JP4030725B2 - 二成分現像剤、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等に用いる電子写真法、静電印刷法等を用いた画像形成方法、画像形成装置及びこれに用いる現像剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真法は、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により静電潜像坦持体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーを用いて現像し、必要に応じて紙等にトナーを転写した後、加熱あるいは溶剤蒸気等により定着し、コピ−画像或いはプリント画像を得るものである。感光体等の静電潜像坦持体上に形成された静電潜像を現像する手段としては、液体現像剤を用いる方法(湿式現像法)と、結着樹脂中に着色剤を分散させたトナー或いはこのトナーをキャリアと混合した一成分型又は二成分型乾式現像剤を用いる方法(乾式現像法)とがある。これらの方法にはそれぞれ長所・短所があるが、現在では二成分現像方法が多く利用されている。二成分現像方法は、一成分現像方法に比べて、比較的、高速化・高寿命化が可能であることから、中速から高速の複写機やプリンタ−を中心に広く普及している。
【0003】
近年では、複写或いはプリント画像のより高精細化・高解像化が強く望まれている。こうした高精細、高解像度の画像を得るために、特開平1−112253号公報、特開平2−284158号公報、特開平7−295283号公報では、平均粒径が小さく、かつ5μm以下のトナ−粒子含有量及びその分布を規定した現像剤が提案されている。これらの公報では、5μm以下のトナー粒子は高精細、高解像度の画像を形成するための必須成分であり、この粒径のトナーが潜像の現像時に円滑に供給される場合、潜像に忠実な、即ち、潜像からはみ出すことのない再現性に優れた画像が得られるとしている。また、一方で、エッジ部に比べて画像中央部の濃度が薄くなるエッジ効果現象は、5μm以下のトナー粒子程、顕著に現れるが、これに対しては5μm以上の中間粒径のトナー粒子の個数%を規定することで、この問題を解決できるとしている。
【0004】
しかしながら、小粒径のトナーほど高精細、高解像度の画像を形成するには有利ではあるが、トナー全体のうち5μm以下のトナー粒子が17個数%含有されているとしても、体積%にすれば全体のわずか3体積%を占めるにすぎない。この程度の量で、5μm以下の小粒径トナーを潜像上の周囲部分に選択的に乗せることは困難である。一方、5μm以下のトナ−粒子を60個数%と多量に含有する場合では、トナ−が過剰帯電するため、トナ−は現像されにくくなる。その結果、画像濃度は著しく低下する。また、トナ−が現像されにくいと、キャリア表面にトナ−が蓄積するため、スペントと呼ばれる現象が生じ、現像剤の寿命を著しく損なっている。
【0005】
このようなスペントを防止するため、従来、キャリア表面に種々の樹脂を被覆する方法が提案されている。例えば、スチレン−メタクリレート共重合体、スチレン重合体等の樹脂で被覆されたキャリアが知られている。しかし、このようなキャリアは、帯電特性には優れているが、表面の臨界表面張力が比較的高いため、現像剤としての寿命はそれほど長くない。
【0006】
それ以外に、四フッ化エチレン共重合体を被覆したキャリアが知られている。しかし、このキャリアは表面張力が低いためトナーのスペント化は起きにくいが、四フッ化エチレン共重合体が摩擦帯電系列において、最も負側に位置していることから、トナーを負極性に帯電しようとする場合には用いることができない。
【0007】
また、低表面張力を持つキャリアとして、シリコーン樹脂含有の被覆層でコートしたキャリアが提案されている。例えば、不飽和シリコーン樹脂とオルガノシリコーン、シラノール等をスチレン−アクリル樹脂と混合してキャリア表面を被覆したもの(米国特許第3562533号明細書)、ポリフェニレン樹脂とオルガノシリコーンターポリマー樹脂とで表面を被覆されたキャリア(米国特許第3847127号明細書);スチレン−アクリレートメタクリレート樹脂と、オルガノシラン、シラノール、シロキサン等で表面を被覆されたキャリア(米国特許第3627522号明細書);シリコーン樹脂で表面を被覆されたキャリア(特開昭55−127567号公報);及び樹脂変性シリコーン樹脂で表面を被覆されたキャリア(特開昭55−157751号公報)等が挙げられる。このようにシリコーン樹脂被覆キャリアにすることによって、耐スペント性は向上するが、5μm以下のトナー粒子が多い場合には、昨今の高寿命化の要求を十分に満足しているとは言えない。
【0008】
5μm以下のトナー粒子を少なく規定したものとしては、特開平4−124682号公報、特開平10−91000号公報で、一成分現像方式について提案されている。しかし、画像の品質を決定付ける大部分のトナー粒子が存在する範囲の粒径分布については記載されていない。また、その効果も一成分現像方式に限定されたものとなっている。
【0009】
一成分現像法では、二成分現像法のようにキャリア粒子とトナー粒子を混合した現像剤を用いず、トナーと現像スリーブの摩擦により発生する電気力あるいは磁性体を含有するトナーと磁石を内蔵した現像スリーブ間の磁力により現像スリーブ上にトナーを保持する。それにより、静電潜像に近接すると静電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する潜像方向への吸引力が、トナー粒子と現像スリーブ間の結合力に打ち勝って、トナー粒子は静電潜像上に吸引付着されて静電潜像が可視化されるものである。したがって、一成分現像法ではトナー濃度を制御する必要が無いために、現像装置が小型化できるという利点があるが、現像領域でのトナーの粒子数が二成分に比べて少ないために感光体上へのトナーの現像量が十分ではなく、高速の複写機への対応が困難であった。
【0010】
これらの欠点を改善する方法として特公平5−67233号公報のようなトナー濃度制御を必要としない二成分現像法が考案されている。この二成分現像方では、現像スリーブ周辺の現像剤がトナー供給部分でトナーを現像剤中に取り込み、現像剤を層厚規制部材で規制を加えてトナーの帯電を行なうために、トナーを補給する補給機構やトナー濃度を検知するセンサが必要ない。しかし、従来の二成分現像装置に比べて現像剤量を多くすることができないために、現像スリーブの線速が速くなる高速機の場合には、トナーに十分に帯電することができず地肌汚れが発生する。その上、トナーに十分な帯電を付与しようとする場合には層厚規制部材での規制ストレスを強くする必要があるため、現像剤粒子同士の衝突等による発熱でキャリア表面にトナーの膜が形成されるいわゆるスペント化が生じ、キャリアの帯電特性が使用時間とともに低下し、トナー飛散や地かぶり等が発生するという欠点があった。
【0011】
また、上記のような小型の現像装置に用いる現像剤には、短時間で補給されたトナーに帯電を付与する必要があるため、補給されたトナーが現像剤と速やかに混合するようにトナーに多量の流動性向上剤を添加していたが、このような現像剤を繰り返し使用すると、トナー中の過剰の流動性向上剤が静電潜像担持体上に強固に付着し、スジ上の異常画像が発生するという欠点があった。更に、現像剤の撹拌ストレスを大きくした場合には前記スペント化の現象以外にも、トナーの帯電量が必要以上に大きくなるいわゆるチャージアップ現象も起きるという問題がある。加えて、これらの小型の現像装置では現像剤の量が少ないため、現像剤が保持しているトナー量が少なく、画像面積の多い原稿を連続して複写した場合にはトナーの消費量が多くなり、現像剤中のトナー濃度が極端に変化するため画像濃度が低くなるという欠点があった。
【0012】
また、この現像装置では、現像剤の動きが活発な箇所とそうでない箇所、あるいは現像剤の多い箇所と少ない箇所においてトナーの取り込み量が異なり、部分的にトナー濃度が不安定となって画像濃度ムラやかぶりが発生し易い。そこで、トナーホッパー内に2つのトナー供給部材を配設し、各トナー供給部材で形成される経路に現像剤を通過させることにより、装置長手方向における濃度ムラやかぶりを解決する技術が特開昭63−4282号公報に開示されている。しかし、上記公報に開示された技術では、トナー供給部材を2つ使用するため、現像ユニットが大型化してしまうと共にコストアップしてしまうという問題点がある。
【0013】
また、特に前述の現像剤の動きによってトナーの取り込みを自己制御する現像法においては、トナーの粒径及び粒径分布が重要であり、すなわち5μm以下の粒子個数が多いと、トナーの流動性が悪化し、トナーの取り込みが安定して行えないという欠点がある。また、トナー中に粗大粒子が多い場合にはトナーの実質的な取り込み量が減少し、特にトナー消費量の多い画像を出力した場合には画像濃度が低下するという問題が生ずる。
【0014】
この点に関して、流動性付与剤の平均粒径、添加量を規定する方法も多数提案されている。例えば、特開平2−43654号公報では、平均粒径0.05μm以下のシリカ微粉末と平均粒径0.1μm以上のチタニア粒子を添加する方法が提案されているが、チタニア粒子を添加することは環境安定性、画像濃度安定化には効果が有るものの、平均粒径0.1μm以上の流動性付与剤を使用した場合、現像機中でトナーから脱離してしまい、トナーの流動性の悪化に起因する地肌汚れ等の画像品質を損なう原因となる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決しようとするもので、
第1の目的は、トナーへの帯電の付与が十分に行われ、トナー飛散や地肌汚れのない良好な画像を得ることができる現像剤、それを用いる画像形成方法及び画像形成装置を提供することである。
【0016】
第2の目的は、細線・中間調の再現性に優れた良好な画像を得ることができる現像剤、それを用いる画像形成方法及び画像形成装置を提供することである。
【0017】
第3の目的は環境安定性、長時間使用した場合の経時安定性に優れた現像剤、それを用いる画像形成方法及び画像形成装置を提供することである。
【0018】
第4の目的は、トナー補給機構及びトナー濃度センサを必要としない、小型で安価な画像形成方法、画像形成装置及びそれに用いる現像剤を提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討の結果、以下のような二成分現像剤を提供することによって上記の問題が解決されることを見出した。すなわち、本発明によれば、少なくとも結着樹脂及び磁性体からなる磁性トナーと、少なくとも磁性体からなる磁性キャリアとからなる二成分現像剤において、該磁性トナーの粒径分布が、(1)重量平均粒径が6.0〜8.0μm、(2)5μm以下の磁性トナー粒子が40〜60個数%であり、(3)12.7μm以上の磁性トナー粒子が2体積%以上であり、かつ、該磁性トナーの5kエルステッド(5kOe=約398kA・m)の磁場中での磁化が10〜25emu/gであることを特徴とする二成分現像剤が提供される。
【0020】
さらに、本発明者らの検討によって、以下のような画像形成方法及び画像形成装置が提供される。すなわち、本発明者らは、内部に磁界発生手段を有し、トナーとキャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現像剤の量を規制する第1の規制部材と、第1の規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化により、該現像剤と前記トナーとの接触状態を変化させて、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させる現像装置であって、前記現像剤収容部は、第1の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第2の規制部材を有し、第2の規制部材は、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が上昇し、該現像剤の層厚が増加した場合に該現像剤の増加分の通過を規制すべく、前記現像剤担持体との間隙が設定されている現像方法において、該トナーが少なくとも結着樹脂と磁性体からなる磁性トナーで、該磁性トナーの粒径分布が、(1)重量平均粒径が6.0〜8.0μm、(2)5μm以下の磁性トナー粒子が40〜60個数%であり、(3)12.7μm以上の磁性トナー粒子が2体積%以上であり、
かつ、5kエルステッドの磁場中での磁化が10〜25emu/gであることが重要であることを見出した。
【0021】
本発明に用いるトナーは、まず、トナー粒子全体のうち5μm以下の粒子個数が5〜60個数%、より好ましくは15〜40%とすることにより、トナーの流動性を良好になり、現像剤の動きによってトナーの取り込みが安定して行えるため、画像の濃度ムラを防止できる。5μm以下の粒子個数が60%より多いとトナーとしての流動性が悪化し、トナーの取り込みが円滑に行われないため、トナー濃度ムラによる画像濃度ムラが発生しやすくなる。また、5μm以下の粒子個数が5%未満の場合には、潜像を忠実に再現する微細粒子が減少するため、特に高解像度の画像を出力する場合、その再現性に劣るという問題が生ずる。また、粗大粒子が多い場合にはトナーの実質的な取り込み量が減少し、特にトナー消費量の多い画像を出力した場合には画像濃度が低下するという問題が生ずる。
【0022】
また、本発明に用いるトナ−の重量平均粒径は4.0〜10.0μmであり、好ましくは6.0〜10.0μmである。重量平均粒径4.0μm未満では、長期間の使用でトナ−の電荷が高くなり、画像濃度の低下特に低湿環境下での画像濃度低下等の問題が生じやすい。また、重量平均粒径が10.0μmを超える場合では、100μm以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品質が劣る傾向にあった。
【0023】
また、本発明に用いる磁性トナーの5kエルステッドの磁場中での磁化σtは10〜25emu/gであり、より好ましくは15〜25emu/gである。これにより、トナー取り込み時に現像剤がトナーを効率よく取り込むことができるため、トナー消費量の多い画像を繰り返し複写しても画像濃度の低下を防止できる。また、トナー自体の磁化による現像剤担持体方向への磁気束縛力により現像剤担持体の回転に伴うトナー飛散や地肌部分へのトナー現像を有効に防止できる。また、現像剤が現像スリーブから離脱し感光体上に付着することを防止することが可能で、さらに現像に寄与する現像剤を構成するキャリアの粒子径を小さくすることによりトナーの保有率を高くできるために、高速複写機においても十分な画像濃度および細線再現性を達成できる。
【0024】
本発明の二成分現像剤に用いるトナーの分級方法としては、トナー粉原料を気流中におけるトナー粒子の慣性力及びコアンダ効果による湾曲気流の遠心力によって、少なくとも粗粉領域、中粉領域及び微粉領域に分級することにより、上記▲1▼▲2▼の粒径分布のトナーを効率よく得ることができる。
【0025】
また、本発明の二成分現像剤をカラー用現像剤として用いる場合は、上記記載のトナーとシリコーン樹脂を主成分としたコート層を有する平均粒径35〜80μmの磁性キャリアとを組合せることが好ましい。これにより、現像剤の寿命は飛躍的に向上する。
【0026】
本発明で用いられるキャリアの平均粒径は、種々の方法で測定可能であるが、本発明においては通常の篩分けによる方法や、光学顕微鏡から得られる画像からランダムに抽出した200〜400個を画像処理解析装置により解析する方法を用いることができる。
【0027】
本発明で用いられるトナー粒度分布は、種々の方法で測定可能であるが、本発明においてはコールターカウンターを用いて行なった。即ち、測定装置としてはコールターカウンターTA−II型(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)を接続し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調製する。
【0028】
測定法としては、上記の電解水溶液10〜15ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加え、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行なう。次いで、別のビーカーに電解水溶液100〜200mlを入れ、その中にそのサンプル分散液を所定の濃度になるように加える。この試料液について、上記のコールターカウンターTA−II型により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて個数を基準として粒径2〜40μmの粒子の粒度分布を測定し、粒径2〜40μmの粒子の体積分布と個数分布を算出し、体積分布から求めた重量基準の重量平均粒径(D4:各チャンネルの中央値をチャンネルの代表値とする)を求めた。
【0029】
本発明の二成分現像剤には、流動性付与剤を用いてもよい。流動性付与剤としては、Si、Ti、Al、Mg、Ca、Sr、Ba、In、Ga、Ni、Mn、W、Fe、Co、Zn、Cr、Mo、Cu、Ag、V、Zr等の酸化物や複合酸化物が挙げられ、こらを1種或いは2種以上を組合せて用いられる。これらのうち、二酸化ケイ素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、アルミナの微粒子が好適に用いられる。また、これらのうち、1次粒子径は0.1μm以下のものがこのましい。これら流動性付与剤の内、0.05μm以下の疎水性シリカ微粒子と平均粒径0.05μm以下の疎水性酸化チタン微粒子と併用することが、環境安定性・画像濃度安定性には最も効果が高いことが分かった。
【0030】
本発明に用いることのできる流動性付与剤は、トナーに対して0.1〜2重量%使用されるのが好ましい。0.1重量%未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、2重量%を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。本発明におけるキーポイントは、添加量が少量でも所定の流動性を確保でき、長期間、多数枚数の複写、プリントにおいても高解像度の画質を維持できることにあり、この効果は5μm以下のトナー量を多くして、流動性付与剤を多量に添加した場合より、明らかに効果的であった。
【0031】
さらに、本発明の二成分現像剤においては、疎水化処理剤等により表面改質処理をすることが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、p−クロルフェニルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−トリクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−トリクロルシラン、ジベンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−オクチル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−2−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−3,3−ジメチルベンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等である。この他、疎水化処理剤としては、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤も使用可能である。
【0032】
また、本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末等の研磨剤;カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤;逆極性の白色微粒子、及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【0033】
本発明の二成分現像剤に用いるトナー用結着樹脂としては従来公知のものを広く使用することができる。結着樹脂としては、例えばポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−P−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレンビニルメチルケトン共重合体、スチレン−プタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体;アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、クマロインデン樹脂、シリコン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げられ、これらを単独或いは混合して使用される。特に、スチレン系共重合体及びポリエステル樹脂が現像特性、定着性等の面で好ましい。
【0034】
結着樹脂のうち、スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドのような二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体;マレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチルのような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体;塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニルのようなビニルエステル類;エチレン、プロピレン、ブチレンのようなエチレン系オレフィン類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトンのようなビニルケトン類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル類が挙げられ、これらのビニル単量体が単独もしくは2種以上用いられる。
【0035】
結着樹脂のうち、ポリエステル樹脂はアルコール成分と酸成分を原材料に公知の合成方法で製造することができる。
アルコール成分としては、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール等のジオール類、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した二価のアルコール単位体、その他の二価のアルコール単位体、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−サルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の多価アルコール単量体等が挙げられる。
【0036】
酸成分としては、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のモノカルボン酸、マレイン酸、フマ−ル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した二価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルトリノレイン酸の二量体、その他の二価の有機酸単量体、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これら酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体等が挙げられる。
【0037】
本発明の画像形成方法及び装置で用いる顔料としては以下のものが用いられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネル ブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
【0038】
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
【0039】
橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
【0040】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
【0041】
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
【0042】
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
【0043】
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、等がある。
これらは、1種又は2種以上を使用することができる。
【0044】
また、本発明におけるトナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することも可能である。
離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然ワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これらは、結着樹脂及び定着ローラー表面材質により選択される。これら離型剤の融点は65〜90℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【0045】
本発明に用いるトナーには荷電制御剤をトナー粒子に内添、又はトナー粒子に外添して用いることが好ましい。荷電制御剤によって、現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となり、特に本発明では、荷電制御剤を用いることは、前記のトナー濃度を制御しない現像方法を採用した場合に有効である。
【0046】
トナーに用いられる極性制御剤としては従来公知の物でよく、正極性制御剤としては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレートを単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ニグロシン系化合物、有機四級アンモニウム塩等の極性制御剤が特に好ましく用いられる。
【0047】
負極性制御剤としては、例えば有機金属化合物、キレート化合物が有効である。その例としてはアルミニウムアセチルアセトナート、鉄(II)アセチルアセトナート、3,5−ジ‐t‐ブチルサリチル酸クロム等があり、特にアセチルアセトン金属錯体、モノアゾ金属錯体、ナフトエ酸あるいはサリチル酸系の金属錯体又は塩が好ましく、特にサリチル酸系金属錯体、モノアゾ金属錯体又はサリチル酸系金属塩が好ましい。
【0048】
前記の極性制御剤は、微粒子状として用いることが好ましく、具体的には、3μm以下の個数平均粒径が好ましい。
【0049】
トナーに使用される極性制御剤の使用量は、結着樹脂の種類や、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着剤100重量部に対して0.1〜20重量部の範囲、より好ましくは0.2〜10重量部で用いられる。0.1重量部未満では、トナーの帯電量が不足し実用的でない。また20重量部を越える場合にはトナーの帯電量が大きすぎ、キャリアとの静電的吸引力の増大のため、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【0050】
また本発明に用いるトナーは磁性トナーとして好適に用いられ、磁性トナーに使用される磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金及びその混合物等が挙げられる。この中でも特にマグネタイトが有用である。
【0051】
このマグネタイトは公知の製造方法で作られる。例えば、硫酸鉄水溶液をアルカリ性水溶液で中和し、水酸化鉄を得る。その後、pHを10以上に調整した水酸化鉄懸濁液を酸素を含有するガスで酸化しマグネタイトスラリーを得る。次いで、該スラリーを水洗、濾過、乾燥、解砕しマグネタイト粒子が得られる。
【0052】
これらの強磁性体は平均粒子径が0.01〜1μm、好ましくは0.1〜0.5μmのものがよい。磁性トナー中に含有させる量としては、トナーに対し5〜80wt%、特に好ましくはトナー対し10〜60wt%がよい。
【0053】
また、本発明に用いられる磁性トナーの磁性体は、FeO含有量が5〜50wt%であることが好ましく、より好ましくは10〜30wt%である。また、この強磁性体は比表面積が1〜60m2/gが好ましく、より好ましくは3〜20m2/gである。
【0054】
本発明で使用される磁性キャリアとしては、従来公知のものが使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉、マグネタイト粉等の磁性粒子、あるいはこれら磁性粒子の表面を樹脂で処理したもの、あるいは磁性粒子が樹脂中に分散されている磁性粒子分散樹脂粒子等が挙げられる。これら磁性キャリアの平均粒径は35〜80μmがよい。
【0055】
本発明に用いる磁性キャリアのコート層を形成する樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル(例えばポリメチルメタクリレート)、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリアミド;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。
これらの中で、磁性粒子の表面にシリコーン樹脂層を設けたもの或いはカーボンブラックを含むシリコーン樹脂層を設けたものが、耐スペント性に最も優れている。
【0056】
磁性キャリアのコート層に用いられるシリコーン樹脂としては、従来知られているいずれのシリコーン樹脂であってもよく、例として下記式で示されるオルガノシロキサン結合のみからなるストレートシリコーン及びアルキド、ポリエステル、エポキシ、ウレタン等で変成したシリコーン樹脂が挙げられる。
【0057】
【化1】
上記式中R1は水素原子、炭素原子1〜4のアルキル基及びフェニル基のいずれか一種、R2及びR3はそれぞれ水素基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、フェニル基、フェノキシ基、炭素原子数2〜4のアルケニル基、炭素原子数2〜4のアルケニルオキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エチレンオキシド基、グリシジル基及び下記式で示される基のうちいずれか一種である。
【0058】
【化2】
上記式中R4,R5はヒドロキシ基、カルボキシル基、炭素原子数1〜4のアルキル基、炭素原子数1〜4のアルコキシ基、炭素原子数2〜4のアルケニル基、炭素原子数2〜4のアルケニルオキシ基、フェニル基及びフェノキシ基のいずれか一種を表し、k、l、m、n、o及びpは1以上の整数を表す。
【0059】
上記R1〜R5の各置換基は、未置換のもののほか、例えばアミノ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、メルカプト基、アルキル基、フェニル基、エチレンオキサイド基、グリシジル基、ハロゲン原子等の置換基を有してもよい。
【0060】
また、磁性キャリアのコート層にカーボンブラックを含むことによって、所望のキャリアの電気抵抗を得ることが出来る。
本発明で使用されるカーボンブラックは、例えばファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のすべてのカーボンブラックが使用出来る。この中でも特にファーネスブラックとアセチレンブラックの混合物を用いることにより、少量の添加で効果的に導電性の調整が可能で、更にコート層の耐摩耗性に優れたキャリアを得ることが可能となった。これらのカーボンブラックは、粒径0.01〜10μm程度のものが好ましく、被覆樹脂100重量部に対して2〜30重量部添加されることが好ましく、さらには5〜20重量部が好ましい。
【0061】
本発明に用いる磁性キャリアの被覆層中には、核体粒子との接着性を向上させたり導電性付与剤の分散性を向上させる目的でシランカップリング剤、チタンカップリング剤等を添加してもよい。
【0062】
本発明で用いられるシランカップリング剤としては、下記一般式で示される化合物が挙げられる。
【0063】
【化3】
上記式中、Xはケイ素原子に結合している加水分解基でクロル基、アルコキシ基、アセトキシ基、アルキルアミノ基、プロペノキシ基等がある。Yは有機マトリックスと反応する有機官能基でビニル基、メタクリル基、エポキシ基、グリシドキシ基、アミノ基、メルカプト基等がある。Rは炭素数1〜20のアルキル基又はアルキレン基である。
【0064】
キャリアに用いられるシランカップリング剤の中でも、特に負帯電性を有する現像剤を得るには、上記式中Yにアミノ基を有するアミノシランカップリング剤が好ましく、正帯電性を有する現像剤を得るにはYにエポキシ基を有するエポキシシランカップリング剤が好ましい。
【0065】
キャリアのコ−ト層の形成法としては、従来の方法と同様にして、キャリア核体粒子の表面にコ−ト層形成液を噴霧法、浸漬法等の手段で塗布すればよい。このときのコ−ト層の厚さは0.1〜20μmが好ましい。
【0066】
本発明に係る二成分現像剤を作製する方法の一例としては、まず、前述した結着樹脂、着色剤としての顔料又は染料、荷電制御剤、滑剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合する。混合した後、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機を用いて構成材料を良く混練し、冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕する。ここで、カラートナーの場合には、顔料の分散を向上させる目的で、結着樹脂の一部と顔料を予め溶融混練して得られるマスターバッチを着色剤として使用することが一般的である。次に、これら粗粉砕物をジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機を単独或いは併用して微粉砕する。次に得られた微粉際粒子を旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。本発明の粒径分布を有するトナーを得るためには、この中でもコアンダ効果を利用した分級機が好適に用いられる。さらに、トナーは流動性付与剤と共にヘンシェルミキサー等の混合機により充分混合し、250メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去する。
【0067】
図1は、本発明の実施の形態の一例を示す画像形成装置の現像装置部分の概略図である。
潜像担持体である感光体ドラム1の側方に配設された現像装置13は、支持ケース14、現像剤担持体としての現像スリーブ15、現像剤収容部材16、第1の規制部材としての第1ドクターブレード17等から主に構成されている。
【0068】
感光体ドラム1側に開口を有する支持ケース14は、内部にトナー18を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー19を形成している。トナーホッパー19の感光体ドラム1側寄りには、トナー18と磁性粒子であるキャリアとからなる現像剤22を収容する現像剤収容部16aを形成する現像剤収容部材16が、支持ケース14と一体的に設けられている。また、現像剤収容部材16の下方に位置する支持ケース14には、対向面14bを有する突出部14aが形成されており、現像剤収容部材16の下部と対向面14bとの間の空間によって、トナー18を供給するためのトナー供給開口部20が形成されている。
【0069】
トナーホッパー19の内部には、図示しない駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ21が配設されている。トナーアジテータ21は、トナーホッパー19内のトナー18をトナー供給開口部20に向けて撹拌しながら送り出す。また、トナーホッパー19の、感光体ドラム1と対向する側には、トナーホッパー19内のトナー18の量が少なくなったときにこれを検知するトナーエンド検知手段14cが配設されている。
【0070】
感光体ドラム1とトナーホッパー19との間の空間には、現像スリーブ15が配設されている。図示しない駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ15は、その内部に、現像装置13に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての図示しない磁石を有している。
【0071】
現像剤収容部材16の、支持ケース14に取り付けられた側と対向する側には、第1ドクターブレード17が一体的に取り付けられている。第1ドクターブレード17は、その先端と現像スリーブ15の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。
【0072】
現像剤収容部材16の、トナー供給開口部20の近傍に位置する部位には、第2の規制部材としての第2ドクターブレード23が配設されている。第2ドクターブレード23は、その自由端が現像スリーブ15の外周面に対して一定の隙間を保つべく、現像スリーブ15の表面に形成される現像剤22の層の流れを妨げる方向、すなわち、自由端を現像スリーブ15の中心に向けて、基端を現像剤収容部材16に一体的に取り付けられている。現像剤収容部16aは、現像スリーブ15の磁力が及ぶ範囲で、現像剤22を循環移動させるに十分な空間を有するように構成されている。
【0073】
なお、対向面14bは、トナーホッパー19側から現像スリーブ15側に向けて下向きに傾斜するよう、所定の長さにわたって形成されている。これにより、振動、現像スリーブ15の内部に設けられた図示しない磁石の磁力分布のむら、現像剤22中の部分的なトナー濃度の上昇等が発生した際に、第2ドクターブレード23と現像スリーブ15の周面との間から現像剤収容部16a内のキャリアが落下しても、落下したキャリアは対向面14bで受けられて現像スリーブ15側に移動し、磁力で現像スリーブ15に磁着されて再び現像剤収容部16a内に供給される。これにより現像剤収容部16a内のキャリア量の減少を防止することができ、画像形成時における、現像スリーブ15の軸方向での画像濃度むらの発生を防止することができる。対向面14bの傾斜角度αとしては5゜程度が、また、所定の長さlとしては、好ましくは2〜20mm、さらに好ましくは3〜10mm程度である。
【0074】
上記構成により、トナーホッパー19の内部からトナーアジテータ21によって送り出されたトナー18は、トナー供給開口部20を通って現像スリーブ15に担持された現像剤22に供給され、現像剤収容部16aへ運ばれる。そして、現像剤収容部16a内の現像剤22は、現像スリーブ15に担持されて感光体ドラム1の外周面と対向する位置まで搬送され、トナー18のみが感光体ドラム1上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体ドラム1上にトナー像が形成される。
【0075】
ここで、上記トナー像形成時における現像剤22の挙動を説明する。図2に示すように、現像装置13に磁性キャリア22aのみからなるスタート剤をセットすると、磁性キャリア22aは現像スリーブ15の表面に磁着されるものと現像剤収容部16a内に収容されるものとに分かれる。現像剤収容部16a内に収容された磁性キャリア22aは、現像スリーブ15の矢印a方向への回転に伴い、現像スリーブ15内からの磁力によって矢印b方向へ、1mm/s以上の移動速度で循環移動する。そして、現像スリーブ15の表面に磁着された磁性キャリア22aの表面と現像剤収容部16a内で移動する磁性キャリア22aの表面との境界部において界面Xが形成される。
【0076】
次に、トナーホッパー19にトナー18がセットされると、トナー供給開口部20より現像スリーブ15に担持された磁性キャリア22aにトナー18が供給される。したがって、現像スリーブ15は、トナー18と磁性キャリア22aとの混合物である現像剤22を担持することとなる。
【0077】
現像剤収容部16a内では、収容されている現像剤22の存在により、現像スリーブ15によって搬送される現像剤22に対して、その搬送を停止させようとする力が働いている。そして、現像スリーブ15に担持された現像剤22の表面に存在するトナー18が界面Xへ搬送されると、界面X近傍における現像剤22間の摩擦力が低下して界面X近傍の現像剤22の搬送力が低下し、これにより界面X近傍での現像剤22の搬送量が減少する。
【0078】
一方、合流点Yより現像スリーブ15の回転方向上流側の現像剤22には、上述の現像剤収容部16a内のような、現像スリーブ15によって搬送される現像剤22に対して、その搬送を停止させるような力は作用しないので、図3に示すように、合流点Yへ搬送されてきた現像剤22と界面Xを搬送される現像剤22との搬送量のバランスが崩れて現像剤22の玉突状態が発生し、合流点Yの位置が上昇して界面Xを含む現像剤22の層厚が増加する。また、第1ドクターブレード17を通過した現像剤22の層厚も徐々に増加し、この増加した現像剤22が第2ドクターブレード23によって掻き落とされる。
【0079】
そして、第1ドクターブレード17を通過した現像剤22が所定のトナー濃度に達すると、図4に示すように、第2ドクターブレード23に掻き落とされて層状となった増加分の現像剤22がトナー供給開口部20を塞ぎ、この状態でトナー18の取り込みが終了する。このとき、現像剤収容部16a内ではトナー濃度が高くなることにより現像剤22の嵩が大きくなり、これにより現像剤収容部16a内の空間が狭くなることによって、現像剤22が図の矢印b方向に循環移動する移動速度も低下する。
【0080】
このトナー供給開口部20を塞ぐように形成された現像剤22の層において、第2ドクターブレード23に掻き落とされた現像剤22は、図4に矢印cで示すように、速度1mm/s以上の移動速度で移動して対向面14bで受けられるが、対向面14bが現像スリーブ15側に向けて角度αで下方に傾斜し、かつ、所定長さlを有しているため、現像剤22の層の移動による、トナーホッパー19への現像剤22の落下を防止することができ、現像剤22の量を常に一定に保つことができるので、トナー供給を常時一定に自己制御することが可能となる。
【0081】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されない。
【0082】
【参考例1】
ポリエステル樹脂 100重量部
含クロムアゾ染料 3重量部
マグネタイト微粒子 25重量部
ポリプロピレン 5重量部
上記処方の混合物をヘンシェルミキサーにて混合後、180℃に設定した混練押し出し機によって混練した後、冷却固化せしめ、これをカッターミルにて粗粉砕後、機械式粉砕機を使用して微粉砕し、得られた微粉砕物をコアンダ効果を利用した多分割分級機を使用して、重量平均粒径が9.98μm、5μm以下の粒子が5.2個数%、12.7μm以上の粒子が4.8体積%の粒度分布に分級し母体粒子を得た。さらに、この母体着色粒子100重量部に対して、平均粒径0.3μmの疎水性シリカ0.5重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナ−aを得た。
【0083】
シリコ−ン樹脂(オルガノストレートシリコーン) 100重量部
トルエン 100重量部
γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン 5重量部
カーボンブラック 10重量部
上記混合物をホモミキサ−で20分間分散し、コ−ト層形成液を調整した。このコ−ト層形成液を流動床型コ−ティング装置を用いて、粒径50μmの球状マグネタイト1000部の表面にコ−ティングして磁性キャリアAを得た。
このキャリアA:90重量部とトナ−a:10重量部をターブラミキサーを用いて混合し、二成分現像剤1を得た。
【0084】
次に、図1で示される現像装置をリコ−製imagio MF200に組み込み、耐久性の評価を10万枚前後の画像濃度、地肌汚れ、解像力、画像濃度制御性を評価した。
【0085】
[試験]
(画像濃度)
画像の上部、中部、下部からそれぞれ3カ所、計9カ所の位置の画像濃度をマクベス反射濃度計で測定した。
【0086】
(濃度ムラ)
画像の上部、中部、下部からそれぞれ3カ所、計9カ所の位置の画像濃度をマクベス反射濃度計で測定し、その最大値と最小値の差を濃度ムラとした。
評価基準は次の通りとした。
◎:画像濃度差が0.1未満
○: 0.1以上0.2未満
△: 0.2以上0.5未満
×: 0.5以上
【0087】
(解像度)
縦線、横線がそれぞれ1mmあたり2.0、2.2、2.5、2.8、3.2、3.6、4.0、4.5、5.0、5.6、6.3、7.1本の線が等間隔に並んでいる線画像に対して、複写画像が線間をどこまで忠実に再現できているかを評価した。
【0088】
(画像濃度制御性)
原稿濃度が1.6の100%ソリッド画像を20枚連続複写し、画像濃度の変化を評価した。
評価基準は次の通りとした。
◎:画像濃度差が0.1未満
○: 0.1以上0.2未満
△: 0.2以上0.5未満
×: 0.5以上
上記の試験の結果は後述する表1及び表2に示した。
【0089】
【参考例2】
参考例1で得られた母体粒子に平均粒径0.3μmの疎水性シリカ0.5重量部、疎水性酸化チタン0.3重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナ−bを得た。
このキャリアA:90重量部とトナ−b:10重量部をターブラミキサーを用いて混合し、二成分現像剤2を得た。
次に、参考例1と同様に耐久性の評価を10万枚前後の画像濃度、地肌汚れ、解像力、画像濃度制御性を評価した。その評価結果を後述する表1及び表2に示す。
【0090】
【参考例3】
参考例2において分級条件を変更し、重量平均粒径が9.74μm、5μm以下が15.2個数%、12.7μm以上の粒子が4.3体積%の粒度分布に分級した以外は参考例2と同様の方法でトナーcと現像剤3を作製し、参考例2と同様の方法で評価を行った。評価結果を後述する表1及び表2に示す。
【0091】
【参考例4】
実施例2において分級条件を変更し、重量平均粒径が8.67μm、5μm以下が34.6個数%、12.7μm以上の粒子が3.3体積%の粒度分布に分級した以外は参考例2と同様の方法でトナーdと現像剤4を作製し、参考例2と同様の方法で評価を行った。評価結果を後述する表1及び表2に示す。
【0092】
【実施例1】
参考例2において分級条件を変更し、重量平均粒径が6.79μm、5μm以下が58.2個数%、12.7μm以上の粒子が2.0体積%の粒度分布に分級した以外は参考例2と同様の方法でトナーeと現像剤5を作製し、実施例2と同様の方法で評価を行った。評価結果を後述する表1及び表2に示す。
【0093】
【参考例5】
参考例2において分級条件を変更し、重量平均粒径が9.31μm、5μm以下が20.1個数%、12.7μm以上の粒子が2.7体積%の粒度分布に分級した以外は実施例2と同様の方法でトナーfと現像剤6を作製し、参考例2と同様の方法で評価を行った。評価結果を後述する表1及び表2に示す。
【0094】
【参考例6】
ポリエステル樹脂 100重量部
含クロムアゾ染料 3重量部
マグネタイト微粒子 30重量部
ポリプロピレン 5重量部
上記処方の混合物をヘンシェルミキサーにて混合後、180℃に設定した混練押し出し機によって混練した後、冷却固化せしめ、これをカッターミルにて粗粉砕後、機械式粉砕機を使用して微粉砕し、得られた微粉砕物を旋回式風力分級装置を使用して、重量平均粒径が8.38μm、5μm以下が35.4個数%、12.7μm以上の粒子が2.3体積%の粒度分布に分級し母体粒子を得た。さらに、この母体着色粒子100重量部に対して、平均粒径0.3μmの疎水性シリカ0.5重量部、疎水性酸化チタン0.3重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナ−gを得た。
このトナーを用い参考例1と同様に現像剤を作製し、評価を行った。評価結果を後述する表1及び表2に示す。
【0095】
【比較例1】
ポリエステル樹脂 100重量部
含クロムアゾ染料 3重量部
マグネタイト微粒子 50重量部
ポリプロピレン 5重量部
上記処方の混合物をヘンシェルミキサーにて混合後、180℃に設定した混練押し出し機によって混練した後、冷却固化せしめ、これをカッターミルにて粗粉砕後、機械式粉砕機を使用して微粉砕し、得られた微粉砕物を旋回式風力分級装置を使用して、重量平均粒径が8.18μm、5μm以下が32.3個数%、12.7μm以上の粒子が1.9体積%の粒度分布に分級し母体粒子を得た。さらに、この母体着色粒子100重量部に対して、平均粒径0.3μmの疎水性シリカ0.5重量部、疎水性酸化チタン0.3重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナーhを得た。
このトナーを用い参考例1と同様に現像剤を作製し、評価を行った。評価結果を後述する表1及び表2に示す。
【0096】
【比較例2】
ポリエステル樹脂 100重量部
含クロムアゾ染料 3重量部
ポリプロピレン 5重量部
上記処方の混合物をヘンシェルミキサーにて混合後、180℃に設定した混練押し出し機によって混練した後、冷却固化せしめ、これをカッターミルにて粗粉砕後、機械式粉砕機を使用して微粉砕し、得られた微粉砕物を旋回式風力分級装置を使用して、重量平均粒径が6.21μm、5μm以下が63.2個数%、12.7μm以上の粒子が0.0体積%の粒度分布に分級し母体粒子を得た。さらに、この母体着色粒子100重量部に対して、平均粒径0.3μmの疎水性シリカ0.5重量部、疎水性酸化チタン0.3重量部を添加して、ヘンシェルミキサーにて混合し、トナーiを得た。
このトナーを用い参考例1と同様に現像剤を作製し、評価を行った。評価結果は以下の表1及び表2に示す。
【0097】
【表1】
【0098】
【表2】
【0099】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の二成分現像剤を画像形成に用いれば、トナー飛散や地肌汚れのない良好な画像、さらには細線及び中間調の再現性に優れた解像度の高い画像が得られる。しかも、長時間使用しても現像剤の耐久性が高く、連続して安定した良好な画像が得られる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図2】 本発明の画像形成装置の一例における現像剤の動作を説明するための部分断面図である。
【図3】 本発明の画像形成装置の一例における現像剤の動作を説明するための別の部分断面図である。
【図4】 本発明の画像形成装置の一例における現像剤の動作を説明するための別の部分断面図である。
【符号の説明】
1 潜像担持体(感光体ドラム)
13 現像装置
14b 対向面
15 現像剤担持体(現像スリーブ)
16a 現像剤収容部
16 現像剤収容部材
17 第1の規制部材(第1ドクターブレード)
18 トナー
19 トナー収容部(トナーホッパー)
20 トナー供給開口部
21 トナー供給手段(トナーアジテータ)
22 現像剤
23 第2の規制部材(第2ドクターブレード)
22a 磁性キャリア
X 界面部(界面)
Y 合流点
a、b 磁性キャリアの移動方向
l 長さ
α 傾斜角度
Claims (5)
- 少なくとも結着樹脂及び磁性体からなる磁性トナーと、少なくとも磁性体からなる磁性キャリアとからなる二成分現像剤において、該磁性トナーの粒径分布が、(1)重量平均粒径が6.0〜8.0μm、(2)5μm以下の磁性トナー粒子が40〜60個数%であり、(3)12.7μm以上の磁性トナー粒子が2体積%以上であり、かつ、該磁性トナーの5kエルステッドの磁場中での磁化が10〜25emu/gであることを特徴とする二成分現像剤。
- 前記磁性トナーが少なくとも疎水性酸化ケイ素微粒子及び/又は疎水性酸化チタン微粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載の二成分現像
剤。 - 前記磁性キャリアが少なくともシリコ−ン樹脂を主成分としたコ−ト層を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の現像剤。
- 画像形成装置であって、
内部に磁界発生手段を有し、
少なくとも結着樹脂及び磁性体からなる磁性トナーと、少なくとも磁性体からなる磁性キャリアとからなる二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持されて搬送される前記現像剤の量を規制する第1の規制部材と、
第1の規制部材により掻き落とされた前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に隣接し、前記現像剤担持体にトナーを供給するトナー収容部とを備え、
前記現像剤収容部は、第1の規制部材よりも前記現像剤担持体上の現像剤の搬送方向上流側に配設された第2の規制部材を有し、
該第2の規制部材と前記現像剤担持体との間には間隙が設定されており、
前記二成分現像剤が請求項1に記載の二成分現像剤であることを特徴とする画像形成装置。 - 画像形成方法であって、
請求項4に記載の画像形成装置を用い、
前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度の変化に応じて、該現像剤とトナーとの接触状態を変化させることによって、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー取り込み状態を変化させ、
前記第2の規制部材によって、前記現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度が上昇し該現像剤の層厚が増加した場合に、該現像剤の増加分の通過を規制することを特徴とする画像形成方法。
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