JP7463221B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明に係る電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置)の全体構成について説明する。図2は、本実施例の画像形成装置100の概略断面図である。図3は画像形成装置100の制御を行う制御部200の構成を示す図である。図2、3を用いて本実施例の画像形成装置100の構成及び動作、制御を説明する。
2.画像形成プロセス
次に、実施例1における画像形成プロセスを説明する。画像形成時には、まず感光ドラム1の表面が、帯電電圧電源132によって-1000Vの帯電電圧を印加された帯電ローラ2によって一様に帯電される。次に、ホスト機器から入力された画像情報からCPU150で演算された出力に基づいてスキャナユニット3から発せられたレーザー光(La、Lb、Lc、Ld)で帯電した感光ドラム1の表面を走査露光する。それによって、感光ドラム1上に画像情報に従った静電像が形成される。次に、感光ドラム1上に形成された静電像は、現像ユニット4によってトナー像として現像される。そして、一次転写ローラ14に、一次転写電圧印加手段としての一次転写電圧電源15(高圧電源)から、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これによって、感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト10上に一次転写される。フルカラー画像の形成時には、上述のプロセスが、第1~第4のプロセスカートリッジSa、Sb、Sc、Sdにおいて順次に行われ、中間転写ベルト10上に各色のトナー像が次に重ね合わせて一次転写される。
3.プロセスカートリッジの構成
次に、本実施例の画像形成装置100に装着されるプロセスカートリッジSの全体構成について説明する。各色用のプロセスカートリッジSは、図示しない識別部等を除き、同一形状を有する。各色用のプロセスカートリッジSの現像ユニット(現像装置)4内には、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のトナーが収容されている。なお、現像剤収容部である現像ユニット4には、懸濁重合法で製造した負極性の非磁性一成分現像剤(トナー)が収容されている。
4.一次転写について
画像形成プロセスの項で述べた一次転写工程に関して詳細に説明する。
5.現像剤、トナー、転写キャリア粒子
次に、本実施例で用いた現像剤、トナー、転写キャリア粒子について詳細を説明する。
(1)流動性付与剤:アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子、カーボンブラック及びフッ化カーボン。
(2)研磨剤:金属酸化物の微粒子(チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、アルミナ、酸化マグネシウム、及び酸化クロムなどの微粒子)、窒化物の微粒子(窒化ケイ素などの微粒子)、炭化物の微粒子(炭化ケイ素などの微粒子)、金属塩の微粒子(硫酸カルシウム、硫酸バリウム、及び炭酸カルシウムなどの微粒子)。
(3)滑剤:フッ素系樹脂の微粒子(フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの微粒子)、脂肪酸金属塩の微粒子(ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの微粒子)。
(4)荷電制御性微粒子:金属酸化物の微粒子(酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、及びアルミナなどの微粒子)、カーボンブラック。
6.現像剤の物性測定方法
以下、各種測定方法を説明する。
走査透過型電子顕微鏡(STEM)で観察されるトナーの断面は以下のようにして作製する。
上記走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いたトナーの断面のSTEM画像において、凸高さHが30nm以上300nm以下である凸部において、該凸高さHの累積分布をとる。該凸高さHの小さい方から積算して80個数%にあたる該凸高さをH80(単位:nm)とする。
明部面積の面積割合は、走査電子顕微鏡を用いて、トナーの表面観察を行う。そして、トナー表面の1.5μm四方の反射電子像を取得する。そして、該反射電子像中の有機ケイ素重合体部分が明部となるように二値化処理した画像を得て、該画像の全面積に対する該画像の明部面積の割合を求める。トナーに有機微粒子又は無機微粒子が外添されているときは、下記方法などによって、有機微粒子又は無機微粒子を除去したものを試料として用いる。
使用装置:カールツァイスマイクロスコピー株式会社製 ULTRA PLUS
加速電圧:1.0kV
WD:2.0mm
Aperture Size:30.0μm
検出信号:EsB(エネルギー選択式反射電子)
EsB Grid:800V
観察倍率:50,000倍
コントラスト:63.0±5.0%(参考値)
ブライトネス:38.0±5.0%(参考値)
解像度:1024×768
前処理:トナー粒子をカーボンテープに散布(蒸着は行わない)
加速電圧及びEsB Gridは、トナー粒子の最表面の構造情報の取得、未蒸着試料のチャージアップ防止、エネルギーの高い反射電子の選択的検出、といった項目を達成するように設定する。観察視野は、トナー粒子の曲率が最も小さくなる頂点付近を選択する。反射電子像の明部が有機ケイ素重合体由来であることは、走査電子顕微鏡(SEM)で取得出来るエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素マッピング像と、前記反射電子像を重ね合わせることで確認した。
使用装置(SEM):カールツァイスマイクロスコピー株式会社製 ULTRA PLUS
使用装置(EDS):サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製 NORAN System 7、Ultra Dry EDS Detecter
加速電圧:5.0kV
WD:7.0mm
Aperture Size:30.0μm
検出信号:SE2(二次電子)
観察倍率:50,000倍
モード:Spectral Imaging
前処理:トナー粒子をカーボンテープに散布し、白金スパッタ
本手法で取得したケイ素元素のマッピング像と、前記反射電子像を重ね合わせ、マッピング像のケイ素原子部と反射電子像の明部とが一致することを確認する。
有機ケイ素重合体の同定方法は走査型電子顕微鏡(SEM)による観察及びエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせて行う。
走査型電子顕微鏡「日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡 S-4800」((株)日立ハイテクノロジーズ)及びエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を組み合わせて行う。
トナー中に含まれる有機ケイ素重合体の構成化合物の組成と比率の同定には、NMRを用いる。トナー中に、有機ケイ素重合体以外に、シリカ微粒子などの外添剤が含まれる場合は、以下の操作を行う。
超音波処理装置:超音波式ホモジナイザーVP-050(タイテック株式会社製)
マイクロチップ:ステップ型マイクロチップ、先端径φ2mm
マイクロチップの先端位置:ガラスバイアルの中央部、且つバイアル底面から5mmの高さ
超音波条件:強度30%、30分
このとき、分散液が昇温しないようにバイアルを氷水で冷却しながら超音波を掛ける。該分散液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R;株式会社コクサン社製)にて、58.33S-1、30分間の条件で遠心分離を行う。遠心分離後のガラスチューブ内においては、下層に比重の重い粒子、例えば、シリカ微粒子が含まれる。上層の有機ケイ素重合体を含むクロロホルム溶液を採取して、クロロホルムを真空乾燥(40℃/24時間)にて除去しサンプルを作製する。上記サンプル又は有機ケイ素重合体を用いて、有機ケイ素重合体の構成化合物の存在量比及び、有機ケイ素重合体中のR-Si(O1/2)3で表されるT3単位構造の割合を、固体29Si-NMRで測定・算出する。
≪13C-NMR(固体)の測定条件≫
装置:JEOLRESONANCE製JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料:サンプル又は有機ケイ素重合体
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
該方法にて、ケイ素原子に結合しているメチル基(Si-CH3)、エチル基(Si-C2H5)、プロピル基(Si-C3H7)、ブチル基(Si-C4H9)、ペンチル基(Si-C5H11)、ヘキシル基(Si-C6H13)又はフェニル基(Si-C6H5-)などに起因するシグナルの有無により、上記Rで表される炭化水素基を確認する。一方、固体29Si-NMRでは、有機ケイ素重合体の構成化合物のSiに結合する官能基の構造によって、異なるシフト領域にピークが検出される。各ピーク位置は標準サンプルを用いて特定することでSiに結合する構造を特定することが出来る。また、得られたピーク面積から各構成化合物の存在量比を算出することが出来る。全ピーク面積に対してT3単位構造のピーク面積の割合を計算によって求めることが出来る。
装置:JNM-ECX5002 (JEOL RESONANCE)
温度:室温
測定法:DDMAS法 29Si 45°
試料管:ジルコニア3.2mmφ
試料:試験管に粉末状態で充填
試料回転数:10kHz
relaxation delay :180s
Scan:2000
該測定後に、サンプル又は有機ケイ素重合体の、置換基及び結合基の異なる複数のシラン成分をカーブフィティングにて下記X1構造、X2構造、X3構造、及びX4構造にピーク分離して、それぞれピーク面積を算出する。
X1構造:(Ri)(Rj)(Rk)SiO1/2 (A1)
X2構造:(Rg)(Rh)Si(O1/2)2 (A2)
X3構造:RmSi(O1/2)3 (A3)
X4構造:Si(O1/2)4 (A4)
トナーを、上記のようにクロロホルムに分散させ、その後に遠心分離を用い、比重の差で有機ケイ素重合体及びシリカ微粒子などの外添剤を分離し、各サンプルを得、有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤の含有量を求める。
(水洗工程)
50mL容量のバイアルに「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の30質量%水溶液20gを秤量し、トナー1gと混合する。いわき産業(株)製「KM Shaker」(model: V.SX)にセットし、speedを50に設定して120秒間振とうする。これにより、有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子の固着状態に依っては、有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤が、トナー母粒子又はトナー粒子表面から、分散液側へ移行する。その後、遠心分離機(H-9R;株式会社コクサン社製)(16.67S-1にて5分間)にて、トナーと上澄み液に移行した有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤を分離する。沈殿しているトナーは、真空乾燥(40℃/24時間)することで乾固させて、水洗後トナーとする。
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナーを吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
(2)S-4800観察条件の設定
被覆率の測定に際して、予め、上述したエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素分析を行い、トナー表面の有機ケイ素重合体又はシリカ微粒子などの外添剤を区別した上で測定を行う。S-4800の筺体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S-4800の「PC-SEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20~40μAであることを確認する。試料ホルダをS-4800筺体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
(3)トナーの個数平均粒径(D1)算出
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を5000(5k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作をさらに2度繰り返し、ピントを合わせる。
(4)焦点調整
(3)で得た、個数平均粒径(D1)の±0.1μmの粒子について、最大径の中点を測定画面の中央に合わせた状態でコントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を10000(10k)倍に設定する。
(5)画像保存
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ640×480ピクセルで写真撮影して保存する。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。トナー1つに対して写真を1枚撮影し、トナー粒子について画像を得る。
(6)画像解析
下記解析ソフトを用いて、上述した手法で得た画像を二値化処理することで被覆率を算出する。このとき、上記一画面を正方形で12分割してそれぞれ解析する。画像解析ソフトImage-Pro Plus ver.5.0の解析条件は以下のとおりである。ただし、分割区画内に、粒径が30nm未満及び300nmを超える有機ケイ素重合体、又は、粒径が30nm未満及び1200nmを超えるシリカ微粒子などの外添剤が入る場合はその区画では被覆率の算出を行わないこととする。
得られた全データの算術平均値を被覆率とする。
〔水洗後トナーの被覆率〕/〔水洗前トナーの被覆率〕×100を、本発明の「固着率」とする。
7.トナー粒子、外添剤、現像剤の製造方法
次に、本実施例のトナー粒子、外添剤A、現像剤の製造例について説明する。
(水系媒体1の調製)
撹拌機、温度計、及び還留管を具備した反応容器に、イオン交換水650.0部及びリン酸ナトリウム(ラサ工業社製・12水和物)14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、15000rpmで攪拌しながら、イオン交換水10.0部に9.2部の塩化カルシウム(2水和物)を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、水系媒体に10質量%塩酸を投入し、pHを5.0に調整し、水系媒体1を得た。
・スチレン :60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 : 6.5部
前記材料をアトライタ(三井三池化工機株式会社製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5.0時間分散させた後、ジルコニア粒子を取り除き、着色剤分散液を調製した。
・スチレン :20.0部
・n-ブチルアクリレート :20.0部
・架橋剤(ジビニルベンゼン) : 0.3部
・飽和ポリエステル樹脂 : 5.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)とテレフタル酸との重縮合物(モル比10:12)、ガラス転移温度(Tg)が68℃、重量平均分子量(Mw)が10000、分子量分布(Mw/Mn)が5.12)
・フィッシャートロプシュワックス(融点78℃) : 7.0部
該材料を上記着色剤分散液に加え、65℃に加熱後、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、500rpmで均一に溶解及び分散し、重合性単量体組成物を調製した。
水系媒体1の温度を70℃に調整し、T.K.ホモミクサーの回転数を15000rpmに保ちながら、水系媒体1中に重合性単量体組成物を投入し、重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート10.0部を添加した。そのまま、該撹拌装置にて15000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
造粒工程の後、攪拌機をプロペラ撹拌羽根に換え150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、さらに、85℃に昇温して2.0時間保持することで重合を行った。その後、反応容器の還留管を冷却管に付け替え、得られたスラリーを100℃まで加熱することで、蒸留を6時間行い、未反応の重合性単量体を留去し、樹脂粒子分散液を得た。
撹拌機、温度計を備えた反応容器に、イオン交換水60.0部を秤量し、10質量%の塩酸を用いてpHを4.0に調整した。これを撹拌しながら加熱し、温度を40℃にした。その後、有機ケイ素化合物であるメチルトリエトキシシラン40.0部を添加して2時間以上撹拌して加水分解を行った。加水分解の終点は目視にて油水が分離せず1層になったことで確認を行い、冷却して有機ケイ素化合物の加水分解液を得た。
有機ケイ素重合体の形成工程終了後、トナー粒子分散液を冷却し、トナー粒子分散液に塩酸を加えpHを1.5以下に調整して1.0時間、撹拌しながら放置した。その後、加圧ろ過器で固液分離し、トナーケーキを得た。得られたトナーケーキはイオン交換水でリスラリーして再び分散液とした後に、前述のろ過器で固液分離してトナーケーキを得た。得られたトナーケーキを40℃の恒温槽に移し、72時間かけて乾燥及び分級を行い、トナー粒子を得た。
外添剤Aは以下のように製造した。攪拌機、滴下ノズル、温度計を具備した1.5Lのガラス製反応容器に5%アンモニア水150部を入れて、アルカリ触媒溶液とした。該アルカリ触媒溶液を50℃に調整した後、攪拌しながらテトラエトキシシラン100部と5%アンモニア水50部とを同時に滴下し、8時間反応させてシリカ微粒子分散液を得た。その後、得られたシリカ微粒子分散液を噴霧乾燥により乾燥し、ピンミルで解砕し、外添剤Aとして一次粒子の個数平均粒径が100nmのシリカ微粒子を得た。
ジャケット内に7℃の水を通水したヘンシェルミキサ(日本コークス工業株式会社製 FM10C型)中に100.00部のトナー粒子1、及び、1.00部の外添剤Aを投入した。次に、該ジャケット内の水温が7℃±1℃で安定してから、回転羽根の周速を38m/secとして10分間混合した。該混合において、ヘンシェルミキサの槽内温度が25℃を超えないようジャケット内の通水量を適宜調整した。得られた混合物を目開き75μmのメッシュで篩い現像剤を得た。
8.転写キャリアの供給について
次に、感光ドラム1上への転写キャリア粒子の供給手段について説明する。
9.特徴及び作用効果
次に、本実施例の特徴について以下に述べる。転写キャリア粒子とトナーとの間の付着力であるFtと、転写キャリア粒子と感光ドラム1との間の付着力Fdrとにおいて、Ft<Fdrとする。そして、上記関係による転写キャリア粒子の感光ドラム1への供給量を、以下のように制御する。少なくとも二つのプロセスカートリッジ間で、中間転写体10の搬送方向に対して上流のプロセスカートリッジよりも下流のプロセスカートリッジにおける転写キャリア粒子の供給量を多くする。実施例1は、画像形成装置100の起動に伴う準備動作時の現像ローラ22と感光ドラム1との当接時間をプロセスカートリッジごとに変えることが特徴である。転写キャリア粒子を感光ドラム1の表面に供給する動作を、転写キャリア供給動作と呼ぶ。
10.各種パラメータの測定、検証方法
次に、パラメータの測定、検証方法について説明する。
(1) 感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着面積率
感光ドラム1の表面を顕微鏡で観察し、感光ドラム1の表面に占める転写キャリア粒子の被膜率を算出した。具体的には、感光ドラム1の表面をレーザー顕微鏡(VK-X200 キーエンス)によって、倍率3000倍で観察する。観察する画像に対し、転写キャリア粒子の部分とそれ以外の部分とで明確に差が出るコントラストで二値化処理を行い、感光ドラム1表面に占める転写キャリア粒子の総面積率を、感光ドラム1の表面の転写キャリア粒子の被膜率として算出した。
(2) 感光ドラム1上の転写キャリア粒子の付着状態(クラークエバンス指数)
感光ドラム1の表面を顕微鏡で観察し、感光ドラム1の表面における転写キャリア粒子の付着状態(クラーク・エバンス指数)を算出した。具体的には、(1)と同様に、感光ドラム1の表面をレーザー顕微鏡(VK-X200 キーエンス)によって、倍率3000倍で観察する。観察する画像に対し、転写キャリア粒子の部分とそれ以外の部分とで明確に差が出るコントラストで二値化処理を行う。二値化処理を行った画像の各粒子に対して、座標を算出したのち、全粒子の最近接重心間距離の平均rを計算する。クラーク・エバンス指数(CEI)は、ポアソン分布をしている粒子の最近接重心間距離の期待値をE(r)としたとき、CEI=r/E(r)で定義され、その値をクラーク・エバンス指数として算出した。
(3) 付着力測定方法
本実施例で用いた転写キャリア粒子とトナーとの付着力を、SPMを用いて測定した。具体的には、レバー先端に転写キャリア粒子を固定したカンチレバーを作成し、カンチレバーを所定の押圧力でトナーに押圧する。その後、カンチレバーをトナーから脱離させるのに必要な力を転写キャリア粒子とトナー間との付着力Ftとして測定した。
=(220[mm]×2.0[mm]×π/√12)/(π×(7.0/2)2)
=約10.37×106個
(二次元の円の最密充填率であるπ/√12≒0.9069、を用いた。)
従って、「現像ニップ部においてトナーと感光ドラム1間に介在している転写キャリアの総数N」は、以下のように算出される。これまで算出した「現像ニップ部で感光ドラム1と接触しているトナーの総数」と「トナー1個当たりに対するトナーと感光ドラム1との間に介在する転写キャリア粒子の個数」の乗算より算出され、総数Nは約7.47×107個となる。
11.効果確認
本実施例の効果を確認する目的で、以下の条件において、実施例の構成、および比較例1の構成の一次転写性と定着性について検証を行った。画像形成装置100にHP Color LaserJet Pro M452dw(HP社、商品名)を、記録材PにCS-680(キヤノンマーケティングジャパン、商品名)を用いた。
1.特徴及び作用効果
実施例2における特徴及び作用効果は3つある。
1.特徴及び作用効果
実施例3においては、特徴及び作用効果が3つある。
2 帯電ローラ
3 露光ユニット
4 現像ユニット
10 中間転写ベルト
14 一次転写ローラ
22 現像ローラ
62 トナー粒子
100 画像形成装置
Claims (19)
- 回転可能な第1の像担持体と、第1のトナー粒子及び前記第1のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子により構成される第1の現像剤を担持する回転可能な第1の現像剤担持体であって、前記第1の像担持体と接触して第1の現像部を形成し、前記第1の現像部において前記第1の像担持体の表面に第1の現像剤像を形成するために前記第1の現像剤を供給する第1の現像剤担持体と、を有する第1の画像形成部と、
回転可能な第2の像担持体と、第2のトナー粒子及び前記第2のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子により構成される第2の現像剤を担持する回転可能な第2の現像剤担持体であって、前記第2の像担持体と接触して第2の現像部を形成し、前記第2の現像部において前記第2の像担持体の表面に第2の現像剤像を形成するために前記第2の現像剤を供給する第2の現像剤担持体と、を有する第2の画像形成部と、
前記第1の像担持体と接触して第1の当接部を形成し、前記第2の像担持体と接触して第2の当接部を形成する中間転写体であって、前記第1の当接部において前記第1の現像剤像が転写され、前記第2の当接部において前記第2の現像剤像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体と接触して転写部を形成し、前記転写部において前記中間転写体の表面に形成された前記第1の現像剤像と前記第2の現像剤像とを記録材に転写する転写部材と、を有し、
前記第1の像担持体が回転した状態で、前記第1の現像部において、前記第1の現像剤担持体の表面に担持された前記キャリア粒子を前記第1の像担持体の表面に供給することが可能であって、前記第2の像担持体が回転した状態で、前記第2の現像部において、前記第2の現像剤担持体の表面に担持された前記キャリア粒子を前記第2の像担持体の表面に供給することが可能な画像形成装置であって、
前記中間転写体の表面は移動可能であって、前記中間転写体の表面の移動方向において、前記転写部の下流であって、前記第2の当接部の上流に前記第1の当接部が形成されるように、前記第1の画像形成部と前記第2の画像形成部と、が配置され、
前記第1の現像剤担持体を前記第1の像担持体に押圧する押圧力をF1、前記第1のトナー粒子と前記第1の像担持体との間に介在する前記キャリア粒子の総数をN1、とした場合に、
前記キャリア粒子を単位キャリア粒子当たりの押圧力であるF1/N1で前記第1のトナー粒子に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第1のトナー粒子との間に形成される付着力Ft1と、
前記キャリア粒子を前記F1/N1で前記第1の像担持体に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第1の像担持体との間に形成される付着力Fdr1と、の関係が、
Ft1≦Fdr1
を満たし、
前記第2の現像剤担持体を前記第2の像担持体に押圧する押圧力をF2、前記第2のトナー粒子と前記第2の像担持体との間に介在する前記キャリア粒子の総数をN2、とした場合に、
前記キャリア粒子を単位キャリア粒子当たりの押圧力であるF2/N2で前記第2のトナー粒子に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第2のトナー粒子との間に形成される付着力Ft2と、
前記キャリア粒子を前記F2/N2で前記第2の像担持体に押圧した際に測定される前記キャリア粒子と前記第2の像担持体との間に形成される付着力Fdr2と、の関係が、
Ft2≦Fdr2
を満たし、
前記第1の像担持体と前記第1の現像剤担持体、ならびに、前記第2の像担持体と前記第2の現像剤担持体と、がそれぞれ接触した状態で、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体とがそれぞれ回転した後において、前記第2の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着面積が、前記第1の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着面積に比べて大きいことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1の現像剤と前記第2の現像剤と、は、前記第1のトナー粒子の表面と前記第2のトナー粒子の表面に共に存在する、下記式(1)で示される構造を有する有機ケイ素重合体を含有する微粒子から形成される凸部を有し、前記凸部上に前記キャリア粒子が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
R-Si(O1/2)3 (1)
(前記Rは、炭素数1以上6以下の炭化水素基を示す。) - 前記中間転写体に転写されずに前記第1の像担持体に残った前記第1の現像剤を前記第1の現像剤担持体によって回収し、前記中間転写体に転写されずに前記第2の像担持体に残った前記第2の現像剤を前記第2の現像剤担持体によって回収することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
- 前記第1の現像剤と前記第2の現像剤と、は一成分現像剤であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記第1の像担持体と前記第1の現像剤担持体、ならびに、前記第2の像担持体と前記第2の現像剤担持体と、がそれぞれ接触した状態で、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体とがそれぞれ回転した後において、前記第1の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の前記第1の像担持体の表面における第1の分布と、前記第2の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の前記第2の像担持体の表面における第2の分布と、は共に均一な分布状態にあることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の分布の状態と前記第2の分布の状態と、はクラーク・エバンス指数で0.6以上であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記第1の像担持体と前記第1の現像剤担持体、ならびに、前記第2の像担持体と前記第2の現像剤担持体と、がそれぞれ接触した状態で、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体とがそれぞれ回転した後において、前記第2の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着量が、前記第1の像担持体の表面に付着した前記キャリア粒子の付着量に比べて多いことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の現像剤担持体によって前記第1の現像剤を現像し、前記第2の現像剤担持体によって前記第2の現像剤を現像する画像形成モードと、前記第1の現像剤担持体から前記第1の像担持体に前記キャリア粒子を供給し、前記第2の現像剤担持体から前記第2の像担持体に前記キャリア粒子を供給する供給モードを実行可能な請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第1の像担持体を駆動する第1の駆動部と、
前記第1の現像剤担持体を駆動する第2の駆動部と、
前記第1の駆動部と前記第2の駆動部と、を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記第1の現像部において、前記第1の現像剤担持体の表面移動速度と前記第1の像担持体の表面移動速度とが異なる表面移動速度を有するように、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部と、を制御することを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記供給モードにおいて、前記第1の像担持体と前記第2の像担持体と、を1周以上回転させるように前記第1の駆動部を制御することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記供給モードにおいて、前記第1の像担持体の回転時間よりも前記第2の像担持体の回転時間の方が長くなるように、前記第1の駆動部と前記第2の駆動部と、を制御することを特徴とする請求項9または10に記載の画像形成装置。
- 前記供給モードは、前記画像形成モードの前に行われる前回転動作時に行われることを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記供給モードは、前記画像形成モードの後に行われる後回転動作時に行われることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記第2のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子の量は、前記第1のトナー粒子の表面に付着するキャリア粒子の量よりも多いことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 隣接する前記凸部間の最近接距離を凸間隔Gとした場合、前記凸間隔Gの平均が前記キャリア粒子の平均粒径以下であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記凸部の前記第1のトナー粒子の表面からの高さを凸高さHとした場合、前記凸高さHの平均が前記キャリア粒子の平均粒径以下であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記キャリア粒子はシリカであることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記キャリア粒子は有機シリカ重合体であることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記キャリア粒子の平均粒径は30nm以上1000nm以下であることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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