JP2009069377A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中間転写方式又は用紙搬送直接転写方式の画像形成装置において、ベルトの像保持体と接触する側の表面硬度が10以上30以下であり、現像剤を構成するキャリアが、フェライトを含む芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有し、前記芯材が、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、且つ、円形度が0.975以上1.000以下である、画像形成装置。
【選択図】図5
Description
前記中間転写ベルトの前記像保持体と接触する側の表面硬度が10以上30以下であり、
前記キャリアが、フェライトを含む芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有し、前記芯材が、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、且つ、平均円形度が0.975以上1.000以下である、画像形成装置である。
V(P/R)≒V(PP)<V(Belt) 式1
V(Belt)/V(P/R)=1.05以上1.15以下 式2
V(P/R)<V(PP)≒V(Belt) 式3
V(Belt)/V(P/R)=1.05以上1.15以下 式4
前記搬送ベルトの前記像保持体と接触する側の表面硬度が10以上30以下であり、
前記キャリアが、フェライトを含む芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有し、前記芯材が、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、且つ、平均円形度が0.975以上1.000以下である、画像形成装置である。
<第一実施形態>
図1は、第一実施形態に係る本発明の画像形成装置を示す概略構成図である。本実施形態は中間転写ベルトを備えた中間転写方式の画像形成装置として構成されている。
具体的には、感光体(像保持体)79、感光体79を帯電させる帯電ロール83(帯電手段)、感光体79表面を露光し潜像を形成するレーザー発生装置78(潜像形成手段)、感光体79表面に形成された潜像を、現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像器85(現像手段)、感光体79と接触し、感光体79の表面に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト86、電界を生じさせることにより感光体79の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト86に一次転写する一次転写ロール(一次転写手段)80、中間転写ベルト86に一次転写されたトナー像を記録用紙(被転写体)に二次転写する二次転写ロール(二次転写手段)75、感光体79に付着した残留トナーやゴミ等を除去する感光体クリ−ナー(クリーニング手段)84、記録用紙(被転写体)上のトナー像を定着する定着ローラ(定着手段)72等を具備する。
なお、本発明において「表面硬度」とは、JIS K7215(1986)に準拠したデュロメータ硬さをいう。
芯材は、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、且つ、平均円形度が0.975以上1.000以下であることを特徴とする。
本実施形態のキャリアにおける芯材は、表面粗さSmを2.0μm以下、表面粗さRaを0.1μm以上とすることにより、後述するように樹脂被覆層を被覆した場合に、該樹脂被覆層の主成分である樹脂の芯材への投錨効果で、芯材とそれに隣接する樹脂被覆層との接着性は向上する。また、芯材の円形度を0.975以上1.000以下とすることで、キャリアの割れ片が発生しにくくなり、かつ発生した場合でも鋭利な割れ片の発生をある程度抑制することができる。
Ra(算術平均粗さ)は、観察したコア表面の3次元形状から、粗さ曲線を求め、該粗さ曲線の測定値と平均線までの偏差の絶対値を合計し、平均することで求める。Ra(算術平均粗さ)を求める際の基準長さは、10μmであり、カットオフ値は、0.08mmである。
Sm(凹凸の平均間隔)は、粗さ曲線を求め、該粗さ曲線が平均線と交差する交点から求めた山谷−周期の間隔の平均値を求める。Sm(凹凸の平均間隔)を求める際の基準長さは、10μmであり、カットオフ値は、0.08mmである。
・円形度=円相当径周囲長/周囲長=[2×(Aπ)1/2]/PM
上式においてAは投影面積、PMは周囲長を表す。なお、測定には、LPFモードを使用し、10μm未満および50μmを超える粒径の粒子や、芯材が分散せずに複数合一して撮像されているものをカットして解析して求めることが好ましい。
なお、測定サンプルの調製は、例えば、次のようにして行う。すなわち、芯材0.03gを25重量%濃度のエチレングリコール水溶液に添加・攪拌して分散させて芯材の分散液を調製し、この芯材分散液を測定サンプルとすればよい。
本実施形態に係るキャリアは、前記芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有してなる。それぞれの前記樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価と、該樹脂被覆層と隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価との差は、絶対値で0.2mgKOH/g以上8.0mgKOH/g以下であることが好ましい。尚、「樹脂被覆層の主成分である」とは、樹脂被覆層における含有量が80質量%以上(好ましくは90質量%以上)であることを意味する。
エチルエーテル−エチルアルコール混液(エチルエーテル:エチルアルコール=2:1、モル比)又はベンゼン−エチルアルコール混液(ベンゼン:エチルアルコール=2:1、モル比)を用意する。尚、前記エチルエーテル−エチルアルコール混液又はベンゼン−エチルアルコール混液は、使用直前にフェノールフタレインを指示薬として0.1mol/リットルの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。また、0.1mol/リットルの水酸化カリウムエチルアルコール溶液を用意する。
試料が溶解後、前記アルコール性水酸化カリウム溶液で滴定し、指示薬の薄紅色が30秒間続いたときを中和の終点とし、そのときの使用量より、酸価(AV)は下記式によって求められる。
AV:酸価(mgKOH/g)、B:0.1mol/リットル水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)、M:試料の質量(g)。
AV=(B×5.61)÷M
なお、参考までに、式(A)で示されるSP値をSI単位(J1/2/m3/2)に換算する場合には、2046を乗ずればよい。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい
前記樹脂微粒子としては、例えば、熱可塑性樹脂粒子、熱硬化性樹脂粒子等が挙げられる。その中でも、硬度を上げることが比較的容易な熱硬化性樹脂が好適であり、また、トナーに負帯電性を付与するためには、窒素原子を含有する樹脂粒子を用いることが好ましい。なお、これらの樹脂粒子は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂微粒子は、乳化重合、懸濁重合等の重合を利用して粒状化された樹脂粒子を製造する方法や、モノマーもしくは、オリゴマーを溶媒中に分散して架橋反応を進行させながら粒状化して、樹脂粒子を製造する方法、低分子成分と、架橋剤とを溶融混錬等により混合反応させた後、風力、機械力等により、所定の粒度に粉砕して、樹脂粒子を製造する方法等によって製造することができる。
前記導電性微粉末としては、例えば、金、銀、銅のような金属;カーボンブラック;更に酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、チタン酸カルシウム粉末等の金属酸化物;酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム粉末等の表面を、酸化錫、カーボンブラック、または金属で覆った微粉末;等を挙げることができる。これらは、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。導電性微粉末として金属酸化物を用いると、帯電性の環境依存性をより低減できるので好ましく、特に酸化チタンが好ましい。
さらに、得られたカップリング剤で処理された導電性微粉末から、凝集体を除去するために、必要に応じて、解砕機で解砕してもよい。解砕機としては、ピンミル、ディスクミル、ハンマーミル、遠心分級型ミル、ローラミル、ジェットミル等の公知の解砕機を使用でき、特に、ジェットミルが好ましい。用いられるカップリング剤としてはシランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤など公知のものを使用することができる。
中でも、シランカップリング剤、特にメチルトリメトキシシラン処理された導電性微粉末を用いると帯電の環境安定性に特に効果的である。
導電性微粉末の体積平均粒子径が0.5μmを超えると、被覆樹脂層からの脱落が生じ易く、安定した帯電性が得られない場合があるため好ましくない。
常温常湿下(温度20℃、湿度50%RH)で、導電性微粉末を2×10-4m2の断面積を有する容器に厚みが1mm程度になるように充填し、その後、充填した導電性微粉末上に、金属製部材により、1×104kg/m2の荷重をかける。該金属製部材と、容器の底面電極との間に106V/mの電界が生じる電圧を印加し、その際の電流値から算出した値を体積電気抵抗値とする。
磁気特性の測定としての装置は振動試料型磁気測定装置VSMP10−15(東英工業社製)を用いる。測定試料は内径7mm、高さ5mmのセルに詰めて前記装置にセットする。測定は印加磁場を加え、最大1000エルステッドまで掃引する。ついで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製する。カーブのデータより、飽和磁化、残留磁化、保持力を求める。本発明においては、飽和磁化は1000エルステッドの磁場において測定された磁化を示す。
キャリアの体積電気抵抗が1×1015Ωcmを超える場合、高抵抗になり、現像時に現像電極として働きにくくなるため、特にベタ画像部でエッジ効果が出るなど、ソリッド再現性が低下する場合がある。一方、1×107Ωcm未満の場合、低抵抗になるため、現像剤中のトナー濃度が低下した時に現像ロールからキャリアへ電荷が注入し、キャリア自体が現像されてしまう不具合が発生しやすくなる場合がある。
20cm2の電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象となるキャリアを1mm以上3mm以下程度の厚さになるように平坦に載せ、キャリア層を形成する。この上に前記同様の20cm2の電極板を載せキャリア層を挟み込む。キャリア間の空隙をなくすため、キャリア層上に配置した電極板の上に4kgの荷重をかけてからキャリア層の厚み(cm)を測定する。キャリア層上下の両電極には、エレクトロメーターおよび高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が103.8V/cmとなるように高電圧を印加し、このとき流れた電流値(A)を読み取ることにより、キャリアの体積電気抵抗(Ω・cm)を計算する。キャリアの体積電気抵抗(Ω・cm)の計算式は、下式(B)に示す通りである。
式(B): R=E×20/(I−I0)/L
まず、下層の樹脂被覆層の主成分となる樹脂をトルエンに固形分として10質量%以上25質量%以下になるように溶解し、樹脂溶液を調製する。次いで、フェライトからなる芯材に対し、該樹脂が1.5質量%以上3.0質量%以下となるように芯材と樹脂溶液をニーダーに入れ、50℃以上80℃以下の条件のもと、減圧下で撹拌混合する。トルエンが揮発した後、減圧をやめ、生成キャリアとして取り出す。更に、上層(表面層)の樹脂被覆層の主成分となる樹脂をトルエンに固形分として10質量%以上25質量%以下となるように溶解する。このとき、抵抗調整や、帯電調整の目的で導電性微粒子などを添加してもよい。この場合、サンドミルなどを用いて導電性微粒子の分散を行うことが好ましい。こうしてできた樹脂溶液を、下層となる樹脂被覆層により被覆された芯材に対し、樹脂が1.5質量%以上3.0質量%以下となるようにニーダーに入れ、50℃以上70℃以下の条件のもと、減圧下で撹拌混合する。乾燥が終了後、生成キャリアとして取り出す。
前記方法と同様に下層の樹脂被覆層の主成分となる樹脂をトルエンに固形分として4質量%以上20質量%以下となるように溶解する。更に、上層(表面層)の樹脂被覆層の主成分となる樹脂を固形分として4質量%以上20質量%以下となるように溶解する。このとき、前記方法と同様に導電性微粒子などを添加してもよい。次に、流動層型コーティング装置に芯材を入れ、芯材に対して樹脂が2質量%となる量の下層の樹脂被覆層を形成するための樹脂溶液を、5g/分以上30g/分以下の速度で塗布する。終了後、引き続き上層の樹脂被覆層を形成するための樹脂溶液を芯材に対して樹脂が3質量%となるように、同様に塗布する。雰囲気温度は60℃以上90℃以下とし、乾燥後、生成キャリアを取り出す。
次に、本実施形態に用いることのできるトナーについて説明する。
本実施形態に用いることのできるトナーは、特に制限されないが、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有する。
これらの中でも特に代表的な結着樹脂としては、例えばポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン等が挙げられる。
無機微粒子としてはSiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n(nは1以上4以下の整数)、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等を使用することができる。これらのうち、特にシリカ微粒子、チタニア微粒子の場合には、流動性が良好となるため好ましい。
本発明における疎水化度は、水50ccに微粒子を0.2g加え、スターラーで攪拌後、メタノールで滴定し、微粒子が溶媒に懸濁したときのメタノール滴定量をTccとしたときに、以下の式で表される疎水化度(M)と定義する。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒子径D50vとする。
V(Belt)/V(P/R)=1.05以上1.15以下 式2
現像器85内で生じたキャリアの割れ片が感光体79上に飛翔してその表面に付着すると、キャリアの割れ片は感光体79の反時計方向への回転に伴い感光体79と1次転写ロール80との圧接部(ニップ)に運ばれる。該圧接部には、感光体79と1次転写ロール80との間で1次転写電界が形成されており、該圧接部近傍ではこの電界に沿ってキャリアの割れ片は感光体表面に対して立ち上がる。立ち上がった状態でキャリアの割れ片が該圧接部に突入すると該割れ片の先端が中間転写ベルト86の表面に接触するが、V(Belt)とV(P/R)との間に所定の周速度差が与えられているために該割れ片は感光体79表面に対して傾いた状態となる。そのため、該割れ片が感光体79の表面に突き刺さりにくくなり、その結果として感光体表面の傷の発生を抑制することができるようになる。
現像器内にカーボンファイバー等の異物が混入した場合や、中間転写ベルト表面にキャリアの割れ片や該異物等が付着した場合にも同様の理由により感光体表面の傷の発生を抑制することができる。
V(Belt)/V(P/R)=1.05以上1.15以下 式4
図2は、第二実施形態に係る本発明の画像形成装置を示す概略構成図である。本実施形態は中間転写ベルトを備えた中間転写方式の画像形成装置として構成されており、像保持体に対して中間転写ベルトの回転方向上流側に並んだ位置に、一次転写手段によって生じる電界の向きと交わる向きの電界を生じさせる電界発生手段をさらに備えるものである。本実施形態においても、第一実施形態と同様の現像剤が用いられる。
また、本実施形態の画像形成装置によると、現像像を乱すことなく、中間転写ベルト上に付着したキャリアの割れ片を感光体に対して傾けることができ、画像欠陥などといった不具合を回避することができる。
さらに、本実施形態の画像形成装置によると、現像像を乱すことなく、感光体上に付着した導電性異物やキャリアの割れ片を中間転写ベルトに対して傾けることができ、該異物等の感光体への突き刺さりを防ぐことができる。その結果として画像欠陥などといった不具合を回避することができる。
図6は、第三実施形態に係る本発明の画像形成装置を示す概略構成図である。本実施形態は用紙搬送ベルトを備えた用紙搬送直接転写方式の画像形成装置として構成されている。
図6に示す画像形成装置は、ユニットY、M、C、BKと、用紙搬送ベルト(搬送ベルト)206と、転写ロール(転写手段)207Y、207M、207C、207BKと、用紙搬送ロール208と、定着器(定着手段)209とを備えている。用紙搬送ベルト206の感光体ドラム(像保持体)201Y、201M、201C、201BKと接触する側の表面硬度は10以上30以下とされる。
以上のようにして記録紙上に所望の画像が形成される。
Fe2O3 72部、MnO2 18部、LiOH 10部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒子径を2.0μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度1100℃、10時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て平均粒子径37.6μmのMnフェライト粒子であるフェライト芯材1を作製した。尚、作製したフェライト芯材1の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが1.5μm、表面粗さRaが0.4μmであった。また、平均円形度を測定したところ、0.990であった。
Fe2O3 73部、MnO2 23部、Mg(OH)2 4部を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて800℃、7時間の仮焼成1を行い、仮焼成1物を得た。こうして得られた仮焼成1物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒子径を1.8μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、6時間の仮焼成2を行い、仮焼成2物を得た。こうして得られた仮焼成2物を、湿式ボールミルで5時間粉砕し、平均粒子径を2.3μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度1250℃用いて10時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て平均粒子径36.2μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材2を作製した。尚、作製したフェライト芯材2の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが1.7μm、表面粗さRaが0.2μmであった。また、平均円形度を測定したところ、0.986であった。
Fe2O3 73部、MnO2 23部、Mg(OH)2 4部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒子径を2.5μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度1300℃、8時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て平均粒子径37.1μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材3を作製した。尚、作製したフェライト芯材3の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが1.9μm、表面粗さRaが0.1μmであった。また、平均円形度を測定したところ、0.977であった。
Fe2O3 73部、MnO2 23部、Mg(OH)2 3.5部、SrO 0.5部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒子径を2.0μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度950℃、10時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て平均粒子径36.2μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材4を作製した。尚、作製したフェライト芯材4の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが1.5μm、表面粗さRaが0.6μmであった。また、平均円形度を測定したところ、0.988であった。
Fe2O3 75部、MnO2 15部、LiOH 10部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒子径を0.8μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度1300℃、10時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て平均粒子径36.8μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材5を作製した。尚、作製したフェライト芯材5の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが0.4μm、表面粗さRaが0.1μmであった。また、平均円形度を測定したところ、0.995であった。
Fe2O3 73部、MnO2 23部、Mg(OH)2 3.5部、SrO 0.5部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて800℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで8時間粉砕し、平均粒子径を2.7μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度1100℃、10時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て平均粒子径35.9μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材6を作製した。尚、作製したフェライト芯材6の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが2.1μm、表面粗さRaが0.4μmであった。また、平均円形度を測定したところ、0.970であった。
Fe2O3 78部、MnO2 10部、LiOH 12部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、7時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで8時間粉砕し、平均粒子径を2.0μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度1350℃、8時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て平均粒子径37.1μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材7を作製した。尚、作製したフェライト芯材7の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが1.5μm、表面粗さRaが0.08μmであった。また、平均円形度を測定したところ、0.990であった。
スチレン−エチルメタクリレート−アクリル酸共重合体(共重合比(質量基準)2:7.8:0.2、重量平均分子量:100000、酸価:9mgKOH/g)
エチレン−メチルメタクリレート−無水マレイン酸共重合体(共重合比(質量基準)2:7:1、重量平均分子量:68000、酸価:14mgKOH/g)
アクリルポリオールをトリレンジイソシアネートで処理した樹脂(アクリルポリオールの重量平均分子量:48000/、酸価:30mgKOH/g)
テレフタル酸−ドデセニルコハク酸−ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物重合体(テレフタル酸とドデセニルコハク酸の重量比は9:1、重量平均分子量:23000、酸価:16mgKOH/g)
エチルメタクリレート樹脂(重量平均分子量:96000、酸価:5mgKOH/g)
スチレン-メチルメタクリレート-メタクリル酸共重合体(共重合比(質量基準)2:7.5:0.5、重量平均分子量:120000、酸価:23.0mgKOH/g)
スチレン-メチルメタクリレート-メタクリル酸共重合体(共重合比(質量基準)2:7.2:0.8、重量平均分子量:110000、酸価:30mgKOH/g)
アクリルポリオールをキシレンジイソシアネートで処理した樹脂(アクリルポリオールの重量平均分子量:41000/、酸価:23mgKOH/g)
樹脂1 30部
トルエン(和光純薬工業) 450部
カーボンブラック(VXC72:キャボット) 4部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、トルエンと同体積)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し、回転速度1200rpmで30分間攪拌しコート液1を調製した。
樹脂2 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂2を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液2を調製した。
樹脂3 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂3を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液3を調製した。
樹脂4 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
カーボンブラック(VXC72:キャボット) 4部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、2−ブタノンと同体積)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し回転速度1200rpmで30分間攪拌しコート液4を調製した。
樹脂5 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂5を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液5を調製した。
樹脂6 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂6を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液6を調製した。
樹脂7 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂7を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液7を調製した。
樹脂8 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂8を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液8を調製した。
複合型流動層コーティング装置MP01−SFP(パウレック)にフェライト芯材1を1000部仕込み、コート液2を、スクリーンメッシュ0.5mm、回転インペラ1000rpm、排風量1.2m3/min、塗布速度10g/min、温度65℃の条件のもと、24分間、コート液2を25部、フェライト芯材1にコートした。続いて、コーティング条件において温度70℃、コート液2をコート液1にする以外は上記と同様にして、43分間、コート液1をコート液2がコートされたフェライト芯材2にコートした。得られたキャリアをキャリア1とした。キャリア1のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は、4.8質量%であった。
尚、キャリアのそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は次のようにして測定できる。キャリア10gを量り取り、テトラヒドロフラン100mlに浸漬する。20分、攪拌したのち、ナンバー5Aのろ紙にてろ過を行う。テトラヒドロキシフランによる溶解、ろ過を計3回繰り返し、初期のキャリアの重量と溶解、ろ過後の重量の差からコート量を計算する。
DocuCenterColor400(DCC400:富士ゼロックス)用のシアントナーとキャリア1とをトナー対キャリアの質量比が6:100となるように混合し、現像剤1を得た。
キャリア1の調製において、コート液2をコート液3に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア2を作製した。得られたキャリア2のコート液1及び3により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.9質量%であった。更にキャリア1をキャリア2に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤2を作製した。
キャリア1の調製において、1回目のコートでコート液2をコート液3に替え、2回目のコートでコート液1をコート液4に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア3を作製した。得られたキャリア3のコート液3及び4により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は5.1質量%であった。更にキャリア1をキャリア3に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤3を作製した。
キャリア1の調製において、1回目のコートでコート液2をコート液8に替え、2回目のコートでコート液1をコート液6に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア4を作製した。得られたキャリア4のコート液6及び8により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は5.0質量%であった。更にキャリア1をキャリア4に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤4を作製した。
キャリア1の調製において、1回目のコートでコート液2をコート液8に替え、2回目のコートでコート液1をコート液7に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア5を作製した。得られたキャリア5のコート液7及び8により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は5.1質量%であった。更にキャリア1をキャリア5に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤5を作製した。
キャリア1の調製において、フェライト芯材1をフェライト芯材2に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア6を作製した。得られたキャリア6のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.6質量%であった。更にキャリア1をキャリア6に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤6を作製した。
キャリア1の調製において、フェライト芯材1をフェライト芯材3に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア7を作製した。得られたキャリア7のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア7に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤7を作製した。
キャリア1の調製において、フェライト芯材1をフェライト芯材4に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア8を作製した。得られたキャリア8のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.8質量%であった。更にキャリア1をキャリア8に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤8を作製した。
キャリア1の調製において、フェライト芯材1をフェライト芯材5に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア9を作製した。得られたキャリア9のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア9に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤9を作製した。
キャリア1の調製において、コート液2をコート液4に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア10を作製した。得られたキャリア10のコート液1及び4により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア10に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤10を作製した。
キャリア1の調製において、コート液2をコート液5に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア11を作製した。得られたキャリア11のコート液1及び5により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.8質量%であった。更にキャリア1をキャリア11に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤11を作製した。
キャリア1の調製において、フェライト芯材1をフェライト芯材6に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア12を作製した。得られたキャリア12のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア12に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤12を作製した。
キャリア1の調製において、フェライト芯材1をフェライト芯材7に替えたこと以外キャリア1の調製と同様にして、キャリア13を作製した。得られたキャリア13のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア13に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤13を作製した。
複合型流動層コーティング装置MP01−SFP(パウレック)にフェライト芯材2を1000部仕込み、コート液1を、スクリーンメッシュ0.5mm、回転インペラ1000rpm、排風量1.2m3/min、塗布速度10g/min、温度70℃の条件のもと、57分間、コートしキャリア14を作製した。得られたキャリア14のコート液1により形成された樹脂被覆層のコート量は3.9質量%であった。更にキャリア1をキャリア14に替えたこと以外現像剤1の調製と同様にして現像剤14を作製した。
図1に示す中間転写方式の画像形成装置(DocuCentre Color a450 改造機(像保持体の周速V(P/R)と、前記中間転写ベルトの周速V(Belt)と、前記被転写体の搬送速度をV(PP)と、を変更可能なようにしたものであり、かつ図2に示す傾斜器を備えている)に現像剤1を投入し、28℃、90RH%環境下に一昼夜放置した後、8%の画像密度で単枚プリントモードで5000枚の画像を出力するランニングテストを行った。画像出力は、5000枚後にハーフトーン画像(0.01mg/cm2のトナー載り量)をA3用紙(富士ゼロックス社製:R紙)に1枚出力し、画像上の色点の大きさと数を以下の評価基準で行った。次いで白紙を1枚出力し白紙のカブリをルーペで確認した。結果、色点は◎で、かぶりは確認されなかった。
なお、実施例1に用いられた画像形成装置に備えられた中間転写ベルトの感光体と接触する側の表面硬度は18であった。また、V(P/R)=V(PP)<V(Belt)、V(Belt)/V(P/R)=1.10とした。また、傾斜器の配置位置は、図3に傾斜器17として示すように、中間転写ベルト30の巡回経路における転写位置Pの上流側の、中間転写ベルト30を間に挟んだ感光体11と反対側とした。傾斜器としては、図4に示す一対の櫛形電極171,172を適用し、それら櫛形電極171,172の間に400Vの電圧を印加した。
◎ : 色点は確認されない
○ : 直径100μm以下の色点が10個以内確認される
△ : 直径100μm以下の色点が11個以上確認される
× : 直径100μmを越える色点が1個以上確認される。又は直径100μm以下の色点が30個以上確認される
なお、許容範囲は△までである。
現像剤1を現像剤2に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は◎であったが、わすかにかぶりが確認された。
現像剤1を現像剤3に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は◎であったが、わすかにかぶりが確認された。。
現像剤1を現像剤4に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は◎であったが、極僅かにかぶりが確認された。
現像剤1を現像剤5に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は◎で、かぶりは確認されなかった。
現像剤1を現像剤6に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は○で、かぶりは確認されなかった。。
現像剤1を現像剤7に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は○で、かぶりは確認されなかった。。
現像剤1を現像剤8に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は△で、かぶりは確認されなかった。。
現像剤1を現像剤9に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は△で、かぶりは確認されなかった。。
現像剤1を現像剤10に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は◎で、かぶりは確認されなかった。
現像剤1を現像剤11に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は◎で、かぶりは確認されなかった。
現像剤1を現像剤12に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は×であった。
現像剤1を現像剤13に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は×であった。
現像剤1を現像剤14に変更した以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は×であった。
現像剤1を用いて、且つV(P/R)≒V(PP)<V(Belt)でありV(Belt)/V(P/R)=1.05とした以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は◎でかぶりは確認されなかった。
現像剤1を用いて、且つV(P/R)≒V(PP)<V(Belt)でありV(Belt)/V(P/R)=1.15とした以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は◎でかぶりは確認されなかった。
現像剤1を用いて、且つV(P/R)≒V(PP)≒V(Belt)でありV(Belt)/V(P/R)=1.00とした以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は△でかぶりは確認されなかった。
現像剤1を用いて、且つV(P/R)≒V(PP)<V(Belt)でありV(Belt)/V(P/R)=1.2とした以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は○でかぶりは確認されなかった。
現像剤1を用いて、図2に示す傾斜器を備えない以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は○でかぶりは確認されなかった。
中間転写ベルトの感光体と接触する側の表面硬度を8とした以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は×で特に100μm未満の数が多かった。
中間転写ベルトの感光体と接触する側の表面硬度を35とした以外は実施例1と同様にして画像表面を評価したところ、色点は×であった。
206 用紙搬送ベルト
Claims (6)
- 像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された潜像を少なくともトナーとキャリアとを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記像保持体と接触し前記像保持体の表面に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルトと、電界を生じさせることにより前記像保持体の表面に形成されたトナー像を前記中間転写ベルトに一次転写する一次転写手段と、前記中間転写ベルトに一次転写されたトナー像を被転写体に二次転写する二次転写手段と、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着手段と、転写後の前記像保持体の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段と、を少なくとも具備し、
前記中間転写ベルトの前記像保持体と接触する側の表面硬度が10以上30以下であり、
前記キャリアが、フェライトを含む芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有し、前記芯材が、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、且つ、平均円形度が0.975以上1.000以下である、画像形成装置。 - 前記像保持体に対して前記中間転写ベルトの回転方向上流側に並んだ位置に、前記一次転写手段によって生じる電界の向きと交わる向きの電界を生じさせる電界発生手段をさらに備える請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記像保持体の周速をV(P/R)と、前記中間転写ベルトの周速をV(Belt)と、前記被転写体の搬送速度をV(PP)としたときに、V(P/R)、V(Belt)及びV(PP)が下記式1及び式2の関係を満たす請求項1又は2に記載の画像形成装置。
V(P/R)≒V(PP)<V(Belt) 式1
V(Belt)/V(P/R)=1.05以上1.15以下 式2 - 前記像保持体の周速をV(P/R)と、前記中間転写ベルトの周速をV(Belt)と、前記被転写体の搬送速度をV(PP)としたときに、V(P/R)、V(Belt)及びV(PP)が下記式3及び式4の関係を満たし、且つ、前記トナー像が、前記像保持体の表面に前記像保持体回転方向に対してV(P/R)/V(Belt)倍縮小されて形成される請求項1又は2に記載の画像形成装置。
V(P/R)<V(PP)≒V(Belt) 式3
V(Belt)/V(P/R)=1.05以上1.15以下 式4 - 像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された潜像を少なくともトナーとキャリアとを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、電界を生じさせることにより前記像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記像保持体と接触し前記トナー像が転写される被転写体を搬送する搬送ベルトと、前記被転写体に転写されたトナー像を定着する定着手段と、転写後の前記像保持体の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段と、を少なくとも具備し、
前記搬送ベルトの前記像保持体と接触する側の表面硬度が10以上30以下であり、
前記キャリアが、フェライトを含む芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有し、前記芯材が、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、且つ、平均円形度が0.975以上1.000以下である、画像形成装置。 - 前記像保持体に対して前記搬送ベルトの回転方向上流側に並んだ位置に、前記転写手段によって生じる電界の向きと交わる向きの電界を生じさせる電界発生手段をさらに備える請求項5に記載の画像形成装置。
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