JPH1097093A

JPH1097093A - トナー及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH1097093A
Application number: JP25126196A
Authority: JP
Inventors: Kisho Sato; 紀章佐藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1996-09-24
Filing date: 1996-09-24
Publication date: 1998-04-14
Also published as: US6062677A

Abstract

(57)【要約】【課題】電極体へのトナーの融着を防止し、短時間で
均一な飽和帯電が可能で、長期にわたって良好な画像を
安定して形成することを可能とするトナー及びそのトナ
ーを用いる画像形成装置を提供すること。【解決手段】１００重量部の結着樹脂１６ａに対し
て、酸化アルミニウム、または、酸化チタンの微粉体か
らなる研磨剤１６ｅを約０．０１乃至３重量部外添した
トナー１６を用いることにより、トナーがアパチャ電極
体に融着を起こしかけても、それをはぎ取る効果があ
り、トナー１６に大きなストレスが掛かっても融着を起
こさず、短時間でトナー１６の飽和帯電が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、プロッタ、ファクシミリ等に利用し得る画像形成装
置及びそれに用いられるトナーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置の１つとして、複数
の開孔部（以下、アパチャと称する）が形成された電極
体を用い、画像データに基づいて、トナー粒子の前記ア
パチャ通過を制御し、通過したトナー粒子により支持体
上に画像を形成するものが、例えば、米国特許第３，６
８９，９３５号明細書に於いて開示されている。

【０００３】この画像形成装置は、具体的には、絶縁体
よりなる薄い平板と、その平板の一方の面に形成される
連続した基準電極と、他方の面に複数形成され、互いに
絶縁された制御電極と、各制御電極毎に前記平板、基準
電極、及び制御電極を貫くように形成され、少なくとも
１列に配列された複数のアパチャとから構成されるアパ
チャ電極体と、前記基準電極と制御電極との間に、画像
データに基づいて選択的に電位差を与える手段と、その
電位差によって、トナー粒子のアパチャ通過が制御され
るように、帯電したトナー粒子を前記アパチャへ向けて
供給する手段と、支持体とアパチャ電極体とが相対的に
移動し得るように、支持体をトナー粒子の流路中に位置
決めする手段とから構成されている。

【０００４】また、米国特許第４，７４３，９２６号、
４，７５５，８３７号、４，７８０，７３３号、及び
４，８１４，７９６号の各明細書には、アパチャ電極体
が支持体側に制御電極、トナー供給側に基準電極を向け
て配設された画像形成装置が開示されている。

【０００５】これに対して、米国特許第４，９１２，４
８９号明細書には、アパチャ電極体を、支持体側に基準
電極、トナー供給側に制御電極を向けて配設することに
より、制御電極に対して印加される電圧を、前記の各米
国特許明細書に開示される画像形成装置に比べ、１／４
程度に抑えることができる画像形成装置が記載されてい
る。

【０００６】ここで、トナーにアパチャを通過させず、
支持体上にトナー粒子を付着させない時、すなわち、画
像の白地部分を形成する時点を、以下、「オフ時」と称
し、逆の場合、すなわち、トナーにアパチャを通過さ
せ、支持体上にトナーによるドットを形成する時点を、
以下、「オン時」と称する。

【０００７】また、制御電極に対して印加される電圧
を、以下、「制御電圧」と称する。すなわち、「オン時
の制御電圧」とは、トナーにアパチャを通過させ、支持
体上にトナー粒子を付着させ、支持体上にトナーによる
ドットを形成するために、制御電極に対して印加される
電圧のことである。逆に、「オフ時の制御電圧」とは、
トナーにアパチャを通過させず、支持体上に画像の白地
部分を形成させるために、制御電極に対して印加される
電圧のことである。なお、オン時の制御電圧とオフ時の
制御電圧との電圧差を「駆動電圧」と称する。また、前
記のような構成の画像形成装置によって、支持体上の任
意の位置に配置された、トナーによるドットの集合体
を、「トナー像」と称する。すなわち、トナー像とは、
支持体の素地である白地上に選択的にトナーによるドッ
トを配置して形成されたものをいい、ドット部のみなら
ず、ドット部と白地部との配列を以てトナー像となす。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の画像形成装置に於いて、前記制御電極
は、ＩＣ等の回路素子によって駆動されるため、可能な
限り駆動電圧を小さくすることが好ましく、実用的で安
価なＩＣを用いるためには、駆動電圧は５０Ｖ以内に設
定されなければならないところ、制御電圧と画像濃度と
の関係（以下、制御電圧特性と称する）は、図５ａの破
線に示す曲線のようになっており、５０Ｖの駆動電圧を
保持する範囲でオン時とオフ時の制御電圧を如何に設定
しても、オン時に於ける反射濃度値１．５以上の十分な
濃さと、オフ時に於ける反射濃度０．０７以下のかぶり
の無い良好な白地とを同時に達成できる画像形成の条件
を得ることは、実質的に不可能であった。

【０００９】なお、図５に示す制御電圧特性は、トナー
として負帯電性のものを使用した場合が示されている。

【００１０】具体的には、図５ａの破線で示す制御電圧
特性は、高電圧側の傾きが急峻であるのに対し、低電圧
側の傾きはなだらかである。したがって、オン時の濃度
を得るためには＋６５Ｖ以上が必要であり、安全率を考
慮すると、実際には＋７０Ｖ程度の制御電圧となる。こ
の電圧を基準として、制御電圧を下げた場合、低電圧側
の制御電圧特性の傾きはなだらかであるために、制御電
圧をオン時から５０Ｖ下げて＋２０Ｖにしても、オフの
状態は得られない。確実にオフするためには、制御電圧
を−２０Ｖ以下にする必要があり、駆動電圧は９０Ｖに
達する。

【００１１】ところで、理想的な制御電圧特性は、図５
ｂの実線の如く、ある電圧しきい値で２値的に濃度が制
御できるものであり、このような条件では、駆動電圧は
極めて小さくできる。しかし、実際には、図５ａの破線
のようになる。この理由の最たるものは、トナー流制御
手段に供給されるトナーの帯電量にばらつきが生じるこ
とである。

【００１２】すなわち、トナーに対する静電気力は帯電
量が異なれば当然異なるため、ある狭い範囲の帯電量の
トナーに対して制御電圧特性が図５ｂのようになるとし
た場合、それとは異なる帯電量のトナーに対しては電圧
しきい値も当然異なり、図５ｂを横方向に平行移動した
ものが得られる。このように、帯電量分布を持つトナー
の制御電圧特性は、異なる帯電量についての図５ｂの曲
線を、帯電量分布で重ね合わせたものとなり、結果的
に、図５ａの破線のようになる。

【００１３】このようなトナーの帯電量分布は、粒子径
の分布に起因するものもあるが、最も大きな理由は、ト
ナーが均一に飽和帯電しないことである。すなわち、十
分に飽和帯電したトナーから、殆ど帯電しなかったトナ
ーまで、広く分布をもつことである。したがって、トナ
ーは均一に飽和帯電されることが最も好ましく、そのた
めには、トナーの摩擦帯電の時間を長くして、トナーに
対する摩擦帯電の機会を増やせばよい。

【００１４】しかしながら、従来の画像形成装置に於い
ては、トナー供給手段によるトナーの帯電は、トナー供
給手段の構成要素であるトナー担持体とトナー供給体と
の間、及び、トナー担持体とトナー層規制ブレード帯電
との間でトナーに加えられる摩擦によって行われてきた
が、これらだけでは十分ではなかったため、本出願人
は、これらに加え、電極体のアパチャ形成部近傍に対
し、前記トナー担持体を押し付ける構成の画像形成装置
を、特開平６−１５５７９８号公報に於いて提案してい
る。

【００１５】この画像形成装置に於いては、前記アパチ
ャと前記トナー担持体との間に於いてもトナーを摩擦帯
電させることができるため、トナーの帯電が飽和値に達
し、しかも、このときトナーに対して与えられる摺動に
より、トナーが前記トナー担持体表面上で転動し、トナ
ーと前記トナー担持体表面間の、静電気的鏡像力等によ
る付着力が弱められ、オン時に於けるトナーのアパチャ
からの吐出が促進され、しかも、アパチャへのトナー供
給箇所となる前記トナー担持体表面と前記電極体の制御
電極との間の距離が、トナーの粒径程度まで近くなり、
オフ時に於けるトナー流のアパチャ通過を抑制する効果
が向上し、駆動電圧を低くすることができる効果があっ
た。

【００１６】しかしながら、この画像形成装置に於いて
は、電極体とトナー担持体間の押し付けにより、トナー
に加わるせん断力等のストレスが増加するため、Ａ４用
紙で数枚から数十枚程度の画像形成時間が経過すると、
電極体にトナーが熱融着を起こし、この融着物によっ
て、アパチャへのトナー供給が阻害され、形成画像の濃
度低下や、最悪の場合、画像形成が不能に陥る問題があ
った。

【００１７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、電極体へのトナーの融着を防止
し、短時間で均一な飽和帯電が可能で、長期にわたって
良好な画像を安定して形成することを可能とするトナー
及びそのトナーを用いる画像形成装置を提供することを
目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載のトナーは、帯電したトナ
ーの流れを制御するトナー流制御手段と、そのトナー流
制御手段に、帯電したトナーを供給するトナー供給手段
とを備え、そのトナー供給手段と前記トナー流制御手段
とが、帯電したトナーを介して互いに接触するように構
成される画像形成装置に用いられるものであって、少な
くとも結着樹脂から構成されるコア材に、研磨剤の微粉
体を外添したことを特徴としている。このトナーは、具
体的には、結着樹脂に着色剤、離型剤、荷電制御剤等を
添加して構成されたコア材に、研磨剤の微粉体を、必要
に応じて流動性付与剤等の他の外添剤と共に外添するこ
とによって製造される。

【００１９】請求項２に記載のトナーは、前記研磨剤と
して、硬度が高く、トナーの融着を防止するために効果
的な酸化アルミニウム、または、酸化チタンを用いたこ
とを特徴としている。

【００２０】請求項３に記載のトナーは、前記結着樹脂
１００重量部に対して、前記研磨剤を約０．０１乃至３
重量部添加することを特徴としている。

【００２１】請求項４に記載の画像形成装置は、帯電し
たトナーの流れを制御するトナー流制御手段と、そのト
ナー流制御手段に、帯電したトナーを供給するトナー供
給手段とを備え、そのトナー供給手段と前記トナー流制
御手段とが、帯電したトナーを介して互いに接触するよ
うに構成されるものであって、少なくとも結着樹脂から
構成されるコア材に、研磨剤の微粉体を外添して構成さ
れるトナーを用いたことを特徴としている。

【００２２】すなわち、画像形成に際して、前記の構成
を有するトナーは、前記トナー供給手段によって、トナ
ー流制御手段に接触しながら供給され、そのトナー流制
御手段は、帯電したトナーの流れを制御し、支持体上に
トナー像が形成される。

【００２３】請求項５に記載の画像形成装置は、酸化ア
ルミニウム、または、酸化チタンからなる前記研磨剤を
添加して構成される前記トナーを用いることを特徴とし
ている。

【００２４】請求項６に記載の画像形成装置は、前記研
磨剤を、前記結着樹脂１００重量部に対して、約０．０
１乃至３重量部添加して構成される前記トナーを用いる
ことを特徴としている。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した一つ
の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

【００２６】図１は、本実施の形態のトナー１６の構成
の概略を示す拡大図である。

【００２７】トナー１６は、結着樹脂１６ａと、着色剤
１６ｂと、離型剤であるＷＡＸ１６ｃと、荷電制御剤１
６ｄと、酸化アルミニウムの微粉体である研磨剤１６ｅ
とから構成されている。その製造方法は、まず、結着樹
脂１６ａに、着色剤１６ｂと、ＷＡＸ１６ｃと、荷電制
御剤１６ｄとを配合し、混練、冷却、粉砕、分級して、
負帯電性を示す粉体であるコア材を製造し、次に、研磨
剤１６ｅの微粉体を、前記結着樹脂１００重量部に対し
て、約０．０１乃至３重量部、より好ましくは、約１重
量部を外添するものである。

【００２８】ここで、具体的な組成の例として、結着樹脂（三菱レイヨン製ポリエステル）１００重量部着色剤（三菱化学製カーボンブラック）１３重量部ＷＡＸ（三洋化成製ポリプロピレン）５重量部荷電制御剤（オリエント化学製含金属染料）２重量部を配合し、連続式の１軸押出機を用いて混練し、冷却
後、粉砕及び分級を行って、平均粒径９μｍの負帯電を
示す黒色のコア材を作成し、これをトナーＡとした。

【００２９】このトナーＡに、ＦＵＪＩＭＩケミカル製
酸化アルミニウム微粉体を外添し、その外添量に応じ、
以下に示す１１種類のトナーを作成した。

【００３０】０．００１重量部…トナーＢ０．００５重量部…トナーＣ０．０１重量部…トナーＤ０．０５重量部…トナーＥ０．１重量部…トナーＦ０．５重量部…トナーＧ１重量部…トナーＨ３重量部…トナーＩ５重量部…トナーＪ７重量部…トナーＫ１０重量部…トナーＬ以上の計１２種類の負帯電性トナーを、図２に示す画像
形成装置に用いて実際に画像形成を行い、その出力結果
を評価した。

【００３１】まず、その画像形成装置の概要について、
図２を用いて説明する。

【００３２】本画像形成装置は、トナー流制御手段とし
てのアパチャ電極体１と、トナー供給手段としてのトナ
ー供給装置１０と、記録紙等である支持体２０と、アパ
チャ電極体１を通過したトナー１６を静電気的に前記支
持体２０に引き付けるための背面電極２２と、前記支持
体２０上に付着したトナー１６を熱定着するための定着
装置２６とから構成されている。

【００３３】図２に於けるアパチャ電極体１の左側に
は、約１ｍｍの間隙を有して、背面電極２２が、図示し
ないシャーシに配設されている。その背面電極２２の下
方には、一対の搬送ローラ１１９が配設されており、支
持体２０を前記約１ｍｍの間隙に挿入可能に駆動する。
また、前記アパチャ電極体１の図２に於ける右側には、
トナー供給装置１０が配設されており、アパチャ電極体
１を経た支持体２０の搬送方向先には、定着装置２６が
配設されている。

【００３４】次に、前記の各構成要素の詳細を説明す
る。

【００３５】前記トナー供給装置１０は、その筐体を兼
ねるトナーケース１１と、そのトナーケース１１内の空
間であるトナー溜２１に収納されるトナー１６と、その
トナー溜２１内のトナー１６をかくはんするためのアジ
テータ１７と、トナー１６をアパチャ電極体１に向けて
供給するためのトナー担持体である担持ローラ１４と、
その担持ローラ１４の表面へ、トナー１６を擦りつけて
摩擦帯電させながら供給するための供給ローラ１２と、
その供給ローラ１２と担持ローラ１４との間で負極性に
摩擦帯電されながら担持ローラ１４上に担持されたトナ
ー１４の、担持ローラ１上での量を均一にならしなが
ら、必要に応じて、トナー１６をさらに摩擦帯電させる
ためのトナー層規制ブレード１８と、アパチャ電極体１
を経た前記担持ローラ１４の表面をクリーニングするた
めの回収ローラ１５及び回収ブレード１９とから構成さ
れている。

【００３６】前記担持ローラ１４としては、例えば、金
属製中心軸の周囲に、半導電性の合成樹脂やゴム等で形
成された表面層を配したローラ部材等を用いることがで
きる。なお、金属製ローラそのものを用いることも可能
である。

【００３７】前記供給ローラ１２としては、例えば、金
属製中心軸の周囲に、半導電性の体積固有抵抗を示す素
材を、発泡スポンジ状に形成した層を有するローラ部材
を用いることができる。なお、前記の構成の半導電性ス
ポンジローラの代わりに、半導電性ゴムローラ等を用い
ることも可能である。

【００３８】前記トナー層規制ブレード１８としては、
金属または合成樹脂等で構成された板状部材等を用いる
ことができる。

【００３９】前記供給ローラ１２、担持ローラ１４、及
びトナー層規制ブレード１８の材質は、トナー１６の帯
電が所定の極性、及び帯電量となるように、トナー１６
の組成に応じて適切なものが選択される。なお、トナー
１６の帯電性は、トナー１６自身の組成によっても変更
することが可能である。

【００４０】ここで、前記供給ローラ１２、担持ローラ
１４、回収ローラ１５、及びアジテータ１７は、図２に
於ける矢印方向に回転可能に、トナーケース１１によっ
て支持されており、それぞれ平行に配設されている。ま
た、担持ローラ１４と供給ローラ１２、及び、担持ロー
ラ１４と回収ローラ１５は、それぞれ接した状態で配設
されている。さらに、前記トナー層規制ブレード１８
は、前記担持ローラ１４上のトナー１６の量が、所望の
量で一定になるように、担持ローラ１４に対する位置関
係が調整されている。また、回収ブレード１９は、回収
ローラ１７のブラシ先端と接触するように配置されてお
り、回収ローラ１７が回転すると、ブラシに付着してい
るトナー１６がトナー溜２１にかき落とされるように構
成されている。

【００４１】前記アパチャ電極体１は、図３に示すよう
に、厚さ約２５μｍのポリイミド製の絶縁シート２に、
直径１００μｍ程度のアパチャ６が、１列に配列形成さ
れ、各アパチャ６毎に、厚さ１μｍの制御電極４が形成
されたものである。そして、前記アパチャ電極体１は、
図２に示すように、支持体２０側に制御電極４を対向さ
せた状態で、アパチャ６の近傍の位置で担持ローラ１４
に対して圧接されるように配設されている。

【００４２】ここで、前記アパチャ電極体１のアパチャ
６と担持ローラ１４との位置関係の詳細を説明すると、
図４に示すように、各アパチャ６は、それらの中心線３
０が、担持ローラ１４の周面の図４に於ける最左端と、
担持ローラ１４の中心軸３２とを通過するように配置さ
れている。この構成によれば、各アパチャ６は、担持ロ
ーラ１４の周面の最左端部を基準として、上下均等に配
置され、各アパチャ６を通過するトナー１６の分布をア
パチャ６内の全域で均一にすることができる。すなわ
ち、一つのアパチャ６に対して、一部分にはトナー１６
が多く供給され、他の部分はトナー１６が殆ど供給され
ないような状態は存在しない。また、アパチャ６の壁面
とトナー１６の飛翔方向とが平行であるため、トナー１
６を飛翔させるにあたってアパチャ６の壁面が障害とな
ることがなく、常に安定したトナー１６の飛翔が可能で
ある。

【００４３】更に、アパチャ電極体１自体は、図４に示
すように、担持ローラ１４に対して、アパチャ６を中心
として上下に同じ角度だけたわむように圧接されてい
る。したがって、アパチャ電極体１と担持ローラ１４と
の接触面積を大きくすることができるとともに、アパチ
ャ６の下部周辺を上下均一に圧接することができるた
め、トナー１６の摩擦帯電の機会を増加させ、短時間で
トナー１６を飽和帯電に至らせると共に、アパチャ電極
体１にシワが発生せず、形成画像上の濃度むら発生を抑
えることができる。

【００４４】また、担持ローラ１４の金属製中心軸は接
地されており、各制御電極４には、画像データに基い
て、各制御電極４に電圧を印加するための制御電圧印加
回路８が接続されている。その制御電圧印加回路８は、
例えば、オフ時に０Ｖ、オン時に＋５０Ｖの制御電圧を
印加するものであり、したがって、前記担持ローラ１４
と各制御電極４との間に、０Ｖまたは＋５０Ｖの電位差
が発生する。

【００４５】更に、前記背面電極２２には、直流電源２
４が接続されており、この直流電源２４は、前記背面電
極２２に対して、約＋１ｋＶの電圧を印加し得るように
構成されている。

【００４６】続いて、前記のように構成される画像形成
装置の動作を説明する。

【００４７】まず、アジテータ１７及び供給ローラ１２
の図２に示す矢印方向の回転により、トナー溜２１中の
トナー１６は、供給ローラ１２表面に付着し、そのトナ
ー１６は、担持ローラ１４に擦りつけられることによっ
て負極性に摩擦帯電され、担持ローラ１４上に担持され
る。担持されたトナー１６は、トナー層規制ブレード１
８によって均一に薄層化され、担持ローラ１４の回転に
よってアパチャ電極体１に向かって搬送される。そし
て、担持ローラ１４上のトナー１６は、アパチャ電極体
１の絶縁シート２に擦られながら、アパチャ６の位置ま
で供給される。

【００４８】ここで、各制御電極４には、画像データに
応じて、オン時の制御電圧である＋５０Ｖ、または、オ
フ時の制御電圧である０Ｖが、制御電圧印加回路８より
印加される。

【００４９】制御電極４に＋５０Ｖが印加されると、対
応するアパチャ６の近傍には、制御電極４と担持ローラ
１４の間の電位差により電界が形成される。負帯電され
たトナーは、電位の高い方向に静電力を受けるため、担
持ローラ１４上を離脱して制御電極４側に飛翔し、アパ
チャ６を通過する。この通過したトナー１６は、更に、
背面電極２２に印加されている電圧によって支持体２０
とアパチャ電極体１との間に形成される電界により、支
持体２０に向かって飛翔し、支持体２０上に堆積して画
素を形成する。

【００５０】また、制御電極４に０Ｖが印加されると、
担持ローラ１４と制御電極４との間に電位差がないので
電界が形成されず、担持ローラ１４上のトナー１６は、
アパチャ６を通過しない。

【００５１】支持体２０は、その面上にアパチャ６の１
列分の画素が形成される間に、アパチャ６の列と垂直の
方向に１画素分送られる。これを繰り返すことによっ
て、支持体２０の全面にトナー像が形成される。そのト
ナー像は、その後、定着装置２６によって支持体２０上
に定着される。

【００５２】アパチャ６を通過せず担持ローラ１４に残
留したトナー１６は、ブラシローラで構成された回収ロ
ーラ１５で掻き取られ、さらに、その回収ローラ１５の
ブラシに付着したトナー１６は、回収ブレード２１で剥
ぎ取られ、トナー溜２１に再び回収される。トナー溜２
１に回収されたトナー１６は、アジテータ１７の回転に
より未使用のトナー１６と混合、攪拌され、その一部
は、再び画像形成に供される。

【００５３】次に、前記の１２種類のトナー１６を用い
て、前記の構成の画像形成装置によって画像形成を行
い、その１枚目の形成画像と、１００枚連続印字したと
きの１０１枚目の形成画像とを用いて画像評価を行っ
た。

【００５４】なお、支持体２０の搬送速度は２５ｍｍ／
秒、トナー供給装置１０に備えられた、回転駆動される
各種のローラ部材等の回転速度は、トナー層規制ブレー
ド１８によって形成されるトナー１６の厚みがトナー種
類が変わることによって若干変動するため、それに応じ
て適宜調整したが、担持ローラ１４の周速度が大きく変
動すると、時間当りのトナー供給量が変動するため、画
像形成濃度に大きく影響する。したがって、担持ローラ
１４の周速度はおおむね７５乃至１５０ｍｍ／秒を維持
するように調整した。

【００５５】前記の条件で行った画像評価の結果を表１
に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】ここで、評価方法について説明する。濃度
の測定は、制御電極４に＋５０Ｖ及び０Ｖを印加した部
分をＭＡＣＨＢＥＴＨ社製ＲＤ９１４反射濃度計で測定
し、オン時である＋５０Ｖに於ける濃度を初期濃度及び
耐久濃度、オフ時である０Ｖに於ける濃度を初期被り及
び耐久被りとした。また、「初期」とは、１枚目のこと
であり、「耐久」とは、１０１枚目のことである。

【００５８】なお、前記の測定方法の場合、オン時の濃
度は１．５以上、オフ時の濃度である被りは０．１０以
下であることが実用上必要である。

【００５９】以上に説明したように、研磨剤を加えてい
ないトナーＡと比較して、研磨剤を加えたトナーＢ乃至
Ｌは、研磨剤によって熱融着が抑制され、耐久性が向上
するが、研磨剤添加量が多すぎたり少なすぎると、初期
濃度不足、及び、若干の耐久被りが発生する。これは、
研磨剤の量がトナーの帯電量に影響するからであり、し
たがって、トナーＤ乃至Ｉのように、研磨剤添加量が適
量であれば、初期の画像に於いて良好なコントラストが
得られると共に、熱融着が防止でき、耐久性が向上す
る。この添加量の範囲は、０．０１乃至３重量部であ
り、特に、研磨剤添加量が１重量部であるトナーＨが、
最も良好な画像形成が可能であった。

【００６０】このトナーＨに於いては、均質な帯電量で
アパチャ６に供給されているため、図５ａの実線に示す
ように、５０Ｖの駆動電圧で、必要かつ十分なコントラ
ストが得られている。

【００６１】前記のような構成を有する画像形成装置に
於いては、トナー１６に均一かつ飽和した帯電を与える
ために、アパチャ電極体１と担持ローラー１４との間
で、トナー１６に対して極めて強いストレスが加えられ
ることになるが、本実施の形態のトナーを用いれば、適
量な研磨剤の存在により、そのストレスで破砕されアパ
チャ電極体１に付着しかけたトナー１６の破片もしくは
溶融片を除去することができるため、アパチャ６に対し
て常に安定してトナー１６を供給でき、良好な画像形成
を長期にわたって行うことが可能となる。したがって、
前記のような構成を有し、本実施の形態のトナーを用い
た画像形成装置は、極めて優れた耐久性と、良好なコン
トラストの画像を形成することが可能である。

【００６２】なお、前記の構成のトナーを製造する工程
に於いて、混練時に架橋剤を添加することにより、トナ
ーの結着樹脂成分の高分子領域を増やすことができ、さ
らにストレスに対する耐性を向上させることが可能であ
る。

【００６３】また、前記の画像形成装置は、アジテータ
１７より供給ローラ１２、トナー層規制ブレード１８、
担持ローラ１４、回収ローラ１５の順の経路でトナー１
６が還流しやすく、且つ、構成上大きな凹部が存在せ
ず、トナー１６が滞留しにくいような構成に各部材が配
置されているため、トナー１６の劣化が少ない。

【００６４】さらに、前記の画像形成装置に於いて、絶
縁性トナーを用いれば、担持ローラ１４と制御電極４と
の間、及び、各制御電極４間の絶縁性が保たれ、両者の
短絡によってアパチャ電極体１が破壊されることがな
く、アパチャ電極体１の絶縁性シート２は担持ローラ１
４側に向けられているので、トナー供給装置１０の不具
合で担持ローラ１４上にトナー１６が存在しない場合で
も、制御電極４と担持ローラ１４表面とが電気的に短絡
し、制御電極印加回路８の回路素子を壊すことはない。

【００６５】また、アパチャ電極体１と担持ローラ１４
上のトナー１６とは、アパチャ６の入口部分で接触して
いることにより、アパチャ６の入口部分に堆積するトナ
ー１６は、担持ローラ１４により順次供給されるトナー
１６により押し流されるため、トナー１６がアパチャ６
を塞ぐことがない。

【００６６】尚、本発明は、以上に詳述した実施の形態
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
に於いて、種々の変更を加えることが可能である。

【００６７】例えば、前記の実施の形態のトナーに於い
ては、研磨剤として酸化アルミニウムの例を示したが、
酸化チタンについても同様の効果が得られる。なお、酸
化アルミニウムと酸化チタンとを混合して用いても差し
支えない。

【００６８】また、前記の実施の形態の画像形成装置に
於いては、トナー流制御手段として、アパチャ電極体を
用いたが、例えば、米国特許第５０３６３４１号明細書
に記載されているような、網目状の電極体を用いること
も可能である。

【００６９】また、前記の実施の形態の画像形成装置に
於いては、担持ローラ１４上の残留トナーを回収する手
段としてブラシ状の回収ローラ用いたが、これに限ら
ず、粘着性の強いシリコンゴム等でも良い。また、ウレ
タン等の樹脂ブレードで剥ぎ取ってもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上に説明したことから明らかなよう
に、本発明の請求項１に記載のトナーによれば、研磨剤
によって、トナーがトナー流制御手段に対して融着する
ことがない。したがって、短時間で飽和帯電し、画像形
成装置を安定して稼働させることができるトナーを提供
することが可能となる。

【００７１】請求項２に記載のトナーによれば、研磨剤
として、高硬度の酸化アルミニウムや酸化チタンを用い
るため、トナー流制御手段にトナーが付着しようとして
も、それが効果的に除去される。したがって、トナー流
制御手段に対して融着及び付着しないトナーを提供する
ことが可能となる。

【００７２】請求項３に記載のトナーによれば、前記研
磨剤を必要且つ十分量添加することによって、トナー融
着の防止と共に、良好な印字特性をも達成することが可
能となる。

【００７３】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
画像形成に際して、トナーがアパチャ電極体上で熱融着
を起こさず、アパチャに対して、均一な帯電量のトナー
を安定して供給することができる。したがって、長期に
わたって良好な画像形成を安定して行うことが可能な画
像形成装置を提供することができる。

【００７４】請求項５に記載の画像形成装置によれば、
研磨剤が酸化アルミニウム、または、酸化チタンである
ため、トナー流制御手段にトナーが付着しようとして
も、それが効果的に除去されるため、トナー流制御手段
に対して融着及び付着を起こさず、トナー流制御手段に
対するトナーの一時的付着によって、アパチャに対する
トナーの供給が妨げられることもない。したがって、カ
スレのない良好な画像を安定して形成することが可能な
画像形成装置を提供することができる。

【００７５】請求項６に記載の画像形成装置によれば、
前記研磨剤を必要且つ十分量添加されたトナーを用いて
いるため、トナー融着の防止と共に、カブリのないオフ
部の白地と十分濃いオン部の濃度とを得ることができ
る。したがって、安定して画像形成できると共に、良好
なコントラストの画像形成装置を提供することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態のトナーの概略構成
を示す拡大図である。

【図２】前記トナーを用いる画像形成装置の概略構成を
示す図である。

【図３】前記の画像形成装置に用いられるアパチャ電極
体の構成を示す斜視図である。

【図４】前記の画像形成装置に於けるアパチャ電極体と
担持ローラとの位置関係を模式的に示す図である。

【図５】前記の画像形成装置に於ける画像濃度の電圧制
御特性の説明のための図である。

【符号の説明】１アパチャ電極体４制御電極６アパチャ１０トナー供給装置１６トナー１６ａ結着樹脂１６ｅ研磨剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯電したトナーの流れを制御するトナー
流制御手段と、そのトナー流制御手段に、帯電したトナ
ーを供給するトナー供給手段とを備え、そのトナー供給
手段と前記トナー流制御手段とが、帯電したトナーを介
して互いに接触するように構成される画像形成装置に用
いられるトナーであって、少なくとも結着樹脂から構成されるコア材に、研磨剤の
微粉体を外添したことを特徴とするトナー。
【請求項２】前記研磨剤は、酸化アルミニウム、また
は、酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載
のトナー。
【請求項３】前記研磨剤は、前記結着樹脂１００重量
部に対して、約０．０１乃至３重量部添加されることを
特徴とする請求項１または２に記載のトナー。
【請求項４】帯電したトナーの流れを制御するトナー
流制御手段と、そのトナー流制御手段に、帯電したトナ
ーを供給するトナー供給手段とを備え、そのトナー供給
手段と前記トナー流制御手段とが、帯電したトナーを介
して互いに接触するように構成される画像形成装置に於
いて、前記トナーは、少なくとも結着樹脂から構成されるコア
材に、研磨剤の微粉体を外添して構成されることを特徴
とする画像形成装置。
【請求項５】前記研磨剤は、酸化アルミニウム、また
は、酸化チタンであることを特徴とする請求項４に記載
の画像形成装置。
【請求項６】前記研磨剤は、前記結着樹脂１００重量
部に対して、約０．０１乃至３重量部添加されることを
特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。