JP2002082587A - 画像形成方法及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
画像形成方法及びそれを用いた画像形成装置Info
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Abstract
持体上に残留したトナー粒子を簡便な方法で効率よくク
リーニングし、且つ効率よく回収することができる新規
な電子写真方式の画像形成方法及び装置を提供するこ
と。 【解決手段】 製造工程あるいは製造後の工程で球形化
したトナーとして、球形トナーと被転写体とが形成する
付着力の内訳が水平付着力/水着付着力比が0.3以下
であるものを使用し、しかも、該像担持体上に残留した
トナー像をクリーニングする際に当接するクリーニング
部材を該像担持体表面上で駆動方向に対して垂直ではな
く、角度を有して当接する画像形成方法及び該クリーニ
ング部材の上記当接機構を備えた画像形成装置。
Description
は一成分現像剤を用いた複写機、プリンター、ファクシ
ミリ等の電子写真方式の画像形成方法及び装置に関する
ものであり、特に、球形トナーを用いた際のトナー画像
転写後のクリーニング不良を対策した電子写真方式の画
像形成方法及び装置に関する。
た複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式
の画像形成装置において、帯電又は/及び電圧印加部材
として従来から一般的に用いられているコロナ帯電方式
がある。しかしながら、該コロナ帯電器は放電の際に発
生するオゾンによって、感光体の劣化や環境保全上の問
題があり、これに代わる手段として直接電圧印加方式を
採用した電子写真装置が上市されている。これは、電子
写真感光体や中間転写体などに当接した低抵抗部材に電
圧を印加することにより、所望の帯電あるいは電圧印加
を行うものである。
する場合、周知のコロナ帯電方式と比べて、被転写材を
確実に保持できるために、該被転写材の搬送安定性が高
く、転写バイアスも比較的低圧且つ低容量ですむため
に、装置がコンパクト化でき、オゾン発生の問題もない
という利点があることから、多くの機種に搭載され始め
ている。
不定形トナーに代わって、懸濁重合法や分散重合法など
による重合トナーや、熱気流、流動造粒法による球形処
理を施したトナーが用いられつつあり、流動性に優れ、
画像形成能にも優れたトナーとして注目されているが、
これら球形トナーを用いる際に解決すべき問題点とし
て、像担持体表面におけるクリーニング性の悪さが挙げ
られる。
シを用いたり、あるいはクリーニングブレードの当接圧
を上げることが行われているが、いずれの場合にも感光
体に対する機械的なストレスが増加し、感光体寿命を低
下させる要因となったり、またブレードの反転が発生し
感光体に対して致命的なキズを与えるなどの問題があっ
た。
の真円度が0.85以上という球形度の高くないトナー
を用い、且つ感光体の表面平均粗さを0.1〜2μmと
粗くすることにより、クリーニング性の悪さを改善する
という記載がなされている。しかしながら、真円度が低
いトナーでは形成される画像の精緻さが期待できない上
に、感光体表面粗さのトナー粒径レベルでの経時的な制
御など実質的に困難であり、実用的ではない。
平9−114232号公報、特開平9−274364号
公報及び特開平11−84878号公報等には、転写工
程後の像担持体上に残留した球形トナーに対して各種除
電手段を用い、残留トナーの帯電量を低減してクリーニ
ング性を改善し得るとの記載がある。しかしながら、上
記除電手段を新たに設けることは部品点数の増加や製造
コストの増加に直結するものであり、さらに当該残留ト
ナーはもともと転写工程で大きな転写バイアスを印加し
ても被転写体に転写されずに残留したものであり、その
保有する帯電量は正規に転写されたトナーよりも低いと
推定され、上記除電手段のみで帯電量が変化しクリーニ
ング性が改善されると言う記載及びその効果は甚だ疑問
である。
に鑑みてなされたものであり、その課題とするところ
は、球形トナーを用いた際に、転写工程後に像担持体上
に残留したトナー粒子を簡便な方法で効率よくクリーニ
ングし、且つ効率よく回収することができる新規な電子
写真方式の画像形成方法及び装置を提供することにあ
る。
に、本発明者らは先ずクリーニング不良が発生する際の
トナーの状態を詳細に観察した。その結果、不定形トナ
ーの場合はクリーニング部材に衝突した後にトナー粒子
が運動エネルギーを失わずにクリーニング部材表面から
の着脱を繰り返し、クリーニング部材からの分離も良好
なために容易に回収されるが、球形トナーの場合は衝突
した位置でクリーニング部材と被クリーニング材間に挟
まった状態で粒子が回転するのみでクリーニング部材か
らの脱離が起きず、その後クリーニング部材の振動など
によってクリーニング部材と被クリーニング材間に生じ
た僅かな隙間から流出して、クリーニング不良を発生す
ることが判明した。
合には、本来トナー粒子が有していた運動エネルギーが
上記クリーニング部材との衝突後に保存されずに回転エ
ネルギーに変換されることが、本問題の要因であること
が明らかとなった。また、この現象をトナーの付着力と
して力学的見地から解析すると、中間転写体面に対して
垂直方向の付着力と水平方向の付着力の比(水平付着力
/垂直付着力)が0.3以下である球形トナーにおいて
特に顕著になるという傾向があった。
ーニング部材の当接状態を工夫すると、球形トナーの運
動エネルギーの一部をトナー粒子の回転エネルギーとし
て変換させずにそのままトナー回収部材への移動エネル
ギーとして利用することができ、上記問題が劇的に解決
されることを見出し本発明に至った。
上にトナー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナ
ー像を被転写体上に転写した後、該像担持体上に残留し
たトナーを除去する工程を有する画像形成方法におい
て、製造工程あるいは製造後の工程で球形化したトナー
を使用する場合、該像担持体上に残留したトナー像をク
リーニングする際に当接するクリーニング部材を該像担
持体表面上で該像担持体の駆動方向の垂直軸より角度を
有して当接することを特徴とする電子写真方式の画像形
成方法が提供される。
ング部材の一部が前記像担持体の駆動方向に対向する向
きに突き出た部分(先端部と略す)を有し、その先端部
を起点として該クリーニング部材両端まで該像担持体表
面の駆動方向の垂直軸より角度を有して当接することを
特徴とする電子写真方式の画像形成方法が提供される。
ング部材の一部が前記像担持体の駆動方向に凹んで屈曲
した部分(屈曲部と略す)を有し、該屈曲部よりも該ク
リーニング部材両端が上流に位置し、該屈曲部を起点と
して該クリーニング部材両端まで該像担持体表面の駆動
方向に対して角度を有して当接することを特徴とする電
子写真方式の画像形成方法が提供される。
て、前記像担持体として、第一の像担持体が現像工程に
おける電子写真感光体であって、第二の像担持体が転写
工程におけるトナー画像を一時的に担持する中間転写体
であり、更には該中間転写体がベルト状の導電性又は半
導電性の弾性体から成ることを特徴とする電子写真方式
の画像形成方法が提供される。
及び露光によって前記第一の像担持体上に静電潜像を形
成すると共に、該静電潜像をトナーにより現像してトナ
ー像を形成し、該トナー像を第二の像担持体上に一次転
写した後、該第二の像担持体より被転写体上に二次転写
し、その後に該像担持体上に残留するトナーを除去する
画像形成方法において、該第二の像担持体がベルト形状
の中間転写体である第二の像担持体であり、且つ該中間
転写体に当接するクリーニング部材が、少なくとも該中
間転写体の駆動方向の垂直軸に対して0.1度以上40
度以下の角度を有し、該中間転写体の端部から残留した
該球形トナーを回収することを特徴とする電子写真方式
の画像形成方法が提供される。
て、帯電及び露光によって前記第一の像担持体上に静電
潜像を形成すると共に、該静電潜像をトナーにより現像
してトナー像を形成し、該トナー像を第二の像担持体上
に一次転写した後、該第二の像担持体より被転写体上に
二次転写し、その後に該像担持体上に残留するトナーを
除去する画像形成方法において、該第二の像担持体がベ
ルト形状の中間転写体である第二の像担持体であり、且
つ該中間転写体に当接するクリーニング部材の内クリー
ニング幅の広い部分の傾斜角が、少なくとも該中間転写
体の駆動方向の垂直軸に対して0.5度以上40度以下
の角度を有し、該中間転写体の端部から残留した該球形
トナーを回収することを特徴とする電子写真方式の画像
形成方法が提供される。
て、帯電及び露光によって前記第一の像担持体上に静電
潜像を形成すると共に、該静電潜像をトナーにより現像
してトナー像を形成し、該トナー像を第二の像担持体上
に一次転写した後、該第二の像担持体より被転写体上に
二次転写し、その後に該像担持体上に残留するトナーを
除去する画像形成方法において、該第二の像担持体がベ
ルト形状の中間転写体である第二の像担持体であり、且
つ該中間転写体に当接するクリーニング部材の形成する
該中間転写体表面の駆動方向に対する傾斜角の内の角度
の小さい方が、少なくとも該中間転写体の駆動方向の垂
直軸に対して0.5度以上40度以下の角度を有し、該
中間転写体の端部から残留した該球形トナーを回収する
ことを特徴とする電子写真方式の画像形成方法が提供さ
れる。
て、上記クリーニング部材が、作像動作中に周期的に該
クリーニング部材の延長方向に駆動する機構を有するこ
とを特徴とする電子写真方式の画像形成方法が提供され
る。
ング部材の駆動方向が上流部から下流部への可逆な駆動
であり、駆動距離が50mm以下であることを特徴とす
る電子写真方式の画像形成方法が提供される。
いて、前記クリーニング部材の駆動周期が第一の像担持
体の線速をυ、直径をφで表した場合、πφ/υ(秒)
以下であることを特徴とする電子写真方式の画像形成方
法が提供される。
いて、前記クリーニング部材が、作像動作中に周期的に
該像担持体駆動方向の垂直方向に駆動する機構を有する
ことを特徴とする電子写真方式の画像形成方法が提供さ
れる。
ーニング部材の駆動方向が上流部から下流部への可逆な
駆動であり、駆動距離が80mm以下であることを特徴
とする電子写真方式の画像形成方法が提供される。
て、前記クリーニング部材の駆動周期が第2の像担持体
の線速をυ、その周長をφで表した場合、φ/2υ
(秒)以下であることを特徴とする電子写真方式の画像
形成方法が提供される。
おいて、前記クリーニング部材がシリコーンゴムやフッ
素系ゴムなどから形成される弾性ブレードから成ること
を特徴とする電子写真方式の画像形成方法が提供され
る。
おいて、遠心分離方式による粉体付着力測定方法によっ
て測定される当該球形トナーと該被転写体とが形成する
付着力の内訳が、垂直方向の付着力と水平方向の付着力
の比(水平付着力/垂直付着力)が0.3以下である球
形トナーを用いることを特徴とする電子写真方式の画像
形成方法が提供される。
いて、前記球形トナーを回収する手段として前記像担持
体両端部近傍にトナー粒子回収用のブラシ、ベルトある
いはローラ等のトナー回収機構を設けたことを特徴とす
る電子写真方式の画像形成方法が提供される。
いて、前記球形トナーを回収する手段として前記像担持
体両端部近傍にトナー粒子を含む気流を吸引する回収機
構を設けたことを特徴とする電子写真方式の画像形成方
法が提供される。
いて、前記球形トナーを回収する手段として前記像担持
体両端部近傍にトナー粒子を静電的に吸引する電界印加
機構を設けたことを特徴とする電子写真方式の画像形成
方法が提供される。
おいて、前記球形トナーを回収する手段として前記中間
転写体両端部近傍にトナー粒子回収用のブラシ、ベルト
あるいはローラ等のトナー回収機構を設けたことを特徴
とする電子写真方式の画像形成方法が提供される。
おいて、前記球形トナーを回収する手段として前記中間
転写体両端部近傍にトナー粒子を含む気流を吸引する回
収機構を設けたことを特徴とする電子写真方式の画像形
成方法が提供される。
において、前記球形トナーを回収する手段として前記中
間転写体両端部近傍にトナー粒子を静電的に吸引する電
界印加機構を設けたことを特徴とする電子写真方式の画
像形成方法が提供される。
し、該像担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に
転写した後、該像担持体上に残留したトナーを除去する
工程を有する画像形成方法に使用する画像形成装置であ
って、上記第一〜第二十一のいずれかに記載のクリーニ
ング部材の当接機構を具備してなることを特徴とする電
子写真方式の画像形成装置が提供される。
基づいて説明する。本発明の端的な例としては、先ず図
1に開示したような、ベルト形状の中間転写体等の像担
持体上に設けたクリーニング手段に関わるものが挙げら
れる。図1中、点線は従来のクリーニング部材の当接方
法を示しており、実線が本発明によるクリーニング部材
の当接方法の例である。このように、クリーニング部材
を像担持体表面上で、その像担持体の駆動方向の垂直軸
より角度(図1中θで表記)を有して当接することによ
り、球形トナーは図1でいえば中間転写ベルトの右端に
集まり、ここでトナー回収手段により回収されるもので
ある。これは図8に表記したクリーニング部拡大図に示
したように、本構成のクリーニング部材に球形トナーが
衝突するとトナーが該クリーニング部材の傾斜に従って
移動するという特有の現象を利用したものである。
ーの素材や被クリーニング部材の線速・当接圧等により
左右されるが、本発明者らが検討した限りでは該中間転
写体の駆動方向の垂直軸に対して0.1度以上40度以
下であることが好ましく、特に1度以上30度以下の範
囲であることが望ましいことが判った。これは角度が小
さすぎる場合は球形トナーといえども中間転写体端部方
向への移動が生じ難くなることと、また大きすぎる場合
はクリーニング工程長が長過ぎて本発明を搭載する電子
写真装置が長大なものとなるために、設計上常識的な範
囲内で上記のような上限を設定した。
中間転写体進行方向の下流に位置するような傾き方を示
したが、当然ながら左側が下流となるような傾きでも構
わず、当該画像形成装置を構成する各部品のレイアウト
に応じて任意に選択し得るものである。
するべく、クリーニング動作中に該クリーニング部材が
駆動する機構を保有させている。このクリーニング部材
の駆動によりクリーニング工程で滞留しかかっているト
ナー粒子に運動エネルギーを与えた結果、さらにクリー
ニング効率を高まったものと予測している。具体的には
本クリーニング部材は図6に点線で例示したように当該
クリーニング部材の延長線方向への駆動することによ
り、上記効果を発現したものと考えている。
ては公知の技術を利用できるが、例えば切り欠き部のあ
るギアを該クリーニング部材の一方の端に設けてこれを
ブラシ等他のクリーニング部材やスリーブ駆動系に取り
付けて固定できるようにし、他方の端部にスプリング等
の牽引部材を設け、ギアのかみ合わせ部が切り欠き部に
達した時点で当該クリーニング部材がスプリングの張力
に引き寄せられ、該クリーニング部材の延長方向に駆動
する機構等が考えられる。
を設け下流端にスプリング部を設けた例を示している
が、逆の構成でも構わない。ただし、トナー回収部があ
る方向への動きが直接運動エネルギーを伝達し得るため
に、上記のように上流から下流への駆動が好適である。
ここで、本発明者等は実機中で様々な条件を検討した結
果、該クリーニング部材の駆動距離が50mm以下であ
ることが望ましく、特に30mm以下が好適であること
を見出した。これは前記以上の駆動距離の場合は部材駆
動時の速度を著しく上げなければならず、前記したよう
な簡易な駆動機構で対応できない上に、経時的な使用に
よりクリーニング部材や当接する像担持体の消耗が激し
くなる場合や、当該クリーニング部材が駆動速度に追従
できずにクリーニング不良を起こし易くなるためであ
る。
駆動周期を像担持体の線速υ(mm/s)と該像担持体
の直径φ(mm)を用い、πφ/4υ(sec)以下で
あることが望ましいことを確認した。これは上記以上の
長周期では充分な効果が得られず、速い段階でクリーニ
ング不良等の問題が発生することを確認したためであ
る。
グ部材が駆動する機構を保有させていることの他の具体
例としては、図7に点線で例示したように当該クリーニ
ング部材を該中間転写ベルトの駆動方向に対して垂直方
向へ駆動することにより、クリーニング効果を発現した
ものと考えている。この動きを実現する該駆動機構の構
成としては公知の技術を利用できるが、例えば当該クリ
ーニング部材両端の位置関係が狂わないように両端にガ
イドを設けた後、一方の端部に切り欠き部のあるギアを
設けてこれをブラシ等他のクリーニング部材や中間転写
ベルト駆動系等に取り付けて固定し、また他方の端部に
スプリング等の牽引部材を設け、ギアのかみ合わせ部が
切り欠き部に達した時点で当該クリーニング部材がスプ
リングの張力に引き寄せられガイドに従って駆動する機
構等が考えられる。例えばクリーニング部材上流端にギ
ア部を設け下流端にスプリング部を設けた例が考えられ
るが、逆の構成でも構わない。ただし、クリーニング部
材の駆動開始方向が直接トナーに対して運動エネルギー
を伝達し得るために、先ずはトナー回収部が設けてある
下流端部側への駆動からはじまることが好適である。
を検討した結果、該クリーニング部材の駆動距離が80
mm以下であることが望ましく、特に50mm以下が好
適であることを見出した。これ以上の駆動距離の場合は
部材駆動時の速度を著しく上げねばならず、前記したよ
うな簡易な駆動機構では対応できない上に、経時的な使
用によりクリーニング部材や当接する像担持体の消耗が
激しくなる場合や、当該クリーニング部材が駆動速度に
追従できずに逆転(メクレ)や破損等の問題を起こし易
くなるためである。
周期を像担持体の線速υ(mm/s)と該中間転写ベル
トの周長φ(mm)を用い、φ/2υ(sec)以下で
あることが望ましいことを確認した。これは上記以上の
長周期では充分な効果が得られず、速い段階でクリーニ
ング不良等の問題が発生することを確認できたためであ
る。
開示したような、ベルト形状の中間転写体等の像担持体
上に設けたクリーニング手段に関わるものが挙げられ
る。図2はクリーニング部材の先端部を中間転写体表面
の中央部に設けた場合で、点線は従来のクリーニング部
材の当接方法を示しており、実線が本発明によるクリー
ニング部材の当接方法の例である。このように、クリー
ニング部材を像担持体表面の駆動方向の垂直軸より角度
(図2及び3中θで表記)を有して当接することによ
り、球形トナーは中間転写ベルトの両端に集まり、ここ
でトナー回収手段により回収されるものである。もちろ
ん、この場合も図8に表記したクリーニング部拡大図に
示されるように、本構成のクリーニング部材に球形トナ
ーが衝突するとトナーが該クリーニング部材の傾斜に従
って移動するという特有の現象を利用したものである。
度とは、被クリーニング部材である像担持体表面上のク
リーニング部材当接平面における当接角度を表してお
り、いわゆるカウンターブレード方式などの像担持体表
面上のクリーニング部材当接平面ではない軸の角度まで
は言及しないが、本発明は上記カウンターブレードある
いは順方向の当接方式などブレードの3次元的な当接方
法には限定されずに利用できる。
の大きさは、被クリーニング部材及びトナーの素材や被
クリーニング部材の線速・当接圧等にも多少左右される
が、本発明者らが検討した限りでは該中間転写体の駆動
方向の垂直軸に対して0.5度以上40度以下であるこ
とが好ましく、特に1度以上30度以下の範囲であるこ
とが望ましいことが判った。これは角度が小さすぎる場
合は、球形トナーの場合クリーニング部材に衝突した際
にトナー粒子の移動エネルギーが横方向への移動エネル
ギーに変換されず、その場における回転エネルギーに転
換され中間転写体端部への移動が生じ難くなることと、
また大きすぎる場合は、クリーニング工程長が長過ぎて
本発明を搭載する電子写真装置自体が長大なものとなる
ために、設計レイアウト上常識的な範囲内で上記上限を
設定した。当然のことながら、図2におけるθaの大き
さは必ずしも上記範囲内ではなくても良く、例えば40
度以上の角度に設定されてもクリーニング幅が短いので
クリーニング工程長の増大には影響し難いので、上記条
件には該当しない。
にトナー粒子が移動するような構成例を示しているが、
当然ながら該クリーニング部材の左側の長さが右よりも
長くなるような構成でも本発明は構わず、当該画像形成
装置を構成する各部品のレイアウトに応じて任意に選択
し得るものである。
に開示したような、ベルト形状の中間転写体等の像担持
体上に設けたクリーニング手段に関わるものが挙げられ
る。図4はクリーニング部材の屈曲部を中間転写体表面
の中央部に設けた場合で、点線は従来のクリーニング部
材の当接方法を示しており、実線が本発明によるクリー
ニング部材の当接方法の例である。このように、クリー
ニング部材を像担持体表面の駆動方向の垂直軸より角度
(図4及び5中θで表記)を有して当接することによ
り、球形トナーは中間転写ベルトの中央部に集まり、こ
こでトナー回収手段により回収されるものである。もち
ろん、この場合も図8に表記したクリーニング部拡大図
に示されるように、本構成のクリーニング部材に球形ト
ナーが衝突するとトナーが該クリーニング部材の傾斜に
従って移動するという特有の現象を利用したものであ
る。
度とは、被クリーニング部材である像担持体表面上のク
リーニング部材当接平面における当接角度を表してお
り、いわゆるカウンターブレード方式などの像担持体表
面上のクリーニング部材当接平面ではない軸の角度まで
は言及しないが、本発明は上記カウンターブレード(逆
方向)あるいは順方向の当接方式などブレードの3次元
的な当接方法には限定されずに利用できる。
の大きさは、被クリーニング部材及びトナーの素材や被
クリーニング部材の線速・当接圧等にも多少左右される
が、本発明者らが検討した限りでは、図2及び3で示さ
れる場合と同様該中間転写体の駆動方向の垂直軸に対し
て0.5度以上40度以下であることが好ましく、特に
1度以上30度以下の範囲であることが望ましいことが
判った。これは角度が小さすぎる場合は、球形トナーの
場合クリーニング部材に衝突した際にトナー粒子の移動
エネルギーが横方向への移動エネルギーに変換されず、
その場における回転エネルギーに転換され中間転写体端
部への移動が生じ難くなることと、また大きすぎる場合
は、クリーニング工程長が長過ぎて本発明を搭載する電
子写真装置自体が長大なものとなるために、設計レイア
ウト上常識的な範囲内で上記上限を設定した。当然のこ
とながら、図5におけるθaの大きさは必ずしも上記範
囲内ではなくても良く、例えば40度以上の角度に設定
されてもクリーニング幅が短いのでクリーニング工程長
の増大には影響し難いので、上記条件には該当しない。
にトナー粒子が移動するような構成例を示しているが、
当然ながら該クリーニング部材の左右が反転した構成で
も本発明は構わず、当該画像形成装置を構成する各部品
のレイアウトに応じて任意に選択し得るものである。
おいて、中間転写体の端部、両端部あるいは中央部に集
まったトナー粒子は、そのまま該中間転写体の曲率を応
用してその表面から落下させて回収しても良いが、公知
のトナー回収手段を利用でき、例えばブラシ、ベルトや
ローラ等で回収する機構を設けても構わない。更に、中
間転写体は高速に駆動するため該中間転写体に接触せず
にトナー粒子を回収する方法として、トナーを含む気流
ごと吸引して回収する手段を利用したり、あるいは静電
的にトナーを回収する電圧印加手段を設けて回収した
り、上記の方法を併用しても利用できる。
体付着力測定方法によって測定される球形トナーと被転
写体とが形成する付着力の内訳が、垂直方向の付着力と
水平方向の付着力の比(水平付着力/垂直付着力)が
0.3以下である球形トナーが用いられる。
法について説明する。まず、遠心分離方式による被当接
膜面に対して垂直方向の粉体付着力測定を実施する際の
装置について説明する。図9から図11は、本発明に係
る粉体付着力測定装置の測定セル、遠心分離装置を示す
図である。
説明図である。図9において、1は測定セルであり、測
定セル1は、粉体を付着させた試料面2aを有する試料
基板2と、試料基板2から分離した粉体を付着させる付
着面3aを有する受け基板3と、試料基板2の試料面2
aと受け基板3の付着面3aの間に設けられたスペーサ
4から構成される。
装置の一部断面図である。図10において、5は遠心分
離装置であり、遠心分離装置5は、測定セル1を回転さ
せるロータ6と、保持部材7を備えている。ロータ6
は、自身の回転中心軸9に対して垂直な断面で穴形状で
あり、保持部材7を設置する試料設置部8を有してい
る。保持部材7は、棒状部7aと、棒状部7aに設けら
れ測定セル1を保持するセル保持部7b、測定セル1を
セル保持部7bから押し出すための穴部11、棒状部7
aを試料設置部8に固定する設置固定部10を備えてい
る。セル保持部7bは、測定セル1を設置したときに、
測定セル1の垂直方向がロータの回転中心軸9に垂直と
なるように構成される。また、試料基板2、受け基板
3、スペーサ4、保持部材7は、大きな遠心力に耐えら
れる強度があり、またロータ6に設置したときに、遠心
分離装置の最大回転数まで回転可能な重量以下となるよ
うな軽量の材料を用いる必要がある。
的付着力を測定する方法を説明する。先ず、フィルム状
の感光体を作製し、試料基板2の形状に合わせて加工
し、試料基板2に接着剤で貼り付ける。次に、未帯電の
トナーを、試料基板2に貼り付けられた感光体(試料面
2a)上に自然落下させて付着させる。次に、図9のよ
うに、試料基板2、受け基板3及びスペーサ4を用いて
測定セル1を構成する。測定セル1を、保持部材7をロ
ータ6の試料設置部8に設置したときに、試料基板2が
受け基板3とロータ6の回転中心軸9の間になるよう
に、保持部材7のセル保持部7bに設置する。保持部材
7を、測定セル1の垂直方向がロータの回転中心軸9に
垂直となるように、ロータ6の試料設置部8に設置す
る。遠心分離装置5を稼働してロータ6を一定の回転数
で回転させる。試料基板2に付着したトナーは回転数に
応じた遠心力を受け、トナーの受ける遠心力がトナーと
試料面2a間の付着力よりも大きい場合は、トナーが試
料面2aから分離し、付着面3aに付着する。
m、ロータの回転数f(rpm)、ロータの中心軸から
試料基板のトナー付着面までの距離rを用いて、下式
(1)より求められる。
いて、下式(2)より求められる。
下式(3)から求められる。
試料設置部8から取り出し、保持部材7のセル保持部7
bから測定セル1を取り出す。受け基板3を交換し、測
定セル1を保持部材7に設置し、保持部材7をロータ6
に設置し、ロータ6を前回よりも高回転数で回転させ
る。トナーの受ける遠心力が前回よりも大きくなり、付
着力の大きなトナーが、トナーが試料面2aから分離し
て付着面3aに付着する。
高回転数へ変えて同様の操作を実施することにより、各
回転数で受ける遠心力と付着力の大小関係に応じて、試
料面2a上のトナーが付着面3aに移動する。
後、各回転数の受け基板3の付着面3aに付着したトナ
ーの粒径を計測することにより、式(3)を用いて各ト
ナーの付着力を求めることができる。
学顕微鏡で付着面3a上のトナーを観察し、その画像を
CCDカメラを通してコンピュータに取り込み、画像処
理ソフトウェアを用いておこなうことができる。
体付着力測定を実施する際の装置について説明する。本
測定は、かつて本発明者らが出願した特開平11−64
212号公報などの記載に従って測定を行っている。
置の一実施例である遠心分離装置の一部断面図である。
図11において、21は粉体付着力測定装置であり、粉
体付着力測定装置21は、粉体を付着させた試料面2a
を有する試料基板2と、遠心分離装置23と、を備えて
いる。試料基板2は、試料面2aが四角形である部材か
ら構成されている。
部材26とを有する。ロータ25は、回転軸24まわり
に回動自在に設けられ、試料基板2の試料面2aが鉛直
上方を向くとともに回転軸24に対して垂直となるよう
に内部に試料基板2を保持する。また、保持部材26の
形状に対応する形状の凹みを有し、保持部材26を嵌合
可能に支持する試料設置部25aを有する。ロータ25
は、試料設置部25aが回転軸24に対して傾斜してい
るアングルロータである。
に設けられ試料基板2を保持する基板保持部28とを備
えている。保持部材26の棒状部27は、先端に設けら
れた配置調節部27aと、ロータ25の試料設置部25
aに嵌合したとき試料設置部25aの内周面に当接する
配置固定部27bと、を有している。保持部材26の基
板保持部28は、試料基板2を保持部材26に対して固
定する固定部材を備えるとともにガイド29を備えてい
る。ガイド29は、基板保持部28に保持された試料基
板2の試料面2aが基板保持部28の内周面に接触する
ことがないように試料面2aの周辺部に対応する基板保
持部28の内周面部分に設けられている。ガイド29と
試料基板2との間には隙間が形成されるようになってい
る。前記固定部材はねじ30から構成されている。基板
保持部28に試料面2aを鉛直上方に向けて試料基板2
を挿入した後、ねじ30で試料基板2を保持部材26に
固定して保持させるようになっている。
28に保持されたとき設置方向が一定となるような形状
の部材から構成される。試料基板2及び保持部材26
は、遠心分離装置23のロータ25の大きな遠心力に耐
えられる強度があり、ロータ25が最大回転数で回転可
能な重量以下の軽量の部材から構成される。保持部材2
6の配置調節部27aは、何等かの治具で保持部材の向
きを調整することができる突起を有する凸部あるいはド
ライバーの先端に対応する形状である凹みを有する凹部
から構成される。
弾力性を有する部材から構成される。一実施例の遠心分
離式付着力測定方法は、基板配置工程と、付着力導出工
程と、を備えている。前記基板配置工程においては、上
述された図11に示された粉体付着力測定装置21を用
いて、操作者が試料基板2を試料面2aが鉛直上方を向
くようにして保持部材26の基板保持部28へ挿入し、
ねじ30を用いて試料基板2を保持部材26に固定し
て、保持部材26の基板保持部28に試料基板2を保持
させる。操作者が保持部材26を試料設置部25aに嵌
合して、配置調節部27aを保持部材26の棒状部27
の軸線まわりに回転させ、且つ配置固定部27bを試料
設置部25aの内周面に当接させることにより、基板保
持部28に保持された試料基板2の試料面2aが鉛直上
方を向くとともに、ロータ25の回転軸24に対して垂
直となるように、回転軸24に対して垂直な方向に対す
る試料設置部25a内での保持部材26の向きが調節さ
れ固定される。このため、試料基板2の試料面2aに付
着した粉体にロータ25の回転による遠心力が試料面2
aに平行な方向に向って作用するよう保持部材26をロ
ータ25内に配置することを容易に行うことができる。
部材26に対して固定させているので、試料基板2の試
料面2aが鉛直上方を向くとともに、ロータ25の回転
軸24に対して垂直となる状態を容易に維持することが
できる。前記付着力導出工程においては、内部に試料基
板2を保持するロータ25を回転軸24まわりに回動さ
せることにより試料基板2上の前記粉体を移動させて、
前記粉体の粒径、前記粉体の比重、回転軸24から前記
粉体の測定領域の中心位置までの距離、及びロータ25
の回転数から前記粉体の試料面2aへの付着力が求めら
れる。このため、ロータ25を用いて試料基板2に大き
な遠心力を加えることにより、付着力が大きい粉体の付
着力の測定を行うことができる。
例えば特開平6−308759号公報、特開平7−15
2218号公報、特開平7−152242号公報、特開
平7−152253号公報、特開平7−152304号
公報、特開平7−175266号公報、特開平8−32
8306号公報、特開平8−328341号公報など
で、球形トナーの球形度を表す形状係数として、以下の
ような関数を利用してトナー形状を限定している。
を、Pは現像剤投影像の周囲長を、Aは現像剤投影像の
面積を表す。例えば、上式(4)におけるSF1が10
5以上、160未満である等の限定により形状を数値化
しているが、本発明者らが検討し得られた知見からは形
状を如何に数値的に限定しても、当該トナーを構成する
樹脂や外添剤等の素材が変化する現況では特定の素材に
関しては成立するかもしれないが、球形トナーの挙動自
体を制御することはできないことが判った。例えば、図
12に示したような場合、付着力としては2つのトナー
には大きな差が生じるが、上記SF値では両者の差はほ
とんど確認されない。換言すれば、上式における球形度
の数値化は、構成素材の限定などを無くしては物理的に
は単にトナー粒子の“丸さ”を示す因子に過ぎず、これ
が電子写真方式にて形成される画像の品質や特性を直接
左右する因子とは成り得ず、例え上記条件を満たしても
本質的な問題解決にはならず、例外も多分に含まれる。
そこで、本発明者らは、上記トナーの球形化に基づくト
ナー特性の違いを、トナー粒子と他部材間の付着力とい
う物理的に認識される吸着エネルギーの形式で測定・制
御することにより、上記問題を例外なく解決することが
可能であることを確認し、本発明に至ったものである。
比とは、トナー粒子個々が接触部材に付着した際に働く
動的な摩擦係数を示したものであると考えている。従っ
て、当該付着力の比(水平方向/垂直方向)が小さいほ
どトナー粒子は接触部材と接触している箇所から動き易
くなり、流動状態に成りやすいことを表す値であり、ト
ナー粒子の形状を端的に表す数値であると考えている。
明する。本発明で用いられる球形トナーとしては公知の
ものを利用できるが、垂直及び水平方向の付着力から規
定される粒子を作製する方法として、分散重合法及び懸
濁重合法により作製されたものが好適である。
重合トナー”から説明を進める。
は親水性有機液体に、その親水性有機液体に溶解する高
分子分散剤を加え、これに前記親水性液体には溶解する
が、生成する重合体は前記親水性液体にて膨潤される
か、あるいは殆ど溶解しない一種又は二種以上のビニル
単量体を加えて重合することにより製造される。
及び種粒子の成長反応時に用いる単量体の希釈剤として
の親水性有機液体としては、メチルアルコール、エチル
アルコール、変性エチルアルコール、イソプロピルアル
コール、n−ブチルアルコール、イソブチルアルコー
ル、t−ブチルアルコール、s−ブチルアルコール、t
−アミルアルコール、3−ペンタノール、オクチルアル
コール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、フ
ルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコー
ル、エチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリ
コールなどのアルコール類、メチルセロソルブ、セロソ
ルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ルなどのエーテルアルコール類などが代表的なものとし
て挙げられる。これらの有機液体は単独で、若しくは二
種以上の混合物して用いることができる。
ル類以外の有機液体と、上述のアルコール類及びエーテ
ルアルコール類とを併用することで、有機液体が生成重
合体粒子に対して溶解性をもたせない条件下で、有機液
体のSP値を種々変化させて重合を行なうことにより、
生成される粒子の大きさ、種粒子同士の合一及び新粒子
の発生を抑制することが可能である。
キサン、オクタン、石油エーテル、シクロヘキサン、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、四塩化
炭素、トリクロルエチレン、テトラブロムエタンなどの
ハロゲン化炭化水素類、エチルエーテル、ジメチルグリ
コール、シリオキサン、テトラヒドロフランなどのエー
テル類、メチラール、ジエチルアセタールなどのアセタ
ール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサンなどのケトン類、ぎ酸ブチ
ル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、セロソルブアセ
テートなどのエステル類、ぎ酸、酢酸、プロピオン酸な
どの酸類、ニトロプロペン、ニトロベンゼン、ジメチル
アミン、モノエタノールアミン、ピリジン、ジメチルス
ルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの硫黄、窒素含
有有機化合物類、その他水も含まれる。
それぞれ混合溶媒の種類及び組成を変化させ、生成する
重合体粒子の平均粒径、粒径分布、乾燥条件などを調整
することができる。
子の製造時に使用される高分子分散剤の適当な例として
は、例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアク
リル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロト
ン酸、フマール酸、マレイン酸又は無水マレイン酸など
の酸類、あるいは水酸基を含有するアクリル系単量体、
例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸
β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロ
ピル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル
酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキ
シプロピル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプ
ロピル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロ
ピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、
ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリ
セリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタク
リル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−
メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコール又
はビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチ
ルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエ
ーテルなど、又はビニルアルコールとカルボキシル基を
含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル、酪酸ビニル、アクリルアミド、メタク
リルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれら
のメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリ
ル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジ
ン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレン
イミンなどの窒素原子又はその複素環を有するものなど
のホモポリマー又は共重合体、ポリオキシエチレン、ポ
リオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミ
ン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシ
エチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキ
ルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポ
リオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオ
キシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシ
エチレン系、並びにメチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセ
ルロース類、又は前記親水性モノマーとスチレン、α−
メチルスチレン、ビニルトルエンなどのベンゼン核を有
するもの又はその誘導体、又はアクリロニトリル、メタ
クリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸若し
くはメタクリル酸誘導体との共重合体、更に、架橋性モ
ノマー、例えばエチレングリコールジメタクリレート、
ジエチレングリコールジメタクリレート、メタクリル酸
アリル、ジビニルベンゼンなどとの共重合体も使用可能
である。
有機液体、目的とする重合体粒子の種、及び種粒子の製
造か成長粒子の製造かにより適宜選択されるが、特に重
合体粒子同士の合一を主に立体的に防ぐ意味で、重合体
粒子表面への親和性、吸着性が高く、しかも親水性有機
液体への親和性、溶解性の高いものが選ばれる。また、
立体的に粒子同士の反撥を高めるために、分子鎖がある
程度の長さのもの、好ましくは分子量が1万以上のもの
が選ばれる。しかし、あまり分子量が高いと、液粘度の
上昇が著しく、操作性、撹拌性が悪くなり、生成重合体
の粒子表面への析出確率のばらつきを与えるため注意を
要する。また、先に挙げた高分子分散剤の単量体を一
部、目的とする重合体粒子を構成する単量体に共存させ
ておくことも安定化には効果がある。
ルト、鉄、ニッケル、アルミニウム、銅、錫、鉛、マグ
ネシウムなどの金属又はその合金(特に粒径1μm以下
のものが好ましい)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、
酸化亜鉛、酸化チタン、酸化珪素などの酸化物の無機化
合物微粉体、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキル
ベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、
燐酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミ
ン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪
酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキル
トリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモ
ニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、
ピリジウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベン
ゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面
活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体な
どの非イオン界面活性剤、例えば、アラニン型「例えば
ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルア
ミノエチル)グリシン」などのアミノ酸型やベタイン型
の両性界面活性剤を併用しても、生成重合体粒子の安定
性及び粒径分布の改良を更に高めることができる。
用量は、目的とする重合体粒子形成用の重合性単量体の
種類によって異なるが、親水性有機液体に対し0.1重
量%〜10重量%、好ましくは1〜5重量%である。高
分子分散安定剤の濃度が低い場合には、生成する重合体
粒子は比較的大粒径のものが得られ、濃度の高い場合に
は小粒径のものが得られるが、10重量%を越えて用い
ても小径化への効果は少ない。
は、親水性有機液体に溶解可能なものであり、例えば、
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、
p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチル
エチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチル
スチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘ
キシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−
ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ド
デシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニル
スチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチ
レンなどのスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−オクチル、ア
クリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2
−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸
2−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルア
クリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチ
ル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチ
ル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メ
タクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリ
ル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミ
ノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどのα
−メチル脂肪酸モノカルボン酸エステル類、アクリロニ
トリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのア
クリル酸、若しくはメタクリル酸誘導体、塩化ビニル、
塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロ
ゲン化ビニル類などからなる単独又は相互の混合物及び
これらを50重量%以上含有し、これらと共重合し得る
単量体との相互の混合物を意味する。
オフセット性を高めるために、重合性の二重結合を二個
以上有するいわゆる架橋剤の存在下に重合させたもので
あっても良い。好ましく用いられる架橋剤としては、ジ
ビニルベンゼン、ジビニルナフタレン及びそれらの誘導
体である芳香族ジビニル化合物、その他エチレングリコ
ールジメタクリレート、ジエチレングリコールメタクリ
レート、トリエチレングリコールメタクリレート、トリ
メチロールプロパントリアクリレート、アリルメタクリ
レート、tert−ブチルアミノエチルメタクリレー
ト、テトラエチレングリコールジメタクリレート、1,
3−ブタンジオールジメタクリレートなどのジエチレン
性カルボン酸エステル、N,N−ジビニルアニリン、ジ
ビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホ
ンなど全てのジビニル化合物、及び三個以上のビニル基
を持つ化合物が挙げられ、これらは単独又は混合物など
で用いられる。
重合反応を引き続いて行った場合には、成長する重合体
粒子の内部が架橋されたものとなる。また一方で、成長
反応に用いるビニル単量体溶液に上記の架橋剤を含有さ
せた場合には、粒子表面が硬化された重合体が得られ
る。
る目的として、連鎖移動定数の大きな化合物を共存させ
て重合を行わせるものに、例えば、メルカプト基をもつ
低分子化合物や四塩化炭素、四臭化炭素が挙げられる。
始剤としては、例えば2,2′−アゾビスイソブチロニ
トリル、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロ
ニトリル)などのアゾ系重合開始剤、ラウリルパーオキ
シド、ベンゾイルパーオキシド、t−ブチルパーオクト
エートなどの過酸化物系重合開始剤、過硫酸カリウムな
どの過硫酸化物系重合開始剤、これにチオ硫酸ナトリウ
ム、アミンなどを併用した系などが用いられる。重合開
始剤濃度は、ビニル単量体100重量部に対して0.1
〜10重量部が望ましい。
は、重合体粒子の目標平均粒径、目標粒径分布に合わせ
て、親水性有機液体中の高分子分散剤、ビニル単量体の
濃度、及び配合比が決定される。一般に、粒子の平均粒
径を小さくしようとするならば、高分子分散剤の濃度を
高く、また平均粒径を大きくしようとするならば、高分
子分散剤の濃度が低く設定される。一方、粒子径分布を
非常に鋭くしようとするならば、ビニル単量体濃度を低
く、また、比較的広い分布でもよい場合は、ビニル単量
体濃度は高く設定される。
散安定剤を完全に溶解した後、一種又は二種以上のビニ
ル単量体、重合開始剤、その他必要ならば無機微粉末、
界面活性剤、染料、顔料などを添加し、30〜300r
pmの通常の撹拌にて、好ましくはなるべく低速で、し
かもパドル型よりもタービン型の撹拌翼を用いて、槽内
の流れが均一になるような速度で撹拌しながら、用いた
重合開始剤の重合速度に対応した温度にて加熱し重合が
行なわれる。なお、重合初期の温度が生成する粒子種に
大きな影響を与えるため、単量体を添加した後に温度を
重合温度まで上げ、重合開始剤を小量の溶媒に溶解して
投入した方が望ましい。重合の際には、窒素ガス、アル
ゴンガスなどの不活性気体にて反応容器内の空気中の酸
素を充分に追い出す必要がある。この酸素パージが不充
分であると、微粒子が発生し易い。重合を高重合率域で
行なうには5〜40時間の重合時間が必要であるが、所
望の粒子径、粒子径分布の状態で重合を停止させたり、
また重合開始剤を順次添加したり、高圧下で反応を行な
うことにより重合速度を速めることができる。
もよいし、沈降分離、遠心分離、デカンテーションなど
の操作により不必要な微粒子、残存モノマー、高分子分
散安定剤などを除いた後に、重合体スラリーとして回収
して染着を行なってもよいが、分散安定剤を除去しない
方が染着の安定性は高く、不要な凝集が抑制される。
うなものである。即ち、樹脂粒子Aを溶解せしめない有
機溶媒中に樹脂粒子Aを分散し、この前又は後に前記溶
媒中に染料を溶解させ、前記染料を樹脂粒子A中に浸透
させ着色せしめた後、前記有機溶媒を除去して染着トナ
ーを製造する方法において、前記染料の前記有機溶媒に
対する液解度(D1)及び前記樹脂粒子Aの樹脂に対す
る前記染料の溶解度(D2)の関係が、(D1)/(D
2)≦0.5となる染料を選択使用する。これにより、
樹脂粒子Aの深部まで染料が浸透(拡散)したトナーを
効率よく製造することができる。この明細書における溶
解度は25℃の温度で測定されたものと定義される。
の溶媒中への溶解度と全く同じ定義であり、樹脂中に染
料が相溶状態で含有させることができる最大量を意味す
る。この溶解状態あるいは染料の析出状態の観察は、顕
微鏡を用いることにより容易に行なうことができる。樹
脂に対する染料の溶解性を知るには、上記した直接観察
による方法の代わりに間接的な観察方法によってもよ
い。この方法は樹脂と溶解度係数が近似する液体、即ち
樹脂をよく溶解する溶媒を用い、この溶媒に対する染料
の溶解度を樹脂に対する溶解度として定めてもよい。
述のように使用する有機溶媒への該染料の溶解度(D
1)より樹脂粒子を構成する樹脂への該染料の比(D
1)/(D2)が0.5以下である必要がある。更に
(D1)/(D2)が0.2以下とすることが好まし
い。染料としては、上記の溶解特性を満たせば特に制限
はないが、カチオン染料、アニオン染料などの水溶性染
料は環境変動が大きいおそれがあり、またトナーの電気
抵抗が低くなり、転写率が低下するおそれがあるので、
バット染料、分散染料、油溶性染料の使用が好ましく、
特に油溶性染料が好ましい。また、所望の色調に応じて
数種の染料が併用することもできる。
量)は、着色度に応じて任意に選択されるが、通常は樹
脂粒子1重量部に対して、染料1〜50重量部の割合で
用いるのが好ましい。例えば、染着溶媒にSP値の高い
メタノール、エタノールなどのアルコール類を使用し、
樹脂粒子としてSP値が9程度のスチレン−アクリル系
樹脂を使用した場合、使用し得る染料としては、例え
ば、以下のような染料が挙げられる。
149,150,151,157,158) C.I. SOLVENT VIOLET(31,32,33,37) C.I. SOLVENT BLUE(22,63,78,83〜86,91,94,95,104) C.I. SOLVENT GREEN(24,25) C.I. SOLVENT BROWN(3,9)など。
の愛染SOT染料Yellow−1,3,4、Oran
ge−1,2,3、Scarlet−1、Red−1,
2,3、Brown−2、Blue−1,2、Viol
et−1、Green−1,2,3、Black−1,
4,6,8や、BASF社製のsudan染料、Yel
low−140,150、Orange−220、Re
d−290,380,460、Blue−670や、三
菱化成社製のダイアレジン、Yellow−3G,F,
H2G,HG,HC,HL、Orange−HS,G、
Red−GG,S,HS,A,K,H5B、Viole
t−D、Blue−J,G,N,K,P,H3G,4
G、Green−C、Brown−Aや、オリエント化
学社製のオイルカラー、Yellow−3G,GG−
S,#105、Orange−PS,PR,#201、
Scarlet−#308、Red−5B、Brown
−GR,#416、Green−BG,#502、Bl
ue−BOS,HN、Black−HBB,#803,
EE,EX、住友化学工業社製のスミプラスト、ブルー
GP、OR、レッドFB,3B、イエローFL7G,G
C、日本化薬社製のカヤロン、ポリエステルブラックE
X−SH3、カヤセットRed−BのブルーA−2Rな
どを使用することができる。もちろん、染料は樹脂粒子
と染着時に使用する溶媒の組み合わせで適宜選択される
ため、上記例に限られるものではない。
させるために用いる有機溶媒としては、使用する樹脂粒
子が溶解しないもの、あるいは若干の膨潤をきたすも
の、具体的には溶解性パラメーター(SP値)の差が
1.0以上、好ましくは2.0以上のものが使用され
る。例えば、スチレン−アクリル系樹脂粒子に対して
は、SP値が高いメタノール、エタノール、n−プロパ
ノールなどのアルコール系、あるいはSP値が低いn−
ヘキサン、n−ヘプタンなどを使用する。SP値の差が
あまりに大きすぎると、樹脂粒子に対する濡れが悪くな
り、樹脂粒子の良好な分散が得られないため、最適なS
P値の差は2〜5が好ましい。
樹脂粒子を分散させた後、液温度を樹脂粒子のガラス転
移温度以下に保ち、撹拌することが好ましい。これによ
り、樹脂粒子の凝集を防ぎながら染着することが可能と
なる。撹拌の方法は市販されている撹拌機、例えばホモ
ミキサー、マグネチックスタラーなどを用いて撹拌すれ
ばよい。また、分散重合などで重合終了時得られるスラ
リー、つまり有機溶媒中に重合樹脂粒子が分散している
状態の分散液に、染料を直接添加して前記の条件にて加
熱撹拌してもよい。加熱温度がガラス転移温度超過の場
合は樹脂粒子同士の融着が生じてしまう。染着後のスラ
リーを乾燥する方法としては、特に限定はされないが、
濾過した後に減圧乾燥あるいは濾別しないで直接減圧乾
燥すればよい。本発明において、濾別した後に風乾また
は減圧乾燥して得られた着色粒子は、凝集は殆どなく、
投入した樹脂粒子の粒度分布を殆ど損なわないで再現す
る。
ーについて説明する。
単量体はビニル基を有するモノマーであり、具体的には
以下のようなモノマーが挙げられる。即ち、スチレン、
o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチル
スチレン、2,4−ジメチルスチレン、ブチルスチレ
ン、オクチルスチレンなどのスチレン及びその誘導体が
挙げられ、なかでもスチレン単量体が最も好ましい。他
のビニル系単量体として、プロピレン、ブチレン、イソ
ブチレンなどのエチレン系不飽和モノオレフィン類、塩
化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、ふっ化ビニル
などのハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエ
ステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アク
リル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸
プロピル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ドデ
シル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ス
テアリル、アクリル酸−2−クロルエチル、アクリル酸
フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸
メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、
メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、
メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メ
タクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリ
ル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミ
ノエチルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エス
テル類、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、ア
クリルアミドなどのアクリル酸若しくはメタクリル酸誘
導体、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテ
ルなどのビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニ
ルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどの
ビニルケトン類、N−ビニルピロール、N−ビニルカル
バゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリド
ンなどのN−ビニル化合物類、ビニルナフタレンなどを
挙げることができ、これらの単量体を単独あるいは混合
して用いることができる。
体を生成させるために、次のような架橋剤を存在させて
懸濁重合させてもよい。架橋剤としては、ジビニルベン
ゼン、ジビニルナフタレン、ポリエチレングリコールジ
アクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、
トリエチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチ
レングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサングリ
コールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレー
ト、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,
2′−ビス(4−メタクリルロキシジエトキシフェニ
ル)プロパン、2,2′−ビス(4−アクリルオキシジ
エトキシフェニル)プロパン、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート、トリメチロールメタンテトラアク
リレート、ジブロムネオペンチルグリコールジメタクリ
レート、フタル酸ジアリルなどが挙げられる。
で溶融しにくくなり、熱定着性、熱圧定着性が劣ること
になる。また、架橋剤の使用量が少くな過ぎると、トナ
ーとして必要な耐ブロッキング性、耐久性などの性質が
低下し、熱ロール定着において、トナーの一部が紙に完
全に固着しないでロール表面に付着し、次の紙に転写す
るという、コールドオフセットが発生してしまう。従っ
て、用いる架橋剤量は、重合性単量体100重量部に対
して0.001〜15重量部、好ましくは0.1〜10
重量部である。
ット防止のために、重合組成物に離型剤を含有させるこ
とができる。離型剤としては、低分子量のポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが好ましい。
この低分子量オレフィン重合体は、着色剤と共に重合性
単量体中に分散させておくのが好ましい。なお、離型剤
は重合性単量体100重量部に対して1〜15重量部使
用することが好ましい。離型剤の使用量が1重量部未満
では、得られたトナーが充分な離型効果をもたず、ロー
ラ上にオフセットしやすくなる。逆に使用量が15重量
部を超過すると、トナーから離型剤が摩擦帯電付与部材
にスペントするようになるし、また、トナーの流動性が
極めて悪くなる。
ては、従来知られている染料及びカーボンブラック、カ
ーボンブラックの表面を樹脂で被覆してなるグラフト化
カーボンブラックのような顔料が使用可能である。その
他の着色剤としては、ランプブラック、鉄黒、群青、ニ
グロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニングリー
ン、ハンザイエローG、ローダミン6G、レーキ、カル
コオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベン
ジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系
染料、モノアゾ系染料、ジスアゾ系染料などの染顔料が
ある。なお、これらの着色剤は、重合性単量体100重
量部に対して0.1〜30重量部使用できる。
のが使用可能である。即ち、ポリビニルアルコール、で
ん粉、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナト
リウム、ポリメタクリル酸ナトリウム等の水溶性高分
子、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭
酸マグネシウム、リン酸カルシウム、タルク、粘土、珪
藻土、金属酸化物粉末などが用いられる。これらは水に
対して0.1〜10重量%の範囲で用いるのが好まし
い。
剤は造粒後の単量体組成物を含む分散液中に添加しても
よいが、個々の単量体組成物粒子に均一に重合開始剤を
付与する点からは、造粒前の単量体組成物に含有させて
おくことが望ましい。このような重合開始剤としては、
2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,
1′−アゾビス−(シクロヘキサン−1−カルボニトリ
ル)、2,2′−アゾビス−4−メチキシ−2,4−ジ
メチルバレロニトリル、アゾビスブチロニトリルなどの
アゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサ
イド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピ
ルパーオキサイド、2,4−ジクロリルベンゾイルパー
オキサイド、ラウリルパーオキサイドなどの過酸化物系
重合開始剤が挙げられる。
有する型の磁性トナーであってもよい。磁性トナーとす
るには、単量体組成物に磁性粒子を添加すればよい。本
発明に用いることができる磁性体には、例えば、鉄、コ
バルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末、若しくはマ
グネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合
物の粉末が挙げられる。磁性粒子としては、粒径が0.
05〜5μm、好ましくは0.1〜1μmのものが用い
られるが、小粒径トナーを生成する場合には、粒径0.
8μm以下の磁性粒子を使用することが望ましい。この
磁性粒子は、単量体組成物100重量部中に10〜60
重量部含有されていることが望ましい。また、これら磁
性粒子はシランカップリング剤、チタンカップリング剤
などの表面処理剤、あるいは適当な反応性の樹脂などで
処理されていてもよい。この場合、磁性粒子の表面積あ
るいは表面に存在する水酸基の密度にもよるが、通常、
磁性粒子100重量部に対して表面処理剤が5重量部以
下、好ましくは0.1〜3重量部の処理で、充分な重合
性単量体への分散性が得られ、トナー物性に対しても悪
影響を及ぼさない。
の画像形成方法及び装置を更に具体的に説明するが、本
発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、
以下に示す部はいずれも重量基準である。。
ーボンブラックMA100(三菱化成社製)20部と重
合開始剤として2,2′−アゾビスイソブチロニトリル
を0.5部加え、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却
器、ガス導入管、温度計を取り付けた500ml四っ口
セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下、室温で30分
間撹拌し、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その
後、70℃の湯浴中で6時間60rpmにて撹拌し、グ
ラフトカーボンブラックを得た。
時間分散した。 スチレンモノマー 50部 n−ブチルメタクリレート 14.5部 1,3−ブタンジオールジメタアクリレート 0.5部 t−ブチルアクリルアミドスルフォン酸 3部 低分子量ポリエチレン 2部 (三井石油化学社製、三井ハイワックス210P) 上記グラフトカーボンブラック 30部
ブチロニトリル及び亜硝酸ナトリウムをそれぞれ1部ず
つ溶解させた後、ポリビニルアルコールの2%水溶液2
50部に加え、特殊機化社製TKホモミキサー1,00
0〜6,000rpm、10分間にて撹拌し懸濁液を得
た。上記懸濁液をスリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却
器、ガス導入管、温度計を取り付けた500mlの四っ
口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下、室温で撹拌
し、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、70
℃の湯浴中で5〜8時間、約100rpmにて撹拌して
重合を完了させ懸濁重合粒子を作成した。この粒子10
0部を水/メタノール=1/1(重量比)の混合液に固
形分30%になるよう再分散し、荷電制御剤としてH4
N(CH2)5CH=C(C2F5)2を3部添加し、撹拌後
濾過乾燥し、トナーを得た。
カ微粒子の添加量がトナー量の0.5重量%となるよう
に配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理し
て電子写真用トナーを作製した。
を、複写機(リコー社製Preter 450)用のキ
ャリヤと混合撹拌し、トナー濃度が5.0重量%となる
ように配合して2成分現像剤を作製した。このトナーと
上記キャリアを充分混ぜ合わせた後、トナーの帯電量を
ブローオフ法で測定したところ、帯電量は−20.7μ
C/gであった。また、1分後の帯電量は−16.4μ
C/gであり、帯電の立ち上がりは非常に良好であっ
た。
子付着力測定法により、実施例、比較例の電子写真用ト
ナーの垂直方向及び水平方向の付着力を測定した。測定
に使用した感光体は、リコー社製Preter 450
の感光体と同一構成の有機光導電体膜を、Alを蒸着し
たマイラーフィルム上に塗布したものを用いた。測定結
果を表1〜3に示す。測定に使用した装置は以下のとお
りである。
0
を改造し、中間転写ベルト用クリーニングブレードを、
該転写ベルト駆動方向に対してカウンター方向より当接
しながら、且つ装置手前側のブレード端が逆側端よりも
下流となるような角度をつけて設置した(図1参照)。
この時の角度は1゜に設定した。転写残トナーは装置手
前側から電圧印加したクリーニングブラシをベルト端部
表面に接触させることにより回収する機構を設けた。
し、単色モードにて細線パターン画像を形成し、これを
30回程度繰り返した後の画像を評価したところ、表1
のような結果が得られた。更に、3万枚通紙によるラン
ニングテストを行い、同様のパターン画像による画像評
価を実施し、クリーニング残による異常画像発生の有無
を確認した。結果を表1に示す。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を
該転写ベルト駆動方向に対して10°に設定した以外
は、実施例I−1と同様の方法で検討した。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を
該転写ベルト駆動方向に対して30°に設定した以外
は、実施例I−1と同様の方法で検討した。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を
該転写ベルト駆動方向に対して40°に設定した以外
は、実施例I−1と同様の方法で検討した。
クリーニングブレードの角度を50度に設定したとこ
ろ、クリーニング工程長が300mm以上になり、且つ
ブレードが経時使用によってめくれ上がり易くなる傾向
が強まり、本発明の構成で利用し得ないことが確認され
た。
ナーを、通常Preter 450機で用いている粉砕
型トナーに変更した。この時の水平付着力/垂直付着力
の比は0.4〜0.7であった。本発明の構成に粉砕ト
ナーを実施例I−1と同様に適用したところ、転写ベル
ト端部への搬送が球形トナーほどうまく進まず、トナー
がクリーニングブレードとベルト間に堆積すると共に、
トナーの飛散が多量に発生し、地汚れや黒すじなどの異
常画像が発生することが確認された。
実機試験における中間転写ベルト用クリーニングブレー
ドの設置態様を変更したこと以外は、実施例I−1と同
様にして画像形成及び評価を行った。
50型複写機を改造し、中間転写ベルト用クリーニング
ブレードを、該転写ベルト駆動方向に対してカウンター
方向より当接し、且つ図2に示したようなブレードの先
端部が該中間転写ベルト幅の中央に位置するよう設定
し、ブレード両端が先端部よりも下流となるような角度
をつけて設置した。この時の角度は該中間転写ベルト表
面の進行方向の垂線に対して1゜に設定した。転写残ト
ナーは当該転写ベルト両側から電圧印加したクリーニン
グブラシをベルト両端部表面に接触させることにより回
収する機構を設けた。
し、単色モードにて細線パターン画像を形成し、これを
30回程度繰り返した後の画像を評価し、表2のような
結果が得られた。更に、その後5万枚通紙によるランニ
ングテストを行い、同様のパターン画像による画像評価
を実施し、クリーニング残による異常画像発生の有無を
確認した。結果を表2に示す。
ルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動
方向に対して10゜に設定した以外は、実施例II−1と
同様の方法で検討した。
ルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動
方向に対して30゜に設定した以外は、実施例II−1と
同様の方法で検討した。
ルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動
方向に対して35゜に設定した以外は、実施例II−1と
同様の方法で検討した。
窒素ガス導入管を取り付けた密閉可能な反応容器を恒温
水槽内に取り付け、メタノール90部、ポリビニルピロ
リドン4部を加えた系に対して、撹拌翼を回転させポリ
ビニルピロリドンを完全に溶解させた後、以下の組成の
ものを容器内に仕込んだ。
窒素ガスを吹き込み完全に酸素を追い出したところで、
水槽内を65±0.1℃にまで昇温し、次のものを添加
して重合を開始した。 アゾビスイソブチロニトリル 0.6部 メタノール 10部
ジで添加した。 チオグリセリン 0.4部 メタノール 1部 その後、15時間反応を続けた後に室温にまで冷却し
た。
り、イオン交換水20部を混合しスターラー撹拌してい
る中に、次の染料粉体を少量ずつ30分かけて投入し
た。 オイルブラック860 1.8部 オイルオレンジ201 0.45部
し、この染着液を75μmのフィルターに通した。その
後、この染着液を遠心沈降し、上澄みを取り除き、メタ
ノール70部、イオン交換水30部の混合溶媒に再分散
するという工程を2回行い、最後にメタノール50部、
イオン交換水50部の混合溶媒に再分散した。濾別後、
風乾し、体積平均粒径5.5μm、個数平均粒径4.9
μmでガラス転移点が60℃の粒子を得た。
カ(一次粒子径15nm)0.7部、酸化チタン(一次
粒子径15nm)0.8部を各々加え、高速混合機によ
って混合してトナーを得た。
5.0の市販シリコン被覆フェライトキャリア)95部
に対し、上記トナー5部を混合し、トナー濃度5%で帯
電量−18.3μC/gを示した。以下、付着力測定以
降の処理を実施例II−1と同様の方法により操作したと
ころ、表2に示す結果が得られた。
したトナーに対して、実施例II−3と同様の方法で評価
した。
したトナーに対して、実施例II−4と同様の方法で評価
した。
したトナーを通常Preter 650機で用いている
粉砕型トナーに変更し、以下、付着力測定以降の処理を
実施例II−1と同様の方法により操作したところ、表2
に示す結果が得られた。
したトナーをImagio Color 4000機で
用いている粉砕型トナー(体積平均粒径:7.5μm)
に変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例II−6
と同様の方法により操作したところ、表2に示す結果が
得られた。
て、実機試験における中間転写ベルト用クリーニングブ
レードの設置態様を変更したこと以外は、実施例I−1
と同様にして画像形成及び評価を行なった。
50型複写機を改造し、中間転写ベルト用クリーニング
ブレードを、該転写ベルト駆動方向に対してカウンター
方向より当接し、且つ図4に示したようなブレードの屈
曲部が該中間転写ベルト幅の中央に位置するよう設定
し、ブレード両端が屈曲部よりも上流となるような角度
をつけて設置した。この時の角度は該中間転写ベルト表
面の進行方向の垂線に対して1゜に設定した。転写残ト
ナーは当該転写ベルト両側から電圧印加したクリーニン
グブラシをベルト両端部表面に接触させることにより回
収する機構を設けた。
し、単色モードにて細線パターン画像を形成し、これを
30回程度繰り返した後の画像を評価し、表3のような
結果が得られた。更に、その後5万枚通紙によるランニ
ングテストを行い、同様のパターン画像による画像評価
を実施し、クリーニング残による異常画像発生の有無を
確認した。結果を表3に示す。
ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆
動方向に対して10゜に設定した以外は、実施例III−
1と同様の方法で検討した。
ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆
動方向に対して30゜に設定した以外は、実施例III−
1と同様の方法で検討した。
ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆
動方向に対して35゜に設定した以外は、実施例III−
1と同様の方法で検討した。
して調製したトナーを用い、且つ実施例III−1と同様
の方法で実機試験を行ったところ、表3に示す結果が得
られた。
製したトナーに対して、実施例III−3と同様の方法で
評価した。
製したトナーに対して、実施例III−4と同様の方法で
評価した。
用したトナーを通常Preter 650機で用いてい
る粉砕型トナーに変更し、以下、付着力測定以降の処理
を実施例III−1と同様の方法により操作したところ、
表3に示す結果が得られた。
用したトナーをImagio Color 4000機
で用いている粉砕型トナー(体積平均粒径:7.5μ
m)に変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例II
I−6と同様の方法により操作したところ、表3に示す
結果が得られた。
社製Preter 450型複写機改造機を用い、中間
転写ベルト用クリーニングブレードを、該転写ベルト駆
動方向に対してカウンター方向より当接しながら、且つ
装置手前側のブレード端が逆側の端よりも角度が1゜下
流となるように設定して設置し、また上流側のブレード
端部には切り欠きのついたギアを設けクリーニングブラ
シ駆動用のギアに連結し、他方の下流端部にはスプリン
グを取り付け、図6のような駆動をブレードができるよ
うに設置した。以下、実施例I−1と同様に転写残トナ
ーを装置手前側から電圧印加したクリーニングブラシを
ベルト端部表面に接触させることにより回収する機構を
設けた。なお、この場合の感光体の径は100mmで、
感光体線速はおよそ230mm/sである。実施例I−
1で使用した二成分現像剤を上記複写機にセットし、単
色モードにて細線パターン画像を形成し、これを30回
程度繰り返した後の画像を評価し、表4のような結果が
得られた。更に、その後3万枚及び30万枚通紙による
ランニングテストを行い、同様のパターン画像による画
像評価を実施し、クリーニング残による異常画像の発生
を確認した。結果を表4に示す。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を
該転写ベルト駆動方向に対して40゜に設定した以外
は、実施例IV−1と同様の方法で検討した。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動幅
を30mmに設定した以外は、実施例IV−1と同様の方
法で検討した。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動周
期を1.2秒に設定した以外は、実施例IV−1と同様の
方法で検討した。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動周
期を1.5秒に設定した以外は、実施例IV−1と同様の
方法で検討した。初期〜3万枚までは問題なかったが、
その後徐々に地汚れが増加し、最終的にはNGになっ
た。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動幅
を50mmとしたため、駆動周期も2.5秒になった
が、これ以外は実施例IV−1と同様の方法で検討した。
初期よりクリーニングがうまく行われなかったが、その
後ブレードがめくれて継続検討できなくなった。
したトナーを通常Preter 650機で用いている
粉砕型トナーに変更し、以下、付着力測定以降の処理を
実施例I−1と同様の方法により操作したところ、表4
に示すように初期では問題が無かったが、経時ではトナ
ーがクリーニングブレードとベルト間に堆積し、トナー
の飛散が多量に発生し、地汚れや黒すじなどの異常画像
が発生するという結果が得られた。
社製Preter 450型複写機改造機を用い、中間
転写ベルト用クリーニングブレードを、該転写ベルト駆
動方向に対してカウンター方向より当接しながら、且つ
装置手前側のブレード端が逆側の端よりも角度が1゜下
流となるように設定して設置し、また上流側のブレード
端部には切り欠きのついたギアを設けクリーニングブラ
シ駆動用のギアに連結し、他方の下流端部にはスプリン
グを取り付け、図7のような駆動をブレードができるよ
うに設置した。以下、実施例I−1と同様に転写残トナ
ーを装置手前側から電圧印加したクリーニングブラシを
ベルト端部表面に接触させることにより回収する機構を
設けた。なお、この場合の中間転写ベルトの周長は57
0mmで、線速はおよそ230mm/sであるため、φ
/2υ=1.239(秒)と計算される。実施例I−1
で使用した二成分現像剤を上記複写機にセットし、単色
モードにて細線パターン画像を形成し、これを30回程
度繰り返した後の画像を評価し、表5のような結果が得
られた。更に、その後3万枚及び30万枚通紙によるラ
ンニングテストを行い、同様のパターン画像による画像
評価を実施し、クリーニング残による異常画像の発生を
確認した。結果を表5に示す。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を
該転写ベルト駆動方向に対して30゜に設定した以外
は、実施例V−1と同様の方法で検討した。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動幅
を50mmに設定したため、駆動周期は1.2秒となっ
た以外は、実施例V−1と同様の方法で検討した。30
000枚までは問題なかったが、100000枚ではや
やクリーニング残トナー量の増加傾向が見られた。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動周
期を1.2秒に設定した以外は、実施例V−1と同様の
方法で検討した。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動周
期を1.5秒に設定した以外は、実施例V−1と同様の
方法で検討した。初期〜3万枚までは問題なかったが、
その後徐々に中間転写ベルト表面の残留トナーが増加
し、最終的にはNGになった。
置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動幅
を100mmとしたため、駆動速度を上げて駆動周期も
3.5秒に設定したが、これ以外は実施例V−1と同様
の方法で検討した。初期よりクリーニングがうまく行わ
れなかったが、その後ブレードがめくれて継続検討でき
なかった。
したトナーを通常Preter 650機で用いている
粉砕トナーに変更し、以下、付着力測定以降の処理を実
施例I−1と同様の方法により操作したところ、表2に
示すように初期では問題が無かったが、経時ではトナー
がクリーニングブレードとベルト間に堆積し、トナーの
飛散が多量に発生し、地汚れや黒すじなどの異常画像が
発生するという結果が得られた。
方法は、前記物性を有する球形化したトナーを使用し、
しかも像担持体上に残留したトナーをクリーニングする
際に、当接するクリーニング部材を該像担持体表面又は
中間転写体が設けられた場合は該中間転写体表面に対し
て前記した構成にて駆動方向の垂直軸より角度を有して
当接することにしたことから、球形トナー固有のクリー
ニング不良を解決することが可能となる。
は、当該像担持体あるいは当該被転写体上に残留したト
ナーをクリーニングする際に、当該クリーニング部材に
駆動機構を設け、さらに効率よく球形トナーを回収し、
かつ感光体へのストレスを低減して長寿命化させること
が可能となる。
成方法は、像担持体上に残留したトナーをクリーニング
する際に、像担持体又は中間転写体が設けられた場合は
該中間転写体の端部近傍にトナー回収機構を設けたこと
から、該端部にクリーニングされて集まった球形トナー
が効率よく回収され、球形トナー固有のクリーニング不
良を解決することが可能となる。
は、球形化したトナーを使用する場合において、当該像
担持体あるいは当該被転写体上に残留したトナーをクリ
ーニングする際に前記のクリーニング機構を採用したこ
とから、球形トナーでもクリーニング不良の起き難い電
子写真方式の画像形成装置を提供することが可能とな
る。
グ手段の一実施例を示す概略図である。
グ手段の別の一実施例を示す概略図である。
グ手段の別の一実施例を示す概略図である。
グ手段の別の一実施例を示す概略図である。
グ手段の別の一実施例を示す概略図である。
グ手段の別の一実施例を示す概略図である。
グ手段の更に別の一実施例を示す概略図である。
ある。
構成図である。
の一部断面側面図である。
の一部断面側面図である。
示す図である。
Claims (22)
- 【請求項1】 像担持体上にトナー像を形成し、該像担
持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写した
後、該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有
する画像形成方法において、製造工程あるいは製造後の
工程で球形化したトナーを使用する場合、該像担持体上
に残留したトナー像をクリーニングする際に当接するク
リーニング部材を該像担持体表面上で該像担持体の駆動
方向の垂直軸より角度を有して当接することを特徴とす
る電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項2】 請求項1において、前記クリーニング部
材の一部が前記像担持体の駆動方向に対向する向きに突
き出た部分(先端部と略す)を有し、その先端部を起点
として該クリーニング部材両端まで該像担持体表面の駆
動方向の垂直軸より角度を有して当接することを特徴と
する電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項3】 請求項1において、前記クリーニング部
材の一部が前記像担持体の駆動方向に凹んで屈曲した部
分(屈曲部と略す)を有し、該屈曲部よりも該クリーニ
ング部材両端が上流に位置し、該屈曲部を起点として該
クリーニング部材両端まで該像担持体表面の駆動方向の
垂直軸より角度を有して当接することを特徴とする電子
写真方式の画像形成方法。 - 【請求項4】 請求項1、2又は3において、前記像担
持体として、第一の像担持体が現像工程における電子写
真感光体であって、第二の像担持体が転写工程における
トナー画像を一時的に担持する中間転写体であり、更に
は該中間転写体がベルト状の導電性又は半導電性の弾性
体から成ることを特徴とする電子写真方式の画像形成方
法。 - 【請求項5】 請求項1又は4において、帯電及び露光
によって前記第一の像担持体上に静電潜像を形成すると
共に、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形
成し、該トナー像を第二の像担持体上に一次転写した
後、該第二の像担持体より被転写体上に二次転写し、そ
の後に該像担持体上に残留するトナーを除去する画像形
成方法において、該第二の像担持体がベルト形状の中間
転写体である第二の像担持体であり、且つ該中間転写体
に当接するクリーニング部材が、少なくとも該中間転写
体の駆動方向の垂直軸に対して0.1度以上40度以下
の角度を有し、該中間転写体の端部から残留した該球形
トナーを回収することを特徴とする電子写真方式の画像
形成方法。 - 【請求項6】 請求項1、2又は4において、帯電及び
露光によって前記第一の像担持体上に静電潜像を形成す
ると共に、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像
を形成し、該トナー像を第二の像担持体上に一次転写し
た後、該第二の像担持体より被転写体上に二次転写し、
その後に該像担持体上に残留するトナーを除去する画像
形成方法において、該第二の像担持体がベルト形状の中
間転写体である第二の像担持体であり、且つ該中間転写
体に当接するクリーニング部材の内クリーニング幅の広
い部分の傾斜角が、少なくとも該中間転写体の駆動方向
の垂直軸に対して0.5度以上40度以下の角度を有
し、該中間転写体の端部から残留した該球形トナーを回
収することを特徴とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項7】 請求項1、3又は4において、帯電及び
露光によって前記第一の像担持体上に静電潜像を形成す
ると共に、該静電潜像をトナーにより現像してトナー像
を形成し、該トナー像を第二の像担持体上に一次転写し
た後、該第二の像担持体より被転写体上に二次転写し、
その後に該像担持体上に残留するトナーを除去する画像
形成方法において、該第二の像担持体がベルト形状の中
間転写体である第二の像担持体であり、且つ該中間転写
体に当接するクリーニング部材の形成する該中間転写体
表面の駆動方向に対する傾斜角の内の角度の小さい方
が、少なくとも該中間転写体の駆動方向の垂直軸に対し
て0.5度以上40度以下の角度を有し、該中間転写体
の端部から残留した該球形トナーを回収することを特徴
とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかにおいて、上記
クリーニング部材が、作像動作中に周期的に該クリーニ
ング部材の延長方向に駆動する機構を有することを特徴
とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項9】 請求項8において、上記クリーニング部
材の駆動方向が上流部から下流部への可逆な駆動であ
り、駆動距離が50mm以下であることを特徴とする電
子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項10】 請求項8又は9のいずれかにおいて、
前記クリーニング部材の駆動周期が第一の像担持体の線
速をυ,直径をφで表した場合、πφ/υ(秒)以下で
あることを特徴とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項11】 請求項1〜7のいずれかにおいて、前
記クリーニング部材が、作像動作中に周期的に該像担持
体駆動方向の垂直方向に駆動する機構を有することを特
徴とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項12】 請求項11において、前記クリーニン
グ部材の駆動方向が上流部から下流部への可逆な駆動で
あり、駆動距離が80mm以下であることを特徴とする
電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項13】 請求項11又は12において、前記ク
リーニング部材の駆動周期が第2の像担持体の線速を
υ,その周長をφで表した場合、φ/2υ(秒)以下で
あることを特徴とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項14】 請求項1〜13のいずれかにおいて、
前記クリーニング部材がシリコーンゴムやフッ素系ゴム
などから形成される弾性ブレードから成ることを特徴と
する電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項15】 請求項1〜14のいずれかにおいて、
遠心分離方式による粉体付着力測定方法によって測定さ
れる当該球形トナーと該被転写体とが形成する付着力の
内訳が、垂直方向の付着力と水平方向の付着力の比(水
平付着力/垂直付着力)が0.3以下である球形トナー
を用いることを特徴とする電子写真方式の画像形成方
法。 - 【請求項16】 請求項1〜4のいずれかにおいて、前
記球形トナーを回収する手段として前記像担持体両端部
近傍にトナー粒子回収用のブラシ、ベルトあるいはロー
ラ等のトナー回収機構を設けたことを特徴とする電子写
真方式の画像形成方法。 - 【請求項17】 請求項1〜4のいずれかにおいて、前
記球形トナーを回収する手段として前記像担持体両端部
近傍にトナー粒子を含む気流を吸引する回収機構を設け
たことを特徴とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項18】 請求項1〜4のいずれかにおいて、前
記球形トナーを回収する手段として前記像担持体両端部
近傍にトナー粒子を静電的に吸引する電界印加機構を設
けたことを特徴とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項19】 請求項5〜15のいずれかにおいて、
前記球形トナーを回収する手段として前記中間転写体両
端部近傍にトナー粒子回収用のブラシ、ベルトあるいは
ローラ等のトナー回収機構を設けたことを特徴とする電
子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項20】 請求項5〜15のいずれかにおいて、
前記球形トナーを回収する手段として前記中間転写体両
端部近傍にトナー粒子を含む気流を吸引する回収機構を
設けたことを特徴とする電子写真方式の画像形成方法。 - 【請求項21】 請求項5〜15のいずれかにおいて、
前記球形トナーを回収する手段として前記中間転写体両
端部近傍にトナー粒子を静電的に吸引する電界印加機構
を設けたことを特徴とする電子写真方式の画像形成方
法。 - 【請求項22】 像担持体上にトナー像を形成し、該像
担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写した
後、該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有
する画像形成方法に使用する画像形成装置であって、請
求項1〜21のいずれかに記載のクリーニング部材の当
接機構を具備してなることを特徴とする電子写真方式の
画像形成装置。
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