JP2009075572A - 画像形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高温高湿(例えば、30℃、80%RH)環境下で多数枚(例えば、連続1万枚)プリントしても、フィルミングやクリーニング不良が発生せず、白スジや黒スジの無い高品質のプリント画像が継続して得られる画像形成方法の提供。
【解決手段】感光体上にトナーからなるトナー像を形成する工程、該トナー像を中間転写体上に1次転写する工程、該中間転写体上のトナー像を転写材上に2次転写する工程、中間転写体上に残存する転写残トナーをクリーニングする工程を有する画像形成方法において、該中間転写体がその最表面に膜厚100〜1000nm、ナノインデンテーション法で測定した硬度が3〜10GPaの無機層を有し、該トナーがトナー母体粒子表面にモース硬度5以上、粒径80〜300nmの研磨剤粒子をトナー母体粒子100質量部に対し0.1〜2.0質量部付着させてなるものであることを特徴とする画像形成方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、画像形成方法に関する。
近年、小径トナーを用い、トナー画像を感光体から中間転写体へ一次転写後、中間転写体から転写材へ二次転写する画像形成方法で、高画質化、カラー化、高速化、高耐久化が求められている。
4色の小径トナーを感光体から中間転写体へ一次転写後、4色同時に転写材へ二次転写する方法では、中間転写体から転写材へトナー像の転写率が悪く高品質のトナー画像が得られないという問題が有った。
中間転写体から転写材へトナー像の転写率を良くする目的で中間転写体の表面に無機層(例えば、シリコン酸化物等の酸化物層)を設ける手段が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
表面に無機層を有する中間転写体を用いることにより4色同時に中間転写体から転写材へ高転写率でトナー像を転写できるようになった。
しかしながら、無機層を設けた中間転写体の表面は硬く、トナーに含まれるワックスや微細トナー等が中間転写体表面にフィルミングされても中間転写体表面が削れず、多数枚プリント中にフィルミングが積層するという問題が新たに発生していた。
さらに、省エネルギーという観点から、近年、低温定着トナーが用いられるようになってきた。低温定着トナーはガラス転移点が低いことからよりフィルミングが発生しやすく、フィルミング発生が大きな問題となってきている。フィルミングが発生した場所では転写率が低下したり、画像スジやムラが発生したりして問題となる。
中間転写体を用いた画像形成方法では、フィルミングが発生した場所とフィルミングが発生していない場所で中間転写体とクリーニングブレードとの摩擦抵抗が異なるため、摩擦抵抗の大きい部分でクリーニングブレードのエッジが中間転写体の表面に引っ掛かってブレードめくれやクリーニングブレードのエッジが欠けるという問題も発生していた。
この対策として、中間転写体表面に研磨剤を供給し、クリーニングブレードと中間転写体との当接部で研磨剤により中間転写体を研磨して、フィルミングを除去すると共に摩擦抵抗を減少させるように構成した画像形成装置が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
特開平9−212004号公報 特開2000−231280号公報
しかしながら、中間転写体に研磨剤を供給して中間転写体表面に付着したフィルミングを除去するには、研磨剤の供給装置を新たに設置する必要があり、装置が大きくなり、且つ費用もかかり問題となる。更に、研磨剤を中間転写体表面へ均一に供給できず全面のフィルミングを取り除くのは難しかった。
本発明は、高温高湿(例えば、30℃80%RH)環境下で多数枚(例えば、連続1万枚)プリントしても、フィルミングやクリーニング不良が発生せず、白スジや黒スジの無い高品質のプリント画像が継続して得られる画像形成方法を提供することにある。
本発明は、下記構成を採ることにより達成される。
1.感光体上にトナーからなるトナー像を形成する工程、該トナー像を中間転写体上に1次転写する工程、該中間転写体上のトナー像を転写材上に2次転写する工程、中間転写体上に残存する転写残トナーをクリーニングする工程を有する画像形成方法において、
該中間転写体がその最表面に膜厚100〜1000nm、ナノインデンテーション法で測定した硬度が3〜10GPaの無機層を有し、
該トナーがトナー母体粒子表面にモース硬度5以上、粒径80〜300nmの研磨剤粒子をトナー母体粒子100質量部に対し0.1〜2.0質量部付着させてなるものである
ことを特徴とする画像形成方法。
2.前記トナーは、そのガラス転移点が20〜45℃であることを特徴とする前記1に記載の画像形成方法。
本発明の画像形成方法は、高温高湿(例えば、30℃80%RH)環境下で多数枚(例えば、連続1万枚)プリントしても、フィルミングやクリーニング不良が発生せず、白スジや黒スジの無い高品質のプリント画像が継続して得られる優れた効果を有する。
表面に無機層を設けた中間転写体を用い、高温高湿(例えば、30℃80%RH)環境下で多数枚(例えば、連続1万枚)プリントしても中間転写体表面にフィルミングやクリーニング不良を発生させない画像形成方法について検討を行った。
種々検討の結果、研磨粒子をトナー母体粒子の表面に付着させたトナーを用いると、中間転写体表面を均一にクリーニングでき、部分的なフィルミングやクリーニング不良の発生を防止でき、高温高湿環境下で多数枚プリントしても、白スジや黒スジの無い高品質のプリント画像が継続して得られることを見出した。
本発明者等は、中間転写体表面に部分的なフィルミングやクリーニング不良の発生を防止できるようになった理由を以下のように推察している。
研磨粒子を付着させたトナーは、中間転写体表面に残った転写残トナーをクリーニングブレードでクリーニングするとき、クリーニングブレードと中間転写体間にトナーがはさまり、トナーに付着した研磨剤粒子により中間転写体表面が擦過される。中間転写体表面が擦過されることにより中間転写体表面に付着している転写残トナーが除去され、同時にクリーニングブレードのエッジ部もトナーに付着した研磨剤粒子によりクリーニングされる。その結果、多数枚プリントしても継続して中間転写体の表面を均一にクリーニングすることができ、且つ、クリーニングブレードのクリーニング性能を良好に維持できる。
本発明の画像形成方法は、感光体上にトナー像を形成する工程、該トナー像を中間転写体上に1次転写する工程、該中間転写体上のトナー像を転写材上に2次転写する工程、中間転写体上に残存する転写残トナーをクリーニングする工程を有する。
まず、本発明の画像形成方法で用いられる中間転写体について説明する。
本発明で用いられる中間転写体は、その最表面に膜厚100〜1000nm、ナノインデンテーション法で測定した硬度が3〜10GPa、ヨウ化メチレンに対する接触角が好ましくは30〜60°の無機層を有する。
図1は、中間転写体の層構成の一例を示す概念断面図である。
図1において、170は中間転写体、175は基体、176は無機層を示す。
基体は、樹脂材料に導電剤を分散させてなるシームレスのベルトやドラムが好ましい。シームレスベルトの厚みは50〜700μmが好ましく、ドラムの厚みは1mm以上が好ましい。尚、本発明において、基体としては可とう性を有するシームレスベルトがより好ましい。
無機層は、プラズマCVDにより形成された酸化ケイ素膜及び金属酸化物膜の内少なくとも一方の膜であることが好ましい。具体的には、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸化チタン、酸化窒化チタン、窒化チタン又は酸化アルミニウム等の金属酸化物膜が挙げられ、これらの中では酸化ケイ素膜が好ましい。又、それらの混合物からなる無機化合物も好ましい。
本発明における無機層は、1層以上あれば良い。
《無機層の膜厚》
無機層の膜厚は、100〜1000nm、好ましくは150〜500nmmより好ましくは200〜400nmである。
無機層の膜厚が100nm以上であると耐久性や表面強度が良好で、転写材として厚紙を用いても擦り傷が発生せず、多数枚プリントしても摩耗して無機層が無く転写率の低下や転写ムラが発生しない。1000nm以下とすることで密着性や屈曲耐性が不足することがなく繰り返し使用しても、無機層の割れや剥離が生ぜず、製膜に必要な時間も短くでき生産上の観点からも好ましい。
無機層の膜厚は、「MXP21」(マックサイエンス社製)を用いて測定して得られた値である。具体的な膜厚の測定は、以下の方法で行うことができる。X線源のターゲットには銅を用い、42kV、500mAで作動させる。インシデントモノクロメータには多層膜パラボラミラーを用いる。入射スリットは0.05mm×5mm、受光スリットは0.03mm×20mmを用いる。2θ/θスキャン方式で0から5°をステップ幅0.005°、1ステップ10秒のFT法にて測定を行う。得られた反射率曲線に対し、マックサイエンス社製Reflectivity Analysis Program Ver.1を用いてカーブフィッティングを行い、実測値とフィッティングカーブの残差平方和が最小になるように各パラメータを求める。各パラメータから積層膜の膜厚を求める。
次に、中間転写体の特性(表面エネルギー、硬度)について説明する。
《表面エネルギー》
本発明において、表面エネルギーはヨウ化メチレンに対する接触角で表す。
無機層のヨウ化メチレンに対する接触角は、好ましくは30〜60°、より好ましくは30〜50°であり、転写不良の発生を抑制できる。
ヨウ化メチレンに対する接触角は常温常湿(例えば、20℃、50%RH)で接触角計測定装置「接触角計CA−V」(協和界面科学株式会社製)を用い、5回測定し、その平均値を接触角とする。
《硬度》
本発明において、硬度はナノインデンテーション法により測定した値で表す。
無機層のナノインデンテーション法により測定した硬度は、3〜10GPa、好ましくは4〜6GPaである。ナノインデンテーション法により測定した硬度を3GPa以上とすることで傷の発生が抑えられ、10GPa以下とすることでクリーニングブレードの摩耗が抑えられる。
ナノインデンテーション法による硬度の測定方法は、微小なダイヤモンド圧子を薄膜に押し込みながら荷重と押し込み深さ(変位量)の関係を測定し、測定値から塑性変形硬さを算出する方法である。
特に1μm以下の薄膜の測定に対して、基体の物性の影響を受けにくく、又、押し込んだ際に薄膜に割れが発生しにくいという特徴を有している。一般に非常に薄い薄膜の物性測定に用いられている。
図2は、ナノインデンテーション法による測定装置の一例を示す模式図である。
図2において、31はトランスデューサー、32は先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子、170は中間転写体、175は基体、176は無機層を示す。
この測定装置はトランスデューサー31と先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子32を用いて、μNオーダーの荷重を加えながらナノメートルの精度で変位量を測定することができる。この測定には例えば市販の「NANO Indenter XP/DCM」(MTS Systems社/MST NANO Insturuments社製)を用いることができる。
図3は、ナノインデンテーション法で得られた典型的な荷重−変位曲線を示す。
図4は、圧子と試料の接触している状態の模式図を示す。
硬さHは、下記式(1)から求められる。
式(1)
H=Pmax/A
ここで、Pmaxは、圧子に加えられた最大荷重であり、Aは、そのときの圧子と試料間の接触射影面積である。
接触射影面積Aは、図4におけるhを用いて、下記式(2)で表すことができる。
式(2)
A=24.5h
ここでhcは、図4に示すように接触点の周辺表面の弾性へこみにより、全体の押し込み深さhより浅くなり、下記式(3)で表される。
式(3)
=h−hs
ここでhsは、弾性によるへこみの量であり、圧子の押し込み後の荷重曲線の勾配(図3の勾配S)と圧子形状から下記式(4)
式(4)
hs=ε×P/S
と表される。
ここで、εは圧子形状に関する定数で、Berkovich圧子では0.75である。
この様に測定装置を用いて、基体175上に形成した無機層176の硬度を測定することができる。
測定条件
測定機:NANO Indenter XP/DCM(MTS Systems社製)
測定圧子:先端形状が正三角形のダイヤモンドBerkovich圧子
測定環境:20℃、60%RH
測定試料:5cm×5cmの大きさに中間転写体を切断して測定試料を作製
最大荷重設定:25μN
押し込み速度:最大荷重25μNに5secで達する速度で、時間に比例して加重を印加する。
尚、測定は各試料ともランダムに10点測定し、その平均値をナノインデンテーション法により測定した硬度とする。
次に、中間転写体の作製方法の一例を挙げて説明するが、作製方法はこれに限定されるものではない。
本発明に係る中間転写体は、基体の表面に無機層を有するもので、該無機層が小型設備で短時間に均一被膜を形成できるプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法により形成されたものが好ましい。
(基体)
本発明に用いられる基体としては、樹脂に導電剤を分散させてなるシームレスのベルトを用いることが好ましい。ベルトに用いる樹脂としては、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアミド及びポリフェニレンサルファイド等のいわゆるエンジニアリングプラスチック材料を用いることができ、これらの中では、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドが特に好ましい。
又、導電剤としては、カーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックとしては、中性又は酸性カーボンブラックを使用することができる。導電性フィラーの使用量は、使用する導電性フィラーの種類によっても異なるが中間転写体の体積抵抗値及び表面抵抗値が所定の範囲になるように添加すれば良く、通常、樹脂材料100質量部に対して10〜20質量部、好ましくは10〜16質量部である。本発明に用いられる基体は、従来公知の一般的な方法により作製することが可能である。例えば、材料となる樹脂を押出機により溶融し、環状ダイやTダイにより押し出して急冷することにより作製することができる。
基体は、その上に無機層を形成する前に、基体の表面をコロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、グロー放電処理、粗面化処理、薬品処理などの表面処理を行っても良い。
更に、無機層176と基体175との間には、密着性の向上を目的として、アンカーコート剤層を形成しても良い。このアンカーコート剤層に用いられるアンカーコート剤としては、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、変性シリコーン樹脂、及びアルキルチタネート等を、1又は2種以上併せて使用することができる。これらのアンカーコート剤には、従来公知の添加剤を加えることもできる。そして、上記のアンカーコート剤は、ロールコート、グラビアコート、ナイフコート、ディップコート、スプレーコート等の公知の方法により基体上にコーティングし、溶剤、希釈剤等を乾燥除去することやUV硬化させることによりアンカーコーティングすることができる。上記のアンカーコート剤の塗布量としては、0.1〜5g/m(乾燥状態)程度が好ましい。
(無機層)
次に、本発明に係る無機層を大気圧プラズマCVDにより形成する装置及び方法、又使用するガスについて説明する。
図5は、中間転写体の無機層を作製する第1の製造装置の説明図である。
中間転写体の製造装置2(放電空間と薄膜堆積領域が略同一なダイレクト方式)は基体175上に無機層176を形成するもので、ベルト状の中間転写体170の基体175を巻架して矢印方向に回転するロール電極20と従動ローラ201、及び、基体175表面に無機層176を形成する製膜装置である大気圧プラズマCVD装置3より構成されている。
大気圧プラズマCVD装置3は、ロール電極20の外周に沿って配列された少なくとも1式の固定電極21と、固定電極21とロール電極20との対向領域で且つ放電が行われる放電空間23と、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスGを生成して放電空間23に混合ガスGを供給する混合ガス供給装置24と、放電空間23等に空気の流入することを軽減する放電容器29と、ロール電極20に接続された第1の電源25と、固定電極21に接続された第2の電源26と、使用済みの排ガスG’を排気する排気部28とを有している。
混合ガス供給装置24は無機酸化物層、無機窒化物層から選ばれる少なくとも1つの層の膜を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の希ガスを混合した混合ガスを放電空間23に供給する。又、酸化還元反応による反応促進のための酸素ガス又は水素ガスを混合することがより好ましい。
又、従動ローラ201は張力付与手段202により矢印方向に牽引され、基体175に所定の張力を掛けている。張力付与手段202は基体175の掛け替え時等は張力の付与を解除し、容易に基体175の掛け替え等を可能としている。
第1の電源25は周波数ω1の電圧を出力し、第2の電源26は周波数ω2の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間23に周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生する。そして、電界Vにより混合ガスGをプラズマ化して混合ガスGに含まれる原料ガスに応じた膜(無機層176)が基体175の表面に堆積される。
尚、複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向下流側に位置する複数の固定電極と混合ガス供給装置で無機層176を積み重ねるように堆積し、無機層176の厚さを調整するようにしても良い。
又、複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向最下流側に位置する固定電極と混合ガス供給装置で無機層176を堆積し、より上流に位置する他の固定電極と混合ガス供給装置で、例えば無機層176と基体175との接着性を向上させる接着層等、他の層を形成しても良い。
又、無機層176と基体175との接着性を向上させるために、無機層176を形成する固定電極と混合ガス供給装置の上流に、アルゴンや酸素などのガスを供給するガス供給装置と固定電極を設けてプラズマ処理を行い、基体175の表面を活性化させるようにしても良い。
以上説明したように、ベルト状の中間転写体を1対のローラに張架し、1対のローラの内一方を1対の電極の一方の電極とし、一方の電極としたローラの外周面の外側に沿って他方の電極である少なくとも1の固定電極を設け、これら1対の電極間に大気圧又は大気圧近傍下で電界を発生させプラズマ放電を行わせ、中間転写体表面に薄膜を堆積・形成する構成を取ることにより、転写性が高く、クリーニング性及び耐久性が高い中間転写体を作製することを可能としている。
図6は、中間転写体の無機層を作製する第2の製造装置の説明図である。
中間転写体の第2の製造装置2bは複数の基体上に同時に無機層を形成するもので、主として基体表面に無機層を形成する複数の製膜装置2b1及び2b2より構成されている。
第2の製造装置2b(ダイレクト方式の変形で、対向したロール電極間で放電と薄膜堆積を行う方式)は、第1の製膜装置2b1と所定の間隙を隔てて略鏡像関係に配置された第2の製膜装置2b2と、第1の製膜装置2b1と第2の製膜装置2b2との間に配置された少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスGを生成して放電空間23bに混合ガスGを供給する混合ガス供給装置24bとを有している。
第1の製膜装置2b1はベルト状の中間転写体の基体175を巻架して矢印方向に回転するロール電極20aと従動ローラ201と矢印方向に従動ローラ201を牽引する張力付与手段202とロール電極20aに接続された第1の電源25とを有し、第2の製膜装置2b2はベルト状の中間転写体の基体175を巻架して矢印方向に回転するロール電極20bと従動ローラ201と矢印方向に従動ローラ201を牽引する張力付与手段202とロール電極20bに接続された第2の電源26とを有している。
又、第3の製造装置2bはロール電極20aとロール電極20bとの対向領域に放電が行われる放電空間23bを有している。
混合ガス供給装置24bは無機酸化物層、無機窒化物層から選ばれる少なくとも1つの層の膜を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の希ガスを混合した混合ガスを放電空間23bに供給する。又、酸化還元反応による反応促進のための酸素ガス又は水素ガスを混合することがより好ましい。
第1の電源25は周波数ω1の電圧を出力し、第2の電源26は周波数ω2の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間23bに周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生する。そして、電界Vにより混合ガスGをプラズマ化(励起)し、プラズマ化(励起)した混合ガスを第1の製膜装置2b1の基体175及び第2の製膜装置2b2の基体175の表面に晒し、プラズマ化(励起)した混合ガスに含まれる原料ガスに応じた膜(無機層)が第1の製膜装置2b1の基体175及び第2の製膜装置2b2の基体175の表面に同時に堆積・形成される。
ここで、対向するロール電極20aとロール電極20bとは所定の間隙を隔てて配置されている。
以下に基体175上に無機層176を形成する大気圧プラズマCVD装置の形態について詳細に説明する。
図7は図5の主として破線部を抜き出したものである。
図7は、プラズマにより中間転写体の無機層を作製する第1のプラズマ製膜装置の説明図である。
図7を参照して、無機層176の形成に好適に用いられる大気圧プラズマCVD装置の1例を説明する。
大気圧プラズマCVD装置3は、基体を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも1対のローラと、プラズマ放電を行う少なくとも1対の電極とを有し、前記1対の電極の内、一方の電極は前記1対のローラの内の一方のローラで、他方の電極は前記一方のローラに前記基体を介して対向する固定電極であり、前記一方のローラと前記固定電極との対向領域において発生するプラズマに、前記基体が晒されて前記無機層を堆積・形成される中間転写体の製造装置であり、例えば放電ガスとして窒素を用いる場合に一方の電源により高電圧を掛け他方の電源により高周波を掛けることにより安定して放電を開始し且つ放電を継続するため好適に用いられる。
大気圧プラズマCVD装置3は混合ガス供給装置24、固定電極21、第1の電源25、第1のフィルタ25a、ロール電極20、ロール電極を矢印方向に駆動回転させる駆動手段20a、第2の電源26、第2のフィルタ26aを有しており、放電空間23でプラズマ放電を行わせて原料ガスと放電ガスを混合した混合ガスGを励起させ、励起した混合ガスG1を基体表面175aに晒し、その表面に無機層176を堆積・形成するものである。
そして、固定電極21に第1の電源25から周波数ω1の第1の高周波電圧が印加され、ロール電極20に第2の電源26から周波数ω2の高周波電圧が印加されるようになっており、それにより、固定電極21とロール電極20との間に電界強度V1で周波数ω1と電界強度V2で周波数ω2とが重畳された電界が発生し、固定電極21に電流I1が流れ、ロール電極20に電流I2が流れ、電極間にプラズマが発生する。
ここで、周波数ω1と周波数ω2の関係、及び、電界強度V1と電界強度V2及び放電ガスの放電を開始する電界強強度IVとの関係が、ω1<ω2で、V1≧IV>V2、又は、V1>IV≧V2を満たし、前記第2の高周波電界の出力密度が1W/cm以上となっている。
窒素ガスの放電を開始する電界強強度IVは3.7kV/mmの為、少なくとも第1の電源25から印可する電界強度V1は3.7kV/mm、又はそれ以上とし、第2の高周波電源26から印加する電界強度V2は3.7kV/mm、又はそれ未満とすることが好ましい。
又、第1の大気圧プラズマCVD装置3に利用可能な第1の電源25(高周波電源)としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
A1 神鋼電機 3kHz SPG3−4500
A2 神鋼電機 5kHz SPG5−4500
A3 春日電機 15kHz AGI−023
A4 神鋼電機 50kHz SPG50−4500
A5 ハイデン研究所 100kHz* PHF−6k
A6 パール工業 200kHz CF−2000−200k
A7 パール工業 400kHz CF−2000−400k
A8 SEREN IPS 100〜460kHz L3001
等の市販のものを挙げることができ、何れも使用することができる。
又、第2の電源26(高周波電源)としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
B1 パール工業 800kHz CF−2000−800k
B2 パール工業 2MHz CF−2000−2M
B3 パール工業 13.56MHz CF−5000−13M
B4 パール工業 27MHz CF−2000−27M
B5 パール工業 150MHz CF−2000−150M
B6 パール工業 20〜99.9MHz RP−2000−20/100M等の市販のものを挙げることができ、何れも使用することができる。
尚、上記電源の内、*印はハイデン研究所インパルス高周波電源(連続モードで100kHz)である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。
本発明において、第1及び第2の電源から対向する電極間に供給する電力は、固定電極21に1W/cm以上の電力(出力密度)を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、薄膜を形成する。固定電極21に供給する電力の上限値としては、好ましくは50W/cm、より好ましくは20W/cmである。下限値は、好ましくは1.2W/cmである。尚、放電面積(cm)は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。
又、ロール電極20にも、1W/cm以上の電力(出力密度)を供給することにより高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることができる。これにより、更に均一高密度プラズマを生成でき、更に製膜速度の向上と膜質の向上が両立できる。好ましくは5W/cm以上である。ロール電極20に供給する電力の上限値は、好ましくは50W/cmである。
ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるON/OFFを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくともロール電極20に供給する高周波は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。
又、固定電極21と第1の電源25との間には、第1フィルタ25aが設置されており、第1の電源25から固定電極21への電流を通過しやすくし、第2の電源26からの電流をアースして、第2の電源26から第1の電源25への電流が通過しにくくなるようになっており、ロール電極20と第2の電源26との間には、第2フィルタ26aが設置されており、第2の電源26からロール電極20への電流を通過しやすくし、第1の電源21からの電流をアースして、第1の電源25から第2の電源26への電流を通過しにくくするようになっている。
電極には前述したような強い電界を印加して、均一で安定な放電状態を保つことができる電極を採用することが好ましく、固定電極21とロール電極20には強い電界による放電に耐えるため少なくとも一方の電極表面には下記の誘電体が被覆されている。
以上の説明において、電極と電源の関係は、固定電極21に第2の電源26を接続して、ロール電極20に第1の電源25を接続しても良い。
図8は、ロール電極の一例を示す概略図である。
ロール電極20の構成について説明すると、図8(a)において、ロール電極20は、金属等の導電性母材200a(以下、「電極母材」とも云う。)に対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体200b(以下、単に「誘電体」とも云う。)を被覆した組み合わせで構成されている。又、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化ケイ素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
又、図8(b)に示すように、金属等の導電性母材200Aにライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体200Bを被覆した組み合わせでロール電極20’を構成してもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
金属等の導電性母材200a、200Aとしては、銀、白金、ステンレススチール、アルミニウム、チタニウム、チタン合金、鉄等の金属等が挙げられるが、加工やコストの観点からステンレススチールが好ましい。
尚、本実施の形態においては、ロール電極の母材200a、200Aは、冷却水による冷却手段を有するステンレススチール製ジャケットロール母材を使用している(不図示)。
図9は、固定電極の一例を示す概略図である。
図9(a)において、角柱或いは角筒柱の固定電極21及び21a、21bは上記記載のロール電極20と同様に、金属等の導電性母材210cに対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体210dを被覆した組み合わせで構成されている。又、図9(b)に示す様に、角柱或いは角筒柱型の固定電極21’は金属等の導電性母材210Aへライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体210Bを被覆した組み合わせで構成してもよい。
以下に、中間転写体の作製方法の工程の内、基体175上に無機層176を堆積・形成する製膜工程の例を、図5、7を参照して説明する。
図5において、ロール電極20及び従動ローラ201に基体175を張架後、張力付与手段202の作動により基体175に所定の張力を掛け、次いでロール電極20を所定の回転数で回転駆動する。
混合ガス供給装置24から混合ガスGを生成し、放電空間23に放出する。
第1の電源25から周波数ω1の電圧を出力して固定電極21に印加し、第2の電源26から周波数ω2の電圧を出力してロール電極20に印加し、これらの電圧により放電空間23に周波数ω1とω2とが重畳された電界Vを発生させる。
電界Vにより放電空間23に放出された混合ガスGを励起しプラズマ状態にする。そして、基体表面にプラズマ状態の混合ガスGを晒し混合ガスG中の原料ガスにより無機酸化物層、無機窒化物層から選ばれる少なくとも1つの層の膜、即ち無機層176を基体175上に形成する。
この様にして形成される無機層は、複数設け、複数層からなる無機層としても良いが、当該複数層の内、最低1層は、XPS測定による炭素原子の含有量測定で、炭素原子0.1〜20原子%含むことが好ましく、更に当該炭素原子含有層は基体により近い層であることがより好ましい。
例えば、上記の大気圧プラズマCVD装置3においては、1対の電極間(ロール電極20と固定電極21)で混合ガス(放電ガス)をプラズマ励起させ、このプラズマ中に存在する炭素原子を有する原料ガスをラジカル化して基体175の表面に晒すものである。そして、この基体175の表面に晒された炭素含有分子や炭素含有ラジカルが、無機層の中に含有される。
放電ガスとは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等及びそれらの混合物などが挙げられる。これらの中でも窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられ、特に窒素がコストも安く好ましい。
又、無機層を形成するための原料ガスとしては、常温で気体又は液体の有機金属化合物、特にアルキル金属化合物や金属アルコキシド化合物、有機金属錯体化合物が用いられる。これら原料における相状態は常温常圧において必ずしも気相である必要はなく、混合ガス供給装置24で加熱或いは減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得るものであれば、液相でも固相でも使用可能である。
原料ガスとしては、放電空間でプラズマ状態となり、薄膜を形成する成分を含有するものであり、有機金属化合物、有機化合物、無機化合物等である。
例えば、ケイ素化合物として、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(エチルアミノ)ジメチルシラン、N,O−ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス(ジメチルアミノ)シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、1,4−ビストリメチルシリル−1,3−ブタジイン、ジ−t−ブチルシラン、1,3−ジシラブタン、ビス(トリメチルシリル)メタン、シクロペンタジフェニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、1−(トリメチルシリル)−1−プロピン、トリス(トリメチルシリル)メタン、トリス(トリメチルシリル)シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Mシリケート51などが挙げられるがこれらに限定されない。
チタン化合物としては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどが挙げられるがこれらに限定されない。
アルミニウム化合物としては、アルミニウムn−ブトキシド、アルミニウムs−ブトキシド、アルミニウムt−ブトキシド、アルミニウムジイソプロポキシドエチルアセトアセテート、アルミニウムエトキシド、アルミニウムヘキサフルオロペンタンジオネート、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウム4−ペンタンジオネート、ジメチルアルミニウムクロライドなどが挙げられるがこれらに限定されない。
又、これらの原料は、単独で用いても良いが、2種以上の成分を混合して使用するようにしても良い。
無機層の硬度は、製膜速度や添加ガス量比などによって調整することができる。
上記のような方法によって無機層176を基体175表面に形成することにより、転写性が良好で耐久性に優れる中間転写体を提供することができる。
次に、本発明の画像形成方法で用いられるトナーについて説明する。
本発明で用いられるトナーは、離型剤と樹脂を含有する樹脂微粒子と着色剤粒子を凝集・融着してトナー母体粒子を作製し、このトナー母体粒子に特定粒径の研磨剤粒子を特定量付着させてなるものである。
以下、トナー母体粒子の作製方法、トナーの調製方法、ガラス転移点、研磨剤粒子について説明する。
(トナー母体粒子の作製方法)
トナー母体粒子の作製方法としては、乳化会合法による製法が用いられる。具体的には、ミニエマルジョン重合粒子を乳化重合によって多段重合構成とした樹脂粒子を、会合(凝集・融着)してトナー母体粒子を作製する方法が用いられる。
次に、ミニエマルジョン重合会合法によるトナー母体粒子の作製方法の一例について詳細に説明する。このトナー母体粒子の作製方法では、下記の工程を経て作製される。
(1)離型剤をラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解/分散工程
(2)離型剤を溶解/分散させた重合性単量体溶液を水系媒体中で液滴化し、ミニエマルジョン重合して樹脂粒子の分散液を調製する重合工程
(3)水系媒体中で樹脂粒子を会合させて会合粒子を得る凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整しトナー母体粒子とする熟成工程
(5)トナー母体粒子の分散液を冷却する冷却工程
(6)冷却されたトナー母体粒子の分散液から当該トナー母体粒子を固液分離し、当該トナー母体粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(7)洗浄処理されたトナー母体粒子を乾燥する乾燥工程
以下、各工程について説明する。
(1)〔溶解/分散工程〕
この工程は、ラジカル重合性単量体に離型剤を溶解或いは分散させて、当該離型剤のラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。
(2)〔重合工程〕
この重合工程の好適な一例においては、界面活性剤を含有した水系媒体中に、前記離型剤を溶解或いは分散したラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで水溶性のラジカル重合開始剤からのラジカルにより当該液滴中において重合反応を進行させる。尚、前記水系媒体中に、核粒子として樹脂粒子を添加しておいても良い。
この重合工程により、離型剤と結着樹脂とを含有する樹脂粒子が得られる。かかる樹脂粒子は、着色された粒子であってもよく、着色されていない粒子であってもよい。着色された樹脂粒子は、着色剤を含有する単量体組成物を重合処理することにより得られる。又、着色されていない樹脂粒子を使用する場合には、後述する凝集工程において、樹脂粒子の分散液に、着色剤粒子の分散液を添加し、樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させることでトナー母体粒子とすることができる。
(3)〔凝集・融着工程〕
凝集・融着工程は、重合工程により得られた樹脂粒子(着色又は非着色の樹脂粒子)と着色剤粒子を用いてトナー母体粒子を形成する工程である。又、当該凝集・融着工程においては、樹脂粒子や着色剤粒子とともに、離型剤粒子や荷電制御剤などの内添剤粒子なども凝集させることができる。
着色剤粒子は、着色剤を水系媒体中に分散することにより調製することができる。着色剤の分散処理は、水中で界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われる。着色剤の分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。
好ましい凝集・融着方法は、樹脂粒子と着色剤粒子とが存在している水中に、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等からなる塩析剤を臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、次いで、前記樹脂粒子のガラス転移点以上で融着を行う方法である。
(4)〔熟成工程〕
熟成は、熱エネルギー(加熱)により行う方法が好ましい。具体的には、会合粒子を含む液を、加熱撹拌することにより、会合粒子の形状を所望の円形度になるまで、加熱温度、撹拌速度、加熱時間により調整し、トナー母体粒子とするものである。
(5)〔冷却工程〕
この工程は、前記トナー母体粒子の分散液を冷却処理(急冷処理)する工程である。冷却処理条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
(6)〔洗浄工程〕
この洗浄工程では、上記の工程で所定温度まで冷却されたトナー母体粒子の分散液から当該トナー母体粒子を固液分離する固液分離処理と、固液分離されたトナーケーキ(ウェット状態にあるトナー母体粒子をケーキ状に凝集させた集合物)から界面活性剤や塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理とが施される。
洗浄処理は、濾液の電気伝導度が10μS/cmになるまで水洗浄する。濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタプレス等を使用して行う濾過法などがあり、特に限定されるものではない。
(7)〔乾燥工程〕
この工程は、洗浄処理されたトナーケーキを乾燥処理し、乾燥されたトナー母体粒子を得る工程である。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機などを挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥されたトナー母体粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは2質量%以下とされる。尚、乾燥処理されたトナー母体粒子同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
(トナーの調製方法)
トナーは、トナー母体粒子に研磨剤粒子を混合して付着させて調製することができる。
研磨剤粒子をトナー母体粒子に付着させる方法は、特に限定されず公知の方法で行うことができる。具体的には、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用いて行うことができる。
トナー母体粒子に対する研磨剤粒子の付着量は、トナー母体粒子100質量部に対し研磨剤粒子0.1〜2.0質量部が好ましい。研磨剤粒子の付着量を0.1質量部以上とすることでフィルミングを除去する効果が充分発揮でき、2.0質量部以下とすることで中間転写体表面の損傷、クリーニングブレードのエッジの欠けの発生を防止できる。
研磨剤粒子の付着量は、研磨剤粒子をトナー母体粒子に加えて混合するときの条件で制御できる。例えば、ヘンシェルミキサーを用いた場合、周速度が速いと付着強度が強く添加した研磨剤粒子が付着する割合が高く、周速度が遅いと付着する割合が低くなる。
尚、研磨剤粒子の付着量は、下記の方法で測定することができる。
トナー0.02gを精秤し、界面活性剤溶液20ml(トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー分散液を作製する。このトナー分散液からトナーのみを濾別し、濾液を乾燥して研磨剤粒子を取り出し、研磨剤粒子の質量を測定する。トナーの質量と研磨剤粒子の質量から付着量を求める。
(ガラス転移点)
本発明で用いられるトナーは、そのガラス転移点(Tg)が20〜45℃のものが好ましく、20〜40℃のものがより好ましい。
Tgを上記範囲とすることで、耐熱保存性に問題が無く、低温定着性にも優れている。
Tgを20〜45℃の範囲にするには、共重合体樹脂を形成する重合性単量体の種類と量を調整する。プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート等はTgを引き下げる重合性単量体であり、スチレン、メチルメタクリレート、メタクリル酸等はTgを引き上げる重合性単量体である。
Tgは示差走査熱量分析方法により測定することができ、具体的には、「DSC−7示差走査カロリメーター」(パーキンエルマー社製)、「TAC7/DX熱分析装置コントローラー」(パーキンエルマー社製)を用いて行うことができる。
測定手順としては、トナー4.5〜5.0mgを0.01mgまで精秤しアルミニウム製パン(KITNO.0219−0041)に封入し、DSC−7サンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−Cool−Heatの温度制御で行い、その2nd Heatにおけるデータをもとに解析を行う。
Tgは第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1の吸熱ピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をTgとする。
(研磨剤粒子)
本発明でいう研磨剤粒子とは、モース硬度が5以上、数平均一次粒子径が80〜300nmの無機微粒子、又は後述する無機/有機複合粒子のことをいう。
モース硬度5以上の研磨粒子を用いることでフィルミングを除去する効果が充分発揮できる。
なお、モース硬度とは滑石を1度とし、順次10種の鉱石をダイヤモンドまで並べ、ダイヤモンドを10度として標準物質とし、こすり合わせて傷の発生の有無で硬さを決める相対的な硬度である。
数平均一次粒子径80nm以上の研磨剤粒子を用いることでフィルミングを除去する効果が充分発揮でき、300nm以下の研磨剤粒子を用いることで中間転写体表面の損傷、クリーニングブレードのエッジの欠けの発生を防止できる。数平均一次粒子径120〜250nmの研磨剤粒子が好ましい。
数平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡で粒子200個の長径を測定し平均粒径として求めることができる。
尚、トナーに付着させた研磨剤粒子は、下記の方法で粒子径を測定することができる。
走査型顕微鏡にてトナーを3万倍に拡大した写真を撮影し、この写真画像をスキャナーにより取り込む。画像処理解析装置「LUZEX AP」(株式会社ニレコ製)にて、写真画像のトナー表面に存在する研磨剤粒子について2値化処理し、研磨剤粒子100個について水平方向フェレ径を算出、その平均値を個数平均一次粒子径とする。
モース硬度が5以上の無機粒子としては、例えばチタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、炭化ケイ素、酸化ケイ素、ジルコン酸カルシウム、ダイヤモンド等を用いることができ、これらを単独もしくは混合して用いる。これらの中ではチタン酸ストロンチウムが特に良好に用いられる。
無機/有機複合粒子としては、有機粒子にモース硬度5以上の無機微粒子を固着させて作製したものを用いる。
無機/有機複合粒子は、粒子の核部に弾性のある有機粒子を用い、その表面に硬度の堅い無機微粒子を固着させたものである。無機/有機複合粒子は、核部に弾性のある有機粒子を用いることで中間転写体の摩耗を促進することなく、中間転写体やクリーニングブレードに傷を発生させずに、安定したクリーニング性を発揮する。
無機/有機複合粒子を構成する無機微粒子の数平均一次粒子径は、クリーニング性、研磨性、耐フィルミング性を向上させる観点から、5〜100nmが好ましい。尚、無機微粒子の数平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡により観察して、画像解析により測定される数基準の平均粒径をいう。
無機微粒子の構成材料としては、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化アンチモン、酸化銅、酸化テルル、酸化マンガン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、窒化ケイ素、窒化炭素等が用いられる。
無機/有機複合粒子を構成する有機粒子は、アクリル系重合体、スチレン系重合体、スチレン−アクリル重合体等からなる樹脂粒子であることが好ましい。
有機粒子の表面に無機微粒子を固着する手段としては、有機粒子と無機微粒子とを混合し、その後に熱を加える方法、有機粒子の表面に無機微粒子を機械的に固着するいわゆるメカノケミカル法等が用いられる。具体的には、有機粒子と無機微粒子とを混合し、ヘンシェルミキサー、V型混合機、タービュラーミキサー等により撹拌混合を行い、有機粒子の表面に静電気力により無機微粒子を付着させ、次いで表面に無機微粒子が付着した有機粒子をニロアトマイザー、スプレードライヤー等の熱処理装置に導入し、熱を加えて有機粒子の表面を軟化させて当該表面に無機微粒子を固着させる方法、有機粒子の表面に静電気力により無機微粒子を付着させた後に、衝撃式粉砕機を改造した機械的エネルギーを付与することのできる装置、例えばオングミル、自由ミル、ハイブリダイザー等の装置を使用して有機粒子の表面に無機微粒子を固着させる方法、等が用いられる。
無機/有機複合粒子を得るに際して、有機粒子に対する無機微粒子の配合量は、有機粒子の表面を均一に覆うことができる量であればよい。具体的には、無機微粒子の比重によって異なるが、有機粒子に対して、通常5〜100質量%、好ましくは5〜80質量%の割合で無機微粒子を使用する。無機微粒子の割合が過小であるとクリーニング性が低下しやすく、逆に無機微粒子の割合が過大であると無機微粒子が遊離しやすくなる。
次に、本発明の画像形成方法に用いる画像形成装置ついて、カラー画像形成装置を例に取り説明する。
図10は、カラー画像形成装置の1例を示す断面構成図である。
このカラー画像形成装置1は、タンデム型フルカラー複写機と称せられるもので、自動原稿送り装置13と、原稿画像読み取り装置14と、複数の露光手段13Y、13M、13C、13Kと、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、中間転写体ユニット17と、給紙手段15及び定着手段124とから成る。
画像形成装置の本体12の上部には、自動原稿送り装置13と原稿画像読み取り装置14が配置されており、自動原稿送り装置13により搬送される原稿dの画像が原稿画像読み取り装置14の光学系により反射・結像され、ラインイメージセンサCCDにより読み込まれる。
ラインイメージセンサCCDにより読み取られた原稿画像を光電変換されたアナログ信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段13Y、13M、13C、13Kに各色毎のデジタル画像データとして送られ、露光手段13Y、13M、13C、13Kにより対応する第1の像担持体としてのドラム状の感光体(以下感光体とも記す)11Y、11M、11C、11Kに各色の画像データの潜像を形成する。
画像形成部10Y、10M、10C、10Kは、垂直方向に縦列配置されており、感光体11Y、11M、11C、11Kの図示左側方にローラ171、172、173、174を巻回して回動可能に張架された半導電性でベルト状の第2の像担持体である中間転写体170が配置されている。
そして、中間転写体170は図示しない駆動装置により回転駆動されるローラ171を介し矢印方向に駆動されている。
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、感光体11Yの周囲に配置された帯電手段12Y、露光手段13Y、現像手段14Y、1次転写手段としての1次転写ローラ15Y、クリーニング手段16Yを有する。
マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、感光体11M、帯電手段12M、露光手段13M、現像手段14M、1次転写手段としての1次転写ローラ15M、クリーニング手段16Mを有する。
シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、感光体11C、帯電手段12C、露光手段13C、現像手段14C、1次転写手段としての1次転写ローラ15C、クリーニング手段16Cを有する。
黒色画像を形成する画像形成部(ユニット)10Kは、感光体11K、帯電手段12K、露光手段13K、現像手段14K、1次転写手段としての1次転写ローラ15K、クリーニング手段16Kを有する。
トナー補給手段141Y、141M、141C、141Kは、現像装置14Y、14M、14C、14Kにそれぞれ新規トナーを補給する。
ここで、1次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kは、図示しない制御手段により画像の種類に応じて選択的に作動され、それぞれ対応する感光体11Y、11M、11C、11Kに中間転写体170を押圧し、感光体上の画像を転写する。
この様にして、画像形成部10Y、10M、10C、10Kにより感光体11Y、11M、11C、11K上に形成された各色の画像は、1次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kにより、回動する中間転写体170上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
即ち、中間転写体は感光体の表面に担持されたトナー画像をその表面に1次転写され、転写されたトナー画像を保持する。
又、給紙カセット151内に収容された記録媒体としての転写材Pは、給紙手段15により給紙され、次いで複数の中間ローラ122A、122B、122C、122D、レジストローラ123を経て、2次転写手段としての2次転写ローラ117まで搬送され、2次転写ローラ117により中間転写体上の合成されたトナー画像が転写材P上に一括転写される。
即ち、中間転写体上に保持したトナー画像を被転写物の表面に2次転写する。
ここで、2次転写ローラ117は、ここを転写材Pが通過して2次転写を行う時にのみ、転写材Pを中間転写体170に圧接させる。
カラー画像が転写された転写材Pは、定着装置124により定着処理され、排紙ローラ125に挟持されて機外の排紙トレイ126上に載置される。
一方、2次転写ローラ117により転写材Pにカラー画像を転写した後、転写材Pを曲率分離した中間転写体170は、クリーニング手段8により残留トナーが除去される。
ここで、中間転写体は前述したような回転するドラム状のものに置き換えても良い。
次に、中間転写体170に接する1次転写手段としての1次転写ローラ15Y、15M、15C、15K、と、2次転写ローラ117の構成について説明する。
1次転写ローラ15Y、15M、15C、15Kは、例えば外径8mmのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が1×10〜1×10Ω・cm程度のソリッド状態又は発泡スポンジ状態で、厚さが5mm、ゴム硬度が20〜70°程度(アスカー硬度C)の半導電弾性ゴムを被覆して形成される。
2次転写ローラ117は、例えば外径8mmのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、EPDM、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が1×10〜1×10Ω・cm程度のソリッド状態又は発泡スポンジ状態で、厚さが5mm、ゴム硬度が20〜70°程度(アスカー硬度C)の半導電弾性ゴムを被覆して形成される。
本発明に用いられる転写材としては、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、転写材或いは転写紙と云われるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
以下に、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
《中間転写体の作製》
以下の手順で中間転写体を作製した。
〈中間転写体1の作製〉
(基体の作製)
ポリフェニレンサルファイド樹脂(E2180、東レ社製) 100質量部
導電フィラー(ファーネス#3030B、三菱化学社製) 16質量部
グラフト共重合体(モディパーA4400、日本油脂社製) 1質量部
滑材(モンタン酸カルシウム) 0.2質量部
上記樹脂混合物を単軸押出機に投入し、溶融混練して樹脂混合物とした。単軸押出機の先端にはスリット状でベルト形状の吐出口を有する環状ダイスが取り付けてあり、混練された上記樹脂混合物を、ベルト形状に押し出した。押し出されたシームレスベルト形状の樹脂混合物を、吐出先に設けた円筒状の冷却筒に外挿させて冷却し、固化することによりシームレス円筒状の「基体」を作製した。基体の厚さは、150μmであった。
(無機層の作製)
次に、上記で作製した基体の上に、図5のプラズマ放電処理装置を用いて、膜厚150nmの無機層を形成し「中間転写体1」を作製した。
無機層の形成材料としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウムを用いた。この時のプラズマ放電処理装置の各電極を被覆する誘電体は対向する両電極共に、セラミック溶射加工により片肉で1mm厚のアルミナを被覆したものを使用した。被覆後の電極間隙は、0.5mmに設定した。又誘電体を被覆した金属母材は、冷却水による冷却機能を有するステンレス製ジャケット仕様であり、放電中は冷却水による電極温度コントロールを行いながら実施した。
各原料ガスは、加熱することで蒸気を生成し、あらかじめ原料が凝集しないように余熱を行った放電ガス及び反応ガスと混合・希釈した後、放電空間への供給を行った。
(酸化ケイ素の無機層)
放電ガス:Nガス
反応ガス:Oガスを全ガスに対し19体積%
原料ガス:テトラエトキシシラン(TEOS)を全ガスに対し0.4体積%
低周波側電源電力(神鋼電機製高周波電源(50kHz)):10W/cm
高周波側電源電力(パール工業製高周波電源(13.56MHz)):5W/cm
製膜速度:21nm/sec。
〈中間転写体2〜5の作製〉
中間転写体1の作製において、無機層の製膜条件(製膜速度)を変更して、表1に記載の膜厚を有する「中間転写体2〜5」を作製した。
〈中間転写体6の作製〉
中間転写体1において用いられた原料ガスをアルミニウムs−ブトキシドに変更し、製膜条件を表1の様に変更した以外は中間転写体1と同様にして膜厚500nmの「中間転写体6」を作製した。
(酸化アルミニウムの無機層)
放電ガス:Nガス
反応ガス:Hガスを全ガスに対し4.0体積%
原料ガス:アルミニウムs−ブトキシドを全ガスに対し0.05体積%
低周波側電源電力(ハイデン研究所製インパルス高周波電源(100kHz)):10W/cm
高周波側電源電力(パール工業製広帯域高周波電源(40.0MHz)):5W/cm
製膜速度:12nm/sec
〈中間転写体7の作製〉
中間転写体6の製膜速度12nm/secを、24nm/secに変更した以外は中間転写体6と同様にして膜厚1000nmの「中間転写体7」を作製した。
〈中間転写体8の作製〉
中間転写体8は、上記方法で作製した基体をそのまま中間転写体として使用した。
表1に、中間転写体の作製条件、ヨウ化メチレンに対する接触角と表面硬度の値を示す。
Figure 2009075572
尚、膜厚、ヨウ化メチレン接触角と表面硬度の値は、前記の方法により測定して求めた値である。
《トナーの作製》
以下の手順でトナーを作製した。
〈研磨剤粒子の準備〉
以下の研磨剤粒子を準備した。
表2に、準備した研磨剤粒子の化合物、数平均一次粒子径、モース硬度を示す。
Figure 2009075572
尚、無機/有機粒子は、数平均一次粒子径300nmのスチレン−アクリル樹脂粒子に数平均一次粒子径10nmの酸化ケイ素を20質量%固着させたものである。
〈コア用樹脂粒子の作製〉
(コア用樹脂粒子1の作製)
(1)第1段重合
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器中に、下記化合物を添加して混合し、
スチレン 110.9質量部
n−ブチルアクリレート 52.8質量部
メタクリル酸 12.3質量部
当該混合液に、
パラフィンワックス「HNP−57」(日本精鑞社製) 93.8質量部
を添加した後、80℃に加温して溶解させることにより、重合性単量体溶液を調製した。
一方、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2.9質量部をイオン交換水1340質量部に溶解させた界面活性剤溶液を調製した。当該界面活性剤溶液を80℃に加熱した後、上記重合性単量体溶液を投入し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス」(エム・テクニック社製)により、上記重合性単量体溶液を2時間混合分散させた。そして、平均粒径が245nmの乳化粒子(油滴)の分散液を調製した。
次いで、イオン交換水1460質量部を添加した後、重合開始剤(過硫酸カリウム)6質量部をイオン交換水142質量部に溶解させた開始剤溶液と、n−オクチルメルカプタン1.8質量部とを添加し、温度を80℃とした。この系を80℃にて3時間にわたり加熱、撹拌することにより重合(第1段重合)を行い樹脂粒子を作製した。これを「樹脂粒子C1」とする。
(2)第2段重合(外層の形成)
上記「樹脂粒子C1」に、過硫酸カリウム5.1質量部をイオン交換水197質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に下記重合性単量体を混合してなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。単量体混合液は、
スチレン 282.2質量部
n−ブチルアクリレート 134.4質量部
メタクリル酸 31.4質量部
n−オクチルメルカプタン 4.93質量部
からなり、滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌を行って第2段重合(外層の形成)を行った。その後、28℃まで冷却し、「コア用樹脂粒子1」を得た。
尚、形成された「コア用樹脂粒子1」の重量平均分子量は21,300、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は39℃であった。
(コア用樹脂粒子2の調製)
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 90.8質量部
n−ブチルアクリレート 72.7質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 274.1質量部
n−ブチルアクリレート 168.6質量部
メタクリル酸 5.2質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子2」を作製した。「コア用樹脂粒子2」の重量平均分子量は22,000、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は20.1℃であった。
(コア用樹脂粒子3の調製)
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 115.3質量部
n−ブチルアクリレート 48.4質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 293.4質量部
n−ブチルアクリレート 123.2質量部
メタクリル酸 31.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子3」を作製した。「コア用樹脂粒子3」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は44℃であった。
(コア用樹脂粒子4の調製)
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 103.5質量部
n−ブチルアクリレート 70.4質量部
メタクリル酸 2.1質量部に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 263.4質量部
n−ブチルアクリレート 179.2質量部
メタクリル酸 5.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子4」を作製した。「コア用樹脂粒子4」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は18℃であった。
(コア用樹脂粒子5の調製)
「コア用樹脂粒子1」の調製において、第1段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 119.7質量部
n−ブチルアクリレート 44.0質量部
メタクリル酸 12.3質量部
に変更し、第2段重合における重合性単量体の添加量を、
スチレン 304.6質量部
n−ブチルアクリレート 112.0質量部
メタクリル酸 31.4質量部
に変更する他は同様にして「コア用樹脂粒子5」を作製した。「コア用樹脂粒子5」の重量平均分子量は22,500、質量平均粒径は180nm、ガラス転移点は49℃であった。
〈シェル用樹脂粒子の調製〉
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を付けた反応容器にポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2.0質量部をイオン交換水3000質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、下記化合物を混合してなる重合性単量体混合溶液を3時間かけて滴下した。尚、重合性単量体混合溶液は、
スチレン 528質量部
n−ブチルアクリレート 176質量部
メタクリル酸 120質量部
n−オクチルメルカプタン 22質量部
からなる。当該重合性単量体混合液を滴下後、この系を80℃にて1時間にわたり加熱、撹拌して重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「シェル用樹脂粒子」とする。
尚、「シェル用樹脂粒子」の重量平均分子量は12,000、質量平均粒径は120nm、ガラス転移点は53℃であった。
〈着色剤分散液の調製〉
(着色剤分散液Bk1の調製)
ドデシル硫酸ナトリウム10質量%の水溶液900質量部を撹拌しながら、着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)100質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液Bk1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
(着色剤分散液C1の調製)
着色剤分散液Bk1の調製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を「C.I.ピグメントブルー15:3」の210質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液C1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
(着色剤分散液M1の調製)
着色剤分散液Bk1の調製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)の420質量部を「C.I.ピグメントレッド122」の357質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液M1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
(着色剤分散液Y1の調製)
着色剤分散液Bk1の調製で用いた着色剤「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を「C.I.ピグメントイエロー74」の378質量部に変更した以外は同様にして着色剤粒子の分散液を調製した。これを、「着色剤分散液Y1」とする。この着色剤分散液中の着色剤粒子の平均分散径を動的光散乱式粒度分析計「マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。
〈トナー母体粒子Bk1の作製〉
(塩析/融着(会合・融着)工程)(コア部の形成)
420.7質量部(固形分換算)の「コア用樹脂粒子1」とイオン交換水900質量部と「着色剤分散液Bk1」200質量部とを、温度センサ、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。容器内の温度を30℃に調製した後、この溶液に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを9に調整した。
次いで、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて65℃まで昇温した。その状態で「コールターマルチサイザー3」(コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)が5.5μmになった時点で、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を添加して粒径成長を停止させ、更に熟成処理として液温度70℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより融着を継続させ、「コア部1」を形成した。
「コア部1」の円形度を「FPIA2100」(シスメックス社製)にて測定したところ0.930であった。
(シェル層の形成(シェリング操作))
次いで、65℃において「シェル用樹脂粒子」を50質量部(固形分換算)添加し、更に塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、70℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたり撹拌を継続し、「コア部1」の表面に「シェル用樹脂粒子」を融着させた。その後、75℃で20分熟成処理を行い、シェル層を形成した。
ここで、塩化ナトリウム40.2質量部を加え、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、「トナー母体粒子を含有する分散液」を得た。
(洗浄、乾燥工程)
トナー母体粒子を含有する分散液をバスケット型遠心分離機「MARKIII 型式番号
60×40」(松本機械社製)で固液分離し、トナー母体粒子のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで水洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥して「トナー母体粒子Bk1」を作製した。得られたトナー母体粒子Bk1は、コア・シェル構造を有する体積基準におけるメディアン径(D50)が6.0μm、Tgが39.5℃の粒子であった。
〈トナー母体粒子Bk2の作製〉
トナー母体粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子2」に変更する他は同様にして、「トナー母体粒子Bk2」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.0μm、Tgは20.5℃であった。
〈トナー母体粒子Bk3の作製〉
トナー母体粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子3」に変更する他は同様にして、「トナー母体粒子Bk3」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.0μm、Tgは44.5℃であった。
〈トナー母体粒子Bk4の作製〉
トナー母体粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子4」に変更する他は同様にして、「トナー母体粒子Bk4」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.3μm、Tgは18.8℃であった。
〈トナー母体粒子Bk5の作製〉
トナー母体粒子Bk1の作製において、コア部の形成工程に用いるコア用樹脂粒子を「コア用樹脂粒子5」に変更する他は同様にして、「トナー母体粒子Bk5」を作製した。この粒子の体積基準におけるメディアン径(D50)は6.1μm、Tgは49.5℃であった。
〈トナーBk1の作製〉
上記で作製した「トナー母体粒子Bk1」100質量部に対し、「研磨剤粒子1」を1.0質量部、更に、流動化粒子として疎水性シリカ微粒子(数平均一次粒子径=50nm)を0.8質量部添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池化工社製)を用いて、周速35m/secで25分間混合して、「トナーBk1」を作製した。尚、トナーBk1のガラス転移点はトナー母体粒子Bk1と同じ39.5℃であった。
〈トナーBk2の作製〉
トナーBk1の作製で用いた研磨剤粒子1を、「研磨剤粒子2」に変更した以外は同様にして「トナーBk2」を作製した。
〈トナーBk3の作製〉
トナーBk1の作製で用いた研磨剤粒子1を、「研磨剤粒子3」に変更した以外は同様にして「トナーBk3」を作製した。
〈トナーBk4の作製〉
トナーBk1の作製で用いた研磨剤粒子1を、「研磨剤粒子4」に変更した以外は同様にして「トナーBk4」を作製した。
〈トナーBk5の作製〉
トナーBk1の作製で用いた研磨剤粒子1を、「研磨剤粒子5」に変更した以外は同様にして「トナーBk5」を作製した。
〈トナーBk6の作製〉
トナーBk3の作製で用いた「研磨剤粒子3」の添加量を、1.0質量部から0.1質量部に変更した以外は同様にして「トナーBk6」を作製した。
〈トナーBk7の作製〉
トナーBk3の作製で用いた「研磨剤粒子3」の添加量を、1.0質量部から2.0質量部に変更した以外は同様にして「トナーBk7」を作製した。
〈トナーBk8の作製〉
トナーBk3の作製で用いた「研磨剤粒子3」の添加量を、1.0質量部から0.05質量部に変更した以外は同様にして「トナーBk8」を作製した。
〈トナーBk9の作製〉
トナーBk3の作製で用いた「研磨剤粒子3」の添加量を、1.0質量部から2.5質量部に変更した以外は同様にして「トナーBk9」を作製した。
〈トナーBk10作製〉
トナーBk1の作製で用いた研磨剤粒子1を、「研磨剤粒子6」に変更した以外は同様にして「トナーBk10」を作製した。
〈トナーBk11の作製〉
トナーBk1の作製で用いた研磨剤粒子1を、研磨剤粒子7に変更した以外は同様にして「トナーBk11」を作製した。
〈トナーBk12の作製〉
トナーBk1の作製で用いた研磨剤粒子1を研磨剤粒子8に変更し、添加量を1.0質量部から1.5質量部に変更した以外は同様にして「トナーBk12」を作製した。
〈トナーBk13の作製〉
トナーBk2の作製で用いたトナー母体粒子Bk1を、「トナー母体粒子Bk2」に変更した以外は同様にして「トナーBk13」を作製した。尚、トナーBk13のガラス転移点はトナー母体粒子Bk2と同じ20.5℃であった。
〈トナーBk14の作製〉
トナーBk2の作製で用いたトナー母体粒子Bk1を、「トナー母体粒子Bk3」に変更した以外は同様にして「トナーBk14」を作製した。尚、トナーBk14のガラス転移点はトナー母体粒子Bk3と同じ44.5℃であった。
〈トナーBk15の作製〉
トナーBk2の作製で用いたトナー母体粒子Bk1を、「トナー母体粒子Bk4」に変更した以外は同様にして「トナーBk15」を作製した。尚、トナーBk15のガラス転移点はトナー母体粒子Bk4と同じ18.8℃であった。
〈トナーBk16の作製〉
トナーBk1の作製で用いたトナー母体粒子Bk1を、「トナー母体粒子Bk5」に変更した以外は同様にして「トナーBk16」を作製した。尚、トナーBk16のガラス転移点はトナー母体粒子Bk5と同じ39.5℃であった。
〈トナーBk17の作製〉
トナーBk1の作製で用いた「研磨剤粒子1」を、「研磨剤粒子9」に変更した以外は同様にして「トナーBk17」を作製した。
〈トナーBk18の作製〉
トナーBk1の作製で用いた「研磨剤粒子1」を添加しなかった以外は同様にして「トナーBk18」を作製した。
表3に、トナーの作製に用いたトナー母体粒子、研磨剤粒子とその添加量及び付着量を示す。
Figure 2009075572
〈トナーC1〜トナーC18の作製〉
「トナーBk1〜トナーBk18」の作製で用いた着色剤分散液Bk1を「着色剤分散液C1」に変更した以外は同様にして「トナーC1〜トナーC18」を作製した。
〈トナーM1〜トナーM18の作製〉
「トナーBk1〜トナーBk18」の作製で用いた着色剤分散液Bk1を「着色剤分散液M1」に変更した以外は同様にして「トナーM1〜トナーM18」を作製した。
〈トナーY1〜トナーY18の作製〉
「トナーBk1〜トナーBk18」の作製で用いた着色剤分散液Bk1を「着色剤分散液Y1」に変更した以外は同様にして「トナーY1〜トナーY18」を作製した。
尚、「トナーC1〜トナーC18」、「トナーM1〜トナーM18」及び「トナーY1〜トナーY18」のガラス転移点は測定結果が「トナーBk1〜トナーBk18」の測定結果と同じであった。
《現像剤の調製》
上記トナーの各々に対してシリコーン樹脂を被覆した体積平均メディアン径(D50)60μmのフェライトキャリアを混合し、トナー濃度が6質量%の「現像剤Bk1〜現像剤Bk18」、「現像剤C1〜現像剤C18」、「現像剤M1〜現像剤M18」、「現像剤Y1〜現像剤Y18」を調製した。
《評価》
〈定着性評価〉
評価装置として「bizhub Pro C6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を用い、この評価装置に上記で作製した中間転写体、現像剤を順次装着、装填し、定着装置の加熱ロールの表面温度を、150℃とした状態でべた原稿をプリントし、プリント画像を得た。
定着性評価は、得られたプリント画像の定着率を下記のテープ剥離法で定着強度を求め、定着強度の%で行った。尚、画像濃度の測定には反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を使用した。尚、評価は定着強度が80%以上を合格とした。
テープ剥離法
(1)5mm角のべた画像の絶対反射濃度D0を測定する
(2)「メンディングテープ」(住友3M社製:No.810−3−12相当)を軽く張り付ける
(3)1kPaの圧力でテープを3.5回往復擦り付ける
(4)180°の角度、200gの力でテープを剥がす
(5)剥離後の絶対反射濃度D1を測定する
(6)定着強度=100×D1/D0(%)。
〈実写評価〉
評価装置として「bizhub Pro C6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を準備した。この評価装置に上記で作製した中間転写体、現像剤を順次装着、装填してプリントを行った。
プリントは、印字率各色5%の原稿をA4版上質紙(64g/m)に、30℃、80%RHの環境で、連続1万枚行った。尚、評価において、◎、○及び△は問題が無く合格、×は問題が有り不合格とした。
(中間転写体上のフィルミング)
中間転写体上のフィルミングは、1万枚プリント終了後に、中間転写体を取り出し、その表面のフィルミング状態を目視で観察し評価した。
評価基準
◎:中間転写体に全くフィルミングが見られず
○:中間転写体に部分的に薄くフィルミングが見られるが、実用上問題ないレベル
×:中間転写体の全域にフィルミングが見られ、実用上問題となるレベル。
(クリーニングブレードエッジ欠け)
クリーニングブレードエッジ欠けは、1万枚プリント終了後に、クリーニングブレードを取り出し、そのエッジ部の欠けの状態を目視で観察し評価した。
評価基準
◎:クリーニングブレードのエッジ部に欠けが全く見られず
○:クリーニングブレードのエッジ部に小さい欠けが見られるが、実用上問題ないレベル
×:クリーニングブレードのエッジ部に欠けが見られ、実用上問題となるレベル。
(白スジ)
白スジは、1万枚プリント後に画像濃度1.2のべたシアン画像及びハーフトーンシアン画像をプリントし、得られたプリント画像を目視評価した。
評価基準
◎:ハーフトーンシアン画像、べたシアン画像上に、白スジ全く見られず
○:ハーフトーンシアン画像上に、白スジが認められるが、べたシアン画像には白スジ見られず
△:べたシアン画像上にも、白スジが認められるが使用上問題ないレベル
×:べたシアン画像上に白スジが確認でき、実用上問題となるレベル。
(黒スジ)
黒スジは、1万枚プリント後に画像濃度0.4のハーフトーンシアン画像と未印字画像をプリントし、得られたプリント画像を目視評価した。
評価基準
◎:ハーフトーンシアン画像、未印字画像上に、黒スジ全く見られず
○:ハーフトーンシアン画像上に、黒スジが認められるが、未印字画像には黒スジ見られず
△:未印字画像上にも、黒スジが認められるが使用上問題ないレベル
×:べたシアン画像上に黒スジが確認でき、実用上問題となるレベル。
表4に、評価結果を示す。
Figure 2009075572
表4の評価結果から、実施例1〜15は全ての評価項目で良好な結果が得られ、本発明の効果を発現することが確認された。一方、比較例1〜10は評価項目の何れかで満足な結果が得られず、本発明の効果を発現しないことが確認された。
中間転写体の層構成の一例を示す概念断面図である。 ナノインデンテーション法による測定装置の一例を示す模式図である。 ナノインデンテーション法で得られた典型的な荷重−変位曲線を示す。 圧子と試料の接触している状態の模式図を示す。 中間転写体の無機層を作製する第1の製造装置の説明図である。 中間転写体の無機層を作製する第2の製造装置の説明図である。 プラズマにより中間転写体の無機層を作製する第1のプラズマ製膜装置の説明図である。 ロール電極の一例を示す概略図である。 固定電極の一例を示す概略図である。 カラー画像形成装置の1例を示す断面構成図である。
符号の説明
170 中間転写体
175 基体
176 無機層
10Y、10M、10C、10K 画像形成部
11Y、11M、11C、11K 感光体
12Y、12M、12C、12K 帯電手段
13Y、13M、13C、13K 露光手段
14Y、14M、14C、14K 現像手段
15Y、15M、15C、15K 1次転写ローラ
170 中間転写体
124 定着装置
117 2次転写ローラ
P 転写材

Claims (2)

  1. 感光体上にトナーからなるトナー像を形成する工程、該トナー像を中間転写体上に1次転写する工程、該中間転写体上のトナー像を転写材上に2次転写する工程、中間転写体上に残存する転写残トナーをクリーニングする工程を有する画像形成方法において、
    該中間転写体がその最表面に膜厚100〜1000nm、ナノインデンテーション法で測定した硬度が3〜10GPaの無機層を有し、
    該トナーがトナー母体粒子表面にモース硬度5以上、粒径80〜300nmの研磨剤粒子をトナー母体粒子100質量部に対し0.1〜2.0質量部付着させてなるものである
    ことを特徴とする画像形成方法。
  2. 前記トナーは、そのガラス転移点が20〜45℃であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
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