JP2018163228A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
これに対して本発明は、転写手段において外周表面が像保持体に接触するよう設けられたベルト部材が、外周表面を構成する層のJIS−A硬度が90度を超えるベルト部材である場合に比べ、像保持体から記録媒体へトナー画像を転写する際に高い転写効率が得られる画像形成装置を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体に外周表面が接触するベルト部材であって、前記外周表面を構成する層がJIS−A硬度50度以上90度以下の弾性層であるベルト部材を備え、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備え、
前記静電荷像現像用トナーが、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子を有し、前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下であり、前記トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上9μm以下であり、前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上であり、前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である画像形成装置。
前記パラフィン系ワックスの融解温度が65℃以上78℃以下の範囲である請求項1に記載の画像形成装置。
前記パラフィン系ワックスの融解温度が65℃以上75℃以下の範囲である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が28質量%以上38質量%以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が30質量%以上35質量%以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が5℃以下である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記結晶性樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記結晶性樹脂の含有量が、前記静電荷像現像用トナーの全量に対し3質量%以上20質量%以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記結晶性樹脂の含有量が、前記静電荷像現像用トナーの全量に対し5質量%以上15質量%以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記ベルト部材は、前記弾性層のみからなる単層構造のベルト部材であり、かつ前記弾性層の厚さが200μm以上5000μm以下である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
前記ベルト部材は、前記弾性層の内周表面側に基材を有する積層構造のベルト部材であり、かつ前記弾性層の厚さが100μm以上2000μm以下である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
請求項3に係る発明によれば、静電荷像現像用トナーに含まれるパラフィン系ワックスの融解温度が75℃を超える場合に比べ、画像の低温定着性に優れた画像形成装置が提供される。
請求項4に係る発明によれば、静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が28質量%未満又は38質量%を超える場合に比べ、画像の低温定着性に優れた画像形成装置が提供される。
請求項5に係る発明によれば、静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が30質量%未満又は35質量%を超える場合に比べ、画像の低温定着性に優れた画像形成装置が提供される。
請求項6に係る発明によれば、静電荷像現像用トナーに含まれる結晶性樹脂の融解温度とパラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が5℃を超える場合に比べ、画像の定着性に優れた画像形成装置が提供される
。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」とも称する)を含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。
そして、転写手段は、像保持体に外周表面が接触するベルト部材であって、外周表面を構成する層がJIS−A硬度50度以上90度以下の弾性層であるベルト部材を備える。
さらに、トナーは、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子を有し、前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下であり、前記トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上9μm以下であり、前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上であり、前記トナーのトルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である。
また、トナー粒子において、形状係数SF1が140以上であるとは、形状が不定形であることを示している。なお、形状係数SF1が140以上であるほど不定形なトナー粒子は、通常、粉砕法(例えば混練粉砕法)で製造された粉砕トナー粒子であることを示している。
また、トナー粒子において、体積平均粒径が6μm以上9μm以下であるとは、トナー粒子が比較的小径であることを示している。
以下、上記特性を有する本実施形態におけるトナーを「特定粉砕トナー」、又は単に「トナー」と称して説明することがある。
しかし、結晶性樹脂及び特定パラフィン系ワックスを含む粉砕トナー粒子を用いた場合、像保持体から記録媒体へトナー画像を転写する際に転写性に劣ることがあった。
その理由は、以下のように推察される。
粉砕トナー粒子は、一般的に結着樹脂や着色剤、ワックス等を混合しこの混合物を粉砕することで製造される。そのため、この製法に由来して不定形となり易く、また粉砕された断面がそのままトナー粒子の表面となるため、トナー粒子表面に前述の結晶性樹脂や特定パラフィン系ワックスが露出し易くなる。ここで、結晶性樹脂や特定パラフィン系ワックスは、トナー粒子中の他の成分に比べて比較的軟質であるため、これらの成分が表面に露出した粉砕トナー粒子は粘着性が高まり易い。その結果、像保持体上に形成されたトナー画像を記録媒体表面に転写する際、より具体的には直接転写方式において像保持体上のトナー画像を記録媒体表面に転写する際、中間転写方式において像保持体上のトナー画像を中間転写体表面に一次転写する際、及び中間転写体上のトナー画像を記録媒体表面に二次転写する際に、粘着性の高まりに伴って粉砕トナー粒子が像保持体又は中間転写体から離型し難くなる。その結果、トナー画像の転写性が低下するものと考えられる。
また、トナーとして、粉砕トナー粒子の表面に外添剤が外添されたトナーを使用することがある。粉砕トナー粒子の表面に存在する外添剤は、粉砕トナー粒子と他の部材との間に介在してスペーサー効果を発揮するため、像保持体から記録媒体へのトナー画像の転写性に寄与する。しかし、前述の通り、結晶性樹脂や特定パラフィン系ワックスを含む粉砕トナー粒子では、比較的軟質であるこれらの成分が表面に露出し易いため、外添剤が粉砕トナー粒子の表面に埋り込み易く、つまり外添剤構造が変化し易い。埋り込んだ外添剤はスペーサー効果を発揮し難くなるため、この観点からも、結晶性樹脂や特定パラフィン系ワックスを含有する粉砕トナー粒子を用いると、トナー画像の転写性が低下するものと考えられる。
ベルト部材の外周表面を構成する層のJIS−A硬度が90度以下であることは、つまりベルト部材の像保持体と接触する側の面が柔らかさを有していることを表す。これにより、ベルト部材の外周表面は、像保持体との接触位置にて像保持体からの圧力により凹み易くなるため、JIS−A硬度が上記範囲を上回る場合に比べて、より幅の広いニップ(接触面積の広い接触領域)が形成される。つまり、直接転写方式の転写手段では、像保持体から記録媒体への転写位置で幅広いニップが形成され、トナー画像が像保持体と記録媒体及び記録媒体搬送ベルトとの間に挟まれる時間がより長くなる。また、中間転写方式の転写手段では、像保持体から中間転写ベルトへの一次転写位置で幅広いニップが形成され、トナー画像が像保持体と中間転写ベルトとの間に挟まれる時間がより長くなる。さらに、中間転写方式の転写手段では、ベルト部材(中間転写ベルト)が二次転写位置での二次転写部材との接触位置においても凹み易くなり、幅の広いニップが形成されるため、トナー画像が中間転写ベルトと記録媒体及び二次転写部材との間に挟まれる時間がより長くなる。
その結果、トナー画像の像保持体から記録媒体表面への転写性(直接転写方式における像保持体から記録媒体への転写性、並びに、中間転写方式における像保持体から中間転写体(中間転写ベルト)表面への一次転写性及び中間転写体から記録媒体表面への二次転写性)が向上し、高い転写効率が達成されるものと考えられる。
そして、転写手段は、像保持体に外周表面が接触するベルト部材であって、外周表面を構成する層がJIS−A硬度50度以上90度以下の弾性層であるベルト部材を備える。
ベルト部材を中間転写ベルトとして備える態様であれば、転写手段は、中間転写ベルト(ベルト部材)と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写ベルトの表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写ベルトの表面に転写されたトナー画像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、を備える構成を有する。
また、ベルト部材を記録媒体搬送ベルトとして備える態様であれば、転写手段は、像保持体の表面に形成されたトナー画像が記録媒体に転写される転写位置まで記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルト(ベルト部材)と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える構成を有する。
本実施形態では、図1に示すようにベルト部材15は無端状に形成されてなる。転写手段中においてベルト部材15は、複数のロール(図1ではロール131、132)に張力が掛かった状態で架け渡されて、ベルト部材ユニット150を形成している。
また、ベルト部材15は、弾性層のみからなる単層構造のベルト部材であってもよい。
弾性層は、弾性を有する材料(弾性材料)を含んで構成され、好ましくはゴム材料を含む。また、弾性層には導電性を付与する観点で導電剤が含有されてもよく、さらにその他周知の添加剤を含んで構成されてもよい。
弾性層のJIS−A硬度は50度以上90度以下である。より好ましくは60度以上80度以下であり、さらに好ましくは70度以上80度以下である。
弾性層に用いられる弾性材料としては、例えば、ウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、エピクロルヒドリンゴム(ECO)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、塩素化ポリイソプレンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素添加ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン等の樹脂等が挙げられ、これらを1種類又は2種類以上混合してなる材料が挙げられる。
弾性層には、導電性を付与する観点で導電剤が含有されてもよい。
導電剤としては、導電性(例えば体積抵抗率107Ω・cm未満、以下同様である)もしくは半導電性(例えば体積抵抗率107Ω・cm以上1013Ω・cm以下、以下同様である)の粒子が挙げられる。
なお、導電剤としては、1次粒径が10μm未満の粒子がよく、1次粒径が1μm以下の粒子がより好ましい。
カーボンブラック等の導電剤の平均一次粒子径は、次の方法により測定される。まず、測定対象となるベルト部材から、ミクロトームにより切断して、100nmの厚さの測定サンプルを採取し、本測定サンプルをTEM(透過型電子顕微鏡)により観察する。そして、導電剤の粒子50個の各々の投影面積に等しい円の直径を粒子径として、その平均値を平均一次粒子径とする。
導電剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
導電剤以外のその他の添加剤としては、例えば、導電剤(カーボンブラック等)の分散性を向上するための分散剤、機械強度などの各種機能を付与するための各種充填剤、触媒、製膜品質向上のためのレベリング剤、離型性を向上させるための離型性材料(例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)等のフッ素樹脂粒子)等が挙げられる。
ベルト部材が、弾性層のみからなる単層構造のベルト部材である場合、弾性層(つまりベルト部材)の厚さ(平均厚さ)は、200μm以上5000μm以下が好ましく、より好ましくは300μm以上4000μm以下であり、さらに好ましくは400μm以上2000μm以下である。
弾性層(つまりベルト部材)の厚さが上記範囲であることで、トナー画像の像保持体から記録媒体表面への転写効率が高め易くなり、かつベルト部材としての駆動伝達性も高め易い。
弾性層の厚さが上記範囲であることで、トナー画像の像保持体から記録媒体表面への転写効率が高め易くなる。
なお、ベルトの軸方向とは、ベルト部材が複数のロールに張力がかかった状態で掛け渡された際に、該ロールの軸方向となる方向を指す。
ベルト部材は、弾性層の内周表面側に基材を有する積層構造のベルト部材であってもよい。
基材は、例えば、樹脂材料を含んで構成されることがよい。また、導電性を付与する観点で導電剤が含有されてもよく、さらにその他周知の添加剤を含んで構成されてもよい。
基材は、その弾性率が2000MPa以上6000MPa以下であることが好ましく、より好ましくは3000MPa以上6000MPa以下である。
内周表面を構成する基材の弾性率が上記範囲であることで、複数のロールに架け渡されて回転駆動される際のベルトの伸びに伴う張力変化が抑制され易く、ベルト部材としての駆動伝達性に優れる。
基材に用いられる樹脂材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、フッ化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。基材には、それぞれ樹脂材料を1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
ポリイミド樹脂としては、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との重合体であるポリアミド酸(ポリアミック酸)のイミド化物が挙げられる。ポリイミド樹脂として具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との等モル量を溶媒中で重合反応させてポリアミド酸の溶液として得て、そのポリアミド酸をイミド化して得られたものが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂は、トリカルボン酸とジアミン化合物とからの縮合物であるポリアミド−ポリアミック酸樹脂を脱水閉環反応させたポリアミドイミド樹脂が挙げられる。
具体的には、ポリアミドイミド樹脂としては、
(1)トリカルボン酸無水物とジアミンとの等モル量を有機極性溶媒中、脱水触媒存在下、高温で重縮合及びイミド化反応(脱水閉環反応)をさせる方法
(2)無水トリカルボン酸モノクロリドとジアミンとの等モル量を有機極性溶媒中、低温で重縮合及びイミド化反応をさせる方法
(3)トリカルボン酸無水物とジイソシアネートとを有機極性溶媒中、高温で重縮合及びイミド化反応させる方法
等によって得られるポリアミドイミド樹脂が挙げられる。
なお、塗布液には、ポリイミド樹脂の前駆体であるイミド化反応前のポリアミド−ポリアミック酸樹脂を含ませ、塗布後、ポリアミド−ポリアミック酸樹脂をイミド化反応して、ポリアミドイミド樹脂を形成する。
芳香族ジアミン化合物としては、例えば、3,3’−ジアミノベンゾフエノン、P−フエニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフエニル、4,4’−ジアミノジフエニルアミド、4,4’−ジアミノジフエニルメタン、4,4’−ジアミノジフエニルエーテル、ビス[4−{3−(4−アミノフエノキシ)ベンゾイル}フェニル]エーテル、4,4’−ビス(3−アミノフエノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフエノキシ)フェニル]スルホン2,2’−ビス[4−(3−アミノフエノキシ)フェニル]プロパン等が挙げられる。
ジイソシアネート化合物としては、例えば、3,3’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、2,2’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、ビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、ビフェニル−3,3’−ジイソシアネート、ビフェニル−3,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジエチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、2,2’−ジエチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、2,2’−ジメトキシビフェニル−4,4’−ジイソシアネート等が挙げられる。
ジイソシアネート化合物としては、ブロック剤でイソシアナト基を安定化したものも挙げられる。ブロック剤としてはアルコール、フェノール、オキシム等があるが、特に制限はない。
また、基材には導電剤や、導電剤以外のその他の添加剤を添加してもよい。導電剤及びその他の添加剤としては、前記弾性層の項において説明した導電剤及びその他の添加剤が挙げられる。
導電剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
ベルト部材が、弾性層の内周表面側に基材を有する積層構造のベルト部材である場合、その基材の厚さ(平均厚さ)は、10μm以上1000μm以下が好ましく、より好ましくは30μm以上600μm以下であり、さらに好ましくは50μm以上400μm以下である。
内周表面を構成する基材の厚さが上記範囲であることで、複数のロールに架け渡されて回転駆動される際のベルトの伸びに伴う張力変化が抑制され易く、ベルト部材としての駆動伝達性に優れる。
ベルト部材が、弾性層の内周表面側に基材を有する積層構造のベルト部材である場合、弾性層と基材とを接着層を介して形成してもよい。接着層に用いられる接着剤としては、特に限定されず公知のものが用いられ、例えばシランカップリング剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤等が挙げられる。
ここで、転写手段に用いられるベルト部材を製造する方法について説明する。なお、ベルト部材を製造する方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下の各工程を有する製造方法が挙げられる。
・(弾性層形成用組成物準備工程)
前述の弾性材料(CR、NBR、EPDM、ECOなど)に対し、必要により導電剤(電子導電剤やイオン導電剤等)などの添加剤を混入分散させた後、これを加圧式ニーダー等の混練機で混練させ、さらに加硫剤や加硫促進剤等を加えて、弾性層形成用組成物を準備する。
・(弾性層形成工程)
得られた弾性層形成用組成物を用いて、押出加工を行う。なお、押出成形する場合、加硫マンドレルと呼ばれるベルト内径と同サイズの外径を持つ金属製のシリンダに、弾性層形成用組成物を覆い被せた状態で予め定めた条件(例えば170℃で1時間)にて加硫させる方法が挙げられる。
・(脱型工程)
その後、固化されたベルト部材をシリンダから取外して(脱型)、ベルト部材が得られる。
・(基材形成用塗布液準備工程)
基材を形成するための塗布液、つまり前述の樹脂材料や導電剤等が溶媒中に溶解又は分散された基材形成用塗布液を準備する。
・(基材形成工程)
円筒状の金型の外周面上に、基材形成用塗布液を塗布する。塗布方法は公知の方法を適用し得る。塗布液が塗布された金型を、回転させながら乾燥(さらに必要であれば加熱)して、基材を固化させる。
前記と同様にして準備した弾性層形成用組成物を、基材が形成された金型上に押出加工する。その後、基材上に弾性層形成用組成物を覆い被せた状態で、予め定めた条件(例えば170℃で1時間)にて加硫させる。
・(脱型工程)
その後、固化されたベルト部材を金型から取外して(脱型)、ベルト部材が得られる。
また、弾性層を形成する前に、基材上に接着剤を塗布して接着層を形成してもよい。
転写手段に用いられるベルト部材の外周表面の表面抵抗率は、転写性の観点から、常用対数値で9(LogΩ/□)以上13(LogΩ/□)以下であることが好ましく、10(LogΩ/□)以上12(LogΩ/□)以下であることがより好ましい。
なお、表面抵抗率の常用対数値は、導電剤の種類、及び導電剤の添加量により制御される。
式:ρs=π×(D+d)/(D−d)×(V/I)
なお、表面抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部Cの外径Φ16mm、リング状電極部Dの内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。
式ρv=19.6×(V/I)×t
なお、体積抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部Cの外径Φ16mm、リング状電極部Dの内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。
ついで、本実施形態に係る画像形成装置において、現像手段に収容される静電荷像現像剤中に含有される静電荷像現像用トナーについて、詳細に説明する。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、少なくとも特定パラフィン系ワックスを含む離型剤と、必要に応じて、着色剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
結着樹脂としては、非晶性樹脂及び結晶性樹脂が併用される。結着樹脂において非晶性樹脂に加えて結晶性樹脂が併用されることで、優れた低温定着性が得られる。
ここで、非晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)を用いた熱分析測定において、明確な吸熱ピークではなく、階段状の吸熱変化のみを有するものであり、常温固体で、ガラス転移温度以上の温度において熱可塑化するものを指す。
一方、結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものをいう。
具体的には、例えば、結晶性樹脂とは、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを意味し、非晶性樹脂とは、半値幅が10℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂を意味する。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂として、少なくとも非晶性樹脂及び結晶性樹脂の2種類以上の樹脂が併用される。
本実施形態では、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用することが好ましい。但し、結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して、含有量が2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、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。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、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。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
なお、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、非晶性ポリエステル樹脂におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)による方法に準じて測定される。
結晶性樹脂の含有量が上記の範囲であることで、優れた低温定着性が得られる。
・特定パラフィン系ワックス
トナー粒子は、離型剤として、少なくとも融解温度が60℃以上80℃以下であるパラフィン系ワックス(特定パラフィン系ワックス)を含む。特定パラフィン系ワックスの融解温度としては、65℃以上78℃以下が好ましく、65℃以上75℃以下がより好ましい。
パラフィン系ワックスの融解温度が80℃以下であることで優れた低温定着性が得られ、一方融解温度が60℃以上であることでトナーの保管安定性が高められる。
その他の離型剤としては、例えば、融解温度が60℃未満又は80℃超えのパラフィン系ワックス、パラフィン系ワックス以外の炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。その他の離型剤は、これに限定されるものではない。
なお、トナー粒子がその他の離型剤を含有する場合、融解温度が60℃以上80℃以下の特定パラフィン系ワックスの含有量は、離型剤の全量に対して、50質量%を超えることが好ましく、より好ましくは60質量%以上である。
本実施形態におけるトナー粒子は、結晶性樹脂及び融解温度が60℃以上80℃以下の特定パラフィン系ワックスを含み、結晶性樹脂の融解温度と特定パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下である。上記差の絶対値は、8℃以下が好ましく、5℃以下がより好ましく、差の絶対値が小さいほど好ましい。
結晶性樹脂と特定パラフィン系ワックスとの融解温度の差の絶対値が10℃以下であることで、優れた定着性が得られる。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
トナー粒子の体積平均粒径は6μm以上9μm以下であり、6.5μm以上8μm以下がより好ましい。
トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上であることで、粉砕法によって製造する際の製造適性が得られる。一方、体積平均粒径が9μm以下であることで、トナー粒子が比較的小径となり、高画質な画像が得易くなる。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積を小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
トナー粒子の形状係数SF1は、140以上であり、141以上が好ましく、143以上がより好ましい。トナー粒子の形状係数SF1が140以上であることで、粉砕法によって製造する際の製造適性が得られる。
一方、形状係数SF1の上限値は、比較的球形に近い形状となり高画質な画像が得易くなるとの観点から、155以下が好ましく、153以下がより好ましく、151以下がさらに好ましい。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を、画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
本実施形態では、トナー画像の転写性向上等の観点から、トナー粒子の表面に外添剤が添加されていてもよい。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
シリカ粒子としては、シリカ、すなわちSiO2を主成分とする粒子であればよく、結晶性でも非晶性でもよい。また、シリカ粒子としては、水ガラス、アルコキシシラン等のケイ素化合物を原料に製造された粒子であってもよいし、石英を粉砕して得られる粒子であってもよい
具体的には、シリカ粒子としては、例えば、ゾルゲルシリカ粒子、水性コロイダルシリカ粒子、アルコール性シリカ粒子、気相法により得られるフュームドシリカ粒子、溶融シリカ粒子等が挙げられる。
ここで、単分散の定義としては、凝集体を含め平均粒径に対する標準偏差で議論することができ、標準偏差として体積平均粒径D50×0.22以下であることが好ましい。また、球状の定義としては、後述する平均円形度で議論することができる。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤の一次粒子を、走査型電子顕微鏡SEM(Scanning Electron Microscope)装置((株)日立製作所製:S−4100)により観察して画像を撮影し、この画像を画像解析装置(LUZEXIII、(株)ニレコ製)に取り込み、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの面積を測定し、この面積値から円相当径を算出する。この円相当径の算出を、外添剤100個について実施する。そして、得られた円相当径の体積基準の累積頻度における50%径(D50)を外添剤の平均一次粒径(平均円相当径D50)とする。なお、電子顕微鏡は1視野中に外添剤が10個以上50個以下程度写るように倍率が調整され、複数視野の観察を合わせて一次粒子の円相当径が求められる。
本実施形態におけるトナーは、トルエン不溶分の含有率が25質量%以上45質量%以下である。トルエン不溶分としては、28質量%以上38質量%以下であることが好ましく、30質量%以上35質量%以下であることがより好ましい。
トルエン不溶分が25質量%以上であることで、上記範囲を下回る場合に比べて、優れた低温定着性が得易くなり、かつ画像において光沢度(グロス)の上昇が抑制され易くなる。
一方、トルエン不溶分が45質量%以下であることで、上記範囲を上回る場合に比べて、優れた低温定着性が得易くなる。
秤量したガラス繊維製の円筒ろ紙に秤量したトナーを1g投入し、加熱式ソックスレー抽出装置の抽出管に装着する。そして、フラスコにトルエンを注入して、マントルヒーターを用いて110℃に加熱する。また、抽出管に装着した加熱ヒーターを用いて抽出管の周部を125℃に加熱する。抽出サイクルが4分以上5分以下の範囲で1回となるような還流速度で抽出を行う。10時間抽出した後、円筒ろ紙とトナー残渣を取り出して乾燥し、秤量する。
そして、式:トナー残渣量(質量%)=[(円筒ろ紙量+トナー残渣量)(g)−円筒ろ紙量(g)]÷トナー質量(g)×100に基づいて、トナー残渣量(質量%)を算出し、このトナー残渣量(質量%)をトルエン不溶分(質量%)とする。
なお、トナー残渣は、着色剤、外添剤等の無機物、及び結着樹脂の高分子量成分等からなる。また、トナー粒子に離型剤を含む場合、加熱による抽出を行うことから、離型剤はトルエン可溶分となっている。
次に、本実施形態におけるトナーの製造方法について説明する。
本実施形態におけるトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
混練粉砕法は、結着樹脂と、融解温度が前述の範囲である特定パラフィン系ワックスを少なくとも含む離型剤と、を溶融混練した後、粉砕、分級することでトナー粒子を製造する方法である。混練粉砕法では、例えば、結着樹脂及び離型剤を含む構成成分を溶融混練する混練工程と、溶融混練物を冷却する冷却工程と、冷却後の混練物を粉砕する粉砕工程と、粉砕物を分級する分級工程と、を経てトナー粒子が製造される。
以下、混練粉砕法の各工程の詳細について説明する。
混練工程は、結着樹脂及び離型剤を含む構成成分(樹脂粒子形成材料)を溶融混練し、混練物を得る工程である。
混練工程に用いられる混練機としては、例えば、三本ロール型、一軸スクリュー型、二軸スクリュー型、バンバリーミキサー型が挙げられる。
また、溶融温度としては、混練する結着樹脂及び離型剤の種類、配合比等に応じて決定されればよい。
冷却工程は、上記混練工程において形成された混練物を冷却する工程である。
冷却工程では、混練工程終了直後の分散状態を保つために、混練工程終了の際における混練物の温度から4℃/sec以上の平均降温速度で40℃以下まで冷却することが好ましい。
なお、平均降温速度とは、混練工程終了の際における混練物の温度から40℃まで降温させる速度の平均値をいう。
冷却工程により冷却された混練物を、粉砕工程で粉砕することで粒子が形成される。
粉砕工程では、例えば、機械式粉砕機、ジェット式粉砕機等が使用される。
粉砕工程で得られた粉砕物(粒子)は、必要に応じて、6μm以上9μm以下の体積平均粒径のトナー粒子を得るため、分級工程にて分級を行ってもよい。
分級工程においては、従来から使用されている遠心式分級機、慣性式分級機等が使用され、微粉(目的とする範囲の粒径よりも小さい粒子)及び粗粉(目的とする範囲の粒径よりも大きい粒子)が除去される。
本実施形態に用いられる静電荷像現像剤は、前述のトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態における静電荷像現像剤は、前述のトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
なお、磁性粉分散型キャリアおよび樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
次いで、本実施形態に係る画像形成装置におけるその他の構成(転写手段に用いられるベルト部材及び現像手段に収容される現像剤以外の構成)について説明する。
ベルト部材を中間転写ベルトとして備える態様であれば、転写手段は、中間転写ベルト(ベルト部材)と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写ベルトの表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写ベルトの表面に転写されたトナー画像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、を備える構成を有する。
また、ベルト部材を記録媒体搬送ベルトとして備える態様であれば、転写手段は、像保持体の表面に形成されたトナー画像が記録媒体に転写される転写位置まで記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルト(ベルト部材)と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える構成を有する。
まず、転写手段において、ベルト部材を中間転写ベルトとして用いた画像形成装置を例にして説明する。
図4は、本実施形態に係る画像形成装置の一例の構成を示した概略構成図である。
なお、上記の各色成分トナーの少なくとも1つとして、既述の特定粉砕トナーが用いられる。本実施形態では、各色成分トナーの全てが既述の特定粉砕トナーであることが好ましい。
第1の態様に係る画像形成装置では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。
次に、転写手段において、ベルト部材を記録媒体搬送ベルトとして用いた画像形成装置を例にして説明する。
図5は、本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
なお、上記の各色現像装置の少なくとも1つに、既述の特定粉砕トナーが収容される。本実施形態では、各色現像装置の全てが既述の特定粉砕トナーを収容することが好ましい。
なお、用紙搬送ベルト207が、既述のベルト部材である。
また、クリーニング用対向ロール213としては、前述の図4に示す画像形成装置100に用いられるクリーニング用対向ロール113と同様の構成のものを、そのまま適用し得る。
第2の態様に係る画像形成装置では、まずユニットBKにおいて、感光体ドラム201BKを回転駆動させる。これと連動して帯電器202BKが駆動し、感光体ドラム201BKの表面を目的の極性及び電位に帯電させる。表面が帯電された感光体ドラム201BKは、次に、露光器214BKによって像様に露光され、その表面に静電荷像が形成される。
以上により用紙上に画像が形成される。
<結晶性樹脂(A)の作製>
・セバシン酸ジメチル:100質量部
・ヘキサンジオール:67.8質量部
・ジブチルすずオキサイド:0.10質量部
上記組成の各成分を三口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で、反応中に生成された水は系外へ除去しながら、185℃で5時間反応させた後、徐々に減圧しながら220℃まで温度をあげて、6時間反応させた後、冷却した。こうして、重量平均分子量が33,700の結晶性樹脂(A)を用意した。
・テレフタル酸ジメチル:61質量部
・フマル酸ジメチル:75質量部
・ドデセニルコハク酸無水物:34質量部
・トリメリット酸:16質量部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物:137質量部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物:191質量部
・ジブチルすずオキサイド:0.3質量部
上記組成の各成分を三口フラスコに入れ、窒素雰囲気下で、反応により生成された水は系外へ除去しながら、180℃で3時間反応させた後、徐々に減圧しながら240℃まで温度をあげて、2時間反応させた後、冷却した。こうして、重量平均分子量が17,100の非晶性樹脂(1)を用意した。
・テレフタル酸ジメチル:60質量部
・フマル酸ジメチル:74質量部
・ドデセニルコハク酸無水物:30質量部
・トリメリット酸:22質量部
成分組成を上記の物に変更した以外は、非晶性樹脂(1)の作製と同様にして非晶性樹脂(2)を作製した。非晶性樹脂(2)の重量平均分子量は17,500であった。
・テレフタル酸ジメチル:60質量部
・フマル酸ジメチル:70質量部
・ドデセニルコハク酸無水物:29質量部
・トリメリット酸:29質量部
成分組成を上記の物に変更した以外は、非晶性樹脂(1)の作製と同様にして非晶性樹脂(3)を作製した。非晶性樹脂(3)の重量平均分子量は16,600であった。
・テレフタル酸ジメチル:55質量部
・フマル酸ジメチル:64質量部
・ドデセニルコハク酸無水物:27質量部
・トリメリット酸:46質量部
成分組成を上記の物に変更した以外は、非晶性樹脂(1)の作製と同様にして非晶性樹脂(4)を作製した。非晶性樹脂(3)の重量平均分子量は15,100であった。
非晶性樹脂(1)79質量部と、着色剤(C.I.Pigment Blue 15:1)7質量部と、離型剤(パラフィンワックス、融解温度73℃、日本精鑞株式会社製)5質量部と、結晶性樹脂(A)(融解温度71℃)8質量部とを、ヘンシェルミキサ(日本コークス工業株式会社製)に投入し、周速15m/秒で5分間撹拌混合した後、得られた撹拌混合物をエクストルーダー型連続混練機で溶融混練した。
ここで、エクストルーダーの設定条件は、供給側温度が160℃、排出側温度が130℃、冷却ロールの供給側温度が40℃、排出側温度が25℃であった。なお冷却ベルトの温度を10℃に設定した。
得られた溶融混練物を冷却させた後、ハンマーミルを用いて粗粉砕し、次いでジェット式粉砕機(日本ニューマチック工業社製)を用いて6.5μmに微粉砕し、更にエルボージェット分級機(日鉄鉱業株式会社製、型式:EJ−LABO)を用いて分級して、トナー粒子(1)を得た。
トナー粒子(1)の体積平均粒径及びSF1を既述の方法に従って測定したところ、体積平均粒径は6.9μmであり、形状係数SF1は145であった。
トナー粒子(1)100質量部と、外添剤として市販のヒュームドシリカRX50(日本アエロジル製)1.2質量部とを、ヘンシェルミキサー(三井三池製作所製)を使用して周速30m/s、5分の条件で混合し、トナー(1)を得た。
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(2)を用いた以外はトナー粒子(1)と同様の方法でトナー粒子(2)を得た。
トナー粒子(2)の体積平均粒径は6.8μmであり、形状係数SF1は147であった。
そして、トナー粒子(2)を使用した以外は、トナー(1)と同様の方法で、トナー(2)を得た。
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(3)を用いた以外はトナー粒子(1)と同様の方法でトナー粒子(3)を得た。
トナー粒子(3)の体積平均粒径は7.0μmであり、形状係数SF1は149であった。
そして、トナー粒子(3)を使用した以外は、トナー(1)と同様の方法で、トナー(3)を得た。
非晶性樹脂(1)の代わりに非晶性樹脂(4)を用いた以外はトナー粒子(1)と同様の方法でトナー粒子(4)を得た。
トナー粒子(4)の体積平均粒径は7.3μmであり、形状係数SF1は151であった。
そして、トナー粒子(4)を使用した以外は、トナー(1)と同様の方法で、トナー(4)を得た。
トナー粒子(1)で用いたパラフィンワックスの代わりに、パラフィンワックス(日本精鑞(株)製:HNP9、融解温度77℃)を用いた以外はトナー粒子(1)と同様の方法でトナー粒子(1C)を得た。
トナー粒子(1C)の体積平均粒径は7.0μmであり、形状係数SF1は146であった。
そして、トナー粒子(1C)を使用した以外は、トナー(1)と同様の方法で、トナー(1C)を得た。
各例で得られたトナーのトルエン不溶分について、既述の方法に従って測定した。結果を表1に示す。
各例で得られたトナー8質量部と、キャリア100質量部とを混合して、各例の二成分現像剤を作製した。
なお、キャリアは、フェライト粒子(体積平均粒径:50μm)100質量部と、トルエン14質量部と、スチレン−メチルメタクリレート共重合体(成分比:スチレン/メチルメタクリレート=90/10、重量平均分子量Mw=80000)2質量部とを、まず、フェライト粒子を除く上記成分を10分間スターラーで撹拌させて分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダー(井上製作所製)に入れて、60℃において30分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させ、その後105μmで篩分して得たものである。
<転写ベルト(1)の形成>
・弾性ベルトの形成
弾性材料として、クロロプレンゴム(CR)(WRT:昭和電工社製)30質量部、及びエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)(エスプレン505:住友化学社製)70質量部を加圧式ニーダーで混練し、電子導電剤としてカーボンブラック(デンカブラック(アセチレンブラック):デンカ社製)30質量部、充填剤として酸化亜鉛(日本化学工業社製)5質量部、酸化マグネシウム(協和化学工業社製)5質量部、硫黄加硫剤(サルファックスPMC:鶴見化学工業社製)1質量部、加硫促進剤(ノクセラーTS:大内新興化学工業社製)1質量部、及び加硫促進剤(ノクセラーDT:大内新興化学工業社製)1質量部を投入し、2本加熱ロールでさらに混練した。この混練物をベルト状に押出加工し、加硫マンドレルと呼ばれる、ベルト内径と同サイズの外径を持つ金属製のシリンダ面に被覆成形させた。この後、飽和蒸気高圧缶で、170℃、1時間加硫させ、弾性ベルト(1)を形成した。
得られた弾性ベルト(1)を脱型し、脱型した弾性ベルト(1)を複数の張架ロールにて張力を付加しながら保持し、このベルトを回転させつつ、ベルトの内周面にWith方向(同方向)に回転する砥石を接触させてトラバース研磨を行い、転写ベルト(1)を得た。
ポリイミド前駆体溶液(商品名:Uワニス、ユニチカ製、固形分濃度18%、溶剤:N−メチルピロリドン)に、カーボンブラック(商品名:Special Black4、オリオンエンジニアドカーボンズ製)を混合して、ジェットミルを用いて分散させ、カーボンブラックの含有率が塗布液の固形分100質量部に対して28質量部であるベルト形成用塗布液を得た。
・画像形成装置の準備
画像形成装置として、画像形成装置(富士ゼロックス社製、製品名DocuPrint C525)を準備した。
この画像形成装置の現像装置内に、下記表1に示すトナー(1)〜(4)、又は(1C)を有する現像剤を収容した。
また、画像形成装置の中間転写ベルトとして、下記表1に示す転写ベルト(1)、又は(1C)を設置した。
上記画像形成装置を用い、以下の方法により転写性を評価した。
像保持体(感光体)上に100%のベタパッチを形成して、中間転写ベルト上に一次転写し、感光体上のパッチと中間転写ベルト上のパッチの質量を測定した。「中間転写ベルト上のトナー質量/感光体上のトナー質量×100」を転写効率(%)とし、この転写効率により転写性を評価した。なお、98%以上であれば実用上問題がない。
上記画像形成装置を用い、以下の方法により低温定着性を評価した。
前記画像形成装置の定着器を取り外し、定着温度が変更できるように改造したものを使用した。この画像形成装置で定着器に突入する前の未定着画像を採取し、定着温度100℃から5℃間隔で、未定着画像の定着を行い、目視にてコールドオフセット(トナー像が十分に加熱されなかったことにより生じる定着部材にトナーが転移する現象)の発生有無を確認し、コールドオフセットが消えた温度を最低定着温度として評価した。なお、最低定着温度が140℃以下であれば実用上問題がない。
11 感光体(像保持体)
12 帯電器
13 レーザ露光器
14 現像器
15 中間転写ベルト(ベルト部材)
15A 弾性層
15B 基材
16 一次転写ロール
17 感光体クリーナ
20 二次転写部
22 二次転写ロール
25 背面ロール
26 給電ロール
31 駆動ロール
32 支持ロール
33 張力付与ロール
34 クリーニング背面ロール
35 中間転写ベルトクリーナ
40 制御部
42 基準センサ
43 画像濃度センサ
50 用紙収容部
51 給紙ロール
52 搬送ロール
53 搬送ガイド
55 搬送ベルト
56 定着入口ガイド
60 定着装置
100 画像形成装置
113 クリーニング用対向ロール
131、132 ロール
150 ベルト部材ユニット
200 画像形成装置
201BK、201C、201M、201Y 感光体ドラム
202BK、202C、202M、202Y 帯電器
203BK ブラック現像装置
203C シアン現像装置
203M マゼンタ現像装置
203Y イエロー現像装置
204BK、204C、204M、204Y 感光体ドラム清掃部材
205BK、205C、205M、205Y 転写ロール
206 ベルト支持ロール
207 用紙搬送ベルト(ベルト部材)
208 用紙搬送ロール
210 定着装置
212 クリーニングブレード
213 クリーニング用対向ロール
214BK、214C、214M、214Y 露光器
215 用紙(記録媒体)
220 用紙搬送ベルトクリーニング装置
Claims (11)
- 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体に外周表面が接触するベルト部材であって、前記外周表面を構成する層がJIS−A硬度50度以上90度以下の弾性層であるベルト部材を備え、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備え、
前記静電荷像現像用トナーが、非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含む結着樹脂と、融解温度が60℃以上80℃以下のパラフィン系ワックスと、を含有するトナー粒子を有し、前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が10℃以下であり、前記トナー粒子の体積平均粒径が6μm以上9μm以下であり、前記トナー粒子の形状係数SF1が140以上であり、前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が25質量%以上45質量%以下である画像形成装置。 - 前記パラフィン系ワックスの融解温度が65℃以上78℃以下の範囲である請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記パラフィン系ワックスの融解温度が65℃以上75℃以下の範囲である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が28質量%以上38質量%以下である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記静電荷像現像用トナーのトルエン不溶分が30質量%以上35質量%以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記結晶性樹脂の融解温度と前記パラフィン系ワックスの融解温度との差の絶対値が5℃以下である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記結晶性樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記結晶性樹脂の含有量が、前記静電荷像現像用トナーの全量に対し3質量%以上20質量%以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記結晶性樹脂の含有量が、前記静電荷像現像用トナーの全量に対し5質量%以上15質量%以下である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ベルト部材は、前記弾性層のみからなる単層構造のベルト部材であり、かつ前記弾性層の厚さが200μm以上5000μm以下である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記ベルト部材は、前記弾性層の内周表面側に基材を有する積層構造のベルト部材であり、かつ前記弾性層の厚さが100μm以上2000μm以下である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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