の軟
化点を測定したものとする。
【0125】また、本発明におけるトナーは、転写材上
の未定着トナー量(M/S)をM/S=0.5mg/c
2とした時の通常一回定着後の画像濃度(D0.5)
とし、ブラックトナーの画像濃度(D0.5)をD0.
5Bkとしたとき、D0.5Bkが1.0〜1.8とな
る着色力を有するものが好ましい。
【0126】転写材上の未定着トナー量(M/S)をM
/S=0.5mg/cm2とした時の通常一回定着後の
画像濃度(D0.5)はトナー中の着色剤の添加量、着
色剤の分散により変化することができる。
【0127】D0.5Bkが1.0以下の場合、a-S
i感光体を用い、帯電電位が十分に取れ条件で画像形成
を行う場合、濃度の低下を招きやすい。D0.5Bkを
顔料の添加量のみで上げる場合、トナー中の顔料が過多
になるため、トナーの帯電阻害が起こったり、粘弾性が
変わり定着性が異なったり、さらに耐久途中での顔料の
トナーからの脱離が起こり易くなり、カブリやフィルミ
ング、さらには、キャリアスペント等々が発生し易くな
る。そのため、添加量だけでなく、顔料の選定、分散、
状態を考えD0.5Bkを制御しなければならない。し
かしながら、トナーの帯電阻害、粘弾性を制御してD
0.5Bkを大きくした場合についても、D0.5Bk
が1.8より大きい場合、ハーフトーンの再現性が低下
し、加えて、濃度階調性が急激に立ち上がり、環境変動
に対する制御が厳しくなり、好ましくない。よって、本
発明のトナーの着色力D0.5Bkは1.0〜1.8が
望ましく、好ましくは1.1〜1.7が良い。
【0128】次に本発明における現像剤及びトナーにつ
いて具体的に説明する。(a)カラートナーおよびカラ
ートナーを含む二成分系現像剤はじめに本発明に用いら
れる顔料について説明する。本発明においては、特に顔
料の種類を限定するものではないが、樹脂への分散性色
再現性の向上、着色力の高さ、耐光性の高さ、更には帯
電的な阻害因子とならないこと等々を考慮して、適宜決
定される。
【0129】イエロートナーに用いられる好ましいイエ
ロー顔料としては、シイ・アイ・ピグメントイエロー
(C.I.Pigment Yellow)74,93,97,109,1
28,151,154,155,166,168,18
0,185が挙げられる。
【0130】マゼンタトナーに用いられるマゼンタ顔料
としては、キナクリドン系の顔料、シイ・アイ・ピグメ
ントレッド(C.I.Pigment Red)48:2、57:1、
58:2、または、シイ・アイ・ピグメント レッド
(C.I.Pigment Red)5、31、146、
147、150、184、187、238、245、ま
たは、シイ・アイ・ピグメントレッド(C.I.Pigment Re
d)185、265が挙げられる。
【0131】シアントナーに用いられるシアン顔料とし
ては、Cu−フタロシアニン顔料又は、Al−フタロシ
アニン顔料が挙げられる。銅フタロシアニン顔料として
は、下記一般式(1)で示される構造を有するフタロシ
アニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した
銅フタロシアニン顔料であってもよい。
【0132】
【化1】 ブラックトナーに用いられるブラック顔料としては、カ
ーボンブラックおよび有機系の顔料で、ブラック色を呈
し非磁性であれば、問題なく使用することができる。こ
れらの顔料を用いることにより、結着樹脂中のトナーの
顔料の分散性が上がり、その結果着色力が上がり、低電
位現像が可能となり、良好なフルカラー画像を形成でき
る。
【0133】イエロー顔料の含有量としては、OHPフ
ィルムの透過性に対し敏感に反映するイエロートナーに
ついては、結着樹脂100質量部に対して12質量部以
下であり、好ましくは0.5〜8質量部が好ましい。1
2質量部以上であると、イエローの混合色であるグリー
ン、レッド、また画像としては人間の肌色の再現性に劣
る。
【0134】マゼンタトナー及びシアントナーについて
は、マゼンタ顔料又はシアン顔料の含有量は、結着樹脂
100質量部に対しては15質量部以下、より好ましく
は0.1〜9質量部が好ましい。
【0135】ブラックトナーについては、ブラック顔料
の含有量は、結着樹脂100質量部に対しては15質量
部以下、より好ましくは0.1〜9質量部が好ましい。
本発明に係るトナーを作製するには、結着樹脂を必要に
応じて、着色剤としての顔料または染料、荷電制御剤、
その他の制御剤等をボールミルの如き混合機により、充
分混合してから、加熱ロール、ニーダー、エクストルー
ダーの如き熱混練機を用いて溶融、練肉して樹脂類を互
いに溶融せしめた中に、顔料または染料を分散または溶
解せしめ、冷却固化後粉砕及び厳密な分級を行って、本
発明に係るトナー粒子を得ることが出来る。
【0136】ただ、本発明のトナーの如き未定着トナー
量(M/S)をM/S=0.5mg/cm2としたとき
のブラックトナーの通常1回定着後の画像濃度(D0.
5Bk)が、1.0〜1.8となる着色力を有するトナ
ーを得るためには、下記の如き顔料分散方法が好まし
い。
【0137】ブラック顔料を用いる場合、例えばイエロ
ー、マゼンタ、シアン顔料を混色しブラック顔料とする
場合について説明する。すなわち、本発明において、前
述のようにトナーの粒子中の顔料粒子が特定の分散状態
を達成するには、第1の結着樹脂と、分散媒に対して不
溶性の顔料粒子、5〜50質量%を含有するペースト顔
料とを、混練機または混合機に仕込み、非加圧下で混合
しながら、加熱して第1の結着樹脂を溶融させ、ペース
ト顔料、すなわち液相中の顔料を、加熱されている第1
の結着樹脂、すなわち溶融樹脂相に移行させた後、第1
の結着樹脂及び顔料粒子を溶融混練し、液体分を除去蒸
発させて乾燥し、第1の結着樹脂及び顔料粒子を有する
第1の混練物を得、次いで第1の混練物に第2の結着樹
脂、さらに必要に応じて電荷制御剤の如き添加物等を加
えた混合物を、加熱溶融混練して第2の混練物を得、得
られた第2の混練物を冷却後粉砕及び分級してトナー化
することが好ましい。ここで、第1の結着樹脂と第2の
結着樹脂は、同じであっても異なる結着樹脂であっても
構わない。
【0138】本発明において、上記ペースト顔料とは、
第1の混練物の製造工程において該顔料粒子がただの一
度も乾燥工程を経ずに存在している状態を指す。換言す
れば、顔料粒子がほぼ一次粒子の状態で全ペースト顔料
に対して5〜50質量%存在している状態である。ペー
スト顔料中の残りの50〜95質量%は若干の分散剤及
び助剤などと共に大部分の揮発性の液体が占めている。
該揮発性の液体は、一般の加熱によって蒸発する液体で
あれば特に何ら限定するものではないが、本発明におい
て特に好ましく用いられ、エコロジー的にも好ましく用
いられる液体は水である。
【0139】本発明において、不溶性の顔料粒子とは、
ペースト顔料中の揮発性の液体である分散媒に不溶の顔
料粒子であり、ペースト顔料中に分散しうるものであ
る。例えば揮発性液体に水を選択した場合は、水に不溶
の顔料粒子は全て不溶性の顔料粒子である。
【0140】本発明に用いられるペースト顔料は、水不
溶性の顔料粒子を5〜50質量%、より好ましくは5〜
45質量%含有していることが良い。不溶性顔料の含有
量が50質量%を超える場合には、結着樹脂への分散効
率が低く、混練温度を高く、もしくは混練時間を長く設
定しなくてはならない。さらには混練装置に強力なスク
リューやバトル構成が必須となり、高分子鎖切断を引き
起こし易くなる。
【0141】逆にペースト顔料が固形分で5質量%より
少ない不溶性顔料を含有している時は、目的とする顔料
含有量を得るためには、ペースト顔料を混合装置に多量
に投入せざるを得ず、混合装置が大型化するので好まし
くない。さらに、5質量%未満では、第一の混練時以後
の工程での水除去の工程を強化して、水を完全に飛ばさ
なくてはならなくなり、結果的に結着樹脂に大きな負荷
を与えてしまうことになる。
【0142】ペースト顔料と結着樹脂とを混練もしくは
混合する際は、固形分換算での顔料と結着樹脂との割合
が10:90〜50:50、好ましくは15:85〜4
5:55が良い。
【0143】結着樹脂に対するペースト顔料の割合が1
0質量%より小さい時は、ペースト顔料に対して多量の
樹脂を混練機に仕込まねばならず、混練物中で顔料の偏
析が起こり易く、これを均一にするためには、混練時間
を長く設定せざるを得ない。この場合、樹脂に余計な負
荷をかけてしまい、目的とする結着樹脂特性が得られな
くなってしまう傾向がある。
【0144】結着樹脂に対するペースト顔料の割合が5
0質量%より多い時は、液相中の顔料粒子の樹脂への移
行がスムーズに行なわれにくく、加えて、顔料粒子の移
行後の溶融混練時においても、混練物は均一な溶融状態
を示しにくく結果的に良好な分散性が得られにくい。
【0145】本発明においては、非加圧下で溶融混練す
ることが好ましい。その理由は、加圧下ではペースト顔
料中の液体(たとえば水)が、結着樹脂を攻撃し、加水
分解反応を一部引き起こしたり、あるいは樹脂の変質を
引き起こす可能性もあり、耐オフセット性が低下する場
合もある。よって本発明においては、非加圧下で第1の
結着樹脂とペースト顔料との溶融混練を行うことが好ま
しい。
【0146】次にブラック顔料にカーボンブラックを用
いる場合について説明する。結着樹脂に対しカーボンブ
ラックを所定の混合比で混合し、混合物をニーダー型ミ
キサーに仕込み、混合しながら昇温させ充分に前混合す
る。更に必要に応じて3本ロール等で混合するとで、カ
ーボンブラックを含有した混練物を得ることができる。
【0147】本発明に用いる混練装置としては、加熱ニ
ーダー、一軸押し出し機、二軸押し出し機、ニーダーな
どが挙げられ、特に好ましくは加熱ニーダーが挙げられ
る。
【0148】本発明に用いられる結着樹脂としては、従
来電子写真用の結着樹脂として知られる各種の樹脂が用
いられる。
【0149】例えば、ポリスチレン、スチレン・ブタジ
エン共重合体、スチレン・アクリル共重合体等のスチレ
ン系共重合体、ポリエチレンエチレン酢酸ビニル共重合
体、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルフタ
レート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、マレ
イン酸系樹脂等が用いられるが、本発明としては結着樹
脂としてポリエステル系の樹脂を主成分として用いた
時、良好な顔料分散性と、帯電安定性が図れることから
好ましい。
【0150】以下ポリエステル系の樹脂についてさらに
詳しく述べる。
【0151】ポリエステル樹脂は、アルコール成分と酸
成分との縮重合により得られるが、本発明において好ま
しく用いられるポリエステル樹脂を構成する2価の酸成
分としては、例えば、芳香族系ジカルボン酸類としては
テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ジフェニル−
P,P'−ジカルボン酸、ナフタレン−2,7−ジカル
ボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、ジフェニ
ルメタン−P,P'−ジカルボン酸、ベンゾフェノン−
4,4'−ジカルボン酸、1,2−ジフェノキシエタン
−P,P'−ジカルボン酸等が使用でき、それ以外の酸
としては、マレイン酸、フマル酸、グリタル酸、シクロ
ヘキサンジカルボン酸、コハク酸、マロン酸、アジピン
酸、メサコン酸、イタコン酸、シトラコン酸、セバチン
酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルが使用
できる。
【0152】2価のアルコールとしては、下記一般式
(2)で表されるジオールが挙げられる。
【0153】
【化2】 (式中、R1は炭素数2から5のアルキレン基であり、
X、Yは正数であり、2≦X+Y≦6) 例えば、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビ
ス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエ
チレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシ
プロピレン(13)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフ
ェニル)プロパンが挙げられる。
【0154】その他の2価のアルコールとしては、例え
ばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエ
チレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール
の如きジオール類、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)
シクロヘキサン、及びビスフェノールA、水素添加ビス
フェノールAが挙げられる。
【0155】本発明におけるポリエステル樹脂は、例え
ばn−ドデセニル基、イソドデセニル基、n−ドデシル
基、イソドデシル基、イソオクチル基等を有したマレイ
ン酸、フマル酸、グルタル酸、コハク酸、マロン酸、ア
ジピン酸の如き、アルキルもしくはアルケニル置換基を
有する酸及び/又は、エチレングリコール、1,3−プ
ロピレンジオール、テトラメチレングリコール、1,4
−ブチレンジオール、1,5−ペンチルジオール等のア
ルコールを含んでいても良い。
【0156】本発明のトナーに用いるポリエステル樹脂
を得るための製造方法としては、例えば以下の方法が挙
げられる。
【0157】まず線状の縮合体を形成させ、その過程で
目標の酸価が水酸基価の1.5〜3倍となるように分子
量を調整し、かつ分子量が均一となるように従来よりも
ゆっくり、かつ徐々に縮合反応が進むように、例えば
(i)従来よりも低温かつ長時間反応させる、(ii)エ
ステル化剤を減少させる、(iii)反応性の低いエステ
ル化剤を用いる、又は(iv)これらの方法を組み合わせ
て用いる、などにより、反応を制御する。その後、その
条件下で架橋酸成分、及び必要に応じてエステル化剤を
さらに加え、反応させ3次元縮合体を形成させる。さら
に昇温し、分子量分布が均一になるようにゆっくり、長
時間反応させ、架橋反応を進め、水酸基価または酸価ま
たはMI値が目標値まで低下した時反応を終了し、ポリ
エステル樹脂を得る。
【0158】なお、本発明においてポリエステル樹脂
は、酸価が2〜50mgKOH/g、好ましくは3〜4
0mgKOH/g、さらに好ましくは5〜30mgKO
H/gであると、各環境において優れた帯電安定性が得
られるので好ましい。
【0159】ポリエステル樹脂の酸価が2mgKOH/
gより小さい場合には、トナーはチャージアップ傾向を
示し、低温低湿環境下で画像濃度簿を起こしやすい。さ
らに、シアン顔料の樹脂への分散性が低下しトナー粒子
間同士での帯電量に違いが生じやすくなり、長期の耐久
で若干カブリが発生しやすくなる。
【0160】ポリエステル樹脂の酸価が50mgKOH
/gより大きい場合には、トナーの帯電の経時安定性が
低下し、耐久とともに帯電量が低下しやすい。特に高温
高湿環境下ではトナー飛散、カブリといった画像欠陥が
生じやすくなる。
【0161】本発明において、トナーの保存性と定着
性、さらには他のカラートナーとの混色性を考慮した場
合、トナーガラス転移温度は50〜70℃、好ましくは
52〜68℃であることが良い。トナーのガラス転移温
度を上記範囲とするには、トナー中の結着樹脂が上記範
囲のガラス転移温度を有するものを用いればよい。本発
明に用いる結着樹脂のガラス転移温度を上記範囲とする
には、分子量、材質等から適宜決定すれば良い。
【0162】トナーのガラス転移温度が50℃未満の場
合には、定着性には優れるものの、耐オフセット性が低
下し、定着ローラへの汚染や定着ローラーへの巻き付き
が発生し好ましくない。さらに定着後の画像表面のグロ
スが高くなりすぎてしまい画像品位が低下して好ましく
ない。
【0163】トナーのガラス転移温度が70℃よりも高
い場合には、定着性が悪化し、複写機本体の設定定着温
度を上げざるを得ず、得られた画像は一般にグロスが低
く、かつフルカラートナー用としては混色性が低下する
傾向がある。
【0164】本発明に用いられる結着樹脂は、数平均分
子量(Mn)が好ましくは1,500〜20,000、
より好ましくは2,000〜15,000、重量平均分
子量(Mw)が好ましくは6,000〜100,00
0、より好ましくは8,000〜80,000であり、
Mw/Mnが好ましくは2〜10であることが良い。上
記条件を満足している樹脂は熱定着性が良好で、着色剤
の分散性が向上し、カラートナーの帯電量の変動が少な
くなり、画像品質の信頼性が向上する。
【0165】結着樹脂の数平均分子量(Mn)が1,5
00未満の場合又は重量平均分子量(Mw)が6,00
0未満の場合には、いずれも定着画像表面の平滑性は高
く見た感じの鮮やかさはあるものの、耐久においてオフ
セットが発生しやすくなり、さらに、耐保存安定性が低
下し、現像装置内でのトナー融着及びキャリア表面にト
ナー成分が付着してキャリアスペントの発生といった新
たな問題も懸念される。さらに、カラートナー粒子の製
造時のトナー原料の溶融混練時にシェアーがかかり難
く、有彩色の着色剤の分散性が低下し易く、よってトナ
ーの着色力の低下やトナーの帯電量の変動が生じ易い。
【0166】結着樹脂の数平均分子量(Mn)が20,
000を超える場合又は重量平均分子量(Mw)が10
0,000を越える場合は、いずれも、耐オフセット性
に優れるものの、定着設定温度を高くせざるを得ない
し、さらに、仮に顔料の分散の程度をコントロールでき
たとしても、画像部での表面平滑性が低下してしまい色
再現性が低下し易くなってしまう。
【0167】結着樹脂のMw/Mnが2未満の場合に
は、分子量自体が小さくなることから、前述の分子量が
小さい場合と同様に耐久によるオフセット現像、耐保存
安定性の低下、現像装置内でのトナー融着及びキャリア
スペントが生じ易くなり、さらに、トナーの帯電量のば
らつきが生じ易い。
【0168】結着樹脂のMw/Mnが10を越える場合
には、耐オフセット性に優れるものの、定着設定温度を
高くせざるを得ないし、さらに、仮に顔料の分散の程度
をコントロールできたとしても、画像部での表面滑性が
低下する傾向があり、色再現性が低下し易くなってしま
う。
【0169】本発明のカラートナーは、帯電の安定化を
し易いという点で、負帯電性トナーが好ましい。とく
に、負帯電性の高いポリエステル樹脂を結着樹脂として
用い、前途の着色剤を均一に分散せしめたトナーにおい
て、帯電が安定し易く、優れた耐久性と、高い画像品質
が得られる。
【0170】本発明のトナーにおいては、必要に応じ
て、負の荷電制御剤を添加してもよく、好ましくは有機
金属化合物を含有することが望ましい。好ましくは、芳
香族カルボン酸誘導体の金属化合物、例えば、サリチル
酸の金属化合物、アルキルサリチル酸の金属化合物が挙
げられる。
【0171】本発明においては、ジ・ターシャリーブチ
ルサリチル酸のクロム化合物、又はアルミニウム化合物
が好ましく、樹脂との相互作用により、混練時にトナー
の軟化点の制御も可能となる。亜鉛等の金属化合物では
この効果があまり見られない。
【0172】芳香族カルボン酸の金属化合物をトナー樹
脂中に含有させる場合の含有量としては、結着樹脂10
0質量部当り0.5〜10質量部、より好ましくは1〜
8質量部である。芳香族カルボン酸の金属化合物が0.
5〜10質量部であると、溶融混練時に結着樹脂との架
橋反応が良好に進み、着色剤が結着樹脂へ微細に均一に
分散され、さらに、トナーの負摩擦帯電性が好適な範囲
に調整されるので好ましい。芳香族カルボン酸の金属化
合物が0.5質量部より少ないと、結着樹脂の金属架橋
部分が少なく溶融粘度が上昇しないか又は上昇しても上
昇率が少なく、トナーの負荷電制御効果も少ない。芳香
族カルボン酸の金属化合物が10質量部よりも多いと、
結着樹脂の金属架橋部分が多くなりすぎて、トナーの低
温定着性及び他のカラートナーとの混色性が低下する。
また低温低湿下では、トナーがチャージアップし易くな
る。
【0173】本発明のトナーは、樹脂と芳香族カルボン
酸の金属化合物との相互作用によって、架橋反応を起こ
させ、混練時の着色剤の二次粒子にかかるシェアーを増
大させることによって、着色剤を微細に且つ均一に分散
しているものであって、加熱加圧定着時、低温側でも迅
速溶融性に優れ、高温側では弾性的性質を強く発揮し
て、オフセットが発生しにくくなる様設計されたトナー
である。
【0174】本発明におけるトナーは、必要に応じて、
滑剤としての脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸アルミ等)、フッ素含有量重合体微粉末
(例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデン
フルオライド等及びテトラフルオロエチレン−ビニリデ
ンフルオライド共重合体等の微粉末)或いは、酸化ス
ズ、酸化亜鉛の如き導電性付与剤を添加しても良い。
【0175】更に、本発明においてトナーは離型剤を含
有しても良い。離型剤としては、例えば、脂肪族炭化水
素系ワックス、脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、エ
ステルワックス、脂肪酸エステルを主成分とするワック
ス類、飽和直鎖脂肪酸類、不飽和脂肪酸類、飽和アルコ
ール類、多価アルコール類、脂肪酸アミド類、飽和脂肪
酸ビスアミド類、不飽和脂肪酸アミド類、芳香族系ビス
アミド類が挙げられる。
【0176】トナーにおける離型剤の含有量としては、
結着樹脂100質量部に対し、好ましくは0.1〜20
質量部、より好ましくは0.5〜10質量部が良い。
【0177】離型剤の含有量が20質量部を越える場合
には、耐ブロッキング性や耐高温オフセット性が低下し
やすく、0.1質量部よりも少ない場合には、離型効果
が少ない。
【0178】これらの離型剤は、通常、結着樹脂を溶剤
に溶解し、樹脂溶液温度を上げ、攪拌しながら離型剤を
添加混合する方法又は、結着樹脂及び着色剤を少なくと
も含有するトナー構成材料の混練時に離型剤を混合する
方法により、結着樹脂に含有されるのが望ましい。
【0179】トナーの製造は、他に結着樹脂溶液中に着
色剤等の他のトナー構成材料を分散した後、噴霧乾燥す
ることにより得る方法が適用できる。本発明において、
トナーの重量平均粒径(D4)は4.0〜10.0μm、
好ましくは5.0〜9.0μmが良い。トナーの重量平均
粒径(D4)が4.0μm未満の場合には、帯電安定化
が達成しづらくなり、耐久において、カブリやトナー飛
散が発生しやすくなる。トナーの重量平均粒径(D4)
が10.0μmを超える場合には、ハーフトーン部の再
現性が大きく低下し、得られた画像はガサついた画像に
なりやすい。
【0180】トナーの重量平均粒径を上記範囲とするに
は、粉砕、分級の条件を調整することにより行うことが
できる。本発明のトナーは、トナーの流動性を向上させ
る目的で、外添剤として流動性向上剤となる無機微粉体
を添加することが望ましい。流動性向上剤としては、流
動性が添加前後を比較すると増加し得るものであれば、
どのようなものでも使用可能である。例えば、ケイ酸微
粉体、アルミナ微粉体、酸化チタン微粉体、酸化ジルコ
ニウム微粉体、酸化マグネシウム微粉体、酸化亜鉛の如
き金属酸化物の微粉体;チッ化ホウ素微粉体、チッ化ア
ルミニウム微粉体、チッ化炭素微粉体の如きチッ化物;
さらにチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、
チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム等が挙げられ
る。
【0181】外添剤は、通常、トナー粒子100質量部
に対して0.1〜5質量部使用されるのが好ましい。
【0182】本発明においては、流動性向上剤として特
に平均一次粒径0.001〜0.2μmの疎水化処理さ
れた無機微粉体を用いるのが良い。
【0183】上記無機微粉体においては、トナーの流動
性を高めるばかりでなく、トナーの帯電性を阻害しない
ことも重要な因子となる。よって本発明のトナーにおい
ては、無機微粉体が表面疎水化処理されていることが好
ましく、流動性の付与と帯電の安定化を同時に満足しう
ることが可能となる。
【0184】すなわち疎水化処理されていることによ
り、帯電量を左右する因子である水分の影響を除外し、
高湿下及び低湿下での帯電能の格差を低減することで環
境特性の向上させることが可能になり、製造工程の中で
疎水化処理を入れることで、一次粒子の凝集を防ぐこと
が可能となり、トナーに均一な帯電付与を行うことが可
能になる。
【0185】本発明においては、酸化チタン微粉体又は
アルミナ微粉体が流動性が良好で負帯電性カラートナー
の帯電が均一となり結果としてトナー飛散、カブリが生
じにくくなるので好ましい。さらにトナーの粒子表面に
埋め込まれにくくなり、トナー劣化が生じにくく、多数
枚耐久性が向上する。この傾向はシャープメルト性のカ
ラートナーにおいて、より顕著である。これは、シリカ
微粒子がそれ自身強いネガ帯電性であるのに対して、酸
化チタン微粉体又はアルミナ粉体はほぼ中性の帯電性で
あり、疎水化処理の程度によっては、目的とする帯電レ
ベルにコントロールできる事に起因する。
【0186】本発明に用いられる疎水化処理剤として
は、表面改質の目的、例えば帯電特性のコントロール、
さらには高湿下での帯電の安定化及び反応性に応じて、
適宜選択すれば良い。例えばアルキルアルコキシラン、
シロキサン、シラン、シリコーンオイル等のシラン系有
機化合物であり、反応処理温度にてそれ自体が熱分解し
ないものが良い。
【0187】特に好ましいものとしては、カップリング
剤等の揮発性を有し、疎水性基及び反応性に富んだ結合
基の双方を有している下記一般式(3)で示されるアル
キルアルコキシランを用いるのが良い。
【0188】
【化3】RmSiYn (3) 〔式中、Rはアルコオキシ基を示し、mは1〜3の整数
を示し、Yはアルキル基、ビニル基、グリシドキシ基、
メタクリル基の如き炭化水素基を示し、nは1〜3の整
数を示す。〕 例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキ
シシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシ
シラン、ビニルトリアセトキシシラン、メチルトリメト
キシシラン、メチルトリエトキシシラン、イソブチルト
リメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ヒド
ロキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメト
キシシラン、n−ヘキサデシルトリメトキシシラン、n
−オクタデシルトリメトキシシランを挙げることができ
る。
【0189】より好ましくは、下記一般式(4)で示さ
れるアルキルアルコキシラン化合物が良い。
【0190】
【化4】 CaH2a+1−Si−(OCb2b+13 (4) 〔式中、aは4〜12の整数を示し、bは1〜3の整数
を示す。〕 ここで上記一般式(4)におけるaが4より小さいと、
疎水化処理は容易となるが疎水性が得られにくい。ま
た、aが13より大きいと疎水性は十分になるが、微粉
体同士の合一が多くなり、流動性付与能が低下する傾向
にある。また、bは3より大きいと反応性が低下して疎
水化が十分に行われにくい。
【0191】したがって本発明においてはaは好ましく
は4〜12、より好ましくは4〜8、bは好ましくは1
〜3、より好ましくは1〜2である。
【0192】その処理量は酸化チタン微粉体もしくはア
ルミナ微粉体100質量部に対して、1〜50質量部、
好ましくは3〜45質量部である。処理された酸化チタ
ンは、疎水化度を30〜90%、より好ましくは40〜
80%であるのが良い。
【0193】すなわち、疎水化度は30%より小さい
と、高湿下での長期放置により帯電量が低下が大きく、
疎水化度が90%を超えると酸化チタン微粉体もしくは
アルミナ微粉体自身の帯電コントロールが難しくなり、
結果として低湿下でトナーがチャージアップしやすく好
ましくない。
【0194】さらに本発明における酸化チタン微粉体も
しくはアルミナ微粉体は、流動性付与の点から平均粒径
が好ましくは0.001〜0.2μm、より好ましくは
0.005〜0.1μmが良い。
【0195】平均粒径が0.2μmより大きいと流動性
が低下し、0.001μmより小さいとトナー表面に埋
め込まれやすくなり、トナーの耐久性が低下しやすい。
この傾向は、シャープメルト性を有するカラートナーに
適用した場合、より顕著である。また、0.001μm
より小さいと、どうしても無機微粉体そのものの活性が
高く、粒子同士が凝集しやすくなり、目的とする高流動
性が得られにくくなる。なお本発明における、処理酸化
チタン微粉体もしくは処理アルミナ微粉体の粒径は透過
型電子顕微鏡により測定する。
【0196】本発明の二成分系現像剤に使用される磁性
キャリアとしては、例えば表面酸化または未酸化の鉄、
ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希
土類等の金属およびそれらの磁性合金または磁性酸化物
及び磁性フェライトが挙げられる。
【0197】さらには、樹脂中に磁性粉が分散されたバ
インダー型のキャリアも用いることが出来る。本発明に
おいては、上述の磁性キャリアをキャリアコアとして、
該キャリアコアの表面を被覆材で被覆した被覆キャリア
を用いることが好ましい。
【0198】被覆キャリアにおいて、キャリアコアの表
面を被覆材で被覆する方法としては、被覆材を溶剤中に
溶解もしくは懸濁させて塗布しキャリアコアに付着させ
る方法、あるいは、単に粉体状態で混合する方法が適用
できる。
【0199】キャリアコアの被覆材としては、ポリテト
ラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン
重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリ
エステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ
アミド、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹
脂が挙げられる。これらは、単独或は複数で用いる。
【0200】上記被覆材の処理量は、適宜決定すれば良
いが、樹脂コートキャリアに対し好ましくは0.1〜3
0質量%、より好ましくは0.5〜20質量%が良い。
【0201】本発明に用いられるキャリアは、50%体
積平均粒径が好ましくは10〜80μm、より好ましく
は20〜70μmであることが良い。
【0202】キャリアの50%体積平均粒径が10μm
未満の場合には、二成分系現像剤のパッキングが強ま
り、トナーとキャリアとの混合性が低下し、トナーの帯
電性が安定しにくくなり、さらにキャリアの感光体ドラ
ム表面への付着が生じやすくなる。
【0203】キャリアの50%体積平均粒径が80μm
を超える場合には、トナーとの接触機会が減ることか
ら、低帯電量のトナーが混在し、カブリが発生しやすく
なる。さらにトナー飛散が生じやすい傾向にあるため二
成分系現像剤中のトナー濃度の設定を低めにする必要が
あり、高画像濃度の画像形成ができなくなることがあ
る。
【0204】磁性キャリアを上記の50%体積平均粒径
及び特定の粒度分布を有するように調整する方法として
は、例えば、篩を用いることによる分級によって、行う
ことが可能である。特に精度よく分級を行うために、適
当な目開きの篩を用いて数回繰り返してふるうことが好
ましい。またメッシュの開口の形状をメッキ等によって
制御したものを使うことも有効な手段である。
【0205】特に好ましいキャリアとしては、磁性フェ
ライトコア粒子の如き磁性コア粒子の表面をシリコーン
樹脂、フッ素系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂
及びメタクリレート系樹脂等の樹脂被覆材をキャリアコ
アに対し、好ましくは0.01〜5質量%、より好まし
くは0.1〜1質量%をコーティングし、250メッシ
ュパス・400メッシュオンのキャリア粒子を70質量
%以上含有し、かつ50%体積平均粒径が10〜80μ
mと粒度分布を調整した磁性キャリアであるものが挙げ
られる。
【0206】トナーと磁性キャリアとを混合して二成分
系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のト
ナー濃度として、2〜15質量%、好ましくは3〜13
質量%、より好ましくは4〜10質量%にすると通常良
好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満では画
像濃度が低くなりやすく、15質量%を超える場合では
カブリや機内飛散が生じやすく、現像剤の耐用寿命が短
くなる傾向にある。
【0207】<3>本発明における各物性の測定方法次
に各物性の測定方法について以下に説明する。なお、後
述の実施例においても同様に測定した。 (1)トナー粒度分布の測定 測定装置としては、例えば、コールターカウンターTA
−II或いはコールターマルチサイザーII(コールター社
製)を用いることができる。電解液は、1級塩化ナトリ
ウムを用いて、約1%NaCl水溶液を調製する。例え
ば、ISOTON−II(コールターサイエンティフィッ
クジャパン社製)が使用できる。測定方法としては、前
記電解水溶液100〜150ml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ルホン酸塩)
を、0.1〜5ml加え、さらに測定試料を2〜20m
g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100μmアパーチャーを用いて、トナ
ー粒子の体積及び個数を各チャンネルごとに測定して、
トナーの体積分布と個数分布とを算出する。それから、
トナー粒子の体積分布から求めた重量基準のトナーの重
量平均粒径(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネ
ル毎の代表値とする)を求める。
【0208】チャンネルとしては、2.00〜2.52
μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μ
m;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μ
m;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μ
m;10.08〜12.70μm;12.70〜16.
00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜
25.40μm;25.40〜32.00μm;32.
00〜40.30μmの13チャンネルを用いる。 (2)磁性キャリアの50%体積平均粒径測定方法 磁性キャリアの平均粒径及び粒度分布は、レーザー回折
式粒度分布測定装置HEROS(日本電子製)に乾式分
散ユニットRODOS(日本電子製)を組み合わせて用
い、レンズ焦点距離200mm、分散圧3.0×105
Pa、測定時間1〜2秒の測定条件で粒径0.5μm〜
350.0μmの範囲を表1に示す通り、31チャンネ
ルに分割して測定し、体積分布の50%体積平均粒径
(メジアン径)を平均粒径として求めるとともに、体積
基準の頻度分布から各粒径範囲の粒子の体積%を求める
ことができる。
【0209】
【表1】 粒度分布の測定に用いるレーザー回折式粒度分布測定装
置HEROSは、フランホーファ回折原理を用いて測定
を行う装置である。この測定原理を簡単に説明すれば、
レーザー光源から測定粒子にレーザービームを照射する
と、回折像がレーザー光源の反対側のレンズの焦点面に
でき、その回折像を検出器によって検出して演算処理す
ることにより、測定粒子の粒度分布を測定するものであ
る。 (3)結着樹脂のガラス転移温度の測定方法 本発明においては、示差熱分析測定装置(DSC測定装
置)、DSC−7(パーキンエルマー社製)を用いて測
定することができる。
【0210】測定試料は5〜20mg、好ましくは10
mgを精密に秤量する。
【0211】これをアルミパン中に入れ、リファレンス
として空のアルミパンを用い、測定温度範囲30〜20
0℃の間で、昇温速度10℃/min、常温常湿下で測
定を行う。この昇温過程で、温度40〜100℃の範囲
におけるメインピークの吸熱ピークが得られる。
【0212】このとき、吸熱ピークが出る前と出た後で
のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、
本発明におけるガラス転移温度Tgとする。 (4)結着樹脂の軟化点温度の測定方法 軟化点温度の測定は、例えば、フローテスターCFT−
500型(島津製作所製)を用いて測定できる。試料は
60meshパス品を約1.0g秤量する。これを成形
器を使用し、100kg/cm2の加重で1分間加圧す
る。
【0213】この加圧サンプルを下記の条件で、常温常
湿下(温度約20〜30℃、湿度30〜70%RH)で
フローテスター測定を行い、温度−見掛け粘度曲線を得
る。得られたスムース曲線より、試料が50体積%流出
した時の温度(=T1/2)を求め、これを樹脂の軟化点
温度Tmとする。 RATE TEMP 6.0(℃/分) SET TEMP 50.0(℃) MAX TEMP 180.0(℃) INTERVAL 3.0(℃) PREHEAT 300.0(秒) LOAD 20.0(kg) DIE(Diameter)1.0(mm) DIE(Length) 1.0(mm) PLUNGER 1.0(cm2) (5)結着樹脂の分子量の測定方法 結着樹脂のMn、Mw及びMw/Mnはゲルパーミエー
ションクロマトグラフィー(GPC)によって測定でき
る。40℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、
この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラハイドロ
フラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、THF試
料溶液を約100μl注入して測定する。試料の分子量
測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の
単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の
対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成
用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、東ソー社
製あるいは、昭和電工社製の分子量が102〜107程度
のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレ
ン試料を用いるのが適当である。検出器にはRI(屈折
率)検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチ
レンジェルカラムを複数本組み合わて使用するのが良
い。
【0214】例えば、昭和電工社製のShodex GPC KF-80
1、802、803、804、805、806、807、800Pの組み合わせ
や、東ソー社製のTSKgelG1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3
000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、
G7000H(HXL)、TSKguardcolumnの組み合わせを挙げるこ
とができる。
【0215】試料は以下のようにして作製する。
【0216】試料をTHF中に入れ、数時間放置した
後、十分振とうしTHFと良く混ぜ(試料の合一体がな
くなるまで)、更に12時間以上静置する。このときT
HF中への放置時間が24時間以上となるようにする。
その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.45
〜0.5μm、例えば、マイショリディスクH−25−
5 東ソー社製、エキクロディスク25CR、ゲルマン
サイエンス ジャパン社製などが使用できる)を通過さ
せたものを、GPCの試料とする。試料濃度は、樹脂成
分が0.5〜5mg/mlとなるように調整する。 (6)酸価の測定方法 酸価は、以下のように測定できる。
【0217】サンプル2〜10gを200〜300ml
の三角フラスコに秤量し、メタノール:トルエン=3
0:70の混合溶媒約50mlを加えて樹脂を溶解す
る。溶解性が悪いようであれば少量のアセトンを加えて
もよい。0.1%のブロムチモールブルーとフェノール
レッドの混合指示薬を用い、あらかじめ標定されたN/
10苛性カリ〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカ
リ液の消費量から次の計算で酸価を求める。 酸価=KOH(ml数)×N×56.1/試料重量 (ただしNはN/10KOHのファクター) (7)D0.5の測定方法 未定着の転写材上のトナー乗り量が、0.5mg/cm2
になるように、本体のコントラスト電位、他の現像条件
を調整する。その後同一条件下で通常に、定着装置を通
し画像を定着させ、画像濃度を測定する。画像濃度の測
定には、X−Rite社製404型反射濃度計が使用で
きる。
【0218】
【実施例】以下、図に基づいて本発明の一実施形態を説
明するが、本発明は本実験例に何ら制限されるものでは
ない。 <感光体の作製> (1)a−Si感光体の作成 図3に示す上述と同様のRF−PCVD法による画像形
成装置用感光体の製造装置を用い、直径60mmの鏡面
加工を施したアルミニウムシリンダー上に、表2に示す
条件で正帯電の感光体を、表3に示す条件で負帯電の感
光体を作成した。
【0219】以下表2の方法で作製した感光体をa−S
i感光体1、表3の方法で作製した感光体をa−Si感
光体2とする。
【0220】また、直径15、20、40、80、10
0mmのアルミニウムシリンダーを用いて表3の方法で
作成したものを、a−Si感光体3〜7とする。
【0221】
【表2】
【0222】
【表3】 (2)OPC感光体の作成 (2−1)OPC感光体1の作成 まず、導電層用の塗料を以下の手順で調製した。10%
の酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した導電性
酸化チタン粉体50質量部、フェノール樹脂25質量
部、メチルセロソルブ20質量部、メタノール5質量部
及びシリコーンオイル(ポリジメチルシロキサンポリオ
キシアルキレン共重合体、平均分子量3000)0.0
02質量部を直径1mmのガラスビーズを用いたサンド
ミル装置で2時間分散して調製した。この塗料を直径6
0mmの鏡面加工をしたアルミニウムシリンダー上に浸
漬塗布方法で塗布し、140℃で30分間乾燥して、膜
厚が20μmの導電層を形成した。
【0223】次に、N−メトキシメチル化ナイロン5質
量部をメタノール95質量部中に溶解し、中間層用塗料
を調製した。この塗料を前記の導電層上に浸漬コーティ
ング法によって塗布し、100℃で20分間乾燥して、
膜厚が0.6μmの中間層を形成した。
【0224】次に、CuKα特性X線回折のブラッグ角
(2θ±0.2°)の9.0°、14.2°、23.9
°及び27.1°に強いピークを有するオキシチタニウ
ムフタロシアニンを3質量部、ポリビニルブチラール樹
脂2質量部及びシクロヘキサノン35質量部を直径1m
mのガラスビーズを用いたサンドミル装置で2時間分散
して、その後に酢酸エチル60質量部を加えて電荷発生
層用塗料とした。この塗料を前記の中間層の上に浸漬コ
ーティング法で塗布して、90℃で10分間乾燥して、
膜厚が0.2μmの電荷発生層を形成した。
【0225】次に下記一般式(5)に表されるスチリル
化合物10質量部及びポリカーボネート樹脂(商品名ユ
ーロピロンZ-800、三菱ガス化学(株)製)10質量部
をクロロベンゼン、ジクロロメタン30質量部の混合溶
媒中に溶解して調整した塗工液を前記電荷発生層上に浸
漬塗布し、120℃で60分間乾燥させ、膜厚15μm
の電荷輸送層を形成した。
【0226】
【化5】 以上のようにして負帯電のOPC感光体を作製した。こ
の感光体をOPC感光体1とする。
【0227】また、直径15、20、40、80、10
0mmのアルミニウムシリンダーを用いて、OPC感光
体1と同様の方法で作成したものを、OPC感光体3〜
7とする。 (2−2)OPC感光体2の作成 次に、OPC感光体1の製造のときと同じ材料を用い、
直径60mmのアルミシリンダー上に導電層、中間層、
電荷輸送層、電荷発生層と積層し、さらに表面層を積層
し正帯電のOPC感光体2を作成した。表面層は以下の
ように作成した。平均粒径0.02μmのアンチモン含
有酸化スズ微粒子(商品名T−1、三菱マテリアル
(株)製)100質量部、(3,3,3−トリフルオロ
プロピル)トリメトキシシラン(商品名LS−109
0、信越化学(株)製)30質量部、95%エタノ−ル
−5%水溶液300質量部をミリング処理した後、溶液
をろ過、エタノ−ル洗浄後、乾燥、120℃、1時間の
加熱処理により酸化スズ微粒子の表面処理を行った。こ
の表面処理済の酸化スズ微粒子に下記一般式(6)で示
される結着樹脂100質量部及び下記一般式(7)で示
される光重合開始剤30質量部及びエタノール300質
量部を混合してサンドミルで96時間分散し、表面層用
の塗工液を調製した。
【0228】
【化6】
【0229】
【化7】 この塗工液を電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布
し、メタルハライドランプにて500mW/cm2の光
強度で30秒間紫外線照射して、膜厚3μmの表面層を
形成し、OPC感光体2を得た。 (3)トナー作製 結着樹脂は表4に示すものを用いて、以下のように各ト
ナーを作製した。
【0230】
【表4】 (3−1)イエロートナーY1の作成 イエロートナーは以下のように作製した。 ・ポリエステル樹脂(1) 70質量部 ・ペースト顔料 100質量部 (C.I.ピグメントイエロー180を公知の方法で製
造したものである。即ち、ろ過工程前の顔料スラリーか
ら、水をある程度除去し、ただの一度も乾燥工程を経ず
に得た固定分30%質量のペースト顔料(残りの70質
量%は水))上記の原材料を上記の処方でまずニーダー
型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温させ
る。最高温度(ペースト中の溶媒の沸点により必然的に
決定される。この場合は90〜100℃程度)に達した
時点で水相中の顔料が、溶融樹脂相に分配もしくは移行
し、これを確認した後、さらに30分間加熱溶融混練さ
せ、ペースト中の顔料を充分に移行させる。その後、一
旦、ミキサーを停止させ、熱水を排出した後、さらに1
30℃まで昇温させ、約30分間加熱溶融混練を行い、
顔料を分散させるとともに水分を留去し、該工程を終了
した後、冷却させ、混練物を取り出した。この最終混練
物の含水量は0.8質量%程度であった。 ・上記混練物(顔料粒子の含有量30質量%) 16.7
質量部 ・ポリエステル樹脂(1) 88.3質量部 ・ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合
物 4.0質量部 上記の処方で十分ヘンシェルミキサーにより予備混合を
行い、二軸押出し混練機で温度を120℃に設定し溶融
混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度
に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機
で40μm以下の粒径に微粉砕した。さらに得られた微
粉砕物を分級して、粒度分布における重量平均粒径が
8.0μmになるように選択してイエロートナー粒子
(分級品)を得、流動性向上及び帯電特性付与を目的と
して、Si系化合物で疎水化処理した酸化チタン微粉末
をイエロートナー粒子100質量部に1.0質量部外添
添加し、イエロートナーY1とした。 (3−2)イエロートナーY2〜Y12の作成 顔料の種類及びその添加量を代えて、あとは同様にし
て、イエロートナーY2〜Y12を作製した。 (3−3)イエロートナーY13〜Y16の作成 イエロートナーY1とほぼ同様にして、あとは粉砕分級
条件、及び外添剤量を変えて、トナー粒度の異なるイエ
ロートナーY13〜Y16を得た。 (3−4)イエロートナーY17の作成 イエロートナーY1で用いた結着樹脂(1)のかわり
に、結着樹脂(9)を用いたことを除いて、あとはすべ
て同様にして、イエロートナーY17を得た。
【0231】それぞれのイエロートナーに用いた材料お
よび物性について表5に示す。
【0232】
【表5】 (3−5)マゼンタトナーM1〜M16の作成 外添剤量を1.2質量部に変更した以外はイエロートナ
ーY1とほぼ同様にして、すなわち表6に記載のマゼン
タ顔料の各ペースト顔料を用いて、第1の混練物を得た
後、所望の顔料コンテントになるようにそれぞれ希釈混
練して、重量平均径が7〜7.5μmのマゼンタトナー
M1〜M16を得た。 (3−6)マゼンタトナーM17の作成 マゼンタトナーM1で用いた樹脂(1)のかわりに、樹
脂(9)を用いたことを除いて、あとはすべて同様にし
て、表6に記載のマゼンタトナーM17を得た。
【0233】
【表6】
【0234】(3−7)シアントナーC1〜C4の作成 イエロートナーY1とほぼ同様にして、表7に記載のシ
アン材料の各ペースト顔料を用いて、第1の混練物を得
た後、所望の顔料コンテントになるようにそれぞれ希釈
混練して、重量平均径が6.0〜8.0μmのシアントナ
ーC1、C2及び外添剤を酸化チタンAからアルミナA
に変えてC3、C4を得た。トナーの物性等を表7に示
す。また、外添剤の詳細を表8に示す。 (3−8)シアントナーC5〜C7の作成 シアントナーC1で用いた荷電制御剤のかわりに、ジ−
ターシャリーブチルサリチル酸のクロム化合物、ジ−タ
ーシャリーブチルサリチル酸のジルコニウム化合物、n
−オクチルサリチル酸のアルミニウム化合物それぞれを
用いたことを除いて、あとはすべて同様にして、シアン
トナーC5〜C7を得た。トナーの物性等を表7に示
す。 (3−9)シアントナーC8〜C14の作成 シアントナーC1で用いた結着樹脂(1)のかわりに、
結着樹脂(2)〜結着樹脂(7)、結着樹脂(9)それ
ぞれを用いたことを除いて、あとはすべて同様にして、
シアントナーC8〜C14を得た。トナーの物性等を表
7に示す。
【0235】
【表7】
【0236】
【表8】 (3−10)ブラックトナーBk1の作成 ・ポリエステル樹脂(9) 70質量部 ・CB−A 30質量部 上記原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しなが
ら非圧力下で昇温させ充分に前混合する。その後3本ロ
ールで2回混練し、第1の混練物を得た。 ・上記第1の混練物 10.0質量部 ・ポリエステル樹脂(9) 93.0質量部 ・ジ-ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化
合物 4質量部 上記原材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を
行い、二軸押出し機で溶融混練し、あとはほぼイエロー
トナーY1と同様にして、表9記載のブラックトナーB
k1を得た。 (3−11)ブラックトナーBk2、Bk3の作成 Bk1トナーで用いたCB−Aのかわりに、表10記載
のカーボンブラック、すなわちCB−B、CB−Cを用
い、カーボンブラックの添加量を微妙に変えた。ここを
除いてあとはブラックトナーBk1と同様にして、表9
記載のブラックトナーBk2、Bk3を得た。 (3−12)ブラックトナーBk4の作成 ・ポリエステル樹脂(9) 70質量部 ・C.I.ピグメントイエロー 17 7.5質量部 ・C.I.ピグメントレッド 5 15質量部 ・C.I.ピグメントブルー15:3 7.5質量部 上記原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しなが
ら非圧力下で昇温させ充分に前混合する。その後3本ロ
ールで2回混練し、第1の混練物を得た。 ・上記第1の混練物 20.0質量部 ・ポリエステル樹脂(9) 83.67質量部 ・ブラックトナーBk1の作製時に用いたCB−Aの第
1の混練物 3.33質量部 ・ジ-ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化
合物 4質量部 上記原材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を
行い、二軸押出し機で溶融混練し、あとはBk1ほぼ同
様にして、表9記載のブラックトナーBk4を得た。
【0237】(3−13)ブラックトナーBk5の作成 ブラックトナーBk1で用いた外添剤の変わりにシリカ
Aを用いブラックトナーBk5を得た. (3−14)ブラックトナーBk6〜Bk9の作成 ブラックトナーBk1で用いた樹脂(9)のかわりに、
樹脂(1)、樹脂(8)、樹脂(10)、樹脂(11)
それぞれを用いたことを除いて、あとはすべて同様にし
て、あとはすべて同様にして、表9記載のブラックトナ
ーBk6〜Bk9を得た。 (3−15)ブラックトナーBk10の作成 ブラックトナーBk1とほぼ同様に、第1の混練物を得
た後、所望のカーボンブラック量になるように配合量を
調整して、あとはほぼ同様にして表9記載のブラックト
ナーBk10を得た。 (3−16)ブラックトナーBk11の作成 ・ポリエステル樹脂(9) 100質量部 ・CB−A 2.0質量部 ・ジ-ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化
合物 4質量部 上記原材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を
行い、二軸押出し機で溶融混練し、あとはBk1トナー
と同様にして表9記載のブラックトナーBk11を得
た。 (3−17)ブラックトナーBk12〜Bk14の作成 ブラックトナーBk1とほぼ同様に、第1の混練物を得
た後、所望のカーボンブラック量になるように配合量を
調整して、あとはほぼ同様にして表9記載のブラックト
ナーBk12〜Bk14を得た。 (3−18)ブラックトナーBk15の作成 ・ポリエステル樹脂(9) 70質量部 ・CB−A 30質量部 上記原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しなが
ら非圧力下で昇温させ充分に前混合する。
【0238】その後3本ロールで4回混練し、第1の混
練物を得た。
【0239】・上記第1の混練物 13.3質量部 ・ポリエステル樹脂(9) 90.7質量部 ・ジ-ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化
合物 4質量部 上記原材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を
行い、二軸押出し機で溶融混練し、あとはほぼ同様にし
て、表9記載のブラックトナーBk15を得た。
【0240】
【表9】
【0241】
【表10】 (4)キャリアおよび現像剤の作成 芯剤にMn−Mg−Fe系フェライト用い、含窒素シラ
ンカップリング剤とシリコーン樹脂生成された変性シリ
コーン樹脂を約0.2質量%コーティングし、二成分現
像剤用キャリア(キャリア1)を作製した。このキャリ
ア1の50%体積平均粒径は40μmであった。次に芯
剤種、コート剤、粒径を変更して、キャリア2〜7を作
製した。製法、キャリアの粒径等を表11に示した。
【0242】
【表11】 トナー5質量部に対し上記キャリアを総量100質量部
になるように混合し二成分系現像剤とした。 <実験例1>ブラックステーションには上述の直径15
〜100mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダ
ーを用いて作成した負帯電のa−Si感光体(2〜4、
6、7)を、カラーステーションには直径15〜100
mmの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダーを用い
て作成した負帯電OPC感光体(1、3、4、6、7)
を搭載した、上記実施の形態の図1で示される画像形成
装置と同様の構造を有する、帯電、露光、現像、転写、
クリーニング、除電を備えた4色のフルカラーの画像を
作製できる実験装置で画像の評価を行った。
【0243】第1の像形成ユニットにはイエロートナー
を、第2の像形成ユニットにはマゼンタトナーを、第3
の像形成ユニットにはシアントナーを、第4の像形成ユ
ニットにはブラックトナーをそれぞれ配置した。感光体
の周速(プロセススピード)は200mm/s、感光体
の表面電位は現像領域で−350Vに設定し、感光ドラ
ムと現像スリーブの距離は400μm、現像スリーブは
感光体の周速の2倍の速度で回転するようにした。画像
形成にはイメージ露光を採用した。
【0244】トナーは、イエロートナーはY1、マゼン
ダトナーをM1、シアントナーをC1、ブラックトナー
をBk1をそれぞれ用いた。キャリアはキャリア1を用
いた。
【0245】なお画像評価には、ブラックトナーのみを
現像した場合の画像濃度、イエロートナーのみを現像し
た場合の画像濃度、4色現像した場合のイエロー部分の
画像濃度について調べた。結果を表12に示す。
【0246】
【表12】 直径15mmの感光体3を用いた場合はa−Si感光体
の表面電位を350Vを得ることができず、高濃度の画
像を得ることができなかった。そのため、感光体の周速
を100mm/sまで下げ同一電位での画出しを行った
が、その場合においても十分な画像を得ることができな
かった。
【0247】直径100mmの感光体7を用いた場合、
単色での濃度は十分に得られたが、4色で画だしを行っ
た場合、第1の画像形成ユニットで生成した画像の画像
濃度の低下が見られた。これは感光体の径が大きくなっ
たことにより、転写材上のトナーが感光体上に再転写し
たためと考えられる。 <実験例2>実験例1で用いた実験装置の感光体に、感
光体として直径60mmのa−Si感光体2を用いて画
像形成を行った。帯電電位は200Vから500Vまで
変化し、それぞれの、黒画像における、画像濃度、反射
濃度が0.6における濃度のばらつき、反射濃度が0.
6におけるゴーストと呼ばれる露光部と比露光部の1周
後の濃度差を調べた。結果を表13に示す。
【0248】
【表13】 表面電位の絶対値が300Vより小さい場合、画像濃度
が低くなった。また450Vより大きい場合、反射濃度
0.3画像の濃度のばらつきが悪くなり、またドラムゴ
ーストが大きくなった。
【0249】同様にOPC感光体1について行った場
合、表面電位の絶対値で500V乃至800Vの条件で
良好な画像が得られた。 <実験例3>実験例1で用いた実験装置の感光体に、感
光体として直径60mmのa−Si感光体2を用いてS
Dギャップの依存性の評価を行った。SDギャップは3
00〜900μmまで変化させ、7%の黒色原稿1万枚
画出しした時の、感光体の融着と濃度を調べた。結果を
表14に示す。
【0250】
【表14】 SDギャップが350μmより小さい場合、ドラム融着
が発生した。また800μmより大きい場合画像濃度を
十分に得られなかった。
【0251】同様にOPC感光体1について行った場合
も同様に350〜800μmの条件で良好な画像が得ら
れた。 <実験例4>実験例1で用いた実験装置の感光体に、感
光体として直径60mmのa−Si感光体2を用いスリ
ーブの周速費の依存性に評価を行った。スリーブの周速
は感光体の周速の1.05倍から5倍まで変化し、初期
の黒色の画像濃度及び、7%の黒色原稿5万枚画出しし
た時の画像濃度を調べた。結果を表15に示す。
【0252】
【表15】 スリーブ周速比が1.1より小さい場合、初期画像から
低下が見られた。スリーブ周速比が4.0より大きい場
合、5万枚耐久後において濃度低下がおきた。またカブ
リが発生して良好な画像が得られなかった。 <実験例5>実験例1で用いた実験装置の感光体に、感
光体として直径60mmのa−Si感光体2を用いトナ
ーの粒径に対する画質の依存性について評価を行った。
イエロートナーY1、Y13〜16を用いた。結果を表
16に示す。
【0253】
【表16】 <実験例6>実験例1で用いた実験装置の感光体に、感
光体として直径60mmのa−Si感光体2及び直径6
0mmのOPC感光体1を用いキャリアの粒径の依存性
に評価を行った。結果を表17に示す。
【0254】
【表17】 キャリア粒径が10μmより小さい場合は、耐久初期か
ら画像部へのキャリア付着が見られ、さらにキャリアが
10μmより小さい場合には、スリーブ上のコート量が
均一でなく、濃度ムラを発生しやすかった。一方、キャ
リア粒径が80μmより大きい場合は、スリーブに形成
される穂の密度が粗くハーフトーン部に穂あとが発生
し、画像均一性に欠けていた。 <実験例7>実験例1で用いた実験装置の感光体に、直
径60mmのOPC感光体1を用い、トナーの結着樹脂
に対する画像の依存性に評価を行った。シアントナーC
1及びシアントナーC9〜C13を用い、各樹脂での低
温低湿環境下での初期及び5万枚後の濃度推移(初期濃
度→5万枚時の濃度)、高温高湿環境下での画質、OH
Pの透明性について評価した。結果を18に示す。
【0255】
【表18】 <実験例8>実験例1で用いた実験装置の感光体に、感
光体として直径60mmのa−Si感光体2を用い、ブ
ラックトナーの軟化点に対する、画像の依存性に評価を
行った。ブラックトナーBk1及びブラックトナーBk
6〜Bk9を用い、単色でのクリーニング性、定着性を
評価した。結果を表19に示す。
【0256】
【表19】 a−Si感光体2と2成分系のブラックトナーは軟化点
が90〜115℃の範囲で使用することが良好であっ
た。同様に直径60mmのOPC感光体1でカラートナ
ーについて行った結果、軟化点が85〜115℃の条件
で良好な画像が得られた。 <実験例9>実験例1で用いた実験装置の感光体に、感
光体として直径60mmのa−Si感光体2を用い、ト
ナーの着色力に対する依存性に評価を行った。トナーの
着色力は、転写材上の未定着トナー量(M/S)をM/
S=0.5mg/cm2とした時の通常一回定着後の画
像濃度(D0.5)で評価した。着色力の異なるブラッ
クトナーBk1、Bk10〜Bk15を用い、それぞれ
のトナーで16階調の画像を出して、濃度、階調性を評
価した。結果を表20に示す。
【0257】
【表20】 表20に示した結果より、D0.5が小さい場合十分な
画像濃度がえられず、D0.8が、1.8より大きい場
合、環境変動における中間色の濃度再現性に問題が生じ
た。
【0258】
【実施例1】キヤノン製複写機CLC1000を改造
し、上記実施の形態の図1で示される画像形成装置と同
様の構造を有する実験装置を用い、画像の評価を行っ
た。
【0259】第1の像形成ユニットにはシアントナー
を、第2の像形成ユニットにはマゼンタトナーを、第3
の像形成ユニットにはイエロートナーを、第4の像形成
ユニットにはブラックトナーをそれぞれ配置し、カラー
ステーションには負帯電のOPC感光体1を、ブラック
ステーションには負帯電のa−Si感光体2を配置し
た。感光体の周速(プロセススピード:PS)は133
mm/sで回転させた。a−Si感光体の表面電位は現
像領域において−400Vに設定し、OPC感光体の表
面電位は−700Vに設定した。感光ドラムと現像スリ
ーブの距離は450μm、現像スリーブは感光体の周速
の1.75倍の速度で回転させた。画像形成にはイメー
ジ露光を採用し1分間当り30枚画像形成を行える画像
形成装置とした。
【0260】トナーは、イエロートナーはY1、マゼン
ダトナーをM1、シアントナーをC1、ブラックトナー
をBk1をそれぞれ用いた。キャリアはキャリア1を用
いた。
【0261】なお、トナーの軟化点差、ブラックトナー
の着色力、評価結果は表21に示す。
【0262】
【表21】 <実験例10>実施例1で用いた画像形成装置を用い、
トナーは、イエロートナーはY17、マゼンダトナーを
M17、シアントナーをC14、ブラックトナーをBk
1を用い、定着温度を変え、フルカラーの画像形成を行
った。定着温度が高い場合、良好な画像が得られたが、
定着温度を下げた場合、カラートナーの混色性に問題が
生じた。
【0263】実施例1で用いたトナーの場合は、低温定
着性に問題はなく良好な画像が得られた。そのため、カ
ラートナーの軟化点はブラックトナーの軟化点に対し、
5度以上下げることが有効であるとわかった。
【0264】
【実施例2】カラーステーションにはOPC感光体5
を、ブラックステーションにはa-Si感光体5を配置
した以外は、実施例1と同様の画像形成装置を用いて画
像評価を行った。感光体の周速(プロセススピード:P
S)は100mm/s、a−Si感光体の表面電位は現
像領域において−320Vに設定し、OPC感光体は−
650Vに設定した。感光体と現像スリーブの距離は6
00μm、現像スリーブは感光体の周速の1.5倍の速
度で回転した。画像形成にはイメージ露光を採用し1分
間当り21枚画像形成を行える画像形成装置を作製し
た。トナーは、イエロートナーはY2、マゼンダトナー
をM2、シアントナーをC2、ブラックトナーをBk2
をそれぞれ用いた。キャリアはキャリア6を用いた。
【0265】トナーの軟化点差、ブラックトナーの着色
力、評価結果を表21に示す。
【0266】
【実施例3】カラーステーションにはOPC感光体1
を、ブラックステーションにはa-Si感光体2を配置
した以外は、実施例1と同様の画像形成装置を用いて画
像評価を行った。
【0267】感光体の周速(プロセススピード:PS)
は白黒印刷時300mm/s、カラー印刷時200mm/
sに設定した。a-Si感光体の表面電位は現像領域に
おいて−380Vに設定し、OPC感光体の表面電位は
−550Vに設定した。
【0268】感光ドラムと現像スリーブの距離は450
μm、現像スリーブは感光体の周速の3倍の速度で回転
した。画像形成にはイメージ露光を採用し1分間当り白
黒70枚、カラ−45枚の画像形成を行える画像形成装
置を作製した。トナーは、イエロートナーはY3、マゼ
ンダトナーをM3、シアントナーをC3、ブラックトナ
ーをBk3をそれぞれ用いた。キャリアはキャリア7を
用いた。
【0269】トナーの軟化点差、ブラックトナーの着色
力、評価結果を表21に示す。
【0270】
【実施例4〜14】イエロートナーY1をY2〜Y12
のいずれかに変えた以外は、実施例1と同じ条件で画像
形成を行った。トナーの軟化点差、ブラックトナーの着
色力、評価結果を表21に示す。
【0271】
【実施例15〜29】マゼンタトナーM1をM2〜M1
6のいずれかに変えた以外は、実施例1と同じ条件で画
像形成を行った。トナーの軟化点差、ブラックトナーの
着色力、評価結果を表21に示す。
【0272】
【実施例30〜35】シアントナーC1をC2〜C7の
いずれかに変えた以外は、実施例1と同じ条件で画像形
成を行った。トナーの軟化点差、ブラックトナーの着色
力、評価結果を表21に示す。
【0273】
【実施例36〜39】ブラックトナーBk1をBk2〜
Bk5のいずれかに変えた以外は、実施例1と同じ条件
で画像形成を行った。トナーの軟化点差、ブラックトナ
ーの着色力、評価結果を表21に示す。
【0274】
【比較例1】イエロートナーY1をY17に変えた以外
は、実施例1と同じ条件で画像形成を行った。トナーの
軟化点差、ブラックトナーの着色力、評価結果を表21
に示す。
【0275】
【比較例2】マゼンタトナーM1をM17に変えた以外
は、実施例1と同じ条件で画像形成を行った。トナーの
軟化点差、ブラックトナーの着色力、評価結果を表21
に示す。
【0276】
【比較例3】シアントナーC1をC14に変えた以外
は、実施例1と同じ条件で画像形成を行った。トナーの
軟化点差、ブラックトナーの着色力、評価結果は表21
に示す。
【0277】
【実施例40】カラーステーションにはOPC感光体2
を、ブラックステーションにはa-Si感光体1を配置
した以外は、実施例1と同様の画像形成装置を用いて画
像評価を行った。
【0278】感光体の周速(プロセススピード:PS)
は200mm/sに設定した。a−Si感光体の表面電
位は現像領域において380Vに設定し、OPC感光体
は650Vに設定した。感光体と現像スリーブの距離は
500μm、現像スリーブは感光体の周速の1.9倍の
速度で回転した。画像形成にはバックスキャン露光を採
用し1分間当り50枚画像形成を行える画像形成装置を
作製した。トナーは、イエロートナーはY1、マゼンダ
トナーをM1、シアントナーをC1、ブラックトナーを
Bk1をそれぞれ用いた。キャリアはキャリア1を用い
た。
【0279】トナーの軟化点差、ブラックトナーの着色
力、評価結果を表21に示す。
【0280】
【発明の効果】本発明は、高生産性、高耐久性、高安定
性に優れた白黒画像と生産性、安定性に優れた高画質、
高品位なフルカラー画像を得ることのできるフルカラー
画像形成方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のカラー画像形成方法を用いたフルカ
ラー画像形成装置の一つの実施の形態を示す概略説明図
である。
【図2】 本発明の画像形成装置用感光体の層構成を説
明するための模式的構成図である。
【図3】 本発明における感光体を製造するためのRF
−PCVDの装置の一例を示す図である。
【図4】 本発明における感光体を製造するためのVH
F−PCVDの装置の一例を示す図である。
【図5】 本発明の画像形成装置の第1〜第4の画像形
成ユニットを示す概略図である。
【符号の説明】
3 現像スリーブ 4 感光体 5 現像剤溜り部 9 現像装置 10 マグネット 11、12 攪拌スクリュー 13 現像室 14 攪拌室 15 電源 21 帯電装置 22 発光素子 23 転写帯電装置 24 転写紙 25 定着装置 26 クリーニング装置 1100 感光体 1101 導電性支持体 1102 感光層 1103 光導電層 1104 表面層 1105 電荷注入阻止層 1106 電荷発生層 1107 電荷輸送層 2100、3100 堆積装置 2111、3111 反応容器 2112、3112 円筒状支持体 2113、3113 支持体過熱ヒーター 2114、3114 原料ガス導入管 2115 高周波マッチングボックス 2200 原料ガス供給装置 3130 放電空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 9/09 G03G 15/08 501Z 9/10 506A 15/02 102 15/20 102 15/08 501 9/08 331 506 346 507 361 15/20 102 15/08 507L (72)発明者 近藤 勝己 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 飯田 育 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 御厨 裕司 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 上滝 隆晃 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA01 AA06 AA21 BA02 BA06 CA08 CA12 CA21 CA25 CB04 DA02 EA03 EA05 EA10 2H030 AA06 AB02 AD01 AD02 AD04 AD16 BB33 BB44 BB63 BB71 2H033 AA11 BA58 BB01 CA26 2H077 AD02 AD06 BA03 BA07 BA10 DB12 DB14 EA03 EA24 GA13 GA14 2H200 FA18 GA16 GA18 GA23 GA45 GA53 GB22 GB25 HA12 HA29 HB03 HB48 JB22 MA01 NA02 NA09

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の画像形成ユニットで形成された第
    1のトナー画像を転写材へ転写させ、第2の画像形成ユ
    ニットで形成された第2のトナー画像を第1のトナー画
    像を有する転写材へ転写させ、第3の画像形成ユニット
    で形成された第3のトナー画像を第1及び第2のトナー
    画像を有する転写材へ転写させ、第4の画像形成ユニッ
    トで形成された第4のトナー画像を第1、第2及び第3
    のトナー画像を有する転写材へ転写させ、第1、第2、
    第3及び第4のトナー画像を有する転写材を加熱加圧定
    着手段へ搬送し、加熱加圧定着をおこなって、転写材に
    フルカラー画像又はマルチカラー画像を形成させる画像
    形成方法であり、(A)第1の画像形成ユニットにおけ
    る第1の画像形成は、(i)有機光導電層を有する第1
    の感光体を帯電する第1の帯電工程、第1の露光工程、
    第1の現像スリーブを用いる第1の現像工程を少なくと
    も含み、(ii)第1の感光体は直径が20〜80mmで
    あり、第1の帯電工程において現像スリーブと対向する
    感光体の現像領域が絶対値で500〜800Vに帯電さ
    れた後に、第1の露光工程による露光により静電荷像が
    第1の感光体に形成され、(iii)第1の現像工程にお
    いて、第1のトナー及び第1の磁性キャリアを含む二成
    分系現像剤が第1の現像スリーブ上で磁気ブラシを形成
    し、(iv)第1の感光体と第1の現像スリーブとは、最
    小間隙が350〜800μmになるように設置されてお
    り、(v)第1の現像スリーブは、第1の感光体の周速
    の1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、二成分系現
    像剤の磁気ブラシにより第1の静電荷像を現像して、第
    1のトナー画像を第1の感光体に形成し、(B)第2の
    画像形成ユニットにおける第2の画像形成は、(i)有
    機光導電層を有する第2の感光体を帯電させる第2の帯
    電工程、第2の露光工程、第2の現像スリーブを用いる
    第2の現像工程を少なくとも含み、(ii)第2の感光体
    は直径が20〜80mmであり、第2の帯電工程におい
    て現像スリーブと対向する感光体の現像領域が絶対値で
    500〜800Vに帯電された後に、第2の露光工程に
    よる露光により第2の静電荷像が第2の感光体に形成さ
    れ、(iii)第2の現像工程において、第2のトナー及
    び第2の磁性キャリアを含む二成分系現像剤が第2の現
    像スリーブ上で磁気ブラシを形成し、(iv)第2の感光
    体と第2の現像スリーブとは、最小間隙が350〜80
    0μmになるように設置されており、(v)第2の現像
    スリーブは、第2の感光体の周速の1.1〜4.0倍の
    周速で回転しながら、二成分系現像剤の磁気ブラシによ
    り第2の静電荷像を現像して第2のトナー画像を第2の
    感光体に形成し、(C)第3の画像形成ユニットにおけ
    る第3の画像形成は、(i)有機光導電層を有する第3
    の感光体を帯電させる第3の帯電工程、第3の露光工
    程、第3の現像スリーブを用いる第3の現像工程を少な
    くとも含み、(ii)第3の感光体は直径が20〜80m
    mであり、第3の帯電工程において現像スリーブと対向
    する感光体の現像領域が絶対値で500〜800Vに帯
    電された後に、第3の露光工程による露光により第3の
    静電荷像が第3の感光体に形成され、(iii)第3の現
    像工程において、第3のトナー及び第3の磁性キャリア
    を含む二成分系現像剤が第3の現像スリーブ上で磁気ブ
    ラシを形成し、(iv)第3の感光体と第3の現像スリー
    ブとは、最小間隙が350〜800μmになるように設
    置されており、(v)第3の現像スリーブは、第3の感
    光体の周速の1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、
    二成分系現像剤の磁気ブラシにより第3の静電荷像を現
    像して第3のトナー画像を第3の感光体に形成し、
    (D)第4の画像形成ユニットにおける第4の画像形成
    は、(i)アモルファスシリコン又は非晶質シリコン層
    を有する第4の感光体を帯電させる第4の帯電工程、第
    4の露光工程、第4の現像スリーブを用いる第4の現像
    工程を少なくとも含み、(ii)第4の感光体は直径が2
    0〜80mmであり、第4の帯電工程において現像スリ
    ーブと対向する感光体の現像領域が絶対値で300〜4
    50Vに帯電された後に、第4の露光工程により静電荷
    像が第4の感光体に形成され、(iii)第4の現像工程
    において、第4のトナー及び第4の磁性キャリアを含む
    二成分系現像剤が第4の現像スリーブ上で磁気ブラシを
    形成し、(iv)第4の感光体と第4の現像スリーブと
    は、最小間隙が350〜800μmになるように設置さ
    れており、(v)第4の現像スリーブは、第4の感光体
    の周速の1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、二成
    分系現像剤の磁気ブラシにより第4の静電荷像を現像し
    て、第4のトナー画像を第4の感光体に形成し、(E)
    第1のトナー、第2のトナー、第3のトナー及び第4の
    トナーは、相互に色調が相違しており、且つ、非磁性イ
    エロートナー、非磁性マゼンタトナー、非磁性シアント
    ナー及び非磁性ブラックトナーからなるグループからそ
    れぞれ選択され、(a)非磁性イエロートナー、非磁性
    マゼンタトナー、非磁性シアントナー及び非磁性ブラッ
    クトナーは負帯電性を有し、それぞれのトナーの重量平
    均粒径が4.0〜10.0μmであり、(b)二成分系
    現像剤の磁性キャリアの50%体積平均粒径が10〜8
    0μmであり、(c)イエロートナーの軟化点をTm
    Y、マゼンタトナーの軟化点をTmM、シアントナーの
    軟化点をTmC、ブラックトナーの軟化点をTmBkと
    したとき、TmY、TmM、TmCがそれぞれ85〜1
    10℃であり、TmBkが90〜115℃であり、且
    つ、TmBkがTmY、TmM、TmCの最大のものよ
    り5℃以上高く、(d)転写材上の未定着トナー量(M
    /S)をM/S=0.5mg/cm2とした時の一回定
    着後の画像濃度をD0.5で定義し、ブラックトナーの
    着色力をD0.5Bkとしたとき、D0.5Bkが1.
    0〜1.8であることを特徴とする画像形成方法。
  2. 【請求項2】 前記非磁性イエロートナーは、C.I.Pigm
    ent Yellow74、93、97、109、128、15
    1、154、155、166、168、180及び18
    5からなるグループから選択されるイエロー顔料を含有
    することを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
  3. 【請求項3】 前記非磁性マゼンタトナーは、キナクリ
    ドン系の顔料、または、C.I.Pigment Red48:2、5
    7:1、58:2、または、C.I.Pigment Red5、3
    1、146、147、150、184、187、23
    8、245、または、C.I.Pigment Red185、265
    からなるグループから選択されるマゼンタ顔料を含有す
    ることを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
  4. 【請求項4】 前記非磁性シアントナーは、Cu−フタ
    ロシアニン顔料、または、Al−フタロシアニン顔料を
    含有することを特徴とする請求項1記載の画像形成方
    法。
  5. 【請求項5】 前記非磁性ブラックトナーは、非磁性の
    ブラック顔料を含有することを特徴とする請求項1〜4
    のいずれか一項記載の画像形成方法。
  6. 【請求項6】 前記D0.5Bkが1.1〜1.7とな
    る着色力を有することを特徴とする請求項1〜5のいず
    れか一項記載の画像形成方法。
  7. 【請求項7】 前記第1〜第3の感光体は正又は負帯電
    の有機光導電層を有する感光体であり、前記第4の感光
    体は、正又は負帯電のアモルファスシリコン又は非晶質
    シリコン層を有する感光体であることを特徴とする請求
    項1〜6のいずれか一項記載の画像形成方法。
  8. 【請求項8】 第1〜第3の感光体は正帯電の有機光導
    電層を有する感光体であり、前記第4の感光体は正帯電
    のアモルファスシリコン又は非晶質シリコン層を有する
    感光体であり、バックスキャン露光にて潜像形成を行う
    ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の画
    像形成方法。
  9. 【請求項9】 第1〜第3の感光体は負帯電の有機光導
    電層を有する感光体であり、前記第4の感光体は負帯電
    のアモルファスシリコン又は非晶質シリコン層を有する
    感光体であり、イメージ露光にて潜像形成を行うことを
    特徴とする請求項1〜7のいずれか一項記載の画像形成
    方法。
  10. 【請求項10】 前記第1〜第3の感光体は、基板と、
    該基板上に少なくとも有機光導電層及び表面層を有し、
    該表面層が架橋構造を有することを特徴とする請求項1
    〜9のいずれか一項記載の画像形成方法。
  11. 【請求項11】 前記トナーは有機金属化合物を含有し
    ており、該有機金属化合物は負荷電制御剤であることを
    特徴とする請求項1〜10のいずれか一項記載の画像形
    成方法。
  12. 【請求項12】 前記二成分系現像剤の磁性キャリアの
    50%体積平均粒径が20〜70μmであることを特徴
    とする請求項1〜11のいずれか一項記載の画像形成方
    法。
  13. 【請求項13】 前記トナーはポリエステルを主成分と
    する結着樹脂からなることを特徴とする請求項1〜12
    のいずれか一項記載の画像形成方法。
  14. 【請求項14】 前記トナーは酸化が2〜50mgKO
    H/gであることを特徴とする請求項1〜13のいずれ
    か一項記載の画像形成方法。
  15. 【請求項15】 前記トナーはガラス転移温度(Tg)
    が50〜70℃であることを特徴とする請求項1〜14
    のいずれか一項記載の画像形成方法。
  16. 【請求項16】 第1の画像形成ユニットで形成された
    第1のトナー画像を転写材へ転写させ、第2の画像形成
    ユニットで形成された第2のトナー画像を第1のトナー
    画像を有する転写材へ転写させ、第3の画像形成ユニッ
    トで形成された第3のトナー画像を第1及び第2のトナ
    ー画像を有する転写材へ転写させ、第4の画像形成ユニ
    ットで形成された第4のトナー画像を第1、第2及び第
    3のトナー画像を有する転写材へ転写させ、第1、第
    2、第3及び第4のトナー画像を有する転写材を加熱加
    圧定着手段へ搬送し、加熱加圧定着をおこなって、転写
    材にフルカラー画像又はマルチカラー画像を形成させる
    画像形成装置であり、(A)第1の画像形成ユニット
    は、(i)有機光導電層を有する第1の感光体、第1の
    帯電手段、第1の露光手段、第1の現像スリーブを有す
    る第1の現像手段を少なくとも具備しており、(ii)第
    1の感光体は直径が20〜80mmであり、第1の帯電
    手段により、現像スリーブと対向する感光体の現像領域
    が絶対値で500〜800Vに帯電された後に、第1の
    露光手段による露光により静電荷像が第1の感光体に形
    成され、(iii)第1の現像手段は、第1のトナー及び
    第1の磁性キャリアを含む二成分系現像剤を有してお
    り、該二成分系現像剤が第1の現像スリーブ上で磁気ブ
    ラシを形成し、(iv)第1の感光体と第1の現像スリー
    ブとは、最小間隙が350〜800μmになるように設
    置されており、(v)第1の現像スリーブは、第1の感
    光体の周速の1.1〜4.0倍の周速で回転しながら、
    二成分系現像剤の磁気ブラシにより第1の静電荷像を現
    像して、第1のトナー画像を第1の感光体に形成し、
    (B)第2の画像形成ユニットは、(i)有機光導電層
    を有する第2の感光体、第2の帯電手段、第2の露光手
    段、第2の現像スリーブを有する第2の現像手段を少な
    くとも具備しており、(ii)第2の感光体は直径が20
    〜80mmであり、第2の帯電手段により現像スリーブ
    と対向する感光体の現像領域が絶対値で500〜800
    Vに帯電された後に、第2の露光手段による露光により
    第2の静電荷像が第2の感光体に形成され、(iii)第
    2の現像手段は、第2のトナー及び第2の磁性キャリア
    を含む二成分系現像剤を有しており、該二成分系現像剤
    が第2の現像スリーブ上で磁気ブラシを形成し、(iv)
    第2の感光体と第2の現像スリーブとは、最小間隙が3
    50〜800μmになるように設置されており、(v)
    第2の現像スリーブは、第2の感光体の周速の1.1〜
    4.0倍の周速で回転しながら、二成分系現像剤の磁気
    ブラシにより第2の静電荷像を現像して第2のトナー画
    像を第2の感光体に形成し、(C)第3の画像形成ユニ
    ットは、(i)有機光導電層を有する第3の感光体、第
    3の帯電手段、第3の露光手段、第3の現像スリーブを
    有する第3の現像手段を少なくとも具備しており、(i
    i)第3の感光体は直径が20〜80mmであり、第4
    の帯電手段により、現像スリーブと対向する感光体の現
    像領域が絶対値で500〜800Vに帯電された後に、
    第3の露光手段による露光により第3の静電荷像が第3
    の感光体に形成され、(iii)第3の現像手段は、第3
    のトナー及び第3の磁性キャリアを含む二成分系現像剤
    を有しており、該二成分系現像剤が第3の現像スリーブ
    上で磁気ブラシを形成し、(iv)第3の感光体と第3の
    現像スリーブとは、最小間隙が350〜800μmにな
    るように設置されており、(v)第3の現像スリーブ
    は、第3の感光体の周速の1.1〜4.0倍の周速で回
    転しながら、二成分系現像剤の磁気ブラシにより第3の
    静電荷像を現像して第3のトナー画像を第3の感光体に
    形成し、(D)第4の画像形成ユニットは、(i)アモ
    ルファスシリコン又は非晶質シリコン層を有する第4の
    感光体、第4の帯電手段、第4の露光手段、第4の現像
    スリーブを有する第4の現像手段を少なくとも具備して
    おり、(ii)第4の感光体は直径が20〜80mmであ
    り、第4の帯電手段により、現像スリーブと対向する感
    光体の現像領域が絶対値で300〜450Vに帯電され
    た後に、第4の露光手段により静電荷像が第4の感光体
    に形成され、(iii)第4の現像手段は、第4のトナー
    及び第4の磁性キャリアを含む二成分系現像剤が第4の
    現像スリーブ上で磁気ブラシを形成し、(iv)第4の感
    光体と第4の現像スリーブとは、最小間隙が350〜8
    00μmになるように設置されており、(v)第4の現像
    スリーブは、第4の感光体の周速の1.1〜4.0倍の
    周速で回転しながら、二成分系現像剤の磁気ブラシによ
    り第4の静電荷像を現像して、第4のトナー画像を第4
    の感光体に形成し、(E)第1のトナー、第2のトナ
    ー、第3のトナー及び第4のトナーは、相互に色調が相
    違しており、且つ、非磁性イエロートナー、非磁性マゼ
    ンタトナー、非磁性シアントナー及び非磁性ブラックト
    ナーからなるグループからそれぞれ選択され、(a)非
    磁性イエロートナー、非磁性マゼンタトナー、非磁性シ
    アントナー及び非磁性ブラックトナーは負帯電性を有
    し、それぞれのトナーの重量平均粒径が4.0〜10.
    0μmであり、(b)二成分系現像剤の磁性キャリアの
    50%体積平均粒径が10〜80μmであり、(c)イ
    エロートナーの軟化点をTmY、マゼンタトナーの軟化
    点をTmM、シアントナーの軟化点をTmC、ブラック
    トナーの軟化点をTmBkとしたとき、TmY、Tm
    M、TmCがそれぞれ85〜110℃であり、TmBk
    が90〜115℃であり、且つ、TmBkがTmY、T
    mM、TmCの最大のものより5℃以上高く、(d)転
    写材上の未定着トナー量(M/S)をM/S=0.5m
    g/cm2とした時の一回定着後の画像濃度をD0.5
    で定義し、ブラックトナーの着色力をD0.5Bkとし
    たとき、D0.5Bkが1.0〜1.8であることを特
    徴とする画像形成装置。
  17. 【請求項17】 前記非磁性イエロートナーは、C.I.Pi
    gment Yellow74、93、97、109、128、15
    1、154、155、166、168、180及び18
    5からなるグループから選択されるイエロー顔料を含有
    することを特徴とする請求項16記載の画像形成装置。
  18. 【請求項18】 前記非磁性マゼンタトナーは、キナク
    リドン系の顔料、または、C.I.Pigment Red48:2、
    57:1、58:2、または、C.I.Pigment Red5、3
    1、146、147、150、184、187、23
    8、245、または、C.I.Pigment Red185、265
    からなるグループから選択されるマゼンタ顔料を含有す
    ることを特徴とする請求項16記載の画像形成装置。
  19. 【請求項19】 前記非磁性シアントナーは、Cu−フ
    タロシアニン顔料、または、Al−フタロシアニン顔料
    を含有することを特徴とする請求項16記載の画像形成
    装置。
  20. 【請求項20】 前記非磁性ブラックトナーは、非磁性
    のブラック顔料を含有することを特徴とする請求項16
    〜19のいずれか一項記載の画像形成装置。
  21. 【請求項21】 前記D0.5Bkが1.1〜1.7と
    なる着色力を有することを特徴とする請求項16記載の
    画像形成装置。
  22. 【請求項22】 前記第1〜第3の感光体は正又は負帯
    電の有機光導電層を有する感光体であり、前記第4の感
    光体は、正又は負帯電のアモルファスシリコン又は非晶
    質シリコン層を有する感光体であることを特徴とする請
    求項16〜21のいずれか一項記載の画像形成装置。
  23. 【請求項23】 第1〜第3の感光体は正帯電の有機光
    導電層を有する感光体であり、前記第4の感光体は正帯
    電のアモルファスシリコン又は非晶質シリコン層を有す
    る感光体であり、バックスキャン露光にて潜像形成を行
    うことを特徴とする請求項16〜22のいずれか一項記
    載の画像形成装置。
  24. 【請求項24】 第1〜第3の感光体は負帯電の有機光
    導電層を有する感光体であり、前記第4の感光体は負帯
    電のアモルファスシリコン又は非晶質シリコン層を有す
    る感光体であり、イメージ露光にて潜像形成を行うこと
    を特徴とする請求項16〜22のいずれか一項記載の画
    像形成装置。
  25. 【請求項25】 前記第1〜第3の感光体は、基板と、
    該基板上に少なくとも有機光導電層及び表面層を有し、
    該表面層が架橋構造を有することを特徴とする請求項1
    6〜24のいずれか一項記載の画像形成装置。
  26. 【請求項26】 前記トナーは有機金属化合物を含有し
    ており、該有機金属化合物は負荷電制御剤であることを
    特徴とする請求項16〜25のいずれか一項記載の画像
    形成装置。
  27. 【請求項27】 前記二成分系現像剤の磁性キャリアの
    50%体積平均粒径が20〜70μmであることを特徴
    とする請求項16〜26のいずれか一項記載の画像形成
    装置。
  28. 【請求項28】 前記トナーはポリエステルを主成分と
    する結着樹脂からなることを特徴とする請求項16〜2
    7のいずれか一項記載の画像形成装置。
  29. 【請求項29】 前記トナーは酸化が2〜50mgKO
    H/gであることを特徴とする請求項16〜28のいず
    れか一項記載の画像形成装置。
  30. 【請求項30】 前記トナーはガラス転移温度(Tg)
    が50〜70℃であることを特徴とする請求項16〜2
    9のいずれか一項記載の画像形成装置。
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