JP2007256476A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ロータリー現像方式において、トナー漏れが生じ、該トナーが他色の現像器に混入しても色混ざりによる不具合がなく画像汚れが発生しない画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】複数色のトナーによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、現像担持体42を有する複数の現像器と前記現像担持体42に当接する層厚規制部材43とを有する現像装置4を備え、前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの円形度が他色のトナーの円形度よりも小さく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材43が前記現像担持体42に接触している。
【選択図】 図1

Description

本発明は、カラー画像形成装置に関し、特に層厚規制部材とを備えた画像形成装置に関する。
従来より、電子写真法を用いる画像形成装置として、潜像担持体上に順次複数色の静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置により各色トナー像に順次現像した後、各色トナー像を中間転写媒体上に重ねて転写し、この中間転写媒体上に転写されたフルカラートナー像を転写材に転写した後、定着する方式がある。
カラー画像形成装置では、現像担持体両端部からのトナー飛散やトナー補給口からの飛散などにより、他色のトナーが現像器に混入していまい、混色が発生するという問題がある。
特に、潜像担持体に対向して現像ロータリー(回転体)を設け、この現像ロータリー内に複数の現像器を搭載し、現像ロータリーを回転移動させることにより、潜像担持体の現像位置に複数の現像器のいずれかを選択的に当接させ、現像器内の現像担持体を回転させるとともに現像バイアスを印加させることにより、静電潜像をトナー現像するようにしているロータリー現像方式の場合は、現像器の位置が変わるために、混色がより起こりやすくなる。
例えばロータリー現像方式においてブラックにて現像する際、現像ロータリーが回転してブラックの現像器が潜像担持体に対向する位置に移動する。ブラックは、他のカラーにくらべて印字する頻度が高く、その現像担持体の回転数も多い。また、トナー補給が頻繁に行われるため、前記現像担持体両端部からのトナー飛散やトナー補給口からの飛散が発生する。また、カラーが現像される場合、現像ロータリーがさらに回転して各々の色の現像器が感光体に対向する位置にくるが、この現像ロータリーの回転により、ブラックの現像器から飛散したブラックトナーが、他色の現像装置の現像担持体に付着する。このようにブラックトナー等が他のカラートナーの現像担持体に付着した場合、カラー画像部にブラックトナー等が混色し画像汚れとなるといった問題がある。
特開2001−134045号公報 特開2005−316204号公報 特開2003−107829号公報 特許3347646号公報 特開平9−15925号公報
前記トナーの漏れを防ぐために、装置を改善することにより解決する提案がなされている(例えば、特許文献1参照)。ここでは、現像器の外部に配設されたトナー供給部のシール対象の回転部材に対して、シール性を高めるともに、回転駆動時の駆動負荷を軽減している。しかしながら、シール性を高めるほど、前記駆動負荷の影響は現像ロータリーへの負荷につながるとともに、トナーの漏れを完全に防ぐことは困難である。
一方、使用するトナーの面から、重合トナーをカラーに使用し、粉砕トナーをブラックに使用する提案がなされている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、定着部材の汚れ防止には効果は発揮できるものの、現像装置におけるトナーの混入に伴う画像汚れに対しては所望の効果は得られない。また、その他、ブラックトナーを磁性1成分、カラートナーを非磁性とした構成とする提案(例えば、特許文献4や特許文献5参)もなされているが、いずれもカラー現像器での混色による画像汚れを解決するものではない。
カラー画像形成装置においては、たとえトナー漏れが生じてもカラー画像に汚れが発生しにくい構成を取れることが望ましい。
本発明の課題は、カラー画像形成装置において、トナー漏れが生じ該トナーが他色の現像器に混入しても色混ざりによる不具合がなく画像汚れが発生しない画像形成装置を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの円形度が他色のトナーの円形度よりも小さく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材を前記現像担持体に接触させることにより、現像器に他色のトナーの混入があっても画像汚れが発生しないことを見出して、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の画像形成装置は、以下の構成を有する。
(1)複数色のトナーによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、現像担持体を有する複数の現像器と前記現像担持体に当接する層厚規制部材とを有する現像装置を備え、前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの円形度が他色のトナーの円形度よりも小さく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする画像形成装置。
(2)複数色のトナーによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、現像担持体を有する複数の現像器と前記現像担持体に当接する層厚規制部材とを有する現像装置を備え、前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの下記式で表されるCV値が他色のトナーのCV値よりも大きく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする画像形成装置。
Figure 2007256476

(3)前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーは粉砕トナー、他色のトナーは重合トナーであり、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成装置。
(4)前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーは磁性トナー、他色のトナーは非磁性トナーであり、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成装置。
(5)前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの粒子径が他色のトナーの粒子径よりも大きく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成装置。
(6)前記現像装置は、現像担持体を有する複数の現像器を回転体の外周に沿って配設し、選択的に現像器を現像位置に回転移動させ潜像担持体上の潜像を現像するロータリー現像装置であることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の画像形成装置。
本発明の画像形成装置によれば、カラー画像形成装置において、複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの円形度が他色のトナーの円形度よりも小さく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材を現像担持体に接触させるので、トナー漏れ等により1つのトナーが他色のトナーの現像器に混入しても色混ざりによる不具合を解消できるので画像汚れが発生しない。また、複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーのCV値が他色のトナーのCV値よりも大きく、前記他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材を前記現像担持体に接触させることにより、同様の効果が得られる。
また、本発明の画像形成装置は、ロータリー現像方式による画像形成装置に好適に用いることができ、該画像形成装置によれば、たとえトナー漏れが生じ、該トナーが他色の現像器に混入しても色混ざりによる不具合がなく画像汚れが発生しない。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置は、図1に示すように、選択的に現像器を潜像担持体と対向する現像位置に回転移動して潜像担持体1(以下、感光体1ともいう。)上の潜像を現像する、いわゆる1ドラム4サイクル方式によるロータリー現像装置4と、現像担持体42とこれに当接する層厚規制部材43を用いたカラー現像器とを備え、複数色のトナーによりカラー画像を形成する画像形成装置100である。また、ブラックトナーを磁性1成分の粉砕トナー、カラートナーを非磁性1成分の重合トナーとした。
本発明のトナーは、複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの円形度が他色のトナーの円形度よりも小さいトナーである。そして、前記他色のトナーより円形度の小さい1つのトナー以外の、円形度の大きいトナーが入った現像器の層厚規制部材43は前記現像担持体42に接触する接触方式とする。
また、本発明のトナーは、複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの上記(1)式で表されるCV値が他色のトナーのCV値よりも大きくてもよい。その場合、前記他色のトナーよりCV値の大きい1つのトナー以外の、前記CV値の小さいトナーの入った現像器の層厚規制部材43は前記現像担持体42に接触する接触方式とする。
ロータリー現像方式では、上記したように、現像する際、現像ロータリーが回転して感光体1に対向する位置に移動する。特にブラックは、他のカラーにくらべて印字する頻度が高いので現像担持体42の回転回数も多く、また、トナー補給が頻繁に行われるため、現像担持体42両端部からのトナー飛散やトナー補給口からの飛散が発生する。この飛散したブラックトナーが他の現像器から露出している現像担持体42に付着する。
カラー現像器に付着したブラックトナーは、現像担持体42が回転することで現像器内に搬送される。そして、ブラックトナーが他のカラートナーの円形度より小さい場合、搬送されたブラックトナーは接触方式による層厚規制部材部で層厚規制部材43によりせき止められ、円形度の大きい流動性の良いカラートナーのみが層厚規制部材43をすり抜けて現像担持体42で搬送され、付着したブラックトナーが画像となるのを防止できる。
前記円形度は、円形度の差が0.01以上であれば、上記した防止効果に優れる。円形度は0.90〜0.99が好ましく、円形度が大きい方は0.95〜0.99、小さい方は0.94以下であるのがより好ましい。
また、前記ブラックトナーのCV値が他色のトナーのCV値よりも大きい場合、前記現像担持体42に付着して、層厚規制部材部に搬送されたブラックトナーは、トナーの粒子径が広く分散しているため、大きい粒子径のブラックトナーのほとんどは接触方式による層厚規制部材部で層厚規制部材43によりせき止められる。CV値の小さい、つまり粒子径の揃ったカラートナーは層厚規制部材43をすり抜けやすく、現像担持体42で搬送され、画像を形成する。以上のように、前記ブラックトナーのCV値が他色のトナーのCV値よりも大きければ、ブラックトナーが画像となるのを防止することができる。
前記CV値は、差が1以上であれば、上記した防止効果に優れる。CV値は15〜35の範囲が好ましい。
なお、前記飛散して現像担持体42に付着するトナーは、ブラックトナーであっても、他のカラートナーであっても、本発明の画像形成装置であれば画像汚れを防止することができる。
また、円形度が大きい、またはCV値が小さいトナーが非磁性トナーであって、他方のトナーが磁性トナーであってもよい。この場合、前記非磁性トナーの入った現像器の層厚規制部材43は接触方式とするのがよい。
円形度が大きい、またはCV値が小さいトナーが重合トナーであって、他方のトナーが粉砕トナーであってもよい。この場合、前記重合トナーの入った現像器の層厚規制部材43は接触方式とするのがよい。
さらに、円形度が大きい、またはCV値が小さいトナーの粒子径が、他方のトナーの粒子径より小さくてもよい。この場合、前記粒子径の小さいトナーの入った現像器の層厚規制部材43は接触方式とするのがよい。粒子径の差が1μm以上であれば、上記した防止効果に優れる。粒子径は3〜12μmが好ましく、粒子径が大きい方は8〜12μm、小さい方は3〜7μmがより好ましい。
また、ブラックトナーの使用頻度が高く、また、ブラックトナーが他色に混色した場合に画像汚れとして認識されやすいことより、カラートナーがブッラクトナーよりも円形度が大きい、またはCV値が小さいトナーであり、さらにカラートナーの層厚規制部材43が接触式であることが好ましい。
ブラックトナーを粉砕トナーとした場合、ブラックトナーに他色のトナーが混ざる可能性があるので、ブラックの現像担持体42にカバーを設けることが望ましい。また、トナー補給をブラックトナーのみ実施可能としてもよい。
上記したようなトナーと層厚規制部材43の組合せの構成とすることにより、一方の1色のトナーと他方の残りの色のトナーとの間に流動性の違いが生じ、前記一方の1色のトナーが層厚規制部材43に接触し層厚規制部材43をすり抜けることができなくなり、前記一方の1色のトナーによる混色を防止できる。
(カラー画像形成装置)
本発明に係るカラー画像形成装置は、図1に示すように、カラー画像形成装置100のほぼ中央に画像形成部10が設けられている。画像形成部10は、感光体ドラム1を備えるとともに、感光体ドラム1の周囲には、その移動方向に沿って順に帯電装置2、露光装置3、現像装置4、転写装置5、ローラ8、クリーニングブレード6が配設されている。また、感光体ドラム1の用紙搬送方向下流側には定着装置7が配設されている。画像形成装置の下部には給紙部20が設けられており、給紙部20の給紙方向の下流側には給紙ローラ9が配設されている。
感光体ドラム1は、表面に静電潜像が形成されるものである。本実施例では、アモルファスシリコン感光体を用いており、その構成は導電性基体上にSi:H:B:Oなどからなるキャリア注入阻止層、Si:Hなどからなるキャリア励起・輸送層(光導電層)、SiC:Hなどからなる表面保護層が順次積層されている。帯電装置2は、感光体ドラム1の上方に設置されており、感光体ドラム1を一様に帯電させるための装置である。露光装置3は、図示しない画像データ入力部から読み取った原稿画像に基づいて、感光体ドラム1上に静電潜像を形成させるための装置である。
現像装置4は、静電潜像が形成された感光体ドラム1表面にトナーを供給してトナー像を形成させる装置である。ここで、現像装置4は、ロータリラック41と、複数の現像器4Y,4M,4C,4Kと、該複数の現像器にそれぞれ現像担持体42と層厚規制部材43とを備えている。ロータリラック41は、図示しない回転手段により回転軸40を中心に回転しながら複数の現像器4Y,4M,4C,4Kを感光体ドラム1に対向する現像位置に順に移動させて現像を行わせるものである。複数の現像器のうち、イエロー現像器4Y、マゼンタ現像器4M、シアン現像器4C、ブラック現像器4Kは、4Y,4M,4C,4Kの順にロータリラック41の円周方向に並べて保持され、隣接する現像器は円周方向に約90度の間隔で配置されている。前記各層厚規制部材43は、各現像器に用いられるトナーに応じて、接触方式か非接触方式に選択される。
転写装置5は、感光体ドラム1のトナー像を用紙に転写するための装置であって、中間転写ベルト51、一次転写ローラ52,53、駆動ローラ55、二次転写対向ローラ54、二次転写ローラ56を備えている。中間転写ベルト51は、一次転写ローラ52,53、駆動ローラ55、二次転写対向ローラ54にエンドレス状に巻きかけられ、駆動ローラ55によって駆動されており、感光体ドラム1に形成されたトナー像が転写され一時的に保持される転写体の役割を果たしている。二次転写ローラ56は、中間転写ベルト51の外周面において二次転写対向ローラ54に対向する位置に配置され、転写材にトナー像を二次転写する役割を果たしている。
クリーニングブレード6は、感光体ドラム1に残留した残留トナーなどの付着物をクリーニングするための装置であって、硬度60〜80度のゴム(例えば、ウレタンゴムなど)からなるブレードが線圧10〜40N/mで感光体ドラムに圧接している。ローラ8は、感光体ドラム1の表面に当接して、トナーを回収したり吐き出したりするバッファの機能を有している。ここでローラ8は、金属シャフトの周面を硬度40〜70度のゴム層(例えば、発泡ゴム層など)で被覆した構成となっており、軸受けの両端にあるバネ(図示しない)により感光体ドラム1に500〜2000gf(バネ片側250〜1000gf)で付勢されている。
また、ローラ8の回転速度は、接触部における表面速度がドラムのそれより速く、1〜1.5倍に設定してある。定着装置7は、転写されたトナー像を用紙に定着させるための装置である。また、図1において、11はローラに付着しているトナーの剥離を行なうためのスクレーパであり、12はローラに付着したトナー、またはブレードによって掻き落とされてローラ上に落下したトナーを回収するための回収スクリューである。前記回収スクリューは、回収した残留トナーを図示しない廃棄トナーボックスに排出する。
次に、カラー画像形成の動作について説明する。画像形成時は、帯電手段2によって感光体ドラム1に帯電が行われた後、ロータリラック41はその中心部に設けられている回転軸40を中心に回転する。そして、ロータリラック41は、最初色であるブラックに対応した現像器4Kが感光体ドラム1に対向する位置である現像位置に停止する。この状態で、ブラックに対応した露光が露光手段3によって行われ、ブラックに対応した静電潜像が感光体ドラム1の表面に形成される。この静電潜像は、現像器4Kでトナー画像化され、感光体ドラム1表面に形成されたこのトナー像は一次転写ローラ52、53に印加された転写バイアスによって転写ベルト51上に転写される。このようしてブラックのトナー像の転写ベルト51上への形成が完了すると、次にロータリラック41はその中心部に設けられている回転軸40を中心に回転し、例えば、シアンに対応した現像器4Mが現像位置に位置づけられる。このような動作が他の色、シアン、マゼンタ、イエローに関しても同様に行われて、転写ベルト51上にフルカラーのトナー像が形成される。このとき、ブラック以外の各現像器の現像担持体42は、接触方式による層厚規制部材43にて当接され所望のカラートナーのみを搬送する。
上記のように、トナー像が中間転写ベルト51に一次転写する過程では二次転写ローラ56は転写ベルト51から離間される。一方、フルカラーのトナー像が転写ベルト51に形成されると、二次転写ローラ56は転写ベルト51に当接される。その際、タイミングを合わせて給紙部20から給紙ローラ9等によって転写位置まで搬送された転写材に、二次転写ローラ56に印加された二次転写バイアスにより転写ベルト51に形成されたフルカラーのトナー像が転写される。さらに転写材に転写されたフルカラーのトナー像は定着手段7による加熱・加圧によって転写材に定着され、転写材は排紙部30に排出される。
感光体ドラム1に残留した残留トナーは、クリーニングブレード6によりクリーニングされて、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。また、転写ベルト51に残留したトナーは、転写ベルト51の図示しない清掃装置を二次転写後に転写ベルト51に当接させることによってクリーニングされ、図示しない廃トナーコンテナに廃棄される。転写ベルト51の図示しない清掃装置は転写ベルト51の一周分をクリーニングした後、転写ベルト51から離間される。
モノクロ画像形成時には、ロータリラック41は回転せず、現像器4Kのみを感光体ドラム1に対向させて現像を行う。画像形成の他の動作はカラー画像形成時と同様である。
(トナーの製造方法)
本発明におけるトナーは、粉砕分級法で得られるトナー、および円形度の高いトナーが得られる点から、懸濁重合法、乳化重合凝集法等によって得られる重合法トナーが使用できる。また、溶融造粒法、スプレー造粒法で得られるトナーを使用してもよい。
粉砕分級法では、まず結着樹脂、着色剤、および磁性粉に、必要に応じて電荷制御剤、離型剤などを添加して、トナー組成物を調製する。次に、ヘンシェルミキサーやV型混合機などで前混合した後、二軸押出機などの溶融混練装置を用いて溶融混練する。この溶融混練物を冷却した後、粗粉砕・微粉砕し、必要により分級して、所定の円形度を有するトナー粒子が得られる。トナーの体積平均粒径は6μm〜14μmであるのがよい。
前記結着樹脂、着色剤、磁性粉、電荷制御剤および離型剤は、特に限定されるものでなく、公知のものを用いることができる。
懸濁重合法は、重合性単量体に着色剤、ワックス、帯電制御剤、架橋剤等を分散させ、この分散処理後の単量体組成物を水系媒体(例えば水または水と水混和性溶媒との混合溶媒)中で攪拌して適当な粒径とし、その後、重合開始剤を加えて加温し重合性単量体を重合させて、円形度の高い球形トナー粒子を得る方法である。
前記着色剤、ワックス、帯電制御剤、架橋剤および重合開始剤は、特に限定されるものでなく、公知のものを用いることができる。
乳化重合凝集法は、一般に、乳化重合により樹脂分散液を調製し、一方、溶媒に着色剤、ワックス、帯電制御剤などを分散させた添加剤分散液を調製し、これらを混合してトナー粒径に相当する凝集粒子を形成した後、加熱することによって融合させ、球形トナー粒子を得る方法である。
前記結着樹脂または重合樹脂としては、特に限定はなく、例えばスチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。必要により、これらの樹脂にその他の樹脂を併用する、またはこれらの樹脂を2種以上用いてもよい。
トナーに含有される着色剤としては、特に限定されるものではなく、例えばブラック系着色剤として、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック;マゼンダ系着色剤として、カラーインデックスに記されているC.I.ピグメントレッド81、C.Iピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド238、C.Iピグメントレッド49、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド19、C.I.ソルベントレッド52、C.I.ベシック(Basic)レッド10、C.I.ディスパーズ(Disperse)レッド15;シアン系着色剤として、カラーインデックスに記されているC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15−1、C.I.ピグメントブルー15−3、C.Iピグメントブルー16、C.I.ソルベントブルー55、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ダイレクトブルー86、C.I.ダイレクトブルー25;イエロー系着色剤として、ナフトールイエローS等のニトロ系顔料、ハンザイエロー5G、ハンザイエロー3G、ハンザイエローG、ベンジジンイエローG、バルカンファストイエロー5Gなどのアゾ系顔料または黄色酸化鉄、黄土等の無機顔料、カラーインデックスに記されているC.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ソルベントイエロー2、C.I.ソルベントイエロー6、C.I.ソルベントイエロー14、C.I.ソルベントイエロー15、C.I.ソルベントイエロー16、C.I.ソルベントイエロー19、C.I.ソルベントイエロー21等が挙げられる。これら着色剤の1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの着色剤は、トナーの結着樹脂または重合樹脂総量に対して、通常2〜20重量部、好ましくは3〜10重量部の割合で配合される。
ブラックトナーおよびその他のカラートナーには、トナーの帯電制御性や流動性などを調整するために、外添剤を外添するのが好ましい。外添剤としては、例えばシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末;ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末;ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等の微粉末を挙げることができる。このうち、無機微粉末、とりわけシリカを使用するのが好ましい。
外添剤の添加量は、トナ−粒子100重量部に対して0.05〜4.0重量部が好ましい。外添剤とトナー粒子との混合は、例えばヘンシェルミキサー、V型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等を用いて行うことができる。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
本発明に係るトナーは、以下の処方にて作製した。
(ブラックトナー:重合法)
スチレン80質量部、2−エチルヘキシルメタクリレート20質量部、カーボンブラック(三菱化成社製、MA−100)5質量部、低分子量ポリプロピレン(三洋化成社製、ビスコール660P)3質量部、電荷制御剤(オリエント化学社製、ボントロンS−34)2質量部、およびジビニルベンゼン(架橋剤)1質量部の混合液をボールミルにて充分に分散させた後、重合開始剤として2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2質量部を加えた。次に、該混合液をイオン交換水400質量部に加え、さらに懸濁安定剤として第三リン酸カルシウム5質量部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.1質量部を加え、TKホモミキサ(特殊機化工業社製)を用いて、回転数7000rpmで60分間攪拌し懸濁液を調製した。そして、該懸濁液を窒素雰囲気下、回転数100rpmで撹拌しながら、70℃で10時間加熱し、モノマーを重合させた。得られた分散液を酸洗浄して、第三リン酸カルシウムを除去した。そして、該分散液をろ過し、回収された粉体を洗浄、乾燥してトナー母粒子を得た。
トナー母粒子の円形度は0.97であった。トナー母粒子の粒度分布は、体積平均粒子径7.1μm、個数CV値は23%であった。
そして、トナー母粒子100質量部に、外添剤として酸化チタン1:MT−100SA(テイカ社製、平均一次粒子径15nm)0.8質量部、シリカ1:NY50(日本アエロジル社製、平均一次粒子径30nm)0.8質量部を加え、FMミキサ(三井鉱山社製)で周速3500mm/秒にて10分間混合し、ブラックの重合トナーを得た。
(カラートナー:重合法)
上記ブラックトナーの作製において、カーボンブラックを下記着色剤に代えてイエロー、マゼンタ、シアンのカラートナーを作製した。得られたカラートナーの円形度は、イエロー、マゼンタ、シアンとも0.97であり、CV値は、イエロー23%、マゼンタ24%、シアン23%であった。
着色剤(顔料):イエロー顔料はC.I.ピグメントイエロー74
マゼンタ顔料はC.I.ピグメントレッド57
シアン顔料はC.I.ピグメントブルー15:1
(磁性ブラックトナー:粉砕法)
まず、バインダー樹脂として、複数のポリエステル樹脂を用いるとともに、それに磁性粉等を混合した後、溶融混練した。
すなわち、まず、ポリエステル樹脂AおよびBをそれぞれ作成した。ポリエステル樹脂Aについては、反応容器内に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物2000gと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物800gと、テレフタル酸500gと、n−ドデセニルコハク酸600gと、無水トリメリット酸350gと、酸化ジブチル錫4gとを収容した後、窒素雰囲気中、攪拌しながら220℃、8時間の条件で縮合反応させた後、減圧下で、軟化点が155℃に達するまで縮合反応を続けた。
また、ポリエステル樹脂Bについては、反応容器内に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物2800gと、テレフタル酸400gと、フマル酸650gと、酸化ジブチル錫4gとを収容した後、窒素雰囲気中、攪拌しながら220℃、8時間の条件で縮合反応させた後、減圧下で、軟化点が90℃に達するまで縮合反応を続けた。
そして、このようにして得られたポリエステル樹脂A(Tg:60℃、軟化点:150℃、酸価:7.0、ゲル分率:30%)を30重量部と、ポリエステル樹脂B(Tg:50℃、軟化点:100℃、酸価:4.0、ゲル分率:無し)を70重量部と、磁性粉体(商品名MTSB−905、戸田工業社製)を75重量部と、電荷制御成分としてCCA(商品名:ボントロンNo.1、オリエント化学製)3重量部と、電荷制御樹脂(4級アンモニウム塩添加スチレン‐アクリル共重合体;藤倉化成製FCA196)8重量部と、ワックス成分としてエステルワックス(直鎖モノカルボン酸(炭素数20〜30)と直鎖飽和一価アルコール(炭素数20〜30)との縮合反応で得られた高純度の固体脂肪酸エステル:不純物0.01%以下、溶融温度領域75℃〜85℃)3重量部と、をヘンシェルミキサにて混合した。
次いで、2軸押し出し機(シリンダ設定温度:100℃)でさらに混練した後、フェザーミルにより粗粉砕した。その後、ターボミルで微粉砕を行い、気流式分級機で分級してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の円形度は0.95であった。また、トナー粒子の粒度分布は、体積平均粒子径8.0μm、個数CV値は28%であった。
そして、得られたトナー粒子100重量部に、外添剤としてシリカ(商品名:RA200HS、日本アエロジル社製)1.0重量部と酸化チタン(商品名:EC100T1、チタン工業社製)1.5重量部を加え、ヘンシェルミキサにて混合し、磁性ブラックトナーを得た。
(円形度の測定)
トナー粒子の円形度は、フロー式粒子像分析装置(FPIA−2100:シスメックス社製)を用いて測定を行い、測定された粒子の円形度を下記式(2)により求め、さらに測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数で除した値をトナーの円形度とした。
Figure 2007256476
(体積平均粒子径の測定:CV値)
トナーの体積平均粒径は、測定装置としてコールター社製マルチサイザ−III型(商品名)を用い、電解液は、塩化ナトリウム(試薬1級)を用いて1%NaCl水溶液を調製した。上記の電解液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、更に測定試料のトナーを0.5〜50mg加えて懸濁し、この試料を懸濁した電解液を超音波分散器で約1〜3分、分散処理した後、上記のマルチサイザ−III型により、100μmのアパチャーを用いて、トナー粒子の粒度分布を測定し、トナーの体積分布から体積平均粒径を得た。そして、その結果を用いて、上記式(1)のCV値を算出した。
(評価試験)
前記作製したトナーに対して、ブラックトナーに磁性1成分粉砕トナーを用い、カラートナーに重合トナーを使用し、これらを接触ブレード方式によるカラー現像器を備えた京セラミタ株式会社製プリンタの実験機に搭載して画像特性の評価試験を行った。なお、前記プリンタは、ロータリー現像方式を採用し、感光体1はアモルファスシリコンからなり、感光体ドラムの径はΦ30mm、現像担持体42は、磁性ドラムの径がΦ16mm、非磁性ドラムの径がΦ14mmであった。
評価試験は、前記ブラックトナーをカラートナーの現像担持体42上に落下させ、得られた画像の混色状態を調べることにより行った。
カラー現像器の層厚規制部材43を接触方式とした本発明の構成によれば、落下したブラックトナーが他色のカラー現像器の現像担持体42に一旦付着しても、前記現像担持体42が2〜3回転すると前記現像担持体42上のブラックトナーは前記カラー現像器内に回収されて前記現像担持体42上に出てこなくなり、混色がなくなることが判明した。さらに、前記カラー現像器内部および現像担持体42近辺にブラックトナーを封入して駆動させたところ、1分以内でブラックトナーの混色はなくなり、全てもとのカラートナーのみの層が形成されるのが確認できた。
一方、前記作製したトナーに対して、ブラックトナーおよびカラートナーの両方に前記作成した重合トナーを使用し、さらにブラックおよびカラーの現像器を接触ブレード方式にて構成したところ、カラー画像部にブラックトナーが混色し、画像汚れが発生した。さらに、その汚れは落下したトナーがすべて消費されるまで発生し続けた。
これは、トナーの流動性等の性質がトナーの円形度やCV値で異なり、さらに円形度やCV値が重合トナーと粉砕トナーとで異なるためで、円形度が大きく、またはCV値が小さい重合トナーは流動性が良く層厚規制部材43をすり抜けるが、円形度が小さく、またはCV値が大きい粉砕トナーは層厚規制部材43でせき止められ層厚規制部材43をすり抜けて出てくることができないためである。
以上により、本発明の画像形成装置によれば、ロータリー現像方式において、トナー漏れが生じ、該トナーが他色の現像器に混入しても色混ざりによる不具合がなく画像汚れが発生しないことが分かった。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概要図である。
符号の説明
1:感光体
2:帯電装置
3:露光装置
4:現像装置、4Y:イエロー現像器、4M:マゼンタ現像器、4C:シアン現像器、4K:ブラック現像器
5:転写装置
6:クリーニングブレード
7:定着装置
41:ロータリラック
42:現像担持体
43:層厚規制部材

Claims (6)

  1. 複数色のトナーによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、現像担持体を有する複数の現像器と前記現像担持体に当接する層厚規制部材とを有する現像装置を備え、
    前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの円形度が他色のトナーの円形度よりも小さく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする画像形成装置。
  2. 複数色のトナーによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、現像担持体を有する複数の現像器と前記現像担持体に当接する層厚規制部材とを有する現像装置を備え、
    前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの下記式で表されるCV値が他色のトナーのCV値よりも大きく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする画像形成装置。
    Figure 2007256476
  3. 前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーは粉砕トナー、他色のトナーは重合トナーであり、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
  4. 前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーは磁性トナー、他色のトナーは非磁性トナーであり、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
  5. 前記複数色のトナーのうち、少なくとも1色のトナーの粒子径が他色のトナーの粒子径よりも大きく、該他色のトナーを有する現像器の層厚規制部材が前記現像担持体に接触していることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
  6. 前記現像装置は、現像担持体を有する複数の現像器を回転体の外周に沿って配設し、選択的に現像器を現像位置に回転移動させ潜像担持体上の潜像を現像するロータリー現像装置であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の画像形成装置。
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