JP3909692B2 - Image forming method and image forming apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成方法に関するものである。さらに詳細には、その画像形成方法を用い、さらに、この方法に最適な特性を有するトナーを用いる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成法では、多くの工程が必要でなる。コピーの場合はスキャナーや光学系で原稿を電気信号に変換する。この電気信号をレーザー等の書きこみにより、感光体に光学像として照射され、帯電している感光体上に静電潜像を作る。その潜像に対し、現像工程でトナーに代表される有色微粉末を静電的に付着させる。更に転写工程で転写紙に静電的に転写される。最近、カラーの分野では中間転写体上に3〜4色のトナー像を転写し、転写紙に転写する方式も多く用いられている。そして、転写紙上にトナーを熱などにより溶融、固着させ、画像を形成する。
しかし、近年、細線再現性が高く、特にカラー画像ではハーフトーン部における粒状性の少ない高品位の画質が求められている。画像品質について検討した場合、画像形成方法のすべての工程で画像品質の劣化要因を含んでいる。特に現像、転写、定着の各工程での画像の劣化が大きいことは周知の通りである。
例えば、現像工程では、感光体潜像に対し、感光体と現像ローラの間に形成される電界によりトナーは静電的に付着するため、潜像より広範囲に現像されたり、キャリアの摺擦されることで感光体上のトナーが動かされることによりかすれたりして、静電潜像に対し忠実なトナー像を形成するのは困難であり、画像の劣化が発生する。最近の技術では、トナーの小径化、球形化、キャリアの小径化、低抵抗化、交流バイアスなどで、改善されてきている。
【0003】
一方、転写工程では、現像されたトナーの付着した感光体と同期して搬送された転写紙を当接し、電界により感光体から転写紙に静電的に転移させる。しかしこの転写工程では、感光体と転写のバイアスローラ間で形成される電界によりトナーが感光体から転写紙に飛翔して転写されるが、この場合でも転写紙と感光体の密着前後の近接する過程でトナーの飛翔が生じ、感光体上のトナー像を忠実に転写することは困難で、画像上にチリ、ニジミなどでの劣化が生じ、現在に至るまで解決に至っていない。
また、定着工程でも課題がある。定着性を良くするためにトナーを完全に融させるとトナー像の広がりが発生する。転写紙上トナーの付着量のばらつきが有る場合や転写チリなどがある場合、定着後のドット径やライン幅のばらつきが大きくなり、画像の劣化になることが多い。
以上のように、画像品質の劣化現象は、特に、転写工程で大きい。その結果、画像のぼそつき、鮮鋭度、解像度、などの画像品質が低下する。
【0004】
そこで、従来から転写工程と定着工程を同時に行うことが提案されている。よく知られているのは転写すると同時に加熱定着を行うシステムとして、特許文献1が提案されている。しかしながら、発熱体が感光体に接触して転写と完全定着を同時に行う構造になってしまうために、例え冷却装置を具備したとしても感光体および感光体上のトナー、現像器などへの熱によるダメージは避けることはできない。
また、熱によるシステムへの悪影響をなくすために、加熱せず圧力のみで転写同時定着を行う方式が提案されている。例えば、特許文献2では、1470〜2450N/cmの圧力で定着する方法が提案されている。また、特許文献3や特許文献4ではアモルファスシリコン感光体およびカプセルトナーを用いて、感光体に対向した転写定着装置により感光体上に作像されたトナーを圧力転写同時定着する方法が提案されている。いずれにしても圧力は大きく、機構上システムとして大きくなり、実用上問題となって実用化はなされていない。
【特許文献1】
特開昭55−87156号公報
【特許文献2】
特開平03−186879号公報
【特許文献3】
特開平5−216354号公報
【特許文献4】
特開平6−35841号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、熱や圧力で転写と同時に定着する方式は完全定着する技術として提案されている。熱で転写と定着を同時に行う方式では、感光体周りがトナーの融点以上の高温になり、現像、クリーニング装置などでトナーに大きなストレスがかかり、実用上問題が大きい。また、転写定着時を圧力のみで行う方式では転写定着性の面から980N/cm以上が必要であるなど、装置の大型化、重量や転写紙の定着じわの発生などの不利な点がある。
また、特許文献4ではカプセルトナーを用いているが、カプセルトナーは実用的には問題が多く、特に現像と定着の両立ができておらず、またコストが高すぎるなどの問題があり、汎用的に利用されていないのが現状である。
【0006】
そこで、本発明の目的は、このような問題点を鑑みなされたものであり、画像劣化のない転写工程を有することで、画像品質を低下させることが無く、高品質の画像を得ることができる画像形成方法及びこの画像形成方法を用いる画像形成装置を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、感光体に潜像を形成する潜像形成工程と、潜像を現像する現像工程と、感光体に圧接した転写ローラを用いて転写する転写工程と、熱ローラによりトナーを定着する定着工程を有する画像形成方法であって、転写工程は、転写ローラを介してトナーと転写紙に静電気を与えずに熱と圧力を与えて転写と一次定着を同時に行い、定着工程は、感光体と分離した一次定着した転写紙を、再度定着する二次定着を行う画像形成方法において、現像工程は、感光体と非接触の状態で潜像を現像する非接触現像方式を用い、転写工程は、転写ローラと感光体間に10〜100N/cmの圧力を加え、転写紙に加える温度がトナーガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲である画像形成方法である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成方法において、感光体表面粗さは、十点平均粗さRzがa/2以下(ここで、aはトナー粒径を表す。)であり、転写紙表面粗さは、十点平均粗さRzが2a以上ある画像形成方法である。
請求項に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像形成方法において、
転写、クリーニングユニットは感光体との接離機構を設け、作像時以外は、感光体から離した状態にする画像形成方法である。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法において、トナーガラス転移温度(Tg)が55〜70℃で、トナー軟化温度(Tm)が100〜160℃である画像形成方法である。
【0008】
請求項に記載の発明は、潜像を有する感光体と、現像装置、感光体に圧接した転写ローラを用いた転写装置と熱ローラ定着装置を有する画像形成装置であって、転写装置は、転写装置における転写ローラが、トナーと転写紙に静電気を与えずに熱と圧力を与え、転写と一次定着を同時に行い、転写ローラと感光体間の前記圧力は10〜100N/cm であり、転写紙に加える温度がトナーガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲であり、定着装置が、感光体と分離した一次定着した転写紙を、再度定着する二次定着を行い、現像装置は、感光体と非接触の状態で潜像を現像する画像形成装置である。
請求項に記載の発明は、請求項に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、請求項2乃至4のいずれかに記載の画像形成方法を用いる画像形成装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は、アモルファス感光体ドラム、転写搬送ベルトを含む転写手段などで構成されている。感光体ドラム上に形成されたトナー像は、感光体と転写手段に挟まれた転写紙にトナーガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲の温度と10〜100N/cmの圧力を加えることで転写と同時に転写紙にトナーの一次定着が行われる。低温の熱と圧力で転写と同時に一次定着された転写紙上のトナー像は、転写紙を転写ベルトにより運搬し、下流プロセスに設けられた熱による定着手段を通すことで定着させる。このようにして転写時に発生する静電的な画像劣化のない高品位の画質を得ることができる。
ここで、一次定着とは、トナーの熱による変形で転写紙に食い込んで固定され、転写紙の機械内の搬送、振動などで転移、劣化しない状態を言う。
前記したように潜像形成、現像、転写、分離、定着の各工程で画像の劣化が発生する。本発明は、劣化のもっとも大きい転写手段で転写と同時にトナーを転写紙に一次定着させ、静電気での放電の影響によるチリ、にじみなどの画像の劣化を防止するものである。そして転写紙を定着装置に搬送し、最終的な定着画像を得る方法及び装置を提供する。
【0010】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の画像形成方法を用いる画像形成装置全体の概略図である。
電子写真方式を用い内部にドラム状感光体1を備えている。感光体1の周囲には矢印で示す回転方向に沿って、電子写真複写工程を実施する帯電器2、露光手段3、現像手段4、転写手段5、クリーニング手段6および定着手段7が配置されている。
露光手段3は、スキャナー31で読みとったデータ及び、図示しないPCより送られた画像信号を変換し、ポリゴンモータ32でレーザ光をスキャンさせミラー33を通して読み取られた画像信号を基に感光体1上に静電潜像を形成する。この感光体1はアモルファスシリコンを用いる。
感光体1上に形成された静電潜像は、非接触である現像手段4によってトナー画像が形成され、そのトナー画像が転写紙の貯蔵されている転写紙バンク101、106から給紙ローラ102、107で給紙され給紙コロ103、108で給送される。コロ104は感光体上トナー像と同期を取って転写紙を搬送する為のレジストコロ104であり、転写紙は転写手段5に送られ熱転写される。トナー像が載った転写紙は、転写ベルト53で搬送され、定着手段7に搬送、定着された後に、機外へ排出される。
一方、未転写部や汚れの付着した感光体1は接離可能に配置されたクリーニング手段6によりクリーニングされ次の作像ステップに入る。本発明では転写として熱印加方式を取っているため、感光体に接触しているユニットは接離できるように配置し、画像作成時以外は感光体と接触しないように制御した方が有利である。
【0011】
定着手段7は、転写手段5で一次定着されたトナーを完全に定着する為に、本発明では必要な構成である。基本構成としてはハロゲンランプ等の加熱手段74(以下「ヒータ」という。)を有する定着ローラ71と、圧接される加圧ローラ72とを備えている。定着ローラ71は、外径φ50mmの芯金(図示せず)表面にゴム硬度:42Hs(アスカC硬度計にて)程度のシリコーンゴム等の弾性層を100〜500μm、好ましくは400μmの厚みに設け、更にトナーの粘性による付着を防止する目的で、フッ素樹脂等の離型性の良い樹脂表層が形成されている。樹脂表層は、PFAチューブ等で構成され、その厚みは機械的劣化を考慮して10〜50μm程度の厚みが好ましい。定着ローラ71の外周面には、温度検知手段が設けられ、定着ローラ71の表面温度を約160〜200(165)℃の範囲の中で、ほぼ一定に保つようにヒータ74が制御されている。加圧ローラ72は芯金表面に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(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなオフセット防止層が被覆されている。定着ローラ71と同様に芯金(図示せず)表面にシリコーンゴム等の弾性層を設けも良いし、ヒータ73を設けても良い。
このような構成の定着器において、定着ローラ71と加圧ローラ72とが、面圧:5〜10(9.3)N/cmの加圧力で圧接されて定着ニップ幅:約10mmを構成し、所定の温度に制御されており、転写紙上のトナー像は、両ローラ間を通過するときに、圧力を受けながら熱溶融し、ローラ対を出て冷却されることによって永久像として転写紙に定着される。
【0012】
次に、本発明の構成について記載する。
本発明は、電子写真方式において、低温の熱を利用して転写する点にある。より熱伝達が効率よく行われるよう、感光体と転写ローラ間に圧を加える。熱を利用して弱い圧力との併用による新規な転写方式を提供している。
転写装置は一例としてベルトと一次定着ローラ52とテンションローラ54から構成されている。転写ローラ52は、外径φ40mmの鉄、アルミ、ステンレス等の芯金が用いられ、硬度を60Hs(アスカC硬度計にて)の弾性体とし、接触幅は約1.5mm、押圧力は面圧で11〜100N/cmにする。転写紙と感光体の密着から考慮すると、面圧はローラの硬度や接触幅によって決定される事であるが、約20〜50N/cmが好ましい範囲である。転写ローラ52は一次定着転写する為の重要なローラであり、ここでは上記の硬度を持つ弾性体構造とし、必要な面圧と接触幅を得ている。更にベルトに熱を供給するための熱を低下させない様、金属シリンダの表面には熱伝導率:0.5×(1/1000)(cal/cm・sec・℃)以下のシリコーンゴムを3mm厚で構成し硬度:60Hsを得ている。中に加熱用のヒータ56が設けられ、そしてベルト(後述する)が張られている。転写ローラ52の外周面には、温度検知手段57が設けられ、転写ローラ52の表面温度を用いるトナーのガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲の中で、ほぼ一定に保つようにヒータ56が制御されている。一例として70〜120℃の温度が通常のトナーで用いられる。
【0013】
転写ベルト53は基材をシームレスのポリイミドフィルムで構成している。その外側にフッ素樹脂層を設けてある。又、必要に応じてフィル層の上にシリコーンゴム層を設けその上にフッ素樹脂層を設けても良い。転写ベルトの内側にはベルト駆動用及びテンション用ローラ54が設けてある。ベルトの材料については耐熱性な材料を種々選択することができる。基材の外側にフッ素樹脂層を設けることが好ましい。これによりベルトの熱を低下させない。
【0014】
加熱を利用して転写する技術が開示されているが、本発明と異なる点は加熱温度が極力低い点にある。温度が高ければ転写性は向上するが、反面感光体や現像手段4やクリーニング手段6に熱的破壊を生ずる。又、感光体上のトナーを感光体から剥離するには、温度は大体140℃以上にする。又、低い温度であれば転写が効率良く行われないため、低くとも温度は大体80℃以上にする。トナーのガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲(例えば70〜120℃)の温度でベルトを加熱する事と前述の圧力を併用する事で、安定した一次定着トナーを作り転写を達成するものである。この事で前述の感光体や現像手段4やクリーニング手段6に熱的ストレスを与える事が少なく充分な転写性能を達成するものである。
また、感光体として、セレン系、アモルファスシリコン系、有機化合物のいずれでも良いが、好ましいものはアモルファスシリコン感光体である。他の材料に比較して、光導電性の温度依存性が低い。
【0015】
半定着トナーが安定して得られる為にはトナーのガラス転移点から軟化点の温度をトナーに加えることで、トナーは変形し離型性の悪い転写紙の表面の凹凸にアンカー効果で付着し感光体から転写紙に転移し、一次定着、転写が完成する。更に、安定して低温で一次定着を得るために、感光体の面粗さと転写紙の面粗さが重要になってくる。条件としてはトナー粒径aの場合、感光体の粗さRzはa/2以下であり、転写紙の粗さRzは、2a以上で、特に、3a以上が好ましい。
【0016】
以下に、トナーが本発明を達成する特性である。
<評価方法>
トナーの評価方法にについて述べる。評価機はリコーImagio−MF7070の転写ユニットを改造して行った。ユニット構成は図1の装置の概略図と同じである。現像として一成分非接触方式は図2の現像装置を用いた。転写、一次定着の圧力は面圧で60N/cm、ベルト温度は100℃に設定した。二次定着は面圧:9.3N/cmの加圧力で圧接されて定着ニップ幅:約10mmを構成し、温度は175℃に設定されている。この装置を用いて、600dpiの2値ドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャートをプリントアウトして画像を得た。
画像品質については、トナー像の転写工程でのトナーのチリ、ニジミの発生、定着後の体積及び面積が変化し画像品質が悪化する。この現象はデジタル現像の場合が特に顕著であり、独立したドットの再現性が大きく影響を受ける。
【0017】
ハーフトーンの濃度は一様であるべきだが、ミクロな濃度むらが生じていると、肉眼で見たときにざらついた印象をあたえる。画像の良さは、ざらつきの物理的評価値である粒状度(granularity)で表す。粒状度は微小面積濃度ばらつきの周波数特性であるウィナースペクトラム(Wiener Spectrum)によって測定できる。
平均値が0である濃度変動成分をf(x)とすると
F(u) = ∫f(x)exp(-2πiux)dx……式1
WS(u) = F(u)……式2(ここで、uは空間周波数を表す。)
粒状度(GS)は、WSと視覚の周波数特性(Visual Transfer Function:VTF)の積を積分した値で、以下の式で表される。
GS = exp(-1.8<D>)∫WS(u)1/2 VTF(u)du……式3
ここで、exp(-1.8<D>)は濃度と人の知覚する明るさの差を補正するための係数であり、<D>は濃度の平均値を表す。
粒状度は画像のなめらかさの主観評価と高い相関がある。粒状度の値が小さいほど滑らかな高画質となり、逆に大きいとざらついたプアな画像品質となる。
【0018】
評価項目として前記した粒状度の外、転写性(一次定着性)、定着性、を評価して判定した。
転写性は、静電気を用いずに熱と圧で行い、感光体上の黒ベタ部(2×2cm)の付着量が転写体に移動した率を求め、転写率80%以上は「○」と判定、同じ60〜79%は「△」、59%以下は「×」と示した。許容レベルは「△」以上である。
次に、定着性に関してはスミア法(8.8N/15φの重りに付着した布を転写紙の上に載せ、5往復擦ったときの布上の濃度)で評価を行った。問題無いレベル0.3以下は「○」、許容できるレベルは0.5以下「△」で表示し、0.51以上のレベルは「×」と評価した。
更に、高画質項目として代表的な粒状度の評価は、粒状度0.29以下 は「○」、0.3〜0.39は「△」で許容範囲である。更に0.4以上は「×」と評価した。
【0019】
以下に実験に使用したトナーの製造方法および使用キャリアについて説明する。
トナーA
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:52000、Tg:54) 82重量部
ポリエチレンワックス(分子量900) 5重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 12重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて80℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径9.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.45)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.25重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は98℃、体積固有抵抗は9.5×10Ωcm、また平均円形度は0.91、Tgは53℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は115℃、ゆるみ見掛密度は0.28g/ccであった。
【0020】
トナーB
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:182500、Tg:71) 82重量部
ポリエチレンワックス(分子量1200) 5重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 12重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて160℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径9.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.42)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.25重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は165℃、体積固有抵抗は8.5×10Ωcm、また平均円形度は0.91、Tgは71℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は175℃、ゆるみ見掛密度は0.29g/ccであった。
【0021】
トナーC
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:52000、Tg:54) 45重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体 40重量部
(重量平均分子量:105000、Tg:58)
ポリプロピレンワックス(ビスコール550P:三洋化成工業) 4重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて100℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径8.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.45)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.50重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は105℃、体積固有抵抗は9.5×10Ωcm、また平均円形度は0.91、Tgは56℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は118℃、ゆるみ見掛密度は0.29g/ccであった。
【0022】
トナーD
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:182500、Tg:71) 65重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体 20重量部
(重量平均分子量:105000、Tg:58)
ポリプロピレンワックス(ビスコール550P:三洋化成工業) 4重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて150℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径8.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.43)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.50重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は155℃、体積固有抵抗は7.5×10Ωcm、また平均円形度は0.90、Tgは68℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は172℃、ゆるみ見掛密度は0.29g/ccであった。
【0023】
トナーE
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:182500、Tg:71) 35重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体 49重量部
(重量平均分子量:105000、Tg:58)
ポリプロピレンワックス(ビスコール550P:三洋化成工業) 5重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて120℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径7.0μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.46)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.75重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は150℃、体積固有抵抗は5.5×10Ωcm、また平均円形度は0.90、Tgは65℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は125℃、ゆるみ見掛密度は0.29g/ccであった。
【0024】
トナーF
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:182500、Tg:71) 60重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体 24重量部
(重量平均分子量:105000、Tg:58)
ポリプロピレンワックス(ビスコール550P:三洋化成工業) 5重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて140℃で混練後、気流式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径7.0μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.46)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.75重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は150℃、体積固有抵抗は7.5×10Ωcm、また平均円形度は0.90、Tgは65℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は165℃、ゆるみ見掛密度は0.29g/ccであった。
【0025】
トナーG
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:182500、Tg:71) 58重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体 26重量部
(重量平均分子量:105000、Tg:58)
ポリプロピレンワックス(ビスコール550P:三洋化成工業) 5重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて140℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径7.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.41)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)0.75重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は153℃、体積固有抵抗は8.5×10Ωcm、また平均円形度は0.95、Tgは65℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は152℃、ゆるみ見掛密度は0.29g/ccであった。
【0026】
トナーH
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:182500、Tg:71) 60重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体 24重量部
(重量平均分子量:105000、Tg:58)
カルナウバワックス 5重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 10重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて135℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径6.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.35)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)1.00重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は150℃、体積固有抵抗は9.5×10Ωcm、また平均円形度は0.98、Tgは65℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は145℃、ゆるみ見掛密度は0.29g/ccであった。
【0027】
トナーI
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:182500、Tg:71) 60重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体 27重量部
(重量平均分子量:105000、Tg:58)
カルナウバワックス 5重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 7重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて130℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径6.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.35)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)1.00重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は150℃、体積固有抵抗は2.5×10Ωcm、また、平均円形度は0.97、Tgは62℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は145℃、ゆるみ見掛密度は0.29g/ccであった。
【0028】
トナー J
(トナー処方)
ポリエステル樹脂(重量平均分子量:182500、Tg:71) 60重量部
スチレン−ブチルアクリレート共重合体 27重量部
(重量平均分子量:105000、Tg:58)
カルナウバワックス 5重量部
カーボンブラック(三菱化成 #44) 7重量部
荷電制御剤(スピロンブラックTR−H:保土ヶ谷化学) 1重量部
以上の処方で、2軸エクストルーダーを用いて130℃で混練後、機械式粉砕機により粉砕、分級し重量平均粒径6.5μm(重量平均粒径/個数平均粒径1.35)とした後ヘンシェルミキサーを用い、シリカ(R−972 日本アエロジル)1.50重量%を混合しトナーを得た。
このトナーの軟化温度は150℃、体積固有抵抗は2.5×10Ωcm、また平均円形度は0.97、Tgは62℃、溶融粘度が1000Pa・sとなる温度は145℃、ゆるみ見掛密度は0.35g/ccであった。
【0029】
【実施例】
(実施例1)
トナーH(Tg=65℃、 Tm=150℃)を用いて、評価機は図1のリコーImagio−MF7070の転写ユニット改造機を用いた。現像として一成分非接触方式は図2の現像装置を用いた。転写、一次定着の圧力は面圧で60N/cm、ベルト温度は100℃(Tg<100℃<Tm)に設定した。二次定着は面圧:9.3N/cmの加圧力で圧接されて定着ニップ幅:約10mmを構成し、温度は175℃に設定されている。この装置を用いて、600dpiの2値ドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャートをプリントアウトして画像を得られるようになっている。
転写同時仮定着の最適化の実験を以下の条件で行った。
トナー粒径(重量平均)は6.5μm(=aと表す)。感光体粗さRzで2.5μm、3.1μm、4.8μmの3水準。感光体はアモルファスシリコンを用い、表面粗さ条件は金属酸化物粉末を用いて羽布研磨で条件出しを行った。また転写紙として、表面粗さ(Rz)で8μm、15μm、24μmの3水準の転写紙を用いた。粗さはコート紙と普通紙から選択した。表面粗さは、キーエンス社製超深度形状測定顕微鏡VK8500を用い、線粗さ計測モードを用いて測定を行った。その結果を表1に示す。
【0030】
【表1】

Figure 0003909692
以上の結果より、紙の粗さ15μm(トナー径の2.3倍)以上で、感光体粗さ3.1μm(0.48倍)以下が良い結果となっている。以上の結果より、感光体の粗さはトナー粒径の1/2以下、転写紙の粗さはトナー粒径の2倍以上の条件で良い結果が得られる。
【0031】
(実施例2)
トナーH(Tg=65℃、 Tm=150℃)を用いて、評価機は図1のリコーImagio−MF7070の転写ユニット改造機を用いた。現像として一成分非接触方式は図2の現像装置を用いた。転写、一次定着の圧力と、ベルト温度を印加して転写一次定着を行った。二次定着は面圧:9.3N/cmの加圧力で圧接されて定着ニップ幅:約10mmを構成し、温度は175℃に設定されている。この装置を用いて、600dpiの2値ドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャートをプリントアウトして画像を得られるようになっている。感光体の粗さはトナー粒径の1/2以下、転写紙の粗さはトナー粒径の2倍以上の条件で、転写、一次定着に用いる感光体、転写紙間の圧力と与えるベルト温度の条件を確認した。
評価は、実施例と同じく転写率で行った。その結果を表2に示した。
【0032】
【表2】
Figure 0003909692
以上の結果より、圧力は10〜100N/cmで、加える温度は用いたトナーのガラス転移点温度からトナー軟化点温度内の温度を用いることで良好な結果が得られている。
また、圧力60N/cmの条件で感光体の摩擦係数を0.7から0.3に変えて転写性を確認した。感光体の摩擦係数は図1のクリーニング部に設けた感光体の摩擦係数を改善するためにステアリン酸亜鉛のブロックを設け、ブラシを介して感光体に塗布して2条件を得た。その結果を表2の圧力80N/cmで印加温度45から170℃で確認した。
上記結果から、ステアリン酸亜鉛を塗布することで、転写率は改善される。
【0033】
(実施例3)
トナーH(Tg=65℃、 Tm=150℃)を用いて、評価機は図1のリコーImagio−MF7070の転写ユニット改造機を用いた。現像として一成分非接触方式は図2の現像装置を用いた。転写、一次定着の圧力は面圧で60N/cm、ベルト温度は100℃(Tg<100℃<Tm)に設定した。二次定着は面圧:9.3N/cmの加圧力で圧接されて定着ニップ幅:約10mmを構成し、温度は175℃に設定されている。この装置を用いて、転写ユニットとクリーニングユニットを作像形成時以外は離して置く場合と、常に当接して使用する条件で経時での特性を確認した。
通常の環境では問題は発生しない。室温を30℃60%RHに保たれた環境で余裕度テストを確認した。
作像条件は、プリント枚数500枚プリント(文字部面積6%チャート)を15分間隔で一日8時間(16千枚)稼動して10日間で比較した。
その結果、常に接触して稼動した機械では、クリーニングのブレード先端にトナーは固着し、クリーニング不良が発生し、感光体の汚れ、画像上地肌汚れ、黒スジなどが50千枚程度からわずかではあるが発生した。
一方、作像時以外は転写ユニットとクリーニングユニットを離して置く条件では、同じテストでも問題の発生は無く、正常な画像が得られた。
【0034】
(実施例4)
評価機は図1のリコーImagio−MF7070の転写ユニット改造機を用いた。現像として一成分非接触方式の現像装置を用いた。図2は、一成分非接触方式の現像装置の構成を示す概略図である。転写、一次定着の圧力は面圧で60N/cm、ベルト温度は100℃(Tg<100℃<Tm)に設定した。二次定着は面圧:9.3N/cmの加圧力で圧接されて定着ニップ幅:約10mmを構成し、温度は175℃に設定されている。転写同時一次定着で感光体からの剥離を良くして、転写紙にトナーが付着し易くするため、トナー粒径aとして、感光体粗さをa/2以下とし、転写紙の表面粗さを3a以上にし、600dpiの2値ドットから形成されたグレースケールを中心としたテストチャートをプリントアウトして画像を得た。
本実施例で用いたトナーは前記のトナーA、B、C、Hを用いた。
評価は転写一次定着特性(転写率%)、二次定着(スミア濃度)、粒状度の各項目で評価した。結果を表3に示した。
【0035】
【表3】
Figure 0003909692
以上の結果より、トナー軟化温度で100〜160℃、ガラス転移温度で55〜70℃の範囲が好ましい結果となった。
【0036】
(実施例5)
評価方法は実施例4と同じ方法で行った。本実施例で用いたトナーは前記のトナーD、E、H、Iを用いた。
評価は転写一次定着特性(転写率%)、二次定着(スミア濃度)、粒状度の各項目で評価した。結果を表4に示した。ここで分散度とは(重量平均粒径/個数平均粒径)のことである。
【0037】
【表4】
Figure 0003909692
以上の結果より、円形度で0.92以上、分散度で1.4以下が良好な範囲である。
【0038】
(実施例6)
評価方法は実施例4と同じ方法で行った。本実施例で用いたトナーは前記のトナー処方を用いた。用いた特性値はトナーの溶融粘度が1000Pa・sとなる温度(すなわち、トナー同士が溶けて付着しだす温度)と各特性を確認した。
評価は転写一次定着特性(転写率%)、二次定着(スミア濃度)、粒状度の各項目で評価した。結果を表5に示した。
【0039】
【表5】
Figure 0003909692
以上のような結果から、最適は範囲としては、120〜170℃である。
【0040】
(実施例7)
評価方法は実施例4と同じ方法で行った。本実施例で用いたトナーは前記のトナーH、Jを用いた。用いた特性値はゆるみ見かけ密度(g/cc)である。
評価は転写一次定着特性(転写率%)、二次定着(スミア濃度)、粒状度の各項目で評価した。結果を表6に示した。
【表6】
Figure 0003909692
以上の結果より、トナーのゆるみ見かけ密度が0.3g/cc以上であることが好ましい。ここで従来の評価で用いていない「◎」がつけられた。今回最も良い0.21の値が得られた。
【0041】
(実施例8)
評価方法は実施例4と同じ方法で行った。本実施例で用いたトナーは前記のトナー処方を用いた。用いた特性値は体積固有抵抗である。
評価は転写一次定着特性(転写率%)、二次定着(スミア濃度)、粒状度の各項目で、結果を表7に示した。
【表7】
Figure 0003909692
以上の結果より、体積固有抵抗で1×10Ωcm以上が良好な範囲である。
【0042】
【発明の効果】
以上の説明より、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、トナーは変形してトナー間の表面は軽く固着し、転写紙の凹部に詰められアンカー効果でトナーが転写と一次定着することで、静電的な転写における画像の劣化を防ぐことができる。
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、作像時以外は熱源である転写一次定着ユニットを離す事で、感光体等の温度上昇が防止でき画像上、システム上の問題は低減でき、設計上の余裕度を上げることができる。
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、表面が硬く摩擦係数の低い感光体にしてトナーの離型性を良くして転写率を向上させることができる。
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、転写率を向上させることで、粒状性のない高品位の画像を得ることができる。
また、本発明の画像形成方法及び画像形成装置では、ホットオフセットの発生が少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像形成方法を用いる画像形成装置全体の概略図である。
【図2】一成分非接触方式の現像装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1 感光体
2 帯電器
3 露光手段
31 スキャナー
32 ポリゴンモータ
33 ミラー
4 現像手段
5 転写手段
52 一次定着ローラ
53 転写ベルト
54 テンションローラ
55 クリーニング装置
56 ヒーター
57 温度検知手段
6 クリーニング手段
7 定着手段
71 定着ローラ
72 加圧ローラ
73、74 加熱手段(ヒーター)
101、106 転写紙バンク
102、107 給紙ローラ
103、108 給紙[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming method using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a facsimile. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus using the image forming method, and further using a toner having characteristics optimal for this method.
[0002]
[Prior art]
An electrophotographic image forming method requires many steps. In the case of copying, the document is converted into an electrical signal by a scanner or an optical system. By writing this electric signal with a laser or the like, the photosensitive member is irradiated as an optical image, and an electrostatic latent image is formed on the charged photosensitive member. A colored fine powder represented by toner is electrostatically attached to the latent image in the development process. Further, it is electrostatically transferred to transfer paper in the transfer process. Recently, in the color field, a system in which toner images of 3 to 4 colors are transferred onto an intermediate transfer member and transferred onto a transfer paper is often used. Then, the toner is melted and fixed on the transfer paper by heat or the like to form an image.
In recent years, however, fine line reproducibility is high, and high-quality images with little graininess in a halftone portion are demanded particularly in color images. When image quality is considered, image quality degradation factors are included in all steps of the image forming method. As is well known, image deterioration is particularly significant in the development, transfer, and fixing steps.
For example, in the developing process, the toner is electrostatically attached to the latent image of the photosensitive member by the electric field formed between the photosensitive member and the developing roller, so that the toner is developed over a wider range than the latent image or the carrier is rubbed. As a result, it is difficult to form a toner image that is faithful to the electrostatic latent image because the toner on the photosensitive member is moved, and the image is deteriorated. Recent techniques have been improved by reducing the diameter of the toner, making it spherical, reducing the diameter of the carrier, reducing the resistance, and alternating current bias.
[0003]
  On the other hand, in the transfer process, the transfer sheet conveyed in synchronism with the developed photoreceptor on which toner is adhered is brought into contact and electrostatically transferred from the photoreceptor to the transfer sheet by an electric field. However, in this transfer process, the toner is transferred from the photoconductor to the transfer paper by the electric field formed between the photoconductor and the transfer bias roller. In the process, toner flying occurs, and it is difficult to faithfully transfer the toner image on the photoconductor. Deterioration due to dust or blemishes occurs on the image, and so far no solution has been made.
  There is also a problem in the fixing process. Completely add toner to improve fixabilityMeltingWhen melted, the toner image spreads. When there is a variation in the amount of toner adhering to the transfer paper or when there is transfer dust or the like, the variation in dot diameter and line width after fixing often results in image degradation.
  As described above, the image quality deterioration phenomenon is particularly large in the transfer process. As a result, image quality such as image blurring, sharpness, and resolution is degraded.
[0004]
Therefore, it has been conventionally proposed to simultaneously perform the transfer process and the fixing process. As a well-known system, Patent Document 1 has been proposed as a system for performing heat-fixing simultaneously with transfer. However, since the heat generating body comes into contact with the photoconductor to perform transfer and complete fixing at the same time, even if a cooling device is provided, it is caused by heat to the photoconductor, toner on the photoconductor, developing device, etc. Damage cannot be avoided.
In order to eliminate the adverse effect on the system due to heat, a method of performing simultaneous transfer and fixing only by pressure without heating has been proposed. For example, in Patent Document 2, 1470 to 2450 N / cm2There has been proposed a method of fixing with the pressure. Patent Documents 3 and 4 propose a method for simultaneously fixing the toner image-formed on the photosensitive member by a transfer fixing device facing the photosensitive member using an amorphous silicon photosensitive member and a capsule toner. Yes. In any case, the pressure is large, and the mechanism becomes large as a system, which has become a practical problem and has not been put into practical use.
[Patent Document 1]
JP-A-55-87156
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 03-186879
[Patent Document 3]
JP-A-5-216354
[Patent Document 4]
JP-A-6-35841
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the method of fixing at the same time as transfer with heat or pressure has been proposed as a technique for complete fixing. In a system in which transfer and fixing are performed simultaneously with heat, the area around the photosensitive member becomes a temperature higher than the melting point of the toner, and a large stress is applied to the toner in a developing and cleaning device, which causes a large problem in practical use. In addition, in the method in which transfer fixing is performed only by pressure, 980 N / cm from the viewpoint of transfer fixing property.2There are disadvantages such as an increase in the size of the apparatus, generation of weight and transfer paper fixing wrinkles.
In Patent Document 4, capsule toner is used. However, capsule toner has many problems in practical use. In particular, there is a problem in that development and fixing are not compatible and the cost is too high. It is currently not used for
[0006]
Accordingly, the object of the present invention has been made in view of such problems, and by having a transfer process without image deterioration, it is possible to obtain a high-quality image without deteriorating the image quality. An image forming method and an image forming apparatus using the image forming method are provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 uses a latent image forming step for forming a latent image on a photosensitive member, a developing step for developing the latent image, and a transfer roller pressed against the photosensitive member. An image forming method having a transfer step of transferring and a fixing step of fixing toner by a heat roller, wherein the transfer step is performed on the toner and transfer paper via the transfer roller.Without static electricityTransfer and primary fixing are performed simultaneously by applying heat and pressure, and the fixing step is a secondary fixing in which the primary fixing transfer paper separated from the photoreceptor is fixed again.Develop the latent image without contact with the photoconductorUsing a non-contact development method, the transfer process is 10 to 100 N / cm between the transfer roller and the photosensitive member.2In this image forming method, the pressure applied to the transfer paper is in the range from the toner glass transition temperature to the toner softening temperature.
  According to a second aspect of the present invention, in the image forming method according to the first aspect, the photoreceptor surface roughness has a ten-point average roughness Rz of a / 2 or less (where a represents a toner particle size). The transfer paper surface roughness is an image forming method having a ten-point average roughness Rz of 2a or more.
  Claim3The invention described in claim 11 or 2In the image forming method described in 1.
  The transfer / cleaning unit is an image forming method in which a contact / separation mechanism with the photosensitive member is provided and separated from the photosensitive member except during image formation.
  The invention according to claim 4 is the claim1 to 3In the image forming method according to any one of the above,tonerGlass transitiontemperature(Tg) is 55 to 70 ° C., and toner softening temperature (Tm) is 100 to 160 ° C.IsAn image forming method.
[0008]
  Claim5An image forming apparatus having a photosensitive member having a latent image, a developing device, a transfer device using a transfer roller pressed against the photosensitive member, and a heat roller fixing device,The transfer deviceThe transfer roller in the transfer device applies toner and transfer paper.Without static electricityApply heat and pressure, perform transfer and primary fixing at the same time,The pressure between the transfer roller and the photoconductor is 10 to 100 N / cm. 2 The temperature applied to the transfer paper is in the range from the toner glass transition temperature to the toner softening temperature, and the fixing device isSecondary fixing is performed to fix the transfer paper separated from the photoconductor on the primary fixing side again.Yes,Development deviceDevelop the latent image without contact with the photoconductorAn image forming apparatus.
  Claim6The invention described in claim 15The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus includes:Any of 2 to 4An image forming apparatus using the image forming method described in 1 above.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention includes an amorphous photosensitive drum, transfer means including a transfer conveyance belt, and the like. The toner image formed on the photoconductor drum is transferred to a transfer paper sandwiched between the photoconductor and the transfer unit, and a temperature in the range from the toner glass transition temperature to the toner softening temperature is 10 to 100 N / cm.2When the pressure is applied, the toner is primarily fixed on the transfer paper simultaneously with the transfer. The toner image on the transfer paper that is primarily fixed at the same time as the transfer with low-temperature heat and pressure is fixed by transporting the transfer paper by a transfer belt and passing through heat fixing means provided in a downstream process. In this way, it is possible to obtain a high quality image without electrostatic image degradation that occurs during transfer.
Here, the primary fixing means a state in which the toner is fixed by biting into the transfer paper due to heat deformation of the toner, and is not transferred or deteriorated due to conveyance of the transfer paper in the machine or vibration.
As described above, image degradation occurs in each process of latent image formation, development, transfer, separation, and fixing. According to the present invention, toner is primarily fixed onto a transfer paper simultaneously with transfer by a transfer means having the greatest deterioration, thereby preventing image deterioration such as dust and blur due to the influence of electrostatic discharge. A method and apparatus for conveying a transfer sheet to a fixing device and obtaining a final fixed image are provided.
[0010]
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an entire image forming apparatus using the image forming method of the present invention.
The drum-shaped photosensitive member 1 is provided inside using an electrophotographic system. Around the photosensitive member 1, a charger 2, an exposure unit 3, a developing unit 4, a transfer unit 5, a cleaning unit 6, and a fixing unit 7 are disposed along the rotational direction indicated by the arrow. Yes.
The exposure means 3 converts the data read by the scanner 31 and the image signal sent from the PC (not shown), scans the laser beam with the polygon motor 32 and reads the image signal read through the mirror 33 on the photosensitive member 1. An electrostatic latent image is formed on the surface. The photoreceptor 1 uses amorphous silicon.
The electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1 is formed with a toner image by the non-contact developing unit 4, and the toner image is fed from the transfer paper banks 101 and 106 in which the transfer paper is stored to the paper feed roller 102. , 107 and is fed by paper feed rollers 103, 108. A roller 104 is a resist roller 104 for conveying the transfer paper in synchronization with the toner image on the photosensitive member. The transfer paper is sent to the transfer means 5 and thermally transferred. The transfer paper on which the toner image is placed is conveyed by the transfer belt 53, conveyed and fixed to the fixing means 7, and then discharged outside the apparatus.
On the other hand, the untransferred portion and the photosensitive member 1 with dirt are cleaned by the cleaning means 6 arranged so as to be able to contact and separate, and then enters the next image forming step. In the present invention, since the heat application method is used as the transfer, it is advantageous to arrange the units that are in contact with the photoconductor so that they can come in contact with and away from each other, and to control the unit so that it does not come into contact with the photoconductor except during image creation. .
[0011]
The fixing unit 7 is a necessary configuration in the present invention in order to completely fix the toner primarily fixed by the transfer unit 5. The basic configuration includes a fixing roller 71 having heating means 74 (hereinafter referred to as “heater”) such as a halogen lamp, and a pressure roller 72 that is in pressure contact. The fixing roller 71 is provided with an elastic layer made of silicone rubber or the like having a rubber hardness of about 42 Hs (using an Asuka C hardness meter) on the surface of a core metal (not shown) having an outer diameter of 50 mm and having a thickness of 100 to 500 μm, preferably 400 μm. Further, for the purpose of preventing adhesion due to the viscosity of the toner, a resin surface layer having good releasability such as a fluororesin is formed. The resin surface layer is composed of a PFA tube or the like, and its thickness is preferably about 10 to 50 μm in consideration of mechanical deterioration. A temperature detecting means is provided on the outer peripheral surface of the fixing roller 71, and the heater 74 is controlled so as to keep the surface temperature of the fixing roller 71 substantially constant within a range of about 160 to 200 (165) ° C. . The pressure roller 72 has a core metal surface covered with an offset prevention layer such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether (PFA) or polytetrafluoroethylene (PTFE). Similar to the fixing roller 71, an elastic layer such as silicone rubber may be provided on the surface of a core metal (not shown), or a heater 73 may be provided.
In the fixing device having such a configuration, the fixing roller 71 and the pressure roller 72 have a surface pressure of 5 to 10 (9.3) N / cm.2The fixing nip width is about 10 mm and is controlled to a predetermined temperature, and when the toner image on the transfer paper passes between both rollers, it is thermally melted while receiving pressure. By leaving the roller pair and being cooled, it is fixed on the transfer paper as a permanent image.
[0012]
Next, the configuration of the present invention will be described.
The present invention resides in that transfer is performed using low-temperature heat in an electrophotographic system. Pressure is applied between the photoconductor and the transfer roller so that heat transfer is performed more efficiently. A new transfer system using heat and a combination of weak pressure is provided.
As an example, the transfer device includes a belt, a primary fixing roller 52, and a tension roller 54. The transfer roller 52 is made of an iron, aluminum, stainless steel or other metal core having an outer diameter of 40 mm, and is made of an elastic body having a hardness of 60 Hs (as Ask C hardness tester). The contact width is about 1.5 mm, and the pressing force is a surface. 11-100 N / cm in pressure2To. Considering the contact between the transfer paper and the photoconductor, the surface pressure is determined by the hardness of the roller and the contact width, but is about 20 to 50 N / cm.2Is a preferred range. The transfer roller 52 is an important roller for primary fixing transfer. Here, the transfer roller 52 has an elastic structure having the above-described hardness, and obtains a necessary surface pressure and contact width. Furthermore, in order not to lower the heat for supplying heat to the belt, the surface of the metal cylinder is 3 mm thick with a silicone rubber having a thermal conductivity of 0.5 × (1/1000) (cal / cm · sec · ° C.) or less. And has a hardness of 60 Hs. A heater 56 for heating is provided therein, and a belt (described later) is stretched. A temperature detecting means 57 is provided on the outer peripheral surface of the transfer roller 52, and the heater 56 is controlled so as to be kept substantially constant within the range of the glass transition temperature of the toner using the surface temperature of the transfer roller 52 to the toner softening temperature. Has been. As an example, a temperature of 70 to 120 ° C. is used for a normal toner.
[0013]
The transfer belt 53 includes a base material made of a seamless polyimide film. A fluororesin layer is provided on the outside. Further, if necessary, a silicone rubber layer may be provided on the fill layer and a fluororesin layer may be provided thereon. Belt driving and tensioning rollers 54 are provided inside the transfer belt. Various heat-resistant materials can be selected for the belt material. It is preferable to provide a fluororesin layer on the outside of the substrate. This does not reduce the heat of the belt.
[0014]
Although a technique for transferring using heating is disclosed, the difference from the present invention is that the heating temperature is as low as possible. If the temperature is high, the transferability is improved, but on the other hand, the photoconductor, the developing means 4 and the cleaning means 6 are thermally destroyed. In order to peel the toner on the photoconductor from the photoconductor, the temperature is about 140 ° C. or higher. Further, since transfer is not efficiently performed at a low temperature, the temperature is set to about 80 ° C. or higher even at a low temperature. The belt is heated at a temperature ranging from the glass transition temperature of the toner to the softening temperature of the toner (for example, 70 to 120 ° C.) and the above-described pressure is used in combination to produce a stable primary fixing toner and achieve transfer. . As a result, thermal stress is not applied to the above-mentioned photosensitive member, developing means 4 and cleaning means 6 and sufficient transfer performance is achieved.
The photoconductor may be selenium, amorphous silicon, or an organic compound, but an amorphous silicon photoconductor is preferred. Compared to other materials, the temperature dependence of photoconductivity is low.
[0015]
In order to obtain a semi-fixed toner stably, by adding the temperature from the glass transition point to the softening point of the toner to the toner, the toner deforms and adheres to the irregularities on the surface of the transfer paper having poor releasability by the anchor effect. Transfer from the photoconductor to transfer paper completes primary fixing and transfer. Furthermore, the surface roughness of the photoreceptor and the surface roughness of the transfer paper are important in order to obtain primary fixing stably at a low temperature. As the conditions, in the case of the toner particle diameter a, the roughness Rz of the photoreceptor is a / 2 or less, and the roughness Rz of the transfer paper is 2a or more, and particularly preferably 3a or more.
[0016]
Below, the toner has the characteristics that achieve the present invention.
<Evaluation method>
The toner evaluation method will be described. The evaluation machine was made by modifying the transfer unit of Ricoh Imagio-MF7070. The unit configuration is the same as the schematic diagram of the apparatus of FIG. As the development, the one-component non-contact method uses the developing device shown in FIG. The pressure for transfer and primary fixing is 60 N / cm in surface pressure.2The belt temperature was set to 100 ° C. Secondary fixing is surface pressure: 9.3 N / cm2The fixing nip width is about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. Using this apparatus, a test chart centered on a gray scale formed from 600 dpi binary dots was printed out to obtain an image.
Regarding the image quality, the generation of toner dust and blemishes in the toner image transfer process, the volume and area after fixing change, and the image quality deteriorates. This phenomenon is particularly remarkable in the case of digital development, and the reproducibility of independent dots is greatly affected.
[0017]
The density of the halftone should be uniform, but if there is micro-density unevenness, it gives a rough impression when viewed with the naked eye. The quality of an image is represented by granularity, which is a physical evaluation value of roughness. The granularity can be measured by a Wiener Spectrum which is a frequency characteristic of a minute area density variation.
If the density fluctuation component whose average value is 0 is f (x)
F (u) = ∫f (x) exp (-2πiux) dx …… Equation 1
WS (u) = F (u)2... Formula 2 (where u represents the spatial frequency)
The granularity (GS) is a value obtained by integrating the product of WS and visual frequency characteristics (Visual Transfer Function: VTF), and is expressed by the following equation.
GS = exp (-1.8 <D>) ∫WS (u)1/2 VTF (u) du …… Formula 3
Here, exp (−1.8 <D>) is a coefficient for correcting the difference between the density and the brightness perceived by the person, and <D> represents the average value of the density.
The granularity has a high correlation with the subjective evaluation of the smoothness of the image. The smaller the granularity value, the smoother the image quality becomes, and vice versa.
[0018]
In addition to the granularity described above, transferability (primary fixability) and fixability were evaluated and evaluated as evaluation items.
Transferability is determined by heat and pressure without using static electricity, and the rate at which the amount of black solid portion (2 × 2 cm) on the photoconductor has moved to the transfer body is determined. Judgment, the same 60-79% is indicated as “Δ”, and 59% or less is indicated as “x”. The allowable level is “Δ” or more.
Next, the fixing property was evaluated by the smear method (the density on the cloth when the cloth attached to the weight of 8.8 N / 15φ was placed on the transfer paper and rubbed five times). An acceptable level of 0.3 or lower was indicated by “◯”, an allowable level was indicated by 0.5 or lower “Δ”, and a level of 0.51 or higher was evaluated as “x”.
Furthermore, the evaluation of typical granularity as a high-quality item is an acceptable range of “◯” when the granularity is 0.29 or less, and “Δ” when 0.3 to 0.39. Furthermore, 0.4 or more was evaluated as "x".
[0019]
The toner production method and carrier used in the experiment will be described below.
Toner A
(Toner prescription)
82 parts by weight of polyester resin (weight average molecular weight: 52000, Tg: 54)
Polyethylene wax (molecular weight 900) 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 12 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 80 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with an airflow pulverizer to give a weight average particle size of 9.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.45). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.25% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain a toner.
The toner has a softening temperature of 98 ° C. and a volume resistivity of 9.5 × 10.8The average circularity was 0.91, the Tg was 53 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 115 ° C., and the loose apparent density was 0.28 g / cc.
[0020]
Toner B
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182500, Tg: 71) 82 parts by weight
Polyethylene wax (molecular weight 1200) 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 12 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 160 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with an airflow pulverizer to give a weight average particle size of 9.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.42). Thereafter, using a Henschel mixer, 0.25% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain a toner.
The toner has a softening temperature of 165 ° C. and a volume resistivity of 8.5 × 108The average circularity was 0.91, the Tg was 71 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 175 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0021]
Toner C
(Toner prescription)
45 parts by weight of polyester resin (weight average molecular weight: 52000, Tg: 54)
40 parts by weight of styrene-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Biscol 550P: Sanyo Chemical Industries) 4 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 100 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with an airflow pulverizer to give a weight average particle size of 8.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.45). Thereafter, 0.50% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner.
This toner has a softening temperature of 105 ° C. and a volume resistivity of 9.5 × 10.8The average circularity was 0.91, the Tg was 56 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 118 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0022]
Toner D
(Toner prescription)
65 parts by weight of polyester resin (weight average molecular weight: 182500, Tg: 71)
20 parts by weight of styrene-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Biscol 550P: Sanyo Chemical Industries) 4 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 150 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with an airflow pulverizer to give a weight average particle size of 8.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.43). Thereafter, 0.50% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner.
The toner has a softening temperature of 155 ° C. and a volume resistivity of 7.5 × 108The average circularity was 0.90, the Tg was 68 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 172 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0023]
Toner E
(Toner prescription)
35 parts by weight of polyester resin (weight average molecular weight: 182500, Tg: 71)
49 parts by weight of styrene-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Biscol 550P: Sanyo Chemical Industries) 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 120 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with an airflow pulverizer to give a weight average particle size of 7.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.46). Thereafter, 0.75% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner.
The toner has a softening temperature of 150 ° C. and a volume resistivity of 5.5 × 10.8The average circularity was 0.90, the Tg was 65 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 125 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0024]
Toner F
(Toner prescription)
60 parts by weight of polyester resin (weight average molecular weight: 182500, Tg: 71)
Styrene-butyl acrylate copolymer 24 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Biscol 550P: Sanyo Chemical Industries) 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 140 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with an airflow type pulverizer to give a weight average particle size of 7.0 μm (weight average particle size / number average particle size 1.46). Thereafter, 0.75% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner.
The softening temperature of this toner is 150 ° C., and the volume resistivity is 7.5 × 10.8The average circularity was 0.90, the Tg was 65 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 165 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0025]
Toner G
(Toner prescription)
Polyester resin (weight average molecular weight: 182500, Tg: 71) 58 parts by weight
26 parts by weight of styrene-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Polypropylene wax (Biscol 550P: Sanyo Chemical Industries) 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 140 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with a mechanical pulverizer to give a weight average particle size of 7.5 μm (weight average particle size / number average particle size of 1.41). Thereafter, 0.75% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner.
The toner has a softening temperature of 153 ° C. and a volume resistivity of 8.5 × 108The average circularity was 0.95, the Tg was 65 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 152 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0026]
Toner H
(Toner prescription)
60 parts by weight of polyester resin (weight average molecular weight: 182500, Tg: 71)
Styrene-butyl acrylate copolymer 24 parts by weight
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Carnauba wax 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 10 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 135 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with a mechanical pulverizer to give a weight average particle size of 6.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35). Then, using a Henschel mixer, 1.00% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain a toner.
The toner has a softening temperature of 150 ° C. and a volume resistivity of 9.5 × 10.8The average circularity was 0.98, the Tg was 65 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 145 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0027]
Toner I
(Toner prescription)
60 parts by weight of polyester resin (weight average molecular weight: 182500, Tg: 71)
27 parts by weight of styrene-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Carnauba wax 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 7 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 130 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with a mechanical pulverizer to give a weight average particle size of 6.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35). Then, using a Henschel mixer, 1.00% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed to obtain a toner.
The toner has a softening temperature of 150 ° C. and a volume resistivity of 2.5 × 109The average circularity was 0.97, the Tg was 62 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 145 ° C., and the loose apparent density was 0.29 g / cc.
[0028]
toner J
(Toner prescription)
60 parts by weight of polyester resin (weight average molecular weight: 182500, Tg: 71)
27 parts by weight of styrene-butyl acrylate copolymer
(Weight average molecular weight: 105000, Tg: 58)
Carnauba wax 5 parts by weight
Carbon black (Mitsubishi Kasei # 44) 7 parts by weight
Charge control agent (Spiron Black TR-H: Hodogaya Chemical) 1 part by weight
With the above formulation, after kneading at 130 ° C. using a biaxial extruder, pulverized and classified with a mechanical pulverizer to give a weight average particle size of 6.5 μm (weight average particle size / number average particle size 1.35). Thereafter, 1.50% by weight of silica (R-972 Nippon Aerosil) was mixed using a Henschel mixer to obtain a toner.
The toner has a softening temperature of 150 ° C. and a volume resistivity of 2.5 × 109The average circularity was 0.97, the Tg was 62 ° C., the temperature at which the melt viscosity was 1000 Pa · s was 145 ° C., and the loose apparent density was 0.35 g / cc.
[0029]
【Example】
Example 1
The toner H (Tg = 65 ° C., Tm = 150 ° C.) was used, and the Ricoh Imagio-MF7070 transfer unit remodeling machine shown in FIG. As the development, the one-component non-contact method uses the developing device shown in FIG. The pressure for transfer and primary fixing is 60 N / cm in surface pressure.2The belt temperature was set to 100 ° C. (Tg <100 ° C. <Tm). Secondary fixing is surface pressure: 9.3 N / cm2The fixing nip width is about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. By using this apparatus, an image can be obtained by printing out a test chart centered on a gray scale formed from binary dots of 600 dpi.
An experiment for optimizing simultaneous transfer was performed under the following conditions.
The toner particle size (weight average) is 6.5 μm (denoted as a). Three levels of photoreceptor roughness Rz: 2.5 μm, 3.1 μm, and 4.8 μm. The photoreceptor was made of amorphous silicon, and the surface roughness condition was determined by feather polishing using a metal oxide powder. As the transfer paper, transfer paper having three levels of surface roughness (Rz) of 8 μm, 15 μm, and 24 μm was used. The roughness was selected from coated paper and plain paper. The surface roughness was measured using an ultra-deep shape measurement microscope VK8500 manufactured by Keyence Corporation using a line roughness measurement mode. The results are shown in Table 1.
[0030]
[Table 1]
Figure 0003909692
From the above results, a paper roughness of 15 μm (2.3 times the toner diameter) or more and a photoreceptor roughness of 3.1 μm (0.48 times) or less are good results. From the above results, good results can be obtained under conditions where the roughness of the photoreceptor is ½ or less of the toner particle diameter and the roughness of the transfer paper is twice or more of the toner particle diameter.
[0031]
(Example 2)
The toner H (Tg = 65 ° C., Tm = 150 ° C.) was used, and the Ricoh Imagio-MF7070 transfer unit remodeling machine shown in FIG. As the development, the one-component non-contact method uses the developing device shown in FIG. Transfer primary fixing was performed by applying a pressure for transfer and primary fixing and a belt temperature. Secondary fixing is surface pressure: 9.3 N / cm2The fixing nip width is about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. By using this apparatus, an image can be obtained by printing out a test chart centered on a gray scale formed from binary dots of 600 dpi. The pressure between the photoconductor used for transfer and primary fixing and the transfer belt temperature and the applied belt temperature are as follows. The conditions of were confirmed.
The evaluation was performed at the transfer rate as in the examples. The results are shown in Table 2.
[0032]
[Table 2]
Figure 0003909692
From the above results, the pressure is 10 to 100 N / cm.2Thus, good results are obtained by using a temperature within the toner softening temperature from the glass transition temperature of the toner used.
Also, the pressure is 60N / cm2Under these conditions, the coefficient of friction of the photosensitive member was changed from 0.7 to 0.3 to confirm transferability. In order to improve the friction coefficient of the photoconductor provided in the cleaning section of FIG. 1, a zinc stearate block was provided and applied to the photoconductor via a brush to obtain two conditions. The result is shown in Table 2 under the pressure of 80 N / cm.2The application temperature was confirmed at 45 to 170 ° C.
From the above results, the transfer rate is improved by applying zinc stearate.
[0033]
(Example 3)
The toner H (Tg = 65 ° C., Tm = 150 ° C.) was used, and the Ricoh Imagio-MF7070 transfer unit remodeling machine shown in FIG. As the development, the one-component non-contact method uses the developing device shown in FIG. The pressure for transfer and primary fixing is 60 N / cm in surface pressure.2The belt temperature was set to 100 ° C. (Tg <100 ° C. <Tm). Secondary fixing is surface pressure: 9.3 N / cm2The fixing nip width is about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. Using this apparatus, characteristics over time were confirmed when the transfer unit and the cleaning unit were placed apart from each other except during image formation, and when they were always in contact with each other.
There is no problem in a normal environment. The margin test was confirmed in an environment where the room temperature was maintained at 30 ° C. and 60% RH.
The image forming conditions were 500 prints (character area 6% chart) operated for 8 hours a day (16,000 sheets) at 15 minute intervals and compared over 10 days.
As a result, in a machine that has always been in contact with the toner, the toner adheres to the tip of the cleaning blade, resulting in poor cleaning, and there are only about 50000 sheets of photoconductor stains, image background stains, black streaks, etc. There has occurred.
On the other hand, when the transfer unit and the cleaning unit were placed apart from each other except during image formation, there was no problem even in the same test, and a normal image was obtained.
[0034]
(Example 4)
The evaluation machine used was a modified Ricoh Imagio-MF7070 transfer unit in FIG. As a development, a one-component non-contact developing device was used. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a one-component non-contact developing device. The pressure for transfer and primary fixing is 60 N / cm in surface pressure.2The belt temperature was set to 100 ° C. (Tg <100 ° C. <Tm). Secondary fixing is surface pressure: 9.3 N / cm2The fixing nip width is about 10 mm, and the temperature is set to 175 ° C. In order to improve the peeling from the photoconductor by the simultaneous primary fixing of the transfer so that the toner easily adheres to the transfer paper, the toner particle size a is the photoconductor roughness is a / 2 or less, and the transfer paper has a surface roughness of An image was obtained by printing out a test chart centering on a gray scale formed from binary dots of 600 dpi, with 3a or more.
The toners A, B, C, and H described above were used as toners used in this example.
The evaluation was made for each item of transfer primary fixing characteristics (transfer rate%), secondary fixing (smear density), and granularity. The results are shown in Table 3.
[0035]
[Table 3]
Figure 0003909692
From the above results, the toner softening temperature is preferably 100 to 160 ° C., and the glass transition temperature is preferably 55 to 70 ° C.
[0036]
(Example 5)
The evaluation method was the same as in Example 4. The toners used in this example were the toners D, E, H, and I described above.
The evaluation was made for each item of transfer primary fixing characteristics (transfer rate%), secondary fixing (smear density), and granularity. The results are shown in Table 4. Here, the dispersity is (weight average particle diameter / number average particle diameter).
[0037]
[Table 4]
Figure 0003909692
From the above results, the circularity is 0.92 or more and the dispersion is 1.4 or less.
[0038]
(Example 6)
The evaluation method was the same as in Example 4. As the toner used in this example, the above toner formulation was used. As the characteristic values used, the temperature at which the melt viscosity of the toner becomes 1000 Pa · s (that is, the temperature at which the toner melts and starts to adhere) and each characteristic were confirmed.
The evaluation was made for each item of transfer primary fixing characteristics (transfer rate%), secondary fixing (smear density), and granularity. The results are shown in Table 5.
[0039]
[Table 5]
Figure 0003909692
From the above results, the optimum range is 120 to 170 ° C.
[0040]
(Example 7)
The evaluation method was the same as in Example 4. The toners used in this example were the toners H and J described above. The characteristic value used is the loose apparent density (g / cc).
The evaluation was made for each item of transfer primary fixing characteristics (transfer rate%), secondary fixing (smear density), and granularity. The results are shown in Table 6.
[Table 6]
Figure 0003909692
From the above results, it is preferable that the apparent density of loose toner is 0.3 g / cc or more. Here, “◎” not used in the conventional evaluation is given. The best value of 0.21 was obtained this time.
[0041]
(Example 8)
The evaluation method was the same as in Example 4. As the toner used in this example, the above toner formulation was used. The characteristic value used is the volume resistivity.
Evaluation was made for each item of primary transfer characteristics (transfer rate%), secondary fixing (smear density), and granularity, and the results are shown in Table 7.
[Table 7]
Figure 0003909692
From the above results, the volume resistivity is 1 × 109Ωcm or more is a good range.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the image forming method and the image forming apparatus according to the present invention, the toner is deformed, the surface between the toners is lightly fixed, and the toner is primarily fixed to the transfer with the anchor effect by being packed in the recess of the transfer paper. Further, it is possible to prevent image deterioration during electrostatic transfer.
Further, in the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, by separating the transfer primary fixing unit which is a heat source except during image formation, the temperature rise of the photoconductor can be prevented and the problems on the image and the system can be reduced. The design margin can be increased.
Further, in the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, it is possible to improve the transfer rate by improving the toner releasability by using a photoconductor having a hard surface and a low friction coefficient.
In the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, it is possible to obtain a high-quality image without graininess by improving the transfer rate.
Further, in the image forming method and the image forming apparatus of the present invention, occurrence of hot offset can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an entire image forming apparatus using an image forming method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a one-component non-contact developing device.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor
2 Charger
3 Exposure means
31 Scanner
32 Polygon motor
33 Mirror
4 Development means
5 Transfer means
52 Primary fixing roller
53 Transfer belt
54 Tension roller
55 Cleaning device
56 heater
57 Temperature detection means
6 Cleaning means
7 Fixing means
71 Fixing roller
72 Pressure roller
73, 74 Heating means (heater)
101, 106 Transfer paper bank
102, 107 Paper feed roller
103, 108 paper feed

Claims (6)

感光体に潜像を形成する潜像形成工程と、潜像を現像する現像工程と、感光体に圧接した転写ローラを用いて転写する転写工程と、熱ローラによりトナーを定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
転写工程は、転写ローラを介してトナーと転写紙に静電気を与えずに熱と圧力を与えて転写と一次定着を同時に行い、
定着工程は、感光体と分離した一次定着した転写紙を、再度定着する二次定着を行う画像形成方法において、
現像工程は、感光体と非接触の状態で潜像を現像する非接触現像方式を用い、
転写工程は、転写ローラと感光体間に10〜100N/cmの圧力を加え、転写紙に加える温度がトナーガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲であることを特徴とする画像形成方法。
A latent image forming step for forming a latent image on the photosensitive member; a developing step for developing the latent image; a transferring step for transferring using a transfer roller in pressure contact with the photosensitive member; and a fixing step for fixing toner by a heat roller. An image forming method comprising:
In the transfer process , heat and pressure are applied to the toner and transfer paper via the transfer roller without applying static electricity to perform transfer and primary fixing at the same time.
The fixing step is an image forming method in which secondary fixing is performed by fixing the transfer paper that has been primarily fixed separately from the photoreceptor.
The development process uses a non-contact development method that develops the latent image in a non-contact state with the photoconductor ,
In the transfer step, an image forming method is characterized in that a pressure of 10 to 100 N / cm 2 is applied between the transfer roller and the photosensitive member, and a temperature applied to the transfer paper is in a range from a toner glass transition temperature to a toner softening temperature.
請求項1に記載の画像形成方法において、
感光体表面粗さは、十点平均粗さRzがa/2以下(ここで、aはトナー粒径を表す。)であり、
転写紙表面粗さは、十点平均粗さRzが2a以上ある ことを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to claim 1,
The photoconductor surface roughness is such that the ten-point average roughness Rz is a / 2 or less (where a represents the toner particle size).
The transfer paper surface roughness has a ten-point average roughness Rz of 2a or more.
請求項1又は2に記載の画像形成方法において、
転写、クリーニングユニットは感光体との接離機構を設け、作像時以外は、感光体から離した状態にする ことを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to claim 1 or 2 ,
An image forming method, wherein the transfer / cleaning unit is provided with a contact / separation mechanism with respect to the photosensitive member, and is separated from the photosensitive member except during image formation.
請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法において、
トナーガラス転移温度(Tg)が55〜70℃で、トナー軟化温度(Tm)が100〜160℃である ことを特徴とする画像形成方法。
The image forming method according to any one of claims 1 to 3 ,
In the toner glass transition temperature (Tg) of 55 to 70 ° C., an image forming method to which the toner softening temperature (Tm) is characterized in that it is a 100 to 160 ° C..
潜像を有する感光体と、現像装置、感光体に圧接した転写ローラを用いた転写装置と熱ローラ定着装置を有する画像形成装置であって、
転写装置は、転写装置における転写ローラが、トナーと転写紙に静電気を与えずに熱と圧力を与え、転写と一次定着を同時に行い、
転写ローラと感光体間の前記圧力は10〜100N/cm であり、転写紙に加える温度がトナーガラス転移温度からトナー軟化温度の範囲であり、
定着装置が、感光体と分離した一次定着した転写紙を、再度定着する二次定着を行い、
現像装置は、感光体と非接触の状態で潜像を現像する ことを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus having a photosensitive member having a latent image, a developing device, a transfer device using a transfer roller pressed against the photosensitive member, and a heat roller fixing device,
In the transfer device, the transfer roller in the transfer device applies heat and pressure without applying static electricity to the toner and transfer paper, and performs transfer and primary fixing simultaneously.
The pressure between the transfer roller and the photoconductor is 10 to 100 N / cm 2 , and the temperature applied to the transfer paper is in the range from the toner glass transition temperature to the toner softening temperature,
Fixing device, a transfer paper having primary fixing separate from the photoreceptor, have rows secondary fixing the fixing again,
An image forming apparatus, wherein the developing device develops the latent image in a non-contact state with the photosensitive member .
請求項に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項2乃至4のいずれかに記載の画像形成方法を用いる ことを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 5 .
An image forming apparatus using the image forming method according to claim 2 .
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