JP3909901B2 - 現像剤及び現像装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、これに使用される現像剤、及びその現像方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真用現像剤は、一般に、着色材及び結着樹脂を主成分とするトナー粗粒子と、トナー粗粒子と混合された例えば流動化剤等の添加剤とからなるトナーを含む。流動化剤は、トナーに充分な流動性・帯電性を与え、かつ転写効率を高めるために用いられる。
【0003】
電子写真法では、感光体に形成された静電荷像を、上述のような現像剤で現像し、得られた現像剤像を転写紙上に転写し、熱ロール等で定着する。使用された感光体は再び静電荷像を形成するためにクリーニングされる。
【0004】
こうした電子写真法に使用される乾式現像剤の1種に、トナーとキャリアとを混合した2成分系現像剤がある。この現像剤を用いたコピー操作の場合、プロセス適合性を有するため、現像剤が流動性・耐ケーキング性・定着性・帯電性・クリーニング性等に優れている必要がある。特に、流動性・耐ケーキング性を高めるために、流動化剤として無機微粉末例えばシリカや酸化チタン等がトナーに添加される。
【0005】
しかし、この無機微粉末は帯電に大きな影響を与えてしまうことが知られている。一般的なシリカ系微粉末は負極性が強く、特に低温低湿下においてトナー全体の負帯電性を過度に増大させ、高温多湿下においてはシリカ自体の親水性により吸湿して帯電性を減少させるため、両環境下での帯電性に大きな差を生じさせる。このような現象は、濃度再現不良・白地かぶりの原因の1つとなる。また、無機微粉末の分散性もトナー特性に影響を与える。例えば、分散が不十分である時には流動性・耐ケーキング性が悪化したり、あるいはクリーニングが不十分となるなど、感光体上にトナーが固着(フィルミング)が発生する原因の1つとなる。
【0006】
このような問題を改善する目的で、無機微粉末の表面をシリコーンオイルやシランカップリング剤で疎水化処理したものを流動化剤として使用することが行われている。しかしながら、この場合も、現像剤が、静電潜像の現像に繰返し使用されるに伴って、トナーの帯電量が極端に上昇/低下し、現像された画像の画像濃度が大きく変動するという大きな欠点がある。
【0007】
また、高画質化に伴いトナー粒径が小さくなる一方、コピースピードも高速化され、トナーの流動性・帯電性の安定化・均一化がより一層要求されている。特に高温多湿下で小粒径トナーを使用すると、キャリア粒子、帯電ブレード・感光体への残留トナーが増大し、かぶり・トナー飛散・フィルミング等が発生するという問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第1の目的は、繰返し使用されても現像画像濃度に変動がなく、高温多湿時においても、高流動性を有し、クリーニング性が良好であり、かぶり・トナー飛散・フィルミングがなく、かつ帯電性の安定した現像剤を提供することにある。
【0009】
また、本発明の第2の目的は、本発明の現像剤を使用し、現像を行なっても現像画像濃度の変動や、かぶり・トナー飛散・フィルミングを生じることなく良好な画像が得られる現像装置を提供することにある。
【0010】
さらに、本発明の第3の目的は、本発明の現像剤を使用し、繰返し画像形成を行なっても現像画像濃度の変動や、かぶり・トナー飛散・フィルミングを生じることなく良好な画像が得られる画像形成装置を提供することにある。
【0011】
本発明第1の観点によれば、着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理された解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、該トナー粗粒子と同極性に疎水化処理された非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、前記第1の疎水化シリカ微粒子と前記第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%であることを特徴とする現像剤が提供される
本発明第2の観点によれば、着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理され、平均粒径30nm〜100nmの疎水化シリカ微粒子凝集体を解砕して得られた、平均粒径10nm〜20nmの一次粒子を有する解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、該トナー粗粒子と同極性に疎水化処理され、平均粒径50nm〜120nmの疎水化シリカ微粒子凝集体からなる非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、前記第1の疎水化シリカ微粒子と前記第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%であることを特徴とする現像剤提供される。
【0012】
本発明第3の観点によれば、着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理された解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、該トナー粗粒子と同極性に疎水化処理された非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、前記第1の疎水化シリカ微粒子と前記第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%である現像剤を収容する現像剤収容器、及び
像担持体に対向して設けられ、前記現像剤収容器と接続され、前記現像剤収容器から供給された現像剤を担持するとともに、前記像担持体に、担持された現像剤を供給して現像を行なう現像手段を具備することを特徴とする現像装置提供される。
【0013】
本発明第4の観点によれば、着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理され、平均粒径30nm〜100nmの疎水化シリカ微粒子凝集体を解砕して得られた、平均粒径10nm〜20nmの一次粒子を有する解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、該トナー粗粒子と同極性に疎水化処理され、平均粒径50nm〜120nmの疎水化シリカ微粒子凝集体からなる非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含現像剤を収容する現像剤収容器、及び
像担持体に対向して設けられ、前記現像剤収容器と接続され、前記現像剤収容器から供給された現像剤を担持するとともに、前記像担持体に、担持された現像剤を供給して現像を行なう現像手段を具備することを特徴とする現像装置が提供される。
【0014】
【発明の実施の形態】
第1の発明にかかる現像剤は、着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と混合された流動化剤とを含む現像剤であり、流動化剤として、少なくとも、トナー粗粒子と所定の極性に疎水化処理された解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、トナー粗粒子と所定の極性と逆極性に疎水化処理された非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子とが使用される。
【0015】
使用される第1の疎水化シリカ微粒子と第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつその添加量が現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%である。
【0016】
第2の発明は第1の発明にかかる現像剤の好ましい態様の1つであり、着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と混合された流動化剤とを含む現像剤であり、流動化剤として、少なくとも、トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理された解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、トナー粗粒子と同極性に疎水化処理された非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子とが使用され、使用される第1の疎水化シリカ微粒子と第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつその添加量が現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%である。
【0017】
以下に、本発明に用いられる第1の疎水化シリカ微粒子及び第2の疎水化シリカ微粒子ついて説明する。
疎水化シリカ微粒子は、凝集して凝集体を形成する傾向がある。本発明では、疎水化シリカ粒子をトナー粗粒子と混合する際に、この疎水化シリカ粒子を予め解砕した第1の疎水化シリカ微粒子と、解砕しない第2の疎水化シリカ微粒子とを両方利用する。非解砕の疎水化シリカ微粒子とは、トナー粗粒子との混合前に予め解砕を行わない疎水化シリカ微粒子をいい、解砕の疎水化シリカ微粒子とは、トナー粗粒子との混合前に予め解砕を行なった疎水化シリカ微粒子をいう。
【0018】
流動化剤として粒径が小さい疎水性シリカ微粒子を使用した場合、粒径が大きい疎水性シリカ微粒子を使用した場合に比べて、トナー粗粒子表面への被覆率が上がる。トナー粒子同志及びキャリア粒子との接触面積が少なくなり、トナーの流動性が良くなる。たとえ流動化剤として同じ添加量の疎水性シリカ微粒子を使用しても、粒径が大きい疎水性シリカ微粒子を使用した場合に比べて、粒径が小さい疎水性シリカ微粒子を使用した場合の方が、トナー流動性が向上する。
【0019】
また、粒子の付着力は粒径が小さい程大きくなることから、粒径が小さい疎水性シリカ微粒子を使用した場合、粒径が大きい疎水性シリカ微粒子を使用した場合に比べて、トナー粗粒子からの疎水性シリカ微粒子の遊離が少なく、かつコピー操作に伴うトナー流動性の低下が防止できる。
【0020】
また、トナー粗粒子・疎水性シリカ微粒子間に働く付着力をより強くするためには、トナー粒子の帯電極性と疎水性シリカ微粒子の帯電極性を異極することができる。
【0021】
本発明では、トナー粗粒子・疎水性シリカ微粒子間に働く付着力を改善し、流動性を向上するには、トナー粗粒子に対して異極性を有し、かつ粒径の小さい疎水化シリカ微粒子を使用することが効果的であるという見地から、トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理された疎水性シリカ微粒子を解砕して、粒径の小さい第1の疎水性シリカ微粒子として使用する。
【0022】
しかし、一般的にシリカ系微粉末は負極性が強いため、帯電の安定性が低い。帯電の安定性が低いと、画像濃度の変動が生じる。この帯電の安定性を向上するためには、トナー流動性向上に使用した疎水性シリカ微粒子と逆極性、つまりトナー粒子の帯電性と同極性の疎水性シリカ微粒子を添加して、過度の帯電を相殺させることが効果的である。
【0023】
また、疎水性シリカ微粒子は、その研磨作用によりクリーニング性を有するもので、現像器の撹拌力及び感光体との摺擦力を利用して、キャリア粒子・感光体等の表面に付着した残留トナーを除去することが出来る。このクリーニング効果は、粒径が小さいより疎水性シリカ微粒子も、ある程度粒径が大きい疎水性シリカ微粒子の方が良好である。
【0024】
このようなことから、本発明者らは、トナー粗粒子と同極性に疎水化処理された疎水性シリカ微粒子を、非解砕のまま、粒径の大きい第2の疎水性シリカ微粒子として使用する。
【0025】
本発明においては、第1の疎水化シリカ微粒子と第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量が現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%である。
【0026】
重量比が2:8より小さい場合すなわち第1の疎水化シリカ微粒子の重量比が第2の疎水化シリカ微粒子8に対して2より小さい場合、第1の疎水化シリカ微粒子を添加する効果が得られず、トナー粒子の流動性が悪化する。また、重量比が8:2より大きい場合すなわち第1の疎水化シリカ微粒子の重量比が第2の疎水化シリカ微粒子2に対して8より大きい場合、第1の疎水化シリカ微粒子の異極性が強くなり、第2の疎水化シリカ微粒子の帯電が弱まって、結果として、トナーの帯電特性が不安定になる。
【0027】
また、両疎水化シリカ微粒子の総添加量が現像剤総重量に対し0.01重量%より小さいと、十分な流動性が得られない。また、8.0%より多いと、過剰のシリカ粒子がトナー表面に付着せずに離脱して、離脱したシリカ粒子がドラム表面に付着堆積し、フィルミング状となり、画像欠陥の一因となる。
【0028】
第1の疎水性シリカ微粒子の一次粒子の平均粒径は10〜20nmが好ましい。一次粒子の平均粒径が10nm未満であると、疎水性シリカが有する流動化作用が十分に発揮されない傾向がある。。また、20nmを越えると、トナー表面の付着力が弱く、離脱しやすくなり、ドラム表面に付着してフィルミングを発生する傾向がある。
【0029】
第2の疎水性シリカ微粒子の一次粒子の平均粒径は2〜10nm、凝集体の平均粒径は50〜120nmが好ましい。一次粒子の平均粒径が2nm未満であると、粒子の比電荷が増大し、結果としてトナーの帯電が増大し、画像濃度を低下させる。また、凝集体の径が大きくなりすぎる傾向がある。また、10nmを越えると、粒子の比電荷が低下し、結果としてトナーの帯電が低下し、帯電が不安定となる傾向がある。また、凝集体の平均粒径は、50nm未満であると、強い比電荷のためにドラム表面に付着し、画像欠陥の一因になる。また、120nmを越えるとドラム表面への付着力が弱く、離脱しやすくなり、離脱したシリカ粒子がドラム表面に付着堆積し、フィルミング状になり、画像欠陥の一因となる傾向がある。
【0030】
第3の発明にかかる現像装置は、第2の発明にかかる現像剤を用いた装置であって、着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理された解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、トナー粗粒子と同極性に疎水化処理された非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、第1の疎水化シリカ微粒子と第2の疎水化シリカ微粒子の重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量が現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%である現像剤を収容する現像剤収容器と、
像担持体に対向して設けられ、現像剤収容器と接続され、現像剤収容器から供給された現像剤を担持するとともに、像担持体に、担持された現像剤を供給して現像を行なう現像手段とを有する。
【0031】
図1に、本発明の現像装置の一例を表わす概略図を示す。
図1によれば、現像装置14は、回転自在に配置された感光体ドラム10に対向して設けられている。なお、感光体ドラム10は、図示しない主モータにより矢印aの方向に回転される。
【0032】
感光体ドラム10の表面には、後述するレーザ露光装置からのレーザビームによって、記録すべき画像情報に対応する静電潜像が形成される。
感光体ドラム10の周囲には、その回転方向 (矢印a) に沿って、感光体ドラム10を所定の電位に帯電する帯電装置12、後述するレーザ露光装置により感光体ドラム10に形成された静電潜像にトナーを供給することで静電潜像を現像する現像装置14、現像装置14により感光体ドラム10に形成されたトナー像を用紙に転写させる転写装置16および感光体ドラム10の表面に残ったトナーすなわち未転写トナーを掻き落とすクリーニング装置18、感光体ドラム10の表面に残った電荷を除電する除電装置19が順に配置されている。なお、除電装置19は、クリーニング装置18のハウジングに、一体的に配置されている。また、クリーニング装置18は、感光体ドラム10を画像形成装置1に装填する際に感光体ドラム10を支持するドラム保持部を有し、ドラム保持体としても利用される。
【0033】
帯電装置12は、コロナワイヤ12aとグリッドスクリーン12bとを含み、図示しない高電圧発生回路およびグリッドバイアス電圧発生装置に接続され、感光体ドラム10の表面を所定の表面電位に帯電する。
【0034】
現像装置14は、第1の疎水性シリカと第2の疎水性シリカとを2:8〜8:2の混合重量比でトナー総量に対し0.01〜8重量%添加して得られたトナーTと、磁性部材のキャリアCとが、所定の比率で混合された2成分現像剤Dを、外周にて保持しつつ負に帯電されたトナーのみを感光体ドラム10に形成された静電潜像に付着させる現像ローラ14aを有している。なお、2成分現像剤Dおよび現像ローラ14aは、ハウジング14bに収容されている。
【0035】
現像ローラ14aの長手方向の両端部には、現像ローラ14aの外周面を形成する非磁性のスリーブの表面と感光体ドラム10の表面の感光層との間の距離を一定に維持するためのガイドローラ14cが配置されている。これにより、スリーブの表面と感光体ドラム10の感光層との間の距離は、常に一定に保たれる。なお、現像ローラ14aのスリーブには、円周方向にS極およびN極の固定磁石が所定の角度で複数配置されたマグネット媒体が内装されている。
【0036】
現像ローラ14aおよび現像装置14内のキャリアCおよびトナーTすなわち現像剤Dには、図示しない現像バイアス電圧発生回路を介して、所定の現像バイアス電圧が印加される。
【0037】
感光体ドラム10の表面に形成された静電潜像を現像する際には、現像ローラ14aのマグネット媒体の主磁極から発生される磁力線に沿ってスリーブ上に形成されるキャリアCの穂 (穂立ち) に鏡像力により付着されているトナーが感光体ドラム10と現像ローラ14aとが対向する現像領域で、感光体ドラム10の静電潜像の電位と現像バイアス電圧とにより形成される電界によりトナーが移動されて、静電潜像が現像される。
【0038】
また、第4の発明にかかる画像形成装置は、第2の発明にかかる現像剤を用いた装置であって、着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理された第1の疎水化シリカ微粒子と、トナー粗粒子と同極性に疎水化処理された第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、第1の疎水化シリカ微粒子と第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量が現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%である現像剤を収容する現像剤収容器と、
像担持体に対向して設けられ、現像剤収容器に接続され、現像剤収容器から供給された現像剤を担持するとともに、像担持体に、担持された現像剤を供給して現像を行なう現像手段と、
現像手段にて現像された像を被画像形成媒体上に転写する転写手段と、
転写手段により現像剤像が転写された後に、像担持体上に残留した現像剤を除去するクリーニング手段とを有する。
【0039】
図2には、本発明の画像形成装置の一例を表わす該略図を示す。
図2において、感光体ドラム10周囲の部材例えば帯電装置12、現像装置14、除電装置19及びクリーニング装置18等については、図1に示す説明したとおりである。図2中、図1と同じ符号は、同じ部材を表わす。
【0040】
この画像形成装置すなわちレーザ露光式複写装置2は、上述のように、装置本体の概ね中央に回転自在に配置された感光体ドラム10を有している。
転写装置16は、剥離装置17を一体に有し、図示しない高電圧発生回路および分離電圧発生回路を介して、現像装置14の現像ローラ14aによりトナーが供給されて現像された感光体ドラム10の表面のトナー像を、例えば、記録用紙に静電的に引き寄せるとともに、記録用紙およびトナー像を感光体ドラム10との静電吸着から解放する。
【0041】
クリーニング装置18は、感光体ドラム10の表面に圧接され、感光体ドラム10の表面に残った未転写トナーを掻き落とすブレード18a、ブレード18aにより掻き落とされたトナーTを感光体ドラム10の軸線方向に搬送するオーガ18bを有し、感光体ドラム10の表面の未転写トナーを除去して回収する。
【0042】
感光体ドラム10の上方、すなわち装置本体の上部には、複写対象物すなわち原稿Dの画像を、光の明暗情報として読み取る画像読取部30が配置されている。
【0043】
画像読取部30は、原稿Dを保持する原稿ガラス31、原稿ガラス31に載置された原稿Dを照明する照明ランプ32、照明ランプ32から照射される照明光を原稿Dに集光する反射板33および原稿Dからの反射光を折曲げる第1ミラー34、第1ミラー34を介して折曲げられた原稿Dからの反射光を順に折曲げる第2ミラー35および第3ミラー36等を有し、原稿ガラス31に載置された原稿Dの画像を、光の明暗情報として、以下に示すCCDセンサ38に伝達する。第3ミラー36により折返された光の光軸を含む面内には、原稿Dからの反射光に集束性を与える結像レンズ37、及び、結像レンズ37により集束された反射光を光電変換するとともに図示しない画像メモリに対して(原稿Dの画像が変換された)電気信号を出力するCCDセンサ38が配置されている。
【0044】
レーザ露光装置40は、図示しない半導体レーザ素子から発生されたレーザビームに集束性を与え、おおむね円形の断面形状を有するレーザビームに変換する図示しない第1レンズ、第1レンズにより円形の断面形状を有するレーザビームに変換されたレーザビームを感光体ドラム10の軸方向に偏向させる光偏向装置42、光偏向装置42により偏向されたレーザビームを感光体ドラム10の露光位置cに順次結像させるために、レーザビームが偏向される角度と感光体ドラム10上での光軸とレーザビームが結像されるべき位置との間の距離を一致させる結像レンズ44、結像レンズ44を通過されたレーザビームを感光体ドラム10の露光位置cに案内する第1ないし第3のミラー46a、46bおよび46c、及び、光偏向装置42、結像レンズ44および第1ないし第3のミラー46a、46bおよび46cを防塵するための防塵ガラス48を有している。
【0045】
感光体ドラム10の右側には、第1および第2のスロット50aおよび50bに対して挿入されることにより、感光体ドラム10に向かって記録用紙を供給する着脱可能な第1および第2の用紙カセット52aおよび52bが配置されている。
【0046】
感光体ドラム10と用紙カセット52aおよび52bとの間には、それぞれのカセットに対応して配置され、カセット52aおよび52bから用紙を1枚ずつ引出す給紙ローラ54aおよび54b、給紙ローラ54aおよび54bを介して引出された用紙を、それぞれ、感光体ドラム10にへ向かって送出する搬送ローラ56aおよび56b、搬送ローラ56aおよび56bから感光体ドラム10へ向かう用紙を一時的に停止可能であって、用紙が搬送される方向に対する用紙の傾きを補正するとともに、感光体ドラム10上のトナー像の先端と用紙の先端とを整合させて感光体ドラム10の表面が移動される移動速度と同じ速度で用紙を送り出すアライニングローラ58が配置されている。
【0047】
アライニングローラ58の近傍には、アライニングローラ58を介して用紙を停止させるために、搬送されている用紙の先端を検知するアライニングスイッチ58aが配置されている。
【0048】
感光体ドラム10の回転方向下流に対応する位置には、感光体ドラム10上に形成されたトナー像が転写され、トナーが静電的に付着している状態の用紙を搬送する搬送べルト60、用紙に転写されたトナーを加熱するとともに用紙に押圧することで用紙に定着させる定着装置62およびトナー像が定着された用紙を複写装置2の外部の排紙トレイヘ排出させる排紙ローラ64が配置されている。
【0049】
排紙ローラ64の近傍には、定着装置62と排紙ローラ64との間に用紙が存在するか否かを検知する排紙スイッチ64aが配置されており、排紙スイッチにより用紙の後端が検知された時点で、現在搬送されている用紙に対する画像形成の終了が検知される。
【0050】
次に、この発明の実施の形態であるレーザ露光式複写装置の印字動作を詳細に説明する。
感光体ドラム10は、図示しないCPUによりモータ制御回路に供給されるモータ駆動クロックに対応して、図示しないモータ制御回路からのモータ駆動パルスにより駆動されるモータを介して、所定の速度で回転される。同時に、帯電装置12による電荷の供給により感光体ドラム10の表面が、一様に、所定の大きさの表面電位に帯電される。
【0051】
詳細には、帯電装置12のコロナワイヤ12aから感光体ドラム10へのコロナ放電の放射量がグリッドスクリーン12bに印加されるグリッドバイアス電圧によって適当に調整される。例えば、グリッドスクリーン12bに図示しないグリッド電圧発生回路から印加されるグリッドバイアス電圧はおおむね−650Vで、高電圧発生回路からの高電圧によりコロナワイヤ12aを介して感光体ドラム10に供給される初期表面電位はおおむね−600Vに設定される。
【0052】
引き続いて、レーザ露光装置40により、感光体ドラム10の表面に、複写または印字出力すべき画像、すなわち原稿Dの画像に対応する画像情報または図示しないホスト装置から供給される画像信号に対応した印字信号に応じて強度変調されたレーザビームが照射される。
【0053】
レーザ露光装置40によるレーザビームの照射により、感光体ドラム10の外周面に、印字信号 (画像データ) に対応する静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は、現像バイアス発生回路106により、たとえば、−400Vの現像バイアス電圧が印加されている現像ローラ14aから供給されるトナーTによって現像される。
【0054】
現像装置14の現像ローラ14aから供給されたトナーにより現像された静電潜像すなわち感光体ドラム10に形成されたトナー像は、図示しない高電圧発生回路により所定の転写電圧が印加されている転写装置16を介して、カセット52aあるいは52bから給送された用紙に転写される。
【0055】
用紙に転写されたトナー像は、図示しない分離電圧発生回路により所定の分離電圧が印加されている分離装置17を介して、用紙とともに感光体ドラム10の表面から分離された後、搬送べルト60によって定着装置62へ搬送され、定着装置62により用紙に定着される。
【0056】
トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ64を介して、装置2の外部に配置されている排紙トレイ66に、順次排紙されて積層される。
トナー像が用紙に転写された後の感光体ドラム10は、引き続き回転し、クリーニング装置18を介して残存トナーが取り除かれた後、除電装置19により除電され、引き続いて次の画像形成に利用される。
【0057】
このようにして、一連の画像形成が繰り返される。
本発明では、流動化剤として表面の疎水化処理を行った無機微粒子を使用するにあたり、トナー粗粒子の帯電極性と逆極性の無機微粒子と、トナー粗粒子の帯電極性と同極性の無機微粒子とを混合して所定量添加する。従来、単に疎水化処理した無機微粒子を添加しただけでは、繰返し使用により、現像剤の帯電量が安定せず、上昇あるいは低下を引き起こしていたが、本発明のように、トナー粗粒子の帯電極性と同極性・逆極性の無機微粒子を同時添加することによって、帯電の相殺効果が得られ、現像剤の帯電量の安定化が実現できる。
【0058】
同時添加する2種の無機微粒子のうち、一方のトナー粗粒子と逆極性の微粒子を、解砕して用いることで、流動性の向上を実現することができる。
また、本発明の現像剤に添加される無機微粒子は疎水性であるため、高湿時においても現像剤が固まりにくく、いわゆる耐ブロッキング性に優れ、流動性が良好で、繰返し使用時においても帯電量が安定し、画像濃度の変動も生じず、画質の良い画像を良好に得られる。
【0059】
また、キャリア粒子・帯電ブレード・感光体への残留トナーについても、同時添加する2種の無機微粒子のうちトナー粗粒子と同極性の微粒子を非解砕のまま用いることで、研磨効果が高まり、良好な画質を得られるようになる。
【0060】
【実施例】
以下に、疎水性シリカ微粒子を添加する前のトナー粗粒子の一例を示す。
トナー粗粒子組成
スチレン−アクリル系樹脂(軟化点120℃、ガラス転移点55℃)100重量部
カーボンブラック(三菱化成工業社製、MA−100) 1重量部
上記材料を充分混合した後、混練・冷却し、粗粉砕・微粉砕・分級した後、平均粒径10μmの正帯電トナー粗粒子を得た。
【0061】
実施例1
下記第1の疎水性シリカ微粒子と第2の疎水性シリカ微粒子とを用意した。
(1)第1の疎水性シリカ微粒子
HMDS(Hexamethyl disilazane)で負帯電に表面疎水化処理した解砕した日本アエロジル社製の商品名「RX−200」
一次粒子の平均粒径10〜20nm例えば12nm
凝集体の平均粒径30〜100nm例えば80nm
(2)第2の疎水性シリカ微粒子
有機ポリシロキサンで正帯電に表面疎水化処理した非解砕のヘキストインダストリー製の商品名「HDK−2050EP」
一次粒子の平均粒径2〜10nm例えば8nm
凝集体の平均粒径50〜120nm例えば100nm
上述のトナー粗粒子に、得られた解砕の第1疎水性シリカ微粒子と、非解砕の第2疎水性シリカ微粒子とを、重量比2:8で、その添加量を現像剤総重量に対し0.01重量%にして、ヘンシェルミキサーを用いて同時に混合分散させ、現像剤を得た。
【0062】
実施例2
解砕したRX200と非解砕のHDK2050EPとを重量比2:8で、その添加量を現像剤総重量に対し7.98重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0063】
実施例3
解砕したRX200と非解砕のHDK2050EPとを重量比8:2で、その添加量を現像剤総重量に対し0.02重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0064】
実施例4
解砕したRX200と非解砕のHDK2050EPとを重量比8:2で、その添加量を現像剤総重量に対し7.99重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0065】
実施例5
解砕したRX200と非解砕のHDK2050EPとを重量比4:6で、その添加量を現像剤総重量に対し4.00重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0066】
比較例1
解砕したRX200と非解砕のHDK2050EPとを重量比1:9で、その添加量を現像剤総重量に対し2.74重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0067】
比較例2
解砕したRX200と非解砕のHDK2050EPとを重量比9:1で、その添加量を現像剤総重量に対し5.03重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0068】
比較例3
解砕したRX200と非解砕のHDK2050EPとを重量比4:6で、その添加量を現像剤総重量に対し10.0重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0069】
比較例4
解砕したRX200と解砕したHDK2050EPとを重量比3:7で、その添加量を現像剤総重量に対し0.50重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0070】
比較例5
非解砕のRX200と解砕したHDK2050EPとを重量比4:6で、その添加量を現像剤総重量に対し4.81重量%にする以外は、実施例1と同様にして現像剤を得た。
【0071】
評価試験及び結果
各実施例1〜5及び比較例1〜5で得たトナーについて、それぞれパウダーテック製フェライトキャリア(平均粒径45μm)と均一に撹拌混合して、トナー比濃度9.0重量%の二成分現像剤を作製した。得られた二成分現像剤を、複写機(東芝社製 商品名「ED−3240」)に使用し、高温多湿下(30℃、85%RH)で5万枚の通紙試験を行った。得られた画像について、画像濃度・流動性・感光体へのフィルミング発生有無・トナー中のブロッキング発生有無について調査した。その結果を表1に示す。
【0072】
【表1】
Figure 0003909901
【0073】
Figure 0003909901
上記の結果より、高温多湿下で5万枚の繰返しコピーを行ったにもかかわらず、実施例1〜5に示すように、解砕したRX200と非解砕のHDK2050EPとを重量比2:8〜8:2で、現像剤への総添加量を、現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%として作製した現像剤では、画像濃度の低下がなく、帯電量が安定していることが明確になった。また、現像剤流動性・耐フィルミング性・耐ブロッキング性に優れていることが明らかになった。
【0074】
しかしながら、比較例1〜5に示すように、前述の条件外で作製した現像剤では、画像濃度が不良であり、流動性・耐フィルミング性・耐ブロッキング性のいずれかに不具合が発生した。
【0075】
【発明の効果】
本発明によれば、繰返し使用されても現像画像濃度に変動がなく、高温多湿時においても、高流動性を有し、クリーニング性が良好であり、かぶり・トナー飛散・フィルミングがなく、かつ帯電性の安定した現像剤が提供される。
【0076】
また、本発明によれば、本発明の現像剤を使用し、繰返し現像されても現像画像濃度の変動や、かぶり・トナー飛散・フィルミングを生じることなく良好な画像が得られる現像装置が提供される。
【0077】
さらに、本発明によれば、本発明の現像剤を使用し、繰返し現像されても現像画像濃度の変動や、かぶり・トナー飛散・フィルミングを生じることなく良好な画像が得られる画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の現像装置の一例を表わす概略図
【図2】 本発明の画像形成装置の一例を表わす該略図
【符号の説明】
2…複写装置 (画像形成装置)
10…感光体ドラム (像担持体)
12…帯電装置
12a…コロナワイヤ
12b…グリッドスクリーン
14…現像装置 (現像手段)
14a…現像ローラ
14b…ハウジング
16…転写装置
17…剥離装置
18…クリーニング装置
18a…クリーニングブレード
18b…オーガ
18c…ハウジング
19…除電装置
30…原稿読取部
31…原稿ガラス
32…露光ランプ
33…反射板
34…第1ミラー
35…第2ミラー
36…第3ミラー
37…結像レンズ
38…CCDセンサ
40…レーザ露光装置
42…光偏向装置
44…結像レンズ
46a,46b,46c…ミラー
48…防塵ガラス
50a,50b…スロット
52a,52b…用紙カセット
54a,54b…給紙ローラ
56a,56b…搬送ローラ
58…アライニングローラ
58a…アライニングセンサ
60…搬送ベルト
62…定着装置
64…排紙ローラ
64a…排紙センサ

Claims (6)

  1. 着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理された解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、該トナー粗粒子と同極性に疎水化処理された非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、前記第1の疎水化シリカ微粒子と前記第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%であることを特徴とする現像剤。
  2. 着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理され、疎水化シリカ微粒子凝集体を解砕して得られた、平均粒径10nm〜20nmの一次粒子を有する解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、該トナー粗粒子と同極性に疎水化処理され、平均粒径50nm〜120nmの疎水化シリカ微粒子凝集体からなる非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、前記第1の疎水化シリカ微粒子と前記第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%であることを特徴とする現像剤。
  3. 前記両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し4.0〜8.0重量%であることを特徴とする請求項1または2に記載の現像剤。
  4. 着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理された解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、該トナー粗粒子と同極性に疎水化処理された非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、前記第1の疎水化シリカ微粒子と前記第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%である現像剤を収容する現像剤収容器、及び
    像担持体に対向して設けられ、前記現像剤収容器と接続され、前記現像剤収容器から供給された現像剤を担持するとともに、前記像担持体に、担持された現像剤を供給して現像を行なう現像手段を具備することを特徴とする現像装置。
  5. 着色材及び結着樹脂を含有するトナー粗粒子と、該トナー粗粒子と逆極性に疎水化処理され、疎水化シリカ微粒子凝集体を解砕して得られた、平均粒径10nm〜20nmの一次粒子を有する解砕の第1の疎水化シリカ微粒子と、該トナー粗粒子と同極性に疎水化処理され、平均粒径50nm〜120nmの疎水化シリカ微粒子凝集体からなる非解砕の第2の疎水化シリカ微粒子との混合物を含み、前記第1の疎水化シリカ微粒子と前記第2の疎水化シリカ微粒子は、その重量比が2:8〜8:2であり、かつ両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し0.01〜8.0重量%である現像剤を収容する現像剤収容器、及び
    像担持体に対向して設けられ、前記現像剤収容器と接続され、前記現像剤収容器から供給された現像剤を担持するとともに、前記像担持体に、担持された現像剤を供給して現像を行なう現像手段を具備することを特徴とする現像装置。
  6. 前記両疎水化シリカ微粒子の総添加量は現像剤総重量に対し4.0〜8.0重量%であることを特徴とする請求項4または5に記載の現像装置。
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