JP4031166B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成方法および画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル複写機はその機能が種々にわたる汎用性の高さから、今後の複写機の主流になると思われる。かかるデジタル複写機の特徴は電子データ化したものを複写する機能にあり、このためにプリンターとしても使用することができる。
デジタル複写機における画像形成方法としては、複数頁にわたる原稿画像をＣＣＤなどの撮像素子で読み取り、当該画像データをメモリに記憶し、当該メモリから画像データを読み出して、画像支持体（記録紙）上に画像を形成する方法を挙げることができる。
【０００３】
このようなデジタル複写機により形成される画像には高い画質が要求される。
ここに、高い画質を維持するためには、現像剤が劣化した場合には、当該現像剤を容易に交換する必要がある。
しかしながら、近年の環境への取り組みから、容易に交換できるシステムでは廃棄物が頻繁に発生することから問題となる可能性が高い。このために、現像剤自体の劣化を極力抑制することが求められている。
【０００４】
また、デジタル複写機では、電子的に両面印字するために、いわゆる電子ＲＤＨ（Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｈａｎｄｌｅｒ）を使用することができる。
この場合では、電子的に両面印字を可能としているため、従来の複写機で両面を印字する方式とは異なり、記録紙体の一面を印字したものをストックする必要がなく、記録紙の一面および他面を連続して印字することができる。
【０００５】
この方式では、トナー像が一面に転写・定着された記録紙は、定着工程を通過した直後に、他面の転写工程・定着工程へ搬送される。
この結果、熱定着を使用した場合では、定着直後の加熱された高温の記録紙が転写工程に搬送されてくる。
この場合、記録紙自体が保有する熱の影響を受け、機械内部の温度が上昇し、ストレスによる現像剤の劣化が促進されるという問題がある。
特に、トナーリサイクル方式を採用した場合、リサイクル機構での搬送系のズリ応力や、クリーニングブレードでの掻き取りのズリ応力などにより、トナーを構成する外添剤が着色粒子中に埋没しやすくなっており、さらに前述の熱が加わった場合にはその傾向がさらに加速されてしまう問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような事情に基いてなされたものである。
本発明の目的は、トナーリサイクルシステムが採用されているデジタル複写機による両面印字方式の画像形成において、長期にわたり安定した複写画像を形成することのできる画像形成方法および画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成方法は、デジタル露光により潜像形成体上に形成された第１の電子画像をトナーを含む現像剤により現像して形成されたトナー像を画像支持体の一面に転写し、当該画像支持体の一面に転写されたトナー像を熱定着した後、スタックレス印字方式により、デジタル露光により前記潜像形成体上に形成された第２の電子画像をトナーを含む現像剤により現像して形成されたトナー像を当該画像支持体の他面に転写し、当該画像支持体の他面に転写されたトナー像を熱定着する工程、並びに、トナー像を画像支持体上に転写した後に潜像形成体上に残留しているトナーをクリーニングしそのトナーを現像工程に戻す工程を有する画像形成方法において、
前記トナーは、少なくとも樹脂および着色剤を含む着色粒子と、無機微粒子とからなり、
当該無機微粒子は、数平均一次粒子径がＤａの小粒径微粒子ａと、
数平均一次粒子径がＤｂの中間粒径微粒子ｂと、
数平均一次粒子径がＤｃの大粒径微粒子ｃとからなり、
それぞれの数平均一次粒子径Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの比率が下記関係式を満足し、
式）Ｄａ：Ｄｂ：Ｄｃ＝１：１．５〜３．０：５．０〜２０．０
（ここに、Ｄａ＝５〜１５ｎｍ）
着色粒子に対する小粒径微粒子ａの添加割合（Ｍａ質量％）と、着色粒子に対する中間粒径微粒子ｂの添加割合（Ｍｂ質量％）と、着色粒子に対する大粒径微粒子ｃの添加割合（Ｍｃ質量％）との比が下記関係式を満足することを特徴とする。
式）Ｍａ：Ｍｂ：Ｍｃ＝１．０：０．８〜１．２：１．０〜２．０
【００１２】
本発明の画像形成装置は、デジタル露光により潜像形成体上に形成された第１の電子画像をトナーを含む現像剤により現像して形成されたトナー像を画像支持体の一面に転写し、当該画像支持体の一面に転写されたトナー像を熱定着した後、スタックレス印字方式により、デジタル露光により前記潜像形成体上に形成された第２の電子画像をトナーを含む現像剤により現像して形成されたトナー像を当該画像支持体の他面に転写し、当該画像支持体の他面に転写されたトナー像を熱定着する工程、並びに、トナー像を画像支持体上に転写した後に潜像形成体上に残留しているトナーをクリーニングしそのトナーを現像工程に戻す工程を有する画像形成装置において、
前記トナーは、少なくとも樹脂および着色剤を含む着色粒子と、無機微粒子とからなり、
当該無機微粒子は、数平均一次粒子径がＤａの小粒径微粒子ａと、
数平均一次粒子径がＤｂの中間粒径微粒子ｂと、
数平均一次粒子径がＤｃの大粒径微粒子ｃとからなり、
それぞれの数平均一次粒子径Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの比率が下記関係式を満足し、
式）Ｄａ：Ｄｂ：Ｄｃ＝１：１．５〜３．０：５．０〜２０．０
（ここに、Ｄａ＝５〜１５ｎｍ）
着色粒子に対する小粒径微粒子ａの添加割合（Ｍａ質量％）と、着色粒子に対する中間粒径微粒子ｂの添加割合（Ｍｂ質量％）と、着色粒子に対する大粒径微粒子ｃの添加割合（Ｍｃ質量％）との比が下記関係式を満足することを特徴とする。
式）Ｍａ：Ｍｂ：Ｍｃ＝１．０：０．８〜１．２：１．０〜２．０
【００３４】
【作用】
小粒径微粒子および大粒径微粒子とともに、中間粒径微粒子を使用することにより、熱によるトナー粒子の凝集を防止することができ、好適な流動性を維持することができる。この結果、後述する実施例の結果からも明らかなように、トナーリサイクルシステムが採用されている熱定着型のデジタル複写機により、スタックレス印字方式による両面印字方式の画像形成に供された場合であっても、長期にわたり安定した複写画像（安定した画像濃度を有し、カブリのない複写画像）を形成することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のトナーは、少なくとも樹脂および着色剤を含む着色粒子と、外添剤である無機微粒子とからなる。
【００３６】
＜無機微粒子の粒径分布＞
本発明のトナーにおいては、これを構成する無機微粒子の粒子径分布に特徴を有する。
本発明において、無機微粒子の「数平均一次粒子径」は、透過型電子顕微鏡にを用いて撮影された画像を画像解析することによって測定されたものである。
【００３７】
小粒径の外添剤（数平均一次粒子径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の小粒径微粒子Ａ／数平均一次粒子径がＤａの小粒径微粒子ａ) はトナーに対する流動性の付与効果が大きい。しかし、粒径が小さいためにストレスを受けた場合に着色粒子中に埋没しやすく、これにより、流動性の低下やトナー粒子の凝集を招きやすい。
他方、大粒径の外添剤（数平均一次粒子径が８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の大粒径微粒子Ｃ／数平均一次粒子径がＤｃの大粒径微粒子ｃ) は、スペーサーとしての機能、すなわち、トナー粒子間に存在することで、粒子間の衝突で作用する機械的ストレスがトナー表面に直接作用することを抑制する機能を発揮することができる。そこで、小粒径の外添剤とともに、大粒径の外添剤を使用すれば、そのスペーサー効果により、トナーに対するストレスをある程度低減することができる。
【００３８】
しかしながら、大粒径の外添剤は、着色粒子に対する付着力が小さく、外添剤の飛散によるワイヤー汚染などの原因となるために十分な量を添加することができない。このため、高温環境下でのストレスを十分に緩和することができず、外添剤の埋没を十分に抑制することができない。
このように、小粒径の外添剤と、大粒径の外添剤とを併用するだけでは、好適な流動性を維持することができない。
【００３９】
このため、本発明者らは鋭意検討した結果、中間領域の粒径を有する外添剤（数平均一次粒子径が１５ｎｍ以上８０ｎｍ未満の中間粒径微粒子Ｂ／数平均一次粒子径がＤｂの中間粒径微粒子ｂ）に注目し、この中間粒径微粒子の存在により単なるスペーサー効果のみでは発揮できない好適な流動性の維持を達成することができたものである。
この理由は明確ではないが、中間粒径微粒子は大粒径の外添剤（大粒径微粒子）とは異なり、着色粒子に対する付着性があることと、大粒径微粒子と比較して粒径が小さいので、そのもの自体で若干の流動性付与効果があることから、この相乗作用が発揮され、予想外の効果を奏することができたものと推定される。
【００４０】
＜小粒径微粒子Ａ＋中間粒径微粒子Ｂ＋大粒径微粒子Ｃ＞
本発明のトナーを構成する無機微粒子は、▲１▼ 数平均一次粒子径が５ｎｍ以上１５ｎｍ未満の小粒径微粒子Ａと、▲２▼ 数平均一次粒子径が１５ｎｍ以上８０ｎｍ未満の中間粒径微粒子Ｂと、▲３▼ 数平均一次粒子径が８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の大粒径微粒子Ｃとを組み合わせてなる。
かかる構成とすることにより、好適な流動性の維持および帯電付与性の安定化を図ることができる。
【００４１】
上記の構成のトナーにおいて、前記小粒径微粒子Ａ、前記中間粒径微粒子Ｂ、前記大粒径微粒子Ｃの着色粒子に対する添加割合を、それぞれ、ＭＡ質量％、ＭＢ質量％、ＭＣ質量％とするとき、（ＭＢ／ＭＡ）は０．８〜１．２であることが好ましく、（ＭＣ／ＭＡ）は１．０〜２．０であることが好ましい。
また、小粒径微粒子Ａの添加割合（ＭＡ）は０．１〜２．０質量％であることが好ましく、更に好ましくは０．３〜１．２質量％である。
【００４２】
小粒径微粒子Ａの添加割合（ＭＡ）が０．１質量％未満である場合には、流動性付与効果が少ないため、好適な流動性を維持することができない。一方、小粒径微粒子Ａの添加割合（ＭＡ）が２．０質量％を超える場合には、着色粒子の表面に過剰に存在する小粒径微粒子Ａが、中間粒径微粒子Ｂおよび大粒径微粒子Ｃに対して静電的に付着しやすくなり、これらの微粒子の帯電性を変化させることがあり、その結果、中間粒径微粒子Ｂおよび大粒径微粒子Ｃが凝集し、これらによる効果を発揮できなくなる問題がある。さらに、過剰に存在する小粒径微粒子Ａが遊離し、帯電極の汚染や感光体に対する傷の発生などによる画像欠陥を発生する問題がある。
【００４３】
小粒径微粒子Ａの添加割合に対する中間粒径微粒子Ｂの添加割合の比（ＭＢ／ＭＡ）が０．８未満である場合には、好適な流動性を維持することが困難となる。一方、この比（ＭＢ／ＭＡ）が１．２を超える場合には、外添剤の遊離が発生しやすくなり、帯電極の汚染や感光体に対する傷の発生などによる画像欠陥を発生する問題がある。
【００４４】
小粒径微粒子Ａの添加割合に対する大粒径微粒子Ｃの添加割合の比（ＭＣ／ＭＡ）が１．０未満である場合には、スペーサー効果が発揮されず、本発明の目的を達成することができない。一方、この比（ＭＣ／ＭＡ）が２．０を超える場合には、過剰量の大粒径微粒子Ｃが着色粒子表面より脱離しやすくなるため、当該外添剤の飛散による帯電極などの汚染を引き起こし、画像欠陥を発生する問題がある。
【００４５】
＜小粒径微粒子ａ＋中間粒径微粒子ｂ＋大粒径微粒子ｃ＞
また、本発明のトナーを構成する無機微粒子は、（１） 数平均一次粒子径がＤａ（Ｄａ＝５〜１５ｎｍ）の小粒径微粒子ａと、（２） 数平均一次粒子径がＤｂ（Ｄｂ＝１．５Ｄａ〜３．０Ｄａ）の中間粒径微粒子ｂと、（３） 数平均一次粒子径がＤｃ（Ｄｃ＝５．０Ｄａ〜２０．０Ｄａ）の大粒径微粒子ｃとからなるものである。
かかる構成とすることによっても、好適な流動性の維持および帯電付与性の安定化を図ることができる。
【００４６】
小粒径微粒子ａの数平均一次粒子径に対する中間粒径微粒子ｂの数平均一次粒子径の比（Ｄｂ／Ｄａ）が１．５未満である場合には、中間粒径微粒子としての機能を発揮することができず、好適な流動性を維持することが困難になる。一方、この比（Ｄｂ／Ｄａ）が３．０を超える場合にも、中間粒径微粒子としての機能を発揮することができない。
【００４７】
小粒径微粒子ａの数平均一次粒子径に対する大粒径微粒子ｃの数平均一次粒子径の比（Ｄｃ／Ｄａ）が５．０未満である場合には、大粒径微粒子としてのスペーサー効果を発揮することが困難になる。一方、この比（Ｄｃ／Ｄａ）が２０．０を超える場合には、スペーサー効果自体は発揮されるものの、粒径が過大であるために、着色粒子表面に保持できなくなり、結果として外添剤の遊離などによる画像欠陥を発生しやすくなる。
【００４８】
上記の構成のトナーにおいて、前記小粒径微粒子ａ、前記中間粒径微粒子ｂ、前記大粒径微粒子ｃの着色粒子に対する添加割合を、それぞれ、Ｍａ質量％、Ｍｂ質量％、Ｍｃ質量％とするとき、（Ｍｂ／Ｍａ）は０．８〜１．２であり、（Ｍｃ／Ｍａ）は１．０〜２．０である。
また、小粒径微粒子ａの添加割合（Ｍａ）は０．１〜２．０質量％であることが好ましく、更に好ましくは０．３〜１．２質量％である。
【００４９】
小粒径微粒子ａの添加割合（Ｍａ）が０．１質量％未満である場合には、流動性付与効果が少ないため、好適な流動性を維持することができない。一方、小粒径微粒子ａの添加割合（Ｍａ）が２．０質量％を超える場合には、着色粒子の表面に過剰に存在する小粒径微粒子ａが、中間粒径微粒子ｂおよび大粒径微粒子ｃに対して静電的に付着しやすくなり、これらの微粒子の帯電性を変化させることがあり、その結果、中間粒径微粒子ｂおよび大粒径微粒子ｃが凝集し、これらによる効果を発揮できなくなる問題がある。さらに、過剰に存在する小粒径微粒子ａが遊離し、帯電極の汚染や感光体に対する傷の発生などによる画像欠陥を発生する問題がある。
【００５０】
小粒径微粒子ａの添加割合に対する中間粒径微粒子ｂの添加割合の比（Ｍｂ／Ｍａ）が０．８未満である場合には、好適な流動性を維持することが困難となる。一方、この比（Ｍｂ／Ｍａ）が１．２を超える場合には、外添剤の遊離が発生しやすくなり、帯電極の汚染や感光体に対する傷の発生などによる画像欠陥を発生する問題がある。
【００５１】
小粒径微粒子ａの添加割合に対する大粒径微粒子ｃの添加割合の比（Ｍｃ／Ｍａ）が１．０未満である場合には、スペーサー効果が発揮されず、本発明の目的を達成することができない。一方、この比（Ｍｃ／Ｍａ）が２．０を超える場合には、過剰量の大粒径微粒子ｃが着色粒子表面より脱離しやすくなるため、当該外添剤の飛散による帯電極などの汚染を引き起こし、画像欠陥を発生する問題がある。
【００５２】
＜無機微粒子の構成材料＞
本発明のトナーを構成する無機微粒子（小粒径微粒子，中間粒径微粒子，大粒径微粒子）の構成材料としては、特に限定されるものではなく、各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物などを好適に使用することができる。かかる構成材料の具体例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等を挙げることができる。
【００５３】
小粒径微粒子Ａおよび小粒径微粒子ａの構成材料としては、シリカ、チタニア、アルミナが好ましく、特に好ましくはシリカである。
また、中間粒径微粒子Ｂおよび中間粒径微粒子ｂの構成材料としては、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニアが好ましく、特に好ましくはシリカ、チタニア、アルミナである。
さらに、大粒径微粒子Ｃおよび大粒径微粒子ｃの構成材料としては、チタニア、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化セリウム等が好ましく、特に好ましくはチタニア、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウムである。
【００５４】
上記無機微粒子（特に小粒径微粒子および中間粒径微粒子）は、疎水化処理が施されたものであってもよい。
無機微粒子の疎水化処理を行う場合には、各種チタンカップリング剤、シランカップリング剤等のいわゆるカップリング剤やシリコーンオイル等を使用することが好ましく、さらに、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩も好ましく使用される。
【００５５】
疎水化処理剤として使用されるチタンカップリング剤としては、テトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンセンスルフオニルチタネート、ビス( ジオクチルパイロフォスフェート) オキシアセテートチタネートなどを挙げることができる。
【００５６】
疎水化処理剤として使用されるシランカップリング剤としては、γ−（２−アミノエチル) アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル) アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル) γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシランなどを挙げることができる。
【００５７】
疎水化処理剤として使用される脂肪酸およびその金属塩としては、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンダデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸などの長鎖脂肪酸があげられ、その金属塩としては亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、リチウムなどの金属との塩を挙げることができる。
【００５８】
疎水化処理剤として使用されるシリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、アンモニウム塩変性ポリシロキサンなどを挙げることができる。
【００５９】
上記の化合物は、単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。これら疎水化処理剤の添加量としては、無機微粒子に対して１〜１０質量％とされ、好ましくは３〜７質量％とされる。
疎水化の程度としては、メタノールウェッタビリティで測定した疎水化度にて５０〜９５程度であることが好ましく、さらに好ましくは６０〜９０程度とされる。
【００６０】
＜着色粒子＞
本発明のトナーを構成する着色粒子は、樹脂および着色剤を含有してなる。
着色粒子を構成する樹脂としては特に限定されるものではなく、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂など従来公知の樹脂を使用することができる。
【００６１】
着色粒子を構成する着色剤としても特に限定されるものではなく、例えばカーボンブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオクサレート、ローズベンガルなど従来公知の着色剤を使用することができる。
【００６２】
本発明のトナーを構成する着色粒子には、各種の添加剤が内部添加されていてもよい。斯かる添加剤としては、例えばサリチル酸誘導体、アゾ系金属錯体などの荷電制御剤；低分子量ポリオレフィン、カルナウバワックスなどの定着性改良剤などを挙げることができる。また、磁性トナーを得る場合には、磁性体粒子が添加含有される。この磁性体粒子としては、平均一次粒子径が０．１〜２．０μｍのフェライトやマグネタイトなどが挙げられる。磁性体粒子の含有割合はトナー中２０〜７０質量％とされる。
【００６３】
本発明のトナーの体積平均粒径（Ｄ_t ）は、通常２〜１５μｍとされ、好ましくは３〜９μｍとされる。このトナーの体積平均粒径は、コールターカウンターＴＡ−IIあるいはコールターマルチサイザーを用いて、アパーチャー径＝１００μｍのアパーチャーを用いて２．０〜４０μｍの範囲における粒径分布を用いて測定したものである。
【００６４】
＜キャリア＞
本発明のトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
本発明のトナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を用いることができる。特にフェライト粒子が好ましい。キャリアの体積平均粒径（Ｄ_c ）としては２０〜１００μｍであることが好ましく、更に好ましくは３０〜８０μｍとされる。
このキャリアの体積平均粒径は、湿式分散機を有するレーザ回折式粒度分布測定装置「ＨＥＬＯＳ」（シンパティック社製）により測定することができる。
好ましいキャリアとしては、磁性粒子の表面が樹脂により被覆されている樹脂被覆キャリアを挙げることができる。
樹脂被覆キャリアを構成する樹脂としては、特に限定はないが、例えばシリコーン系樹脂、フッ素含有重合体系樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン／アクリル系樹脂、エステル系樹脂等が挙げられる。
【００６５】
＜画像形成方法および画像形成装置＞
本発明のトナーを含む現像剤は、潜像形成体（感光体）上に形成された静電潜像を当該現像剤により現像し、形成されたトナー像を画像支持体上に転写し、転写後に潜像形成体上に残留しているトナーをクリーニングしてそのトナーを現像工程に戻す画像形成方法、すなわち、リサイクルシステムが搭載された画像形成装置による形成方法に好適に使用することができる。
すなわち、本発明のトナーによれば、リサイクルプロセスによる大きなストレスを受けた場合にも、無機微粒子（特に小粒径微粒子）の埋め込み現象が生ぜず、常に好適な流動性を維持することができる。
【００６６】
また、本発明のトナーを含む現像剤は、デジタル露光により潜像形成体（感光体）上に電子画像を形成する画像形成（デジタル画像形成）に好適に使用することができる。
特に、複数頁にわたる原稿画像をＣＣＤなどの撮像素子で読み取り、当該画像データをメモリに記憶し、当該メモリから画像データを読み出して、画像支持体（記録紙）上に画像を形成する方法に好適に使用することができる。
【００６７】
さらに、本発明のトナーを含む現像剤を使用する好適な画像形成方法として、デジタル露光により潜像形成体（感光体）上に形成された第１の電子画像を当該現像剤により現像して形成されたトナー像（第１のトナー像）を画像支持体（記録紙）の一面に転写し、当該画像支持体の一面に転写された第１のトナー像を熱定着した後、デジタル露光により前記潜像形成体上に形成された第２の電子画像を当該現像剤により現像して形成されたトナー像（第２のトナー像）を当該画像支持体の他面に転写し、当該画像支持体の他面に転写された第２のトナー像を熱定着する工程を有する画像形成方法（スタックレス印字方式）を挙げることができる。
すなわち、本発明のトナーによれば、定着直後の記録紙が転写工程に搬送されてくることによる装置内部の温度上昇に伴うストレスの増加によっても、当該トナーを含む現像剤を劣化させることはない。
【００６８】
図１は、本発明のトナーを含む現像剤によりデジタル画像形成を行うときに、好適に使用することができる画像形成装置（デジタル複写機）の全体構成を示す図である。
【００６９】
この図１において、デジタル複写機は、画像読み取り部Ａ、画像処理部Ｂ、画像記憶部Ｃ、画像形成部Ｄで構成される。前記画像読み取り部Ａが読み取り手段に、画像処理部Ｂが画像処理手段に、画像記憶部Ｃが画像データ記憶手段に、また、前記画像形成部Ｄが画像形成手段に相当する。
【００７０】
画像読み取り部Ａにおいて、原稿１２１は原稿台ガラス（以下プラテンガラスと略記する）１２２上に記載され、図示を省略したガイドレール上を移動するキャリッジに設けられたハロゲン光源１２３によって照明される。一対のミラー１２４，１２５が設けられた可動ミラーユニット１２６は、前記スライドレール上を移動し、前記キャリッジに設けられているミラー１２７との組合せで、プラテンガラス１２２上の原稿１２１からの反射光即ち光学像を、レンズ読み取りユニット１２８へ導出する。前記レンズ読み取りユニット１２８は結像レンズ１２９及びＣＣＤラインセンサ１３０から構成される。前記ミラー１２４，１２５，１２７により反射伝達された原稿１２１上の画像に対応する光学像は、前記結像レンズ１２９により収束され、ＣＣＤラインセンサ１３０の受光面に結像され、前記ＣＣＤラインセンサ１３０によりライン上の光学像が順次電気信号に光電変換される。
【００７１】
操作部２８に設けられたコピーボタンを押すと、図示を省略したモーターによって連動して駆動されるハロゲン光源１２３とミラー１２７が設けられているキャリッジと可動ミラーユニット１２６との動きにより１頁分の原稿の画像情報はＣＣＤラインセンサ１３０に読み取られる。プラテンガラス１２２上に１枚ずつ置かれた原稿１２１は以上のように順次読み取られてそれぞれ１頁分の画像データとして出力される。
【００７２】
前記画像読み取り部Ａで読み取りられた原稿画像の画像信号即ち画像データは、後述する画像処理部Ｂにおいて、濃度変換、フィルタ処理、変倍処理、γ補正などの各種画像処理が施された後、画像記憶部Ｃを経て画像形成部Ｄに出力される。画像形成部Ｄは、電子写真技術を用いたレーザープリンタにより、入力された画像データに応じて記録紙上に画像形成を行う。
【００７３】
即ち、画像形成部Ｄでは、図示しない半導体レーザーで発生されるレーザービームを画像信号に基づいて変調する。かかるレーザービームを駆動モータ１４１により回転されるポリゴンミラー１４２で回転走査させ、図示しないｆθレンズを経て、反射ミラー１４３により光路を曲げて、感光体ドラム１５１の表面上に投射させ、一様に帯電された感光体ドラム１５１上に静電潜像を形成する。
ここに、感光体ドラム１５１としては、環境保護、無公害の観点から有機感光体からなることが好ましい。
【００７４】
更に、この感光体ドラム１５１を一様に帯電させるための帯電器１５２、現像器１５３、転写極１５７、分離極１５８、クリーニング装置１５９、定着装置１６０が備えられており、感光体ドラム１５１上に形成された静電潜像が前記現像器１５３によって現像されてトナー像となり、更に、前記トナー像が記録紙上に転写され、定着されて、原稿の複写像が得られるようにされている。
【００７５】
記録紙は各サイズ毎にカセット１７１〜１７４にストックされており、記録紙サイズの指示に従って対応するカセット１７１〜１７４から記録紙が取り出され、複数の搬送ローラや搬送ベルトを含んで構成される記録紙搬送機構１７５とによって感光体ドラム１５１に供給される。
【００７６】
片面コピーの場合はカセットから順次取り出される記録紙の片面に、トナー像が順次転写、定着されて記録紙排出トレイ１７６上に排出される。
【００７７】
両面コピーの場合は片面にトナー像が転写、定着されて送りだされた記録紙が記録紙搬送路中の定着装置１６０直後に配置された第１の切替え爪１７７（図中の破線の位置）により下方に方向転換され両面複写ユニット（Ａｕｔｏ Ｄｕｐｌｅｘ Ｕｎｉｔ，以下ＡＤＵと略記する）へと案内される。記録紙搬送路中の第２の切替え爪１８０（図中の破線の位置）は記録紙を右方向へ通過させ次に反転ローラー１８１が逆転すると同時に第２の切替え爪を図中の実線の位置に切り換える。この結果記録紙は表裏逆転された後反転搬送路１８３を経てカセット１７１、１７２からの給紙と同様に感光体ドラム１５１へと給送される。原稿裏面の画像データは画像記憶部Ｃから読み出されて記録紙裏面に順次画像形成されて両面コピーが得られる。
【００７８】
また、図１に示すデジタル複写機には、前記プラテンガラス１２２上に読み取り原稿１２１を自動搬送する自動原稿送り装置８１が、前記画像読み取り部Ａに設けられている。前記自動原稿送り装置８１は、原稿セット台８２上に読み取り原稿を複数枚重ねてセットし、コピーボタンを押すと、この原稿の各ページを順次給送して順番にプラテンガラス１２２上の所定位置に自動搬送するとともに、読み取りの終了した原稿１２１をプラテンガラス１２２上から取除いて原稿排出トレー９４上に排出するものである。
【００７９】
更に、前記自動原稿送り装置８１は、前記のように原稿の片面に画像の記された片面原稿１２１を順次送り出して読み取る他、両面原稿を１枚取り出してプラテンガラス１２２上に送り込んで片面の画像読み取りを終えると前記原稿を逆方向に移動させ、反転ガイドと反転ローラーからなる反転部で方向を転換して原稿を裏返してプラテンガラス１２２の所定位置に送り込み原稿裏面の画像情報を読み取りできるようにされている。
【００８０】
前記説明したような原稿の自動搬送のために、原稿セット台８２上の原稿を１枚づつ送り出す給紙ローラ８３と、駆動ローラ８４及び従動ローラ９２と、前記駆動ローラ８４及び従動ローラ９２によって巻回し駆動されるベルト８６と、ガイド板８９と反転ローラー９０と図示されないソレノイドで駆動される切り換えガイド８８を含む反転部と原稿排出ローラー８７が設けられている。
【００８１】
このような自動原稿送り装置を用いると両面原稿でも片面原稿でも順次プラテンガラス１２２上の所定の読み取り位置に原稿１２１を自動的に送りだして読み取り画像信号として出力させることが出来る。
【００８２】
【実施例】
〔着色粒子の製造〕
スチレンアクリル樹脂１００部と、カーボンブラック１０部と、低分子量ポリプロピレン（数平均分子量：３，６００）５部と、アゾ系金属錯体（Ｔ−９５：保土谷化学社製）１部とをヘンシェルミキサーで予備混合し、混練、粉砕、分級して体積平均粒径が８．０μｍの着色粒子を得た。
【００８３】
〔実施例１〜３，６，１１〜１３および参考例４，５，７〜１０〕
下記表１に示す処方に従って、上記のようにして得られた着色粒子に、無機微粒子（小粒径微粒子，中間粒径微粒子および大粒径微粒子）と、ステアリン酸亜鉛（実施例１１，１２および参考例１０のみ）とを添加し、ヘンシェルミキサーを使用して混合することにより、本発明のトナー（トナー１〜３，６，１１〜１３および参考用トナー４，５，７〜１０）を調製した。
【００８４】
〔比較例１〜７〕
下記表１に示す処方に従って、上記のようにして得られた着色粒子に、無機微粒子を添加し、ヘンシェルミキサーを使用して混合することにより、比較用のトナー（比較トナー１〜７）を調製した。
【００８５】
【表１】

【００８６】
なお、上記表１における符号は、下記の無機微粒子を示している。
【００８７】
・ＳＡ１：ジメチルジクロロシラン処理シリカ
（疎水化度＝５５，数平均一次粒子径＝１２ｎｍ）
・ＳＡ２：オクチルトリメトキシシラン処理シリカ
（疎水化度＝６５，数平均一次粒子径＝１２ｎｍ）
・ＳＡ３：ヘキサメチルジシラザン処理シリカ
（疎水化度＝６０，数平均一次粒子径＝７ｎｍ）
・ＳＢ１：ヘキサメチルジシラザン処理シリカ
（疎水化度＝６５，数平均一次粒子径＝４５ｎｍ）
・ＴＢ１：オクチルトリメトキシシラン処理チタニア
（疎水化度＝５８，数平均一次粒子径＝２０ｎｍ）
・ＴＢ２：オクチルトリメトキシシラン処理チタニア
（疎水化度＝５８，数平均一次粒子径＝５５ｎｍ）
・ＴＢ３：オクチルトリメトキシシラン処理チタニア
（疎水化度＝５８，数平均一次粒子径＝７５ｎｍ）
・ＴＣ１：オクチルトリメトキシシラン処理チタニア
（疎水化度＝６５，数平均一次粒子径＝１００ｎｍ）
・ＴＣ２：オクチルトリメトキシシラン処理チタニア
（疎水化度＝６６，数平均一次粒子径＝２１０ｎｍ）
・ＴＣ３：オクチルトリメトキシシラン処理チタニア
（疎水化度＝６６，数平均一次粒子径＝３３０ｎｍ）
・ＡＢ１：ステアリン酸亜鉛処理アルミナ
（疎水化度＝４５，数平均一次粒子径＝２０ｎｍ）
・ＴＣ４：チタン酸ストロンチウム
（疎水化処理なし，数平均一次粒子径＝４５０ｎｍ）
・ＴＣ５：チタン酸ストロンチウム
（疎水化処理なし，数平均一次粒子径＝５９０ｎｍ）
・Ｚｎ−Ｓｔ：ステアリン酸亜鉛
【００８８】
〔現像剤の調製〕
トナー１〜３，６，１１〜１３および参考用トナー４，５，７〜１０並びに比較トナー１〜７の各々に対して、シリコーン樹脂被覆されたフェライトキャリア（体積平均粒径＝５８μｍ）を添加し、トナー濃度が４質量％の現像剤（現像剤１〜３，６，１１〜１３および参考用現像剤４，５，７〜１０並びに比較現像剤１〜７）を調製した。
【００８９】
〔評価〕
上記のようにして得られた現像剤１〜３，６，１１〜１３および参考用現像剤４，５，７〜１０並びに比較現像剤１〜７を使用し、デジタル複写機「７０６０」（コニカ（株）製）を使用して両面印字を行い、初期および５万回印字時の各々について、画像濃度およびカブリ濃度を測定した。ここに、画像濃度は絶対反射濃度であり、カブリ濃度は、記録紙の反射濃度を「０」としたときの相対反射濃度である。いずれも「ＲＤ−９１８」（マクベス社製）により測定された値を示す。なお、画像濃度に関しては、濃度差が０．１以上になると差異がはっきりするため、濃度の変化大となり、実用上問題となる。また、カブリ濃度は０．０１を超えると目視で認識することができ、実用上問題となってしまう。結果を下記表２に示す。
【００９０】
両面印字に関しては、原稿画像（画素率５％の線画原稿）を電子的にＣＣＤで読みとり、記録紙における両面分の原稿をメモリーした。次いで、デジタル露光により、記録紙の一面に転写されるべき電子画像（第１の電子画像）を感光体上に形成し、当該第１の電子画像を現像剤により現像してトナー像を形成し、当該トナー像を記録紙の一面に転写し、転写されたトナー像を熱定着した。他方、デジタル露光により、記録紙の他面に転写されるべき電子画像（第２の電子画像）を前記感光体上に形成し、当該第２の電子画像を現像剤により現像してトナー像を形成し、当該トナー像を、熱定着された直後の当該記録紙の他面に転写し、転写されたトナー像を熱定着する操作を５万回にわたり連続して繰り返すことにより、両面に複写画像が形成された２．５万枚の記録紙の印字を完了した。なお、転写後における感光体上の残留トナーはクリーニング部により回収され、現像器内に戻すトナーリサイクル方式を採用した。また、評価環境条件は、高温高湿環境（温度３３℃，相対湿度５０％）とした。
【００９１】
【表２】

【００９２】
【発明の効果】
本発明の画像形成方法および画像形成装置によれば、熱によるトナー粒子の凝集を防止することができ、好適な流動性を維持することができるため、トナーリサイクルシステムが採用されている熱定着型のデジタル複写機により、スタックレス印字方式による両面印字方式の画像形成において、長期にわたり安定した複写画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナーを含む現像剤によりデジタル画像形成を行うときに好適に使用することができる画像形成装置の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
Ａ 画像読み取り部
Ｂ 画像処理部
Ｃ 画像記憶部
Ｄ 画像形成部
２８ 操作部
８１ 自動原稿送り装置 ８２ 原稿セット台
８３ 給紙ローラ ８４ 駆動ローラ
８６ ベルト ８７ 原稿排出ローラー
８８ 切り換えガイド ８９ ガイド板
９０ 反転ローラー ９２ 従動ローラ
９４ 原稿排出トレー
１２１ 原稿 １２２ 原稿台ガラス（プラテンガラス）
１２３ ハロゲン光源 １２４ ミラー
１２５ ミラー １２６ 可動ミラーユニット
１２７ ミラー
１２８ レンズ読み取りユニット
１２９ 結像レンズ １３０ ＣＣＤラインセンサ
１４１ 駆動モータ １４２ ポリゴンミラー
１４３ 反射ミラー
１５１ 感光体ドラム １５２ 帯電器
１５３ 現像器 １５７ 転写極
１５８ 分離極 １５９ クリーニング装置
１６０ 定着装置 １７１〜１７４ カセット
１７５ 記録紙搬送機構 １７６ 記録紙排出トレイ
１７７ 第１の切替え爪 １８０ 第２の切替え爪
１８１ 反転ローラー １８３ 後反転搬送路

Claims (2)

1. デジタル露光により潜像形成体上に形成された第１の電子画像をトナーを含む現像剤により現像して形成されたトナー像を画像支持体の一面に転写し、当該画像支持体の一面に転写されたトナー像を熱定着した後、スタックレス印字方式により、デジタル露光により前記潜像形成体上に形成された第２の電子画像をトナーを含む現像剤により現像して形成されたトナー像を当該画像支持体の他面に転写し、当該画像支持体の他面に転写されたトナー像を熱定着する工程、並びに、トナー像を画像支持体上に転写した後に潜像形成体上に残留しているトナーをクリーニングしそのトナーを現像工程に戻す工程を有する画像形成方法において、
   前記トナーは、少なくとも樹脂および着色剤を含む着色粒子と、無機微粒子とからなり、
   当該無機微粒子は、数平均一次粒子径がＤａの小粒径微粒子ａと、
   数平均一次粒子径がＤｂの中間粒径微粒子ｂと、
   数平均一次粒子径がＤｃの大粒径微粒子ｃとからなり、
   それぞれの数平均一次粒子径Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの比率が下記関係式を満足し、
   式）Ｄａ：Ｄｂ：Ｄｃ＝１：１．５〜３．０：５．０〜２０．０
   （ここに、Ｄａ＝５〜１５ｎｍ）
   着色粒子に対する小粒径微粒子ａの添加割合（Ｍａ質量％）と、着色粒子に対する中間粒径微粒子ｂの添加割合（Ｍｂ質量％）と、着色粒子に対する大粒径微粒子ｃの添加割合（Ｍｃ質量％）との比が下記関係式を満足することを特徴とする画像形成方法。
   式）Ｍａ：Ｍｂ：Ｍｃ＝１．０：０．８〜１．２：１．０〜２．０
2. デジタル露光により潜像形成体上に形成された第１の電子画像をトナーを含む現像剤により現像して形成されたトナー像を画像支持体の一面に転写し、当該画像支持体の一面に転写されたトナー像を熱定着した後、スタックレス印字方式により、デジタル露光により前記潜像形成体上に形成された第２の電子画像をトナーを含む現像剤により現像して形成されたトナー像を当該画像支持体の他面に転写し、当該画像支持体の他面に転写されたトナー像を熱定着する工程、並びに、トナー像を画像支持体上に転写した後に潜像形成体上に残留しているトナーをクリーニングしそのトナーを現像工程に戻す工程を有する画像形成装置において、
   前記トナーは、少なくとも樹脂および着色剤を含む着色粒子と、無機微粒子とからなり、
   当該無機微粒子は、数平均一次粒子径がＤａの小粒径微粒子ａと、
   数平均一次粒子径がＤｂの中間粒径微粒子ｂと、
   数平均一次粒子径がＤｃの大粒径微粒子ｃとからなり、
   それぞれの数平均一次粒子径Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃの比率が下記関係式を満足し、
   式）Ｄａ：Ｄｂ：Ｄｃ＝１：１．５〜３．０：５．０〜２０．０
   （ここに、Ｄａ＝５〜１５ｎｍ）
   着色粒子に対する小粒径微粒子ａの添加割合（Ｍａ質量％）と、着色粒子に対する中間粒径微粒子ｂの添加割合（Ｍｂ質量％）と、着色粒子に対する大粒径微粒子ｃの添加割合（Ｍｃ質量％）との比が下記関係式を満足することを特徴とする画像形成装置。
   式）Ｍａ：Ｍｂ：Ｍｃ＝１．０：０．８〜１．２：１．０〜２．０

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