JPH09138528A - 現像剤 - Google Patents

現像剤

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JPH09138528A
JPH09138528A JP29651595A JP29651595A JPH09138528A JP H09138528 A JPH09138528 A JP H09138528A JP 29651595 A JP29651595 A JP 29651595A JP 29651595 A JP29651595 A JP 29651595A JP H09138528 A JPH09138528 A JP H09138528A
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JP
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toner
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carrier
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Application number
JP29651595A
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English (en)
Inventor
Hideki Tatematsu
英樹 立松
Yasuhito Yuasa
安仁 湯浅
Noriaki Hirota
典昭 廣田
Masatoshi Maeda
正寿 前田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体の長手方向の全域に一旦トナーを付着
させ、不要トナーを電極ローラで回収することにより現
像がなされる現像システムにおいて高画質画像を形成す
ることができる現像剤を提供する。 【解決手段】 キャリアを、平均粒径が20〜100 μmの
範囲にある磁性粒子の表面をDBP 吸油量が160(ml/100
g)以上で,窒素吸着によるBET比表面積が500〜1300m2
gの範囲にあり,PHが7 以上である第1のカーボンブラ
ックを分散したシリコーン樹脂で被覆し、体積抵抗を1
×105〜1×1010Ωcm の範囲にしたものにし、トナー
を、結着樹脂中に前記第1のカーボンブラックと、DBP
吸油量が60〜120(ml/100g)の範囲にあり,窒素吸着に
よるBET比表面積が100〜150m2/gの範囲にあり,PHが7
以上である第2のカーボンブラックを分散したものにす
る。ホッパー206内での摩擦攪拌によりトナー207A は所
要の高帯電量まで直ちに帯電し、感光体11上の不要トナ
ーは電極ローラ208(キャリア207B) によって確実に回収
される。

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により画
像形成を行う複写機,プリンタ等の画像形成装置(以
下、電子写真装置とも呼ぶ。)に使用される現像剤に関
し、特に、トナーとキャリアからなる2成分現像剤に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般的な電子写真法を用いた画像形成プ
ロセスを説明する。先ず、ドラム状あるいはベルト状の
支持体上に光導電性材料層が形成されてなる静電潜像担
持体(以下、単に像担持体または感光体と呼ぶ。)を帯
電する。この帯電方法としては、従来から使用されてい
るコロナ放電器を用いる方法や、近年、オゾン発生量の
低減を目的として使用されている導電性ローラを感光体
表面に直接押圧する接触型の帯電方法がある。感光体を
帯電した後、複写機の場合は、複写原稿に光を照射して
得られた反射光をレンズ系を通じて感光体表面に照射す
ることにより感光体表面に静電潜像を形成し、プリンタ
の場合は、露光用光源としての発光ダイオードやレーザ
ーダイオードに画像信号を送り発光ダイオードやレーザ
ーダイオードの光をON−OFFさせることにより感光
体表面に静電潜像を形成する。感光体表面に静電潜像が
形成されると、この静電潜像が予め帯電された一般に直
径が5μm〜15μm程度の着色粉体であるトナーによ
って可視像化される。ここでトナーは静電潜像の電位す
なわち感光体の表面電位の高低に応じて感光体表面への
付着量が決まる。このようにして得られたトナー画像
は、転写用紙に電気的に転写され、転写用紙に転写され
たトナー画像は定着器により加圧定着また加熱圧定着さ
れる。転写用紙へのトナー画像の転写は、予め正または
負に帯電されたトナーを複写用紙の背面にトナーの帯電
極性と反対極性の電荷を付与してトナーを電気的に吸引
することにより行われる。これまで、転写方法として
は、前記帯電方法と同じくコロナ放電器が広く用いられ
てきたが、オゾン発生量の低減のために近年では導電性
ローラを用いた転写方法が実用化されている。トナー画
像の転写において感光体表面上の全てのトナーが転写材
に転写されるのではなく、一部は感光体表面に残留す
る。このため、次の画像プロセスに備えて感光体表面に
残留したトナーはクリーニングブレード等のクリーニン
グ手段により感光体表面から除去され、廃トナーとして
回収される。
【0003】前記画像形成に供され、クリーニング手段
によって回収されるトナー、所謂、廃トナーは再利用さ
れず廃棄されるのが一般的である。昨今、地球環境保護
の点から、産業廃棄物の無制限な廃棄を規制することの
重要性が叫ばれている。トナーは微粉体であることから
不用意な廃棄は環境汚染につながる。このため、トナー
を廃棄することなく再利用できるようにすることは極め
て重要な課題になってきいる。
【0004】前記静電潜像をトナーによって可視像化す
る現像方法としては、カスケード現像法,タッチダウン
現像法,ジャンピング現像法等がある。カスケード現像
法は、米国特許3105770に開示された感光体表面
に直接現像剤(トナー)を振りかける方法で、電子写真
方法を用いた初の実用複写機に用いられた現像法であ
る。米国特許3866574には現像ローラに交流バイ
アスを印加し、一成分トナーを飛翔させて現像する方法
が開示されている。この現像方法では現像ローラに印加
する交流バイアスがトナーの現像ローラ上での動きを活
性化する目的に用いられ、トナーは感光体表面の画像部
(静電潜像の画像部となる部分)には飛翔し、非画像部
(静電潜像の非画像部となる部分)では途中でローラ上
に舞い戻ると説明されている。ジャンピング現像は米国
特許3866574に記載された現像ローラに交流バイ
アスを印加する技術を改良したもので、特公昭63ー4
2256号公報に開示されている。このジャンピング現
像法はトナーを現像ローラ等のトナー担持体に担持さ
せ、トナー担持体に対して微小な間隙を空けて剛性体ま
たは弾性体からなる規制ブレードを設置し、この規制ブ
レードによりトナーをトナー担持体上で薄層に規制し、
この薄層を現像部まで運び、そこでトナー担持体に印加
された交流バイアスによりトナーを飛翔させ、感光体表
面の画像部(潜像の画像部となる部分)にトナーを付着
させる方法である。この特公昭63ー42256号公報
に開示されたジャンピング現像法は、感光体表面の画像
部(静電潜像の画像部となる部分)及び非画像部(静電
潜像の非画像部となる部分)の両方においてトナーが往
復運動するという点で前述の米国特許3866574に
開示された現像方法と技術思想を異にするものである。
【0005】また、フルカラー画像の形成を行う、所
謂、フルカラー複写機,フルカラープリンター等の電子
写真装置における画像形成プロセスは、前記画像形成プ
ロセスを各色毎に行うものである。すなわち、感光体を
コロナ放電装置により帯電させ、感光体表面に第1色目
の潜像に対応する光信号を照射して静電潜像を形成し、
第1色目のトナー、例えば、イエロートナーにより現像
して、静電潜像を顕像化し、得られたイエロートナー画
像にトナーの帯電極性と逆極性に帯電された転写用紙を
当接させて、転写用紙上にイエロートナー像を転写した
後、感光体表面に残留したイエロートナーをクリーニン
グ手段で除去し、感光体表面を除電し、この後、マゼン
タ、シアン、黒等の第2色目,第3色目,第4色目のト
ナーに対しても第1色目のイエロートナーと同様な操作
を繰り返し、各色のトナー像を転写用紙上で重ね合わせ
てフルカラー像を形成し、この重ね合わされたトナー像
を定着するものである。このフルカラー画像の形成方式
としては、単一の感光体表面上に順次各色のトナー像を
形成し、転写ドラムに巻き付けられた転写用紙を転写ド
ラムの回転により繰り返し感光体表面に対向させ、順次
形成される各色のトナー像を重ねて転写していく転写ド
ラム方式と、各色毎の像形成部を複数並べて配置し、す
なわち、各色毎の,感光体を含む像形成ユニットを複数
並べて配置し、ベルトにより搬送される転写用紙をそれ
ぞれの像形成部(像形成ユニット)を通過させることに
より各色のトナー像を順次転写して、カラー像を重ね合
わせる連続重ね方式が一般的である。転写ドラム方式を
用いたものとしては、例えば特開平1−252982号
公報に開示されたカラー画像形成装置を挙げることがで
きる。これは、イエロー色のトナー像をつくるためのY
現像器、マゼンタ色のトナー像をつくるためのM現像
器、シアン色のトナー像をつくるためのC現像器、及び
黒色のトナー像をつくるためのBk現像器の4つの現像
器からなる現像器群全体が回転することにより、各々の
現像器が順次感光体に対向して現像可能の状態に配置さ
れるよう構成されたものである。かかる画像形成装置で
は、まず、感光体上のイエローのトナー像が転写ドラム
に巻き付けられ転写用紙に転写帯電器によって転写され
た後、感光体表面がクリーナにより清掃されて、次色の
像形成が準備され、続いてマゼンタ、シアン、黒のトナ
ー像も同様にして転写用紙に転写される。ここで、転写
ドラムの径は、最長の用紙が巻き付けられ,かつ各色ト
ナー用の現像器の交換が間に合う充分の大きさを持って
いる。全ての色のトナー像が転写された後、転写用紙は
剥離爪により転写ドラムから剥されて、搬送部を経て定
着器によりトナー像が定着され、装置外へ排出される。
【0006】一方、連続重ね方式を用いたものとして
は、例えば特開平1−250970号公報に開示された
カラー画像形成装置を挙げることができる。この特開平
1−250970号公報に記載されたカラー画像形成装
置では、4色の、すなわち、シアン,マゼンダ,イエロ
ー,及び黒の各色のトナーに対する像形成のためにそれ
ぞれが感光体,光走査手段などを含んだ4つの像形成ス
テーションを並べ、ベルトにより搬送された転写用紙が
それぞれの像形成ステーションの感光体の下部を通過す
ることにより、転写用紙上にてフルカラートナー像が重
ね合わせ形成されるものである。また、前記2つの方式
とは別に、感光体上に順次形成される各色トナー像を中
間転写材上で一旦重ね、最後にこの中間転写材上のトナ
ー像を一括して転写用紙に移す方式がある。この方式は
例えば特開平2−212867号公報に開示されてい
る。
【0007】前記トナーは、通常、結着樹脂,顔料もし
くは染料からなる着色剤,可塑剤,及び電荷制御剤を含
んで構成され、必要に応じて前記材料の他に、磁性体,
離型剤等の添加剤が添加されて構成されている。結着樹
脂としては、天然または合成樹脂の単一種の樹脂または
複数種の樹脂が混合されて使用される。製法としては、
前記材料を適当な割合で予備混合し、この予備混合物を
溶融混練した後、混物を冷却し、この冷却により固化し
た混練物を例えば気流式衝突板方式等によって微粉砕
し、得られた粉砕物を微粉分級してトナー母体を得た
後、このトナー母体に外添剤を外添処理してトナーを得
る方法が一般的である。そして、1成分現像剤ではトナ
ー単体で現像剤が構成され、2成分現像剤ではトナーと
磁性粒子であるキャリアとで現像剤が構成される。
【0008】
【発明が解決しようとしている課題】ところで、2成分
現像剤では、粒子間の衝突,粒子と現像機構との衝突等
の機械的衝突、または、かかる機械的衝突による発熱に
よって、トナーの一部がキャリアの表面に物理的に固着
する、所謂、スペントが発生する。キャリア表面にスペ
ントが発生すると、キャリアの表面状態が変化するため
に、トナーに適切な帯電を与えることができなくなり、
画像品質を著しく劣化させてしまう。
【0009】この現象は印字速度、すなわち、画像形成
速度を増加させるとより顕著に発生する。これは、印字
速度の増加に対応して定着速度も増加させる必要がある
ため、高速印字用のトナーの結着樹脂が低粘度化され、
この結着樹脂の低粘度化によって結着樹脂自体の強度が
低下してしまうためである。
【0010】従来より、前記スペントを防止するため
に、キャリアとして、不飽和シリコーン樹脂及びオルガ
ノシリコン,シラノール等をスチレンアクリル樹脂と混
合し、これを磁性粒子の表面にコートしたもの(米国特
許第3847127号公報)や、樹脂変成シリコーン樹
脂を磁性粒子の表面にコートしたもの(特開昭55−1
57751号公報)等が提案されている。
【0011】しかしながら、樹脂表面コートキャリアを
用いると、耐スペント性は向上するが、キャリアが高抵
抗になるために、現像時にエッジ効果が生じやすくなっ
て、広い黒領域、中間調領域の再現性が悪くなるという
欠点がある。
【0012】この欠点を解消するために、表面コート剤
にカーボンブラック等の導電性を有する物質を混在させ
ることが提案されている。例えば、多孔性カーボンブラ
ックと樹脂とを主成分とする材料でコートしたもの(特
開昭56−75659号),カップリング処理したカー
ボンブラックを含有させたシリコーン樹脂でコートした
もの(特開昭62−182759号)等が挙げられる。
しかしながら、これらはキャリアを低抵抗化させるため
にカーボンブラックを添加しすぎると、コート膜の膜強
度が弱くなり、長期間の使用において膜の剥離が起こ
り、その結果、キャリアの抵抗が変動して、現像剤(ト
ナー)の帯電量が安定しなくなってしまうという問題点
があった。
【0013】また、現像剤コストを考えた場合、高速機
から低速機まで現像剤を共用化できることが望ましい
が、高速機と低速機では現像剤に加わる摩擦撹拌力が大
きく異なるため、従来の現像剤では、高速機に用いた場
合と低速機に用いた場合とでは現像剤の帯電特性が変わ
り、高速機と低速機の両者において高画質画像を形成す
ることが困難であった。
【0014】また、従来、キャリア製造時における環境
条件によって得られる現像剤の帯電特性が大きくばらつ
き、良好な帯電特性の現像剤を再現性良く得ることがで
きないという問題点があった。
【0015】前記したカスケード現像法は、従来から言
われているようにベタ画像再現性が劣悪である。また、
装置を大型複雑化するという欠点を有している。特に、
前記米国特許3866574に記載されたカスケード現
像を行う現像器は、複雑で高コストであるという欠点を
有している。一方、ジャンピング現像法は良好なトナー
画像を得るためにはトナー層を担持したトナー担持体上
に極めて均一な厚みのトナー薄層を形成しなければなら
ず、ジャンピング現像を行う現像器には高い機械的精度
が要求され、現像器の製造が容易でないという欠点があ
る。また、ジャンピング現像法では、しばしばトナー担
持体上のトナー薄層に前画像の履歴が残り,得られるト
ナー画像にしばしば不要な残像が現れる、いわゆるスリ
ーブゴースト現像を発生するという欠点がある。また、
現像器の構成が複雑でコストが高くなるという欠点もあ
る。そこで、本出願人は、以上の欠点に鑑み、現像器の
小型化、高性能化を実現できる現像法を特開平5−72
890号公報に提案した。この現像法は、固定磁石を内
包した感光体と、感光体と所定の間隙を設けて対向する
磁石を有する現像剤回収電極ローラ(以下電極ローラと
称す)を有する構成で、静電潜像を形成した像担持体に
現像剤を振りかけて磁気的に付着させ、電極ローラ部ま
で担持搬送し、電極ローラに交流バイアスを印加し、像
担持体のキャリアと非画像部トナーを静電力と磁力によ
って除去する構成である。かかる現像法によれば、ベタ
画像を忠実に再現でき、スリーブゴーストも発生せず、
また非磁性のカラートナーを2成分現像剤にして使用す
る際も、より一層の装置の小型化、簡素化、低コストを
図ることができる。かかる現像法では、最初に現像剤が
像担持体に振りかけられたときに現像はほとんど終了し
ている。電極ローラは、現像剤を現像剤ホッパー内で循
環させると同時に、静電潜像の非画像部にあるトナーと
キャリア,及び画像部にあるキャリアを回収する。像担
持体が現像剤を現像剤ホッパーから現像部まで担持して
運ぶ。電極ローラは現像剤層を担持しない裸の面を像担
持体に対向させて像担持体と逆方向に回転する。かかる
現像法では、最初に現像剤が像担持体の全面に付着し、
像担持体と電極ローラが対向する現像剤回収場におい
て、像担持体上の静電潜像の非画像部にある現像剤と、
画像部にある現像剤中のキャリアが電極ローラへ回収さ
れる。従って、キャリアの抵抗が低過ぎると、像担持体
上に形成した静電潜像上の電荷がキャリアを通じてリー
クしてしまい、逆に抵抗が高過ぎると像担持体上に形成
された静電潜の電荷との静電力によりキャリアが像担持
体で引き回されることとなり、ベタ黒画像上に不均一な
ムラを生じさせてしまう。また、かかる現像法では、現
像剤を撹拌してキャリアとトナーを摩擦帯電させる期間
(機会)が短い(少ない)ため、トナーとしては、短時
間で飽和帯電量まで立ち上がる帯電特性が要求される。
また、一旦像担持体上の非画像部に付着した後、電極ロ
ーラに回収されたトナーは、すぐ次の現像に寄与するた
め、トナーには摩擦によって得られた電荷が適度に保持
され,適度に放出される帯電特性も要求される。
【0016】また、前記の導電性弾性ローラを用いた転
写方式は、像担持体と導電性弾性ローラとの間に転写紙
を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス電圧
を付与することにより前記像担持体表面上にあるトナー
を静電気力で転写紙に転写するものであるが、かかる導
電性弾性ローラを用いた転写方式では、転写紙に裏汚れ
が発生するといった問題点がある。これは、像担持体上
のトナーを転写ローラを用いて転写紙に転写する場合、
転写紙がない状態では転写ローラは像担持体に所定の圧
力で当接しており、現像工程でカブリが多いと,かかる
カブリによるトナーによって転写ローラが汚染し、この
トナーによって汚染した転写ローラが送られて来た転写
紙の裏面に当接するためである。
【0017】また、フルカラーの画像形成において、前
記転写ドラムを用いた転写方式では、用紙を巻き付けた
転写ドラムを感光体に対して同速度で回転させ、各色ト
ナー像の転写時の先端(開始)タイミングを合わせるこ
とによって、転写ドラムに巻き付けられた用紙上で各色
トナー像の相互位置を合致させるが、転写ドラムに用紙
を巻き付ける必要があるために、転写ドラムの径を一定
の大きさ以上にする必要があり、またその構造が非常に
複雑で高い精度が要求されるため、装置が大がかりで高
価なものとなっていた。また葉書や厚紙など腰の強い用
紙は、転写ドラムに巻き付けることができないために使
用できないという問題点があった。また、連続転写方式
では、色数に対応した像形成位置を有し、そこに用紙を
次々と通過させればよいため、転写ドラムは不要である
が、この方式では感光体上に潜像を形成するためのレー
ザ光学系などの潜像形成手段が色の数に対応した数だけ
必要であるので、装置の構造が非常に複雑で高価にな
り、また、像形成位置が複数箇所あるために、各色の像
形成部の相対的な位置ずれ、回転軸の偏心、各部の平行
度のずれ等が直接色ずれに影響することになり、高画質
画像を安定に形成することが困難であるという問題点が
あった。特に潜像形成手段による潜像の各色間の位置合
わせを正確に行う必要があり、特開平1−250970
号公報にも示されているように、潜像形成手段である像
露光系に相当の工夫と複雑な構成が必要であるという問
題点があった。これに対し、特開平2−212867号
公報に記載された中間転写体を用いる転写方式では、複
雑な光学系を必要としなく、転写紙として葉書や厚紙な
どの腰の強い用紙も使用でき、また中間転写ベルトがフ
レキシブルなため、転写ドラム方式、連続転写方式に比
べて、装置自体の小型化を可能に出来るというメリット
がある。ところで、トナーは転写時に全て転写されるの
が理想であるが、現実には一部転写残りが生じ、転写効
率は100%でなく、一般的には75〜85%程度であ
る。この転写残りのトナーは感光体クリーニングの工程
でクリーニングブレード等で掻き落とされて廃トナーと
なる。かかる中間転写体を使用する転写方式では、トナ
ーは感光体から中間転写体へ、さらに中間転写体から転
写紙へと、少なくとも2回以上の転写工程を経ることに
なり、1回の転写における転写効率が85%であって
も、2回の転写により、トータルの転写効率は72%に
まで低下することになり、1回の転写における転写効率
が75%の場合は、2回の転写により、トータルの転写
効率は56%にまで低下し、約半分のトナーが廃トナー
となってしまう。従って、実際には、中間転写体を使用
する転写方式では、トナーのコストアップという問題点
や、廃トナーを収容するための廃トナーボックスの容積
を大きくしなければならないために、装置の小型化を十
分になし得ることができないという問題点がある。ま
た、中間転写体方式では、中間転写体上で4色のトナー
画像を重ねるため、中間転写体上に重ねられたフルカラ
ーのトナー画像は局所的にトナー存在量(トナー層厚
み)が大きく異なるものとなる。従って、転写用紙へフ
ルカラーのトナー画像を転写する際、トナー画像内に圧
力差を生じるので、トナーの凝集効果によって画像の一
部が転写されずに穴となる”中抜け”現象が発生すると
いう問題点がある。特に、転写紙が詰まった場合のクリ
ーニングを確実に行うために、中間転写体にトナーの離
型効果の高い材料を用いると、”中抜け”現象が顕著に
現れ、画像の品位を著しく低下させてしまう。さらに、
文字やライン等ではエッジ現像によりトナーがより多く
のり、加圧によるトナー同士の凝集はより顕著に起こ
り、”中抜け”現象がより顕著に現れる。高湿高温の環
境下でより一層顕著に現れる。
【0018】また、前記したように、地球環境保護の観
点からは、現像後に感光体上に残留し、クリーニング手
段によって回収されたトナーをリサイクルするのが好ま
しい。しかしながら、クリーニング工程で感光体から掻
き落とされた廃トナーは、転写時に小粒径微粉を残留し
やすく、また、流動性付与剤として添加されたシリカ等
の外添剤が蓄積増加しているため、再度現像でリサイク
ルする際、帯電が高くなる傾向にあり、現像器内の新し
いトナーと混合されると帯電量分布が不均一になり、逆
極性トナーの増加によって画像濃度が低下するといった
問題点を発生することがある。
【0019】本発明は前記のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、長期に亘って、低帯電量トナーや逆極性ト
ナーを発生することなく,適度な帯電量で推移して、高
画質画像を形成することができる現像剤を提供すること
を目的とするものである。
【0020】また、本発明の他の目的は、低速機から高
速機まで、現像器における現像剤の摩擦撹拌力が異なっ
ても、同一の帯電特性を示す現像剤を提供することにあ
る。
【0021】また、本発明の他の目的は、特開平5−7
2890号公報に提案した現像装置の小型化、簡素化、
及び低コスト化を可能にした電子写真装置に適用した場
合に、高濃度、低地かぶりの高画質画像を得ることがで
きる現像剤を提供することにある。
【0022】また、本発明の他の目的は、中間転写体を
用いた転写システムを具備する電子写真装置に適用した
場合に、中抜けや飛び散りが防止され、高転写効率が得
られる現像剤を提供することにある。
【0023】また、本発明の他の目的は、廃トナーリサ
イクルシステムを具備する電子写真装置に適用した場合
に、帯電量の低下がなく、凝集物を生じず、長期に亘っ
て、高画質画像を形成することができる現像剤を提供す
ることにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる現像剤
は、平均粒径が20〜100μmの範囲にある磁性粒子
の表面が、DBP吸油量が160(ml/100g)以
上で,窒素吸着によるBET比表面積が500〜130
0m2/g の範囲にあり,PHが7以上である第1のカ
ーボンブラックが分散したシリコーン樹脂で被覆され、
その体積抵抗が1×105 〜1×1010Ωcmの範囲に
あるキャリアと、結着樹脂中に、少なくとも前記第1の
カーボンブラックと、DBP吸油量が60〜120(m
l/100g)の範囲にあり,窒素吸着によるBET比
表面積が100〜150m2/g の範囲にあり,PHが
7以上である第2のカーボンブラックが分散したトナー
とを含んでなるものである。
【0025】前記構成においては、ブローオフ法による
トナー帯電量の絶対値が10〜30μC/gの範囲にあ
ることが好ましい。
【0026】また前記構成においては、ブローオフ法に
よる帯電量測定時のブロー時間10secの値を、ブロ
ー時間90secの値で割ることにより求められる立ち
上がり指数が85〜100の範囲にあるのが好ましい。
【0027】
【発明の実施の形態】本発明の現像剤は、平均粒径が2
0〜100μmの範囲にある磁性粒子の表面を、DBP
吸油量が160(ml/100g)以上で,窒素吸着に
よるBET比表面積が500〜1300m2/g の範囲
にあり,PHが7以上である第1のカーボンブラックを
含有するシリコーン樹脂で被覆して、その体積抵抗を1
×10 5 〜1×1010Ωcmの範囲にしたキャリアと、
結着樹脂中に、少なくとも前記第1のカーボンブラック
と、DBP吸油量が60〜120(ml/100g)の
範囲にあり,窒素吸着によるBET比表面積が100〜
150m2/g の範囲にあり,PHが7以上である第2
のカーボンブラックを分散してなるトナーとを含んでな
るものである。
【0028】従来からフェライト等の磁性粒子の表面に
樹脂コートを施したキャリアを用いることによりトナー
の帯電性の制御を行っている。樹脂コート剤としては耐
スペント性を向上させるためにシリコーン系の樹脂材料
が多く使用されている。しかし、シリコーン系樹脂材料
で樹脂コートされたキャリアは、キャリア自体がチャー
ジアップしやすく、その結果、長期使用中に画像濃度が
低下してしまうことがある。
【0029】これに対し、本発明の現像剤においては、
キャリアの被覆樹脂中とトナー中に含有させた160
(ml/100g)以上の高い吸油量を有する第1のカ
ーボンブラックが、被覆樹脂及びトナー中にて長いスト
ラクチャー構造をもって分散していることにより、電荷
の蓄積が防止されて、現像剤のチャージアップを抑制す
ることができる。
【0030】また、キャリアの被覆樹脂中とトナー中に
カーボンブラックを含有させているので、キャリアの被
覆樹脂中に過剰のカーボンブラックを含有させる必要な
く、現像剤の抵抗を下げることができ、被覆樹脂の強度
低下が抑制される。従って、長期使用中においても膜の
剥離が発生せず、長期に亘って帯電量の変動を抑えるこ
とができ、良質の画像を維持することができる。
【0031】また、キャリアの被覆樹脂中及びトナー中
に含有させた第1のカーボンブラックと、トナー中に含
有させた吸油量が60〜120(ml/100g)の範
囲にある,第1のカーボンブラックに比べてその吸油量
が小さい第2のカーボンブラックとの相互作用により、
すばやい帯電立ち上がり特性及び優れた帯電量維持特性
が得られる。従って、高速機から低速機まで現像剤を共
用化した場合、異なる摩擦撹拌力によっても、所定の帯
電量に所定時間で達するとともに、所定の帯電量が安定
に維持されるほぼ同一の帯電特性が得られることにな
り、高速機,低速機のいずれにおいても、同等の良質画
像を得ることができる。
【0032】本発明の現像剤において、第1のカーボン
ブラックとして、BET比表面積が500〜1300m
2/g の範囲にあるものを使用するのは、BET比表面
積が1300m2/g より大きい場合、製造時に樹脂中
に分散させる際の分散性が悪化して、逆帯電トナー,過
少帯電量トナー,着色性不良トナー,定着性不良トナー
等を多く発生し、BET比表面積が500m2/g より
小さい場合、過少帯電量トナーを多く発生するためであ
る。また、第2のカーボンブラックとして、BET比表
面積が100〜150m2/g の範囲にあるものを使用
するのは、BET比表面積が150m2 /gより大きい
場合、製造時に樹脂中に分散させる際の分散性が悪化し
て、帯電性,着色性,及び定着性等において不良なトナ
ーを多く発生し、BET比表面積が100m2/g より
小さい場合、過少帯電量トナーを多く発生するためであ
る。また、第1のカーボンブラック及び第2のカーボン
ブラックとして、PHが7以上のものを使用するのは、
PHが7より小さい場合、負帯電性が強くなり過ぎ、高
帯電量を得ることが困難になるためである。また、キャ
リアの体積抵抗を1×105Ωcm 〜1×1010Ωcm
の範囲にしているのは、キャリアの体積抵抗が1×10
5Ωcm より小さい場合、長期使用による帯電量の低下
が激しくなり、キャリアの体積抵抗が1×1010Ωcm
より大きい場合、エッジ効果が効き過ぎて大面積の黒ベ
タ領域や中間調の再現性が悪くなるためである。また、
キャリアを構成する磁性粒子の平均粒径を20〜100
μmの範囲にしているのは、20μmより小さい場合、
トナーとの混合性が低下して、過少帯電量トナーによる
トナー飛散が増大し、100μmより大きい場合、ベタ
黒画像上に掃け目が生じるためである。
【0033】また、本発明の現像剤においては、ブロー
オフ法による帯電量の絶対値が10〜30μC/gの範
囲にあることが好ましい。これは、帯電量が10μC/
g以より小さくなると、長期使用時に、トナー飛散が激
しくなって画像汚染をきたす傾向となり、帯電量が30
μC/gより大きくなると、画像濃度の低下をきたす傾
向となるためである。ここで、ブローオフ法による帯電
量は、キャリアとトナーをトナー濃度3%で混合した現
像剤サンプル100gを、100mlのポリエチレンボ
トルに入れ、回転数100rpmで60min間撹拌し
た後、現像剤サンプルを0.2g秤量し、エア圧0.2
kgf/cm2 で90secブローして測定した値であ
る。また、帯電量測定時のブロー時間10secの値を
ブロー時間90secの値で割ることにより求められる
立ち上がり指数は、85〜100の範囲にあるのが好ま
しい。これは、立ち上がり指数が85より小さい場合、
帯電の立ち上がりが遅いため、トナーこぼれやトナー飛
散が発生しやすい傾向となり、100より大きい場合、
長期使用においてキャリアのコート層剥離により帯電量
が低下し、帯電量分布が不均一になる傾向を示すためで
ある。
【0034】本発明の現像剤は、固定磁石を内包しその
表面が所定方向に移動する像担持体と、現像剤を収容す
るホッパー,磁石を内包しその表面の所定領域が前記像
担持体の表面に所定間隔を空けて対向する現像剤回収電
極ローラ,及びこの現像剤回収電極ローラの表面の前記
所定領域とは異なる領域に圧接したスクレーパを有する
現像装置とを備え、前記所定方向に移動する像担持体の
表面に静電潜像を形成し、この静電潜像が形成された像
担持体の表面に前記固定磁石の磁気力により前記ホッパ
ーに収容されている現像剤を磁気的に吸引させた後、前
記現像剤回収電極ローラにより前記像担持体の表面に存
在するキャリアと,前記像担持体の表面の前記静電潜像
の非画像部に付着しているトナーを回収して、前記像担
持体の表面にトナー画像を形成し、前記現像剤回収電極
ローラの表面に回収された現像剤を前記スクレーパによ
り前記ホッパーの内部に掻き落とす現像システムを具備
する画像形成装置に好適に使用される。これは、かかる
現像システムでは、現像剤を撹拌してキャリアとトナー
を摩擦帯電させる期間が短く(機会が少なく)、現像剤
を短時間で飽和帯電量まで帯電させる必要があり、ま
た、非画像部に付着したトナーが回収されて直ちに次の
現像に供されるため、トナーは摩擦によって得られた電
荷を適度に保持しかつ適度に放出する必要があるが、本
発明の現像剤は、前記したように、すばやい帯電立ち上
がり特性及び優れた帯電量維持特性を有するものであ
り、かかる現像システムにおいても、所要の帯電量に帯
電されたトナーによって安定かつ良好な現像を行うこと
ができるためである。また、本発明の現像剤は、前記し
たように、トナーが過剰帯電量トナーや過少帯電量トナ
ーが少ない,狭い帯電量分布を有すものとなるので、か
かる現像システムにおいて、文字がシャープで細線再現
性の高い高画質画像を形成をすることができるためであ
る。また、現像剤回収電極ローラにより感光体に付着し
たキャリアをこれからトナーを引き離して回収する際、
現像剤(キャリア及びトナー)が均一な帯電量分布を有
しているため、キャリアが感光体に残留したり、現像に
必要なトナーを余分に引き連れて回収されることがない
ためである。
【0035】また本発明の現像剤は、像担持体上に形成
されたトナー画像を前記像担持体の表面にその表面を当
接させた無端状の中間転写体の前記表面に1次転写する
プロセスを複数回行って、前記中間転写体の表面に転写
トナー重複像を形成した後、この転写トナー重複像を転
写材に一括転写する転写システムを具備する画像形成装
置に好適に使用される。これは、かかる転写システムで
は、中間転写体に転写紙等の転写材を接触させた状態
で、中間転写体上の転写トナー重複像を静電気力と圧力
によって転写材に転写するため、トナーの帯電量が低下
すると、転写不良や”中抜け”を起こしやすいが、本発
明の現像剤(トナー)は、前記したように、優れた帯電
量維持特性を有し、狭い帯電量分布を有するので、転写
効率の低下を防止でき、中抜け及び文字の飛び散り等が
ない鮮明な画像を得ることができるためである。
【0036】また本発明の現像剤は、像担持体と導電性
弾性ローラとの間に転写紙を挿通させ、前記導電性弾性
ローラに転写バイアス電圧を付与することにより前記像
担持体表面上にあるトナーを静電気力で転写紙に転写す
るトナー転写システムを具備する画像形成装置に好適に
使用される。これは、かかる転写システムでは、転写材
がない状態では転写ローラは感光体に所定の圧力で当接
しており、現像工程でのカブリによるトナーの感光体へ
の付着量が多くなると、転写ローラ表面がこのトナーで
汚染され、転写紙の裏面が汚染されることになるが、本
発明の現像剤では、前記したように、トナーが、逆極性
トナーや過少帯電量トナーが少ない狭い帯電量分布を有
するものであり、現像工程でのカブリが少なく、転写ロ
ーラーの汚染による転写紙の裏汚れを防止できるためで
ある。
【0037】また本発明の現像剤は、転写プロセス後に
像担持体上に残留したトナーを現像装置内に回収して再
度現像プロセスに利用する廃トナーリサイクルシステム
を具備する画像形成装置に好適に使用される。これは、
かかる廃トナーリサイクルシステムでは、廃トナーをリ
サイクルする過程で、廃トナーは小粒径化し,外添剤が
蓄積増加することにより、帯電量が上昇しやすく、この
帯電量が上昇した廃トナーが現像器内の新しいトナーと
混合されると、トナーの帯電量分布がブロードになり逆
極性トナーが増加することになるが、本発明の現像剤
は、前記したように、キャリアとトナーが高吸油量のカ
ーボンブラックを含有し、電荷の蓄積が起こり難いもの
であり、廃トナーがリサイクルされる過程及び現像器内
で現像剤が混合される過程でのトナーの帯電量上昇を抑
制できるためである。
【0038】本発明の現像剤のトナーに使用される結着
樹脂としては、従来からこの分野でトナー用結着樹脂と
して使用されている樹脂が使用されるが、一般にスチレ
ン系単量体,アクリル酸またはメタクリル酸系単量体等
のビニル系単量体を重合させたビニル系重合体を使用す
るのが好ましい。スチレン系単量体としては、例えばス
チレン、α−メチルスチレン、P −クロルスチレン等の
スチレン及びその置換体を挙げることができ、アクリル
酸またはメタクリル酸系単量体としては、例えばアクリ
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、
アクリル酸イソブチル、アクリル酸ヘキシル、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、メタクリル酸
イソブチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヘキ
シル等の二重結合を有するモノカルボン酸及びその置換
体を挙げることができる。かかるビニル系重合体の製造
には、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合などの
公知の重合法が用いられる。かかるビニル系重合体にお
いては、スチレン系成分を50〜95重量%含むものが
好ましい。これは、スチレン系成分の割合が50重量%
未満であると、トナーの溶融特性が劣悪になり、定着性
が不十分になるとともに、粉砕性が悪化する傾向を示
し、95重量%より大きくなると、結着樹脂自体の強度
が低下し、トナーの寿命が短くなる傾向を示すためであ
る。また、結着樹脂に前記ビニル系重合体を用いる場
合、必要に応じて、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹
脂、ポリウレタン系樹脂等のビニル系重合体以外の他の
公知の重合体を配合することもできる。
【0039】また、本発明の現像剤では、前記したよう
に。トナー及びキャリアの被覆樹脂中にカーボンブラッ
クが含有させるが、DBP吸油量が160(ml/10
0g)以上で,窒素吸着によるBET比表面積が500
〜1300m2/g の範囲にあり、PHが7以上の第1
のカーボンブラックは、トナーの結着樹脂100重量部
当たり1〜10重量部配合させるのが好ましく、キャリ
アの被覆樹脂100重量部当たり0.5〜15重量部配
合させるのが好ましい。トナーの結着樹脂への配合量が
1重量部未満であると、低温低湿下で帯電量が過剰上昇
する傾向を示し、10重量部より多いと、高温高湿下に
おいて帯電量が低下する傾向を示す。キャリアの被覆樹
脂への配合量が0.5重量部未満であると、現像剤の帯
電立ち上がり特性が悪化する傾向を示し、15重量部よ
り多いと、長期使用において被覆樹脂の剥離が起こりや
すい傾向を示す。
【0040】また、DBP吸油量が60〜120(ml
/100g)に範囲にあり、、窒素吸着によるBET比
表面積が100〜150m2/g の範囲にあり、PHが
7以上の第2のカーボンブラックはトナーの結着樹脂1
00重量部当たり1〜10重量部配合させるのが好まし
い。これは、トナーの結着樹脂への配合量が1重量部未
満であると、トナーの黒色度が低下する傾向を示し、1
0重量部より多いと、結着樹脂中での分散性が悪化し、
トナーの帯電量分布がブロードになる傾向を示すためで
ある。
【0041】また本発明のトナーでは、結着樹脂中に着
色・電荷制御の目的で前記カーボンブラック以外の適当
な顔料または染料を配合することができる。かかる顔料
または染料としては、例えば、ニグロシン、アゾ染料の
金属錯体、フタロシアニンブルー、デュポンオイルレッ
ド、アニリンブルー、ベンジジンイエロー、ローズベン
ガル、ベンジジン系黄色顔料、フォロンイエロー、アセ
ト酢酸アニリド系不溶性アゾ顔料、モノアゾ染料、2,
9−ジメチルキナクリドン、ナフトール系不溶性アゾ顔
料、アントラキノン系染料、ナフロール系不溶性アゾ顔
料、銅フタロシアニン顔料等を挙げることができ、これ
らのうちの1種または2種以上が混合されて使用され
る。かかる顔料または染料は一般に結着樹脂100重量
部当たり0.1〜10重量部配合される。
【0042】また本発明のトナーでは必要に応じて結着
樹脂中にワックス等の離型剤を配合することができる。
ワックスとしては、例えばポリエチレンワックス,ポリ
プロピレンワックス,ポリブテンワックス,ポリヘキセ
ンワックス等のポリアルキレンワックスを挙げることが
でき、これらの1種または2種以上が混合されて使用さ
れる。かかるワックス等の離型剤は一般に結着樹脂10
0重量部当たり1〜15重量部配合される。
【0043】また本発明のトナーには必要に応じて流動
性付与・帯電制御の目的で外添剤が外添処理される。か
かる外添剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタ
ニア、ジルコニア、マグネシア、フェライト、マグネタ
イト等の金属酸化物微粉末、タングステンカーバイドな
どの炭化物、その他窒化物、チタン酸バリウム、チタン
酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸
塩、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジル
コン酸ストロンチウム等のジルコン酸塩等を挙げること
ができ、これらの1種または2種以上が混合されて使用
される。これらの外添剤は、一般に、固相法、水熱法、
シュウ酸塩熱法等によって作成されるものであり、必要
に応じて疎水化処理等の表面処理が施される。かかる外
添剤は一般にトナー母体粒子100重量部当たり0.1
〜5重量部配合される。
【0044】本発明のトナーは以下の方法で製造され
る。
【0045】トナーは混合、混練、粉砕、分級、外添処
理の各処理工程を経て製造される。また結着樹脂を構成
する単量体に着色剤等の他のトナー材料を混合して得ら
れた重合性組成物を、懸濁重合,乳化重合等の粒子状の
重合物を生成する重合方法により重合して、トナー粒子
を一括的に所得する、所謂、重合法トナー製法を用いる
こともできる。
【0046】混合処理は、結着樹脂と、着色剤と、その
他必要に応じて添加される電荷制御剤、ワックス、離型
剤等の内添剤とを撹拌羽根を具備したミキサー等により
均一分散する処理であり、公知の処理方法が用いられ
る。後述する実施例では、ヘンシュルミキサーFM−2
0B(三井三池化工機社製)を用いている。
【0047】混練処理は、混合処理された材料を加熱し
て、せん断力により結着樹脂に内添剤を分散させるもの
で、この混練には、三本ロール型、一軸スクリュウー
型、二軸スクリュウー型、バンバリーミキサー型等の混
練物を加熱してせん断力をかけて練る公知の加熱混練機
(例えばPCM−30,池貝鉄工社製)を用いることが
できる。
【0048】粉砕処理では、混練処理によって得られた
塊をカッターミル等で粗粉砕した後、微粉砕する。微粉
砕処理には、ジェットミル粉砕機(例えばIDS型粉砕
機,日本ニューマチック工業社製)に代表される気流式
粉砕機やロータ式に代表される機械式粉砕機を使用でき
る。
【0049】分級処理は、分級機を用いて分級処理し、
微粉粒子をカットして、所望の粒度分布を得る処理であ
る。分級には、回転するロータの遠心力を利用して分級
する機械式分級方法を使用することができる。機械式に
よる粉砕、分級も可能であり、例えば、固定したステー
タに対して回転するローラとの微小な空隙にトナーを投
入して粉砕するクリプトロン粉砕機(川崎重工業)や、
ターボミル(ターボ工業)等を用いることができる。こ
の段階で得られたトナー粒子は完成品トナーと区別する
ためにトナー母体と呼ぶ。
【0050】外添処理は、前記トナー母体に外添剤を加
え、ヘンシュルミキサー(例えばFM−20B,三井三
池化工機社製)、スーパーミキサー等の公知のミキサー
により混合する処理である。
【0051】本発明の現像剤のキャリアは、コアとなる
フェライト微粒子の表面をシリコーン樹脂で被覆するこ
とにより作成される。フェライト微粒子は、Cu、Z
n、Mn、Ni等の混合物を水でスラリー化し、これに
バインダー樹脂を適量加えて混合した後、アトマイザー
で噴霧乾燥し、ついで、空気中で1200℃で2時間焼
成して、球状の微粒子を得ることにより得られる。一般
に、焼成温度の変化によりキャリア表面の粒塊の大きさ
が変化し、凹凸が形成される。焼成温度が低いものほど
フェライト微粒子表面に凹凸が多く形成される。フェラ
イト微粒子表面の粒塊の様子は電子顕微鏡により容易に
観察される。本発明では、粒塊の長辺の平均的大きさが
10μm以下であるものを使用するのが好ましい。
【0052】シリコーン樹脂はそれ自体公知の各種シリ
コーン樹脂を使用でき、例えば、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、アルキド,ポリ
エステル,エポキシ,ウレタン等で変性した変性シリコ
ーン樹脂等が挙げられる。
【0053】本発明では、前記フェライト微粒子の表面
に、シリコーン樹脂に前記第1のカーボンブラックを分
散させた樹脂組成物を被覆(コート)するが、そのコー
ト方法としてはスプレー,ディッピング等の公知の方法
が用いられる。コート量はキャリア全体当たり0.3w
t%〜1.2wt%の範囲にする好ましい。これは、
0.3wt%未満では長期使用により被覆膜が摩耗し
て、帯電量が低下する傾向を示し、1.2wt%より多
いと、帯電立ち上がり特性が悪化して、帯電量の過剰上
昇を生じる傾向を示すためである。
【0054】
【実施例】現像剤サンプルの作製 表1〜表3に示すそれぞれの処方により現像剤サンプル
A1〜A3を作製した。
【0055】
【表1】
【0056】
【表2】
【0057】
【表3】
【0058】表1(現像剤サンプルA1),表2(現像
剤サンプルA2),表3(現像剤サンプルA3)におい
て、カーボンブラックのDBP吸油量は150℃±1℃
で1時間乾燥した試料20.00g(A)をアブソープ
トメータ(Brabender社製、スプリング張力
2.68kg/cm)の混合室に投入し、予めリミット
スイッチを最大トルクの約70%の位置に設定して回転
機を回転する。同時に、自動ビューレットからDBP
(dibutyl phthalate )(比重1.045〜1.05
0)を4ml/分の割合で添加し始める。終点近くにな
るとトルクが急速に増加してリミットスイッチが切れ
る。このようにして、リミットスイッチが切れる迄に添
加したDBP量(Bml)を求め、A/Bのパーセント
割合によりDBP吸油量(Dml/100g)を計算し
た。またPHは試料10gに蒸留水100mlを加え、
ホットプレート上で10分間煮沸し室温までに冷却した
後、上澄みを分離して、泥状物のPHをガラス電極PH
メータを用いて測定した。
【0059】トナーは、表1(表2,表3)に示した混
合物を、ヘンシェルミキサーFM20B(三井三池社
製,商品名)にて混合し、この混合物を二軸混練押出機
PCM30(池貝鉄工社製,商品名)にて加熱混練し、
得られた混練物を冷却後、粗粉砕機ロートプレックス
(アルピネ社製,商品名)にて2mm以下の大きさに粗
粉砕し、更に、ジェットミル粉砕機IDS−2型(日本
ニューマティック工業社製,商品名)にて微粉砕した
後、気流分級機DS2型(日本ニューマティック工業社
製,商品名)により粉砕物から微粉をカットして、平均
粒径8μmのトナー母体粒子を得る。そして、このトナ
ー母体粒子に外添剤を外添処理することにより完成させ
た。
【0060】キャリアは表1(表2,表3)に示した比
表面積,平均粒径を有するCu−Znフェライトをコア
材とし、シリコーン樹脂にカーボンブラックを5重量%
分散させたものをコート剤とし、これらを活動造粒乾燥
装置に入れ、流動層でコア材とコート剤を混合したあ
と、90℃の雰囲気下で乾燥し、更に200℃の電気炉
内に1時間放置し、シリコーン樹脂の焼成をすることに
より製造した。シリコーン樹脂はKR250(信越化学
社製,商品名)を用いた。
【0061】また、キャリアの体積抵抗は、大きさ2×
1cmの電極を間隔2mmで対抗させ、その間にサンプ
ルキャリアを0.2g投入し、電極の外側で対抗させた
磁石により電極間でブリッジを形成させ、電極に100
0Vを印可することにより求めた。
【0062】現像剤はタンブラーミキサーによりキャリ
アとトナーを混合比3%で1時間混合することにより作
製した。
【0063】また、現像剤サンプルA1〜A3とは別
に、キャリアのコート剤に配合するカーボンブラックを
DBP吸油量が123(ml/100g)、窒素吸着に
よるBET比表面積が265m2/g 、PH7のカーボ
ンブラックに変更した以外は表1と同様の処方からなる
現像剤サンプルB1を作製した。また、トナーに配合す
るカーボンブラックAをDBP吸油量が123(ml/
100g)、窒素吸着によるBET比表面積が265m
2/g 、PH7のカーボンブラックに変更した以外は表
1と同様の処方からなる現像剤サンプルB2を作製し
た。
【0064】表4にこれら現像剤サンプルA1〜A3,
B1,B2の帯電特性の測定結果を示す。
【0065】
【表4】
【0066】ここで、帯電量はブローオフ法によるもの
で、キャリアとトナーをトナー濃度3%で混合した現像
剤サンプル100gを、100mlのポリエチレンボト
ルに入れ、回転数100rpmで60min間撹拌した
後、現像剤サンプルを0.2g秤量し、エア圧0.2k
gf/cm2 で90secブローして測定した値であ
る。帯電立ち上がり指数は、帯電量測定時のブロー時間
10secの値をブロー時間90secの値で割ること
により求めた値である。
【0067】表4から、現像剤サンプルA1〜A3が、
いずれもトナー帯電量が−20μC/g前後で高帯電量
が得られ、帯電立ち上がり指数が90以上の帯電立ち上
がり特性に優れたものであるのに対し、現像剤サンプル
B1,B2はいずれも低帯電量しか得られず、帯電の立
ち上がりも著しく遅いものであることが分かる。
【0068】(実施例1)図1は本発明の現像剤が使用
される電子写真装置の一例の構成を示す断面図であり、
図において、11は有機感光体で、アルミニウムの導電
性支持体上にポリビニルブチラール樹脂(積水化学製,
エレックBL−1)にτ型無金属フタロシアニン(東洋
インキ製)の電荷発生物質を分散させた電荷発生層と、
ポリカーボネート樹脂(三菱ガス化学製Z−200)
と、1,1−ビス(P−ジエチルアミノフェニル)−
4,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン(アナン
(株)製T−405)を含む電荷輸送層を順次積層した
構成のものである。203は感光体をマイナスに帯電す
るコロナ帯電器、204は感光体の帯電電位を制御する
グリッド電極、205は信号光である。
【0069】露光後の潜像を可視像化するための現像装
置は、感光体11表面に現像剤207を供給する現像剤
ホッパー206、感光体11とギャップを開けて設定し
た非磁性現像スリーブ224は、現像スリーブ224の
内部に設置された磁石225からなる。現像剤207は
トナー207Aとキャリア207Bとからなる。
【0070】213は感光体11上のトナー像を紙に転
写する転写ローラで、感光体11に接触するように設定
されている。転写ローラは導電性の金属からなる軸の周
囲に導電性弾性部材を設けてなる弾性ローラである。感
光体11への押圧力は転写ローラ213一本(約216
mm)当たり、0〜2000g、望ましくは500〜1
000gである。これは転写ローラ213を感光体11
に圧接するためのバネのバネ係数と縮み量の積から測定
した。感光体11との接触幅は約0.5mm〜5mmで
ある。転写ローラ213のゴム硬度はアスカーCの測定
法(ローラ形状でなく、ブロック片を用いた測定)で8
0度以下で、望ましくは30〜40度である。本発明で
は、弾性ローラ213は直径6mmのシャフトの周辺
に、Li2O等のリチウム塩を内添して抵抗値を107Ω
cm (軸と表面に電極を設け、両者に500V印加し
て測定)にした発泡性の導電性ウレタンエラストマーを
被覆したものを用いた。転写ローラ213全体の外径は
16.4mmで、硬度はアスカーCで40度であった。
転写ローラ213を感光体11に転写ローラ213の軸
を金属バネで押圧する事で接触させた。押圧力は約10
00gであった。なお、ここでは、ローラの弾性体にウ
レタン発泡体を用いたが、これの他にCRゴム、NB
R、Siゴム、フッ素ゴム等を用いることもできる。ま
た、導電性を付与するための導電性付与剤としてリチウ
ム塩を用いたが、これの他にカーボンブラックを用いる
ことができる。
【0071】214は転写紙を転写ローラ213に導入
する導電性部材からなる突入ガイド、215は導電性部
材の表面を絶縁被覆した搬送ガイドである。突入ガイド
214と搬送ガイド215は直接あるいは抵抗を介して
接地している。216は転写紙、217は転写ローラ2
13に電圧印加する電圧発生電源である。
【0072】転写残りのトナーはクリーニングブレード
218でかき落とし、クリーニングボックス219に一
時的に貯められた廃トナー223を、輸送管220によ
って、現像装置のトナーホッパ206に戻す構成であ
る。
【0073】感光体11の直径は30mmで、周速60
mm/sで図中の矢印の方向に回転させ用いた。現像ス
リーブ224の直径は16mmで、周速40mm/sで
感光体11の進行方向とは同方向(図中の矢印方向)に
回転させ用いた。感光体11と電極ローラ224とのギ
ャップは300μmに設定した。
【0074】感光体11をコロナ帯電器203(印加電
圧−4.5kV、グリッド204の電圧−500V)
で、−500Vに帯電させた。この感光体11にレーザ
光205を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体
11の露光電位はー90Vであった。この感光体11表
面上に、現像剤207を現像剤ホッパー206内で磁石
により現像スリーブ224に付着させた。現像スリーブ
224上で磁気ブラシを形成した現像剤207は、現像
スリーブ224の回転と共に感光体11の前に搬送され
る。次に感光体11を現像スリーブ224の前を通過さ
せた。感光体11上には画像部のみのネガポジ反転した
トナー像が残った。矢印方向に回転する現像スリーブ2
24に付着した現像剤は、再び現像剤ホッパー206内
に戻し次の像形成に用いた。こうして感光体11上に得
られたトナー像を、転写紙に、転写ローラ213によっ
て転写した後、定着器(図示せず)により熱定着して複
写画像が得られる。
【0075】かかる電子写真装置により、前記現像剤A
1を用いて画像出しを行った。その結果、横線の乱れ,
トナーの飛び散り,文字の中抜けなどがなく、ベタ黒画
像が均一で濃度が1.4の16本/mmの画線をも再現
した極めて高解像度高画質の画像であった。画像濃度
1.4以上の高濃度画像で、非画像部の地かぶりもなか
った。画像濃度は反射濃度計(マクベス社)で測定し
た。
【0076】また、廃トナーリサイクルを行いながら、
1万枚の長期耐久テストを行ったところ、流動性,画像
濃度ともに変化が少なく、前記高解像度高画質画像を継
続して得ることができた。
【0077】(実施例2)前記実施例1の図1に示した
電子写真装置により、前記現像剤A2を用いて画像出し
を行った。その結果、横線の乱れ,トナーの飛び散り,
文字の中抜けなどがなく、ベタ黒画像が均一で濃度が
1.4の16本/mmの画線をも再現した極めて高解像
度高画質の画像であった。画像濃度1.4以上の高濃度
画像で、非画像部の地かぶりもなかった。画像濃度は反
射濃度計(マクベス社)で測定した。
【0078】また、廃トナーリサイクルを行いながら、
1万枚の長期耐久テストを行ったところ、流動性,画像
濃度ともに変化が少なく、前記高解像度高画質画像を継
続して得ることができた。
【0079】(実施例3)前記実施例1の図1に示した
電子写真装置により、前記現像剤A3を用いて画像出し
を行った。その結果、横線の乱れ,トナーの飛び散り,
文字の中抜けなどがなく、ベタ黒画像が均一で濃度が
1.4の16本/mmの画線をも再現した極めて高解像
度高画質の画像であった。画像濃度1.4以上の高濃度
画像で、非画像部の地かぶりもなかった。画像濃度は反
射濃度計(マクベス社)で測定した。
【0080】また、廃トナーリサイクルを行いながら、
1万枚の長期耐久テストを行ったところ、流動性,画像
濃度ともに変化が少なく、前記高解像度高画質画像を継
続して得ることができた。
【0081】(実施例4)図2は本発明の現像剤が使用
される電子写真装置の一例の構成を示す断面図であり、
図において、図1と同一符号は同一または相当する部分
を示している。202は感光体11と同軸で固定された
磁石である。
【0082】露光後の潜像を可視像化するための現像装
置において、208は感光体11とギャップを開けて設
定した非磁性電極ローラ、209は電極ローラ208の
内部に設置された磁石、210は電極ローラ208に交
流電圧を印加する交流高圧電源、211は電極ローラ上
の現像剤207をかきおとすポリフェニレンサルファイ
ド製のスクレーパ、212は現像剤ホッパー206内で
の現像剤207の流れをスムーズにし、また現像剤20
7が自重で押しつぶされ感光体11と電極ローラ208
との間でのつまりが発生するのを防止するためのダンパ
ーである。ここで、電極ローラ208は非画像部の余分
な現像剤を回収するためのものである。
【0083】転写工程以降の各工程を行う構成は、廃ト
ナーのリサイクル工程を行う構成を除き、実施例1の図
1と同様である。
【0084】感光体11表面での磁束密度は600Gs
である。電極ローラ208内部の磁石209による磁力
の方を強くして搬送性を向上させた。また磁石202の
磁極角(θ)は15度に設定した。感光体11の直径は
30mmであり、周速60mm/sで図中の矢印の方向
に回転させた。電極ローラ208の直径は16mmで、
周速40mm/sで感光体11の進行方向とは逆方向
(図中の矢印方向)に回転させた。感光体11と電極ロ
ーラ208とのギャップは300μmに設定した。
【0085】感光体11をコロナ帯電器203(印加電
圧−4.5kV、グリッド204の電圧−500V)に
より−500Vに帯電させた。この感光体11にレーザ
光205を照射し静電潜像を形成した。このとき感光体
11の露光電位は−90Vであった。この感光体11表
面上に、現像剤207を現像剤ホッパー206内で磁石
により付着させた。次に感光体11を電極ローラ208
の前を通過させた。感光体11の未帯電域の通過時に
は、電極ローラ208には交流高圧電源210により、
0Vの直流電圧を重畳した750V0-p (ピーク・ツー
・ピーク 1.5kV)の交流電圧(周波数1kHz)
を印加した。その後、−500Vに帯電し静電潜像が書
き込まれた感光体11の通過時には、電極ローラ208
には交流高圧電源210により、−350Vの直流電圧
を重畳した750V0-p (ピーク・ツー・ピーク 1.
5kV)の交流電圧(周波数1kHz)を印加した。す
ると感光体11の帯電部分に付着した現像剤は電極ロー
ラ208に回収され、感光体11上には画像部のみのネ
ガポジ反転したトナー像が残った。矢印方向に回転する
電極ローラ208に付着した現像剤は、スクレーパ21
1によってかきとり、再び現像剤ホッパー206内に戻
し次の像形成に用いた。こうして感光体11上に得られ
たトナー像を、転写紙に、転写ローラ213によって転
写した後、定着器(図示せず)により熱定着して複写画
像が得られる。
【0086】かかる図2に示した電子写真装置により、
前記現像剤A1を用いて画像出しを行った。その結果、
横線の乱れ,トナーの飛び散り,文字の中抜けなどがな
く、ベタ黒画像が均一で濃度が1.4の16本/mmの
画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像であっ
た。画像濃度1.4以上の高濃度画像で、非画像部の地
かぶりもなかった。画像濃度は反射濃度計(マクベス
社)で測定した。
【0087】また、1万枚の長期耐久テストを行ったと
ころ、流動性,画像濃度ともに変化が少なく、前記高解
像度高画質画像を継続して得ることができた。
【0088】(実施例5)前記実施例4の図2に示した
電子写真装置により、前記現像剤A2を用いて画像出し
を行った。その結果、横線の乱れ,トナーの飛び散り,
文字の中抜けなどがなく、ベタ黒画像が均一で濃度が
1.4の16本/mmの画線をも再現した極めて高解像
度高画質の画像であった。画像濃度1.4以上の高濃度
画像で、非画像部の地かぶりもなかった。画像濃度は反
射濃度計(マクベス社)で測定した。
【0089】また、1万枚の長期耐久テストを行ったと
ころ、流動性,画像濃度ともに変化が少なく、前記高解
像度高画質画像を継続して得ることができた。
【0090】(実施例6)前記実施例4の図2に示した
電子写真装置により、前記現像剤A3を用いて画像出し
を行った。その結果、横線の乱れ,トナーの飛び散り,
文字の中抜けなどがなく、ベタ黒画像が均一で濃度が
1.4の16本/mmの画線をも再現した極めて高解像
度高画質の画像であった。画像濃度1.4以上の高濃度
画像で、非画像部の地かぶりもなかった。画像濃度は反
射濃度計(マクベス社)で測定した。
【0091】また、1万枚の長期耐久テストを行ったと
ころ、流動性,画像濃度ともに変化が少なく、前記高解
像度高画質画像を継続して得ることができた。
【0092】(実施例7)図3は本発明の現像剤が使用
される電子写真装置の一例の構成を示す断面図であり、
図において、図2と同一符号は同一または相当する部分
を示している。この電子写真装置は図2に示した電子写
真装置の構成に、更に廃トナーリサイクルシステムを付
加したものである。廃トナーリサイクルシステムは、ク
リーニングブレード218でかき落とされ転写残りのト
ナーが、クリーニングボックス219に廃トナー223
として貯められ、この廃トナー223が輸送管220に
よって、現像装置のトナーホッパ206内に戻されるよ
う構成されtものである。
【0093】かかる図3に示した電子写真装置により、
前記現像剤A1を用いて画像出しを行った。その結果、
横線の乱れ,トナーの飛び散り,文字の中抜けなどがな
く、ベタ黒画像が均一で濃度が1.4の16本/mmの
画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像であっ
た。画像濃度1.4以上の高濃度画像で、非画像部の地
かぶりもなかった。画像濃度は反射濃度計(マクベス
社)で測定した。
【0094】また、廃トナーリサイクルを行いながら、
10000枚の長期複写テストを行ったところ、トナー
の帯電量,トナーの流動性,画像濃度ともに変化が少な
く、また、感光体上にトナーフィルミングが発生せず、
前記高解像度高画質画像を継続して得ることができた。
【0095】(実施例8)前記実施例7の図3に示した
電子写真装置により、前記現像剤A2を用いて画像出し
を行った。その結果、横線の乱れ,トナーの飛び散り,
文字の中抜けなどがなく、ベタ黒画像が均一で濃度が
1.4の16本/mmの画線をも再現した極めて高解像
度高画質の画像であった。画像濃度1.4以上の高濃度
画像で、非画像部の地かぶりもなかった。画像濃度は反
射濃度計(マクベス社)で測定した。
【0096】また、廃トナーリサイクルを行いながら、
10000枚の長期複写テストを行ったところ、トナー
の帯電量,トナーの流動性,画像濃度ともに変化が少な
く、また、感光体上にトナーフィルミングが発生せず、
前記高解像度高画質画像を継続して得ることができた。
【0097】(実施例9)前記実施例7の図3に示した
電子写真装置により、前記現像剤A3を用いて画像出し
を行った。その結果、横線の乱れ,トナーの飛び散り,
文字の中抜けなどがなく、ベタ黒画像が均一で濃度が
1.4の16本/mmの画線をも再現した極めて高解像
度高画質の画像であった。画像濃度1.4以上の高濃度
画像で、非画像部の地かぶりもなかった。画像濃度は反
射濃度計(マクベス社)で測定した。
【0098】また、廃トナーリサイクルを行いながら、
10000枚の長期複写テストを行ったところ、トナー
の帯電量,トナーの流動性,画像濃度ともに変化が少な
く、また、感光体上にトナーフィルミングが発生せず、
前記高解像度高画質画像を継続して得ることができた。
【0099】(実施例10)図4は本発明の現像剤が使
用されるカラー電子写真プリンタの一例の構成を示す断
面図である。図において、1はカラー電子写真プリンタ
の外装筐で、図面右端面側が前面である。1Aはプリン
タ前面板で、プリンタ外装筐1に対して下辺側のヒンジ
軸1Bを中心に二点鎖線表示のように倒し開き操作,実
線表示のように起こし閉じ操作が自由に行えるように取
り付けられている。中間転写ベルトユニット2の着脱操
作や,紙詰まり時などのプリンタ内部点検保守等が、前
面板1Aを倒し開いてプリンタ内部を大きく解放するこ
とにより行われる。また、この中間転写ベルトユニット
2の着脱動作が、感光体の回転軸母線方向に対し垂直方
向で行えるるように設計されている。
【0100】中間転写ベルトユニット2は図5に示すよ
うに、ユニットハウジング2aに、転写ベルト3、導電
性弾性体よりなる第1転写ローラ4、アルミローラより
なる第2転写ローラ5、転写ベルトの張力を調整するテ
ンションローラ6、転写ベルト上に残ったトナー像をク
リーニングするベルトクリーナローラ7、クリーナロー
ラ7上に回収したトナーをかきおとすスクレーパ8、回
収したトナーを溜おく廃トナー溜め9aおよび9b、転
写ベルトの位置を検出する位置検出器10を内包して、
構成されている。この中間転写ベルトユニット2は、前
記したように、プリンタ前面板1Aを点線のように倒し
開いてプリンタ外装筐1内の所定の収納部に対して着脱
自在である。中間転写ベルト3は、絶縁性樹脂中に導電
性のフィラーを混練して押出機にてフィルム化して得ら
れたものであり、本実施例では、絶縁性樹脂としてのポ
リカーボネート樹脂(例えば三菱ガス化学製,ユーピロ
ンZ300)95重量部に、導電性カーボン(例えばケ
ッチェンブラックインターナショナル製,ケッチェンブ
ラック)5重量部を加えてフィルム化したものを用い
た。また、表面を弗素樹脂によりコートした。フィルム
の厚みは約350μm、抵抗は約107〜108Ω・cm
であった。ここで、中間転写ベルト3として、絶縁性樹
脂中に導電性のフィラーを練り込んでフィルム化し、こ
のフィルムの表面を弗素樹脂によりコートしたものを用
いているのは、中間転写ベルト3への電荷の蓄積を防止
するとともに、中間転写ベルト3からのトナーの離型性
を向上させて、高転写効率が得られるようにするためで
ある。転写ベルト3は、厚さ100μmのエンドレスベ
ルト状の半導電性のウレタンを基材としたフィルムから
なり,周囲が107Ω・cmの抵抗を有するように低抵
抗処理を施したウレタンフォームを成形して得られた第
1転写ローラ4、第2転写ローラ5およびテンションロ
ーラ6に巻回され、図中の矢印方向に移動するようにな
っている。ここで、転写ベルト3の周長は、最大用紙サ
イズであるA4用紙の長手方向の長さ(298mm)
に、後述する感光体ドラム(直径30mm)の周長の半
分より若干長い長さ(62mm)を足した360mmに
設定している。中間転写ベルトユニット2がプリンタ本
体に装着されたときには、第1転写ローラ4は、中間転
写ベルト3を介して感光体11(図4に図示)に約1.
0kgの力で圧接され、また、第2転写ローラ5は、中
間転写ベルト3を介して上記の第1転写ローラ4と同様
の構成の第3転写ローラ12(図4に図示)に圧接され
る。この第3転写ローラは中間転写ベルト3に従動回転
可能に取り付けられている。クリーナローラ7は、中間
転写ベルト3を清掃するベルトクリーナ部のローラであ
る。これは、金属性のローラにトナーを静電的に吸引す
る交流電圧を印加する構成である。なお、このクリーナ
ローラ7に変えて、ゴムブレードや,電圧を印加した導
電性ファーブラシをベルトクリーナ部に配置してもよ
い。
【0101】図4において、プリンタ中央には黒、シア
ン、マゼンタ、イエロの各色用の4組の扇型をした像形
成ユニット17Bk、17Y、17M、17Cが像形成
ユニット群18を構成し、図のように円環状に配置され
ている。各像形成ユニット17Bk、17Y、17M、
17Cは、図5のプリンタ上面板1Cをヒンジ軸1Dを
中心に開いて像形成ユニット群18の所定の位置に着脱
自在である。各像形成ユニット17Bk、17Y、17
M、17Cはプリンタ内に正規に装着されることによ
り、像形成ユニット側とプリンタ側の両者側の機械的駆
動系統・電気回路系統が相互カップリング部材(不図
示)を介して結合して機械的・電気的に一体化する。
【0102】円環状に配置されている像形成ユニット1
7Bk、17C、17M、17Yは支持体(図示せず)
に支持されており、全体として移動手段である移動モー
タ19に駆動され、固定されて回転しない円筒状の軸2
0の周りに回転移動可能に構成されている。各像形成ユ
ニットは、回転移動によって順次前述の中間転写ベルト
3を支持する第2転写ローラ4に対向した像形成位置2
1に位置することができる。像形成位置21は信号光2
2による露光位置でもある。
【0103】各像形成ユニットは、中に入れた現像剤を
除きそれぞれ同じ構成部材よりなるので、説明を簡略化
するため黒用の像形成ユニット17Bkについて説明
し、他色については省略する。なお、各色用について、
同じ部分には同じ符号を付し、各色の構成の区別をつけ
る必要がある場合は、符号に各色を示す文字を付す。現
像は通常の電子写真法による2成分現像法を使用した。
【0104】35はプリンタ外装筐1内の下側に配設し
たレーザビームスキャナ部であり、半導体レーザ、スキ
ャナモータ35a、ポリゴンミラー35b、レンズ系3
5c等から構成されている。スキャナ部35からの画像
情報の時系列電気画素信号に対応した画素レーザ信号光
22は像形成ユニット17Bkと17Yの間に構成され
た光路窓口36を通って、軸20の一部に開けられた窓
37を通して軸20内の固定されたミラー38に入射
し、反射されて像形成位置21にある像形成ユニット1
7Bkの露光窓25から像形成ユニット17Bk内にほ
ぼ水平に進入し、像形成ユニット内に上下に配設されて
いる現像剤溜め26とクリーナ34との間の通路を通っ
て感光体ドラム11の左側面の露光部に入射し母線方向
に走査露光される。
【0105】ここで光路窓口36からミラー38までの
光路は両隣の像形成ユニット17Bkと17Yとのユニ
ット間の隙間を利用しているため、像形成ユニット群1
8には無駄になる空間がほとんど無い。また、ミラー3
8は像形成ユニット群18の中央部に設けられているた
め、固定された単一のミラーで構成することができ、シ
ンプルでかつ位置合わせ等が容易な構成である。
【0106】12はプリンタ前面板1Aの内側で給送ロ
ーラ39の上方に配設した第3転写ローラであり、中間
転写ベルト3と第3転写ローラ12との圧接されたニッ
プ部には、プリンタ前面板1Aの下部に設けた紙給送ロ
ーラ39により用紙が送られてくるように用紙搬送路が
形成されている。
【0107】40はプリンタ前面板1Aの下辺側に外方
に突出させて設けた給紙カセットであり、複数の紙Sを
同時にセットできる。41aと41bとは紙搬送タイミ
ングローラ、42a・42bはプリンタの内側上部に設
けた定着ローラ対、43は第3転写ローラ12と定着ロ
ーラ対42a・42b間に設けた紙ガイド板、44a・
44bは定着ローラ対42a・42bの紙出口側に配設
した紙排出ローラ対、45は定着ローラ42aに供給す
るシリコーンオイル46を溜める定着オイル溜め、47
はシリコーンオイル46を定着ローラ42aに塗布する
オイル供給ローラである。
【0108】以下、動作について説明する。
【0109】最初、像形成ユニット群18は図4に示す
位置にあり、黒の像形成ユニット17Bkが図示のよう
に像形成位置21にある。このとき感光体11は中間転
写ベルト3を介して第1転写ローラ4に対向接触してい
る。
【0110】像形成工程により、レーザ露光装置35に
より黒の信号光が像形成ユニット17Bkに入力され、
黒トナーによる像形成が行われる。この時像形成ユニッ
ト17Bkの像形成の速度(感光体の周速に等しい60
mm/s)と中間転写ベルト3の移動速度は同一になる
ように設定されており、像形成と同時に第1転写ローラ
4の作用で、黒トナー像が中間転写ベルト3に転写され
る。このとき第1転写ローラには+1kVの直流電圧を
印加した。黒のトナー像がすべて転写し終わった直後
に、像形成ユニット17Bk、17C、17M、17Y
は像形成ユニット群18として全体が移動モータ19に
駆動されて図4の矢印方向に回転移動し、ちょうど90
度回転して像形成ユニット17Cが像形成位置21に達
した位置で止まる。この間、像形成ユニットの感光体以
外のトナーホッパ26やクリーナ34の部分は感光体1
1先端の回転円弧より内側に位置しているので、中間転
写ベルト3が像形成ユニットに接触することはない。
【0111】像形成ユニット17Cが像形成位置21に
到着後、前と同様に今度はシアンの信号でレーザ露光装
置35が像形成ユニット17Cに信号光を入力しシアン
のトナー像の形成と転写が行われる。このときまでに中
間転写ベルト3は一回転し、前に転写された黒のトナー
像に次のシアンのトナー像が位置的に合致するように、
シアンの信号光の書き込みタイミングが制御される。こ
の間、第3転写ローラ12とクリーナローラ7とは中間
転写ベルト3から少し離れており、転写ベルト上のトナ
ー像を乱さないように構成されている。
【0112】以上と同様の動作を、マゼンタ、イエロに
ついても行い、中間転写ベルト3上には4色のトナー像
が位置的に合致して重ね合わされカラー像が形成され
た。最後のイエロトナー像の転写後、4色のトナー像は
タイミングを合わせて給紙カセット40から送られる用
紙に、第3転写ローラ12の作用で一括転写された。こ
のとき第2転写ローラ5は接地し、第3転写ローラ12
には+1.5kVの直流電圧を印加した。用紙に転写さ
れたトナー像は定着ローラ対42a・42bにより定着
された。用紙はその後排出ローラ対44a・44bを経
て装置外に排出された。中間転写ベルト3上に残った転
写残りのトナーは、クリーナローラ7の作用で清掃され
次の像形成に備えた。
【0113】次に単色モード時の動作を説明する。単色
モード時は、まず所定の色の像形成ユニットが像形成位
置に移動する。次に前と同様に所定の色の像形成と中間
転写ベルト3への転写を行い、今度は転写後そのまま続
けて、次の第3転写ローラ12により給紙カセット40
から送られてくる転写紙に転写をし、そのまま定着し
た。
【0114】かかる図4に示した電子写真カラープリン
タにより、単色モードで、前記現像剤A1を用いて画像
出しを行った。その結果、横線の乱れ,トナーの飛び散
り,文字の中抜けなどがなく、ベタ黒画像が均一で濃度
が1.4の16本/mmの画線をも再現した極めて高解
像度高画質の画像であった。画像濃度1.4以上の高濃
度画像で、非画像部の地かぶりもなかった。画像濃度は
反射濃度計(マクベス社)で測定した。また、1万枚の
長期耐久テストを行ったところ、流動性,画像濃度とも
に変化が少なく、前記高解像度高画質画像を継続して得
ることができた。また、フルカラーモードで、画像出し
を行ったところ、黒トナーによる画質の乱れ,中抜け及
び文字の飛び散り等はなく良好な画像を得ることができ
た。転写効率は92%であった。
【0115】本実施例ではトナーが高転写効率に転写さ
れ、ほとんど廃トナーが生じていなかった。従って、通
常、各像形成ユニット,中間転写ベルトユニットに廃ト
ナー溜めを設けているが、本実施例のトナーを用いれ
ば、廃トナー溜めの容積を従来より小さくして、更に装
置を小形化にできることが期待できる。
【0116】(実施例11)前記実施例10の図4に示
した電子写真カラープリンタにより、単色モードで、前
記現像剤A2を用いて画像出しを行った。その結果、横
線の乱れ,トナーの飛び散り,文字の中抜けなどがな
く、ベタ黒画像が均一で濃度が1.4の16本/mmの
画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像であっ
た。画像濃度1.4以上の高濃度画像で、非画像部の地
かぶりもなかった。画像濃度は反射濃度計(マクベス
社)で測定した。また、1万枚の長期耐久テストを行っ
たところ、流動性,画像濃度ともに変化が少なく、前記
高解像度高画質画像を継続して得ることができた。ま
た、フルカラーモードで、画像出しを行ったところ、黒
トナーによる画質の乱れ,中抜け及び文字の飛び散り等
はなく良好な画像を得ることができた。転写効率は91
%であった。
【0117】(実施例12)前記実施例10の図4に示
した電子写真カラープリンタにより、単色モードで、前
記現像剤A3を用いて画像出しを行った。その結果、横
線の乱れ,トナーの飛び散り,文字の中抜けなどがな
く、ベタ黒画像が均一で濃度が1.4の16本/mmの
画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像であっ
た。画像濃度1.4以上の高濃度画像で、非画像部の地
かぶりもなかった。画像濃度は反射濃度計(マクベス
社)で測定した。また、1万枚の長期耐久テストを行っ
たところ、流動性の低下はなく、高い電荷量を維持し、
感光体及び中間転写ベルト上にはフィルミングは発生せ
ず、前記高解像度高画質画像を継続して得ることができ
た。
【0118】また、フルカラーモードで、画像出しを行
ったところ、黒トナーによる画質の乱れ,中抜け及び文
字の飛び散り等はなく良好な画像を得ることができた。
転写効率は92%であった。
【0119】(実施例13)像形成ユニットの現像装置
を図2に示した電子写真装置の現像装置に変えた以外
は、図4に示した電子写真カラープリンタと同様の構成
からなる電子写真カラープリンタにより、単色モード
で、前記現像剤A1を用いて画像出しを行った。その結
果、横線の乱れ,トナーの飛び散り,文字の中抜けなど
がなく、ベタ黒画像が均一で濃度が1.4の16本/m
mの画線をも再現した極めて高解像度高画質の画像であ
った。画像濃度1.4以上の高濃度画像で、非画像部の
地かぶりもなかった。画像濃度は反射濃度計(マクベス
社)で測定した。また、1万枚の長期耐久テストを行っ
たところ、流動性の低下はなく、高い電荷量を維持し、
感光体及び中間転写ベルト上にはフィルミングは発生せ
ず、前記高解像度高画質画像を継続して得ることができ
た。
【0120】また、フルカラーモードで、画像出しを行
ったところ、黒トナーによる画質の乱れ,中抜け及び文
字の飛び散り等はなく良好な画像を得ることができた。
転写効率は93%であった。
【0121】(実施例14)前記実施例13で使用した
電子写真カラープリンタにより、単色モードで、前記現
像剤A2を用いて画像出しを行った。その結果、横線の
乱れ,トナーの飛び散り,文字の中抜けなどがなく、ベ
タ黒画像が均一で濃度が1.4の16本/mmの画線を
も再現した極めて高解像度高画質の画像であった。画像
濃度1.4以上の高濃度画像で、非画像部の地かぶりも
なかった。画像濃度は反射濃度計(マクベス社)で測定
した。また、1万枚の長期耐久テストを行ったところ、
流動性の低下はなく、高い電荷量を維持し、感光体及び
中間転写ベルト上にはフィルミングは発生せず、前記高
解像度高画質画像を継続して得ることができた。
【0122】また、フルカラーモードで、画像出しを行
ったところ、黒トナーによる画質の乱れ,中抜け及び文
字の飛び散り等はなく良好な画像を得ることができた。
転写効率は90%であった。
【0123】(実施例15)前記実施例13で使用した
電子写真カラープリンタにより、単色モードで、前記現
像剤A3を用いて画像出しを行った。その結果、横線の
乱れ,トナーの飛び散り,文字の中抜けなどがなく、ベ
タ黒画像が均一で濃度が1.4の16本/mmの画線を
も再現した極めて高解像度高画質の画像であった。画像
濃度1.4以上の高濃度画像で、非画像部の地かぶりも
なかった。画像濃度は反射濃度計(マクベス社)で測定
した。また、1万枚の長期耐久テストを行ったところ、
流動性の低下はなく、高い電荷量を維持し、感光体及び
中間転写ベルト上にはフィルミングは発生せず、前記高
解像度高画質画像を継続して得ることができた。
【0124】また、フルカラーモードで、画像出しを行
ったところ、黒トナーによる画質の乱れ,中抜け及び文
字の飛び散り等はなく良好な画像を得ることができた。
転写効率は90%であった。
【0125】(比較例1)前記実施例4の図2に示した
電子写真装置により、前記現像剤B1を用いて画像出し
を行った。その結果、画像濃度が低く、地かぶりが多い
画像となった。画像濃度は反射濃度計(マクベス社)で
測定した。
【0126】(比較例2)前記実施例4の図2に示した
電子写真装置により、前記現像剤B2を用いて画像出し
を行った。その結果、画像濃度が低く、地かぶりが多い
画像となった。画像濃度は反射濃度計(マクベス社)で
測定した。
【0127】(比較例3)前記実施例7の図3に示した
電子写真装置により、前記現像剤B1を用いて画像出し
を行った。その結果、若干画像濃度が低く、地かぶりが
多い画像となった。画像濃度は反射濃度計(マクベス
社)で測定した。
【0128】(比較例4)前記実施例7の図3に示した
電子写真装置により、前記現像剤B2を用いて画像出し
を行った。その結果、若干画像濃度が低く、地かぶりが
多い画像となった。画像濃度は反射濃度計(マクベス
社)で測定した。
【0129】(比較例5)前記実施例10の図4に示し
たカラー電子写真プリンタにより、単色モードで、前記
現像剤B1を用いて画像出しを行った。その結果、若干
画像濃度が低く、地かぶりが多い画像となった。画像濃
度は反射濃度計(マクベス社)で測定した。
【0130】(比較例6)前記実施例10の図4に示し
たカラー電子写真プリンタにより、単色モードで、前記
現像剤B1を用いて画像出しを行った。その結果、若干
画像濃度が低く、地かぶりが多い画像となった。画像濃
度は反射濃度計(マクベス社)で測定した。
【0131】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる現
像剤によれば、平均粒径が20〜100μmの範囲にあ
る磁性粒子の表面が、DBP吸油量が160(ml/1
00g)以上で,窒素吸着によるBET比表面積が50
0〜1300m2/g の範囲にあり,PHが7以上であ
る第1のカーボンブラックが分散したシリコーン樹脂で
被覆され、その体積抵抗が1×105 〜1×1010Ωc
mの範囲にあるキャリアと、結着樹脂中に、少なくとも
前記第1のカーボンブラックと、DBP吸油量が60〜
120(ml/100g)の範囲にあり,窒素吸着によ
るBET比表面積が100〜150m2/g の範囲にあ
り,PHが7以上である第2のカーボンブラックが分散
したトナーとを含んでなるものとしたことにより、所要
の高帯電量に速く立ち上がり,適度な帯電量で推移し
て、低帯電量トナーや逆極性トナーによる地かぶりやト
ナーの飛び散りを発生することなく、長期に亘って高濃
度,低地かぶりの高画質画像を形成することができる。
また、帯電立ち上がりが速く、低速機から高速機まで適
用できる。また、特開平5−72890号公報に提案し
た,感光体の長手方向の全域に一旦トナーを付着させ、
不要トナーを電極ローラで回収することにより現像を行
う現像システムを搭載した電子写真装置に適用した場合
にも、高濃度,低地かぶりの高画質画像を得ることがで
きる。また、中間転写体を用いた転写システムを具備す
る電子写真装置に適用した場合に、中抜けや飛び散りが
防止され、高転写効率の転写がなされ、高濃度,低地か
ぶりの高画質画像を形成することができる。また、廃ト
ナーリサイクルシステムを具備する電子写真装置に適用
した場合に、帯電量の低下がなく、凝集物を生じず、高
濃度,低地かぶりの高画質画像を形成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の現像剤が使用される電子写真装置の
一例の構成を示す断面図である。
【図2】 本発明の現像剤が使用される電子写真装置の
一例の構成を示す断面図である。
【図3】 本発明の現像剤が使用される電子写真装置の
一例の構成を示す断面図である。
【図4】 本発明の現像剤が使用される電子写真カラー
プリンタの一例の構成を示す断面図である。
【図5】 図4に示した中間転写ベルトユニットの構成
を示す断面図である。
【符号の説明】
2 中間転写ベルトユニット 3 中間転写ベルト 4 第1転写ローラ 5 第2転写ローラ 6 テンションローラ 11 感光体 12 第3転写ローラ 15 バネ 16 コロ 17Bk,17C,17M,17Y 像形成ユニ
ット 18 像形成ユニット群 21 像形成位置 22 レーザ信号光 35 レーザ露光装置 38 ミラー 202 感光体に内包された固定磁石 203 コロナ帯電器 204 グリッド電極 206 トナーホッパー 207 現像剤 207A トナー 207B キャリア 208 電極ローラ 209 電極ローラ内部に設置された磁石 210 交流電圧源 211 スクレーパ 213 転写ローラ 214 突入ガイド 215 搬送ガイド 216 転写紙 218 クリーニングブレード 219 廃トナーボックス 220 廃トナー輸送管 223 廃トナー 224 現像スリーブ 225 現像スリーブ内の磁石
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 21/00 326 (72)発明者 前田 正寿 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均粒径が20〜100μmの範囲にあ
    る磁性粒子の表面が、DBP(dibutyl phthalate )吸
    油量が160(ml/100g)以上で,窒素吸着によ
    るBET比表面積が500〜1300m2/g の範囲に
    あり,PHが7以上である第1のカーボンブラックが分
    散したシリコーン樹脂で被覆され、その体積抵抗が1×
    105 〜1×1010Ωcmの範囲にあるキャリアと、 結着樹脂中に、少なくとも前記第1のカーボンブラック
    と、DBP吸油量が60〜120(ml/100g)の
    範囲にあり,窒素吸着によるBET比表面積が100〜
    150m2/g の範囲にあり,PHが7以上である第2
    のカーボンブラックが分散したトナーとを含んでなる現
    像剤。
  2. 【請求項2】 ブローオフ法による帯電量の絶対値が1
    0〜30μC/gである請求項1に記載の現像剤。
  3. 【請求項3】 ブローオフ法による帯電量測定時のブロ
    ー時間10secの値をブロー時間90secの値で割
    ることにより求められる立ち上がり指数が85〜100
    の範囲にある請求項2に記載の現像剤。
  4. 【請求項4】 固定磁石を内包しその表面が所定方向に
    移動する像担持体と、現像剤を収容するホッパー,磁石
    を内包しその表面の所定領域が前記像担持体の表面に所
    定間隔を空けて対向する現像剤回収電極ローラ,及びこ
    の現像剤回収電極ローラの表面の前記所定領域とは異な
    る領域に圧接したスクレーパを有する現像装置とを備
    え、前記所定方向に移動する像担持体の表面に静電潜像
    を形成し、この静電潜像が形成された像担持体の表面に
    前記固定磁石の磁気力により前記ホッパーに収容されて
    いる現像剤を磁気的に吸引させた後、前記現像剤回収電
    極ローラにより前記像担持体の表面に存在するキャリア
    と,前記像担持体の表面の前記静電潜像の非画像部に付
    着しているトナーを回収して、前記像担持体の表面にト
    ナー画像を形成し、前記現像剤回収電極ローラの表面に
    回収された現像剤を前記スクレーパにより前記ホッパー
    の内部に掻き落とす現像システムを具備する画像形成装
    置に使用されるものである請求項1〜3のいずれかに記
    載の現像剤。
  5. 【請求項5】 像担持体上に形成されたトナー画像を前
    記像担持体の表面にその表面を当接させた無端状の中間
    転写体の前記表面に1次転写するプロセスを複数回行っ
    て、前記中間転写体の表面に転写トナー重複像を形成し
    た後、この転写トナー重複像を転写材に一括転写する転
    写システムを具備する画像形成装置に使用されるもので
    ある請求項1〜4のいずれかに記載の現像剤。
  6. 【請求項6】 前記無端状の中間転写体が、絶縁性樹脂
    中に導電性フィラーを練り込んでフィルム化したもので
    ある請求項5に記載の現像剤。
  7. 【請求項7】 前記無端状の中間転写体が、その表面が
    弗素樹脂で被覆されたものである請求項6に記載の現像
    剤。
  8. 【請求項8】 像担持体と導電性弾性ローラとの間に転
    写紙を挿通させ、前記導電性弾性ローラに転写バイアス
    電圧を付与するにより前記像担持体表面上にあるトナー
    を静電気力で転写紙に転写するトナー転写システムを具
    備する画像形成装置に使用されるものである請求項1〜
    4のいずれかに記載の現像剤。
  9. 【請求項9】 転写プロセス後に像担持体上に残留した
    トナーを現像装置内に回収して再度現像プロセスに利用
    する廃トナーリサイクルシステムを具備する画像形成装
    置に使用されるものである請求項1〜5,8のいずれか
    に記載の現像剤。
JP29651595A 1995-11-15 1995-11-15 現像剤 Pending JPH09138528A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000033141A1 (fr) * 1998-12-02 2000-06-08 Fujitsu Limited Appareil de developpement a deux composantes sans contact, et appareil de formation d'image
JP2009205041A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Toda Kogyo Corp 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、二成分系現像剤
JP2013097008A (ja) * 2011-10-28 2013-05-20 Oki Data Corp 現像剤特性規定方法、現像剤、及び画像形成装置
JP2015084118A (ja) * 2014-12-26 2015-04-30 戸田工業株式会社 電子写真現像剤用磁性キャリア及びその製造方法、二成分系現像剤

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WO2000033141A1 (fr) * 1998-12-02 2000-06-08 Fujitsu Limited Appareil de developpement a deux composantes sans contact, et appareil de formation d'image
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