JP2004212761A

JP2004212761A - 画像形成装置

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Publication number: JP2004212761A
Application number: JP2003000864A
Authority: JP
Inventors: Yuuji Betsushiyo; 勇爾別所
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】複数の現像装置を有する画像形成装置における２次転写不良の問題を解決することにある。
【解決手段】像担持体と、帯電バイアスを印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化する複数の現像装置と、該像担持体表面の現像剤像を中間転写体に移動させる第一の転写装置と、該中間転写体上の該現像剤像を、記録材上に移動させる第二の転写装置と、転写された該現像剤像を加熱することで該記録材上に定着するための定着装置とを備える画像形成装置において、
該複数の現像装置のうち、ブラック用現像装置は磁性一成分現像法で現像を行う装置であり、それ以外の現像装置は非磁性二成分現像法で現像を行う現像装置であり、ブラック用現像装置の有するブラックトナーの体積平均粒径Ｍ［μｍ］と、それ以外の現像装置の有する非磁性トナーの少なくともいずれか一つの体積平均粒径ＮＭ［μｍ］とが、
ＮＭ＞Ｎ−２．５
を満たすことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真記録方式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置においては、従来から色ズレのないカラー画像を得ることを目的として、例えば図４に示すような中間転写体を用いた画像形成装置が提案されている。
【０００３】
この画像形成装置は、電子写真感光体５０の周囲に帯電手段５１、露光手段５２、現像手段５３を配置し、各色に分解した画像情報により順次各色について、帯電、露光、現像工程を行ってトナー像を形成し、それを中間転写体５４上に重ね合わせて搬送ローラ５５によって搬送される紙等の転写材５６にカラー画像を形成するものである。
【０００４】
前記現像手段５３としては、回転切り替え方式のイエロー現像器５３ｙ、マゼンタ現像器５３ｍ、シアン現像器５３ｃの３色トナーを含む回転現像手段５３ａと、固定式のブラック現像器を有する固定現像手段５３ｂとによって構成するようにしている。
【０００５】
上記回転切り替え式の回転現像手段５３ａは、電子写真感光体５０の周囲に順番に配置したときに生ずる現像器形状を各々異ならせる必要がなく、また色トナー現像器を回転切り替え可能とすることで、装置の小型化が可能となる利点がある。
【０００６】
また、固定現像手段５３ｂは一般的に消費量が多いブラックトナーの容量を大きくできる利点を有する。
【０００７】
また、現像方式の最も優れたものの一つとして、一成分磁性トナーを用い非接触で交番電界を印加して現像させる一成分ジャンピング現像法が、既に出願されている。これは、二成分現像法のように現像剤のトナーとキャリアの混合比を制御する煩わしさがない、キャリアの劣化と言う問題もない、長期に亙って安定して画像が得られる、以上のような大きな利点を有している。さらにその一成分磁性トナー中に配合する磁性体の色が一般的に黒色のために、上記の一成分ジャンピング現像法は、一成分磁性トナーとしてブラックトナーを使用する場合には非常に好適に適用できる。また、一成分ジャンピング現像において磁性トナーを帯電する際、例えば弾性ブレードを金属製剛体スリーブと当接、あるいは金属ブレードを弾性スリーブと当接させ、良好なトナー摩擦帯電性と均一なトナー薄層が得られるため、簡易な構成で高品位な画像出力が得られることが従来より知られている。しかし、上位のような現像ブレード方式を用いた場合、現像ブレード通過時のストレス、多量の摩擦熱の発生により、とりわけトナーが劣化しやすく、従って現像装置の高画質性と高寿命化の両立が妨げられる。従って上記の通り長期にわたって安定して画像が得られる一成分ジャンピング現像のメリットを最大限に生かすために、従来の現像ブレード方式に替わり、現像スリーブと非接触である、磁性ブレード等によるトナー規制手段が提案されている。
【０００８】
また、マゼンタトナー、シアントナー、イエロートナーのような着色トナーを使用する場合は現在のところ適用が難しい。一般的に現像方法は、非磁性トナーについては、ブレード等で現像スリーブ上にコーティングし、現像スリーブの回転によりトナーを感光ドラムに搬送し、トナーを感光ドラムに対して非接触状態で現像する一成分非接触現像法と、接触状態で現像する一成分接触現像法と、非磁性トナーと磁性キャリアを混合したものを現像剤として用い、この現像剤を現像スリーブ上に磁気力によって担持して感光ドラムに搬送し、現像剤を感光ドラムに対して非接触状態で現像する二成分非接触現像法と、接触状態で現像する二成分接触現像法の４種類に大別される。
【０００９】
上記の４つの現像方法のなかで、トナーと磁性キャリアを混合した現像剤、すなわち二成分現像剤を使用し、感光ドラムに対して接触状態で現像する二成分接触現像法が、高解像度でかつ中間調が得やすいことから、フルカラー複写機等の高画質を要求されるような画像形成装置に多用されている。従ってマゼンタ、シアン、イエロー等の現像には、非磁性トナーとキャリアを混合した二成分現像剤を用い、現像スリーブ上にその現像剤薄層の磁気ブラシを形成して感光ドラムに接触させ、交番電界を印加して現像させる現像法（ジャンピング＆ブラシ現像法）の方が適している。
【００１０】
またフルカラー複写機であっても白黒複写機を兼用させて使用する場合は、ブラック現像器の使用頻度が非常に高くなることから、ブラックのステーションに一成分ジャンピング現像法を用いることが特に有効になるため、従来から、マゼンタ、シアン、イエロー等の現像には非磁性トナーを用いた二成分現像、ブラックには磁性一成分ジャンピング現像を用いる画像形成装置が提案されている。この時使用される二成分現像剤を構成するキャリアとしては、従来公知のものを使用することができるが、例えば、樹脂中に磁性材料としてマグネタイトを分散し、導電化及び抵抗調整のためにカーボンブラックを分散して形成した樹脂キャリア、あるいは、フェライト等のマグネタイト単体表面を酸化、還元処理して抵抗調整を行ったもの、あるいはフェライト等のマグネタイト単体表面樹脂でコーティングし抵抗調整を行ったもの等が用いられ得る。これら磁性キャリアの製造法は特に制限されない。
【００１１】
しかしながら、上記構成をとる画像形成装置において、以下に述べるような問題が発生する場合があった。詳細を述べる。
【００１２】
一般に非磁性トナーは磁性トナーのような現像スリーブに対する磁気的吸引力が無いためスリーブに対する保持力が弱く、トナー漏れ・飛散が多く発生する。従って非磁性トナーを用いる場合にはトナートリボを高くする必要がある。一方、磁性トナーはトナー自身が磁性を帯びているため、スリーブに対する磁気的吸引力が発生し、非磁性トナーに比べトナー漏れ・飛散に強い。従って非磁性トナーほどトナートリボを高める必要がない。具体的には非磁性トナーは約−１５μＣ／ｇ〜−４０μＣ／ｇ、磁性トナーは約−５μＣ／ｇ〜−１５μＣ／ｇ程度である。
【００１３】
ここで、上記構成のようにブラックの画像形成ステーションに一成分磁性トナー、他のイエロー、マゼンタ、シアントナーに非磁性トナーを用いた場合、上記の通り、磁性トナーはトリボが非磁性トナーに比べ低いため、特に中間体から記録材に２次転写する際に、ブラックトナーと他のトナーとの転写性の違いから、２次転写効率が著しく低下してしまう場合がある。以下に詳細を示す。
【００１４】
図５は、中間転写体から記録材へ２次転写する際の２次転写電流値と、磁性トナー、非磁性トナー（マゼンタトナーを例とする）の２次転写効率との相関を示している。この時、磁性トナートリボは約−１０μＣ／ｇ、非磁性トナートリボは約−３５μＣ／ｇであった。また、各トナーの体積平均粒径は、磁性トナーは９．０μｍ、非磁性トナーは６．０μｍであった。さらに中間転写体上の単位面積当たりのトナー量は、非磁性トナーは０．６ｍｇ／ｃｍ^２、磁性トナーは０．７ｍｇ／ｃｍ^２であった。図５より明らかなように、非磁性トナー／磁性トナーともに、２次転写電流の増加に伴って転写効率が増加していくが、ある２次転写電流値から転写効率が下がり始める。これはトナー層にかかる電界が強いためにトナー自体が逆帯電してしまったために生じる現象（以後「強抜け」と称する）と考えられる。これより図６に示すように、非磁性トナーの最適２次転写電流幅（２次転写ラチチュード）は約３０〜６０μＡ、磁性トナーの２次転写ラチチュードは１０〜３０μＡとなる。
【００１５】
図６から明らかなように、トリボの違うトナーが混在して２次転写に突入してきた場合、それぞれのトナーの２次転写ラチチュードが異なるため、図６より例えば２次転写電流を１５μＡに設定すると磁性トナーは転写可能だが、非磁性トナーは転写不良を起こす。また２次転写電流を３０μＡに設定したとしても、今度は磁性トナーが強抜けしてしまい、著しく転写効率が落ちてしまう。
【００１６】
この問題に対し、特許文献１には、ブラック現像器も２種類用意し、一方には磁性トナー、他方には非磁性トナーを用いるという提案がなされている。しかしこの場合においても現像器を一つ多く装置本体に組み込む必要がでてくるため、装置の大型化、コストアップ等につながってしまう。
【００１７】
また、コロナ帯電器等を用いて感光ドラム上に現像された磁性トナー像を再帯電し、トナートリボを非磁性トナーに近づけるといった手法も考えられるが、コロナ帯電の場合、トナー層上層を集中的に帯電してしまい、トナー層全体のトナートリボを均一に上昇させる、或いは下降させるといったことが困難であるため、根本的な解決とはならない。また、現像器内で磁性トナーの帯電電荷量を大きくしようとすると、トナー劣化が増大し、濃度低下等の問題が発生する場合があり、トリボを高く設定することは困難である。さらに上記の様に、磁性トナーの長寿命化を念頭においてスリーブ上層厚規制部材としてブレード方式を用いた場合には、磁性トナーの帯電電荷量を大きくすること自体、構造上非常に困難である。
【００１８】
更に、二成分現像剤のキャリアの処方変更等で、非磁性トナートリボを磁性トナーに近づけることは可能である。しかし二成分現像においても、非磁性トナーは上述したようにトナー漏れ・飛散に弱く、また画像形成を経るにつれキャリアのトナーに対する帯電性が劣化し、初期状態からのトリボの落ち方が磁性トナーに比べて著しい。このため、初期トリボが低いと耐久後半でのトナー飛散が顕著に発生してしまう。従って一概に非磁性トナートリボを磁性トナートリボと同じにすることはできない。また、飛散を考慮してかつ非磁性トナートリボを磁性トナーに近づけたとしても、図５と同様に２次転写性の違いによる転写不良が発生してしまう。
【００１９】
更に特許文献２には、中間転写体上のトナー像に対し、１次転写を繰り返すことによりトナートリボをコントロールする手法が提案されている。しかしこの手法をもってしても、トナートリボを安定にかつ確実にコントロールすることは困難であること、磁性トナーのトリボをコントロールするために磁性トナーの現像工程を第１回目に行わなければならない制限がつくこと、さらには第４回目に磁性トナーの現像工程を設ける場合はトリボコントロールのために１次転写を空回転として行わなければならなくなることなど、弊害が予想される。
【００２０】
【特許文献１】
特開平０９−０１５９２５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１９０９２６号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、複数の現像装置を有する画像形成装置における２次転写不良の問題を解決することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明にかかる画像形成装置において解決される。
【００２３】
すなわち、像担持体と、帯電バイアスを印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化する複数の現像装置と、該像担持体表面の現像剤像を中間転写体に移動させる第一の転写装置と、該中間転写体上の該現像剤像を、記録材上に移動させる第二の転写装置と、転写された該現像剤像を加熱することで該記録材上に定着するための定着装置とを備える画像形成装置において、
該複数の現像装置のうち、ブラック用現像装置は磁性一成分現像法で現像を行う装置であり、それ以外の現像装置は非磁性二成分現像法で現像を行う現像装置であり、ブラック用現像装置の有するブラックトナーの体積平均粒径Ｍ［μｍ］と、それ以外の現像装置の有する非磁性トナーの少なくともいずれか一つの体積平均粒径ＮＭ［μｍ］とが、
ＮＭ＞Ｎ−２．５
を満たすことを特徴とした画像形成装置を用いることで、磁性トナーと非磁性トナーとの２次転写性の違いによる２次転写性ダウンが発生せず、良好な転写性を確保することができた。
【００２４】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施例＞
まず、図１、図２を参照して本発明の第１の実施形態に係る電子写真画像形成装置について説明する。尚、図１は電子写真画像形成装置の全体模式説明図であり、図２は現像手段の構成模式説明図である。
【００２５】
本実施例に係る電子写真画像形成装置は、図１に示すように、円筒状の基体上に有機感光体でできた感光層を形成した電子写真感光体である感光体ドラム１が、図１の矢印Ａ方向に所定の周速度をもって回転可能に取り付けられている。尚、本実施例では外径５０ｍｍのアルミ製シリンダー状に有機感光材料による感光層を形成し、更にトナーの離型性を向上させ、感光層の削れ防止のための表面保護層を設けている。
【００２６】
前記感光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によりその周面が所定の極性・電位に一様に帯電される。そしてその帯電面に、露光手段３から出力される、図示しない画像読み取り装置やパーソナルコンピュータ等の画像信号発生装置等からプリントインターフェースを介して入力された画像情報の画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）されたレーザー光４による走査露光がなされることで、画像情報の静電潜像が形成される。５はレーザー光反射ミラーであり、露光手段３からの出力レーザー光４を感光体ドラム１に対して偏向する。
【００２７】
６は現像手段であり、イエロートナー現像器６Ｙ、マゼンタトナー現像器６Ｍ、シアントナー現像器６Ｃの切り替え式の回転現像手段６ａと、黒用のブラックトナー現像器６Ｂを有する固定現像手段６ｂから構成されている。
【００２８】
前記回転現像手段６ａは、回転支持装置６ｃによって図１の矢印Ｂ方向へ回転可能に支持され、前述したカラートナー現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃが順次感光体ドラム１に対向して各色トナーによる現像が行われるようになっている。前記回転現像手段６ａは装置本体７に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されており、各カラートナー現像器６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ内のトナーがなくなったときに回転現像手段６ａを交換することによって再び画像形成が可能になる。
【００２９】
一方、固定現像手段６ｂは消費量の多いブラックトナーを収納した現像器を有するものであり、前記回転現像手段６ａと同様にプロセスカートリッジとして構成され、装置本体に着脱可能に構成されている。この固定現像手段６ｂは装置本体７に装着された状態では、図２に示すように、回転可能なトナー担持体である現像スリーブ６ｂ１が感光体ドラム１と微少間隙（本実施例では５０μｍ〜５００μｍ）をもって保持され、現像スリーブ６ｂ１に担持されているトナーを感光体ドラム１に向けて供給するための現像領域が形成されている。
【００３０】
更に、トナー容器６ｂ２内には、トナーを前記現像スリーブ６ｂ１側へ送り出す送り手段６ｂ３が設けられており、この送り手段６ｂ３によって送り出されたトナーを現像スリーブ６ｂ１に供給するための供給ローラ６ｂ４が収容されている。この供給ローラ６ｂ４は現像スリーブ６ｂ１への安定供給、均一なトナー塗布を達成するために、ポリウレタン、シリコーン等のゴム発泡材質が好ましく用いられる。更には前記供給ローラ６ｂ４を現像スリーブ６ｂ１に当接させると共に、周速差をもたせながら図２の矢印Ｃ方向へ回転させることが好ましい。また、現像スリーブ６ｂ１の上方には、現像スリーブ６ｂ１に担持されているトナーの層厚を規制する規制部材としての現像ブレード６ｂ５が設けられ、且つ現像スリーブ６ｂ１の下方にはトナー容器６ｂ２の下部から外部へのトナーの吹き出しを防止するための吹出防止シート６ｂ６が設けられている。
【００３１】
上記現像手段の構成において、感光体ドラム１の表面が帯電ローラ２によって一様に帯電される（本実施形態では約−６００Ｖ）。次に、第１色目（例えばイエロー）の画像データに応じてＯＮ／ＯＦＦ制御された露光手段３による露光走査がなされ、第１色目の静電潜像（本実施形態にあっては約−１００Ｖ）が感光体ドラム１に形成される。この第１色目の静電潜像は第１色目のイエロートナー（−極性）を内包したイエロー現像器６Ｙによって現像、可視像化される。そして、この可視像化された第１のトナー像は、感光体ドラム１に所定の押圧力を持って圧接され、感光体ドラム１の周速度と略等速の速度（本実施形態にあっては１００ｍｍ／ｓ）をもって矢印Ｄ方向へ回転駆動される中間転写体ドラム８とのニップ部において、第１転写装置１７によって該中間転写体ドラム８表面に転写される。
【００３２】
尚、本実施例では前記中間転写体ドラム８として、アルミ製シリンダー上に、ＮＢＲゴム等からなる導電弾性層の表面に、カーボン、フッ素樹脂等を分散したウレタン樹脂からなる離型性を有する表層を形成し、抵抗値を約１０^５〜１０^１０Ωｃｍとし、外径１５３ｍｍのものを使用している。
【００３３】
前記中間転写体ドラム８への転写の際、該ドラム８に対しては、トナーの帯電極性（−）とは逆極性で、予め設定された電圧（本実施形態では＋１００Ｖ）が印加される。この転写の際に中間転写体ドラム８に転写されずに感光体ドラム１上に残ったトナーは、感光体ドラム１に圧接されたクリーニング手段９であるクリーニングブレード９ａにより掻き取られ、廃トナー容器９ｂに回収される。
【００３４】
そして、上記転写工程を他のトナー（マゼンタ、シアン、ブラック）についても同様に繰り返し、その都度各々の現像器に内包された色の異なるトナーによるトナー像を中間転写体ドラム８に順次転写、積層することによりカラー画像が合成形成される。
【００３５】
９は中間転写体ドラム８に対するトナー像転写後の感光体ドラム１の面を清掃するクリーニング手段であり、クリーニングブレード９ａを感光体ドラム１面に当接させ、該ドラム１面に残留したトナーを掻き取るものである。
【００３６】
また、図１において、１０は中間転写体ドラム８から転写材Ｐに転写されずに残ったトナーを中間転写体ドラム８から除去するためのクリーナーである。
【００３７】
前記中間転写体ドラム８に対して、給送カセット１１から被記録材としての転写材Ｐが給送ローラ１２ａ及び搬送ローラ１２ｂにより一枚ずつ給送され、第２転写装置である転写ローラ１３へ転写材Ｐの背面からトナーと逆極性の電圧（本実施例にあっては＋１０００Ｖ）を印加することによって転写材Ｐに対して中間転写体ドラム８側のフルカラートナー像が転写形成される。
【００３８】
そして、前記フルカラートナー像の転写を受けた転写材Ｐは、中間転写体ドラム８から分離されて定着手段１４へ導入され、トナー像の加熱定着を受けて排出トレー１５へ排出されるように構成されている。
【００３９】
ここで、本実施例で用いたトナーについて詳細を述べる。
【００４０】
非磁性トナー粒子には、トナー粒径が異なる、体積平均粒径で約３μｍから約１５μｍまで約１μｍおきに変化した８種類のトナーを作製し、使用した。トナー粒子の作製にあたっては、重合法を用いた。このとき、トナー粒子の粒径の測定は、平均粒径が３μｍ以上のトナーについては、レーザースキャン型粒度分布測定装置（ＣＩＳ−１００ＧＡＬＡＩ社製）を用いて、０．４μｍから６０μｍの範囲内で測定を行った。測定用試料の調製は、下記のようにして行った。先ず、水１００ｍｌに、界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．２ｍｌ加えた溶液中に、測定対象のトナーを０．５乃至２ｍｇの範囲で加え、超音波分散器で２分間分散した後、マグネットスターラーを入れたキュービックセルに水を８割程度入れ、その中に、上記で超音波分散した試料をピペットで１、２滴添加して調製した。そして、これを用いることで、個数平均粒径及び体積平均粒径を求めた。上記のようなネガ帯電トナーに対して、流動性向上を目的として、平均粒径約２０ｎｍのシリカ及び酸化チタンを外添し使用した。一方、上記トナー粒子と共に二成分系現像剤を構成する磁性キャリアとしては、重合法により生成された樹脂磁性キャリア（７９．５８ｋＡ／ｍ磁界中の磁化量；２８０ｅｍｕ／ｃｍ^３、個数平均粒径；４０μｍ、比抵抗；１０^１３Ωｃｍ）を用いた。上記キャリアに対し、現像剤に対する質量比８％でそれぞれのトナーを混入し、現像剤とした。
【００４１】
以下、本実施例において用いた磁性キャリアの平均粒径、磁気特性、比抵抗の測定方法を説明する。先ず、キャリア粒径の測定方法を記載する。本実施例中のキャリアの粒径は、走査電子顕微鏡（１００〜５０００倍）により、ランダムに粒径０．１μｍ以上のキャリア粒子を３００個以上抽出し、ニレコ社（株）製の画像処理解析装置Ｌｕｚｅｘ３により水平方向フェレ径をもってキャリア粒径として測定し、個数平均粒径、体積平均粒径を算出した。
【００４２】
キャリアの磁気特性は、理研電子（株）社製の振動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３０を用いて測定した。キャリア粉体の磁気特性値は、７９．５８ｋＡ／ｍ、７９５．７ｋＡ／ｍの外部磁場をそれぞれ作り、そのときの磁化の強さを、下記の方法によって求める。キャリアの磁化の測定は、円筒状のプラスチック容器に十分密になるようにパッキングした状態に作製し、この状態で磁化モーメントを測定し、試料を入れたときの実際の質量を測定して、磁化の強さ（Ａｍ^２／ｋｇ）を求める。また、キャリア粒子の真比重を、乾式自動密度計アキュピック１３３０（島津製作所（株）社製）により求め、上記のようにして得られた磁化の強さ（Ａｍ^２／ｋｇ）に真比重を掛けることで、単位体積あたりの磁化の強さを求めることもできる。
【００４３】
磁性キャリア、又はそのコア粒子の比抵抗の測定は、以下のようにして行った。先ず、セルにキャリア又はコア粒子を充填する。次に、充填したキャリア又はコア粒子に接するように両端に電極を配し、これらの電極間に電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって比抵抗を求める方法を用いた。本発明で使用した比抵抗の測定条件は、充填したキャリア又はコア粒子と電極との接触面積Ｓ＝約２．３ｃｍ^２、厚みｄ＝約２ｍｍ、上部電極の荷重１．７６Ｎ（１８０ｇ）、測定電界強度を５×１０^４Ｖ／ｍとした。
【００４４】
ここで、以下にトナーの摩擦帯電量（二成分現像剤）の測定方法について図面を用いて記述する。図３は、トナーのトリボ電荷量を測定する装置の説明図である。まず、そこに５００メッシュのスクリーン１０３のある金属製の測定容器１０２に摩擦帯電量を測定しようとする二成分現像剤を、５０〜１００ｍｌ容量のポリエチレン製のビンに入れ、約１０〜４０秒間手で振とうし、現像剤を約０．５〜１．５ｇ入れて金属製の蓋１０４をする。
【００４５】
この時の測定容器１０２全体の質量を量り、Ｗ_１（ｋｇ）とする。次に、吸引機１０１（測定容器１０２と接する部分は少なくとも絶縁体）において、吸引口１０７から吸引し、風量調節弁１０６を調節して真空計１０５の圧力を２５０ｍｍＡｑとする。この状態で充分、好ましくは２分間吸引を行い、樹脂を吸引除去する。この時の電位計１０９の電位をＶ（ボルト）とする。ここで１０８はコンデンサーであり、容量をＣ（Ｆ）とする。また、吸引後の測定容器１０２全体の質量を量り、Ｗ_２（ｋｇ）とする。このトナーの摩擦帯電量は下式の如く計算される。
トナーの単位質量当たりの電荷量（Ｃ／ｋｇ）＝（Ｃ×Ｖ×１０^−３）／（Ｗ_１−Ｗ_２）
【００４６】
一方、ブラック用に用いる磁性トナーは、従来より広く用いられているカーボンブラック、マグネタイト等を含有した、いわゆる磁性一成分微粒径粉砕トナーを用い、その粒径はおよそ９〔μｍ〕であり、その帯電電荷量はおよそ−１０〔μＣ／ｇ〕である。
【００４７】
以上のようなトナーを用いて、本発明者らの鋭意検討の結果、図８に示すように、粒径違いにより非磁性トナーの２次転写性が大幅に向上することがわかった。図８から把握できる非磁性トナーの２次転写ラチチュードを下表にまとめた。
【００４８】
【表１】

【００４９】
上記表よりわかるように、非磁性トナーの粒径を大きくしていくと、２次転写効率もそれに伴って立ち上がり／立下りが早い段階で起こっている。そして粒径が６μｍを超えるあたりから磁性トナーと転写ラチチュードの重複部分が発生し始める。従って、非磁性トナー粒径が６．５μｍ以上であれば磁性トナー及び非磁性トナー双方ともに良好な２次転写が行える領域が発生することになる。この理由は、まず第一に非磁性トナーの粒径増加に伴って、表面積が減少し、トナートリボが下がったためと考えられる。図７に具体例を示す。図７よりわかる様に、粒径を増加させることにより非磁性トナートリボがより磁性トナートリボに近づいたため、２次転写性が磁性トナーに近づいたものと考えられる。しかし図７を見ると、例えば粒径が８μｍの非磁性トナーにおけるトリボの絶対値が２５μＣ／ｇあり、磁性トナーとのトリボ絶対値差が大きいにも関わらず、上記表に示した通り、粒径８μｍでも磁性トナーとの２次転写性を両立できる領域が生まれている。これについては、非磁性トナー粒径を増加させることにより、中間転写体との鏡映力が下がる傾向にあると考えられ、これにより２次転写の立ち上がりが早まり、２次転写性がより磁性トナーに近づいたものと考えられる。
【００５０】
また、図８よりトナー粒径は６．５μｍ以上であれば良いが、粒径が大きすぎると、細線の再現性が低下する等の画像上の問題も発生するため、１５μｍ以下が好ましい。より好ましくは１１μｍ以下である。さらに好ましくは９μｍ以下である。
【００５１】
また、本実施例で用いた磁性トナーは、トリボ‐１０μＣ／ｇ、粒径９μｍであった。磁性トナーの粒径／トリボによって磁性トナーのラチチュードはもちろん変化するため、非磁性トナーの粒径も磁性トナーの２次転写ラチチュードを考慮したものでなければならない。磁性トナーは上述の通り、トナートリボ絶対値が小さい状態で使用する。従ってトリボの変化も絶対値が低いために小さく、転写特性に影響がある因子としてはトナートリボ因子よりも粒径因子の方が大きい。したがって、本実施例に示した検討結果から導き出される下式
非磁性トナー粒径［μｍ］＞磁性トナー粒径［μｍ］−２．５
を満たせば、良好な２次転写性を確保できると考えられる。より好ましくは、より安定したラチチュードを確保できる
非磁性トナー粒径［μｍ］＞磁性トナー粒径［μｍ］−１．５
を満たせば、良好な２次転写性をより安定して確保できると考えられる。
【００５２】
尚、本実施例ではブラック以外のトナーは全て非磁性トナーを用いており、理想的には全ての色のトナーにおいて上式をみたすことが望ましいが、どれか１色だけでも満たしていれば確実に２次転写性が向上することは言うまでもない。
【００５３】
以上述べた構成により、ブラックトナーとして磁性トナーを用いて磁性一成分現像を、さらにイエロー、マゼンタ、シアントナーに非磁性トナーを用い二成分現像を行なった場合において
非磁性トナー粒径［μｍ］＞磁性トナー粒径［μｍ］−２．５
を満たす磁性／非磁性トナーを用いることで、良好な２次転写性を確保でき、安定した良好な画像形成を行うことができた。
【００５４】
＜第２の実施例＞
次に第２の実施形態として感光体ドラム１をアモルファスシリコンとした画像形成装置について説明する。尚、本実施例は、感光ドラムとしてアモルファスシリコンを用い、ポジ帯電／ＢＡＥ（ＢａｃｋｇｒｏｕｎｄＡｒｅａＥｘｐｏｓｕｒｅ：背景部露光）方式を採用した。ＢＡＥは周知のごとくアナログ方式の複写機等の画像形成装置において広く用いられている。ＢＡＥ方式では、画像明部（白部）の電位がＶｌ、そして、画像暗部（黒部）の電位がＶｄとなり（ただし｜Ｖｄ｜＞｜Ｖｌ｜）となる。ＢＡＥ方式は、アナログ方式による以外に、デジタル方式によっても画像情報領域以外の白地の部分の電位の絶対値をレーザー光等により低下させることによっても実現できる。従って、本実施例では、現像手段で静電潜像担持手段と逆極性に帯電したトナーを、平均値Ｖｍなる現像バイアスで正規現像することでトナーを形成する。
【００５５】
本実施例における画像形成プロセスとしては、前述した第１の実施例とほぼ同一であるため、重複する説明は省略する。
【００５６】
アモルファスシリコンは、高耐久性を有し、５００万枚以上の複写に耐えられるため高速機に対して適当であるという特徴がある。アモルファスシリコンドラムに対しても、第１の実施例で示した表、及び図８と同様な結果が得られ、本発明の効果が確認された。
【００５７】
従って、アモルファスシリコンドラムを用いた場合においても、ブラックトナーとして磁性トナーを用いて磁性一成分現像を、さらにイエロー、マゼンタ、シアントナーに非磁性トナーを用い二成分現像を行った場合において、
非磁性トナー粒径［μｍ］＞磁性トナー粒径［μｍ］−２．５
を満たす磁性／非磁性トナーを用いることで、良好な２次転写性を確保でき、安定した良好な画像形成を行うことができた。
【００５８】
【発明の効果】
像担持体と、帯電バイアスを印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化する複数の現像装置と、該像担持体表面の現像剤像を中間転写体に移動させる第一の転写装置と、該中間転写体上の該現像剤像を、記録材上に移動させる第二の転写装置と、転写された該現像剤像を加熱することで該記録材上に定着するための定着装置とを備える画像形成装置において、該複数の現像装置のうち、ブラックは磁性一成分現像法であり、それ以外は非磁性二成分現像法で構成される画像形成装置において、ブラックトナーの体積平均粒径Ｍ［μｍ］と、それ以外のトナーのいずれか一つの体積平均粒径ＮＭ［μｍ］とが、ＮＭ＞Ｎ−２．５を満たすことを特徴とした画像形成装置を用いることで、磁性トナーと非磁性トナーとの２次転写性の違いによる２次転写性ダウンが発生せず、良好な転写性を確保することができる。
【００５９】
以上から本発明により、安定して良好な画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例を説明するための図である。
【図２】第１の実施例を説明するための図である。
【図３】二成分現像剤の摩擦帯電量を測定する装置の模式図である。
【図４】従来例を説明するための図である。
【図５】非磁性トナーと磁性トナーとの２次転写性の違いを説明するための図である。
【図６】は磁性トナーラチチュードと非磁性トナーラチチュードを説明するための図である。
【図７】非磁性トナー体積平均粒径と、トナートリボの絶対値との関係を説明するための図である。
【図８】非磁性トナーの粒径違いと、２次転写特性との相関を説明するための図である。
【符号の説明】
１感光体ドラム（像担持体）
２帯電ローラ
６現像手段
８中間転写体ドラム
１３第２転写装置（転写ローラ）
１４定着手段
１７第１転写装置（転写ローラ）
Ｐ転写材

Claims

像担持体と、帯電バイアスを印加することで該像担持体の帯電を行う帯電装置と、該像担持体の帯電処理面に静電潜像を形成する画像情報書き込み装置と、該静電潜像を現像剤により顕像化する複数の現像装置と、該像担持体表面の現像剤像を中間転写体に移動させる第一の転写装置と、該中間転写体上の該現像剤像を、記録材上に移動させる第二の転写装置と、転写された該現像剤像を加熱することで該記録材上に定着するための定着装置とを備える画像形成装置において、
該複数の現像装置のうち、ブラック用現像装置は磁性一成分現像法で現像を行う装置であり、それ以外の現像装置は非磁性二成分現像法で現像を行う現像装置であり、ブラック用現像装置の有するブラックトナーの体積平均粒径Ｍ［μｍ］と、それ以外の現像装置の有する非磁性トナーの少なくともいずれか一つの体積平均粒径ＮＭ［μｍ］とが、
ＮＭ＞Ｍ−２．５
を満たすことを特徴とした画像形成装置。
上記非磁性トナー粒径が６．５μｍ〜１５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
上記非磁性トナーが、重合法を用いて作製されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
上記像担持体が、非晶質のシリコンを有する表面層からなる感光体で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記複数の現像装置のうち、ブラック用現像装置は固定現像器、ブラック以外の少なくとも２色以上の現像装置は回転現像装置であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。