JP2004109233A

JP2004109233A - Image forming method and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004109233A
Application number: JP2002268775A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kasai; 葛西　正; Hiroharu Suzuki; 鈴木　弘治; Mitsuo Aoki; 青木　三夫; Hiroto Higuchi; 樋口　博人; Shinya Nakayama; 中山　慎也; Maiko Kondo; 近藤　麻衣子; Hiyo Shu; 冰朱; Yasushi Furuichi; 古市　泰; Yutaka Takahashi; 高橋　裕
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP3909692B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming method which makes high-quality images obtainable without degrading the image quality by having a transferring step free of the deterioration in the images and an image forming apparatus using the image forming method. <P>SOLUTION: The image forming method has a latent image forming step of forming a latent image on a photoreceptor 1, a developing step of developing the latent image, a transferring step of transferring the image by using a transfer roller 52 brought into pressurized contact with the photoreceptor 1 and a fixing step of fixing toners by a heat roller 71, in which the transferring process step simultaneously performs transfer and primary fixing by applying heat and pressure to the toners and transfer paper by means of a transfer roller 52 and the fixing step performs secondary fixing to fix again the transfer paper subjected to the primary fixing and separated from the photoreceptor 1. The developing roller uses a contactless developing system and the transferring step exerts pressure of 10 to 100 N/cm<SP>2</SP>between the transfer roller 52 and the photoreceptor, in which the temperature to be applied to the transfer paper ranges from the glass transition temperature to softening temperature of the toners. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成方法に関するものである。さらに詳細には、その画像形成方法を用い、さらに、この方法に最適な特性を有するトナーを用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成法では、多くの工程が必要でなる。コピー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。この電気信号を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。更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。
しかし、近年、細線再現性が高く、特にカラー画像ではハーフトーン部における粒状性の少ない高品位の画質が求められている。画像品質について検討した場合、画像形成方法のすべての工程で画像品質の劣化要因を含んでいる。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。
例えば、現像工程では、感光体潜像に対し、感光体と現像ローラの間に形成される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、キャリアの摺擦されることで感光体上のトナーが動かされることによりかすれたりして、静電潜像に対し忠実なトナー像を形成するのは困難であり、画像の劣化が発生する。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、低抵抗化、交流バイアスなどで、改善されてきている。
【０００３】
一方、転写工程では、現像されたトナーの付着した感光体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紙に静電的に転移させる。しかしこの転写工程では、感光体と転写のバイアスローラ間で形成される電界によりトナーが感光体から転写紙に飛翔して転写されるが、この場合でも転写紙と感光体の密着前後の近接する過程でトナーの飛翔が生じ、感光体上のトナー像を忠実に転写することは困難で、画像上にチリ、ニジミなどでの劣化が生じ、現在に至るまで解決に至っていない。
また、定着工程でも課題がある。定着性を良くするためにトナーを完全に容融させると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有る場合や転写チリなどがある場合、定着後のドット径やライン幅のばらつきが大きくなり、画像の劣化になることが多い。
以上のように、画像品質の劣化現象は、特に、転写工程で大きい。その結果、画像のぼそつき、鮮鋭度、解像度、などの画像品質が低下する。
【０００４】
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。よく知られているのは転写すると同時に加熱定着を行うシステムとして、特許文献１が提案されている。しかしながら、発熱体が感光体に接触して転写と完全定着を同時に行う構造になってしまうために、例え冷却装置を具備したとしても感光体および感光体上のトナー、現像器などへの熱によるダメージは避けることはできない。
また、熱によるシステムへの悪影響をなくすために、加熱せず圧力のみで転写同時定着を行う方式が提案されている。例えば、特許文献２では、１４７０〜２４５０Ｎ／ｃｍ^２の圧力で定着する方法が提案されている。また、特許文献３や特許文献４ではアモルファスシリコン感光体およびカプセルトナーを用いて、感光体に対向した転写定着装置により感光体上に作像されたトナーを圧力転写同時定着する方法が提案されている。いずれにしても圧力は大きく、機構上システムとして大きくなり、実用上問題となって実用化はなされていない。
【特許文献１】
特開昭５５−８７１５６号公報
【特許文献２】
特開平０３−１８６８７９号公報
【特許文献３】
特開平５−２１６３５４号公報
【特許文献４】
特開平６−３５８４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、熱や圧力で転写と同時に定着する方式は完全定着する技術として提案されている。熱で転写と定着を同時に行う方式では、感光体周りがトナーの融点以上の高温になり、現像、クリーニング装置などでトナーに大きなストレスがかかり、実用上問題が大きい。また、転写定着時を圧力のみで行う方式では転写定着性の面から９８０Ｎ／ｃｍ^２以上が必要であるなど、装置の大型化、重量や転写紙の定着じわの発生などの不利な点がある。
また、特許文献４ではカプセルトナーを用いているが、カプセルトナーは実用的には問題が多く、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り、汎用的に利用されていないのが現状である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、このような問題点を鑑みなされたものであり、画像劣化のない転写工程を有することで、画像品質を低下させることが無く、高品質の画像を得ることができる画像形成方法及びこの画像形成方法を用いる画像形成装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、感光体に潜像を形成する潜像形成工程と、潜像を現像する現像工程と、感光体に圧接した転写ローラを用いて転写する転写工程と、熱ローラによりトナーを定着する定着工程を有する画像形成方法であって、転写工程は、転写ローラを介してトナーと転写紙に熱と圧力を与えて転写と一次定着を同時に行い、定着工程は、感光体と分離した一次定着した転写紙を、再度定着する二次定着を行う画像形成方法において、現像工程は、非接触現像方式を用い、転写工程は、転写ローラと感光体間に１０〜１００Ｎ／ｃｍ^２の圧力を加え、転写紙に加える温度がトナーガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲である画像形成方法である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成方法において、感光体表面粗さは、十点平均粗さＲｚがａ／２以下（ここで、ａはトナー粒径を表す。）であり、転写紙表面粗さは、十点平均粗さＲｚが２ａ以上ある画像形成方法である。
請求項３に記載の発明は、請求項１、２に記載の画像形成方法において、感光体が、アモルファスシリコン感光体である画像形成方法である。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成方法において、転写、クリーニングユニットは感光体との接離機構を設け、作像時以外は、感光体から離した状態にする画像形成方法である。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成方法において、クリーニング装置として、ブレードとブラシの併用方式を用い、ブラシに当接するように脂肪酸金属塩のブロックバーを配置し、ブラシの回転により、脂肪酸金属塩を感光体に塗布する画像形成方法である。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成方法において、脂肪酸金属塩として、ステアリン酸亜鉛を用い、塗布したときの感光体摩擦係数が０．６以下である画像形成方法である。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成方法において、ガラス転移点（Ｔｇ）が５５〜７０℃で、トナー軟化温度（Ｔｍ）が１００〜１６０℃のトナーを用いる画像形成方法である。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成方法において、トナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度が１１０〜１７０℃の範囲にある画像形成方法である。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成方法において、トナーの平均円形度が０．９２以上である画像形成方法である。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成方法において、トナー粒径の分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）は、１．４以下である画像形成方法である。
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像形成方法において、トナーの体積固有抵抗が１×１０^９以上である画像形成方法である。
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成方法において、トナーのゆるみ見掛け密度が０．３０ｇ／ｃｃ以上である画像形成方法である。
【０００８】
請求項１３に記載の発明は、潜像を有する感光体と、現像装置、感光体に圧接した転写ローラを用いた転写装置と熱ローラ定着装置を有する画像形成装置であって、転写装置における転写ローラが、トナーと転写紙に熱と圧力を与え、転写と一次定着を同時に行い、かつ、定着装置が、感光体と分離した一次定着した転写紙を、再度定着する二次定着を行う画像形成装置である。
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、請求項２ないし１２に記載の画像形成方法を用いる画像形成装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、アモルファス感光体ドラム、転写搬送ベルトを含む転写手段などで構成されている。感光体ドラム上に形成されたトナー像は、感光体と転写手段に挟まれた転写紙にトナーガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲の温度と１０〜１００Ｎ／ｃｍ^２の圧力を加えることで転写と同時に転写紙にトナーの一次定着が行われる。低温の熱と圧力で転写と同時に一次定着された転写紙上のトナー像は、転写紙を転写ベルトにより運搬し、下流プロセスに設けられた熱による定着手段を通すことで定着させる。このようにして転写時に発生する静電的な画像劣化のない高品位の画質を得ることができる。
ここで、一次定着とは、トナーの熱による変形で転写紙に食い込んで固定され、転写紙の機械内の搬送、振動などで転移、劣化しない状態を言う。
前記したように潜像形成、現像、転写、分離、定着の各工程で画像の劣化が発生する。本発明は、劣化のもっとも大きい転写手段で転写と同時にトナーを転写紙に一次定着させ、静電気での放電の影響によるチリ、にじみなどの画像の劣化を防止するものである。そして転写紙を定着装置に搬送し、最終的な定着画像を得る方法及び装置を提供する。
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の画像形成方法を用いる画像形成装置全体の概略図である。
電子写真方式を用い内部にドラム状感光体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、電子写真複写工程を実施する帯電器２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、クリーニング手段６および定着手段７が配置されている。
露光手段３は、スキャナー３１で読みとったデータ及び、図示しないＰＣより送られた画像信号を変換し、ポリゴンモータ３２でレーザ光をスキャンさせミラー３３を通して読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。
この感光体１はアモルファスシリコンを用いる。
感光体１上に形成された静電潜像は、非接触である現像手段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紙の貯蔵されている転写紙バンク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。コロ１０４は感光体上トナー像と同期を取って転写紙を搬送する為のレジストコロ１０４であり、転写紙は転写手段５に送られ熱転写される。トナー像が載った転写紙は、転写ベルト５３で搬送され、定着手段７に搬送、定着された後に、機外へ排出される。
一方、未転写部や汚れの付着した感光体１は接離可能に配置されたクリーニング手段６によりクリーニングされ次の作像ステップに入る。本発明では転写として熱印加方式を取っているため、感光体に接触しているユニットは接離できるように配置し、画像作成時以外は感光体と接触しないように制御した方が有利である。
【００１１】
定着手段７は、転写手段５で一次定着されたトナーを完全に定着する為に、本発明では必要な構成である。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。定着ローラ７１は、外径φ５０ｍｍの芯金（図示せず）表面にゴム硬度：４２Ｈｓ（アスカＣ硬度計にて）程度のシリコーンゴム等の弾性層を１００〜５００μｍ、好ましくは４００μｍの厚みに設け、更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。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。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１６０〜２００（１６５）℃の範囲の中で、ほぼ一定に保つようにヒータ７４が制御されている。加圧ローラ７２は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。定着ローラ７１と同様に芯金（図示せず）表面にシリコーンゴム等の弾性層を設けも良いし、ヒータ７３を設けても良い。
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：５〜１０（９．３）Ｎ／ｃｍ^２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成し、所定の温度に制御されており、転写紙上のトナー像は、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紙に定着される。
【００１２】
次に、本発明の構成について記載する。
本発明は、電子写真方式において、低温の熱を利用して転写する点にある。より熱伝達が効率よく行われるよう、感光体と転写ローラ間に圧を加える。熱を利用して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。
転写装置は一例としてベルトと一次定着ローラ５２とテンションローラ５４から構成されている。転写ローラ５２は、外径φ４０ｍｍの鉄、アルミ、ステンレス等の芯金が用いられ、硬度を６０Ｈｓ（アスカＣ硬度計にて）の弾性体とし、接触幅は約１．５ｍｍ、押圧力は面圧で１１〜１００Ｎ／ｃｍ^２にする。転写紙と感光体の密着から考慮すると、面圧はローラの硬度や接触幅によって決定される事であるが、約２０〜５０Ｎ／ｃｍ^２が好ましい範囲である。転写ローラ５２は一次定着転写する為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。更にベルトに熱を供給するため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・℃）以下のシリコーンゴムを３ｍｍ厚で構成し硬度：６０Ｈｓを得ている。中に加熱用のヒータ５６が設けられ、そしてベルト（後述する）が張られている。転写ローラ５２の外周面には、温度検知手段５７が設けられ、転写ローラ５２の表面温度を用いるトナーのガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲の中で、ほぼ一定に保つようにヒータ５６が制御されている。一例として７０〜１２０℃の温度が通常のトナーで用いられる。
【００１３】
転写ベルト５３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。その外側にフッ素樹脂層を設けてある。又、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良い。転写ベルトの内側にはベルト駆動用及びテンション用ローラ５４が設けてある。ベルトの材料については耐熱性な材料を種々選択することができる。基材の外側にフッ素樹脂層を設けることが好ましい。これによりベルトの熱を低下させない。
【００１４】
加熱を利用して転写する技術が開示されているが、本発明と異なる点は加熱温度が極力低い点にある。温度が高ければ転写性は向上するが、反面感光体や現像手段４やクリーニング手段６に熱的破壊を生ずる。又、感光体上のトナーを感光体から剥離するには、温度は大体１４０℃以上にする。又、低い温度であれば転写が効率良く行われないため、低くとも温度は大体８０℃以上にする。トナーのガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲（例えば７０〜１２０℃）の温度でベルトを加熱する事と前述の圧力を併用する事で、安定した一次定着トナーを作り転写を達成するものである。この事で前述の感光体や現像手段４やクリーニング手段６に熱的ストレスを与える事が少なく充分な転写性能を達成するものである。
また、感光体として、セレン系、アモルファスシリコン系、有機化合物のいずれでも良いが、好ましいものはアモルファスシリコン感光体である。他の材料に比較して、光導電性の温度依存性が低い。
【００１５】
半定着トナーが安定して得られる為にはトナーのガラス転移点から軟化点の温度をトナーに加えることで、トナーは変形し離型性の悪い転写紙の表面の凹凸にアンカー効果で付着し感光体から転写紙に転移し、一次定着、転写が完成する。
更に、安定して低温で一次定着を得るために、感光体の面粗さと転写紙の面粗さが重要になってくる。条件としてはトナー粒径ａの場合、感光体の粗さＲｚはａ／２以下であり、転写紙の粗さＲｚは、２ａ以上で、特に、３ａ以上が好ましい。
【００１６】
以下に、トナーが本発明を達成する特性である。
＜評価方法＞
トナーの評価方法にについて述べる。評価機はリコーＩｍａｇｉｏ−ＭＦ７０７０の転写ユニットを改造して行った。ユニット構成は図１の装置の概略図と同じである。現像として一成分非接触方式は図２の現像装置を用いた。転写、一次定着の圧力は面圧で６０Ｎ／ｃｍ^２、ベルト温度は１００℃に設定した。二次定着は面圧：９．３Ｎ／ｃｍ^２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成し、温度は１７５℃に設定されている。この装置を用いて、６００ｄｐｉの２値ドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャートをプリントアウトして画像を得た。
画像品質については、トナー像の転写工程でのトナーのチリ、ニジミの発生、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。
【００１７】
ハーフトーンの濃度は一様であるべきだが、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。画像の良さは、ざらつきの物理的評価値である粒状度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）で表す。粒状度は微小面積濃度ばらつき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。
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は空間周波数を表す。）
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
ここで、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り、＜Ｄ＞は濃度の平均値を表す。
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。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。
【００１８】
評価項目として前記した粒状度の外、転写性（一次定着性）、定着性、を評価して判定した。
転写性は、静電気を用いずに熱と圧で行い、感光体上の黒ベタ部（２×２ｃｍ）の付着量が転写体に移動した率を求め、転写率８０％以上は「○」と判定、同じ６０〜７９％は「△」、５９％以下は「×」と示した。許容レベルは「△」以上である。
次に、定着性に関してはスミア法（８．８Ｎ／１５φの重りに付着した布を転写紙の上に載せ、５往復擦ったときの布上の濃度）で評価を行った。問題無いレベル０．３以下は「○」、許容できるレベルは０．５以下「△」で表示し、０．５１以上のレベルは「×」と評価した。
更に、高画質項目として代表的な粒状度の評価は、粒状度０．２９以下　は「○」、０．３〜０．３９は「△」で許容範囲である。更に０．４以上は「×」と評価した。
【００１９】
以下に実験に使用したトナーの製造方法および使用キャリアについて説明する。
トナーＡ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：５２０００、Ｔｇ：５４）　８２重量部
ポリエチレンワックス（分子量９００）　　　　　　　　　　　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　１２重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　１重量部
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて８０℃で混練後、気流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１．４５）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）０．２５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は９８℃、体積固有抵抗は９．５×１０^８Ωｃｍ、また平均円形度は０．９１、Ｔｇは５３℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１１５℃、ゆるみ見掛密度は０．２８ｇ／ｃｃであった。
【００２０】
トナーＢ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：１８２５００、Ｔｇ：７１）　８２重量部
ポリエチレンワックス（分子量１２００）　　　　　　　　　　　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　１２重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１６０℃で混練後、気流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１．４２）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）０．２５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１６５℃、体積固有抵抗は８．５×１０^８Ωｃｍ、また平均円形度は０．９１、Ｔｇは７１℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１７５℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。
【００２１】
トナーＣ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：５２０００、Ｔｇ：５４）　　４５重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　４０重量部
（重量平均分子量：１０５０００、Ｔｇ：５８）
ポリプロピレンワックス（ビスコール５５０Ｐ：三洋化成工業）　　　４重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
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、気流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１．４５）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）０．５０重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１０５℃、体積固有抵抗は９．５×１０^８Ωｃｍ、また平均円形度は０．９１、Ｔｇは５６℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１１８℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。
【００２２】
トナーＤ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：１８２５００、Ｔｇ：７１）　６５重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　２０重量部
（重量平均分子量：１０５０００、Ｔｇ：５８）
ポリプロピレンワックス（ビスコール５５０Ｐ：三洋化成工業）　　　４重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１５０℃で混練後、気流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１．４３）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）０．５０重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１５５℃、体積固有抵抗は７．５×１０^８Ωｃｍ、また平均円形度は０．９０、Ｔｇは６８℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１７２℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。
【００２３】
トナーＥ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：１８２５００、Ｔｇ：７１）　３５重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　４９重量部
（重量平均分子量：１０５０００、Ｔｇ：５８）
ポリプロピレンワックス（ビスコール５５０Ｐ：三洋化成工業）　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
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１．４６）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）０．７５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１５０℃、体積固有抵抗は５．５×１０^８Ωｃｍ、また平均円形度は０．９０、Ｔｇは６５℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１２５℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。
【００２４】
トナーＦ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：１８２５００、Ｔｇ：７１）　６０重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　２４重量部
（重量平均分子量：１０５０００、Ｔｇ：５８）
ポリプロピレンワックス（ビスコール５５０Ｐ：三洋化成工業）　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１４０℃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１．４６）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）０．７５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１５０℃、体積固有抵抗は７．５×１０^８Ωｃｍ、また平均円形度は０．９０、Ｔｇは６５℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１６５℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。
【００２５】
トナーＧ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：１８２５００、Ｔｇ：７１）　５８重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　２６重量部
（重量平均分子量：１０５０００、Ｔｇ：５８）
ポリプロピレンワックス（ビスコール５５０Ｐ：三洋化成工業）　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１４０℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径７．５μｍ（重量平均粒径／個数平均粒径１．４１）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）０．７５重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１５３℃、体積固有抵抗は８．５×１０^８Ωｃｍ、また平均円形度は０．９５、Ｔｇは６５℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１５２℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。
【００２６】
トナーＨ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：１８２５００、Ｔｇ：７１）　６０重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　２４重量部
（重量平均分子量：１０５０００、Ｔｇ：５８）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　１０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１３５℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径６．５μｍ（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）１．００重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１５０℃、体積固有抵抗は９．５×１０^８Ωｃｍ、また平均円形度は０．９８、Ｔｇは６５℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１４５℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。
【００２７】
トナーＩ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：１８２５００、Ｔｇ：７１）　６０重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　２７重量部
（重量平均分子量：１０５０００、Ｔｇ：５８）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　　７重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１３０℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径６．５μｍ（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）１．００重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１５０℃、体積固有抵抗は２．５×１０^９Ωｃｍ、また、平均円形度は０．９７、Ｔｇは６２℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１４５℃、ゆるみ見掛密度は０．２９ｇ／ｃｃであった。
【００２８】
トナーＪ
（トナー処方）
ポリエステル樹脂（重量平均分子量：１８２５００、Ｔｇ：７１）　６０重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体　　　　　　　　　　　　　２７重量部
（重量平均分子量：１０５０００、Ｔｇ：５８）
カルナウバワックス　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
カーボンブラック（三菱化成　＃４４）　　　　　　　　　　　　　　７重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学）　　　　　　１重量部
以上の処方で、２軸エクストルーダーを用いて１３０℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径６．５μｍ（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）１．５０重量％を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は１５０℃、体積固有抵抗は２．５×１０^９Ωｃｍ、また平均円形度は０．９７、Ｔｇは６２℃、溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度は１４５℃、ゆるみ見掛密度は０．３５ｇ／ｃｃであった。
【００２９】
【実施例】
（実施例１）
トナーＨ（Ｔｇ＝６５℃、　Ｔｍ＝１５０℃）を用いて、評価機は図１のリコーＩｍａｇｉｏ−ＭＦ７０７０の転写ユニット改造機を用いた。現像として一成分非接触方式は図２の現像装置を用いた。転写、一次定着の圧力は面圧で６０Ｎ／ｃｍ^２、ベルト温度は１００℃（Ｔｇ＜１００℃＜Ｔｍ）に設定した。二次定着は面圧：９．３Ｎ／ｃｍ^２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成し、温度は１７５℃に設定されている。この装置を用いて、６００ｄｐｉの２値ドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャートをプリントアウトして画像を得られるようになっている。
転写同時仮定着の最適化の実験を以下の条件で行った。
トナー粒径（重量平均）は６．５μｍ（＝ａと表す）。感光体粗さＲｚで２．５μｍ、３．１μｍ、４．８μｍの３水準。感光体はアモルファスシリコンを用い、表面粗さ条件は金属酸化物粉末を用いて羽布研磨で条件出しを行った。また転写紙として、表面粗さ（Ｒｚ）で８μｍ、１５μｍ、２４μｍの３水準の転写紙を用いた。粗さはコート紙と普通紙から選択した。表面粗さは、キーエンス社製超深度形状測定顕微鏡ＶＫ８５００を用い、線粗さ計測モードを用いて測定を行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】

以上の結果より、紙の粗さ１５μｍ（トナー径の２．３倍）以上で、感光体粗さ３．１μｍ（０．４８倍）以下が良い結果となっている。以上の結果より、感光体の粗さはトナー粒径の１／２以下、転写紙の粗さはトナー粒径の２倍以上の条件で良い結果が得られる。
【００３１】
（実施例２）
トナーＨ（Ｔｇ＝６５℃、　Ｔｍ＝１５０℃）を用いて、評価機は図１のリコーＩｍａｇｉｏ−ＭＦ７０７０の転写ユニット改造機を用いた。現像として一成分非接触方式は図２の現像装置を用いた。転写、一次定着の圧力と、ベルト温度を印加して転写一次定着を行った。二次定着は面圧：９．３Ｎ／ｃｍ^２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成し、温度は１７５℃に設定されている。この装置を用いて、６００ｄｐｉの２値ドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャートをプリントアウトして画像を得られるようになっている。感光体の粗さはトナー粒径の１／２以下、転写紙の粗さはトナー粒径の２倍以上の条件で、転写、一次定着に用いる感光体、転写紙間の圧力と与えるベルト温度の条件を確認した。
評価は、実施例と同じく転写率で行った。その結果を表２に示した。
【００３２】
【表２】

以上の結果より、圧力は１０〜１００Ｎ／ｃｍ^２で、加える温度は用いたトナーのガラス転移点温度からトナー軟化点温度内の温度を用いることで良好な結果が得られている。
また、圧力６０Ｎ／ｃｍ^２の条件で感光体の摩擦係数を０．７から０．３に変えて転写性を確認した。感光体の摩擦係数は図１のクリーニング部に設けた感光体の摩擦係数を改善するためにステアリン酸亜鉛のブロックを設け、ブラシを介して感光体に塗布して２条件を得た。その結果を表２の圧力８０Ｎ／ｃｍ^２で印加温度４５から１７０℃で確認した。
上記結果から、ステアリン酸亜鉛を塗布することで、転写率は改善される。
【００３３】
（実施例３）
トナーＨ（Ｔｇ＝６５℃、　Ｔｍ＝１５０℃）を用いて、評価機は図１のリコーＩｍａｇｉｏ−ＭＦ７０７０の転写ユニット改造機を用いた。現像として一成分非接触方式は図２の現像装置を用いた。転写、一次定着の圧力は面圧で６０Ｎ／ｃｍ^２、ベルト温度は１００℃（Ｔｇ＜１００℃＜Ｔｍ）に設定した。二次定着は面圧：９．３Ｎ／ｃｍ^２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成し、温度は１７５℃に設定されている。この装置を用いて、転写ユニットとクリーニングユニットを作像形成時以外は離して置く場合と、常に当接して使用する条件で経時での特性を確認した。
通常の環境では問題は発生しない。室温を３０℃６０％ＲＨに保たれた環境で余裕度テストを確認した。
作像条件は、プリント枚数５００枚プリント（文字部面積６％チャート）を１５分間隔で一日８時間（１６千枚）稼動して１０日間で比較した。
その結果、常に接触して稼動した機械では、クリーニングのブレード先端にトナーは固着し、クリーニング不良が発生し、感光体の汚れ、画像上地肌汚れ、黒スジなどが５０千枚程度からわずかではあるが発生した。
一方、作像時以外は転写ユニットとクリーニングユニットを離して置く条件では、同じテストでも問題の発生は無く、正常な画像が得られた。
【００３４】
（実施例４）
評価機は図１のリコーＩｍａｇｉｏ−ＭＦ７０７０の転写ユニット改造機を用いた。現像として一成分非接触方式の現像装置を用いた。図２は、一成分非接触方式の現像装置の構成を示す概略図である。転写、一次定着の圧力は面圧で６０Ｎ／ｃｍ^２、ベルト温度は１００℃（Ｔｇ＜１００℃＜Ｔｍ）に設定した。二次定着は面圧：９．３Ｎ／ｃｍ^２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成し、温度は１７５℃に設定されている。転写同時一次定着で感光体からの剥離を良くして、転写紙にトナーが付着し易くするため、トナー粒径ａとして、感光体粗さをａ／２以下とし、転写紙の表面粗さを３ａ以上にし、６００ｄｐｉの２値ドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャートをプリントアウトして画像を得た。
本実施例で用いたトナーは前記のトナーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｈを用いた。
評価は転写一次定着特性（転写率％）、二次定着（スミア濃度）、粒状度の各項目で評価した。結果を表３に示した。
【００３５】
【表３】

以上の結果より、トナー軟化温度で１００〜１６０℃、ガラス転移温度で５５〜７０℃の範囲が好ましい結果となった。
【００３６】
（実施例５）
評価方法は実施例４と同じ方法で行った。本実施例で用いたトナーは前記のトナーＤ、Ｅ、Ｈ、Ｉを用いた。
評価は転写一次定着特性（転写率％）、二次定着（スミア濃度）、粒状度の各項目で評価した。結果を表４に示した。ここで分散度とは（重量平均粒径／個数平均粒径）のことである。
【００３７】
【表４】

以上の結果より、円形度で０．９２以上、分散度で１．４以下が良好な範囲である。
【００３８】
（実施例６）
評価方法は実施例４と同じ方法で行った。本実施例で用いたトナーは前記のトナー処方を用いた。用いた特性値はトナーの溶融粘度が１０００Ｐａ・ｓとなる温度（すなわち、トナー同士が溶けて付着しだす温度）と各特性を確認した。
評価は転写一次定着特性（転写率％）、二次定着（スミア濃度）、粒状度の各項目で評価した。結果を表５に示した。
【００３９】
【表５】

以上のような結果から、最適は範囲としては、１２０〜１７０℃である。
【００４０】
（実施例７）
評価方法は実施例４と同じ方法で行った。本実施例で用いたトナーは前記のトナーＨ、Ｊを用いた。用いた特性値はゆるみ見かけ密度（ｇ／ｃｃ）である。
評価は転写一次定着特性（転写率％）、二次定着（スミア濃度）、粒状度の各項目で評価した。結果を表６に示した。
【表６】

以上の結果より、トナーのゆるみ見かけ密度が０．３ｇ／ｃｃ以上であることが好ましい。ここで従来の評価で用いていない「◎」がつけられた。今回最も良い０．２１の値が得られた。
【００４１】
（実施例８）
評価方法は実施例４と同じ方法で行った。本実施例で用いたトナーは前記のトナー処方を用いた。用いた特性値は体積固有抵抗である。
評価は転写一次定着特性（転写率％）、二次定着（スミア濃度）、粒状度の各項目で、結果を表７に示した。
【表７】

以上の結果より、体積固有抵抗で１×１０^９Ωｃｍ以上が良好な範囲である。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明より、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、トナーは変形してトナー間の表面は軽く固着し、転写紙の凹部に詰められアンカー効果でトナーが転写と一次定着することで、静電的な転写における画像の劣化を防ぐことができる。
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、作像時以外は熱源である転写一次定着ユニットを離す事で、感光体等の温度上昇が防止でき画像上、システム上の問題は低減でき、設計上の余裕度を上げることができる。
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、表面が硬く摩擦係数の低い感光体にしてトナーの離型性を良くして転写率を向上させることができる。
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、転写率を向上させることで、粒状性のない高品位の画像を得ることができる。
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、ホットオフセットの発生が少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成方法を用いる画像形成装置全体の概略図である。
【図２】一成分非接触方式の現像装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１　感光体
２　帯電器
３　露光手段
３１　スキャナー
３２　ポリゴンモータ
３３　ミラー
４　現像手段
５　転写手段
５２　一次定着ローラ
５３　転写ベルト
５４　テンションローラ
５５　クリーニング装置
５６　ヒーター
５７　温度検知手段
６　クリーニング手段
７　定着手段
７１　定着ローラ
７２　加圧ローラ
７３、７４　加熱手段（ヒーター）
１０１、１０６　転写紙バンク
１０２、１０７　給紙ローラ
１０３、１０８　給紙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method using an electrophotographic method, such as a copying machine, a printer, and a facsimile. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus using the image forming method and further using a toner having characteristics optimal for the method.
[0002]
[Prior art]
An electrophotographic image forming method requires many steps. In the case of copying, the original is converted into an electric signal by a scanner or an optical system. The electrical signal is written as an optical image on the photoconductor by writing with a laser or the like, and an electrostatic latent image is formed on the charged photoconductor. A colored fine powder represented by a toner is electrostatically attached to the latent image in a developing step. Further, the toner image is 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.
However, in recent years, fine line reproducibility is high, and particularly in a color image, high-quality image quality with less graininess in a halftone portion is required. When examining the image quality, all the steps of the image forming method include a deterioration factor of the image quality. In particular, it is well known that the image is greatly deteriorated in each of the development, transfer and fixing steps.
For example, in the developing step, the toner is electrostatically attached to the photoconductor latent image by an electric field formed between the photoconductor and the developing roller, so that the toner is developed over a wider area than the latent image or the carrier is rubbed. As a result, it is difficult to form a toner image that is faithful to the electrostatic latent image due to the movement of the toner on the photoreceptor, resulting in image deterioration. Recent technologies have been improved by reducing the diameter and spheroid of the toner, reducing the diameter of the carrier, reducing the resistance, and applying an AC bias.
[0003]
On the other hand, in the transfer step, the transfer paper conveyed in synchronization with the photoreceptor to which the developed toner adheres is brought into contact with the photoreceptor, and is electrostatically transferred from the photoreceptor to the transfer paper by an electric field. However, in this transfer process, the toner flies from the photoconductor to the transfer paper and is transferred by the electric field formed between the photoconductor and the transfer bias roller. During the process, the toner flies and it is difficult to faithfully transfer the toner image on the photoreceptor, and the image is deteriorated by dust, blemishes, etc., and has not been solved to date.
There is also a problem in the fixing step. If the toner is completely melted to improve the fixability, the toner image spreads. If there is a variation in the amount of toner adhered on the transfer paper or if there is a transfer dust, the variation in the dot diameter and the line width after fixing becomes large, and the image often deteriorates.
As described above, the phenomenon of image quality deterioration is particularly large in the transfer process. As a result, image quality such as blurring, sharpness, and resolution of the image is reduced.
[0004]
Therefore, it has been conventionally proposed to perform the transfer step and the fixing step at the same time. As a well-known system for transferring and performing heat fixing at the same time, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 10-163873 has been proposed. However, since the heating element comes into contact with the photoconductor to perform transfer and complete fixing at the same time, even if a cooling device is provided, the photoconductor and the toner on the photoconductor, heat to the developing device, etc. Damage cannot be avoided.
Further, in order to eliminate the adverse effect of heat on the system, a method of performing simultaneous transfer and fixing only by pressure without heating has been proposed. For example, in Patent Document 2, 1470 to 2450 N / cm²There has been proposed a method of fixing at a pressure of 0.1 mm. Further,

Patent Documents

3 and 4 propose a method for simultaneously fixing a toner image formed on a photoconductor by pressure transfer using a transfer fixing device facing the photoconductor using an amorphous silicon photoconductor and a capsule toner. I have. In any case, the pressure is large and the system becomes large mechanically, which is a practical problem and has not been put to practical use.
[Patent Document 1]
JP-A-55-87156
[Patent Document 2]
JP-A-03-186879
[Patent Document 3]
JP-A-5-216354
[Patent Document 4]
JP-A-6-35841
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the method of fixing simultaneously with transfer by heat and pressure has been proposed as a technique for complete fixing. In the method in which transfer and fixing are performed simultaneously by heat, the temperature around the photosensitive member becomes higher than the melting point of the toner, and a large stress is applied to the toner in a developing and cleaning device, which poses a serious problem in practical use. Further, in the method in which transfer and fixing are performed only by pressure, 980 N / cm²There are disadvantages, such as the necessity of the above, such as an increase in the size of the apparatus, weight and generation of fixing wrinkles on the transfer paper.
In Patent Document 4, the capsule toner is used. However, the capsule toner has many problems in practical use. In particular, there is a problem that the development and the fixing cannot be achieved at the same time, and there is a problem that the cost is too high. It is currently not used for
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to solve such a problem, and by having a transfer process without image deterioration, a high-quality image can be obtained without lowering the image quality. Provided is an image forming method and an image forming apparatus using the image forming method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 uses a latent image forming step of forming a latent image on a photosensitive member, a developing step of developing the latent image, and a transfer roller pressed against the photosensitive member. An image forming method including a transfer step of transferring and a fixing step of fixing toner by a heat roller, wherein the transfer and primary fixing are performed simultaneously by applying heat and pressure to the toner and transfer paper via a transfer roller. In the image forming method in which the secondary fixing is performed by re-fixing the primary fixed transfer paper separated from the photoreceptor, the non-contact developing method is used in the developing step, and the transfer 10-100 N / cm between body²And the temperature applied to the transfer paper is in the range from the toner glass transition temperature to the toner softening temperature.
According to a second aspect of the present invention, in the image forming method according to the first aspect, the surface roughness of the photoreceptor is such that the ten-point average roughness Rz is a / 2 or less (where a represents a toner particle diameter). ), And the transfer paper surface roughness is an image forming method in which the ten-point average roughness Rz is 2a or more.
A third aspect of the present invention is the image forming method according to the first or second aspect, wherein the photosensitive member is an amorphous silicon photosensitive member.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming method according to any one of the first to third aspects, the transfer and cleaning unit is provided with a mechanism for contacting and separating from the photoconductor, and is separated from the photoconductor except during image formation. This is an image forming method for bringing the image into a state where the image is formed.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image forming method according to any one of the first to fourth aspects, wherein a combined use of a blade and a brush is used as a cleaning device, and the block bar of the fatty acid metal salt is brought into contact with the brush. Is disposed, and the fatty acid metal salt is applied to the photoreceptor by rotating a brush.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the image forming method as described in the fifth aspect, wherein zinc stearate is used as the fatty acid metal salt, and a friction coefficient of the photosensitive member when applied is 0.6 or less. is there.
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming method according to any one of the first to sixth aspects, the glass transition point (Tg) is 55 to 70 ° C and the toner softening temperature (Tm) is 100 to 160 ° C. This is an image forming method using toner.
The invention according to claim 8 is the image forming method according to any one of claims 1 to 7, wherein the temperature at which the melt viscosity of the toner is 1000 Pa · s is in the range of 110 to 170 ° C. .
A ninth aspect of the present invention is the image forming method according to any one of the first to eighth aspects, wherein the average circularity of the toner is 0.92 or more.
According to a tenth aspect of the present invention, in the image forming method according to any one of the first to ninth aspects, the degree of dispersion of the toner particle diameter (weight average particle diameter / number average particle diameter) is 1.4 or less. This is an image forming method.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the image forming method according to any one of the first to tenth aspects, the volume resistivity of the toner is 1 × 10 5.⁹The above is the image forming method.
A twelfth aspect of the present invention is the image forming method according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the loose apparent density of the toner is 0.30 g / cc or more.
[0008]
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including a photosensitive member having a latent image, a developing device, a transfer device using a transfer roller pressed against the photosensitive member, and a heat roller fixing device. Rollers apply heat and pressure to the toner and transfer paper to perform transfer and primary fixing at the same time, and the fixing device performs secondary fixing to fix the primary fixed transfer paper separated from the photoconductor again. Device.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the thirteenth aspect, the image forming apparatus is an image forming apparatus using the image forming method according to the second to twelfth aspects.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention includes an amorphous photosensitive drum, a transfer unit including a transfer conveyance belt, and the like. The toner image formed on the photoreceptor drum is transferred onto a transfer paper sandwiched between the photoreceptor and the transfer means at a temperature ranging from a toner glass transition temperature to a toner softening temperature and 10 to 100 N / cm.², The primary fixing of the toner to the transfer paper is performed simultaneously with the transfer. The toner image on the transfer paper, which has been primarily fixed at the same time as the transfer by the low-temperature heat and pressure, is fixed by transporting the transfer paper by a transfer belt and passing through a fixing means by heat provided in a downstream process. In this manner, a high-quality image can be obtained without electrostatic image deterioration occurring at the time of transfer.
Here, the primary fixing refers to a state in which the toner is deformed by heat of the toner and is fixed by being cut into the transfer paper, and the transfer paper is not transferred or deteriorated due to conveyance or vibration in the machine.
As described above, image deterioration occurs in each of the steps of latent image formation, development, transfer, separation, and fixing. According to the present invention, the toner is primarily fixed to transfer paper at the same time as the transfer by the transfer means having the largest deterioration, thereby preventing image deterioration such as dust and bleeding due to the influence of electrostatic discharge. The present invention provides a method and an apparatus for conveying a transfer sheet to a fixing device and obtaining a final fixed image.
[0010]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an entire image forming apparatus using the image forming method of the present invention.
A drum-shaped photosensitive member 1 is provided inside using an electrophotographic method. Around the photoreceptor 1, a charger 2, an exposing unit 3, a developing unit 4, a transferring unit 5, a cleaning unit 6, and a fixing unit 7 for performing an electrophotographic copying process are arranged along a rotation direction indicated by an arrow. I have.
The exposure means 3 converts the data read by the scanner 31 and the image signal sent from the PC (not shown), scans the laser light with the polygon motor 32, and scans the photosensitive member 1 based on the image signal read through the mirror 33. To form an electrostatic latent image.
The photosensitive member 1 uses amorphous silicon.
A toner image is formed on the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1 by a non-contact developing unit 4, and the toner image is transferred from a

transfer paper bank

101 or 106 storing transfer paper to a paper feed roller 102. , 107 and fed by the

feed rollers

103, 108. Rollers 104 are resist rollers 104 for transporting the transfer paper in synchronization with the toner image on the photoconductor, and the transfer paper is sent to the transfer means 5 and thermally transferred. The transfer paper on which the toner image is placed is conveyed by the transfer belt 53, conveyed to the fixing unit 7 and fixed, and then discharged out of the apparatus.
On the other hand, the untransferred portion and the contaminated photosensitive member 1 are cleaned by the cleaning means 6 which is detachably disposed, and the next image forming step is started. In the present invention, since a heat application method is used for transfer, it is more advantageous to arrange the units that are in contact with the photoreceptor so that they can be separated from and separated from the photoreceptor except when creating an image. .
[0011]
The fixing unit 7 is a necessary component in the present invention in order to completely fix the toner primarily fixed by the transfer unit 5. 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 pressed against the fixing roller 71. The fixing roller 71 has an elastic layer of silicone rubber or the like having a rubber hardness of about 42 Hs (by an Asuka C hardness meter) with a thickness of 100 to 500 μm, preferably 400 μm, on a surface of a core metal (not shown) having an outer diameter of 50 mm. Further, for the purpose of preventing adhesion due to the viscosity of the toner, a resin surface layer such as a fluororesin having good releasability is formed. The resin surface layer is composed of a PFA tube or the like, and its thickness is preferably about 10 to 50 μm in consideration of mechanical deterioration. 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 substantially constant within a range of about 160 to 200 (165) ° C. . The pressure roller 72 has a core metal surface coated with an offset prevention layer such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE). Similar to the fixing roller 71, an elastic layer such as silicone rubber may be provided on the surface of a core (not shown), or a heater 73 may be provided.
In the fixing device having such a configuration, the fixing roller 71 and the pressure roller 72 are provided with a surface pressure of 5 to 10 (9.3) N / cm.²The fixing nip width is about 10 mm, and is controlled to a predetermined temperature. When the toner image on the transfer paper passes between the two rollers, the toner image melts while receiving the pressure. After exiting the roller pair and being cooled, it is fixed on the transfer paper as a permanent image.
[0012]
Next, the configuration of the present invention will be described.
The present invention resides in transfer in an electrophotographic system using low-temperature heat. Pressure is applied between the photoconductor and the transfer roller so that heat transfer is performed more efficiently. A new transfer method is provided by using heat together with weak pressure.
The transfer device includes, for example, a belt, a primary fixing roller 52, and a tension roller 54. The transfer roller 52 is made of an iron, aluminum, stainless steel, or other metal core having an outer diameter of φ40 mm, is made of an elastic body having a hardness of 60 Hs (by an Asuka C hardness meter), has a contact width of about 1.5 mm, and has a pressing force of a surface. 11-100 N / cm in pressure²To Considering the close contact between the transfer paper and the photoreceptor, the surface pressure is determined by the hardness and the contact width of the roller, but is about 20 to 50 N / cm.²Is a preferable range. The transfer roller 52 is an important roller for performing primary fixing transfer, and has an elastic body structure having the above hardness, and obtains necessary surface pressure and contact width. Further, to prevent the heat for supplying heat to the belt from decreasing, a silicone rubber having a thermal conductivity of 0.5 × (1/1000) (cal / cm · sec · ° C.) or less having a thickness of 3 mm is applied to the surface of the metal cylinder. And has a hardness of 60 Hs. Inside, a heater 56 for heating is provided, and a belt (described later) is stretched. A temperature detecting means 57 is provided on the outer peripheral surface of the transfer roller 52, and the heater 56 is controlled to keep the temperature substantially constant within a range from the glass transition temperature of the toner using the surface temperature of the transfer roller 52 to the toner softening temperature. Have been. As an example, a temperature of 70 to 120 ° C. is used for a normal toner.
[0013]
The transfer belt 53 has a base material made of a seamless polyimide film. A fluororesin layer is provided on the outside. If necessary, a silicone rubber layer may be provided on the fill layer, and a fluororesin layer may be provided thereon. A belt drive and tension roller 54 is provided inside the transfer belt. Various materials having heat resistance can be selected for the material of the belt. It is preferable to provide a fluororesin layer outside the substrate. This does not reduce the heat of the belt.
[0014]
A technique for transferring using heating is disclosed, but the point different from the present invention is that the heating temperature is as low as possible. When the temperature is high, the transfer property is improved, but on the other hand, the photoreceptor, the developing means 4 and the cleaning means 6 are thermally destroyed. Further, in order to remove the toner on the photoconductor from the photoconductor, the temperature is set to about 140 ° C. or more. If the temperature is low, the transfer is not performed efficiently. By heating the belt at a temperature in the range from the glass transition temperature of the toner to the toner softening temperature (for example, 70 to 120 ° C.) and using the above-mentioned pressure in combination, a stable primary fixing toner is formed and transfer is achieved. . With this, thermal stress is not applied to the photosensitive member, the developing means 4 and the cleaning means 6, and sufficient transfer performance is achieved.
The photoreceptor may be any of a selenium-based, amorphous silicon-based, or organic compound, but is preferably an amorphous silicon photoreceptor. Compared with other materials, the photoconductivity has a lower temperature dependency.
[0015]
In order to obtain a semi-fixed toner stably, by applying a temperature from the glass transition point to the softening point of the toner to the toner, the toner deforms and adheres to the irregularities on the transfer paper surface with poor releasability by the anchor effect. Transfer from the photoreceptor to transfer paper completes primary fixing and transfer.
Further, in order to stably obtain the primary fixing at a low temperature, the surface roughness of the photosensitive member and the surface roughness of the transfer paper become important. As a condition, when the toner particle size is a, the roughness Rz of the photoconductor is a / 2 or less, and the roughness Rz of the transfer paper is 2a or more, and particularly preferably 3a or more.
[0016]
The following are characteristics of the toner that achieves the present invention.
<Evaluation method>
The method for evaluating the toner will be described. The evaluation machine was performed by modifying the transfer unit of Ricoh Imageio-MF7070. The unit configuration is the same as the schematic diagram of the apparatus in FIG. The developing device shown in FIG. 2 was used for the one-component non-contact method for development. Transfer and primary fixing pressure is 60 N / cm in surface pressure²The belt temperature was set to 100 ° C. Secondary fixing: surface pressure: 9.3 N / cm²To form a fixing nip width: about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. Using this apparatus, a test chart centered on a gray scale formed from 600 dpi binary dots was printed out to obtain an image.
Regarding the image quality, the generation of dust and bleeding of the toner in the toner image transfer process, and the volume and area after fixing are changed, so that the image quality is deteriorated. This phenomenon is particularly remarkable in the case of digital development, and the reproducibility of independent dots is greatly affected.
[0017]
Halftone densities should be uniform, but micro-density irregularities can give a rough impression to the naked eye. Goodness of an image is represented by granularity, which is a physical evaluation value of roughness. The granularity can be measured by a Wiener spectrum, which is a frequency characteristic of minute area concentration variation.
If 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 represents a spatial frequency)
The granularity (GS) is a value obtained by integrating the product of WS and visual frequency characteristics (Visual / Transfer / Function: VTF), and is expressed by the following equation.
GS = exp (−1.8 <D>) ∫WS (u)^1/2VTF (u) du ... Equation 3
Here, exp (-1.8 <D>) is a coefficient for correcting the difference between the density and the brightness perceived by a person, and <D> represents the average value of the density.
The granularity has a high correlation with the subjective evaluation of the smoothness of the image. 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.
[0018]
In addition to the above-mentioned granularity, transferability (primary fixability) and fixability were evaluated and evaluated as evaluation items.
The transferability was measured by applying heat and pressure without using static electricity, and the rate at which the adhered amount of the solid black portion (2 × 2 cm) on the photoreceptor was transferred to the transfer member was determined. In the judgment, the same 60 to 79% was indicated by “Δ”, and the value of 59% or less was indicated by “×”. The allowable level is “△” or more.
Next, the fixability was evaluated by the smear method (the density on the cloth when a cloth adhered to a weight of 8.8 N / 15φ was placed on a transfer paper and rubbed five times). A level of 0.3 or less having no problem was indicated by "「 ", an acceptable level was indicated by" ０．５ "of 0.5 or less, and a level of 0.51 or more was evaluated by" x ".
Furthermore, the evaluation of the granularity representative of the high image quality items is as follows. Furthermore, 0.4 or more was evaluated as "x".
[0019]
Hereinafter, a method of manufacturing a toner and a carrier used in the experiment will be described.
Toner A
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 52,000, Tg: 54) ５４82 parts by weight
Polyethylene wax (molecular weight 900) ９００5 parts by weight
12 parts by weight carbon black (Mitsubishi Kasei # 44)
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 80 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture was pulverized and classified by an air-flow type pulverizer to obtain a weight average particle size of 9.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.45). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.25% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 98 ° C., and the volume resistivity is 9.5 × 10⁸Ωcm, the average circularity was 0.91, the Tg was 53 ° C., the temperature at which the melt viscosity became 1000 Pa · s was 115 ° C., and the loose apparent density was 0.28 g / cc.
[0020]
Toner B
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182,500, Tg: 71) 82 parts by weight
Polyethylene wax (molecular weight 1200) ２００5 parts by weight
12 parts by weight carbon black (Mitsubishi Kasei # 44)
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 160 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by an air-flow type pulverizer to obtain a weight average particle size of 9.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.42). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.25% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 165 ° C. and the volume resistivity is 8.5 × 10⁸Ωcm, the average circularity was 0.91, the Tg was 71 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 175 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0021]
Toner C
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 52,000, Tg: 54) @ 45 parts by weight
Styrene-butyl acrylate copolymer 40 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Viscole 550P: Sanyo Chemical Industries) ¥ 4 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 100 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by an airflow pulverizer to obtain a weight average particle size of 8.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.45). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.50% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 105 ° C. and the volume resistivity is 9.5 × 10⁸Ωcm, the average circularity was 0.91, the Tg was 56 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 118 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0022]
Toner D
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182,500, Tg: 71) ７１65 parts by weight
Styrene-butyl acrylate copolymer 20 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Viscole 550P: Sanyo Chemical Industries) ¥ 4 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 150 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by an air-flow type pulverizer to obtain a weight average particle size of 8.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.43). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.50% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 155 ° C., and the volume resistivity is 7.5 × 10⁸Ωcm, the average circularity was 0.90, the Tg was 68 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 172 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0023]
Toner E
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182,500, Tg: 71) 35 parts by weight
Styrene-butyl acrylate copolymer 49 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Viscol 550P: Sanyo Chemical Industries) ¥ 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 120 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by an airflow pulverizer to obtain a weight average particle size of 7.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.46). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.75% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 150 ° C., and the volume resistivity is 5.5 × 10⁸Ωcm, the average circularity was 0.90, the Tg was 65 ° C., the temperature at which the melt viscosity became 1000 Pa · s was 125 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0024]
Toner F
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182,500, Tg: 71) ７１60 parts by weight
Styrene-butyl acrylate copolymer 24 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Viscol 550P: Sanyo Chemical Industries) ¥ 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 140 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by an air-flow type pulverizer to obtain a weight average particle size of 7.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.46). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.75% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 150 ° C., and the volume resistivity is 7.5 × 10⁸Ωcm, the average circularity was 0.90, the Tg was 65 ° C., the temperature at which the melt viscosity became 1000 Pa · s was 165 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0025]
Toner G
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182,500, Tg: 71) 58 parts by weight
Styrene-butyl acrylate copolymer 26 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Viscol 550P: Sanyo Chemical Industries) ¥ 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 140 ° 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 7.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.41). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.75% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 153 ° C., and the volume resistivity is 8.5 × 10⁸Ωcm, the average circularity was 0.95, the Tg was 65 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 152 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0026]
Toner H
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182,500, Tg: 71) ７１60 parts by weight
Styrene-butyl acrylate copolymer 24 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Carnauba wax: 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 135 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture was pulverized and classified by a mechanical pulverizer to obtain a weight average particle size of 6.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35). Thereafter, using a Henschel mixer, 1.00% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 150 ° C. and the volume resistivity is 9.5 × 10⁸Ωcm, the average circularity was 0.98, the Tg was 65 ° C., the temperature at which the melt viscosity became 1000 Pa · s was 145 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0027]
Toner I
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182,500, Tg: 71) ７１60 parts by weight
Styrene-butyl acrylate copolymer 27 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Carnauba wax: 5 parts by weight
7 parts by weight carbon black (Mitsubishi Kasei # 44)
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 130 ° C. using a biaxial extruder with the above formulation, the mixture is pulverized and classified by a mechanical pulverizer to obtain a weight average particle size of 6.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35). Thereafter, using a Henschel mixer, 1.00% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 150 ° C., and the volume resistivity is 2.5 × 10⁹Ωcm, the average circularity was 0.97, the Tg was 62 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 145 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0028]
toner J
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182,500, Tg: 71) ７１60 parts by weight
Styrene-butyl acrylate copolymer 27 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Carnauba wax: 5 parts by weight
7 parts by weight carbon black (Mitsubishi Kasei # 44)
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
After kneading at 130 ° C. using a twin-screw extruder with the above formulation, the mixture was pulverized and classified by a mechanical pulverizer to obtain a weight average particle size of 6.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35). Thereafter, using a Henschel mixer, 1.50% by weight of silica (R-972 (Nippon Aerosil)) was mixed to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 150 ° C., and the volume resistivity is 2.5 × 10⁹Ωcm, the average circularity was 0.97, the Tg was 62 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 145 ° C., and the loose apparent density was 0.35 g / cc.
[0029]
【Example】
(Example 1)
Using Toner H (Tg = 65 ° C., ΔTm = 150 ° C.), the evaluation unit used was a transfer unit modified unit of Ricoh Image-MF7070 shown in FIG. The developing device shown in FIG. 2 was used for the one-component non-contact method for development. Transfer and primary fixing pressure is 60 N / cm in surface pressure²The belt temperature was set to 100 ° C. (Tg <100 ° C. <Tm). Secondary fixing: surface pressure: 9.3 N / cm²To form a fixing nip width: about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. Using this apparatus, an image can be obtained by printing out a test chart centered on a gray scale formed from binary dots of 600 dpi.
An experiment of optimization of simultaneous transfer assumption was performed under the following conditions.
The toner particle size (weight average) is 6.5 μm (= a). Three levels of photoconductor roughness Rz of 2.5 μm, 3.1 μm, and 4.8 μm. The photoreceptor was made of amorphous silicon, and the surface roughness was determined by polishing with a cloth using metal oxide powder. As transfer paper, three levels of transfer paper having a surface roughness (Rz) of 8 μm, 15 μm, and 24 μm were used. The roughness was selected from coated paper and plain paper. The surface roughness was measured using an ultra-depth shape measurement microscope VK8500 manufactured by KEYENCE CORPORATION using a line roughness measurement mode. Table 1 shows the results.
[0030]
[Table 1]

From the above results, good results are obtained with a paper roughness of 15 μm (2.3 times the toner diameter) or more and a photoreceptor roughness of 3.1 μm (0.48 times) or less. From the above results, good results can be obtained under the condition that the roughness of the photoreceptor is 1/2 or less of the toner particle size and the roughness of the transfer paper is 2 or more times the toner particle size.
[0031]
(Example 2)
Using Toner H (Tg = 65 ° C., ΔTm = 150 ° C.), the evaluation unit used was a transfer unit modified unit of Ricoh Image-MF7070 shown in FIG. The developing device shown in FIG. 2 was used for the one-component non-contact method for development. The transfer and primary fixing were performed by applying the transfer and primary fixing pressure and the belt temperature. Secondary fixing: surface pressure: 9.3 N / cm²To form a fixing nip width: about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. Using this apparatus, an image can be obtained by printing out a test chart centered on a gray scale formed from binary dots of 600 dpi. The pressure between the photoconductor used for transfer and primary fixing and the transfer paper and the belt temperature to be applied under the condition that the roughness of the photoconductor is 1/2 or less of the toner particle size and the roughness of the transfer paper is twice or more of the toner particle size Conditions were confirmed.
The evaluation was performed at the transfer rate as in the example. The results are shown in Table 2.
[0032]
[Table 2]

From the above results, the pressure is 10 to 100 N / cm²Good results are obtained by using a temperature within a range from the glass transition temperature of the used toner to the toner softening point.
In addition, pressure 60N / cm²The transferability was confirmed by changing the friction coefficient of the photoreceptor from 0.7 to 0.3 under the conditions described above. The friction coefficient of the photoreceptor was obtained by providing a zinc stearate block to improve the friction coefficient of the photoreceptor provided in the cleaning unit in FIG. 1 and applying the block to the photoreceptor via a brush to obtain two conditions. The results are shown in Table 2 at a pressure of 80 N / cm.²At an applied temperature of 45 to 170 ° C.
From the above results, the transfer rate is improved by applying zinc stearate.
[0033]
(Example 3)
Using the toner H (Tg = 65 ° C., ΔTm = 150 ° C.), the evaluation unit used was a Ricoh Imageio-MF7070 transfer unit modified machine shown in FIG. The developing device shown in FIG. 2 was used for the one-component non-contact method for development. Transfer and primary fixing pressure is 60 N / cm in surface pressure²The belt temperature was set to 100 ° C. (Tg <100 ° C. <Tm). Secondary fixing: surface pressure: 9.3 N / cm²To form a fixing nip width: about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. Using this apparatus, the characteristics of the transfer unit and the cleaning unit over time were confirmed under conditions in which the transfer unit and the cleaning unit were separated apart from each other except when forming an image, and under conditions in which they were always in contact with each other.
No problems occur under normal circumstances. A margin test was confirmed in an environment where the room temperature was maintained at 30 ° C. and 60% RH.
The image forming conditions were such that 500 prints (chart area 6% chart) were operated at 15-minute intervals for 8 hours a day (16,000 sheets) for 10 days.
As a result, in a machine that has been in constant contact with the machine, the toner sticks to the tip of the cleaning blade, causing poor cleaning. There has occurred.
On the other hand, under the conditions where the transfer unit and the cleaning unit were separated apart from each other except during image formation, no problem occurred even in the same test, and a normal image was obtained.
[0034]
(Example 4)
As the evaluation machine, a transfer unit modified machine of Ricoh Imageio-MF7070 shown in FIG. 1 was used. For the development, a one-component non-contact developing device was used. FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a one-component non-contact type developing device. Transfer and primary fixing pressure is 60 N / cm in surface pressure²The belt temperature was set to 100 ° C. (Tg <100 ° C. <Tm). Secondary fixing: surface pressure: 9.3 N / cm²To form a fixing nip width: about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. In order to improve the separation from the photoconductor by the primary fixing at the same time as the transfer and to make the toner easy to adhere to the transfer paper, the toner particle diameter a, the photoconductor roughness is set to a / 2 or less, and the surface roughness of the transfer paper is reduced. An image was obtained by printing out a test chart centered on a gray scale formed from binary dots of 600 dpi at 3a or more.
The toners A, B, C and H described above were used as the toners used in this embodiment.
The evaluation was made in terms of primary transfer characteristics (transfer rate%), secondary fixation (smear density), and granularity. The results are shown in Table 3.
[0035]
[Table 3]

From the above results, it is preferable that the toner softening temperature is in the range of 100 to 160C and the glass transition temperature is in the range of 55 to 70C.
[0036]
(Example 5)
The evaluation method was the same as in Example 4. The toners D, E, H, and I described above were used as the toners used in this embodiment.
The evaluation was made in terms of primary transfer characteristics (transfer rate%), secondary fixation (smear density), and granularity. The results are shown in Table 4. Here, the degree of dispersion is (weight average particle diameter / number average particle diameter).
[0037]
[Table 4]

From the above results, a good range is 0.92 or more in circularity and 1.4 or less in dispersity.
[0038]
(Example 6)
The evaluation method was the same as in Example 4. The toner used in this example had the above-mentioned toner formulation. As the characteristic values used, the temperature at which the melt viscosity of the toner became 1000 Pa · s (that is, the temperature at which the toners melt and start to adhere) and each characteristic were confirmed.
The evaluation was made in terms of primary transfer characteristics (transfer rate%), secondary fixation (smear density), and granularity. Table 5 shows the results.
[0039]
[Table 5]

From the above results, the optimal range is 120 to 170 ° C.
[0040]
(Example 7)
The evaluation method was the same as in Example 4. The toners H and J described above were used as the toner used in this embodiment. The characteristic value used is the loose apparent density (g / cc).
The evaluation was made in terms of primary transfer characteristics (transfer rate%), secondary fixation (smear density), and granularity. The results are shown in Table 6.
[Table 6]

From the above results, it is preferable that the loose apparent density of the toner is 0.3 g / cc or more. Here, “◎” which is not used in the conventional evaluation is given. This time, the best value of 0.21 was obtained.
[0041]
(Example 8)
The evaluation method was the same as in Example 4. The toner used in this example had the above-mentioned toner formulation. The characteristic value used is the volume resistivity.
Table 7 shows the evaluation results of the primary transfer characteristics (transfer rate%), secondary fixation (smear density), and granularity.
[Table 7]

From the above results, the volume resistivity is 1 × 10⁹Ωcm or more is a good range.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, the toner is deformed and the surface between the toners is lightly fixed, and the toner is primarily fixed to the transfer by the anchor effect by being filled in the concave portion of the transfer paper. In addition, it is possible to prevent image deterioration due to electrostatic transfer.
Further, in the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, the temperature of the photoreceptor and the like can be prevented from rising by separating the transfer primary fixing unit, which is a heat source, except during image formation. Therefore, the design margin can be increased.
Further, according to the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, a photoreceptor having a hard surface and a low friction coefficient can improve the releasability of the toner and improve the transfer rate.
In the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, a high-quality image without graininess can be obtained by improving the transfer rate.
Further, in the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, occurrence of hot offset can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an entire image forming apparatus using an image forming method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a one-component non-contact type developing device.
[Explanation of symbols]
1 photoreceptor
2 charger
3) Exposure means
31 scanner
32 polygon motor
33 mirror
4 Developing means
5 Transfer means
52 ° primary fixing roller
53 transfer belt
54 tension roller
55 cleaning device
56 heater
57 ° temperature detection means
6 Cleaning means
7) Fixing means
71 fixing roller
72 ° pressure roller
73, 74 Heating means (heater)
101, 106 transfer paper bank
102, 107 paper feed roller
103, 108 paper feed

Claims

A latent image forming step of forming a latent image on the photoreceptor, a developing step of developing the latent image, a transfer step of transferring using a transfer roller pressed against the photoreceptor, and a fixing step of fixing toner by a heat roller An image forming method,
In the transfer process, transfer and primary fixing are performed simultaneously by applying heat and pressure to the toner and transfer paper via the transfer roller,
The fixing step is an image forming method of performing a secondary fixing of fixing the primary fixed transfer paper separated from the photoreceptor again,
The development process uses a non-contact development method,
The image forming method, wherein in the transfer step, a pressure of 10 to 100 N / cm ² is applied between the transfer roller and the photosensitive member, and a temperature applied to the transfer paper is in a range from a toner glass transition temperature to a toner softening temperature.

The image forming method according to claim 1,
The photoconductor surface roughness has a ten-point average roughness Rz of a / 2 or less (where a represents the toner particle size),
An image forming method, wherein the transfer paper surface roughness has a ten-point average roughness Rz of 2a or more.

The image forming method according to claim 1, wherein
An image forming method, wherein the photoconductor is an amorphous silicon photoconductor.

The image forming method according to claim 1,
An image forming method, wherein a transfer / cleaning unit is provided with a mechanism for contacting / separating from a photoconductor, and is kept away from the photoconductor except during image formation.

The image forming method according to claim 1,
As a cleaning device, using a combination of blade and brush,
Arrange the block bar of fatty acid metal salt so as to contact the brush,
An image forming method, wherein a fatty acid metal salt is applied to a photoreceptor by rotating a brush.

The image forming method according to claim 5,
An image forming method, wherein zinc stearate is used as the fatty acid metal salt, and the coefficient of friction of the photoreceptor when applied is 0.6 or less.

The image forming method according to claim 1,
An image forming method using a toner having a glass transition point (Tg) of 55 to 70 ° C and a toner softening temperature (Tm) of 100 to 160 ° C.

The image forming method according to any one of claims 1 to 7,
An image forming method, wherein the temperature at which the toner has a melt viscosity of 1000 Pa · s is in the range of 110 to 170 ° C.

The image forming method according to claim 1,
An image forming method, wherein the average circularity of the toner is 0.92 or more.

The image forming method according to any one of claims 1 to 9,
An image forming method, wherein the degree of dispersion of toner particle diameter (weight average particle diameter / number average particle diameter) is 1.4 or less.

The image forming method according to claim 1,
An image forming method, wherein the toner has a volume resistivity of 1 × 10 ⁹ Ω · cm or more.

The image forming method according to claim 1,
An image forming method, wherein the loose apparent density of the toner is 0.30 g / cc or more.

A photosensitive member having a latent image, a developing device, an image forming apparatus having a transfer device using a transfer roller pressed against the photosensitive member and a heat roller fixing device,
The transfer roller in the transfer device applies heat and pressure to the toner and the transfer paper to perform transfer and primary fixing simultaneously,
Further, the image forming apparatus is characterized in that the fixing device performs secondary fixing for fixing the primary fixed transfer paper separated from the photoreceptor again.

The image forming apparatus according to claim 13,
13. An image forming apparatus, wherein the image forming apparatus uses the image forming method according to claim 2.