JP5108419B2 - 現像剤および画像形成装置 - Google Patents
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一方で、近年、トナーの色に対応した複数の感光体を用いて、転写部材の送りに同期させてカラー画像を形成し転写部材上で色重ねを行うタンデム方式が注目されてきている。この方式では、高画質であるとともに高速性に優れているとの利点がある。
このように、転写媒体の送りに同期させてカラー画像を形成し転写媒体上で複数色を重ねる方式において、特に上流側であるほど、複数回の転写工程を通過することや、ドラムの押圧力によりトナー間の密着性が増すことで転写中抜けやざらつき、または転写散りが生じるといった問題がある。
本発明の課題は、転写媒体の移動方向に沿って配列された複数の画像形成部により、前記転写媒体上にトナー像を順次重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成方法において、転写不良を解消する現像剤およびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
(1)転写媒体の移動方向に沿って配列された複数の画像形成部から、前記転写媒体上に複数色のトナー像を順次転写してカラー画像を形成する画像形成方法に用いる現像剤であって、最初の画像形成部にてトナー像を形成するトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量は、それ以降の各色の現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量よりも多く、かつ前記脂肪酸金属塩の添加量はすべてのトナーにおいてトナー100質量部に対して0.01〜0.2質量部であることを特徴とする現像剤。
(2)各色の現像剤のトナーおける脂肪酸金属塩の添加量Sn(nは1〜Nの整数で、Nは画像を形成するトナーの全色数を示し、Snはn番目に重ね合わせる現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量を示す。)を、重ね合わせる順に、S1>S2>・・・>SNとしたことを特徴とする(1)に記載の現像剤。
(3)転写媒体の移動方向に沿って配列され、前記転写媒体上にトナー像を順次転写する複数の静電潜像担持体と、これらの静電潜像担持体上に各色の現像剤のトナーを供給してトナー像を形成するための複数の現像剤担持体とを備え、最初のトナー像を形成する現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量は、それ以降の各色の現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量よりも多く、かつ前記脂肪酸金属塩の添加量はすべてのトナーにおいてトナー100質量部に対して0.01〜0.2質量部であることを特徴とする画像形成装置。
(4)各色の現像剤のトナーおける脂肪酸金属塩の添加量Sn(nは1〜Nの整数で、Nは画像を形成するトナーの全色数を示し、Snはn番目に重ね合わせる現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量を示す。)を、重ね合わせる順に、S1>S2>・・・>SNとしたことを特徴とする(3)に記載の画像形成装置。
(5)前記複数の現像剤担持体の現像剤は、前記転写媒体の移動方向の上流側より、マジェンタ、シアン、イエローおよびブラックの順序で配置されたことを特徴とする(3)または(4)に記載の画像形成装置。
ここで、前記転写中抜け等の転写不良の現象に最も大きな影響を及ぼすのは、最も上流側で転写されるトナーである。すなわち、上流側であるほど、複数回の転写工程を通過することになるので、他の感光体ドラムの押圧によるトナー間の密着性がより増すことになる。
前記脂肪酸金属塩の具体例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、ステアリン酸マグネシウム等のステアリン酸金属塩、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸銅、オレイン酸マグネシウム等のオレイン酸金属塩、パルミチン酸亜鉛、パルチミン酸マグネシムウなどのパルチミン酸金属塩、リノール酸亜鉛、リノール酸リチウムなどのリノール酸金属塩などが挙げられる。
本発明で用いられるトナーは、所定量の結着樹脂に、所定量の着色剤と、必要に応じてワックス、電荷抑制剤等の添加剤とを添加し、それをヘンシェルミキサーなどの混合装置で攪拌混合して得ることができる。前記攪拌混合して得られる混合物を二軸押出機などで溶融混練し、冷却後、ハンマーミルやジェットミルなどの粉砕機で粉砕する。次に、風力分級機などの分級機を用いて、分級した後、所定の大きさの粒径のトナー粒子を得る。
次に、得られたトナーに対して、前記脂肪酸金属塩を所定量の無機酸化物とともに必要に応じてシリカ等の表面処理剤を外添し、ヘンシェルミキサー等の混合装置で撹拌混合してトナーを得る。
本発明に係るトナーは、上記得られたトナーをキャリアと混合し、2成分系のフルカラー現像剤として使用する。
結着樹脂としては、その種類は特に制限されるものではなく、例えばポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用するのが好ましい。
着色剤としては、黒色顔料として、アセチレンブラック、ランブラック、アニリンブラック等のカーボンブラック;黄色顔料として、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマンネントイエローNCG、タートラジンレーキ;橙色顔料として、赤口黄鉛、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGK;赤色顔料として、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B;紫色顔料として、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ;青色顔料として、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC;緑色顔料として、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファナルイエローグリーンG;白色顔料として、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛;白色顔料として、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等を使用できる。これらの着色剤は結着樹脂100質量部当り2〜20質量部、特に3〜15質量部の範囲で使用するのが好ましい。
ワックスとしては、特に限定はなく、例えばカルナバワックス、サトウワックス、木ワックス等の植物性ワックス;蜜ワックス、昆虫ワックス、鯨ワックス、羊毛ワックスなどの動物性ワックス;エステルを側鎖に有するフィッシャートロプシュワックス(FTワックス)、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックスなどが挙げられる。この中でも分散性の点から、カルナバワックスやエステルを側鎖に有すFTワックスやポリエチレンワックスを使用するのが好ましい。
電荷制御剤としては、これまで公知の電荷制御剤を使用でき、例えば正帯電性電荷制御剤としては、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、4級アンモニウム塩、アミン系化合物、有機金属化合物等を使用でき、負帯電性電荷制御剤としては、オキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等を使用できる。
外添剤としては、トナーの帯電制御性や流動性などを調整するために、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等の無機微粉末;ポリメチルメタクリレート等の有機微粉末;上記したステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩等を挙げることができ、これらの1種又は2種以上を併用することができる。前記外添剤の添加量は、トナー粒子当たり0.1〜5.0質量%の範囲が好ましい。当該外添剤とトナー粒子との混合は、例えばヘンシェルミキサー、V型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー等を用いて行うことができる。
また、前記無機微粉末の表面は、未処理であっても良く、また必要に応じ、疎水化,帯電性制御等の目的でシランカップリング剤、アミノシラン、シリコーンオイル、またはチタネートカップリング剤により表面処理されていても良い。
これら表面処理剤の使用量は、外添剤100重量部に対して、0.05〜20重量部が好ましい。
本発明に係るトナーを2成分現像剤として用いる場合、キャリアコア材としては特に限定はなく、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性体金属およびそれらの合金、あるいは希土類を含有する合金類、ヘマタイト、マグネタイト、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、リチウム系フェライトなどのソフトフェライト、銅−亜鉛系フェライト等の鉄系酸化物およびそれらの混合物等の磁性体材料を焼結およびアトマイズ等を行うことによって製造した磁性体粒子の表面を樹脂被覆したものを使用することができる。
上記で得られたキャリアコア材に対して、表面コート剤フッ素系結着樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。
前記トナーとキャリアからなる2成分現像剤中の、トナー濃度は1〜20質量%、好ましくは3〜15質量%である。トナー濃度が1質量%未満の場合、画像濃度が薄くなりすぎ、他方トナー濃度が20質量%を超える場合、現像装置内でトナー飛散が発生し機内汚れや転写紙などの背景部分にトナーが付着する不具合が生じるおそれがあり好ましくない。
以下、本発明のフルカラー現像剤を好適に用いることができるカラー画像形成装置について説明する。図1は、4つの感光体ドラム(静電潜像担持体)が中間転写ベルト35(転写媒体)上に配列されたタンデム式(間接転写タンデム方式)のカラー画像形成装置の一例を示す模式的概略図である。
図1に示すように、この画像形成装置におけるハウジング10内には、ローラ31,32,33に張架されて走行する中間転写ベルト35が配設され、この中間転写ベルト35の上にはトナー像転写の順に(上流側から順に)4つの画像形成部11,12,13,14が配設されている。
画像形成部11,12,13,14は、帯電装置(不図示)、露光装置(不図示)、現像装置51,52,53,54、クリーニング装置(不図示)が感光体ドラム21,22,23,24の周囲にそれぞれ配設された構造を有している。これらの感光体ドラム21,22,23,24は、中間転写ベルト35の移動方向に沿って順に配列されている。
画像形成部11にある現像装置51では、トナーは撹拌部材によってキャリアと撹拌混合されて現像スリーブ61に順次供給される。供給されたトナーとキャリアは現像スリーブ61上に現像剤層を形成する。現像スリーブ61の現像剤は、現像スリーブ61の反時計回りの回転によって感光体ドラム21の対向位置(現像部)に送られる。このとき、現像部に送られる現像剤量がブレードによって制御されるとともにトナーに摩擦帯電が付与される。そして、この帯電したトナーが感光体ドラム21上の静電潜像に付着して、静電潜像が可視像化(現像)されトナー像が形成される。他の画像形成部12,13,14においても上記と同様の流れで感光体ドラム22,23,24上の静電潜像が可視像化されトナー像がそれぞれ形成される。
さらに、得られたトナー粒子100質量部に、疎水性シリカ微粒子1.0質量部および酸化チタン微粒子0.5質量部、さらに表2に示す脂肪酸金属塩を添加して、ヘンシェルミキサーにて4分間混合し、本発明の各色のトナーを得た。
上記によって得られたキャリアに対して、上記で得られたトナーを8質量%調合してボールミルで30分間混合し、表2に示す実施例1〜4、比較例1〜6の現像剤を作製した。
前記作製した現像剤のいずれかを京セラミタ社製プリンタ(FS−C5016N)に搭載して、印字評価を行った。印字パターンは、100%ソリッド部、50%ハーフトーン部、文字部を含むサンプルを使用した。そして、ざらつきおよび転写(トナー)散りを調べた。それらの結果を表2に示した。
なお、画像形成において、一次転写の転写電圧は1.2kV、二次転写の転写電圧は2.0kVとした。
(1)ざらつき
100枚連続通紙を行い、主に100%ソリッド部、50%ハーフトーン部の均一性を評価した。評価基準は、濃度が均一であったものを、○(良好)、濃度の均一性にわずかに欠けるものを、△(やや不良)、濃度の均一性に明らかに欠けるものを、×(不良)、とした。
(2)転写(トナー)散り
100枚連続通紙を行い、主に文字部の転写散りを目視により観察した。評価基準は、転写散りが見られなかったものを、○(良好)、転写散りがわずかながら見られたものを、△(やや不良)、転写散りが顕著なものを、×(不良)、とした。
これに対して、各色トナーにおいて脂肪酸金属塩を含有しないトナーが1つでもあると、ざらつきが生じた(比較例1〜3)。また、脂肪酸金属塩の添加量が0.2質量%を超えると、トナーの流動性が良くなりすぎて転写(トナー)散りが生じた(比較例4,5)。転写1番目のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量が、2番目のトナーの脂肪酸金属塩の添加量より多くない場合、ざらつきが生じた(比較例6)。
11〜14・・ 画像形成部
21〜24・・ 感光体ドラム
35 ・・・・ 中間転写ベルト
Claims (5)
- 転写媒体の移動方向に沿って配列された複数の画像形成部から、前記転写媒体上に複数色のトナー像を順次転写してカラー画像を形成する画像形成方法に用いる現像剤であって、最初の画像形成部にてトナー像を形成するトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量は、それ以降の各色の現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量よりも多く、かつ前記脂肪酸金属塩の添加量はすべてのトナーにおいてトナー100質量部に対して0.01〜0.2質量部であることを特徴とする現像剤。
- 各色の現像剤のトナーおける脂肪酸金属塩の添加量Sn(nは1〜Nの整数で、Nは画像を形成するトナーの全色数を示し、Snはn番目に重ね合わせる現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量を示す。)を、重ね合わせる順に、S1>S2>・・・>SNとしたことを特徴とする請求項1記載の現像剤。
- 転写媒体の移動方向に沿って配列され、前記転写媒体上にトナー像を順次転写する複数の静電潜像担持体と、これらの静電潜像担持体上に各色の現像剤のトナーを供給してトナー像を形成するための複数の現像剤担持体とを備え、最初のトナー像を形成する現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量は、それ以降の各色の現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量よりも多く、かつ前記脂肪酸金属塩の添加量はすべてのトナーにおいてトナー100質量部に対して0.01〜0.2質量部であることを特徴とする画像形成装置。
- 各色の現像剤のトナーおける脂肪酸金属塩の添加量Sn(nは1〜Nの整数で、Nは画像を形成するトナーの全色数を示し、Snはn番目に重ね合わせる現像剤のトナーにおける脂肪酸金属塩の添加量を示す。)を、重ね合わせる順に、S1>S2>・・・>SNとしたことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
- 前記複数の現像剤担持体の現像剤は、前記転写媒体の移動方向の上流側より、マジェンタ、シアン、イエローおよびブラックの順序で配置されたことを特徴とする請求項3または4記載の画像形成装置。
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