JP2004054057A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

Image forming apparatus and image forming method Download PDF

Info

Publication number
JP2004054057A
JP2004054057A JP2002213035A JP2002213035A JP2004054057A JP 2004054057 A JP2004054057 A JP 2004054057A JP 2002213035 A JP2002213035 A JP 2002213035A JP 2002213035 A JP2002213035 A JP 2002213035A JP 2004054057 A JP2004054057 A JP 2004054057A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image forming
image
transfer
forming apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002213035A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroto Higuchi
樋口　博人
Mitsuo Aoki
青木　三夫
Hiyo Shu
冰 朱
Maiko Kondo
近藤　麻衣子
Shinya Nakayama
中山　慎也
Hiroharu Suzuki
鈴木　弘治
Yasushi Furuichi
古市　泰
Tadashi Kasai
葛西　正
Yutaka Takahashi
高橋　裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2002213035A priority Critical patent/JP2004054057A/en
Publication of JP2004054057A publication Critical patent/JP2004054057A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Fixing For Electrophotography (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
  • Developing For Electrophotography (AREA)
  • Dry Development In Electrophotography (AREA)
  • Combination Of More Than One Step In Electrophotography (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus and an image forming method for providing an image of high definition with less image deterioration at a low cost by eliminating a deterioration in the image due to transfer while using general toner, but not using transfer by an electrical field. <P>SOLUTION: A transfer paper is sandwiched between a photoreceptor 1 and a transfer roller 52 coming in contact with each other, then a pressure is applied so as to transfer a toner image formed on the photoreceptor 1 to the transfer paper, simultaneously, primarily fixing the image on the transfer paper. The transfer paper with the primarily fixed image is further transported by a transfer belt 53 and made to pass through rollers 71 and 72 so as to secondarily fix the image on the transfer paper. The transfer belt 53 is heated by heating means 73 and 74, and the belt 53 is held at a fixed temperature. Magnetic toner having a volume resistivity of ≥ 1×10<SP>9</SP>Ωcm and having a weight average particle diameter of 3.0 to 10.0μm is used. As for the fixation of the toner to the transfer paper, primary fixation < secondary fixation is established. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成法では、次のように多くの工程が必要となる。
【０００３】
コピー機の場合は、スキャナーや光学系で原稿を電気信号に変換する。プリンタの場合は、直接プロッターに信号で入力する。
電気信号は、レーザー等の書きこみにより、感光体に光学像として照射され、帯電している感光体上に静電潜像を作る。
その潜像に対し、現像工程で、トナーに代表される有色微粉末を静電的に付着させる。
このトナー像は、さらに、転写工程で、転写紙に静電的に転写される。最近、カラーの分野では中間転写体上に３〜４色のトナー像を転写し、転写紙に転写する方式も多く用いられている。
そして、転写紙上にトナーを熱などにより溶融、固着させ、画像を形成する。
【０００４】
画像品質について検討した場合、上記のすべての工程で画像の劣化が発生する。特に、現像、転写、定着の各工程での画像の劣化が大きいことは周知の通りである。
【０００５】
現像工程では、感光体潜像に対し、感光体上のトナーの周りの電界によりトナーは静電的に付着するため、潜像より広範囲に現像されたり、キャリアの摺擦によりかすれたり、静電潜像に対し画像の劣化が発生する。ただし、最近の技術では、トナーの小径化、球形化、キャリアの小径化などで、改善されてきてはいる。
【０００６】
現在、転写工程では、現像されたトナーの付着した感光体異と同期して搬送された転写紙を当接し、電界により感光体から転写しに静電的に転移させる。しかし、この転写工程の前後での転写紙と感光体の密着前後の近接する工程で静電的にチリ、ニジミ、などによる画像劣化が大きくなる。
【０００７】
また、定着工程でも、トナーを転写紙に融着させる工程であることから、定着性を良くするとトナーの容融によるトナー像の広がりが発生する。転写紙上トナーの付着量のばらつきがある場合、定着後のドット径やライン幅のばらつきが大きくなり、劣化することがある。
【０００８】
以上説明した劣化現象のうち、転写工程での劣化が特に大きい。これにより、画像のぼそつき、解像度、などの画像が悪くなる。
【０００９】
そこで、従来から、転写工程と定着工程を同時に行うことが提案されている。例えば、特開昭５５−８７１５６号公報には、アモルファスシリコーン感光体を用いて加熱定着ロールを用いて用紙への転写と定着を同時に行う方法が提案されている。
【００１０】
また、特開平６−１７５５１２号公報にも、重合トナーを用いた熱エネルギーで転写と定着を同時に行う方法が提案されている。
【００１１】
さらには、特開平７−５７７６号公報には、アモルファスシリコーン感光体を用い、トナーとしてカプセルトナーを用いて圧力ローラに転写バイアスを印加する方法が提案されている。また、カプセルトナーを用いる方法としては、特開平５−１０７７９６号公報や特開平６−２３０５９９号公報に記載のものなど多くの提案がされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開昭５５−８７１５６号公報や特開平６−１７５５１２号公報に記載の方法では、定着装置と感光体が密着しているため、定着の熱が直接感光体に伝達する。感光体に耐熱性の良い感光体を用いれば良いが、感光体周りの現像部、トナー、クリーニング部にも定着できる温度まで伝達するため、冷却装置を設けるなどの対応が考えられるが、感光体の回転スピードから考慮すると事実上困難である。
【００１３】
また、特開平７−５７７６号公報記載の方法では、カプセルトナーを用い、転写に静電気を用いているため、転写工程の画像劣化には十分でない。さらには、特開平５−１０７７９６号公報や特開平６−２３０５９９号公報等に記載されているようなカプセルトナーを用い圧力ローラで定着する方法は、カプセルトナーは実用的には問題が大きく、特に、現像と定着の両立ができておらず、また、コストが高すぎるなどの問題があることから、汎用的に利用されていないのが現状である。
【００１４】
そこで、本発明は、粉砕法や重合法で一般的に用いられているトナーを用いながら、電界による転写を用いずに、圧力及び温度を用いて転写紙上に仮定着をし、感光体上のトナー像をそのまま転写紙に転移して、別に配置された定着装置により本定着を行うことにより、転写による画像劣化をなくして、画像劣化の少ない高品位の画質を低コストで得られる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ドラム状感光体と熱ローラ定着装置と転写ベルトを設ける。転写ベルトは、感光体の下部で感光体と当接するように設けたローラと定着ローラの下ローラに張られた無端ベルトであり、感光体と転写ベルトの一方のローラが当接するように配置されており、転写紙を挟んで転写、搬送できるようにし、感光体と当接ベルトローラに圧力を与える。さらに転写ベルトの温度は定着ローラで暖められ、転写時にトナーガラス転移点とトナーの軟化点の間温度に一定に保持される。転写工程で感光体と同期して搬送された転写紙に感光体上のトナーを転写同時一次定着し転写ベルトで搬送する。さらに転写ベルトで一次定着された転写紙を搬送し、二次定着装置を通すことにより、画像の劣化の無い良質の画像を得ることができることを見出した。
【００１６】
すなわち、請求項１記載の発明によれば、画像形成装置は、静電潜像を担持する感光体を有する像担持体と、感光体上に形成された静電潜像に少なくともトナーから成る現像剤を供給してトナー像を形成する現像剤担持体と、転写紙を搬送するベルト及び複数のローラと、ベルトを４０〜８０℃の範囲に加熱する加熱手段と、トナー像を前記転写紙上に転写すると同時に一次定着させる像担持体と当接したローラと、転写された像を転写紙上に二次定着させるローラとを有し、トナーは、１×１０９　Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有し、かつ、重量平均粒径が３．０〜１０．０μｍの磁性トナーであり、トナー像の転写紙への一次定着が二次定着よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、画像形成装置は、現像剤担持体と像担持体とが、接触せずにトナー像を形成する請求項１記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、画像形成装置は、現像剤担持体と像担持体との間で、交流及び／又は直流バイアスが印加される請求項１または２記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、画像形成装置は、トナーの粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が、１．３以下である請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、画像形成装置は、トナーの平均円形度が、０．９０以上である請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、画像形成装置は、トナーのガラス転移温度Ｔｇが、５０〜６５℃の範囲である請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項７記載の発明によれば、画像形成装置は、トナーの軟化温度Ｔｍが、９０〜１１０℃の範囲である請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項８記載の発明によれば、画像形成装置は、トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度が、１００〜１３０℃の範囲である請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項９記載の発明によれば、画像形成装置は、トナーのゆるみ見掛け密度が、０．５０ｇ／ｃｍ３　以上である請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１０記載の発明によれば、画像形成装置は、感光体の担持面の表面摩擦係数が、０．７０以下である請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１１記載の発明によれば、画像形成装置は、感光体が、有機光半導体である請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１２記載の発明によれば、画像形成装置は、感光体が、導電性支持体上に感光層と金属酸化物を含有した保護層とを設けた感光体である請求項１１記載の画像形成装置であることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項１３記載の発明によれば、画像形成方法は、静電潜像を担持する感光体と、現像剤担持体とを対向させて、感光体上に形成された静電潜像に少なくともトナーから成る現像剤を供給して現像する現像工程と、現像されたトナー像を感光体とローラの間に張られたベルトを介して転写紙に転写する転写工程と、熱ローラによる定着工程とを有し、像担持体上に形成されたトナー像をローラにより、４０〜８０℃に予備加熱されたベルトを介して転写紙に圧接して転写すると同時に転写紙上に一次定着し、さらに、一次定着した転写紙を搬送し加熱手段を通過させ定着工程により二次定着させる画像形成方法であって、トナーは、体積固有抵抗が１×１０９　Ω・ｃｍ以上、重量平均粒径が３．０〜１０．０μｍの磁性トナーであり、トナーの転写紙への定着性が一次定着＜二次定着であることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項１４記載の発明によれば、画像形成方法は、現像方法は、非接触現像方法である請求項１３記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項１５記載の発明によれば、画像形成方法は、現像工程において、現像剤担持体と前記感光体との間で交流及び／又は直流バイアスが印加される請求項１３または１４記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３１】
請求項１６記載の発明によれば、画像形成方法は、トナーの粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が、１．３以下である請求項１３から１５のいずれか１項に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項１７記載の発明によれば、画像形成方法は、トナーの平均円形度が、０．９０以上である請求項１３から１６のいずれか１項に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３３】
請求項１８記載の発明によれば、画像形成方法は、トナーのガラス転移温度Ｔｇが、５０〜６５℃である請求項１３から１７のいずれか１項に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３４】
請求項１９記載の発明によれば、画像形成方法は、トナーの軟化温度Ｔｍが、９０〜１１０℃である請求項１３から１８のいずれか１項に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３５】
請求項２０記載の発明によれば、画像形成方法は、トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度が、１００〜１３０℃である請求項１３から１９のいずれか１項に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３６】
請求項２１記載の発明によれば、画像形成方法は、トナーのゆるみ見掛け密度が、０．５０ｇ／ｃｍ３　以上である請求項１３から２０のいずれか１項に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３７】
請求項２２記載の発明によれば、画像形成方法は、感光体の表面摩擦係数が、０．７０以下である請求項１３から２１のいずれか１項に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３８】
請求項２３記載の発明によれば、画像形成方法は、感光体が、有機光半導体である請求項１３から２２のいずれか１項に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００３９】
請求項２４記載の発明によれば、画像形成方法は、感光体が、導電性支持体上に感光層と金属酸化物を含有した保護層を設けた感光体である請求項２３に記載の画像形成方法であることを特徴とするものである。
【００４０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による画像形成装置及び画像形成方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００４１】
図１には、本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態における画像形成装置全体の概略図が示されている。
【００４２】
周知の電子写真方式が用いられる画像形成装置２００は、内部に記録媒体であるドラム状感光体１を備えている。感光体１の周囲には、矢印で示す回転方向に沿って、電子写真複写行程を実施する帯電器２と、露光手段３と、現像手段４と、転写手段５と、クリーニング手段６と、定着手段７とが配置されている。
【００４３】
読み取られた画像信号を基に、露光手段３は、レーザ光をポリゴンモータでミラー３３を介してスキャンさせて感光体１上に静電潜像を形成する。この感光体１としては、有機感光体の他、アモルファス等既存の感光体を用いることができる。
【００４４】
感光体１上に形成された静電潜像から、現像手段４によってトナー画像が形成され、そのトナー画像が、転写材の貯蔵されている転写材バンク１０１、１０６から給紙ローラ１０２、１０７で給紙され、給紙コロ１０３、１０８で給送される転写材に転写される。
【００４５】
コロ１０４は感光体１上のトナー像と同期を取って転写材を搬送するためのレジストコロであり、転写材は、転写手段５に送られ静電転写される。
【００４６】
トナー像が載った転写材は、転写ベルト５３を通して定着手段７に搬送、定着された後に、機外へ排出される。
【００４７】
一方、未転写部や汚れの付着した感光体１はクリーニング手段６によりクリーニングされ次の作像ステップに入る。
【００４８】
定着手段７は（後述する）　転写手段５で半溶解されたトナーを完全に定着するために、必要な構成である。
【００４９】
基本構成としては、ハロゲンランプ等の加熱手段７４（以下「ヒータ」という。）を有する定着ローラ７１と、圧接される加圧ローラ７２とを備えている。
【００５０】
定着ローラ７１は、外径φ５０の芯金（図示せず）表面にゴム硬度：４２ＨＳ（アスカＣ）程度のシリコーンゴム等の弾性層を４００μｍの厚みに設け、さらに、トナーの粘性による付着を防止する目的で、フッ素樹脂等の離型性の良い樹脂表層が形成されている。
【００５１】
弾性層の厚みは、画像品質と定着時の熱伝達効率を考慮して、通常は１００〜５００μｍ程度が好ましい。また、樹脂表層は、ＰＦＡチューブ等で構成され、その厚みは、機械的劣化を考慮して、１０〜５０μｍ程度の厚みが好ましい。
この様な構成の定着ローラを使用することで、定着での画像品質は格段に向上する。
【００５２】
定着ローラ７１の外周面には、温度検知手段が設けられ、定着ローラ７１の表面温度を約１６５℃ほぼ一定に保つようにヒータ７４が制御されている。
【００５３】
加圧ローラ７２は、外径φ３８の芯金表面にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなオフセット防止層が被覆されている。
【００５４】
また、定着ローラ７１と同様に芯金の中にヒータ７２が設けられている。
このヒータは定着手段７における安定化作用の他に後述する熱転写で重要な構成である。詳細は後述する。
なお、芯金（図示せず）表面には、シリコーンゴム等の弾性層を設けもよいが、本発明ではベルト温度の安定性を加味して配置していない。
【００５５】
このような構成の定着器において、定着ローラ７１と加圧ローラ７２とが、面圧：９．３Ｎ／ｃｍ２　の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成している。
【００５６】
定着手段７は、感光体駆動手段（図示せず）と同期して駆動され、転写材を挟持搬送する。この際、定着ローラ７１はヒータ７４によって所定の温度に制御されており、転写材上のトナー像は、両ローラ間を通過するときに、圧力を受けながら熱溶融し、ローラ対を出て冷却されることによって永久像として転写材に定着される。
【００５７】
定着ローラ７１に弾性層を設けることで、トナー像の表面及び転写紙との接点がより密着され、定着性やミクロな濃度ムラや光沢の不均一が少なくなり、品位の良い定着画像を得ることができる。
【００５８】
次に、本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態における特徴的な構成について説明する。
【００５９】
本発明の特徴は、転写手段５にある。すなわち、従来の転写プロセスは静電気を利用した静電転写方式であるが、本発明は圧力を利用して転写する点に特徴がある。
もっとも、圧力のみを利用すると、感光体や転写ローラ等に制約され、充分な転写機構が容易に作れないばかりか、押圧力で画像を劣化させる欠点を持つ。
このため、本発明では、従来の静電的な転写効果でなく、定着で用いる熱と弱い圧力との併用による新規な転写方式を提供している。
【００６０】
転写ローラ５２は、ローラの硬度が６０Ｈｓ（アスカＣ硬度計にて）の弾性体であり、接触幅は約１．５ｍｍ、押圧力は面圧で５Ｎ／ｃｍ２　となっている。
【００６１】
面圧が１０Ｎ／ｃｍ２　以上になると、圧力が高くて感光体上のトナーを押しつぶすため、画像の劣化につながる。他方、２Ｎ／ｃｍ２　以下だと、充分な転写特性が得られない。よって、面圧はローラの硬度や接触幅によって決定されることではあるが、約２〜１０Ｎ／ｃｍ２　が好ましい範囲である。（後述する）熱を加えない時に転写材にほぼトナーが転写する程度の面圧で決定されれば、本発明の効果が発揮できる。
【００６２】
転写ローラ５２は、圧力転写するための重要なローラであり、ここでは上記の硬度を持つ弾性体構造とし、必要な面圧と接触幅を得ている。さらにベルトの熱を低下させない様、金属シリンダの表面には熱伝導率：０．　５×（　１／１０００）［ｃａｌ／ｃｍ　・ｓｅｃ　・℃］　以下のシリコンゴムを３ｍｍ厚で構成し、硬度：６０Ｈｓを得ている。
【００６３】
転写ベルト５３としては、基材をシームレスのポリイミドフィルムで構成している。また、その外側にフッ素樹脂層を設けてある。必要に応じて、フィル層の上にシリコーンゴム層を設け、その上にフッ素樹脂層を設けてもよい。
【００６４】
この転写ベルト５３が、定着手段７の加圧ローラ７２とベルト転写ローラ５２との間に架けられている。
【００６５】
本実施形態では図示してないが、転写ローラ５２は、感光体の速度と同期して、転写ベルト５３が等速する様に駆動される。
【００６６】
ベルトの材料としては、耐熱性の材料を種々選択することで、同様の効果が得られる。本実施形態では基材の外側にフッ素樹脂層を設けたが、これはベルトの熱を低下させないために実施したにすぎず、本発明の主旨とするところではない。ただし、本発明では、後述のごとく熱源も利用した転写方式のため、従来の転写ベルトの様にゴム材を基材とすることは好ましくない。
【００６７】
熱源としては、前述のように定着手段７を用いる。転写ベルト５３は、これにより加熱され、熱と圧力との併用により、感光体上のトナーは画像劣化することなく転写材に転写される。
【００６８】
加熱を利用して転写する技術は従来より開示されているが、本発明がそれらと異なるのは、加熱温度が極めて低い点である。
【００６９】
たしかに、低い温度であれば転写が効率良く行われない。このことは、温度が大体８０℃以下であてはまる。逆に、温度が高ければ転写性は向上する。このことは、温度が大体１４０℃以上であてはまる。
【００７０】
しかし、そのように温度が高いと、感光体１や現像手段４やクリーニング手段６の熱的破壊を防止する技術が必要となる。また、感光体上のトナーをはく離するためのはく離効果を感光体にもたせなければならず、本来の感光体の機能を損なうことになる。
【００７１】
そこで、本発明は、従来達成できなかった４０〜８０℃の温度でベルトを加熱し、これと前述の圧力とを併用することで、安定した半溶解トナーを作り転写を達成するものである。このことで前述の感光体１や現像手段４やクリーニング手段６に熱的ストレスを与えることなく充分な転写性能を達成できる。また、このための熱源として定着手段７を用いる。
【００７２】
ベルト温度は、前述の圧力転写条件との関連で決定されるが、前述の加圧条件下ではトナーの軟化点付近で制御する程度でよい。
低ければ、トナーは転移しない。高ければトナーは溶解し、感光体にも固着することになり、転写材に効率良く転写されない。
本発明に使用したトナー及び圧力転写条件であれば、４０〜８０℃程度が（良く転写されることから）安定した半溶解トナーを作れる温度であると考えられる。
【００７３】
以下、本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態におけるベルト温度について詳細に説明する。
【００７４】
転写ベルト５３の温度検出用サーミスタ５６が、転写ローラ５２に近接して配置されている。設定温度は転写効果が最も発揮される７０℃に設定した。サーミスタは、熱源と作用位置に時間的なズレがあるため、さらに１ケ所設けた方が正確に制御できるが、本実施形態では時間的遅れを加味した制御を行うことで省略している。
【００７５】
転写ベルト５３が停止中は、ヒータ７３は、サーミスタ検知に係わらず、ＯＦＦ制御されている。ベルト駆動と共に、ヒータ７３が強制的にＯＮされ、ヒートされたベルト５３がサーミスタ位置５６を通過するまで継続する。
【００７６】
その後、サーミスタ５６の設定値によりヒータ制御され、設定温度に達した後（ベルト位置がヒータ７３に到達する時間を考慮して、）、そのベルト位置が再び加圧ローラ７２まで達する時間だけ遅らせた後に、ヒータ７３をＯＦＦするように制御した。このように制御することで、転写ベルト５３は約７０℃に加熱される。
【００７７】
種々の転写紙条件を考慮すると、精度良く温度が保たれる訳ではないが、前述のごとく圧力との併用での熱源は４０〜８０℃と比較的広い温度範囲が可能なため、本実施形態のごとき制御でも本発明の効果を充分発揮できる。
もちろん、定着手段の熱源と併用した本方式のベルト安定化策は種々考えられるが、全て本発明の作用が含まれることは同業者において当然なことである。
【００７８】
このように、定着手段７では、定着ローラ７１の温度を本来の定着する機能として設定し、加圧ローラ７２に配置されたヒータ７３により、転写ベルト５３を温度制御するように設定したことで、転写紙通過時の加圧ローラ温度低下も防止でき、効率良く定着できるようになる。
【００７９】
このような構成で、ベルトを加熱し、かつ、加圧する併用転写を行い、本発明のトナーで定着手段７を通過させて定着させたところ、定着後の画像として均一な画像を得ることができた。
【００８０】
さらに、本実施形態では、像担持体に対向して配置された現像装置が非接触することによって現像される方法であることが好ましい。これは、現像部によって形成された現像の穂が、転写ベルトを介して伝達してきた定着装置からの熱の影響を少なからずともうけている感光体に接触しないことで、現像剤の感光体や現像スリーブへの融着等による汚染の影響を少なくし、さらに長寿命化できるからである。と同時に、現像剤のブラシによる潜像への摺擦跡の発生をなくすことができる。
【００８１】
また、現像部において、現像剤担持体と像担持体との間で交流及び／又は直流バイアスが印加されることにより、ざらつきのない高精細な画像が得られることから、さらに好ましい。
【００８２】
以下、本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態において用いた現像装置４についてさらに詳細を説明する。
【００８３】
図２には、本発明による画像形成装置及び画像形成方法の実施に有用な代表的な現像装置４の現像剤担持体部を中心とした概要が示されている。ただし、本発明は何らこの装置に限定されるものではない。なお、本装置は一成分磁性トナーである。
【００８４】
図２において、現像剤容器４７に内蔵されているトナー４６は、撹拌羽根（トナー供給補助部材）４５により、トナー供給部材（スポンジローラ又はファーブラシなど）４４に強制的に寄せられ、トナー４６はトナー供給部材４４に供給される及び磁石を内包した現像スリーブ４２によって磁界の力により引き寄せられる。
【００８５】
一方、現像を終了した現像スリーブ４２は、矢印の方向に回転し、トナー供給部材４４との接触部に至る。トナー供給部材４４は、現像スリーブ４２と逆方向に回転し、現像スリーブ４２とトナー４６に帯電を与え、現像スリーブ４２上にトナー４６を付着させる機能も有する。
【００８６】
さらに、現像スリーブ４２は回転し、現像スリーブ４２上の付着トナーは、トナー層厚規制部材（弾性ブレード）４３により、厚みを制御されながら帯電も安定化され、現像間隙４８に達する。
【００８７】
現像間隙４８が、トナー層厚規制部材（弾性ブレード）４３により規制された厚みｄｇより大きい場合、非接触現像方式と呼ばれ、現像剤のブラシによる画像の摺擦跡の発生が無くなる。
【００８８】
現像スリーブ４２、トナー供給部材４４にバイアス電圧を印加すると、現像間隙４８において、形成された電界により静電的にひきつけられる力Ｆｑが、現像スリーブ４２と磁気的に作用している力Ｆｍ、物理的に作用している力Ｆｖより大きくなったトナー粒子が、感光体１表面に現像される。
【００８９】
また、図２に示した現像器において、現像時、現像スリーブ４２には、電源４９により、現像バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳した振動バイアス電圧が印加される。
【００９０】
背景部電位と画像部電位は、上記振動バイアス電位の最大値と最小値の間に位置している。これによって、現像部４に向きが交互に変化する交互電界が形成される。この交互電界中で現像剤のトナーおよび／またはキャリア（二成分の場合）が激しく振動し、トナーが現像スリーブ４２および／またはキャリア（二成分の場合）への静電的拘束力を振り切って、感光体ドラム１に飛翔し、感光体ドラムの潜像に対応して付着する。
【００９１】
振動バイアス電圧の最大値と最小値の差（ピーク間電圧）　は、０．５〜５ＫＶが好ましく、周波数は、１〜１０ＫＨｚが好ましい。
【００９２】
振動バイアス電圧の波形は、矩形波、サイン波、三角波等が使用できる。
【００９３】
振動バイアスの直流電圧成分は、上記したように背景部電位と画像部電位の間の値であるが、画像部電位よりも背景部電位に近い値である方が、背景部電位領域へのかぶりトナーの付着を防止する上で好ましい。
【００９４】
振動バイアス電圧の波形が矩形波の場合、デューティ比を５０％以下とすることが望ましい。ここでデューティ比とは、振動バイアスの１　周期中でトナーが感光体に向かおうとする時間の割合である。
【００９５】
このようにすることにより、トナーが感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を大きくすることができるので、トナーの運動がさらに活発化し、トナーが潜像面の電位分布に忠実に付着して、ざらつき感や解像力を向上させることができる。また、トナーとは逆極性の電荷を有するキャリア（二成分の場合）が感光体に向かおうとするピーク値とバイアスの時間平均値との差を小さくすることができるので、キャリア（二成分の場合）の運動を沈静化し、潜像の背景部にキャリア（二成分の場合）が付着する確率を大幅に低減することができる。
【００９６】
このように不均一なトナーを半溶解することが本発明の効果にとって重要なポイントであるが、本発明の効果を得るためにはトナーの物性が重要となる。すなわち、半溶解トナーが安定して得られるためには、トナーの軟化点が安定して、軟化点付近で良く溶解することが望ましい。
【００９７】
そこで、本実施形態の効果を達成するのが容易なトナーの特性について、以下説明する。
【００９８】
圧力と４０〜８０℃の熱により転写紙に転写と同時に定着する一次定着においては、感光体上に形成されたトナー像は密に現像される必要がある。もし、密に現像されない場合、転写時に圧力が不均一となり、一次定着性にばらつきが生じる。
【００９９】
トナー像を密に現像するためには、帯電量が高く均一であることが好ましく、その電荷（帯電量）をトナーに保持するためにはトナーの体積固有抵抗が高いことが必要となり、１×１０９　Ω・ｃｍ以上が望ましい。１×１０９　Ω・ｃｍ未満の場合は、トナー像は疎に現像され、転写時に圧力が不均一となり、一次定着性にばらつきが生じるからである。
【０１００】
所望のトナー体積固有抵抗は、後述するマグネタイト微粒子などの磁性体やカーボンブラックなどの着色剤など導電性をもった材料を適度に分散させることで得ることができる。
【０１０１】
また、４０〜８０℃の熱を加えることにより、圧力定着の際の塑性変形がしやすくなるため、一次定着の定着性を良好なものとすることができる。
【０１０２】
トナーの体積固有抵抗の測定は、トナー３．０ｇを６ｔ／ｃｍ２　の荷重をかけ、直径４０ｍｍの円盤状のペレットにしたものをＴＲ−１０Ｃ型誘電体損測定器（安藤電気株式会社）にて測定する。周波数は１ＫＨｚ、ＲＡＴＩＯは１１×１０−９Ω・ｃｍである。
【０１０３】
トナーの重量平均粒径は、３．０〜１０．０μｍが好ましい。トナー粒径が小さいほど、画像品質は優れる。１０．０μｍ以上の場合は、画像品質が悪くなることがあるため、好ましくない。また、３．０μｍ以下の場合は、トナーの生産性が悪化することや、流動性の悪化が顕著となり、好ましくない。
【０１０４】
図３には、本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態に使用されるトナーの粒径分布の一例が示されている。なお、測定にはＣｏｕｌｔｅｒ　　ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ　　ＩＩｅを使用した。また、アパーチャー径は１００μｍである。
【０１０５】
一次定着と二次定着の定着性は「一次定着＜二次定着」であることが望ましい。一次定着は、静電的な転写によるトナーの飛び散りを防止することが目的であるので、完全に定着させる必要はなく、転写紙に固定される程度でよい。また、一次定着性を向上させるために圧力を上げすぎると、トナー像や転写紙の潰れが発生し、画像品質を悪化させるため好ましくない。一次定着の圧力は０．１〜３０Ｋｇ／ｃｍ２　、好ましくは０．５〜１５Ｋｇ／ｃｍ２　である。
【０１０６】
また、二次定着は、通常の加熱二本ロールを用いることができ、その定着温度は１００〜２００℃である。
【０１０７】
画像品質については、トナー像の転写後、定着後の体積及び面積が変化し、画像品質が悪化する。この現象はデジタル現像の場合が特に顕著であり、独立したドットの再現性が大きく影響を受ける。
【０１０８】
ハーフトーンの濃度は一様であるべきであるが、ミクロな濃度むらが生じていると、肉眼で見たときにざらついた印象をあたえる。ざらつきの物理的評価値は粒状度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）である。
【０１０９】
ノイズは濃度変動の周波数特性であるウィナースペクトラム（Ｗｉｅｎｅｒ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）によって測定できる。
【０１１０】
平均値が０である濃度変動成分をｆ（ｘ）とすると、
Ｆ（ｕ）＝∫ｆ（ｘ）ｅｘｐ（−２πｉｕｘ）ｄｘ　　　　　　　　　　　　　　　　（式１）
ＷＳ（ｕ）＝Ｆ（ｕ）２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（式２）
ここでｕは、空間周波数である。
【０１１１】
粒状度（ＧＳ）は、ＷＳと視覚の周波数特性（Ｖｉｓｕａｌ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＶＴＦ）の積を積分した値で、以下の式で表される。
ＧＳ＝ｅｘｐ（−１．８＜Ｄ＞）∫ＷＳ（ｕ）１／２　ＶＴＦ（ｕ）ｄｕ（式３）なお、Ｅｘｐ（−１．８＜Ｄ＞）は，濃度と人の知覚する明るさの差を補正するための係数である。＜Ｄ＞は、濃度の平均値を表す。
【０１１２】
粒状度は、画像のなめらかさの主観評価と高い相関がある。すなわち、粒状度の値が小さいほど滑らかな高画質となり、逆に大きいとざらついたプアな画像品質となる。
【０１１３】
トナー粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）は、１．３以下であることが好ましい。これは、一次定着での転写、定着圧が均一に加わりやすくなるため、圧力定着性が向上するためである。
【０１１４】
重量平均粒径、個数平均粒径の測定には、Ｃｏｕｌｔｅｒ　　ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ　ＩＩｅを使用した。また、アパーチャー径は１００μｍである。
【０１１５】
トナーの平均円形度は、０．９０以上であることが好ましい。これは、感光体上でのトナー像の集合状態は均一性が増し、一次定着での転写、定着性は向上するためである。
【０１１６】
平均円形度は、（株）ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて測定することができる。測定は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した後０．４５μｍのフィルターを通した液５０〜１００ｍｌに分散剤として界面活性剤、好ましくは、アルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料を１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を行い、粒子濃度を５０００〜１５０００個／μｌに調整した分散液を用いて測定を行なった。
【０１１７】
ＣＣＤカメラで撮像した２次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で０．６μｍ以上をＣＣＤの画素の精度から有効とし、平均円形度の算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得ることができる。各粒子の平均円形度は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出することができる。
【０１１８】
平均円形度が０．９０以上のトナーは、機械的な衝撃による粉砕や、熱処理による方法などで作ることができる。
【０１１９】
トナーのガラス転移温度Ｔｇは、５０〜６５℃であることが好ましい。これはトナーの保存性と、二次定着における熱定着性を良好に保つ適切な温度範囲であると考えられるからである。
【０１２０】
Ｔｇの測定は、ＡＳＴＭ　Ｄ３４１８−８２に準じて行う。ＤＳＣ曲線は一度昇温、降温させた後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定されたＤＳＣ曲線を用いる。
【０１２１】
本実施形態においては、トナーの軟化温度Ｔｍが９０〜１１０℃であることが好ましい。これは、Ｔｇと同様に、トナーの保存性を保ち、また二次定着における熱定着性が良好な温度範囲であると考えられるからである。
【０１２２】
軟化温度Ｔｍの測定は、フローテスターＣＦＴ−５００Ｃ（島津製作所）により行う。測定条件は、押出圧力：１．９６１２ＭＰａ、昇温速度：６℃／ｍｉｎ、ダイ径：１．０ｍｍ、ダイ長さ：１．０ｍｍの条件下にて１／２流出した時の温度をＴｍとする。
【０１２３】
トナーの溶融粘度は、１０００Ｐａ・ｓとなる温度が１００〜１３０℃であることが好ましい。二次定着におけるホットオフセット現象の発生を抑え、かつ二次定着における熱定着性が良好であると考えられるからである。
【０１２４】
溶融粘度の測定は、フローテスターＣＦＴ−５００Ｃ（島津製作所）で測定した値であり、測定条件は、押出圧力：１．９６１２ＭＰａ、昇温速度：６℃／ｍｉｎ、ダイ径：１．０ｍｍ、ダイ長さ：１．０ｍｍの条件下にて測定する。
【０１２５】
溶融粘度ηは下記の式により求める。
溶融粘度η＝τ／γ＝πＤ４Ｐ／１２８ＬＱ
ただし、Ｐ：押出圧力（Ｐａ）　　Ｑ＝Ｘ／１０×Ａ／ｔ
Ｄ：ダイ径（ｍｍ）
Ｌ：ダイ長さ（ｍｍ）
ｔ：計測時間（ｓ）
Ｘ：計測時間ｔに対するピストンの移動量（ｍｍ）
Ａ：ピストンの断面積（ｍｍ２　）
溶融粘度ηが１０００Ｐａ・ｓとなる温度を求める。
【０１２６】
トナーのゆるみ見掛け密度は、０．５０ｇ／ｃｍ３　以上であることが好ましい。これは、トナーの凝集性が低いため、感光体上でのトナー像の集合状態が均一となり、一次定着での転写、定着性に優れるためである。
【０１２７】
ゆるみ見掛け密度は、パウダーテスター（ＰＴＮ型：ホソカワミクロン社製）を用いて測定する。
【０１２８】
本実施形態においては、感光体の表面摩擦係数が０．７０以下であることが好ましい。これは、一次定着で転写、定着する際の感光体との離型性に優れ、一次定着での画像品質が向上するためと考えられる。
【０１２９】
感光体の表面摩擦係数を低くする方法として、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩を感光体表面に均一に塗布することが考案されているが、最も一般的な手段はトナー中に添加する方法である。
【０１３０】
表面摩擦係数は、協和界面化学（株）社製、全自動摩擦摩耗解析装置を用いて測定する。この時、接触子として３ｍｍステンレス球を用いる。
【０１３１】
感光体は、有機光半導体であることが好ましい。
【０１３２】
また、感光体が導電性支持体上に感光層と金属酸化物を含有した保護層を設けた感光体であることが好ましい。金属酸化物を含有した保護層を設けた感光体を用いた場合、一次定着で加圧ロールによる圧力が加わっても機械的強度が強いため、感光体の膜削れが少なく、安定した画像品質を得ることができるからである。
【０１３３】
また、感光体の保護層中に含有する金属酸化物としては、アルミナ、酸化チタン、シルカの中から選ばれる一種であることが望ましい。
【０１３４】
保護層は耐摩耗性を向上する目的で、フッ素樹脂、シリコーン樹脂中にシリカ、アルミナ、酸化チタン、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、酸化亜鉛、酸化スズなどの各種金属酸化物を添加したものが用いられるが、特に膜削れ防止効果が高いアルミナ、酸化チタン、シリカが好ましい。
【０１３５】
次に、本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態に用いられるトナーの材料について詳細に説明する。
【０１３６】
結着樹脂としては、従来公知の樹脂が全て使用可能である。例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、スチレン−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−ブタジェン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられる。
【０１３７】
本実施形態においては、特にポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られる。使用されるアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、１、４−ビス（ヒドロキシメタ）シクロヘキサン、及びビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。また、カルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、１、２、４−ベンゼントリカルボン酸、１、２、５−ベンゼントリカルボン酸、１、２、４−シクロヘキサントリカルボン酸、１、２、４−ナフタレントリカルボン酸、１、２、５−ヘキサントリカルボン酸、１、３−ジカルボキシル−２−メチレンカルボキシプロパン、１、２、７、８−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
【０１３８】
また、上記の樹脂は単独使用も可能であるが、二種類以上併用してもよい。
また、これら樹脂の製造方法も特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合いずれも使用できる。
【０１３９】
本実施形態では、磁性体を含有する磁性トナーが用いられる。これは、磁気バイアスの効果により、現像担持体からトナー飛散等を抑えることができるからである。
【０１４０】
磁性体の材料としては、従来より公知の磁性体が全て使用可能である。例えば、マグネタイト、γ−酸化鉄、フェライト鉄、過剰型フェライトの如き酸化鉄；鉄、コバルト、ニッケルの如き磁性金属；酸化鉄又は磁性金属と、コバルト、スズ、チタン、銅、鉛、亜鉛、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、珪素の如き金属との複合金属酸化物合金又は、混合物が挙げられる。
【０１４１】
これら磁性体の粒子は、平均粒径が０．０５〜１．０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１〜０．６μｍの範囲内、さらに好ましくは、０．１〜０．４μｍの範囲内であることが良い。
【０１４２】
これらの磁性体の粒子は、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積が好ましくは１〜２０ｍ２　／ｇの範囲内、特に、２．５〜１２ｍ２　／ｇの範囲内であることが良く、さらに、モース硬度が５〜７の範囲内であることが良い。
【０１４３】
磁性体の粒子の形状としては、８面体、６面体、球形、針状、鱗片状があるが、８面体、６面体、球形の異方性の少ないものが好ましい。
【０１４４】
上記磁性体を含有する磁性トナー粒子は、結着樹脂１００質量部に対し１０〜１５０質量部、好ましくは２０〜１２０質量部の磁性体を含有させたものが好ましい。因みに、１０以下の場合は、トナーとしての磁化が弱いために現像スリーブにとどまる力が弱く、非画像部への飛散が起こり地肌汚れの発生がある。一方１５０以上の場合は現像スリーブとの磁気的付着力が強くなり、トナーが感光体へ現像されにくくなり所望の画像濃度が得られなくなる。
【０１４５】
本実施形態において使用される離型剤としては、カルナウバワックス、モンタンワックス、酸化ライスワックス、合成エステルワックス、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、低分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤を単独又は組み合わせて使用することができるが、特に、カルナウバワックス、モンタンワックス、酸化ライスワックス及び合成エステルワックスが、離型性がすぐれている点から好ましい。
【０１４６】
カルナウバワックスは、カルナウバヤシの葉から得られる天然のワックスであるが、微結晶のものが良く、酸価が５以下のものが結着樹脂中に均一分散が可能であることから好ましい。また、遊離脂肪酸脱離した低酸価タイプのものがさらに好ましい。
【０１４７】
モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。
【０１４８】
酸化ライスワックスは、米糠から抽出される米糠油を精製する際に、脱ろうまたはウィンタリング工程で製出される粗ろうを精製して得られる天然ワックスであり、その酸価は、１０〜３０が好ましい。
【０１４９】
合成エステルワックスは単官能直鎖脂肪酸と単官能直鎖アルコールからエステル反応で合成される。
【０１５０】
また、これらの離型剤の使用量は、トナー結着樹脂成分１００重量部に対して１〜１５重量部の範囲が一般的であるが、本発明においては、好ましくは２重量部以上、１０重量部以下が良い。
【０１５１】
本実施形態における現像剤は、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。
【０１５２】
帯電制御剤としては、公知のものが全て使用でき、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、燐の単体または化合物、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である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ　ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ　ＮＥＧ　ＶＰ２０３６、コピーチャージ　ＮＸ　ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カ一リット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
【０１５３】
本実施形態の現像剤は、必要に応じて着色剤を含有してもよい。
【０１５４】
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｃ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等の染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得、ブラックトナーとしてもフルカラートナーとしても使用できる。これらの着色剤の使用量はトナー樹脂成分に対して、通常１〜３０重量％、好ましくは３〜２０重量％である。
【０１５５】
本実施形態の現像剤は、必要に応じて外添剤を含有してもよい。また、外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。
【０１５６】
この無機微粒子の一次粒子径は、５ｎｍ〜２μｍであることが好ましく、特に、５ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２　／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１−５重量％であることが好ましく、特に、０．０１−２．０重量％であることが好ましい。
【０１５７】
無機微粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、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、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。この他、高分子系微粒子、例えば、ソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【０１５８】
このような流動化剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤などが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【０１５９】
本実施形態におけるトナーの製造方法は、従来より公知の方法でよく、結着樹脂、離型剤、着色剤、その他場合によつては帯電制御剤等をミキサー等を用いて混合し、熱ロール、エクストルーダー等の混練機を用い混練した後、冷却固化し、これをジェットミル、ターボジェット、クリプトロン等の粉砕で粉砕し、その後分級し得られる。
【０１６０】
上記トナーに無機無粉末を添加するには、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いる。
【０１６１】
さらに、上記トナーとキャリアを含んだ二成分現像剤としても使用可能である。キャリアとしては、公知のものがすべて使用可能であり、例えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等及びこれらの表面を樹脂などで処理した物などが挙げられる。
【０１６２】
本実施形態におけるキャリアにコーティングし得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等がある。
【０１６３】
スチレン−アクリル共重合体の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分を有するものが好ましい。この場合スチレン分が３０重量％未満だと現像特性が低く、９０重量％を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの寿命が短くなるからである。
【０１６４】
また、本実施形態におけるキャリアの樹脂コーティングは、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。
【０１６５】
さらに、本実施形態によれば、上記トナーを充填した画像形成用トナー容器、該容器を装填した画像形成装置が提供される。
【０１６６】
次に、本実施形態等に用いるシリコーン樹脂を被覆層に有するキャリアの製造例を示す。これは公知の手段により行うことができる。
【０１６７】

Figure 2004054057
【０１６８】
上記処方をホモミキサーで３０分間分散して被覆層形成液を調製した。この被覆層形成液を平均粒径５０μｍの球状マグネタイト１０００重量部の表面に流動床型塗布装置を用いて被覆層を形成したキャリアＡを得た。
【０１６９】
以下、本発明による画像形成装置及び画像形成方法の実施の形態を下記の実施例によってさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、部数は全て重量部である。
【０１７０】
［実施例１］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８９部
（重量平均分子量：３２５０００、Ｔｇ：６７．５℃）
ポリエチレンワックス　（分子量９００）　　　　　　　　　　　　　　　５部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１７１】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１２０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径７．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．３５）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル）０．３重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＡを得た。
【０１７２】
［実施例２］
当該現像剤が感光体と非接触になるように、現像間隙４８を調整した以外は、実施例１同様にしたものを実施例２とする。
【０１７３】
［実施例３］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８９部
（重量平均分子量：３２５０００、Ｔｇ：６７．５℃）
ポリプロピレンワックス（分子量８０００）　　　　　　　　　　　　　　３部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６０部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１７４】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１２０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径５．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．２０）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル）０．５重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＢを得た。
【０１７５】
［実施例４］
（トナー処方）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　　８８部
（重量平均分子量：５５０００、Ｔｇ：５２℃）
ライスワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部
カーボンブラック（＃４４　　三菱化成工業社製）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１７６】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて７０℃で混練後、機械式式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径４．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．２９）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル）０．５重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＣを得た。
【０１７７】
［実施例５］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：２８００００、Ｔｇ：６１℃）　　８９部
カルナウバワックス（平均粒径：３００μｍ）　　　　　　　　　　　　　５部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部
カーボンブラック（＃４４　　三菱化成工業社製）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１７８】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて９０℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径９．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．１０）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル）０．３重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＤを得た。
【０１７９】
［実施例６］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：３１００００、Ｔｇ：６８℃）　　７０部
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　２０部
（重量平均分子量：８５０００、Ｔｇ：６０℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５５部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１８０】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１００℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径８．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．１５）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル）０．４重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＥを得た。
【０１８１】
［実施例７］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部
（重量平均分子量：３１００００、Ｔｇ：６８℃）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　４７部
（重量平均分子量：８５０００、Ｔｇ：６０℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１８２】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１００℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径８．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．２０）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル）０．４重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＦを得た。
【０１８３】
［実施例８］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４０部
（重量平均分子量：３１００００、Ｔｇ：６８℃）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　４８部
（重量平均分子量：８５０００、Ｔｇ：６０℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８０部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１８４】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１００℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径９．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．２５）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル（株）製）０．８重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＧを得た。
【０１８５】
［実施例９］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４０部
（重量平均分子量：３１００００、Ｔｇ：６８℃）
スチレン−ｎ−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　４８部
（重量平均分子量：８５０００、Ｔｇ：６０℃）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８０部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１８６】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１００℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径９．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．２０）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル（株）製）１．０重量％、ステアリン酸亜鉛微粉末０．２重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＨを得た。
【０１８７】
［比較例１］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８４部
（重量平均分子量：３８２０００、Ｔｇ：６８．０℃）
ポリエチレンワックス（平均粒径：９００μｍ）　　　　　　　　　　　　５部
カーボンブラック（＃４４　　三菱化成工業社製）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１８８】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１２０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径７．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．３５）とした後、ヘンシェルミキサーを用い、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル（株）製）０．３重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＩを得た。
【０１８９】
［比較例２］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８４部
（重量平均分子量：３８２０００、Ｔｇ：６８．０℃）
ポリエチレンワックス（平均粒径：９００μｍ）　　　　　　　　　　　　５部
カーボンブラック（＃４４　　三菱化成工業社製）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１９０】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１２０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径７．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．３５）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル（株）製）０．３重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＪを得た。
【０１９１】
［比較例３］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８９部
（重量平均分子量：３２５０００、Ｔｇ：６７．５℃）
ポリエチレンワックス　（平均粒径：９００μｍ）　　　　　　　　　　　５部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１９２】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１２０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径１１．０μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．３２）とした後、ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル（株）製）０．３重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＫを得た。
【０１９３】
［比較例４］
（トナー処方）
ポリエステル樹脂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８９部
（重量平均分子量：３２５０００、Ｔｇ：６７．５℃）
ポリエチレンワックス（平均粒径：９００μｍ）　　　　　　　　　　　　５部
マグネタイト微粒子　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　　　１部
【０１９４】
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１２０℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し、重量平均粒径２．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．３１）とした後ヘンシェルミキサーを用いて、シリカ（Ｒ−９７２　日本アエロジル（株）製）０．３重量％を混合し、図４の表に示す物性を持ったトナーＬを得た。
【０１９５】
［比較例５］
一次定着＞二次定着となるよう、一次定着装置の転写圧力を高く設定した以外は実施例１と同様にしたものを比較例５とする。
【０１９６】
上記のように作製したトナーの評価は、図２の現像装置を図１の構成を有する画像形成装置に入れて行った。評価結果を図５の表に示す。
なお、実施例２以外は、現像剤が感光体に接するいわゆる接触一成分現像方式で行った。
【０１９７】
（定着性の評価方法）
一次定着性：一次定着後の画像にメンデイングテープ（３Ｍ社製）を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、下記式にて定着率を算出する。
二次定着性：一次定着を行わず、二次定着後の画像にメンデイングテープ（３Ｍ社製）を貼り、一定の圧力を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、下記式にて定着率を算出する。
定着率（％）＝テープ付着画像濃度／画像濃度×１００
【０１９８】
（画像品質）
粒状度の評価は、プリントしたサンプル画像のドットで作られたグレースケール（ハーフトーン部）を、大日本スクリーン社のＧｅｎａＳｃａｎ５０００スキャナで１０００ｄｐｉにて読み込み、画像データを得る。画像データから、濃度分布に変換し、前述の式３にて粒状度を評価する。
【０１９９】
（地肌汚れ評価）
地肌汚れ評価は、１０万枚出力後、白紙原稿を用いてＡ３サイズで出力し、その画像の任意の６ヶ所の位置の画像濃度をマクベス反射濃度計で測定し、そのＩＤから、白紙のＩＤを引いた値を、以下の判断基準により５段階で評価を行った。なお、まったく地肌汚れがない状態は白紙の反射濃度と同等な値であり、その値が大きいほど地肌汚れは悪い結果となっている。
良　◎：０．０２以下
○：０．０３〜０．０５
□：０．０６〜０．０８
△：０．０９〜０．１１
悪　Ｘ：０．１２以上
【０２００】
（フィルミング評価）
フィルミング評価は、２万枚及び１０万枚常温環境でランニングを行った後の、感光体上フィルミング、及び異常画像（ハーフトーン白帯）の有無を評価した。
３０℃９０％の環境にて２ｈ以上暴露したのち、Ａ３の用紙に１ｄｏｔＸ１ｄｏｔのハーフトーン画像を出力し、ハーフトーンの白帯び（濃度ムラ）のもっとも濃い部分と薄い部分の反射濃度（ＩＤ）をマクベス濃度計で測定し、その差を以下の判断基準により５段階で評価を行った。なお、まったくフィルミングがおきていない状態は同等な値であり、その値が大きいほどハーフトーンムラが悪い結果となっている。また、フィルミングの発生はランニング枚数が多いほど不利である。
Figure 2004054057
【０２０１】
【発明の効果】
本発明の画像形成方法によれば、粉砕法や重合法で一般的に用いられているトナーを用いながら、電界による転写を用いずに、感光体上のトナー像をそのまま転写紙に転移して、別に配置された定着装置により本定着を行えるので、転写による画像劣化がなくなり、画像劣化の少ない高品位の画質を低コストで得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態における画像形成装置全体の概略図である。
【図２】本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態における画像形成装置の現像装置の概略図である。
【図３】本発明による画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態におけるトナーの粒径分布を示す表である。
【図４】本発明による画像形成装置及び画像形成方法の実施例ごとのトナー物性を示す表である。
【図５】本発明による画像形成装置及び画像形成方法の実施例ごとのトナーの評価結果を示す表である。
【符号の説明】
１　感光体
２　帯電器
３　露光手段
４　現像手段（現像装置）
５　転写手段
６　クリーニング手段
７　定着手段
３１　スキャナー
３２　レーザー光源
３３　ミラー
４１、４２　現像スリーブ
４３　トナー層厚規制部材（弾性ブレード）
４４　トナー供給部材（スポンジローラ、ファーブラシなど）
４５　撹拌羽根（トナー供給補助部材）
４６　トナー
４７　現像剤容器
４８　現像間隙
４９　電源
５２　転写ローラ
５３　転写ベルト
５５　転写ベルトクリーニングブレード
５６　温度検出用サーミスタ
６１　クリーニングブレード
６２　ファーブラシ
６３　ファーブラシクリーニング部材
７１　定着ローラ
７２　加圧ローラ
７３、７４　加熱手段（ヒータ）
１０１、１０６　転写材バンク
１０２、１０７　給紙ローラ
１０３、１０８　給紙コロ
１０４　レジストコロ
１０５　排紙コロ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method, and more particularly to an electrophotographic image forming apparatus and an image forming method.
[0002]
[Prior art]
The electrophotographic image forming method requires many steps as follows.
[0003]
In the case of a copier, a document is converted into an electric signal by a scanner or an optical system. In the case of a printer, a signal is directly input to the plotter.
The electrical signal is applied to the photosensitive member as an optical image by writing with a laser or the like, and forms an electrostatic latent image on the charged photosensitive member.
In the developing step, colored fine powder represented by toner is electrostatically attached to the latent image.
This toner image is further electrostatically transferred to transfer paper in a transfer step. Recently, in the field of color, a method of transferring a toner image of three to four colors on an intermediate transfer member and transferring the toner image to transfer paper has been often used.
Then, the toner is melted and fixed on the transfer paper by heat or the like to form an image.
[0004]
When image quality is considered, image degradation occurs in all of the above steps. In particular, it is well known that the image is greatly deteriorated in each of the development, transfer, and fixing steps.
[0005]
In the developing step, the toner is electrostatically attached to the latent image on the photoreceptor by an electric field around the toner on the photoreceptor. The image is deteriorated with respect to the latent image. However, with recent technologies, improvements have been made by reducing the diameter and the sphere of the toner and the diameter of the carrier.
[0006]
At present, in the transfer step, the transfer paper conveyed in synchronization with a different photoconductor to which the developed toner has adhered is brought into contact with the photoconductor, and is electrostatically transferred to transfer from the photoconductor by an electric field. However, image deterioration due to dust, bleeding, and the like becomes large electrostatically in a process in which the transfer paper and the photosensitive member are close to each other before and after the transfer process.
[0007]
Further, since the fixing step is also a step of fusing the toner to the transfer paper, if the fixing property is improved, the toner image spreads due to the melting of the toner. If there is a variation in the amount of toner adhered to the transfer paper, the variation in the dot diameter and the line width after fixing becomes large, which may cause deterioration.
[0008]
Among the deterioration phenomena described above, the deterioration in the transfer step is particularly large. As a result, the image such as blurring and resolution of the image deteriorates.
[0009]
Therefore, it has been conventionally proposed to perform the transfer step and the fixing step at the same time. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-87156 proposes a method of simultaneously transferring and fixing to paper using an amorphous silicone photoreceptor and using a heat fixing roll.
[0010]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-175512 also proposes a method of simultaneously performing transfer and fixing using thermal energy using a polymerized toner.
[0011]
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-5776 proposes a method of applying a transfer bias to a pressure roller using an amorphous silicone photoconductor and a capsule toner as a toner. Many proposals have been made for a method using a capsule toner, such as those described in JP-A-5-107796 and JP-A-6-230599.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the methods described in JP-A-55-87156 and JP-A-6-175512, since the fixing device and the photoconductor are in close contact, the heat of fixing is directly transmitted to the photoconductor. Although a photoconductor having good heat resistance may be used as the photoconductor, a cooling device may be provided in order to transmit the temperature to a temperature at which the developing unit, toner, and cleaning unit around the photoconductor can be fixed. It is practically difficult when considering the rotational speed of the vehicle.
[0013]
Further, in the method described in JP-A-7-5776, the use of capsule toner and the use of static electricity for transfer are not sufficient for image deterioration in the transfer step. Furthermore, the method of fixing with a pressure roller using a capsule toner as described in JP-A-5-107796 and JP-A-6-230599, etc., has a serious problem in practical use of the capsule toner. At the present time, they have not been used for general purposes because there are problems such as the inability to achieve both development and fixing and the cost is too high.
[0014]
Therefore, the present invention uses a toner commonly used in a pulverization method and a polymerization method, and does not use transfer by an electric field, but uses a pressure and a temperature to presume the toner on a transfer paper, An image forming apparatus that transfers a toner image to transfer paper as it is and performs main fixing using a separately disposed fixing device, thereby eliminating image deterioration due to transfer and obtaining high quality image with little image deterioration at low cost. And an image forming method.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a drum-shaped photoconductor, a heat roller fixing device, and a transfer belt. The transfer belt is an endless belt stretched between a roller provided below the photoconductor and in contact with the photoconductor and a lower roller of the fixing roller, and is arranged so that one roller of the photoconductor and the transfer belt is in contact with each other. This makes it possible to transfer and convey the transfer paper across the transfer paper, and applies pressure to the photosensitive member and the contact belt roller. Further, the temperature of the transfer belt is warmed by the fixing roller, and is kept constant between the toner glass transition point and the toner softening point during transfer. In the transfer step, the toner on the photoconductor is first-fixed simultaneously with the transfer paper conveyed in synchronization with the photoconductor, and is conveyed by a transfer belt. Further, the present inventors have found that a high-quality image without image deterioration can be obtained by conveying the transfer paper that has been primarily fixed by the transfer belt and passing the transfer paper through a secondary fixing device.
[0016]
That is, according to the first aspect of the present invention, an image forming apparatus includes: an image carrier having a photoconductor carrying an electrostatic latent image; and a developing device comprising at least a toner on the electrostatic latent image formed on the photoconductor. A developer carrying member that supplies a developer to form a toner image, a belt and a plurality of rollers that convey the transfer paper, a heating unit that heats the belt to a temperature in a range of 40 to 80 ° C., and a toner image on the transfer paper. A roller that abuts the image carrier for primary fixing at the same time as the transfer; and a roller for secondary fixing of the transferred image on the transfer paper. 9 It is a magnetic toner having a volume resistivity of Ω · cm or more and a weight average particle diameter of 3.0 to 10.0 μm, and a primary fixation of a toner image on transfer paper is smaller than a secondary fixation. It is a feature.
[0017]
According to a second aspect of the present invention, the image forming apparatus is the image forming apparatus according to the first aspect, wherein the developer carrier and the image carrier form a toner image without contacting each other. Things.
[0018]
According to the third aspect of the present invention, the image forming apparatus is the image forming apparatus according to the first or second aspect, wherein an alternating current and / or a direct current bias is applied between the developer carrier and the image carrier. It is characterized by the following.
[0019]
According to the fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the degree of dispersion of the particle diameter of the toner (weight average particle diameter / number average particle diameter) is 1.3 or less. The image forming apparatus according to any one of the first to third aspects is characterized in that:
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, the image forming apparatus is the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the average circularity of the toner is 0.90 or more. Is what you do.
[0021]
According to the invention described in claim 6, the image forming apparatus is the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the glass transition temperature Tg of the toner is in a range of 50 to 65 ° C. It is characterized by the following.
[0022]
According to the seventh aspect of the present invention, the image forming apparatus is an image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the softening temperature Tm of the toner is in a range of 90 to 110 ° C. It is a feature.
[0023]
According to the eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the temperature at which the melt viscosity of the toner is 1000 Pa · s is in a range of 100 to 130 ° C. It is a forming device.
[0024]
According to the ninth aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the loose apparent density of the toner is 0.50 g / cm. 3 An image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8 described above.
[0025]
According to the tenth aspect, the image forming apparatus is the image forming apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein a surface friction coefficient of a supporting surface of the photoconductor is 0.70 or less. It is characterized by the following.
[0026]
According to an eleventh aspect of the present invention, the image forming apparatus is the image forming apparatus according to any one of the first to tenth aspects, wherein the photoconductor is an organic optical semiconductor. .
[0027]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the image forming apparatus, the photoconductor is a photoconductor in which a photosensitive layer and a protective layer containing a metal oxide are provided on a conductive support. It is a forming device.
[0028]
According to the invention described in claim 13, the image forming method is such that a photosensitive member carrying an electrostatic latent image and a developer carrying member are opposed to each other, and at least a toner is formed on the electrostatic latent image formed on the photosensitive member. A developing step of supplying and developing a developer consisting of: a transferring step of transferring the developed toner image to transfer paper via a belt stretched between a photosensitive member and a roller; and a fixing step by a heat roller. The toner image formed on the image carrier is transferred by being pressed against the transfer paper by a roller via a belt preheated to 40 to 80 ° C., and simultaneously primary-fixed on the transfer paper, and further, primary-fixed. An image forming method in which the transferred transfer paper is conveyed, passed through a heating means, and subjected to secondary fixing in a fixing step, wherein the toner has a volume resistivity of 1 × 10 9 A magnetic toner having a Ω · cm or more and a weight average particle diameter of 3.0 to 10.0 μm, wherein the fixing property of the toner to the transfer paper is such that primary fixing <secondary fixing.
[0029]
According to a fourteenth aspect of the present invention, the image forming method is the image forming method according to the thirteenth aspect, wherein the developing method is a non-contact developing method.
[0030]
According to the present invention, in the image forming method, an AC and / or DC bias is applied between the developer carrier and the photoconductor in the developing step. A method.
[0031]
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image forming method, the degree of dispersion of the particle diameter of the toner (weight average particle diameter / number average particle diameter) is 1.3 or less. The image forming method according to any one of the above items.
[0032]
According to the seventeenth aspect, the image forming method is the image forming method according to any one of the thirteenth to sixteenth aspects, wherein the average circularity of the toner is 0.90 or more. Is what you do.
[0033]
According to the invention described in Item 18, the image forming method is the image forming method according to any one of Items 13 to 17, wherein the glass transition temperature Tg of the toner is 50 to 65 ° C. It is assumed that.
[0034]
According to the nineteenth aspect, the image forming method is the image forming method according to any one of the thirteenth to eighteenth aspects, wherein the softening temperature Tm of the toner is 90 to 110 ° C. Is what you do.
[0035]
According to a twentieth aspect of the present invention, in the image forming method, the temperature at which the melt viscosity of the toner becomes 1000 Pa · s is 100 to 130 ° C. It is characterized by being.
[0036]
According to the twenty-first aspect, in the image forming method, the loose apparent density of the toner is 0.50 g / cm. 3 An image forming method according to any one of claims 13 to 20 described above.
[0037]
According to the invention described in claim 22, the image forming method is the image forming method according to any one of claims 13 to 21, wherein the surface friction coefficient of the photoconductor is 0.70 or less. It is to be.
[0038]
According to a twenty-third aspect of the present invention, the image forming method is the image forming method according to any one of the thirteenth to twenty-second aspects, wherein the photoconductor is an organic optical semiconductor. .
[0039]
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the image forming method, the photoreceptor is a photoreceptor in which a photosensitive layer and a protective layer containing a metal oxide are provided on a conductive support. It is a forming method.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of an image forming apparatus and an image forming method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0041]
FIG. 1 is a schematic diagram of an entire image forming apparatus in an embodiment of an image forming apparatus and an image forming method according to the present invention.
[0042]
An image forming apparatus 200 using a well-known electrophotographic method includes a drum-shaped photoconductor 1 as a recording medium therein. Around the photoreceptor 1, a charger 2 for performing an electrophotographic copying process, an exposing unit 3, a developing unit 4, a transfer unit 5, a cleaning unit 6, a fixing unit Means 7 are arranged.
[0043]
Based on the read image signal, the exposure unit 3 forms an electrostatic latent image on the photoreceptor 1 by scanning the laser beam through a mirror 33 with a polygon motor. As the photoconductor 1, an existing photoconductor such as amorphous can be used in addition to the organic photoconductor.
[0044]
A toner image is formed from the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1 by the developing unit 4, and the toner image is transferred from the transfer material banks 101 and 106, in which transfer materials are stored, by paper feed rollers 102 and 107. The paper is fed, and is transferred to a transfer material fed by the paper feed rollers 103 and 108.
[0045]
The rollers 104 are resist rollers for transporting the transfer material in synchronization with the toner image on the photoconductor 1, and the transfer material is sent to the transfer unit 5 and electrostatically transferred.
[0046]
The transfer material on which the toner image is placed is conveyed to the fixing unit 7 through the transfer belt 53, is fixed, and then is discharged outside the apparatus.
[0047]
On the other hand, the untransferred portion and the contaminated photosensitive member 1 are cleaned by the cleaning means 6 and the next image forming step is started.
[0048]
The fixing unit 7 has a configuration necessary for completely fixing the toner that has been partially dissolved by the transfer unit 5 (described later).
[0049]
The basic configuration includes a fixing roller 71 having a heating means 74 (hereinafter, referred to as a “heater”) such as a halogen lamp, and a pressing roller 72 that is pressed against the fixing roller 71.
[0050]
The fixing roller 71 is provided with an elastic layer of silicone rubber or the like having a rubber hardness of about 42 HS (Asuka C) with a thickness of 400 μm on the surface of a core metal (not shown) having an outer diameter of φ50, and further prevents adhesion due to toner viscosity. For this purpose, a resin surface layer such as a fluororesin having good releasability is formed.
[0051]
The thickness of the elastic layer is usually preferably about 100 to 500 μm in consideration of image quality and heat transfer efficiency during fixing. The resin surface layer is formed of a PFA tube or the like, and the thickness thereof is preferably about 10 to 50 μm in consideration of mechanical deterioration.
By using the fixing roller having such a configuration, image quality in fixing is remarkably improved.
[0052]
A temperature detecting means is provided on the outer peripheral surface of the fixing roller 71, and the heater 74 is controlled so as to keep the surface temperature of the fixing roller 71 approximately constant at about 165 ° C.
[0053]
The pressure roller 72 has an anti-offset layer such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE) coated on the surface of a core metal having an outer diameter of φ38.
[0054]
Further, similarly to the fixing roller 71, a heater 72 is provided in the cored bar.
This heater is an important component in the thermal transfer described later, in addition to the stabilizing action in the fixing unit 7. Details will be described later.
An elastic layer such as silicone rubber may be provided on the surface of the cored bar (not shown), but is not arranged in the present invention in consideration of the stability of the belt temperature.
[0055]
In the fixing device having such a configuration, the fixing roller 71 and the pressure roller 72 are configured to have a surface pressure of 9.3 N / cm. 2 To form a fixing nip width: about 10 mm.
[0056]
The fixing unit 7 is driven in synchronization with a photoconductor driving unit (not shown), and pinches and conveys the transfer material. At this time, the fixing roller 71 is controlled to a predetermined temperature by the heater 74, and when the toner image on the transfer material passes between the two rollers, the toner image is thermally melted while receiving pressure, and exits the roller pair to be cooled. As a result, the image is fixed on the transfer material as a permanent image.
[0057]
By providing the elastic layer on the fixing roller 71, the surface of the toner image and the contact point with the transfer paper are more closely contacted, and the fixability, the unevenness of the density and the unevenness of the gloss are reduced, and a high-quality fixed image is obtained. Can be.
[0058]
Next, a characteristic configuration of an image forming apparatus and an image forming method according to an embodiment of the present invention will be described.
[0059]
The feature of the present invention resides in the transfer unit 5. That is, the conventional transfer process is an electrostatic transfer method using static electricity, but the present invention is characterized in that transfer is performed using pressure.
However, if only pressure is used, there is a drawback that not only a sufficient transfer mechanism cannot be easily made but also an image is degraded by the pressing force, because the photoreceptor and the transfer roller are limited.
For this reason, the present invention provides a novel transfer method using not only the conventional electrostatic transfer effect but also the heat and weak pressure used for fixing.
[0060]
The transfer roller 52 is an elastic body having a roller hardness of 60 Hs (based on an Asuka C hardness meter), a contact width of about 1.5 mm, and a pressing force of 5 N / cm in surface pressure. 2 It has become.
[0061]
Surface pressure is 10N / cm 2 Above this, the pressure is high and the toner on the photoreceptor is crushed, which leads to image deterioration. On the other hand, 2N / cm 2 If it is less than the above, sufficient transfer characteristics cannot be obtained. Therefore, although the surface pressure is determined by the hardness and contact width of the roller, it is about 2 to 10 N / cm. 2 Is a preferable range. The effect of the present invention can be exerted if the surface pressure is determined so as to substantially transfer the toner to the transfer material when no heat is applied (described later).
[0062]
The transfer roller 52 is an important roller for pressure transfer. In this case, the transfer roller 52 has an elastic structure having the above hardness, and obtains a necessary surface pressure and a necessary contact width. In order not to further reduce the heat of the belt, the surface of the metal cylinder has a thermal conductivity of 0.1 mm. 5 × (1/1000) [cal / cm · sec · ° C.] The following silicone rubber is formed with a thickness of 3 mm, and a hardness of 60 Hs is obtained.
[0063]
The base material of the transfer belt 53 is made of a seamless polyimide film. Further, a fluororesin layer is provided on the outside thereof. If necessary, a silicone rubber layer may be provided on the fill layer, and a fluororesin layer may be provided thereon.
[0064]
The transfer belt 53 is set between the pressure roller 72 of the fixing unit 7 and the belt transfer roller 52.
[0065]
Although not shown in the present embodiment, the transfer roller 52 is driven such that the transfer belt 53 has a constant speed in synchronization with the speed of the photoconductor.
[0066]
The same effect can be obtained by selecting various heat-resistant materials as the material of the belt. In the present embodiment, the fluororesin layer is provided on the outside of the base material. However, this is only performed in order not to lower the heat of the belt, and is not the gist of the present invention. However, in the present invention, since a transfer method also uses a heat source as described later, it is not preferable to use a rubber material as a base material as in a conventional transfer belt.
[0067]
As the heat source, the fixing unit 7 is used as described above. The transfer belt 53 is thereby heated, and the toner on the photoreceptor is transferred to the transfer material without image deterioration due to the combined use of heat and pressure.
[0068]
Techniques for transferring using heating have been conventionally disclosed, but the present invention differs from them in that the heating temperature is extremely low.
[0069]
Certainly, if the temperature is low, transfer is not performed efficiently. This is true for temperatures below approximately 80 ° C. Conversely, if the temperature is high, the transferability is improved. This is true for temperatures above approximately 140 ° C.
[0070]
However, such a high temperature requires a technique for preventing thermal destruction of the photoconductor 1, the developing unit 4, and the cleaning unit 6. Further, a peeling effect for peeling off the toner on the photoconductor must be given to the photoconductor, which impairs the original function of the photoconductor.
[0071]
Therefore, the present invention is to heat a belt at a temperature of 40 to 80 ° C., which has not been achieved conventionally, and to use this in combination with the above-mentioned pressure to produce a stable semi-dissolved toner and achieve transfer. Thus, sufficient transfer performance can be achieved without applying thermal stress to the photosensitive member 1, the developing unit 4, and the cleaning unit 6 described above. The fixing means 7 is used as a heat source for this purpose.
[0072]
The belt temperature is determined in relation to the above-described pressure transfer condition, but it is sufficient that the belt temperature is controlled near the softening point of the toner under the above-described pressure condition.
If it is low, the toner will not transfer. If it is too high, the toner dissolves and sticks to the photoreceptor, and is not efficiently transferred to the transfer material.
With the toner and pressure transfer conditions used in the present invention, a temperature of about 40 to 80 ° C. is considered to be a temperature at which a stable semi-dissolved toner can be produced (because of good transfer).
[0073]
Hereinafter, the belt temperature in one embodiment of the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention will be described in detail.
[0074]
A thermistor 56 for detecting the temperature of the transfer belt 53 is arranged close to the transfer roller 52. The set temperature was set at 70 ° C. where the transfer effect was most exhibited. Since the thermistor has a time lag between the heat source and the operation position, it is more accurate to provide one thermistor. However, in the present embodiment, the control is omitted by performing the control taking a time delay into account.
[0075]
While the transfer belt 53 is stopped, the heater 73 is controlled to be OFF regardless of the thermistor detection. Along with the belt driving, the heater 73 is forcibly turned on and continues until the heated belt 53 passes the thermistor position 56.
[0076]
Thereafter, the heater is controlled by the set value of the thermistor 56, and after reaching the set temperature (considering the time for the belt position to reach the heater 73), the time is delayed by the time for the belt position to reach the pressure roller 72 again. Later, the heater 73 was controlled to be turned off. With such control, the transfer belt 53 is heated to about 70 ° C.
[0077]
Considering various transfer paper conditions, the temperature is not accurately maintained. However, as described above, the heat source used in combination with pressure can have a relatively wide temperature range of 40 to 80 ° C. The effect of the present invention can be sufficiently exerted by the control as described above.
Of course, various belt stabilization measures of the present system using the heat source of the fixing means are conceivable, but it is obvious to those skilled in the art that all the functions of the present invention are included.
[0078]
As described above, in the fixing unit 7, the temperature of the fixing roller 71 is set as an original fixing function, and the temperature of the transfer belt 53 is controlled by the heater 73 disposed on the pressing roller 72. It is also possible to prevent the pressure roller temperature from dropping when the transfer paper passes, and to fix the paper efficiently.
[0079]
With such a configuration, the belt is heated and pressurized, and the combined transfer is performed, and the toner is fixed by passing through the fixing unit 7 with the toner of the present invention. As a result, a uniform image can be obtained as a fixed image. Was.
[0080]
Further, in the present embodiment, it is preferable that the developing device arranged opposite to the image carrier is developed by non-contact. This is because the developing ear formed by the developing unit does not come into contact with the photoreceptor, which is not affected by the heat from the fixing device transmitted through the transfer belt, so that the developer photoreceptor and This is because the influence of contamination due to fusion to the developing sleeve or the like can be reduced, and the life can be further extended. At the same time, it is possible to eliminate the occurrence of traces of rubbing on the latent image by the developer brush.
[0081]
Further, it is more preferable that an AC and / or DC bias is applied between the developer carrier and the image carrier in the developing section, so that a high-definition image without roughness can be obtained.
[0082]
Hereinafter, the developing device 4 used in an embodiment of the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention will be described in more detail.
[0083]
FIG. 2 shows an outline of a representative developing device 4 useful for carrying out the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention, focusing on the developer carrier. However, the present invention is not limited to this device at all. This apparatus is a one-component magnetic toner.
[0084]
In FIG. 2, toner 46 contained in a developer container 47 is forcibly brought to a toner supply member (sponge roller or fur brush) 44 by a stirring blade (toner supply auxiliary member) 45, and the toner 46 is The toner is supplied to the toner supply member 44 and attracted by the force of the magnetic field by the developing sleeve 42 containing the magnet.
[0085]
On the other hand, the developing sleeve 42 that has completed the development rotates in the direction of the arrow and reaches a contact portion with the toner supply member 44. The toner supply member 44 also has a function of rotating in a direction opposite to that of the developing sleeve 42, charging the developing sleeve 42 and the toner 46, and causing the toner 46 to adhere to the developing sleeve 42.
[0086]
Further, the developing sleeve 42 rotates, and the charged toner on the developing sleeve 42 is stabilized by the toner layer thickness regulating member (elastic blade) 43 while controlling the thickness, and reaches the developing gap 48.
[0087]
When the developing gap 48 is larger than the thickness dg regulated by the toner layer thickness regulating member (elastic blade) 43, it is called a non-contact developing method, and the rubbing of the image by the developer brush is eliminated.
[0088]
When a bias voltage is applied to the developing sleeve 42 and the toner supply member 44, a force Fq electrostatically attracted by the formed electric field in the developing gap 48 causes a force Fm magnetically acting on the developing sleeve 42 and a physical force Fm. The toner particles that have become larger than the force Fv acting on the surface of the photoreceptor 1 are developed.
[0089]
Further, in the developing device shown in FIG. 2, at the time of development, an oscillating bias voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied as a developing bias to the developing sleeve 42 by the power supply 49.
[0090]
The background portion potential and the image portion potential are located between the maximum value and the minimum value of the vibration bias potential. As a result, an alternating electric field whose direction changes alternately is formed in the developing unit 4. In this alternating electric field, the toner and / or carrier (in the case of two components) of the developer violently vibrate, and the toner shakes off the electrostatic restraining force on the developing sleeve 42 and / or the carrier (in the case of two components), It flies to the photosensitive drum 1 and adheres to the latent image on the photosensitive drum.
[0091]
The difference (peak-to-peak voltage) between the maximum value and the minimum value of the vibration bias voltage is preferably 0.5 to 5 KV, and the frequency is preferably 1 to 10 KHz.
[0092]
As the waveform of the oscillation bias voltage, a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or the like can be used.
[0093]
As described above, the DC voltage component of the vibration bias is a value between the background portion potential and the image portion potential. However, a value closer to the background portion potential than the image portion potential is more likely to cover the background portion potential region. It is preferable for preventing the adhesion of the toner.
[0094]
When the waveform of the oscillation bias voltage is a rectangular wave, the duty ratio is desirably set to 50% or less. Here, the duty ratio is the ratio of the time during which the toner goes to the photoconductor during one cycle of the vibration bias.
[0095]
By doing so, the difference between the peak value of the toner going to the photoreceptor and the time average value of the bias can be increased, so that the movement of the toner is further activated, and the potential of the toner on the latent image surface is increased. By adhering to the distribution faithfully, the roughness and the resolving power can be improved. Further, the difference between the peak value of the carrier having the opposite polarity to the toner (in the case of two components) toward the photoreceptor and the time average value of the bias can be reduced. ) Can be calmed down and the probability of carrier (in the case of two components) adhering to the background of the latent image can be greatly reduced.
[0096]
It is an important point for the effect of the present invention to half-dissolve such non-uniform toner, but in order to obtain the effect of the present invention, the physical properties of the toner are important. That is, in order to obtain a semi-dissolved toner stably, it is desirable that the softening point of the toner is stable and the toner is well dissolved near the softening point.
[0097]
Therefore, the characteristics of the toner that can easily achieve the effects of the exemplary embodiment will be described below.
[0098]
In the primary fixing in which the toner image is fixed to the transfer paper simultaneously with the transfer by the pressure and the heat of 40 to 80 ° C., the toner image formed on the photoreceptor needs to be densely developed. If the image is not densely developed, the pressure becomes non-uniform at the time of transfer, and the primary fixing property varies.
[0099]
In order to develop the toner image densely, it is preferable that the charge amount is high and uniform. In order to hold the charge (charge amount) in the toner, it is necessary that the toner has a high volume resistivity. 10 9 Ω · cm or more is desirable. 1 × 10 9 If it is less than Ω · cm, the toner image is sparsely developed, the pressure becomes non-uniform during transfer, and the primary fixability varies.
[0100]
A desired toner specific volume resistivity can be obtained by appropriately dispersing a conductive material such as a magnetic substance such as magnetite fine particles described later or a colorant such as carbon black.
[0101]
Further, by applying heat at 40 to 80 ° C., plastic deformation at the time of pressure fixing becomes easy, so that the fixability of the primary fixing can be improved.
[0102]
The volume resistivity of the toner was measured by measuring 3.0 g of the toner at 6 t / cm. 2 Is applied, and a pellet formed into a disc-shaped pellet having a diameter of 40 mm is measured by a TR-10C dielectric loss measuring instrument (Ando Electric Co., Ltd.). Frequency is 1KHz, RATIO is 11 × 10 -9 Ω · cm.
[0103]
The weight average particle diameter of the toner is preferably from 3.0 to 10.0 μm. The smaller the toner particle size, the better the image quality. When the thickness is 10.0 μm or more, the image quality may deteriorate, which is not preferable. On the other hand, when the thickness is 3.0 μm or less, the productivity of the toner is deteriorated and the fluidity is significantly deteriorated, which is not preferable.
[0104]
FIG. 3 shows an example of the particle size distribution of the toner used in an embodiment of the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention. Note that Coulter MULTISIZER IIe was used for the measurement. The aperture diameter is 100 μm.
[0105]
The fixing properties of the primary fixing and the secondary fixing are desirably "primary fixing <secondary fixing". The primary fixing is intended to prevent scattering of toner due to electrostatic transfer, and thus it is not necessary to fix the toner completely, but it is sufficient to fix the toner to transfer paper. On the other hand, if the pressure is excessively increased to improve the primary fixing property, the toner image or the transfer paper is crushed, and the image quality is deteriorated. Primary fixing pressure is 0.1 to 30 kg / cm 2 , Preferably 0.5 to 15 kg / cm 2 It is.
[0106]
For the secondary fixing, a normal heated two-roller can be used, and the fixing temperature is 100 to 200 ° C.
[0107]
Regarding the image quality, the volume and area after the transfer of the toner image and after the fixing change, and the image quality deteriorates. This phenomenon is particularly remarkable in the case of digital development, and the reproducibility of independent dots is greatly affected.
[0108]
Although the density of the halftone should be uniform, microscopic unevenness gives a rough impression when viewed with the naked eye. The physical evaluation value of the roughness is the granularity.
[0109]
The noise can be measured by a Wiener Spectrum, which is a frequency characteristic of the density fluctuation.
[0110]
Assuming that the density fluctuation component whose average value is 0 is f (x),
F (u) = ∫f (x) exp (−2πiux) dx (Equation 1)
WS (u) = F (u) 2 (Equation 2)
Where u is the spatial frequency.
[0111]
The granularity (GS) is a value obtained by integrating the product of WS and visual frequency function (Visual Transfer Function: VTF), and is expressed by the following equation.
GS = exp (−1.8 <D>) ∫WS (u) 1/2 VTF (u) du (Equation 3) Note that Exp (-1.8 <D>) is a coefficient for correcting a difference between density and brightness perceived by a person. <D> represents the average value of the density.
[0112]
The granularity has a high correlation with the subjective evaluation of the smoothness of the image. That is, the smaller the value of the granularity, the smoother the image quality becomes, and the larger the value of the granularity, the rougher the image quality becomes.
[0113]
The degree of dispersion of the toner particle size (weight average particle size / number average particle size) is preferably 1.3 or less. This is because the transfer and the fixing pressure in the primary fixing are easily applied uniformly, and the pressure fixing property is improved.
[0114]
Coulter MULTIZIZER IIe was used for the measurement of the weight average particle diameter and the number average particle diameter. The aperture diameter is 100 μm.
[0115]
The average circularity of the toner is preferably 0.90 or more. This is because the uniformity of the aggregated state of the toner images on the photoreceptor is increased, and the transfer and fixing properties in the primary fixing are improved.
[0116]
The average circularity can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-2100 manufactured by SYSMEX CORPORATION. The measurement is performed by adjusting a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride, and then adding a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, to a liquid of 50 to 100 ml through a 0.45 μm filter as a dispersant. Add 5 ml and add 1-10 mg of sample. This was subjected to a dispersion treatment for 1 minute by an ultrasonic disperser, and the measurement was performed using a dispersion liquid in which the particle concentration was adjusted to 5000 to 15000 particles / μl.
[0117]
The diameter of a circle having the same area as a two-dimensional image area captured by a CCD camera is defined as a circle equivalent diameter, and a circle equivalent diameter of 0.6 μm or more is effective from the accuracy of the CCD pixel to calculate the average circularity. Using. The average circularity can be obtained by calculating the circularity of each particle, adding the circularity of each particle, and dividing by the total number of particles. The average circularity of each particle can be calculated by dividing the perimeter of a circle having the same projected area as the particle image by the perimeter of the particle projected image.
[0118]
The toner having an average circularity of 0.90 or more can be produced by pulverization by mechanical impact, a method by heat treatment, or the like.
[0119]
The glass transition temperature Tg of the toner is preferably from 50 to 65 ° C. This is because the temperature range is considered to be an appropriate temperature range in which the storage stability of the toner and the heat fixing property in the secondary fixing are favorably maintained.
[0120]
The measurement of Tg is performed according to ASTM D3418-82. As the DSC curve, a DSC curve measured once at a temperature rising rate of 10 ° C./min after the temperature is once increased and decreased.
[0121]
In the present embodiment, the softening temperature Tm of the toner is preferably 90 to 110 ° C. This is because, similarly to Tg, it is considered that the preservability of the toner is maintained, and the temperature range in which the thermal fixing property in the secondary fixing is favorable is in a favorable temperature range.
[0122]
The softening temperature Tm is measured by a flow tester CFT-500C (Shimadzu Corporation). The measurement conditions were as follows: Extrusion pressure: 1.9612 MPa, heating rate: 6 ° C./min, die diameter: 1.0 mm, die length: 1.0 mm. I do.
[0123]
It is preferable that the temperature at which the melt viscosity of the toner becomes 1000 Pa · s is 100 to 130 ° C. This is because the occurrence of the hot offset phenomenon in the secondary fixing is suppressed, and the thermal fixing property in the secondary fixing is considered to be good.
[0124]
The measurement of the melt viscosity is a value measured by a flow tester CFT-500C (Shimadzu Corporation), and the measurement conditions are: extrusion pressure: 1.9612 MPa, heating rate: 6 ° C./min, die diameter: 1.0 mm, die Length: Measured under the condition of 1.0 mm.
[0125]
The melt viscosity η is determined by the following equation.
Melt viscosity η = τ / γ = πD4P / 128LQ
Here, P: extrusion pressure (Pa) Q = X / 10 × A / t
D: Die diameter (mm)
L: Die length (mm)
t: Measurement time (s)
X: the amount of movement of the piston with respect to the measurement time t (mm)
A: Piston cross-sectional area (mm 2 )
The temperature at which the melt viscosity η becomes 1000 Pa · s is determined.
[0126]
The loose apparent density of the toner is 0.50 g / cm. 3 It is preferable that it is above. This is because the aggregation state of the toner images on the photoconductor becomes uniform because the cohesiveness of the toner is low, and the transfer and fixing properties in the primary fixing are excellent.
[0127]
The loose apparent density is measured using a powder tester (PTN type: manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
[0128]
In the present embodiment, the surface friction coefficient of the photoconductor is preferably 0.70 or less. This is considered to be because the releasability from the photoreceptor when transferring and fixing in the primary fixing is excellent, and the image quality in the primary fixing is improved.
[0129]
As a method of lowering the surface friction coefficient of the photoreceptor, for example, zinc stearate, calcium stearate, stearic acid or other fatty acid metal salt is uniformly applied to the photoreceptor surface, but the most common means is This is a method of adding to the toner.
[0130]
The surface friction coefficient is measured using a fully automatic friction and wear analyzer manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd. At this time, a 3 mm stainless steel ball is used as a contact.
[0131]
The photoreceptor is preferably an organic optical semiconductor.
[0132]
It is preferable that the photoconductor is a photoconductor in which a photosensitive layer and a protective layer containing a metal oxide are provided on a conductive support. When using a photoreceptor provided with a protective layer containing a metal oxide, since the mechanical strength is strong even when pressure is applied by a pressure roll in the primary fixing, the photoreceptor film is less scraped, and stable image quality is obtained. Because it can be obtained.
[0133]
The metal oxide contained in the protective layer of the photoreceptor is desirably one selected from alumina, titanium oxide, and silica.
[0134]
The protective layer is made of various materials such as silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, and tin oxide in fluororesin and silicone resin for the purpose of improving abrasion resistance. Although a material to which a metal oxide is added is used, alumina, titanium oxide, and silica, which have a particularly high effect of preventing film shaving, are preferable.
[0135]
Next, toner materials used in an embodiment of the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention will be described in detail.
[0136]
As the binder resin, all conventionally known resins can be used. For example, styrene, poly-α-stillstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene Styrene such as maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-chloromethyl acrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer Resin (mono- or copolymer containing styrene or styrene substituent), polyester resin, epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin-modified maleic resin, phenol resin, polyethylene resin, polypropylene resin, petroleum resin, polyurethane resin, Ketone resin, ethylene-ethylene Acrylate copolymer, xylene resin, polyvinyl butyrate resin and the like.
[0137]
In the present embodiment, a polyester resin is particularly preferable. The polyester resin is obtained by condensation polymerization of an alcohol and a carboxylic acid. Examples of the alcohol used include glycols such as ethylene glycol, diene glycol, triethylene glycol, and propylene glycol; 1,4-bis (hydroxymeth) cyclohexane; and etherified bisphenols such as bisphenol A, and other divalent alcohols. And polyhydric alcohol monomers having three or more valences. Examples of the carboxylic acid include divalent organic acid monomers such as maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, and malonic acid; 1,2,4-benzenetricarboxylic acid; 2,2,5-benzenetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methylenecarboxy Examples thereof include trivalent or higher polyvalent carboxylic acid monomers such as propane, 1, 2, 7, 8-octanetetracarboxylic acid.
[0138]
The above resins can be used alone or in combination of two or more.
Also, the method for producing these resins is not particularly limited, and any of bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization can be used.
[0139]
In this embodiment, a magnetic toner containing a magnetic material is used. This is because the effect of the magnetic bias can suppress toner scattering from the developing carrier.
[0140]
As the material of the magnetic material, all conventionally known magnetic materials can be used. For example, iron oxides such as magnetite, γ-iron oxide, ferrite iron and excess ferrite; magnetic metals such as iron, cobalt and nickel; iron oxides or magnetic metals, and cobalt, tin, titanium, copper, lead, zinc and magnesium , Manganese, aluminum, and composite metal oxide alloys or mixtures with metals such as silicon.
[0141]
These magnetic particles preferably have an average particle diameter in the range of 0.05 to 1.0 μm, more preferably in the range of 0.1 to 0.6 μm, and still more preferably 0.1 to 0 μm. It may be within the range of 0.4 μm.
[0142]
These magnetic particles preferably have a BET specific surface area of 1 to 20 m by the nitrogen adsorption method. 2 / G, especially 2.5 to 12 m 2 / G, and Mohs hardness in the range of 5-7.
[0143]
The shape of the magnetic particles may be octahedral, hexahedral, spherical, acicular, or scaly, but octahedral, hexahedral, or spherical with low anisotropy is preferred.
[0144]
The magnetic toner particles containing the magnetic material preferably contain the magnetic material in an amount of 10 to 150 parts by mass, preferably 20 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. By the way, when the value is 10 or less, since the magnetization as the toner is weak, the force of staying on the developing sleeve is weak, and the toner is scattered to the non-image portion to cause background stain. On the other hand, when the ratio is 150 or more, the magnetic adhesion to the developing sleeve becomes strong, so that the toner is hardly developed on the photoconductor and a desired image density cannot be obtained.
[0145]
Examples of the release agent used in the present embodiment include carnauba wax, montan wax, rice oxide wax, synthetic ester wax, solid silicone varnish, higher fatty acid higher alcohol, montan ester wax, and low molecular weight polypropylene wax. Any of these release agents can be used alone or in combination, and in particular, carnauba wax, montan wax, rice oxide wax and synthetic ester wax are preferred because of excellent mold release properties.
[0146]
Carnauba wax is a natural wax obtained from the leaves of carnauba palm, but is preferably a microcrystalline one having an acid value of 5 or less because it can be uniformly dispersed in a binder resin. Further, a low acid value type from which free fatty acids have been eliminated is more preferable.
[0147]
The montan wax generally refers to a montan-based wax refined from a mineral, and is preferably a microcrystal and has an acid value of 5 to 14 like carnauba wax.
[0148]
Oxidized rice wax is a natural wax obtained by refining crude wax produced in a dewaxing or wintering step when refining rice bran oil extracted from rice bran, and has an acid value of 10 to 30. preferable.
[0149]
Synthetic ester wax is synthesized from a monofunctional linear fatty acid and a monofunctional linear alcohol by an ester reaction.
[0150]
The amount of the release agent used is generally in the range of 1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner binder resin component. Less than parts by weight is good.
[0151]
The developer in the present embodiment may contain a charge control agent as needed.
[0152]
As the charge control agent, any known charge control agents can be used. For example, nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, and quaternary ammonium salts ( Fluorinated quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus alone or compounds, tungsten alone or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, and metal salts of salicylic acid derivatives. Specifically, bontron 03 of a nigrosine dye, bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid-based metal complex, and E-82 of a salicylic acid-based metal complex 84, phenolic condensate E-89 (all manufactured by Orient Chemical Industries), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (all manufactured by Hodogaya Chemical Industry), quaternary ammonium Salt copy charge PSY VP2038, triphenylmethane derivative copy blue PR, quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (all from Hoechst), LRA-901, LR-147, a boron complex (Manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd.), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone Azo pigments, sulfonate group, carboxyl group, and polymer compounds having a functional group such as a quaternary ammonium salt.
[0153]
The developer of the present embodiment may contain a colorant as needed.
[0154]
Examples of colorants include carbon black, lamp black, iron black, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6C lake, calco oil blue, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallyl. Any conventionally known dye or pigment such as a methane dye or the like can be used alone or in combination, and can be used as a black toner or a full color toner. The amount of these colorants used is generally 1 to 30% by weight, preferably 3 to 20% by weight, based on the toner resin component.
[0155]
The developer of the present embodiment may contain an external additive as needed. As the external additive, inorganic fine particles can be preferably used.
[0156]
The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably from 5 nm to 2 μm, and particularly preferably from 5 nm to 500 nm. The specific surface area by the BET method is 20 to 500 m. 2 / G. The use ratio of the inorganic fine particles is preferably from 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably from 0.01 to 2.0% by weight.
[0157]
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, Diatomaceous earth, chromium oxide, cerium oxide, pengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, parium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, and the like can be given. In addition, polymer-based fine particles, for example, polycondensation systems such as polystyrene, methacrylate and acrylate copolymers obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, silicone, benzoguanamine, and nylon, and thermosetting Polymer particles made of a conductive resin.
[0158]
Such a fluidizing agent can be subjected to a surface treatment to increase hydrophobicity and prevent deterioration of fluidity characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, a silane coupling agent, a silylating agent, a silane coupling agent having a fluorinated alkyl group, an organic titanate-based coupling agent, an aluminum-based coupling agent, and the like are preferable surface treatment agents.
[0159]
The method for producing the toner according to the present embodiment may be a conventionally known method, in which a binder resin, a release agent, a colorant, and in some cases, a charge control agent and the like are mixed using a mixer or the like, and then heated. After kneading using a kneading machine such as an extruder, the mixture is cooled and solidified, pulverized by pulverization using a jet mill, turbojet, kryptron or the like, and then classified.
[0160]
In order to add the inorganic powder to the toner, a mixer such as a super mixer or a Henschel mixer is used.
[0161]
Further, it can be used as a two-component developer containing the toner and the carrier. As the carrier, all known carriers can be used, and examples thereof include iron powder, ferrite powder, powder having magnetism such as nickel powder, glass beads, and the like, and those obtained by treating the surfaces thereof with a resin or the like. .
[0162]
Examples of the resin powder that can be coated on the carrier in the present embodiment include a styrene-acryl copolymer, a silicone resin, a maleic resin, a fluororesin, a polyester resin, and an epoxy resin.
[0163]
In the case of a styrene-acrylic copolymer, those having a styrene content of 30 to 90% by weight are preferred. In this case, if the styrene content is less than 30% by weight, the developing characteristics are low, and if the styrene content exceeds 90% by weight, the coating film becomes hard and easily peels off, shortening the life of the carrier.
[0164]
In addition, the resin coating of the carrier in the present embodiment may contain an adhesion-imparting agent, a curing agent, a lubricant, a conductive material, a charge control agent, and the like in addition to the above resin.
[0165]
Further, according to the present embodiment, there is provided an image forming toner container filled with the toner, and an image forming apparatus loaded with the container.
[0166]
Next, a production example of a carrier having the silicone resin used in the present embodiment and the like in the coating layer will be described. This can be performed by known means.
[0167]
Figure 2004054057
[0168]
The above formulation was dispersed with a homomixer for 30 minutes to prepare a coating layer forming liquid. This coating layer forming solution was used to obtain a carrier A in which a coating layer was formed on the surface of 1,000 parts by weight of spherical magnetite having an average particle size of 50 μm using a fluidized bed type coating apparatus.
[0169]
Hereinafter, embodiments of the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these. All parts are parts by weight.
[0170]
[Example 1]
(Toner prescription)
89 parts of polyester resin
(Weight average molecular weight: 325000, Tg: 67.5 ° C)
5 parts of polyethylene wax (molecular weight 900)
Magnetite fine particles 50 parts
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0171]
After kneading at 120 ° C. using a twin-screw extruder according to the above formulation, the mixture is pulverized and classified by an air-flow type pulverizer, and has a weight average particle size of 7.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35). After that, 0.3% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain Toner A having the physical properties shown in the table of FIG.
[0172]
[Example 2]
A second embodiment is the same as the first embodiment except that the developing gap 48 is adjusted so that the developer does not contact the photoconductor.
[0173]
[Example 3]
(Toner prescription)
89 parts of polyester resin
(Weight average molecular weight: 325000, Tg: 67.5 ° C)
3 parts of polypropylene wax (molecular weight 8000)
Magnetite fine particles 60 parts
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0174]
After kneading at 120 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by an air-flow type pulverizer, and has a weight average particle size of 5.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.20). After that, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner B having the physical properties shown in the table of FIG.
[0175]
[Example 4]
(Toner prescription)
Styrene-n-butyl acrylate copolymer 88 parts
(Weight average molecular weight: 55000, Tg: 52 ° C)
5 parts of rice wax
Magnetite fine particles 50 parts
Carbon black (# 44 manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo) 1 copy
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0176]
After kneading at 70 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by a mechanical pulverizer, and has a weight average particle size of 4.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.29). After that, 0.5% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain Toner C having the physical properties shown in the table of FIG.
[0177]
[Example 5]
(Toner prescription)
89 parts of polyester resin (weight average molecular weight: 280000, Tg: 61 ° C.)
Carnauba wax (Average particle size: 300 μm) 5 parts
Magnetite fine particles 50 parts
Carbon black (# 44 manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo) 5 parts
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0178]
After kneading at 90 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by a mechanical pulverizer to obtain a weight average particle size of 9.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.10). After that, using a Henschel mixer, 0.3% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain a toner D having the physical properties shown in the table of FIG.
[0179]
[Example 6]
(Toner prescription)
70 parts of polyester resin (weight average molecular weight: 310,000, Tg: 68 ° C)
Styrene-n-butyl acrylate copolymer 20 parts
(Weight average molecular weight: 85000, Tg: 60 ° C)
Carnauba wax 4 parts
55 parts of magnetite fine particles
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0180]
After kneading at 100 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with a mechanical pulverizer, the weight average particle size is 8.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.15). Then, using a Henschel mixer, 0.4% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain a toner E having the physical properties shown in the table of FIG.
[0181]
[Example 7]
(Toner prescription)
50 parts of polyester resin
(Weight average molecular weight: 310,000, Tg: 68 ° C)
47 parts of styrene-n-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 85000, Tg: 60 ° C)
Carnauba wax 4 parts
Magnetite fine particles 50 parts
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0182]
After kneading at 100 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with a mechanical pulverizer, the weight average particle size is 8.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.20). After that, using a Henschel mixer, 0.4% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain a toner F having the physical properties shown in the table of FIG.
[0183]
Example 8
(Toner prescription)
Polyester resin 40 parts
(Weight average molecular weight: 310,000, Tg: 68 ° C)
48 parts of styrene-n-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 85000, Tg: 60 ° C)
Carnauba wax 5 parts
80 parts of magnetite fine particles
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0184]
After kneading at 100 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by a mechanical pulverizer to obtain a weight average particle size of 9.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.25). After that, 0.8% by weight of silica (R-972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner G having the physical properties shown in the table of FIG.
[0185]
[Example 9]
(Toner prescription)
Polyester resin 40 parts
(Weight average molecular weight: 310,000, Tg: 68 ° C)
48 parts of styrene-n-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 85000, Tg: 60 ° C)
Carnauba wax 5 parts
80 parts of magnetite fine particles
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0186]
After kneading at 100 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by a mechanical pulverizer to obtain a weight average particle size of 9.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.20). After that, using a Henschel mixer, 1.0% by weight of silica (R-972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) and 0.2% by weight of fine zinc stearate powder were mixed to obtain the physical properties shown in the table of FIG. The obtained toner H was obtained.
[0187]
[Comparative Example 1]
(Toner prescription)
84 parts of polyester resin
(Weight average molecular weight: 382000, Tg: 68.0 ° C)
5 parts of polyethylene wax (average particle size: 900 μm)
Carbon black (# 44 manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo) 25 parts
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0188]
After kneading at 120 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with an air-flow type pulverizer, a weight average particle size of 7.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35) was obtained. After that, 0.3% by weight of silica (R-972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was mixed using a Henschel mixer to obtain Toner I having the physical properties shown in the table of FIG.
[0189]
[Comparative Example 2]
(Toner prescription)
84 parts of polyester resin
(Weight average molecular weight: 382000, Tg: 68.0 ° C)
5 parts of polyethylene wax (average particle size: 900 μm)
8 parts carbon black (# 44 manufactured by Mitsubishi Kasei Kogyo)
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0190]
After kneading at 120 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with an air-flow type pulverizer, a weight average particle size of 7.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35) was obtained. After that, 0.3% by weight of silica (R-972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was mixed using a Henschel mixer to obtain Toner J having the physical properties shown in the table of FIG.
[0191]
[Comparative Example 3]
(Toner prescription)
89 parts of polyester resin
(Weight average molecular weight: 325000, Tg: 67.5 ° C)
5 parts of polyethylene wax (average particle size: 900 μm)
Magnetite fine particles 50 parts
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0192]
After kneading at 120 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with an air-flow type pulverizer, the weight average particle diameter is 11.0 μm (weight average particle diameter / number average particle diameter 1.32). After that, 0.3% by weight of silica (R-972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner K having the physical properties shown in the table of FIG.
[0193]
[Comparative Example 4]
(Toner prescription)
89 parts of polyester resin
(Weight average molecular weight: 325000, Tg: 67.5 ° C)
5 parts of polyethylene wax (average particle size: 900 μm)
Magnetite fine particles 50 parts
1 part of charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical)
[0194]
After kneading at 120 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, pulverizing and classifying with an air-flow type pulverizer, a weight average particle size of 2.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.31) was obtained. After that, 0.3% by weight of silica (R-972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner L having the physical properties shown in the table of FIG.
[0195]
[Comparative Example 5]
Comparative Example 5 is the same as that in Example 1 except that the transfer pressure of the primary fixing device is set high so that primary fixing> secondary fixing.
[0196]
The evaluation of the toner produced as described above was performed by inserting the developing device of FIG. 2 into the image forming apparatus having the configuration of FIG. The evaluation results are shown in the table of FIG.
Except for Example 2, the so-called contact one-component developing method in which the developer was in contact with the photosensitive member was performed.
[0197]
(Method of evaluating fixability)
Primary fixability: After applying a fixing tape (manufactured by 3M) to the image after the primary fixation, applying a certain pressure, and then slowly peeling off. The image density before and after that is measured by a Macbeth densitometer, and the fixing rate is calculated by the following equation.
Secondary fixability: Without performing primary fixation, apply a mending tape (manufactured by 3M) to the image after secondary fixation, apply a certain pressure, and then slowly peel off. The image density before and after that is measured by a Macbeth densitometer, and the fixing rate is calculated by the following equation.
Fixing rate (%) = image density on tape / image density × 100
[0198]
(Image quality)
For the evaluation of the granularity, a gray scale (halftone portion) formed by dots of a printed sample image is read at 1000 dpi with a GenaScan 5000 scanner manufactured by Dainippon Screen, and image data is obtained. The image data is converted into a density distribution, and the granularity is evaluated by the above equation (3).
[0199]
(Surface dirt evaluation)
After 100,000 sheets are output, the image is output in A3 size using a blank document, and image densities at arbitrary six positions of the image are measured with a Macbeth reflection densitometer. Was evaluated in five steps based on the following criteria. It should be noted that a state where there is no background stain is a value equivalent to the reflection density of a blank sheet, and the larger the value is, the worse the background stain is.
Good ◎: 0.02 or less
：: 0.03 to 0.05
□: 0.06 to 0.08
Δ: 0.09 to 0.11
Bad X: 0.12 or more
[0200]
(Filming evaluation)
The filming evaluation was carried out after running 20,000 sheets and 100,000 sheets in a normal temperature environment, and evaluated filming on the photoreceptor and the presence or absence of an abnormal image (halftone white band).
After exposing for 2 hours or more in an environment of 30 ° C. and 90%, a halftone image of 1 dot × 1 dot is output on A3 paper, and the reflection density (ID) of the darkest portion and the lightest portion of the halftone white band (density unevenness) is determined. The difference was measured with a Macbeth densitometer, and the difference was evaluated in five steps according to the following criteria. The state where no filming occurs at all has the same value, and the larger the value is, the worse the halftone unevenness is. The occurrence of filming is disadvantageous as the number of running sheets increases.
Figure 2004054057
[0201]
【The invention's effect】
According to the image forming method of the present invention, the toner image on the photoreceptor is transferred to transfer paper as it is without using transfer by an electric field while using toner generally used in a pulverization method or a polymerization method. Since the main fixing can be performed by a separately provided fixing device, image deterioration due to transfer is eliminated, and high-quality image with little image deterioration can be obtained at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an entire image forming apparatus in an embodiment of an image forming apparatus and an image forming method according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a developing device of the image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a table showing a particle size distribution of toner in an embodiment of the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention.
FIG. 4 is a table showing toner physical properties for each embodiment of the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention.
FIG. 5 is a table showing toner evaluation results for each embodiment of the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Charger
3 Exposure means
4 Developing means (developing device)
5 transfer means
6 Cleaning means
7 Fixing means
31 Scanner
32 laser light source
33 mirror
41, 42 developing sleeve
43 Toner layer thickness regulating member (elastic blade)
44 Toner supply member (sponge roller, fur brush, etc.)
45 stirring blade (toner supply auxiliary member)
46 Toner
47 Developer container
48 Development gap
49 power supply
52 Transfer Roller
53 Transfer belt
55 Transfer Belt Cleaning Blade
56 Temperature Thermistor
61 Cleaning blade
62 fur brush
63 Fur brush cleaning member
71 Fixing roller
72 Pressure roller
73, 74 heating means (heater)
101, 106 transfer material bank
102, 107 Paper feed roller
103, 108 Feed roller
104 resist roller
105 Roller

Claims (24)

静電潜像を担持する感光体を有する像担持体と、
前記感光体上に形成された静電潜像に少なくともトナーから成る現像剤を供給してトナー像を形成する現像剤担持体と、
転写紙を搬送するベルト及び複数のローラと、
前記ベルトを４０〜８０℃の範囲に加熱する加熱手段と、
前記トナー像を前記転写紙上に転写すると同時に一次定着させる前記像担持体と当接した前記ローラと、
前記転写された像を前記転写紙上に二次定着させる前記ローラと、
を有する画像形成装置であって、
前記トナーは、
１×１０９　Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗を有し、かつ、重量平均粒径が３．０〜１０．０μｍの磁性トナーであり、
前記トナー像の転写紙への一次定着が二次定着よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。An image carrier having a photoconductor carrying an electrostatic latent image,
A developer carrier that supplies a developer comprising at least a toner to the electrostatic latent image formed on the photoconductor to form a toner image;
A belt and a plurality of rollers for conveying the transfer paper,
Heating means for heating the belt to a range of 40 to 80 ° C;
The roller contacting the image carrier, which simultaneously primary-fixes the toner image onto the transfer paper,
The roller for secondary fixing the transferred image on the transfer paper,
An image forming apparatus having
The toner is
A magnetic toner having a volume resistivity of 1 × 10 9 Ω · cm or more and a weight average particle diameter of 3.0 to 10.0 μm;
An image forming apparatus, wherein primary fixing of the toner image to transfer paper is smaller than secondary fixing. 前記現像剤担持体と前記像担持体とが、
接触せずに前記トナー像を形成することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。The developer carrier and the image carrier,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the toner image is formed without contact. 前記現像剤担持体と前記像担持体との間で、
交流及び／又は直流バイアスが印加されることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。Between the developer carrier and the image carrier,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein an AC and / or a DC bias is applied. 前記トナーの粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が、
１．３以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。The degree of dispersion of the particle size of the toner (weight average particle size / number average particle size)
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the number is 1.3 or less. 前記トナーの平均円形度が、
０．９０以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。The average circularity of the toner,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the value is 0.90 or more. 前記トナーのガラス転移温度Ｔｇが、
５０〜６５℃の範囲であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。The glass transition temperature Tg of the toner is
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the temperature is in a range of 50 to 65 ° C. 7. 前記トナーの軟化温度Ｔｍが、
９０〜１１０℃の範囲であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。The softening temperature Tm of the toner is:
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the temperature is in a range of 90 to 110 ° C. 前記トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度が、
１００〜１３０℃の範囲であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。The temperature at which the melt viscosity of the toner is 1000 Pa · s,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the temperature is in a range of 100 to 130C. 前記トナーのゆるみ見掛け密度が、
０．５０ｇ／ｃｍ３　以上であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。The loose apparent density of the toner is
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the weight is 0.50 g / cm 3 or more. 前記感光体の担持面の表面摩擦係数が、
０．７０以下であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。The surface friction coefficient of the supporting surface of the photoconductor,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the value is 0.70 or less. 前記感光体が、
有機光半導体であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。The photoconductor,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is an organic optical semiconductor. 前記感光体が、
導電性支持体上に、感光層と、金属酸化物を含有した保護層と、を設けた感光体であることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。The photoconductor,
The image forming apparatus according to claim 11, wherein the photosensitive member is provided with a photosensitive layer and a protective layer containing a metal oxide on a conductive support. 静電潜像を担持する感光体と、現像剤担持体とを対向させて、前記感光体上に形成された静電潜像に少なくともトナーから成る現像剤を供給して現像する現像工程と、
前記現像されたトナー像を前記感光体とローラの間に張られたベルトを介して転写紙に転写する転写工程と、
熱ローラによる定着工程とを有し、
前記像担持体上に形成されたトナー像をローラにより、４０〜８０℃に予備加熱されたベルトを介して転写紙に圧接して転写すると同時に転写紙上に一次定着し、
さらに、前記一次定着した転写紙を搬送し加熱手段を通過させ定着工程により二次定着させる画像形成方法であって、
前記トナーは、体積固有抵抗が１×１０９　Ω・ｃｍ以上、重量平均粒径が３．０〜１０．０μｍの磁性トナーであり、
前記トナーの転写紙への定着性が一次定着＜二次定着であることを特徴とする画像形成方法。A photoconductor carrying an electrostatic latent image and a developer carrier facing each other, and a developing step of developing by supplying a developer comprising at least a toner to the electrostatic latent image formed on the photoconductor,
A transfer step of transferring the developed toner image to transfer paper via a belt stretched between the photoconductor and a roller,
Fixing step by a heat roller,
The toner image formed on the image carrier is pressed by a roller through a belt preheated to 40 to 80 ° C. onto a transfer sheet to transfer the toner image, and at the same time, is primarily fixed on the transfer sheet,
Further, an image forming method for conveying the primary-fixed transfer paper, passing through a heating unit, and performing secondary fixing in a fixing step,
The toner is a magnetic toner having a volume resistivity of 1 × 10 9 Ω · cm or more and a weight average particle diameter of 3.0 to 10.0 μm,
An image forming method, wherein the fixing property of the toner on the transfer paper is primary fixing <secondary fixing. 前記現像方法は、
非接触現像方法であることを特徴とする請求項１３記載の画像形成方法。The developing method includes:
14. The image forming method according to claim 13, which is a non-contact developing method. 前記現像工程において、
前記現像剤担持体と前記感光体との間で交流及び／又は直流バイアスが印加されることを特徴とする請求項１３または１４記載の画像形成方法。In the developing step,
The image forming method according to claim 13, wherein an alternating current and / or a direct current bias is applied between the developer carrier and the photoconductor. 前記トナーの粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が、
１．３以下であることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の画像形成方法。The degree of dispersion of the particle size of the toner (weight average particle size / number average particle size)
The image forming method according to claim 13, wherein the number is 1.3 or less. 前記トナーの平均円形度が、
０．９０以上であることを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の画像形成方法。The average circularity of the toner,
17. The image forming method according to claim 13, wherein the value is 0.90 or more. 前記トナーのガラス転移温度Ｔｇが、
５０〜６５℃であることを特徴とする請求項１３から１７のいずれか１項に記載の画像形成方法。The glass transition temperature Tg of the toner is
The image forming method according to any one of claims 13 to 17, wherein the temperature is 50 to 65 ° C. 前記トナーの軟化温度Ｔｍが、
９０〜１１０℃であることを特徴とする請求項１３から１８のいずれか１項に記載の画像形成方法。The softening temperature Tm of the toner is:
The image forming method according to claim 13, wherein the temperature is 90 to 110 ° C. 19. 前記トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度が、１００〜１３０℃であることを特徴とする請求項１３から１９のいずれか１項に記載の画像形成方法。The image forming method according to any one of claims 13 to 19, wherein the temperature at which the melt viscosity of the toner is 1000 Pa · s is 100 to 130 ° C. 前記トナーのゆるみ見掛け密度が、
０．５０ｇ／ｃｍ３　以上であることを特徴とする請求項１３から２０のいずれか１項に記載の画像形成方法。The loose apparent density of the toner is
The image forming method according to claim 13, wherein the weight is 0.50 g / cm 3 or more. 前記感光体の表面摩擦係数が、
０．７０以下であることを特徴とする請求項１３から２１のいずれか１項に記載の画像形成方法。The surface friction coefficient of the photoconductor,
22. The image forming method according to claim 13, wherein the value is 0.70 or less. 前記感光体が、
有機光半導体であることを特徴とする請求項１３から２２のいずれか１項に記載の画像形成方法。The photoconductor,
The image forming method according to any one of claims 13 to 22, wherein the image forming method is an organic optical semiconductor. 前記感光体が、
導電性支持体上に感光層と金属酸化物を含有した保護層を設けた感光体であることを特徴とする請求項２３に記載の画像形成方法。The photoconductor,
24. The image forming method according to claim 23, wherein the photosensitive member is provided with a photosensitive layer and a protective layer containing a metal oxide on a conductive support.
JP2002213035A 2002-07-22 2002-07-22 Image forming apparatus and image forming method Pending JP2004054057A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002213035A JP2004054057A (en) 2002-07-22 2002-07-22 Image forming apparatus and image forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002213035A JP2004054057A (en) 2002-07-22 2002-07-22 Image forming apparatus and image forming method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004054057A true JP2004054057A (en) 2004-02-19

Family

ID=31935781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002213035A Pending JP2004054057A (en) 2002-07-22 2002-07-22 Image forming apparatus and image forming method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004054057A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6934484B2 (en) Image-forming apparatus and image-forming method
JP3969873B2 (en) Toner and image forming method using the toner
JP2008180890A (en) Developing device, image forming apparatus, image forming method, and process cartridge
JP2007293183A (en) Toner, image forming method and image forming apparatus
JP2001075305A (en) Toner, two-component developer, heat fixing method, image forming method and device unit
JP2004102022A (en) Image forming apparatus
JP4821767B2 (en) Image forming method and image forming apparatus
JP2008158394A (en) Toner, image forming method and image forming apparatus
JP2007206482A (en) Image forming method, nonmagnetic single component developer, image forming apparatus, and process cartridge
JP4280357B2 (en) Negative frictionally chargeable toner and image forming method
JP2007271713A (en) Developer and image forming apparatus
JP2004117551A (en) Nonmagnetic toner for development
JP3948715B2 (en) Image forming method
JP3979587B2 (en) Image forming method
JP5664610B2 (en) Toner for electrophotography, developer, image forming apparatus and process cartridge
JP3907107B2 (en) Image forming method
JP3994034B2 (en) Image forming apparatus
JP2003302796A (en) Image forming method and image forming apparatus
JP2004061934A (en) Image forming method
JP2004117411A (en) Image forming apparatus, its image forming method, and developer
JP2004069999A (en) Image forming method
JP2004054057A (en) Image forming apparatus and image forming method
JP3990605B2 (en) Image forming method
JP4208223B2 (en) Image forming method
JP2004061769A (en) Image forming method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041208

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20041213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060713

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20061113