JP2024113973A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転写残トナーに起因する異常画像を低コストで長期に抑制できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体2、帯電ローラ3、現像装置61、転写ローラ62を有する画像形成装置である。現像装置61は、現像ローラ72を備え、現像ローラを介して感光体にトナーを供給するとともに、転写の後、感光体上に残留した転写残トナーを現像ローラを介して回収する。トナーに含まれる外添剤はトナー中1.8質量%以下であり、外添剤は体積平均粒径の異なる2種の無機微粒子を含む。感光体上の転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、現像ローラに付着したトナー量M(mg/cm2)との関係がMr+M≦0.87(mg/cm2)を満たし、トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である。
【選択図】図4
【解決手段】感光体2、帯電ローラ3、現像装置61、転写ローラ62を有する画像形成装置である。現像装置61は、現像ローラ72を備え、現像ローラを介して感光体にトナーを供給するとともに、転写の後、感光体上に残留した転写残トナーを現像ローラを介して回収する。トナーに含まれる外添剤はトナー中1.8質量%以下であり、外添剤は体積平均粒径の異なる2種の無機微粒子を含む。感光体上の転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、現像ローラに付着したトナー量M(mg/cm2)との関係がMr+M≦0.87(mg/cm2)を満たし、トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である。
【選択図】図4
Description
本発明は、画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置では、帯電ローラ等の帯電部材により感光体(像担持体)を帯電させ、現像手段によりトナーを感光体に供給し、感光体上のトナーを記録媒体又は中間転写体に転写することが知られている。
従来の技術では、例えば感光体上に付着しているトナーをクリーニングブレード等のクリーニング手段で清掃することが知られている。近年、装置の小型化等の観点から、感光体のクリーニングを専用に行うクリーニング手段を備えない、いわゆるクリーナーレス方式が提案されている。
特許文献1では、複数色のトナーを用いてカラー画像を形成する画像形成装置が開示されており、感光体の転写残りトナーを除去するクリーナを備えていないことが開示されている。特許文献1では、仕事関数が最も大きなトナーから中間転写体に転写しており、これにより、転写効率が向上し、転写残りトナーとして回収されるトナー量を減少させることができるとしている。
また特許文献1では、規制ブレードを用い、かつ、規制ブレードの規制条件を調整して現像ローラ上のトナー搬送量を例えば0.4mg/cm2になるように設定することが開示されている。
特許文献2では、感光体上のトナーを記録媒体に転写した後、現像手段により感光体上に残留した転写残トナーを回収する電子写真装置が開示されている。また特許文献2では、感光体をクリーニングするクリーニングブレードを備えていない構成が開示されている。特許文献2によれば、転写残トナーの回収性と帯電均一性を高水準で両立することができるとしている。
しかしながら、特許文献1では、転写残トナーの量を少なくするために現像ローラ上のトナー搬送量を少なくする必要がある。現像ローラ上のトナー搬送量を少なくするためには、規制ブレードの圧を強くしたり、現像ローラの表面粗さを非常に低くしたりする必要があり、装置のコストが増大してしまう。現像ローラ上のトナー搬送量を少なくすると、場合によっては、画像の濃度が薄くなるほか、画像にかすれが生じ、良好な画像が得られない場合がある。
特許文献2では、現像ローラを用いて転写残トナーを回収している。しかし、現像ローラ上のトナー付着量が多くなると、単位面積当たりの荷電量が下がるため、感光体へのトナー付着量が増えてしまい、転写残トナーが多くなってしまう。このため、転写ローラを汚してしまい、帯電能力が低下して異常画像が発生してしまう。
また、特許文献2のように、現像ローラを用いて転写残トナーを回収する場合、現像ローラにより供給するトナーの量が多いと、転写残トナーを回収する際に、現像ローラ上のトナー量の保持限界を超えてしまう。この場合、現像ローラがトナーを回収できずに、同じ画像が2度転写される再転写と呼ばれる異常画像が生じてしまう。現像ローラ上のトナー付着量を低く抑えるには、規制ブレードの圧を強くしたり、現像ローラの表面粗さを低くしたりする必要があるため、装置のコストがかかってしまう。
そこで本発明は、転写残トナーに起因する異常画像を低コストで長期に抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、
像担持体と、
前記像担持体に当接するように配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段は、現像部材を備え、前記現像部材を介して前記像担持体に前記トナーを供給するとともに、前記転写の後、前記像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像部材を介して回収し、
前記トナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、
前記外添剤は、前記トナー中、1.8質量%以下含まれるとともに、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、
前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれ、
下記測定により求められる、前記像担持体上の前記転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、前記現像部材に付着したトナー量M(mg/cm2)との関係が
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、
前記トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である
ことを特徴とする。
[測定]
前記トナー量Mrは、所定面積の画像を形成するための前記転写を行った後、前記帯電部材により帯電される前に装置を停止し、前記像担持体上に残留した前記転写残トナーのトナー量を測定することで求められる。
前記トナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において、前記像担持体に前記トナーを供給するために前記現像部材に前記トナーを付着させたときの前記現像部材上のトナー量を測定することで求められるものであり、前記現像部材に前記トナーを付着させた後、前記像担持体に前記トナーを供給する前に装置を停止して測定する。
像担持体と、
前記像担持体に当接するように配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段は、現像部材を備え、前記現像部材を介して前記像担持体に前記トナーを供給するとともに、前記転写の後、前記像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像部材を介して回収し、
前記トナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、
前記外添剤は、前記トナー中、1.8質量%以下含まれるとともに、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、
前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれ、
下記測定により求められる、前記像担持体上の前記転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、前記現像部材に付着したトナー量M(mg/cm2)との関係が
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、
前記トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である
ことを特徴とする。
[測定]
前記トナー量Mrは、所定面積の画像を形成するための前記転写を行った後、前記帯電部材により帯電される前に装置を停止し、前記像担持体上に残留した前記転写残トナーのトナー量を測定することで求められる。
前記トナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において、前記像担持体に前記トナーを供給するために前記現像部材に前記トナーを付着させたときの前記現像部材上のトナー量を測定することで求められるものであり、前記現像部材に前記トナーを付着させた後、前記像担持体に前記トナーを供給する前に装置を停止して測定する。
本発明によれば、転写残トナーに起因する異常画像を低コストで長期に抑制できる画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明に係る画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
本発明の画像形成装置は、
像担持体と、
前記像担持体に当接するように配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段は、現像部材を備え、前記現像部材を介して前記像担持体に前記トナーを供給するとともに、前記転写の後、前記像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像部材を介して回収し、
前記トナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、
前記外添剤は、前記トナー中、1.8質量%以下含まれるとともに、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、
前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれ、
下記測定により求められる、前記像担持体上の前記転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、前記現像部材に付着したトナー量M(mg/cm2)との関係が
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、
前記トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である
ことを特徴とする。
[測定]
前記トナー量Mrは、所定面積の画像を形成するための前記転写を行った後、前記帯電部材により帯電される前に装置を停止し、前記像担持体上に残留した前記転写残トナーのトナー量を測定することで求められる。
前記トナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において、前記像担持体に前記トナーを供給するために前記現像部材に前記トナーを付着させたときの前記現像部材上のトナー量を測定することで求められるものであり、前記現像部材に前記トナーを付着させた後、前記像担持体に前記トナーを供給する前に装置を停止して測定する。
像担持体と、
前記像担持体に当接するように配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段は、現像部材を備え、前記現像部材を介して前記像担持体に前記トナーを供給するとともに、前記転写の後、前記像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像部材を介して回収し、
前記トナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、
前記外添剤は、前記トナー中、1.8質量%以下含まれるとともに、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、
前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれ、
下記測定により求められる、前記像担持体上の前記転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、前記現像部材に付着したトナー量M(mg/cm2)との関係が
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、
前記トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である
ことを特徴とする。
[測定]
前記トナー量Mrは、所定面積の画像を形成するための前記転写を行った後、前記帯電部材により帯電される前に装置を停止し、前記像担持体上に残留した前記転写残トナーのトナー量を測定することで求められる。
前記トナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において、前記像担持体に前記トナーを供給するために前記現像部材に前記トナーを付着させたときの前記現像部材上のトナー量を測定することで求められるものであり、前記現像部材に前記トナーを付着させた後、前記像担持体に前記トナーを供給する前に装置を停止して測定する。
本実施形態の画像形成装置では、像担持体上に残留した転写残トナーを現像手段により回収している。本実施形態の画像形成装置は、像担持体(静電潜像担持体、感光体などとも称する)をクリーニングするクリーニング手段(例えばクリーニングブレード)を用いない構成にしている。この場合、装置の小型化等の利点がある。
以下、像担持体をクリーニングするクリーニング手段を用いない方式をクリーナーレス方式とも称することがある。ただし、帯電部材をクリーニングする手段、中間転写ベルトをクリーニングする手段を備えていてもよく、これらの手段を備える場合でもクリーナーレス方式に含まれるものとする。
まず、クリーナーレス方式の画像形成装置における画像形成やトナー回収等について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、感光体をクリーニングするクリーニング手段(例えばクリーニングブレード)を用いない構成にしている。この場合、装置の小型化等の利点がある。感光体をクリーニングするクリーニング手段を用いない方式をクリーナーレス方式とも称する。例えば上述の図1に示す画像形成装置の例は、クリーナーレス方式である。本実施形態の画像形成装置では、感光体上に残留した転写残トナーを現像手段(現像装置と称してもよい)により回収できる。
本実施形態の画像形成装置は、感光体をクリーニングするクリーニング手段(例えばクリーニングブレード)を用いない構成にしている。この場合、装置の小型化等の利点がある。感光体をクリーニングするクリーニング手段を用いない方式をクリーナーレス方式とも称する。例えば上述の図1に示す画像形成装置の例は、クリーナーレス方式である。本実施形態の画像形成装置では、感光体上に残留した転写残トナーを現像手段(現像装置と称してもよい)により回収できる。
図1は、クリーナーレス方式の画像形成装置における画像を形成する処理の一例を説明する図である。本例の画像形成装置は、例えば、感光体2、帯電ローラ3、現像装置61、転写ローラ62を有する。
感光体2は、像担持体の一例であり、静電潜像担持体などと称されてもよい。例えば、感光体2としては、例えばドラム形状の感光体を用いることができる。感光体2には、静電潜像やトナー像(可視像などと称されてもよい)が形成される。
帯電ローラ3は、帯電部材の一例であり、感光体2に当接するように配置され、感光体2を帯電する。帯電ローラ3は、例えば直流電圧を感光体2に印加する。本例における帯電は、接触式DC帯電方式としている。
露光装置21は、感光体2に露光光Lを露光し、感光体2に静電潜像を形成する。露光装置21としては、特に制限されるものではないが、例えばLEDを用いる。
現像装置61は現像手段の一例であり、トナーを感光体2に供給し、感光体2上にトナー像を形成する。現像装置61は、例えば、現像ローラ72、攪拌ローラ73を有する。また、現像装置61は、現像ローラ72を介して感光体2にトナーを供給するとともに、転写工程の後、感光体2上に残留した転写残トナー203を現像ローラ72を介して回収する。
現像ローラ72は、現像部材の一例である。現像ローラ72を現像剤担持体などと称してもよい。現像ローラ72は、印加手段により現像バイアスが印加されて、トナー200を感光体2に供給する。これにより、感光体2上にトナー像が形成される。
攪拌ローラ73は、現像装置61内でトナーを攪拌する。撹拌ローラ73の回転方向は、適宜選択することができ、また現像ローラ72と接触してもよいし、非接触でもよい。
転写ローラ62は、感光体2上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する。本例における転写ローラ62は、感光体2上のトナー像を記録紙105(記録媒体)に転写する。
除電ランプ64は、感光体2の電位を除電する。例えば除電光QLを照射して除電する。
上記の構成がクリーナーレス方式の画像形成装置の基本構成である。このような装置では、転写工程の後に、感光体2をクリーニングするクリーニンググレード等のクリーニング手段を備えていない。
特に制限されるものではないが、図1に示す例では、例えば、現像ローラ72に-300Vが印加され、帯電ローラ3に-1200Vが印加される。例えば、感光体2は、除電されることで表面が-50V程度になり、帯電されることで表面が-500V程度になる。
ここで、図1に示す例におけるトナーの流れの一例について説明する。説明のために、トナーの位置や状態によって図中のトナーの符号を変えている。
現像ローラ72は、トナー200を担持し、現像ローラ72に担持されたトナー200が感光体2に供給される。感光体2に供給されたトナーは、静電潜像に応じてトナー像(可視像)を形成する(トナー201)。感光体2上のトナー201は、記録紙105に転写される。記録紙105に転写されたトナー202は、後の工程で記録紙105に定着される。
現像ローラ72は、トナー200を担持し、現像ローラ72に担持されたトナー200が感光体2に供給される。感光体2に供給されたトナーは、静電潜像に応じてトナー像(可視像)を形成する(トナー201)。感光体2上のトナー201は、記録紙105に転写される。記録紙105に転写されたトナー202は、後の工程で記録紙105に定着される。
転写工程で転写されなかったトナーは、転写残トナー203として感光体2上に残留する。除電工程を経た後、転写残トナー203は、感光体2と帯電ローラ3の当接箇所(もしくは近傍)で帯電ローラ3に付着する。転写残トナー203のうち、帯電ローラ3に付着しないトナー206も存在し、このトナー206は感光体2上に残留したままとなる。このトナー206は、後述のように、現像ローラ72により回収される。
次に、クリーナーレス方式の画像形成装置における転写残トナーの回収方法の一例について図2、図3A、図3Bを用いて説明する。
図2は、図1の後の状態を説明するための模式図であり、印字中の状態を模式的に示した図である。ここでいう印字中とは、装置を稼働させた状態を意味し、記録紙にトナーを転写する処理のみならず、記録紙にトナーを転写する準備を行う処理を含む。そのため図2は、前の記録紙への転写と、次の記録紙への転写との間に行う処理を説明する図である。
図1で説明したように、転写工程で転写されなかったトナーは、転写残トナー203として感光体2上に残留する。図2中、転写ローラ62の下流側に、感光体2上に転写残トナー203が残留していることが図示されている。
前の記録紙105に対して転写を行った後、除電ランプ64により感光体2の表面が除電される。これにより、帯電ローラ3と感光体2との間の電位差が広がり、帯電前に帯電ローラ3と感光体2との間で放電が発生する。図中、放電を模式的に図示している。
帯電前の放電により、転写残トナー203はマイナスに帯電する(図2では不図示)。転写残トナー203においては、帯電前の放電により、例えばマイナスに帯電するもの、微少なプラスに帯電したままのものが存在する。微少なプラスのままの転写残トナー203は、帯電ローラ3と感光体2が当接する箇所(もしくは近傍)で帯電ローラ3に付着する。帯電ローラ3に付着したトナーは、トナー204として図示している。
なお、図中の矢印aは、感光体2上の転写残トナー203が帯電ローラ3に付着することを模式的に図示している。感光体2上の転写残トナー203が帯電ローラ3に付着することを、移動するなどと称してもよい。
本例の画像形成装置は、帯電ローラ3に付着したトナーを回収するクリーニングブラシ161を有している。帯電ローラ3に付着したプラスのトナー204は、クリーニングブラシ161により回収される。図中の矢印bは、帯電ローラ3上のトナー204がクリーニングブラシ161により回収されることを模式的に図示している。帯電ローラ3上のトナー204がクリーニングブラシ161により回収されることを、移動するなどと称してもよい。
クリーニングブラシ161には回収バイアスが印加される。回収バイアスの値としては、特に制限されるものではなく、適宜選択することができる。
感光体2上の転写残トナー203のうち、マイナスに帯電したトナーは、帯電ローラ3に付着せず、感光体2上に残留したままとなる。このトナーは、トナー206として図示している。なお、トナー203とトナー206はどちらも転写残トナーである。
感光体2上に残留したトナー206は、現像ローラ72により回収される。現像ローラ72により回収されたトナーは、トナー208として図示している。現像ローラ72により回収されることを、移動するなどと称してもよい。感光体2と現像ローラ72との間を通過するトナー206は、感光体2と現像ローラ72との電位差により現像ローラ72側に移動する。図中の矢印cは、感光体2上のトナー206が現像ローラ72により回収されることを模式的に図示している。
上記のように現像ローラ72で回収するには、特に制限されるものではないが、例えば各部材の電位を調整する方法が挙げられる。一例としては例えば、除電後の感光体2の表面を-50V、帯電ローラ3を-1100V、クリーニングブラシ161を-1300V、帯電後の感光体2の表面を-500V、現像ローラ72を-300Vにすることが挙げられる。図1では、この例となるように電位を図示しているが、これに限られるものではない。
クリーニングブラシ161は、帯電ローラ3に接触する導電性のブラシの一例である。クリーニングブラシ161が設けられることにより、帯電ローラ3のクリーニングを行うことができ、画像形成装置の耐久性が向上し、印刷可能枚数を増やすことができる。
次に、図3Aと図3Bを用いて、装置立下げ時のトナーの動きと、トナー回収の一例について説明する。
図2で説明したように、帯電前の放電時にマイナスにならかったプラスの転写残トナー203(トナー206も同様)は、帯電ローラ3に付着し、クリーニングブラシ161に回収される。印字中は、この回収が繰り返されるため、プラスに帯電したトナー207がクリーニングブラシ161に蓄積する。
装置立下げ時には、クリーニングブラシ161と帯電ローラ3との電位差を調整し、微少なプラスに帯電したトナー207を帯電ローラ3側に移動させる。これを図中の矢印dで示している。
帯電ローラ3に移動したトナー205は、帯電ローラ3と感光体2との電位差により、感光体2に移動する。これを図中の矢印eで示している。この移動したトナーは、図中、トナー209として示している。なお、装置立下げ時には、除電ランプ64による感光体2の除電が行われないため、これを考慮して帯電ローラ3と感光体2の電位差を調整する。
感光体2上のプラスに帯電したトナー209は、現像ローラ72に回収されず、そのまま現像ローラ72を通過する。さらに、トナー209は転写ローラ62を通過する。このように、装置立下げ時には、感光体2上に、プラスに帯電したトナー209が存在することになる。
図2、図3A及び図3Bにおいて、感光体2上には、トナー203、206、209が図示されている。これらは全て転写残トナーとして考慮される。トナー209は、転写残トナー203がクリーニングブラシ161に回収された後、再度、感光体2上に移動したものであるが、このようなトナーも転写残トナーに含めてよい。
図3Aに示す例のようにトナーが移動するには、特に制限されるものではないが、例えば各部材の電位を調整する方法が挙げられる。例えば、クリーニングブラシ161の電位を-150V、帯電ローラ3の電位を-350V、感光体2の表面の電位を500V、現像ローラ72の電位を+250Vにすることが挙げられる。図3Aでは、この例となるように電位を図示しているが、これに限られるものではない。
次に、装置立下げにおいて、感光体2上のトナーが回収されることについて図3Bを用いて説明する。図3Bは図3Aの続きである。
図示するように、所定のタイミングで除電ランプ64により感光体2の除電を行う。除電を行うことにより、帯電ローラ3と感光体2との間の電位差が広がり、帯電ローラ3と感光体2との間で放電が発生する。図中、放電を模式的に図示している。なお、図示する除電は、画像形成のために行う除電ではなく、トナー回収のために行う除電である。
上記の放電により、トナー209はマイナスに帯電する。なお、図2と同様に、トナー209のうち、マイナスに帯電されず、プラスに帯電したままのトナーについては、帯電ローラ3に付着し、クリーニングブラシ161により回収される(図中の矢印g、h)。
上記の放電によりマイナスに帯電したトナー209は、帯電ローラ3に移動せずに感光体2上に留まる。そして、マイナスに帯電したトナー209は、現像バイアスが印加された現像ローラ72により回収される(図中の矢印i)。現像ローラ72により回収されたトナーは、図中、トナー208として示している。
図3Bに示す例のようにトナーが移動するには、特に制限されるものではないが、例えば各部材の電位を調整する方法が挙げられる。例えば、クリーニングブラシ161の電位を-1300V、帯電ローラ3の電位を-1100V、除電後の感光体2の表面を-50V、感光体2の表面の電位を500V、現像ローラ72の電位を-300Vにすることが挙げられる。図3Bでは、この例となるように電位を図示しているが、これに限られるものではない。
本実施形態の画像形成装置では、上記のようなクリーナーレス方式を採用することができる。上記のようなクリーナーレス方式は、トナーの帯電特性を制御し、各プロセスで電界にてトナーを移動させて回収する方法である。これにより、帯電ローラ3のトナー汚れを防止している。
図4は、転写残トナー203を再度説明するための図であり、図1の要部概略図である。上述したように、転写工程で転写されなかったトナーは、転写残トナー203として感光体2上に残留する。本例において、転写残トナー203とは、現像装置61から感光体2に供給されたトナー201が記録紙105に転写せずに感光体2上に残留したトナーのことを指す。感光体2と転写ローラ62は、転写ニップを形成しており、トナー201は、記録紙105が転写ニップを通過する際に記録紙105に転写されるが、転写されずに残留したトナーが転写残トナー203となる。
また、図4上図の破線の部分を図4下図に模式的に図示している。転写残トナー203は、転写されずに感光体2上に残留している。また、感光体2には、転写残トナー203から遊離した外添剤が付着してしまう場合がある。図中、トナー母体粒子を符号220、外添剤を符号221、遊離した外添剤を符号221aでそれぞれ示している。
転写残トナー203から遊離した外添剤は、感光体2の回転に伴って帯電ローラ3の箇所に移動し、帯電ローラ3側に移動する。外添剤による汚れが帯電ローラ3上に蓄積すると、帯電異常が発生して異常画像が発生してしまう。このように、転写残トナー203に起因する異常画像には、転写残トナーが記録媒体又は中間転写体に再転写して生じる異常画像のほか、転写残トナー203から遊離した外添剤による帯電異常によって生じる異常画像も含まれる。
また、例えば規制ブレード通過後の現像ローラ上のトナー付着量が多くなると、必然的に転写残トナーが増えてしまい、帯電ローラ3が汚れて異常画像が発生するのが一般的である。そこで、本発明者は、転写残トナーの何が帯電ローラの異常画像に起因するかに着目し、長期的に異常画像を抑えるためには、外添剤の添加量を少なくしたトナーが必須であることがわかった。本発明では、外添剤量を少なくしたトナーを使用することで、例えば規制ブレード通過後のトナー付着量が多い場合であっても、異常画像が発生しないクリーナーレス構成の画像形成装置を提供することができる。また、例えば規制ブレード通過後のトナー付着量が多い場合も許容されるため、部品に対する要求品質を下げることができ、装置の製造コストを抑えることができる。
また、外添剤が体積平均粒径の異なる2種の無機微粒子を含み、小粒径の無機微粒子を少なくすることで、クリーナーレス構成において、転写残トナーに含まれる小粒径の無機微粒子により帯電ローラが汚れることを抑えることができる。このため、小粒径の無機微粒子により生じる帯電不良を従来よりも抑えることができる。
本実施形態におけるトナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、前記外添剤は、前記トナー中、1.8質量%以下含まれるとともに、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれる。このトナーを用い、感光体2上に残留した転写残トナーを現像ローラ72を介して回収する画像形成装置において、感光体2上の転写残トナーのトナー量と、現像ローラ72上のトナー量が所定の関係を満たすようにしている。所定の関係として、本実施形態では、下記測定により求められる、像担持体上の転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、現像部材に付着したトナー量M(mg/cm2)との関係が
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である。
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である。
図1等で説明したように、本実施形態における転写残トナーの回収方法は、トナーの帯電極性を制御し、各プロセスで電界にて移動させ回収する。例えば、感光体2と現像ローラ72で形成される現像ニップにより転写残トナーがマイナスに帯電し、感光体2と現像ローラ72との電位差により転写残トナーが現像ローラ72に移動する。このようにして、現像手段は現像ローラ72を介して転写残トナーを回収することができる。転写残トナーが回収されることにより、転写残トナーが記録媒体又は中間転写体に再転写することで生じる異常画像を抑制できる。
また、転写残トナーが回収されることにより、帯電ローラ3へのトナー汚れが抑制され、帯電異常によって生じる異常画像を抑制できる。また、転写残トナーが回収されることにより、転写残トナーの量が減り、転写残トナーから遊離する外添剤の量を抑えることができるため、外添剤が帯電ローラ3に移動して付着することを抑制できる。更に、本実施形態では、外添剤の量を抑えたトナーを用いているため、転写残トナーから生じる外添剤の量を減らすことができる。このため、本実施形態では、転写残トナーに起因する異常画像を抑制できるとともに、長期においても異常画像を抑制することができる。
本実施形態では、転写残トナーのトナー量Mrと現像ローラ72に付着したトナー量Mが上記の関係を満たしている。トナー量Mrとトナー量Mの合計値の上限値である0.87mg/cm2は、本発明者の鋭意検討により見出されたものであり、本実施形態では現像ローラ72に付着したトナー量Mの選択の自由度を広げることができる。従来技術では現像ローラに付着したトナー量を非常に小さな値に抑える必要があるが、本実施形態では、現像ローラ72に付着したトナー量Mの上限範囲を広げることができ、装置のコストを抑えることができる。例えば、規制ブレードの規制条件を緩和でき、規制ブレードの圧を過度に高めることを防止でき、現像装置の製造コストを抑えることができる。この他にも例えば、現像ローラ72の表面粗さを過度に高める必要がなく、現像ローラ72の製造コストを抑えることができる。従って、部品に対する要求品質を下げることができ、従来よりも低コストで装置を構成することができる。
感光体2上の転写残トナーのトナー量Mrは、所定面積の画像を形成するための転写(転写工程)を行った後、帯電ローラ3により帯電される前に装置を停止し、感光体2上に残留した転写残トナーのトナー量を測定することで求められる。なお、転写を行った後とあるのは、記録媒体が転写ニップを通過した後ともいえる。また、所定面積の画像としては、例えば所定面積のベタ画像を用いる。
装置を停止した後にトナー量Mrを測定する方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。例えば、感光体2に残留する転写残トナーをノズル吸引し、重量測定する方法が挙げられる。この他にも、転写残トナーを市販のテープで感光体2から剥離し、X-Riteなどの反射濃度計を用いて測定する方法が挙げられる。この方法の場合、あらかじめ求めておいた濃度と付着量の検量線に対して、測定した濃度をあてはめて転写残トナーのトナー量を算出する。
転写残トナーのトナー量Mrを調整する方法としては、例えば、トナーの円形度を上げて転写効率を高めたり、現像バイアスを下げることにより感光体への現像量(トナー付着量)を減らして転写残トナーの絶対量を減らしたりする等の方法が挙げられる。中でも、紙の種類や紙の厚さごとに転写バイアスを変更できる制御方式を選択し、転写残トナーのトナー量Mrを調整することが好ましい。
現像ローラ72に付着したトナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において、感光体2にトナーを供給するために現像ローラ72にトナーを付着させたときの現像ローラ72上のトナー量を測定することで求められるものであり、現像ローラ72にトナーを付着させた後、感光体2にトナーを供給する前に装置を停止して測定する。このような測定からもわかるように、現像ローラ72に付着したトナー量Mは、現像ローラ72が感光体2に供給するトナーのトナー量であるともいえる。
なお、トナー量Mrの測定とトナー量Mの測定は、同時に行う必要はない。トナー量Mrの測定とトナー量Mの測定は、所定面積の画像を形成することを共通としていればよい。例えば、所定面積の画像を形成する動作において、装置を停止してトナー量Mrを測定した後、装置を稼働させ、所定面積の画像を形成する動作において、装置を停止してトナー量Mを測定してもよい。
装置を停止した後にトナー量Mを測定する方法としては、上記のトナー量Mrを測定する方法と同様の方法が挙げられる。例えば、現像ローラ2上のトナーをノズル吸引し、重量測定する方法等が挙げられる。
現像ローラ72に付着したトナー量Mを調整する方法としては、例えば、現像バイアスを調整する方法のほか、現像手段が有する規制部材を調整する方法、現像ローラの表面粗さを調整する方法などが挙げられる。
なお、現像ローラ72に付着したトナー量は、現像ローラ72上のトナーの付着量などと言い換えてもよい。
なお、現像ローラ72に付着したトナー量は、現像ローラ72上のトナーの付着量などと言い換えてもよい。
トナー量Mは、0.2mg/cm2以上0.80mg/cm2以下であることが好ましく、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下であることがより好ましい。この範囲にするには、例えば規制部材を用い、規制部材の規制条件を適宜調整する方法が好適に用いられる。この他にも、例えば現像ローラの表面粗さを調整する方法、現像バイアスを調整する方法などが挙げられる。
トナー量Mが0.2mg/cm2以上である場合、感光体2へのトナーの付着量を十分に確保することができる。このため、画像濃度が薄くなって画像がかすれる等の不具合を抑制できる。トナー量Mが0.80mg/cm2以下である場合、例えば、粉砕トナー(円形度0.953以下)を用いた場合に、現像ローラ72上のトナーの付着量が飽和することを抑制できる。このため、転写残トナーを回収しきれずに再転写が発生してしまうことを抑制できる。
現像装置61は、現像ローラ72上のトナーを規制する規制部材を有していてもよい。
規制部材としては、例えば規制ブレードが挙げられる。規制ブレードを用いることにより、現像ローラ72上のトナーの量を所望の値にしやすくなる。
規制部材としては、例えば規制ブレードが挙げられる。規制ブレードを用いることにより、現像ローラ72上のトナーの量を所望の値にしやすくなる。
図5は、現像装置61(現像手段)の一例を説明するための概略図である。本例の現像装置61は、現像ローラ72、攪拌ローラ73、規制ブレード74を有しており、必要に応じてその他の部材を有している。規制ブレード74は規制部材の一例である。現像ローラ72上のトナーは、規制ブレード74により規制され、感光体2に供給される。図中、規制ブレード74を通過したトナーを符号200で示している。
現像装置61が規制ブレード74を有する場合、トナー量Mは、規制ブレード74が現像ローラ72上のトナーを規制した後、現像ローラ72が感光体2にトナーを供給する前におけるトナー量と定義する。
また、規制ブレード74を用いる場合、規制ブレード74は、トナー量Mが0.2mg/cm2以上0.80mg/cm2以下となるように規制することが好ましく、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下となるように規制することがより好ましい。この範囲に規制することで、上述した効果、例えば、画像の不具合を抑制でき、再転写の発生を抑制できるといった効果が向上する。
本実施形態では、転写残トナーのトナー量Mrと現像ローラ72に付着したトナー量Mが上記の関係式で規定されることにより、現像ローラ72上のトナーの付着量が多い場合でも、異常画像を防止できる。例えば、トナー量Mが0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下といった高い値であっても、トナー量Mrとトナー量Mの合計が上記の上限値(0.87mg/cm2)を超えない限り、異常画像を防止することができる。このような高い値も許容されることで、部品の要求品質を下げることができ、装置のコストを下げることができる。
上記の例で説明しているように、現像部材はローラ部材であることが好ましく、すなわち、現像部材としては現像ローラを用いることが好ましい。また、現像ローラの表面粗さSaは、1.75以下であることが好ましい。現像ローラの表面粗さSaが1.75以下であることにより、下記で説明するように装置のコストを下げることができる。
本実施形態では、Mr+Mの値が所定の関係を満たすようにすることを目的としており、現像ローラの表面粗さSaが1.75以下であることにより、この関係を満たしやすくなる。現像ローラの表面粗さSaが1.75以下というのは、比較的大きなが上限値となっており、現像ローラの表面の凹凸を必要以上に研磨する必要がない。このため、現像ローラの表面粗さを小さくする工程の時間や手間を減らすことができ、装置のコストを下げることができる。
現像ローラ72の表面粗さSaは、レーザー顕微鏡を使用して測定する。レーザー顕微鏡を使用して現像ローラ72の表面をSa(算術平均高さ)として算出し、それを表面粗さSaとする。
規制ブレード74を用いた場合においても、現像ローラ72上のトナーのトナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において測定されるものである。現像ローラに付着させるトナーの量は、画像の種類(ベタ画像、一部のみの画像など)に依存せず、一律に同量を現像ローラに付着させる。そのため、規制ブレード74を通過したトナー量、すなわちトナー量Mは、画像の種類に関わらず同じ量(設定した量)となる。
上述したように、本実施形態において外添剤は、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれ、トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である。
本例では、このようなトナーを用いることにより、現像ローラ上のトナー付着量(トナー量M)が0.60mg/cm2以上でもクリーナレスシステムが成立する。このようなトナーであれば、感光体へ供給するトナー量(トナー量M)を増やした場合に、転写残トナーのトナー量Mrが増えても、小粒径の無機微粒子が少ないため、画像形成ユニットの寿命を縮めることなく帯電不良を防止できる。一方、現像ローラ上のトナー量Mを増やし過ぎると、転写残トナーを回収できずに再転写が発生してしまうため、上記Mr+Mの関係を満たし、かつ、トナー量を所定の範囲にすることが必要である。
なお、上述したように、帯電ローラをクリーニングする帯電ローラクリーナー(例えばクリーニングブラシ161)を用いることが好ましい。帯電ローラクリーナーを用いることにより、クリーナーレス装置の高寿命化が得られる。転写残トナーを現像ローラで回収するためには、帯電ローラを通過する必要があり、印刷枚数を重ねていくと帯電ローラが汚れてしまい、感光体を狙い通りに帯電できない帯電不良が発生する場合がある。帯電ローラクリーナーを用いることで、帯電ローラが汚れるスピードを低減でき、高寿命化につながる。
(実施例)
次に、実施例を挙げて本実施形態の作用効果について説明する。
まず、以下の比較例及び実施例で用いたトナーの作製について説明する。
次に、実施例を挙げて本実施形態の作用効果について説明する。
まず、以下の比較例及び実施例で用いたトナーの作製について説明する。
<トナーの作製>
-母体粒子の作製-
ポリエステル樹脂 87質量部
ライスワックス(TOWAX-3F16、東亜化成社製) 3質量部
カーボンブラック(#44、三菱化成社製) 8質量部
アゾ鉄化合物(保土谷化学社製T-77) 2質量部
-母体粒子の作製-
ポリエステル樹脂 87質量部
ライスワックス(TOWAX-3F16、東亜化成社製) 3質量部
カーボンブラック(#44、三菱化成社製) 8質量部
アゾ鉄化合物(保土谷化学社製T-77) 2質量部
上記処方のトナー原材料を、へンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM20B)を用いて予備混合した後、二軸混練機(株式会社池貝製、PCM-30)を用いて120℃の温度で溶融、混練した。得られた混練物はローラにて2.7mmの厚さに圧延した後にベルトクーラーにて室温まで冷却し、ハンマーミルにて200μm~300μmに粗粉砕した。次いで、超音速ジェット粉砕機ラボジェット(日本ニューマチック工業株式会社製)を用いて微粉砕した後、気流分級機(日本ニューマチック工業株式会社製、MDS-I)により重量平均粒径が5.8±0.2μmとなるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級し、トナー母体粒子を得た。
-トナーの作製-
上記トナー母体粒子100質量部に対し、無機微粒子1を1.00質量部、無機微粒子2を0.03質量部を添加し、ヘンシェルミキサーで撹拌混合し、トナー1を作製した。
なお、上記の無機微粒子1及び無機微粒子2は、以下のようにして得た。
上記トナー母体粒子100質量部に対し、無機微粒子1を1.00質量部、無機微粒子2を0.03質量部を添加し、ヘンシェルミキサーで撹拌混合し、トナー1を作製した。
なお、上記の無機微粒子1及び無機微粒子2は、以下のようにして得た。
<無機微粒子1の製造>
-シリカ粒子の製造-
シリカ化合物であるオクタメチルシクロテトラシロキサンを加熱気化させて、酸素と窒素を混合した後、同心円三重管バーナの中心管に導入した。水素と窒素を混合し、これを中心管の外周に配置した第二環状管に導入した。さらに、空気を第二環状管の外周に配置した第三環状管に導入した。これらの燃焼によって得られたシリカ粒子を、金属フィルターを用いて捕集し、回収した。
-シリカ粒子の製造-
シリカ化合物であるオクタメチルシクロテトラシロキサンを加熱気化させて、酸素と窒素を混合した後、同心円三重管バーナの中心管に導入した。水素と窒素を混合し、これを中心管の外周に配置した第二環状管に導入した。さらに、空気を第二環状管の外周に配置した第三環状管に導入した。これらの燃焼によって得られたシリカ粒子を、金属フィルターを用いて捕集し、回収した。
-表面処理-
上記により得られたシリカ粒子を流動層反応器に入れ、窒素雰囲気下、ジメチルシリコーンオイルを8g/分の割合で250℃に加熱された流動層反応器中に40分間供給し、シリカ粒子表面に疎水化処理を施した。このようにして無機微粒子1を得た。
上記により得られたシリカ粒子を流動層反応器に入れ、窒素雰囲気下、ジメチルシリコーンオイルを8g/分の割合で250℃に加熱された流動層反応器中に40分間供給し、シリカ粒子表面に疎水化処理を施した。このようにして無機微粒子1を得た。
得られた無機微粒子1の体積平均粒径は26nm、BET比表面積は50m2/gであった。
<無機微粒子2の製造>
無機微粒子1と同様の方法で、体積平均粒径12nm、BET比表面積300m2/gの無機微粒子2を得た。
無機微粒子1と同様の方法で、体積平均粒径12nm、BET比表面積300m2/gの無機微粒子2を得た。
<比較例1>
比較例1は、図1及び図5の構成の装置と上記のトナー1を用いて、再転写の発生を評価した。比較例1では、現像ローラ72上のトナー量Mを0.843mg/cm2とし、転写電流を変化させたときの再転写の発生を評価した。比較例1において、現像バイアスは-300Vで固定し、帯電バイアスは-1200Vで固定し、転写バイアス(転写電流)を変化させたときの転写残トナーのトナー量Mrを測定するとともに、再転写の発生の有無を調べた。
比較例1は、図1及び図5の構成の装置と上記のトナー1を用いて、再転写の発生を評価した。比較例1では、現像ローラ72上のトナー量Mを0.843mg/cm2とし、転写電流を変化させたときの再転写の発生を評価した。比較例1において、現像バイアスは-300Vで固定し、帯電バイアスは-1200Vで固定し、転写バイアス(転写電流)を変化させたときの転写残トナーのトナー量Mrを測定するとともに、再転写の発生の有無を調べた。
ただし、比較例1では、クリーニングブラシ161を用いない装置構成とした。また、規制ブレード74を用いて現像ローラ72上のトナーを規制するようにした。また、比較例1では、転写バイアス(転写電流)を変化させて転写残トナーのトナー量Mrを調整しているが、これに限られない。感光体2に供給されるトナー量を減らすために、現像バイアスや帯電バイアスを下げるようにしてもよい。
比較例1の結果を図6に示す。図中、×は、再転写が発生したことを意味している。図6では、全ての測定において再転写が発生しているが、再転写が発生しなかった場合は、●で示される。なお、図中、「転写残トナー量Mr」は、転写残トナーのトナー量Mrと同じ意味である。また、トナー量Mrとトナー量Mの測定は、上記で説明した方法により測定した。詳細には、装置停止後にテープを用いて濃度を測定してトナー量を算出した。
再転写の有無は、パッチが書かれた画像を用紙に印刷した後、別の用紙を通紙してこの用紙上にパッチの再転写があるかどうかを評価した。この用紙において、パッチ模様を転写してから感光体1周分後に同じパッチ模様がない場合、再転写が発生していないと判断した。また、この用紙において、パッチ模様を転写してから感光体1周分後に同じパッチ模様がある場合、再転写が発生していると判断した。
再転写の有無は、パッチが書かれた画像を用紙に印刷した後、別の用紙を通紙してこの用紙上にパッチの再転写があるかどうかを評価した。この用紙において、パッチ模様を転写してから感光体1周分後に同じパッチ模様がない場合、再転写が発生していないと判断した。また、この用紙において、パッチ模様を転写してから感光体1周分後に同じパッチ模様がある場合、再転写が発生していると判断した。
図6に示す例では、全ての測定において再転写が発生している。これは、全ての測定において、Mr+M≦0.87(mg/cm2)を満たしておらず、Mr+Mが0.87mg/cm2を超えているからである。例えば、転写残トナーのトナー量Mrが最も小さい0.05mg/cm2の場合であっても、Mr+M=0.893mg/cm2となっており、上限を超え、再転写が生じている。
従来技術において、現像ローラ72上のトナー量Mが0.843mg/cm2である場合に再転写の発生を防ぐには、感光体をクリーニングする等の手段を設ける必要がある。しかし、感光体をクリーニングする手段を設けると、クリーニングレスの構成にはならなくなってしまうほか、装置のコストが増えてしまう。そのため、以下のように、再転写を防ぐ構成を検討した。
<実施例1>
実施例1では、上記の比較例1において、現像ローラ72上のトナー量Mを0.800mg/cm2に変更した以外は比較例1と同様にして評価を行った。
すなわち、実施例1では、図1の装置(ただしクリーニングブラシ161は備えない)とし、トナー1を用い、現像バイアスは-300Vであり、帯電バイアスは-1200Vである。また、同様に、転写バイアス(転写電流)を変化させたときの転写残トナーのトナー量Mrを測定するとともに、再転写の発生の有無を評価している。
実施例1では、上記の比較例1において、現像ローラ72上のトナー量Mを0.800mg/cm2に変更した以外は比較例1と同様にして評価を行った。
すなわち、実施例1では、図1の装置(ただしクリーニングブラシ161は備えない)とし、トナー1を用い、現像バイアスは-300Vであり、帯電バイアスは-1200Vである。また、同様に、転写バイアス(転写電流)を変化させたときの転写残トナーのトナー量Mrを測定するとともに、再転写の発生の有無を評価している。
実施例1の結果を図7に示す。すなわち、現像ローラ72上のトナー量Mが0.800mg/cm2であるときの、転写残トナーのトナー量Mrと再転写の関係を示す。実施例1においても、比較例1と同様に、再転写が発生した場合を×とし、再転写が発生していない場合を●とした。
図7の結果を見ると、転写電流が11μA付近の測定では、転写残トナーのトナー量Mrが0.064mg/cm2となっているが、再転写が発生していない。また、転写電流が14μA付近以降の3つの測定では、転写残トナーのトナー量Mrが0.04mg/cm2程度になっており、再転写が発生していないことがわかる。一方、転写残トナーのトナー量Mrが0.07mg/cm2程度を超える2つの測定では、再転写が発生していることがわかる。
図7の結果から、現像ローラ72上のトナー量Mが0.800mg/cm2であるとき、再転写の発生有無は、転写残トナーのトナー量Mrが0.07mg/cm2程度に閾値がある。そのため、再転写が発生しないことが評価によって確認されたトナー量Mrが0.064mg/cm2と、測定値の桁数も考慮し、Mr+Mが0.87mg/cm2を上限としている。そのため、Mr+M≦0.87(mg/cm2)であることで、再転写を発生させずに画像形成を行うことができる。
なお、比較例1では、転写残トナーのトナー量Mrが最も小さい0.05mg/cm2の場合であっても再転写が発生し、実施例1では、転写残トナーのトナー量Mrが0.064mg/cm2であっても再転写が発生していない。この理由を以下説明する。
再転写は、転写残トナーが現像ローラ72側に回収できずに、再度、転写ローラ62で記録媒体に転写された場合に発生する現象である。転写残トナーが多くなればなるほど、現像ローラ72が回収しにくくなり、再転写が生じやすくなる。
一方で、現像ローラ72側に転写残トナーを回収できるかどうかは、現像ローラ72上のトナー付着量も関係する。現像ローラ72がトナーを保持できる量は、現像ローラ72上の溝の形状などにも依存し、現像ローラ72がトナーを保持できる量の上限値を超えた場合、たとえ転写残トナーのトナー量Mrが少なくても現像ローラ72で回収することができなくなる。
図6では、転写残トナーのトナー量Mrが0.05mg/cm2と低くても再転写が発生しており、これは、現像ローラ72のトナーの保持能力を超えていたため回収できずに再転写が発生したと考えられる。
一方、図7では、現像ローラ72上のトナー付着量Mが、図6の場合に比べて低くなっており、転写残トナーのトナー量Mrが図6の場合より多くなっていても、現像ローラ72のトナー保持能力を超えていない。そのため、図7では、現像ローラ72のトナー保持能力を超えず、転写残トナーを回収することができ、再転写が発生しなかったと考えられる。
再転写は、転写残トナーが現像ローラ72側に回収できずに、再度、転写ローラ62で記録媒体に転写された場合に発生する現象である。転写残トナーが多くなればなるほど、現像ローラ72が回収しにくくなり、再転写が生じやすくなる。
一方で、現像ローラ72側に転写残トナーを回収できるかどうかは、現像ローラ72上のトナー付着量も関係する。現像ローラ72がトナーを保持できる量は、現像ローラ72上の溝の形状などにも依存し、現像ローラ72がトナーを保持できる量の上限値を超えた場合、たとえ転写残トナーのトナー量Mrが少なくても現像ローラ72で回収することができなくなる。
図6では、転写残トナーのトナー量Mrが0.05mg/cm2と低くても再転写が発生しており、これは、現像ローラ72のトナーの保持能力を超えていたため回収できずに再転写が発生したと考えられる。
一方、図7では、現像ローラ72上のトナー付着量Mが、図6の場合に比べて低くなっており、転写残トナーのトナー量Mrが図6の場合より多くなっていても、現像ローラ72のトナー保持能力を超えていない。そのため、図7では、現像ローラ72のトナー保持能力を超えず、転写残トナーを回収することができ、再転写が発生しなかったと考えられる。
<実施例2>
次に、現像ローラ72上のトナー量Mを調整することについて調べた。実施例2では、現像ローラ72の表面粗さSaを変化させたときのトナー量Mについて測定を行った。
なお、装置は図1及び図5に示す構成とした。
次に、現像ローラ72上のトナー量Mを調整することについて調べた。実施例2では、現像ローラ72の表面粗さSaを変化させたときのトナー量Mについて測定を行った。
なお、装置は図1及び図5に示す構成とした。
結果を図8に示す。図中の破線は、測定結果のプロットを近似した近似直線である。現像ローラ72上のトナー量Mが0.800mg/cm2以下にするには、近似直線から、現像ローラ72の表面粗さSaは1.75以下にすればよいことがわかる。
例えば特許文献1のように、現像ローラ72上のトナー量Mが0.55mg/cm2以下で規定しようとすると、近似直線から現像ローラ72の表面粗さSaを1.25以下にする必要がある。表面粗さSaを低くするためには、現像ローラの表面に対して研磨剤を使って凹凸を減らす必要がある。凹凸を減らすには、工程時間を長くするか、複数の種類の研磨剤を使用して磨く必要があるため、装置のコストが増えてしまう。
本発明では、Mr+M≦0.87(mg/cm2)を満たすようにすればよく、例えば、トナー量Mが0.800mg/cm2以下にできればよいため、現像ローラ72の表面粗さSaは1.75程度まで許容できる。このため、現像ローラ72の部品の組み立て時間や作業を短縮できるため、装置のコストを減らすことができる。
本実施例2において、現像ローラ72の表面粗さSaは、レーザー顕微鏡を使用して測定した。レーザー顕微鏡を使用して現像ローラ72の表面をSa(算術平均高さ)として算出し、それを表面粗さSaとした。
(トナー)
本発明に用いられるトナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、外添剤は、トナー中、1.8質量%以下含まれる。母体粒子は、トナー母体粒子などと称されてもよい。
本発明に用いられるトナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、外添剤は、トナー中、1.8質量%以下含まれる。母体粒子は、トナー母体粒子などと称されてもよい。
上述したように、外添剤の含有量がトナー中、1.8質量%以下であることにより、転写残トナーから遊離する外添剤の量を抑えることができる。これにより、遊離した外添剤が帯電ローラ3に移動して付着する量を抑えることができ、帯電異常を抑えることができる。
本発明に用いられるトナーの好適な例について説明する。
本例において、外添剤は、無機微粒子を含む。外添剤に含まれる無機微粒子は、一次粒子の粒度分布において、粒径が5nm以上50nm以下の範囲にピークを複数有する。前記ピークの中で、最も高いピークをn1、二番目に高いピークをn2、前記ピークn1の頂点の粒径(nm)をn1d、前記ピークn2の頂点の粒径(nm)をn2d、前記ピークn1の頂点の高さをn1h、前記ピークn2の頂点の高さをn2hとしたときに、下記式(1)~式(3)をすべて満たすことが好ましい。
n1d>n2d 式(1)
10<(n1d+n2d) 式(2)
30≦{(n2h/n1h)×100}<100 式(3)
本例において、外添剤は、無機微粒子を含む。外添剤に含まれる無機微粒子は、一次粒子の粒度分布において、粒径が5nm以上50nm以下の範囲にピークを複数有する。前記ピークの中で、最も高いピークをn1、二番目に高いピークをn2、前記ピークn1の頂点の粒径(nm)をn1d、前記ピークn2の頂点の粒径(nm)をn2d、前記ピークn1の頂点の高さをn1h、前記ピークn2の頂点の高さをn2hとしたときに、下記式(1)~式(3)をすべて満たすことが好ましい。
n1d>n2d 式(1)
10<(n1d+n2d) 式(2)
30≦{(n2h/n1h)×100}<100 式(3)
上記式(1)~(3)は、外添剤である無機微粒子が、小粒径と大粒径の2種を少なくとも含み、該外添剤において、大粒径の無機微粒子が小粒径の無機微粒子よりも多く含まれていることを意味している。従来技術では、小粒径の無機微粒子に耐ストレス性付与の役割を担わせ、そこに大粒径の無機微粒子をスペーサーとして添加して小粒径の無機微粒子がトナー表面に埋没するのを防止していた。そのため、小粒径の無機微粒子は大粒径の無機微粒子よりも多く添加される。しかし小粒径の無機微粒子の埋没を十分に抑制するのは従来技術では困難であった。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、大粒径の無機微粒子であっても、その添加量を特定の範囲に設定すれば、トナーの耐ストレス性を向上でき、かつ静電潜像担持体への汚染を十分に抑制できる知見を得た。大粒径の無機微粒子は、トナー表面に埋没しにくく、当該効果を十分に発揮することが可能である。そこで、上記式(1)~(3)を満たすことで、トナーの耐ストレス性を向上でき、かつ静電潜像担持体への汚染を十分に抑制できる。
本発明で言う無機微粒子の粒度分布とは、その一次粒子を対象とする個数基準の粒度分布であって、以下の工程(1)~(3)を順次経ることにより測定することができる。
(1)トナー表面に無機微粒子が付着した状態で、走査型電子顕微鏡 SU8200シリーズ(株式会社日立ハイテクノロジーズ社)を用いてトナーの画像を得る。
(2)得られた画像を画像処理ソフトA像君(旭化成エンジニアリング株式会社)で二値化し、無機微粒子の円相当径を算出する。無機微粒子の円相当径は1000粒子分測定する。
(3)次に下記の式に従い階級の数を決定し、ヒストグラムを作成し粒度分布を得る。
階級の数=1+log2n(nは無機微粒子の円相当径のデータ数を示す)
(1)トナー表面に無機微粒子が付着した状態で、走査型電子顕微鏡 SU8200シリーズ(株式会社日立ハイテクノロジーズ社)を用いてトナーの画像を得る。
(2)得られた画像を画像処理ソフトA像君(旭化成エンジニアリング株式会社)で二値化し、無機微粒子の円相当径を算出する。無機微粒子の円相当径は1000粒子分測定する。
(3)次に下記の式に従い階級の数を決定し、ヒストグラムを作成し粒度分布を得る。
階級の数=1+log2n(nは無機微粒子の円相当径のデータ数を示す)
本発明に使用される無機微粒子として、前記ピークn1の頂点の粒径(nm)であるn1dは、15nm~50nmが好ましく、20nm~40nmがさらに好ましい。また、前記ピークn2の頂点の粒径(nm)であるn2dは、5nm~50nmが好ましく、10nm~20nmがさらに好ましい。
また、n1dとn2dの差は、10nm~45nmが好ましく、13nm~30nmがさらに好ましい。
また、本発明の効果向上の観点から、前記式(2)および式(3)のさらに好ましい形態は、下記式(20)および式(30)で表される。
20<(n1d+n2d) 式(20)
40<{(n2h/n1h)×100}<90 式(30)
20<(n1d+n2d) 式(20)
40<{(n2h/n1h)×100}<90 式(30)
本発明において、無機微粒子の一次粒子の粒度分布において、5nm~50nmの間にピークを複数有し、かつ前記式(1)~(3)をすべて満たすようにするための手段としては、例えば、平均粒径の異なる2種以上の無機微粒子を用意し、当該条件を満たすようにその配合量を調整する等の手段が挙げられる。なお、無機微粒子は、同種であることが好ましい。
本発明で使用される無機微粒子の種類としては、とくに制限されないが、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。中でも耐ストレス性の向上の観点から、シリカ(疎水性シリカを含む)、アルミナおよびチタニアから選択された少なくとも1種が好ましい。
無機微粒子は、疎水化処理することもできる。疎水化処理は、例えば、親水性の微粒子をメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシランなどのシランカップリング剤で処理して得ることができる。また無機微粒子をシリコーンオイルで熱処理し、疎水化処理することもできる。
前記シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、エポキシ・ポリエーテル変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、α-メチルスチレン変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
無機微粒子は、市販されているものを利用することができる。例えばシリカとして、R972、R974、RX200、RY200、R202、R805、R812(いずれも、日本アエロジル社製)などが挙げられる。また、チタニアとしては、例えばP-25(日本アエロジル社製)、STT-30、STT-65C-S(いずれも、チタン工業株式会社製)、TAF-140(富士チタン工業株式会社製)、MT-150W、MT-500B、MT-600B、MT-150A(いずれも、テイカ株式会社製)などが挙げられる。疎水化処理されたチタニア微粒子としては、例えば、T-805(日本アエロジル株式会社製)、STT-30A、STT-65S-S(いずれも、チタン工業株式会社製)、TAF-500T、TAF-1500T(いずれも、富士チタン工業株式会社製)、MT-100S、MT-100T(いずれも、テイカ株式会社製)、IT-S(石原産業株式会社製)などが挙げられる。
無機微粒子のBET法による比表面積は、耐ストレス性向上の観点から、20m2/g~500m2/gであることが好ましく、30m2/g~400m2/gであることがさらに好ましい。
なお、外添剤としては前記無機微粒子以外にも、例えば脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等)、フルオロポリマー等を併用することもできる。
外添剤の体積平均粒子径としては、5nm以上50nm以下であることが好ましい。
本発明における母体粒子(トナー母体粒子とも称する)は、例えば結着樹脂、着色剤、帯電制御剤、離型剤等を含む。トナー母体粒子の材料に関しては公知のものが使用可能である。
結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリp-クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の重合体;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-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、単独又は混合して使用することができる。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレトVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物を使用することができる。その使用量は、一般に結着樹脂100質量部に対し、0.1~50質量部である。
帯電制御剤としても公知のものが使用でき、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等を挙げることができる。
本発明における荷電制御剤の使用量は、結着樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一律に決定されるものではないが、好ましくは、結着樹脂100質量部に対して、0.1~10質量部の範囲で用いられ、好ましくは、2~5質量部の範囲である。また、必要に応じて、複数の帯電制御剤と併用してもよい。
本発明では、トナーに離型性を付与するために離型剤を用いてもよい。用いられる離型剤の軟化点は70~100℃が好ましい。
離型剤としては、低分子量のポリエチレンやポリプロピレン、それらの共重合体等の合成ワックス、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバワックス等の植物ワックス、蜜ろう、ラノリン、鯨ろう等の動物ワックス、モンタンワックスやオゾケライト等の鉱物ワックス、硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステル等の油脂ワックス等が挙げられる。
ワックスを化学構造の点からみると、炭化水素系のワックス、エステル系のワックス、アミド系のワックス等が知られているが、エステル系のワックスが、保存性や画像品質、定着温度幅等から評価すると好適である。
離型剤の量は、トナー全体に対して、1~6質量部が好適である。
本発明におけるトナーの製造方法は、従来公知の方法でよく、トナー原材料の混合、混練、圧延冷却、粉砕、分級の各工程を経る製造方法が挙げられ、例えば、原材料混合後、これを2軸混練機で混練、ベルト式冷却機にて冷却、ジェットミルで粉砕し、分級してトナーが得られる。
トナーの重量平均粒径は、4μm~10μmが好ましく、5μm~8μmがさらに好ましい。
本発明に用いられるトナーは、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法などが可能である。本発明に用いられるトナーは、一成分現像剤としても、キャリアと組み合わせて二成分現像剤としても用いることができるが、非磁性一成分トナーとして特に好適に使用できる。非磁性一成分トナーとした場合、定着特性に加えて、耐ストレス性や耐汚染性などが向上できる。また、トナーの帯電極性を制御しやすくなり、トナーが回収しやすくなる。
乾式二成分現像剤として使用する場合、キャリアとトナーの使用量としては、トナー粒子がキャリア粒子のキャリア表面に付着して、例えば、その表面積の30~90%を占める程度に両粒子を混合するのが好ましい。
使用されるキャリアとしては、鉄粉、フェライト、ガラスビーズ等の従来知られているものを用いることができる。なお、これらキャリアは樹脂により被覆したものであってもよい。この場合、使用される樹脂は、ポリ弗化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、シリコーン樹脂等である。
いずれの場合でも、トナーとキャリアとの混合割合は、キャリア100質量部に対し、トナー0.5~6.0質量部程度が適当である。
本発明に用いられるトナーとしては、円形度が0.959以下の非磁性一成分のトナーであることが特に好ましい。この場合、トナーの帯電極性を制御しやすくなることに加え、粉砕トナーを用いることができ、画像形成装置に搭載するトナーのコストを下げることができる。
(画像形成装置の詳細例)
次に、本発明の画像形成装置について、他の例を示しつつ詳細例を説明する。
本発明の画像形成装置には、プロセスカートリッジの形態も含まれる。本実施形態におけるプロセスカートリッジは、像担持体(静電潜像担持体、感光体)、帯電部材、現像手段を一体とし、トナーを収容したものをいう。
次に、本発明の画像形成装置について、他の例を示しつつ詳細例を説明する。
本発明の画像形成装置には、プロセスカートリッジの形態も含まれる。本実施形態におけるプロセスカートリッジは、像担持体(静電潜像担持体、感光体)、帯電部材、現像手段を一体とし、トナーを収容したものをいう。
前記プロセスカートリッジの一実施形態を図9に示す。本実施形態のプロセスカートリッジは、図9に示すように、静電潜像担持体101を内蔵し、帯電装置102、現像装置104を含み、さらに必要に応じてその他の手段を有する。図9中、符号103は露光装置からの露光、符号105は記録紙をそれぞれ示す。
静電潜像担持体101としては、後述する画像形成装置と同様なものを用いることができる。また帯電装置102には、任意の帯電部材が用いられる。
図9に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて説明する。静電潜像担持体101は、時計回りに回転しながら、帯電装置102による帯電、露光手段(図示せず)による露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像装置104でトナー現像され、該トナー現像は転写ローラ108により、記録紙105に転写され、プリントアウトされる。次いで、さらに除電手段(図示せず)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
図9に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて説明する。静電潜像担持体101は、時計回りに回転しながら、帯電装置102による帯電、露光手段(図示せず)による露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像装置104でトナー現像され、該トナー現像は転写ローラ108により、記録紙105に転写され、プリントアウトされる。次いで、さらに除電手段(図示せず)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に当接するように配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、前記像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写手段と、を有する。また、本実施形態における前記現像手段は、前記転写の後に前記像担持体上に残留した転写残トナーを回収する。さらに必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有する。
本発明に用いられる画像形成方法は、像担持体を帯電する帯電工程と、トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像工程と、像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写工程と、を有する。さらに必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有する。さらに必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
本発明の前記方法および装置は、上記のトナーを含むことを特徴とする。
なお、以下の説明では、帯電工程と露光工程を含めて静電潜像形成工程と称し、帯電手段と露光手段を含めて静電潜像形成手段と称して説明する。
なお、以下の説明では、帯電工程と露光工程を含めて静電潜像形成工程と称し、帯電手段と露光手段を含めて静電潜像形成手段と称して説明する。
-静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段-
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(「電子写真感光体」、「感光体」、「像担持体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)、等が挙げられる。これらの中でも、より高精細な画像が得られる点で、有機感光体(OPC)が好ましい。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(「電子写真感光体」、「感光体」、「像担持体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)、等が挙げられる。これらの中でも、より高精細な画像が得られる点で、有機感光体(OPC)が好ましい。
前記静電潜像の形成は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、静電潜像形成手段により行うことができる。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段(帯電器)と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光手段(露光器)とを少なくとも備える。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段(帯電器)と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光手段(露光器)とを少なくとも備える。
前記帯電は、例えば、前記帯電器を用いて前記静電潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器が挙げられる。中でも帯電ローラを用いることが好ましい。
前記帯電器としては、像担持体に当接するように配置され、直流電圧を印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。直流及び交流電圧を重畳印加するようにしてもよい。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器が挙げられる。中でも帯電ローラを用いることが好ましい。
前記帯電器としては、像担持体に当接するように配置され、直流電圧を印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。直流及び交流電圧を重畳印加するようにしてもよい。
前記露光は、例えば、前記露光器を用いて前記静電潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
-現像工程及び現像手段-
前記現像工程は、前記静電潜像を、前記トナーを用いて現像して可視像(トナー像などと称してもよい)を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適であり、トナー入り容器を備えた現像器等がより好ましい。
また現像手段は、上述したように、転写の後、像担持体上に残留した転写残トナーを現像部材を介して回収する。
前記現像工程は、前記静電潜像を、前記トナーを用いて現像して可視像(トナー像などと称してもよい)を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適であり、トナー入り容器を備えた現像器等がより好ましい。
また現像手段は、上述したように、転写の後、像担持体上に残留した転写残トナーを現像部材を介して回収する。
前記現像器は、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記トナーを摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有するもの等が好適に挙げられる。
前記現像器内では、例えば、前記トナーが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体(像担持体、感光体)近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体(像担持体、感光体)の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該静電潜像担持体(像担持体、感光体)の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記現像器内では、例えば、前記トナーが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体(像担持体、感光体)近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体(像担持体、感光体)の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該静電潜像担持体(像担持体、感光体)の表面に該トナーによる可視像が形成される。
-転写工程及び転写手段-
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(像担持体、感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(像担持体、感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記静電潜像担持体(感光体)上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は1つであってもよいし、2以上であってもよい。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、等が挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、等が挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
-定着工程及び定着手段-
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色の現像剤に対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色の現像剤に対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
前記定着装置が、発熱体を具備する加熱体と、該加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段であることが好ましい。前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃~200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色の現像剤に対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色の現像剤に対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
前記定着装置が、発熱体を具備する加熱体と、該加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段であることが好ましい。前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃~200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
-その他の工程及びその他の手段-
前記除電工程は、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記除電工程は、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
帯電部材に存在するトナーを回収する回収工程を有していてもよい。前記回収工程は、前記帯電部材上に残留する前記トナーを除去する工程であり、回収手段により好適に行うことができる。
前記回収手段としては、特に制限はなく、前記帯電部材上に残留する前記トナーを除去することができればよく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシ、静電ブラシ、磁気ローラ、ブレード、ウエブ等が好適に挙げられる。
前記回収手段としては、特に制限はなく、前記帯電部材上に残留する前記トナーを除去することができればよく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシ、静電ブラシ、磁気ローラ、ブレード、ウエブ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、各工程は制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
図10に、本発明の画像形成装置の第一例を示す。画像形成装置100Aは、感光体ドラム10と、帯電ローラ20と、露光装置と、現像装置40と、中間転写ベルト50と、除電ランプ70とを備える。
中間転写ベルト50は、内側に配置されている3個のローラ51で張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。3個のローラ51の一部は、中間転写ベルト50に転写バイアス(一次転写バイアス)を印加することが可能な転写バイアスローラとしても機能する。また、中間転写ベルト50の近傍に、クリーニングブレードを有するクリーニング装置90が配置されている。さらに、転写紙95にトナー像を転写するための転写バイアス(二次転写バイアス)を印加することが可能な転写ローラ80が中間転写ベルト50と対向して配置されている。また、中間転写ベルト50の周囲には、中間転写ベルト50に転写されたトナー像に電荷を付与するためのコロナ帯電装置58が、中間転写ベルト50の回転方向に対して、感光体ドラム10と中間転写ベルト50の接触部と、中間転写ベルト50と転写紙95の接触部との間に配置されている。
現像装置40は、現像ベルト41と、現像ベルト41の周囲に併設したブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cから構成されている。なお、各色の現像ユニット45は、現像剤収容部42、現像剤供給ローラ43及び現像ローラ(現像剤担持体)44を備える。また、現像ベルト41は、複数のベルトローラで張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。さらに、現像ベルト41の一部が感光体ドラム10と接触している。
現像ベルト41を用いる場合でも、感光体ドラム10上の転写残トナーを回収することができる。上記の例で説明したように、現像ローラ72を用いた装置構成であることが好ましい。
次に、画像形成装置100Aを用いて画像を形成する方法について説明する。まず、帯電ローラ20を用いて、感光体ドラム10の表面を一様に帯電させた後、露光装置を用いて、感光体ドラム10に露光光Lを露光し、静電潜像を形成する。次に、感光体ドラム10上に形成された静電潜像を、現像装置40から供給されたトナーで現像してトナー像を形成する。さらに、感光体ドラム10上に形成されたトナー像が、ローラ51から印加された転写バイアスにより、中間転写ベルト50上に転写(一次転写)された後、転写ローラ80から印加された転写バイアスにより、転写紙95上に転写(二次転写)される。一方、トナー像が中間転写ベルト50に転写された感光体ドラム10は、除電ランプ70により除電される。
図11に、本発明で用いられる画像形成装置の第二例を示す。画像形成装置100Bは、現像ベルト41を設けずに、感光体ドラム10の周囲に、ブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cが直接対向して配置されている以外は、画像形成装置100Aと同様の構成を有する。
図12に、本発明で用いられる画像形成装置の第三例を示す。画像形成装置100Cは、タンデム型カラー画像形成装置であり、複写装置本体150と、給紙テーブル200と、スキャナ300と、原稿自動搬送装置(ADF)400とを備える。
複写装置本体150の中央部に設けられている中間転写ベルト50は、3個のローラ14、15及び16に張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。ローラ15の近傍には、トナー像が記録紙に転写された中間転写ベルト50上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを有するクリーニング装置17が配置されている。ローラ14及び15により張架された中間転写ベルト50に対向すると共に、搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像形成ユニット120Y、120C、120M及び120Kが並置されている。
また、画像形成ユニット120の近傍には、露光装置21が配置されている。さらに、中間転写ベルト50の画像形成ユニット120が配置されている側とは反対側には、二次転写ベルト24が配置されている。なお、二次転写ベルト24は、一対のローラ23に張架されている無端ベルトであり、二次転写ベルト24上を搬送される記録紙と中間転写ベルト50は、ローラ16と23の間で接触することができる。
また、二次転写ベルト24の近傍には、一対のローラに張架されている無端ベルトである定着ベルト26と、定着ベルト26に押圧されて配置された加圧ローラ27とを備える定着装置25が配置されている。なお、二次転写ベルト24及び定着装置25の近傍に、記録紙の両面に画像を形成する場合に、記録紙を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。
次に、画像形成装置100Cを用いて、フルカラー画像を形成する方法について説明する。まず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台130上に、カラー原稿をセットするか、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に、カラー原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。
スタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした場合は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした場合は、直ちに、スキャナ300が駆動し、光源を備える第1走行体33及びミラーを備える第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33から照射された光の原稿面からの反射光を第2走行体34で反射した後、結像レンズ35を介して、読み取りセンサ36で受光することにより、原稿が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報が得られる。
スタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした場合は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした場合は、直ちに、スキャナ300が駆動し、光源を備える第1走行体33及びミラーを備える第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33から照射された光の原稿面からの反射光を第2走行体34で反射した後、結像レンズ35を介して、読み取りセンサ36で受光することにより、原稿が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報が得られる。
各色の画像情報は、各色の画像形成ユニット120に伝達され、各色のトナー像が形成される。各色の画像形成ユニット120は、例えば図13に示すような構成にできる。各色の画像形成ユニット120は、それぞれ画像形成手段18を有し、例えば、感光体ドラム10、帯電ローラ160、現像装置61、転写ローラ62、除電ランプ64を備える。
帯電ローラ160は、感光体ドラム10を一様に帯電させる。現像装置61は、静電潜像を各色の現像剤で現像して各色のトナー像を形成する。転写ローラ62は、トナー像を中間転写ベルト50上に転写させる。また、画像形成手段18の外部に設けられた露光装置は、各色の画像情報に基づいて、感光体ドラム10に露光光Lを露光し、各色の静電潜像を形成する。
各色の画像形成ユニット120で形成された各色のトナー像は、ローラ14、15及び16に張架されて移動する中間転写体50上に順次転写(一次転写)され、重ね合わされて複合トナー像が形成される。
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ142の一つを選択的に回転させ、ペーパーバンク143に多段に備える給紙カセット144の一つから記録紙を繰り出し、分離ローラ145で1枚ずつ分離して給紙路146に送出し、搬送ローラ147で搬送して複写機本体150内の給紙路148に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラを回転して手差しトレイ54上の記録紙を繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。なお、レジストローラ49は、一般には接地されて使用されるが、記録紙の紙粉を除去するためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。
次に、中間転写ベルト50上に形成された複合トナー像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させることにより、中間転写ベルト50と二次転写ベルト24との間に記録紙を送出させ、複合トナー像を記録紙上に転写(二次転写)する。なお、複合トナー像を転写した中間転写ベルト50上に残留したトナーは、クリーニング装置17により除去される。
複合トナー像が転写された記録紙は、二次転写ベルト24により搬送された後、定着装置25により複合トナー像が定着される。次に、記録紙は、切換爪55により搬送経路が切り換えられ、排出ローラ56により排紙トレイ57上に排出される。あるいは、記録紙は、切換爪55により搬送経路が切り換えられ、シート反転装置28により反転され、裏面にも同様にして画像が形成された後、排出ローラ56により排紙トレイ57上に排出される。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1>
像担持体と、
前記像担持体に当接するように配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段は、現像部材を備え、前記現像部材を介して前記像担持体に前記トナーを供給するとともに、前記転写の後、前記像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像部材を介して回収し、
前記トナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、
前記外添剤は、前記トナー中、1.8質量%以下含まれるとともに、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、
前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれ、
下記測定により求められる、前記像担持体上の前記転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、前記現像部材に付着したトナー量M(mg/cm2)との関係が
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、
前記トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である
ことを特徴とする画像形成装置。
[測定]
前記トナー量Mrは、所定面積の画像を形成するための前記転写を行った後、前記帯電部材により帯電される前に装置を停止し、前記像担持体上に残留した前記転写残トナーのトナー量を測定することで求められる。
前記トナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において、前記像担持体に前記トナーを供給するために前記現像部材に前記トナーを付着させたときの前記現像部材上のトナー量を測定することで求められるものであり、前記現像部材に前記トナーを付着させた後、前記像担持体に前記トナーを供給する前に装置を停止して測定する。
<2>
前記現像手段は、前記現像部材上の前記トナーを規制する規制部材を有し、
前記トナー量Mは、前記規制部材が前記現像部材上の前記トナーを規制した後、前記像担持体に前記トナーを供給する前におけるトナー量である
ことを特徴とする<1>に記載の画像形成装置。
<3>
前記現像手段は、前記現像部材上の前記トナーを規制する規制部材を有し、
前記トナー量Mは、前記規制部材が前記現像部材上の前記トナーを規制した後、前記現像部材が前記像担持体に前記トナーを供給する前におけるトナー量であり、
前記規制部材は、前記トナー量Mが0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下となるように規制する
ことを特徴とする<1>又は<2>に記載の画像形成装置。
<4>
前記トナーは、円形度が0.959以下の非磁性一成分のトナーである
ことを特徴とする<1>から<3>のいずれかに記載の画像形成装置。
<5>
前記現像部材は、ローラ部材であり、表面粗さSaが1.75以下である
ことを特徴とする<1>から<4>のいずれかに記載の画像形成装置。
<6>
前記帯電部材に接触する導電性のブラシを有する
ことを特徴とする<1>から<5>のいずれかに記載の画像形成装置。
<7>
前記像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを備えない
ことを特徴とする<1>から<6>のいずれかに記載の画像形成装置。
<8>
前記外添剤に含まれる無機微粒子は、一次粒子の粒度分布において、粒径が5nm以上50nm以下の範囲にピークを複数有し、
前記ピークの中で、最も高いピークをn1、二番目に高いピークをn2、前記ピークn1の頂点の粒径(nm)をn1d、前記ピークn2の頂点の粒径(nm)をn2d、前記ピークn1の頂点の高さをn1h、前記ピークn2の頂点の高さをn2hとしたときに、下記式(1)~式(3)をすべて満たす
ことを特徴とする<1>から<7>のいずれかに記載の画像形成装置。
n1d>n2d 式(1)
10<(n1d+n2d) 式(2)
30≦{(n2h/n1h)×100}<100 式(3)
<1>
像担持体と、
前記像担持体に当接するように配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段は、現像部材を備え、前記現像部材を介して前記像担持体に前記トナーを供給するとともに、前記転写の後、前記像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像部材を介して回収し、
前記トナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、
前記外添剤は、前記トナー中、1.8質量%以下含まれるとともに、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、
前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれ、
下記測定により求められる、前記像担持体上の前記転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、前記現像部材に付着したトナー量M(mg/cm2)との関係が
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、
前記トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である
ことを特徴とする画像形成装置。
[測定]
前記トナー量Mrは、所定面積の画像を形成するための前記転写を行った後、前記帯電部材により帯電される前に装置を停止し、前記像担持体上に残留した前記転写残トナーのトナー量を測定することで求められる。
前記トナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において、前記像担持体に前記トナーを供給するために前記現像部材に前記トナーを付着させたときの前記現像部材上のトナー量を測定することで求められるものであり、前記現像部材に前記トナーを付着させた後、前記像担持体に前記トナーを供給する前に装置を停止して測定する。
<2>
前記現像手段は、前記現像部材上の前記トナーを規制する規制部材を有し、
前記トナー量Mは、前記規制部材が前記現像部材上の前記トナーを規制した後、前記像担持体に前記トナーを供給する前におけるトナー量である
ことを特徴とする<1>に記載の画像形成装置。
<3>
前記現像手段は、前記現像部材上の前記トナーを規制する規制部材を有し、
前記トナー量Mは、前記規制部材が前記現像部材上の前記トナーを規制した後、前記現像部材が前記像担持体に前記トナーを供給する前におけるトナー量であり、
前記規制部材は、前記トナー量Mが0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下となるように規制する
ことを特徴とする<1>又は<2>に記載の画像形成装置。
<4>
前記トナーは、円形度が0.959以下の非磁性一成分のトナーである
ことを特徴とする<1>から<3>のいずれかに記載の画像形成装置。
<5>
前記現像部材は、ローラ部材であり、表面粗さSaが1.75以下である
ことを特徴とする<1>から<4>のいずれかに記載の画像形成装置。
<6>
前記帯電部材に接触する導電性のブラシを有する
ことを特徴とする<1>から<5>のいずれかに記載の画像形成装置。
<7>
前記像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを備えない
ことを特徴とする<1>から<6>のいずれかに記載の画像形成装置。
<8>
前記外添剤に含まれる無機微粒子は、一次粒子の粒度分布において、粒径が5nm以上50nm以下の範囲にピークを複数有し、
前記ピークの中で、最も高いピークをn1、二番目に高いピークをn2、前記ピークn1の頂点の粒径(nm)をn1d、前記ピークn2の頂点の粒径(nm)をn2d、前記ピークn1の頂点の高さをn1h、前記ピークn2の頂点の高さをn2hとしたときに、下記式(1)~式(3)をすべて満たす
ことを特徴とする<1>から<7>のいずれかに記載の画像形成装置。
n1d>n2d 式(1)
10<(n1d+n2d) 式(2)
30≦{(n2h/n1h)×100}<100 式(3)
10 静電潜像担持体(感光体ドラム)
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 ローラ
15 ローラ
16 ローラ
17 クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
40 現像装置
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック現像ユニット
45Y イエロー現像ユニット
45M マゼンタ現像ユニット
45C シアン現像ユニット
49 レジストローラ
50 中間転写ベルト
51 ローラ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電装置
61 現像装置
62 転写ローラ
64 除電ランプ
70 除電ランプ
72 現像ローラ
73 攪拌ローラ
74 規制ブレード
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100A、100B、100C 画像形成装置
101 静電潜像担持体
102 帯電装置
103 露光装置からの露光
104 現像装置
105 記録紙
108 転写ローラ
120 画像形成ユニット
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電ローラ
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 ローラ
15 ローラ
16 ローラ
17 クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
40 現像装置
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック現像ユニット
45Y イエロー現像ユニット
45M マゼンタ現像ユニット
45C シアン現像ユニット
49 レジストローラ
50 中間転写ベルト
51 ローラ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電装置
61 現像装置
62 転写ローラ
64 除電ランプ
70 除電ランプ
72 現像ローラ
73 攪拌ローラ
74 規制ブレード
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100A、100B、100C 画像形成装置
101 静電潜像担持体
102 帯電装置
103 露光装置からの露光
104 現像装置
105 記録紙
108 転写ローラ
120 画像形成ユニット
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電ローラ
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
Claims (8)
- 像担持体と、
前記像担持体に当接するように配置され、前記像担持体を帯電する帯電部材と、
トナーを前記像担持体に供給し、前記像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、
前記像担持体上のトナー像を記録媒体又は中間転写体に転写する転写手段と、を有する画像形成装置であって、
前記現像手段は、現像部材を備え、前記現像部材を介して前記像担持体に前記トナーを供給するとともに、前記転写の後、前記像担持体上に残留した転写残トナーを前記現像部材を介して回収し、
前記トナーは、母体粒子と、外添剤と、を含み、
前記外添剤は、前記トナー中、1.8質量%以下含まれるとともに、体積平均粒径が異なる2種の無機微粒子を少なくとも含み、
前記2種の無機微粒子のうち体積平均粒径が大きい無機微粒子は、体積平均粒径が小さい無機微粒子よりも前記トナー中に多く含まれ、
下記測定により求められる、前記像担持体上の前記転写残トナーのトナー量Mr(mg/cm2)と、前記現像部材に付着したトナー量M(mg/cm2)との関係が
Mr+M≦0.87(mg/cm2)
を満たし、
前記トナー量Mは、0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下である
ことを特徴とする画像形成装置。
[測定]
前記トナー量Mrは、所定面積の画像を形成するための前記転写を行った後、前記帯電部材により帯電される前に装置を停止し、前記像担持体上に残留した前記転写残トナーのトナー量を測定することで求められる。
前記トナー量Mは、所定面積の画像を形成する動作において、前記像担持体に前記トナーを供給するために前記現像部材に前記トナーを付着させたときの前記現像部材上のトナー量を測定することで求められるものであり、前記現像部材に前記トナーを付着させた後、前記像担持体に前記トナーを供給する前に装置を停止して測定する。 - 前記現像手段は、前記現像部材上の前記トナーを規制する規制部材を有し、
前記トナー量Mは、前記規制部材が前記現像部材上の前記トナーを規制した後、前記像担持体に前記トナーを供給する前におけるトナー量である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記現像手段は、前記現像部材上の前記トナーを規制する規制部材を有し、
前記トナー量Mは、前記規制部材が前記現像部材上の前記トナーを規制した後、前記現像部材が前記像担持体に前記トナーを供給する前におけるトナー量であり、
前記規制部材は、前記トナー量Mが0.60mg/cm2以上0.80mg/cm2以下となるように規制する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記トナーは、円形度が0.959以下の非磁性一成分のトナーである
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記現像部材は、ローラ部材であり、表面粗さSaが1.75以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記帯電部材に接触する導電性のブラシを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記像担持体をクリーニングするクリーニングブレードを備えない
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記外添剤に含まれる無機微粒子は、一次粒子の粒度分布において、粒径が5nm以上50nm以下の範囲にピークを複数有し、
前記ピークの中で、最も高いピークをn1、二番目に高いピークをn2、前記ピークn1の頂点の粒径(nm)をn1d、前記ピークn2の頂点の粒径(nm)をn2d、前記ピークn1の頂点の高さをn1h、前記ピークn2の頂点の高さをn2hとしたときに、下記式(1)~式(3)をすべて満たす
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
n1d>n2d 式(1)
10<(n1d+n2d) 式(2)
30≦{(n2h/n1h)×100}<100 式(3)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023019292A JP2024113973A (ja) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 画像形成装置 |
CN202410077016.6A CN118483884A (zh) | 2023-02-10 | 2024-01-18 | 图像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023019292A JP2024113973A (ja) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024113973A true JP2024113973A (ja) | 2024-08-23 |
Family
ID=92190263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023019292A Pending JP2024113973A (ja) | 2023-02-10 | 2023-02-10 | 画像形成装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024113973A (ja) |
CN (1) | CN118483884A (ja) |
-
2023
- 2023-02-10 JP JP2023019292A patent/JP2024113973A/ja active Pending
-
2024
- 2024-01-18 CN CN202410077016.6A patent/CN118483884A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN118483884A (zh) | 2024-08-13 |
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