JP4194355B2

JP4194355B2 - Image forming method and apparatus

Info

Publication number: JP4194355B2
Application number: JP2002353903A
Authority: JP
Inventors: 裕高橋; 弘治鈴木; 正葛西; 冰朱; 三夫青木; 泰古市; 滋渡邊
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: JP2004184853A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成方法、及びその画像形成方法を用いた複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、特に、画像形成に用いるトナーと、像担持体上のトナー像を中間転写体や転写材（普通紙等）などの転写体に転写する際の転写方式及び転写手段に特徴を有する画像形成方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真方式のカラー画像形成方法及びそれを用いたカラー画像形成装置においても高画質が要求され、トナーの小径化、現像の改良などで改善されてきている。しかし、作像工程毎に観察すると、潜像形成、現像、中間転写、転写紙転写、定着と各工程で劣化していることが明らかである。特に転写工程での劣化が大きいことがあげられる。現象としては、転写進入時のプレ転写と転写後の剥離時の放電によるチリが大きな問題である。
【０００３】
そこで、これらの課題に対し多くの提案がなされてきた。例えば下記の特許文献１では、少なくとも中間転写ベルトのベルト横方向における感光体ドラムとの当接領域で、中間転写ベルトを内周面側から感光体ドラムに向けて押圧する押圧ローラを設け、感光体ドラムと中間転写ベルトの密着を向上させ、接触ニップ部でトナーの凝集力を高め、感光体ドラムと中間転写ベルトとの密着不足に起因する部分的な転写不良及び転写チリを防止することが提案されている。
【０００４】
また、下記の特許文献２ではカラー画像形成方法において、感光体から中間転写ベルトへの転写における転写チリや、虫喰い状の転写不良を解決するため、転写プロセスとして当接圧１５ｇ／ｃｍ以上の押圧力を加え、中間転写ベルトと感光体の線速比を０．８５〜１．１０とし、中間転写ベルト特性として、表面／体積抵抗、等を規定し、さらにトナー特性として凝集度、嵩密度、粒径を規定し、トナー間の付着力、転写ギャップ、中間転写ベルトの電荷保持力等を最適化することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２１８００号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０９２５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近、さらに画像形成装置の高画質化が進み、トナーとしては重合トナーが用いられるようになってきている。トナー特性としては更なる小径化、球形化、形状均一化、帯電量均一化等の特性が得られやすくなり画質の向上につながっている。
しかし、上記の従来例では、重合トナーを用いた場合、転写チリが多く、一見滑らかさはあるが鮮鋭度が悪く、シャープ性に欠けた画像になるという不具合がある。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、表面弾性層を有する転写ローラを用い、転写圧を加え転写するに十分な転写電界を維持するためにエアーギャップ（空隙）を小さくし、重合トナーを使用した場合でも転写チリの発生を最小限に抑えることができる画像形成方法及び装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、請求項１に係る発明は、像担持体であるドラム状の感光体上に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで現像して顕像化した後、該感光体上のトナー像を、転写ローラを用いて転写体に静電的に転写する画像形成方法において、前記転写ローラと感光体間に１〜１０Ｎ／ｃｍの圧力を加え、該感光体と転写ローラ間に硬度の異なる２層の弾性層を設け、その表面層は柔らかく、内部層は硬い弾性層であり、前記転写ローラの２層の弾性層として、表面層にアスカーＣ硬度が１５〜４０°で厚さが０．０５〜０．２ｍｍの弾性層、内部層にアスカーＣ硬度が６０〜８０°で厚さが０．５〜５．０ｍｍの弾性層を設け、前記感光体と転写ローラ間の転写バイアス電流が０．０５〜０．２μＡ／ｃｍであり、前記トナーが変性ポリエステルからなる重合トナーであり、かつ、前記感光体上のトナー層の層厚みが１０μｍ〜２０μｍに、トナー層の表面粗さ（Ｒａ：中心線平均粗さ）が６．０μｍ以下の値になるように現像することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の画像形成方法において、前記重合トナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１３５であることを特徴とするものである。
また、請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の画像形成方法において、前記重合トナーの平均円形度が０．９３以上であることを特徴とするものである。
さらに請求項４に係る発明は、請求項１，２または３記載の画像形成方法において、前記重合トナーの分散度（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．３５以下であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に係る発明は、像担持体であるドラム状の感光体と、該感光体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナーで現像して顕像化する現像手段と、該感光体上のトナー像を、転写ローラを用いて転写体に静電的に転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像形成方法を用いたことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す画像形成装置全体の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、周知の電子写真方式の画像形成方法を用いた複写機（またはプリンタ）の例であり、内部に像担持体であるドラム状の感光体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、電子写真方式の画像形成工程を実施するための帯電手段２、露光手段（潜像形成手段）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。
【００１３】
帯電手段２としては、帯電チャージャ、帯電ローラ、帯電ブラシ、固体帯電器等の種々の帯電器が用いられ、感光体１の表面を均一に帯電する。
露光手段（潜像形成手段）３は、例えばレーザ光源とポリゴンミラー等の光偏向器および走査結像光学系を備えた露光装置（光走査装置）３２であり、光源からのレーザ光をポリゴンミラーでスキャンさせ、ミラー３３で反射して感光体１に照射し、原稿読取部３１で読み取られた画像信号（あるいは装置外部の機器（パーソナルコンピュータ等）から入力された画像信号）を基に感光体１上に静電潜像を形成する。この感光体１は有機感光体の他、アモルファス・シリコン等、既存の感光体を用いることができる。
【００１４】
現像手段４は、現像剤担持体（例えば現像ローラ）４１で一成分現像剤（トナー）または二成分現像剤（トナーとキャリア）を担持搬送し、感光体１上に形成された静電潜像をトナーで現像し顕像化する。このトナー像の形成にタイミングを合わせて、転写紙等の転写材の貯蔵されている転写材バンク１０１（または１０６）から、転写材が給紙ローラ１０２（または１０７）で給紙され給紙コロ１０３（または１０８）で給送される。コロ１０４は感光体上のトナー像と同期を取って転写材を搬送するためのレジストコロ１０４であり、転写材は転写手段５に送られトナー像が静電転写される。即ち、転写手段５としては、金属ローラ（芯金）５１にゴム層を設けた転写ローラ５２を用い、転写ローラ５２によって転写材を感光体１に押圧すると共に転写ローラ５２に転写バイアスを印加することによってトナー像が静電転写される。トナー像が載った転写材は、搬送ベルト５３を通して定着手段７に搬送され、定着手段７で定着された後に、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、例えばクリーニングブレード６１とブラシローラ６２を有するクリーニング手段６によりクリーニングされ、次の作像ステップに入る。
【００１５】
定着手段７の基本構成としては、ハロゲンランプ等の加熱手段７４（以下「ヒータ」と言う）を有する定着ローラ７１と、その定着ローラ７１に圧接される加圧ローラ７２とを備えている。また、加圧ローラ７２の内部にもヒータ７３を設けてもよい。
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：９．３Ｎ／ｃｍ^２の加圧力で圧接されて定着ニップ幅：約１０ｍｍを構成している。定着手段７は駆動手段（図示せず）により駆動を受けて転写材を挟持搬送する。この際、定着ローラ７１はヒータ７４によって所定の温度に制御されており、転写材上のトナー像は、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材に定着される。定着後の転写材は排紙コロ１０５で機外の排紙トレイ等に排紙される。
【００１６】
さて、以上のような構成の画像形成装置において、転写工程での課題として、転写チリが発生するという問題がある。ここで、転写チリについて図３を参照して考察する。
図３に示すように、転写工程では、転写領域Ｂの前後に転写紙と感光体が接触していない領域Ａ，Ｃがあり、このＡ，Ｃ領域で電界の影響により転写チリが発生する。まずＡ領域では転写最適領域前での転写紙上の電荷と電界によりトナーが感光体から転写紙上に飛翔しチリの原因となる。また、Ｃ領域では転写により帯電した転写紙は感光体と静電的に付着している。このため、転写後に分離する際に放電が発生する。以上のように転写チリの原因は近接した時の放電現象が主なものであると考えられている。
【００１７】
感光体と転写紙間にあるトナーは下記の式（１）で表される力で転写（転移）する。また、感光体と転写紙間（トナーの周り）の電界は下記の式（２）で表され、「転写紙と感光体間の電位差」を、「転写紙の誘電厚み」と「トナー層の誘電厚み」と「感光体層の誘電厚み」と「トナー周りの空隙」の和で割ったもので表される。
トナーを転移する力：Ｆ＝ｑＥ（１）
ｑ：トナーの電荷量
Ｅ：感光体と転写紙間（トナー周り）の電界
Ｅ＝（Ｖp−Ｖpc）／（ｄp/εp＋ｄt/εt＋ｄpc/εpc＋ｇ）（２）
Ｖp−Ｖpc：転写紙と感光体間の電位差
ｄp/εp：転写紙の誘電厚み
ｄt/εt：トナー層の誘電厚み
ｄpc/εpc：感光体層の誘電厚み
ｇ：空隙（空気層）
【００１８】
図１のＡとＣ領域での放電を少なくするためには、トナー周りの電界Ｅは現状維持のまま、感光体と転写紙（転写ローラ（または転写ベルト））間の電位差を小さくすることが必要となる。そのために、転写構成材料の誘電厚みを小さくすることがあげられる。
また、本方式はネガ・ポジ方式で作像している。ネガ・ポジ方式の場合、地肌部の感光体電位（例えば−９００Ｖ）が高く、画像部の電位（例えば−１５０Ｖ）が低い方式である。図３の画像部と非画像部で比較すると転写紙は一様に帯電しているとすれば、地肌部の方の電位が画像部の電位よりも絶対値で７５０Ｖ高いことになる。この電位差は転写工程後の分離時に画像部より、非画像部で放電が発生しやすいことになる。このため、分離時に画像部と非画像部の境界部で放電が発生し、画像部のトナーにも影響を与えトナーチリの原因となっている。
【００１９】
以上のような原因から、その改善策として、以下の手段が提案される。
転写紙と感光体の間にあるトナーの周りの電界Ｅを一定に保ちながら感光体と転写紙間のエアーギャップ（空隙）ｇを小さくすると、上記の式（２）から感光体と転写紙間の電位差Ｖp−Ｖpcを小さくすることができる。実際の手段としてはゴム状の表面層を持った転写ローラと感光体間に圧力を加え、転写紙と感光体の密着を多くし、実質の平均エアーギャップｇを小さくすることで達成できる。このような手段でトナー周りの電界Ｅは十分な値となり、転写紙上の電荷量が小さくなる。このことにより、転写後の剥離時に感光体と転写紙間の電位差が小さくなり、放電が起きにくい条件が得られる。
【００２０】
次に、本発明の特徴的な転写構成について図２を参照して説明する。図２は転写手段５の構成例を示す図であって、転写ローラ５２は図２に示すようにステンレススチール（ＳＵＳ）や鉄（Ｆｅ）等からなる直径φが２０〜３０ｍｍの金属ロール（芯金）５１上にＥＰＤＭ、シリコーン、ＮＢＲ、ウレタン等のソリッド状の２層の弾性層５２ａ，５２ｂを設け、そのうちの表面層５２ａは０．０５〜０．２ｍｍの厚みで硬度が１５〜４０度（アスカー（Asker）Ｃ／１ｋｇ荷重時）、体積抵抗が１×１０^９〜１×１０^１１Ωｃｍの弾性層であり、内部層５２ｂは０．０５〜５．０ｍｍの厚みで硬度が６０〜８０度（アスカーＣ／１ｋｇ荷重時）の弾性層であり、内部層の体積抵抗は表面層より１桁程度高い抵抗の範囲が最適である。転写ローラ５２の加圧は、転写ローラ５２の金属ロール（芯金）５１の両端の軸部に軸受け５７ａを設け、その軸受５７ａをバネ５７ｂで加圧することにより行い、転写ローラ５２が感光体１に押圧される。加圧力の測定は転写ローラ５２の前後のバネ押圧力の合計を転写ローラ５２の長さで割った値で提示する。単位はＮ／ｃｍで示す（１０００ｇｆ≒９．８Ｎ）。
【００２１】
次に、転写工程で転写ローラ５２を感光体１に加圧した時のトナー周りの空隙について説明する。
図４は従来の加圧力１Ｎ／ｃｍ以下の圧力時の転写の様子を模式的に示す図である。転写紙は微小面積では硬く、広い面積では変形（曲がり）する特性がある。図４に示すように転写ローラ５２の圧力が弱い状態のときは、転写紙の繊維の凹凸で表面、裏面で数点の凸部で受けて搬送される。その結果、トナーや感光体と転写紙の接触点が少なく、感光体と転写ローラ表面の間の空隙が多い状態になる。測定は感光体とゴム層のないローラ間に０．５Ｎ／ｃｍを加圧し、転写紙として（株）リコー社製Type６２００を挟みギャップを測定した。また、２．５Ｎ／ｃｍの加圧で同様に測定した結果２０μｍの差があった。つまり、加圧によって２０μｍの空隙が減ったことになる。
【００２２】
次に、図５は２層の弾性層５２ａ，５２ｂを有する転写ローラ５２を用い、加圧力２．５Ｎ／ｃｍの圧力時の転写の様子を模式的に示す図である。加圧によって転写紙の凸部と感光体、転写ローラ５２が多く接触するようになる。転写ローラ５２の表面層５２ａの軟弾性層は転写紙裏面とローラ間の空隙を埋める。また、内部層５２ｂの硬いゴム層は転写紙を感光体に押しつけ、その結果、転写紙とトナー及び感光体との接点が多くなり、空隙が小さくなり、トナーと感光体の距離が平均的に狭くなり、前記の式（２）の分母項の「空隙ｇ」が小さくなる。
以上のように、感光体と転写紙、転写ローラ間の空隙を小さくすることで、転写紙と感光体間の電位差を小さくしても、式（２）のＥ（トナー周りの電界）は従来と同様の電界が得られ、分離時の放電による転写チリを減少させることができる。
【００２３】
次に、本発明の画像形成方法及び装置で用いるトナーについて説明する。
本発明で用いられるトナーは変性ポリエステルからなる重合トナーであることが重要である。従来の重合法に使用される樹脂はスチレン−アクリル系が主体であったが、スチレン−アクリル系樹脂はポリエステル系樹脂に比べ、低温定着性に劣っていた。この原因は、定着温度と溶融温度（Ｔｇ）のバランスにあることが判明した。同一定着温度を有する、スチレン−アクリル系樹脂から成るトナーと、ポリエステル系樹脂から成るトナーのＴｇを比較すると、スチレン−アクリル系樹脂から成るトナーのＴｇが明らかに低くなる。このため、スチレン−アクリル系樹脂から成るトナーの耐熱保存性は、ポリエステル系樹脂から成るトナーに比べ悪くなる。尚、使用するポリエステル系樹脂は、アクリル、エポキシ、ウレタンなどで変性して用いる。変性することにより、ポリエステルの分子量分布を広くとれるため、トナー物性のコントロールが容易となるほか、製造性も向上する。
【００２４】
本発明に用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１３５であることが重要である。形状係数を示すＳＦ−１は、例えば日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、１０００倍に拡大した２μｍ以上のトナー粒子像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェースを介して、例えばニコレ社製画像解析装置（ＬｕｚｅｘＩＩＩ）に導入し解析を行い、下記の式、
ＳＦ−１＝(ＭＸＬＮＧ)^２／ＡＲＥＡ×π／４×１００（３）
により算出し、得られた値を形状係数ＳＦ−１と定義する。図６に示すように、式中のＭＸＬＮＧは粒子の絶対最大長（外接円の長さ）、ＡＲＥＡは粒子の投影面積を示す。また、式（３）の形状係数ＳＦ−１はトナー粒子の丸さの度合いを示しており、１００は真球を表す。
【００２５】
一般に、形状係数ＳＦ−１は耐久性に影響し、１００＜ＳＦ−１≦１３５好ましくは、１００＜ＳＦ−１≦１２０とすることがより好ましい。
１３５＜ＳＦ−１の場合、球形から離れて不定形に近づき、トナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、感光体の接触が少なくなるため、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。
【００２６】
また、本発明に用いられるトナーは、平均円形度が０．９３以上であることが好ましい。トナーの平均円形度が０．９３以下の場合、ＳＦ−１と同様にトナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、感光体の接触が少なくなるため、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。
【００２７】
トナーの平均円形度の測定は（株）ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて測定することができる。測定は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した後、０．４５μｍのフィルターを通した液５０〜１００ｍｌに分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料のトナーを１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を行い、粒子濃度を５０００〜１５０００個／μｌに調整した分散液を用いて測定を行なった。ＣＣＤカメラで撮像した２次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で０．６μｍ以上をＣＣＤの画素の精度から有効とし平均円形度の算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得ることができる。各粒子の円形度は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出することができる。
【００２８】
また、本発明に用いられるトナーの分散度（重量平均粒径：Ｘｗ／個数平均粒径：Ｘｎ）は１．３５以下が好ましい。トナーの分散度が１．３５以上の場合、ＳＦ−１と同様にトナー層の層厚と表面が均一とはならないため、トナーと転写紙、感光体の接触が少なくなり、転写効率が低下する。その結果、転写電流が大きくなり、分離時の放電が増大する。
尚、トナー粒径の測定はＣｏｕｌｔｅｒＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ IIｅを使用した。また、アパーチャー径は１００μｍである。
【００２９】
次に、本発明の重合トナーの製法を例示する。トナーバインダーは以下の方法などで製造することができる。ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これにポリイソシアネート（３）を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）を得る。さらに（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、変性されたポリエステル（ｉ）を得る。（３）を反応させる際および（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（３）に対して不活性なものが挙げられる。ウレア結合で変性されていないポリエステル（ii）を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で（ii）を製造し、これを前記の変性ポリエステル（ｉ）の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
【００３０】
（水系媒体中でのトナー製造法）
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール（メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などが挙げられる。
トナー粒子は、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）からなる分散体を、アミン類（Ｂ）と反応させて形成しても良いし、あらかじめ製造した変性ポリエステル（ｉ）を用いても良い。水系媒体中で変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中に変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー（Ａ）と他のトナー組成物である（以下トナー原料と呼ぶ）着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。例えば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
【００３１】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。高温なほうが、変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
【００３２】
変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）を含むトナー組成物１００部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
【００３３】
トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性荊、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００３４】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果を上げることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及ぴその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［オメガーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ〕−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［オメガーフルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）一Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及ぴ金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及ぴその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
【００３５】
具体的な商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−ｌ２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−ｌ０２、（タイキン工莱社製）、メガファックＦ−ｌｌ０、Ｆ−ｌ２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、ｌ０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ−１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【００３６】
カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−ｌ２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−ｌ３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
また、水に難溶の無機化合物分散剤としてリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いることができる。
【００３７】
尚、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸３−クロロ２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ピニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【００３８】
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
【００３９】
尚、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他、酵素による分解などの操作によっても除去できる。分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長および（または）架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
【００４０】
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は沸点が１００℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。プレポリマー（Ａ）１００部に対する溶剤の使用量は、通常０〜３００部、好ましくは０〜１００部、さらに好ましくは２５〜７０部である。溶剤を使用した場合は、伸長および（または）架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
【００４１】
伸長および（または）架橋反応時間は、プレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）の組み合わせによる反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
【００４２】
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
【００４３】
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際、微粒子または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
【００４４】
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、Ｉ式ミル（日本ニューマチック社製）を改造して、粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム（奈良機械製作所社製）、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）、自動乳鉢などが挙げられる。
【００４５】
また、トナーの流動性を改善する外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、５ｍμ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｍμ〜５００ｍμであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ^２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸パリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
【００４６】
この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【００４７】
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤などが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【００４８】
次に、本発明での評価方法について説明する。
＜転写率評価方法＞
評価用の画像形成装置は（株）リコー社製の複写機（イマジオＭＦ７０７０）の転写部を改造して用いた。ユニット構成は図１の装置の概略図と同じである。現像手段４として二成分現像方式の現像装置を用い、転写工程は転写手段５に転写ローラ５２を用いたローラ転写で行い、転写後は搬送ベルト５３で搬送され、定着工程は定着ローラ７１と加圧ローラ７２からなる定着器７を用い、面圧：９．３Ｎ／ｃｍ^２の加圧力、温度は１６５〜１８５℃で定着を行った。この評価用の画像形成装置を用いて、画素密度が６００ｄｐｉ（ドット／インチ）の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（図７参照）をプリントアウトしてサンプル画像を得た。評価項目は転写率、転写チリ、転写白抜けの３項目である。評価方法の詳細な説明を以下に示す。
【００４９】
＜転写率の評価＞
現像された感光体上のチャートを転写紙に転写し、転写紙が搬送ベルト上にある時に機械を停止する。チャートの黒ベタ部に着目し、感光体上の黒ベタ部の転写残トナー量を粘着テープで剥がし、感光体上残トナー量を求める。一方、転写されたトナーは黒ベタ部を切り取り、トナーを圧縮エアーで吹き飛ばす。吹き飛ばし前後の重さより転写されたトナー量を求め、
転写率＝（転写トナー量／（転写トナー＋残トナー量））×１００（％）
で転写率（％）を求める。転写率の許容値は一般の環境下で７０％以上である。
【００５０】
＜転写チリ、転写白抜けの評価＞
転写チリと転写白抜けは汎用的な評価法が確立していないため、サンプルとランク見本とを目視での官能評価法で行った。転写白抜けのランク見本は図８に、転写チリのランク見本は図９に示した。ランク３の画像が許容レベルであり、３に満たないものは「ＮＧ」である。
【００５１】
＜トナーの層厚とトナー層の表面粗さ＞
キーエンス社製の超深度表面顕微鏡Ｖｋ８５００を用いた。平均段差測定モードで感光体表面とトナー層表面の段差を比べることでトナーの層厚を求め、面粗さ測定モードの算術平均粗さ（Ｒａ）でトナー層の表面粗さを求めた。
【００５２】
【実施例】
以下、具体的な実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、実施例で用いた試作トナーの合成例を示す。尚、「部」は重量部を示す。
【００５３】
［トナー（１）］
（トナーバインダーの合成）
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、イソフタル酸２７６部およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧で２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後、１６０℃まで冷却して、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応した。次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート１８８部と２時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマーを得た。次いでプレポリマー２６７部とイソホロンジアミン１４部を５０℃で２時間反応させ、重量平均分子量６４０００のウレア変性ポリエステルを得た。上記と同様にビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、テレフタル酸２７６部を常圧下、２３０℃で８時間重縮合し、次いで１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応して、ピーク分子量５０００の変性されていないポリエステルを得た。ウレア変性ポリエステル２００部と変性されていないポリエステル８００部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー（１）を単離した。トナーバインダー（１）のＴｇは６２℃で酸価は１０であった。
【００５４】
（トナーの作成）
ビーカー内に前記のトナーバインダー（１）の酢酸エチル／ＭＥＫ溶液２４０部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート（融点８１℃、溶融粘度２５ｃｐｓ）２０部、カーボンブラック１０部を入れ、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させた。ビーカー内にイオン交換水７０６部、ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液（日本化学工業（株）製スーパタイト１０）２９４部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部を入れ均一に溶解した。次いで６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し１０分間攪拌した。次いでこの混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに移し、９８℃まで昇温して一部溶剤を除去し、室温に戻してから同ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌を行いトナーの形状を球形から変形させ、さらに溶剤を完全に除去した。その後、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、母体トナー粒子を得た。次いで、トナー粒子１００部に疎水性シリカ０．５部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明のトナー（１）を得た。このトナー（１）のＳＦ−１は１４０、平均円形度は０．９２、分散度は１．３９であった。
【００５５】
［トナー（２）］
（トナーバインダーの合成）
ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物３５４部およびイソフタル酸１６６部をジブチルチンオキサイド２部を触媒として重縮合し、ピーク分子量４０００の比較トナーバインダー（２）を得た。比較トナーバインダー（２）のＴｇは５７℃であった。
【００５６】
（トナーの作成）
ビーカー内に前記の比較トナーバインダー（２）１００部、酢酸エチル溶液２００部、カーボンブラック１０部を入れ、５０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させた。次いでトナー（１）と同様にトナー化し、トナー（２）を得た。このトナー（２）のＳＦ−１は１４０、平均円形度は０．９２、分散度は１．３８であった。
【００５７】
［トナー（３）］
（トナーバインダーの合成）
トナー（１）と同様にして、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物３３４部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物３３４部イソフタル酸２７４部および無水トリメリット酸２０部を重縮合した後、イソホロンジイソシアネート１５４部を反応させプレポリマーを得た。次いでプレポリマー２１３部とイソホロンジアミン９．５部およびジブチルアミン０．５部を実施例１と同様に反応し、重量平均分子量７９０００のウレア変性ポリエステルを得た。ウレア変性ポリエステル２００部と変性されていないポリエステル８００部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー（３）を単離した。トナーバインダー（３）のピーク分子量は５０００、Ｔｇは６２℃、酸価は１０であった。
【００５８】
（トナーの作成）
トナーバインダー（１）をトナーバインダー（３）に変え、溶解温度および分散温度を５０℃に変える以外はトナー（１）と同様にし、本発明の母体トナーを得た。さらに本母体トナー１００重量部に、帯電制御剤としてサリチル酸誘導体の亜鉛塩を１．０重量部を混合し、加温雰囲気中で攪拌し、トナーの表面に帯電制御剤を固着させた。トナー粒子１００部に疎水性シリカ１．０部と疎水性酸化チタン０．５部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明のトナー（３）を得た。このトナー（３）のＳＦ−１は１３０、平均円形度は０．９２、分散度は１．３８であった。
【００５９】
［トナー（４）］
（トナーバインダーの作成）
ウレア変性ポリエステルを３０部と変性されていないポリエステル９７０部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー（４）を単離した。トナーバインダー（４）のピーク分子量は５０００、Ｔｇは６２℃、酸価は１０であった。
【００６０】
（トナーの作成）
トナーバインダー（１）をトナーバインダー（４）に変える以外はトナー（１）と同様にし、着色剤をカーボンブラック８部に変える以外はトナー（２）と同様に本発明のトナー（４）を得た。このトナー（４）のＳＦ−１は１２８、平均円形度は０．９６、分散度は１．３７であった。
【００６１】
［トナー（５）］
（トナーバインダーの合成）
ウレア変性ポリエステルを５００部と変性されていないポリエステル５００部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー（５）を単離した。トナーバインダー（５）のピーク分子量は５０００、Ｔｇは６２℃、酸価は１０であった。
【００６２】
（トナーの作成）
トナーバインダー（１）をトナーバインダー（５）に変え、カーボンブラック８部をトナー材料として用いる以外はトナー（１）と同様にし、本発明のトナー（５）を得た。このトナー（５）のＳＦ−１は１２０、平均円形度は０．９７、分散度は１．２１であった。
【００６３】
［トナー（６）］
（トナーバインダーの合成）
ウレア変性ポリエステルを７５０部と変性されていないポリエステル２５０部を酢酸エチル／ＭＥＫ（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダー（６）を単離した。トナーバインダー（６）のピーク分子量は５０００、Ｔｇは６２℃、酸価は１０であった。
【００６４】
（トナーの作成）
トナーバインダー（１）をトナーバインダー（６）に変える以外はトナー（１）と同様にしトナー（６）を得た。このトナー（６）のＳＦ−１は１１５、平均円形度は０．９７、分散度は１．２０であった。
【００６５】
［実施例１］
まず、実施例の装置条件を示す。評価用の画像形成装置は（株）リコー社製の複写機（イマジオＭＦ７０７０）の転写部を改造して用いた。ユニット構成は図１の装置の概略図と同様である。感光体１と転写ローラ５２の接触が安定するように、転写ローラ５２の表面層５２ａの弾性層として硬度が２５°（アスカーＣ／１ｋｇ荷重時）で、厚みが０．１ｍｍ、体積抵抗が１×１０^９〜１×１０^１１Ωｃｍのゴム層を設けた。さらに、その下に内部層５２ｂの弾性層として硬度が７０°（アスカーＣ／１ｋｇ荷重時）で、厚みが２．０ｍｍ、抵抗が表面層の抵抗と同等から１桁小さい値のものを用いた。
【００６６】
現像手段４としては二成分現像方式の現像装置を用い、現像剤には前述のトナー（５）のトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いた。この時のキャリアには重量平均粒径５０μｍの球形フェライトを用い、表面にシリコーン樹脂をコートし、熱乾燥させてから使用した。現像剤中のトナー濃度はキャリアに対して５．０wt％である。現像条件は現像ポテンシャル３００Ｖ、地肌ポテンシャル１５０Ｖとした。
【００６７】
また、評価用のテスト機は、図１に示すようにクリーニング手段６内に感光体１に潤滑剤（例えばステアリン酸亜鉛）を塗布する塗布機構を備えており、棒状または板状の潤滑剤（例えばステアリン酸亜鉛棒）６３とブラシローラ６２の接触幅を変えることにより、ステアリン酸亜鉛の塗布量を変化させることができる。ステアリン酸亜鉛の塗布量により、感光体１の表面摩擦係数は変化する。尚、本実施例の実験時の感光体の表面摩擦係数は０．４０であった。
【００６８】
転写ローラ５２の加圧は、図２に示すように、転写ローラ５２の金属ローラ（芯金）５１の両端の軸部に軸受け５７ａを設け、その軸受５７ａをバネ５７ｂで加圧することにより行い、転写ローラ５２を感光体１に押圧する。
本実施例では図２に示す加圧機構のバネ５７ｂで転写圧力を０．０５、１．０、５．０、１０．０（Ｎ／ｃｍ）の４水準とし、転写ローラと感光体間に印加する電圧を制御して、流れる電流を０．０３、０．０５、０．２０、０．３０（μＡ／ｃｍ）の４水準として、評価用のテスト機により、図７のテストチャートをプリントした。評価は転写率、転写チリ（図９参照）、転写白ぬけ（図８参照）で確認した。評価結果を下記の表１，２，３に示す。尚、現状値は転写電流０．３〜０．４μＡ／ｃｍで圧力は１Ｎ／ｃｍ前後の条件である。
【００６９】
【表１】

【００７０】
【表２】

【００７１】
【表３】

【００７２】
以上の表１，２，３の結果から、転写率は０．０５μＡ未満では電流不足で規格外に低下していることが分かる。また、圧力が小さく、電流も小さいと転写率が低下する。転写チリでは、転写電流が０．３μＡ以上で放電によるチリが大きくなる。また、転写圧力が１０Ｎ／ｃｍでは転写白ぬけが発生しかかっている。以上の結果、最適条件として、圧力で１〜１０Ｎ／ｃｍ、転写バイアス電流で０．０５〜０．２μＡ／ｃｍの組み合わせが良い条件であった。より好ましくは圧力で１．０〜５．０Ｎ／ｃｍ、電流で０．１〜０．２μＡ／ｃｍが最適であった（請求項１）。
【００７３】
転写ローラ特性は、転写ローラの表面層の弾性層として硬度が１５〜４０°、厚みが０．０５〜０．２ｍｍが最適であり、硬度が１５°以下では軟らかすぎて変形してしまう。また、硬度が４０°を大きく超えると、転写紙の繊維の凹凸に対応できなくなり、エアーギャップが大きくなる。内部層の弾性層の特性では硬度が６０〜８０°、厚みが０．５〜５．０ｍｍが良い。硬度が軟らかく薄い弾性層では転写紙を押す力が小さくなり、ニップが大きくなりトナーの転写ずれを起こしてしまう。また、硬すぎた場合、転写紙に圧力を加えても接触点が増えず、実質のエアーギャップの低減には効果が薄くなる。
以上の結果より、転写ローラの２層構成を持つ弾性層の良好な条件としては、表面層に硬度が１５〜４０°で厚さが０．０５〜０．２ｍｍの弾性層、内部層に硬度が６０〜８０°で厚さが０．５〜５．０ｍｍの弾性層を設けるという条件となる（請求項１）。
【００７４】
［実施例２］
実施例１の条件にて、転写圧力を５．０Ｎ／ｃｍ、転写電流を０．２０μＡ／ｃｍとし、地肌ポテンシャルは１５０Ｖのまま、現像ポテンシャルを１００Ｖ、２００Ｖ、３００Ｖ、４００Ｖ、５００Ｖの４水準として、評価用のテスト機により図７のテストチャートをプリントした。定着後、画像に対し転写率、転写チリ（図９参照）で評価した。また、作像途中でマシンを止め、感光体上に残った画像のトナー層厚さ、トナー層粗さを測定した。評価結果を下記の表４に示す。
【００７５】
【表４】

【００７６】
表４の結果から、現像ポテンシャルを変えることで、トナー層粗さはほとんど変らずトナー層厚さだけが変化していることが分かる。感光体上のトナー層厚さが薄いときは転写チリが良いが、トナー層厚さが２０μｍになったところで転写チリが悪化し始め、２３μｍではランク見本で規格外になっている。また、トナー層が厚いと転写紙と感光体の密着性が悪くなり、転写時の印加電圧が上がることにより放電チリが増える効果が、トナー層厚２０μｍを境に発生していることが分かる。よって本発明において転写チリの無い良好な画像を保つためには、トナー層厚さが２０μｍ以下を保つことが必要である。
さらにトナー層厚さが１０μｍより低いと、画像濃度が足りず不適である。よって感光体上のトナー層厚が１０μｍ〜２０μｍになるように現像することが必要である（請求項１）。
【００７７】
［実施例３］
実施例１の条件にて、転写圧力を５．０Ｎ／ｃｍ、転写電流を０．２０μＡ／ｃｍとし、トナーをトナー（１）からトナー（６）まで変えて、評価用のテスト機により図７のテストチャートをプリントした。定着後、画像に対し転写率、転写チリ（図９参照）で評価した。
また、作像途中でマシンを止め、感光体上に残った画像のトナー層厚さ、トナー層粗さを測定した。評価結果を下記の表５に示す。
【００７８】
【表５】

【００７９】
表５の結果から、トナーを変えることで、感光体上のトナー層厚さはそれほど変化しないが、トナー層粗さは変化していることが分かる。そしてトナー層粗さが大きいほど、転写チリが悪くなっている。これはトナー層が粗くなるほど、転写ニップ部の空隙が増え、転写時の印加電圧が上がることから放電の程度が増すためである。トナー層粗さが６．０μｍを境にチリのランクが急激に悪化している。よって本発明において転写チリをランク３以上に保つためには、トナー層粗さを６．０μｍ以下に保つ必要がある（請求項１）。
【００８０】
尚、トナー層粗さを小さくする手段として、トナー物性が重要であることが分かる。トナー（２）とトナー（３）を比べると、ＳＦ−１が１４０と１３０の差がある以外は有意な差が無く、トナー層粗さが６．８μｍから６．１μｍに変化している。よってＳＦ−１を１３５以下に下げることはトナー層粗さを小さく保ち、転写チリを良好に保つために有効である（請求項２）。
また、トナー（３）とトナー（４）を比べると、平均円形度が０．９２と０．９６の差がある以外は有意な差が無く、トナー層粗さが６．１μｍから５．７μｍに変化している。よって、平均円形度を０．９２以上に上げることは、トナー層粗さを小さく保ち、転写チリを良好に保つために有効である（請求項３）。
さらに、トナー（４）とトナー（５）を比べると、分散度が１．３７と１．２１の差がある以外は有意な差が無く、トナー層粗さが５．７μｍから３．３μｍに変化している。よって、分散度を１．３５以下にすることは、トナー層粗さを小さく保ち、転写チリを良好に保つために有効である（請求項４）。
【００８１】
【発明の効果】
電子写真方式の画像形成方法（装置）において、転写チリは像担持体（感光体）と転写体（転写紙）を挟んで配置された転写ローラ間の電位差が大きいとき、剥離時に放電を起こし、転写紙に一度転写したトナーが放電による電界の乱れで電気的に移動することで起こる。そこで本発明では、感光体と転写ローラ間に２層の弾性層を設け、転写紙と感光体の密着を良くすることで、お互いの接触点を多くして転写効率を上げ、さらに従来の粉砕トナーよりも転写チリの発生しやすい重合トナーにおいても、変性ポリエステル系樹脂を用いることにより分子量分布を広くとれるのでトナー物性のコントロールが容易となり、転写チリの発生を抑制することができる（請求項１，５）。
【００８２】
本発明では、転写ローラと転写紙間の空隙をなくすため、転写ローラの表層に軟弾性層を設け、さらに内部に硬度の高い弾性層を設け、転写時に圧力を加え、転写紙と感光体との接触点を多くして、実質的に転写ローラと感光体間のエアーギャップを小さくするので、トナー周りの電界は一定で良いために転写電流を低く設定することができる。その結果、転写紙の帯電量が小さくなり、プレ転写や分離時の放電による転写チリを改善することができる（請求項１，５）。
尚、トナー層の厚みを薄くすることで転写紙と感光体間の距離を小さくでき、また、トナー層の表面を均一にすることでトナー層と転写紙間の平均の空隙を小さくできるので、どちらもより低電圧で有効な転写電界を得られるようになる効果がある（請求項１，５）。
【００８３】
さらに本発明では、トナーの形状係数ＳＦ−１を規定することでトナー層の層厚と表面を均一にすることができ、その結果、トナーと転写紙およびトナーと感光体の接触が多くなるため、転写効率の向上や転写電流過多による分離時の放電の防止が可能となる（請求項２，５）。
また、本発明では、トナーの平均円形度を高く規定することで、請求項３と同様にトナー層の層厚と表面を均一にすることができ、その結果、トナーと転写紙およびトナーと感光体の接触が多くなるため、転写効率の向上や転写電流過多による分離時の放電の防止が可能となる（請求項３，５）。
さらにまた、本発明では、トナーの分散度を規定することで、請求項３と同様にトナー層の層厚と表面を均一にすることができ、その結果、トナーと転写紙およびトナーと感光体の接触が多くなるため、転写効率の向上や転写電流過多による分離時の放電の防止が可能となる（請求項４，５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像形成装置全体の概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の転写手段の構成例を示す図である。
【図３】電子写真方式の画像形成装置における転写チリ発生のメカニズムの説明図である。
【図４】従来の転写方式による転写の様子を模式的に示す図である。
【図５】本発明の加圧転写方式による転写の様子を模式的に示す図である。
【図６】形状係数ＳＦ−１の説明図である。
【図７】評価用のテストチャートの一例を示す図である。
【図８】転写白抜けランク見本を示す図である。
【図９】転写チリランク見本を示す図である。
【符号の説明】
１：感光体（像担持体）
２：帯電手段
３：露光手段（潜像形成手段）
４：現像手段
５：転写手段
６：クリーニング手段
７：定着手段
３１：原稿読取部
３２：露光装置（光走査装置）
３３：ミラー
４１：現像ローラ
５１：金属ローラ（芯金）
５２：転写ローラ
５２ａ：表面層
５２ｂ：内部層
５３：搬送ベルト
５４：駆動ローラ
５５：従動ローラ
５６：ベルトクリーニング手段
５７ａ：軸受
５７ｂ：バネ
６１：クリーニングブレード
６２：ブラシローラ
６３：潤滑剤
７１：定着ローラ
７２：加圧ローラ
７３，７４：ヒータ
１０１，１０６：転写材バンク
１０２，１０７：給紙ローラ
１０３，１０８：給紙コロ
１０４：レジストコロ
１０５：排紙コロ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic image forming method and an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a plotter, and a facsimile using the image forming method, and in particular, a toner used for image formation and an image carrier. The present invention relates to an image forming method and apparatus characterized by a transfer system and a transfer unit when transferring the above toner image to a transfer body such as an intermediate transfer body or a transfer material (plain paper or the like).
[0002]
[Prior art]
In recent years, electrophotographic color image forming methods and color image forming apparatuses using the same have been required to have high image quality and have been improved by reducing the diameter of toner and improving development. However, when observing each image forming process, it is apparent that the process is deteriorated in each process including latent image formation, development, intermediate transfer, transfer paper transfer, and fixing. In particular, there is a large deterioration in the transfer process. As a phenomenon, dust caused by pre-transfer at the time of entering the transfer and discharge at the time of peeling after the transfer is a big problem.
[0003]
Many proposals have been made for these problems. For example, in Patent Document 1 below, a pressure roller that presses the intermediate transfer belt from the inner peripheral surface side toward the photosensitive drum is provided at least in a contact region with the photosensitive drum in the belt lateral direction of the intermediate transfer belt. Improves the adhesion between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt, increases the cohesive force of the toner at the contact nip, and prevents partial transfer defects and transfer dust caused by insufficient adhesion between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt. Proposed.
[0004]
Further, in Patent Document 2 below, in the color image forming method, in order to solve the transfer dust in the transfer from the photosensitive member to the intermediate transfer belt and the bug-like transfer failure, the contact process has a contact pressure of 15 g / cm or more. A pressing force is applied, the linear speed ratio between the intermediate transfer belt and the photosensitive member is set to 0.85 to 1.10, the surface / volume resistance, etc. are defined as the intermediate transfer belt characteristics, and the agglomeration degree and bulk density are further defined as toner characteristics. It has been proposed to regulate the particle size and optimize the adhesion force between the toner, the transfer gap, the charge holding force of the intermediate transfer belt, and the like.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-221800 A
[Patent Document 2]
JP 2001-209255 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Recently, image quality of image forming apparatuses has further improved, and polymerized toner has been used as the toner. As toner characteristics, characteristics such as further reduction in diameter, spheroidization, uniform shape, uniform charge amount and the like are easily obtained, leading to an improvement in image quality.
However, in the above-described conventional example, when polymerized toner is used, there is a problem that there is a lot of transfer dust, and although it looks smooth, the sharpness is poor and the image lacks sharpness.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to use a transfer roller having a surface elastic layer and to apply a transfer pressure to maintain a transfer electric field sufficient for transfer. An object of the present invention is to provide an image forming method and apparatus capable of reducing generation of transfer dust even when (void) is reduced and polymerized toner is used.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As means for achieving the above object, the invention according to claim 1 provides an image carrier. Drum-shaped photoconductor An electrostatic latent image is formed on the surface, and the electrostatic latent image is developed with toner and visualized. Photoconductor In the image forming method for electrostatically transferring the toner image on the transfer body using a transfer roller, Photoconductor A pressure of 1-10 N / cm is applied between them, Photoconductor And two transfer layers with different hardness between the transfer roller, the surface layer is soft, the inner layer is a hard elastic layer, As the two elastic layers of the transfer roller, the surface layer has an Asker C hardness of 15 to 40 ° and a thickness of 0.05 to 0.2 mm, and the inner layer has an Asker C hardness of 60 to 80 °. An elastic layer having a thickness of 0.5 to 5.0 mm, Above Photoconductor The transfer bias current between the transfer roller and the transfer roller is 0.05 to 0.2 μA / cm, and the toner is a polymerized toner made of a modified polyester. In addition, development is performed so that the thickness of the toner layer on the photoreceptor is 10 μm to 20 μm and the surface roughness (Ra: centerline average roughness) of the toner layer is 6.0 μm or less. It is characterized by this.
[0010]

Claim

2 The invention according to claim 1 In the image forming method described above, a shape factor SF-1 of the polymerized toner is 100 to 135.

Claims

3 The invention according to claim 1 or 2 In the image forming method described above, the average circularity of the polymerized toner is 0.93 or more.
Further claims 4 The image forming method according to

claim

1, 2 or 3, wherein the degree of dispersion (weight average particle diameter / number average particle diameter) of the polymerized toner is 1.35 or less. is there.
[0011]

Claim

5 The present invention relates to an image carrier. Drum-shaped photoconductor And the Photoconductor A latent image forming means for forming an electrostatic latent image thereon; a developing means for developing the electrostatic latent image with a toner to visualize it; and Photoconductor An image forming apparatus comprising transfer means for electrostatically transferring the upper toner image to a transfer body using a transfer roller. 4 The image forming method described in any one of the above is used.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire image forming apparatus showing an embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is an example of a copying machine (or printer) using a well-known electrophotographic image forming method, and includes a drum-shaped photoconductor 1 as an image carrier. Around the photoreceptor 1, along the rotational direction indicated by the arrow, a charging means 2, an exposure means (latent image forming means) 3, a developing means 4, a transfer means 5, and the like for carrying out an electrophotographic image forming process, A cleaning unit 6 and a fixing unit 7 are arranged.
[0013]
As the charging unit 2, various chargers such as a charging charger, a charging roller, a charging brush, and a solid charger are used, and the surface of the photoreceptor 1 is uniformly charged.
The exposure means (latent image forming means) 3 is an exposure device (light scanning device) 32 provided with, for example, a laser light source, an optical deflector such as a polygon mirror, and a scanning imaging optical system, and the laser light from the light source is converted into a polygon mirror. The photoconductor 1 is scanned by the mirror 33, irradiated to the photoconductor 1 by being reflected by the mirror 33, and read by the original reading unit 31 (or an image signal input from a device (such as a personal computer) outside the apparatus). An electrostatic latent image is formed on 1. As the photoconductor 1, an existing photoconductor such as amorphous silicon or the like can be used in addition to the organic photoconductor.
[0014]
The developing unit 4 carries and conveys a one-component developer (toner) or a two-component developer (toner and carrier) by a developer carrying member (for example, a developing roller) 41, and an electrostatic latent image formed on the photoreceptor 1. Is developed with toner and visualized. In synchronization with the formation of the toner image, the transfer material is fed from the transfer material bank 101 (or 106) in which the transfer material such as transfer paper is stored by the paper feed roller 102 (or 107). 103 (or 108). A roller 104 is a resist roller 104 for conveying a transfer material in synchronization with the toner image on the photosensitive member. The transfer material is sent to the transfer means 5 and the toner image is electrostatically transferred. That is, as the transfer means 5, a transfer roller 52 in which a rubber layer is provided on a metal roller (core metal) 51 is used. The transfer roller 52 presses the transfer material against the photosensitive member 1 and applies a transfer bias to the transfer roller 52. As a result, the toner image is electrostatically transferred. The transfer material on which the toner image is placed is conveyed to the fixing unit 7 through the conveying belt 53, fixed by the fixing unit 7, and then discharged outside the apparatus. On the other hand, the untransferred portion and the photosensitive member 1 with dirt are cleaned by, for example, a cleaning unit 6 having a cleaning blade 61 and a brush roller 62, and enters the next image forming step.
[0015]
The basic configuration of the fixing unit 7 includes a fixing roller 71 having a heating unit 74 (hereinafter referred to as “heater”) such as a halogen lamp, and a pressure roller 72 pressed against the fixing roller 71. A heater 73 may also be provided inside the pressure roller 72.
In the fixing device having such a configuration, the fixing roller 71 and the pressure roller 72 have a surface pressure of 9.3 N / cm. ² The fixing nip width is about 10 mm. The fixing unit 7 is driven by a driving unit (not shown) to sandwich and convey the transfer material. At this time, the fixing roller 71 is controlled to a predetermined temperature by the heater 74, and when the toner image on the transfer material passes between both rollers, the toner image is thermally melted while receiving pressure, and is discharged from the roller pair and cooled. As a result, the image is fixed on the transfer material as a permanent image. After the fixing, the transfer material is discharged by a discharge roller 105 to a discharge tray or the like outside the apparatus.
[0016]
Now, in the image forming apparatus configured as described above, there is a problem that transfer dust is generated as a problem in the transfer process. Here, transfer dust will be considered with reference to FIG.
As shown in FIG. 3, in the transfer process, there are areas A and C where the transfer paper and the photosensitive member are not in contact before and after the transfer area B, and transfer dust occurs in the A and C areas due to the influence of the electric field. First, in the area A, the toner flies from the photoreceptor onto the transfer paper due to the electric charge and electric field on the transfer paper before the optimum transfer area, causing dust. In the C region, the transfer paper charged by the transfer is electrostatically attached to the photoreceptor. For this reason, electric discharge occurs when separating after transfer. As described above, the cause of the transfer dust is considered to be mainly the discharge phenomenon when close to each other.
[0017]
The toner between the photoconductor and the transfer paper is transferred (transferred) by the force expressed by the following formula (1). The electric field between the photoconductor and the transfer paper (around the toner) is expressed by the following formula (2), and the “potential difference between the transfer paper and the photoconductor” is expressed by “the dielectric thickness of the transfer paper” and “the toner layer. It is expressed by dividing by the sum of “dielectric thickness”, “dielectric thickness of the photoreceptor layer”, and “void around the toner”.
Toner transfer force: F = qE (1)
q: Charge amount of toner
E: Electric field between photoconductor and transfer paper (around toner)
E = (Vp−Vpc) / (dp / εp + dt / εt + dpc / εpc + g) (2)
Vp-Vpc: Potential difference between transfer paper and photoconductor
dp / εp: Dielectric thickness of transfer paper
dt / εt: dielectric thickness of toner layer
dpc / εpc: Dielectric thickness of the photoreceptor layer
g: Air gap (air layer)
[0018]
In order to reduce the discharge in the areas A and C in FIG. 1, the potential difference between the photosensitive member and the transfer paper (transfer roller (or transfer belt)) can be reduced while maintaining the current electric field E around the toner. Necessary. Therefore, it is possible to reduce the dielectric thickness of the transfer constituent material.
In addition, this system creates images using the negative / positive system. In the case of the negative / positive method, the photoreceptor potential (for example, −900 V) in the background portion is high and the potential in the image portion (for example, −150 V) is low. Comparing the image portion and the non-image portion in FIG. 3, if the transfer paper is uniformly charged, the potential of the background portion is 750 V higher in absolute value than the potential of the image portion. This potential difference is more likely to cause discharge in the non-image area than in the image area during separation after the transfer process. For this reason, discharge occurs at the boundary between the image area and the non-image area during separation, which also affects the toner in the image area, causing toner dust.
[0019]
From the above causes, the following means are proposed as an improvement measure.
When the air gap (gap) g between the photoconductor and the transfer paper is made small while keeping the electric field E around the toner between the transfer paper and the photoconductor, the distance between the photoconductor and the transfer paper can be calculated from the above equation (2). Potential difference Vp−Vpc can be reduced. Practical means can be achieved by applying pressure between the transfer roller having a rubber-like surface layer and the photoconductor to increase the close contact between the transfer paper and the photoconductor, and reducing the actual average air gap g. By such means, the electric field E around the toner becomes a sufficient value, and the charge amount on the transfer paper is reduced. This reduces the potential difference between the photoconductor and the transfer paper at the time of peeling after transfer, and provides a condition in which discharge is unlikely to occur.
[0020]
Next, a characteristic transfer configuration of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a view showing an example of the structure of the transfer means 5. As shown in FIG. 2, the transfer roller 52 is a metal roll (core) made of stainless steel (SUS), iron (Fe) or the like and having a diameter φ of 20 to 30 mm. Gold) 51 is provided with two

elastic layers

52a and 52b made of solid such as EPDM, silicone, NBR, urethane, etc., of which surface layer 52a has a thickness of 0.05 to 0.2 mm and a hardness of 15 to 40 degrees. (Asker C / 1kg load), volume resistance is 1 × 10 ⁹ ~ 1x10 ¹¹ The inner layer 52b is an elastic layer having a thickness of 0.05 to 5.0 mm and a hardness of 60 to 80 degrees (when Asker C / 1 kg load), and the volume resistance of the inner layer is larger than that of the surface layer. A resistance range that is an order of magnitude higher is optimal. The transfer roller 52 is pressurized by providing bearings 57a at both ends of the metal roll (core metal) 51 of the transfer roller 52 and pressing the bearings 57a with springs 57b. Pressed. The measurement of the pressing force is presented by a value obtained by dividing the total spring pressing force before and after the transfer roller 52 by the length of the transfer roller 52. The unit is expressed in N / cm (1000 gf≈9.8 N).
[0021]
Next, the gap around the toner when the transfer roller 52 is pressed against the photoreceptor 1 in the transfer process will be described.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a state of transfer at a conventional pressure of 1 N / cm or less. The transfer paper is hard in a small area and has a characteristic of being deformed (bent) in a large area. As shown in FIG. 4, when the pressure of the transfer roller 52 is weak, the transfer paper 52 is received and conveyed by several convex portions on the front and back surfaces of the unevenness of the fibers of the transfer paper. As a result, there are few contact points between the toner and the photoreceptor and the transfer paper, and there are many gaps between the photoreceptor and the transfer roller surface. In the measurement, 0.5 N / cm was pressed between the photosensitive member and a roller without a rubber layer, and a gap was measured by sandwiching Type 6200 manufactured by Ricoh Co., Ltd. as a transfer paper. Moreover, there was a difference of 20 μm as a result of the same measurement at a pressure of 2.5 N / cm. That is, the air gap of 20 μm is reduced by pressurization.
[0022]
Next, FIG. 5 is a diagram schematically showing a state of transfer using a transfer roller 52 having two

elastic layers

52a and 52b at a pressure of 2.5 N / cm. By pressurization, the convex portion of the transfer paper comes in contact with the photoconductor and the transfer roller 52 more. The soft elastic layer of the surface layer 52a of the transfer roller 52 fills the gap between the back surface of the transfer paper and the roller. Further, the hard rubber layer of the inner layer 52b presses the transfer paper against the photoconductor, and as a result, the contact between the transfer paper, the toner and the photoconductor increases, the gap becomes small, and the distance between the toner and the photoconductor becomes average. The “gap g” in the denominator term of the above formula (2) becomes smaller.
As described above, E (the electric field around the toner) in formula (2) is conventional even if the potential difference between the transfer paper and the photoconductor is reduced by reducing the gap between the photoconductor and the transfer paper and the transfer roller. The same electric field is obtained, and transfer dust due to discharge during separation can be reduced.
[0023]
Next, the toner used in the image forming method and apparatus of the present invention will be described.
It is important that the toner used in the present invention is a polymerized toner made of a modified polyester. Resins used in conventional polymerization methods are mainly styrene-acrylic resins, but styrene-acrylic resins are inferior in low-temperature fixability compared to polyester resins. The cause was found to be the balance between the fixing temperature and the melting temperature (Tg). Comparing the Tg of the toner made of styrene-acrylic resin and the toner made of polyester resin having the same fixing temperature, the Tg of the toner made of styrene-acrylic resin is clearly lower. For this reason, the heat resistant storage stability of the toner made of styrene-acrylic resin is worse than that of the toner made of polyester resin. The polyester resin used is modified with acrylic, epoxy, urethane or the like. By modifying, the molecular weight distribution of the polyester can be broadened, so that the toner physical properties can be easily controlled and the manufacturability is also improved.
[0024]
It is important that the toner used in the present invention has a shape factor SF-1 of 100 to 135. SF-1 indicating the shape factor is, for example, an FE-SEM (S-800) manufactured by Hitachi, Ltd., and 100 toner particle images of 2 μm or larger magnified 1000 times are sampled randomly, and the image information is sent to the interface. Through, for example, an image analysis apparatus (Luxex III) manufactured by Nicole, and performing analysis, the following formula:
SF-1 = (MXLNG) ² / AREA × π / 4 × 100 (3)
The obtained value is defined as a shape factor SF-1. As shown in FIG. 6, MXLNG in the equation represents the absolute maximum length of the particle (the length of the circumscribed circle), and AREA represents the projected area of the particle. Further, the shape factor SF-1 in the expression (3) indicates the degree of roundness of the toner particles, and 100 indicates a true sphere.
[0025]
In general, the shape factor SF-1 affects the durability, and 100 <SF-1 ≦ 135, more preferably 100 <SF-1 ≦ 120.
In the case of 135 <SF-1, the toner layer moves away from the spherical shape and approaches an indeterminate shape, and the layer thickness and the surface of the toner layer are not uniform. Therefore, the contact between the toner, the transfer paper, and the photosensitive member is reduced, and the transfer efficiency is lowered. . As a result, the transfer current increases and the discharge during separation increases.
[0026]
The toner used in the present invention preferably has an average circularity of 0.93 or more. When the average circularity of the toner is 0.93 or less, the layer thickness and the surface of the toner layer are not uniform as in SF-1, and the contact between the toner, the transfer paper, and the photosensitive member is reduced, so that the transfer efficiency is improved. descend. As a result, the transfer current increases and the discharge during separation increases.
[0027]
The average circularity of the toner can be measured using a flow type particle image analyzer FPIA-2100 manufactured by Sysmex Corporation. The measurement is carried out by adjusting a 1% NaCl aqueous solution using primary sodium chloride, and then adding a surfactant, preferably an alkyl benzene sulfonate, as a dispersant in 50 to 100 ml of a 0.45 μm filter. Add 5 ml and add 1-10 mg of sample toner. This was subjected to a dispersion treatment for 1 minute with an ultrasonic disperser, and measurement was performed using a dispersion liquid in which the particle concentration was adjusted to 5000 to 15000 particles / μl. The diameter of a circle having the same area as a two-dimensional image captured by a CCD camera is assumed to be the equivalent circle diameter, and the equivalent circle diameter of 0.6 μm or more is effective from the accuracy of CCD pixels, and is used for calculating the average circularity. It was. The average circularity can be obtained by calculating the circularity of each particle, adding up the circularity of each particle, and dividing by the total number of particles. The circularity of each particle can be calculated by dividing the circumference of a circle having the same projected area as the particle image by the circumference of the particle projection image.
[0028]
Further, the dispersity (weight average particle diameter: Xw / number average particle diameter: Xn) of the toner used in the present invention is preferably 1.35 or less. When the degree of dispersion of the toner is 1.35 or more, the layer thickness and surface of the toner layer are not uniform as in SF-1, so that the contact between the toner, the transfer paper, and the photoreceptor is reduced, and the transfer efficiency is lowered. . As a result, the transfer current increases and the discharge during separation increases.
The toner particle size was measured using Coulter MULTISIZER IIe. The aperture diameter is 100 μm.
[0029]
Next, a method for producing the polymerized toner of the present invention is illustrated. The toner binder can be produced by the following method. The polyol (1) and the polycarboxylic acid (2) are heated to 150 to 280 ° C. in the presence of a known esterification catalyst such as tetrabutoxytitanate or dibutyltin oxide, and the generated water is distilled off as necessary. Thus, a polyester having a hydroxyl group is obtained. Next, this is reacted with polyisocyanate (3) at 40 to 140 ° C. to obtain a prepolymer (A) having an isocyanate group. Further, (A) is reacted with amines (B) at 0 to 140 ° C. to obtain a modified polyester (i). When (3) is reacted and (A) and (B) are reacted, a solvent can be used as necessary. Usable solvents include aromatic solvents (toluene, xylene, etc.); ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.); esters (ethyl acetate, etc.); amides (dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.) and ethers And those inert to the isocyanate (3), such as tetrahydrofuran (such as tetrahydrofuran). When polyester (ii) not modified with urea bond is used in combination, (ii) is produced in the same manner as the polyester having a hydroxyl group, and this is dissolved in the solution after completion of the reaction of the modified polyester (i). And mix.
[0030]
(Toner production method in aqueous medium)
The aqueous medium used in the present invention may be water alone, or a solvent miscible with water may be used in combination. Examples of the miscible solvent include alcohol (methanol, isopropanol, ethylene glycol, etc.), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (methylcellosolve, etc.), lower ketones (acetone, methyl ethyl ketone, etc.) and the like.
The toner particles may be formed by reacting a dispersion composed of a prepolymer (A) having an isocyanate group in an aqueous medium with amines (B), or using a modified polyester (i) produced in advance. Also good. As a method for stably forming a dispersion composed of the modified polyester (i) and the prepolymer (A) in the aqueous medium, the composition of the toner raw material composed of the modified polyester (i) and the prepolymer (A) in the aqueous medium is used. The method of adding a thing and making it disperse | distribute by shearing force etc. are mentioned. The prepolymer (A) and other toner compositions (hereinafter referred to as toner raw materials), a colorant masterbatch, a release agent, a charge control agent, an unmodified polyester resin, etc. are dispersed in an aqueous medium. It may be mixed at the time of formation, but it is more preferable to mix the toner raw materials in advance and then add and disperse the mixture in the aqueous medium. In the present invention, other toner materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily have to be mixed when forming particles in an aqueous medium, but after the particles are formed. , May be added. For example, after forming particles not containing a colorant, the colorant can be added by a known dyeing method.
[0031]
The dispersion method is not particularly limited, and known equipment such as a low-speed shear method, a high-speed shear method, a friction method, a high-pressure jet method, and an ultrasonic wave can be applied. In order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm, a high-speed shearing type is preferable. When a high-speed shearing disperser is used, the number of rotations is not particularly limited, but is usually 1000 to 30000 rpm, preferably 5000 to 20000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but in the case of a batch method, it is usually 0.1 to 5 minutes. The temperature during dispersion is usually 0 to 150 ° C. (under pressure), preferably 40 to 98 ° C. Higher temperatures are preferred in that the dispersion made of the modified polyester (i) or the prepolymer (A) has a low viscosity and is easily dispersed.
[0032]
The amount of the aqueous medium used relative to 100 parts of the toner composition containing the modified polyester (i) and the prepolymer (A) is usually 50 to 2000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the dispersion state of the toner composition is poor, and toner particles having a predetermined particle diameter cannot be obtained. If it exceeds 20000 parts by weight, it is not economical. Moreover, a dispersing agent can also be used as needed. It is preferable to use a dispersant because the particle size distribution becomes sharp and the dispersion is stable.
[0033]
Anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates and phosphates, alkylamines as dispersants for emulsifying and dispersing the oily phase in which the toner composition is dispersed in a liquid containing water Amine salts such as salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, imidazoline, alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, etc. Nonionic surfactants such as quaternary ammonium salt type cationic surfactants, fatty acid amide derivatives, polyhydric alcohol derivatives, such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl N, amphoteric surfactants such as N- dimethyl ammonium betaine and the like.
[0034]
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be increased in a very small amount. Preferred anionic surfactants having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonyl glutamate, 3- [omega-fluoroalkyl (C6-C11). ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sodium sulfonate, 3- [omega-fluoroalkanoyl (C6-C8) mono-N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carboxylic acid And metal salts, perfluoroalkylcarboxylic acids (C7 to C13) and metal salts thereof, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and metal salts thereof, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- (2-hydroxyethyl) -Fluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Is mentioned.
[0035]
Specific product names include Surflon S-111, S-112, S-113 (Asahi Glass), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (Sumitomo 3M), Unidyne DS-101, DS-102 (manufactured by Taikin Kogyo Co., Ltd.), Mega-Fac F-ll0, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), EX Top EF-102, 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204 (manufactured by Tochem Products Co.), footage F-100, F-150 (manufactured by Neos), etc. It is done.
[0036]
Cationic surfactants include aliphatic primary, secondary or secondary amine acids that are right on the fluoroalkyl group, aliphatic quaternary ammonium salts such as perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salts, benzalco Nitrogen salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names include Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-202 (manufactured by Daikin Industries), Megafac F-150, F-824 (manufactured by Dainippon Ink, Inc.), Xtop EF-132 (manufactured by Tochem Products), and Footgent F-300 (manufactured by Neos) are listed.
Moreover, tricalcium phosphate, calcium carbonate, titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite, etc. can be used as an inorganic compound dispersant which is hardly soluble in water.
[0037]
The dispersed droplets may be stabilized by a polymer protective colloid. For example, acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride and other (meth) acrylic monomers containing hydroxyl groups Bodies such as β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-acrylate Chloro-2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate, N- Methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, etc., or esters of compounds containing vinyl alcohol and carboxyl groups, eg acetic acid Pinyl, pinyl propionate, vinyl butyrate, etc., acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or their methylol compounds, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, nitrogen such as pinylviridine, vinylpyrrolidone, vinylimidazole, ethyleneimine Homopolymers or copolymers such as those having atoms or heterocycles thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene, poly Xylethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonylphenyl Polyoxyethylenes such as esters, celluloses such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose can be used.
[0038]
In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method can be employed in which the temperature of the entire system is gradually raised and the organic solvent in the droplets is completely evaporated and removed. Alternatively, it is also possible to spray the emulsified dispersion in a dry atmosphere to completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and to evaporate and remove the aqueous dispersant together. . As a dry atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide gas, combustion gas, or the like, particularly various air streams heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used are generally used. Sufficient quality can be obtained with a short treatment such as spray dryer, belt dryer or rotary kiln.
[0039]
In addition, when an acid such as calcium phosphate salt or an alkali-soluble material is used as a dispersion stabilizer, the calcium phosphate salt is removed from the fine particles by a method such as dissolving the calcium phosphate salt with an acid such as hydrochloric acid and washing with water. To do. In addition, it can be removed by an operation such as enzymatic degradation. When a dispersant is used, the dispersant can remain on the surface of the toner particles. However, it is preferable from the charged surface of the toner that the dispersant is washed and removed after the elongation and / or crosslinking reaction.
[0040]
Furthermore, in order to lower the viscosity of the toner composition, a solvent in which the modified polyester (i) or the prepolymer (A) is soluble can be used. The use of a solvent is preferable in that the particle size distribution becomes sharp. The solvent is preferably volatile with a boiling point of less than 100 ° C. from the viewpoint of easy removal. Examples of the solvent include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform, and carbon tetrachloride are preferable. The usage-amount of the solvent with respect to 100 parts of prepolymers (A) is 0-300 parts normally, Preferably it is 0-100 parts, More preferably, it is 25-70 parts. When a solvent is used, it is removed by heating under normal pressure or reduced pressure after the elongation and / or crosslinking reaction.
[0041]
The elongation and / or crosslinking reaction time is selected depending on the reactivity of the isocyanate group structure of the prepolymer (A) and the amines (B), but is usually 10 minutes to 40 hours, preferably 2 to 24 hours. It is. The reaction temperature is generally 0 to 150 ° C, preferably 40 to 98 ° C. Moreover, a well-known catalyst can be used as needed. Specific examples include dibutyltin laurate and dioctyltin laurate.
[0042]
In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method can be employed in which the temperature of the entire system is gradually raised and the organic solvent in the droplets is completely evaporated and removed. Alternatively, it is also possible to spray the emulsified dispersion in a dry atmosphere to completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and to evaporate and remove the aqueous dispersant together. . As a dry atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide gas, combustion gas, or the like, particularly various air streams heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used are generally used. Sufficient quality can be obtained with a short treatment such as spray dryer, belt dryer or rotary kiln.
[0043]
When the particle size distribution at the time of emulsification dispersion is wide and washing and drying processes are performed while maintaining the particle size distribution, the particle size distribution can be adjusted by classifying into a desired particle size distribution.
In the classification operation, the fine particle portion can be removed in the liquid by a cyclone, a decanter, centrifugation, or the like. Of course, the classification operation may be performed after obtaining the powder as a powder after drying. The unnecessary fine particles or coarse particles obtained can be returned to the kneading step and used for the formation of particles. At that time, fine particles or coarse particles may be in a wet state.
The dispersant used is preferably removed from the obtained dispersion as much as possible, but it is preferable to carry out it simultaneously with the classification operation described above.
[0044]
By mixing the resulting dried toner powder with dissimilar particles such as release agent fine particles, charge control fine particles, fluidizing agent fine particles, and colorant fine particles, or by giving mechanical impact force to the mixed powder By immobilizing and fusing on the surface, it is possible to prevent detachment of the foreign particles from the surface of the resulting composite particle.
Specific means include a method of applying an impact force to the mixture by blades rotating at high speed, a method of injecting and accelerating the mixture in a high-speed air stream, and causing particles or composite particles to collide with an appropriate collision plate, etc. is there. As equipment, Ong mill (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), I-type mill (manufactured by Nippon Pneumatic Co., Ltd.) has been modified to reduce pulverization air pressure, hybridization system (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.), kryptron system (Made by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), automatic mortar and the like.
[0045]
Further, inorganic fine particles can be preferably used as an external additive for improving the fluidity of the toner. The primary particle diameter of the inorganic fine particles is preferably 5 mμ to 2 μm, and particularly preferably 5 mμ to 500 mμ. The specific surface area according to the BET method is 20 to 500 m. ² / G is preferable. The proportion of the inorganic fine particles used is preferably 0.01 to 5% by weight of the toner, and particularly preferably 0.01 to 2.0% by weight. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, quartz sand, clay, mica, wollastonite, diatomaceous earth. Examples include soil, chromium oxide, cerium oxide, pengala, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, parium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride.
[0046]
In addition, polymer fine particles, such as polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, methacrylate esters, acrylate copolymers, polycondensation systems such as silicone, benzoguanamine, and nylon, thermosetting Examples thereof include polymer particles made of a resin.
[0047]
Such a fluidizing agent can be surface-treated to increase hydrophobicity and prevent deterioration of flow characteristics and charging characteristics even under high humidity. For example, a silane coupling agent, a silylating agent, a silane coupling agent having a fluorinated alkyl group, an organic titanate coupling agent, an aluminum coupling agent and the like are preferable surface treatment agents.
[0048]
Next, the evaluation method in the present invention will be described.
<Transfer rate evaluation method>
An image forming apparatus for evaluation was used by modifying the transfer portion of a copying machine (IMAGIO MF7070) manufactured by Ricoh Co., Ltd. The unit configuration is the same as the schematic diagram of the apparatus of FIG. A developing device of a two-component development system is used as the developing unit 4, the transfer process is performed by roller transfer using the transfer roller 52 to the transfer unit 5, and after the transfer, the transfer is transported by the transport belt 53. Using the fixing device 7 composed of the pressure roller 72, the surface pressure: 9.3 N / cm ² Fixing was performed at a pressure and temperature of 165 to 185 ° C. Using this image forming apparatus for evaluation, a test chart (see FIG. 7) centered on a gray scale formed from dots having a pixel density of 600 dpi (dot / inch) was printed out to obtain a sample image. The evaluation items are three items: transfer rate, transfer dust, and transfer white spot. A detailed description of the evaluation method is shown below.
[0049]
<Evaluation of transfer rate>
The developed chart on the photosensitive member is transferred to transfer paper, and the machine is stopped when the transfer paper is on the transport belt. Paying attention to the black solid portion of the chart, the transfer residual toner amount of the black solid portion on the photosensitive member is peeled off with an adhesive tape to obtain the residual toner amount on the photosensitive member. On the other hand, the transferred toner cuts off the black solid portion and blows off the toner with compressed air. Find the amount of toner transferred from the weight before and after blowing,
Transfer rate = (transfer toner amount / (transfer toner + remaining toner amount)) × 100 (%)
To obtain the transfer rate (%). The allowable value of the transfer rate is 70% or more under a general environment.
[0050]
<Evaluation of transfer dust and transfer white spots>
Since no general evaluation method has been established for transfer dust and transfer blank, samples and rank samples were subjected to visual sensory evaluation. FIG. 8 shows a rank sample of the transfer white spot, and FIG. 9 shows a rank sample of the transfer dust. An image of rank 3 is an acceptable level, and an image that is less than 3 is “NG”.
[0051]
<Toner layer thickness and toner layer surface roughness>
An ultra-deep surface microscope Vk8500 manufactured by Keyence Corporation was used. The toner layer thickness was determined by comparing the level difference between the photoreceptor surface and the toner layer surface in the average step measurement mode, and the surface roughness of the toner layer was determined by the arithmetic average roughness (Ra) in the surface roughness measurement mode.
[0052]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto. Hereinafter, a synthesis example of the prototype toner used in the examples will be shown. “Part” means part by weight.
[0053]
[Toner (1)]
(Toner binder synthesis)
724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct, 276 parts of isophthalic acid and 2 parts of dibutyltin oxide were placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer and a nitrogen introduction tube, and reacted at 230 ° C. for 8 hours at normal pressure. The reaction was further carried out at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg for 5 hours, followed by cooling to 160 ° C., and 32 parts of phthalic anhydride was added thereto and reacted for 2 hours. Subsequently, it cooled to 80 degreeC and reacted with 188 parts of isophorone diisocyanate in ethyl acetate for 2 hours, and the isocyanate containing prepolymer was obtained. Next, 267 parts of the prepolymer and 14 parts of isophoronediamine were reacted at 50 ° C. for 2 hours to obtain a urea-modified polyester having a weight average molecular weight of 64,000. In the same manner as above, 724 parts of bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct and 276 parts of terephthalic acid were polycondensed at 230 ° C. for 8 hours under normal pressure, and then reacted for 5 hours at a reduced pressure of 10 to 15 mmHg. An unfinished polyester was obtained. 200 parts of urea-modified polyester and 800 parts of unmodified polyester were dissolved and mixed in 2000 parts of an ethyl acetate / MEK (1/1) mixed solvent to obtain an ethyl acetate / MEK solution of a toner binder. Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate toner binder (1). The toner binder (1) had a Tg of 62 ° C. and an acid value of 10.
[0054]
(Create toner)
In a beaker, 240 parts of the above-mentioned toner binder (1) in ethyl acetate / MEK solution, 20 parts of pentaerythritol tetrabehenate (melting point: 81 ° C., melt viscosity: 25 cps), and 10 parts of carbon black were placed, and TK type at 60 ° C. The mixture was stirred at 12000 rpm with a homomixer and dissolved and dispersed uniformly. In a beaker, 706 parts of ion-exchanged water, 294 parts of hydroxyapatite 10% suspension (Superite 10 manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and 0.2 part of sodium dodecylbenzenesulfonate were uniformly dissolved. Next, the temperature was raised to 60 ° C., and the toner material solution was added and stirred for 10 minutes while stirring at 12000 rpm with a TK homomixer. Next, this mixed solution is transferred to a Kolben equipped with a stirrer and a thermometer, heated to 98 ° C. to partially remove the solvent, returned to room temperature, and then stirred at 12000 rpm with the same homomixer to change the shape of the toner from a spherical shape. It was deformed and the solvent was completely removed. Then, after filtering, washing and drying, air classification was performed to obtain base toner particles. Next, 100 parts of the toner particles were mixed with 0.5 part of hydrophobic silica using a Henschel mixer to obtain the toner (1) of the present invention. The toner (1) had an SF-1 of 140, an average circularity of 0.92, and a dispersity of 1.39.
[0055]
[Toner (2)]
(Toner binder synthesis)
Bisphenol A ethylene oxide 2-mole adduct 354 parts and 166 parts of isophthalic acid were polycondensed using 2 parts of dibutyltin oxide as a catalyst to obtain a comparative toner binder (2) having a peak molecular weight of 4000. The Tg of the comparative toner binder (2) was 57 ° C.
[0056]
(Create toner)
In a beaker, 100 parts of the comparative toner binder (2), 200 parts of an ethyl acetate solution, and 10 parts of carbon black were added and stirred at 12000 rpm with a TK homomixer at 50 ° C., and uniformly dissolved and dispersed. Next, it was converted into a toner in the same manner as toner (1) to obtain toner (2). The toner (2) had an SF-1 of 140, an average circularity of 0.92, and a dispersity of 1.38.
[0057]
[Toner (3)]
(Toner binder synthesis)
In the same manner as in the toner (1), 334 parts of bisphenol A ethylene oxide 2 mol adduct, 334 parts of bisphenol A propylene oxide 2 mol adduct, 274 parts of isophthalic acid and 20 parts of trimellitic anhydride were polycondensed, and then isophorone diisocyanate 154 Part was reacted to obtain a prepolymer. Subsequently, 213 parts of the prepolymer, 9.5 parts of isophoronediamine and 0.5 part of dibutylamine were reacted in the same manner as in Example 1 to obtain a urea-modified polyester having a weight average molecular weight of 79000. 200 parts of urea-modified polyester and 800 parts of unmodified polyester were dissolved and mixed in 2000 parts of an ethyl acetate / MEK (1/1) mixed solvent to obtain an ethyl acetate solution of a toner binder. Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate the toner binder (3). The toner binder (3) had a peak molecular weight of 5000, a Tg of 62 ° C., and an acid value of 10.
[0058]
(Create toner)
The base toner of the present invention was obtained in the same manner as the toner (1) except that the toner binder (1) was changed to the toner binder (3) and the dissolution temperature and the dispersion temperature were changed to 50 ° C. Further, 100 parts by weight of the base toner was mixed with 1.0 part by weight of a zinc salt of a salicylic acid derivative as a charge control agent and stirred in a heated atmosphere to fix the charge control agent on the surface of the toner. The toner (3) of the present invention was obtained by mixing 100 parts of toner particles with 1.0 part of hydrophobic silica and 0.5 part of hydrophobic titanium oxide using a Henschel mixer. The toner (3) had an SF-1 of 130, an average circularity of 0.92, and a dispersity of 1.38.
[0059]
[Toner (4)]
(Create toner binder)
30 parts of urea-modified polyester and 970 parts of unmodified polyester were dissolved and mixed in 2000 parts of a mixed solvent of ethyl acetate / MEK (1/1) to obtain an ethyl acetate / MEK solution of a toner binder. Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate the toner binder (4). The toner binder (4) had a peak molecular weight of 5000, a Tg of 62 ° C., and an acid value of 10.
[0060]
(Create toner)
The toner (4) of the present invention is obtained in the same manner as the toner (1) except that the toner binder (1) is changed to the toner binder (4) and the colorant is changed to 8 parts of carbon black. It was. The toner (4) had an SF-1 of 128, an average circularity of 0.96, and a dispersity of 1.37.
[0061]
[Toner (5)]
(Toner binder synthesis)
500 parts of urea-modified polyester and 500 parts of unmodified polyester were dissolved and mixed in 2000 parts of an ethyl acetate / MEK (1/1) mixed solvent to obtain an ethyl acetate / MEK solution of a toner binder. A portion was dried under reduced pressure to isolate the toner binder (5). The toner binder (5) had a peak molecular weight of 5000, a Tg of 62 ° C., and an acid value of 10.
[0062]
(Create toner)
The toner (5) of the present invention was obtained in the same manner as the toner (1) except that the toner binder (1) was changed to the toner binder (5) and 8 parts of carbon black was used as the toner material. The toner (5) had an SF-1 of 120, an average circularity of 0.97, and a dispersity of 1.21.
[0063]
[Toner (6)]
(Toner binder synthesis)
750 parts of urea-modified polyester and 250 parts of unmodified polyester were dissolved and mixed in 2000 parts of an ethyl acetate / MEK (1/1) mixed solvent to obtain an ethyl acetate / MEK solution of a toner binder. Part of the mixture was dried under reduced pressure to isolate the toner binder (6). The toner binder (6) had a peak molecular weight of 5000, a Tg of 62 ° C., and an acid value of 10.
[0064]
(Create toner)
A toner (6) was obtained in the same manner as the toner (1) except that the toner binder (1) was changed to the toner binder (6). The toner (6) had an SF-1 of 115, an average circularity of 0.97, and a dispersity of 1.20.
[0065]
[Example 1]
First, the apparatus conditions of an Example are shown. An image forming apparatus for evaluation was used by modifying the transfer portion of a copying machine (IMAGIO MF7070) manufactured by Ricoh Co., Ltd. The unit configuration is the same as the schematic diagram of the apparatus of FIG. In order to stabilize the contact between the photosensitive member 1 and the transfer roller 52, the elastic layer of the surface layer 52a of the transfer roller 52 has a hardness of 25 ° (when Asker C / 1 kg load), a thickness of 0.1 mm, and a volume resistance of 1 × 10 ⁹ ~ 1x10 ¹¹ A rubber layer of Ωcm was provided. Further, the elastic layer of the inner layer 52b having a hardness of 70 ° (when Asker C / 1 kg load), a thickness of 2.0 mm, and a resistance value equivalent to the resistance of the surface layer is one digit smaller. .
[0066]
As the developing means 4, a two-component developing type developing device was used, and as the developer, a two-component developer composed of the toner (5) described above and a carrier was used. A spherical ferrite having a weight average particle diameter of 50 μm was used as the carrier at this time, and the surface was coated with a silicone resin and heat-dried before use. The toner concentration in the developer is 5.0 wt% with respect to the carrier. The development conditions were a development potential of 300V and a background potential of 150V.
[0067]
Further, as shown in FIG. 1, the test machine for evaluation is provided with an application mechanism for applying a lubricant (for example, zinc stearate) to the photosensitive member 1 in the cleaning means 6, and a rod-like or plate-like lubricant ( For example, the amount of zinc stearate applied can be changed by changing the contact width between the zinc stearate bar 63 and the brush roller 62. The surface friction coefficient of the photoreceptor 1 varies depending on the amount of zinc stearate applied. Note that the surface friction coefficient of the photoconductor during the experiment of this example was 0.40.
[0068]
As shown in FIG. 2, the transfer roller 52 is pressurized by providing bearings 57a at the shafts at both ends of the metal roller (core metal) 51 of the transfer roller 52 and pressing the bearings 57a with springs 57b. The transfer roller 52 is pressed against the photoreceptor 1.
In this embodiment, the transfer pressure is set to four levels of 0.05, 1.0, 5.0, 10.0 (N / cm) by the spring 57b of the pressurizing mechanism shown in FIG. The test chart of FIG. 7 is printed by an evaluation tester by controlling the applied voltage and setting the flowing current to four levels of 0.03, 0.05, 0.20, and 0.30 (μA / cm). did. The evaluation was confirmed by the transfer rate, transfer dust (see FIG. 9), and transfer whitening (see FIG. 8). The evaluation results are shown in Tables 1, 2 and 3 below. Note that the current value is a transfer current of 0.3 to 0.4 μA / cm and the pressure is about 1 N / cm.
[0069]
[Table 1]

[0070]
[Table 2]

[0071]
[Table 3]

[0072]
From the results of Tables 1, 2, and 3 above, it can be seen that the transfer rate is less than the standard due to insufficient current when the transfer rate is less than 0.05 μA. Further, when the pressure is small and the current is small, the transfer rate is lowered. In transfer dust, when the transfer current is 0.3 μA or more, dust due to discharge increases. Further, when the transfer pressure is 10 N / cm, transfer whitening is about to occur. As a result, the optimum conditions were a combination of 1 to 10 N / cm for pressure and 0.05 to 0.2 μA / cm for transfer bias current. More preferably, the pressure was optimum at 1.0 to 5.0 N / cm and the current at 0.1 to 0.2 μA / cm (Claim 1).
[0073]
The transfer roller characteristics are optimally a hardness of 15 to 40 ° and a thickness of 0.05 to 0.2 mm as the elastic layer of the surface layer of the transfer roller. If the hardness is 15 ° or less, the transfer roller is too soft and deforms. On the other hand, when the hardness greatly exceeds 40 °, it becomes impossible to cope with the unevenness of the fibers of the transfer paper, and the air gap becomes large. In terms of the properties of the elastic layer of the inner layer, a hardness of 60 to 80 ° and a thickness of 0.5 to 5.0 mm are preferable. In a thin elastic layer with a soft hardness, the pressing force of the transfer paper becomes small, the nip becomes large, and toner transfer shift occurs. On the other hand, if it is too hard, the contact point does not increase even if pressure is applied to the transfer paper, and the effect of reducing the substantial air gap is reduced.
From the above results, as a favorable condition for the elastic layer having a two-layer structure of the transfer roller, the surface layer has a hardness of 15 to 40 ° and a thickness of 0.05 to 0.2 mm, and the inner layer has a hardness. Is a condition that an elastic layer having a thickness of 60 to 80 ° and a thickness of 0.5 to 5.0 mm is provided. 1 ).
[0074]
[Example 2]
Under the conditions of Example 1, the transfer pressure was 5.0 N / cm, the transfer current was 0.20 μA / cm, the background potential was 150 V, and the development potential was 4 levels of 100 V, 200 V, 300 V, 400 V, and 500 V. The test chart of FIG. 7 was printed using a test machine for evaluation. After fixing, the image was evaluated by the transfer rate and transfer dust (see FIG. 9). Further, the machine was stopped during image formation, and the toner layer thickness and toner layer roughness of the image remaining on the photoreceptor were measured. The evaluation results are shown in Table 4 below.
[0075]
[Table 4]

[0076]
From the results in Table 4, it can be seen that by changing the development potential, the toner layer roughness hardly changes and only the toner layer thickness changes. When the toner layer on the photoreceptor is thin, the transfer dust is good, but when the toner layer thickness is 20 μm, the transfer dust starts to deteriorate, and at 23 μm, the rank sample is out of specification. Further, it can be seen that when the toner layer is thick, the adhesion between the transfer paper and the photosensitive member is deteriorated, and the effect of increasing discharge dust due to the increase in applied voltage at the time of transfer occurs at the toner layer thickness of 20 μm as a boundary. Therefore, in order to maintain a good image free from transfer dust in the present invention, it is necessary to keep the toner layer thickness at 20 μm or less.
Further, if the toner layer thickness is lower than 10 μm, the image density is insufficient and it is not suitable. Therefore, it is necessary to develop the toner layer on the photosensitive member so that the thickness thereof is 10 μm to 20 μm. 1 ).
[0077]
[Example 3]
Under the conditions of Example 1, the transfer pressure was set to 5.0 N / cm, the transfer current was set to 0.20 μA / cm, and the toner was changed from toner (1) to toner (6). The test chart was printed. After fixing, the image was evaluated by the transfer rate and transfer dust (see FIG. 9).
Further, the machine was stopped during image formation, and the toner layer thickness and toner layer roughness of the image remaining on the photoreceptor were measured. The evaluation results are shown in Table 5 below.
[0078]
[Table 5]

[0079]
From the results of Table 5, it can be seen that changing the toner does not change the toner layer thickness on the photoreceptor much, but changes the toner layer roughness. The larger the toner layer roughness, the worse the transfer dust. This is because as the toner layer becomes rougher, the gap in the transfer nip portion increases and the applied voltage at the time of transfer increases, so the degree of discharge increases. The rank of Chile deteriorates sharply when the toner layer roughness is 6.0 μm. Therefore, in order to keep the transfer dust at rank 3 or more in the present invention, it is necessary to keep the toner layer roughness at 6.0 μm or less. 1 ).
[0080]
It can be seen that the toner physical properties are important as a means for reducing the toner layer roughness. Comparing toner (2) and toner (3), there is no significant difference except that SF-1 is 140 and 130, and the toner layer roughness is changed from 6.8 μm to 6.1 μm. Therefore, lowering SF-1 to 135 or less is effective for keeping the toner layer roughness small and keeping the transfer dust good. 2 ).
Further, when the toner (3) and the toner (4) are compared, there is no significant difference except that the average circularity is 0.92 and 0.96, and the toner layer roughness is 6.1 μm to 5.7 μm. Has changed. Therefore, raising the average circularity to 0.92 or more is effective for keeping the toner layer roughness small and keeping the transfer dust good. 3 ).
Further, when the toner (4) and the toner (5) are compared, there is no significant difference except that the dispersity is 1.37 and 1.21, and the toner layer roughness is changed from 5.7 μm to 3.3 μm. It has changed. Therefore, setting the degree of dispersion to 1.35 or less is effective for keeping the toner layer roughness small and keeping the transfer dust good. 4 ).
[0081]
【The invention's effect】
In the electrophotographic image forming method (apparatus), the transfer dust causes a discharge at the time of peeling when the potential difference between the transfer roller disposed between the image carrier (photosensitive member) and the transfer member (transfer paper) is large, This occurs when the toner once transferred to the transfer paper moves electrically due to electric field disturbance due to electric discharge. Therefore, in the present invention, two elastic layers are provided between the photoconductor and the transfer roller to improve the close contact between the transfer paper and the photoconductor, thereby increasing the contact point between the transfer paper and the transfer roller. Even in the case of a polymerized toner that is more likely to generate transfer dust than a toner, the use of a modified polyester resin can widen the molecular weight distribution, thereby facilitating control of toner physical properties and suppressing transfer dust generation. , 5 ).
[0082]
In the present invention, in order to eliminate the gap between the transfer roller and the transfer paper, a soft elastic layer is provided on the surface layer of the transfer roller, an elastic layer having a high hardness is provided inside, pressure is applied during transfer, and the transfer paper, the photoconductor, Since the air gap between the transfer roller and the photosensitive member is substantially reduced, the electric field around the toner may be constant, so that the transfer current can be set low. As a result, the charge amount of the transfer paper is reduced, and transfer dust caused by pre-transfer or discharge during separation can be improved. 1 , 5 ).
By reducing the thickness of the toner layer, the distance between the transfer paper and the photoconductor can be reduced, and by making the surface of the toner layer uniform, the average gap between the toner layer and the transfer paper can be reduced. Both have the effect of obtaining an effective transfer electric field at a lower voltage. 1 , 5 ).
[0083]
Further, in the present invention, by defining the toner shape factor SF-1, the layer thickness and surface of the toner layer can be made uniform, and as a result, the contact between the toner and the transfer paper and between the toner and the photoreceptor increases. It is possible to improve transfer efficiency and prevent discharge during separation due to excessive transfer current. 2 , 5 ).
Further, in the present invention, by setting the average circularity of the toner to be high, the layer thickness and the surface of the toner layer can be made uniform as in the third aspect. Since there is more contact with the body, it is possible to improve transfer efficiency and prevent discharge during separation due to excessive transfer current. 3 , 5 ).
Furthermore, in the present invention, by defining the degree of dispersion of the toner, the layer thickness and surface of the toner layer can be made uniform as in the third aspect. As a result, the toner and the transfer paper, and the toner and the photosensitive member can be obtained. This increases the transfer efficiency and prevents discharge during separation due to excessive transfer current. 4 , 5 ).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire image forming apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a transfer unit of the image forming apparatus illustrated in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a mechanism for generation of transfer dust in an electrophotographic image forming apparatus.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a state of transfer by a conventional transfer method.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a state of transfer by the pressure transfer method of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a shape factor SF-1.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a test chart for evaluation.
FIG. 8 is a diagram illustrating a sample of a transfer white spot rank.
FIG. 9 is a diagram showing a sample of transfer dust rank.
[Explanation of symbols]
1: Photoconductor (image carrier)
2: Charging means
3: Exposure means (latent image forming means)
4: Development means
5: Transfer means
6: Cleaning means
7: Fixing means
31: Document reading unit
32: Exposure device (optical scanning device)
33: Mirror
41: Developing roller
51: Metal roller (core metal)
52: Transfer roller
52a: surface layer
52b: inner layer
53: Conveyor belt
54: Driving roller
55: Followed roller
56: Belt cleaning means
57a: Bearing
57b: Spring
61: Cleaning blade
62: Brush roller
63: Lubricant
71: Fixing roller
72: Pressure roller
73, 74: Heater
101, 106: Transfer material bank
102, 107: paper feed roller
103, 108: paper feed roller
104: Resist roller
105: Paper discharge roller

Claims

Forming an electrostatic latent image on a photosensitive drum on which an image bearing member, after visualized by developing the electrostatic latent image with a toner, the toner image on the photosensitive member, using a transfer roller In an image forming method for electrostatic transfer to a transfer body,
The transfer roller and applying a pressure of 1 to 10 N / cm between the photosensitive member, an elastic layer of two different layers having hardness between the transfer roller and the photoreceptor provided, the surface layer is soft, with the inner layer hard elastic layer As the two elastic layers of the transfer roller, the surface layer has an Asker C hardness of 15 to 40 ° and a thickness of 0.05 to 0.2 mm, and the inner layer has an Asker C hardness of 60 to 80 °. A polymerized toner comprising an elastic layer having a thickness of 0.5 to 5.0 mm, a transfer bias current between the photoreceptor and the transfer roller of 0.05 to 0.2 μA / cm, and the toner comprising a modified polyester And developing so that the thickness of the toner layer on the photoconductor is 10 μm to 20 μm and the surface roughness (Ra: centerline average roughness) of the toner layer is 6.0 μm or less. An image forming method.

The image forming method according to claim 1.
An image forming method, wherein the polymerization toner has a shape factor SF-1 of 100 to 135 .

The image forming method according to claim 1 or 2,
An image forming method, wherein the average circularity of the polymerized toner is 0.93 or more .

The image forming method according to claim 1, 2 or 3.
An image forming method, wherein a dispersion degree (weight average particle diameter / number average particle diameter) of the polymerized toner is 1.35 or less .

A drum-shaped photoconductor as an image carrier, a latent image forming unit that forms an electrostatic latent image on the photoconductor, a developing unit that develops the electrostatic latent image with toner, and visualizes the latent image. In an image forming apparatus including a transfer unit that electrostatically transfers a toner image on a photoconductor to a transfer body using a transfer roller .
An image forming apparatus using the image forming method according to claim 1 .