(57)【要約】【課題】チタニア、シリカ等の添加剤のトナーからの脱離を効果的に防いで、薄層化部材への付着を防止し、トナーの薄層化を均一にして現像性を向上させた現像装置を提供する。【解決手段】静電荷像現像用トナーを担持する円筒状回転ローラ２と、該円筒状回転ローラ２に静電荷像現像用トナーを供給するトナー供給ローラ３と、該円筒状回転ローラ２上に担持される静電荷像現像用トナーを薄層化する薄層化部材４とを有する現像装置１において、前記現像装置１で使用される静電荷像現像用トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含んで形成されるトナー母体粒子に、チタニア及びシリカを混合して得られ、前記現像装置１は、１００枚印字後における前記薄層化部材４に、静電荷像現像用トナーから離脱するチタニア及びシリカの付着がない現像装置１である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電荷像現像用トナーを担持する円筒状回転ローラと、
該円筒状回転ローラに静電荷像現像用トナーを供給するトナー供給ローラと、
該円筒状回転ローラ上に担持される静電荷像現像用トナーを薄層化する薄層化部材とを有する現像装置において、
前記現像装置で使用される静電荷像現像用トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含んで形成されるトナー母体粒子に、チタニア及びシリカを混合して得られ、
前記現像装置は、１００枚印字後における前記薄層化部材に、静電荷像現像用トナーから離脱するチタニア及びシリカの付着がない
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、
前記円筒状回転ローラは、前記トナー供給ローラに前記静電荷像現像用トナーを介して接触している
ことを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の現像装置において、
前記トナー供給ローラは、前記円筒状回転ローラと同方向に回転する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、
前記薄層化部材は、ローラである
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、
前記薄層化部材は、ブレードである
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置において、
前記円筒状回転ローラは、直径が５０ｍｍ以下である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置に使用される静電荷像現像用トナーであって、
前記静電荷像現像用トナーは、前記トナー母体粒子にシリカ及びチタニアを混合する順を、シリカ、チタニア、シリカの順として製造される
ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項８】
請求項７に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、
前記静電荷像現像用トナーは、チタニアが０．２％以上添加されている
ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【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、静電記録法、静電印刷法において形成される静電潜像を現像するための現像装置、及び現像装置に使用される静電荷像現像用トナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像を感光体上に形成し、この静電潜像を電荷の極性の異なるトナーで現像することで、可視化されたトナー像を形成している。このトナー像を記録紙に転写して、記録紙上にトナー像を形成し、次に定着装置でトナーを溶融させて、記録紙上に固定させている。感光体上のトナー像を記録紙に転写する工程では、一部に転写されずに感光体上に残るトナーが存在する。このような転写残トナーは、感光体上に設けられたクリーニング手段によって除去され、廃トナーとして回収される。
また、多くの電子写真方式で用いられている現像方式は、トナーと磁性キャリアからなる現像剤を用いた２成分現像方式であるが、現像に供されるトナーに帯電性を付与するための磁性キャリアには寿命が有り、回収、再生または廃棄の必要がある。前述の廃トナーと同様、廃棄する場合は環境汚染の要因ともなり大きな問題がある。そこで、磁性キャリアを用いない現像方式として、一成分現像方式が上げられる。
【０００３】
近年、フルカラー画像の需要が増加し、出力装置も従来のモノクロ機からフルカラー機が多用されるようになってきている。フルカラー機では、モノクロ使用とフルカラー使用を併用して用いることが多いため、印字する書類によって画像面積率が大きく異なる場合がある。例えば、文字のみの情報による画像では、画像面積率が大体７％程度であるのに対し、写真やプレゼンテーションに使用する資料等の画像では、画像面積率は８０％以上になることがある。このように、出力される画像によって画像面積率が大きく異なり、従って使用されるトナー量が画像によって大きく変化する。
上記のように現像装置内で１回に使用されるトナー量が変化すると、トナーが現像スリーブ上に滞在する時間も一定でなくなる。そこで、トナーが現像スリーブ上に長時間滞在すると、トナーの表面構造が変化し、現像スリーブ上にトナーを薄層化させる薄層化部材に白色の材料が付着することがある。分析すると種々の成分が存在し、トナーに加えられているチタニア、シリカ等の添加剤も含まれる。この薄層化部材に白色材料が付着し始めると、現像スリーブ上へのトナーの均一な薄層化が難しくなったり、または部分的にスジ状のトナーが存在しない部分が形成されることになる。
【０００４】
そこで、白色材料の要因となるチタニア、シリカ等の添加剤がトナーから脱離しないように、トナーの添加剤の処理方法について、いくつかの従来技術が見られる。特許文献１では、添加剤とトナーの帯電性能から、添加剤の現像剤担持体への付着を防止しているが磁性キャリアへの付着は定かではない。
特許文献２では、添加剤をトナーに混合する際に室温より高い温度で混合することで添加剤をトナー表面に固定化することが記載されている。この方法では、いくつかのトナー粒子は温度効果により添加剤を固定化することが可能であるが、すべてのトナーにおける添加剤存在状態を同一にすることは不可能である。
特許文献３では、超音波を用いて添加剤の固定化を試みている。これもすべての添加剤を同じ状態にして磁性キャリアへの添加剤移行を防ぐことは難しい。
また、特許文献４、特許文献５では半分添加剤が埋没したトナーと埋没していないトナーが存在し、十分な耐久性を出すことができない。
【０００５】
また、チタニア、シリカ等の添加剤のトナーからの脱離を防ぐために、現像装置の薄層化部材と現像スリーブとの接触圧力を制御することも検討されている。
このように、薄層化部材への白色材料の付着を防止して、現像スリーブ上へのトナーの薄層化が、均一で、経時でも安定的に行われることが、高画質な画像を安定的に形成するためには必要不可欠である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２７４３６８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２６７３５４号公報
【特許文献３】
特開２０００−２６７３３３号公報
【特許文献４】
特開平３−７６０３５号公報
【特許文献５】
特開平７−９２７２７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、チタニア、シリカ等の添加剤のトナーからの脱離を効果的に防いで、薄層化部材への付着を防止し、トナーの薄層化を均一にして現像性を向上させた現像装置を提供することを課題とする。また、チタニア、シリカ等の添加剤が脱離しにくく、上記の現像装置に好適に使用することができる静電荷像現像用トナーを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、静電荷像現像用トナーを担持する円筒状回転ローラと、該円筒状回転ローラに静電荷像現像用トナーを供給するトナー供給ローラと、該円筒状回転ローラ上に担持される静電荷像現像用トナーを薄層化する薄層化部材とを有する現像装置において、前記現像装置で使用される静電荷像現像用トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含んで形成されるトナー母体粒子に、チタニア及びシリカを混合して得られ、前記現像装置は、１００枚印字後における前記薄層化部材に、静電荷像現像用トナーから離脱するチタニア及びシリカの付着がない現像装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記円筒状回転ローラが、前記トナー供給ローラに前記静電荷像現像用トナーを介して接触している現像装置である。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の現像装置において、前記トナー供給ローラが、前記円筒状回転ローラと同方向に回転する現像装置である。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、前記薄層化部材がローラである現像装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置において、前記薄層化部材がブレードである現像装置である。
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の現像装置において、前記円筒状回転ローラの直径が５０ｍｍ以下である現像装置である。
【００１０】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の現像装置に使用される静電荷像現像用トナーであって、前記トナー母体粒子にシリカ及びチタニアを混合する順を、シリカ、チタニア、シリカの順として製造される静電荷像現像用トナーである。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記静電荷像現像用トナーは、チタニアが０．２％以上添加されている静電荷像現像用トナーである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る現像装置の概略構成を示す図である。現像装置１は、一成分方式の現像装置であり、基本構成として、トナーを担持する円筒状回転ローラからなる現像スリーブ２、トナーを現像スリーブ２上に供給するトナー供給ローラ３、現像スリーブ２上のトナーを薄層化する薄層化部材４から構成されている。また、本構成に対して、トナーを攪拌する攪拌羽根５を内部に有し、トナーを蓄えておくトナーホッパー６を必要に応じて備えることができる。
トナー供給ローラ３は、現像スリーブ２にトナーを介して接触するように設けられている。トナー供給ローラ３は、回転しながら現像スリーブ２にトナーを供給する。その回転方向は、図中矢印で示す現像スリーブ２の回転方向と逆回転であれば、トナーを現像スリーブ２上に送り出すようにして供給し、安定した画像を形成することができる。しかし、現像装置１の耐久性をさらに向上させるためには、トナー供給ローラ３は現像スリーブ２と同方向で回転することが好ましい。これは、対向面で両者が反対方向に移動するため、トナー供給ローラ３が現像スリーブ２上に付着したゴミ等を除去する効果を得ることができ、それによってトナーは薄層化され、帯電制御が良好になるからである。
薄層化部材４は、ローラやブレードで構成される。現像装置１をより高耐久にするためには、図１に示すように、ローラにすることが好ましい。
【００１２】
係る現像装置１において、トナーが現像スリーブ２上に長時間滞在すると、トナーの表面構造が変化し、薄層化部材４にチタニア、シリカ等のトナー添加剤が脱離して付着することがある。薄層化部材４にこのような添加剤の付着が発生すると、現像スリーブ２上へのトナーの均一な薄層化が難しくなる。本現像装置では、このような不具合をなくすために、以下のような構成とした。
薄層化部材４は、図示しないバネにより現像スリーブ２に押圧され、トナーの薄層化を行っている。このバネの押圧力が高いと、トナーに添加されたチタニア、シリカ等の添加剤が脱離しやすくなるため、薄層化部材４への付着物の付着量が増大する。そこで、バネの押圧力を減じることにより、１００枚印字後においても薄層化ブレード４ａにチタニア、シリカ等の添加剤が付着しないようにする。
また、薄層化部材４の現像スリーブ２への押圧力を均一にすることで、薄層化を均一にし、トナーの帯電量制御を良好に行えるようにする。これにより、現像スリーブ２上のトナーの薄層化を均一に、経時でも安定して行うことができる。
【００１３】
また、本現像装置は、現像スリーブ２の直径が５０ｍｍ以下と小径であることを特徴とする。このような小径の現像スリーブ２を用いた場合であっても、上記に述べた構成により効果的に薄層化部材４へのトナー添加剤等の付着を防止して、現像スリーブ２上のトナーを均一に薄層化することができる。
【００１４】
薄層化部材４へのチタニア、シリカ等の添加剤の付着を防止するには、トナー側の改良も重要である。本現像装置において使用されるトナーは、トナー母体粒子表面に添加剤を強固に付着させたものである。添加剤は、通常、強力な気流を発生させた容器内でトナー母体粒子と混合することで、トナー母体粒子の表面に付着される。このとき、気流発生プロペラにより気流の大小を制御することで、添加剤のトナー母体粒子への付着力を制御することができる。すなわち、気流を大きくするか、又は容器内に乱流を発生させることで、付着力を増大させることができる。本現像装置に使用されるトナーは、上記方法に従い、トナー母体粒子と添加剤の付着力を従来よりも５０％向上させたトナーである。
【００１５】
また、トナーの薄層化には、トナー母体粒子への添加剤の混合順も重要であることがわかった。本現像装置で用いるトナーは、チタニアとシリカが添加されたものであるが、混合の順を、シリカ、チタニア、シリカとすることで、トナー帯電量の制御が容易となり、現像スリーブ２上への薄層化も安定して行うことができる。
更に、このとき添加するチタニアの量を０．２％以上とすることで、高温高湿条件下でのトナーの帯電安定性を向上させることができる。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。尚、これらの実施例は本発明の一態様にすぎないものであり、これらに限定されるものではない。
【００１７】
［実施例１］
低分子量ポリエステル樹脂１００重量部と、カーボンブラック６重量部と高分子帯電制御剤１重量部を通常のスクリューニーダー混練方法により混練し、続いて圧延冷却後粗粉砕したトナーをジェットミルにて粉砕し、最後に気流式分級機において体積平均粒径６．７μｍ、個数平均粒径６．１μｍのトナーを得た。
同様に、マゼンタ、シアン、イエローについても顔料を代えてカラートナーを得た。
次に、得られた各色トナー１００重量部に対して、シリカ０．３重量部を加えてヘンシェルミキサーにて１分間混合処理を行った。続いて、チタニア０．３重量部を加えて１分間混合処理し、更にシリカ１．０重量部を加えて１分間混合処理した。
得られたトナーを用いてリコー製カラープリンターＩｐｓｉｏ６０００で画像形成を行った。このとき、現像装置の薄層化部材にはローラを用い、当該薄層化ローラの現像スリーブに対する押圧力を従来よりも３０％減じた。その結果、細線およびベタ画像とも良好な画像が形成できた。転写率を測定したところ９８％であった。また、薄層化ローラ上にチタニア、シリカ等の白色材料が付着する現象は見られなかった。帯電の立ち上がりも良好で、６０％以上の高画像面積でもトナー補給において１２０Ｋ枚まで地汚れは発生しなかった。
【００１８】
［実施例２］
実施例１で作製したトナーを用い、リコー製カラープリンターＩｐｓｉｏ６０００の現像装置の薄層化部材をローラからブレードに換えて画像形成を行った。その結果、細線およびベタ画像とも良好な画像が形成できた。転写率を測定したところ９８％であった。また、帯電の立ち上がりも良好で、高速印字条件下におけるトナー補給でも地汚れは発生しなかった。６０Ｋ枚で薄層化ブレードにチタニア、シリカ等の白色材料が付着し始め、高解像度の画像形成が難しくなってきた。
【００１９】
［比較例１］
実施例１のトナー作製において、トナーと添加剤の混合方法を、一度にシリカとチタニアを混合するものとした以外は、実施例１と同様にしてトナーを作製した。
得られたトナーを用いて、実施例１と同様の方法で画像形成を行った。細線およびベタ画像が不良な画像が形成できた。薄層化ローラへのチタニア、シリカ等の白色材料の付着も１２０枚から出始めた。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明により、チタニア、シリカ等の添加剤のトナーからの脱離を効果的に防いで、現像装置の薄層化部材へのこれら添加剤等の付着を防止し、トナーの薄層化を均一にして現像性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１  現像装置
２  現像スリーブ
３  トナー供給ローラ
４  薄層化部材
【図１】
2004184907.tif 000003