JPH06202373A

JPH06202373A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH06202373A
Application number: JP4348867A
Authority: JP
Inventors: Masanao Kunugi; 正尚功刀
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: JP3389930B2

Abstract

(57)【要約】【目的】トナー循環により効率的にトナーを使用し、
長期間に渡り安定して高画質な画像を形成できる信頼性
の高い画像形成装置を提供すること。【構成】クリーニング部２０と現像部１０との間でエ
ンドレスにトナーを循環させ、かつ循環経路中でトナー
を補給する手段、接触帯電手段、圧接転写手段を有する
画像形成装置で、シリコーンオイル及びシリコーンワニ
スで処理され、粒径が０．２μｍ以下、処理後の比表面
積が処理前の６０％以下の無機物微粒子を含有するトナ
ーを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスを用
いて画像を形成する装置に関する。さらに詳しくは、現
像器とクリーニング容器の間でトナーを循環し、画像形
成を行うトナーリサイクルシステムからなる画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては、米国特許第
２２９７６９１に示されているカールソンプロセスを基
本として、これまでに多数の方法が提案されている。一
般には光導電性物質を用いた感光体上に静電気的潜像を
形成し、次に該潜像に‘トナー’と呼ばれる微粉末を選
択的に付着させ、現像を行い、該潜像を顕像化する。こ
の顕像化したトナーを必要に応じて紙などの転写材に転
写した後、熱及び圧力、または溶剤蒸気などにより定着
し画像形成物を得るものである。このプロセスの中で、
記録紙へトナーを転写後、感光体上に残ったトナーはク
リーニング後、廃トナーとして多くの場合、廃棄されて
いた。しかし、ランニングコストの低減、汚染防止、操
作性等の観点から、このクリーニング後の捕集されたト
ナーを再度現像に使用する方式が数多く提案されてい
る。例えば米国特許第３６３４０７７号、米国特許第３
６７８８９６号明細書、特開昭５５−４５０１２号公
報、特開昭６１−２４９０６１号公報においてクリーニ
ング手段で捕集されたトナーを現像部に搬送する事が開
示されている。しかし、これらの方法では、クリーニン
グ手段からのトナーを均一にトナー供給部、及びトナー
担持体に供給する事ができず、トナー担持体に均一にト
ナー層を形成する事ができない。また、搬送途中にトナ
ーが圧縮凝集し、トナー詰まりが生じ易い。更に、トナ
ーに過大な機械的応力が加わるためトナーが破砕され易
い等の問題点を有している。また、特開平３ー２９４８
６４号公報においては比較的粒径の大きい無機物微粒子
にシリコーンオイル処理を行った外添剤を含有するトナ
ーを用い、トナーリサイクルを行う事が開示されいる。
しかし、上記従来例では、外添剤が研磨効果を有するた
め、トナー循環を行うと長期間の使用により循環部材が
研磨され、これがトナー中に混入し、画質劣化を招く。
更にトナーの流動性がトナー循環には不十分であり、循
環をスムーズに行う事ができない。また、トナー循環中
にトナー同士の接触により、外添剤の剥離、脱落が起こ
り、トナー凝集、帯電不均一が生じ易く長期間にわたっ
てトナー循環を行う事ができず、良好な画像を安定に形
成する事ができないという問題点を有している。

【０００３】また、トナーの外添剤に関しては、トナー
に流動性を与え、高画質の画像を形成するために種種の
表面処理シリカを用いる事が広く行われている。例え
ば、特開昭６１ー２７７９６４、特開平３ー５９５６
６、特開平２ー２８７４５９号公報等にシリコーンオイ
ルで処理した外添剤を用いる画像形成方法が開示されて
いる。しかし、いずれも磁性トナーを用いた場合であ
り、定着不良、画像カブリ等の問題点を有している。

【０００４】更に近年、電子写真プロセスを用いた画像
形成装置では、オゾンの発生量を低減するために、従来
のコロナ帯電やコロナ転写に代わり、接触帯電や圧接転
写が検討されている。例えば特開平３ー２９２２６４号
公報においては接触帯電部材へのトナーフィルミングを
防止している。しかし、クリーニング部材で外添剤のみ
がすり抜け接触帯電部材に付着し、帯電むらを発生する
という問題点を有している。

【０００５】また、特開平１−１９５４５９号公報にお
いて、接触転写に用いる転写ローラーのクリーニング性
を向上するトナーが開示されている。しかしながら、非
通紙時に、クリーニングバイアスにより転写ローラーに
転移した逆極性トナーが次回通紙時に紙裏汚れとなって
転写されてしまうという問題点を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決するもので、その目的とするところ
は、トナーをクリーニング手段と現像手段の間でエンド
レスに循環させ、トナーを現像に効率よく使用すると共
に、潜像担持体の現像部にトナーを搬送するトナー担持
体に均一にトナーを補給する為のトナー循環において、
トナー凝集やトナー詰まりがなく、安定してトナーを循
環し、供給不良に起因する画像乱れ等のない、高画質の
画像を形成する事である。

【０００７】また、本発明の目的は長期間の使用によっ
ても、異物の混入がなく、トナー破砕、外添剤の剥離、
脱落がなく、初期と同様にカブリ等のない高画質の画像
を安定して形成する事である。

【０００８】また、本発明は、トナー循環を使用し、更
に接触帯電、接触転写を行い、小型で、ランニングコス
トが低く、高画質の画像を長期間にわたって安定に形成
する事ができる画像形成装置を提供する事である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、潜像担持体に対して所定の電位に前記潜像担持体を
帯電させる帯電手段、前記潜像担持体に光照射して静電
潜像パターンを形成する露光手段、前記静電潜像パター
ンにトナーを付与して顕像化する現像手段、現像された
前記トナーを記録材に転写する転写手段、前記潜像担持
体上に残留したトナーを除去するクリーニング手段、前
記クリーニング手段と前記現像手段との間でエンドレス
にトナーを循環させ、かつトナーを循環させる経路中で
トナーを補給する手段を有する画像形成装置において、
前記トナーが、シリコーンオイル及びシリコーンワニス
で処理された無機物微粒子を含有する事を特徴とする。
また、前記シリコーンオイル及びシリコーンワニスで処
理された無機物微粒子の粒径が０．５μｍ以下である事
を特徴とする。また、前記シリコーンオイルで処理され
た無機物微粒子の比表面積が処理前の無機物微粒子の比
表面積の６０％以下である事を特徴とする。また、前記
トナーがポリエステル樹脂を用いることを特徴とする。
また、前記帯電手段が前記潜像担持体に接触する帯電部
材からなる事を特徴とする。また、前記転写手段が前記
潜像担持体に圧接する転写部材からなる事を特徴とす
る。

【００１０】

【作用】本発明の上記構成によれば、トナー担持体に均
一にトナーを供給する目的のために、クリーニング後の
トナーと未使用トナーをクリーニング部と現像部の間で
循環させる事が有効である。しかし、この方法ではトナ
ーに対し、上述した課題を解決する事が要求された。従
って、この課題を解決するために、鋭意研究した結果、
本発明に到達した。本発明で用いるシリコーンオイルは
一般的に耐熱性、化学的、物理的安定性、撥水性、消泡
性、離型性等の特性を有している事が知られている。シ
リコーンオイル処理された外添剤を含有するトナーをト
ナー循環に用いるとシリコーンオイルの特性である、耐
熱性、離型性、安定性、低表面エネルギー性により、循
環によるトナー同士の接触が強く働いても、凝集、トナ
ー付着などが発生せず、あたかも液体を循環するよう
に、トナー集合体が循環移動するものと考える。また、
長期使用によってもトナー劣化が生じ難いのは、シリコ
ーンオイルが外添剤の表面に被膜上に形成され、シリコ
ーンオイルの付着強度が強い為であると考えられる。ま
た、外添剤の粒径は０．５μｍ以下がよい。更に、好ま
しくは０．００５〜０．０５μｍが最適である。０．５
μｍを越えるとトナーの流動性が悪く、トナー循環をス
ムーズに行う事ができない。また外添剤が剥がれ易く画
質を劣化させる。また、０．００５μｍ以下では樹脂へ
外添剤が埋め込まれ易く、連続運転を行うと流動性が悪
化し好ましくない。更に、シリコーンオイル処理された
外添剤のＢＥＴ法による比表面積が処理前の外添剤の比
表面積の６０％以下である事が好ましい。例えば、処理
前の外添剤の比表面積が２００ｍ²／ｇの場合、シリコ
ーンオイル処理後の比表面積が１２０ｍ²／ｇ以下で有
るものを用いる事が必要である。これは、シリコーンオ
イルによる表面被覆率の程度を示すもので、変化率が大
きい程、被覆率が高いという事を示していると考えられ
る。また、本発明に用いる樹脂としては、現在一般的に
用いられている、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂等を使用する事ができるが、好まし
くはポリエステル樹脂がよい。ポリエステル樹脂は他の
樹脂に比較して、いわゆるジン性が強く、機械的耐久性
に優れている。この為、トナーをエンドレスに循環させ
ても、トナー破砕が生じ難いものと考える。また、接触
帯電部材及び圧接転写部材を用いても、高画質の画像を
安定に形成できるのは、上述したように、外添剤の埋め
込み等のトナー劣化が少なく、カブリがない為であり、
また、外添剤の剥離、トナーの破砕が少なく、画像形成
部材への付着が少ない為であると考えられる。

【００１１】以下、実施例に従って、本発明を詳細に説
明する。しかし、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例における画像形成装
置の断面概観図である。図１において、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を
有する感光層を形成したものである。帯電ローラ２は矢
印１ａ方向に回転する潜像担持体１に従動しながら潜像
担持体１を帯電させる。尚、帯電ローラ２は図示省略し
た押圧機構によって潜像担持体１に向かって押圧され、
バイアスが印加されている。

【００１３】次に、レーザー等の光源より放射され、走
査モータ４２により回転される走査ミラー４１により走
査され、レンズ４３、ミラー４４により潜像担持体１に
入射させられる光ビームによって、潜像担持体１上に像
露光がされ潜像が形成される。

【００１４】次に、現像部１０においてトナーを貯蔵す
る貯蔵部１４内のトナーが、トナーを攪拌しながら回転
する供給ローラ１３により回転する現像ローラ１１の表
面にコーティングされ、この現像ローラ１１の表面にコ
ーティングされたトナーは、例えば非磁性または磁性の
金属や樹脂等で構成された板状の規制ブレード１２と摺
擦する事によって、薄層化されるとともに摩擦帯電され
る。供給ローラ１３としてはシャフトの外周に発泡部材
が同心円状に配設されたもの等を用いる事ができる。現
像ローラ１１としてはシャフトの外周に導電性の弾性体
を同心円状に配設されたもの等を用いる事ができる。現
像ローラ１１にはバイアスが印加されており、薄層化し
たトナー層は潜像担持体１へと搬送され、現像ローラ１
１と潜像担持体１が圧接して構成するニップ部で潜像担
持体１の潜像に反転現像される。

【００１５】また、図１では潜像担持体１と現像ローラ
１１は接触しているが、非接触の場合にも適用する事が
できる。次に、潜像担持体１に現像されたトナー像は、
図示省略した押圧機構によって潜像担持体１に向かって
押圧され潜像担持体１上のトナー像とは逆極性のバイア
スを印加されている転写ローラ５と潜像担持体１により
挟まれて搬送される記録紙３に転写される。尚、記録紙
３は給紙ローラ４により転写部分へと送られトナー像の
転写を受けた後、定着ローラ６による加熱によりトナー
像が定着され、排紙ローラ７により矢印３ａの方向に排
出される。

【００１６】次に、クリーニング部２０において転写残
りのトナーは潜像担持体１に圧接しているクリーニング
ブレード２１によって掻き取られ、クリーニングされた
潜像担持体１は再び次の画像形成プロセスへ移行が可能
となり、再び上記プロセスを繰り返して画像を連続形成
する。

【００１７】次に、トナー循環について述べる。搬送部
材３１は循環移動をしており、画像形成により現像部１
０において消費され減少する貯蔵部１４内のトナーは、
減少するとほぼ同時に現像部１０内を移動する搬送部材
３１により搬送されているトナーが落下することで自動
的に補給され、またクリーニング部２０において掻き取
られたトナーは、クリーニング部２０内を移動する搬送
部材３１に落下して搬送され現像部１０でのトナーの補
給に使われる。

【００１８】図２は図１の実施例におけるトナー循環を
行う搬送機構を示す図であり、図２（ａ）は本発明のト
ナー循環搬送機構の上面断面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）の矢印ｂに示される断面の側面断面図である。図
２を用いて図１に示した実施例のトナー循環搬送機構に
ついてさらに詳しく説明する。

【００１９】搬送部材３１はコイルバネであり矢印３１
ａの方向に、駆動軸３３から駆動が伝えられる駆動ギヤ
３２により駆動が与えられ、トナー容器３５と連通する
供給窓３４、現像部１０、クリーニング部２０を順次通
って循環移動する。搬送部材３１であるコイルバネを駆
動ギヤ３２の溝とコイルバネの素線を係合させることで
駆動することにより、駆動に際しコイルバネ内のトナー
を搬送している空間に駆動ギヤ３２の歯がくい込む事と
なり、搬送部材３１であるコイルバネの搬送空間が狭め
られて搬送されているトナーは強制的に動かされ、搬送
されているトナーの凝集が防止される。

【００２０】循環移動する搬送部材３１はまず、トナー
を補給する手段であるトナー容器３５と連通する供給窓
３４を通過する。トナー容器３５は搬送部材３１の循環
移動経路の上方に配置されており、トナー容器３５内の
トナーは駆動軸３３から駆動が伝えられる攪拌部材３７
の回転により攪拌されて流動状態にある。尚、トナー容
器３５には蓋部材３６が設けられており、トナー容器３
５への外部からのトナーの補給が可能となっている。

【００２１】搬送部材３１が供給窓３４を通過する際、
搬送部材３１がトナーで満たされていない場合はトナー
容器３５内のトナーは供給窓３４から搬送部材３１に落
下するが、搬送部材３１は駆動ギヤ３２によって搬送空
間が狭められた状態にあるためトナー容器３５からトナ
ーが落下しても搬送部材３１内のトナー量は本来搬送可
能なトナー量に対して少ない量で保たれる。

【００２２】供給窓３４を通過して一定量のトナーを搬
送している搬送部材３１は、駆動ギヤから離れて現像部
１０へ移動する。現像部１０において貯蔵部１４内のト
ナーが搬送部材３１に接する量蓄えられていない場合、
搬送部材３１に搬送されているトナーは貯蔵部１４に落
下する。搬送部材３１は現像部１０を画像形成の幅方向
に横切っており、貯蔵部１４内のトナーが搬送部材３１
に接する量蓄えられていない場合に搬送しているトナー
を落下し、貯蔵部１４内のトナーが搬送部材３１に接す
る量蓄えられている場合にはそのまま搬送しているトナ
ーを保持して移動するため、搬送部材３１の循環移動に
よって貯蔵部１４のトナー量は画像形成の幅方向につい
てほぼ搬送部材３１に接する量で一定となる。

【００２３】供給窓３４を通過してトナー搬送量が調整
されて現像部１０において必要に応じてトナーを落下さ
せた搬送部材３１はケーシングの内側にガイドされて方
向を変えてクリーニング部２０を通過する。クリーニン
グ部２０においてクリーニングブレード２１により掻き
取られたトナーは重力の作用により搬送部材３１に落下
し、搬送部材３１が完全にトナーに満たされた状態でな
ければ、この落下したトナーは搬送部材３１によって運
ばれる。前述のように搬送部材３１は駆動ギヤ３２によ
って搬送空間が狭められた状態でトナー搬送量が調整さ
れているためトナーに満たされた状態ではなく、しかも
現像部１０とクリーニング部２０でのトナーの収支を考
えると現像部１０では潜像担持体に現像されたトナー量
が減少しクリーニング部２０では潜像担持体に現像され
たトナーの一部の記録紙３に転写されなかった転写残り
の少量のトナーが落下するため、現像部１０を通過した
後の搬送部材３１にはクリーニング部２０から落下する
トナーを搬送する余裕がある。このため、クリーニング
部２０で落下するトナーは搬送部材３１によって確実に
搬送されていく。

【００２４】供給窓３４、現像部１０、クリーニング部
２０を通過した搬送部材３１は再び供給窓３４へと循環
移動し、必要に応じてトナー容器３５からトナーが補給
されて動作を繰り返す。本発明のトナー循環搬送手段と
して用いる搬送部材３１としては、循環移動が可能なベ
ルトやチェーン等を用いる事ができる。

【００２５】以上のように本発明は、現像部とクリーニ
ング部の間をトナーを循環させる事により画像形成を行
う事ができる。

【００２６】ここで、帯電ローラ２についてさらに詳し
く説明する。帯電ローラ２は、金属のシャフトに導電性
ゴム層を設け、導電性ゴム層の外周に高抵抗層を設けた
２層型ローラーを線圧数ｇｆ／ｍｍで潜像担持体１に圧
接接触させ、放電または電荷注入を用いて潜像担持体１
を所定の電位に帯電させるものである。帯電バイアス
は、例えば潜像担持体１を−６００Ｖに帯電させる場合
には、この電圧に放電開始電圧−５７０Ｖをたした−１
１７０Ｖを印加し、交流成分を重畳する場合には、前述
の直流成分に±６００Ｖ前後の交流電圧を重畳する。ま
た、帯電ローラ２は、潜像担持体１と同周速で回転させ
ても、異周速で回転或いは固定しても良い。さらに、帯
電ローラ２は、トナーの外添剤を付着しにくいことは云
うまでもなく、潜像担持体１を汚染しないこと、粘着し
にくいこと、摩耗しにくいこと、表面が平滑で潜像担持
体１との接触が良好なこと、等の特性が必要である。こ
の他、単層の導電性ゴム層に表面に近付くに従って抵抗
が大きくなるような抵抗分布を持たせた単層の弾性導電
性ローラーや、上記の抵抗層以外に滲み出し防止層、抵
抗調整層、保護層、等を設けた弾性導電性多層ローラー
や、抵抗変化の少ない発泡体を用いた弾性導電性ローラ
ーや、ローラ以外の形態として金属薄板状に抵抗性樹脂
層を形成したフィルム状の弾性体や、抵抗性樹脂で形成
した弾性導電性フィルムや、ファーブラシ等の弾性導電
性ブラシを用いる事によっても潜像担持体１を所定の電
位に帯電することができる。特に、帯電ローラ２の抵抗
については、１０⁶〜１０⁹Ωとすると、高温高湿から低
温低湿にいたる各環境において、潜像担持体１にピンホ
ールが発生してもピンホールに過電流が流れず、帯電の
時定数からも十分な帯電時間を確保して帯電むらの少な
い帯電を行うことができる。

【００２７】ローラ抵抗は、両軸端に各５００ｇｆの加
重で導電板に押圧され、ローラの軸と導電板との間に抵
抗計が接続されローラの抵抗を測定するものである。但
し、抵抗測定時の印加電圧は１０ＶＤＣである。

【００２８】次に、転写ローラ５についてさらに詳しく
説明する。転写ローラ５は、金属のシャフトに導電性発
泡体層を設けた弾性導電性ローラーを用い、線圧数ｇｆ
／ｍｍで潜像担持体１に記録紙３を介して安定に圧接さ
せるものである。転写バイアスは、例えば＋６００Ｖか
ら＋２０００Ｖを印加し、転写ローラ５が直接潜像担持
体１に接触する状態では転写バイアスを切るかクリーニ
ングバイアスを印加する。また、転写ローラ５は、潜像
担持体１と略同周速で回転させる。さらに、転写ローラ
５は、トナーを付着しにくいことは云うまでもなく、潜
像担持体１を汚染しないこと、粘着しにくいこと、摩耗
しにくいこと、表面が均質かつ柔軟で潜像担持体１との
接触が良好なこと、等の特性が必要である。転写ローラ
としてはこの他、スキン付きの導電性発泡体を用いた単
層の弾性導電性ローラーや、滲み出し防止層、抵抗調整
層、保護層、等を設けた多層の弾性導電性多層ローラー
を用いると、潜像担持体１に記録紙３を密着させてトナ
ー飛散や中抜けの無い高品質な転写画像を形成すること
ができる。特に、転写ローラ５の抵抗については、１０
⁵〜１０⁸Ωとすると、高温高湿から低温低湿にいたる各
環境において、転写の時定数からも十分な転写時間を確
保して良好な転写を行うことができ、転写バイアスを出
来るだけ低電圧にして転写による静電潜像パターンへの
影響を低減することが出来る。

【００２９】次に本実施例に用いるトナーについて詳細
に説明する。本画像形成装置に用いるトナーとしては一
般の混練粉砕法、スプレードライ法、重合法によって作
製された体積平均粒径５〜２０μｍの磁性及び非磁性の
ものを使用することができる。トナー組成としては特に
限定されるものではなく、一般的なものを使用すること
ができる。例えば、結着用樹脂としては、ポリスチレン
及び共重合体、例えば、水素添加スチレン樹脂、スチレ
ン・イソブチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、
ＡＳ樹脂，ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、スチ
レン・Ｐクロロスチレン共重合体、スチレン・プロピレ
ン共重合体、スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチ
レン・ブタジエン・塩素化パラフィン共重合体、スチレ
ン・アリル・アルコール共重合体、スチレン・ブタジエ
ンゴムエマルジョン、スチレン・マレイン酸エステル共
重合体、スチレン・イソブチレン共重合体、スチレン・
無水マレイン酸共重合体、アクリレート系樹脂あるいは
メタアクリレート系樹脂及びその共重合体、スチレン・
アクリル系樹脂及びその共重合体、例えば、スチレン・
アクリル共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチル
メタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・ア
クリル酸エステル共重合体、スチレン・メチルメタアク
リレート共重合体、スチレン・ｎーブチルメタアクリレ
ート共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタ
アクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレ
ート・ｎ−ブチルアクリレート共重合体、スチレン・メ
チルメタアクリレート・ブチルアリレート・Ｎ−（エト
キシメチル）アクリルアミド共重合体、スチレン・グリ
シジルメタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエ
ン・ジメチル・アミノエチルメタアクリレート共重合
体、スチレン・アクリル酸エステル・マレイン酸エステ
ル共重合体、スチレン・メタアクリル酸メチル・アクリ
ル酸２ーエチルヘキシル共重合体、スチレン・ｎ−ブチ
ルアリレート・エチルグリコールメタアクリレート共重
合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・アクリ
ル酸共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート
・無水マレイン酸共重合体、スチレン・ブチルアクリレ
ート・イソブチルマレイン酸ハーフエステル・ジビニル
ベンゼン共重合体、ポリエステル及びその共重合体、ポ
リエチレン及びその共重合体、エポキシ樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリプロピレン及びその共重合体、フッソ樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などを一種
類あるいは、二種類以上ブレンドしたものを使用する事
ができる。しかし、トナー循環を円滑に行い、長期間に
わたって良好な画像を形成するために、機械的耐久性に
優れたポリエステル系の樹脂を用いるのが好ましい。

【００３０】着色剤としてはカーボンブラック、スピリ
ットブラック、ニグロシンなどの黒色染・顔料を使用す
る。カラー用としては、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
ミド誘導体などの染料を使用することができる。更に、
分散剤として、金属石鹸、ポリエチレングリコールな
ど、帯電制御剤として、電子受容性の有機錯体、塩素化
ポリエステル、ニトロフニン酸、第４級アンモニウム
塩、ピリジニル塩などを添加することができる。磁性剤
としては結着樹脂に分散したときに化学的に安定であ
り、粒径５μｍ以下の微粒子が好ましい。例としては、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎの金属粉、Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｆ
ｅ₂Ｏ₃、Ｃｒ₂Ｏ₃、フェライトなどの金属酸化物、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
金などを用いる事ができ、予めカップリング剤等の予備
処理を施しても構わない。また、離型剤としてポリプロ
ピレンワックス、ポリエチレンワックス等を添加する事
もできる。更に、その他の添加剤として、ステアリン酸
亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を用いる事ができる。
また、外添剤としては種種の無機物微粒子を使用する事
ができる。例えばシリカ、アルミナ、酸化チタンなどの
金属酸化物、及びこれらの複合酸化物等を用いる事が有
効である。外添剤の粒径としては０．５μｍ以下が好ま
しく、更に外添剤の剥離、脱離、研磨効果の抑止、トナ
ーの流動性等を考慮すると０．０５μｍ以下が好まし
い。また、外添剤の表面処理剤として用いるシリコーン
オイル及びシリコーンワニスとしては特に限定されるも
のはなく、通常のものを用いる事ができる。例えば、ジ
メチルシリコーンオイル、フェニルメチルシリコーンオ
イル、クロロフェニルシリコーンオイル、アルキルシリ
コーンオイル、フロロシリコーンオイル、メチル水素シ
リコーンオイル、シラノール基含有シリコーンオイル等
を用いる事ができる。無機物微粒子へのシリコーンオイ
ル及びシリコーンワニス処理は公知の方法を用いる事が
できる。例えば、ヘンシェルミキサー等の粉体混合機、
スプレードライ装置による噴霧乾燥機等により処理する
事ができる。本発明に適したシリコーンオイル及びシリ
コーンワニスの無機物微粒子への処理量は処理前後の比
表面積を測定する事により規定される。比表面積は窒素
吸着によるＢＥＴ法により測定した。本発明では処理後
の比表面積が処理前の比表面積の６０％以下が好まし
い。つまり、比表面積が小さくなる事が好ましい。６０
％以上ではシリコーンオイル及びシリコーンワニスによ
る表面処理の程度が不充分で、トナー循環を円滑に、長
期間行う事ができない。また、シリコーンオイル及びシ
リコーンワニスで処理された外添剤のトナーに対する含
有量は０．１〜５ｗｔ％である事が好ましい。また、本
発明に用いるトナーの体積抵抗は１０¹⁷Ωｃｍ以上が好
ましい。抵抗の測定方法はトナーを厚さ０．５ｍｍのペ
レットに圧粉成形し、上下に電極を載せ、１Ｋｇ／ｃｍ
²の荷重を印加した状態で電圧２５０Ｖを印加したとき
の電流値を求め、体積抵抗値に換算した。測定は窒素雰
囲気に置換した乾燥デシケータ内で行った。

【００３１】以下に具体例を示す。

【００３２】（具体例１）本具体例１で用いるトナーに
ついて説明する。トナー組成を以下に示す。

【００３３】ポリエステル樹脂８８ｗｔ％ポリプロピレンワックス３ｗｔ％電荷制御剤２ｗｔ％カーボンブラック６ｗｔ％上記組成の原料を使用し、スクリュウ押出機で混練し、
粗粉砕する。次にジエット粉砕機で微粉砕し、分級して
体積平均粒径９μｍのトナー母粒子を作製した。

【００３４】次に、無機物微粒子として粒径０．０１２
μｍのシリカにジメチルシリコーンオイルを表面処理し
た外添剤を作製した。この外添剤のＢＥＴ法による比表
面積は処理前が２００ｍ²／ｇ、処理後は処理前の５０
％である１００ｍ²／ｇであった。次にこの外添剤０．
８ｗｔ％をヘンシェルミキサーによりトナー母粒子の表
面に含有させトナーを作製した。またトナー抵抗は５×
１０¹⁷Ωｃｍであった。次に、図１に示す画像形成装置
により、画像を形成した。その結果、トナー凝集、トナ
ー詰まり等がなく、トナー循環を円滑に行う事ができ、
供給不良等による画像乱れは全くなかった。また、１０
０００枚のランニング印字を行っても、カブリ等の無い
高画質の画像を安定して形成する事ができた。また、同
様な試験を３５℃ー６５％ＲＨの高温高湿下及び１０℃
ー１５％ＲＨの低温低湿下において行ったが、著しい画
質劣化はなく、安定して良好な画像を形成する事ができ
た。この様に、シリコーンオイル処理した外添剤を用い
る事によって、トナー循環を行い、更に帯電ローラ及び
転写ローラを使用する画像形成装置においても長期間に
渡り、安定して良好な画像を形成する事ができる。

【００３５】（具体例２）次に、具体例１のシリカの粒
径を変化させた外添剤を作製し、その他は具体例１と同
様にトナーを作製し、図１の画像形成装置を用い画像を
形成した。結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１の結果より明らかなように、外添剤の
粒径が０．５μｍを越えると、トナー循環を良好に行う
事ができず、更に供給不良、剥離外添剤等により、画質
の劣化が著しくなる。この原因は、流動性が低く、かつ
外添剤が剥がれ、感光体、帯電ローラ等に付着する事に
よるものと考えられる。従って、外添剤の粒径は０．５
μｍ以下が好ましく、更に好ましくは０．０５μｍ以下
である。

【００３８】（具体例３）次に、具体例１の外添剤を用
い、ジメチルシリコーンオイル処理後の比表面積を変化
させたものを作製した。その他は具体例１と同様にトナ
ーを作製し、図１の画像形成装置を用い画像を形成し
た。結果を表２に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】表２の結果より明らかなように、処理後の
比表面積の減少率が６０％を越えている場合、トナー循
環を安定に円滑に行う事ができない。この原因は、外添
剤表面へのシリコーンオイルによる被覆が不充分である
為だと考えられる。従って、処理後の比表面積は処理前
の比表面積の６０％以下になるようにシリコーンオイル
で処理する事が必要である。

【００４１】以上、本実施例では図１に示す画像形成装
置と具体例に示したシリコーンオイル処理外添剤含有ト
ナーについて説明を行ったが、本発明はこれらに限定さ
れるものではなく、トナー循環を行うプロセス全般に適
用する事ができる。特にプリンターや複写機やファクシ
ミリやディスプレーに応用すれば有効である。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、クリ
ーニング手段と現像手段との間でエンドレスにトナーを
循環させ、かつトナーを循環させる経路中でトナーを補
給する手段を有する画像形成装置に用いるトナーとし
て、シリコーンオイル及びシリコーンワニスで処理され
た無機物微粒子を含有する事、無機物微粒子の粒径が
０．５μｍ以下である事、シリコーンオイルによる処理
後の比表面積が処理前の比表面積の６０％以下になるよ
うにする事、トナーの樹脂として、機械的耐久性に強い
ポリエステル樹脂を用いる事により、トナー凝集やトナ
ー詰まりを起こさず、トナー循環を円滑に、長期間安定
して行う事ができ、供給不良等による画像乱れ等が無
く、高画質の画像を形成する事ができる。

【００４３】また、長期間に渡って異物の混入がなく、
トナー破砕、外添剤の剥離、脱落がなく、初期と同様に
カブリ等のない高画質の画像を安定して形成する事であ
る。

【００４４】また、本発明は、トナー循環を使用し、更
に接触帯電、圧接転写を行う事ができる。これにより小
型で、ランニングコストが低く、高画質の画像を形成で
きる画期的な画像形成装置を提供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す断面
概観図。

【図２】（ａ）図１の実施例のトナー搬送機構の上面
断面図。（ｂ）図２（ａ）の矢印ｂに示される断面の側面断面
図。

【符号の説明】

１潜像担持体２帯電ローラ３記録紙４給紙ローラ５転写ローラ６定着ローラ７排紙ローラ１０現像部１１現像ローラ１２規制ブレード１３供給ローラ１４貯蔵部２０クリーニング部２１クリーニングブレード３１搬送部材３２駆動ギヤ３３駆動軸３４供給窓３５トナー容器３６蓋部材３７攪拌部材４１走査ミラー４２走査モータ４３レンズ４４ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像担持体に対して所定の電位に前記潜
像担持体を帯電させる帯電手段、前記潜像担持体に光照
射して静電潜像パターンを形成する露光手段、前記静電
潜像パターンにトナーを付与して顕像化する現像手段、
現像された前記トナーを記録材に転写する転写手段、前
記潜像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニン
グ手段、前記クリーニング手段と前記現像手段との間で
エンドレスにトナーを循環させ、かつトナーを循環させ
る経路中で補給する手段を有する画像形成装置におい
て、前記トナーがシリコーンオイル及びシリコーンワニ
スで処理された無機物微粒子を含有する事を特徴とする
画像形成装置。
【請求項２】前記シリコーンオイル及びシリコーンワ
ニスで処理された無機物微粒子の粒径が０．５μｍ以下
である事を特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記シリコーンオイル及びシリコーンワ
ニスで処理された無機物微粒子の比表面積が処理前の無
機物微粒子の比表面積の６０％以下である事を特徴とす
る請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記トナーがポリエステル樹脂を用いる
ことを特徴とする請求項１または２または３記載の画像
形成装置。
【請求項５】前記帯電手段が前記潜像担持体に接触す
る帯電部材からなる事を特徴とする請求項１または２ま
たは３または４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記転写手段が前記潜像担持体に圧接す
る転写部材からなる事を特徴とする請求項１または２ま
たは３または４または５記載の画像形成装置。