JPH09114129A

JPH09114129A - 現像装置

Info

Publication number: JPH09114129A
Application number: JP7297783A
Authority: JP
Inventors: Kiyonari Ogawa; 研也小川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-05-02

Abstract

(57)【要約】【課題】１成分現像剤の非磁性トナーに添加した外添
剤のトナーからの遊離を防止して、トナーに摩擦帯電電
荷を良好に付与することにより、高品質な画像を得るこ
とを可能とし、また非磁性トナーとして球形トナー、さ
らには重合トナーの球形トナーを用いる場合にも、適用
することができる現像装置を提供することである。【解決手段】負帯電性の非磁性トナーＴ１に、その帯
電極性と同極性の強ネガ帯電極性の第１の外添剤Ｓｎに
加え、逆極性の強ポジ帯電性の第２の外添剤Ｓｐをも添
加して使用し、強ネガ帯電性の外添剤ＳｎとトナーＴ１
との間に強ポジ帯電性の外添剤Ｓｐを介在させて、静電
気力により強ネガ帯電性の外添剤をトナーの表面に強固
に付着させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真法を用い
た画像形成装置における現像装置に関し、特に、非磁性
１成分現像剤を用いた現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やコンピュータ等の外部装置の出
力手段として、従来、図４のような電子写真法を用いた
画像形成装置が提案されている。

【０００３】図４に示すように、画像形成装置は、像担
持体として電子写真感光ドラム１００を有し、感光１０
０が一次帯電器（帯電ローラ）１１７により一様帯電さ
れる。この感光ドラム１００に対し、たとえば外部装置
から入力された画像情報に対応して、露光装置１２３に
より光照射が行なわれ、感光ドラム１００上に静電潜像
が形成される。感光ドラム１００上に形成された静電潜
像は、現像装置１４０により一次帯電器１１７による帯
電と同極性のトナーＴを用いて反転現像され、トナー像
として可視化される。

【０００４】得られたトナー像は、感光ドラム１００に
供給された転写材Ｐ上に転写帯電器（転写ローラ）１１
４により転写される。転写が終了した転写材Ｐは、感光
ドラム１００から分離して定着器１２６に送られ、そこ
でトナー像が定着されて、永久像のプリント画像とされ
る。感光ドラム１００は、転写されずにその上に残った
トナーをクリーニング装置１１６により除去して、次の
画像形成プロセスに供される。

【０００５】上記の現像装置１４０を図５により説明す
る。この現像装置１４０は非磁性一成分現像法を採用し
ており、現像容器１４０ａ内に一成分現像剤と絶縁性の
非磁性トナーＴを収容している。本例では、非磁性トナ
ーＴは負帯電性で、その実現したい色に応じて、イエロ
ー、マゼンタ、シアンあるいはブラックなどの一つの顔
料を含有している。このような非磁性一成分現像法は、
近年、簡易なカラー現像方法として実用化されつつあ
る。

【０００６】現像容器１４０ａの感光ドラム１００側の
開口部内には、アルミニウム、ステンレス等の金属から
なる導電性の現像スリーブ１０２が設置されている。本
例では、現像スリーブ１０２は外径１６ｍｍに形成され
ている。この現像スリーブ１０２は、図示しない間隙規
制部材により感光ドラム１００と一定の微少間隔を保っ
て配置され、矢印の向きに回転することにより、その上
に担持したトナーＴを感光ドラム１００と対向した現像
領域に搬送する。

【０００７】現像スリーブ１０２には、ウレタンスポン
ジ製のトナー供給ローラ１０５が当接されている。供給
ローラ１０５は、現像スリーブ１０２と当接部において
逆方向に回転することにより、現像スリーブ１０２上に
現像に使用されずに残った残留トナーを除去して、トナ
ー履歴（いわゆるゴースト）を消去するとともに、新た
なトナーＴを現像スリーブ１０２上に供給する。供給さ
れたトナーＴは、その摩擦帯電電荷に基づく鏡映力によ
って、現像スリーブ１０２上に吸着、担持される。現像
容器１４０ａ内には、矢印の方向に回転するトナー撹拌
部材１０６が設置され、この撹拌部材１０６は、トナー
Ｔを撹拌しながら供給ローラ１０５に供給する。

【０００８】現像スリーブ１０２には、トナー規制部材
として現像ブレード１０３が当接されており、この現像
ブレード１０３は、現像スリーブ１０２上のトナーＴを
規制して、トナーＴに現像に適した極性の摩擦帯電電荷
を付与するとともに、トナーＴをトナー薄層１０７に形
成し、現像領域に搬送されるトナー量を規定する。

【０００９】現像領域に搬送されるトナー量は、現像ブ
レード１０３の現像スリーブ１０２への当接圧や当接長
さ等により定まる。現像ブレード１０３は、現像容器１
０４ａに取付けた厚さ数１００μｍのリン青銅やステン
レス等の金属薄板１０４上に接着あるいは溶着により固
定することにより、チップブレードに構成されている。
チップブレードの現像ブレード１０３は、金属薄板１０
４の弾性によって現像スリーブ１０２に均一に当接され
る。このとき金属薄板１０４の材質、厚さ、現像ブレー
ド１０３表面への現像スリーブ２への侵入量、設定角に
よって、現像ブレード１０３の現像スリーブ１０２への
当接条件が決定され、トナー搬送量は、現像スリーブ１
０２の表面単位面積当たりで、０．３〜１．０ｍｇ／ｃ
ｍ² 程度に規定される。

【００１０】現像時、現像スリーブ１０２に感光ドラム
１００との間で、図示しない電源により現像バイアスが
印加される。現像領域に搬送されたトナーは、現像バイ
アスによる現像電界により、現像スリーブ１０２から感
光ドラム１００上に飛翔し、感光ドラム１００上の潜像
に付着、現像して、潜像をトナー像として可視化する。

【００１１】ここで、一成分現像剤たる非磁性トナーＴ
について説明する。トナーを製造する方法としては、樹
脂、低軟化点物質からなる離型剤、着色剤、荷電制御剤
等を、加圧ニーダーエクストルーダーまたはメディア分
散機を用いて均一に分散させた後、機械的またはジェッ
ト気流下でターゲットに衝突させ、所望のトナー粒径に
微粉砕化させた後、さらに分級工程を経て粒度分布をシ
ャープにして、トナー化するいわゆる粉砕方法；特公昭
５６−１３９４５号公報になどに記載のディスクまたは
多流体ノズルを用い、溶融混合物を空気中に霧化して球
状トナーを得る方法；特公昭３６−１０２３１号公報、
特開昭５９−５３８５６号公報、特開昭５９−６１８４
２号公報に述べられている懸濁重合法を用いてトナーを
直接生成する方法；単量体は可溶であるが重合体は不溶
とする水系有機溶剤を用い、トナーを直接生成する分散
重合方法；水溶性極性重合開始剤の存在下で直接重合し
てトナーを生成する、ソプフリー重合法に代表される乳
化重合法などがあり、いずれも、非磁性トナーの製造に
利用可能である。

【００１２】しかしながら、近年、トナーは形状が球形
であると、トナーの流動性およびトナー転写時の転写効
率を向上できることがわかってきた。

【００１３】トナー形状の球形の作用効果は、トナーの
流動性を向上し、トナーの機械的ストレスを減少するこ
と、また転写効率を１００％近くまで得ることを可能に
することである。粉砕トナーのような不定形トナーで
は、転写ローラにおいて押圧力が高いと、トナーが感光
ドラムに機械的に押し付けられて、いわゆる”文字の中
の抜け”の転写不良が発生しやすくなるが、球形トナー
ではそれが発生しづらい。

【００１４】トナーの形状係数としてＳＦ−１、ＳＦ−
２とがあり、本発明では、トナーの形状係数ＳＦ−１、
ＳＦ−２を、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）
を用いて、トナー粒子像を無作為に１００個サンプリン
グし、その画像情報をインターフェースを介してニコレ
社製の画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し、解析を
行ない、下式により得られる値として定義した。

【００１５】ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）² ／ＡＲＥ
Ａ｝×（π／４）×１００ＳＦ−２＝（ＰＥＲＩ／ＡＲＥＡ）×（π／４）×１０
０ここで、ＡＲＥＡ：トナー投影面積ＭＸＬＮＧ：トナー絶対最大長ＰＥＲＩ：トナー周長

【００１６】このＳＦ−１は球形度合を示し、ＳＦ−２
は凹凸度合を示す。球形トナーとしては、形状係数ＳＦ
−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２−であ
るものが好適に用いられる。さらに好ましくは、ＳＦ−
１が１００〜１３０、ＳＦ−２が１００〜１１５であ
る。ＳＦ−１が１４０を超えたり、ＳＦ−２が１２０を
超えると、トナーのかぶりが増したり、耐久性が若干劣
ることがある。

【００１７】球形トナーを製造する方法としては、主
に、１）従来の粉砕トナー（粉砕方法）の表面を熱的、
機械的ストレスにより塑性球形化処理する方法、２）重
合法がある。

【００１８】近年の電子写真の高画質化の一環としてト
ナー粒子の小径化があるが、粒子を粉砕するのに必要な
エネルギーはトナー粒径のマイナス２乗に比例するの
で、粉砕法によるトナーの小径化は不利であるが、重合
法では、化学反応を用いてトナー粒子を生成するため、
トナーの小径化が容易であり、かつシャープな粒径分布
も得られやすい。特に、常圧下または加圧下での懸濁重
合法が特に好ましく、粒度分布がシャープな４〜８μｍ
の微粒子の球形トナーを比較的容易に得ることができ
る。

【００１９】また懸濁重合法によれば、低軟化点物質を
内包させることが可能である。具体的には、水系媒体中
での材料の極性を主要単量体よりも低軟化点物質の方が
小さくなるように設定し、少量の極性の大きな樹脂また
は単量体をさらに添加することにより、内側の低軟化点
物質を外殻樹脂で被覆したいわゆるコア／シェル構造を
有するトナーを得ることができる。

【００２０】このようなコア／シェル構造を有する重合
トナーでは、コアとなる低軟化点物質より、トナーの熱
定着を従来よりも少ない熱量で行なうことが可能とな
る。さらに、コア物質に高離型性物質を用いることによ
り、定着ローラへのトナー融着を防ぐことも可能であ
る。これによって、定着ローラにシリコーンオイル等の
離型剤を塗布する必要がなくなるので、定着器構成が簡
潔になり、定着器の低価格化、メンテナンスフリー化を
達成することもできる。

【００２１】重合トナーの表面を外添剤で被覆すると、
トナー同士もしくはトナーと感光ドラムとの間に微少な
間隙を設けるようにすることができ、重合トナーの流動
性がさらに増したり、転写効率が１００％近くまで向上
することが容易に可能になる。重合トナー表面の外添剤
の被覆率は５〜９９％、より好ましくは１０〜９９％が
よい。

【００２２】トナー表面の外添剤の被覆率は、日立製作
所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いて、トナー粒子
像を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報を
インターフェースを介してニコレ社製の画像解析装置
（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し、解析を行ない、算出するこ
とができる。

【００２３】外添剤の粒径は、トナーに添加したのとき
の外添剤効果の持続性の点から、トナーの重量平均粒径
の１／３以下であることが好ましい。この外添剤の粒径
は、電子顕微鏡によるトナー粒子の表面観察から求めた
平均粒径を意味する。

【００２４】外添剤としては、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
マグネシウム、酸化クロム、酸化錫および酸化亜鉛など
の金属酸化物；窒化ケイ素などの窒化物；炭化ケイ素な
どの炭化物；硫酸カルシウム、硫酸バリウムおよび炭化
カルシウムなどの金属塩；ステアリン酸亜鉛およびステ
アリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩；カーボンブラ
ック、シリカなどを用いることができる。

【００２５】外添剤はトナー１００重量部に対し、０．
０１〜１０重量部が用いられ、好ましくは０．０５〜５
重量部である。外添剤は、単独で用いても、複数を併用
してもよい。また外添剤は、疎水処理を行なったものの
方が好ましい。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、球形
トナーを用いることにより、（１）トナーの流動性が向
上する、（２）転写効率が向上するといった利点があ
る。

【００２７】球形トナーとして重合トナーを用いること
により、（３）トナーの小粒径化が容易である、（４）
トナーの粒径分布がシャープ（従ってトナーの摩擦帯電
量分布がシャープ）になるといった有利性が加わる。

【００２８】懸濁重合法により重合トナーにコア／シェ
ル構造を持たせることにより、（５）トナーの定着性の
向上と耐ブロッキング性の２つを両立できる、（６）ト
ナーのコア部に離型剤を用いることにより、定着ローラ
の離型剤オイル塗布部材を簡素化できるといった点で、
さらに有利になる。

【００２９】かくして、以上により、画像の高画質化と
現像装置、ひいては画像形成装置全体の低コスト化を図
ることが可能になる。

【００３０】しかしながら、従来の非磁性一成分現像装
置１４０では、トナー供給ローラ１０５により現像スリ
ーブ１０２上の現像残りの残留トナーを一度、掻き取
り、過去のトナー履歴を除去した後、新たなトナーＴを
現像スリーブ１０２上に供給する必要があり、残留トナ
ーを十分に掻き取ることができないと、現像スリーブ１
０２上のトナーのチャージアップや、それによるハーフ
トーンにおける画像むら等の発生により、画像品位が著
しく損なわれる。この問題は、非磁性トナーＴとして重
合トナーのような球形トナーを用いると、顕著になる。

【００３１】つまり、第１に、球形トナーは形状が球形
であるが故に、不定形で表面の凹凸が多い粉砕トナーと
比べて、摩擦が小さく滑りやすい。このため球形トナー
は、現像スリーブ１０２との当接部において供給ローラ
１０５の表面を擦り抜け、現像スリーブ１０２上からメ
カニカルに掻き取ることが難しく、現像スリーブ１０２
上に現像の残りの残留トナーが残存し、供給ローラ１０
５による新たなトナーの現像スリーブ１０２上への供給
が阻害される。このためトナーのチャージアップや、ト
ナーのコート量不足、むら等のコート不良が生じ、それ
による画像劣化がもたらされる。

【００３２】第２に、球形トナーは滑りやすいがため
に、トナーの摩擦帯電量が低下する。特に非磁性一成分
現像法では、トナーに十分な摩擦帯電を与えるために高
帯電性の外添剤を添加する必要があるが、この高帯電性
外添剤がチャージアップしやすく、トナーから遊離して
鏡映力で現像スリーブに付着するため、使用の継続によ
り現像スリーブ上に外添剤の薄層が形成され、ついには
現像スリーブ本来の帯電性や搬送性を阻害してしまう。
このため、現像スリーブ上のトナーコート量が減少した
り、不均一になり、画像濃度の低下やハーフトーンの画
像むらが生じ、画像劣化がもたらされる。

【００３３】第３には、球形トナーは滑りやすいため
に、現像スリーブ１０２との当接部において現像ブレー
ド１０３の表面でもトナーのすりぬけが起こり、現像ス
リーブ１０２上に均一なトナー薄層（トナーコート量
０．３〜１．０ｍｇ／ｃｍ² ）を形成することが困難に
なると同時に、トナーの摩擦が低下する。摩擦帯電量が
低下し、現像スリーブと摩擦帯電されずに、現像ブレー
ドを擦り抜けたトナーは、現像スリーブに鏡映力で付着
することができず、現像スリーブから飛散して画像形成
装置内を汚染したり、画像を汚染し、画像の劣化がもた
らされる。

【００３４】以上の通りであるが、特にコア／シェル構
造を有する重合トナーの場合、トナー中の低軟化点物質
がトナーの定着性を向上させものの、トナー自体の強度
を低下せる。このため、現像ブレード１０３およびトナ
ー供給ローラ１０５を現像スリーブ１０２に低い当接圧
で当接させる必要があり、トナーの剥ぎ取りおよび規制
がさらに難しくなり、上記の画像劣化は一層顕著にな
る。

【００３５】本発明の目的は、１成分現像剤の非磁性ト
ナーに添加した外添剤のトナーからの遊離を防止する等
によって、トナーに摩擦帯電電荷を良好に付与する等に
より、高品質な画像を得ることを可能とし、また非磁性
トナーとして球形トナー、さらには重合トナーの球形ト
ナーを用いる場合にも、適用することができる現像装置
を提供することである。

【００３６】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明にかか
る現像装置にて達成される。要約すれば、本発明は、供
給された非磁性１成分現像剤を現像剤の鏡映力で担持し
て像担持体と対向した現像領域へ搬送し、像担持体上に
形成された静電潜像の現像に供する、回転する現像剤担
持体と、現像剤担持体上の現像残りの残留現像剤を剥ぎ
取るとともに、現像剤担持体に新たな現像剤を供給す
る、現像剤担持体と当接して回転する現像剤供給部材
と、現像剤担持体上に担持された現像剤量を規制する現
像剤規制部材とを有する現像装置において、前記非磁性
１成分現像剤は、その帯電極性と同極性の帯電性を有す
る第１の外添剤と、逆極性の帯電性を有する第２の外添
剤の少なくとも２種類の外添剤を外添したことを特徴と
する現像装置である。

【００３７】本発明によれば、好ましくは、前記第１の
外添剤は、摩擦帯電系列上、現像剤よりも上位の帯電性
を有する。前記第２の外添剤は、第１の外添剤よりも一
次粒径が大きい。前記第１の外添剤は、第２の外添剤よ
りも現像剤表面における被覆面積が大きい。前記現像剤
の形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、ＳＦ−２が１０
０〜１２０の範囲である。前記現像剤の一部または全体
が重合法により形成される。前記現像剤の一部または全
体が低軟化点物質からなり、この低軟化点物質の融点が
４０〜９０℃である。さらに、前記現像剤担持体に像担
持体との間で交流成分を有する現像バイアスを印加し
て、現像剤を現像剤担持体と像担持体との間に交互電界
を形成し、この間で現像剤を往復運動させることができ
る。

【００３８】

【発明の実施の態様】以下、図面を参照して本発明の実
施例を詳細に説明する。

【００３９】実施例１図１は、本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図
である。図１に示すように、現像装置４０は非磁性一成
分現像法を採用しており、現像容器４０ａ内に非磁性一
成分現像剤として、球形トナーからなる絶縁性の非磁性
トナーＴを収容している。本実施例によれば、非磁性ト
ナーＴ１は粉砕トナーを球形化して製造され、強ネガ帯
電性とされる。さらに、この非磁性トナー、つまり球形
トナーＴ１は、強ネガ帯電性の外添剤と、強ポジ帯電性
の外添剤の少なくとも２種の外添剤を添加して、現像剤
として使用される。

【００４０】現像容器４０ａの感光ドラム１００側の開
口部内には、アルミニウム製の導電性現像スリーブ２が
設置され、この現像スリーブ２は直径１６ｍｍに形成さ
れている。現像スリーブ２は、図示しない間隙規制部材
により感光ドラム１００と微少間隔３００μｍを保って
配置され、矢印の向きに回転することにより、その上に
担持したトナーＴを感光ドラム１００と対向した現像領
域に搬送する。

【００４１】現像スリーブ２には、スポンジ製のトナー
供給ローラ５が当接されている。本実施例によれば、供
給ローラ５はウレタンの連泡スポンジからなり、そのス
ポンジはアスカーＣ硬度が２０°の低硬度品とした。供
給ローラ５は軟らかいほどトナーの供給、除去時のトナ
ーの劣化を抑制できる。供給ローラ５は直径８ｍｍに形
成され、現像スリーブ２に侵入量１ｍｍで当接した。

【００４２】供給ローラ５は図示しないギアにより、現
像スリーブ２と当接部において逆方向に５０ｍｍ／秒の
周速で回転することにより、現像スリーブ２上の現像残
りの残留トナーを掻き落として、トナー履歴（いわゆる
ゴースト）を消去するとともに、新たなトナーＴを現像
スリーブ２上に供給する。供給されたトナーＴは、その
摩擦帯電電荷に基づく鏡映力によって、現像スリーブ２
上に吸着、担持される。

【００４３】現像スリーブ２には、トナー規制部材とし
て現像ブレード３が当接されており、この現像ブレード
３は、現像容器４ａに取付けた金属薄板上に接着等に固
定して、チップブレードに構成されている。現像ブレー
ド３は、現像スリーブ２上のトナーＴを規制し、摩擦帯
電して、トナーＴを現像に適した摩擦帯電電荷を付与す
るとともに、均一なトナー薄層７に形成し、現像領域に
搬送されるトナー量を規定している。

【００４４】現像領域に搬送されるトナーは、現像時、
現像スリーブ２に感光ドラム１００との間に現像電源４
による現像電界により、現像スリーブ２から感光ドラム
１００上に飛翔し、感光ドラム１００上の潜像に付着
し、潜像をトナー像として可視化する。

【００４５】本実施例では、球形トナーＴ１は、次のよ
うに、粉砕法によりトナーを製造し、これを球形化処理
することにより得た。

【００４６】すなわち、スチレン−アクリル共重合体を
主成分とする結着樹脂、低軟化点物質である離型剤、着
色剤としてのカーボンブラック、荷電制御剤としてのモ
ノアゾ染料の金属錯塩を、加圧ニーダーやエクストルー
ダーまたはメディア分散機を用いて均一に分散させた
後、機械的またはジェット気流下でターゲットに衝突さ
せ、所望のトナー粒径に微粉砕化させる。次いで粉砕ト
ナーに塑性球形化処理を行なって球形トナーとし、その
後、分級工程を経てトナーの粒度分布をシャープにし
て、製品トナーとしたものである。

【００４７】塑性球形化処理の装置としては、奈良機械
（株）製ハイブリダイゼーション・システムやターボ工
業（株）製ターボミールなどがある。たとえばハイブリ
ダイゼーション・システムは、ブレードを装着した回転
板を有し、回転板を高速回転することにより、循環気流
中のトナーが高速回転するブレードに激突する。この衝
突の衝撃エネルギーにより、トナーの凸部分が塑性変形
を受けて滑面化され、トナー全体として球形方向への形
状変化が起こる。

【００４８】その他の球形化手段としては、スプレード
ライヤーの熱風によりトナーの表面を溶融して球形化し
たり、トナーを熱気流中に分散してその表面を溶融して
球形化する方法などが提案されている。本実施例では、
トナーＴ１として、このような方法により製造した球形
トナーを用いることもできる。

【００４９】本実施例において、トナーＴ１として、上
記の粉砕法に塑性球形化処理を加えた方法により、平均
粒径が８μｍ、形状係数ＳＦ−１が１４０、ＳＦ−２が
１２０の球形トナーを得た。このトナーＴ１のブローオ
フ法による２成分帯電電荷量は−３１μＣ／ｇであっ
た。

【００５０】ブローオフ法によるトナーＴ１の２成分帯
電電荷量は、粒径５０μｍのフェライトキャリア９．７
ｇ中に、トナーＴ１を０．３ｇ混合し、ポリエチレン容
器中で３００回振盪した後、測定にかけて得たものであ
る。

【００５１】本実施例によれば、球形トナーＴ１は、ト
ナー１００重量部に対し、トナーと同極性の強ネガ帯電
性の第１の外添剤を２重量部、トナーと逆極性の強ポジ
帯電性の第２の外添剤を０．８重量部を外添して使用さ
れ、図２に示すように、比較的大きな強ポジ帯電性の外
添剤ＳｐがトナーＴ１の表面に付着し、小さな強ネガ帯
電性の外添剤ＳｎがトナーＴ１の表面および強ポジ帯電
性の外添剤Ｓｐの表面に付着している。

【００５２】強ネガ帯電性の外添剤としては、ＢＥＴ法
による比表面積が２００ｍ² ／ｇ、一次粒径が１０ｎｍ
の疎水性シリカを用いた。この外添剤は、トナーＴ１よ
りも摩擦帯電系列上、帯電性が上位にあることが必要で
ある。シリカ外添剤の帯電電荷量は、ブローオフ法によ
る２成分帯電電荷量の測定で−５１μＣ／ｇであった。
トナーと同極性の強ネガ帯電性の外添剤の添加効果は、
従来の外添剤の用法と同様で、トナーの帯電性向上およ
び流動性向上等である。

【００５３】強ポジ帯電性の外添剤としては、平均粒径
０．５μｍのＰＭＭＡ粒子を使用した。このＰＭＭＡ外
添剤の帯電電荷量は、ブローオフ法による２成分帯電電
荷量の測定で＋４５μＣ／ｇであった。トナーと逆極性
の強ポジ帯電性の外添剤の添加効果は、次のものが挙げ
られる。

【００５４】第１に、トナーＴ１が負極性にチャージア
ップしたときに、強ポジ帯電性の外添剤がトナーＴ１か
ら負電荷を奪い、トナーＴ１の過剰帯電を防止する。

【００５５】第２に、負帯電性のトナーＴ１および強ネ
ガ帯電性の外添剤を、その間に強ポジ帯電性の外添剤が
介在することにより、静電気力により強固に付着する。
これにより、トナーＴ１からの強ネガ帯電性の外添剤の
遊離が防止され、また遊離した強ネガ帯電性の外添剤の
トナーＴ１への再付着を促すことができ、現像スリーブ
への強ネガ帯電性の外添剤の付着を抑制する働きがあ
る。このことは、現像スリーブのトナーに対する帯電性
と搬送性を長期にわたって安定させる。

【００５６】第３に、比較的大きな強ポジ帯電性の外添
剤がトナーＴ１の表面に強固に付着することにより、ト
ナー表面に微少な凹凸を均一に形成し、トナーの滑り性
を抑制する。従って、球形のトナーＴ１が現像スリーブ
２との当接部において現像ブレード３や供給ローラ５の
表面を擦り抜けない程度に、トナーＴ１に好ましい滑り
性を設定することができる。

【００５７】球形トナーＴ１と同極性の強ネガ帯電性の
外添剤は、トナーＴ１を本来の極性に帯電するために、
強ポジ帯電性の外添剤よりもトナーに対する被覆面積を
大きくすることが重要である。好ましくは、被覆面積
（強ネガ帯電性外添剤）＞被覆面積（強ポジ帯電性の外
添剤）×２倍程度とすると、トナー本来の極性への安定
した帯電がなされた。本実施例における球形トナーＴ１
は、前述したＦＥ−ＳＥＭおよび画像解析装置による測
定方法によると、表面の外添剤の被覆率が、強ネガ帯電
性の外添剤で９０％、強ポジ帯電性の外添剤で１７％で
あった。

【００５８】強ポジ帯電性の外添剤としては、球形でな
く不定形で、粒径が大きな粒子を用いることがよく、こ
のような粒子の強ポジ帯電性の外添剤によれば、少ない
添加量でトナーの滑り性を制御することが可能になる。

【００５９】本発明では、トナーＴ１にこれと逆極性の
強ポジ帯電性の外添剤を外添しているので、トナーＴ１
は従来のトナーと比べて、現像ブレード３のところを通
過中に逆極性帯電して反転トナーとなる確率が若干増加
する傾向にある。この反転トナーによる画像かぶりを防
ぐために、本実施例では、図３（ａ）に示すように、ジ
ャンピング現像法により現像を行なった。

【００６０】まず、図３（ｂ）により、現像バイアスに
交流を印加しないＤＣ現像法について説明する。図３
（ｂ）は、現像スリーブ電位の時間変化と感光ドラム電
位を示したものである。現像スリーブ２の電位Ｖdc＝−
５００Ｖ、感光ドラム１００の画像部の電位ＶL ＝−１
５０Ｖ、非画像部の電位Ｖd ＝−７００Ｖとすると、正
規に帯電したマイナス極性のトナーが画像部に付着し、
トナー像を形成する。しかし、逆極性に帯電したプラス
極性のトナー（反転トナー）は非画像部に付着し、いわ
ゆる画像かぶりを発生し、画像の品位劣化の原因とな
る。

【００６１】本実施例では、現像電源８により現像スリ
ーブ２に現像バイアスとして、２ｋＨｚ、２ｋＶｐｐの
交流電圧と−５００Ｖの直流電圧を印加して、３００μ
ｍの間隙を開けて対向する感光ドラム１００の画像部に
トナーを飛翔させるジャンピング現像をする。

【００６２】図３（ａ）に示すように、ＤＣ現像法と同
様のＶL 、Ｖd 、Ｖdcに２ｋＨｚ、２ｋＶｐｐの交流電
圧を現像スリーブ２に印加したジャンピング現像によれ
ば、正規に帯電したマイナストナーも、逆極性に帯電し
たプラストナーも共に、現像スリーブ２と感光ドラム１
００上の画像部（電位ＶL ）、非画像部（電位Ｖd ）間
において、トナーの転移、逆転移が生じる。つまり、マ
イナス極性のトナーは、現像スリーブ２と感光ドラム１
００間の往復運動により、画像部に適度なエッジ効果を
生じて、鮮明なエッジシャープネスと非画像部に近い潜
像である中間調の再現性を向上する。プラス極性のトナ
ーは、現像スリーブがＶ２＝＋５００Ｖの電位のとき
に、感光ドラム１００の非画像部（Ｖd ) に付着したと
しても、続くＶ１＝−１５００Ｖの電位のときに、感光
ドラム１００から現像スリーブ２に回収することが可能
であるため、非画像部にプラス極性のトナーも付着し難
くなっており、画像かぶりが低減できる。

【００６３】以上のように、本実施例では、非磁性トナ
ーの球形トナーＴ１に添加する外添剤として、トナーＴ
１と同極性の強ネガ帯電性の外添剤と、トナーＴ１と逆
極性の強ポジ帯電性の外添剤とを併用したので、これら
外添剤のトナーＴ１からの遊離を防止することができ
る。さらに、外添剤のトナー表面の被覆面積を、強ネガ
帯電性の外添剤の方が強ポジ帯電性の外添剤よりも大き
くしたので、長期間の使用によっても、トナーの安定し
た摩擦帯電と均一なコーティング量を維持することが可
能になった。

【００６４】また、トナーＴ１の表面に強固に付着する
強ポジ帯電性の外添剤の粒径を、強ネガ帯電性の外添剤
の粒径よりも大きくしたので、トナーの滑り性を抑制す
ることができ、従って、現像ブレード３によるトナーの
規制が容易になり、さらに、感光ドラム１００に対する
クリーニングブレードによるトナーの清掃も容易な画像
形成装置が実現できた。

【００６５】実施例２本実施例に係るトナーＴ２は、コア／シェル構造を有す
る重合トナーからなることが特徴である。

【００６６】前述したように、トナーの製造に懸濁重合
法を用いると、トナーの小粒径化が容易になると同時
に、トナーの粒径分布をシャープにできるため、再現す
る画像の高精細化が容易になる。さらに、懸濁重合法に
よりトナーにコア／シェル構造を持たせると、トナーの
定着性向上と耐ブロッキング性を両立でき、またコア部
に離型剤を用いることにより、定着器の離型剤オイル塗
布部材の簡素化が可能となる。

【００６７】以下、本実施例で用いた重合トナーＴ２に
ついて説明する。イオン交換水７１０ｇに０．１Ｍ−Ｎ
ａ₃ ＰＯ₄ 水溶液４５０ｇを入れ、６０℃に加温した
後、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて速
度１２０００ｒｐｍで撹拌した。これに１．０Ｍ−Ｃａ
Ｃｌ₂ 水溶液６８ｇを徐々に添加し、Ｃａ₃ （ＰＯ₄ ）
₂ を含む水系媒体を得た。

【００６８】結着樹脂・・・・スチレンモノマー１６５ｇｎ−ブチルアクリレート１５ｇ荷電制御剤・・・サリチル酸金属化合物３ｇ極性樹脂・・・・不飽和ポリエステル１０ｇ（酸化１４、ピーク分子量８０００）離型剤・・・・・エステルワックス（融点７０℃）１５ｇ

【００６９】上記処方を６０℃に加温し、ＴＫ式ホモミ
キサーを用いて１２０００ｒｐｍで均一に溶解、分散し
た。これに、重合開始剤２，２′−アゾビス（２，４−
ジメチルバレロニトリル）１０ｇを溶解し、重合性単量
体組成物を調整した。

【００７０】得られた重合性単量体組成物を上記の水系
媒体中に入れ、６０℃、窒素ガス雰囲気下でＴＫ式ホモ
ミキサーを用いて１００００ｒｐｍで１０分間撹拌し、
重合性単量体組成物を造粒してコアを形成した。その
後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、８０℃に昇温し、１０
時間反応させてシェルを形成した。重合反応終了後、減
圧下で残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸を加えてリ
ン酸カルシウムを溶解させた後、ろ過、水洗、乾燥をし
て、重合トナーとして重量平均粒径が約７．５μｍのシ
ャープな着色粒子を得た。

【００７１】このようにして得られた重合トナーＴ２
は、形状係数ＳＦ−１＝１１０、ＳＦ−２＝１０９であ
った。実施例１と同様なブローオフ法により、本重合ト
ナーＴ２の２成分帯電電荷量は−３０μＣ／ｇであっ
た。

【００７２】このように表面部分を重合法により形成す
るトナーＴ２は、分散媒中にコア部をプレトナー（モノ
マー組成物）粒子として存在させ、その上に必要なシェ
ル部分を重合反応により生成するため、トナー表面の平
滑性はかなり良く、トナーの滑り性が非常に高い。

【００７３】しかし、この重合トナーＴ２の滑り性が非
常に高い性質により、逆に、図１の現像装置４０の現像
ブレード３により、トナーＴ２を均一に規制するのが難
しくなる。また、重合トナーＴ２はコア／シェル構造を
持つことから、前述したようなメリットが得られるもの
の、トナー中の低軟化点物質によりトナー自体の強度が
低下し、現像ブレード３およびトナー供給ローラ５は低
い当接圧で現像スリーブ２に当接する必要が生じて来、
現像スリーブ２上でのトナーの規制、供給ローラ５によ
るトナーの剥ぎ取り、また感光ドラム１００のブレード
によるクリーニングが非常に難しくなる。

【００７４】そこで、本実施例では、重合トナーＴ２の
１００重量部に対し、トナーと同極性の強ネガ帯電性の
第１の外添剤の２重量部の添加に加え、トナーと逆極性
の強ポジ帯電性の第２の外添剤の１重量部の添加を行な
って、これらを重合トナーＴ２の粒子の表面に付着させ
て、トナーＴ２の滑り性を低下させた。

【００７５】強ネガ帯電性の外添剤としては、ＢＥＴ法
による比表面積が２００ｍ² ／ｇ、一次粒径が１０ｎｍ
の疎水性シリカを用いた。このシリカ外添剤の帯電電荷
量は、ブローオフ法による２成分帯電電荷量の測定で−
５１μＣ／ｇであった。トナーＴ２と同極性の強ネガ帯
電性の外添剤の添加効果は、従来と同様、トナーの帯電
性向上および流動性向上等である。

【００７６】強ポジ帯電性の外添剤としては、平均粒径
０．５μｍのＰＭＭＡ粒子を使用した。このＰＭＭＡ外
添剤の帯電電荷量は、ブローオフ法による２成分帯電電
荷量の測定で＋５５μＣ／ｇであった。トナーＴ２と逆
極性の強ポジ帯電性の外添剤の添加効果は、実施例１と
同様であり、トナーのチャージアップの防止、トナーか
らの強ネガ帯電性外添剤の遊離の防止、およびトナーの
滑り性の制御である。

【００７７】また、本実施例でも、強ポジ帯電性の外添
剤の粒径を大きくし、２成分帯電量を大きくしたので、
形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２がともに１００に近い重合
トナーＴ２でも、実施例１のトナーＴ１と同様、滑り性
を制御することが可能となった。

【００７８】本発明において、トナー表面における強ネ
ガ帯電性の外添剤の被覆面積と強ポジ帯電性の外添剤の
被覆面積の比率は、強ネガ帯電性の外添剤で８５％、強
ポジ帯電性の外添剤で１４％とした。これにより、長期
間の使用によっても、所望のトナー摩擦帯電電荷量を安
定して維持できた。

【００７９】本実施例においても、重合トナーＴ２にこ
れと逆極性の強ポジ帯電性の外添剤を外添しているため
に、現像ブレード３の箇所を通過中に逆極性に帯電し
て、従来のトナーと比べ若干ではあるが、反転トナーが
増加する傾向にある問題が生じるが、実施例１と同様、
ジャンピング現像法を採用することにより、現像スリー
ブ２から感光ドラム１００上の非画像部に反転トナーが
付着しづらくして現像でき、画像かぶりを防止すること
ができた。

【００８０】

【発明の効果】本発明の現像装置は、以上のように構成
されるので、以下の効果を奏する。

【００８１】（１）１成分現像剤の非磁性トナーに、ト
ナーの帯電極性と同極性の第１の外添剤と、逆極性の第
２の外添剤の少なくとも２種類を添加したので、同極性
の外添剤とトナーとの間に逆極性の外添剤を介在させ
て、同極性の外添剤をトナーの表面に静電気力により強
固に付着させることができ、トナー表面から同極性の外
添剤が遊離するのを防止できる。このため、トナーに摩
擦帯電電荷を良好に付与することができ、高品質な画像
を得ることが可能になった。

【００８２】（２）第１の外添剤の帯電性を、摩擦帯電
系列上トナーよりも上位とすることにより、トナーへの
摩擦帯電電荷のより多くの付与が可能になった。

【００８３】（３）第２の外添剤の一次粒径を第１の外
添剤よりも大きくすることにより、トナーと逆極性の第
２の外添剤をトナーの表面に強固に付着できるととも
に、トナーの滑り性を制御することが可能となり、現像
スリーブとの当接部において現像ブレードおよびトナー
供給ローラの表面をトナーが擦り抜けるのを防止して、
現像スリーブ上のトナー量の規制および現像スリーブか
らの現像残りのトナーの剥離を安定して行なえるように
なった。

【００８４】（４）トナーの表面における第１の外添剤
の被覆面積を第２の外添剤よりも大きくすることによ
り、トナーを正規の帯電極性に安定して帯電することが
できるようになった。

【００８５】（５）トナーの形状係数ＳＦ−１を１００
〜１４０、ＳＦ−２を１００〜１２０の範囲とすること
により、トナーの高い転写効率と、表面が均一であるこ
とによる安定したトナーの流動性が得られるようになっ
た。

【００８６】（６）一部または全体を重合法により形成
したトナーを用いることにより、トナーの小粒径化が低
コストで可能となり、またトナー摩擦帯電電荷量の分布
もシャープなため、非磁性一成分現像装置の高画質化と
トナーコートの安定化が両立可能になった。

【００８７】（７）融点が４０〜９０℃の低軟化点物質
で一部または全体を構成したトナーを用いることによ
り、定着温度の低減と耐ブロッキング性能の両者の実
現、および定着ローラに離型剤オイルを塗布部材の簡素
化が可能となった。

【００８８】（８）現像スリーブに感光ドラムとの間で
交流成分を有する現像バイアスを印加して、トナーを現
像スリーブと感光ドラムとの間に交互電界を形成し、こ
の間で現像剤を往復運動させる現像法を採用することに
より、逆極性に帯電した反転トナーの非画像部への付着
をしづらくできるので、かぶりのない良好な画像を得る
ことができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像装置の一実施例を示す概略構成図
である。

【図２】図１の現像装置における強ネガ帯電性の外添剤
および強ポジ帯電性の外添剤を添加したトナーの表面を
示す説明図である。

【図３】図１の現像装置で行なうジャンピング現像法の
現像バイアスおよび従来のＤＣ現像法の現像バイアスを
示す概念図である。

【図４】従来の現像装置を設置した画像形成装置を示す
概略構成図である。

【図５】図４の画像形成装置に設置された現像装置を示
す概略構成図である。

【符号の説明】２現像スリーブ３現像ブレード５トナー供給ローラ６撹拌部材７トナーコート層８現像電源４０現像器１００感光ドラムＴ１球形トナーＴ２重合トナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給された非磁性１成分現像剤を現像剤
の鏡映力で担持して像担持体と対向した現像領域へ搬送
し、像担持体上に形成された静電潜像の現像に供する、
回転する現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像残りの
残留現像剤を剥ぎ取るとともに、現像剤担持体に新たな
現像剤を供給する、現像剤担持体と当接して回転する現
像剤供給部材と、現像剤担持体上に担持された現像剤量
を規制する現像剤規制部材とを有する現像装置におい
て、前記非磁性１成分現像剤は、その帯電極性と同極性
の帯電性を有する第１の外添剤と、逆極性の帯電性を有
する第２の外添剤の少なくとも２種類の外添剤を外添し
たことを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記第１の外添剤は、摩擦帯電系列上、
現像剤よりも上位の帯電性を有する請求項１の現像装
置。
【請求項３】前記第２の外添剤は、第１の外添剤より
も一次粒径が大きい請求項１または２の現像装置。
【請求項４】前記第１の外添剤は、第２の外添剤より
も現像剤表面における被覆面積が大きい請求項の１、２
または３の現像装置。
【請求項５】前記現像剤の形状係数ＳＦ−１が１００
〜１４０、ＳＦ−２が１００〜１２０の範囲である請求
項１、２、３または４の現像装置。
【請求項６】前記現像剤の一部または全体が重合法に
より形成された請求項１、２、３、４または５の現像装
置。
【請求項７】前記現像剤の一部または全体が低軟化点
物質からなり、この低軟化点物質の融点が４０〜９０℃
である請求項１、２、３、４、５または６の現像装置。
【請求項８】前記現像剤担持体に像担持体との間で交
流成分を有する現像バイアスを印加して、現像剤を現像
剤担持体と像担持体との間に交互電界を形成し、この間
で現像剤を往復運動させる請求項１、２、３、４、５、
６または７の現像装置。