JP3772928B2 - Color image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法などに使用される記録装置に関するものであり、詳しくは潜像担持体上に形成した静電潜像を、黒のトナーと、イエロー、マゼンタおよびシアンのカラートナーからなる4色の現像剤によって可視像化し、さらに前記可視像の画像を中間転写媒体に形成するようになっているカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関しては、トナー及びキャリアからなる2成分系現像剤、あるいはトナーのみからなる1成分系現像剤を用いる画像形成装置が種々提案されている。これらの画像形成装置は、高画質化の要求に伴って静電潜像の高精細化が一段と進行し、高精細な潜像を忠実に再現するために記録媒体上に付着させる現像剤の特性を高い精度で制御する必要が生じてきた。これまでに現像剤の特性を制御したものに関しては、トナーの平均粒径あるいは粒度分布、トナーの着色力等を制御することによって高画質の画像を得ようとする技術が提案されている。
【0003】
例えば、特開平1−158459号公報に示されるような従来の技術は、カラートナーの個数平均粒径と体積平均粒径との関係からトナーの粒度分布がシャープになるように規定して、連続画像形成に伴う画質の劣化を防止しようとしたものであった。また、特開平7−146589号公報に示されるような従来の技術は、小粒径化したカラートナーの粒度分布における大粒径成分の比率と、定着前のトナー付着量と定着後の画像濃度(OD)との関係からトナーの着色力を規定して、所定の着色力のトナーを所定の付着量で画像形成することによってハイライト再現性とベタ画像の均一性を向上させようとしたものであった。
【0004】
しかし、従来のトナー製造方法である溶融混練−粉砕法で製造したカラートナーは、トナーの小粒径化あるいはトナー粒度分布の制御が困難であるため、上記の技術に適応させることを必ずしも容易にしていなかった。すなわち、溶融混練−粉砕法で製造したトナー(粉砕法トナー)は、粉砕によって小粒径化できる単位時間当りの生産量が少ないためにトナーの粒径が小さくなるほどトナーの生産コストが高まること、トナーの粒径が小さくなるほど粉砕後の凝集力が高まり、所望の粒度分布に分級制御することが困難になること、から小粒径化することには実用上の限界が存在していた。また、粉砕法トナーは、顔料添加量を大きくするほど樹脂における顔料の高分散性を維持するために樹脂の混練強度を大きくする必要があり、その結果として樹脂の溶融粘度の低下させてしまうためにトナーの発色性とヒートロール定着時の耐オフセット性を両立させることを困難にしていた。
【0005】
近年、従来の粉砕法トナーに対して、懸濁重合法等によりトナー粒子を直接合成して得る所謂重合法トナーが提案され、体積平均粒径が7(μm)以下の小粒径トナーからなる1成分系現像剤を製造することが容易になってきた。重合法トナーは、例えば重合性単量体に着色剤や帯電制御剤や重合開始剤、あるいは分散剤や架橋剤を加えて均一分散あるいは溶解せしめて単量体組成物とした後に、連続した液相からなる媒体(例えば水相媒体)中に滴下して分散機により前記単量体組成物を微細な液滴状に懸濁させて、重合を進行させることによって得た粒子状の合成物に外添用の微粉末を添加したものである。重合法により製造されたトナーは、高い発色性と耐オフセット性を両立させることが可能である、トナーの小粒径化が容易である、トナーの粒度分布を粉砕法トナーよりシャープにすることができる、トナーの形状が平滑な表面を有する擬似球形であるという特徴を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像形成装置においては、画素のミクロ的な不均一化により画像全体にザラツキ感となるノイズを増す粒状性の低下、多層化したトナー層が二元的な面方向に広がることで画像のボケとなる鮮鋭度の低下、ボンド紙や低圧紙等の所謂ラフ紙において紙表面の凹凸に画像が追従せずに生成されるミクロ的な濃度むらが生じ易く、特に複数色のトナーを用いて多層形成する多色画像の形成時においてはこれらが画質を低下させる主要因になっていた。
【0007】
特に、前述したような重合法トナーを1成分系現像剤として用いた場合、潜像担持体上に形成した高精細な点画像や線画像等の画素を構成する微小潜像に現像装置によってトナー層を塗布して記録媒体上に画像を形成すると、前記微小潜像は従来の粉砕法トナーを用いた場合よりは良好であるものの、必ずしも忠実には再現されないという問題点を有していた。微小潜像の輪郭は、ほぼ同サイズのトナーの粒子が不規則に配列して形成される微小な鋸歯状の凹凸となり、記録媒体上に転写されたときにこの鋸歯状の凹凸がさらに拡大して、隣合った画素のトナー層の一部と連結したり、トナー層が四方に発散して画素の一部が不鮮明になるという現象を生じていた。これら画素のミクロ的不均一化は、多色画像の画質を決定する要因の一つである粒状性を低下させる直接の原因となる。
【0008】
また、前述したような重合法トナーを1成分系現像剤として用いた場合、従来の粉砕法トナーを用いた場合よりは良好であるものの、潜像担持体上あるいは中間転写媒体上あるいは記録媒体上に複数色のトナーを積層化したときに、積層過程で二次元の面方向にトナー層が流動して広がるために点画像や線画像等の画素を構成する微小画像の太りや滲みを生じ、画像全体がボケるという問題点を有していた。これら画素の太りや滲みは、細線等の解像度を低下させると共に多色画像の画質を決定する要因の一つである鮮鋭度を低下させる直接の原因となる。
【0009】
さらに、前述したような重合法トナーを1成分系現像剤として用いてトナーと同色あるいは類似色の面画像を形成した場合、記録媒体にボンド紙や低圧紙等の所謂ラフ紙を使用すると紙の繊維がトナー層によって完全に隠蔽されずに部分的に露出して、面画像に微小な白抜けやガサツキ感を生み易いという問題点を有していた。特に、トナーの色濃度を高く設定して必要最少のトナー付着量で画像濃度を得る場合には、トナー層が紙の繊維や充填剤で形成される紙表面の凹凸を完全に隠蔽することが困難になるので、面画像に微小な濃度むらやガサツキ感を生む現象は顕著になる。
【0010】
本発明は、かかる従来の問題点を解決するもので、その目的とするところは、記録媒体上に粒状性に優れかつ鮮鋭度の高く高精細な画像を形成しつつ、少ないトナー付着量で濃度むらのない均一な黒ベタ画像を形成することができるカラー画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、請求項1の発明のカラー画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、黒トナーおよびイエロー、マゼンタおよびシアンの3色のカラートナーを用いて前記像担持体上の静電潜像を現像してカラーの可視像を形成する黒トナーおよび各カラートナーをそれぞれ用いる4つの現像装置と、前記像担持体上の可視像のカラー画像が形成される中間転写媒体とを少なくとも備えたカラー画像形成装置において、前記現像剤の累積個数25%径であるDn25と累積個数50%径であるDn50が、1.25≦Dn50/Dn25≦1.50の関係を満たし、さらに前記現像剤の緩み見掛密度を0.30〜0.45(g/cm3)とし、前記黒トナーが有する電気抵抗率を前記3色のカラートナーがそれぞれ有する電気抵抗率のうち、最低の電気抵抗率よりも大きくしたことを特徴とする。
【0012】
したがって、点画像や線画像等の画素を構成する微小画像は、ミクロ的に不均一になることなく再現されると共に、太りや滲みによって画像全体がボケる現象が防止されるので、粒状性に優れると共に鮮鋭度の高い画像を形成することができる。
【0013】
また、黒トナーによるベタ画像形成時に発生するミクロ的な転写の中抜け現象が防止され、少ないトナー付着量で濃度むらのない均一な黒ベタ画像を形成することができる。
【0014】
また、請求項2の発明のカラー画像形成装置は、前記現像剤のワーデルの実用球形化度を0.9〜1として、さらに前記現像剤表面に設けた凹凸状起伏の凹部開口径を前記現像剤表面に外添する外添剤粒子の直径よりも大きくしたことを特徴とする。したがって、複数色のトナーを積層化したときに生じ易い画像の太りや滲みによって多色画像の鮮鋭度が低下する現象をより一層低減すると共に、より粒状性の優れた画像を形成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の一実施形態における画像形成装置の模式図であり、以下に画像形成装置全体の構成を説明する。
【0016】
潜像担持体1は、導電性の支持部の上に有機または無機の光導電性材料からなる感光層を形成したものである。この感光層に対して帯電ローラー等の帯電器4を用いて帯電を行った後に、レーザーやLED等の光源5から出た光を結像光学系6を通して選択的に光照射して、電位コントラストを有する所望の静電潜像パターンを感光層に形成する。現像装置11は、潜像担持体1上の静電潜像を可視像化するものであって、静電潜像に応じて現像剤10を潜像担持体1上に付着させる。潜像担持体1上に付着した現像剤10は、記録紙8上に転写された後に、熱や圧力が付加されることにより記録媒体8上に定着され、所望の画像として形成される。
【0017】
上記の現像装置11に備えられる現像剤担持体20は、図2に示すように現像剤10を担持しながら移動するものであって、所定の極性に荷電した現像剤10を薄層化した状態で直接保持し、潜像担持体1と近接(または接触)する対向位置で潜像担持体1上に現像剤10を移行させる。また、規制部材23は、現像剤10を介して現像剤担持体20と当接するブレード状の部材であって、現像剤10を押圧することによって薄層化すると共に所定の極性に摩擦帯電して、現像剤担持体20上に現像剤10を均一に担持させるものである。さらに、供給部材24は、現像装置内に収容される現像剤10を現像剤担持体20上に供給するものであって、供給部材24がその表面に捕捉した現像剤10を移動しながら現像剤担持体20に供与すると共に、供給部材24近傍の現像剤の流動を促すことによって現像剤担持体20への現像剤10の連続的な供与を可能にする。
【0018】
現像装置11は、現像装置11に備えた現像剤担持体20を潜像担持体1に対して近接(または接触)した際に、現像剤担持体20と潜像担持体1との対向位置において潜像担持体1の電位コントラスト及び潜像担持体1と現像剤担持体20との間(または潜像担持体1と規制部材23との間)に印加されるバイアス印加手段26により現像電界を形成し、荷電した現像剤10を現像電界に応じて選択的に潜像担持体1上に付着させることにより静電潜像を可視像化する。
【0019】
図2は、本発明の一実施形態における現像装置11の模式図であり、以下に現像装置11に関する構成と動作を説明する。
【0020】
現像剤担持体20は、金属や樹脂で形成されるシャフトの外周に数(mm)程度の膜厚を有するゴム、エラストマー、金属等のソリッド部材を表面粗さがRa(JIS−B−0601、中心線平均粗さ)で0.1〜2(μm)程度になるように形成したものである。ソリッド部材については、本実施例ではアルミニウムを使用しているが、同様に天然ゴム、シリコン、ブタジエン、クロロプレン、ネオプレン、EPDM、NBR等のゴム材料、スチロール、塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエチレン、メタクリル等のエラストマー、SUS、チタニウム、リン青銅等の金属材料、を用いることが可能である。また、ソリッド部材の表面に可撓性層を形成することにより、摩擦負荷を低減し、現像剤の帯電性や搬送性を安定化することもできる。さらに、ソリッド部材にゴムやエラストマーを用いる場合は、表面を熱処理や化学処理を用いて硬化処理することにより摩擦負荷を低減して、ソリッド部材表面の耐久性を高めることもできる。
【0021】
現像剤担持体20の表面は、現像電極効果による高解像な印字を実現するために導電性を有していることが好ましい。現像剤担持体20と潜像担持体1との対向位置で形成される現像ニップ幅は数(mm)以下であるため、高速な印字速度を実現するためには、短い現像時間で現像電流を流すことができる十分に小さな時定数が必要であり、現像剤担持体20の表面を109(Ω)以下の電気抵抗とすることが好ましい。
【0022】
規制部材23は、板厚が数百(μm)程度の金属材料製の薄板材、板厚が数(mm)程度のゴムやエラストマーからなる有機材料製の板材、板厚が数百(μm)程度の金属材料製の薄板材を支持体として数(mm)程度のゴムやエラストマー等のソリッド部材を自由端側に設けたものを用いることができる。規制部材23は、弾性変形し易いので一方を固定端として固定板により挟持固定し、他方を自由端としてその先端部近傍で現像剤を介して現像剤担持体20を押圧するのが好ましい。
【0023】
現像剤担持体20、規制部剤23、供給部材24のうち少なくとも2つに現像バイアス電圧を印加して、前記部材と現像剤10との摩擦帯電により発生する逆極性の電荷を電源等に逃がすことにより、前記部材への電荷の蓄積で生じる逆電位層の形成を防止し、経時的に安定な現像状態を維持することができる。
【0024】
現像剤10は、図3に示すように少なくとも重合法により直接合成して得たトナー粒子からなり、トナーのみからなる1成分系現像剤とすることも可能であり、またキャリアとトナーとからなる2成分系現像剤とすることも可能である。重合法トナーは、重合性単量体に着色剤や帯電制御剤や重合開始剤、あるいは分散剤や架橋剤を加えて均一分散あるいは溶解せしめて単量体組成物とした後に、連続した液相からなる媒体(例えば水相媒体)中に滴下して分散機により前記単量体組成物を微細な液滴状に懸濁させて、重合を進行させることによって得た体積平均粒径で1〜10(μm)の粒子状の合成物である。
【0025】
重合性単量体としては、スチレン、o(m、p)−メチルスチレン、m(p)−エチルスチレン等のスチレン系単量体、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のアクリル酸エステル系単量体、ブタジエン、イソプレン、シクロヘキサン、アクリロニトリル、アクリル酸アミド等のエン系単量体を用いることができる。また、これら重合性単量体を重合して得た粒子を内核粒子として、外殻にスチレン−(メタ)アクリル共重合体、ポリエステル、エポキシ、スチレン−ブタジエン共重合体等の樹脂層を形成することもできる。
【0026】
着色剤としては、カーボンブラック、グラファイト、黒色酸化チタン、四三酸化鉄、スピリットブラック、ニグロシンなどの黒色系染料あるいは顔料、フタロシアニン、ローダミンBレーキ、ソーラピュアイエロー8G、キナクリドン、ポリタングストリン酸、インダスレンブルー、スルホンアミド誘導体などの非黒色系染料あるいは顔料を用いることができる。
【0027】
帯電制御剤としては、Cr錯塩、Zn錯塩、Fe錯塩、Al錯塩等の金属錯塩系染料、第四級アンモニウム塩やニグロシン系染料等を用いることができる。
【0028】
重合開始剤としては、2・2’−アゾビス(2・4−ジメチルバレロニトリル)、2・2’−アゾビスイソブチロニトリル、1・1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2・2’−アゾビス−4−メトキシ−2、4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系あるいはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2・4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド等の過酸化物系重合開始剤を用いることができる。
【0029】
分散剤としては、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等の無機物系分散剤、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩等の有機物系分散剤を用いることができる。
【0030】
そのほかに、磁性粉を前記重合性単量体に添加することによって、磁性トナーを直接合成して得ることもできる。磁性粉としては、鉄、コバルト、ニッケル、クロム、マンガンの金属、二酸化クロム、三二酸化鉄、四三酸化鉄、フェライト等の金属酸化物、マンガンと銅を含む合金など熱処理によって強磁性を示す合金等の微粉末を用いることができる。
【0031】
トナー粒子の表面には、一次粒子径が1〜100(nm)程度の外添剤をトナーの重量に対して0.1〜5(wt%)の比率で付着させる。外添剤としては、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化クロム等金属酸化物の微粉末、窒化珪素等窒化物の微粉末、炭化珪素等炭化物の微粉末、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等金属塩の微粉末、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等脂肪酸金属塩の微粉末、PMMA、フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等樹脂の微粉末、カーボンブラック、フッ化カーボンの微粉末を用いることができる。また、前記微粉末の表面は、予めシラン系またはチタネート系またはアルミネート系のカップリング剤、シリコン系またはフッ素系のオイル等で疎水化処理しておくことが好ましい。
【0032】
<トナーの粒度分布>
重合法により直接合成したトナーが累積個数25%径であるDn25と累積個数50%径であるDn50について、1.25≦Dn50/Dn25≦1.50の関係を満たすものとするのは、潜像担持体1上あるいは中間転写媒体7上にトナーを積層化して画像を形成する場合、粒度分布が過剰に狭くて粒子径が揃っているものより粒度分布の小粒径成分を適度に含むものの方が、隣り合うトナー粒子の空隙を小さな粒径のトナーで埋めることが容易になり、画素を構成する微小潜像の細部を充填密度の高いトナー層で再現できるようになるからである。トナーの粒度をDn50/Dn25<1.50とするのは、小粒径トナーの存在頻度が過剰である場合にトナー層の凝集力が増加して、潜像担持体1あるいは中間転写媒体7から記録媒体8上にベタ画像等のデューティーの高い画像を転写すると部分的に転写できない領域を生じる所謂転写の中抜け現象が生じ易くなるからである。また、トナーの粒度をDn50/Dn25>1.25とするのは、小粒径トナーの存在頻度が過小である場合に粒子間の空隙を埋め尽くすことができないので、トナーを積層化したときに充填密度が上がらないからである。このようにトナーの粒度分布を制御することによって、トナーの粒子間相互に粒子間力が作用し易くなるように充填され、トナー層は潜像担持体1上あるいは中間転写媒体7上から記録媒体8上への転写動作時に転写電界の乱れで発散することなく移行することができる。したがって、微小画像はミクロ的に不均一になることなく忠実に再現するので、粒状性の優れた画像を形成することができる。
【0033】
本発明においてトナーの粒度は、コールターカウンター(コールターエレクトロニクス社製MODEL−TAII型)を用いて以下の要領で測定した。
【0034】
▲1▼ISOTON−II(市販のNaCl溶液)に測定用のトナーを所定量投入して、さらに界面活性剤を微量添加する。
【0035】
▲2▼超音波洗浄器を用いて投入したトナーをISOTON−II内で均一に分散する。
【0036】
▲3▼ISOTON−IIにアパチャーチューブを浸漬させたビーカー内に前記トナーの分散液を数滴滴下して、さらに付属のスターラーで前記トナーを静かに分散する。
【0037】
▲4▼ビーカー内に分散したトナーをアパチャーチューブを通して適当量取り込んで、カウンターによりトナーの粒径を順次カウントする。
【0038】
▲5▼付属の専用ソフトウェアーでカウントしたデータを処理して、取り込んだトナーの粒度分布を求める。
【0039】
▲6▼上記の粒度分布データーから累積個数25%径であるDn25と累積個数50%径であるDn50を求めて、Dn50/Dn25を算出する。
【0040】
<トナーの緩み見掛密度>
また、前記トナーを緩み見掛密度で0.30〜0.45(g/cm3)とするのは、非高圧力下におけるトナーの充填性の指標となる緩み見掛密度を所定の範囲に制御することによって、画像の鮮鋭度と広い面積の高濃度の面画像(所謂ベタ画像)の濃度の均一性を両立させるためである。広い面積のベタ画像全域を均一な濃度で再現するには、現像動作によってトナーを消費した現像剤担持体20上に新たなトナーを逐次供給しながら、潜像担持体1上に一定層厚のトナー層を均一に付着させる必要がある。トナーの緩み見掛密度を0.30(g/cm3)以上にすることによって、現像装置内11のトナーは供給部材24により流動が滞ることなく進行して、潜像担持体1に一定の層厚に規制されたトナー層を搬送することができる。したがって、潜像担持体1上のベタ画像の潜像には一定層厚のトナー層が形成され、ベタ画像は全域に渡って濃度むらを生じることなく均一に再現される。一方、鮮鋭度の高い画像を再現するには、記録媒体上に複数色のトナーを積層化したときに、積層過程で二次元の面方向にトナー層が流動して広がることを防止する必要がある。トナーの緩み見掛密度を0.45(g/cm3)以下にすることによって、トナー層の積層過程で崩落現象による二次元の面方向へのトナー層の広がりが生ずるのを抑制し、さらに記録媒体8上にトナー層を移行させる際に転写部材の支持体による与圧で生じるトナー層の流動を抑制することができる。したがって、点画像や線画像等の画素を構成する微小画像に太りや滲みが生じることにより画像全体がボケる現象が防止され、鮮鋭度の高い画像が形成されるようになる。
【0041】
本発明においてトナーの緩み見掛密度は、パウダーテスター(ホソカワミクロン製PT−E型)を用いて以下の要領で測定した。
【0042】
▲1▼振動台の上に以下のような部品を重ねてセットする。
【0043】
・ロート(先端部開口径:5mm)
・フルイ(メッシュ開口径:710μm)
・フルイ押さえ
▲2▼測定用のトナーを適当量フルイの上に静かにのせる。
【0044】
▲3▼振動台の振幅量を1mm程度に設定して振動台を振動させる。
【0045】
▲4▼上記のロートを通じてトナーをカップの中に流出させて、山盛りになるまでカップに充填する。
【0046】
▲5▼カップに山盛りに充填したトナーをカップの開口部に沿って擦り切り、山盛りになった余剰部分をカップ外に排除する。
【0047】
▲6▼カップ内に充填したトナーの重量とカップの内容積を求める。
【0048】
▲7▼以下の式によりトナーの緩み見掛密度を算出する。
【0049】
・緩み見掛密度(g/cm3)=現像剤の重量(g)/カップの内容積(cm3
<ワーデルの実用球形化度>
また、前記トナーをワーデルの実用球形化度で0.9〜1とするのは、潜像担持体1上の画素を構成する微小潜像を忠実に可視像化するのに好適であるからである。トナーの形状をワーデルの実用球形化度で0.9〜1として擬似球形化することによって、現像剤担持体20上のトナーを現像動作で潜像担持体1上に付着させる際、前記トナーは稠密充填したトナー層を形成することが容易になる。稠密充填したトナー層は、微小潜像細部の画像輪郭を忠実かつ明瞭に再現するのに有効であり、さらにトナー粒子が稠密充填することによってトナーの粒子間相互に粒子間力が作用し易くなるように充填され、潜像担持体1上あるいは中間転写媒体7上から記録媒体8上への転写動作時に転写電界の乱れで発散することなく移行することができる。したがって、微小画像はミクロ的不均一化が生じることなく忠実に再現されるので、より一層粒状性に優れた画像を形成するようになる。
【0050】
本発明においてトナーのワーデルの実用球形化度は、トナー粒子の拡大投影像において粒子の投影面積に等しい体積を有する円の直径と、粒子の投影像に外接する最小円の直径との比で表される数値である。ワーデルの実用球形化度は、光学顕微鏡を備えた画像処理装置(アビオニクス製)を用いて以下の要領で測定した。
【0051】
▲1▼ガラス板上にトナー粒子が重なり合わないように微量散布したトナーを光学顕微鏡で拡大して現像剤の二次元投影像を得る。
【0052】
▲2▼例えば500倍に拡大した前記投影像を画像処理装置で2値化処理して、その面積を測定する。
【0053】
▲3▼前記投影像の面積に等しい面積を有する円を導出して、その直径を求める。
【0054】
▲4▼前記投影像に外接する最小円を導出して、その直径を求める。
【0055】
▲5▼このような方法で、任意に抽出した現像剤粒子100個分の直径比を求めて、その平均値をワーデルの実用球形化度とする。
【0056】
<トナー表面の起伏>
また、前記トナー表面に設けた凹凸状起伏の凹部開口径を前記トナー表面に外添する外添剤粒子の直径よりも大きくしたのは、現像装置11の構成部材から受けるストレスにより外添剤がトナー表面から離脱を生じる現象と記録媒体8上にトナー層を移行させる際に転写部材の支持体による与圧で生じるトナー層の流動を抑制するのに効果的であるからである。従来の重合トナーは、平滑な表面を有する擬似球形であるために外添した外添剤がトナー表面に加わるストレスにより表面から容易に離脱し、現像装置11の構成部材、潜像担持体、クリーニング部材等を汚染するという問題点を有していた。しかし、重合トナーの表面に外添する外添剤の直径より大きな開口径を有する凹部を設けることによって、外添剤を添加した際に外添剤粒子はトナー表面の凹凸状起伏に捕捉されて、外添剤のトナー表面からの離脱を生じ難くすることができる。トナー表面に直径の異なる複数種の外添剤を付着させる場合には、最も粒径の小さい外添剤粒子の直径を基準に凹部開口径を設定するのが好ましく、同様に凹凸状起伏の開口凹部の深さは、凹部開口径の半分程度に設定するのが好ましい。さらに、トナー粒子の表面に凹凸状の起伏を設けることによって、トナー粒子を多層化して積層したときに表層のトナー粒子が転がり落ちる現象を抑制することもできる。したがって、トナー層の積層過程で崩落現象による二次元の面方向へのトナー層の広がりが生ずる現象を抑制する効果が高まるので、複数色のトナーを積層化したときに生じ易い画像の太りや滲みによる多色画像の鮮鋭度が低下する現象をより一層低減することができる。
【0057】
本発明においてトナー表面の凹部開口径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて以下の要領で測定した。
【0058】
▲1▼エポキシ樹脂系の封止剤中に測定用のトナー母粒子サンプルを少量投入して前記封止剤を完全に硬化させる。
【0059】
▲2▼封止剤で固定したトナー母粒子サンプルをミクロトームを用いて断面が観察できるように切断する。
【0060】
▲3▼サンプルの切断面をSEMを用いて10000倍程度のSEM拡大像とする。その際、トナー母粒子の外径輪郭が粒子の断面曲線として観察できるように設定して、写真撮影しておくことが好ましい。
【0061】
▲4▼図3に示すように、SEM拡大像の写真から得られた断面曲線において、前記断面曲線の平均線を仮定して平均山間隔Smを求める。Smは、断面曲線の山から谷へ向かう点から、次の山から谷へ向かう横断点までの間隔の平均値である。
【0062】
▲5▼トナー表面の凹部開口径Rを以下の式から算出する。
【0063】
・凹部開口径:R=Sm/2
<トナー付着量と画像濃度>
また、記録媒体8上に付着したトナー単色の単位面積当りの最大重量を0.6(mg/cm2)以下とし、さらに記録媒体8上に付着した前記トナー単色の単位面積当りの重量を0.4(mg/cm2)としたときの最大画像濃度を1.0以上とするのは、記録媒体8上へのトナー付着量を必要最少量とすると共にトナーの色濃度を高く設定することが、特に複数色のトナーを積層化して多色画像を形成する際に生じ易い画像の太りや滲みを防止するのに効果的であるからである。
【0064】
記録媒体8上に単色のベタ画像を形成する際、記録媒体8上に付着するトナーの単位面積当りの必要最小重量は、例えば本実施例に用いた体積平均粒径7(μm)のトナー粒子で記録媒体表面を完全に隠蔽するように配列したときの最少のトナー重量で0.4(mg/cm2)程度となる。一般的に電子写真法による画像形成装置においては、記録媒体上のトナー付着量は、前記装置の動作環境や現像剤の劣化等の影響を受けて容易に変動し得るため、ベタ画像を形成するには必要最少量を若干上回る数値に設定するのが好ましい。ところが、ベタ画像を形成する際のトナー付着量を0.6(mg/cm2)より大きく設定した場合、記録媒体上のトナー層は2層以上が重なって配列するようになるので、特に画像の輪郭部を形成するトナー層は二次元の面方向に広がって滲みが生じ易くなることから、単色当たりのトナー付着量をこれ以上大きく設定することは不適当である。一方、記録媒体8上に付着したトナー単色の単位面積当りの重量を0.4(mg/cm2)としたときの最大画像濃度を1.0以上とすることによって、記録媒体8上のトナー層を薄層化してベタ画像を形成しても十分な発色性を得ることができる。したがって、複数色のカラートナーを用いて多色画像を形成した場合においても、トナー単色当たりの付着量を少なく設定しながら多層形成することで、色再現性を保持しながら画素を構成する微小画像の太りや滲みを抑制し、鮮鋭度に優れた多色画像を得ることが可能になる。特に、記録媒体8として表面平滑度の低い所謂ラフ紙を用いた場合に、微小画像に太りや滲みを生ずる現象を抑制する効果がより一層発現して、ラフ紙上に対しても鮮鋭度に優れた多色画像を形成することが可能になる。
【0065】
本発明において記録媒体8上に付着する現像剤10の単位面積当りの重量は、以下の要領で測定した。
【0066】
▲1▼記録媒体の一例である平滑紙上に転写工程を経て形成した単色のベタ画像を得る。このときベタ画像は、定着工程を通過させずに未定着状態で平滑紙上に保持する。
【0067】
▲2▼上記のベタ画像を形成するトナー層をメンブランフィルター(ミリポア製)をセットした吸引用ノズルを用いて減圧吸引する。記録媒体上のトナー層は、減圧吸引する前に予め静電除去しておくことが好ましい。
【0068】
▲3▼吸引したベタ画像の面積とトナーの重量を求めて、記録媒体上に付着した現像剤の単位面積当りの重量を算出する。
【0069】
<トナーの電気抵抗率>
さらに、現像剤10として黒トナーを用いる現像装置11bと、現像剤10としてカラートナーを用いる現像装置11cと、からなる複数の現像装置を備えた画像形成装置であって、前記黒トナーが有する電気抵抗率をカラートナーが有する電気抵抗率よりも大きくしたのは、記録媒体8上のトナー層を薄層化してベタ画像を形成したときに、カラートナーでベタ画像を形成したときの記録媒体8に対するカラートナーの隠蔽度に比較して、黒トナーでベタ画像を形成したときの黒トナーの隠蔽度が低いことによって生じる微小な濃度むらを防止するためである。画像の鮮鋭度が低下することなしに黒ベタ画像の微小な濃度むらを防止する方法としては、記録媒体8上のトナー付着量を必要最少量に設定して、微小な転写の中抜け現象を生じないよう均一に転写させることであり、黒トナーが有する電気抵抗率をカラートナーが有する電気抵抗率よりも大きくしたことによって、黒トナーによる画像形成時に発生するミクロ的な転写の中抜け現象が防止され、濃度むらのない均一な黒ベタ画像を形成することができる。カラートナーとして複数色のトナーをそれぞれ複数の現像装置11に投入して用いる場合には、黒トナーの電気抵抗率をカラートナーの中で最も電気抵抗率の低いカラートナーの電気抵抗率よりも大きく設定するのが好ましい。
【0070】
黒トナーが有する電気抵抗率をカラートナーが有する電気抵抗率よりも大きくする方法としては、黒トナーの母粒子自身の電気抵抗率が低下するのを抑制すること、黒トナーの母粒子に外添する外添剤によって黒トナーの表面抵抗を上昇させることが効果的である。黒トナーは、一般的にカーボンブラック等を着色剤として内添しているためにカラートナーに比較して母粒子自身の電気抵抗率が低下する傾向を有している。したがって、カーボンブラックに加えて帯電制御剤等の導電性を有する材料を添加した場合には、黒トナーの母粒子自身の電気抵抗率は一層低下し易くなるため、内添剤には可能な限り導電性の低い材料を用いること、内添剤の添加量を可能な限り少なくすることが好ましい。一方、黒トナーの母粒子の表面を絶縁性の高い材料で被覆することによってトナーの電気抵抗率を上げることも可能であり、例えばシリカ微粒子等でトナー表面を完全に被覆するように外添処理することによってトナーの電気抵抗率を上げることができる。
【0071】
本発明においてトナーが有する電気抵抗率は、微小電流計を用いて以下の要領で測定した。
【0072】
▲1▼測定用のトナーを錠剤成型器を用いて錠剤状に成型する。
【0073】
▲2▼前記錠剤の裏と表に電極が均等に接触できるように電極を所定の荷重で加圧する。
【0074】
▲3▼23℃、65%RHの環境下で測定系を十分にエージングする。
【0075】
▲4▼上記の電極間へ定電圧V=10(v)を印加して、電極間に流れる電流Iを微小電流計によって測定する。
【0076】
▲5▼電気抵抗率ρを以下の式から算出する。
【0077】
・ρ=V/I・S/t
V:印加電圧(v)
I:電流直読値(Ω)
S:錠剤の面積(cm2
t:錠剤の厚み(cm)
以上に述べた発明の実施の形態について、以下に詳細な実施例を示す。
【0078】
〔実施例1〕
<トナーの粒度分布>
下記の▲1▼〜▲4▼に示すような現像剤担持体20と規制部材23と供給部材24と現像剤10とを用いて現像装置11を構成し、前記現像装置11を備えた画像形成装置により記録媒体8上に画像を形成した。
【0079】
▲1▼現像剤担持体
φ20(mm)アルミニウム製パイプの端部にφ6(mm)アルミニウム製シャフトを備えるフランジを接着して現像剤担持体の外装を形成した。さらに、前記アルミニウム製パイプの表面における端部を除く現像剤の薄層形成領域にガラスビーズによるブラスト処理を行い、これをRa=0.7(μm)の表面粗さを有する現像剤担持体とした。
【0080】
▲2▼規制部材
板厚2(mm)の金属板の一端にウレタンゴム製で肉厚2(mm)のソリッド部材を一体成型して規制部材とした。前記ソリッド部材のエッジ部は、50(μm)のRを有して現像剤担持体と対向して、20(g/cm)の当接圧で現像剤を介して現像剤担持体を押圧するように配置した。また、前記規制部材は、現像剤担持体と同電位になるように設定した。
【0081】
▲3▼供給部材
肉厚3.5(mm)のポリウレタンフォームをφ5(mm)のSUS製シャフトの周囲に形成し、カーボンブラックを含む含浸処理剤で導電化したものを供給部材とした。前記供給部材は、その外周が現像剤担持体に対して10(g/cm)の当接圧で押圧しながら対向部で逆方向に回転するように配置した。また、前記供給部材は、現像剤担持体と同電位になるように設定した。
【0082】
▲4▼現像剤
・スチレン単量体 :85重量部
・アクリル酸ブチル単量体:15重量部
・カーボンブラック : 5重量部
・帯電制御剤a : 2重量部
・重合開始剤 : 5重量部
・架橋剤 : 5重量部
・分散剤 : 1重量部
からなる重合用単量体組成物を懸濁重合法により直接合成して粒度分布の異なる5種類のトナー粒子を得た。前記5種類のトナー粒子は、ワーデルの実用球形化度0.98〜0.99を示し、この表面に疎水化処理したシリカ微粉末(日本アエロジル製R812)を2(wt%)外添したものは、緩み見掛密度0.37〜0.41(mg/cm3)を示した。また、トナー付着量0.4(mg/cm2)時の最大画像濃度は1.3であった。上記5種類のトナーからなる1成分系現像剤10をそれぞれ現像剤A〜現像剤Eとして表1に粒度分布を示す。
【0083】
【表1】

Figure 0003772928
【0084】
上記に示す一成分系現像剤10及び現像装置11を用いて、180(mm/sec)のプロセス速度で解像度600(dpi)の点画像と線画像と面画像とを含むA4サイズの印字パターンをXerox4024紙上に画像形成したところ、現像剤B、現像剤C、現像剤Dを用いた場合には粒状性及び鮮鋭度に優れた高精細な画像を形成することができた。特に、粒状性については従来の粉砕法トナーを使用して形成した画像が示す粒状性評価値Tks=0.10〜0.12に対して、上記の現像剤10を使用して形成した画像はTks=0.07〜0.08という優れた数値を示した。しかし、現像剤Aを用いた場合には、画素を構成する微小な線画像(万線スクリーン)が不均一になって粒状性の低下した(Tks=0.10)ザラツキ感のある画像が形成された。また、現像剤Eを用いた場合には、ベタ画像の形成過程において中間転写媒体からXerox4024紙上に画像を転写する工程でベタ画像の一部に転写の中抜け現象を生じて微小な濃度むらのある画像になった。
【0085】
ここで画像の粒状性の程度を表す粒状性評価値Tksは次式で示され、Tksが大きな値を示す画像ほど視覚的なザラツキ感が大きくなり、特に0.12以上の値を示す画像は著しいザラツキ感を有するものになる。
【0086】
・Tks=〔∫WS(λ)1/2・VTF(λ)・dλ〕/(REF明度−SAM明度)1/3
WS(λ) :Wienerスペクトル
VTF(λ):視覚系のMTF
REF明度:Xerox4024紙上の白地背景部の平均明度
SAM明度:Xerox4024紙上に形成した万線スクリーン画像の平均明度
ただし、VTF(λ)は次式を採用する。
【0087】
Figure 0003772928
f:空間周波数(cycle/mm)
本実施例において粒状性評価値Tksは、解像度600(dpi)の1dot線画像を等間隔で形成した200(Line/inch)の万線スクリーンを画素としたサンプル画像において濃度分布D(i)を求めて算出する。マイクロデンシトメータで求めた濃度分布D(i)は、次式により明度分布L(i)に変換して、明度コントラストLC(i)を求める。
【0088】
・L(i)=116・〔10-D(i)1/3−16
・LC(i)=平均明度−L(i)
次に、上記の明度コントラストLC(i)を周波数変換してWienerスペクトルWS(λ)を算出する。
【0089】
〔実施例2〕
<トナーの緩み見掛密度>
実施例1と同様な条件のもとで、180(mm/sec)のプロセス速度で解像度600(dpi)の点画像と線画像と面画像とを含むA4サイズの印字パターンをXerox4024紙上に画像形成した。ただし、現像剤10は、実施例1で用いた現像剤Bのトナー粒子を母粒子として用いることとし、前記母粒子に外添する外添剤の添加量を変更することによって、表2に示すように緩み見掛密度の異なる5種類の一成分系現像剤10をそれぞれ現像剤F〜現像剤Jとして作成した。
【0090】
【表2】
Figure 0003772928
【0091】
上記の現像剤G、現像剤H、現像剤Iを用いて画像形成すると、潜像担持体1上の潜像が忠実に再現されて粒状性及び鮮鋭度に優れた高精細な画像をXerox4024紙上に形成することができた。しかし、現像剤Fを用いて画像形成すると、現像装置11内におけるトナーの流動が滞ったためトナー層の形成が不均一になり、ベタ画像の後端が部分的にかすれる画像濃度の低下現象を生じた。また、現像剤Jを用いて画像形成すると、トナー層の積層過程でトナー層が広がるように流動したため画素を構成する微小な線画像(万線スクリーン)に太りや滲みが発生し、Xerox4024紙上には鮮鋭度の低い画像が形成された。
【0092】
〔実施例3〕
<ワーデルの実用球形化度>
実施例1と同様な条件のもとで、180(mm/sec)のプロセス速度で解像度600(dpi)の点画像と線画像と面画像とを含むA4サイズの印字パターンをXerox4024紙上に画像形成した。ただし、現像剤10は、実施例1で用いた現像剤Bのトナー粒子をジェット粉砕機にて異形化処理を行ったものであり、体積平均粒径5〜6(μm)でワーデルの実用球形化度が異なるトナー母粒子を4種類作成した。これに表面を疎水化処理したシリカ微粉末(日本アエロジル製R812)を3(wt%)外添してそれぞれを1成分系現像剤とし、以下に示すように現像剤K〜現像剤Nとして作成した。
【0093】
・現像剤K:ワーデルの実用球形化度 1.00
・現像剤L:ワーデルの実用球形化度 0.99
・現像剤M:ワーデルの実用球形化度 0.91
・現像剤N:ワーデルの実用球形化度 0.83
上記の現像剤K、現像剤L、現像剤Mを用いて画像形成すると、潜像担持体1上の潜像が忠実に再現されて粒状性及び鮮鋭度に優れた高精細な画像をXerox4024紙上に形成することができた。しかし、現像剤Nを用いて画像形成すると、中間転写媒体7上から記録媒体8上への転写動作時に画素を構成する微小な線画像(万線スクリーン)が部分的に発散して隣接する線画像の一部と合体し、Xerox4024紙上には粒状性の劣る画像(Tks=1.0)が形成された。
【0094】
〔実施例4〕
<トナー表面の起伏>
実施例1と同様な条件のもとで、180(mm/sec)のプロセス速度で解像度600(dpi)の点画像と線画像と面画像とを含むA4サイズの多色印字パターンをXerox4024紙上に画像形成した。ただし、現像剤10は、体積平均粒径6〜7(μm)のトナー表面に設けた凹凸状起伏の凹部開口径を所定値に設定したものとし、シアン、マゼンタ、イエローの各色についてトナー母粒子をそれぞれ2種類作成した。これに表面を疎水化処理したシリカ微粉末(日本アエロジル製R972:直径約20nm)を2(wt%)外添して前記3色のカラートナーで構成した1成分系現像剤10をそれぞれ現像剤O、現像剤Qとした。このとき、前記トナー母粒子は、Dn50/Dn25=1.25〜1.35、ワーデルの実用球形化度0.98〜0.99を示し、さらに外添処理後の現像剤10は、緩み見掛密度0.35〜0.39(mg/cm3)、トナー付着量0.4(mg/cm2)時の最大画像濃度が1.2〜1.3であった。
【0095】
・現像剤O:トナー表面の凹部開口径 0.10〜0.15μm
・現像剤P:トナー表面の凹部開口径 0.01μm未満
上記の現像剤Oを用いて多色画像を形成すると、複数色のトナーを積層化したときに生じ易い画像の太りや滲みが抑制されて、Xerox4024紙上には鮮鋭度の高い多色画像を形成することができた。しかし、現像剤Qを用いて画像形成すると、画素を構成する微小な線画像(万線スクリーン)に太り及び滲みを生じてボケた印象を与える鮮鋭度の低い多色画像になった。
【0096】
〔実施例5〕
<トナー付着量と画像濃度>
実施例1と同様な条件のもとで、180(mm/sec)のプロセス速度で解像度600(dpi)の点画像と線画像と面画像とを含むA4サイズの多色印字パターンをXerox4024紙上に画像形成した。ただし、現像剤は、体積平均粒径6〜7(μm)のトナーに色濃度を以下の様に設定し、シアン、マゼンタ、イエローの各色毎にトナー母粒子をそれぞれ2種類作成した。これに表面を疎水化処理したシリカ微粉末(日本アエロジル製R812:直径10nm以下)を2(wt%)外添して、前記3色のカラートナーで構成した1成分系現像剤をそれぞれ現像剤Q〜現像剤Sとした。このとき、前記トナー母粒子はDn50/Dn25=1.25〜1.35、ワーデルの実用球形化度0.98〜0.99を示した。さらに外添処理後の現像剤は、緩み見掛密度0.37〜0.40(mg/cm3)を示した。
【0097】
【表3】
Figure 0003772928
【0098】
上記の現像剤Q、現像剤Rを用いて記録媒体上への単色トナー当りの最大トナー付着量を0.4(mg/cm2)に設定して多色画像を形成すると、複数色のトナーを積層化したときに生じ易い画像の太りや滲みが抑制されて、Xerox4024紙上には鮮鋭度の高い多色画像を形成することができた。さらに、記録媒体8として所謂ラフ紙であるニーナ・ボンド紙を用いた場合にも、微小画像の太りや滲みが抑制されて鮮鋭度の高い多色画像を形成することができた。しかし、現像剤Sを用いて画像形成すると、各トナーの色濃度が低いために画像濃度が低くなり、全体が白っぽくて発色の悪い画像になった。さらに、十分な画像濃度を得るために単色トナー当りの最大トナー付着量を0.7(mg/cm2)に設定して多色画像を形成したところ、画像の発色は良好になったものの画素を構成する微小な線画像(万線スクリーン)に太り及び滲みが生じて、ボケた印象を与える鮮鋭度の低い多色画像になった。
【0099】
〔実施例6〕
<トナーの電気抵抗率>
実施例1と同様な条件のもとで、180(mm/sec)のプロセス速度で解像度600(dpi)の点画像と線画像と面画像とを含むA4サイズの多色印字パターンをXerox4024紙上に画像形成した。ただし、現像剤は、体積平均粒径7(μm)の黒トナーに対して帯電制御剤aまたは帯電制御剤b、体積平均粒径6〜7(μm)のカラートナー各色に対して帯電制御剤bをそれぞれ2重量部含有させたものをトナーの母粒子として、さらに表面を疎水化処理したシリカ微粉末(日本アエロジル製R812:直径10nm以下)を2(wt%)外添して1成分系現像剤10とした。このとき、前記トナー母粒子は、Dn50/Dn25=1.28〜1.30、ワーデルの実用球形化度0.98〜0.99を示し、さらに外添処理後の現像剤10は、緩み見掛密度0.38〜0.40(mg/cm3)、トナー付着量0.4(mg/cm2)時の最大画像濃度が1.2〜1.3であった。表4に示すように、帯電制御剤aを含有した黒トナーAは、帯電制御剤bを含有した黒トナーBよりも高い電気抵抗率を示した。また、黒トナーAは、シアン、マゼンタ、イエローの各カラートナーの中で最も低い電気抵抗率を有するマゼンタトナーよりも高い電気抵抗率を示した。
【0100】
【表4】
Figure 0003772928
【0101】
上記の黒トナーAを用いて黒ベタ画像を形成すると、ミクロ的な転写の中抜け現象が防止されて、Xerox4024紙上にはトナー付着量0.5(mg/cm2)で均一な黒ベタ画像を形成することができた。しかし、黒トナーBを用いて画像形成すると、トナー付着量0.5(mg/cm2)では転写の中抜け現象が発生して、微小な濃度むらを有する黒ベタ画像が形成された。さらに、転写の中抜け現象を防止するためにトナー付着量を0.7(mg/cm2)に設定して画像形成したところ、黒ベタ画像は濃度むらのない均一な画像になったものの画素を構成する微小な線画像(万線スクリーン)に太り及び滲みが生じて、ボケた印象を与える鮮鋭度の低い画像になった。
【0102】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明のカラー画像形成装置によれば、点画像や線画像等の画素を構成する微小潜像の細部を充填密度の高いトナー層で再現できるようになり、前記トナー層を潜像担持体上あるいは中間転写媒体上から記録媒体上への転写動作時に転写電界の乱れで発散することなく移行させることが可能になる。さらに、トナー層の積層過程で崩落現象による二次元の面方向へのトナー層の広がりが生ずるのを抑制し、さらに記録媒体上にトナー層を移行させる際に転写部材の支持体による与圧で生じるトナー層の流動を抑制することもできる。
【0103】
したがって、画素を構成する微小画像は、ミクロ的に不均一になることなく再現されると共に、太りや滲みにより画像全体がボケる現象が防止されるので、粒状性に優れると共に鮮鋭度の高い画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を得ることができる。
【0104】
また、黒トナーが有する電気抵抗率を、イエロー、マゼンタおよびシアンの3色のカラートナーが有する電気抵抗率のうち、最低の電気抵抗率より大きくしたことによって、黒トナーによる画像形成時に顕著に発生するミクロ的な転写の中抜け現象が防止され、少ないトナー付着量で濃度むらのない均一な黒ベタ画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を得ることができる。
【0105】
したがって、本発明のカラー画像形成装置によれば、粒状性及び鮮鋭度に優れると共にラフ紙上に高精細な多色画像を形成することが可能なカラー画像形成装置を提供することができる。
【0106】
特に、請求項2の発明によれば、トナー粒子が稠密充填することによってトナーの粒子間相互に粒子間力が作用し易くなるように充填され、潜像担持体上あるいは中間転写媒体上から記録媒体上への転写動作時に転写電界の乱れで発散することなく移行させることができる。さらに、トナー粒子の表面に凹凸状の起伏を設けることによって、トナー粒子を多層化して積層したときに表層のトナー粒子が転がり落ちる現象を抑制することもできる。したがって、トナー層の積層過程で崩落現象による二次元の面方向へのトナー層の広がりが生ずる現象を抑制する効果が高まると共に、微小画像はミクロ的不均一化あるいは太りや滲みが生じることなく再現されるので、複数色のトナーを積層化したときに生じ易い画像の太りや滲みによる多色画像の鮮鋭度が低下する現象をより一層低減すると共に、より粒状性の優れた画像を形成することが可能なカラー画像形成装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す画像形成装置の模式図。
【図2】本発明の一実施例を示す現像装置の模式図。
【図3】本発明の一実施例を示すトナー表面の起伏を表す模式図。
【符号の説明】
1 潜像担持体
7 中間転写媒体
8 記録媒体
10 現像剤
11 現像装置
20 現像剤担持体
23 規制部材
24 供給部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a recording apparatus used for electrophotography, and more specifically, an electrostatic latent image formed on a latent image carrier is composed of black toner and yellow, magenta, and cyan color toners. The present invention relates to a color image forming apparatus in which a visible image is formed by a developer of four colors and an image of the visible image is formed on an intermediate transfer medium.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various image forming apparatuses that use a two-component developer composed of toner and carrier or a one-component developer composed only of toner have been proposed for image forming apparatuses that form images on a recording medium. These image forming apparatuses are further improved in the definition of electrostatic latent images in response to the demand for higher image quality, and the characteristics of the developer that adheres to the recording medium in order to faithfully reproduce the high-definition latent images. Need to be controlled with high accuracy. With regard to the developer whose characteristics have been controlled so far, a technique for obtaining a high-quality image by controlling the average particle diameter or particle size distribution of the toner, the coloring power of the toner, and the like has been proposed.
[0003]
For example, a conventional technique as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-15859 specifies that the toner particle size distribution is sharp from the relationship between the number average particle size and the volume average particle size of the color toner. An attempt was made to prevent image quality deterioration associated with image formation. Further, the conventional technique as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-146589 has a ratio of a large particle size component in a particle size distribution of a color toner having a small particle size, a toner adhesion amount before fixing, and an image density after fixing. The toner coloring power is defined from the relationship with (OD), and the toner with a predetermined coloring power is formed with a predetermined adhesion amount to improve highlight reproducibility and solid image uniformity. Met.
[0004]
However, color toners manufactured by the melt-kneading-pulverization method, which is a conventional toner manufacturing method, are difficult to reduce the toner particle size or to control the toner particle size distribution. It wasn't. That is, the toner produced by the melt kneading-pulverization method (pulverization method toner) has a small production amount per unit time that can be reduced by pulverization, and therefore the toner production cost increases as the toner particle size decreases. The smaller the toner particle size, the higher the cohesion force after pulverization, and it becomes difficult to control the classification to a desired particle size distribution, so there is a practical limit to reducing the particle size. Further, in the pulverized toner, as the pigment addition amount is increased, it is necessary to increase the kneading strength of the resin in order to maintain the high dispersibility of the pigment in the resin, and as a result, the melt viscosity of the resin is decreased. In addition, it has been difficult to achieve both toner color development and offset resistance during heat roll fixing.
[0005]
In recent years, a so-called polymerization toner obtained by directly synthesizing toner particles by a suspension polymerization method or the like with respect to a conventional pulverization toner has been proposed, and is composed of a small particle toner having a volume average particle diameter of 7 (μm) or less. It has become easier to produce a one-component developer. For example, a polymerization method toner is a continuous liquid after a colorant, a charge control agent, a polymerization initiator, a dispersing agent or a crosslinking agent is added to a polymerizable monomer and uniformly dispersed or dissolved to form a monomer composition. To a particulate composite obtained by dropping into a medium composed of a phase (for example, an aqueous phase medium) and suspending the monomer composition into fine droplets by a disperser and proceeding with polymerization. A fine powder for external addition is added. The toner produced by the polymerization method can achieve both high color development and offset resistance, can easily reduce the particle size of the toner, and can make the toner particle size distribution sharper than the pulverized toner. The toner has a characteristic of being a pseudo-spherical shape having a smooth surface.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional image forming apparatus, the microscopic non-uniformity of the pixels reduces noise that causes a rough feeling on the entire image, and the multilayered toner layer spreads in a dual surface direction. Degradation of sharpness that causes image blurring, microscopic density unevenness that occurs when the image does not follow the unevenness of the paper surface in so-called rough paper such as bond paper and low-pressure paper, and especially with multiple color toners When multi-color images are formed using multiple layers, these are the main factors that deteriorate image quality.
[0007]
In particular, when the polymerization method toner as described above is used as a one-component developer, a toner is developed by a developing device into a minute latent image forming a pixel such as a high-definition point image or line image formed on a latent image carrier. When an image is formed on a recording medium by applying a layer, the fine latent image is better than the case of using a conventional pulverized toner, but has a problem that it is not always reproduced faithfully. The outline of the minute latent image becomes minute sawtooth unevenness formed by irregularly arranging toner particles of almost the same size, and this serrated unevenness further expands when transferred onto a recording medium. As a result, a phenomenon occurs in which the toner layer is connected to a part of the toner layer of an adjacent pixel or a part of the pixel becomes unclear because the toner layer diverges in all directions. The microscopic nonuniformity of these pixels directly causes a decrease in graininess, which is one of the factors that determine the image quality of a multicolor image.
[0008]
Further, when the polymerization toner as described above is used as a one-component developer, it is better than the case of using a conventional pulverization toner, but on a latent image carrier, an intermediate transfer medium, or a recording medium. When a plurality of color toners are laminated, the toner layer flows and spreads in a two-dimensional surface direction in the lamination process, resulting in the fattening and bleeding of the minute images constituting the pixels such as point images and line images, There was a problem that the entire image was blurred. These pixel fatness and blurring directly reduce the resolution of thin lines and the like, and directly reduce sharpness, which is one of the factors that determine the image quality of multicolor images.
[0009]
Further, when a surface image having the same color as or similar to that of the toner is formed using the above-described polymerization toner as a one-component developer, if so-called rough paper such as bond paper or low-pressure paper is used as a recording medium, There is a problem in that the fibers are partly exposed without being completely hidden by the toner layer, and fine white spots and roughness are easily generated on the surface image. In particular, when the toner color density is set high and the image density is obtained with the minimum necessary toner adhesion amount, the toner layer may completely hide the unevenness of the paper surface formed by paper fibers and fillers. Since it becomes difficult, the phenomenon of producing minute density unevenness and roughness in the surface image becomes remarkable.
[0010]
  The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to form a high-definition image having excellent graininess and high sharpness on a recording medium, and with a small toner adhesion amount. An object of the present invention is to provide a color image forming apparatus capable of forming a uniform black solid image without unevenness.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, the color image forming apparatus of the invention of claim 1 uses an image carrier on which an electrostatic latent image is formed, and black toner and three color toners of yellow, magenta and cyan. Four developing devices each using black toner and each color toner for developing a latent color image by developing an electrostatic latent image on the image carrier, and a color image of the visible image on the image carrier In the color image forming apparatus provided with at least an intermediate transfer medium on which is formed, Dn25 having a cumulative number of 25% and Dn50 having a cumulative number of 50% are 1.25 ≦ Dn50 / Dn25 ≦ 1. .50, and the loose apparent density of the developer is 0.30 to 0.45 (g / cmThree), And the electrical resistivity of the black toner is larger than the lowest electrical resistivity among the electrical resistivity of the three color toners.
[0012]
  Therefore, a minute image constituting a pixel such as a point image or a line image is reproduced without becoming microscopically non-uniform, and a phenomenon in which the entire image is blurred due to fattening or bleeding is prevented. An image with excellent sharpness can be formed.
[0013]
  In addition, the micro-transfer dropout phenomenon that occurs at the time of solid image formation with black toner is prevented, and a uniform black solid image with no density unevenness can be formed with a small toner adhesion amount.
[0014]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided the color image forming apparatus according to the second aspect of the present invention, wherein the practical spherical degree of the Wadel of the developer is set to 0.9 to 1, and the concave and convex concave opening diameter provided on the developer surface is further developed. The diameter is larger than the diameter of the external additive particles externally added to the surface of the additive. Therefore, it is possible to further reduce the phenomenon that the sharpness of a multicolor image is lowered due to the thickening or bleeding of an image that is likely to occur when a plurality of color toners are stacked, and it is possible to form an image with more excellent graininess. .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and the configuration of the entire image forming apparatus will be described below.
[0016]
The latent image carrier 1 is obtained by forming a photosensitive layer made of an organic or inorganic photoconductive material on a conductive support. The photosensitive layer is charged using a charger 4 such as a charging roller, and then light emitted from a light source 5 such as a laser or LED is selectively irradiated through an imaging optical system 6 to generate a potential contrast. A desired electrostatic latent image pattern having is formed on the photosensitive layer. The developing device 11 visualizes the electrostatic latent image on the latent image carrier 1, and attaches the developer 10 onto the latent image carrier 1 in accordance with the electrostatic latent image. The developer 10 adhering to the latent image carrier 1 is transferred onto the recording paper 8 and then fixed on the recording medium 8 by applying heat or pressure to form a desired image.
[0017]
The developer carrying body 20 provided in the developing device 11 moves while carrying the developer 10 as shown in FIG. 2, and is a state in which the developer 10 charged to a predetermined polarity is thinned. Then, the developer 10 is transferred onto the latent image carrier 1 at a position opposed to (or in contact with) the latent image carrier 1. The regulating member 23 is a blade-like member that comes into contact with the developer carrier 20 via the developer 10 and is made thin by pressing the developer 10 and is triboelectrically charged to a predetermined polarity. The developer 10 is uniformly supported on the developer carrier 20. Further, the supply member 24 supplies the developer 10 accommodated in the developing device onto the developer carrier 20, and the developer is moved while moving the developer 10 captured on the surface of the supply member 24. The developer 10 is supplied to the carrier 20 and the developer 10 in the vicinity of the supply member 24 is encouraged to flow, whereby the developer 10 can be continuously supplied to the developer carrier 20.
[0018]
The developing device 11 is located at a position where the developer carrying member 20 and the latent image carrying member 1 face each other when the developer carrying member 20 provided in the developing device 11 is brought close to (or in contact with) the latent image carrying member 1. The potential contrast of the latent image carrier 1 and the development electric field by the bias applying means 26 applied between the latent image carrier 1 and the developer carrier 20 (or between the latent image carrier 1 and the regulating member 23). The electrostatic latent image is visualized by selectively depositing the charged developer 10 on the latent image carrier 1 in accordance with the developing electric field.
[0019]
FIG. 2 is a schematic diagram of the developing device 11 according to an embodiment of the present invention, and the configuration and operation relating to the developing device 11 will be described below.
[0020]
The developer carrier 20 is made of a solid member such as rubber, elastomer, metal or the like having a film thickness of several (mm) on the outer periphery of a shaft made of metal or resin, and has a surface roughness Ra (JIS-B-0601, It is formed so as to be about 0.1 to 2 (μm) in terms of (centerline average roughness). For solid members, aluminum is used in this embodiment, but similarly, rubber materials such as natural rubber, silicon, butadiene, chloroprene, neoprene, EPDM, NBR, styrene, vinyl chloride, polyurethane, polyethylene, methacryl, etc. It is possible to use metal materials such as elastomer, SUS, titanium, phosphor bronze. Further, by forming a flexible layer on the surface of the solid member, it is possible to reduce the frictional load and to stabilize the chargeability and transportability of the developer. Further, when rubber or elastomer is used for the solid member, the surface of the solid member can be hardened using heat treatment or chemical treatment to reduce the frictional load and increase the durability of the solid member surface.
[0021]
The surface of the developer carrying member 20 preferably has conductivity in order to realize high resolution printing due to the developing electrode effect. The width of the development nip formed at the position where the developer carrier 20 and the latent image carrier 1 are opposed to each other is a few (mm) or less. Therefore, in order to realize a high printing speed, the development current is applied in a short development time. A sufficiently small time constant that can flow is required, and the surface of the developer carrier 20 is 109The electrical resistance is preferably (Ω) or less.
[0022]
The regulating member 23 is a thin plate made of a metal material having a plate thickness of about several hundred (μm), a plate made of an organic material made of rubber or elastomer having a thickness of about several (mm), and a plate thickness of several hundred (μm). It is possible to use a thin plate material made of about a metal material and a solid member such as rubber or elastomer provided on the free end side with a few (mm) as a support. Since the restricting member 23 is easily elastically deformed, it is preferable that one of the restricting members 23 is clamped and fixed by a fixing plate with one end as a fixed end, and the other end is a free end and the developer carrier 20 is pressed through the developer near the tip.
[0023]
A development bias voltage is applied to at least two of the developer carrying member 20, the regulating member 23, and the supply member 24, and the charge of reverse polarity generated by frictional charging between the member and the developer 10 is released to a power source or the like. As a result, the formation of a reverse potential layer caused by the accumulation of charges on the member can be prevented, and a stable development state can be maintained over time.
[0024]
As shown in FIG. 3, the developer 10 is composed of at least toner particles obtained by directly synthesizing by a polymerization method, and can be a one-component developer composed only of toner, or composed of a carrier and toner. A two-component developer can also be used. The polymerization toner is prepared by adding a colorant, a charge control agent, a polymerization initiator, a dispersing agent or a crosslinking agent to a polymerizable monomer, and uniformly dispersing or dissolving it to obtain a monomer composition. The volume average particle size obtained by dropping the polymer composition into a medium (for example, an aqueous medium) and suspending the monomer composition into fine droplets with a disperser and advancing the polymerization is 1 to 10 (μm) particulate composite.
[0025]
Examples of the polymerizable monomer include styrene monomers such as styrene, o (m, p) -methylstyrene, m (p) -ethylstyrene, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, ( Meth) propyl acrylate, butyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, Acrylic ester monomers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminoethyl (meth) acrylate, and ene monomers such as butadiene, isoprene, cyclohexane, acrylonitrile, and acrylamide can be used. . In addition, particles obtained by polymerizing these polymerizable monomers are used as inner core particles, and a resin layer such as styrene- (meth) acryl copolymer, polyester, epoxy, styrene-butadiene copolymer is formed on the outer shell. You can also.
[0026]
Coloring agents include black dyes or pigments such as carbon black, graphite, black titanium oxide, iron trioxide, spirit black, nigrosine, phthalocyanine, rhodamine B lake, solar pure yellow 8G, quinacridone, polytungstophosphoric acid, indus Non-black dyes or pigments such as Ren blue and sulfonamide derivatives can be used.
[0027]
As the charge control agent, metal complex salt dyes such as Cr complex salt, Zn complex salt, Fe complex salt, Al complex salt, quaternary ammonium salt, nigrosine dye and the like can be used.
[0028]
As polymerization initiators, 2 · 2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2 · 2′-azobisisobutyronitrile, 1 · 1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2 -Azo or diazo polymerization initiators such as 2'-azobis-4-methoxy-2, 4-dimethylvaleronitrile, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, cumene hydroperoxide, 2 A peroxide polymerization initiator such as 4-dichlorobenzoyl peroxide or lauroyl peroxide can be used.
[0029]
Dispersants include tricalcium phosphate, magnesium phosphate, aluminum phosphate, zinc phosphate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium metasilicate, calcium sulfate, barium sulfate, Inorganic dispersants such as bentonite, silica, and alumina, and organic dispersants such as polyvinyl alcohol, gelatin, methylcellulose, methylhydroxypropylcellulose, ethylcellulose, and sodium salt of carboxymethylcellulose can be used.
[0030]
In addition, the magnetic toner can be directly synthesized by adding magnetic powder to the polymerizable monomer. Magnetic powders include iron, cobalt, nickel, chromium, manganese metals, chromium dioxide, iron sesquioxide, iron sesquioxide, ferrite and other metal oxides, alloys that show ferromagnetism by heat treatment, such as alloys containing manganese and copper. Or the like can be used.
[0031]
An external additive having a primary particle diameter of about 1 to 100 (nm) is attached to the surface of the toner particles at a ratio of 0.1 to 5 (wt%) with respect to the weight of the toner. Examples of external additives include silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, strontium titanate, cerium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, chromium oxide, metal oxide fine powder, silicon nitride fine powder, silicon carbide, etc. Fine powder of carbide, fine powder of metal salt such as calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, fine powder of fatty acid metal salt such as zinc stearate, calcium stearate, fine powder of resin such as PMMA, vinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, Carbon black or fine powder of carbon fluoride can be used. The surface of the fine powder is preferably hydrophobized in advance with a silane, titanate or aluminate coupling agent, silicon or fluorine oil, or the like.
[0032]
<Toner particle size distribution>
It is assumed that the toner directly synthesized by the polymerization method satisfies the relationship of 1.25 ≦ Dn50 / Dn25 ≦ 1.50 for Dn25 having a cumulative number of 25% and Dn50 having a cumulative number of 50%. When an image is formed by laminating toner on the carrier 1 or the intermediate transfer medium 7, the toner having a moderately small particle size distribution component than the one having an excessively narrow particle size distribution and uniform particle size. However, it is easy to fill the gaps between adjacent toner particles with a toner having a small particle diameter, and the details of the minute latent image constituting the pixel can be reproduced with a toner layer having a high filling density. The toner particle size is Dn50 / Dn25 <1.50 because the cohesive force of the toner layer increases when the presence frequency of the small particle size toner is excessive, and the latent image carrier 1 or the intermediate transfer medium 7 This is because when a high-duty image such as a solid image is transferred onto the recording medium 8, a so-called transfer dropout phenomenon that causes a region that cannot be partially transferred easily occurs. In addition, the toner particle size is Dn50 / Dn25> 1.25 because the voids between the particles cannot be filled when the existence frequency of the small particle size toner is excessively low. This is because the packing density does not increase. By controlling the particle size distribution of the toner in this way, the toner particles are filled so that the interparticle force can easily act between the toner particles, and the toner layer is transferred from the latent image carrier 1 or the intermediate transfer medium 7 to the recording medium. 8 can be transferred without divergence due to the disturbance of the transfer electric field at the time of transfer operation. Therefore, since the micro image is faithfully reproduced without being microscopically nonuniform, an image with excellent graininess can be formed.
[0033]
In the present invention, the particle size of the toner was measured using a Coulter counter (MODEL-TAII type manufactured by Coulter Electronics) in the following manner.
[0034]
{Circle around (1)} A predetermined amount of measurement toner is added to ISOTON-II (commercially available NaCl solution), and a small amount of surfactant is added.
[0035]
{Circle around (2)} The toner charged using an ultrasonic cleaner is uniformly dispersed in ISOTON-II.
[0036]
(3) A few drops of the toner dispersion are dropped into a beaker in which an aperture tube is immersed in ISOTON-II, and the toner is gently dispersed with an attached stirrer.
[0037]
(4) Take an appropriate amount of the toner dispersed in the beaker through the aperture tube, and sequentially count the particle diameter of the toner with a counter.
[0038]
(5) The data counted by the attached dedicated software is processed to determine the particle size distribution of the captured toner.
[0039]
(6) Dn25 having a cumulative number of 25% and Dn50 having a cumulative number of 50% are obtained from the above particle size distribution data, and Dn50 / Dn25 is calculated.
[0040]
<Toner loose apparent density>
The toner is loosened and the apparent density is 0.30 to 0.45 (g / cmThree) Is defined by controlling the loose apparent density, which is an index of the filling property of toner under non-high pressure, to a predetermined range, so that the sharpness of the image and a high-density surface image (so-called solid image) over a wide area. This is to achieve both uniformity of density). In order to reproduce the entire area of a solid image with a large area at a uniform density, a new layer of toner is continuously supplied to the developer carrier 20 that has consumed toner by the developing operation, and a constant layer thickness is formed on the latent image carrier 1. It is necessary to deposit the toner layer uniformly. The apparent density of loose toner is 0.30 (g / cmThreeIn this way, the toner in the developing device 11 proceeds without being delayed by the supply member 24, and the latent image carrier 1 can carry the toner layer regulated to a constant layer thickness. Therefore, a toner layer having a constant layer thickness is formed on the latent image of the solid image on the latent image carrier 1, and the solid image is reproduced uniformly without causing density unevenness over the entire area. On the other hand, in order to reproduce an image with high sharpness, it is necessary to prevent the toner layer from flowing and spreading in a two-dimensional surface direction during the lamination process when a plurality of color toners are laminated on a recording medium. is there. The apparent density of loose toner is 0.45 (g / cmThree) By the following, it is possible to suppress the spread of the toner layer in the two-dimensional surface direction due to the collapse phenomenon in the lamination process of the toner layer, and when transferring the toner layer onto the recording medium 8, The flow of the toner layer caused by the pressurization by the support can be suppressed. Therefore, a phenomenon in which the entire image is blurred due to the occurrence of fatness or blurring in a minute image constituting a pixel such as a point image or a line image is prevented, and an image with high sharpness is formed.
[0041]
In the present invention, the apparent loose density of the toner was measured using a powder tester (PT-E manufactured by Hosokawa Micron Corporation) as follows.
[0042]
(1) Set the following parts on the shaking table.
[0043]
-Funnel (tip opening diameter: 5mm)
・ Fluy (mesh opening diameter: 710μm)
・ Fluid holding
(2) Gently place an appropriate amount of toner for measurement on a sieve.
[0044]
(3) The amplitude of the shaking table is set to about 1 mm and the shaking table is vibrated.
[0045]
{Circle around (4)} Toner flows out into the cup through the funnel and fills the cup until it reaches a heap.
[0046]
{Circle around (5)} The toner filled in the cup is scraped off along the opening of the cup, and the excess part of the pile is removed outside the cup.
[0047]
(6) Obtain the weight of the toner filled in the cup and the internal volume of the cup.
[0048]
(7) The toner loose apparent density is calculated by the following formula.
[0049]
・ Loose apparent density (g / cmThree) = Weight of developer (g) / inner volume of cup (cmThree)
<Wadel's practical sphericity>
Further, setting the toner to a Wadel practical sphericity of 0.9 to 1 is suitable for faithfully visualizing a minute latent image constituting a pixel on the latent image carrier 1. It is. When the toner is attached to the latent image carrier 1 by a developing operation by changing the shape of the toner into a pseudo sphere with a Wadel's practical sphericity of 0.9 to 1, the toner is It becomes easy to form a densely packed toner layer. The densely packed toner layer is effective to faithfully and clearly reproduce the image outline of the minute latent image details, and further, the toner particles are densely packed, so that the interparticle force easily acts between the toner particles. In the transfer operation from the latent image carrier 1 or the intermediate transfer medium 7 to the recording medium 8, the transfer can be performed without divergence due to the disturbance of the transfer electric field. Therefore, since the micro image is faithfully reproduced without causing micro unevenness, an image having further excellent graininess is formed.
[0050]
In the present invention, the practical sphericity of the toner Wadel is expressed by the ratio of the diameter of a circle having a volume equal to the projected area of the particle in the enlarged projected image of the toner particle to the diameter of the smallest circle circumscribing the projected image of the particle. It is a numerical value. The practical sphericity of Wardel was measured in the following manner using an image processing apparatus (manufactured by Avionics) equipped with an optical microscope.
[0051]
{Circle around (1)} A two-dimensional projection image of a developer is obtained by enlarging a small amount of toner dispersed on a glass plate with an optical microscope so that toner particles do not overlap.
[0052]
{Circle around (2)} For example, the projection image magnified 500 times is binarized by an image processing apparatus, and its area is measured.
[0053]
{Circle around (3)} A circle having an area equal to the area of the projected image is derived and its diameter is obtained.
[0054]
(4) The smallest circle circumscribing the projected image is derived and its diameter is obtained.
[0055]
{Circle around (5)} The diameter ratio of 100 developer particles arbitrarily extracted by such a method is obtained, and the average value is taken as the practical sphericity of Wadel.
[0056]
<Toner surface relief>
Further, the concave / convex concave / convex opening diameter provided on the toner surface is larger than the diameter of the external additive particles externally added to the toner surface because the external additive is caused by stress applied from the constituent members of the developing device 11. This is because it is effective to suppress the phenomenon of separation from the toner surface and the flow of the toner layer caused by the pressure applied by the support of the transfer member when the toner layer is transferred onto the recording medium 8. Since the conventional polymer toner has a quasi-spherical shape having a smooth surface, the externally added external additive is easily detached from the surface due to the stress applied to the toner surface, and the constituent members of the developing device 11, the latent image carrier, and the cleaning are removed. There was a problem of contaminating members and the like. However, by providing a recess having an opening diameter larger than the diameter of the external additive to be externally added to the surface of the polymerized toner, when the external additive is added, the external additive particles are trapped by the uneven undulations on the toner surface. Further, it is possible to make it difficult for the external additive to be detached from the toner surface. When attaching a plurality of types of external additives having different diameters to the toner surface, it is preferable to set the recess opening diameter based on the diameter of the external additive particle having the smallest particle diameter, and similarly, the opening of the uneven undulation The depth of the recess is preferably set to about half of the opening diameter of the recess. Further, by providing unevenness on the surface of the toner particles, it is possible to suppress the phenomenon that the toner particles on the surface layer roll down when the toner particles are laminated in layers. Therefore, the effect of suppressing the phenomenon in which the toner layer spreads in the two-dimensional surface direction due to the collapse phenomenon in the lamination process of the toner layer is enhanced, so that image thickening and bleeding that are likely to occur when a plurality of color toners are laminated. It is possible to further reduce the phenomenon that the sharpness of a multicolor image is reduced.
[0057]
In the present invention, the recess opening diameter on the toner surface was measured using a scanning electron microscope (SEM) as follows.
[0058]
(1) A small amount of a toner base particle sample for measurement is put into an epoxy resin-based sealant to completely cure the sealant.
[0059]
(2) The toner base particle sample fixed with the sealant is cut using a microtome so that the cross section can be observed.
[0060]
{Circle around (3)} The cut surface of the sample is made an SEM enlarged image of about 10,000 times using SEM. At this time, it is preferable that the outer diameter contour of the toner base particles is set so that it can be observed as a cross-sectional curve of the particles, and a photograph is taken.
[0061]
(4) As shown in FIG. 3, in the cross-sectional curve obtained from the photograph of the enlarged SEM image, the average peak interval Sm is obtained assuming the average line of the cross-sectional curve. Sm is the average value of the distance from the point from the peak to the valley of the cross-sectional curve to the crossing point from the next peak to the valley.
[0062]
(5) The concave opening diameter R on the toner surface is calculated from the following equation.
[0063]
-Concave opening diameter: R = Sm / 2
<Toner adhesion amount and image density>
In addition, the maximum weight per unit area of the toner single color adhered on the recording medium 8 is 0.6 (mg / cm2) And the weight per unit area of the toner single color adhered on the recording medium 8 is 0.4 (mg / cm2When the maximum image density is 1.0 or more, the amount of toner adhering to the recording medium 8 is set to the minimum necessary amount, and the toner color density is set high. This is because it is effective to prevent image thickening and blurring that are likely to occur when a multi-color image is formed by stacking layers.
[0064]
When forming a monochromatic solid image on the recording medium 8, the necessary minimum weight per unit area of toner adhering to the recording medium 8 is, for example, toner particles having a volume average particle diameter of 7 (μm) used in this embodiment. At a minimum toner weight of 0.4 (mg / cm) when arranged so as to completely cover the recording medium surface.2) In general, in an image forming apparatus based on electrophotography, the amount of toner adhering to a recording medium can easily fluctuate due to the operating environment of the apparatus and the deterioration of the developer, so a solid image is formed. It is preferable to set a numerical value slightly higher than the necessary minimum amount. However, the toner adhesion amount when forming a solid image is 0.6 (mg / cm2) When set to a larger value, two or more toner layers on the recording medium are arranged so as to overlap each other. In particular, the toner layer forming the contour portion of the image spreads in the two-dimensional plane direction and is likely to be blurred. Therefore, it is inappropriate to set the toner adhesion amount per single color larger than this. On the other hand, the weight per unit area of the toner single color adhered on the recording medium 8 is 0.4 (mg / cm2When the maximum image density is set to 1.0 or more, sufficient color developability can be obtained even if the toner layer on the recording medium 8 is thinned to form a solid image. Therefore, even when a multi-color image is formed using a plurality of color toners, a micro-image that constitutes a pixel while maintaining color reproducibility by forming multiple layers while setting a small amount of adhesion per toner color. It is possible to obtain a multicolor image having excellent sharpness by suppressing the fatness and bleeding. In particular, when so-called rough paper having a low surface smoothness is used as the recording medium 8, the effect of suppressing the phenomenon of causing fattening or bleeding in a minute image is further exhibited, and the sharpness is excellent even on the rough paper. Multicolor images can be formed.
[0065]
In the present invention, the weight per unit area of the developer 10 deposited on the recording medium 8 was measured as follows.
[0066]
(1) A monochromatic solid image formed on a smooth paper as an example of a recording medium through a transfer process is obtained. At this time, the solid image is held on the smooth paper in an unfixed state without passing through the fixing step.
[0067]
(2) The toner layer forming the solid image is sucked under reduced pressure using a suction nozzle having a membrane filter (Millipore) set. The toner layer on the recording medium is preferably electrostatically removed in advance before suctioning under reduced pressure.
[0068]
(3) The area of the sucked solid image and the weight of the toner are obtained, and the weight per unit area of the developer adhered on the recording medium is calculated.
[0069]
<Electric resistivity of toner>
Furthermore, the image forming apparatus includes a plurality of developing devices including a developing device 11b that uses black toner as the developer 10 and a developing device 11c that uses color toner as the developer 10, and the electric power that the black toner has The reason why the resistivity is higher than the electrical resistivity of the color toner is that when the solid layer is formed by thinning the toner layer on the recording medium 8, the recording medium 8 is formed when the solid image is formed with the color toner. This is to prevent minute density unevenness caused by the low degree of concealment of black toner when a solid image is formed with black toner as compared with the degree of concealment of color toner. As a method for preventing the minute density unevenness of the black solid image without reducing the sharpness of the image, the toner adhesion amount on the recording medium 8 is set to the minimum necessary amount, and the minute transfer skipping phenomenon is prevented. The black toner is made to transfer uniformly so that the electrical resistivity of the black toner is greater than the electrical resistivity of the color toner. It is possible to form a uniform black solid image with no density unevenness. When a plurality of color toners are used as color toners in a plurality of developing devices 11, the black toner has a higher electrical resistivity than that of the color toner having the lowest electrical resistivity. It is preferable to set.
[0070]
As a method for making the electrical resistivity of the black toner larger than the electrical resistivity of the color toner, it is possible to prevent the electrical resistivity of the black toner itself from decreasing, and to add externally to the black toner base particle. It is effective to increase the surface resistance of the black toner by the external additive. Since black toner generally contains carbon black or the like as a colorant, the electric resistivity of the mother particle itself tends to be lower than that of color toner. Therefore, when a conductive material such as a charge control agent is added in addition to carbon black, the electrical resistivity of the black toner mother particles itself is more likely to be lowered. It is preferable to use a material having low conductivity and to reduce the amount of the internal additive as much as possible. On the other hand, it is also possible to increase the electrical resistivity of the toner by coating the surface of the black toner base particles with a highly insulating material. For example, the external addition process is performed so that the toner surface is completely covered with silica fine particles. By doing so, the electrical resistivity of the toner can be increased.
[0071]
In the present invention, the electrical resistivity of the toner was measured in the following manner using a microammeter.
[0072]
(1) A toner for measurement is molded into a tablet using a tablet molding machine.
[0073]
{Circle around (2)} The electrode is pressed with a predetermined load so that the electrode can be in uniform contact with the back and front of the tablet.
[0074]
(3) The measurement system is sufficiently aged in an environment of 23 ° C. and 65% RH.
[0075]
(4) A constant voltage V = 10 (v) is applied between the electrodes, and the current I flowing between the electrodes is measured with a microammeter.
[0076]
(5) The electrical resistivity ρ is calculated from the following equation.
[0077]
・ Ρ = V / I ・ S / t
V: Applied voltage (v)
I: Current direct reading (Ω)
S: Tablet area (cm2)
t: tablet thickness (cm)
Detailed examples of the embodiment of the invention described above will be described below.
[0078]
[Example 1]
<Toner particle size distribution>
The developing device 11 is configured by using the developer carrier 20, the regulating member 23, the supply member 24, and the developer 10 as shown in the following items (1) to (4), and image formation including the developing device 11 is performed. An image was formed on the recording medium 8 by the apparatus.
[0079]
(1) Developer carrier
A flange having a φ6 (mm) aluminum shaft was bonded to the end of a φ20 (mm) aluminum pipe to form an exterior of the developer carrier. Further, a blasting treatment with glass beads is performed on a developer thin layer forming region excluding an end portion on the surface of the aluminum pipe, and this is treated with a developer carrying member having a surface roughness of Ra = 0.7 (μm); did.
[0080]
(2) Restriction member
A solid member made of urethane rubber and having a thickness of 2 (mm) was integrally formed on one end of a metal plate having a thickness of 2 (mm) to form a regulating member. The edge portion of the solid member has an R of 50 (μm) and faces the developer carrier, and presses the developer carrier through the developer with a contact pressure of 20 (g / cm). Arranged. Further, the regulating member was set to have the same potential as the developer carrying member.
[0081]
(3) Supply material
A supply member was formed by forming a polyurethane foam having a thickness of 3.5 (mm) around a SUS shaft having a diameter of 5 mm and conducting it with an impregnating agent containing carbon black. The supply member was arranged so that the outer periphery of the supply member was rotated in the opposite direction at the opposing portion while being pressed with a contact pressure of 10 (g / cm) against the developer carrying member. The supply member was set to have the same potential as the developer carrying member.
[0082]
(4) Developer
・ Styrene monomer: 85 parts by weight
・ Butyl acrylate monomer: 15 parts by weight
・ Carbon black: 5 parts by weight
Charge control agent a: 2 parts by weight
・ Polymerization initiator: 5 parts by weight
・ Crosslinking agent: 5 parts by weight
・ Dispersant: 1 part by weight
A monomer composition for polymerization comprising the above was directly synthesized by suspension polymerization to obtain five types of toner particles having different particle size distributions. The five types of toner particles have a Wadel's practical sphericity of 0.98 to 0.99, and 2 (wt%) externally added silica fine powder (R812 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) hydrophobized on the surface. Is a loose apparent density of 0.37 to 0.41 (mg / cmThree)showed that. Also, the toner adhesion amount 0.4 (mg / cm2) Was 1.3. The particle size distribution is shown in Table 1 as developer A to developer E each of the one-component developer 10 composed of the above five types of toners.
[0083]
[Table 1]
Figure 0003772928
[0084]
Using the one-component developer 10 and the developing device 11 described above, an A4 size printing pattern including a point image, a line image, and a plane image with a resolution of 600 (dpi) at a process speed of 180 (mm / sec). When an image was formed on Xerox 4024 paper, when Developer B, Developer C, and Developer D were used, a high-definition image excellent in graininess and sharpness could be formed. In particular, with respect to graininess, an image formed using the developer 10 described above with respect to the graininess evaluation value Tks = 0.10 to 0.12 indicated by an image formed using a conventional pulverized toner is An excellent numerical value of Tks = 0.07 to 0.08 was shown. However, when developer A is used, a fine line image (line screen) constituting pixels becomes non-uniform and graininess is lowered (Tks = 0.10). It was done. In addition, when the developer E is used, in the process of forming a solid image, the transfer of the image from the intermediate transfer medium onto the Xerox 4024 paper causes a transfer void in a part of the solid image, thereby causing minute density unevenness. It became an image.
[0085]
Here, the graininess evaluation value Tks representing the degree of graininess of the image is expressed by the following equation. An image having a larger value of Tks has a greater visual roughness, and particularly an image having a value of 0.12 or more. It becomes a thing with remarkably rough feeling.
[0086]
・ Tks = [∫WS (λ)1/2・ VTF (λ) ・ dλ] / (REF brightness-SAM brightness)1/3
WS (λ): Wiener spectrum
VTF (λ): MTF of the visual system
REF brightness: Average brightness of white background on Xerox 4024 paper
SAM brightness: Average brightness of line screen images formed on Xerox 4024 paper
However, VTF (λ) adopts the following equation.
[0087]
Figure 0003772928
f: Spatial frequency (cycle / mm)
In this embodiment, the graininess evaluation value Tks is a density distribution D (i) in a sample image using pixels of a 200 (Line / inch) line screen that is formed from 1 dot line images with a resolution of 600 (dpi) at equal intervals. Find and calculate. The density distribution D (i) obtained by the microdensitometer is converted into the lightness distribution L (i) by the following equation to obtain the lightness contrast LC (i).
[0088]
L (i) = 116. [10-D (i)]1/3-16
LC (i) = average brightness−L (i)
Next, the brightness contrast LC (i) is frequency-converted to calculate the Wiener spectrum WS (λ).
[0089]
[Example 2]
<Toner loose apparent density>
An A4 size print pattern including a point image, a line image, and a plane image with a resolution of 600 (dpi) at a process speed of 180 (mm / sec) is formed on Xerox 4024 paper under the same conditions as in the first embodiment. did. However, as developer 10, toner particles of developer B used in Example 1 are used as mother particles, and the amount of external additive added externally to the mother particles is changed as shown in Table 2. Thus, five types of one-component developers 10 having different loose apparent densities were prepared as Developer F to Developer J, respectively.
[0090]
[Table 2]
Figure 0003772928
[0091]
When an image is formed using the developer G, the developer H, and the developer I, the latent image on the latent image carrier 1 is faithfully reproduced, and a high-definition image having excellent graininess and sharpness is printed on Xerox 4024 paper. Could be formed. However, when an image is formed using the developer F, the toner flow is stagnated in the developing device 11 and the formation of the toner layer becomes non-uniform, causing a phenomenon in which the rear end of the solid image is partially faded. It was. Further, when an image is formed using the developer J, the toner layer flows in the process of laminating the toner layer, so that a fine line image (line screen) constituting the pixel is overweighted and blurred, and is formed on the Xerox 4024 paper. An image with low sharpness was formed.
[0092]
Example 3
<Wadel's practical sphericity>
An A4 size print pattern including a point image, a line image, and a plane image with a resolution of 600 (dpi) at a process speed of 180 (mm / sec) is formed on Xerox 4024 paper under the same conditions as in the first embodiment. did. However, developer 10 is obtained by subjecting the toner particles of developer B used in Example 1 to a deforming process with a jet pulverizer, and has a volume average particle diameter of 5 to 6 (μm) and a practical spherical shape of Wardel. Four types of toner base particles having different degrees of conversion were prepared. 3 (wt%) of silica fine powder (Nippon Aerosil R812) whose surface was hydrophobized to this was added externally to make each one-component developer, and created as Developer K to Developer N as shown below did.
[0093]
Developer K: Wardel's practical sphericity 1.00
Developer L: Wardel's practical sphericity 0.99
Developer M: Wardel's practical sphericity 0.91
Developer N: Wardel's practical sphericity 0.83
When an image is formed using the developer K, the developer L, and the developer M, the latent image on the latent image carrier 1 is faithfully reproduced, and a high-definition image having excellent graininess and sharpness is obtained on Xerox 4024 paper. Could be formed. However, when an image is formed using the developer N, a fine line image (line screen) constituting pixels is partially diverged during the transfer operation from the intermediate transfer medium 7 to the recording medium 8 and adjacent lines are formed. A part of the image was merged, and an image with poor graininess (Tks = 1.0) was formed on Xerox 4024 paper.
[0094]
Example 4
<Toner surface relief>
Under the same conditions as in the first embodiment, an A4 size multicolor print pattern including a point image, a line image, and a plane image with a resolution of 600 (dpi) at a process speed of 180 (mm / sec) is printed on Xerox 4024 paper. An image was formed. However, the developer 10 has a concave / convex concave / convex opening diameter provided on the toner surface having a volume average particle diameter of 6 to 7 (μm) set to a predetermined value, and toner base particles for cyan, magenta, and yellow colors. Two types of each were created. To this, 2 parts (wt%) of silica fine powder whose surface is hydrophobized (R972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., diameter: about 20 nm) is externally added, and each one-component developer 10 composed of the above three color toners is developed. O and developer Q. At this time, the toner base particles showed Dn50 / Dn25 = 1.25 to 1.35, a Wadel's practical sphericity of 0.98 to 0.99, and the developer 10 after the external addition treatment was loose. Hanging density 0.35 to 0.39 (mg / cmThree), Toner adhesion amount 0.4 (mg / cm2) At the maximum image density of 1.2 to 1.3.
[0095]
Developer O: Toner surface recess opening diameter 0.10 to 0.15 μm
Developer P: Concave opening diameter of toner surface less than 0.01 μm
When a multicolor image is formed using the developer O described above, thickening and blurring of an image that is likely to occur when a plurality of color toners are stacked are suppressed, and a multicolor image with high sharpness is formed on Xerox 4024 paper. We were able to. However, when an image was formed using the developer Q, a multi-color image with low sharpness that gives a blurred impression due to fattening and blurring of a minute line image (line screen) constituting a pixel was obtained.
[0096]
Example 5
<Toner adhesion amount and image density>
Under the same conditions as in the first embodiment, an A4 size multicolor print pattern including a point image, a line image, and a plane image with a resolution of 600 (dpi) at a process speed of 180 (mm / sec) is printed on Xerox 4024 paper. An image was formed. However, as the developer, the color density of the toner having a volume average particle diameter of 6 to 7 (μm) was set as follows, and two types of toner base particles were prepared for each color of cyan, magenta, and yellow. 2 parts (wt%) of silica fine powder (Nippon Aerosil R812: diameter 10 nm or less) externally added to the surface is added to this, and each one-component developer composed of the above three color toners is developed. Q to developer S. At this time, the toner base particles exhibited Dn50 / Dn25 = 1.25 to 1.35, and Wadel's practical sphericity of 0.98 to 0.99. Further, the developer after the external addition treatment has a loose apparent density of 0.37 to 0.40 (mg / cmThree)showed that.
[0097]
[Table 3]
Figure 0003772928
[0098]
Using the developer Q and developer R described above, the maximum toner adhesion amount per monochrome toner on the recording medium is 0.4 (mg / cm2) To form a multicolor image, the image thickening and bleeding that are likely to occur when multiple color toners are stacked are suppressed, and a multicolor image with high sharpness can be formed on Xerox 4024 paper. did it. Further, even when Nina Bond paper, which is so-called rough paper, is used as the recording medium 8, it is possible to form a multicolor image with high sharpness by suppressing the thickening and blurring of the micro image. However, when an image was formed using the developer S, the image density was low because the color density of each toner was low, and the whole image was whitish and poorly colored. Further, in order to obtain a sufficient image density, the maximum toner adhesion amount per monochromatic toner is 0.7 (mg / cm2), A multicolor image was formed, but although the color of the image was improved, the minute line image (line screen) constituting the pixel was overweight and blurred, giving a sharp impression It became a low multicolor image.
[0099]
Example 6
<Electric resistivity of toner>
Under the same conditions as in the first embodiment, an A4 size multicolor print pattern including a point image, a line image, and a plane image with a resolution of 600 (dpi) at a process speed of 180 (mm / sec) is printed on Xerox 4024 paper. An image was formed. However, the developer is a charge control agent a or a charge control agent b for black toner having a volume average particle diameter of 7 (μm), and a charge control agent for each color toner having a volume average particle diameter of 6 to 7 (μm). 1 part system by externally adding 2 wt% of silica fine powder (R812 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., diameter: 10 nm or less) whose surface has been hydrophobized as toner base particles each containing 2 parts by weight of b Developer 10 was obtained. At this time, the toner base particles showed Dn50 / Dn25 = 1.28 to 1.30, a Wadel's practical sphericity of 0.98 to 0.99, and the developer 10 after the external addition treatment was loose. Hanging density 0.38-0.40 (mg / cmThree), Toner adhesion amount 0.4 (mg / cm2) At the maximum image density of 1.2 to 1.3. As shown in Table 4, the black toner A containing the charge control agent a showed higher electrical resistivity than the black toner B containing the charge control agent b. Further, the black toner A exhibited a higher electrical resistivity than the magenta toner having the lowest electrical resistivity among the cyan, magenta, and yellow color toners.
[0100]
[Table 4]
Figure 0003772928
[0101]
When a black solid image is formed using the above-described black toner A, a microscopic transfer drop-out phenomenon is prevented, and the toner adhesion amount on the Xerox 4024 paper is 0.5 mg / cm.2), A uniform black solid image could be formed. However, when an image is formed using the black toner B, the toner adhesion amount 0.5 (mg / cm2), A transfer dropout phenomenon occurred, and a black solid image having minute density unevenness was formed. Further, the toner adhesion amount is set to 0.7 (mg / cm 2) in order to prevent the transfer dropout phenomenon.2), The black solid image is a uniform image with no density unevenness, but the fine line images (line screens) that make up the pixels are fattened and blurred, creating a blurred impression The resulting image has low sharpness.
[0102]
【The invention's effect】
  As described above, according to the color image forming apparatus of the present invention, it becomes possible to reproduce details of a minute latent image constituting a pixel such as a dot image or a line image with a toner layer having a high packing density. Can be transferred without divergence due to the disturbance of the transfer electric field during the transfer operation from the latent image carrier or the intermediate transfer medium onto the recording medium. Furthermore, the toner layer is prevented from spreading in the two-dimensional surface direction due to the collapse phenomenon during the lamination process of the toner layer, and further, when the toner layer is transferred onto the recording medium, the pressure applied by the transfer member support It is also possible to suppress the toner layer flow that occurs.
[0103]
  Therefore, the micro-images that make up the pixels are reproduced without becoming microscopically nonuniform, and the phenomenon of blurring of the entire image due to fattening or bleeding is prevented, so that the image has excellent graininess and high sharpness. A color image forming apparatus capable of forming the image can be obtained.
[0104]
  In addition, the electrical resistivity of black toner is made larger than the lowest electrical resistivity of the three color toners of yellow, magenta, and cyan. Therefore, it is possible to obtain a color image forming apparatus capable of preventing a microscopic drop-out phenomenon and forming a uniform black solid image without uneven density with a small toner adhesion amount.
[0105]
  Therefore, according to the color image forming apparatus of the present invention, it is possible to provide a color image forming apparatus that is excellent in graininess and sharpness and can form a high-definition multicolor image on rough paper.
[0106]
  In particular, according to the second aspect of the present invention, the toner particles are densely packed so that the interparticle force is easily applied between the toner particles, and recording is performed from the latent image carrier or the intermediate transfer medium. The transfer can be performed without divergence due to the disturbance of the transfer electric field during the transfer operation onto the medium. Further, by providing unevenness on the surface of the toner particles, it is possible to suppress the phenomenon that the toner particles on the surface layer roll down when the toner particles are laminated in layers. Therefore, the effect of suppressing the phenomenon in which the toner layer spreads in the two-dimensional surface direction due to the collapse phenomenon in the toner layer lamination process is enhanced, and the micro image is reproduced without causing micro unevenness or thickening or bleeding. Therefore, it is possible to further reduce the phenomenon that the sharpness of a multi-color image is lowered due to image thickening or bleeding, which is likely to occur when a plurality of color toners are laminated, and to form an image with more excellent graininess. Therefore, a color image forming apparatus capable of achieving the above can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a developing device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing undulations on a toner surface according to an exemplary embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Latent image carrier
7 Intermediate transfer media
8 Recording media
10 Developer
11 Development device
20 Developer carrier
23 Restriction member
24 Supply member

Claims (2)

静電潜像が形成される像担持体と、黒トナーおよびイエロー、マゼンタおよびシアンの3色のカラートナーからなる現像剤を用いて前記像担持体上の静電潜像を現像してカラーの可視像を形成する黒トナーおよび各カラートナーをそれぞれ用いる4つの現像装置と、前記像担持体上の可視像のカラー画像が形成される中間転写媒体とを少なくとも備えたカラー画像形成装置において、
前記現像剤の累積個数25%径であるDn25と累積個数50%径であるDn50が、1.25≦Dn50/Dn25≦1.50の関係を満たし、さらに前記現像剤の緩み見掛密度を0.30〜0.45(g/cm3)とし、
前記黒トナーが有する電気抵抗率を前記3色のカラートナーがそれぞれ有する電気抵抗率のうち、最低の電気抵抗率よりも大きくしたことを特徴とするカラー画像形成装置。
The electrostatic latent image on the image carrier is developed using an image carrier on which an electrostatic latent image is formed and a developer composed of black toner and three color toners of yellow, magenta, and cyan. A color image forming apparatus comprising at least four developing devices each using a black toner and a color toner for forming a visible image, and an intermediate transfer medium on which a color image of the visible image on the image carrier is formed ,
Dn25 having a cumulative number of 25% and Dn50 having a cumulative number of 50% satisfy the relationship of 1.25 ≦ Dn50 / Dn25 ≦ 1.50, and the loose apparent density of the developer is reduced to 0. .30 to 0.45 (g / cm 3 )
A color image forming apparatus, wherein the black toner has an electrical resistivity greater than a minimum electrical resistivity among the electrical resistivities of the three color toners .
前記現像剤のワーデルの実用球形化度を0.9〜1として、さらに前記現像剤表面に設けた凹凸状起伏の凹部開口径を前記現像剤表面に外添する外添剤粒子の直径よりも大きくしたことを特徴とする請求項記載のカラー画像形成装置。The practical sphericity of the Wader of the developer is set to 0.9 to 1, and the diameter of the concave and convex concave portions provided on the developer surface is larger than the diameter of the external additive particles externally added to the developer surface. 2. The color image forming apparatus according to claim 1 , wherein the color image forming apparatus is enlarged.
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