JP2002372809A - 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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JP2002372809A
JP2002372809A JP2001179612A JP2001179612A JP2002372809A JP 2002372809 A JP2002372809 A JP 2002372809A JP 2001179612 A JP2001179612 A JP 2001179612A JP 2001179612 A JP2001179612 A JP 2001179612A JP 2002372809 A JP2002372809 A JP 2002372809A
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Takaaki Kashiwa
孝明 栢
Makoto Kanbayashi
誠 神林
Yuji Mikuriya
裕司 御厨
Katsumi Kondo
勝己 近藤
Hagumu Iida
育 飯田
Takaaki Kamitaki
隆晃 上滝
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 a−Si感光体を用い、低電位現像において
も十分な画像濃度が得られ、色再現性に優れた高精細、
高画質のフルカラー画像を形成することができる画像形
成方法及び画像形成装置を提供する。 【解決手段】 直径が20〜80mmのa−Si感光体
を現像領域での表面電位が絶対値で300〜450Vに
帯電させ、トナー粒径が4.0〜10.0μmの負帯電
性一成分系現像剤を用い、着色力がそれぞれ1.0〜
1.8でありかつ着色力の最大値と最小値の差が0〜
0.5である非磁性カラートナーを用いる接触又は非接
触現像方式と、着色力が0.5〜1.5である磁性ブラ
ックトナーを用い感光体と現像スリーブの最小間隙が1
00〜500μmとした非接触現像方式とを採用し、接
触現像方式では感光体の周速に対して1.05〜2.0
倍、非接触現像方式では1.1〜4.0倍の周速で現像
スリーブを回転させて現像を行う第1〜4の画像形成ユ
ニットを用いる画像形成方法及び画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームカラ
ープリンタ、カラー複写機等に用いる画像形成方法及び
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、無機系の二種類に大
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
耐久性が低い事が一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その原因として知られてい
る。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機械的耐久性の低下におけ
る原因として知られている。
【0005】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
る摺擦に耐える為に、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。
【0006】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。
【0007】〔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、S
N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、光応答性が速く、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。
このよう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
は感光体としての応用が記載されている。
【0008】a−Si:Hを用いた感光体は、一般的に
は、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−S
iからなる光導電層を形成する。中でもPCVD法、す
なわち、原料ガスを直流又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。
【0009】また、特開昭54−83746号公報にお
いては、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乃至40原子%含有さ
せることにより、耐熱性が高く、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。
【0010】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。
【0011】更に、特開昭60−67951号公報に
は、アモルファスシリコン、炭素、酸素及びフッ素を含
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62−1681
61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。
【0012】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感光体が得ら
れることが記載されている。
【0013】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乃至40℃に維持して
帯電、露光、現像及び転写といった画像形成工程を行う
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。
【0014】これらの技術により、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。
【0015】
【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、プリンター、
複写機につ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、カラープリンター、カラー複写機の更
なる高速化が求められている。
【0016】従来、カラー複写機等の潜像保持体である
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る傾
向にある。そのため、OPCを用いた高速の複写機の検
討については、硬度を上げ削れを防止し、高速化に対応
する検討等が行われてきている。
【0017】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、ドラム削れによる感光
体の交換頻度を低く抑えることができる。また、ドット
の再現性がよく、高画質な画像が得られるという利点が
ある。
【0018】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。
【0019】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動するという
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している。
【0020】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
軟化点は低く設定されている。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
題が生じやすい為である。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
ナー部、転写部ローラと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。特に感光体の温度を
ドラムヒータで制御する場合ではより顕著であり、感光
体へのトナーの融着の問題及び、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しやす
い。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困難であった。
【0021】また、長寿命という観点においては、キャ
リアを用いた二成分現像の場合、数万枚の耐久テストに
おいてトナーがキャリア表面にスペントし帯電能を下げ
ることにより剤交換を余儀なくされる場合があった。
【0022】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発生を
削減をし、キャリアへのスペントがなく、かつ定着での
色再現性の両立ができるように、使用されるトナーの開
発も含めた画像形成方法及び画像形成装置の開発が必要
とされている。
【0023】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困難
となる。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、色再現性に優れた高画質な画像を提供す
る画像形成方法及び画像形成装置を確立することが必要
とされている。
【0024】さらに、a−Si感光体をフルカラー機で
用いる他の利点は、画像の高画質化である。a−Si感
光体は像露光によって発生したドットレベルの再現性が
よく、高画質な画像を得ることができる。ただカラート
ナーを小径化しようとすると、トナーの帯電量は増大し
一般に現像されるトナー量が減る傾向を示し、a−Si
感光体での低電位現像に対して不利に働く。よって高い
現像性を示し高精細、高画質の画像を形成可能な画像形
成方法及び画像形成装置の開発が必要とされている。
【0025】本発明は上記の事項に鑑みなされたもので
あり、a−Si感光体を用いるフルカラー画像形成にお
いて、感光体へのトナーの融着及びフィルミングの発生
を低減し、キャリアへのスペントがなく高い現像性を示
し、かつ定着での色再現性の両立ができ、低電位現像に
おいても、十分な画像濃度が得られ、色再現性に優れた
高精細、高画質の画像を形成することができる画像形成
方法及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の、a−S
i感光体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、本発明者等はa−Si感光体を用いた
フルカラー画像形成において、所定の条件下における一
成分系現像方式を採用することにより、高精細であっ
て、かつ高速化が可能なフルカラー画像形成方法及び画
像形成装置を実現できることを見出した。
【0027】すなわち本発明は、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し、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し、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し、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し、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、加熱加圧定着を行って転写
材にフルカラー画像又はマルチカラー画像を形成する画
像形成方法であって、(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)アモルファスシリコン
層を有する第1の感光体を帯電させる第1の帯電工程、
帯電した第1の感光体に第1の静電荷像を露光により形
成する第1の露光工程、及び第1の現像スリーブによっ
て搬送された現像剤で第1の感光体に形成された第1の
静電荷像を現像する第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乃至80mmであり、
第1の帯電工程において第1の現像スリーブとの対向部
である現像領域が絶対値で300乃至450Vに帯電
し、(iii)第1の現像工程では第1のトナーを含む一
成分系現像剤が用いられ、(iv)第1の感光体と第1の
現像スリーブとは接触して又は非接触に設置されてお
り、(v)第1の現像スリーブは、接触して設置される
場合では第1の感光体の周速の1.05乃至2.0倍の
周速で回転し、非接触で設置される場合では第1の感光
体の周速の1.1乃至4.0倍の周速で回転しながら一
成分系現像剤により第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)アモルフ
ァスシリコン層を有する第2の感光体を帯電させる第2
の帯電工程、帯電した第2の感光体に第2の静電荷像を
露光により形成する第2の露光工程、及び第2の現像ス
リーブによって搬送された現像剤で第2の感光体に形成
された第2の静電荷像を現像する第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乃至80
mmであり、第2の帯電工程において第2の現像スリー
ブとの対向部である現像領域が絶対値で300乃至45
0Vに帯電し、(iii)第2の現像工程では第2のトナ
ーを含む一成分系現像剤が用いられ、(iv)第2の感光
体と第2の現像スリーブとは接触して又は非接触に設置
されており、(v)第2の現像スリーブは、接触して設
置される場合では第2の感光体の周速の1.05乃至
2.0倍の周速で回転し、非接触で設置される場合では
第2の感光体の周速の1.1乃至4.0倍の周速で回転
しながら一成分系現像剤により第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)アモルファスシリコン層を有する第3の感光体を
帯電させる第3の帯電工程、帯電した第3の感光体に第
3の静電荷像を露光により形成する第3の露光工程、及
び第3の現像スリーブによって搬送された現像剤で第3
の感光体に形成された第3の静電荷像を現像する第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乃至80mmであり、第3の帯電工程において第
3の現像スリーブとの対向部である現像領域が絶対値で
300乃至450Vに帯電し、(iii)第3の現像工程
では第3のトナーを含む一成分系現像剤が用いられ、
(iv)第3の感光体と第3の現像スリーブとは接触して
又は非接触に設置されており、(v)第3の現像スリー
ブは、接触して設置される場合では第3の感光体の周速
の1.05乃至2.0倍の周速で回転し、非接触で設置
される場合では第3の感光体の周速の1.1乃至4.0
倍の周速で回転しながら一成分系現像剤により第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層を有する第4
の感光体を帯電させる第4の帯電工程、帯電した第4の
感光体に第4の静電荷像を露光により形成する第4の露
光工程、及び第4の現像スリーブによって搬送された現
像剤で第4の感光体に形成された第4の静電荷像を現像
する第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20乃至80mmであり、第4の帯電工程
において第4の現像スリーブとの対向部である現像領域
が絶対値で300乃至450Vに帯電し、(iii)第4
の現像工程では第4のトナーを含む一成分磁性現像剤が
用いられ、(iv)第4の感光体と第4の現像スリーブと
は最小間隙が100乃至500μmとなるように設置さ
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乃至4.0倍の周速で回転しながら一成分
系現像剤により第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、か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乃至
10.0μmであり、(b)転写材上の未定着トナー量
を0.5mg/cm2とした時の一回定着後の画像濃度
で定義されるトナーの着色力において、イエロー、マゼ
ンタ、及びシアンの各色のトナーの着色力がそれぞれ
1.0乃至1.8であり、ブラックトナーの着色力が
0.5乃至1.5であり、かつイエロー、マゼンタ、シ
アンの各色のトナーにおいて最大の着色力を示すものの
着色力と最小の着色力を示すものとの着色力の差が0乃
至0.5であることを特徴とする画像形成方法である。
【0028】また本発明は、第1〜4の画像形成ユニッ
トを有し、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し、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
する転写材へ転写し、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
する転写材へ転写し、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し、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、加熱加圧定着を行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する画像形成装置であって、
(A)第1の画像形成ユニットは、(i)アモルファス
シリコン層を有する第1の感光体を帯電させる第1の帯
電手段、帯電した第1の感光体に第1の静電荷像を露光
により形成する第1の露光手段、及び第1の現像スリー
ブを有しこの第1の現像スリーブによって搬送された現
像剤で第1の感光体に形成された第1の静電荷像を現像
する第1の現像手段を少なくとも含み、(ii)第1の感
光体は直径が20乃至80mmであり、第1の帯電手段
によって第1の現像スリーブとの対向部である現像領域
が絶対値で300乃至450Vに帯電し、(iii)第1
の現像手段は第1のトナーを含む一成分系現像剤を有し
ており、(iv)第1の感光体と第1の現像スリーブとは
接触して又は非接触に設置されており、(v)第1の現
像スリーブは、接触して設置される場合では第1の感光
体の周速の1.05乃至2.0倍の周速で回転し、非接
触で設置される場合では第1の感光体の周速の1.1乃
至4.0倍の周速で回転しながら一成分系現像剤により
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)アモルファスシリコン層を有する第2の感光体を
帯電させる第2の帯電手段、帯電した第2の感光体に第
2の静電荷像を露光により形成する第2の露光手段、及
び第2の現像スリーブを有しこの第2の現像スリーブに
よって搬送された現像剤で第2の感光体に形成された第
2の静電荷像を現像する第2の現像手段を少なくとも含
み、(ii)第2の感光体は直径が20乃至80mmであ
り、第2の帯電手段によって第2の現像スリーブとの対
向部である現像領域が絶対値で300乃至450Vに帯
電し、(iii)第2の現像手段は第2のトナーを含む一
成分系現像剤を有しており、(iv)第2の感光体と第2
の現像スリーブとは接触して又は非接触に設置されてお
り、(v)第2の現像スリーブは、接触して設置される
場合では第2の感光体の周速の1.05乃至2.0倍の
周速で回転し、非接触で設置される場合では第2の感光
体の周速の1.1乃至4.0倍の周速で回転しながら一
成分系現像剤により第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)アモルファスシリコン層を有する
第3の感光体を帯電させる第3の帯電手段、帯電した第
3の感光体に第3の静電荷像を露光により形成する第3
の露光手段、及び第3の現像スリーブを有しこの第3の
現像スリーブによって搬送された現像剤で第3の感光体
に形成された第3の静電荷像を現像する第3の現像手段
を少なくとも含み、(ii)第3の感光体は直径が20乃
至80mmであり、第3の帯電手段によって第3の現像
スリーブとの対向部である現像領域が絶対値で300乃
至450Vに帯電し、(iii)第3の現像手段は第3の
トナーを含む一成分系現像剤を有しており、(iv)第3
の感光体と第3の現像スリーブとは接触して又は非接触
に設置されており、(v)第3の現像スリーブは、接触
して設置される場合では第3の感光体の周速の1.05
乃至2.0倍の周速で回転し、非接触で設置される場合
では第3の感光体の周速の1.1乃至4.0倍の周速で
回転しながら一成分系現像剤により第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
シリコン層を有する第4の感光体を帯電させる第4の帯
電手段、帯電した第4の感光体に第4の静電荷像を露光
により形成する第4の露光手段、及び第4の現像スリー
ブを有しこの第4の現像スリーブによって搬送された現
像剤で第4の感光体に形成された第4の静電荷像を現像
する第4の現像手段を少なくとも含み、(ii)第4の感
光体は直径が20乃至80mmであり、第4の帯電手段
によって第4の現像スリーブとの対向部である現像領域
が絶対値で300乃至450Vに帯電し、(iii)第4
の現像手段は第4のトナーを含む一成分磁性現像剤を有
しており、(iv)第4の感光体と第4の現像スリーブと
は最小間隙が100乃至500μmとなるように設置さ
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乃至4.0倍の周速で回転しながら一成分
系現像剤により第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、か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乃至
10.0μmであり、(b)転写材上の未定着トナー量
を0.5mg/cm2とした時の一回定着後の画像濃度
で定義されるトナーの着色力において、イエロー、マゼ
ンタ、及びシアンの各色のトナーの着色力がそれぞれ
1.0乃至1.8であり、ブラックトナーの着色力が
0.5乃至1.5であり、かつイエロー、マゼンタ、シ
アンの各色のトナーにおいて最大の着色力を示すものの
着色力と最小の着色力を示すものとの着色力の差が0乃
至0.5であることを特徴とする画像形成装置を提供す
る。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に述
べる。本発明によると、フルカラー画像形成が可能なタ
ンデム式の画像形成方法及び画像形成装置において、感
光体には直径が20乃至80mmのa−Si感光体を用
い、この感光体を300乃至450Vに帯電し、カラー
トナーを用いる現像では一成分非磁性現像剤を用いる接
触又は非接触のいずれかの現像方式を採用し、ブラック
トナーを用いる現像では一成分磁性現像剤を用いる非接
触の現像方式を採用し、現像に際して接触現像方式では
現像スリーブを感光体の周速の1.05乃至2.0倍の
周速で回転させ、非接触現像方式では現像スリーブを感
光体の感光体の周速の1.1〜4.0倍の周速で回転さ
せ、かつブラックトナーを用いる現像では現像スリーブ
を感光体との最小間隙が100乃至500μmとなるよ
うに設置して画像を形成する。
【0030】また本発明では重量平均粒径が4.0乃至
10.0μmのトナーを用い、転写材上の未定着トナー
量を0.5mg/cm2とした時の通常一回定着後の画
像濃度で定義される着色力において、イエロー、マゼン
タ、シアンのカラートナーにおえる着色力が1.0乃至
1.8であり、ブラックトナーの着色力が0.5乃至
1.5であり、かつイエロー、マゼンタ、シアンのカラ
ートナー間において着色力の最大値と最小値との差が0
乃至0.5であるトナーを用いる。
【0031】本発明では上記の条件を満たすことによ
り、画像濃度が高く色再現に優れた高画質な画像を得る
ことが可能となる。
【0032】本発明では、回転自在な円筒状の感光体で
あり、直径が20乃至80mmであるアモルファスシリ
コン層を有する感光体が用いられる。感光体径20mm
より小さい場合では帯電幅が制限を受ける。感光体の表
面電位(帯電電位)は帯電器能力や高圧リークの影響を
受けるため、上記の直径では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
た後述する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く傾向にある。
【0033】逆に感光体の径が80mm大きい場合では
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
上のトナー像又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や転写時ボ
ソ抜け等が発生しやすい。特に四つの画像形成ユニット
を用いて画像形成を行う場合、第1の画像形成ユニット
の画像は第2、第3、第4の画像形成ユニットで再転写
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が大型化してしまう
という欠点もある。
【0034】本発明では上記感光体を現像領域における
絶対値で300乃至450Vに帯電させる。現像領域で
の表面電位が300Vより小さい場合では画像濃度を十
分に得ることが困難であり、450Vより大きい場合で
は一成分の現像方法において感光体の電位ムラによる濃
度むらやドラムゴースト等の感光体の欠陥を拾い易く、
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。なお本発明において現像領域とは、現像時に現像剤
を供給する現像スリーブと対向する感光体の対向部であ
る。
【0035】本発明では、一成分系現像方式において、
感光体と現像スリーブとを接触又は非接触となるように
設置し、接触方式では現像スリーブを感光体の周速の
1.05乃至2.0倍の周速で回転させ、非接触方式で
は現像スリーブを感光体の周速の1.1乃至4.0倍の
周速で回転させながら一成分系現像剤により現像を行う
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、かつドットの再現性がよい画像を安定して得
ることができる。
【0036】接触方式では現像スリーブを感光体の周速
の1.05倍より小さい周速で回転しながら一成分系現
像剤により現像を行う場合では、現像に必要なトナーを
供給できなくなるため十分な画像濃度を得ることができ
ない傾向にある。現像スリーブを感光体の周速の2.0
倍より大きい周速で回転する場合では、感光体への接触
部におけるトナーの劣化、感光体へのトナーの融着、摺
擦スジ等を発生し、連続使用後の濃度ダウンが顕著に現
れやすい。
【0037】非接触方式では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一成分系現
像剤により現像を行う場合では、現像に必要なトナーを
供給できなくなるため十分な画像濃度を得ることができ
ない傾向にある。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では、現像器内でのシ
ェアが大きくなり、トナー劣化が激しくなり、連続使用
後の濃度ダウンが顕著に現れやすい。
【0038】さらに、一成分磁性現像剤を用いる非接触
方式において、感光体と現像スリーブとを最小間隙(S
Dギャップ)が100乃至500μmとなるように設置
し、かつ現像スリーブを感光体の周速の1.1乃至4.
0倍の周速で回転しながら一成分系現像剤により現像を
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、かつドットの再現性がよい画像を安定して
得ることができる。
【0039】感光体と現像スリーブとの最小間隙が10
0μmより小さい場合では、間隙でのシェアが大きくな
り、その結果、感光体上に融着が発生しやすくなる。逆
に500μmより大きい場合では、トナー飛翔距離が長
くなりトナーがドラムに到達しにくくなることから十分
な画像濃度を得ることができない傾向にある。
【0040】またブラックトナーとして一成分磁性現像
剤を用いると、現像剤の剤交換の必要がなく、長期にわ
たり現像剤を使用できる。特にカラー画像に対して黒色
画像を多く画像形成システムの場合、効果的である。
【0041】本発明においては、アモルファスシリコン
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、かつ小型化可能な、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器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。
【0042】また本発明では、重量平均粒径(D4)が
4.0乃至10.0μm、より好ましくは5.0〜9.
0μmであるトナーが用いられる。トナーの重量平均粒
径が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ってしまう傾向にあ
る。
【0043】また本発明では、イエロー、マゼンタ、及
びシアンの各色における非磁性トナーの着色力が1.0
乃至1.8、より好ましくは1.1乃至1.7である非
磁性カラートナーが用いられる。非磁性トナーの着色力
が1.0以下の場合では、a−Si感光体の帯電電位が
十分に取れた条件で画像形成を行うと画像濃度の低下を
招く傾向にある。
【0044】一方で非磁性トナーの着色力の上限につい
ては、種々の条件を検討する必要がある。非磁性トナー
の着色力はトナー中の着色剤の添加量、着色剤の分散に
より調整することができるが、非磁性トナーの着色力を
顔料等の着色剤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
中でトナーからの顔料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、ブレード、スリーブへのス
ペントが発生し易くなり、透明性も悪化する。そのた
め、添加量だけでなく、顔料の選定、分散、状態を考え
トナーの着色力を制御しなければならない。
【0045】しかしながら、トナーの帯電阻害、粘弾性
を制御して着色力を大きくした場合についても、非磁性
トナーの着色力が1.8より大きい場合では、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る傾向にあり
好ましくない。このような観点から本発明で用いられる
非磁性トナーの着色力は1.0乃至1.8であることを
要する。
【0046】また本発明で用いられる一成分磁性現像剤
に含まれるブラックトナーの着色力も、上記の非磁性ト
ナーと同様の観点から0.5乃至1.5、より好ましく
は0.6乃至1.4であることを要する。
【0047】さらに上記非磁性トナーにおいて、イエロ
ー、マゼンタ、シアンの三色の3色のトナーの着色力に
ついて検討を行った結果、非磁性イエロートナー、非磁
性マゼンタトナー、及び非磁性シアントナーにおいて着
色力の最大値と最小値の差が0乃至0.5であることを
要する。上記着色力の差が0.5より大きい場合では、
各色同一画像濃度部でのグロス差が大きくなり、高画質
な画像を得ることができない傾向にある。さらに、各ト
ナーの有する環境特性を拾いやすくなり、温度、湿度に
よりフルカラー形成時の色バランスが崩れやすくなる。
そのためイエロー、マゼンタ、シアン三色の着色力にお
ける最大値と最小値の差は0乃至0.5の範囲に設定す
ると良い。
【0048】なお本発明における着色力とは、転写材上
に0.5mg/cm2になるようにトナーを乗せ、これ
を一回の定着で定着させたときの画像濃度である。この
場合における定着には、用いるトナーの物性等によって
も異なるが、通常用いられる定着器を用いることができ
る。ローラ式の加熱加圧定着装置を用いる場合の定着条
件としては、例えば定着温度が175℃、ローラ荷重が
40kgf(392N)を例示することができる。
【0049】次に本発明の画像形成方法及び画像形成装
置について具体的に以下に述べる。まず本発明の画像形
成装置における一実施の形態について図を用いて説明
し、合わせて本発明の画像形成方法について説明する。
【0050】図1は本発明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概略構成図である。
【0051】本実施の形態における画像形成装置は、第
1〜4の画像形成ユニットであるA〜Dステーション
と、それぞれのステーションで形成されたトナー像が転
写される転写材としての転写紙24を各ステーションに
おける転写位置に搬送する転写紙搬送シート27と、そ
れぞれのステーションで転写された未定着トナー像を加
熱加圧定着により転写紙24に定着させる加熱加圧定着
手段としての定着装置25とを有する。
【0052】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
ば一次帯電器21とあれば、ABCD各ステーションに
おける一次帯電器21A、21B、21C、21Dを指
すものとする。
【0053】上記の画像形成装置において現像剤は、カ
ラートナーには一成分非磁性現像剤が用いられており、
ブラックトナーには一成分磁性現像剤が用いられてお
り、これらは前述した現像剤の条件を満たすものであ
る。またAステーションはイエロー、Bステーションは
マゼンタ、Cステーションはシアン、Dステーションは
ブラックの画像を形成するものとして上記の画像形成装
置やその画像形成プロセス等について説明する。なお本
発明に用いられる現像剤やトナーについては後に詳述す
る。
【0054】上記の各ステーションは、アモルファスシ
リコン層を有する回転自在な円筒状の感光体4と、感光
体4を帯電させる帯電手段としての一次帯電器21と、
帯電した感光体4に静電荷像を露光により形成する露光
手段としての発光素子22と、感光体4に形成された静
電荷像を現像してトナー像とする現像手段としての現像
装置9と、現像により形成されたトナー像を感光体4か
ら転写紙24に転写する転写手段としての転写帯電装置
23と、転写後の感光体4に残留するトナーを感光体4
から除去するクリーニング手段としてのクリーニング装
置26とを有する。
【0055】感光体4は直径が20乃至80mmの回転
自在な円筒状のa−Si系感光体である。本発明に用い
られる感光体については後に詳述する。
【0056】一次帯電器21はコロナ帯電器であり、感
光体4の表面を現像領域において絶対値で300乃至4
50Vに帯電させる帯電器である。本発明ではコロナ帯
電器に限定されず、上記のような帯電が可能である種々
の帯電手段を用いることができる。
【0057】発光素子22は、形成すべき画像の情報に
応じた信号を露光して形成すべき画像の静電荷像を感光
体4に形成する手段であり、本発明において露光手段は
このような手段であれば特に限定されず、例えば所望の
情報信号を露光するレーザ等を用いることができる。
【0058】現像装置9については、現像に用いる現像
剤の種類に応じて好適な種々の現像装置を用いることが
でき、本発明では一成分非磁性現像剤及び一成分磁性現
像剤を現像剤に用いることができる現像装置であれば特
に限定されない。カラートナーを現像に用いる現像装置
9A〜9Cと、ブラックトナーを現像に用いる現像装置
9Dとについて説明する。
【0059】現像装置9A〜9Cは図8に示されるよう
に、現像剤を収容する現像容器8A〜8C、第1〜3の
現像スリーブである現像スリーブ3A〜3C、及び現像
剤の帯電付与及びトナー量規制部材としてのブレード2
A〜2Cを有している。現像スリーブ2A〜2Cにはそ
れぞれ電源15A〜15Cが接続されており、この電源
15A〜15Cは現像スリーブ3A〜3Cに所望の現像
バイアスを印加するように構成されている。
【0060】現像容器8A〜8Cは感光体4の現像領域
に対向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3A〜3Cが回転可能に配
置されている。現像スリーブ3A〜3Cはアルミニウム
やステンレス等の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する。またブレード2A〜2Cは
板状ゴム部材のような弾性を有する板状部材であり、現
像スリーブ3A〜3C表面に対して付勢しつつ当接し、
その圧力でスリーブ上の現像剤量を制御する。
【0061】現像装置9Dは図9に示されるように、現
像剤を収容する現像容器8D、第4の現像スリーブとし
て現像容器8Dの開口部に回転自在に設けられている現
像スリーブ3D、現像スリーブ3D上の現像剤量を規制
するブレード2D、現像スリーブ3D内に固定された磁
界発生手段としてのマグネットロール5、及び現像容器
8Dに収容されている現像剤を攪拌する攪拌部材7を有
している。現像スリーブ3Dには電源15Dが接続され
ており、この電源15Dは現像スリーブ3Dに所望の現
像バイアスを印加するように構成されている。
【0062】現像容器8Dも感光体4の現像領域に対向
する位置が開口している。現像スリーブ3Dも上記のよ
うな非磁性材料で構成され、現像動作時には図示矢印方
向に回転する。現像スリーブ3Dは感光体4Dに対し
て、感光体4Dとの最小間隙(図中のα)は100乃至
500μmとなるように非接触に配置されている。ブレ
ード2Dは現像スリーブ3D表面に対して非接触に配置
された金属の板状部材であり、現像スリーブ3Dとの間
に密な磁界を形成することで現像スリーブ3D上の現像
剤量を制御する。攪拌部材7は現像スリーブ3Dの回転
方向に対して順方向に回転運動する攪拌羽根であり、現
像剤同士を摩擦帯電させ、またその帯電を均一にしつつ
現像剤を現像スリーブ3Dに向けて搬送する。
【0063】転写帯電装置23は転写紙の背面から電圧
を印加して、感光体4上のトナー像を転写紙上に静電的
に転写させる装置である。本実施形態では静電転写を採
用したが、本発明では感光体から転写材にトナー像を転
写する手段であれば特に限定されず、種々の転写手段を
用いることができる。
【0064】クリーニング装置26は感光体4に対向し
て開口する廃トナー容器と、この容器の開口部に固定さ
れ、感光体4の表面に当接するクリーニングブレードと
を有するものであり、クリーニングブレードで掻き落と
した転写残トナーを廃トナー容器に収容するように構成
されている。クリーニング装置は転写残トナーの除去が
可能な構成であれば特に限定されず種々の構成を採用す
ることができるが、必要に応じて設けられれば良い。
【0065】定着装置25はトナーを融着させることで
転写紙に定着させる加熱加圧定着手段である。本実施形
態では加熱ローラと加圧ローラとを有し、未定着トナー
像を有する転写紙24を両ローラが形成するニップ部に
導入して定着する装置としたが、加熱ローラに代えてヒ
ータ及びヒータと転写紙との間に介在する耐熱フィルム
とを有するフィルム式の定着装置など、未定着トナーを
転写紙上に定着できる種々の手段を用いることができ
る。
【0066】なお本実施の形態における画像形成装置に
は、図1及び図8に示されるように、感光体4上の転写
残トナーを定量するためのトナー濃度検知手段17や、
転写紙のマージン等に応じて現像前の感光体4の静電荷
像を一部除去する、露光装置の一種である除電装置など
が各ステーションに設けられている。
【0067】上記の画像形成装置による画像形成は次の
ように行われる。まず、感光体4を一次帯電器21で一
様に帯電し、発光素子22によって情報信号を露光して
静電荷像を形成し、現像装置9で可視像化する。なお本
実施の形態においてはイメージ露光により静電荷像を形
成している。
【0068】なお本発明における静電荷像の形成では、
トナーが付着すべき部分である静電荷像の除く感光体表
面を露光してトナーの帯電特性とは逆極性を有する静電
荷像を形成するバックスキャン露光、及び静電荷像部分
を露光してトナーの帯電特性と同極性を有する静電荷像
を形成するイメージ露光のいずれも用いることができ
る。いずれの露光形式を採用するかは感光体の帯電特性
及びトナーの帯電特性によって決めることができる。
【0069】現像装置9では、現像スリーブ3によって
一成分現像剤を担持、搬送し、ブレード2によって現像
スリーブ3上の現像剤量(層厚)を規制し、層厚規制さ
れた現像剤を感光体4と対向する現像領域で感光体4に
供給して潜像を現像する。このときブレード2は、帯電
付与及びトナー量を規制し、現像領域に搬送される現像
剤量を適正に維持する。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。感光体
4との対向部である現像領域では、現像スリーブ3への
バイアス電圧の印加により、現像スリーブ3上のトナー
が感光体4の静電荷像側に移動し、該静電荷像はトナー
像として顕像化される。
【0070】トナー像の形成とタイミングを合わせて転
写紙搬送シート27が転写紙24を各ステーション(例
えばA→B→C→Dの順)に搬送する。トナー像は転写
帯電装置23によって転写紙24に転写され、転写紙2
4に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。
【0071】この四色の各トナー像が積層された転写紙
24は定着装置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。また、感
光体4上の転写残トナーはクリーニング装置26により
除去する。上記のようなプロセスにより、十分な画像濃
度であり優れた色再現性と画像再現性とを有する高画質
の画像を長期にわたり安定して形成することができる。
【0072】次に本発明に用いられる感光体及び現像剤
等について説明する。まず本発明に用いられる感光体に
ついて説明する。本発明に用いられる感光体の層構成を
説明するための模式的構成図を図2〜図5に示す。
【0073】図2に示す感光体1100は、感光体用と
しての支持体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1103で構成されてい
る。
【0074】図3に示す感光体1100は、感光体用と
しての支持体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1103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。
【0075】図4に示す感光体1100は、感光体用と
しての支持体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1103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。
【0076】図5に示す感光体1100は、感光体用と
しての支持体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並び
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。
【0077】本発明では、単層型から積層型まで前述し
たような種々の層構成の感光体を用いることができる。
【0078】<支持体>本発明において使用される支持
体としては、導電性でも電気絶縁性であってもよい。支
持体としては、Al、Feなどの周知の金属、及びこれ
らの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また合成
樹脂のフィルム又はシート、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。
【0079】本発明において使用される支持体1101
の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状又は板状無
端ベルト状でもよい。
【0080】特にレーザー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れる、いわ
ゆる干渉縞模様による画像不良をより効果的に解消する
ために、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
−168156号公報、同60−178457号公報、
同60−225854号公報等に記載された公知の方法
により作製される。
【0081】また、レーザー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、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、支持体
1101の表面が感光体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。支持体1101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61−2
31561号公報に記載された公知の方法により作製さ
れる。
【0082】なお、レーザー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、あるいは該
層1102の下側に光吸収層等の干渉防止層あるいは領
域を設けても良い。
【0083】<光導電層>本発明では、その目的を効果
的に達成するために支持体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の少な
くとも一部を構成する光導電層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製される。
【0084】具体的には、例えばグロー放電法(低周波
CVD法、高周波CVD法又はマイクロ波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、作製
される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。
【0085】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、及びハロゲン原子(X)を
供給し得るX供給用の原料ガス等の原料ガスを、内部が
減圧にし得る反応容器内に必要に応じて所望のガス状態
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支持体11
01上にa−Si:H,Xからなる層を形成すればよ
い。
【0086】また、本発明において光導電層1103中
に水素原子及びハロゲン原子の少なくとも一方が含有さ
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、特に光導電性及び電荷保持
特性を向上させるために必要不可欠であるからである。
よって水素原子又はハロゲン原子の含有量、又は水素原
子とハロゲン原子の和の量は、シリコン原子と水素原子
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。
【0087】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、又はガス化し得る
水素化ケイ素(シラン類)が有効に使用されるものとし
て挙げられ、更に層作製時の取り扱い易さ、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。
【0088】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
を一層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やHeあ
るいは水素原子を含むケイ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。
【0089】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、例えばハロゲン
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又
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
素とするガス状の又はガス化し得る、ハロゲン原子を含
む水素化ケイ素化合物も有効なものとして挙げることが
できる。
【0090】光導電層1103中に含有される水素原子
及びハロゲン原子の量を制御するには、例えば支持体1
101の温度、水素原子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。
【0091】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。
【0092】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13族に属
する原子(第13族原子)又はn型伝導特性を与える周
期律表15族に属する原子(第15族原子)を用いるこ
とができる。
【0093】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やHeにより希釈して
使用してもよい。
【0094】さらに本発明においては、光導電層110
3に炭素原子、酸素原子、及び窒素原子等の他の原子を
含有させることも有効である。炭素原子、酸素原子、及
び窒素原子は、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。
【0095】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。
【0096】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
電力並びに支持体温度を適宜設定することができる。
【0097】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か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。
【0098】<表面層>本発明においては、上述のよう
にして支持体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は自由表面を有し、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。
【0099】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)やハ
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)やハロゲン原子(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)やハロゲン原子(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)やハロゲン原子
(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−SiCON:H,X」と表記する)等の材料が好
適に用いられる。
【0100】本発明において、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製される。具体的には、例え
ばグロー放電法(低周波CVD法、高周波CVD法又は
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、作製される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。
【0101】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
料ガスやハロゲン原子(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110
3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。
【0102】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%から90%の範囲が好ましい。
【0103】また、本発明において表面層1104中に
は水素原子や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、特に光導電性特性及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3
5〜65原子%、最適には40〜60原子%とするのが
望ましい。また、フッ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。
【0104】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、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。
【0105】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傾向
にある。
【0106】また、表面層中のフッ素含有量を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、表面層中のフッ素原子の働き
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。
【0107】一方、表面層中のフッ素含有量が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
の発生の効果及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、
過剰のフッ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。
【0108】表面層中のフッ素含有量や水素含有量は、
2ガスやH2ガスの流量、支持体温度、放電パワー、ガ
ス圧等によって制御し得る。
【0109】本発明における表面層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、電子写真特性の低下が
みられる。
【0110】本発明における表面層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、N、O、H、及びX等を構
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ように、所望に従ってその形
成条件の選択が厳密になされる。
【0111】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、使用環境において電気絶縁
性的挙動の顕著な非単結晶材料として作製される。
【0112】また、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
性の度合いはある程度緩和され、照射される光に対して
ある程度の感度を有する非単結晶材料として形成され
る。
【0113】更に、表面層1104の低抵抗による画像
流れを防止し、ある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、層作製に際し
てその抵抗値を適宜に制御する事が好ましい。
【0114】さらに本発明においては、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。
【0115】また表面層1104と光導電層1103と
の間には、表面層に含まれる炭素原子、酸素原子、及び
窒素原子等の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。
【0116】<電荷注入阻止層>本発明に用いられる感
光体においては、支持体と光導電層との間に、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
を設けるのが一層効果的である。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、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。
【0117】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。
【0118】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。
【0119】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13族原子又はn型伝導特性を与える周期律表第15
族原子を用いることができる。
【0120】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。
【0121】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一層図ることがで
きる。
【0122】該層に含有される炭素原子又は窒素原子又
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。
【0123】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、窒素原子、及び酸素原子の含有
量は、本発明の目的が効果的に達成されるように適宜決
定される。
【0124】また、本発明における電荷注入阻止層に含
有される水素原子や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。
【0125】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。
【0126】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。
【0127】このほかに、本発明の感光体においては、
感光層1102の前記支持体1101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、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。
【0128】また、本発明の感光体においては、支持体
1101と光導電層1103あるいは電荷注入阻止層1
105との間の密着性におけるより一層の向上を図る目
的で、例えば、Si34、SiO2、SiO、あるいは
シリコン原子を母体とし、水素原子及びハロゲン原子の
少なくともいずれかと、炭素原子、酸素原子、及び窒素
原子の少なくともいずれか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。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。
【0129】<製造装置>上記のような感光体は、周知
のCVD装置を使用して作製される。本発明に用いられ
る感光体を製造可能なCVD装置の例を以下に示す。
【0130】図6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)内には円筒状の支持体(2112)、支持体加
熱用ヒータ(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。
【0131】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)及びマ
スフローコントローラ(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)内の原料ガス導入管(211
4)に接続されている。
【0132】また図7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6の堆積装置(2100)
を図7に示す堆積装置(3100)に代えて原料ガス供
給装置(2200)と接続することにより、VHF−P
CVD法による製造装置とした例である。
【0133】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(不図示)、及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)内には円筒状の支持体(3112)、支持
体加熱用ヒータ(3113)、原料ガス導入管(不図
示)、電極(3115)が設置され、電極(3115)
には更に高周波マッチングボックス(3116)が接続
されている。また、反応容器(3111)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、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。なおこの
装置にはモータ(3120)が設けられており、反応容
器(3111)内に収容された支持体(3112)を回
転させることが可能に構成されている。
【0134】上記のようなCVD装置を用い、原料ガス
の供給量、反応容器内の温度や圧力、放電に要する電力
等の諸条件を適宜設定することで、本発明に用いられる
感光体を製造することができる。
【0135】次に本発明に用いられる現像剤及びトナー
について説明する。はじめに本発明に用いられる着色剤
について説明する。本発明においては、特に着色剤の種
類を限定するものではないが、カラートナーにおいては
顔料を用いることが好ましく、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、さらには帯電的
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。
【0136】好ましいイエロー顔料としてはC.I.ピ
グメントイエロー(C.I.Pigment Yell
ow)74、93、97、109、128、151、1
54、155、166、168、180、185等が挙
げられる。
【0137】好ましい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、5
8:2、及びシイ・アイ・ピグメント レッド(C.I.
Pigment Red)5、31、146、147、
150、184、187、238、245、及びシイ・
アイ・ピグメント レッド(C.I.Pigment Re
d)185、265等が挙げられる。
【0138】好ましいシアン顔料としては、銅フタロシ
アニン顔料又はアルミ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、下記式(I)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から5個置換した銅フタロシアニン顔料で
あってもよい。
【化1】
【0139】ブラック顔料としては黒色の磁性粒子を用
いることができ、特にマグネタイトが好ましい。
【0140】これらの顔料を用いることにより、結着樹
脂中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。なお用いる顔料については一種又は複数種
を用いることができる。
【0141】イエロー色の顔料の含有量としては、OH
P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、より好ましくは0.5〜8質量部であ
る。上記含有量が12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傾向にある。
【0142】その他のマゼンタトナー、シアントナー及
びブラックトナーについては特に限定されないが、マゼ
ンタ色の顔料、シアン色の顔料、又はブラック顔料の含
有量は、結着樹脂100質量部に対して15質量部以下
であり、より好ましくは0.1〜9質量部であると良
い。
【0143】本発明に用いられるトナーは、必要に応じ
て熱可塑性樹脂、着色剤としての顔料又は染料、荷電制
御材、その他の制御剤等をボールミルの如き混合機によ
り十分混合してから、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、冷却固化後粉砕及び厳密な分級を
行うことで得ることができる。なお顔料は上記の溶融混
練物に分散又は溶解せしめても良い。
【0144】本発明において、前述の如きカラートナー
粒子中における顔料粒子の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
機又は混合機に仕込み、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かまわない。
【0145】本発明において上記ペースト顔料とは、顔
料粒子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。
【0146】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。
【0147】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、若しくは混練時間を長く設
定しなくてはならない傾向にある。さらには混練装置に
強力なスクリューやパド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。
【0148】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
コンテントを得るためには、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。
【0149】ペースト顔料と結着樹脂とを混練若しくは
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。
【0150】樹脂に対する顔料の割合が10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、目的とする樹脂特性が得られなくなってしまうこと
がある。
【0151】樹脂に対する顔料の割合が50重量%より
多い時は、液相中から樹脂への顔料粒子の移行がスムー
ズに行われにくく、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ないことがある。
【0152】前述のトナー製造においては非加圧下で溶
融混練することが好ましい。その理由としては、加圧下
ではペースト顔料中の液体(例えば水)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ことが挙げられる。よって前述の
トナー製造においては、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。
【0153】トナー製造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。
【0154】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。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用いた時、良好な顔料
分散性と、帯電安定性が図れる。
【0155】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。上記のポリエステル樹脂としては二価の
酸と二価のアルコールとの共重合物が好ましく、好まし
く用いられるポリエステル樹脂を構成する二価の酸成分
としては、例えばテレフタル酸、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’−ジカルボン酸等の芳香族
系ジカルボン酸類が使用でき、それ以外の酸としては、
例えばマレイン酸、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及び低級アルキルエステル等の誘導
体が使用できる。
【0156】二価のアルコールとしては、下記式(II)
【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である。)で表さ
れるジオールであり、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)プロパン等が挙げら
れる。
【0157】その他の二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等が挙げられる。
【0158】本発明のポリエステル樹脂においては、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、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若しくはアルケニル置換基を
有する酸や、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−ペンチルジオールの如きアルコー
ル等を含んでいても良い。
【0159】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、例えば以下のごとくの
方法による。
【0160】まず線状の縮合体を形成せしめ、その過程
で目標の酸価、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せしめる、(ii)
エステル化剤を減少せしめる、(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、反応せしめ三次元縮合体を形成せしめる。
さらに昇温し、分子量分布が均一になるようにゆっくり
長時間反応せしめ、架橋反応を進め、水酸基価又は酸価
又は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。
【0161】本発明において、トナーの酸価が2.0乃
至50mgKOH/g、好ましくは3.0乃至40mg
KOH/g、さらに好ましくは5乃至30mgKOH/
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。
【0162】トナーの酸価が2.0mgKOH/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、
着色剤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。
【0163】トナーの酸価が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
久と共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。
【0164】本発明において、カラートナーの保存性と
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、トナーのガラス転移温度(Tg)は50乃至70
℃、好ましくは52乃至68℃であることが良い。
【0165】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への巻付きが発
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。
【0166】樹脂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
傾向にある。
【0167】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乃至20,00
0、より好ましくは2,000乃至15,000であ
り、重量平均分子量(Mw)が好ましくは6,000乃
至100,000、より好ましくは8,000乃至8
0,000であり、Mw/Mnが好ましくは2乃至10
であることが良い。上記条件を満足している結着樹脂は
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。
【0168】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、現像器内でのトナー融着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に
おける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。
【0169】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ことがある。
【0170】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、現像器内でのトナー融着が生じ易くな
り、さらに、トナーの帯電量のばらつきが生じ易い。
【0171】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
低下してしまい、色再現性が低下し易くなってしまうこ
とがある。
【0172】また、本発明に用いられるトナーは、フロ
ーテスターカーブより算出される軟化点温度(Tm)が
85℃≦Tm≦120℃であることが好ましい。
【0173】トナーの軟化点温度が120℃より高いと
きは、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、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
しまう傾向にある。
【0174】トナーの軟化点温度が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、現像器内でのトナー
融着といった新たな問題も懸念される。よってカラート
ナーの軟化点温度Tmは85℃≦Tm≦120℃、好ま
しくは90℃≦Tm≦115℃が良い。
【0175】本発明に用いられるトナーは、帯電の安定
化をし易いという点で負帯電性トナーであることが好ま
しい。特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、前記の着色剤を均一に分散せしめたトナー
では、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。
【0176】本発明に用いられるトナーにおいては、必
要に応じて負の荷電制御剤を添加してもよく、負の荷電
制御剤としては有機金属化合物であることが望ましい。
その中でも好ましくは、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等が挙げられる。
【0177】上記の金属化合物としては、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。
【0178】芳香族カルボン酸の金属化合物をトナー樹
脂中に含有せしめる場合の含有量としては、結着樹脂1
00質量部当たり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、溶融混練時に樹脂との架
橋反応が良好に進み、着色剤が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。
【0179】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、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、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しやすく、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。
【0180】芳香族カルボン酸の金属化合物を含むトナ
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
色剤を微細にか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
くなる様に設計することが可能である。
【0181】本発明に用いられるトナーにおいては、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)や、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の微粉末)あるい
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。
【0182】更に本発明ではトナーは離型剤を含有して
も良い。用いられる離型剤としては、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。
【0183】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。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。
【0184】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
方法等により結着樹脂に含有されるのが望ましい。
【0185】トナーの製造に当たっては、前述したよう
に熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練
機によってトナー構成材料をよく混練した後、機械的に
粉砕し粉砕粉を分級してトナーを得る方法や、結着樹脂
溶液中に着色剤の如き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等を適用すること
ができる。
【0186】本発明に用いられる現像剤は非磁性又は磁
性の一成分現像剤であり、前述したトナーを含むもので
ある。本発明に用いられる現像剤には、トナーの他にも
トナーの流動性を向上させる目的で、流動性向上剤を添
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;窒化ホウ素微粉体、窒化アルミニ
ウム微粉体、窒化炭素微粉体の如き窒化物;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が挙げられる。外添剤
は、通常、トナー粒子100重量部に対して0.1〜5
重量部使用される。
【0187】本発明においては、特に平均一次粒子径
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。上記添加剤においては、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。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る点
と、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。
【0188】よって本発明で用いられる添加剤(外添
剤)は、表面疎水化処理されていることが好ましく、こ
のような処理がなされた外添剤を用いることが、トナー
の流動性の付与と帯電の安定化を同時に満足しうる上で
好ましい。
【0189】本発明においては、特に平均一次粒径が
0.001〜0.2μmの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、これらの粉体を外添剤とし
て用いることで負荷電性トナーの帯電がより均一とな
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トナーにおいてよ
り顕著である。
【0190】上記の傾向は、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。
【0191】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。
【0192】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
器の双方を有している下記一般式で示されるアルキルア
ルコキシランを用いるのが良い。
【化3】RmSiYn 〔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。〕
【0193】上記アルキルアルコキシランとしては、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等を挙げることができ
る。
【0194】より好ましくは、下記式
【化4】Ca2a+1−Si−(OCb2b+13 〔式中、aは4〜12の整数を示し、bは1〜3の整数
を示す。〕で示されるアルキルアルコキシラン化合物が
良い。ここで一般式における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。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。
【0195】上記のアルキルアルコキシランを前記疎水
化処理に用いる場合における処理量は、酸化チタン微粉
体若しくはアルミナ微粉体100質量部に対して1〜5
0質量部、好ましくは3〜45質量部である。処理され
た酸化チタンの疎水化度は30〜90%、より好ましく
は40〜80%であることが良い。
【0196】すなわち、疎水化度が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なりや
すく、疎水化度が90%を超えると酸化チタン微粉体若
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。
【0197】さらに本発明に用いられる酸化チタン微粉
体若しくはアルミナ微粉体の平均粒径は、流動性付与の
点から好ましくは0.001〜0.2μm、より好まし
くは0.005〜0.1μmが良い。
【0198】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、0.001μ
mより小さいと、無機微粉体そのものの活性が高くなり
すぎ、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。なお上記の処理酸化チタン微粉
体若しくは処理アルミナ微粉体の粒径は透過型電子顕微
鏡により測定することができる。
【0199】なお本発明ではイエロー、マゼンタ、及び
シアンの各色のトナーには前述したような一成分非磁性
現像剤が用いられるが、ブラックトナーにおいては一成
分磁性現像剤が用いられる。本発明で用いられるトナー
について先に説明したが、ブラックトナーにおいてもほ
ぼ同様である。しかしブラックトナーは磁性トナーであ
る点から、他のトナーにない特性を有する場合や、好ま
しい特性が他のトナーと異なる場合もある。そこで本発
明に用いられるブラックトナーについて、特に以下に説
明する。
【0200】本発明に用いられる磁性一成分ブラックト
ナー粒径は、前述したカラートナーと同様に4から10
μm、好ましくは5〜9μmが良い。粒径が4μmより
小さいと、部分的にスリーからの過剰帯電を受け、均一
なコートが損なわれるため、画像品質を落としてしまう
ことがある。また、スリーブ下層での過剰帯電粒子の存
在により、他の粒子の摩擦帯電が阻害され、現像電界に
忠実に応答し得ず、結果として白地部カブリが発生する
傾向にある。この現象は、トナーの帯電が高くなる低湿
環境下において顕著である。
【0201】一方、粒径が10μmより大きいと、ドッ
ト再現性が落ちるため好ましくない。特に好ましい形態
としては、イエロー、マゼンタ、シアンのカラートナー
粒径よりも2μm以内の範囲で大きい方が好ましい。こ
れは、白黒画像用としての使用頻度が高いために、現
像、転写、定着の耐久安定性の高い粒径の大きいものの
方が好ましい。しかしながら、余り大きすぎると、ブラ
ック単色でのドット再現性が劣ることはもちろん、カラ
ー画像との画質のバランスが大きく異なるため望ましく
ない。そのため、カラートナー粒径よりも2μm以内の
範囲で大きい方が好ましい。
【0202】また、本発明に用いられる磁性一成分ブラ
ックトナーの負帯電性荷電制御剤としては、二成分カラ
ートナー用に使用可能なものはもちろん、材料自身の色
の制限を受けないため、負帯電性荷電制御剤は全て使用
可能である。特に前述した一般式(1)に示すアゾ系金
属化合物は、良好な帯電特性を与えるため好ましい。
【0203】また、本発明に用いられる磁性一成分ブラ
ックトナーに含まれる磁性材料としては公知のものが使
用でき、特に好適な磁性材料は、四三酸化鉄(Fe
34)又はγ−三二酸化鉄(γ−Fe23)である。
【0204】本発明に用いられる磁性一成分ブラックト
ナーの磁性粒子の磁気特性は、796kA/mでの飽和
磁化が50〜100Am2/kg、より好ましくは65
〜90Am2/kgであり、残留磁化が2〜30Am2
kg、より好ましくは4〜20Am2/kgであること
が良い。
【0205】飽和磁化が50Am2/kgより小さい
と、スリーブからの磁気規制力を受け得なくなるため、
非画像部へのカブリが増えてしまう傾向にある。また、
飽和磁化が100Am2/kgより大きいと逆にスリー
ブからの磁気規制力が増しすぎることにより、感光体へ
のトナーの飛翔が困難となり、結果として画像濃度が薄
くなるため好ましくない。さらに残留磁化が2Am2
kgより小さい場合には、非画像部へのカブリが増える
ため問題となることがあり、逆に残留磁化が30Am2
/kgより大きい場合には、現像器内でのトナーの凝集
が大きく、トナー補給後の混合性が不十分となり、画像
濃度低下が発生するため好ましくない。
【0206】前記磁性一成分ブラックトナー中の磁性材
料の含有量は、結着樹脂100重量部に対して50〜1
30重量部、より好ましくは60〜110重量部が良
い。50重量部より少ないと、スリーブからの磁気規制
力が弱まるため、カブリが悪化する傾向にある。またス
リーブへの均一コート性も問題となることがある。逆に
130重量部より多いと、磁気拘束力が強すぎるため、
十分な画像濃度が得られないことがあり好ましくない。
【0207】前記磁性一成分ブラックトナーの特性を十
分に発現させるためには、前述の無機微粉体を用いるこ
とが好ましい。特に帯電性及びドラムの潤滑、研磨性を
良好にするため、二種類の無機微粉体を用いることが好
ましい。
【0208】無機微粉体のうちの金属酸化物(A)とし
ては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の流動化剤が好
ましい。中でも帯電性を向上させるためにはシリカが最
も良い。トナーへの含有量としては、0.3〜1.8重
量部、好ましくは0.5〜1.3重量部が良い。0.3
重量部より少ない場合には、トナーの流動性が不十分と
なり、良好な帯電特性が得られないため、画像濃度の低
下やカブリの発生といった問題が生じる傾向にある。逆
に、1.8重量部より多い場合には、無機微粉体の帯電
性の高さに起因する低湿環境下での過剰帯電が引き起こ
され、スリーブへの均一コート性が損なわれ、画質悪化
やカブリの悪化を生じる傾向にあるため、好ましくな
い。
【0209】また、無機微粉体(B)としては、ドラム
の潤滑、研磨性及び現像スリーブの過剰帯電防止という
観点から、ケイ素、チタン、ストロンチウム、マンガ
ン、亜鉛、コバルト、ニッケル、セリウム、アルミニウ
ム、バリウム、カルシウム、ジルコニウム等の金属の中
から選択される複合金属化合物が好ましい。なかでも、
チタン酸ストロンチウムが望ましい。
【0210】無機微粉体(B)の重量平均粒径は、0.
4〜5μm、好ましくは、0.7〜3μmが良い。0.
4μmよりも小さい場合には、無機微粉体(B)がスリ
ーブ下層に堆積し、トナーの過剰帯電を防止するもの
の、逆にトナーの帯電性を阻害するため低湿環境下での
カブリを引き起こすことがある。逆に5μmより大きい
と低湿環境下でのトナーの過剰帯電防止効果が好適に発
揮できず、スリーブの均一コート性が損なわれ、カブリ
も生じる傾向にあるため、好ましくない。
【0211】また、無機微粉体(B)の添加量は、0.
1〜5重量部、より好ましくは0.5〜4重量部が良
い。0.1重量部より少ないと、画像濃度が低くなり、
低湿環境下でのスリーブ均一コート性が失われ、さらに
は高湿環境下での画像流れも発生しやすくなる。逆に、
5重量部より多いと、トナーの帯電性が阻害されて低湿
環境下でのカブリが多くなる傾向にあるため好ましくな
い。
【0212】次に各物性の測定方法について以下に説明
する。 <トナー粒度分布の測定>本発明のトナーの重量平均粒
径を測定する好適な測定装置としては、コールターカウ
ンターTA−IIあるいはコールターマルチサイザーI
I(コールター社製)を挙げることができる。この測定
装置を用いて重量平均粒径を測定する場合では、電解液
として、1級塩化ナトリウムを用いて調製された約1%
NaCl水溶液が用いられる。このような電解液として
は、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。
【0213】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2〜20mg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10
0μm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。
【0214】上記のチャンネルとしては、2.00〜
2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜
4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜
6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜1
0.08μm;10.08〜12.70μm;12.7
0〜16.00μm;16.00〜20.20μm;2
0.20〜25.40μm;25.40〜32.00μ
m;32.00〜40.30μmの13チャンネルを用
いる。
【0215】<着色力の測定方法>まず未定着の転写材
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、定着器を通し画像を定着せし
め、着色力測定用の画像を形成し、得られた画像の画像
濃度を測定する。画像濃度の測定には、X−Rite社
製504型反射濃度計を使用することが好ましく、本明
細書では上記反射濃度計を用いて測定した数値を用い
た。
【0216】<トナーのガラス転移温度の測定方法>本
発明に用いられるトナーのガラス転移温度(Tg)を測
定する好適な測定装置としては、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)を挙げることができる。
【0217】上記測定装置を用いる場合では、測定試料
は5〜20mg、好ましくは10mgを精密に秤量し、
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℃〜200℃の間
で、昇温速度10℃/minで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。
【0218】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上
記のガラス転移温度(Tg)とする。
【0219】<結着樹脂の分子量の測定方法>本発明に
用いられるトナーにおいて、結着樹脂の分子量を測定す
る好適な測定装置としては、ゲルパーミエーションクロ
マトグラフィー(GPC)が挙げられる。この測定装置
で結着樹脂の分子量を測定する方法を以下に示す。
【0220】まず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当たっては、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。
【0221】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R1(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
み合わせて使用するのが良い。
【0222】上記カラムとしては、例えば、昭和電工社
製のShodex GPC KF−801、802、
803、804、805、806、807、800Pの
組み合わせや、東ソー社製のTSKgelG1000H
(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H
(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。
【0223】試料は以下のようにして作製する。試料を
THF中に入れ、数時間放置した後、十分振とうしTH
Fと良く混ぜ(試料の合一体がなくなるまで)、更に1
2時間以上静置する。このときTHF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。
【0224】<酸価の測定方法>本発明に用いられるト
ナーの酸価は常法にしたがって測定することができる。
以下にトナーの酸価測定方法における一例を説明する。
【0225】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。
【数1】 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)
【0226】
【実施例】以下、図に基づいて本発明の実施例等を説明
するが、本発明は本実施例等に何ら制限されるものでは
ない。
【0227】<感光体の作製例>前述したRF−PCV
D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1に示す条件で正帯電の
感光体を、また表2に示す条件で負帯電の感光体をそれ
ぞれ作製した。以下表1の方法で作製した感光体を感光
体1、表2の方法で作製した感光体を感光体2と呼ぶ。
【0228】
【表1】
【0229】
【表2】
【0230】<トナーの作製例>結着樹脂は下表に示す
ものを用いた。
【0231】
【表3】
【0232】<イエロートナー作製例>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 C.I.ピグメントイエロー180を公知の方法で製造したろ過工程前の顔料 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) 100質量% 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散若しくは移行し、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
の顔料を十分に移行させる。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130℃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
ると共に水分を留去し、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。
【0233】 上記混練物(顔料粒子の含有量30質量%) 20.0質量部 ポリエステル樹脂(1) 86.0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、二軸押し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
し、イエロートナー(Y1)とした。
【0234】次に、顔料の種類及び、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からY
12及びY17、Y18を作製した。
【0235】次に、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からY16を得
た。
【0236】 <イエロートナーY19、Y20の作製例> ポリエステル樹脂(1) 70質量部 C.I.ピグメントイエロー93 30質量部 上記材料を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、十分に前混合する。その後三本ロ
ールで二回混練し、第1の混練物を得た。
【0237】 上記第1の混練物 26.7質量部 ポリエステル樹脂(1) 81.3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、二軸押し出し機で溶融混練し、あとはイエロートナ
ーY1と同様にして、イエロートナーY19を得た。ま
たほぼ同様にして顔料コンテントが4質量部のイエロー
トナーY20を得た。
【0238】 <イエロートナーY21の作製例> ポリエステル樹脂(1) 100質量部 C.I.ピグメントイエロー93 4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、二軸押し出し機で溶融混練し、あとはイエロートナ
ーY1と同様にして、イエロートナーY21を得た。
【0239】<イエロートナーY22の作製例>イエロ
ートナーY1で作製した第1の混練物(顔料粒子の含有
量30質量%)をさらに三本ロールで五回混練し、顔料
をさらに十分に分散せしめ、あとは同様にしてイエロー
トナーY22を得た。それぞれのイエロートナーの製法
について表4に示す。
【0240】
【表4】
【0241】<マゼンタトナーの作製例>イエロートナ
ーY1とほぼ同様にして、すなわち表5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、あとはほぼ同様にして重量平均径が7〜7.5
μmのマゼンタトナーM1からM16を得た。
【0242】
【表5】
【0243】<シアントナーの作製例>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、あとはほぼ同様にして重量平均径が6.0から8.
0μmのシアントナーC1、C2を得た。また外添剤を
表7記載の酸化チタンからアルミナに変えてC4〜C6
を同様に得た。
【0244】<シアントナーC3の作製例>イエロート
ナーY21とほぼ同様にして、すなわち ポリエステル樹脂(1) 100質量部 C.I.ピグメントブルー15:3 2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 をヘンシェルミキサーにより十分予備混合を行い、二軸
押し出し機で溶融混練し、あとはほぼ同様にして、表6
記載のシアントナーC3を得た。
【0245】<シアントナーC7〜C9の作製例>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(C7)、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
(C8)、n−オクチルサリチル酸のアルミニウム化合
物(C9)を用いたことを除いて、あとはすべて同様に
して表6記載のシアントナーC7〜C9を得た。
【0246】<シアントナーC10〜C15の作製例>
シアントナーC1で用いた樹脂(1)のかわりに樹脂
(2)〜樹脂(7)を用いたことを除いて、あとはすべ
て同様にして表6記載のシアントナーC10〜C15を
得た。
【0247】
【表6】
【0248】なお、トナーの作製例で用いられる外添剤
について表7及び表8に示す。
【0249】
【表7】
【0250】
【表8】
【0251】 <ブラックトナーの作製例> ポリエステル樹脂(8) 100質量部 磁性粒子(イ) 85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 0.3質量部 アゾ系鉄化合物 1.5質量部 低分子量ポリプロピレン 5質量部 上記材料をヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製)に
より十分予備混合した後、130℃で、二軸押し出し機
によって溶融混練を行った。混練物放冷後、カッターミ
ルで粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機を用
いて粉砕し、更に風力分級を用い分級し磁性ブラックト
ナーを得た。この磁性トナー100質量部に対し、金属
酸化物(A)−4を0.9質量部と、複合金属酸化物
(B)−1を3質量部とを、ヘンシェルミキサーにて外
添して、重量平均粒経8.1μmの磁性ブラックトナー
Bk1を得た。なおブラックトナーの作製例で用いられ
る磁性粒子を以下の表9に示す。
【0252】
【表9】
【0253】<ブラックトナーBk2〜10の作製例>
ブラックトナーBk1で用いた磁性粒子(イ)のかわり
にブラック磁性粒子(ロ)〜(ヌ)を使用すること以外
は、ブラックトナーBk1とほぼ同様にして表10記載
のブラックトナーBk2〜10を得た。
【0254】<ブラックトナーBk11及びBk12の
作製例>ブラックトナーBk1で用いた磁性粒子(イ)
の添加部数をそれぞれ60部、110部に変更すること
を除いて、あとはすべて同様にして、表10記載のブラ
ックトナーBk11及びBk12を得た。
【0255】<ブラックトナーBk13及びBk14の
作製例>ブラックトナーBk1で用いた金属酸化物
(A)−4の添加量をそれぞれ0.2部、2.0部に変
更することを除いて、あとはすべて同様にして表10記
載のブラックトナーBk13及びBk14を得た。
【0256】<ブラックトナーBk15及びBk16の
作製例>ブラックトナーBk1で用いた金属酸化物
(B)−1の添加量をそれぞれ0.05部、5.2部に
変更することを除いて、あとはすべて同様にして表10
記載のブラックトナーBk15及びBk16を得た
【0257】<ブラックトナーBk17〜Bk20の作
製例>ブラックトナーBk1作製時の粉砕分級条件を変
更することで、トナー粒径をそれぞれ3.8μm、5.
5μm、9.4μm、10.8μmに変更すること以外
同様にして表10及び表11記載のブラックトナーBk
17〜Bk20を得た。
【0258】<ブラックトナーBk21及びBk22の
作製例>ブラックトナーBk1で用いた金属酸化物
(A)−4の種類を(A)−1、(A)−2に変更する
ことを除いて、あとはすべて同様にして表11記載のブ
ラックトナーBk21及びBk22を得た。
【0259】<ブラックトナーBk23〜Bk27の作
製例>ブラックトナーBk1で用いた金属酸化物(B)
−1の種類を(B)−2、(B)−3、(B)−4、
(B)−5、(B)−6に変更することを除いて、あと
はすべて同様にして、表11記載のブラックトナーBk
23〜Bk27を得た。
【0260】<ブラックトナーBk28の作製例>ブラ
ックトナーBk1で用いた荷電制御剤であるジターシャ
リーブチルサリチル酸のAl化合物の添加量を5.5質
量部に変更することを除いて、あとはすべて同様にし
て、表11記載のブラックトナーBk28を得た。
【0261】<ブラックトナーBk29及びBk30の
作製例>ブラックトナーBk1で用いた結着樹脂の種類
をそれぞれ、樹脂(3)、樹脂(9)に変更すること以
外は同様にして、表11記載のブラックトナーBk29
及びBk30を得た。
【0262】<ブラックトナーBk31の作製例>ブラ
ックトナーBk1で用いた荷電制御剤であるジターシャ
リーブチルサリチル酸のAl化合物の添加量を添加せ
ず、アゾ系鉄化合物の添加部数を2質量部に変更ことを
除いて、あとはすべて同様にして、表11記載のブラッ
クトナーBk31を得た。
【0263】<ブラックトナーBk32の作製例>ブラ
ックトナーBk1で用いた荷電制御剤であるジターシャ
リーブチルサリチル酸のAl化合物の添加量を1.5質
量部にし、アゾ系鉄化合物を添加しないことを除いて、
あとはすべて同様にして、表11記載のブラックトナー
Bk32を得た。
【0264】<ブラックトナーBk33の作製例>ブラ
ックトナーBk1で用いた荷電制御剤に変えて藤倉化成
社製の樹脂荷電制御剤であるFCA−1001NSのみ
を添加量を1.5質量部添加することを除いて、あとは
すべて同様にして、表11記載のブラックトナーBk3
3を得た。
【0265】<ブラックトナーBk34の作製例>ブラ
ックトナーBk1で用いた荷電制御剤であるジターシャ
リーブチルサリチル酸のAl化合物の添加量を0.03
質量部に変更ことを除いて、あとはすべて同様にして、
表11記載のブラックトナーBk34を得た。
【0266】<ブラックトナーBk35の作製例>ブラ
ックトナーBk1で用いた荷電制御剤であるジターシャ
リーブチルサリチル酸のAl化合物の添加量を3質量部
に変更ことを除いて、あとはすべて同様にして、表11
記載のブラックトナーBk35を得た。
【0267】
【表10】
【0268】
【表11】
【0269】<実験例1>上記表2の条件で、RF−P
CVD法による感光体の製造装置を用い、直径15mm
から100mmまでの鏡面加工を施したアルミニウムシ
リンダー上に、負帯電の感光体を作製した。作製した感
光体を帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電を
備えた四色のフルカラーの画像を作製できる実験機で画
像の評価を行った。
【0270】第1の画像形成ユニットには一成分イエロ
ートナーを、第2の画像形成ユニットには一成分マゼン
タトナーを、第3の画像形成ユニットには一成分シアン
トナーを、第4の画像形成ユニットには磁性一成分のブ
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
現像器位置で−350Vに設定した。感光体と現像スリ
ーブの距離は第1、2、3の画像形成ユニットで300
μm、第4の画像形成ユニットで280μmであり、現
像スリーブは感光体の周速の2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た。トナーについて
は、イエロートナーにはY1、マゼンタトナーにはM
1、シアントナーにはC1、ブラックトナーにはBk1
をそれぞれ用いた。
【0271】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、四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。
【0272】
【表12】
【0273】直径が15mmの感光体を用いた場合は表
面電位が絶対値で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。
【0274】直径が100mmの感光体を用いた場合、
単色での濃度は十分に得られたが、四色で画出しを行っ
た場合、第1の画像形成ユニットで形成した画像におい
て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。
【0275】<実験例2>実験例1で用いた実験装置を
用い、直径60mmのa−Si感光体を用い画像形成を
行った。帯電電位は−250V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非露光部の1周後の濃
度差を調べた。結果を表13に示す。
【0276】
【表13】
【0277】表面電位が絶対値で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。
【0278】<実験例3>実験例1で用いた実験装置を
用い、直径60mmのa−Si感光体を用い、スリーブ
ドラム間距離(SDギャップ)の依存性の評価を行っ
た。SDギャップは80μmから550μmまで変化
し、初期の黒色の画像濃度、及び7%の黒色原稿1万枚
画出しした時のドラム融着と画像濃度を調べた。結果を
表14に示す。
【0279】
【表14】
【0280】<実験例4>実験例1で用いた実験装置を
用い、直径60mmのa−Si感光体を用いスリーブの
周速比の依存性の評価を行った。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。
【0281】
【表15】
【0282】次に非接触の一成分現像について調べた。
トナーはY1トナーを用い、感光体現像スリーブの距離
は300μmにセッティングした。
【0283】
【表16】
【0284】次に接触の一成分現像について調べた。ト
ナーはY1トナーを用い、感光体と現像スリーブの接触
部は3mmにセッティングした。
【0285】
【表17】
【0286】スリーブ周速比が1.1より小さい場合、
初期から画像濃度低下が見られた。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。
【0287】<実験例5>実験例1で用いた実験装置を
用い、感光体には直径60mmのa−Si感光体を用
い、実験例4と同様に評価を行った。またトナーの粒径
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、Bk1、Bk21〜24
を用いた。それぞれの結果を表18〜表20に示す。
【0288】
【表18】
【0289】
【表19】
【0290】
【表20】
【0291】<実験例6>実験例1で用いた実験装置を
用い、感光体には直径60mmのa−Si感光体を用
い、スリーブ周速比に対する画像濃度及び感光体上での
カブリの依存性の評価を行った。またトナーの着色力に
対する依存性の評価を行った。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。イエロートナー、ブラックトナーにつ
いて着色力の異なるトナーを作製し、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。
それぞれの結果を表21〜表23に示す。
【0292】
【表21】
【0293】
【表22】
【0294】
【表23】
【0295】表に示した結果からわかるように、D0.
5が小さい場合十分な画像濃度が得られず、D0.5が
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、ブラックトナーの場合べた黒画像で定着オフ
セットが生じ良好な画像が得られなかった。
【0296】<実験例7>実験例1で用いた実験装置を
用い、直径60mmのa−Si感光体を用い、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C1に対して樹脂の異なるトナーC10からC1
5を作製し、各樹脂での低温低湿環境下での初期及び5
万枚耐久時の濃度推移(初期濃度→5万枚時の濃度)、
高温高湿環境下での画質、OHPの透明性について評価
した。またブラックトナーの重量平均粒径に対する画質
の依存性を評価した。それぞれの結果を表24及び表2
5に示す。
【0297】
【表24】
【0298】
【表25】
【0299】<実施例1>上記表2の条件で、RF−P
CVD法による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、負帯
電の感光体を作製した。
【0300】作製した感光体を、キヤノン製複写機CL
C1000を図1に示すように改造し、この実験装置を
用い、画像の評価を行った。なお第4の現像ユニットは
NP6085現像器を投入した。第1の画像形成ユニッ
トには一成分シアントナーを、第2の画像形成ユニット
には一成分マゼンタトナーを、第3の画像形成ユニット
には一成分イエロートナーを、第4の画像形成ユニット
には磁性一成分ブラックトナーをそれぞれ配置した。
【0301】感光体は周速(プロセススピード)133
mm/sで回転させた。感光体の表面電位は現像器位置
で−400V(絶対値で400V)に設定した。感光体
と現像スリーブの距離は第1、2、3の画像形成ユニッ
トで300μm、第4の画像形成ユニットで300μm
であり、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分間当たり30枚画像形成を行える画像形成条件に設
定した。
【0302】トナーは、イエロートナーにはY1、マゼ
ンタトナーにはM1、シアントナーにはC1、ブラック
トナーにはBK1をそれぞれ用いた。
【0303】各色 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
定着後の画像濃度は、D0.5Y:1.43、D0.5
M:1.23、D0.5C:1.30、D0.5Bk:
1.01であった。またD0.5Y、D0.5M、D
0.5Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.
5min)の差は0.20であった。
【0304】各色でのグロス差、カラー画像の彩度、環
境変動時の色再現性について測定した。測定結果を表2
6に示す。なお上記の測定の測定方法及び評価基準を以
下に示す。
【0305】<グロス測定方法>グロス(光沢度)の測
定には、日本電色社製VG−10型光沢度計を用いた。
測定に当たっては、まず定電圧装置により6Vにセット
し、次いで投光角度、受光角度をそれぞれ60°に合わ
せ、0点調整及び標準板を用い、標準設定の後に、試料
台上に、試料画像を置き、更に白色紙を3枚上に重ね測
定を行い、表示部に示される数値を%単位で読み取っ
た。
【0306】試料画像は、イエロー、マゼンタ、シアン
各色単独でX−Rite社製504型反射濃度計での読
み値が1.50になる画像を用意し、各色でのグロスを
読み取った後、最大値と最小値の差を求めた。グロスの
差が3未満のものを◎、3以上6未満のものを○、6以
上10未満のものを△、10以上のものを×と評価し
た。
【0307】<カラー画像の色彩度の測定方法>画像の
彩度は下記式
【数2】 により算出される値であり、このC*が大きいほど、鮮
やかな画像となる。フルカラー画像の画像形成を行う場
合、各色でのC*と広がりが大きいほど単色及び中間色
についても鮮やかな画像を再現できる。
【0308】トナーの色調は、1976年に国際照明委
員会(CIE)で規格された表色系の定義に基づき、定
量的に測定した。すなわちa*、b*(a*、b*は色相と
彩度を表す色度)、L*(明度)を測定した。測定器に
はX−rite社製分光測色計タイプ938を用い、測
定用光源はC光源、視野角は2°とした。
【0309】試料画像は、イエロー、マゼンタ、シアン
各色単独でX−Rite社製404型反射濃度計での読
み値が1.50になる画像を用意し、各色でのa*、b*
を読み取った後、形成できる色空間を求め色の彩度を評
価した。
【0310】次に、3色カラーを用いたフルカラー画像
を形成した場合の色再現性に関しては、肌色、グリーン
の画像を作製し評価した。イエロー、マゼンタ、シア
ン、肌色、グリーンについて色再現性がよく優れた画像
を得られたものを◎、1色のみ若干彩度にかけるものの
他の色については色再現性に優れるものを○、若干の色
再現性に難があるが実使用上問題のない物を△、色再現
性に難があるものを×と評価した。
【0311】<環境変動時の色再現性の測定方法>低温
低湿環境(23℃/5%)において、イエロー、マゼン
タ、シアンを用いて L*(明度)55乃至65、a*
*がそれぞれa*:−2乃至2、b*:−2乃至2、と
なるグレー画像を形成した。画像形成装置の設定条件を
変えずに、環境を高温高湿環境(30℃/80%)に
し、グレー画像の画出しを行った。
【0312】グレーの色見変動について、色見変動がな
く良好なものを○、若干の色見変動があるものの問題の
ないレベルのものを△、明らかに色見変動あるものを×
と評価した。
【0313】<実施例2>イエロートナーにはY5、マ
ゼンタトナーにはM5、シアントナーにはC2を用いる
こと以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、画
像形成を行った。
【0314】各色 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
定着後の画像濃度は、D0.5Y:1.12、D0.5
M:1.15、D0.5C:1.25、D0.5Bk:
1.01であった。またD0.5Y、D0.5M、D
0.5Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.
5min)の差は0.13であった。各色でのグロス
差、カラー画像の彩度、及び環境変動時の色再現性につ
いて表26に示す。
【0315】<実施例3>イエロートナーにはY5、マ
ゼンタトナーにはM10、シアントナーにはC2を用い
ること以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、
画像形成を行った。
【0316】各色 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、D0.5Y、D0.5M、 D0.
5Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.5m
in)の差、及びこの場合の各色でのグロス差、カラー
画像の彩度、環境変動時の色再現性について表26に示
す。
【0317】<比較例1>イエロートナーにはY5、マ
ゼンタトナーにはM13、シアントナーにはC2を用い
ること以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、
画像形成を行った。
【0318】各色 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、D0.5Y、D0.5M、D0.5
Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.5mi
n)の差、及びこの場合の各色でのグロス差、カラー画
像の彩度、環境変動時の色再現性について表26に示
す。
【0319】この場合、画像の評価を行った時、各色で
のグロス差が大きく、鮮明な画像を得ることができなか
った。また、環境差での濃度変動に対する制御が厳し
く、環境差で濃度ムラが激しくなった。
【0320】<実施例4>イエロートナーにはY5、マ
ゼンタトナーにはM5、シアントナーにはC4を用いる
こと以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、画
像形成を行った。
【0321】各色 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、D0.5Y、D0.5M、D0.5
Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.5mi
n)の差、及びこの場合の各色でのグロス差、カラー画
像の彩度、環境変動時の色再現性について表26に示
す。
【0322】<比較例2>イエロートナーにはY5、マ
ゼンタトナーにはM5、シアントナーにはC5を用いる
こと以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、画
像形成を行った。
【0323】各色 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、D0.5Y、D0.5M、D0.5
Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.5mi
n)の差、及びこの場合の各色でのグロス差、カラー画
像の彩度、環境変動時の色再現性について表26に示
す。
【0324】この場合、画像の評価を行った時、各色で
のグロス差が大きく、鮮明な画像をえることができなか
った。また、環境差での濃度変動に対する制御が厳し
く、環境差で濃度ムラが激しくなった。
【0325】<実施例5>イエロートナーにはY18、
マゼンタトナーにはM13、シアントナーにはC5を用
いること以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用
い、画像形成を行った。
【0326】各色 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
定着後の画像濃度は、D0.5Y:1.58、D0.5
M:1.66、D0.5C:1.69、D0.5Bk:
1.30であった。またD0.5Y、D0.5M、D
0.5Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.
5min)の差は0.11であった。
【0327】各色でのグロス差、カラー画像の彩度、環
境変動時の色再現性について表26に示す。
【0328】<実施例6>イエロートナーにはY18、
マゼンタトナーにはM1、シアントナーにはC5を用い
ること以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、
画像形成を行った。
【0329】各色 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、D0.5Y、D0.5M、D0.5
Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.5mi
n)の差、及びこの場合の各色でのグロス差、カラー画
像の彩度、環境変動時の色再現性について表26に示
す。
【0330】<比較例3>イエロートナーにはY18、
マゼンタトナーにはM5、シアントナーにはC5を用い
ること以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、
画像形成を行った。
【0331】各色 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、D0.5Y、D0.5M、D0.5
Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.5mi
n)の差、及びこの場合の各色でのグロス差、カラー画
像の彩度、環境変動時の色再現性について表26に示
す。
【0332】この場合、画像の評価を行った時、各色で
のグロス差が大きく、鮮明な画像をえることができなか
った。また、環境差での濃度変動に対する制御が厳し
く、環境差で濃度ムラが激しくなった。
【0333】<実施例7>イエロートナーにはY8、マ
ゼンタトナーにはM13、シアントナーにはC5を用い
ること以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、
画像形成を行った。
【0334】各色 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、D0.5Y、D0.5M、D0.5
Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.5mi
n)の差、及びこの場合の各色でのグロス差、カラー画
像の彩度、環境変動時の色再現性について表26に示
す。
【0335】<比較例4>イエロートナーにはY5、マ
ゼンタトナーにはM13、シアントナーにはC5を用い
ること以外は、実施例1で用いた画像形成装置を用い、
画像形成を行った。
【0336】各色 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、D0.5Y、D0.5M、D0.5
Cの最大値(D0.5max)と最小値(D0.5mi
n)の差、及びこの場合の各色でのグロス差、カラー画
像の彩度、環境変動時の色再現性について表26に示
す。
【0337】この場合、画像の評価を行った時、各色で
のグロス差が大きく、鮮明な画像をえることができなか
った。また、環境差での濃度変動に対する制御が厳し
く、環境差で濃度ムラが激しくなった。
【0338】<実施例8>上記表2の条件で、RF−P
CVD法による感光体の製造装置を用い、直径40mm
の鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー上に、負帯
電の感光体を作製した。
【0339】作製した感光体を、キヤノン製複写機CL
C1000を改造し、この実験装置を用い、画像の評価
を行った。第1の画像形成ユニットにはシアントナー
を、第2の画像形成ユニットにはマゼンタトナーを、第
3の画像形成ユニットにはイエロートナーを、第4の画
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。
【0340】感光体の周速(プロセススピード)は10
0mm/s、感光体の表面電位は現像器位置で−320
Vに設定した。第1、2、3の画像形成ユニットで感光
体と現像スリーブは接触系で現像し、第4の画像形成ユ
ニットで感光体と現像スリーブの距離は300μmとし
た。非接触一成分現像では現像スリーブは感光体の周速
の1.2倍の速度で回転させ、一成分磁性現像方法では
現像スリーブは感光体の周速の2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分間当たり
21枚画像形成を行える画像形成条件に設定した。
【0341】トナーは、イエロートナーにはY2、マゼ
ンタトナーにはM2、シアントナーにはC2、ブラック
トナーにはBk1をそれぞれ用いた。
【0342】各色 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
定着後の画像濃度は、D0.5Y:1.42、D0.5
M:1.40、D0.5C:1.25、D0.5Bk:
1.01であった。各色でのグロス差、カラー画像の彩
度、環境変動時の色再現性について表26に示す。
【0343】<実施例9>上記表2の条件で、RF−P
CVD法による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、負帯
電の感光体を作製した。
【0344】作製した感光体を、キヤノン製複写機CL
C1000を改造し、この実験装置を用い、画像の評価
を行った。第1の画像形成ユニットにはシアントナー
を、第2の画像形成ユニットにはマゼンタトナーを、第
3の画像形成ユニットにはイエロートナーを、第4の画
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。
【0345】感光体の周速(プロセススピード)は30
0mm/s、感光体の表面電位は現像器位置で−380
Vに設定した。感光体と現像スリーブの距離は第1、
2、3の画像形成ユニットで400μm、第4の画像形
成ユニットで450μmであり、現像スリーブは感光体
の周速の3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分間当たり70枚画像形成を行える
画像形成条件を設定した。
【0346】トナーは、イエロートナーにはY3、マゼ
ンタトナーにはM3、シアントナーにはC1、ブラック
トナーにはBk7をそれぞれ用いた。
【0347】各色 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
定着後の画像濃度は、D0.5Y:1.40、D0.5
M:1.30、D0.5C:1.30、D0.5Bk:
1.01であった。各色でのグロス差、カラー画像の彩
度、環境変動時の色再現性について表26に示す。
【0348】<実施例10〜20>イエロートナーをY
2からY12変えた以外は実施例1と同じ条件で画像形
成を行った。各色でのグロス差、カラー画像の彩度、環
境変動時の色再現性について表26及び表27に示す。
【0349】<実施例21〜35>マゼンタトナーをM
2からM16変えた以外は実施例1と同じ条件で画像形
成を行った。各色でのグロス差、カラー画像の彩度、環
境変動時の色再現性について表27及び表28に示す。
【0350】<実施例36〜39>シアントナーをC
2、C7からC9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。各色でのグロス差、カラー画像の彩
度、環境変動時の色再現性について表28に示す。
【0351】<実施例40〜63>ブラックトナーをB
k2〜Bk16、Bk21〜BkBk27、Bk31、
Bk32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。各色でのグロス差、カラー画像の彩度、環境
変動時の色再現性について表28〜表30に示す。
【0352】<実施例64>上記表1の条件で、RF−
PCVD法による感光体の製造装置を用い、直径60m
mの鏡面加工を施したアルミニウムシリンダー上に、正
帯電の感光体を作製した。
【0353】作製した感光体を、キヤノン製複写機CL
C1000を改造し、この実験装置を用い、画像の評価
を行った。第1の画像形成ユニットにはシアントナー
を、第2の画像形成ユニットにはマゼンタトナーを、第
3の画像形成ユニットにはイエロートナーを、第4の画
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。
【0354】感光体は周速(プロセススピード)200
mm/sで回転させた。感光体の表面電位は現像器位置
で380Vに設定した。感光体と現像スリーブの距離は
第1、2、3の画像形成ユニットで300μm、第4の
画像形成ユニットで300μmであり、現像スリーブは
感光体の周速の1.9倍の速度で回転させた。画像形成
にはバックスキャン露光を採用し、1分間当たり50枚
画像形成を行える画像形成条件を設定した。
【0355】トナーは、イエロートナーにはY1、マゼ
ンタトナーにはM1、シアントナーにはC1、ブラック
トナーにはBK1をそれぞれ用いた。
【0356】各色 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
定着後の画像濃度は、D0.5Y:1.43、D0.5
M:1.23、D0.5C:1.30、D0.5Bk:
1.01であった。各色でのグロス差、カラー画像の彩
度、環境変動時の色再現性について表30に示す。
【0357】
【表26】
【0358】
【表27】
【0359】
【表28】
【0360】
【表29】
【0361】
【表30】
【0362】
【発明の効果】本発明では、第1〜第4の画像形成ユニ
ットを用い、第1〜第3の画像形成ユニットではカラー
トナーを含む一成分非磁性現像剤を用いた接触又は非接
触の現像方式を採用し、第4の画像形成ユニットではブ
ラックトナーの含む一成分磁性現像剤を用いた非接触現
像方式を採用し、第1〜第4の画像形成ユニットではア
モルファスシリコン層を有する直径が20乃至80mm
の感光体をそれぞれ用い、この感光体を現像領域で30
0乃至450Vとなるように帯電し、接触現像方式にお
いては現像スリーブを感光体の周速の1.05乃至2.
0倍の周速で回転させ、非接触現像方式においては現像
スリーブを感光体の周速の1.1乃至4.0倍の周速で
回転させ、トナーには重量平均粒径が4.0乃至10.
0μmである負帯電性のトナーであり、カラートナーの
着色力が1.0乃至1.8であり、ブラックトナーの着
色力が0.5乃至1.5であり、かつカラートナー間に
おける着色力の最大値と最小値の差が0乃至0.5であ
るトナーを用いることから、a−Si感光体を用いるフ
ルカラー画像形成において、感光体へのトナーの融着及
びフィルミングの発生を低減し、キャリアへのスペント
がなく高い現像性を示し、かつ定着での色再現性の両立
ができ、低電位現像においても、十分な画像濃度が得ら
れ、色再現性に優れた高精細、高画質の画像を形成する
ことができる画像形成方法及び画像形成装置を提供する
ことができる。
【0363】また本発明では、非磁性イエロートナーに
はシイ・アイ・ピグメント イエロー74、93、9
7、109、128、151、154、155、16
6、168、180及び185からなるグループから選
択されるイエロー顔料を、非磁性マゼンタトナーにはキ
ナクリドン系の顔料、及びシイ・アイ・ピグメント レ
ッド5、31、48:2、57:1、58:2、14
6、147、150、184、185、187、23
8、245、265からなるグループから選択されるマ
ゼンタ顔料を、非磁性シアントナーにはCu−フタロシ
アニン顔料又はAl−フタロシアニン顔料を、そして磁
性ブラックトナーには少なくともマグネタイトを含有す
ることが、上記のような優れた画質の画像を形成する上
でより効果的である。
【0364】また本発明では、イエロー、マゼンタ、及
びシアンの各色のトナーの着色力がそれぞれ1.1乃至
1.7であると、上記のような優れた画質の画像を形成
する上でより一層効果的である。
【0365】また本発明では、正又は負帯電のアモルフ
ァスシリコン層を有する感光体を好ましくは用いること
ができ、正帯電の感光体をバックスキャン露光にて、又
は負帯電の感光体をイメージ露光にて潜像形成を行う
と、上記のような優れた画質の画像を形成する上でより
一層効果的である。
【0366】また本発明では、第1〜4のトナーは負の
荷電制御剤である有機金属化合物を含有すると、上記の
ような優れた画質の画像を形成する上でより効果的であ
る。
【0367】また本発明では、第1〜4のトナーはポリ
エステルを主成分とする結着樹脂を含有すると、上記の
ような優れた画質の画像を形成する上でより効果的であ
り、第1〜4のトナーは酸価が2乃至50mgKOH/
g、又は第1〜4のトナーはガラス転移温度が50乃至
70℃であると、上記のような優れた画質の画像を形成
する上でより一層効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成装置における一実施形態を示
す概略説明図である。
【図2】本発明に用いられる感光体における層構成の一
例を示す模式的構成図である。
【図3】本発明に用いられる感光体における層構成の他
の例を示す模式的構成図である。
【図4】本発明に用いられる感光体における層構成の他
の例を示す模式的構成図である。
【図5】本発明に用いられる感光体における層構成の他
の例を示す模式的構成図である。
【図6】本発明に用いられる感光体の製造に用いられる
RF−PCVDの装置の一例を示す図である。
【図7】本発明に用いられる感光体の製造に用いられる
VHF−PCVDの装置の一例を示す図である。
【図8】図1に示す画像形成装置のA〜Cステーション
の概略構成図である。
【図9】図1に示す現像装置9Dの概略構成図である。
【符号の説明】
2 ブレード 3 現像スリーブ 4、1100 感光体 8 現像容器 9 現像装置 15 電源 17 トナー濃度検知手段 21 一次帯電器 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 27 転写紙搬送シート 1101、2112、3112 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 2113、3113 支持体加熱用ヒータ 2114 原料ガス導入管 2115、3116 高周波マッチングボックス 2200 原料ガス供給装置 2211〜2216 マスフローコントローラ 2221〜2226 原料ガスボンベ 2231〜2236、2241〜2246、2251〜
2256、2260バルブ 3115 電極 3120 モータ 3121 排気管 3130 空間 A Aステーションを示す記号 B Bステーションを示す記号 C Cステーションを示す記号 D Dステーションを示す記号
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/00 550 G03G 15/08 506 15/01 9/08 361 113 101 15/08 503 346 506 331 507 15/08 507L (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 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 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 AA02 AA21 CA21 CA25 CB03 DA02 DA04 EA03 EA05 EA10 FA06 FA07 2H030 AA06 AA07 AB02 AD01 BB28 BB33 BB71 2H068 DA00 FB13 FC02 FC03 FC05 2H071 BA05 CA01 DA08 DA15 EA18 2H077 AD02 AD06 BA07 BA10 EA11 EA15 EA16 EA24 GA13

Claims (26)

    【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し、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し、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し、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し、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、加熱加圧定着を行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する画像形成方法であっ
    て、(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)アモルファスシリコン層を有する第1の
    感光体を帯電させる第1の帯電工程、帯電した第1の感
    光体に第1の静電荷像を露光により形成する第1の露光
    工程、及び第1の現像スリーブによって搬送された現像
    剤で第1の感光体に形成された第1の静電荷像を現像す
    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乃至80mmであり、第1の帯電工程に
    おいて第1の現像スリーブとの対向部である現像領域が
    絶対値で300乃至450Vに帯電し、(iii)第1の
    現像工程では第1のトナーを含む一成分系現像剤が用い
    られ、(iv)第1の感光体と第1の現像スリーブとは接
    触して又は非接触に設置されており、(v)第1の現像
    スリーブは、接触して設置される場合では第1の感光体
    の周速の1.05乃至2.0倍の周速で回転し、非接触
    で設置される場合では第1の感光体の周速の1.1乃至
    4.0倍の周速で回転しながら一成分系現像剤により第
    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)アモルファスシリコン層を有す
    る第2の感光体を帯電させる第2の帯電工程、帯電した
    第2の感光体に第2の静電荷像を露光により形成する第
    2の露光工程、及び第2の現像スリーブによって搬送さ
    れた現像剤で第2の感光体に形成された第2の静電荷像
    を現像する第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乃至80mmであり、第2の帯
    電工程において第2の現像スリーブとの対向部である現
    像領域が絶対値で300乃至450Vに帯電し、(ii
    i)第2の現像工程では第2のトナーを含む一成分系現
    像剤が用いられ、(iv)第2の感光体と第2の現像スリ
    ーブとは接触して又は非接触に設置されており、(v)
    第2の現像スリーブは、接触して設置される場合では第
    2の感光体の周速の1.05乃至2.0倍の周速で回転
    し、非接触で設置される場合では第2の感光体の周速の
    1.1乃至4.0倍の周速で回転しながら一成分系現像
    剤により第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)アモルファスシリコ
    ン層を有する第3の感光体を帯電させる第3の帯電工
    程、帯電した第3の感光体に第3の静電荷像を露光によ
    り形成する第3の露光工程、及び第3の現像スリーブに
    よって搬送された現像剤で第3の感光体に形成された第
    3の静電荷像を現像する第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乃至80mmであ
    り、第3の帯電工程において第3の現像スリーブとの対
    向部である現像領域が絶対値で300乃至450Vに帯
    電し、(iii)第3の現像工程では第3のトナーを含む
    一成分系現像剤が用いられ、(iv)第3の感光体と第3
    の現像スリーブとは接触して又は非接触に設置されてお
    り、(v)第3の現像スリーブは、接触して設置される
    場合では第3の感光体の周速の1.05乃至2.0倍の
    周速で回転し、非接触で設置される場合では第3の感光
    体の周速の1.1乃至4.0倍の周速で回転しながら一
    成分系現像剤により第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
    ァスシリコン層を有する第4の感光体を帯電させる第4
    の帯電工程、帯電した第4の感光体に第4の静電荷像を
    露光により形成する第4の露光工程、及び第4の現像ス
    リーブによって搬送された現像剤で第4の感光体に形成
    された第4の静電荷像を現像する第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20乃至80
    mmであり、第4の帯電工程において第4の現像スリー
    ブとの対向部である現像領域が絶対値で300乃至45
    0Vに帯電し、(iii)第4の現像工程では第4のトナ
    ーを含む一成分磁性現像剤が用いられ、(iv)第4の感
    光体と第4の現像スリーブとは最小間隙が100乃至5
    00μmと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乃至4.0倍
    の周速で回転しながら一成分系現像剤により第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、かつ
    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乃至10.0μmであり、(b)転
    写材上の未定着トナー量を0.5mg/cm2とした時
    の一回定着後の画像濃度で定義されるトナーの着色力に
    おいて、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各色のトナ
    ーの着色力がそれぞれ1.0乃至1.8であり、ブラッ
    クトナーの着色力が0.5乃至1.5であり、かつイエ
    ロー、マゼンタ、シアンの各色のトナーにおいて最大の
    着色力を示すものの着色力と最小の着色力を示すものと
    の着色力の差が0乃至0.5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、シイ・ア
    イ・ピグメント イエロー74、93、97、109、
    128、151、154、155、166、168、1
    80及び185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、及びシイ・アイ・ピグメント レッド
    5、31、48:2、57:1、58:2、146、1
    47、150、184、185、187、238、24
    5、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、又は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】 前記磁性ブラックトナーは、少なくとも
    マグネタイトを有することを特徴とする請求項1記載の
    画像形成方法。
  6. 【請求項6】 前記イエロー、マゼンタ、及びシアンの
    各色のトナーの着色力がそれぞれ1.1乃至1.7であ
    ることを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
  7. 【請求項7】 前記第1〜4の感光体は、正又は負帯電
    のアモルファス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記載の画像形成方法。
  8. 【請求項8】 前記第1〜4の感光体は正帯電のアモル
    ファス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又
    は7に記載の画像形成方法。
  9. 【請求項9】 前記第1〜4の感光体は負帯電のアモル
    ファス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又は7に
    記載の画像形成方法。
  10. 【請求項10】 前記第1〜4のトナーは負の荷電制御
    剤である有機金属化合物を含有することを特徴とする請
    求項1又は9に記載の画像形成方法。
  11. 【請求項11】 前記第1〜4のトナーはポリエステル
    を主成分とする結着樹脂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。
  12. 【請求項12】 前記第1〜4のトナーは酸価が2乃至
    50mgKOH/gであることを特徴とする請求項1又
    は11に記載の画像形成方法。
  13. 【請求項13】 前記第1〜4のトナーはガラス転移温
    度が50乃至70℃であることを特徴とする請求項1又
    は11に記載の画像形成方法。
  14. 【請求項14】 第1〜4の画像形成ユニットを有し、
    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
    を転写材へ転写し、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
    へ転写し、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
    へ転写し、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
    転写材へ転写し、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
    圧定着を行って転写材にフルカラー画像又はマルチカラ
    ー画像を形成する画像形成装置であって、(A)第1の
    画像形成ユニットは、(i)アモルファスシリコン層を
    有する第1の感光体を帯電させる第1の帯電手段、帯電
    した第1の感光体に第1の静電荷像を露光により形成す
    る第1の露光手段、及び第1の現像スリーブを有しこの
    第1の現像スリーブによって搬送された現像剤で第1の
    感光体に形成された第1の静電荷像を現像する第1の現
    像手段を少なくとも含み、(ii)第1の感光体は直径が
    20乃至80mmであり、第1の帯電手段によって第1
    の現像スリーブとの対向部である現像領域が絶対値で3
    00乃至450Vに帯電し、(iii)第1の現像手段は
    第1のトナーを含む一成分系現像剤を有しており、(i
    v)第1の感光体と第1の現像スリーブとは接触して又
    は非接触に設置されており、(v)第1の現像スリーブ
    は、接触して設置される場合では第1の感光体の周速の
    1.05乃至2.0倍の周速で回転し、非接触で設置さ
    れる場合では第1の感光体の周速の1.1乃至4.0倍
    の周速で回転しながら一成分系現像剤により第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)アモルフ
    ァスシリコン層を有する第2の感光体を帯電させる第2
    の帯電手段、帯電した第2の感光体に第2の静電荷像を
    露光により形成する第2の露光手段、及び第2の現像ス
    リーブを有しこの第2の現像スリーブによって搬送され
    た現像剤で第2の感光体に形成された第2の静電荷像を
    現像する第2の現像手段を少なくとも含み、(ii)第2
    の感光体は直径が20乃至80mmであり、第2の帯電
    手段によって第2の現像スリーブとの対向部である現像
    領域が絶対値で300乃至450Vに帯電し、(iii)
    第2の現像手段は第2のトナーを含む一成分系現像剤を
    有しており、(iv)第2の感光体と第2の現像スリーブ
    とは接触して又は非接触に設置されており、(v)第2
    の現像スリーブは、接触して設置される場合では第2の
    感光体の周速の1.05乃至2.0倍の周速で回転し、
    非接触で設置される場合では第2の感光体の周速の1.
    1乃至4.0倍の周速で回転しながら一成分系現像剤に
    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)アモルファスシリコン層を有する第3の感光体を
    帯電させる第3の帯電手段、帯電した第3の感光体に第
    3の静電荷像を露光により形成する第3の露光手段、及
    び第3の現像スリーブを有しこの第3の現像スリーブに
    よって搬送された現像剤で第3の感光体に形成された第
    3の静電荷像を現像する第3の現像手段を少なくとも含
    み、(ii)第3の感光体は直径が20乃至80mmであ
    り、第3の帯電手段によって第3の現像スリーブとの対
    向部である現像領域が絶対値で300乃至450Vに帯
    電し、(iii)第3の現像手段は第3のトナーを含む一
    成分系現像剤を有しており、(iv)第3の感光体と第3
    の現像スリーブとは接触して又は非接触に設置されてお
    り、(v)第3の現像スリーブは、接触して設置される
    場合では第3の感光体の周速の1.05乃至2.0倍の
    周速で回転し、非接触で設置される場合では第3の感光
    体の周速の1.1乃至4.0倍の周速で回転しながら一
    成分系現像剤により第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層を有する
    第4の感光体を帯電させる第4の帯電手段、帯電した第
    4の感光体に第4の静電荷像を露光により形成する第4
    の露光手段、及び第4の現像スリーブを有しこの第4の
    現像スリーブによって搬送された現像剤で第4の感光体
    に形成された第4の静電荷像を現像する第4の現像手段
    を少なくとも含み、(ii)第4の感光体は直径が20乃
    至80mmであり、第4の帯電手段によって第4の現像
    スリーブとの対向部である現像領域が絶対値で300乃
    至450Vに帯電し、(iii)第4の現像手段は第4の
    トナーを含む一成分磁性現像剤を有しており、(iv)第
    4の感光体と第4の現像スリーブとは最小間隙が100
    乃至500μmと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乃至
    4.0倍の周速で回転しながら一成分系現像剤により第
    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、か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乃至10.0μmであ
    り、(b)転写材上の未定着トナー量を0.5mg/c
    2とした時の一回定着後の画像濃度で定義されるトナ
    ーの着色力において、イエロー、マゼンタ、及びシアン
    の各色のトナーの着色力がそれぞれ1.0乃至1.8で
    あり、ブラックトナーの着色力が0.5乃至1.5であ
    り、かつイエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナーに
    おいて最大の着色力を示すものの着色力と最小の着色力
    を示すものとの着色力の差が0乃至0.5であることを
    特徴とする画像形成装置。
  15. 【請求項15】 前記非磁性イエロートナーは、シイ・
    アイ・ピグメントイエロー74、93、97、109、
    128、151、154、155、166、168、1
    80及び185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14記載の画
    像形成装置。
  16. 【請求項16】 前記非磁性マゼンタトナーは、キナク
    リドン系の顔料、及びシイ・アイ・ピグメント レッド
    5、31、48:2、57:1、58:2、146、1
    47、150、184、185、187、238、24
    5、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14記載の画像形
    成装置。
  17. 【請求項17】 前記非磁性シアントナーは、Cu−フ
    タロシアニン顔料、又は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14記載の画像形成装
    置。
  18. 【請求項18】 前記磁性ブラックトナーは、少なくと
    もマグネタイトを有することを特徴とする請求項14記
    載の画像形成装置。
  19. 【請求項19】 前記イエロー、マゼンタ、及びシアン
    の各色のトナーの着色力がそれぞれ1.1乃至1.7で
    あることを特徴とする請求項14記載の画像形成装置。
  20. 【請求項20】 前記第1〜4の感光体は、正又は負帯
    電のアモルファス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14記載の画像形成装置。
  21. 【請求項21】 前記第1〜4の感光体は正帯電のアモ
    ルファス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
    4又は20に記載の画像形成装置。
  22. 【請求項22】 前記第1〜4の感光体は負帯電のアモ
    ルファス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14又は
    20に記載の画像形成装置。
  23. 【請求項23】 前記第1〜4のトナーは負の荷電制御
    剤である有機金属化合物を含有することを特徴とする請
    求項14又は22に記載の画像形成装置。
  24. 【請求項24】 前記第1〜4のトナーはポリエステル
    を主成分とする結着樹脂を含有することを特徴とする請
    求項14記載の画像形成装置。
  25. 【請求項25】 前記第1〜4のトナーは酸価が2乃至
    50mgKOH/gであることを特徴とする請求項14
    又は24に記載の画像形成装置。
  26. 【請求項26】 前記第1〜4のトナーはガラス転移温
    度が50乃至70℃であることを特徴とする請求項14
    又は24に記載の画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006221122A (ja) * 2005-01-11 2006-08-24 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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