JP2009244606A - トナーおよび画像形成方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高速、高画質、高耐久、低環境負荷、および高環境安定性を満足する画像形成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】静電荷像潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、次いで被転写材に転写する転写工程を有する画像形成方法であって、
転写工程は弾性固定転写部材を用いてトナーを転写させる工程であり、
該弾性固定転写部材は被転写材搬送体の裏面に転写電界を付与するシート部材を介して接触しており、かつ被転写材搬送体と該シート部材が接触する接触領域が該静電荷像潜像担持体と中間転写体または被転写材搬送体との接触領域より長く、
該トナーはトナー粒子と疎水化処理されたシリカ微粉体を含有し、
該トナーの重量平均粒径をA(μm)、23℃無加圧での凝集度をB(%)、55℃/2000Paの条件下放置後の凝集度をCとした時、C/Bが1.03乃至2.00、C/Aが3.00乃至15.00を満たすことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて可視化する電子写真方式や静電記録方式などの複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用されるトナーおよび画像形成方法に関するものである。
最近の複写機やプリンタには、小型化、軽量化、低価格、高信頼性といった要求が強まり、トナー性能に対する要求も厳しいものとなってきている。例えば、小型化の観点から部品の削減等により従来のトナー性能に増して優れたトナーが求められている。
そのような要望を達成するためにトナーの物性を規定した提案が数多くなされてきた。
特に高効率でトナーを使用するために転写ローラを有する転写手段を備えた画像形成装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、転写部での異常放電の改良には余地があり、また低価格なプリンタを提供するには更なる改善が求められる。
また、ブレードを用いて転写を行う画像形成方法およびトナーも提案されている(例えば特許文献2参照)。しかしながら、転写部での異常放電の改良には余地があり、より厳しい環境条件においては更なる改善が求められる。
一方、高効率でトナーを使用するため、紙等への転写性を良化させるためのフィルムを有した転写手段を備えた画像形成装置が提案されている(例えば特許文献3参照)。しかしながら、転写部での異常放電の改良には余地があり、より厳しい高湿度や低湿度の環境条件においては更なる改善が求められる。
このように種々問題を総じて解決する方策が存在しないのが現状である。
特許第3287402号公報 特開平6−202496号公報 特開平9−120218号公報
本発明は、上記状況を鑑み、高速、高画質、高耐久および高環境安定性を満足するトナーおよび画像形成方法を提供することを目的とする。
上記目的は以下の本発明によって達成される。すなわち、静電荷像潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、次いで中間転写体を介してまたは介さずに被転写材に転写する転写工程を有する画像形成方法であって、
転写工程は弾性固定転写部材を用いてトナーを転写させる工程であり、
該弾性固定転写部材は中間転写体または被転写材搬送体の裏面に転写電界を付与するシート部材を介して接触しており、かつ中間転写体または被転写材搬送体と該シート部材が接触する接触領域が該静電荷像潜像担持体と中間転写体または被転写材搬送体との接触領域より長く、該シート部材と中間転写体または被転写材搬送体の接触領域(ニップ)が3.0×10-3(m)乃至1.5×10-2(m)であり、
該弾性固定転写部材のアスカーC硬度が10°乃至50°であり、
該弾性固定転写部材の当接圧が1000乃至6000Paであり、
該トナーは少なくともトナー粒子とシリカ微粉体を含有し、該シリカ微粉体は疎水化処理されており、
該トナーの重量平均粒径(D4)をA(μm)、温度23℃無加圧での凝集度をB(%)とし、温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の加熱加圧凝集度をCとした時、関係式C/Bが1.03乃至2.00、関係式C/Aが3.00乃至15.00を満たすことを特徴とする画像形成方法によって、本発明が達成される。
本発明の好ましい態様によれば、高温の条件下プリンターを使用された場合においてもトナー劣化抑制に優れ、部材汚染抑制に優れたトナーおよび画像形成方法が得られる。また、本発明の好ましい態様によれば、現像安定性や転写性に優れたトナーおよび画像形成方法が得られる。さらに本発明の好ましい態様によれば、中間転写体または被転写材搬送体上の耐摩擦性に優れたトナーおよび画像形成方法が得られる。
本発明のトナーは、静電荷像潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、次いで中間転写体を介してまたは介さずに被転写材に転写する転写工程を有する画像形成方法に用いられるトナーであって、
転写工程は弾性固定転写部材を用いてトナーを転写させる工程であり、
該弾性固定転写部材は中間転写体または被転写材搬送体の裏面に転写電界を付与するシート部材を介して接触しており、かつ中間転写体または被転写材搬送体と該シート部材が接触する接触領域が該静電荷像潜像担持体と中間転写体または被転写材搬送体との接触領域より長く、該シート部材と中間転写体または被転写材搬送体の接触領域(ニップ)が3.0×10-3(m)乃至1.5×10-2(m)であり、
該弾性固定転写部材のアスカーC硬度が10°乃至50°であり、
該弾性固定転写部材の当接圧が1000乃至6000Paであり、
該トナーは少なくともトナー粒子とシリカ微粉体を含有し、該シリカ微粉体は疎水化処理されており、
該トナーの重量平均粒径(D4)をA(μm)、温度23℃無加圧での凝集度をB(%)とし、温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の加熱加圧凝集度をCとした時、関係式C/Bが1.03乃至2.00、関係式C/Aが3.00乃至15.00を満たすことを特徴とする。
本発明は転写工程における転写ニップを適正な幅とし、かつニップ上流側、下流側での曲率を無くし異常放電による画像ムラを軽減する転写構成である。かつ、ローラに対してコストの面でもメリットを有する転写構成である。しかしながら、ニップ幅が広いことにより転写時の面圧力によるトナーへの影響、およびローラのように回転ではないことによる摩擦熱のトナーへの影響が少なからず考えられる。
そのような画像形成方法に使用するトナーに関して、上述の項目を満たすことにより高温の条件下プリンターを使用された場合においても現像性や転写性が良好である。特に画像形成装置内での摩擦等による昇温が起こった場合においても上記特性が良好な結果が得られるものである。
具体的には下記に詳述する。
本発明においては、まず、該トナーの重量平均粒径(D4)をA(μm)、温度23℃無加圧での凝集度をB(%)とし、温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の加熱加圧凝集度をCとした時、関係式C/Bが1.03乃至2.00、関係式C/Aが3.00乃至15.00であることが必要である。
この理由については明確ではないが、関係式C/Bは温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の凝集度変化を示しており、この値が小さいほど加熱加圧での凝集性が低くなることを示している。関係式C/Aはトナー粒径に対する温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の凝集度を示しており、この値が大きいほど加熱加圧での凝集性が高くなることを示している。トナー粒径は小さい程、自身の帯電性により凝集しやすくなる傾向があり、その因子を関係式としたものである。
関係式C/Bが1.03未満であると、トナーを加熱加圧した場合の凝集度が低すぎるため、多数枚印字後に濃度変化や容器からのトナー漏れ等が懸念される。逆に関係式C/Bが2.00を超えると、トナーを加熱加圧した場合の凝集度変化が大きすぎるため、高温高湿の環境において転写効率が悪化しやすくなる。
関係式C/Aが3.00未満であるとトナーに対して凝集性が低すぎるため、転写における飛び散り等に満足が行かない。逆に関係式C/Aが15.00を超えると凝集性が高すぎるため、転写効率が悪化しやすくなる。
本発明では該トナーの重量平均粒径(D4)をA(μm)、温度23℃無加圧での凝集度をB(%)とし、温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の加熱加圧凝集度をCとした時、関係式C/Bが1.03乃至1.50、関係式C/Aが4.50乃至10.00であると効果が増し好ましい。
関係式C/Bが1.50を超えると、トナーを加熱加圧した場合の凝集度変化がやや大きいため、高温高湿の環境において転写効率が悪化しやすくなる。関係式C/Aが4.50未満であるとトナーに対して凝集性がやや低いため、転写における飛び散り等に満足が行かない。逆に関係式C/Aが10.00を超えると凝集性がやや高いため、転写効率が悪化しやすくなる。
ここで本発明の粒度分布測定方法を以下に示す。
<トナー粒度分布測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように専用ソフトの設定を行なった。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なう。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
ここで本発明の凝集度測定方法を以下に示す。
<トナー凝集度測定方法>
測定装置としては、「パウダーテスター」(ホソカワミクロン社製)の振動台側面部分に、デジタル表示式振動計「デジバイブロ MODEL 1332A」(昭和測器社製)を接続したものを用いた。そして、パウダーテスターの振動台上に下から、目開き20μm(635メッシュ)の篩、目開き38μm(400メッシュ)の篩、目開き75μm(200メッシュ)の篩の順に重ねてセットした。測定は、23℃、60%RH環境下で、以下の様にして行った。
(1)デジタル表示式振動計の変位の値を0.60mm(peak−to−peak)になるように振動台の振動幅を予め調整した。
(2)トナー5gを精秤し、最上段の目開き75μmの篩上に静かにのせた。
(3)篩を60秒間振動させた後、各篩上に残ったトナーの質量を測定して、下式にもとづき凝集度を算出した。
凝集度(%)={(目開き75μmの篩上の試料質量(g))/5(g)}×100
+{(目開き38μmの篩上の試料質量(g))/5(g)}×100×0.6
+{(目開き20μmの篩上の試料質量(g))/5(g)}×100×0.2
<凝集度測定用試料調整>
i)常温常圧の凝集度(B)
直径2.5cmの円筒状の金属容器にトナー5gを計りとり、23℃,1気圧にて15時間放置した。
ii)加圧加熱後の凝集度(C)
直径2.5cmの円筒状の金属容器に試料を同グラム計りとり55℃にて3時間放置した。
直径2.5cmの円柱状の金属ふたを乗せ、試料表面に均等に荷重がかかるようにして加圧2000Pa(10kgの重り)の荷重をせしめ、1分間加圧する。
さらには本発明においては、下記の条件を満たすことが上述してきた効果が増し好ましい。本発明においてはトナーの体積抵抗値Dと該中間転写体または被転写材搬送体の体積抵抗値Eとの関係が、1×103≦D/E≦1×107、であることが画像弊害なく転写バイアスを掛けられるので良い。
1×103未満であると、トナーと転写体の抵抗値が近すぎてバイアス流れ(トナーの極一部に集中して電流が流れる)が生じ均一な画像が得られないと考えられる。
1×107を超えるとトナーと転写体の抵抗値が離れすぎてバイアスがかかりにくく転写効率に満足行かないと考えられる。
本発明においてはトナーの体積抵抗値D(Ω・cm)と該シート部材の体積抵抗値F(Ω・cm)の関係が、1×107≦D/F≦1×1012、であることが広いニップ幅を持つ本発明の弾性固定部材を用いた転写において均一なバイアスを印加できるので良い。
1×107未満であるとトナーとシートの抵抗値が近すぎてバイアス流れ(トナーの極一部に集中して電流が流れる)が生じ均一な画像が得られないと考えられる。
1×1012を超えるとトナーとシートの抵抗値が離れすぎてバイアスがかかりにくく転写効率に満足行かないと考えられる。
<トナーおよび外添剤体積抵抗値測定方法>
該トナーの体積抵抗値は以下の方法で測定した。
すなわち、直径5mmの下部電極を有するシリンダーに導電性物質0.3乃至1.0gをタップ充填後、直径15mmの上部電極をのせて、350gの荷重をかけた状態で測定したものである。このとき試料の厚みを測定した後、0Vから100V刻みで印加電圧を掃引した。測定される試料の抵抗値、試料厚みと印加電圧から電界を算出し、1×104V/cmにおける体積抵抗値を求めた。
体積抵抗値の測定に用いる装置を、図5に示す。
図5において、11は下部電極を示し、12は上部電極を示し、14は電流計を示し、15は定電圧装置を示し、17は測定サンプルを示し、18はガイドリングを示し、dは測定サンプルの厚みを示し、Aは体積抵抗測定セルを示す。
セルAにサンプルを充填し、充填したサンプル17に接するように電極11及び12を配し、該電極間に電圧を印加し、その時流れる電流を電流計14で測定することにより求めた。その測定条件としては、23℃、65%の環境、試料厚みは0.5乃至1.0mmで行った。
<部材の体積抵抗値測定方法>
本発明においては、例えば体積抵抗測定装置(ヒュ−レットパッカ−ド社製4140B pA MATER)にて、23℃、65%の環境で測定することができる。
本発明においてはトナーのフロー式粒子像測定装置で計測される平均円形度が0.950乃至0.995であることが良い。
0.950未満であるとトナーの転写残が多く、帯電ローラー汚染やクリーニング部における融着が起こりやすくなる。
本発明においてはトナーのフロー式粒子像測定装置で計測される平均円形度が0.960乃至0.995であることが好ましい。
<トナーの平均円形度測定方法>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100」(シスメックス社製)を用いて測定する。詳細は以下の通りである。
先ず、円形度を次式より算出する。
円形度=(粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
ここで、「粒子投影面積」とは二値化された粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さである。測定は、512×512の画像処理解像度(0.3μm×0.3μmの画素)で画像処理した時の粒子像の周囲長を用いる。
本発明における円形度は粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、粒子が完全な球形の場合に1.00を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
また、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度Cは、粒度分布の分割点iでの円形度をci、測定粒子数をmとすると、下記式(1)から算出される。
Figure 2009244606
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約10mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.1ml加える。更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて5分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。分散させる手段としてはエスエムテー社製の超音波分散機UM−50(振動子は5φのチタン合金チップ)を用いた。また、円形度のバラツキを抑えるため、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100の機内温度が26〜27℃になるよう装置の設置環境を23℃±0.5℃にコントロールする。また、一定時間おきに、好ましくは2時間おきに2μmの標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。
トナー粒子の円形度測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用した。前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像分析装置に導入し、測定時のトナー粒子濃度が約5000個/μlとなる様に該分散液濃度を再調整して計測する。計測後、このデータを用いて、円相当径2.00μm以上40.02μm未満の範囲のトナーの平均円形度を求める。尚、円相当径は、以下のようにして算出される値である。
円相当径=(粒子投影面積/π)1/2×2
本発明で用いている測定装置である「FPIA−2100」は、従来トナーの形状を観察するために用いられていた「FPIA−1000」と比較して、シースフローの薄層化(7μm→4μm)及び処理粒子画像の倍率が向上した装置である。また、取り込んだ画像の処理解像度を向上(256×256→512×512)させた装置であり、トナーの形状測定の精度が向上した装置である。
本発明においては該トナーの100℃におけるメルトインデックス(100℃/21.6kg荷重)が10乃至50であることが良い。
10未満であると、低圧や低電力の定着装置においてカラートナーおける発色性に満足が行かなかったり、定着不良が起きたりする。
50を超えると加熱に対する強度が低くなり、高温下でプリンターが使用されるような場合に良好な転写性が得られなくなる。
本発明においては該トナーの100℃におけるメルトインデックス(100℃/21.6kg荷重)が12乃至30であることが効果が増して好ましい。
ここでトナーのメルトインデックスの測定方法を以下に示す。
<メルトインデックスの測定>
メルトインデックスとは、任意の温度、荷重における10分間での吐出量を示す。本発明においては以下の条件で測定した値とする。これは基本的に<JIS規格K−7210>に準拠している。
本発明においては100℃、21.6kg荷重である。
測定装置としてSemi−automatic 2−A Melt Index(Toyo Seiki Co.Ltd)を使用する。
空洞内径2.095mmのオリフィスを入れ、あらかじめ100℃に温調しておき、ここにトナーサンプル3〜8gを秤量して投入する。この時、気泡が入らないように注意しながら金属製ピストンをセットし、5分以上温度を保つ。その後、ピストンとおもりの合計が21.6kgとなるような荷重を一定にかけながら測定を行う。測定は任意の時間で行い、10分間の吐出量に換算しても良い。
本発明のトナーを製造する方法は、懸濁重合法を用いて直接トナーを生成する方法;単量体には可溶で水溶性重合開始剤の存在下で直接重合させてトナー粒子を生成するソープフリー重合法に代表される乳化重合法によるトナー粒子の製造などが挙げられる。また、マイクロカプセル製法のような界面重合法、in situ重合法、コアセルベーション法などの製造も挙げられる。さらに、少なくとも1種以上の微粒子を凝集させ所望のトナーを得る界面会合法なども挙げられる。あるいは、粉砕法によって得られたトナーを、機械的衝撃力で球形化する方法などが挙げられる。
中でも、小粒径のトナー粒子が容易に得られる懸濁重合方法が特に好ましい。トナー粒子の製造方法として懸濁重合を利用する場合には、以下の如き製造方法によって直接的にトナー粒子を製造することが可能である。
単量体中に着色剤,重合開始剤,架橋剤,ワックス成分,その他の添加剤を加え、ホモジナイザー,超音波分散機等によって均一に溶解又は分散せしめた単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に通常の撹拌機またはホモミキサー,ホモジナイザー等により分散せしめる。好ましくは単量体組成物の液滴が所望のトナー粒子のサイズを有するように撹拌速度・時間を調整し、造粒する。その後は、分散安定剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒子の沈降が防止される程度の撹拌を行えば良い。重合温度は40℃以上、通常50〜80℃(好ましくは55〜70℃)の温度に設定して重合を行う。重合反応後半に昇温しても良く、必要に応じPH変更しても良い。本発明では、更に、トナーの定着時の臭いの原因となる未反応の重合性単量体、副生成物等を除去するために反応後半、又は、反応終了後に一部水系媒体を留去しても良い。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄・ろ過により収集し、乾燥する。
以下に重合法トナーの材料に関して記載する。
本発明のトナーを重合方法で製造する際に用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体が用いられる。該ビニル系重合性単量体としては、主に単官能性重合性単量体を使用する。単官能性重合性単量体としては、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ο−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−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、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルの如きビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビニルケトンが挙げられる。
本発明においては、上記した単官能性重合性単量体を単独或いは、2種以上組み合わせて使用する。
本発明においては反応の補助として水溶性開始剤を併用しても良い。例として過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2’−アゾビス(N,N’−ジメチレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素が挙げられる。
重合性単量体の重合度を制御する為に、連鎖移動剤,重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。
分散安定剤としては、リン酸三カルシウム,リン酸マグネシウム,リン酸アルミニウム,リン酸亜鉛,炭酸カルシウム,炭酸マグネシウム,水酸化カルシウム,水酸化マグネシウム,水酸化アルミニウム,メタケイ酸カルシウム,硫酸カルシウム,硫酸バリウム,ベントナイト,シリカ,アルミナ,ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。通常単量体組成物100質量部に対して水300乃至3000質量部を分散媒体として使用するのが好ましい。
有機系化合物としては例えばポリビニルアルコール,ゼラチン,メチセルロース,メチルヒドロキシプロピルセルロース,エチルセルロース,カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩,デンプン等が使用される。これら分散剤は、重合性単量体100質量部に対して0.2乃至2.0質量部を使用することが好ましい。
その他好ましく用いられる分散安定剤としては、硫酸,炭酸,燐酸,ピロ燐酸,ポリ燐酸の難水溶性金属塩があり、これらは分散媒中で高速撹拌下において酸アルカリ金属塩とハロゲン化金属塩との反応によって調製されることが好ましい。
これら分散剤の微細化のため0.001乃至0.1質量%の界面活性剤を併用しても良い。具体的には市販のノニオン,アニオン,カチオン型の界面活性剤が利用できる。例えばドデシル硫酸ナトリウム,テトラデシル硫酸ナトリウム,ペンタデシル硫酸ナトリウム,オクチル硫酸ナトリウム,オレイン酸ナトリウム,ラウリル酸ナトリウム,ステアリン酸カリウム,オレイン酸カルシウム等が好ましく用いられる。
本発明において縮合系化合物を用いる場合、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド、セルロースなどが挙げられる。より好ましくは材料の多様性からポリエステルが望まれる。
本発明において用いられるワックスとしては、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロピッシュワックスの如きポリメチレンワックス、アミドワックス、ケトンワックス、高級脂肪酸、長鎖アルコール、エステルワックス及びこれらのグラフト化合物、ブロック化合物の如き誘導体が挙げられる。
好ましく用いられるワックスとしては、炭素数15乃至100個の直鎖状のアルキルアルコール、直鎖状脂肪酸、直鎖状酸アミド、直鎖状エステルあるいは、モンタン系誘導体が挙げられる。これらワックスから液状脂肪酸の如き不純物を予め除去してあるものも好ましい。
さらに、好ましく用いられるワックスは、アルキレンを高圧下でラジカル重合あるいは低圧下でチーグラー触媒又は、その他の触媒を用いて重合した低分子量のアルキレンポリマー;高分子量のアルキレンポリマーを熱分解して得られるアルキレンポリマー;アルキレンを重合する際に副生する低分子量アルキレンポリマーを分離精製したもの、;一酸化炭素及び水素からなる合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素ポリマーの蒸留残分から、あるいは、蒸留残分を水素添加して得られる合成炭化水素から、特定の成分を抽出分別したポリメチレンワックスが挙げられる。これらワックスには酸化防止剤が添加されていてもよい。トナー内の含有量としてはワックスを6乃至15質量%含有している事が好ましい。
本発明に用いられる着色剤は、カーボンブラックあるいは以下に示したような公知のイエロー/マゼンタ/シアン着色剤が利用される。
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アンスラキノン化合物,アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、151、154、155、168、180等が好適に用いられる。
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物,ジケトピロロピロール化合物,アントラキノン,キナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合物,ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48;2、48;3、48;4、57;1、81;1、122、146、166、150、169、177、184、185、202、206、220、221、254が特に好ましい。
本発明に用いられるシアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アントラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が特に好適に利用される。
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。本発明の着色剤は、色相角,彩度,明度,耐侯性,OHP透明性,トナー中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、樹脂100質量部に対し1乃至20質量部添加して用いられる。
本発明に使用できるトナーの添加剤としては、オイル処理されたシリカ,チタニア等の無機微粒子が好適に用いられる。その他、酸化ジルコニウム,酸化マグネシウムの如き酸化物の他に、炭化ケイ素,チッ化ケイ素,チッ化ホウ素,チッ化アルミニウム,炭酸マグネシウム,有機ケイ素化合物なども併用することが可能である。
シリカは、出発材料あるいは温度等の酸化の条件により、ある程度任意に、一次粒子の合一をコントロールできる点で好ましい。例えば、かかるシリカは硅素ハロゲン化物やアルコキシドの蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法またはヒュームドシリカと称される乾式シリカ及びアルコキシド,水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者が使用可能である。表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O,SO3 2-の如き製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミニウム,塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物を硅素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能でありそれらも包含する。
更に、上記シリカは疎水化処理されていることが、トナーの帯電量の温度や湿度の如き環境依存性を少なくするため及びトナー表面からの過剰な遊離を防止するために良い。この疎水化処理剤としては、例えば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の如きカップリング剤が挙げられる。特にシランカップリング剤が、無機酸化物微粒子上の残存基あるいは吸着水と反応し均一な処理が達成され、トナーの帯電の安定化,流動性付与の点で好ましい。
シランカップリング剤は、下記一般式
RmSiYn
R:アルコキシ基
m:1〜3の整数
Y:アルキル基
ビニル基、グリシドキシ基、メタクリル基を含む炭化水素基
n:1〜3の整数
で表されるものであり、例えばビニルトリメトキシシラン,ビニルトリエトキシシラン,γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン,ビニルトリアセトキシシラン,メチルトリメトキシシラン,メチルトリエトキシシラン,イソブチルトリメトキシシラン,ジメチルジメトキシシラン,ジメチルジエトキシシラン,トリメチルメトキシシラン,ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン,フェニルトリメトキシシラン,n−ヘキサデシルトリメトキシシラン,n−オクタデシルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
より好ましくは、Ca2a+1−Si(OCb2b+13
a=4〜12、b=1〜3である。
ここで、一般式におけるaが4より小さいと、処理は容易となるが疎水性が十分に達成できない。またaが12より大きいと疎水性は十分になるが、粒子同士の合一が多くなり、流動性付与能が低下してしまう。
bは3より大きいと反応性が低下して疎水化が十分に行われなくなってしまう。したがって上記一般式におけるaは4〜12、好ましくは4〜8、bは1〜3、好ましくは1〜2が良い。
シリカのオイル処理に関しては、未処理のシリカに直接オイルで処理しても構わないが、上記疎水化処理をしたシリカにさらにオイル処理をすることが、帯電安定性の観点からより好ましい。オイルとしては、ジメチルポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、パラフィン、ミネラルオイル等が使用できるが、なかでも環境安定性に優れたジメチルポリシロキサンが好適である。
処理に用いるオイル量は、シリカ微粒子母体100質量部に対して2乃至40質量部までが適量であるが、本発明においては15乃至30質量部であると効果が得られやすい。
本発明のトナーにおいては、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばポリフッ化エチレン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤、酸化アルミニウム粉末の如きケーキング防止剤、あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末の如き導電性付与剤、また、逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
本発明においては、該シリカ微粉体のレーザー回折型粒度分布計による体積基準粒度分布において、少なくとも10.00μm以上200.00μm未満の測定範囲においてピークを有し、10.00μm以上200.00μm未満の累積頻度%が50%以上であることが良い。これは、全粒度分布に対して10.00μm以上200.00μm未満の範囲の割合を示している。この範囲の割合が小さいと部材汚染等の弊害が起きやすくなる。
50.0%以上であると部材汚染等の弊害が少なくなる。90.0%以上であるとさらに高温高湿など厳しい環境においても部材汚染等の弊害が少なくなる。
該シリカ微粉体のレーザー回折型粒度分布計による体積基準粒度分布において、10.00μm以上39.23μm未満の累積頻度%をG、39.23μm以上200.00μm未満の累積頻度%をHとしたとき、0.45≦G/H≦6.00を満たすことが良い。関係式G/Hは39.23μm以上200.00μm未満の累積頻度%Hに対する10.00μm以上39.23μm未満の累積頻度%Gの割合を示している。関係式G/Hの値を適正値にすることで部材汚染等の弊害を抑えつつ高温下での劣化を抑え、良好な現像性、転写性を保持できる。0.45≦G/H≦6.00であることが効果が増し好ましい。
本発明で用いられるシリカ微粉体の体積基準の粒度分布の測定は、JIS Z8825−1(2001年)に準じて測定されるが、具体的には以下の通りである。
測定装置としては、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置「LA−920」(堀場製作所社製)を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、LA−920に付属の専用ソフト「HORIBA LA−920 for Windows(登録商標) WET(LA−920)Ver.2.02」を用いる。また、測定溶媒としては、予め不純固形物などを除去したエタノールを用いる。
測定手順は、以下の通りである。
(1)バッチ式セルホルダーをLA−920に取り付ける。
(2)所定量のエタノールをバッチ式セルに入れ、バッチ式セルをバッチ式セルホルダーにセットする。
(3)専用のスターラーチップを用いて、バッチ式セル内を撹拌する。
(4)「表示条件設定」画面の「屈折率」ボタンを押し、ファイル「110A000I」(相対屈折率1.10)を選択する。
(5)「表示条件設定」画面において、粒子径基準を体積基準とする。
(6)1時間以上の暖気運転を行なった後、光軸の調整、光軸の微調整、ブランク測定を行なう。
(7)ガラス製の100ml平底ビーカーに約60mlのエタノールを入れる。
(8)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(9)前記(7)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(10)前記(9)のビーカー内の水溶液に超音波を照射した状態で、約1mgのシリカ微粉体を少量ずつ前記ビーカー内の水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、この際にシリカ微粉体が固まりとなって液面に浮く場合があるが、その場合はビーカーを揺り動かすことで固まりを水中に沈めてから60秒間の超音波分散を行なう。また、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(11)前記(10)で調製したシリカ微粉体が分散したエタノール溶液を、気泡が入らないように注意しながら直ちにバッチ式セルに少量ずつ添加して、タングステンランプの透過率が90%乃至95%となるように調整する。そして、粒度分布の測定を行う。
本発明のシリカ微粉体をトナーに添加する場合の添加量としては、トナー粒子100質量部に対し0.3質量部乃至2.0質量部であると本発明の例として図1に示すような中間転写体を有する画像形成装置における現像特性が良好である。
シリカ微粉体(シリカ微粉体(A))の添加量が0.3質量部未満の場合、転写性が悪化する上、スペーサーとしての効果が発現しづらいため、シリカ微粉体及び併用する微粒子が埋没し現像性が低下する。
シリカ微粉体の添加量が2.0質量部を超える場合、トナーから遊離しやすくなり、部材を汚染しやすくなる。
次に、本発明の画像形成方法及び、該方法を実施する画像形成装置ならびにプロセスカートリッジに関して説明する。
本発明の実施形態としては
(A)該シート部材と前記ベルト体の接触領域が前記弾性固定転写部材幅以上である。
(B)ベルト体の回転方向下流側の前記シート部材の端部がベルト体と接触している。
(C)前記像担持体と前記ベルト体との接触領域内で前記シート部材と前記ベルト体が接触を開始する。
(D)前記弾性部材が発泡スポンジ体を有している
(E−1)前記ベルト体が中間転写ベルトである。
(E−2)前記ベルト体が、転写材を担持搬送する転写ベルトである。
ことが挙げられる。
以下、本発明に係る画像形成装置を図1に則して説明する。
以下、画像形成動作の詳細について説明する。
なお、本実施の形態では、第1ステーションをイエロー(Y)、第2ステーションをマゼンタ(M)、第3ステーションをシアン(C)、第4ステーションをブラック(K)としている。
第1ステーションでは、1aは像担持体としてのOPC感光ドラムで、帯電手段としての帯電ローラ2a、感光ドラム1a上の転写残トナーをクリーニングするクリーニングユニット3a、及び現像手段としての現像ユニット8aは、現像スリーブ4a、非磁性一成分現像剤5a、現像剤塗布ブレード7aからなる。上述の1a〜8aは、一体型のプロセスカートリッジ9aとなっている。
11aは露光手段であり、レーザー光を多面鏡によって走査させるスキャナユニットまたはLEDアレイから構成され、画像信号に基づいて変調された走査ビーム12aを感光ドラム1a上に照射する。
次に画像形成動作について説明する。画像形成動作がスタートすると、感光ドラム1a〜1dや中間転写ベルト13等は所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。感光ドラム1aは帯電ローラ2aに電源20aよって一様に負極性に帯電され、続いて露光手段11aからの走査ビーム12aによって画像情報に従った静電潜像が形成される。
現像ユニット8a内のトナー5aは、現像剤塗布ブレード7aによって負極性に帯電されて現像スリーブ4aに塗布される。そして、現像スリーブ4aには、現像バイアス電源21aより、バイアスが供給される。感光ドラム1aが回転して感光ドラム1a上に形成された静電潜像が現像スリーブ4aに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化される。感光ドラム1a上には第1色目(本実施例では、Y)のトナー像が形成される。尚、第2〜第4ステーションも第1ステーションと同様の構成としているので説明を省略する。
一方、トナー像担持体である中間転写ベルト13は、4つの感光ドラム1a〜1d全てに対し当接する様に配置される。
中間転写ベルト13は、その張架部材として2次転写対向ローラ24、駆動ローラ14、テンションローラ15の3本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ14を駆動させることにより中間転写ベルト13は感光ドラム1a〜1dに対して順方向に略同速度で移動する。また、中間転写ベルトは、矢印方向に回転し、10aは1次転写部材で、中間転写ベルト13をはさんで感光ドラム1aと反対側に配置されている。
また、帯電ローラ2a、現像スリーブ4a、1次転写部材10aのそれぞれは、帯電ローラ2aへの電圧供給手段である帯電バイアス電源20a、現像スリーブ4aへの電圧供給手段である現像電源21a、1次転写部材10aへの電圧供給手段である1次転写電源22a、2次転写ローラ25は2次転写電源26に接続されている。
中間転写ベルト13の周囲、感光ドラム1a〜1dとの対向部に、各々の感光ドラム1a〜1dに対応させて1次転写部材10a〜10dが配置されている。
各色の1次転写位置間の距離に応じて、各色毎、一定のタイミングで不図示のコントローラからの書き出し信号を遅らせながら、露光による静電潜像を各感光ドラム1a〜1d上に形成する。それぞれの1次転写部材10a〜10dに1次転写電源22aよりトナーと逆極性の電圧を印加するようにする。以上の工程により、順に中間転写ベルト13にトナー像を転写していき、中間転写ベルト13上に多重画像が形成される。
その後、露光による静電潜像の作像に合わせて、転写材カセット16に積載されている転写材Pは、給紙ローラ17によりピックアップされ、不図示の搬送ローラによりレジストローラ18にまで搬送される。転写材Pは中間転写ベルト13上のトナー像に同期してレジストローラ18によって、中間転写ベルト13と2次転写ローラ25とで形成される当接部へ搬送される。その後、2次転写ローラ25には2次転写電源26により、トナーと逆極性の電圧印加を行い、転写材P上に中間転写ベルト13上に担持された4色の多重トナー像は一括して2次転写される。
尚、本実施例では、2次転写ローラ25はφ8のニッケルメッキ鋼棒に抵抗値を108Ω、厚み5mmに調整したNBRの発泡スポンジ体で覆った外径φ18のものを用いた。また、2次転写ローラ25は、中間転写ベルト13に対して4.9〜147N/m(5〜15g/cm)程度の線圧で当接させ、且つ中間転写ベルト13の移動方向に対して順方向に略等速度で回転する様に配置した。
一方、2次転写を終えた後、中間転写ベルト13上に残留した転写残トナーと、転写材Pが搬送されることによって発生する紙粉は、中間転写ベルト13に当接配置されたベルトクリーニング手段27により、その表面から除去・回収される。尚、本実施形態の画像形成装置ではベルトクリーニング手段27としてウレタンゴム等で形成された弾性を有するクリーニングブレードを用いた。
2次転写終了後の転写材は定着手段19へと搬送され、トナー像の定着を受けて画像形成物(プリント、コピー)として画像形成装置外へと排出される。
尚、中間転写ベルト13の構成としては、厚さ100μm、体積抵抗率1010ΩcmのPVDFを用いている。
張架部材としての駆動ローラ14は、Al芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗104Ω、肉厚1.0mmのEPDMゴムを被覆したΦ25のものを用いている。
張架部材としてのテンションローラ15は、Φ25のAlの金属棒を用いており、テンションは片側19.6N、総圧39.2Nとしている。
張架部材としての2次転写対向ローラ24は、Al芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗104Ω、肉厚1.5mmのEPDMゴムを被覆したΦ25のものを用いている。
以下に、本実施例の特徴を述べる。
図2に示すように、1次転写部材10a〜10dが、弾性部材31a〜31dとシート部材32a〜32bを有しており、シート部材32a〜32dが中間転写ベルト13と弾性部材31a〜31dの間に挟持されている。シート部材32a〜32dと中間転写ベルト13の接触領域Bが、感光ドラム1a〜1dと中間転写ベルト13との接触領域Aより長く、弾性体31a〜31d幅D以上であることを特徴とする。
具体的には、本実施例では、第1ステーションの1次転写部材10aとして、弾性部材31aは、ウレタンの発泡スポンジ状の弾性体を肉厚2mm、幅5mm、長さ230mmの略直方体形状にしたものを用いている。硬度はアスカーC 500gfで30°、抵抗値は500V印加時に1×106Ωである。本実施例では、弾性部材31aとして発泡ウレタンを用いているが、エピクロルヒドリンゴム、NBR、EPDMなどのゴム材料を用いても良い。シート部材32aは、体積抵抗率が50V印加で1×106Ωcmであり、厚み50μmの酢酸ビニルシートを用いている。本実施例では、シート部材として酢酸ビニルシートを用いているが、ポリカーボネート(PC)、Pvdf、PET、ポリイミド(PI)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)などのシートを用いてもよい。感光ドラム1aと中間転写ベルト13との接触領域Aを3mm、シート部材32aと中間転写ベルト13との接触領域Bを6mm、弾性体31a〜31d幅Dを5mmとしている。また、シート部材32aは、接触領域Aより0.5mm上流側(図2中のE領域)より接触して、3mm下流側(図2中のF領域)にシート部材32a端部がある。弾性部材31aには、1次転写電源22aと接続され、画像形成動作中は500Vの電圧が印加されている。
尚、第2〜第4ステーションについては、第1ステーションと同様の構成としているため説明を省略する。
次に本実施例の作用について説明する。
図2に、本実施例に係る画像形成装置の1次転写部の拡大図を示し、それを用いて以下に説明する。
1次転写部材10aが、弾性部材31a、シート部材32aと構成することで、シート部材32aを弾性部材31aにより中間転写ベルト13裏面に押圧することができる。従って、シート部材32aを確実に中間転写ベルト13裏面に接触することができる。以上の作用により、シート部材32aと中間転写ベルト13との摺動性が良化し、1次転写部材10aがスティックスリップすることを防止することができる。また、シート部材32aと中間転写ベルト13との均一な接触性を確保することができるため、長手方向での接触ムラ起因の縦スジ状の転写不良を防止することができる。
また、中間転写ベルト13と感光ドラム1aで形成される接触領域A内でシート部材32aが中間転写ベルト13と接触するために、接触領域A内に段差などの隙間が生じない。従って、隙間部などの空隙での放電により、接触領域Aにおいてトナーが逆帯電し、転写できなくなる点状の画像抜けの発生を防止することができる。
一方、シート部材32aと中間転写ベルト13の接触領域Bを、感光ドラム1aと中間転写ベルト13との接触領域Aより長くすることで、シート部材32aが感光ドラム1aから中間転写ベルト13が剥離する地点Cにおいて、対向電極の役目をする。従って、中間転写ベルト13と感光ドラム1aの剥離部の電位が確定し、剥離放電を抑制することができる。以上により、中間転写ベルト13を除電する除電部材を設けることなく、剥離放電起因の画像不良を防止することができる。
また、シート部材32a〜32dと中間転写ベルト13の接触領域Bが、感光ドラム1a〜1dと中間転写ベルト13との接触領域Aより長く、弾性体31a〜31d幅D以上とすることで、性体31a〜31dと中間転写ベルト13が直接接触することがない。そのため摺動抵抗を抑制することができる。
本実施例の作用は、第1ステーションについて述べたが、第2〜第4ステーションも第1ステーションと同様の構成とすることで第1ステーション同様の効果が得られることはいうまでもない。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。なお、以下の配合における部数は、特に説明のない場合は部である。
以下に、本発明に使用される無機微粉体の製造方法について説明する。
(無機微粉体の製造例1)
気相酸化および高温焼成によって得られた原体シリカ微粒子(アエロジル130:日本アエロジル社製)100部に対して、シリコーンオイル(商品名:KF−96−50cs、信越化学工業社製)25部を含むヘキサン溶液をスプレーする。その後250℃で30分加熱撹拌して疎水化処理を行った(シリカ前駆微粉体(A))。
疎水化処理後にピンミルを用いて周速70m/秒の条件で解砕処理を行い、シリカ前駆微粉末(B)を得た。
上記シリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)を(A):(B)=3:1の割合で混合し、再度ピンミルを用いて周速50m/秒の条件で解砕処理を行い、シリカ微粉末(1)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例2)
無機微粉体の製造例1にかえてシリコーンオイル(商品名:KF−96−50cs、信越化学工業社製)の添加量を25部から9部に変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(2)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例3)
無機微粉体の製造例1にかえてシリコーンオイル(商品名:KF−96−50cs、信越化学工業社製)の添加量を25部から36部に変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(3)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例4)
無機微粉体の製造例1にかえてシリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)の比率を変えること、更に解砕条件を変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(4)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例5)
無機微粉体の製造例1にかえてシリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)の比率を変えること、更に解砕条件を変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(5)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例6)
無機微粉体の製造例1にかえてシリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)の比率を変えること、更に解砕条件を変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(6)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例7)
無機微粉体の製造例1にかえてシリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)の比率を変えること、更に解砕条件を変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(7)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例8)
無機微粉体の製造例1にかえてシリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)の比率を変えること、更に解砕条件を変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(8)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例9)
無機微粉体の製造例1にかえてシリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)の比率を変えること、更に解砕条件を変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(9)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例10)
無機微粉体の製造例1にかえてシリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)の比率を変えること、更に解砕条件を変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(10)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例11)
無機微粉体の製造例1にかえてシリカ前駆微粉体(A)およびシリカ前駆微粉体(B)の比率を変えること、更に解砕条件を変更すること以外同様にして、シリカ微粉末(11)を得た。得られたシリカ微粉体の物性を表1に示す。
(無機微粉体の製造例12)
気相酸化および高温焼成によって得られた原体シリカ微粒子(アエロジル380:日本アエロジル社製)100部に対して、シリコーンオイル(商品名:KF−96−50cs、信越化学工業社製)5部を含むヘキサン溶液をスプレーする。その後250℃で30分加熱撹拌して疎水化処理を行い、シリカ微粉末(12)を得た。
<極性樹脂の合成例(1)>
下記原料を、温度計,撹拌器,リフラックスコンデンサー及び窒素ガス導入管を具備している四口フラスコに入れ、下記原料100部に対し0.5部の触媒量のシュウ酸チタン化合物を入れた。四口フラスコに窒素ガスを通し撹拌しながら徐々に昇温し、150℃で10時間反応し、縮重合反応の後半200℃に温度を上げ、減圧下で縮重合反応をすすめた。結果、重量平均分子量Mwが11000の前駆ポリエステル樹脂(1)(酸価5mgKOH/g)を得た。
・一般式(1)であらわされるジオール成分 55mol%
Figure 2009244606
(式中、Rはエチレン又はプロピレン基を表し、x,yはそれぞれ1以上の整数であり、かつx+yの平均値は2〜10である。本実施例ではx+yの平均値は3である。)
・イソフタル酸 20mol%
・テレフタル酸 25mol%
その後、前駆ポリエステル樹脂(1)の100部を四口フラスコに入れ温度150℃に加熱する。無水トリメリット酸0.5部を加え、徐々に加熱して前駆ポリエステル樹脂(1)のポリマーの末端がトリメリット酸で変性された極性樹脂(1)を調製した。
<スチレン系樹脂(1)の製造>
滴下ロート、リービッヒ冷却管及び撹拌機を備えた反応機にキシレン800.0部を入れて140℃まで昇温した。これにスチレンモノマー100.0部及びn−ブチルアクリレート0.2部及びジ−tert−ブチルパーオキサイド11.0部の混合物を滴下ロートに仕込み、140℃のキシレンに2時間かけて滴下した。更にキシレン還流下(140℃〜150℃)で溶液重合を完了して、キシレンを除去し、スチレン系樹脂(1)を得た。得られたスチレン系樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は4000で、Mw/Mnは1.20、ガラス転移点(Tg)は58℃であった。
<トナーの製造例>
(ブラックトナー製造例1)
65℃に加温したイオン交換水900部にリン酸三カルシウム3部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて10,000rpmにて撹拌し、水系媒体を得た。
一方、
スチレン 80部
n−ブチルアクリレート 20部
極性樹脂(1) 10部
スチレン系樹脂(1) 10部
カーボンブラック(カーボンブラック Nipex30 pH:9.0) 10部
荷電制御剤:芳香族オキシカルボン酸Zn化合物
(ボントロンE−84:オリエント化学社製) 4部
上記処方をアトライター(三井三池化工機(株))を用いて均一に分散混合した。この単量体組成物を65℃に加温し、
パラフィンワックス(1) 10部
(DSC吸熱ピーク:69℃、Mw:700、Mn:500)
を添加混合溶解し、これに重合開始剤(t−ブチルパーオキシピバレート)5部を溶解した。
前記水系媒体中に上記重合性単量体系を投入し、70℃,N2雰囲気下においてTK式ホモミキサーにて10,000rpmで7分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ、70℃で4時間反応させた。最後に液温を85℃とし更に3時間撹拌を続けた。
室温(25℃)まで冷却された懸濁液に塩酸を加えて燐酸カルシウム塩を溶解し、濾過・水洗を行い、湿潤着色粒子を得た。
次に、上記粒子を40℃にて12時間乾燥して重量平均粒径5.75μmのブラック着色粒子(1)を得た。
その後、ブラック粒子(1)100部に対し、ヘキサメチルジシラザンにより疎水化処理を行った1次粒径400nmのチタニア微粉末を0.3部、及びシリコーンオイルにより疎水化処理を行った製造例1に記載のシリカ微粉末(1)を1.7部加える。三井鉱山社製ヘンシェルミキサーを用いて均一拡散しブラックトナー(1)を得た。物性を表1に示す。
(ブラックトナーの製造例2)
・極性樹脂(1) 100部
・パラフィンワックス(1) 10部
(DSC吸熱ピーク:69℃、Mw:700、Mn:500)
・荷電制御剤:芳香族オキシカルボン酸Zn化合物
(ボントロンE−84:オリエント化学社製) 4部
・顔料:ブラック顔料 10部
(カーボンブラック Nipex30 pH:9.0)
上記材料を混練し粉砕して粉砕粒子(1)を得た。
その後、粉砕粒子(1)を65℃に加温したイオン交換水900部にリン酸三カルシウム3部とドデシルベンゼンスルホン酸塩を添加する。TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて10,000rpmにて撹拌して得た水系媒体に分散し、5時間かけて液温を95℃とし更に5時間撹拌を続け熱球形化を行った。
室温(25℃)まで冷却された懸濁液に塩酸を加えて燐酸カルシウム塩を溶解し、濾過・水洗を行い、湿潤着色粒子を得た。
次に、上記粒子を40℃にて12時間乾燥して、その後粒度分布調整してブラック粒子(2)を得た。その後、ブラック粒子(2)100部に対し、シリカ微粉末(1)に変えてシリカ微粉末(9)に変更する以外(ブラックトナー製造例1)と同様の処理を行い、ブラックトナー(2)を得た。ブラックトナー(2)の物性を表1に示す。
(トナーの製造例3)
下記乳化凝集法により、ブラックトナー(3)を製造した。
《樹脂粒子分散液1の調製》
・スチレン 90部
・nブチルアクリレート 20部
・アクリル酸 3部
・ドデカンチオール 6部
・四臭化炭素 1部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)2.5部をイオン交換水140部に溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化する。10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム1部を溶解したイオン交換水10部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、平均粒径が0.17μm、ガラス転移点が57℃、重量平均分子量(Mw)が11,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液1を調製した。
《樹脂粒子分散液2の調製》
・スチレン 75部
・nブチルアクリレート 25部
・アクリル酸 2部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3部をイオン交換水140部に溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化する。10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム0.8部を溶解したイオン交換水10部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続する。平均粒径が0.1μm、ガラス転移点が61℃、重量平均分子量(Mw)が550,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液2を調製した。
《離型剤粒子分散液の調製》
・エステル系ワックス(融点65℃) 50部
・アニオン性界面活性剤 5部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 200部
以上を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が0.5μmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液を調製した。
《着色剤粒子分散液1の調製》
・カーボンブラック 20部
・アニオン性界面活性剤 2部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。この着色剤粒子分散液1における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる着色剤粒子の平均粒径は、0.2μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
《帯電制御粒子分散液の調製》
・ジ−アルキル−サリチル酸の金属化合物 20部
(帯電制御剤、ボントロンE−88、オリエント化学工業社製)
・アニオン性界面活性剤 2部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。この帯電制御粒子分散液における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる帯電制御粒子の平均粒径は、0.2μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
<混合液調製>
・樹脂粒子分散液1 250部
・樹脂粒子分散液2 110部
・着色剤粒子分散液1 50部
・離型剤粒子分散液 70部
以上を、撹拌装置,冷却管,温度計を装着した1リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液を1N−水酸化カリウムを用いてpH=5.2に調整した。
<凝集粒子形成>
この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液150部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら57℃まで加熱した。この温度の時、樹脂粒子分散液2の3部と帯電制御剤粒子分散液の10部を加えた。50℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約5.75μmである凝集粒子(A)が形成されていることが確認された。
<融着工程>
その後、ここにアニオン製界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3部を追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら105℃まで加熱し、3時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、ブラックトナー粒子(3)を得た。
このブラックトナー粒子(3)100部に対し、シリカ微粉末(1)に変えてシリカ微粉末(10)に変更する以外(ブラックトナー製造例1)と同様の処理を行い、ブラックトナー(3)とした。物性を表1に示す。
(ブラックトナーの製造例4乃至10)
ブラックトナー製造例1にかえて、リン酸三カルシウムの添加量を変化させ、トナー重量平均粒径を変化させたことと、シリコーンオイルにより疎水化処理を行ったシリカ微粉末(1)に変えてシリカ微粉末(9)又は(11)に変更し、その添加量を変化させたこと、そしてチタニア粒子の添加量を変化させたことを除きブラックトナー製造例1と同様にしてブラックトナー(4)乃至(10)を得た。
(ブラックトナーの製造例11)
ブラックトナー製造例2において、粉砕して得られた粉砕粒子(1)を表面処理を行わず、粒度分布調整してブラック粒子(11)を得た。その後、ブラック粒子(11)100部に対し、(ブラックトナー製造例1)と同様の処理を行い、ブラックトナー(11)を得た。
(ブラックトナーの製造例12)
ブラックトナー製造例2において、粉砕して得られた粉砕粒子(1)をローターが回転するタイプの機械(本実施例ではハイブリタイザー5型:奈良機械社製)にて回転数6000rpm、時間4分の条件で表面処理を行い、その後粒度分布調整してブラック粒子(12)を得た。その後、ブラック粒子(12)100部に対し、(ブラックトナー製造例1)と同様の処理を行い、ブラックトナー(12)を得た。
(ブラックトナーの製造例13)
ブラックトナー製造例1において、カーボンブラックにかえてブラック染料にすることと、疎水化処理を行った1次粒径400nmのチタニア微粉末にかえて1次粒径200nmのスチレンポリマー粒子に変えることを除きブラックトナー製造例1と同様にしてブラックトナー(13)を得た。
(ブラックトナーの製造例14)
ブラックトナー製造例1にかえて、カーボンブラックの添加量を10部から20部にかえることと、疎水化処理を行った1次粒径400nmのチタニア微粉末にかえて1次粒径200nmの酸化亜鉛に変えることを除きブラックトナー製造例1と同様にしてブラックトナー(14)を得た。
(ブラックトナーの製造例15乃至18)
ブラックトナー製造例1にかえて、重合開始剤(t−ブチルパーオキシピバレート)の添加量および反応温度を変化させたこと、スチレン系樹脂(1)の添加量を変化させたことを除きブラックトナー製造例1と同様にしてブラックトナー(15)乃至(18)を得た。
(ブラックトナーの製造例19乃至20)
ブラックトナー製造例1にかえて、表1に示すシリカ微粉体(2)および(3)に変更することを除きブラックトナー製造例1と同様にしてブラックトナー(19)乃至(28)を得た。
(ブラックトナーの製造例21乃至22)
ブラックトナー製造例1にかえて、シリカ微粉体(4)に変更し、その添加量を表1に示す量に変更することを除きブラックトナー製造例1と同様にしてブラックトナー(21)乃至(22)を得た。
(ブラックトナーの製造例23乃至26)
ブラックトナー製造例1にかえて、表1に示すシリカ微粉体(5)乃至(8)に変更することを除きブラックトナー製造例1と同様にしてブラックトナー(23)乃至(26)を得た。
(トナーの製造例24乃至26)
顔料をカーボンブラックに代えてC.I.ピグメントレッド122;5部を使用した以外はトナー製造例1と同様にしてマゼンタトナー(1)を得た。また、C.I.ピグメントブルー15:3;5部を使用した以外はトナー製造例1と同様にしてシアントナー(1)を得た。C.I.ピグメントイエロー151;5部を使用した以外はトナー製造例1と同様にしてイエロートナー1を得た。
<実施例1乃至26>
(画像評価)
得られたトナー1乃至26を用い、下記の方法に従って画像評価を行った。
画像形成装置としては市販のレーザプリンタCLJ−9500(HP社製)のプロセススピードを150mm/秒に変えた改造機を用いる。さらにCLJ−5550(HP社製)の現像器を上記CLJ−9500に入るように改造した現像器に変更し、潜像担持体上に残ったトナーのクリーニング手段をブレードによるクリーニングに変更した。評価は高温高湿可変環境下(初期25℃,90%RH、1日評価終了時40℃,50%RH)で行った(CRG温度をモニターし、1日評価中CRG温度が55℃に達したところで終了する。1日の耐久枚数は約500枚である。)。
また、中間転写ベルトを下記構成に変更した。
中間転写ベルトの構成としては、図1において、厚さ100μm、体積抵抗率 1010ΩcmのPVDFを用いている。
さらに、トナーを潜像担持体より中間転写体へ転写を行う1次転写ローラを明細内で前述の導電シート部材および1次転写部材に変更した。
本実施例では、図1において、第1ステーションの1次転写部材10aとして、弾性部材31aは、ウレタンの発泡スポンジ状の弾性体を肉厚2mm、幅5mm、長さ230mmの略直方体形状にしたものを用いている。硬度はアスカーC 500gfで30°、抵抗値は500V印加時に1×106Ωである。本実施例では、弾性部材31aとして発泡ウレタンを用いているが、エピクロルヒドリンゴム、NBR、EPDMなどのゴム材料を用いても良い。シート部材32aは、体積抵抗率が50V印加で1×106Ωcmであり、厚み50μmの酢酸ビニルシートを用いている。本実施例では、シート部材として酢酸ビニルシートを用いているが、ポリカーボネート(PC)、Pvdf、PET、ポリイミド(PI)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)などのシートを用いてもよい。感光ドラム1aと中間転写ベルト13との接触領域Aを3mm、シート部材32aと中間転写ベルト13との接触領域Bを6mm、弾性体31a〜31d幅Dを5mmとしている。また、シート部材32aは、接触領域Aより0.5mm上流側(図2中のE領域)より接触して、3mm下流側(図2中のF領域)にシート部材32a端部がある。弾性部材31aには、1次転写電源22aと接続され、画像形成動作中は500Vの電圧が印加されている。
尚、第2〜第4ステーションについては、第1ステーションと同様の構成としているため説明を省略する。
本実施例において使用するシート部材及び転写ベルトの体積抵抗値は、製造する際に添加するカーボンブラック量を変更することにより調整した。使用の体積抵抗値は表2に記載する。
また、改造現像器に使用する現像ローラは下記のように作製し使用した。
(現像ローラーD−1の製造方法)
軸芯体としてSUS製の円柱にニッケルメッキを施し、さらにシランカップリング系プライマーを塗布、焼付けしたものを用いた。
ついで、軸芯体を金型に配置し、金型を100℃,5分間加熱し、導電性ジメチルシリコーンゴム(AskerC硬度15度品)を金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、100℃,15分加熱することにより、シリコーンゴムを加硫硬化し、冷却した後に脱型することで、弾性層を軸芯体の外周に設けた。
次に鎖延長されたポリオールを主成分として、架橋材としてTMP変性のTDIを必要量添加した。このウレタン樹脂の固形分(鎖延長されたポリオールと架橋材として用いたイソシアネートとの総量)が18質量%となるように調整したメチルエチルケトンを主溶媒とする混合溶液に、さらにカーボンブラック(商品名:MA−100、三菱化学製)を樹脂成分に対し30部添加した。十分に撹拌したものをディップ液とした。この液中に弾性層12が設けられた軸芯体11を浸漬してコーティングした後、引き上げて乾燥させ、120℃にて5時間加熱処理することで表面層13を弾性層12の外周に設け、現像ローラD−1を得た。
転写材としては、LETTERサイズのXEROX 4024用紙(XEROX社製、75g/m2)を用いて行った。
本発明の評価としては印字比率が1%となる文字画像を用い、単色モードにて以下に示す1枚ずつ間欠印字方法において10000枚を印字した。なお、画像形成速度はいずれも普通紙モード時の速度とした。さらに、印字文字は印字位置を固定し、現像ローラ上で常に印字される部分、常に印字されない部分が存在するように耐久を行った。また、10000枚目の画像を用い、以下の評価基準に基づき画像評価を行った。各評価結果について、表2に記す。
<実施例27>
(画像評価)
得られたブラックトナー1、マゼンタトナー1、シアントナー1、イエロートナー1を用い、フルカラーモードでの評価を行った。単色での評価同様、全ての項目でA評価であった。
<比較例1>
本比較例では、図3に示すように、シート部材42aと中間転写ベルト13の接触領域Bが、感光ドラム1aと中間転写ベルト13との接触領域Aより短い。本比較例で用いている弾性部材31aは、実施例1と同一のものを用いている。尚、第2〜第4ステーションも第1ステーションと同様の構成としているので説明を省略する。
なお、接触領域Bの巾は1.5mmである。
<比較例2>
本比較例では、図4に示すように、1次転写部材10aがシート部材32aのみで構成されており、弾性部材31aがない。シート部材32aと中間転写ベルト13との接触は、シート部材32aに1次転写電源22aにより電圧が印加されたときのみシート部材32aの静電吸着力のみで接触するものとする。本比較例で用いているシート部材32aは、実施例1と同一のものを用いている。尚、第2〜第4ステーションも第1ステーションと同様の構成としているので説明を省略する。
<比較例3乃至6>
(画像評価)
得られたトナー4、6、7および10を用い、後述の方法に従って画像評価を行った。評価結果を表5に記す。
<比較例7乃至11>
(画像評価)
得られたトナー11を用い、実施例1に変えて表4に示す転写設定に変更し、以下の方法に従って画像評価を行った。評価結果を表5に記す。
[現像性評価方法]
(かぶりの測定)
カブリの測定は、REFLECTOMETER MODEL TC−6DS(東京電色社製)を用い測定し、下記式により算出した。かぶり値は少ない方が良好である。
カブリ(反射率;%)=(標準紙の反射率;%)−(サンプルの白べた部の反射率;%)
A;1.5%以下
B:1.5%を超え2.0%以下
C:2.0%を超え2.5%以下
D:2.5%を超える
(転写効率)
転写効率は、1万枚通紙後の現像剤を図1に示す画像形成装置を用い、N/N条件下、感光体に現像したトナー坪量に対する紙上に転写したトナー坪量の割合を下記評価基準に基づいて評価した。
A:90%以上。
B:80%を超え90%未満。
C:70%を超え80%未満。
D:70%未満。
(画像濃度変化)
画像濃度はマクベス濃度計またはカラー反射濃度計(例えばColorreflection densitometer X−RITE 404Amanufactured by X−Rite Co.)で測定する。
初期濃度と一万枚耐久後の濃度の差で評価する。
A;10%以下
B:10%を超え20%以下
C:20%を超え30%以下
D:30%を超える
(縦方向ムラ)
縦方向ムラは、中間転写ベルト表面を目視で観察し、さらに画像欠陥を観察し、下記評価基準に基づいて評価した。
A;中間転写ベルト表面、画像ともに欠陥は全く認められない。
B;耐久後半、中間転写ベルト表面に汚れが若干認められるが、画像には現れない。
C;耐久後半、中間転写ベルト表面に汚れが若干認められ、画像にも若干のムラが生ずる。
D;耐久後半、中間転写ベルト表面の汚れがひどく、画像にもムラが生ずる。
(放電跡)
放電跡は、ハーフトーン画像を中間転写体上または転写材搬送体上転写紙上に現像転写し、目視およびルーペで観察し、下記評価基準に基づいて評価した。
A;ルーペにて確認しても画像欠陥は認められない。
B;目視では画像欠陥は認められないが、ルーペにて確認すると若干の放電による点状跡が見られる。
C;目視で画像欠陥(放電による点状跡)が認められる。
D;目視にて画像欠陥が認められ、明らかに文字のつぶれも生ずる。
(転写抜け跡)
転写抜け跡は、5pointの文字(本発明においては電驚)を中間転写体上または転写材搬送体上転写紙上に現像転写し、目視およびルーペで観察し、下記評価基準に基づいて評価した。
A;ルーペにて確認しても文字中抜けは認められない。
B;目視では文字中抜けは認められないが、ルーペにて確認すると若干の文字中抜けが見られる。
C;目視で若干の文字中抜けは認められる。
D;目視にて明らかに文字中抜けが生ずる。
(文字飛び散り)
文字飛び散りは、5pointの文字(本発明においては電驚)を中間転写体上または転写材搬送体上転写紙上に現像転写させる。さらに150℃の温度設定における定着を行い目視およびルーペで観察し、下記評価基準に基づいて評価した。
A;ルーペにて確認しても文字のつぶれは認められない。
B;目視では文字のつぶれは認められないが、ルーペにて確認すると若干の文字つぶれが見られる。
C;目視で若干の文字つぶれは認められる。
D;目視にて明らかに文字のつぶれが生ずる。
(トナー漏れ)
トナー漏れは、図1に示す画像形成装置を用い、1万枚通紙後の現像器および画像を観察し下記評価基準に基づいて評価した。
A;現像器表面、画像ともに欠陥は全く認められない。
B;耐久後半、現像器表面に汚れが若干認められるが、画像には現れない。
C;耐久後半、現像器表面に汚れが若干認められ、画像にも若干の汚れが生ずる。
D;耐久後半、現像器表面の汚れがひどく、画像にも汚れが生ずる。
Figure 2009244606
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本発明の現像装置を用いた画像形成装置の一例の説明図である。 本発明の転写装置の実施例の一例の説明図である。 本発明の転写装置の比較例の一例の説明図である。 本発明の転写装置の比較例の一例の説明図である。 本発明におけるトナー体積抵抗値測定装置の説明図である。
符号の説明
1 感光ドラム
2 帯電ローラ
3 クリーニングユニット
4 現像ローラ
5 トナー
7 現像剤塗布ブレード
10 一次転写部材
11 露光手段
12 走査ビーム
13 中間転写ベルト
14 駆動ローラ
14 駆動ローラ
15 テンションローラ
16 給紙カセット
17 ピックアップローラ
25 二次転写ローラ
27 中間転写ベルトクリーニング装置
31 弾性固定転写部材
32 シート部材

Claims (36)

  1. 静電荷像潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、次いで中間転写体を介してまたは介さずに被転写材に転写する転写工程を有する画像形成方法であって、
    転写工程は弾性固定転写部材を用いてトナーを転写させる工程であり、
    該弾性固定転写部材は中間転写体または被転写材搬送体の裏面に転写電界を付与するシート部材を介して接触しており、かつ中間転写体または被転写材搬送体と該シート部材が接触する接触領域が該静電荷像潜像担持体と中間転写体または被転写材搬送体との接触領域より長く、該シート部材と中間転写体または被転写材搬送体の接触領域(ニップ)が3.0×10-3(m)乃至1.5×10-2(m)であり、
    該弾性固定転写部材のアスカーC硬度が10°乃至50°であり、
    該弾性固定転写部材の当接圧が1000乃至6000Paであり、
    該トナーは少なくともトナー粒子とシリカ微粉体を含有し、該シリカ微粉体は疎水化処理されており、
    該トナーの重量平均粒径(D4)をA(μm)、温度23℃無加圧での凝集度をB(%)とし、温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の加熱加圧凝集度をCとした時、関係式C/Bが1.03乃至2.00、関係式C/Aが3.00乃至15.00を満たすことを特徴とする画像形成方法。
  2. 該トナーの重量平均粒径(D4)をA(μm)、温度23℃無加圧での凝集度をB(%)とし、温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の加熱加圧凝集度をCとした時、関係式C/Bが1.03乃至1.50、関係式C/Aが4.50乃至10.00を満たすことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 該トナーの体積抵抗値Dと該中間転写体または被転写材搬送体の体積抵抗値Eと該シート部材の体積抵抗値Fの関係が
    1×103≦D/E≦1×107 1×107≦D/F≦1×1012
    であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
  4. 該トナーのフロー式粒子像測定装置で計測される平均円形度が0.950乃至0.995であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。
  5. 該トナーのフロー式粒子像測定装置で計測される平均円形度が0.960乃至0.995であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。
  6. 該トナーの100℃におけるメルトインデックス(100℃/21.6kg荷重)が10乃至50であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
  7. 該トナーの100℃におけるメルトインデックス(100℃/21.6kg荷重)が12乃至30であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
  8. 該シリカ微粉体のレーザー回折型粒度分布計による体積基準粒度分布において、少なくとも10.00μm以上200.00μm未満の測定範囲においてピークを有し、10.00μm以上200.00μm未満の累積頻度%が50%以上であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成方法。
  9. 該シリカ微粉体のレーザー回折型粒度分布計による体積基準粒度分布において、少なくとも10.00μm以上200.00μm未満の測定範囲においてピークを有し、10.00μm以上200.00μm未満の累積頻度%が90%以上であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成方法。
  10. 該シリカ微粉体のレーザー回折型粒度分布計による体積基準粒度分布において、10.00μm以上39.23μm未満の累積頻度%をG、39.23μm以上200.00μm未満の累積頻度%をHとしたとき、0.45≦G/H≦6.00を満たすことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成方法。
  11. 該シリカ微粉体がシリカ微粒子母体100質量部に対して15質量部乃至30質量部のオイル処理がされていることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成方法。
  12. 該シリカ微粉体が解砕処理されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の画像形成方法。
  13. 該トナー粒子100質量部に対して該シリカ微粉体が0.3質量部乃至2.0質量部で添加されていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の画像形成方法。
  14. 前記トナー粒子は、水系媒体中で製造することを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の画像形成方法。
  15. 前記トナー粒子は、重合性単量体、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有する単量体組成物を水系媒体中に分散し、造粒し、重合性単量体を重合して生成することによって得ることができるものであることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の画像形成方法。
  16. 該シート部材と該中間転写体または被転写材搬送体の接触領域が該弾性固定転写部材幅以上であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の画像形成方法。
  17. 該中間転写体または被転写材搬送体の回転方向下流側の前記シート部材の端部がベルト体と接触していることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の画像形成方法。
  18. 該潜像担持体と該中間転写体または被転写材搬送体との接触領域内で該シート部材と該中間転写体または被転写材搬送体が接触を開始することを特徴とした請求項1乃至17のいずれかに記載の画像形成方法。
  19. 該弾性固定転写部材が発泡スポンジ体を有していることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載の画像形成方法。
  20. 該中間転写体または被転写材搬送体が中間転写ベルトであることを特徴とする請求項1乃至19のいずれかに記載の画像形成方法。
  21. 該中間転写体または被転写材搬送体が、転写材を担持搬送する転写ベルトであることを特徴とする請求項1乃至20のいずれかに記載の画像形成方法。
  22. 静電荷像潜像担持体上にトナー像を形成する現像工程、次いで中間転写体を介してまたは介さずに被転写材に転写する転写工程を有する画像形成方法に用いられるトナーであって、
    転写工程は弾性固定転写部材を用いてトナーを転写させる工程であり、
    該弾性固定転写部材は中間転写体または被転写材搬送体の裏面に転写電界を付与するシート部材を介して接触しており、かつ中間転写体または被転写材搬送体と該シート部材が接触する接触領域が該静電荷像潜像担持体と中間転写体または被転写材搬送体との接触領域より長く、該シート部材と中間転写体または被転写材搬送体の接触領域(ニップ)が3.0×10-3(m)乃至1.5×10-2(m)であり、
    該弾性固定転写部材のアスカーC硬度が10°乃至50°であり、
    該弾性固定転写部材の当接圧が1000乃至6000Paであり、
    該トナーは少なくともトナー粒子とシリカ微粉体を含有し、該シリカ微粉体は疎水化処理されており、
    該トナーの重量平均粒径(D4)をA(μm)、温度23℃無加圧での凝集度をB(%)とし、温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の加熱加圧凝集度をCとした時、関係式C/Bが1.03乃至2.00、関係式C/Aが3.00乃至15.00を満たすことを特徴とするトナー。
  23. 該トナーの重量平均粒径(D4)をA(μm)、温度23℃無加圧での凝集度をB(%)とし、温度55℃/加圧2000Paの条件下放置後の加熱加圧凝集度をCとした時、関係式C/Bが1.03乃至1.50、関係式C/Aが4.50乃至10.00を満たすことを特徴とする請求項22に記載のトナー。
  24. 該トナーの体積抵抗値Dと該中間転写体または被転写材搬送体の体積抵抗値Eと該シート部材の体積抵抗値Fの関係が
    1×103≦D/E≦1×107 1×107≦D/F≦1×1012
    であることを特徴とする請求項22又は23に記載のトナー。
  25. 該トナーのフロー式粒子像測定装置で計測される平均円形度が0.950乃至0.995であることを特徴とする請求項22乃至24のいずれかに記載のトナー。
  26. 該トナーのフロー式粒子像測定装置で計測される平均円形度が0.960乃至0.995であることを特徴とする請求項22乃至25のいずれかに記載のトナー。
  27. 該トナーの100℃におけるメルトインデックス(100℃/21.6kg荷重)が10乃至50であることを特徴とする請求項22乃至26のいずれかに記載のトナー。
  28. 該トナーの100℃におけるメルトインデックス(100℃/21.6kg荷重)が12乃至30であることを特徴とする請求項22乃至26のいずれかに記載のトナー。
  29. 該シリカ微粉体のレーザー回折型粒度分布計による体積基準粒度分布において、少なくとも10.00μm以上200.00μm未満の測定範囲においてピークを有し、10.00μm以上200.00μm未満の累積頻度%が50%以上であることを特徴とする請求項22乃至28のいずれかに記載のトナー。
  30. 該シリカ微粉体のレーザー回折型粒度分布計による体積基準粒度分布において、少なくとも10.00μm以上200.00μm未満の測定範囲においてピークを有し、10.00μm以上200.00μm未満の累積頻度%が90%以上であることを特徴とする請求項22乃至28のいずれかに記載のトナー。
  31. 該シリカ微粉体のレーザー回折型粒度分布計による体積基準粒度分布において、10.00μm以上39.23μm未満の累積頻度%をG、39.23μm以上200.00μm未満の累積頻度%をHとしたとき、0.45≦G/H≦6.00を満たすことを特徴とする請求項22乃至30のいずれかに記載のトナー。
  32. 該シリカ微粉体がシリカ微粒子母体100質量部に対して15質量部乃至30質量部のオイル処理がされていることを特徴とする請求項22乃至31のいずれかに記載のトナー。
  33. 該シリカ微粉体が解砕処理されていることを特徴とする請求項22乃至32のいずれかに記載のトナー。
  34. 該トナー粒子100質量部に対して該シリカ微粉体が0.3質量部乃至2.0質量部で添加されていることを特徴とする請求項22乃至33のいずれかに記載のトナー。
  35. 前記トナー粒子は、水系媒体中で製造することを特徴とする請求項22乃至34のいずれかに記載のトナー。
  36. 前記トナー粒子は、重合性単量体、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有する単量体組成物を水系媒体中に分散し、造粒し、重合性単量体を重合して生成することによって得ることができるものであることを特徴とする請求項22乃至35のいずれかに記載のトナー。
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