JP5365781B2 - 画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法 - Google Patents
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Description
近年の画像形成装置では、トナー定着時の省エネルギー化の要求や高速で処理できる画像形成装置の要求が高まっており、トナー自体に低温で溶融する特性が求められている。
一方で画像形成装置も高速化の要求により露光、帯電、転写、定着及び清掃などのプロセスを高速で行う必要が生じている。
あるいは、特許文献2に記載のように、DSC測定による吸収熱量のピーク位置が75〜85℃にあるパラフィンワックスを全結着樹脂成分中に1〜20重量%含有するトナーにより、低温定着性と非オフセット性を向上させる方法が提案されている。
清掃プロセスにブラシ状回転体を有する画像形成装置においては、像担持体表面の速度とブラシ状回転体の速度の比により清掃性が決まり、ブラシ回転数の相対速度が速くなるにつれ、像担持体の表面を清掃できなくなり、長期運転でフィルミングと呼ばれるトナーの固着が見られるようになるため、ある一定範囲の相対速度比でクリーニングを行うとの報告がある。
例えば、特許文献3には、変則装置を備えたモータによってファーブラシの回転速度を変化させ、印刷速度が切り換わっても最適な清掃条件でトナーを除去するクリーニング装置が提案されている。
また、特許文献4には、微粒トナーを生成するクリーニングブラシ(上流側)と、トナーを掻き取るクリーニングブレード(下流側)を備えたクリーニング装置により、残留トナーを効率よく除去する方法が提案されている。
前記トナーは、少なくとも非モリブデン系第四級アンモニウム塩を含む電荷制御剤及び定着用樹脂を含有すると共に、該トナーの重量平均粒径が2〜10μmの範囲にあり、帯電量の絶対値が4〜25μc/gの範囲にあることを特徴とする画像形成装置により解決される。
前記像担持体の周速(A)と該ブラシ状回転体の周速(B)の相対速度差(|(A)−(B)|)が1,500〜15,000mm/sの範囲とされ、且つ、前記付着されるトナーが〔1〕乃至〔10〕のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる電子写真用トナーであることを特徴とするプロセスカートリッジにより解決される。
前記像担持体の周速(A)と該ブラシ状回転体の周速(B)の相対速度差(|(A)−(B)|)が1,500〜15,000mm/sの範囲とされ、且つ、前記付着されるトナーが〔1〕乃至〔10〕のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる電子写真用トナーであることを特徴とする画像形成方法により解決される。
上記本発明のトナーを用いた画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法によれば、プロセス線速が高速で繰り返し使用してもクリーニング不良やフィルミングの発生などがなく、安定した高画質画像を継続的に出力することができる。ここで、プロセスカートリッジとすれば、保存、搬送等が容易であり、交換を短時間に行うことができるなど取扱性にも優れている。
前記トナーは、少なくとも非モリブデン系第四級アンモニウム塩を含む電荷制御剤及び定着用樹脂を含有すると共に、該トナーの重量平均粒径が2〜10μmの範囲にあり、帯電量の絶対値が4〜25μc/gの範囲にあることを特徴とするものである。
なお、上記において、周速(B)は、像担持体(感光体)と順方向回転では+符号であり、逆方向回転では−の符号である。
また、本発明におけるトナーは、例えば、少なくとも電荷制御剤(非モリブデン系第四級アンモニウム塩を含む)および定着用樹脂を含有するトナー母粒子とその表面に外添剤を有する構成とすることができる。
そのため、発明者らは鋭意検討した結果、トナーの帯電量の絶対値が25μc/g以下であると上記相対速度差の条件でトナーの清掃不良が発生しないことを見出した。
つまり、トナーの帯電量の絶対値が25μc/gよりも大きくなると像担持体から離散しにくくなって清掃不良が発生するようになる。一方、トナーの帯電量の絶対値が4μc/gよりも小さいとかぶりが発生し、非画像部分にトナーが付着して印字不良となりやすい。従って、本発明においてトナーの帯電量の絶対値は4〜25μc/gの範囲にあることが好ましい。
なお、本発明におけるトナーの帯電量は、具体的には、以下のように測定される。
二成分現像剤の場合は、京セラケミカル社製TB−203型帯電量測定装置を使用し、ファラデーゲージ内に二成分現像剤を約0.2g計量し、吸引及び窒素ガスを噴射して二成分現像剤中のトナーを分離する。その時の電荷量を記録し、測定前後の重量差をトナー重量として帯電量を測定する。この時ファラデーゲージ内の金網の目開きはキャリアが通過しない大きさとする。
一成分現像剤の場合は、トレック・ジャパン社製吸引式小型帯電量測定装置を使用し、小型ファラデーゲージの電荷量と重量差で帯電量を測定する。
ここで、非モリブデン系の第四級アンモニウム塩としては、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド、含フッ素四級アンモニウム塩等の四級アンモニウム塩が使用できるがこれらに限られるものではない。これらの非モリブデン系の第四級アンモニウム塩を用いることにより、高温多湿環境や低温低湿環境でのトナー帯電量の変動を少なくすることができ、使用環境に依存せずクリーニング性と画像のかぶりを防止することができる。
このような非モリブデン系の第四級アンモニウム塩以外の帯電制御剤として、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、ホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料、高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイドなどのジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレートの如きジオルガノスズボレート類、有機金属錯体、キレート化合物、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体がある。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類がある。これらの単独あるいは2種類以上を非モリブデン系の第四級アンモニウム塩と組み合せて用いることができる。
上記トナーの平均粒径は種々の方法により測定されるが、本発明における平均粒径(重量平均粒径)は、コールターカウンターマルチサイザーIIIを用いて個数分布、体積分布を測定して得られる。この時、測定試料は、界面活性剤を加えた電解液中に測定トナーを加えて超音波分散機で1分間分散させて調製し、この測定試料によりトナー粒子50,000個を測定して平均粒径(重量平均粒径)とした。
ここで、前記トナー内部に含有される滑剤が、脂肪酸アマイド系滑剤と脂肪酸系滑剤を含むものが好ましい。あるいは、前記トナー母粒子に含有される滑剤が、脂肪酸アマイド系滑剤を含み、且つ、前記トナー表層部に含有される滑剤が脂肪酸金属塩滑剤を含むものが好ましい。
上記滑剤としては、所謂、離型効果のある材料が用いられ、例えば、流動パラフィン、マイクロリスタンワックス、天然パラフィン、合成パラフィン、ポリオレフィンワックス、及びこれらの部分酸化物、あるいはフッ化物、塩化物などの脂肪族炭化水素系滑剤;牛脂、魚油などの動物油、やし油、大豆油、菜種油、米ぬかワックス、カルナウバワックスなどの植物油、モンタンワックスなど高級脂肪族アルコール・高級脂肪酸系滑剤(脂肪酸系滑剤);脂肪酸アマイド、脂肪酸ビスアマイドなど脂肪酸アマイド系滑剤;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、オレイン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸マグネシウム、ミリスチン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ベヘニン酸亜鉛などの金属石鹸系滑剤(脂肪酸金属塩滑剤);脂肪酸エステル系滑剤、ポリフッ化ビニリデンなどが使用できるがこれらに限定されるものではない。
すなわち、60〜90℃、90〜120℃、120〜140℃の三つの温度領域に吸熱ピークを有する電子写真用トナーとすることにより、高速画像形成においても広い定着温度範囲で低温定着性と高い耐ホットオフセット性を維持し、クリーニング不良やフィルミングの発生を防止し、耐熱保存性(キャリアスペント防止等)および現像安定性(擦り強度等)の要求特性を確保することができる。
上記電子写真用トナーの吸熱ピークは示差走査熱量計(DSC)によって測定することができ、本発明のトナーにおける吸熱ピークは、200℃まで昇温し、200℃から20℃まで10℃/minで冷却して前歴を取った後、10℃/minの速度で昇温させその時の吸収熱量曲線より求めることができる。
外部添加剤としては種々の材料が用いられ、前述のように滑剤を使用することもできる他、例えば、シリカ、テフロン(登録商標)樹脂粉末、ポリ沸化ビニリデン粉末、酸化セリウム粉末、炭化ケイ素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末の如き研磨剤、あるいは例えば、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末の如き流動性付与剤、凝集防止剤、樹脂粉末、あるいは例えば、カーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化アンチモン粉末、酸化スズ粉末の如き導電性付与剤などを用いることができ、また、逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子を現像性向上剤として用いることもできる。これらは単独あるいは複数組合せて使用することができ、空転等の現像ストレスに対して耐性を持たせるように選択される。
ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体の如きスチレン系共重合体;更にはポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クロマン−インデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられるが、好ましくはポリエステル樹脂である。
ジカルボン酸としては、無水フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アジピン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、コハク酸、マロン酸、グルタル酸等のジカルボン酸、またはその誘導体、またはそのエステル化合物を使用することができる。
滑剤の存在下、共存重合法で定着樹脂を合成する方法において、ビニル系共重合体としては、その構成単位として、スチレン系単量体及び/又は(メタ)アクリル酸エステル単量体を含み、これ以外のビニル系単量体を含むことができる。
本発明における滑剤を共存させる共存重合を、合成の全部または一部の過程で行うことにより、滑剤を均一に分散させたビニル系共重合体を少なくともその構成要素として得ることができる。
ビニル系重合体の構成単位として用いられるスチレン系単量体の具体例としては、スチレンの他に、オルトメチルスチレン、メタメチルスチレン、アルファメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン等を挙げることができる。
着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、顔料としてカーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アリザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルー、キナクリドン、ナフトールレッド、ベンズイミダゾロンなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。これらは定着画像の光学濃度あるいは色調を維持するのに必要十分な量が用いられ、好ましくは樹脂に対し0.2〜25重量%添加する。更に同様の目的で染料が用いられる。例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料があり、これらは樹脂に対し0.2〜25重量%添加することができる。
二成分現像剤方式を適用する場合、用いる磁性キャリアを構成する磁性体微粒子として、マグネタイト、ガンマ酸化鉄等のスピネルフェライト、鉄以外の金属(Mn、Ni、Zn、Mg、Cu等)を一種または二種以上含有するスピネルフェライト、バリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライト、表面に酸化層を有する鉄や合金の粒子を使用することができる。
磁性体微粒子の形状は、粒状、球状、針状のいずれであってもよい。特に高磁化を要する場合は鉄等の強磁性微粒子を用いることが好ましい。また、化学的な安定性を考慮するとマグネタイト、ガンマ酸化鉄を含むスピネルフェライトやバリウムフェライト等のマグネトプランバイト型フェライトを用いることが好ましい。強磁性微粒子の種類及び含有量を選択することにより所望の磁化を有する樹脂キャリアを使用することもできる。この時のキャリアの磁気特性、つまり、1,000エルステッドにおける磁化の強さは30〜150emu/gが好ましい。
表面のコート材としてはシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フッ素系樹脂等が用いられ、さらに正または負帯電性の微粒子または導電性微粒子を含んでコーティングすることができるが、シリコーン樹脂及びアクリル樹脂が好ましい。
本発明の電子写真用トナーと磁性キャリアとの混合比はトナー濃度として2〜10wt%が好ましい。
ジェットミル方式や粒子間方式は、衝突エネルギーによってトナー母粒子を粉砕するため、粉砕したトナー母粒子の形状は比較的尖っている。一方、機械式粉砕法を用いた場合、トナー母粒子はギャップ間で擦られながら粉砕され、かつこの時に発生する摩擦熱によりトナー母粒子表面は球形化され易い。特に小粒径化及び低温定着化を目標とするトナーにおいては、特開平7−287413号公報で指摘されるような粉砕時にトナーが衝突板に溶けて付着する現象も発生せず、さらに小粒径化及び低分子量の滑剤を含有したときに特有の現象であるトナー流動性の低下を防止することもできる。
また、モノマーを重合して高分子化(定着用樹脂)する際に、着色剤、帯電制御剤、滑剤等を存在させて重合する、所謂、重合法によってもトナー母粒子を得ることができる。さらにはマイクロカプセル化する方法、エステル伸長法、噴射造粒法などによってもトナー母粒子を得ることができ、製造方法により制限されるものではない。
ここで、本発明の電子写真用トナーは高速プロセス線速が高速な画像形成装置(像担持体上のトナーをクリーニングするブラシ状回転体を備えた構成の装置)で繰り返し使用してもクリーニング不良やフィルミングの発生などがない。このため、例えば、像担持体の周速を800mm/s以上、さらには1,700mm/s以上としても問題無く高画質の画像を継続的に出力することができる。
上記の方式に対してトナーの現像をセンターフィード方式を採用して行う場合には前記順方向及び逆方向の現像ロールにおける両方の役割をなす機構を備えているため、前述の両現像法式の欠点をいずれも回避できる。なお、センターフィード方式の現像装置としては、例えば、特公昭62−45552号公報に記載されているものが参考として挙げられる。
本発明の電子写真用トナーを用いる画像形成装置の現像方式をセンターフィード方式とすれば、なお一層、画像品質に優れ、文字部分とベタ部分の両者に対して安定したトナー付着量を確保することができ、印字密度の変化に対して転写不良のない安定した画像形成が行える。
本発明においては、ブラシ状回転体により像担持体上に残存するトナーを清掃する機構としている。使用されるブラシの材料としてはナイロン、レーヨン、ビニロン、アクリルなどの材質及びこれらの材料に導電性繊維を含有するものなどが使われるが、これら材料に限定されるものではない。
前記像担持体の周速(A)と該ブラシ状回転体の周速(B)の相対速度差(|(A)−(B)|)が1,500〜15,000mm/sの範囲とされ、且つ、前記付着されるトナーが前述の本発明の電子写真用トナーであることを特徴とするものである。
前記像担持体の周速(A)と該ブラシ状回転体の周速(B)の相対速度差(|(A)−(B)|)が1,500〜15,000mm/sの範囲とされ、且つ、前記付着されるトナーが前述の本発明の電子写真用トナーであることを特徴とするものである。
図1において、画像形成装置(1)は、像担持体である感光体(3)と、感光体(3)表面を帯電する帯電手段である帯電装置(4)と、感光体(3)表面に露光を行い静電潜像を形成する露光手段である露光装置(30)と、形成された静電潜像にトナーを付着して現像する現像手段である現像装置(8)と、現像されたトナー像を記録媒体[転写材(10)]に転写させる転写手段である転写装置(12)と、転写後に前記感光体(3)に接触して該感光体(3)と順方向もしくは逆方向に回転しつつ感光体(3)上のトナーをクリーニングするブラシ状回転体からなるクリーニング手段であるクリーニング装置(20)を備えている。
画像形成装置(1)における感光体(3)の周速(A)とクリーニング装置(20)のブラシ状回転体の周速(B)の相対速度差(|(A)−(B)|)は1,500〜15,000mm/sの範囲に制御される。なお、ブラシ状回転体の周速(B)は、感光体(3)と順方向回転では+の符号であり、感光体(3)と逆方向回転では−の符号である。また、現像装置(8)に用いられるトナーは前記本発明のトナーである。
上記画像形成装置は一例であり、本発明においては、少なくとも像担持体と、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段を有し、該現像手段が現像色の異なるトナーによって充填された複数の現像ユニットを備え、該複数の現像ユニットに対応した複数の像担持体を具備したタンデム型の現像構成とした画像形成装置であってもよい。
〔トナー作成例1〕
カーボンブラック(キャボット社製 MOGAL L)6重量部とポリエステル樹脂(1)[軟化点T1/2:108.5℃]31重量部、ポリエステル樹脂(2)[軟化点T1/2:153.9℃]60重量部、非モリブデン系の第四級アンモニウム塩(オリエント化学工業製 ボントロンP−51)2重量部、アジン系電荷制御剤(オリエント化学工業社製 ボントロンN−04)3重量部、カルナウバワックス(セラリカNODA社製、商品名:カルナウバワックスNO1)2.5重量部の配合からなる原料をスーパーミキサーで予備混合し、二軸混練機で熱溶融混練し、冷却した後粉砕して、粉砕物を乾式気流分級機で分級して平均粒径が8μmのトナー母材(トナー母粒子)を得た。トナー母粒子100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、商品名:RA200HS)0.4重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌し、トナー母粒子の表面に疎水性シリカを付着させて[トナー1]とした。
[トナー1]の帯電量は、14.2μc/gであった。また、[トナー1]の示差走査熱量計で測定される吸熱ピークは、60〜90℃に観測された。
なお、本発明における樹脂の軟化点T1/2の測定は下記により測定した値である。
フローテスター(島津製作所、CFT−500D)を用い、1gの樹脂を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ10mmのノズルから押出する。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を樹脂の軟化温度とする。
上記トナー作成例1で作成した[トナー1]を用い、表面をシリコーンコートした磁性キャリアに対して4.5重量%の割合で混合、撹拌し、二成分現像剤を作成した。この二成分現像剤を用いて、前記図1のような構成の装置により、下記表1に示す像担持体(感光体)の周速(像担持体速度)、ブラシ状回転体の周速(ファーブラシ速度)にそれぞれ(実施例1〜9、比較例1〜5)設定し、クリーニング性、像担持体のフィルミングについて評価した。評価結果を下記表1に示す。
なお、像担持体(感光体)としてはSe−As感光体を使用し、帯電電位700V、現像バイアス電位350V、で画像形成を行った。クリーニングにはブラシ状回転体(ファーブラシ)を使用し、現像機には現像用磁気ロールが静電荷保持部材の進行方向と順方向に回転する現像用磁気ロールと逆方向に回転する現像用磁気ロールを有するセンターフィード方式の現像装置を用い現像ギャップ(感光体と現像ロールスリーブ間の距離)を0.8mmとし画像を作製した。
また、表1に記載の相対速度差は、像担持体(感光体)の周速を(A)とし、ブラシ状回転体の周速(ファーブラシ速度)を(B)としたとき、それぞれの周速の差の絶対値(|(A)−(B)|)により求められる。ここで、周速(B)は、像担持体(感光体)と順方向回転では+であり、逆方向回転では−の符号である。
表1に示したファーブラシ速度は−(B)の値を示す。例えば、実施例1の700mm/sの値は、−(−700)を表し、ファーブラシが感光体と逆方向回転であることを示す。比較例2の場合には−(B)の値が−2500mm/sであり、−(+2500)であることからファーブラシが感光体と順方向回転であることを示す。
<評価条件>
クリーニング性:印字密度100%の画像を印刷した後に停止し、クリーニング部通過後の感光体表面にメンディングテープを貼り付け、トナー残を確認した。
評価基準;○はクリーニング良好、×はクリーニング不良
フィルミング:印字密度4%の画像を10万頁印刷した後、感光体表面をレーザー顕微鏡で拡大し、フィルミングの有無を確認した。
評価基準;○はフィルミング無し、×はフィルミング有り
カーボンブラック(キャボット社製 MOGAL L)6重量部、ポリエステル樹脂(1)[軟化点T1/2:108.5℃]28重量部、ポリエステル樹脂(2)[軟化点T1/2:153.9℃]60重量部、結晶性ポリエステル[軟化点T1/2:120℃]5重量部、非モリブデン系の第四級アンモニウム塩(オリエント化学工業製 ボントロンP−51)2重量部、アジン系電荷制御剤(オリエント化学工業社製 ボントロンN−04)2重量部、脂肪酸アマイド(花王社製 カオーワックスEB−FF)3重量部、ライスワックス(セラリカNODA社製、商品名:M−90)2.5重量部を用いて実施例1と同様の作成方法で、平均粒径7μmのトナー母材(トナー母粒子)を得た。得られたトナー母粒子100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、商品名:RA200HS)0.4重量部及びステアリン酸カルシウム(日油社製 MC−2)0.05重量部を添加してヘンシェルミキサーで攪拌し、トナー母粒子の表面に疎水性シリカを付着させて[トナー2]とした。
[トナー2]の帯電量を下記表2の実施例10、実施例14、実施例18に示す。なお、[トナー2]の示差走査熱量計で測定される吸熱ピークは、60〜90℃、90〜120℃、120〜140℃に観測された。
C.I.ピグメントレッド48:3(大日精化工業社製、商品名:Red NO.9)を50重量%含有したマスターバッチ2.3重量部、C.I.ピグメントイエロー180(クラリアントジャパン社製、商品名:TONER YELLOW HG)を50重量%含有したマスターバッチ6.8重量部、ポリエステル樹脂(1)[軟化点T1/2:108.5℃]29.2重量部、ポリエステル樹脂(2)[軟化点T1/2:153.9℃]60重量部、結晶性ポリエステル[軟化点T1/2:120℃]5重量部、非モリブデン系の第四級アンモニウム塩(クラリアント社製COPY CHARGE PSY)1重量部、脂肪酸アマイド(花王社製 カオーワックスEB−FF)2重量部、ライスワックス(セラリカNODA社製、商品名:M−90)1.5重量部、ポリプロピレンワックス(三洋化成工業社製 ビスコール550−P)1重量部、カルナウバワックス(セラリカNODA社製、商品名:カルナウバワックスNO1)1重量部を用いて実施例1と同様の作成方法で、平均粒径5.8μmのトナー母材(トナー母粒子)を得た。得られたトナー母粒子100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、商品名:RA200HS)0.6重量部及びステアリン酸亜鉛(日油社製 MZ−2)0.03重量部を添加してヘンシェルミキサーで攪拌し、トナー母粒子の表面に疎水性シリカを付着させて[トナー3]とした。
[トナー3]の帯電量を下記表2の実施例11、実施例15、実施例19に示す。なお、[トナー3]の示差走査熱量計で測定される吸熱ピークは、60〜90℃、90〜120℃、120〜140℃に観測された。
カーボンブラック(キャボット社製 MOGAL L)6重量部、ポリエステル樹脂(1)[軟化点T1/2:108.5℃]28重量部、ポリエステル樹脂(2)[軟化点T1/2:153.9℃]60重量部、結晶性ポリエステル[軟化点T1/2:120℃]5重量部、非モリブデン系の第四級アンモニウム塩(クラリアント社製COPY CHARGE PSY)2重量部、電荷制御剤(保土ヶ谷化学工業社製 T−77)1重量部、脂肪酸アマイド(花王社製 カオーワックスEB−FF)3重量部、カルナウバワックス(セラリカNODA社製、商品名:カルナウバワックスNO1)2.5重量部を用いて実施例1と同様の方法で作成し、平均粒径7μmのトナー母材(トナー母粒子)を得た。得られたトナー母粒子100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、商品名:RA200HS)0.5重量部を添加してヘンシェルミキサーで攪拌し、トナー母粒子の表面に疎水性シリカを付着させて[比較トナー1]とした。
[比較トナー1]の帯電量を下記表2の比較例6、比較例8、比較例10に示す。なお、[比較トナー1]の示差走査熱量計で測定される吸熱ピークは、60〜90℃、90〜120℃、120〜140℃に観測された。
カーボンブラック(キャボット社製 MOGAL L)6重量部、ポリエステル樹脂(1)[軟化点T1/2:108.5℃]28重量部、ポリエステル樹脂(2)[軟化点T1/2:153.9℃]60重量部、非モリブデン系の第四級アンモニウム塩(クラリアント社製COPY CHARGE PSY)0.5重量部、電荷制御剤(保土ヶ谷化学工業社製 T−77)1.5重量部、カルナウバワックス(セラリカNODA社製、商品名:カルナウバワックスNO1)2.5重量部を用いて実施例1と同様の作成方法で、平均粒径7μmのトナー母材(トナー母粒子)を得た。得られたトナー母粒子100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、商品名:R976)0.5重量部及びステアリン酸亜鉛(日油社製 MZ−2)0.05重量部を添加してヘンシェルミキサーで攪拌し、トナー母粒子の表面に疎水性シリカを付着させて[トナー4]とした。
[トナー4]の帯電量を下記表2の実施例12、実施例16、実施例20に示す。なお、[トナー4]の示差走査熱量計で測定される吸熱ピークは、60〜90℃に観測された。
C.I.ピグメントレッド48:3(大日精化工業社製、商品名:Red NO.9)を50重量%含有したマスターバッチ2.3重量部、C.I.ピグメントイエロー180(クラリアントジャパン社製、商品名:TONER YELLOW HG)を50重量%含有したマスターバッチ6.8重量部、ポリエステル樹脂(1)[軟化点T1/2:108.5℃]29.2重量部、ポリエステル樹脂(2)[軟化点T1/2:153.9℃]60重量部、非モリブデン系の第四級アンモニウム塩(オリエント化学工業製 ボントロンP−51)0.2重量部、ホウ素系電荷制御剤(日本カーリット社製 LR−147)1重量部、脂肪酸アマイド(花王社製 カオーワックスEB−FF)2重量部、ライスワックス(セラリカNODA社製、商品名:M−90)1.5重量部、ポリプロピレンワックス(三洋化成工業社製 ビスコール550−P)1重量部、カルナウバワックス(セラリカNODA社製、商品名:カルナウバワックスNO1)1重量部を用いて実施例1と同様の作成方法で、平均粒径6.8μmのトナー母材(トナー母粒子)を得た。得られたトナー母粒子100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、商品名:R976)0.6重量部及びステアリン酸亜鉛(日油社製 MZ−2)0.03重量部を添加してヘンシェルミキサーで攪拌し、トナー母粒子の表面に疎水性シリカを付着させて[トナー5]とした。
[トナー5]の帯電量を下記表2の実施例13、実施例17、実施例21に示す。なお、[トナー5]の示差走査熱量計で測定される吸熱ピークは、60〜90℃、120〜140℃に観測された。
カーボンブラック(キャボット社製 MOGAL L)6重量部とポリエステル樹脂(1)[軟化点T1/2:108.5℃]31重量部、ポリエステル樹脂(2)[軟化点T1/2:153.9℃]60重量部、アジン系電荷制御剤(オリエント化学工業社製 ボントロンN−04)4重量部、カルナウバワックス(セラリカNODA社製、商品名:カルナウバワックスNO1)2.5重量部の配合からなる原料をスーパーミキサーで予備混合し、二軸混練機で熱溶融混練し、冷却した後粉砕し、粉砕物を乾式気流分級機で分級して平均粒径が6.4μmのトナー母材(トナー母粒子)を得た。トナー母粒子100重量部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、商品名:RA200HS)0.6重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで攪拌し、トナー母粒子の表面に疎水性シリカを付着させて[比較トナー2]とした。
[比較トナー2]の帯電量を下記表2の比較例7、比較例9、比較例11に示す。なお、[比較トナー2]の示差走査熱量計で測定される吸熱ピークは、60〜90℃に観測された。
次に、上記トナー作成例2〜5及び比較トナー作成例1〜2で作成した[トナー2]〜[トナー5]、[比較トナー1]〜[比較トナー2]を用い、それぞれ表面をシリコーンコートした磁性キャリアに対して4.5重量%の割合で混合、撹拌し、二成分現像剤を作成した。この二成分現像剤を用いて、前記図1のような構成の装置により、像担持体(感光体)の周速(像担持体速度)とブラシ状回転体の周速(ファーブラシ速度)の相対速度差を下記表2に示すように設定してクリーニング性、像担持体のフィルミング、かぶり、について評価した。
なお、[トナー2]、[トナー3]及び[比較トナー1]、[比較トナー2]を用いた評価においては、感光体としてSe-As感光体を使用し、[トナー4]、[トナー5]を用いた評価においてはOPC感光体を使用し、帯電電位と現像バイアスの差は350Vとして画像形成を行った。実施例1と同様にクリーニングにはブラシ状回転体(ファーブラシ)を使用した。現像機には、現像用磁気ロールが静電荷保持部材の進行方向と順方向に回転する現像用磁気ロールと逆方向に回転する現像用磁気ロールを有するセンターフィード方式の現像装置を用い現像ギャップ(感光体と現像ロールスリーブ間の距離)を0.8mmとし画像を形成した。
下記表2に示した各評価における像担持体(感光体)の周速とファーブラシの周速との相対速度差は実施例1において説明したのと同様である。
<評価条件>
クリーニング性:印字密度100%の画像を印刷した後に停止し、クリーニング部通過後の感光体表面にメンディングテープを貼り付け、トナー残を確認した。
評価基準;○はクリーニング良好、×はクリーニング不良
フィルミング:印字密度4%の画像を10万頁印刷した後、感光体表面をレーザー顕微鏡で拡大し、フィルミングの有無を確認した。
評価基準;○はフィルミング無し、×はフィルミング有り
かぶり:画像のバックグラウンドにトナーが乗ってしまう現象を目視で確認した。
評価基準;○はかぶり無し、×はかぶり有り
一方、帯電量が4μc/gよりも小さい比較例6、8、10ではクリーニング不良やフィルミングは発生しなかったが、画像のバックグラウンドにトナーが乗ってしまうかぶりが発生した。また、帯電量が25μc/gよりも大きい比較例7、9(相対速度差が9700mm/s)ではクリーニング不良が発生し、メンディングテープにトナー残が確認された。また比較例7、9、11では10万頁印刷後にはフィルミングも発生し、比較例11(相対速度差が14000mm/s)ではフィルミングした部分の画像が欠損し白く抜けてしまった。
2 定着装置
13 予備加熱板
14 加熱ローラ
15 加圧ローラ
21 定着ローラ
3 感光体
4 帯電装置
8 現像装置
81 現像ユニット
8a 現像剤担持体
82 トナー供給室
9 用紙ホッパ
10 転写材
11 用紙搬送トラクタ
12 転写装置
16 用紙送出ローラ
17 スイングフィン
19 スタッカテーブル
20 クリーニング装置
24 バッファプレート
30 露光装置
5 回転多面鏡
6 光源
7 fθレンズ
T 転写位置
Claims (12)
- 少なくとも像担持体、像担持体表面を帯電する帯電手段、帯電された像担持体表面に露光を行い静電潜像を形成する露光手段、形成された静電潜像にトナーを付着して現像する現像手段、現像されたトナー像を記録媒体に転写させる転写手段、及び転写後に前記像担持体に接触して該像担持体と順方向もしくは逆方向に回転しつつ像担持体上のトナーをクリーニングするブラシ状回転体からなるクリーニング手段を備え、該像担持体の周速(A)と該ブラシ状回転体の周速(B)の相対速度差(|(A)−(B)|)が1,500〜15,000mm/sの範囲とされた画像形成装置であって、
前記トナーは、少なくとも非モリブデン系第四級アンモニウム塩を含む電荷制御剤及び定着用樹脂を含有すると共に、該トナーの重量平均粒径が2〜10μmの範囲にあり、帯電量の絶対値が4〜25μc/gの範囲にあることを特徴とする画像形成装置。 - 前記電子写真用トナーが、滑剤を含有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記滑剤が、トナー内部及びトナー表層部の双方に含有されることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記トナー内部に含有される滑剤が、脂肪酸アマイド系滑剤と脂肪酸系滑剤を含むことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記トナー内部に含有される滑剤が、脂肪酸アマイド系滑剤を含み、且つ、前記トナー表層部に含有される滑剤が脂肪酸金属塩滑剤を含むことを特徴とする請求項3または4に記載の画像形成装置。
- 前記電子写真用トナーが、示差走査熱量計で測定される吸熱ピークを、60〜90℃、90〜120℃、120〜140℃のそれぞれの温度領域のいずれかに少なくとも一つ有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記電子写真用トナーが、カラートナー及び/又は透明トナーであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記電子写真用トナーが、キャリアと共に二成分系現像剤として用いられるものであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の周速が、800mm/s以上であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の周速が、1,700mm/s以上であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成装置。
- 少なくとも像担持体と、像担持体表面を帯電する帯電手段、帯電された像担持体表面に露光を行い静電潜像を形成する露光手段、形成された静電潜像にトナーを付着して現像する現像手段、現像されたトナー像を記録媒体に転写させる転写手段、及び転写後に前記像担持体に接触して該像担持体と順方向もしくは逆方向に回転しつつ像担持体上のトナーをクリーニングするブラシ状回転体からなるクリーニング手段から選択される少なくとも一つの手段と、が一体化した画像形成装置本体に着脱可能であるプロセスカートリッジであって、
前記像担持体の周速(A)と該ブラシ状回転体の周速(B)の相対速度差(|(A)−(B)|)が1,500〜15,000mm/sの範囲とされ、且つ、前記付着されるトナーが請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる電子写真用トナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 少なくとも像担持体を帯電手段により帯電させる工程と、該像担持体表面に露光手段により静電潜像を形成する工程と、該静電潜像に現像手段によりトナーを付着させてトナー像として現像する工程と、該現像されたトナー像を転写手段により記録媒体に転写する工程と、該転写されたトナー像を定着手段により定着する工程と、前記転写工程後に前記像担持体に接触して該像担持体と順方向もしくは逆方向に回転しつつブラシ状回転体からなるクリーニング手段により像担持体上のトナーをクリーニングする工程を備えた画像形成方法であって、
前記像担持体の周速(A)と該ブラシ状回転体の周速(B)の相対速度差(|(A)−(B)|)が1,500〜15,000mm/sの範囲とされ、且つ、前記付着されるトナーが請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成装置に用いられる電子写真用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
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