JP2004302031A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

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color toner
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智江 木谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus comprising a plurality of image forming units and capable of producing a good color electrophotographic image by directly transferring a toner image formed on a photoreceptor of each image forming unit onto a recording material and superposing toner images on the recording material, and to provide an image forming method. <P>SOLUTION: In the image forming apparatus in which color toner images in a plurality of image forming units are sequentially transferred in a superposed state from electrophotographic photoreceptors onto a recording material to form a color toner image and this color toner image is fixed to form a color image, turbidity of each color toner used in developing means of the plurality of image forming units is <60, the turbidity difference between such color toners is a maximum of 5-45, and one of the plurality of developing means contains a black toner whose turbidity is <25. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー複写機やカラープリンタとして用いられる画像形成装置及び該画像形成装置を用いた画像形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年カラー複写機やカラープリンタにおいても、カラー画像を求める傾向が強い。実用的に価値の高いカラー画像形成方法を通常よく用いられる呼称で大別すると、転写ドラム方式、中間転写方式、KNC方式(感光体上に多色重ね合わせ画像を作り一括転写する方式)、タンデム方式の4種類がある。
【0003】
無論これらは異なる観点から付けられた呼称であるから、例えば中間転写方式であり且つタンデム方式といったものが当然存在する。
【0004】
タンデム方式のカラー画像を形成する画像形成装置の一形態として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応したそれぞれの電子写真感光体(以後、単に感光体とも云う)で、トナー像を形成し、各トナー像を記録材上で重ね合わせて、カラー画像を形成する画像形成装置が公知である(特許文献1)。このタンデム方式のカラー画像形成装置は、複数の画像形成ユニットで形成される色相の異なるトナー像を記録材上に重ね合わせてカラー画像を形成するので、高速のカラー画像を形成できる電子写真方式の画像形成装置を開発することができる。
【0005】
このタンデム方式のカラー画像形成では、トナー画像を各画像形成ユニットの電子写真感光体から記録材(以下、記録紙とも云う)へ直接転写しトナー像を重ね合わせる為に、しばしば、トナー画像の転写不良に伴う画像不良が発生しやすい。
【0006】
例えば、感光体から記録材へのトナーの転写では、紙等の記録材の種類によっては転写不良が発生しやすく、画像濃度の低下、転写抜け、転写はじきに伴う文字チリ等の画像不良が発生し、その結果、鮮鋭性が低下したカラー画像と成りやすい。特に、カラー画像の中で、黒色系の画像が存在し、該黒色系の画像に転写はじきに伴う文字チリ等が発生すると、画質が著しく劣化する傾向が見られる。
【0007】
又、カラー画像形成装置では、カラー画像より文字画像を作製する割合が多く、黒色系画像を形成する感光体の減耗や現像剤の劣化が進みやすく、その結果、黒色系の画像の帯電性、現像性、転写性を良好に保つことが、カラー画像の作製においても重要である。そこで、カラー画像の高画質化のために、黒色系画像を中心として、帯電性、現像性、転写不良に伴う転写抜けや文字チリによる鮮鋭性の低下、色再現の劣化を防止していくことが必要である。
【0008】
このら画像欠陥の原因となる、帯電性、現像性、転写性を改善するために、電子写真感光体の表面層に微粒子を含有させて、表面に凹凸をつけ、感光体表面のトナーの付着力を低減し、転写性を改良するなどの技術が検討されてきた。例えば、感光層にアルキルシルセスキオキサン樹脂微粒子を含有させることが報告されている(特許文献2)。しかし、アルキルシルセスキオキサン樹脂微粒子は吸湿性があり、高湿環境下では感光体の表面の濡れ性、即ち表面エネルギーが大きくなり、転写性が低下しやすいといった問題が発生する。一方、感光体表面を低表面エネルギー化するために、フッ素樹脂粉体を含有させた電子写真感光体が報告されている。しかしながらフッ素樹脂粉体では十分な表面強度が得られず、感光体表面の傷に起因したスジ故障は発生し易く、画像ボケも発生しやすいという問題があった(特許文献3)。
【0009】
即ち、タンデム方式で、電子写真感光体から記録材へ直接トナー像を転写するカラー画像形成方式では、カラー画像で目立ちやすい画像濃度の低下、転写抜けや文字チリ等の画像欠陥を防止するためには、前記した感光体の改善だけでは不十分であり、各色トナーの現像性、転写性、中でも黒色系のトナーの現像性、転写性を改善し、感光体上の静電潜像の顕像化を良好にすると同時に、感光体から記録材へのトナー画像の転写性を改善し、トナー画像を記録材上に十分に転写する事が必要であることが見出された。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−222129号公報
【0011】
【特許文献2】
特開平5−181291号公報
【0012】
【特許文献3】
特開昭63−56658号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決するためになされた。本発明の目的は、複数の画像形成ユニットを有し、各画像形成ユニットの感光体上に形成されたトナー像を直接記録材へ転写し、記録材上でトナー像を重ね合わせて、良好なカラーの電子写真画像を作製する画像形成装置及び画像形成方法を提供することであり、特にカラー画像中で、文字画像を含めて黒色系画像の再現劣化を防止し、文字チリや転写抜け等の画像欠陥を防止し、鮮鋭性及び色再現が良好に再現できるカラー画像を作製する画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、感光体上に形成される各色トナーの遊離外添剤の量及びそのバランスが、現像性や転写性、特に感光体上の各色トナー像を記録材へ転写し、記録材上でトナーを重ね合わせる場合に大きく関与していることを見出し、本発明を完成した。即ち、各色トナーの内、黒色系のトナーの遊離外添剤を少なくし、且つ少なくとも1つのトナーに、遊離外添剤が多いトナーを用いることにより、黒色系トナー像の再現が良好に保たれ、且つ各色トナー像の感光体から記録材へのトナーの転写性が顕著に改善され、カラー画像で発生しやすい転写抜けや文字チリ等の画像欠陥が少なく、鮮鋭性が良好カラーの電子写真画像を形成することができる。
【0015】
即ち、本発明の目的は下記構成の何れかを採ることにより達成される。
1.少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、該複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満で、各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ該複数の現像手段の1つが濁度が25未満の黒色系トナー含有することを特徴とする画像形成装置。
【0016】
2.少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、該複数の画像形成ユニットの少なくとも1つの電子写真感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有しており、該複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満で、各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ該複数の現像手段の1つが濁度が25未満の黒色系トナー含有することを特徴とする画像形成装置。
【0017】
3.少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、該複数の画像形成ユニットの少なくとも1つに、電子写真感光体の表面に表面エネルギー低下剤を供給する剤付与手段を有し、該複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満で、各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ該複数の現像手段の1つが濁度が25未満の黒色系トナー含有することを特徴とする画像形成装置。
【0018】
4.少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、該複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満であり、且つ各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ各色トナーの粒度分布がトナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m)との和(M)が70%以上であることを特徴とする画像形成装置。
【0019】
5.各色トナー間の濁度の差が最大10〜35であることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【0020】
6.複数の画像形成ユニットが4つの画像形成ユニットであり、黒色系トナーを有する画像形成ユニット、黄色系トナーを有する画像形成ユニット、マゼンタ色系トナーを有する画像形成ユニット及びシアン色系トナーを有する画像形成ユニットからなることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【0021】
7.黒色系トナーのトナー濁度が20未満であることを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【0022】
8.前記1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置を用いて電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【0023】
以下、本発明について更に詳細に説明する。
本発明においてトナーの濁度は以下のように定義され、測定することが出来る。
【0024】
濁度;HAZE値=拡散成分/全透過成分の百分率で定義される。
トナーの濁度測定方法;トナー5.0gを界面活性剤(洗浄力ファミリー;花王(株)製)1mlの入った水溶液50mlに分散させ、遠心分離器(2000rpm:10分間)を用いて分離する。トナー成分は沈殿するため、遊離成分である上澄み液を採取する。これを日本電色(株)製COH−300Aを用いて、入射光に対する全透過成分の内の拡散成分の割合を算出したHAZE値(百分率:但し%は省略する)をトナーの濁度とする。
【0025】
トナーの濁度の値が大きい場合は、外添剤等の微粒子の遊離成分が多いことを意味する。
【0026】
本発明では、複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満で、各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ該複数の現像手段の1つが濁度が25未満の黒色系トナーであるトナー群を用いることにより、文字画像及びカラー画像の両方とも両立して良好なトナー像を、各色毎に別々に複数の感光体上に形成し、これらトナー像を記録材への転写して重ね合わせ、転写抜け、文字チリ等の画像欠陥を発生させず、鮮鋭性、色再現共に良好な。文字画像及びカラー画像を形成することができる。
【0027】
即ち、各色トナーの濁度が60以上だと、微粒子の遊離成分が多いために、感光体上で遊離成分が飛散し、文字チリや鮮鋭性の低下を発生しやすい。また、遊離した成分が感光体表面に多く付着し、ブラックスポット(苺状の斑点画像)等の画像欠陥が発生しやすい。又、各色トナーの濁度が60未満でも、各色トナー間の濁度の差が最大5未満では、感光体から記録材へのトナーの転写性が低下しやすく、転写抜け、カラー画像の画像濃度の低下、鮮鋭性、色再現の劣化等を発生しやすい。一方、各色トナー間の濁度の差が最大45より大きいと各トナー間の帯電量のバランス制御が難しく成りやすく、文字チリが発生しやすく、鮮鋭性の劣化を生じやすい。
【0028】
各色トナーの濁度は60未満だが、好ましくは50未満、最も好ましくは40未満である。一方、各色トナー間の濁度の差は最大5〜45であるが、より好ましくは10〜35である。
【0029】
本発明の各色トナーとしては、黒色系トナー、黄色系トナー、マゼンタ色系トナー、シアン色系トナーの4色のトナー群を用いることが好ましい。4色のトナーを用いることにより、文字画像及びカラー画像の両方の画像を鮮明に且つ色鮮やかに作製することができる。
【0030】
又、各色トナーの内、黒トナーの濁度は25未満である。黒トナーの濁度が25未満であることにより、文字画像及びカラー画像の両方の鮮鋭性、色再現が劣化しにくく、良好な画像を常に作製することができる。
【0031】
又、カラー画像の内、最大濁度のトナーは黄色系のトナーであるのが好ましい。黄色系のトナーは濁度が大きくなっても、比較的鮮鋭性の低下、色再現の低下を起こしにくい。
【0032】
トナーの濁度を前記定義と測定方法に従って60未満の範囲に制御し、且つ各トナー間の濁度の差を最大5〜45にする為には、トナーの表面に付着する外添剤粒子の種類の選択と該外添剤粒子(以下単に外添剤とも云う)のトナー表面への固着度合いを制御する事が重要である。
【0033】
本発明に好ましく用いられる外添剤の数平均粒子径は、0.05〜0.5μmである。
【0034】
外添剤の粒径が0.05μmより小さい場合は、トナー感光体間の物理的付着力が軽減されない為に転写性が落ち、結果的に画像濃度の低下を招く。
【0035】
粒径が0.5μmより大きい場合は、一旦付着した外添剤が現像器内の撹拌等のストレスにより容易に離脱し遊離するため、遊離量が現像器内で蓄積されるため、現像器内で再凝集し、転写時に核となり、転写抜けを生じる。また、遊離した成分が感光体表面に多く付着するため、感光体表面へのフィルミングが発生しやすくなる。
【0036】
外添剤のトナーへの添加量は、着色粒子(外添剤添加前のトナー)100質量部に対し、0.05〜5.0質量部(以後、特に断らない限り「部」とは、「質量部」を示す)が好ましく、特には1.0〜4.0部が好ましい。
【0037】
0.05部より少ないと物理的付着力の低減効果が得られないために転写性の低下を招きやすい。5.0部より多いとトナー表面に過剰の外添剤が存在するために、現像器内の撹拌等のストレスにより容易に離脱し遊離傾向がある。そのため、遊離したものが現像器内で蓄積され、現像器内で再凝集し核となり、これが現像されたトナー像に混入すると転写時に転写抜けを生じやすい。また、遊離した成分が感光体表面に多く付着するため、感光体表面へのトナーフィルミングが発生しやすくなる。
【0038】
外添剤の着色粒子への付着状態を制御する方法としては限定されず、一般的に用いられている微粒子の外添装置、トナー表面に固定又は固着する装置のすべてを用いることが出来る。
【0039】
固定化の具体的な装置としてはヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー、TURBO SPHEREミキサー等を使用することができる。中でもヘンシェルミキサーは、外添剤の混合処理と固定処理を同一の装置で行えること、また撹拌混合の容易性や外部からの加熱の容易性などの観点で好適に使用することができる。
【0040】
上記固定処理時の混合方法としては、撹拌羽根の先端の周速が5〜50m/sで処理されることが望ましい。好ましくは10〜40m/sで処理されることが望ましい。また、予備混合を行い樹脂粒子表面に外添剤を均一に付着させることが好ましく、温度の制御方法としては、外部より温水等を用いて必要な温度に調整することが好ましい。
【0041】
温度の測定方法は、トナーが撹拌混合されている状態でトナーが流動している部位の温度を測定するものである。また、固定処理後に冷水を流通させ、冷却、解砕工程を行うことが好ましい。
【0042】
外添剤の着色粒子表面への固定化の度合いを制御する方法としては、Tg−20≦(撹拌混合温度)≦Tg+20の温度条件で着色粒子と外添剤を撹拌混合し、機械的衝撃力を付与しながら、任意の時間の調整によって、着色粒子表面に外添剤粒子を均一に付着させることができる。
【0043】
ここで言うTgとはトナー又は該トナーを構成する結着樹脂のガラス転移温度を指す。ガラス転移温度は、DSC7示差走査カロリーメーター(パーキンエルマー社製)を用いて測定した。測定方法は、10℃/minで0℃から200℃へ昇温し、ついで、10℃/minで200℃から0℃へ冷却して前履歴を消した後、10℃/minで0℃から200℃へ昇温し、セカンドヒートの吸熱ピーク温度を求め、Tgとした。吸熱ピークが複数有る場合は、主吸熱ピークの温度をTgとした。
【0044】
トナー又は該トナーを構成する結着樹脂のTgとしては40〜70℃が好ましく使用される。40℃より小さいとトナーの保存性が悪く、凝集してしまう。70℃より大きいと定着性、生産性の観点から好ましくない。
【0045】
流動性付与の観点から、外添剤の付着制御後に更に外添剤を外添してもよいが、前記トナーとしての濁度が本発明の範囲内に入ることが必要である。
【0046】
前記外添剤の数平均粒子径の測定方法については、透過型電子顕微鏡観察によって観察し、画像解析によって測定されたものを用いて表示した。
【0047】
前記外添剤の組成としては特に限定されず、任意の外添剤を用いることが出来る。
【0048】
例えば、無機の外添剤としては各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等が挙げられる。
【0049】
更に、上記無機外添剤に疎水化処理をおこなったものでもよい。疎水化処理を行う場合には、各種チタンカップリング剤、シランカップリング剤等のいわゆるカップリング剤によって疎水化処理することが好ましく、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩によって疎水化処理したものも好ましく使用される。
【0050】
また、樹脂外添剤を用いる場合も、特にその組成が限定されるものでは無い。一般的にはビニル系の有機外添剤粒子やメラミン・ホルムアルデヒド縮合物、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン等の外添剤粒子が好ましい。この理由としては乳化重合法や懸濁重合法等の製造方法によって容易に製造することが可能であるからである。
【0051】
次に本発明に好ましく用いられるトナーについて記載する。
本発明のトナーの粒径は、個数平均粒径で3〜8μmのものが好ましい。この粒径は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、後に詳述するトナーの製造方法において、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組成によって制御することができる。
【0052】
個数平均粒径が3〜8μmであることにより、感光体に付着してフィルミングを発生させる付着力の大きいトナー微粒子が少なくなり、また、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画質が向上する。
【0053】
本発明に用いられるトナーの粒度分布は、トナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m)との和(M)が70%以上であるトナーであることが好ましい。
【0054】
相対度数(m)と相対度数(m)との和(M)が70%以上であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭くなるので、当該トナーを画像形成工程に用いることにより、前記トナー画像の一次転写性及び二次転写性を良好にし、選択現像の発生を確実に抑制することができる。
【0055】
本発明において、前記の個数基準の粒度分布を示すヒストグラムは、自然対数lnD(D:個々のトナー粒子の粒径)を0.23間隔で複数の階級(0〜0.23:0.23〜0.46:0.46〜0.69:0.69〜0.92:0.92〜1.15:1.15〜1.38:1.38〜1.61:1.61〜1.84:1.84〜2.07:2.07〜2.30:2.30〜2.53:2.53〜2.76・・・)に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザーにより測定されたサンプルの粒径データを、I/Oユニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュータにおいて、粒度分布分析プログラムにより作製されたものである。
【0056】
〔測定条件〕
(1)アパーチャー:100μm
(2)サンプル調製法:電解液〔ISOTON R−11(コールターサイエンティフィックジャパン社製)〕50〜100mlに界面活性剤(中性洗剤)を適量加えて攪拌し、これに測定試料10〜20mgを加える。この系を超音波分散機にて1分間分散処理することにより調製する。
【0057】
本発明に用いられるトナーの粒径は、体積平均粒径で3〜8μmが好ましい。トナーの体積平均粒径および粒度分布は、コールターカウンターTA−II、コールターマルチサイザー、SLAD1100(島津製作所社製レーザ回折式粒径測定装置)等を用いて測定することができる。コールターカウンターTA−II及びコールターマルチサイザーではアパーチャー径=100μmのアパーチャーを用いて2.0〜40μmの範囲における粒径分布を測定し求めたものである。
【0058】
このトナーを製造する方法としては特に限定されるものでは無い。しかしながら、重合法トナー(重合トナーとも云う)が製造方法として簡便である点と、粉砕トナーに比較して均一性に優れる点等で好ましい。
【0059】
重合トナーとはトナー用バインダーの樹脂の生成とトナー形状がバインダー樹脂の原料モノマーの重合、及びその後の化学的処理により形成されるて得られるトナーを意味する。より具体的には懸濁重合、乳化重合等の重合反応と必要により、その後に行われる粒子同士の融着工程を経て得られるトナーを意味する。重合トナーは原料モノマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布、及び形状が均一なトナーが得られる。
【0060】
いずれにしろ、粉砕法トナーであれ重合法トナーであれ上記本発明の要件を満たすものであれば、本発明の目的を達成できる。
《本発明に使用されるトナーの構成、及び製造方法》
本発明に使用されるトナーの製造方法は、最も一般的に用いられている粉砕法、即ちバインダー樹脂と着色剤、その他必要により添加される種種の添加剤を混練粉砕後分級して作製しても良いし、離型剤、着色剤を含有した樹脂粒子を媒体中で合成作製して製造してもよい。
【0061】
水系媒体中で融着させる方法として、例えば特開昭63−186253号公報、同63−282749号公報、特開平7−146583号公報等に記載されている方法や、樹脂粒子を塩析/融着させて形成する方法等をあげることができる。
【0062】
ここで用いられる樹脂粒子は重量平均粒径50〜2000nmが好ましく、これらの樹脂粒子は乳化重合、懸濁重合、シード重合等のいずれの造粒重合法によっても良いが、好ましく用いられるのは乳化重合法である。
【0063】
以下、樹脂の製造に用いられる単量体は、いずれの製造方法においても、従来公知の重合性単量体を用いることができる。また、要求される特性を満たすように、1種または2種以上のものを組み合わせて用いることができる。
【0064】
バインダー樹脂としては特に限定されるものではなく、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、エポキシ樹脂等、一般的に知られているバインダー樹脂を使用することができる。
【0065】
スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル樹脂を構成する樹脂としては、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンの様なスチレンあるいはスチレン誘導体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル等のアクリル酸エステル誘導体等が具体的に樹脂を構成する単量体として挙げられ、これらは単独あるいは組み合わせて使用することができる。
【0066】
その他のビニル系重合体の具体的例示化合物としては、エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、弗化ビニル、弗化ビニリデン等のハロゲン系ビニル類、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のビニルケトン類、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等のN−ビニル化合物、ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド、メタクリルアミド、N−ブチルメタクリルアミド、N−オクタデシルアクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体がある。これらビニル系単量体は単独あるいは組み合わせて使用することができる。
【0067】
さらに、スチレン−アクリル系樹脂(ビニル系樹脂)で含カルボン酸重合体を得るための単量体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、マレイン酸モノブチルエステル、マレイン酸モノオクチルエステル、ケイ皮酸無水物、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル等が挙げられる。
【0068】
さらに、ジビニルベンゼン、エチレングルコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート等の架橋剤を添加してもよい。
【0069】
また、ポリエステル樹脂としては、2価以上のカルボン酸と2価以上のアルコール成分を縮合重合させて得られる樹脂である。2価のカルボン酸の例としてはマレイン酸、フマール酸、シトラコ酸、イタコン酸、グルタコ酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸等が挙げられ、これらの酸無水物も使用することができる。
【0070】
また、ポリエステル樹脂を構成する2価のアルコール成分の例としては、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のエーテル化ビスフェノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4,ブテンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタングリコール、1,6−ヘキサングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールZ、水素添加ビスフェノールA等をあげることができる。
【0071】
また、ポリエステル樹脂として架橋構造を有するものとしては、下記3価のカルボン酸、例えば1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等があげられ、これらの酸無水物、あるいは多価アルコール成分、具体的にはソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等を添加することで架橋ポリエステル樹脂とすることもできる。
【0072】
本発明において、黒色系トナー(以下、トナーBkとも称する)、黄色系トナー(以下、トナーYとも称する)、マゼンタ色系トナー(以下、トナーMとも称する)、シアン色系トナー(以下、トナーCとも称する)中に用いられる着色剤としては無機顔料、有機顔料を挙げることができる。
【0073】
無機顔料としては、従来公知のものを用いることができる。具体的な無機顔料を以下に例示する。
【0074】
黒色系の顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
【0075】
これらの無機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%が選択される。
【0076】
磁性トナーとして使用する際には、前述のマグネタイトを添加することができる。この場合には所定の磁気特性を付与する観点から、トナー中に20〜60質量%添加することが好ましい。
【0077】
有機顔料としても従来公知のものを用いることができる。具体的な有機顔料を以下に例示する。
【0078】
マゼンタまたはレッド用の顔料(マゼンタ色系)としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222等が挙げられる。
【0079】
オレンジまたはイエロー用の顔料(黄色系)としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138等が挙げられる。
【0080】
グリーンまたはシアン用の顔料(シアン色系)としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
【0081】
これらの有機顔料は所望に応じて単独または複数を選択併用する事が可能である。また顔料の添加量は重合体に対して2〜20質量%であり、好ましくは3〜15質量%が選択される。
【0082】
着色剤は表面改質して使用することもできる。その表面改質剤としては、従来公知のものを使用することができ、具体的にはシランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウムカップリング剤等が好ましく用いることができる。
【0083】
本発明で得られたトナーには、流動性の改良やクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を添加して使用することができる。これら外添剤としては前記に記したように、特に限定されるものでは無く、種々の無機粒子、有機粒子及び滑剤を使用することができる。
【0084】
又、前記外添剤粒子とは別に、滑剤を外添剤としてトナーに添加してもよい。滑剤には、例えばステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。
【0085】
これら滑剤の添加量は、トナーに対して0.1〜5質量%程度が好ましい。
トナー化工程は上記で得られたトナー粒子を、例えば流動性、帯電性、クリーニング性の改良を行うことを目的として、前述の外添剤を添加してもよい。外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの種々の公知の混合装置を使用することができる。
【0086】
トナーは、バインダー樹脂、着色剤以外にトナー用添加剤として種々の機能を付与することのできる材料を加えてもよい。具体的には離型剤、荷電制御剤等が挙げられる。
【0087】
尚、離型剤としては、種々の公知のもので、具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ワックスや、これらの変性物、カルナウバワックスやライスワックス等の天然ワックス、脂肪酸ビスアミドなどのアミド系ワックスなどをあげることができる。これらは離型剤粒子として加えられ、樹脂や着色剤と共に塩析/融着させることが好ましいことはすでに述べた。
【0088】
荷電制御剤も同様に種々の公知のもので、且つ水中に分散することができるものを使用することができる。具体的には、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩あるいはその金属錯体等が挙げられる。
【0089】
《現像剤》
本発明に用いられるトナーは、一成分現像剤でも二成分現像剤として用いてもよいが、好ましくは二成分現像剤としてである。
【0090】
一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤として前記トナーをそのまま用いる方法もあるが、通常はトナー粒子中に0.1〜5μm程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤として用いる。その含有方法としては、着色剤と同様にして非球形粒子中に含有させるのが普通である。
【0091】
又、キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を用いる。特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その体積平均粒径としては15〜100μm、より好ましくは25〜60μmのものがよい。
【0092】
キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
【0093】
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているもの、あるいは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。
【0094】
次に、本発明に用いられる感光体について詳細に説明する。
本発明の画像形成装置に用いられる電子写真感光体は無機感光体、有機感光体のいずれを用いてもよいが、潜像形成の際に、像露光に用いられるレーザ光への感色性、生産性の良好さ等から有機感光体が好ましい。
【0095】
ここで、有機感光体とは電子写真感光体の構成に必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質又は有機電荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機電子写真感光体を全て含有する。
【0096】
本発明の画像形成装置に用いられる電子写真感光体は感光体表面を低表面エネルギーの物性にし、感光体から記録材へのトナーの転写性を向上させることが好ましい。このための方策として、1つは、本発明では感光体の表面層をフッ素系樹脂粒子を含有させた表面層にすること、他の1つは感光体の表面に表面エンルギー低下剤を供給することにより、感光体の表面エネルギーを小さくし、感光体から記録材へのトナーの転写性を良好にすることができる。この感光体の表面エネルギーを低下させることと、前記したトナー濁度を調製したトナー群を用いることを併用することにより、その相乗効果により、文字画像、カラー画像とも鮮鋭性が良好で、且つ色再現が良好なカラーの電子写真画像を提供することができる。
【0097】
又、本発明の電子写真感光体は表面エネルギーを低下させることにより、表面層は水に対する接触角が90°以上であることが好ましい。水に対する接触角が90°以上にすることによりトナー等のクリーニング性を改善すると共に、感光体から記録材へのトナーの転写性を良好にすることができる。
【0098】
上記フッ素系樹脂粒子としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化ビニル、ポリ四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリ四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、ポリエチレン−三フッ化エチレン共重合体、ポリ四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等の樹脂粒子を挙げることができ、体積平均粒径で0.05〜10μmが好ましく、より好ましくは0.1〜5μmである。又、本発明の感光体に含有するフッ素系樹脂粒子の量は、感光体の表面層のバインダー樹脂に対して、好ましくは0.1〜90質量%、より好ましくは1〜50質量%であり、0.1%未満の場合は感光層に十分な耐刷性や潤滑性を付与することができず、前記トナーの一次転写性の改善が小さく、画像濃度の低下、転写抜け、鮮鋭性の劣化等が発生しやすい。90質量%を超えると表面層の形成が困難に成りやすい。
【0099】
なお、上記フッ素系樹脂粒子の体積平均粒径はレーザ回折/散乱式粒度分布測定装置「LA−700」(堀場製作所(株)社製)により測定される。
【0100】
又、感光体の表面接触角は、純水に対する接触角を接触角計(CA−DT・A型:協和界面科学社製)を用いて20℃50%RHの環境下で測定する。
【0101】
次に、表面エネルギー低下剤について、記載する。ここで表面エネルギー低下剤とは電子写真感光体の表面に付着し、電子写真感光体の表面エネルギーを低下させる物質を云い、具体的には表面に付着することにより、電子写真感光体の表面の接触角(純水に対する接触角)を1°以上増加させる材料を云う。
【0102】
ところで、表面エネルギー低下剤としては脂肪酸金属塩が挙げられる。
又、表面エネルギー低下剤としては、電子写真感光体の表面の接触角(純水に対する接触角)を1°以上増加させる材料であれば、脂肪酸金属塩等の材料に限定されない。
【0103】
本発明に用いられる表面エネルギー低下剤としては、感光体表面への延展性及び均一な膜形成性能を有する材料として脂肪酸金属塩が最も好ましい。該脂肪酸金属塩は、炭素数10以上の飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩が好ましい。たとえばステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸インジウム、ステアリン酸ガリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸ナトリウム、パルチミン酸アルミニウム、オレイン酸アルミニウム等が挙げられ、より好ましくはステアリン酸金属塩である。
【0104】
上記脂肪酸金属塩の中でも特にフローテスターの流出速度が高い脂肪酸金属塩は劈開性が高く、本発明の前記感光体表面でより効果的に脂肪酸金属塩の層を形成することができる。流出速度の範囲としては1×10−7以上1×10−1以下が好ましく、5×10−4以上1×10−2以下であると最も好ましい。フローテスターの流出速度の測定は島津フローテスター「CFT−500」(島津製作所(株)製)を用いて測定した。
【0105】
図1は、本発明の一実施の形態を示すカラー画像を作製できる画像形成装置の断面構成図である。
【0106】
図1の画像形成装置では、4組の画像形成ユニット20Y、20M、20C、20Bkが転写ベルト(記録材搬送ベルト)115に沿って設けられている。
【0107】
各画像形成ユニットは、感光体ドラム21Y(21M、21C、21Bk)、スコロトロン帯電器(帯電手段)22Y(22M、22C、22Bk)、露光光学系(露光手段)23Y(23M、23C、23Bk)、現像器(現像手段)24Y(24M、24C、24Bk)及びクリーニング装置(クリーニング手段)25Y(25M、25C、25Bk)より構成され、各画像形成ユニットの感光体ドラム(21Y、21M、21C、21Bk)上に形成された各トナー像を、タイミングを合わせて搬送されてくる記録材(普通紙、透明シー地等の記録紙)Pに、転写手段としての転写器34Y(34M、34C、34Bk)により順次転写して、重ね合わせカラートナー像を形成する。
【0108】
記録材Pは、転写ベルト115に乗って搬送され、記録材分離手段としての紙分離AC除電器161による除電作用と、所定の間隔を空けて搬送部160に設けられる分離部材である分離爪210とにより、搬送ベルトから分離される。
【0109】
次に記録材Pは、搬送部160を通った後、加熱ローラ41と、加圧ローラ42とにより構成される定着装置(定着手段)40へと搬送され、加熱ローラ41と加圧ローラ42により形成されるニップ部Tで記録材Pが挟持され、熱と圧力とが加えられることにより記録材P上の重ね合わせトナー像が定着された後、機外へ排出される。
【0110】
前記露光手段には像露光光源として、半導体レーザを用いた走査光学系、及びLEDや液晶シャッター等の固体スキャナー等を用いることができる。
【0111】
記録材を搬送する転写ベルト115には、ポリイミド、ポリカーボネート、PVdF等の高分子フィルムや、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムにカーボンブラック等の導電性フィラーを添加して導電化したもの等が用いられ、ドラム状、ベルト状どちらでもよいが、装置設計の自由度の観点からベルト状が好ましい。
【0112】
又、転写ベルトの表面は、適当に粗面化されていることが好ましい。転写ベルトの十点表面粗さRzを0.5〜2μmにすることにより、記録材と転写ベルトの密着性を高め、転写ベルト上での記録材の揺動を防止し、感光体から記録材へのトナー像の転写性を良好にすることができる。
【0113】
本発明は電子写真感光体の表面に表面エネルギー低下剤を付与しながら、電子写真感光体上の潜像を現像し、トナー像として顕像化することを特徴とするが、表面エネルギー低下剤を感光体に付与する方法は、現像剤に表面エネルギー低下剤を混合して、現像剤から感光体に付与する方法もあるが、本発明ではこのような方法とは異なる方法を用いることが好ましい。即ち、表面エネルギー低下剤を現像剤に混合する場合は、該混合により、トナーの帯電特性、流動性等の現像特性に影響を与え、十分な混合量を達成することが困難であり、又、本発明のトナーとの関係でいえば、現像剤に表面エネルギー低下剤を混合することにより、転写抜けや、文字チリの発生防止効果が著しく低下しやすく、以下に記すような現像剤混合とは異なる手段、方法を用いることが好ましい。
【0114】
即ち、本発明は電子写真感光体の表面に表面エネルギー低下剤を供給する剤付与手段を有することが好ましい。剤付与手段は電子写真感光体周辺の適当な位置に設置することができるが、設置空間を有効利用するには、図1記載の帯電手段、現像手段、クリーニング手段の一部を利用して、設置しても良い。以下、クリーニング手段に剤付与手段を併用した例を挙げる。
【0115】
図2は本発明の画像形成ユニットに設置されるクリーニング手段の構成図である。
【0116】
該クリーニング手段は図1の25Y、25M、25C、25Bk等のクリーニング手段として用いられる。図2のクリーニングブレード25aが支持部材25bに取り付けられている。該クリーニングブレードの材質としてはゴム弾性体が用いられ、その材料としてはウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が知られているが、これらの内、ウレタンゴムは他のゴムに比して摩耗特性が優れている点で特に好ましい。
【0117】
一方、支持部材25bは板状の金属部材やプラスチック部材で構成される。金属部材としてはステンレス鋼板、アルミ板、或いは制震鋼板等が好ましい。
【0118】
本発明において、感光体表面に圧接するクリーニングブレードの先端部は、感光体の回転方向と反対方向(カウンター方向)に向けて負荷をかけた状態で圧接することが好ましい。図2に示すようにクリーニングブレードの先端部は感光体と圧接するときに、圧接面を形成することが好ましい。
【0119】
クリーニングブレードの感光体への当接荷重P、当接角θの好ましい値としては、P=5〜40N/m、θ=5〜35°である。
【0120】
当接荷重Pはクリーニングブレード25aを感光体ドラム1に当接させたときの圧接力P′の法線方向ベクトル値である。
【0121】
又当接角θは感光体の当接点Aにおける接線Xと変形前のブレード(図面では点線で示した)とのなす角を表す。25eは支持部材を回転可能にする回転軸であり、25gは荷重バネを示す。
【0122】
又、前記クリーニングブレードの自由長Lは図5に示すように支持部材25bの端部Bの位置から変形前のブレードの先端点の長さを表す。該自由長の好ましい値としてはL=6〜15mm、である。クリーニングブレードの厚さtは0.5〜10mmが好ましい。ここで、クリーニングブレードの厚さとは図5に示すように支持部材25bの接着面に対して垂直な方向を示す。
【0123】
図2のクリーニング手段には剤付与手段を兼ねたブラシロール25cが用いられている。該ブラシロールは感光体1に付着したトナーの除去、クリーニングブレード25aで除去されたトナーの回収機能と共に、表面エネルギー低下剤を感光体に供給する剤付与手段としての機能を有する。即ち該ブラシロールは感光体1と接触し、その接触部においては感光体と進行方向が同方向に回転し、感光体上のトナーや紙粉を除去すると共に、クリーニングブレード25aで除去されたトナーを搬送し、搬送スクリュー25jに回収する。この間の経路はブラシロール25cに除去手段としてのフリッカ25iを当接させることにより、感光体1からブラシロール25cに転移したトナー等の除去物を除去することが好ましい。更にこのフリッカに付着したトナーをスクレーパ25dで除去し、トナーを搬送スクリュー25jに回収する。回収されたトナーは廃棄物として外部に取り出されるか、或いはトナーリサイクル用のリサイクルパイプ(図示せず)を経由して現像器に搬送され再利用される。フリッカ25iの材料としてはステンレス、アルミニウム等の金属管が好ましく用いられる。一方、スクレーパ25dとしては、リン青銅板、ポリエチレンテレフタレート板、ポリカーボネート板等の弾性板が用いられ、先端がフリッカの回転方向に対し鋭角を形成するカウンター方式で当接させるのが好ましい。
【0124】
又、表面エネルギー低下剤(ステアリン酸亜鉛等の固形素材)25kはブラシロールにバネ荷重25sで押圧されて取り付けられており、ブラシは回転しながら、該表面エネルギー低下剤を擦過して、感光体の表面に表面エネルギー低下剤を供給する。
【0125】
ブラシロール25cとしては導電性又は半導電性体のブラシロールが用いられる。
【0126】
本発明で用いられるブラシロールのブラシ構成素材は、任意のものを用いることができるが、疎水性で、かつ誘電率が高い繊維形成性高分子重合体を用いるのが好ましい。このような高分子重合体としては、例えばレーヨン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル酸樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリビニルアセタール(例えばポリビニルブチラール)等が挙げられる。これらのバインダ樹脂は単独であるいは2種以上の混合物として用いることができる。特に、好ましくはレーヨン、ナイロン、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリプロピレンである。
【0127】
また、前記ブラシは、導電性又は反導電性のものが用いられ、構成素材にカーボン等の低抵抗物質を含有させ、任意の比抵抗に調整したものが使用できる。
【0128】
ブラシロールのブラシ毛の比抵抗は、常温常湿(温度26℃、相対湿度50%)で、長さ10cmの1本のブラシ毛の両端に500Vの電圧を印加した状態で測定して、10Ωcm〜10Ωcmの範囲内のものが好ましい。
【0129】
即ち、ブラシロールはステンレス等の芯材に10Ωcm〜10Ωcmの比抵抗を持つ導電性又は半導電性のブラシ毛を用いることが好ましい。10Ωcmよりも比抵抗が低いと、放電によるバンディング等が発生しやすくなる。また、10Ωcmよりも高いと、感光体との電位差が低くなって、クリーニング不良が発生しやすくなる。
【0130】
ブラシロールに用いるブラシ毛1本の太さは、5〜20デニールが好ましい。5デニールに満たないと、十分な擦過力が無いため表面付着物を除去できない。また、20デニールより大きいと、ブラシが剛直になるため感光体の表面を傷つける上に摩耗を進行させ、感光体の寿命を低下させる。
【0131】
ここでいう「デニール」とは、前記ブラシを構成するブラシ毛(繊維)の長さ9000mの質量をg(グラム)単位で測定した数値である。
【0132】
前記ブラシのブラシ毛密度は、4.5×10/cm〜2.0×10/cm(1平方センチあたりのブラシ毛数)である。4.5×10/cmに満たないと、剛直度が低く擦過力が弱い上に、擦過にムラができ、付着物を均一に除去することができない。2.0×10/cmより大きいと、剛直になって擦過力が強くなるために感光体を摩耗させ、感度低下によるカブリや傷による黒スジ等の不良画像が発生する。
【0133】
本発明で用いられるブラシロールの感光体に対する食い込み量は0.4〜1.5mmに設定されるのが好ましく、0.5〜1.2mmがより好ましい。この食い込み量は、感光体ドラムとブラシロールの相対運動によって発生するブラシにかかる負荷を意味する。この負荷は、感光体ドラムから見れば、ブラシから受ける擦過力に相当し、その範囲を規定することは、感光体が適度な力で擦過されることが必要であることを意味する。
【0134】
この食い込み量とはブラシを感光体に当接したとき、ブラシ毛が感光体表面で曲がらずに、直線的に内部に進入したと仮定した時の内部への食い込み長さを云う。
【0135】
表面エネルギー低下剤が供給された感光体ではブラシによる感光体表面の擦過力が小さいため、食い込み量が、0.4mmより小さいと、トナーや紙粉などの感光体表面へのフィルミングを抑制することができず、画像上でムラなどの不良が発生する。一方、1.5mmより大きいと、ブラシによる感光体表面の擦過力が大きすぎるために、感光体の摩耗量が大きくなり、感度低下によるカブリが発生したり、感光体表面に傷が発生し、画像上にスジ故障が発生したりして問題である。
【0136】
ブラシロールに用いられるロール部の芯材としては、主としてステンレス、アルミニウム等の金属、紙、プラスチック等が用いられるが、これらにより限定されるものではない。
【0137】
本発明で用いられるブラシロールは円柱状の芯材の表面に接着層を介してブラシを設置した構成であることが好ましい。
【0138】
ブラシロールは、その当接部分が感光体の表面と同方向に移動するように回転するのが好ましい。該当接部分が逆方向に移動すると、感光体の表面に過剰なトナーが存在した場合に、ブラシロールにより除去されたトナーがこぼれて記録材や装置を汚す場合がある。
【0139】
感光体とブラシロールとが前記のように、同方向に移動する場合に、両者の表面速度比は1対1.1〜1対2の範囲内の値であることが好ましい。ブラシロールの回転速度が感光体よりも遅いとブラシロールのトナー除去能力が低下するためにクリーニング不良が発生しやすく、感光体よりも速いとトナー除去能力が過剰となってブレードバウンディングやめくれが発生しやすくなる。
【0140】
【実施例】
次に、本発明の態様を具体的に説明するが、本発明の構成はこれに限られるものではない。
〔トナーの作製〕
(トナー1Bk、1Ya、1Yb、1M、1Cの作製)
n−ドデシル硫酸ナトリウム0.90kgと純水10.0リットルを入れ攪拌溶解した。この溶液に、リーガル330R(キャボット社製カーボンブラック)1.20kgを徐々に加え、1時間よく攪拌した後に、サンドグラインダー(媒体型分散機)を用いて、20時間連続分散した。このものを「着色剤分散液1」とする。
【0141】
また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.055kgとイオン交換水4.0リットルとからなる溶液を「アニオン界面活性剤溶液A」とする。
【0142】
ノニルフェノールポリエチレンオキサイド10モル付加物0.014kgとイオン交換水4.0リットルとからなる溶液を「ノニオン界面活性剤溶液B」とする。
【0143】
過硫酸カリウム223.8gをイオン交換水12.0リットルに溶解した溶液を「開始剤溶液C」とする。
【0144】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた容積100リットルのGL(グラスライニング)反応釜に、WAXエマルジョン(数平均分子量3000のポリプロピレンエマルジョン:数平均一次粒子径=120nm/固形分濃度=29.9%)3.41kgと「アニオン界面活性剤溶液A」全量と「ノニオン界面活性剤溶液B」全量とを入れ、攪拌を開始した。次いで、イオン交換水44.0リットルを加えた。
【0145】
加熱を開始し、液温度が75℃になったところで、「開始剤溶液C」全量を滴下して加えた。その後、液温度を75℃±1℃に制御しながら、スチレン12.1kgとアクリル酸n−ブチル2.88kgとメタクリル酸1.04kgとt−ドデシルメルカプタン548gとを滴下しながら投入した。滴下終了後、液温度を80℃±1℃に上げて、6時間加熱攪拌を行った。ついで、液温度を40℃以下に冷却し攪拌を停止し、ポールフィルターで濾過してラテックスを得た。これを「ラテックス−A」とする。
【0146】
なお、ラテックス−A中の樹脂粒子のガラス転移温度は57℃、軟化点は121℃、分子量分布は、重量平均分子量=1.27万、重量平均粒径は120nmであった。
【0147】
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.055kgをイオン交換純水4.0リットルに溶解した溶液を「アニオン界面活性剤溶液D」とする。
【0148】
また、ノニルフェノールポリエチレンオキサイド10モル付加物0.014kgをイオン交換水4.0リットルに溶解した溶液を「ノニオン界面活性剤溶液E」とする。
【0149】
過硫酸カリウム(関東化学社製)200.7gをイオン交換水12.0リットルに溶解した溶液を「開始剤溶液F」とする。
【0150】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、櫛形バッフルを付けた100リットルのGL反応釜に、WAXエマルジョン(数平均分子量3000のポリプロピレンエマルジョン:数平均一次粒子径=120nm/固形分濃度 29.9%)3.41kgと「アニオン界面活性剤溶液D」全量と「ノニオン界面活性剤溶液E」全量とを入れ、攪拌を開始した。
【0151】
次いで、イオン交換水44.0リットルを投入した。加熱を開始し、液温度が70℃になったところで、「開始剤溶液F」を添加した。ついで、スチレン11.0kgとアクリル酸n−ブチル4.00kgとメタクリル酸1.04kgとt−ドデシルメルカプタン9.02gとをあらかじめ混合した溶液を滴下した。滴下終了後、液温度を72℃±2℃に制御して、6時間加熱攪拌を行った。さらに、液温度を80℃±2℃に上げて、12時間加熱攪拌を行った。液温度を40℃以下に冷却し攪拌を停止した。ポールフィルターで濾過し、この濾液を「ラテックス−B」とする。
【0152】
なお、ラテックス−B中の樹脂粒子のガラス転移温度は58℃、軟化点は132℃、分子量分布は、重量平均分子量=24.5万、重量平均粒径は110nmであった。
【0153】
塩析剤としての塩化ナトリウム5.36kgをイオン交換水20.0リットルに溶解した溶液を「塩化ナトリウム溶液G」とする。
【0154】
フッ素系ノニオン界面活性剤1.00gをイオン交換水1.00リットルに溶解した溶液を「ノニオン界面活性剤溶液H」とする。
【0155】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、粒径および形状のモニタリング装置を付けた100リットルのSUS反応釜に、上記で作製したラテックス−A=20.0kgとラテックス−B=5.2kgと着色剤分散液1=0.4kgとイオン交換水20.0kgとを入れ攪拌した。ついで、40℃に加温し、塩化ナトリウム溶液G、イソプロパノール(関東化学社製)6.00kg、ノニオン界面活性剤溶液Hをこの順に添加した。その後、10分間放置した後に、昇温を開始し、液温度85℃まで60分で昇温し、85±2℃にて0.5〜3時間加熱攪拌して塩析/融着させながら粒径成長させた(塩析/融着工程)。次に純水2.1リットルを添加して粒径成長を停止させ、融着粒子分散液を作製した。
【0156】
温度センサー、冷却管、粒径および形状のモニタリング装置を付けた5リットルの反応容器に、上記で作製した融着粒子分散液5.0kgを入れ、液温度85℃±2℃にて、0.5〜15時間加熱攪拌して形状制御した(形状制御工程)。その後、40℃以下に冷却し攪拌を停止した。次に遠心分離機を用いて、遠心沈降法により液中にて分級を行い、目開き45μmの篩いで濾過し、この濾液を会合液とする。ついで、ヌッチェを用いて、会合液よりウェットケーキ状の非球形状粒子を濾取した。その後、イオン交換水により洗浄した。この非球形状粒子をフラッシュジェットドライヤーを用いて吸気温度60℃にて乾燥させ、ついで流動層乾燥機を用いて60℃の温度で乾燥させた。得られた着色粒子の100質量部に、疎水性シリカ(疎水化度=75/数平均一次粒子径=12nm)を0.5質量部、及び0.05μmの酸化チタン0.25質量部添加し、ヘンシェルミキサーの周速を40m/s、52℃で10分間混合し「トナー1Bk」を得た。
【0157】
トナー1Bkの製造において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントイエロー185を使用した以外同様にして「トナー1Ya」を得た。又、ヘンシェルミキサーの周速を少し遅くして、「トナー1Yb」を得た。
【0158】
トナー1Bkの製造において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントレッド122を使用した以外同様にして「トナー1M」を得た。
【0159】
トナー1Bkの製造において、カーボンブラックの代わりにC.I.ピグメントブルー15:3を使用した以外同様にして「トナー1C」を得た。トナー1Bk、1Ya、1M、1Cのトナーの個数平均粒径、M(m+m)の測定結果を表1に、トナー濁度の測定結果を表2に示す。又、トナー1Ybの個数平均粒径、M(m+m)はトナー1Yaとほとんど同じであった。
(トナー2Bk、2Ya〜2Yf、2M、2Cの作製)
前記トナー1Bk、1Y、1M、1Cの作製において、疎水性シリカ(疎水化度=75/数平均一次粒子径=12nm)を疎水性シリカ(疎水化度=77/数平均一次粒子径=20nm)に変更し、ヘンシェルミキサーの周速、及び時間を変更した以外は、同様にしてトナー2Bk、2Ya〜2Yf、2M、2Cを作製した。トナー2Bk、2Ya〜2Yf、2M、2Cの濁度の測定結果を表2に示す。尚、これらのトナーのトナーの個数平均粒径、M(m+m)は基本的にトナー1Bk、1Ya、1M、1Cの各色に対応したそれら(トナーの個数平均粒径、M(m+m))の測定結果とほとんど同じであった。
(トナー3Bk、3Ya〜3Yd、3M、3Cの作製)
前記トナー1Bk、1Y、1M、1Cの作製において、疎水性シリカ(疎水化度=75/数平均一次粒子径=12nm)を0.5質量部から1.8質量部に変更し、ヘンシェルミキサーの周速及び混合時間を変更した以外は、同様にしてトナー3Bk、3Ya〜3Yd、3M、3Cを作製した。トナー3Bk、3Ya〜3Yd、3M、3Cの濁度の測定結果を表2に示す。尚、これらのトナーの個数平均粒径、M(m+m)は基本的にトナー1Bk、1Ya、1M、1Cの各色に対応したそれらの測定結果とほとんど同じであった。
(トナー4Bk、4Ya〜4Yc、4M、4Cの作製)
前記トナー1Bk、1Y、1M、1Cの作製において、疎水性シリカ(疎水化度=75/数平均一次粒子径=12nm)を0.5質量部から疎水性シリカ(疎水化度=77/数平均一次粒子径=20nm)を1.9質量部に変更し、ヘンシェルミキサーの周速及び混合時間を変更した以外は、同様にしてトナー4Bk、4Ya〜4Yc、4M、4Cを作製した。トナー4Bk、4Ya〜4Yc、4M、4Cの濁度の測定結果を表2に示す。尚、これらのトナーの個数平均粒径、M(m+m)は基本的にトナー1Bk、1Ya、1M、1Cの各色に対応したそれらの測定結果とほとんど同じであった。
(トナー5Bk、5Y、5Ma〜5Mc、5Cの作製)
前記トナー1Bk、1Y、1M、1Cの作製において、疎水性シリカ(疎水化度=75/数平均一次粒子径=12nm)を0.5質量部から疎水性シリカ(疎水化度=77/数平均一次粒子径=20nm)を3.1質量部に変更し、ヘンシェルミキサーの周速及び混合時間を変更した以外は、同様にしてトナー5Bk、5Y、5Ma〜5Mc、5Cを作製した。トナー5Bk、5Y、5Ma〜5Mc、5Cの濁度の測定結果を表2に示す。尚、これらのトナーの個数平均粒径、M(m+m)は基本的にトナー1Bk、1Ya、1M、1Cの各色に対応したそれらの測定結果とほとんど同じであった。
(トナー6Bk、6Y、6M、6Ca〜6Ccの作製)
前記トナー1Bk、1Y、1M、1Cの作製において、ヘンシェルミキサーの周速及び混合時間を変更した以外は、同様にしてトナー6Bk、6Y、6M、6Ca〜6Ccを作製した。トナー6Bk、6Y、6M、6Ca〜6Ccの濁度の測定結果を表2に示す。尚、トナーの個数平均粒径、M(m+m)は基本的にトナー1Bk、1Ya、1M、1Cの各色に対応したそれらの測定結果とほとんど同じであった。
【0160】
【表1】

Figure 2004302031
【0161】
【表2】
Figure 2004302031
【0162】
〔現像剤の作製〕
トナー1Bk〜1C、トナー2Bk〜2C、トナー3Bk〜3C、トナー4Bk〜4C、トナー5Bk〜5C、トナー6Bk〜6Ccの各トナー10質量部と、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した45μmフェライトキャリア100質量部とを混合することにより、評価用の現像剤1Bk〜1C、現像剤2Bk〜2C、現像剤3Bk〜3C、現像剤4Bk〜4C、現像剤5Bk〜5C、現像剤6Bk〜6Ccを作製した。
〔感光体の作製〕
下記のごとくして、実施例に用いる感光体を作製した(各実施例の感光体は各画像ユニット共、同じ種類の感光体を用いる為、計4本以上を作製した)。
【0163】
感光体1の作製
下記中間層塗布液を調製し、洗浄済み円筒状アルミニウム基体上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの中間層を形成した。
【0164】
〈中間層(UCL)塗布液〉
ポリアミド樹脂(アミランCM−8000:東レ社製) 60g
メタノール 1600ml
下記塗布液成分を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を浸漬塗布法で塗布し、前記中間層の上に乾燥膜厚0.2μmの電荷発生層を形成した。
【0165】
Figure 2004302031
下記塗布液成分を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
【0166】
Figure 2004302031
感光体2の作製
感光体1の作製において、電荷輸送層までは同様に塗布した。
【0167】
Figure 2004302031
を混合し、溶解して表面保護層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷輸送層の上に浸漬塗布法で塗布し、100℃、40分の加熱硬化を行い乾燥膜厚4μmの表面保護層を形成し、感光体2を作製した。
【0168】
実施例1(表面層にフッソ系樹脂粒子を含有する感光体2を用いた例)
〈評価〉
図1記載のタンデム型デジタル複写機の各画像形成ユニットの感光体で作製した前記感光体2を搭載し、各現像手段の現像剤に表2記載の現像剤群(No.1〜21)を順次搭載し、評価を行なった。
【0169】
評価は、オリジナル画像に白地部、Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部、文字画像部、ハーフトーン画像を有するA4画像を常温常湿(20℃50%RH)下、モノクロ画像とカラー画像を10:1の比率で、合計1万枚印刷し評価した。評価項目、評価方法、評価基準を下記に記載する。尚、鮮鋭性の評価では、下記に示すように環境条件を変化して評価した。
【0170】
文字チリ
文字画像を形成し、目視及び20倍ルーペにて文字周辺のトナーチリを観察し、以下の基準で評価した。
【0171】
◎:ルーペ観察でも、文字周辺のトナーチリが観察されない(良好)
○:目視では判別できないが、ルーペでは文字周辺のトナーチリが観察される(実用上問題ない)
×:目視で文字周辺のトナーチリが観察され、文字の鮮鋭性が劣る(実用上問題あり)
転写抜け
濃度0.4のハーフトーン画像を記録紙(坪量200g/m)に形成し、転写抜けによるホワイトスポットの発生を目視にて評価した。
【0172】
◎◎:まったく転写抜けない(非常に良好)
◎:画像100枚あたり裏面のみ1〜2個の転写抜けが存在するものの凝視しなければで判別きない(良好)
○:画像50枚あたり1〜4個の転写抜けが存在するものの凝視しなければ判別できない(実用上問題ない)
×:画像50枚あたり、表裏関係なく、5個以上の明瞭な転写抜けが存在する(実用上問題あり)
ブラックスポット
ハーフトーン画像上のブラックスポット(苺状のスポット画像)の発生状況を下記の基準で判定した。
【0173】
◎;感光体上にブラックスポットの発生核がみられず、ハーフトーン画像にもブラックスポットの発生なし(良好)
○;感光体上にブラックスポットの発生核がみられるが、ハーフトーン画像にはブラックスポットの発生なし(実用上問題なし)
×;感光体上にブラックスポットの発生核がみられ、ハーフトーン画像にもブラックスポットが発生している(実用上問題有り)
画像濃度
画像濃度の測定は、各色のべた部を濃度計「RD−918」(マクベス社製)を使用し、記録紙をゼロとした相対反射濃度で測定した。
【0174】
◎:Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が1.2以上(良好)
○:Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が0.8以上(実用上問題なし)
×:Bk及びY、M、Cのソリッド(べた)画像部の各濃度が0.8未満(実用上問題あり)
鮮鋭性
画像の鮮鋭性は、低温低湿(10℃20%RH)、高温高湿(30℃80%RH)の両環境において画像を出し、文字潰れで評価した。3ポイント、5ポイントの文字画像を形成し、下記の判断基準で評価した。
【0175】
◎:3ポイント、5ポイントとも明瞭であり、容易に判読可能
○:3ポイントは一部判読不能、5ポイントは明瞭であり、容易に判読可能
×:3ポイントは殆ど判読不能、5ポイントも一部あるいは全部が判読不能色再現
カラー画像の色再現は、Y、M、Cの各トナーの2種の混色で得られるB(青)、G(緑)、R(赤)の彩度を測定し、評価した。
【0176】
彩度評価は分光測色計「CM−100」(SCE方式、ミノルタ(株)製)を用い、視野2°、光源色D65の条件で行なった。評価基準を下記に示す。
【0177】
◎:彩度(C)の数値が、B>35、G>50、R>63で、各色が鮮やかに出ており、良好な色再現がなされている(良好)
○:彩度(C)の数値が、B≧30、G≧40、R≧60で、実用上良好な色再現がなされている(実用上、問題なし)
△:彩度(C)の少なくとも1つの数値が、B≧30、G≧40、R≧60を満足していない(実用性に関し、再評価が必要)
×:彩度(C)の少なくとも2つの数値が、B≧30、G≧40、R≧60を満足していない(実用上、問題あり)
その他、評価条件
画像形成のライン速度L/S:180mm/sec
感光体(40mmφ)の帯電条件:非画像部の電位は、電位センサで検知し、フィードバック制御できるようにし、その制御可能範囲は−500V〜−900Vであり、全露光した場合の感光体の表面電位は−50〜0Vの範囲にした。
【0178】
像露光光:半導体レーザ(波長:780nm)
転写条件
転写ベルト:カーボンを分散したウレタンゴム製を使用時の伸長率3%で用いた。
【0179】
転写極:コロナ放電器、放電ワイヤと感光体ドラム21Y、21M、21C、21Bkとの間隔7.0mm、放電ワイヤの線径0.08mm、放電ワイヤの材質WO、電極プレートの材質SUS304
転写電流電源電圧:+3.5KV〜+7.5KV
感光体のクリーニング条件
クリーニングブレード:ウレタンゴムブレードを感光体回転方向にカウンター方式で当接した。
【0180】
結果を表3に示す。
【0181】
【表3】
Figure 2004302031
【0182】
上記表3より、本発明の要件を満足する現像剤群、即ち、複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満で、各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ該複数の現像手段の1つが濁度が25未満の黒色系トナーの構成を満たす現像剤群(No.2、3、4、5、6、7、9、10、11、13、14、19、20)は文字チリ、転写抜け、ブラックスポット、画像濃度、鮮鋭性、色再現とも実用範囲以上の良好な評価を達成しているのに対し、本発明外の現像剤群(No.1、8、12、15、16、17、18、21)では、各色トナー間の濁度の差が4.1のNo.1ではトナーの流動性が十分でなく、転写抜けが発生し、画像濃度、鮮鋭性が低下しており、濁度の差が47のNo.8、No.21では帯電量のバランスの不安定さから、文字チリ(カラーの文字チリ)が多く、鮮鋭性、色再現が低下している。No.21では、転写抜けも発生している。又、各色トナーのいずれかの濁度が60以上の現像剤群(No.12、No.15、No.18)は遊離外添剤が過多となり、ブラックスポットが多発して鮮鋭性、色再現が低下している。又、濁度が25以上の黒色系トナーBkを現像剤として用いた現像剤群(No.16、No.17、No.18)は、文字チリが発生し、鮮鋭性、色再現も劣化している。本発明の要件を満たす前記現像剤群の中でも、各色トナー間の濁度の差が最大10〜35で且つ黒トナーの濁度が20未満の現像剤群(No.4、5、6、9、10、20)は改善効果が顕著である。
【0183】
実施例2(感光体1を用い、表面エネルギー低下剤を供給した例)
上記実施例1のタンデム型デジタル複写機の各画像形成ユニットの感光体を感光体2から感光体1に変更し、各クリーニング装置を図2に示した剤付与手段を兼ねたブラシロールを持つクリーニング手段に変更し、表面エネルギー低下剤のステアリン酸亜鉛を図2の25kに設置して、感光体表面にブラシロールを介してステアリン酸亜鉛を供給しながら、実施例1と同様の各画像形成ユニットの現像手段の現像剤群(トナー群)を組み合わせて評価した。評価項目、評価方法、評価基準も実施例1と同様にした。
【0184】
図2の剤付与手段を有するクリーニング手段のクリーニング条件
クリーニングブレード:ウレタンゴムブレードを感光体回転方向にカウンター方式で当接した。
【0185】
クリーニングブラシ:導電性アクリル樹脂、ブラシ毛密度(3×10/cm)、食い込み量を1.0mmに設定した。
【0186】
上記の条件での評価をした。その結果、実施例1とほぼ同一の評価結果が得られた。即ち、感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有していなくても、感光体表面に表面エネルギー低下剤を供給することにより、実施例1と同様の効果が得られる。
【0187】
実施例3(トナーの粒度分布を変更した例)
(トナー7Bk、7Y、7M、7Cの作製)
前記トナー2Bk、2Yb、2M、2Cのトナー製造において、遠心沈降法による液中の分級のレベルを変えて、M(m+m)等を変えた以外は、同様にしてトナー7Bk、7Y、7M、7Cを作製した。トナー7Bk、7Y、7M、7Cのトナーの個数平均粒径、M(m+m)及びトナー濁度を表4に示す。
【0188】
これらのトナーの各トナー10質量部と、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した45μmフェライトキャリア100質量部とを混合することにより、評価用の現像剤7Bk、7Y、7M、7Cとした現像剤22群を作製した。
(トナー8Bk、8Y、8M、8Cの作製)
前記トナー2Bk、2Yb、2M、2Cのトナー製造において、遠心沈降法による液中の分級のレベルを変えて、M(m+m)等を変えた以外は、同様にしてトナー8Bk、8Y、8M、8Cを作製した。トナー8Bk、8Y、8M、8Cのトナーの個数平均粒径、M(m+m)及びトナー濁度を表4に示す。
【0189】
これらのトナーの各トナー10質量部と、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した45μmフェライトキャリア100質量部とを混合することにより、評価用の現像剤8Bk、8Y、8M、8Cとした現像剤23群を作製した。
【0190】
【表4】
Figure 2004302031
【0191】
実施例1の組み合わせNo.4の現像剤4群(トナー2Bk、2Yb、2M、2C)の代わりに現像剤22群、23群を用いた他は、実施例1と同様にして評価を行った。その結果を表5に示す。
【0192】
【表5】
Figure 2004302031
【0193】
表5より、前記トナー粒子の相対度数の和(M)が70%以上の現像剤22群は、(M)が70%未満の現像剤23群に比し、評価項目の改善度が優れていることが見られる。
【0194】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、感光体から直接記録材に転写するタンデム型電子写真方式の文字画像及びカラー画像の改善を達成でき、転写抜けや文字チリ等の画像欠陥を防止でき、且つ画像濃度や鮮鋭性が良好なカラー画像を形成できる画像形成装置、画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すカラー画像を作製できる画像形成装置の断面構成図である。
【図2】本発明の画像形成ユニットに設置されるクリーニング手段の構成図である。
【符号の説明】
20Y、20M、20C、20Bk 画像形成ユニット
21Y、21M、21C、21Bk 感光体ドラム(像形成体)
22Y、22M、22C、22Bk 帯電手段
23Y、23M、23C、23Bk 露光手段
24Y、24M、24C、24Bk 現像手段
25Y、25M、25C、25Bk クリーニング手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus used as a color copying machine or a color printer, and an image forming method using the image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, color copiers and color printers also tend to seek color images. Color image forming methods of high practical value are roughly classified into commonly used names, such as a transfer drum method, an intermediate transfer method, a KNC method (a method of forming a multi-color superimposed image on a photoconductor and collectively transferring), a tandem method. There are four types of methods.
[0003]
Of course, since these are names given from different viewpoints, for example, the intermediate transfer system and the tandem system naturally exist.
[0004]
As one mode of an image forming apparatus for forming a tandem type color image, a toner image is formed on each electrophotographic photosensitive member (hereinafter, also simply referred to as a photosensitive member) corresponding to each color of yellow, magenta, cyan, and black. There is known an image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images on a recording material (Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157,086). The tandem type color image forming apparatus forms a color image by superimposing toner images having different hues formed by a plurality of image forming units on a recording material, so that an electrophotographic type image forming apparatus capable of forming a high-speed color image is provided. An image forming apparatus can be developed.
[0005]
In the tandem type color image formation, the toner image is often transferred from the electrophotographic photosensitive member of each image forming unit directly to a recording material (hereinafter, also referred to as recording paper) so that the toner images are superimposed. Image defects due to the defects are likely to occur.
[0006]
For example, in the transfer of toner from a photoreceptor to a recording material, poor transfer is likely to occur depending on the type of recording material such as paper, and image defects such as a decrease in image density, transfer omission, and character dust due to transfer bleeding occur. As a result, a color image with reduced sharpness tends to be formed. In particular, when a black-based image is present in a color image and a character dust or the like is generated in the black-based image due to transfer and repelling, the image quality tends to be significantly deteriorated.
[0007]
Further, in a color image forming apparatus, the ratio of producing a character image is larger than that of a color image, and the wear of a photoconductor that forms a black image and the deterioration of a developer are apt to progress. As a result, the chargeability of the black image, Maintaining good developability and transferability is also important in producing a color image. Therefore, in order to improve the quality of color images, it is important to prevent charge omission, developability, loss of transfer due to transfer failure, sharpness deterioration due to character dust, and deterioration of color reproduction, mainly for black images. is necessary.
[0008]
In order to improve the chargeability, developability and transferability, which cause image defects, fine particles are contained in the surface layer of the electrophotographic photoreceptor to make the surface uneven, and to apply toner on the surface of the photoreceptor. Techniques such as reducing adhesion and improving transferability have been studied. For example, it has been reported that an alkylsilsesquioxane resin fine particle is contained in a photosensitive layer (Patent Document 2). However, the alkyl silsesquioxane resin fine particles have a hygroscopic property, and in a high-humidity environment, the wettability of the surface of the photoreceptor, that is, the surface energy is increased, and a problem such that transferability is likely to be lowered occurs. On the other hand, an electrophotographic photoreceptor containing a fluororesin powder to reduce the surface energy of the photoreceptor surface has been reported. However, fluororesin powder does not provide sufficient surface strength, causing streak failures due to scratches on the photoreceptor surface, and image blurring easily (Patent Document 3).
[0009]
That is, in a tandem color image forming method in which a toner image is directly transferred from an electrophotographic photosensitive member to a recording material, a color image is formed to prevent image defects such as a reduction in image density that is conspicuous in a color image, transfer omission, and character dust. It is not enough to simply improve the photoreceptor described above, and it improves the developability and transferability of each color toner, especially the developability and transferability of black toner, and the visualization of an electrostatic latent image on the photoreceptor. It has been found that it is necessary to improve transferability and at the same time to improve the transferability of the toner image from the photoreceptor to the recording material and to sufficiently transfer the toner image onto the recording material.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-222129 A
[0011]
[Patent Document 2]
JP-A-5-181291
[0012]
[Patent Document 3]
JP-A-63-56658
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above problems. An object of the present invention is to have a plurality of image forming units, transfer a toner image formed on a photoreceptor of each image forming unit directly to a recording material, and superimpose the toner image on the recording material to obtain a good image. It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus and an image forming method for producing a color electrophotographic image, and in particular, in a color image, to prevent a black image including a character image from deteriorating in reproduction, and to prevent character dust and transfer omission. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus and an image forming method for producing a color image capable of preventing image defects and reproducing sharpness and color reproduction satisfactorily.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a toner image of each color is formed on an electrophotographic photoreceptor using a toner whose color is changed for each of a plurality of image forming units, and the respective color toner images are sequentially superimposed on a recording material from the electrophotographic photoreceptor and transferred. In the image forming apparatus for forming a color toner image and fixing the color toner image to form a color image, the amount of the free external additive of each color toner formed on the photoreceptor and the balance thereof are determined by the developing property. The present invention has been found to be greatly involved in the transfer of toner images of various colors on a photoconductor to a recording material and superimposing toners on the recording material, and has completed the present invention. That is, by reducing the amount of free external additives of the black toner among the toners of each color and using a toner having a large amount of free external additives for at least one toner, the reproduction of the black toner image is kept good. Also, the transferability of the toner of each color toner image from the photoreceptor to the recording material is remarkably improved, and there are few image defects such as transfer omission and character dust which are likely to occur in a color image, and the sharpness is good. Can be formed.
[0015]
That is, the object of the present invention is achieved by adopting any one of the following constitutions.
1. A plurality of image forming units having at least an electrophotographic photoreceptor, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged and provided, and on the electrophotographic photoreceptor using a toner of which coloring is changed for each of the plurality of image forming units. An image for forming a color toner image by forming a color toner image by sequentially superimposing and transferring each color toner image from an electrophotographic photosensitive member onto a recording material to form a color toner image; and fixing the color toner image to form a color image In the forming apparatus, the turbidity of each color toner used in the developing means of the plurality of image forming units is less than 60, the difference in turbidity between the respective color toners is 5 to 45 at the maximum, and one of the plurality of developing means An image forming apparatus comprising a black toner having a turbidity of less than 25.
[0016]
2. A plurality of image forming units having at least an electrophotographic photoreceptor, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged and provided, and on the electrophotographic photoreceptor using a toner of which coloring is changed for each of the plurality of image forming units. An image for forming a color toner image by forming a color toner image by sequentially superimposing and transferring each color toner image from an electrophotographic photosensitive member onto a recording material to form a color toner image; and fixing the color toner image to form a color image In the forming apparatus, at least one surface layer of the electrophotographic photosensitive member of the plurality of image forming units contains fluorine-based resin particles, and the turbidity of each color toner used in the developing unit of the plurality of image forming units is An image form characterized by having a turbidity difference between toners of each color of less than 60 and a maximum of 5 to 45, and wherein one of the plurality of developing means contains a black toner having a turbidity of less than 25. Apparatus.
[0017]
3. A plurality of image forming units having at least an electrophotographic photoreceptor, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged and provided, and on the electrophotographic photoreceptor using a toner of which coloring is changed for each of the plurality of image forming units. An image for forming a color toner image by forming a color toner image by sequentially superimposing and transferring each color toner image from an electrophotographic photosensitive member onto a recording material to form a color toner image; and fixing the color toner image to form a color image In the forming apparatus, at least one of the plurality of image forming units has an agent applying unit for supplying a surface energy reducing agent to the surface of the electrophotographic photoreceptor, and each color used for a developing unit of the plurality of image forming units is provided. The turbidity of the toner is less than 60, the difference in turbidity between each color toner is 5 to 45 at the maximum, and one of the plurality of developing means contains a black toner having a turbidity of less than 25. An image forming apparatus symptoms.
[0018]
4. A plurality of image forming units having at least an electrophotographic photoreceptor, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged and provided, and on the electrophotographic photoreceptor using a toner of which coloring is changed for each of the plurality of image forming units. An image for forming a color toner image by forming a color toner image by sequentially superimposing and transferring each color toner image from an electrophotographic photosensitive member onto a recording material to form a color toner image; and fixing the color toner image to form a color image In the forming apparatus, the turbidity of each color toner used in the developing means of the plurality of image forming units is less than 60, the turbidity difference between each color toner is 5 to 45 at the maximum, and the particle size distribution of each color toner is When the particle diameter of the toner particles is D (μm), the natural logarithm InD is plotted on the horizontal axis, and the horizontal axis is plotted in a histogram showing the number-based particle size distribution divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. Te, the relative frequency of the toner particles contained in the modal class (m 1 ) And the relative frequency (m) of the toner particles contained in the class with the highest frequency next to the mode. 2 ) Is 70% or more.
[0019]
5. 5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the difference in turbidity between the toners of each color is 10 to 35 at the maximum.
[0020]
6. The plurality of image forming units are four image forming units, an image forming unit having a black toner, an image forming unit having a yellow toner, an image forming unit having a magenta toner, and an image forming having a cyan toner. The image forming apparatus according to any one of the above items 1 to 5, comprising a unit.
[0021]
7. 7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the black toner has a toner turbidity of less than 20.
[0022]
8. An image forming method, comprising: forming an electrophotographic image by using the image forming apparatus according to any one of (1) to (7).
[0023]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
In the present invention, the turbidity of the toner is defined as follows and can be measured.
[0024]
Turbidity; HAZE value = defined as the percentage of diffused component / total transmitted component.
Toner turbidity measurement method: 5.0 g of toner is dispersed in 50 ml of an aqueous solution containing 1 ml of a surfactant (detergent family, manufactured by Kao Corporation), and separated using a centrifuge (2000 rpm: 10 minutes). . Since the toner component precipitates, a supernatant liquid which is a free component is collected. Using a COH-300A manufactured by Nippon Denshoku Co., Ltd., the HAZE value (percentage:% is omitted) of the ratio of the diffusion component of the total transmission component to the incident light is defined as the turbidity of the toner. .
[0025]
When the value of the turbidity of the toner is large, it means that there are many free components of fine particles such as external additives.
[0026]
In the present invention, the turbidity of each color toner used in the developing means of the plurality of image forming units is less than 60, the difference in turbidity between each color toner is 5 to 45 at the maximum, and one of the plurality of developing means is By using a toner group that is a black toner having a turbidity of less than 25, a good toner image compatible with both a character image and a color image is separately formed for each color on a plurality of photoconductors. The sharpness and color reproduction are excellent without causing image defects such as transfer of the toner image onto the recording material, superimposition, transfer omission, and character dust. A character image and a color image can be formed.
[0027]
That is, when the turbidity of each color toner is 60 or more, the free components of the fine particles are large, so that the free components are scattered on the photoreceptor, and the character dust and the sharpness are easily reduced. Further, a large amount of released components adhere to the surface of the photoreceptor, and image defects such as black spots (strawberry-like spot images) are likely to occur. Further, when the turbidity of each color toner is less than 60 and the difference in turbidity of each color toner is less than 5 at the maximum, the transferability of the toner from the photoreceptor to the recording material is liable to be deteriorated, and the transfer loss and the image density of the color image are reduced. , Sharpness, color reproduction, etc. are likely to occur. On the other hand, if the difference in turbidity between the toners of each color is larger than 45 at the maximum, it is difficult to control the balance of the charge amount between the toners, and it is easy to cause character dust and to deteriorate sharpness.
[0028]
The turbidity of each color toner is less than 60, preferably less than 50, and most preferably less than 40. On the other hand, the difference in turbidity between the toners of each color is 5 to 45 at the maximum, and more preferably 10 to 35.
[0029]
As each color toner of the present invention, it is preferable to use a toner group of four colors of a black toner, a yellow toner, a magenta toner, and a cyan toner. By using the four color toners, both the character image and the color image can be produced clearly and vividly.
[0030]
The turbidity of the black toner among the toners of each color is less than 25. When the turbidity of the black toner is less than 25, sharpness and color reproduction of both the character image and the color image are hardly deteriorated, and a good image can always be produced.
[0031]
Further, among the color images, the toner having the maximum turbidity is preferably a yellow toner. Even if the turbidity of the yellow toner increases, the sharpness and color reproducibility of the toner are relatively low.
[0032]
In order to control the turbidity of the toner within the range of less than 60 according to the above definition and the measuring method, and to make the difference of the turbidity between the respective toners a maximum of 5 to 45, the external additive particles adhering to the surface of the toner are required. It is important to select the type and control the degree of fixation of the external additive particles (hereinafter simply referred to as external additive) to the toner surface.
[0033]
The number average particle diameter of the external additive preferably used in the present invention is 0.05 to 0.5 μm.
[0034]
When the particle size of the external additive is smaller than 0.05 μm, the physical adhesion between the toner photoreceptors is not reduced, so that the transferability is reduced, and as a result, the image density is reduced.
[0035]
When the particle size is larger than 0.5 μm, the external additive once adhered is easily separated and released due to stress such as stirring in the developing device, and the liberated amount is accumulated in the developing device. , Re-aggregate, become nuclei during transfer, and cause transfer omission. Further, since a large amount of released components adhere to the surface of the photoconductor, filming on the surface of the photoconductor is likely to occur.
[0036]
The amount of the external additive to be added to the toner is 0.05 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the colored particles (toner before addition of the external additive) (hereinafter, unless otherwise specified, “parts” "Parts by mass") are preferred, and 1.0 to 4.0 parts are particularly preferred.
[0037]
If the amount is less than 0.05 part, the effect of reducing the physical adhesive force cannot be obtained, so that the transferability tends to decrease. If the amount is more than 5.0 parts, an excessive amount of the external additive is present on the toner surface, so that the toner tends to be easily separated and released due to stress such as stirring in the developing device. Therefore, the released matter is accumulated in the developing device, re-agglomerated in the developing device, and becomes a nucleus. When the nucleus is mixed into the developed toner image, transfer omission is likely to occur at the time of transfer. Further, since a large amount of the released components adhere to the surface of the photoconductor, toner filming on the surface of the photoconductor easily occurs.
[0038]
The method for controlling the state of adhesion of the external additive to the colored particles is not limited, and any generally used external additive device for fine particles and a device for fixing or fixing to the toner surface can be used.
[0039]
As a specific device for immobilization, a Henschel mixer, a Lödige mixer, a TURBO SPHERE mixer, or the like can be used. Among them, the Henschel mixer can be suitably used in view of the fact that the mixing and fixing of the external additives can be performed by the same apparatus, and that the stirring and mixing and the external heating are easy.
[0040]
As a mixing method at the time of the fixing process, it is preferable that the peripheral speed at the tip of the stirring blade is 5 to 50 m / s. Preferably, the treatment is performed at 10 to 40 m / s. In addition, it is preferable that the external additive is uniformly adhered to the surface of the resin particles by performing pre-mixing. As a method of controlling the temperature, it is preferable to adjust the temperature to a necessary temperature by using warm water or the like from the outside.
[0041]
The method of measuring the temperature is to measure the temperature of the portion where the toner flows while the toner is being stirred and mixed. In addition, it is preferable to carry out cooling and crushing steps by flowing cold water after the fixing treatment.
[0042]
As a method of controlling the degree of immobilization of the external additive on the surface of the colored particles, the colored particles and the external additive are stirred and mixed under the condition of Tg−20 ≦ (stirring / mixing temperature) ≦ Tg + 20, and the mechanical impact force is adjusted. The external additive particles can be uniformly adhered to the surface of the colored particles by adjusting an arbitrary time while imparting the particles.
[0043]
Here, Tg refers to the glass transition temperature of the toner or the binder resin constituting the toner. The glass transition temperature was measured using a DSC7 differential scanning calorimeter (manufactured by PerkinElmer). The measurement method was as follows: the temperature was raised from 0 ° C. to 200 ° C. at 10 ° C./min, and then cooled from 200 ° C. to 0 ° C. at 10 ° C./min to erase the previous history. The temperature was raised to 200 ° C., and the endothermic peak temperature of the second heat was determined and defined as Tg. When there were a plurality of endothermic peaks, the temperature of the main endothermic peak was defined as Tg.
[0044]
The Tg of the toner or the binder resin constituting the toner is preferably from 40 to 70C. If the temperature is lower than 40 ° C., the storage stability of the toner is poor and the toner is aggregated. If it is higher than 70 ° C., it is not preferable from the viewpoints of fixability and productivity.
[0045]
From the viewpoint of imparting fluidity, an external additive may be further externally added after controlling the attachment of the external additive, but it is necessary that the turbidity of the toner falls within the range of the present invention.
[0046]
The method for measuring the number average particle diameter of the external additive was observed using a transmission electron microscope and displayed using the value measured by image analysis.
[0047]
The composition of the external additive is not particularly limited, and any external additive can be used.
[0048]
For example, various inorganic oxides, nitrides, borides and the like are suitably used as the inorganic external additives. For example, silica, alumina, titania, zirconia, barium titanate, aluminum titanate, strontium titanate, magnesium titanate, zinc oxide, chromium oxide, cerium oxide, antimony oxide, tungsten oxide, tin oxide, tellurium oxide, manganese oxide, Examples include boron oxide, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride.
[0049]
Further, the inorganic external additive may be subjected to a hydrophobic treatment. When performing the hydrophobic treatment, it is preferable to perform the hydrophobic treatment with a so-called coupling agent such as various titanium coupling agents and silane coupling agents, and higher fatty acid metal salts such as aluminum stearate, zinc stearate, and calcium stearate. Those subjected to a hydrophobic treatment are also preferably used.
[0050]
Also, when a resin external additive is used, its composition is not particularly limited. Generally, vinyl organic external additive particles and external additive particles such as melamine / formaldehyde condensate, polyester, polycarbonate, polyamide, and polyurethane are preferable. The reason for this is that it can be easily produced by a production method such as an emulsion polymerization method or a suspension polymerization method.
[0051]
Next, the toner preferably used in the present invention will be described.
The toner of the present invention preferably has a number average particle diameter of 3 to 8 μm. In the case where toner particles are formed by a polymerization method, the particle diameter is determined by the concentration of the coagulant, the amount of the organic solvent added, or the fusing time, and the composition of the polymer itself, in the toner manufacturing method described in detail below. Can be controlled by
[0052]
When the number average particle diameter is 3 to 8 μm, the amount of toner particles having a large adhesive force that adheres to the photoreceptor and causes filming is reduced, and the transfer efficiency is increased to improve the halftone image quality. The image quality of fine lines and dots is improved.
[0053]
In the particle size distribution of the toner used in the present invention, when the particle size of the toner particles is D (μm), the natural logarithm InD is plotted on the horizontal axis, and the horizontal axis is divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. In the histogram showing the particle size distribution of, the relative frequency (m 1 ) And the relative frequency (m) of the toner particles contained in the class with the highest frequency next to the mode. 2 )) Is preferably 70% or more.
[0054]
Relative frequency (m 1 ) And relative frequency (m 2 When the sum (M) of the toner image is 70% or more, the dispersion of the particle size distribution of the toner particles becomes narrow. Therefore, by using the toner in the image forming step, the primary transfer property and the secondary transfer of the toner image are performed. And the occurrence of selective development can be reliably suppressed.
[0055]
In the present invention, the histogram showing the number-based particle size distribution includes a natural logarithm lnD (D: particle size of individual toner particles) at intervals of 0.23 and a plurality of classes (0 to 0.23: 0.23 to 0.23). 0.46: 0.46 to 0.69: 0.69 to 0.92: 0.92 to 1.15: 1.15 to 1.38: 1.38 to 1.61: 1.61-1. 84: 1.84 to 2.07: 2.07 to 2.30: 2.30 to 2.53: 2.53 to 2.76...). The histogram is prepared by transferring particle size data of a sample measured by a Coulter Multisizer to a computer via an I / O unit under the following conditions, and creating the data by a particle size distribution analysis program in the computer. is there.
[0056]
〔Measurement condition〕
(1) Aperture: 100 μm
(2) Sample preparation method: An appropriate amount of a surfactant (neutral detergent) is added to 50 to 100 ml of an electrolytic solution [ISOTON R-11 (manufactured by Coulter Scientific Japan)], and the mixture is stirred. Add. This system is prepared by subjecting the system to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for one minute.
[0057]
The particle size of the toner used in the present invention is preferably 3 to 8 μm in terms of volume average particle size. The volume average particle size and the particle size distribution of the toner can be measured using a Coulter Counter TA-II, a Coulter Multisizer, a SLAD1100 (a laser diffraction particle size measuring device manufactured by Shimadzu Corporation), or the like. In the Coulter Counter TA-II and the Coulter Multisizer, the particle size distribution in the range of 2.0 to 40 μm was measured using an aperture having an aperture diameter of 100 μm.
[0058]
The method for producing the toner is not particularly limited. However, a polymerized toner (also referred to as a polymerized toner) is preferable in that it is simple as a production method and has excellent uniformity as compared with a pulverized toner.
[0059]
The term “polymerized toner” refers to a toner obtained by forming a toner binder resin and forming the toner shape by polymerization of a raw material monomer of the binder resin and a subsequent chemical treatment. More specifically, it means a toner obtained through a polymerization reaction such as suspension polymerization and emulsion polymerization and, if necessary, a subsequent step of fusing particles together. Since the polymerized toner is produced by uniformly dispersing the raw material monomers in an aqueous system and then polymerizing the same, a toner having a uniform particle size distribution and shape can be obtained.
[0060]
In any case, the object of the present invention can be achieved as long as it satisfies the requirements of the present invention, whether it is a pulverized toner or a polymerized toner.
<< Configuration of Toner Used in the Present Invention and Production Method >>
The production method of the toner used in the present invention is the most commonly used pulverization method, i.e., a method in which a binder resin and a colorant, and other various additives that are added as necessary are kneaded and pulverized and then classified and produced. Alternatively, resin particles containing a release agent and a colorant may be synthesized and produced in a medium.
[0061]
As a method of fusing in an aqueous medium, for example, a method described in JP-A-63-186253, JP-A-63-282749, JP-A-7-146585, or the like, And the like.
[0062]
The resin particles used here preferably have a weight average particle size of 50 to 2,000 nm. These resin particles may be formed by any granulation polymerization method such as emulsion polymerization, suspension polymerization, or seed polymerization. It is a polymerization method.
[0063]
Hereinafter, conventionally known polymerizable monomers can be used as the monomers used in the production of the resin in any of the production methods. Further, one kind or a combination of two or more kinds can be used so as to satisfy required characteristics.
[0064]
The binder resin is not particularly limited, and a generally known binder resin such as a styrene resin, an acrylic resin, a styrene-acryl resin, a polyester resin, a styrene-butadiene resin, and an epoxy resin is used. Can be.
[0065]
Examples of the resin constituting the styrene resin, the acrylic resin, and the styrene-acryl resin include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, and 3,4-. Dichlorostyrene, p-phenylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pt-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, p- Styrene such as n-decylstyrene, pn-dodecylstyrene or a styrene derivative, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-methacrylate Octyl, 2-ethylhexyl methacrylate, Methacrylate derivatives such as stearyl acrylate, lauryl methacrylate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-acrylate Acrylate derivatives such as -butyl, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, phenyl acrylate, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, and the like; As monomers constituting the resin, and these can be used alone or in combination.
[0066]
Other specific examples of the vinyl polymer include olefins such as ethylene, propylene, and isobutylene; vinyl chloride, vinylidene chloride; halogen-based vinyls such as vinyl bromide, vinyl fluoride, and vinylidene fluoride; and propionic acid. Vinyl esters such as vinyl, vinyl acetate and vinyl benzoate; vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl ethyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone and vinyl hexyl ketone; N-vinyl carbazole; N-vinyl N-vinyl compounds such as indole and N-vinylpyrrolidone; vinyl compounds such as vinylnaphthalene and vinylpyridine; acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, N-butylacrylamide, N, N-dibutylacrylamide, methacrylic Amide, N- methacrylamide, there are acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as N- octadecyl acrylamide. These vinyl monomers can be used alone or in combination.
[0067]
Further, examples of monomers for obtaining a carboxylic acid-containing polymer with a styrene-acrylic resin (vinyl resin) include acrylic acid, methacrylic acid, α-ethylacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, and silicic acid. Examples thereof include cinnamic acid, monobutyl maleate, monooctyl maleate, cinnamic anhydride, and methyl alkenyl succinate half ester.
[0068]
Further, a crosslinking agent such as divinylbenzene, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, and triethylene glycol dimethacrylate may be added.
[0069]
The polyester resin is a resin obtained by condensation-polymerizing a divalent or higher carboxylic acid and a divalent or higher alcohol component. Examples of divalent carboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, glutacoic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, malonic acid, n- Dodecyl succinic acid, n-dodecenyl succinic acid, isododecyl succinic acid, isododecenyl succinic acid, n-octyl succinic acid, n-octenyl succinic acid, and the like, and these acid anhydrides can also be used.
[0070]
Examples of the dihydric alcohol component constituting the polyester resin include polyoxypropylene (2.2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3.3) -2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2.0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2.0) -polyoxyethylene (2.0) Etherified bisphenols such as -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (6) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4-butanediol 1,4, butenediol, neopentyl glycol, 1,5-pentane glycol, 1,6-hexane glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dipropylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, bisphenol A , Bisphenol Z, hydrogenated bisphenol A and the like.
[0071]
Examples of the polyester resin having a crosslinked structure include the following trivalent carboxylic acids such as 1,2,4-benzenetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthalenetricarboxylic acid, and 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid. , 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, tetra ( Methylenecarboxyl) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, pyromellitic acid, empoletrimeric acid and the like. These acid anhydrides or polyhydric alcohol components, specifically sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol Litol, tripentaerythritol, 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethyl A crosslinked polyester resin can be obtained by adding methylolpropane, 1,3,5-trihydroxymethylbenzene, or the like.
[0072]
In the present invention, black toner (hereinafter also referred to as toner Bk), yellow toner (hereinafter also referred to as toner Y), magenta toner (hereinafter also referred to as toner M), cyan toner (hereinafter referred to as toner C) ), Inorganic pigments and organic pigments can be used.
[0073]
Conventionally known inorganic pigments can be used. Specific examples of the inorganic pigment are shown below.
[0074]
As the black pigment, for example, carbon black such as furnace black, channel black, acetylene black, thermal black and lamp black, and magnetic powder such as magnetite and ferrite are also used.
[0075]
These inorganic pigments can be used alone or in combination of two or more as desired. The amount of the pigment to be added is 2 to 20% by mass, preferably 3 to 15% by mass, based on the polymer.
[0076]
When used as a magnetic toner, the above-mentioned magnetite can be added. In this case, from the viewpoint of imparting predetermined magnetic properties, it is preferable to add 20 to 60% by mass to the toner.
[0077]
Conventionally known organic pigments can also be used. Specific organic pigments are exemplified below.
[0078]
Examples of pigments for magenta or red (magenta color) include C.I. I. Pigment Red 2, C.I. I. Pigment Red 3, C.I. I. Pigment Red 5, C.I. I. Pigment Red 6, C.I. I. Pigment Red 7, C.I. I. Pigment Red 15, C.I. I. Pigment Red 16, C.I. I. Pigment Red 48: 1, C.I. I. Pigment Red 53: 1, C.I. I. Pigment Red 57: 1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I. Pigment Red 123, C.I. I. Pigment Red 139, C.I. I. Pigment Red 144, C.I. I. Pigment Red 149, C.I. I. Pigment Red 166, C.I. I. Pigment Red 177, C.I. I. Pigment Red 178, C.I. I. Pigment Red 222 and the like.
[0079]
Pigments for orange or yellow (yellow) include C.I. I. Pigment Orange 31, C.I. I. Pigment Orange 43, C.I. I. Pigment Yellow 12, C.I. I. Pigment Yellow 13, C.I. I. Pigment Yellow 14, C.I. I. Pigment Yellow 15, C.I. I. Pigment Yellow 17, C.I. I. Pigment Yellow 93, C.I. I. Pigment Yellow 94, C.I. I. Pigment Yellow 138 and the like.
[0080]
Examples of green or cyan pigments (cyan color) include C.I. I. Pigment Blue 15, C.I. I. Pigment Blue 15: 2, C.I. I. Pigment Blue 15: 3, C.I. I. Pigment Blue 16, C.I. I. Pigment Blue 60, C.I. I. Pigment Green 7 and the like.
[0081]
These organic pigments can be used alone or in combination of two or more as desired. The amount of the pigment to be added is 2 to 20% by mass, preferably 3 to 15% by mass, based on the polymer.
[0082]
The colorant can be used after surface modification. As the surface modifier, a conventionally known one can be used, and specifically, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, an aluminum coupling agent and the like can be preferably used.
[0083]
To the toner obtained in the present invention, a so-called external additive can be added and used for the purpose of improving fluidity and cleaning property. As described above, these external additives are not particularly limited, and various inorganic particles, organic particles, and lubricants can be used.
[0084]
Further, a lubricant may be added to the toner as an external additive separately from the external additive particles. Examples of the lubricant include salts of zinc, aluminum, copper, magnesium, calcium, etc. of stearic acid, salts of zinc, manganese, iron, copper, magnesium, etc. of oleic acid, and salts of zinc, copper, magnesium, calcium, etc. of palmitic acid. Metal salts of higher fatty acids such as salts of linoleic acid such as zinc and calcium, and salts of ricinoleic acid such as zinc and calcium.
[0085]
The addition amount of these lubricants is preferably about 0.1 to 5% by mass based on the toner.
In the toner-forming step, the above-mentioned external additive may be added to the toner particles obtained above for the purpose of improving, for example, fluidity, chargeability, and cleaning properties. As a method for adding the external additive, various known mixing devices such as a Turbula mixer, a Henschel mixer, a Nauter mixer, and a V-type mixer can be used.
[0086]
The toner may include a material capable of imparting various functions as a toner additive in addition to the binder resin and the colorant. Specific examples include a release agent and a charge control agent.
[0087]
As the release agent, various known ones, specifically, olefinic waxes such as polypropylene and polyethylene, modified products thereof, natural waxes such as carnauba wax and rice wax, fatty acid bisamide and the like Examples include amide waxes. It has already been mentioned that these are preferably added as release agent particles and are preferably salted out / fused together with the resin or colorant.
[0088]
Similarly, various known charge control agents, which can be dispersed in water, can be used. Specific examples include a nigrosine dye, a metal salt of naphthenic acid or a higher fatty acid, an alkoxylated amine, a quaternary ammonium salt compound, an azo metal complex, a metal salt of salicylic acid or a metal complex thereof.
[0089]
《Developer》
The toner used in the present invention may be used as a one-component developer or a two-component developer, but is preferably a two-component developer.
[0090]
When used as a one-component developer, there is a method in which the toner is used as it is as a non-magnetic one-component developer, but usually, magnetic particles of about 0.1 to 5 μm are contained in toner particles to form a one-component magnetic developer. Used. As a method of containing the same, it is common to make the non-spherical particles contain the same as the coloring agent.
[0091]
Further, it can be used as a two-component developer by mixing with a carrier. In this case, as the magnetic particles of the carrier, conventionally known materials such as metals such as iron, ferrite, and magnetite, and alloys of these metals with metals such as aluminum and lead are used. Particularly, ferrite particles are preferable. The magnetic particles preferably have a volume average particle size of 15 to 100 μm, more preferably 25 to 60 μm.
[0092]
The volume average particle diameter of the carrier can be typically measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer “HELOS” (manufactured by SYMPATEC) equipped with a wet disperser.
[0093]
The carrier is preferably a carrier in which magnetic particles are further coated with a resin, or a so-called resin-dispersed carrier in which magnetic particles are dispersed in a resin. Although there is no particular limitation on the resin composition for coating, for example, an olefin resin, a styrene resin, a styrene-acrylic resin, a silicone resin, an ester resin, a fluorine-containing polymer resin, or the like is used. The resin for forming the resin dispersion type carrier is not particularly limited, and a known resin can be used.For example, a styrene acrylic resin, a polyester resin, a fluorine-based resin, a phenol resin, or the like can be used. it can.
[0094]
Next, the photoreceptor used in the present invention will be described in detail.
The electrophotographic photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention may be any of an inorganic photoreceptor and an organic photoreceptor, but when forming a latent image, the color sensitivity to a laser beam used for image exposure, Organic photoreceptors are preferred from the viewpoint of good productivity and the like.
[0095]
Here, the organic photoreceptor means an electrophotographic photoreceptor configured by giving an organic compound at least one of a charge generation function and a charge transport function, which are indispensable for the configuration of the electrophotographic photoreceptor. All known organic electrophotographic photoreceptors such as a photoreceptor composed of an organic charge generating substance or an organic charge transporting substance, and a photoreceptor having a charge generating function and a charge transporting function composed of a polymer complex are included.
[0096]
It is preferable that the electrophotographic photoreceptor used in the image forming apparatus of the present invention has a photoreceptor surface with low surface energy properties to improve transferability of toner from the photoreceptor to a recording material. As a measure for this, one is to make the surface layer of the photoreceptor a surface layer containing fluorine resin particles in the present invention, and the other is to supply a surface energy reducing agent to the surface of the photoreceptor Accordingly, the surface energy of the photoconductor can be reduced, and the transferability of the toner from the photoconductor to the recording material can be improved. By lowering the surface energy of the photoreceptor and using the toner group whose toner turbidity has been adjusted as described above, the synergistic effect provides good sharpness for both character images and color images, and color A color electrophotographic image with good reproduction can be provided.
[0097]
Further, the surface layer of the electrophotographic photoreceptor of the present invention preferably has a contact angle with water of 90 ° or more by reducing the surface energy. When the contact angle with water is 90 ° or more, the cleaning property of the toner and the like can be improved, and the transfer property of the toner from the photoconductor to the recording material can be improved.
[0098]
Examples of the fluorine-based resin particles include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polytrifluoroethylene chloride, polyvinyl fluoride, polytetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, and polytetrafluoroethylene- Resin particles such as propylene hexafluoride copolymer, polyethylene-trifluoroethylene copolymer, polytetrafluoroethylene-propylene hexafluoride-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, and the like, and a volume average particle size Is preferably 0.05 to 10 μm, more preferably 0.1 to 5 μm. The amount of the fluorine resin particles contained in the photoreceptor of the present invention is preferably 0.1 to 90% by mass, more preferably 1 to 50% by mass, based on the binder resin in the surface layer of the photoreceptor. If the content is less than 0.1%, sufficient printing durability and lubricity cannot be imparted to the photosensitive layer, and the primary transferability of the toner is little improved, resulting in a decrease in image density, transfer omission, and sharpness. Deterioration and the like are likely to occur. If it exceeds 90% by mass, the formation of the surface layer tends to be difficult.
[0099]
The volume average particle diameter of the fluororesin particles is measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer “LA-700” (manufactured by Horiba, Ltd.).
[0100]
The surface contact angle of the photoreceptor is determined by measuring the contact angle of pure water with a contact angle meter (CA-DT.A type: manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) in an environment of 20 ° C. and 50% RH.
[0101]
Next, the surface energy reducing agent will be described. Here, the surface energy lowering agent refers to a substance that is attached to the surface of the electrophotographic photosensitive member and reduces the surface energy of the electrophotographic photosensitive member. A material that increases the contact angle (contact angle with pure water) by 1 ° or more.
[0102]
Incidentally, examples of the surface energy reducing agent include fatty acid metal salts.
The surface energy reducing agent is not limited to fatty acid metal salts and the like, as long as it increases the contact angle (contact angle with pure water) of the surface of the electrophotographic photosensitive member by 1 ° or more.
[0103]
As the surface energy reducing agent used in the present invention, a fatty acid metal salt is most preferable as a material having spreadability on the surface of the photoreceptor and uniform film forming performance. The metal salt of a fatty acid is preferably a metal salt of a saturated or unsaturated fatty acid having 10 or more carbon atoms. Examples include aluminum stearate, indium stearate, gallium stearate, zinc stearate, lithium stearate, magnesium stearate, sodium stearate, aluminum palmitate, aluminum oleate, and the like, and more preferably metal stearate. .
[0104]
Among the above-mentioned fatty acid metal salts, a fatty acid metal salt having a high outflow rate of a flow tester has a high cleavage property, and can form a layer of a fatty acid metal salt more effectively on the surface of the photoreceptor of the present invention. The range of outflow velocity is 1 × 10 -7 More than 1 × 10 -1 The following is preferable, and 5 × 10 -4 More than 1 × 10 -2 It is most preferred that: The outflow velocity of the flow tester was measured using a Shimadzu flow tester “CFT-500” (manufactured by Shimadzu Corporation).
[0105]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an image forming apparatus that can produce a color image according to an embodiment of the present invention.
[0106]
In the image forming apparatus of FIG. 1, four image forming units 20Y, 20M, 20C, and 20Bk are provided along a transfer belt (recording material transport belt) 115.
[0107]
Each image forming unit includes a photosensitive drum 21Y (21M, 21C, 21Bk), a scorotron charger (charging means) 22Y (22M, 22C, 22Bk), an exposure optical system (exposure means) 23Y (23M, 23C, 23Bk), It is composed of a developing device (developing means) 24Y (24M, 24C, 24Bk) and a cleaning device (cleaning means) 25Y (25M, 25C, 25Bk), and the photosensitive drum (21Y, 21M, 21C, 21Bk) of each image forming unit. Each of the toner images formed thereon is transferred onto a recording material (recording paper such as plain paper or transparent ground) P conveyed at a proper timing by a transfer unit 34Y (34M, 34C, 34Bk) as a transfer unit. The images are sequentially transferred to form a superimposed color toner image.
[0108]
The recording material P is conveyed on the transfer belt 115, and is discharged by a paper separation AC static eliminator 161 as a recording material separating unit, and a separation claw 210, which is a separation member provided on the conveyance unit 160 at a predetermined interval. By this, it is separated from the conveyor belt.
[0109]
Next, the recording material P is conveyed to a fixing device (fixing unit) 40 including a heating roller 41 and a pressure roller 42 after passing through the conveyance unit 160, and the heating material 41 and the pressure roller 42 The recording material P is nipped by the formed nip portion T, and the superimposed toner image on the recording material P is fixed by applying heat and pressure, and then discharged outside the apparatus.
[0110]
As the exposure means, a scanning optical system using a semiconductor laser, a solid-state scanner such as an LED or a liquid crystal shutter, or the like can be used as an image exposure light source.
[0111]
The transfer belt 115 that conveys the recording material includes a polymer film such as polyimide, polycarbonate, or PVdF, or a conductive rubber obtained by adding a conductive filler such as carbon black to synthetic rubber such as silicone rubber or fluorine rubber. It may be used in a drum shape or a belt shape, but a belt shape is preferred from the viewpoint of the degree of freedom in device design.
[0112]
It is preferable that the surface of the transfer belt is appropriately roughened. By setting the ten-point surface roughness Rz of the transfer belt to 0.5 to 2 μm, the adhesion between the recording material and the transfer belt is increased, the swing of the recording material on the transfer belt is prevented, and the recording material is removed from the photosensitive member. The transferability of the toner image to the toner can be improved.
[0113]
The present invention is characterized in that a latent image on an electrophotographic photosensitive member is developed while a surface energy reducing agent is applied to the surface of the electrophotographic photosensitive member, and the latent image is visualized as a toner image. As a method of applying to the photoreceptor, there is a method of adding a surface energy reducing agent to a developer and applying the agent to the photoreceptor from the developer, but in the present invention, it is preferable to use a method different from such a method. That is, when the surface energy reducing agent is mixed with the developer, the mixing affects the charging characteristics of the toner, the developing characteristics such as fluidity, and it is difficult to achieve a sufficient mixing amount. Speaking of the relationship with the toner of the present invention, by mixing a developer with a surface energy reducing agent, transfer omission and the effect of preventing the occurrence of character dust are likely to be significantly reduced. It is preferable to use different means and methods.
[0114]
That is, the present invention preferably has an agent applying means for supplying a surface energy reducing agent to the surface of the electrophotographic photosensitive member. The agent applying means can be installed at an appropriate position around the electrophotographic photoreceptor, but in order to effectively use the installation space, a part of the charging means, developing means, and cleaning means shown in FIG. May be installed. Hereinafter, an example in which an agent applying unit is used in combination with a cleaning unit will be described.
[0115]
FIG. 2 is a configuration diagram of a cleaning unit installed in the image forming unit of the present invention.
[0116]
The cleaning means is used as a cleaning means for 25Y, 25M, 25C, 25Bk and the like in FIG. The cleaning blade 25a of FIG. 2 is attached to the support member 25b. As the material of the cleaning blade, a rubber elastic body is used, and as the material, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, chloropyrene rubber, butadiene rubber, and the like are known. Of these, urethane rubber is another material. It is particularly preferable because it has excellent wear characteristics as compared with rubber.
[0117]
On the other hand, the support member 25b is formed of a plate-shaped metal member or a plastic member. As the metal member, a stainless steel plate, an aluminum plate, a vibration control steel plate, or the like is preferable.
[0118]
In the present invention, it is preferable that the tip of the cleaning blade that is in pressure contact with the surface of the photoconductor is pressed in a state in which a load is applied in a direction opposite to the rotation direction of the photoconductor (counter direction). As shown in FIG. 2, it is preferable that the tip of the cleaning blade forms a pressing surface when pressing against the photosensitive member.
[0119]
Preferred values of the contact load P and the contact angle θ of the cleaning blade on the photoconductor are P = 5 to 40 N / m and θ = 5 to 35 °.
[0120]
The contact load P is a normal direction vector value of the pressing force P ′ when the cleaning blade 25a is brought into contact with the photosensitive drum 1.
[0121]
Is the angle between the tangent line X at the contact point A of the photoconductor and the blade before deformation (indicated by a dotted line in the drawing). Reference numeral 25e denotes a rotation shaft that allows the support member to rotate, and 25g denotes a load spring.
[0122]
The free length L of the cleaning blade represents the length of the tip of the blade before deformation from the position of the end B of the support member 25b as shown in FIG. A preferred value of the free length is L = 6 to 15 mm. The thickness t of the cleaning blade is preferably 0.5 to 10 mm. Here, the thickness of the cleaning blade indicates a direction perpendicular to the bonding surface of the support member 25b as shown in FIG.
[0123]
A brush roll 25c also serving as an agent applying means is used as the cleaning means in FIG. The brush roll has a function of removing the toner attached to the photoconductor 1 and a function of collecting the toner removed by the cleaning blade 25a, and also has a function as an agent applying unit for supplying a surface energy reducing agent to the photoconductor. That is, the brush roll comes into contact with the photoreceptor 1, and at the contact portion, the traveling direction rotates in the same direction as the photoreceptor 1 to remove the toner and paper dust on the photoreceptor and remove the toner removed by the cleaning blade 25 a. Is transported and collected by the transport screw 25j. In this path, it is preferable to remove a removed substance such as toner transferred from the photoconductor 1 to the brush roll 25c by bringing a flicker 25i as a removing unit into contact with the brush roll 25c. Further, the toner attached to the flicker is removed by the scraper 25d, and the toner is collected by the transport screw 25j. The collected toner is taken out as waste, or is conveyed to a developing device via a toner recycling pipe (not shown) to be reused. As a material for the flicker 25i, a metal tube such as stainless steel or aluminum is preferably used. On the other hand, as the scraper 25d, an elastic plate such as a phosphor bronze plate, a polyethylene terephthalate plate, or a polycarbonate plate is used.
[0124]
A surface energy lowering agent (solid material such as zinc stearate) 25k is attached to the brush roll by pressing with a spring load of 25s. A surface energy reducing agent is supplied to the surface.
[0125]
A conductive or semiconductive brush roll is used as the brush roll 25c.
[0126]
Although any material can be used as the material of the brush of the brush roll used in the present invention, it is preferable to use a fiber-forming polymer having hydrophobicity and a high dielectric constant. Examples of such a polymer include rayon, nylon, polycarbonate, polyester, methacrylic resin, acrylic resin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polypropylene, polystyrene, polyvinyl acetate, styrene-butadiene copolymer, and vinylidene chloride. -Acrylonitrile copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-maleic anhydride copolymer, silicone resin, silicone-alkyd resin, phenol formaldehyde resin, styrene-alkyd resin, polyvinyl acetal (for example, polyvinyl acetal) Butyral) and the like. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more. Particularly preferred are rayon, nylon, polyester, acrylic resin and polypropylene.
[0127]
The brush may be a conductive or anti-conductive brush, and may be a material in which a low-resistance substance such as carbon is contained in a constituent material and adjusted to an arbitrary specific resistance.
[0128]
The specific resistance of the brush bristles of the brush roll was measured at room temperature and normal humidity (temperature 26 ° C., relative humidity 50%) with a voltage of 500 V applied to both ends of a single 10 cm long bristles. 1 Ωcm-10 6 Those within the range of Ωcm are preferred.
[0129]
That is, the brush roll is made of 10 core material such as stainless steel. 1 Ωcm-10 6 It is preferable to use conductive or semiconductive brush bristles having a specific resistance of Ωcm. 10 1 If the specific resistance is lower than Ωcm, banding or the like due to discharge is likely to occur. Also, 10 6 If it is higher than Ωcm, the potential difference from the photoreceptor becomes low, and cleaning failure easily occurs.
[0130]
The thickness of one brush bristles used for the brush roll is preferably 5 to 20 denier. If it is less than 5 denier, there is no sufficient rubbing force, so that the surface deposits cannot be removed. On the other hand, if it is larger than 20 denier, the brush becomes rigid, so that the surface of the photoreceptor is damaged and abrasion proceeds, thereby shortening the life of the photoreceptor.
[0131]
The term “denier” as used herein is a numerical value obtained by measuring the mass of the brush bristles (fibers) constituting the brush in a length of 9000 m in g (gram) units.
[0132]
The brush bristle density of the brush is 4.5 × 10 2 / Cm 2 ~ 2.0 × 10 4 / Cm 2 (The number of brush hairs per square centimeter). 4.5 × 10 2 / Cm 2 If it is less than 1, the stiffness is low, the rubbing force is weak, and the rubbing is uneven, so that the attached matter cannot be removed uniformly. 2.0 × 10 4 / Cm 2 If it is larger, the photoreceptor will be worn because it becomes rigid and the rubbing force will be strong, and a defective image such as a black stripe due to fog or a scratch due to a decrease in sensitivity will occur.
[0133]
The bite amount of the brush roll used in the present invention with respect to the photoconductor is preferably set to 0.4 to 1.5 mm, more preferably 0.5 to 1.2 mm. This biting amount means a load on the brush generated by the relative movement between the photosensitive drum and the brush roll. This load corresponds to the rubbing force received from the brush when viewed from the photoconductor drum, and defining the range means that the photoconductor needs to be rubbed with an appropriate force.
[0134]
This biting amount refers to the length of biting into the interior when it is assumed that when the brush abuts on the photoreceptor, the brush bristles do not bend on the surface of the photoreceptor but enter the interior linearly.
[0135]
In the photoreceptor to which the surface energy reducing agent is supplied, since the abrasion force of the photoreceptor surface by the brush is small, if the bite amount is smaller than 0.4 mm, filming of the toner or paper powder on the photoreceptor surface is suppressed. And a defect such as unevenness occurs on the image. On the other hand, if it is larger than 1.5 mm, the abrasion force of the photoreceptor surface by the brush is too large, so that the abrasion amount of the photoreceptor increases, fog due to a decrease in sensitivity or scratches on the photoreceptor surface occur, This is a problem because a streak failure occurs on an image.
[0136]
As a core material of the roll portion used for the brush roll, metal such as stainless steel and aluminum, paper, and plastic are mainly used, but are not limited thereto.
[0137]
The brush roll used in the present invention preferably has a configuration in which a brush is provided on the surface of a columnar core material via an adhesive layer.
[0138]
It is preferable that the brush roll rotates so that the contact portion moves in the same direction as the surface of the photoconductor. If the contact portion moves in the opposite direction, if excessive toner is present on the surface of the photoconductor, the toner removed by the brush roll may spill out and stain the recording material or the apparatus.
[0139]
When the photoreceptor and the brush roll move in the same direction as described above, the surface speed ratio of the two is preferably a value within the range of 1: 1.1 to 1: 2. If the rotation speed of the brush roll is lower than that of the photoconductor, the toner removal ability of the brush roll is reduced, and cleaning failure is likely to occur. If the rotation speed of the brush roll is higher than the photoconductor, the toner removal capability becomes excessive and blade bounding or turning over occurs. Easier to do.
[0140]
【Example】
Next, embodiments of the present invention will be specifically described, but the configuration of the present invention is not limited to this.
(Preparation of toner)
(Production of Toner 1Bk, 1Ya, 1Yb, 1M, 1C)
0.90 kg of sodium n-dodecyl sulfate and 10.0 liters of pure water were added and dissolved by stirring. 1.20 kg of Regal 330R (carbon black manufactured by Cabot Corporation) was gradually added to this solution, and the mixture was stirred well for 1 hour, and then continuously dispersed for 20 hours using a sand grinder (medium type disperser). This is referred to as “colorant dispersion liquid 1”.
[0141]
Further, a solution composed of 0.055 kg of sodium dodecylbenzenesulfonate and 4.0 liters of ion-exchanged water is referred to as “anionic surfactant solution A”.
[0142]
A solution consisting of 0.014 kg of a 10 mol adduct of nonylphenol polyethylene oxide and 4.0 liters of ion-exchanged water is referred to as “nonionic surfactant solution B”.
[0143]
A solution prepared by dissolving 223.8 g of potassium persulfate in 12.0 liters of ion-exchanged water is referred to as “initiator solution C”.
[0144]
A WAX emulsion (polypropylene emulsion having a number average molecular weight of 3000: a number average primary particle diameter: 120 nm / solid content concentration = 29.) Was placed in a 100-liter GL (glass lining) reactor equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, and a nitrogen introducing device. (9%) 3.41 kg, the whole amount of “anionic surfactant solution A” and the whole amount of “nonionic surfactant solution B” were added, and stirring was started. Next, 44.0 liters of ion-exchanged water was added.
[0145]
Heating was started, and when the liquid temperature reached 75 ° C., the entire amount of “initiator solution C” was added dropwise. Thereafter, while controlling the liquid temperature at 75 ° C. ± 1 ° C., 12.1 kg of styrene, 2.88 kg of n-butyl acrylate, 1.04 kg of methacrylic acid, and 548 g of t-dodecyl mercaptan were added dropwise. After completion of the dropwise addition, the liquid temperature was raised to 80 ° C. ± 1 ° C., and the mixture was heated and stirred for 6 hours. Next, the liquid temperature was cooled to 40 ° C. or lower, stirring was stopped, and the mixture was filtered with a pole filter to obtain a latex. This is designated as "latex-A".
[0146]
The glass transition temperature of the resin particles in Latex-A was 57 ° C., the softening point was 121 ° C., the molecular weight distribution was weight average molecular weight = 12.7 million, and the weight average particle size was 120 nm.
[0147]
A solution obtained by dissolving 0.055 kg of sodium dodecylbenzenesulfonate in 4.0 liters of ion-exchanged pure water is referred to as “anionic surfactant solution D”.
[0148]
Further, a solution obtained by dissolving 0.014 kg of nonylphenol polyethylene oxide 10 mol adduct in 4.0 liters of ion-exchanged water is referred to as “nonionic surfactant solution E”.
[0149]
A solution prepared by dissolving 200.7 g of potassium persulfate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) in 12.0 liters of ion-exchanged water is referred to as “initiator solution F”.
[0150]
A WAX emulsion (polypropylene emulsion with a number average molecular weight of 3000: number average primary particle diameter: 120 nm / solids concentration: 29.9%) was placed in a 100-liter GL reactor equipped with a temperature sensor, a cooling tube, a nitrogen introducing device, and a comb baffle. 3.41 kg, the entire amount of “anionic surfactant solution D” and the entire amount of “nonionic surfactant solution E” were added, and stirring was started.
[0151]
Next, 44.0 liters of ion-exchanged water was charged. Heating was started, and when the liquid temperature reached 70 ° C., “Initiator solution F” was added. Next, a solution in which 11.0 kg of styrene, 4.00 kg of n-butyl acrylate, 1.04 kg of methacrylic acid and 9.02 g of t-dodecylmercaptan were previously mixed was added dropwise. After completion of the dropwise addition, the mixture was heated and stirred for 6 hours while controlling the liquid temperature to 72 ° C. ± 2 ° C. Further, the liquid temperature was raised to 80 ° C. ± 2 ° C., and the mixture was heated and stirred for 12 hours. The liquid temperature was cooled to 40 ° C. or lower, and the stirring was stopped. The solution is filtered through a Pall filter, and this filtrate is referred to as “latex-B”.
[0152]
In addition, the glass transition temperature of the resin particles in Latex-B was 58 ° C, the softening point was 132 ° C, the molecular weight distribution was weight average molecular weight = 245,000, and the weight average particle size was 110 nm.
[0153]
A solution obtained by dissolving 5.36 kg of sodium chloride as a salting-out agent in 20.0 liters of ion-exchanged water is referred to as “sodium chloride solution G”.
[0154]
A solution obtained by dissolving 1.00 g of a fluorine-based nonionic surfactant in 1.00 liter of ion-exchanged water is referred to as “nonionic surfactant solution H”.
[0155]
In a 100-liter SUS reaction vessel equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, a nitrogen introduction device, and a particle size and shape monitoring device, the above-prepared latex-A = 20.0 kg, latex-B = 5.2 kg, and colorant Dispersion 1 = 0.4 kg and ion-exchanged water 20.0 kg were added and stirred. Then, the mixture was heated to 40 ° C., and sodium chloride solution G, 6.00 kg of isopropanol (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) and nonionic surfactant solution H were added in this order. Then, after standing for 10 minutes, the temperature was raised, the temperature was raised to 85 ° C. in 60 minutes, and the mixture was heated and stirred at 85 ± 2 ° C. for 0.5 to 3 hours, and subjected to salting-out / fusion. Diameter growth (salting out / fusion step). Next, 2.1 liters of pure water was added to stop the particle size growth, and a fused particle dispersion was prepared.
[0156]
In a 5 liter reaction vessel equipped with a temperature sensor, a cooling pipe, and a monitoring device for particle size and shape, 5.0 kg of the above-prepared fused particle dispersion liquid was placed. The shape was controlled by heating and stirring for 5 to 15 hours (shape control step). Thereafter, the mixture was cooled to 40 ° C. or lower and the stirring was stopped. Next, classification is performed in the liquid by a centrifugal sedimentation method using a centrifugal separator, and the liquid is filtered through a sieve having openings of 45 μm, and the filtrate is used as an associated liquid. Next, non-spherical particles in the form of a wet cake were filtered from the association liquid using a Nutsche. Thereafter, the substrate was washed with ion-exchanged water. The non-spherical particles were dried at a suction air temperature of 60 ° C. using a flash jet drier, and then dried at a temperature of 60 ° C. using a fluidized bed drier. To 100 parts by mass of the obtained colored particles, 0.5 parts by mass of hydrophobic silica (hydrophobicity = 75 / number average primary particle size = 12 nm) and 0.25 parts by mass of 0.05 μm titanium oxide were added. And a Henschel mixer with a peripheral speed of 40 m / s at 52 ° C. for 10 minutes to obtain “toner 1Bk”.
[0157]
In the production of toner 1Bk, C.I. I. "Toner 1Ya" was obtained in the same manner except that Pigment Yellow 185 was used. Further, the peripheral speed of the Henschel mixer was slightly reduced to obtain “Toner 1Yb”.
[0158]
In the production of toner 1Bk, C.I. I. "Toner 1M" was obtained in the same manner except that Pigment Red 122 was used.
[0159]
In the production of toner 1Bk, C.I. I. “Toner 1C” was obtained in the same manner except that Pigment Blue 15: 3 was used. The number average particle diameter of the toners 1Bk, 1Ya, 1M, and 1C, M (m 1 + M 2 ) Are shown in Table 1, and the measurement results of the toner turbidity are shown in Table 2. Further, the number average particle diameter of toner 1Yb, M (m 1 + M 2 ) Was almost the same as the toner 1Ya.
(Production of Toner 2Bk, 2Ya to 2Yf, 2M, 2C)
In the preparation of the toners 1Bk, 1Y, 1M and 1C, hydrophobic silica (hydrophobicity = 75 / number average primary particle diameter = 12 nm) was replaced with hydrophobic silica (hydrophobicity = 77 / number average primary particle diameter = 20 nm). And toners 2Bk, 2Ya to 2Yf, 2M, and 2C were produced in the same manner except that the peripheral speed and time of the Henschel mixer were changed. Table 2 shows the measurement results of the turbidity of the toners 2Bk, 2Ya to 2Yf, 2M, and 2C. Incidentally, the number average particle diameter of these toners, M (m 1 + M 2 ) Basically correspond to each color of the toners 1Bk, 1Ya, 1M, and 1C (the number average particle diameter of the toner, M (m 1 + M 2 )) Was almost the same as the measurement result.
(Production of Toners 3Bk, 3Ya to 3Yd, 3M, 3C)
In the preparation of the toners 1Bk, 1Y, 1M and 1C, the hydrophobic silica (hydrophobicity = 75 / number average primary particle diameter = 12 nm) was changed from 0.5 parts by mass to 1.8 parts by mass, and the Henschel mixer was used. Except that the peripheral speed and the mixing time were changed, toners 3Bk, 3Ya to 3Yd, 3M, and 3C were produced in the same manner. Table 2 shows the measurement results of the turbidity of the toners 3Bk, 3Ya to 3Yd, 3M, and 3C. The number average particle diameter of these toners, M (m 1 + M 2 Are basically the same as the measurement results corresponding to the colors of the toners 1Bk, 1Ya, 1M, and 1C.
(Production of Toners 4Bk, 4Ya to 4Yc, 4M, 4C)
In the production of the toners 1Bk, 1Y, 1M and 1C, the hydrophobic silica (hydrophobicity = 75 / number average primary particle diameter = 12 nm) was changed from 0.5 parts by mass to the hydrophobic silica (hydrophobicity = 77 / number average). The toners 4Bk, 4Ya to 4Yc, 4M, and 4C were produced in the same manner except that the primary particle diameter was changed to 1.9 parts by mass and the peripheral speed and mixing time of the Henschel mixer were changed. Table 2 shows the measurement results of the turbidity of the toners 4Bk, 4Ya to 4Yc, 4M, and 4C. The number average particle diameter of these toners, M (m 1 + M 2 Are basically the same as the measurement results corresponding to the colors of the toners 1Bk, 1Ya, 1M, and 1C.
(Production of Toners 5Bk, 5Y, 5Ma to 5Mc, 5C)
In the production of the toners 1Bk, 1Y, 1M and 1C, the hydrophobic silica (hydrophobicity = 75 / number average primary particle diameter = 12 nm) was changed from 0.5 parts by mass to the hydrophobic silica (hydrophobicity = 77 / number average). The toners 5Bk, 5Y, 5Ma to 5Mc, and 5C were prepared in the same manner except that the primary particle diameter was changed to 3.1 parts by mass and the peripheral speed and mixing time of the Henschel mixer were changed. Table 2 shows the measurement results of the turbidity of the toners 5Bk, 5Y, 5Ma to 5Mc, and 5C. The number average particle diameter of these toners, M (m 1 + M 2 Are basically the same as the measurement results corresponding to the colors of the toners 1Bk, 1Ya, 1M, and 1C.
(Production of Toners 6Bk, 6Y, 6M, 6Ca to 6Cc)
Toners 6Bk, 6Y, 6M, and 6Ca to 6Cc were prepared in the same manner as in the preparation of toners 1Bk, 1Y, 1M, and 1C, except that the peripheral speed and mixing time of the Henschel mixer were changed. Table 2 shows the measurement results of the turbidity of the toners 6Bk, 6Y, 6M, and 6Ca to 6Cc. The number average particle diameter of the toner, M (m 1 + M 2 Are basically the same as the measurement results corresponding to the colors of the toners 1Bk, 1Ya, 1M, and 1C.
[0160]
[Table 1]
Figure 2004302031
[0161]
[Table 2]
Figure 2004302031
[0162]
(Preparation of developer)
45 μm ferrite carrier 100 coated with 10 parts by weight of each of toner 1Bk-1C, toner 2Bk-2C, toner 3Bk-3C, toner 4Bk-4C, toner 5Bk-5C, toner 6Bk-6Cc, and a styrene-methacrylate copolymer The developer 1Bk-1C, the developer 2Bk-2C, the developer 3Bk-3C, the developer 4Bk-4C, the developer 5Bk-5C, and the developer 6Bk-6Cc for evaluation were prepared by mixing with the mass part. .
(Preparation of photoreceptor)
The photoconductors used in the examples were manufactured as described below (four or more photoconductors in each example were manufactured because the same type of photoconductor was used in each image unit).
[0163]
Production of photoconductor 1
The following intermediate layer coating solution was prepared and applied by dip coating on a cleaned cylindrical aluminum substrate to form an intermediate layer having a dry film thickness of 0.3 μm.
[0164]
<Intermediate layer (UCL) coating liquid>
Polyamide resin (Amilan CM-8000: manufactured by Toray Industries) 60 g
1600 ml of methanol
The following coating liquid components were mixed and dispersed for 10 hours using a sand mill to prepare a charge generating layer coating liquid. This coating solution was applied by dip coating to form a charge generation layer having a dry film thickness of 0.2 μm on the intermediate layer.
[0165]
Figure 2004302031
The following coating solution components were mixed and dissolved to prepare a charge transport layer coating solution. This coating solution was applied on the charge generation layer by a dip coating method to form a charge transport layer having a thickness of 20 μm.
[0166]
Figure 2004302031
Production of photoconductor 2
In the preparation of the photoreceptor 1, coating was performed in the same manner up to the charge transport layer.
[0167]
Figure 2004302031
Was mixed and dissolved to prepare a coating solution for the surface protective layer. This coating solution was applied on the charge transport layer by a dip coating method, and was heated and cured at 100 ° C. for 40 minutes to form a surface protective layer having a dry film thickness of 4 μm.
[0168]
Example 1 (Example using photoconductor 2 containing fluorine resin particles in surface layer)
<Evaluation>
The photosensitive member 2 made of the photosensitive member of each image forming unit of the tandem type digital copying machine shown in FIG. 1 is mounted, and a developer group (No. 1 to 21) shown in Table 2 is used as a developer of each developing means. It was mounted sequentially and evaluated.
[0169]
The evaluation was performed using an A4 image having a white background portion, a solid image portion of Bk and Y, M, and C, a character image portion, and a halftone image in an original image under normal temperature and normal humidity (20 ° C., 50% RH) in monochrome image. And a color image were printed at a ratio of 10: 1 for a total of 10,000 sheets and evaluated. The evaluation items, evaluation methods, and evaluation criteria are described below. In the evaluation of sharpness, evaluation was performed while changing environmental conditions as shown below.
[0170]
Character chile
A character image was formed, and toner dust around the character was observed visually and with a 20-power loupe, and evaluated according to the following criteria.
[0171]
:: No toner dust around the characters is observed even with a loupe (good)
:: Indistinguishable by visual observation, but toner dust around characters is observed with a loupe (no problem in practical use)
×: Toner dust around the character is visually observed, and the sharpness of the character is poor (a problem in practical use)
Missing transfer
A halftone image having a density of 0.4 was recorded on a recording paper (basis weight 200 g / m2). 2 ), And the occurrence of white spots due to transfer omission was visually evaluated.
[0172]
◎◎: No transfer loss (very good)
:: One or two transfer omissions exist only on the back surface per 100 images, but cannot be determined without staring (good)
:: Although there are 1 to 4 transfer omissions per 50 images, they cannot be identified without staring (there is no practical problem).
×: Five or more clear transfer omissions exist on 50 sheets of images regardless of the front / back side (there is a problem in practical use)
Black spot
The occurrence of black spots (strawberry spot images) on the halftone image was determined based on the following criteria.
[0173]
A: No nuclei of black spots were found on the photoreceptor, and no black spots were found on halftone images (good)
;: Black spot generation nuclei are observed on the photoreceptor, but no black spot is generated in the halftone image (no problem in practical use)
X: Black spot generation nuclei were observed on the photoreceptor, and black spots were also generated on the halftone image (a problem in practical use)
Image density
The image density was measured by using a densitometer “RD-918” (manufactured by Macbeth) to measure the solid portion of each color at a relative reflection density where the recording paper was zero.
[0174]
A: Each density of Bk, Y, M and C solid (solid) image portions is 1.2 or more (good)
:: Each density of Bk, Y, M and C solid (solid) image portions is 0.8 or more (no problem in practical use)
X: Each density of Bk and Y (solid) image part of M, C is less than 0.8 (practical problem)
Sharpness
The sharpness of the image was evaluated under both low-temperature and low-humidity (10 ° C., 20% RH) and high-temperature, high-humidity (30 ° C., 80% RH) environments, and evaluated by character collapse. Three-point and five-point character images were formed and evaluated according to the following criteria.
[0175]
:: 3 points and 5 points are clear and easily legible
:: 3 points are partially unreadable, 5 points are clear and easily readable
×: 3 points are almost unreadable, and 5 points are partially or completely unreadable color reproduction.
The color reproduction of a color image was evaluated by measuring the saturation of B (blue), G (green), and R (red) obtained by two types of mixed colors of Y, M, and C toners.
[0176]
The chroma evaluation was performed using a spectrophotometer “CM-100” (SCE method, manufactured by Minolta Co., Ltd.) under the conditions of a visual field of 2 ° and a light source color of D65. The evaluation criteria are shown below.
[0177]
◎: Saturation (C * ) Are B> 35, G> 50, R> 63, each color is vivid, and good color reproduction is achieved (good).
○: Saturation (C * ) Are B ≧ 30, G ≧ 40, R ≧ 60, and good color reproduction is achieved in practical use (no problem in practical use)
Δ: Saturation (C * ) Does not satisfy B ≧ 30, G ≧ 40, R ≧ 60 (re-evaluation is required for practicality)
×: Saturation (C * ) Do not satisfy B ≧ 30, G ≧ 40, and R ≧ 60 (practically problematic)
Other evaluation conditions
Line speed L / S for image formation: 180 mm / sec
Charging condition of photoconductor (40 mmφ): The potential of the non-image area is detected by a potential sensor, and feedback control is performed. The controllable range is from −500 V to −900 V, and the surface of the photoconductor when fully exposed The potential was in the range of -50 to 0V.
[0178]
Image exposure light: semiconductor laser (wavelength: 780 nm)
Transfer conditions
Transfer belt: A transfer belt made of urethane rubber in which carbon was dispersed was used at an elongation ratio of 3%.
[0179]
Transfer pole: Corona discharger, spacing 7.0 mm between discharge wires and photoconductor drums 21Y, 21M, 21C, 21Bk, wire diameter of discharge wires 0.08mm, material WO of discharge wires 3 , Material of electrode plate SUS304
Transfer current power supply voltage: +3.5 KV to +7.5 KV
Photoconductor cleaning conditions
Cleaning blade: A urethane rubber blade was brought into contact with the photosensitive member in the rotating direction by a counter method.
[0180]
Table 3 shows the results.
[0181]
[Table 3]
Figure 2004302031
[0182]
From Table 3, it can be seen that the developer group that satisfies the requirements of the present invention, that is, the turbidity of each color toner used in the developing means of a plurality of image forming units is less than 60, and the difference in turbidity between each color toner is at most 5 To 45, and one of the plurality of developing means satisfies the configuration of the black toner having a turbidity of less than 25 (Nos. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11). , 13, 14, 19, and 20) achieve good evaluations over practical ranges in character dust, transfer omission, black spot, image density, sharpness, and color reproduction. In the groups (Nos. 1, 8, 12, 15, 16, 17, 18, 21), the turbidity difference between the toners of each color was 4.1. In No. 1, the fluidity of the toner was not sufficient, transfer omission occurred, and the image density and sharpness were reduced. 8, No. In No. 21, character dust (color character dust) is large due to instability of the balance of the charge amount, and sharpness and color reproduction are deteriorated. No. In No. 21, transfer omission has also occurred. Further, in the developer group (No. 12, No. 15, No. 18) in which the turbidity of one of the toners of each color is 60 or more, the amount of free external additives becomes excessive, and black spots are frequently generated, resulting in sharpness and color reproduction. Is declining. Further, in the developer group (No. 16, No. 17, No. 18) using the black toner Bk having a turbidity of 25 or more as a developer, character dust occurs, sharpness and color reproduction are deteriorated. ing. Among the developer groups satisfying the requirements of the present invention, a developer group in which the difference in turbidity between toners of each color is 10 to 35 at the maximum and the turbidity of black toner is less than 20 (No. 4, 5, 6, 9) , 10 and 20) have a remarkable improvement effect.
[0183]
Example 2 (Example of using photoreceptor 1 and supplying a surface energy reducing agent)
The photoreceptor of each image forming unit of the tandem type digital copying machine according to the first embodiment is changed from the photoreceptor 2 to the photoreceptor 1, and each cleaning device has a brush roll which also serves as an agent applying unit shown in FIG. Each of the image forming units is the same as in Example 1 while zinc stearate, a surface energy reducing agent, is installed at 25k in FIG. 2 and zinc stearate is supplied to the photoreceptor surface via a brush roll. Were evaluated in combination with the developer group (toner group) of the developing means. Evaluation items, evaluation methods, and evaluation criteria were the same as in Example 1.
[0184]
Cleaning conditions of the cleaning means having the agent applying means of FIG.
Cleaning blade: A urethane rubber blade was brought into contact with the photosensitive member in the rotating direction by a counter method.
[0185]
Cleaning brush: conductive acrylic resin, brush bristle density (3 × 10 3 / Cm 2 ), The bite amount was set to 1.0 mm.
[0186]
The evaluation was performed under the above conditions. As a result, almost the same evaluation results as in Example 1 were obtained. That is, even if the surface layer of the photoreceptor does not contain fluorine-based resin particles, the same effect as in Example 1 can be obtained by supplying the surface energy reducing agent to the surface of the photoreceptor.
[0187]
Embodiment 3 (example in which the particle size distribution of toner is changed)
(Production of Toners 7Bk, 7Y, 7M, 7C)
In the production of the toners 2Bk, 2Yb, 2M and 2C, the classification level in the liquid by the centrifugal sedimentation method was changed to obtain M (m 1 + M 2 ), And the like, except that toners 7Bk, 7Y, 7M, and 7C were prepared. The number average particle diameter of the toners of the toners 7Bk, 7Y, 7M, and 7C, M (m 1 + M 2 ) And the toner turbidity are shown in Table 4.
[0188]
By mixing 10 parts by mass of each of these toners and 100 parts by mass of a 45 μm ferrite carrier coated with a styrene-methacrylate copolymer, developers 22Bk, 7Y, 7M and 7C for evaluation were used. Groups were made.
(Production of Toners 8Bk, 8Y, 8M, 8C)
In the production of the toners 2Bk, 2Yb, 2M and 2C, the classification level in the liquid by the centrifugal sedimentation method was changed to obtain M (m 1 + M 2 ), Etc., except that toners 8Bk, 8Y, 8M, and 8C were produced in the same manner. The number average particle diameter of the toners of the toners 8Bk, 8Y, 8M, and 8C, M (m 1 + M 2 ) And the toner turbidity are shown in Table 4.
[0189]
By mixing 10 parts by mass of each of these toners and 100 parts by mass of a 45 μm ferrite carrier coated with a styrene-methacrylate copolymer, developers 23Bk, 8Y, 8M and 8C for evaluation were prepared. Groups were made.
[0190]
[Table 4]
Figure 2004302031
[0191]
The combination No. of the first embodiment. The evaluation was performed in the same manner as in Example 1 except that the developers 22 and 23 were used instead of the developers 4 (toners 2Bk, 2Yb, 2M and 2C). Table 5 shows the results.
[0192]
[Table 5]
Figure 2004302031
[0193]
According to Table 5, the developer 22 group in which the sum (M) of the relative frequencies of the toner particles is 70% or more has a higher degree of improvement in the evaluation items than the developer 23 group in which the (M) is less than 70%. Can be seen.
[0194]
【The invention's effect】
By using the present invention, it is possible to achieve improvement of a tandem type electrophotographic character image and a color image directly transferred from a photoreceptor to a recording material, to prevent image defects such as transfer omission and character dust, and to improve image density and image density. An image forming apparatus and an image forming method capable of forming a color image with good sharpness can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of an image forming apparatus that can produce a color image according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a cleaning unit installed in the image forming unit of the present invention.
[Explanation of symbols]
20Y, 20M, 20C, 20Bk image forming unit
21Y, 21M, 21C, 21Bk Photoconductor drum (image forming body)
22Y, 22M, 22C, 22Bk Charging means
23Y, 23M, 23C, 23Bk Exposure means
24Y, 24M, 24C, 24Bk developing means
25Y, 25M, 25C, 25Bk Cleaning means

Claims (8)

少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、該複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満で、各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ該複数の現像手段の1つが濁度が25未満の黒色系トナー含有することを特徴とする画像形成装置。A plurality of image forming units having at least an electrophotographic photoreceptor, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged and provided, and on the electrophotographic photoreceptor using a toner of which coloring is changed for each of the plurality of image forming units. An image for forming a color toner image by forming a color toner image by sequentially superimposing and transferring each color toner image from an electrophotographic photosensitive member onto a recording material to form a color toner image; and fixing the color toner image to form a color image In the forming apparatus, the turbidity of each color toner used in the developing means of the plurality of image forming units is less than 60, the difference in turbidity between the respective color toners is 5 to 45 at the maximum, and one of the plurality of developing means One containing a black toner having a turbidity of less than 25. 少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、該複数の画像形成ユニットの少なくとも1つの電子写真感光体の表面層がフッ素系樹脂粒子を含有しており、該複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満で、各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ該複数の現像手段の1つが濁度が25未満の黒色系トナー含有することを特徴とする画像形成装置。A plurality of image forming units having at least an electrophotographic photoreceptor, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged and provided, and on the electrophotographic photoreceptor using a toner of which coloring is changed for each of the plurality of image forming units. An image for forming a color toner image by forming a color toner image by sequentially superimposing and transferring each color toner image from an electrophotographic photosensitive member onto a recording material to form a color toner image; and fixing the color toner image to form a color image In the forming apparatus, at least one surface layer of the electrophotographic photosensitive member of the plurality of image forming units contains fluorine-based resin particles, and the turbidity of each color toner used in the developing unit of the plurality of image forming units is An image form characterized by having a turbidity difference between toners of each color of less than 60 and a maximum of 5 to 45, and wherein one of the plurality of developing means contains a black toner having a turbidity of less than 25. Apparatus. 少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、該複数の画像形成ユニットの少なくとも1つに、電子写真感光体の表面に表面エネルギー低下剤を供給する剤付与手段を有し、該複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満で、各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ該複数の現像手段の1つが濁度が25未満の黒色系トナー含有することを特徴とする画像形成装置。A plurality of image forming units having at least an electrophotographic photoreceptor, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged and provided, and on the electrophotographic photoreceptor using a toner of which coloring is changed for each of the plurality of image forming units. An image for forming a color toner image by forming a color toner image by sequentially superimposing and transferring each color toner image from an electrophotographic photosensitive member onto a recording material to form a color toner image; and fixing the color toner image to form a color image In the forming apparatus, at least one of the plurality of image forming units has an agent applying unit for supplying a surface energy reducing agent to the surface of the electrophotographic photoreceptor, and each color used for a developing unit of the plurality of image forming units is provided. The turbidity of the toner is less than 60, the difference in turbidity between each color toner is 5 to 45 at the maximum, and one of the plurality of developing means contains a black toner having a turbidity of less than 25. An image forming apparatus symptoms. 少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有する画像形成ユニットを複数配列して設け、該複数の画像形成ユニット毎に着色を変えたトナーを用いて電子写真感光体上に各色トナー像を形成し、該各色トナー像を電子写真感光体から記録材上に順次重ね合わせて転写してカラートナー像を形成し、該カラートナー像を定着してカラー画像を形成する画像形成装置において、該複数の画像形成ユニットの現像手段に用いられる各色トナーの濁度が60未満であり、且つ各色トナー間の濁度の差が最大5〜45であり、且つ各色トナーの粒度分布がトナー粒子の粒径をD(μm)とするとき、自然対数lnDを横軸にとり、この横軸を0.23間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m)と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数(m)との和(M)が70%以上であることを特徴とする画像形成装置。A plurality of image forming units having at least an electrophotographic photoreceptor, a charging unit, an exposing unit, a developing unit, and a transfer unit are arranged and provided, and on the electrophotographic photoreceptor using a toner of which coloring is changed for each of the plurality of image forming units. An image for forming a color toner image by forming a color toner image by sequentially superimposing and transferring each color toner image from an electrophotographic photosensitive member onto a recording material to form a color toner image; and fixing the color toner image to form a color image In the forming apparatus, the turbidity of each color toner used in the developing means of the plurality of image forming units is less than 60, the turbidity difference between each color toner is 5 to 45 at the maximum, and the particle size distribution of each color toner is When the particle diameter of the toner particles is D (μm), the natural logarithm InD is plotted on the horizontal axis, and the horizontal axis is plotted in a histogram showing the number-based particle size distribution divided into a plurality of classes at intervals of 0.23. Te, a relative frequency of toner particles included in the modal class (m 1), the sum of the relative frequency of toner particles included in the next higher frequency of class modal class (m 2) (M) 70 % Or more. 各色トナー間の濁度の差が最大10〜35であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a difference in turbidity of each color toner is 10 to 35 at the maximum. 複数の画像形成ユニットが4つの画像形成ユニットであり、黒色系トナーを有する画像形成ユニット、黄色系トナーを有する画像形成ユニット、マゼンタ色系トナーを有する画像形成ユニット及びシアン色系トナーを有する画像形成ユニットからなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の画像形成装置。The plurality of image forming units are four image forming units, an image forming unit having a black toner, an image forming unit having a yellow toner, an image forming unit having a magenta toner, and an image forming having a cyan toner. The image forming apparatus according to claim 1, comprising a unit. 黒色系トナーのトナー濁度が20未満であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置。The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the toner turbidity of the black toner is less than 20. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の画像形成装置を用いて電子写真画像を形成することを特徴とする画像形成方法。An image forming method, comprising: forming an electrophotographic image by using the image forming apparatus according to claim 1.
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