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JP2007206171A - フルカラー画像形成装置 - Google Patents

フルカラー画像形成装置 Download PDF

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JP2007206171A
JP2007206171A JP2006022459A JP2006022459A JP2007206171A JP 2007206171 A JP2007206171 A JP 2007206171A JP 2006022459 A JP2006022459 A JP 2006022459A JP 2006022459 A JP2006022459 A JP 2006022459A JP 2007206171 A JP2007206171 A JP 2007206171A
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JP2006022459A
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Kenichi Nakayama
憲一 中山
Koji Inaba
功二 稲葉
Kiyokazu Suzuki
喜予和 鈴木
Shuntaro Watanabe
俊太郎 渡辺
Nobuhisa Abe
展久 阿部
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Canon Inc
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Abstract

【課題】中抜けの発生がなく且つ長期に亘り初期の画像品質を安定して維持できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体上のトナー像を一次転写装置により中間転写体に一次転写させた後、該中間転写体上のトナー像を二次転写装置により記録媒体に二次転写させる画像形成装置において、
該画像形成装置は、ブラックトナーを用いるブラックトナー現像手段とカラートナーを用いる複数のカラートナー現像手段を有するフルカラー画像形成装置であり、
該ブラックトナーの誘電正接(a)が0.002≦a≦0.008、該ブラックトナーの誘電正接(a)と各カラートナーの誘電正接(b)が|(a)−(b)|≦0.006を満たし、
該中間転写体が、基層としてフッ素系の樹脂よりなる層を有し、該中間転写体の体積抵抗率が106〜1011Ωcm、表面粗さRzが0.1〜5.0μmであることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真複写機,レーザプリンター,ファクシミリ,これらの複合OA機器等の電子写真方式を利用した画像形成装置に関する。より具体的には、像担持体に形成されたトナー像を一旦中間転写体に一次転写した後、これを用紙等の記録媒体に転写して再生画像を得るようにした画像形成装置に関する。
電子写真方式を利用した画像形成装置は、無機または有機光導電性材料で構成された感光体からなる像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザ光等で静電潜像を形成した後、帯電したトナーにより静電潜像を現像して可視化されたトナー像とする。そして、このトナー像を直接あるいは中間転写体を介して、用紙等の記録媒体に転写することにより所要の再生画像を得る。
近年、多種多様な記録媒体への高画質な画像を求めるニーズから、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に一次転写し、更に中間転写体上のトナー像を記録媒体に二次転写する方式を採用した画像形成装置が広く用いられている。この方式の画像形成装置は、長期間の使用や悪環境下での使用時に、トナーの帯電特性の劣化に伴い発生する背景部かぶりに対しては、中間転写体を介するプロセスにおける制御いかんで記録媒体へのかぶりトナーの移行を極力抑えることができ、長期に亘って高品質な画像を維持するのに適している。だが一方、転写工程を二度経ることから再生画像の劣化が懸念されるため、転写プロセス条件や中間転写体の物性およびトナーの物性等の制御が種々検討されてきた。前記中間転写体として用いられる材料としては、PC(ポリカーボネート)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、ETFE(エチレンテトラフロロエチレン共重合体)、ポリアルキレンフタレート、ポリイミド、ポリアミド、PC/PAT(ポリアルキレンテレフタレート)のブレンド材料、ETFE/PC,ETFE/PAT,PC/PATのブレンド材料等が挙げられ、これらの樹脂に導電剤を分散してなる半導電性の無端ベルトが提案されている。中でも、ポリイミド樹脂を用いた中間転写体は、機械的強度が強いため、耐久経時による寸法安定性や中間転写体の表面に発生する傷の防止に優れており、高品質の転写画質が安定して得られる(例えば特許文献1参照)。
しかし、ポリイミド樹脂を用いた中間転写体は強度が強い反面、中抜けといわれる転写圧の集中やトナーの凝集特性により引き起こされる、虫食い状の画像欠陥が発生し易い。この中抜け問題を克服する目的で、ドラムと中間転写体に周速差を設ける技術や、中間転写体に弾性層を設ける技術が開示されている(例えば特許文献1〜3参照)。これらの技術により中抜けの発生は回避されるが、レジストレーションの精度安定性や、中間転写体製造の多工程化に伴う品質安定性を考えると、より安定した転写システムが望まれていた。これに対して、PVDFやETFEを用いた中間転写体は、ポリイミドに対して機械的強度が劣るものの、中抜けの発生は起こり難い。しかし、これらの中間転写体は度重なるプリントアウトにより中間転写体表面に微小な傷が発生する等耐久特性が劣るため、初期時の画像品質を維持することが難しかった。
一方、フルカラー画像形成装置に用いられるトナーに関しては、一般的にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナー構成により画像形成が行われるため、中間転写体上で4色のトナー像を重ね合わせた後、記録媒体に一括転写する転写条件は、各色トナーに共通して最適な条件でなければならない。転写条件が適切に制御できない場合、転写効率の低下や、中抜け、飛び散りといった画像欠陥を引き起こし、画質の低下、廃トナーの増加、消費量の悪化に繋がり、省資源化への逆行とコスト増加を及ぼし不利益である。従って、フルカラー画像を構成する各色トナーに求められる物性としては、転写電界に応答する適度な帯電量を持ち、環境、耐久および色差によらず一定であることが望ましい。
フルカラー画像を形成するトナーのうち、ブラックトナーに関しては色剤としてカーボンブラックが広く用いられている。このカーボンブラックは、他色のトナーに用いられる色剤と違って導電性を示すため、トナー粒子中に均一に分散していることが求められる。分散状態が不均一であったり、トナー粒子表面への偏析傾向がある場合は、転写特性が他色のトナーと異なるため、フルカラー画像を一括転写するための最適条件を選択するのが困難になる。すなわち、ブラックトナーの転写特性を他色と同等に制御することで、はじめてフルカラー画像出力における最適な転写条件を選択することができ、高品質画像を長期に亘って保証することができるのである。
ブラックトナー中のカーボンブラックの分散状態を測る指標としては、誘電体中の導電剤の分散状態を測るのと同じで、誘電正接(tanδ)を測定することで評価できることが知られている。トナーの誘電正接(tanδ)や形状等の物性を制御することで転写特性を向上させ、中間転写体を用いた画像形成装置においても良好な画像品質を有するトナーが提案されている(例えば、特許文献4〜6参照)。しかし、これらのトナーを用いても、中間転写体としてポリイミドの単層中間転写ベルトを用いた画像形成装置において転写品質を評価した結果、中抜けを阻止することが困難であった。また、中間転写体として従来公知のPCやPVDF、ETFEからなる中間転写ベルトを用いたフルカラー画像形成装置でこれらのトナーの耐久試験を行った場合は、度重なる通紙に伴う摺擦で、ベルト表面にスジ状の傷が成長していくと、初期の転写特性を維持して安定な画像品質を提供することは困難であった。
特開2002−031961号公報 特許第3019781号公報 特許第3248455号公報 特開2001−66819号公報 特開2002−278131号公報 特開平9−244294号公報
本発明は、前記従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、中間転写体を用いた画像形成装置において、中抜けの発生がなく且つ長期に亘り初期の画像品質を安定して維持できる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記問題点を解消すべく鋭意研究・検討を重ねた結果、特定の抵抗特性及び表面特性を有するポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリデン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体のいずれかよりなる基層を有する中間転写体を用いた場合において、特定の誘電正接を有する複数色のフルカラートナーを用いることにより、前述主目的が達成されることを見出し、本発明を成すに到ったものである。
すなわち本発明の画像形成装置は、少なくとも一つ以上の像担持体を有し、該像担持体の近傍に少なくとも露光手段と現像手段とを有し、該像担持体上に形成されたトナー像を一次転写装置により中間転写体に一次転写させた後、該中間転写体上に転写されたトナー像を二次転写装置により記録媒体に二次転写させる画像形成装置において、
該画像形成装置は、ブラックトナーを用いてブラックトナー画像を形成するためのブラックトナー現像手段、及び、カラートナーを用いてカラートナー画像を形成するための複数のカラートナー現像手段を少なくとも有するフルカラー画像形成装置であり、
複数のカラートナー現像手段が有するカラートナーは、それぞれ異なる色相を有するものであり、
該ブラックトナーは少なくとも結着樹脂、カーボンブラックを含むトナー粒子を有し、該ブラックトナーの誘電正接(a)が、
0.002≦a≦0.008
であり、該ブラックトナーの誘電正接(a)と、各カラートナーの誘電正接(b)が、
|(a)−(b)|≦0.006
の関係をいずれも満たし、
該中間転写体が、基層として、ポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリデン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体のいずれかよりなる層を有するものであり、該中間転写体の体積抵抗率が106〜1011Ωcm、表面粗さRzが0.1〜5.0μmであることを特徴とする。
本発明によれば、中抜け等の画像欠陥が無く、長期に亘ってかぶりや転写不良のない、高品質な画像を安定して維持できるフルカラー画像形成装置を提供することができる。
また、本発明は、苛酷な環境において多数枚のプリントを繰り返しても、かぶりや転写不良のない、高品質な画像を安定して維持できるフルカラー画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。本発明は、中間転写体方式のフルカラー画像形成装置であれば、特に限定されるものではない。例えば、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像担持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等に適用される。
本発明の中間転写体の主成分は、ポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリデン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体のいずれかよりなる基層を有するものである。
本発明者らが、様々な樹脂を主成分とする中間転写体と特性の異なるトナーを用いて耐久試験を行った結果、上記のフッ素系樹脂を用いた場合において、本発明の特徴である誘電正接(tanδ)がある範囲に揃ったフルカラートナーを用いることで、中抜けが回避でき、かつ長期に亘って転写特性を良好に維持できることが分かった。
前記フッ素系の樹脂を主成分とする中間転写体と、誘電正接が特定範囲内のフルカラートナーを用いることで、中抜けが発生せず、かつ長期に亘り転写特性が維持できるメカニズムは必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下の理由によるものと考えている。
中抜けの発生要因は、転写ニップ部における圧の集中により、トナーが圧縮されて凝集し、その凝集トナーとドラムとの付着力が転写バイアスによる中間転写体への吸引力より強いことによるものである。ヤング率が高く機械的強度が強いポリイミドを用いた中間転写体は、圧が集中し易い傾向があり、特に中間転写体がベルト構造の場合、ベルトを張架するテンションにより経時で曲げ癖が付き易く、より中抜けを助長するものと推測される。一方、ポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリデン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体を主成分とする中間転写体は、寸法安定性を保ちつつも、その材質のしなやかさ故にニップ部における圧の集中が避け易く、フルカラートナーのtanδを一定範囲内に制御することで、転写バイアスが最も効果的に作用する条件が整い、長期に亘って中抜け画像の防止と転写特性の維持を効果的に発現するシステムができたからと推定している。
フッ化ビニリデン共重合体とは、フッ化ビニリデンユニットと、それ以外のユニットからなる重合物を指し、例えば、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−アクリル共重合体などが挙げられる。これらのフッ化ビニリデン系樹脂は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができ、もちろん、ポリフッ化ビニリデンとフッ化ビニリデン共重合体を組み合わせて使用することもできる。なお、本発明においては、機械的強度との兼ね合いより、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体や、ポリフッ化ビニリデンが最も好適に本発明の効果を発揮することができ好ましい。
本発明の中間転写体の体積抵抗率は、106〜1011Ωcm、表面粗さRzが0.1〜5.0μm、の範囲内であることが必須要件である。
体積抵抗率が106Ωcmに満たない場合は、潜像担持体上のトナー像を中間転写体上に一次転写する際に、潜像担持体と中間転写体とのニップ到達直前に、転写装置より中間転写体を通して潜像担持体に転写電流が流れることがあり、転写不良が発生して良好な画質が保てない。一方体積抵抗率が1011Ωcmを超える場合は、一次転写の転写電流を高めに設定する必要があり、ニップ通過直後に剥離放電を引き起こす可能性が高くなる。従って、飛びチリ等の画像欠陥が発生し、画像品質を維持することが難しくなる。尚、転写バイアスや転写電流値は、環境条件および耐久による中間転写体の劣化に対応して、適宜最適条件が選択されるが、本発明が目指す安定画質を保証する上では107〜1010Ωcmの範囲内に制御することで、本発明の特定tanδを有するフルカラートナー像をより好適な条件で転写することができ好ましい。
本発明の中間転写体の表面粗さRzが0.1μmに満たない場合は、中間転写体から記録材へのトナーの二次転写効率が低下しやすく好ましく無い。Rzが5.0μmを超える場合は、耐久後半の中間転写体表面の劣化状態が厳しく、ハーフトーン画像の均一性が損なわれる等の問題が現れ、画像品質の維持が難しい。本発明における表面粗さのより好ましい範囲は、0.2〜3.0μmである。
尚、中間転写体の体積抵抗率の調整は、導電剤の種類と添加量を調節することで達成される。この体積抵抗率調整用導電剤は特に制限は無いが、例えばカーボンブラックやグラファイト等の導電性炭素系物質、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(ATO)、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物、上記導電性酸化物に硫酸バリウム、ケイ酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の絶縁性微粒子を被覆したもの等が挙げられるが、上記の導電剤に限定されるものではなく、2種以上を混合して用いてもよい。
本発明において、体積抵抗および表面抵抗の測定は、以下のようにして行うものとする。
<測定器>
抵抗計:超高抵抗計R8340A(アドバンテスト社製)
試料箱:超高抵抗計測定用試料箱TR42(アドバンテスト社製)
(主電極板は直径22mm、ガードリング電極板は内径41mm、外径49mm)
<サンプル>
中間転写体(肉厚50〜300μm程度)を直径56mmの円形に切断する。切断後、片面はその全面をPt−Pd蒸着膜により電極を設け、もう一方の面はPt−Pd蒸着膜により直径25mmの主電極と、内径38mm、外径50mmのガードリング電極を設ける。主電極とガードリング電極は同心円上にある。Pt−Pd蒸着膜は、マイルドスパッタE1030(日立製作所製)で蒸着操作を2分間行うことにより得られる。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
<測定条件>
測定雰囲気:23±2℃/50±5%RH(測定サンプルは、あらかじめ測定雰囲気に12時間以上放置しておく。)
測定モード:プログラムモード5(チャージおよびメジャー30秒、ディスチャージ10秒)
印加電圧:1〜1000(V)
印加電圧は、本発明の電子写真装置で使用される中間転写体に印加される電圧範囲の一部である1〜1000Vの間で任意に選択できる。また、サンプルの抵抗、厚み、絶縁破壊強さに応じて、上記印加電圧の範囲において、測定時の印加電圧を適時変えることができる。また、前記印加電圧のいずれか一点の電圧で測定された複数箇所の体積抵抗および表面抵抗が、本発明の抵抗範囲に含まれれば、本発明の目的とする抵抗範囲であると判断される。
中間転写体の表面粗さRzを上記範囲内に調整するには、例えば、中間転写体を型内で加熱成形する方法を用い、このときの型の表面粗さをサンドブラストやエッチング等の方法で予め適当な粗さに加工しておき、これに表層材料を投入成形する方法、あるいは成形後の中間転写体表面を研磨等の後加工により平滑化する方法が挙げられる。
本発明において、中間転写体の表面粗さRzの値は、JISB0601に準拠して測定されたものであり、測定条件は以下のとおりである。
カットオフ値:0.25mm
測定長さ :1.25mm
測定速度 :0.1mm/s
本発明の中間転写体は、基層表面に膜厚が0.1〜4.0μmのアクリル樹脂をコートしたものであっても良い。アクリル樹脂をコートすることで、プロセススピードの速いマシーンにおいても画像品質に影響を及ぼすような表面傷の抑止につながり、長期に亘って高品質画像を維持することができる。
アクリル樹脂層の膜厚は、4μm以下であることが好ましく、2μm以下であることがより好ましい。表層の膜厚が4μmを超えると曲げ応力によりクラック等の弊害が発生する恐れがあり好ましく無い。一方、膜厚が0.1μmより薄いと、耐久による表層削れにより基層が露出する恐れがあり、表面性の不均一化に伴う転写不良が懸念され好ましく無い。尚、表層のアクリル樹脂層の形成方法は、既存のラミネート法やスプレー塗装、ディッピング塗装などによってコーティングすることが可能である。
上記アクリル系樹脂としては、通常のアクリル酸及びメタクリル酸樹脂を用いることができ、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、アクリルシリコーン系樹脂、アクリルフッ素系樹脂等があげられる。
尚、表層にアクリル樹脂を有する場合の体積抵抗率の調整は、前述単層の中間転写体の場合と同様に、アクリル樹脂へ添加する導電剤の種類と量を調節することで達成される。
本発明の中間転写体の総膜厚は50〜200μmが好ましく、70〜170μmがより好ましい。50μm未満であると、中間転写体の機械的強度(引っ張り強度)が不足して、使用中に破断しやすい。200μmより厚いと、中間転写体の剛性が大きくなりすぎて、特に中間転写体がベルト形状の場合には円滑に駆動することが難しくなる。
本発明で用いられるフルカラートナーは、少なくともイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーで構成され、該ブラックトナーは少なくとも結着樹脂、カーボンブラックを含むトナー粒子を有し、該ブラックトナーの誘電正接(a)が、
0.002≦a≦0.008
であり、該ブラックトナーの誘電正接(a)と、各カラートナーの誘電正接(b)が、
|(a)−(b)|≦0.006
の関係をいずれも満たすことが必須要件である。
本発明者らの検討によると、本発明の中間転写体を用いた場合、特定周波数1×105Hzにおけるトナーの誘電正接(tanδ)の値と、転写特性との間には、相関があることを見出した。トナーをペレット化して、あらゆる周波数域で誘電正接(tanδ)を測定した結果、1×105Hz付近の周波数域において、トナー中のカーボンブラックに代表される導電成分の分散状態を感度良く尚且つ再現性良く示す領域があり、転写プロセスにおける転写電界に対する転写応答性と、この周波数域における誘電正接(tanδ)の値との相関性が確認できた。1×105Hzの値で安定した値が得られる理由は明らかではないが、1×104Hz以下の領域における誘電正接(tanδ)の値は、トナー中の導電剤分散性の差を感度良く示すことが出来ず、1×103以下の領域においては誘電正接(tanδ)の序列も異なり、転写性と誘電正接値との相関性は得られなかった。一方、1×106より高周波数での測定は、転写性と誘電正接との相関は得られるものの、値の振れが大きく閾値を規定するのが難しく、本発明においては1×105Hzの値を規定するものである。
誘電正接(a)の値が0.002より小さいと、低湿環境下においてトナーはチャージアップ傾向を示し、前記中間転写体を用いた転写ニップ内でトナー同士が凝集圧力を受けながら転写電界により転写された後、静電反発によりトナーが飛び散る傾向があり画像品質が損なわれる。現像安定性を考えると、誘電正接(a)のより好ましい範囲は0.003以上である。
一方、誘電正接(a)の値が0.008を超えると、トナー中にカーボンブラックの凝集塊があるか、或いはトナー表面にカーボンブラックが偏析しているかのいずれかの要因に起因する導電サイトを有することを示しており、即ちトナー粒子中のカーボンブラックの不均一分散を意味している。このような分散状態のトナーは、転写電流がトナーを通じて感光体まで突き抜け易く、突き抜けた部位の電界強度が不足し、転写不良による様々な欠陥画像を発生する。ブラックトナーの転写性を補う意味合いで、中間転写体の抵抗を高目に設定し、より高い転写電圧を印加するプロセスも可能であるが、二次転写工程の他色のフルカラートナーとの適正転写電圧ピークがずれるため、どちらかの転写効率を犠牲にせざるを得ず、フルカラーの画像品質を落とす結果となり好ましく無い。
特に本発明においては、耐久が進み中間転写体表面に微細な磨耗傷が付いた状態においても、転写品質を維持する事が主目的の一つであるため、耐久を通じて全てのフルカラートナーに共通した適切な転写電流値が選択できる範囲として、ブラックトナーの誘電正接(a)を0.008以下に制御することが必須である。より好ましい範囲は0.006以下である。
また、その他のフルカラートナーの誘電正接(b)と、ブラックトナーの誘電正接(a)の差である|(a)−(b)|も、0.006以下に制御することで、本発明の転写プロセスにおいては苛酷環境下でも、耐久寿命を通して安定した転写品質を保証できる。
|(a)−(b)|の値が0.006より大きい場合、耐久によりトナー及び中間転写体が劣化した際に、二次転写におけるブラックトナーとその他の色のトナーとの最適な転写電流値が異なる為、フルカラー画像における転写効率が損なわれ、画像品質の低下を及ぼす。
長期に亘って高品質を維持するより好ましい|(a)−(b)|の範囲は、0.004以下である。
なお、本発明の誘電正接の差|(a)−(b)|は、異なる色相を有する各々のフルカラートナーの誘電正接の中で、誘電正接の差が最大になるものの値を示す。
誘電正接(a)及び誘電正接(b)を本発明の最適な範囲に制御するには、トナー粒子を製造する工程において、カーボンブラックやその他の導電添加剤を如何に均一且つ微分散状態でトナー化するかによるところが大きい。特に、トナー添加成分の中でもカーボンブラックの導電性が高く、また添加量も多いため、その分散工程が重要である。
カーボンブラックをより均一にトナー粒子中に分散させるためには、帯電特性等に弊害を及ぼさない範囲で分散助剤を添加する方法や、カーボンブラック自身を変性させ、より結着樹脂との親和性を高める方法が挙げられる。
また、トナー粒子の製造プロセスにおいて、カーボンブラックやその他の導電成分をマスターバッチ化してより分散能力の高い装置を用いることや、分散状態を固定化する製造プロセスを踏むことにより達成できる。
トナーの誘電正接(tanδ)の測定は、4284AプレシジョンLCRメーター(ヒューレット・パッカード社製)を用いて、1KHz及び1MHzの周波数で校正後、周波数1×105Hzの誘電率及び誘電損失の測定値から損失正接(tanδ)を算出する。
測定試料は、トナー0.5〜0.7gを秤量し、34300kPa(350kgf/cm2)の荷重を2分間かけて、直径25mm、厚さ1mm以下(好ましくは、0.5〜0.9mm)の円盤状に成型したものを用いた。この測定試料を直径25mmの誘電率測定治具(電極)を装着したARES(レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製)に装着し、3.43N(350g)の荷重をかけた状態で、1Vの電圧を印加し、100〜106Hzの周波数範囲で3回スキャン測定を実行し、周波数1×105Hzにおける平均値を本発明の誘電正接(tanδ)と定義する。
本発明に用いられるトナーの平均円形度は0.965〜0.995、円形度標準偏差は0.010〜0.040であることが好ましい。より好ましいトナーの平均円形度は0.970〜0.995、円形度標準偏差は0.010〜0.035である。
平均円形度が0.965未満の場合には、トナー形状がかなり不定形になるために、トナーの転写効率が悪化傾向を示し、耐久を通して転写品質を維持することが難しい。
平均円形度が0.995を超える場合には、潜像担持体上のクリーニング性が不十分となるため、画像品質を損なう恐れがあり好ましくない。
円形度標準偏差が0.040を超える場合には、トナーの形状分布が拡がるために、帯電特性の分布も広がる傾向を示し、苛酷環境下や、耐久を通しての転写品質を維持することが難しい。
円形度標準偏差が0.010未満の場合には、耐久に伴ってトナーの現像特性及び転写特性が異なる度合が大きくなることがあり、初期時の画像品質の再現性が難しくなる。
本発明における平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明では東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置「FPIA−1000」を用いて測定を行い、3μm以上の円相当径の粒子群について測定された各粒子の円径度(ai)を下式(1)によりそれぞれもとめ、さらに下式(2)で示すように測定された全粒子の円形度の総和を、全粒子数(m)で除した値を平均円形度(a)と定義する。
Figure 2007206171
なお、本発明で用いている測定装置である「FPIA−1000」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度の算出に当たって、粒子を得られた円形度によって、円形度0.40〜1.00を61分割したクラスに分け、分割点の中心値と頻度を用いて平均円形度の算出を行う算出法を用いている。しかしながら、この算出式で算出される平均円形度の各値との誤差は、非常に少なく、実質的に無視出来る程度のものであり、本発明においては、算出時間の短縮化や算出演算式の簡略化の如きデータの取り扱い上の理由で、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用し、一部変更したこのような算出式を用いても良い。
測定手段としては以下の通りである。界面活性剤を約0.1mg溶解している水10mlに現像剤5mgを分散させて分散液を調製し、超音波(20KHz、50W)を分散液に5分間照射し、分散液濃度を5000〜2万個/μlとして前記装置により測定を行い、3μm以上の円相当径の粒子群の平均円形度を求める。
本発明における平均円形度とは、現像剤の凹凸の度合いの指標であり、現像剤が完全な球形の場合1.000を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
なお、本測定において3μm以上の円相当径の粒子群についてのみ円形度を測定する理由は、3μm未満の円相当径の粒子群にはトナー粒子とは独立して存在する外部添加剤の粒子群も多数含まれるため、その影響によりトナー粒子群についての円形度が正確に見積もれないからである。
本発明に用いられるフルカラートナーの凝集度Gは、いずれも35≦G≦80の範囲内であり、振とう後凝集度SGは、いずれも40≦SG≦85の範囲内であることが好ましい。より好ましい凝集度Gは40≦G≦75の範囲内であり、振とう後凝集度SGは45≦SG≦80の範囲内である。
凝集度及び振とう後凝集度を上記値に制御することで、本発明の高転写性を維持する目的と、高品質画像を維持する目的が、好適に発揮される。ここでいう凝集度Gは、現像剤粒子同士のばらけやすさを示すパラメーターであり、振とう後凝集度SGは、連続プリントを行っている時の流動性および現像剤粒子同士のばらけやすさを示す指標である。
本発明者らの検討によると、非磁性一成分現像剤における凝集度G及び振とう後凝集度SG等の凝集特性は、静電気的な現像剤粒子同士の凝集と密接に相関があり、一般的に言う粉体の流動性のみならず、現像剤の帯電能力をも加味して知ることができる。本発明の目的である、高精細画像を長期に亘って維持する為には、トナーの凝集度G及び振とう後凝集度SGを上記範囲に制御することで、苛酷環境や、耐久後半においても感光体上の潜像ドットを忠実に再現する能力と、転写電界に対する良好な転写能力を有することから良好な現像特性と、転写特性を保証できる。尚、上記粉体特性が有効な理由は、本発明のフルカラートナーの誘電正接(tanδ)の制御と、中間転写体の材料特性とのプロセスマッチングによるところが大きく、誘電正接及び中間転写体の材質によっては、中抜け等の転写品質には不利な凝集特性である。
凝集度Gが35に満たない場合、現像剤担持体付近の現像剤の凝集性が不十分で、現像剤担持体上の現像剤に良好な帯電量を付与できず、耐久を通してのドット再現性や転写性を維持することが難しくなる。
一方、Gが80を超える場合、トナー同士の凝集性が高いために、転写プロセスにおける中抜け等の画像欠陥を引き起こすリスクが高まり好ましく無い。
振とう後凝集度SGが40を満たない場合、現像剤担持体付近での凝集性が不十分であり、所望の帯電量を得られず、高湿環境下や、耐久後半の中間転写体が磨耗した際に転写効率が悪化し、画像品質を維持できない。
一方、SGが85を超える場合、低湿環境下において現像剤担持体上に現像剤を均一にコートできず、特にベタ画像で濃度むらを発生する。また、転写プロセスにおける中抜けや飛び散りに対しても不利であり、画質低下につながり好ましくない。
凝集度Gの測定は、ホソカワミクロン(株)製パウダーテスタを用いて、ふるい目が75μmの200メッシュのふるいを上に、ふるい目が38μmの390メッシュのふるいを中に、ふるい目が25μmの635メッシュのふるいを下にセットして、5gの現像剤を、23℃、50%の環境下で一晩エージングしたものを、15秒間,振幅0.6mmの振動を台に与えて測定し、下記式を用いて算出した。
ふるい目75μmのふるいに残ったトナーの質量%×1 ・・・・(a)
ふるい目38μmのふるいに残ったトナーの質量%×0.6 ・・・・(b)
ふるい目25μmのふるいに残ったトナーの質量%×0.2 ・・・・(c)
G=(a)+(b)+(c)(%)
振とう後凝集度SGは、凝集度Gと同様の条件でエージングした現像剤を、50ccのプラスチック製ポリ瓶に入れ、Model−YS−8D(株式会社ヤヨイ製)振とう機を用いて150rpm,2分間の強さで振とうした現像剤を素早くメッシュ上に流し込み、凝集度Gと同様の条件で測定した。
本発明において、現像剤の凝集度Gおよび振とう後凝集度SGを所望の範囲に制御する方法は特に限定されないが、現像剤粒子そのものの付着性からのアプローチと、静電気的な凝集性からのアプローチの2点と、そのバランスを十分考慮することで本発明の現像剤を設計することが可能である。
具体的には、バインダー樹脂の付着性および帯電量の制御、顔料や荷電制御剤による静電凝集力の制御、現像剤の球形度や粒度分布等の形状による制御、離型剤成分や低分子量成分の添加による制御、および外添剤による流動性と帯電特性の制御等が挙げられる。
本発明のトナーは、長期にわたり安定した画像特性を得るためには荷電制御剤を用いる事が好ましい。
本発明の更に好ましい形態は、長期にわたって安定した帯電能力を発揮できるように制御するために、荷電制御剤と荷電制御樹脂を含有することが望ましい。
荷電制御剤は帯電の立ち上がり性に優れた特性を有しており、他方、荷電制御樹脂は一定の帯電量を保持できかつ耐久性および環境安定性に優れた特性を有しているので、これらを併用することで、帯電量を所望の範囲内に制御し易くなる。
また、現像剤の帯電量の制御と、静電凝集力の制御は密接に関係しているため、凝集度Gおよび振とう後凝集度SGを制御する上でも重要なファクターである。
現像剤を負帯電に制御する荷電制御剤としては、例えば、有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物がある。他には、芳香族オキシカルボン酸、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、ビスフェノール等のフェノール誘導体類等がある。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン等が挙げられる。これらを単独で又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
現像剤を正帯電性に制御する荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等によるニグロシン変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩など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(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等)、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などのジオルガノスズボレート類等が挙げられる。これらを単独で又は二種類以上を組み合わせて用いることができる。
なお荷電制御剤の使用量は、用いる荷電制御剤の種類によって異なるが、結着樹脂100質量部当たり0.01〜20質量部であることが好ましく、0.1〜10質量部であることがより好ましい。荷電制御剤は、トナー粒子に配合(内添)しても良いし、又はトナー粒子と混合(外添)しても良い。
現像剤を負帯電性に制御する荷電制御樹脂としては、側鎖にスルホン酸基を有する高分子型化合物等が挙げられ、特にスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド系モノマーを共重合比で2質量%以上、好ましくは4質量%以上含有し、且つガラス転移温度(Tg)が45〜90℃のスチレン及び/又はスチレン(メタ)アクリル酸エステル共重合体からなる高分子型化合物を用いた場合、帯電特性および凝集特性を好適に制御し易く特に好ましい。
上記のスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミド系モノマーとしては、下記一般式(1)で表せるものが好ましく、具体的には、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸や2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
Figure 2007206171
[上記一般式(1)中、R1は水素原子、又はメチル基を示し、R2とR3は、それぞれ水素原子、C1〜C10のアルキル基、アルケニル基、アリール基、又はアルコキシ基を示し、nは1〜10の整数を示す。]
現像剤を正帯電性に制御する荷電制御樹脂としては、四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物等が挙げられる。
これらの荷電制御樹脂は、トナー粒子中に結着樹脂100質量部に対して0.05〜20質量部、より好ましくは0.1〜10質量部含有させることにより、所望の帯電量および凝集性が得られる。
本発明の現像剤は、トナー粒子を構成する結着樹脂100質量部に対して1〜30質量部の離型剤を含有することで、定着性も良好に達成することができる。より好ましくは2〜20質量部含有することが好ましい。尚、本発明のトナーにおいては、凝集度G及び振とう後凝集度SGを制御する上でも、離型剤の種類、添加量、及び結着樹脂中における分散状態を制御することが重要である。
離型剤が1質量部より少ないと、十分な定着性を得られない。また、凝集度および振とう後凝集度の値が小さくなる傾向があり、所望の流動特性に制御することが難しくなる。
離型剤量が30質量部を超えると、離型剤のトナー粒子表面への存在量が増え、凝集度および振とう後凝集度の値が大きくなる傾向があり、トナーの凝集性過多による、ベタやライン画像における転写中抜け等の問題を生じ好ましくない。
なお、離型剤の示差熱分析における吸熱ピークは40℃〜120℃であるものが、定着性と凝集性を制御する上で好ましく、更に好ましい範囲は45℃〜110℃である。
また、本発明の現像剤は、定着性と凝集性および帯電性をバランス良く制御する上で、異なる融点を有する2種類以上の離型剤を含有することもできる。
本発明に係わる現像剤に使用可能な離型剤としては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラクタム等の石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックス等天然ワックス及びその誘導体などである。これらの誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス等が挙げられる。
ワックス成分の最大吸熱ピーク温度の測定は、「ASTM D 3418−8」に準じて行う。測定には、例えばパーキンエルマー社製DSC−7を用いる。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。測定サンプルにはアルミニウム製のパンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行う。
次に、トナーの粒径について説明する。
本発明のトナーは、更に高画質化のため、より微小な潜像ドットを忠実に現像するためには、本発明のトナーの重量平均径は3μm〜10μmであることが好ましい。このトナーの重量平均径は、4μm〜8μmであることが更に好ましい。重量平均径が3μm未満のトナーにおいては、粉体としての流動性及び撹拌性が低下し、個々のトナー粒子を均一に帯電させることが困難となることからカブリや転写性が悪化傾向となり、画像の不均一ムラの原因となりやすいため、本発明で使用するトナーには好ましくない。また、トナーの重量平均径が10μmを超える場合には、文字やライン画像に飛び散りが生じやすく、高解像度が得られにくい。さらに装置が高解像度になっていくと8μm以上のトナーはドットの再現が悪化する傾向にある。
本発明のトナーの重量平均粒径及び数平均粒径はコールターカウンターTA−II型あるいはコールターマルチサイザー(コールター社製)等種々の方法で測定可能である。具体的には、下記のように測定できる。コールターマルチサイザー(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機製)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC製)を接続し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調整する。たとえば、ISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定手順は以下の通りである。前記電解水溶液を100〜150ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い前記コールターマルチサイザーによりアパーチャーを用いて、2μm以上のトナー粒子の体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。それから、本発明に係わる所の体積分布から求めた体積基準の重量平均粒径(D4)及び個数分布から求めた個数基準の平均粒径、すなわち個数平均粒径(D1)を求める。
本発明のトナー粒子は重合法によって得られる粒子であるのが、均一な球形化及び多機能化を達成する上で好ましい。本発明に係わるトナーは、粉砕法によって製造することも可能であるが、この粉砕法で得られるトナー粒子は一般に不定形のものであり、本発明の好ましい要件である平均円形度が0.965以上という物性を得るためには機械的・熱的あるいは何らかの特殊な処理を行うことが必要となる。
トナーの重合法としては、直接重合法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化会合重合法、シード重合法等が挙げられるが、これらの中では、粒径と粒子形状のバランスのとりやすさという点で、特に懸濁重合法により製造することが好ましい。この懸濁重合法においては重合性単量体および着色剤(更に必要に応じて重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤)を均一に溶解または分散せしめて単量体組成物とした後、この単量体組成物を分散安定剤を含有する連続層(例えば水相)中に適当な撹拌器を用いて分散し同時に重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナーを得るものである。この懸濁重合法で得られるトナー(以後、重合トナー)は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っているため、平均円形度が0.965以上という物性要件を満たすトナーが得られやすく、さらにこういったトナーは帯電量の分布も比較的均一となるため、高い現像性と転写性を有している。
本発明のトナーには、良好なフルカラー画像を達成する為に着色剤を含有する。本発明に好ましく使用される有機顔料または染料として以下のものが挙げられる。
シアン系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体,アントラキノン化合物,塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1,C.I.ピグメントブルー7,C.I.ピグメントブルー15,C.I.ピグメントブルー15:1,C.I.ピグメントブルー15:2,C.I.ピグメントブルー15:3,C.I.ピグメントブルー15:4,C.I.ピグメントブルー60,C.I.ピグメントブルー62,C.I.ピグメントブルー66等が挙げられる。
マゼンタ系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、縮合アゾ化合物,ジケトピロロピロール化合物,アントラキノン,キナクリドン化合物,塩基染料レーキ化合物,ナフトール化合物,ベンズイミダゾロン化合物,チオインジゴ化合物,ペリレン化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2,C.I.ピグメントレッド3,C.I.ピグメントレッド5,C.I.ピグメントレッド6,C.I.ピグメントレッド7,C.I.ピグメントバイオレット19,C.I.ピグメントレッド23,C.I.ピグメントレッド48:2,C.I.ピグメントレッド48:3,C.I.ピグメントレッド48:4,C.I.ピグメントレッド57:1,C.I.ピグメントレッド81:1,C.I.ピグメントレッド122,C.I.ピグメントレッド144,C.I.ピグメントレッド146,C.I.ピグメントレッド150,C.I.ピグメントレッド166,C.I.ピグメントレッド169,C.I.ピグメントレッド177,C.I.ピグメントレッド184,C.I.ピグメントレッド185,C.I.ピグメントレッド202,C.I.ピグメントレッド206,C.I.ピグメントレッド220,C.I.ピグメントレッド221,C.I.ピグメントレッド254等が挙げられる。
イエロー系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、縮合アゾ化合物,イソインドリノン化合物,アントラキノン化合物,アゾ金属錯体,メチン化合物,アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12,C.I.ピグメントイエロー13,C.I.ピグメントイエロー14,C.I.ピグメントイエロー15,C.I.ピグメントイエロー17,C.I.ピグメントイエロー62,C.I.ピグメントイエロー74,C.I.ピグメントイエロー83,C.I.ピグメントイエロー93,C.I.ピグメントイエロー94,C.I.ピグメントイエロー95,C.I.ピグメントイエロー97,C.I.ピグメントイエロー109,C.I.ピグメントイエロー110,C.I.ピグメントイエロー111,C.I.ピグメントイエロー120,C.I.ピグメントイエロー127,C.I.ピグメントイエロー128,C.I.ピグメントイエロー129,C.I.ピグメントイエロー147,C.I.ピグメントイエロー151,C.I.ピグメントイエロー154,C.I.ピグメントイエロー168,C.I.ピグメントイエロー174,C.I.ピグメントイエロー175,C.I.ピグメントイエロー176,C.I.ピグメントイエロー180,C.I.ピグメントイエロー181,C.I.ピグメントイエロー191,C.I.ピグメントイエロー194等が挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合しさらには固溶体の状態で用いることができる。本発明のトナーに用いられる着色剤は、色相角,彩度,明度,耐光性,OHP透明性,トナーへの分散性の点から選択される。
該着色剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対し1〜20質量部添加して用いられる。
本発明のブラックトナーにおける黒色着色剤は、カーボンブラックを必須成分として含有する。カーボンブラックとの併用として用いられる着色剤としては、磁性体、上記イエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたもの等が利用できる。
本発明においては重合法を用いてトナー粒子を得る場合には、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注意を払う必要があり、好ましくは、表面改質、例えば、重合阻害のない物質による疎水化処理を施しておいたほうが良い。特に、染料系やカーボンブラックは、重合阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。染料系を表面処理する好ましい方法としては、あらかじめこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめる方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添加する。
また、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサン等で処理を行っても良い。
本発明において、ブラックトナーを重合トナーとして合成する場合、カーボンブラックの分散性を高め、誘電正接値を抑制するために、重合性単量体と着色剤とをメディア混合もしくは圧力衝突させた、マスターバッチを調製する工程を有することが良い。
また、本発明におけるブラックトナーの誘電正接値を所望の値に制御する目的で、マスターバッチの調製時に分散剤を添加することも好ましい。分散剤としては、ポリエステル系分散剤、ポリウレタン系分散剤、ポリアクリレート系分散剤等があげられ、単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これらの中でも、トナーにした時に帯電阻害の影響を及ぼし難い、カルボキシル基やカルボニル基を有する分散剤が特に好ましく用いることができる。
マスターバッチのカーボンブラックの分散性を確認する方法として、展色グロスが挙げられるが、この展色グロスは50以上120以下が好ましく、70以上100以下がより好ましい。
50より小さいと、カーボンブラックの分散性が十分でなく、高湿下での転写性が悪化しやすい。逆に、120より大きいと、マスターバッチ中でのカーボンブラックの分散は十分であるが、重合してトナー化する際にトナー表面に偏析する恐れがあり、結果として誘電正接(tanδ)が高くなり、かぶりや転写性能に劣る。
本発明のブラックトナーの着色剤としてカーボンブラックを用いる場合、そのカーボンブラックは平均一次粒子径が13〜55nmであることが好ましく、より好ましくは25〜50nmであり、さらにより好ましくは31〜45nmである。平均一次粒子径が13nmより小さいと、均一な分散が困難であり、且つカーボンブラックのトナー表面への遊離が発生しやすくなる。逆にカーボンブラックの平均一次粒子径が55nmより大きい場合には、良好に分散しても着色力が不足し、着色力を上げるために多量に使用すると、トナーの帯電量が低下してしまう。
本発明のカーボンブラックは、好ましくはpHが7以上であり、より好ましくは7.5〜10である。pHが7より小さいとカーボンブラックがトナー表面に存在しやすくなるため、誘電正接(tanδ)が高くなり、かぶり及び転写性が劣る。逆に、pHが10より大きいと、トナーの中心部でカーボンブラックが凝集し易く、トナーに電荷リーク点を有することに起因する転写突き抜け等、画質劣化を促し好ましく無い。
本発明のカーボンブラックは、DBP吸油量が20〜100ml/100gであることが好ましく、より好ましくは30〜60ml/100gである。吸油量が100ml/100gを超えると、カーボンブラックがトナー表面に存在しやすくなり、特に、高湿下において転写突き抜けが発生し易くなり、画像品質が損なわれる。一方、吸油量が20ml/100g未満の場合には、トナー粒子中のカーボンブラックの分散性が充分ではなく、帯電量の低下および転写電流のリークにより転写性能が劣る。
尚、カーボンブラックの平均一次粒子径の測定は、透過型電子顕微鏡で、トナーの断面を40,000倍の倍率で拡大写真をとり、一次粒子100個を無作為に選択し、平均一次粒子径を算出する。
カーボンブラックのpHの測定は、DIN ISO 787/9に準じて測定する。
カーボンブラックのDBP吸油量の測定は、DIN 53601に準じて測定する。
次に本発明のトナーの懸濁重合法による製造方法を説明する。
本発明のトナーを懸濁重合法で製造する場合、使用される重合性単量体系を構成する重合性単量体としては以下のものが挙げられる。
重合性単量体としては、スチレン・o−メチルスチレン・m−メチルスチレン・p−メチルスチレン・p−メトキシスチレン・p−エチルスチレン等のスチレン系単量体、アクリル酸メチル・アクリル酸エチル・アクリル酸n−ブチル・アクリル酸イソブチル・アクリル酸n−プロピル・アクリル酸n−オクチル・アクリル酸ドデシル・アクリル酸2−エチルヘキシル・アクリル酸ステアリル・アクリル酸2−クロルエチル・アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類、メタクリル酸メチル・メタクリル酸エチル・メタクリル酸n−プロピル・メタクリル酸n−ブチル・メタクリル酸イソブチル・メタクリル酸n−オクチル・メタクリル酸ドデシル・メタクリル酸2−エチルヘキシル・メタクリル酸ステアリル・メタクリル酸フェニル・メタクリル酸ジメチルアミノエチル・メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類その他のアクリロニトリル・メタクリロニトリル・アクリルアミド等の単量体が挙げられる。
これらの単量体は単独、または混合して使用し得る。上述の単量体の中でも、スチレンまたはスチレン誘導体を単独で、あるいはほかの単量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。
本発明に係わる重合トナーの製造においては、単量体系に樹脂を添加して重合しても良い。
例えば、単量体では水溶性のため水性懸濁液中では溶解して乳化重合を起こすため使用できないアミノ基、カルボン酸基、水酸基、グリシジル基、ニトリル基等、親水性官能基含有の単量体成分をトナー中に導入したい時には、これらとスチレンあるいはエチレン等ビニル化合物とのランダム共重合体、ブロック共重合体あるいはグラフト共重合体等、共重合体の形にして、あるいはポリエステル、ポリアミド等の重縮合体、ポリエーテル、ポリイミン等重付加重合体の形で使用が可能となる。こうした極性官能基を含む高分子重合体をトナー中に共存させると、前述のワックス成分を相分離させ、より内包化が強力となり、耐オフセット性、耐ブロッキング性、低温定着性の良好なトナーを得ることができる。
また、材料の分散性や定着性、あるいは画像特性の改良等を目的として上記以外の樹脂を単量体系中に添加しても良く、用いられる樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、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−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが単独或いは混合して使用できる。
これら樹脂の添加量としては、単量体100質量部に対し1〜20質量部が好ましい。1質量部未満では添加効果が小さく、一方20質量部を超えると重合トナーの物性及び製造安定性のバランスが崩れ好ましくない。
さらに、単量体を重合して得られるトナーの分子量範囲とは異なる分子量の重合体を単量体中に溶解して重合すれば、分子量分布の広い、耐オフセット性の高いトナーを得ることができる。
本発明に係わる重合トナーの製造において使用される重合開始剤としては、重合反応時に半減期0.5〜30時間であるものを、重合性単量体100質量部に対し0.5〜20質量部の添加量で重合反応を行うと、分子量1万〜10万の間に極大を有する重合体を得、トナーに望ましい強度と適当な溶融特性を与えることができる。重合開始剤例としては、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
本発明に係わる重合トナーを製造する際は、架橋剤を添加しても良く、好ましい添加量としては、0.001〜15質量%である。
本発明に関わる重合トナーを製造する際は、分子量調整剤を使用することができる。分子量調整剤としては、例えば、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタンなどのメルカプタン類;四塩化炭素、四臭化炭素などのハロゲン化炭化水素類;α−メチルスチレンダイマーなどを挙げることができる。これらの分子量調整剤は、重合開始前あるいは重合途中に添加することができる。分子量調整剤は、重合性単量体100質量部に対して、通常、0.01〜10質量部、好ましくは0.1〜5質量部の割合で用いられる。
本発明に関わる重合トナーの製造方法では、一般に上述のトナー組成物、すなわち重合性単量体中に、スルホン酸基を有する重合体、離型剤、可塑剤、荷電制御剤、架橋剤、場合によって着色剤等トナーとして必要な成分及びその他の添加剤、例えば重合反応で生成する重合体の粘度を低下させるために入れる有機溶媒、高分子重合体、分散剤等を適宜加えて、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機等の分散機によって均一に溶解または分散せしめた単量体系を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸濁する。この時、高速撹拌機もしくは超音波分散機のような高速分散機を使用して一気に所望のトナー粒子のサイズとするほうが、得られるトナー粒子の粒径がシャープになる。重合開始剤添加の時期としては、重合性単量体中に他の添加剤を添加する時同時に加えても良いし、水系媒体中に懸濁する直前に混合しても良い。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体あるいは溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもできる。
造粒後は、通常の撹拌機を用いて、粒子状態が維持され且つ粒子の浮遊・沈降が防止される程度の撹拌を行えば良い。
本発明に係わる重合トナーを製造する場合には、分散安定剤として公知の界面活性剤や有機あるいは無機分散剤が使用でき、中でも無機分散剤が有害な超微粉を生じ難く、その立体障害性により分散安定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩れ難く、洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いので、好ましく使用できる。こうした無機分散剤の例としては、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム、燐酸アルミニウム、燐酸亜鉛等の燐酸多価金属塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、メタ硅酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、ベントナイト、アルミナ等の無機酸化物が挙げられる。
これらの無機分散剤は、重合性単量体100質量部に対して0.2〜20質量部を単独で使用しても良く、粒度分布を調整する目的で0.001〜0.1質量部の界面活性剤を併用しても良い。界面活性剤としては、例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等が挙げられる。
これら無機分散剤を用いる場合には、そのまま使用しても良いが、より細かい粒子を得るため、水系媒体中にて該無機分散剤粒子を生成させることができる。例えば、燐酸カルシウムの場合、高速撹拌下、燐酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液とを混合して、水不溶性の燐酸カルシウムを生成させることができ、より均一で細かな分散が可能となる。この時、同時に水溶性の塩化ナトリウム塩が副生するが、水系媒体中に水溶性塩が存在すると、重合性単量体の水への溶解が抑制されて、乳化重合による超微粒トナーが発生し難くなるので、より好都合である。重合反応終期に残存重合性単量体を除去する時には障害となることから、水系媒体を交換するか、イオン交換樹脂で脱塩したほうが良い。無機分散剤は、重合終了後酸あるいはアルカリで溶解して、ほぼ完全に取り除くことができる。
前記重合工程においては、重合温度は40℃以上、一般には50〜90℃の温度に設定して重合を行う。この温度範囲で重合を行うと、内部に封じられるべき離型剤やワックスの類が、相分離により析出して内包化がより完全となる。残存する重合性単量体を消費するために、重合反応終期ならば、反応温度を90〜150℃にまで上げることは可能である。重合トナー粒子は重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、無機微粉体を混合し表面に付着させることで、トナーを得ることができる。また、製造工程に分級工程を入れ、粗粉や微粉をカットすることも、望ましい形態の一つである。
本発明のトナーを粉砕法により製造する場合は、公知の方法が用いられるが、例えば、結着樹脂、スルホン酸基を有する重合体、離型剤、荷電制御剤、場合によって着色剤等トナーとして必要な成分及びその他の添加剤等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合器により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類をお互いに相溶せしめた中に磁性粉体等の他のトナー材料を分散又は溶解せしめ、冷却固化、粉砕後、分級、必要に応じて表面処理を行ってトナー粒子を得、必要に応じて微粉体等を添加混合することによって本発明のトナーを得ることができる。分級及び表面処理の順序はどちらが先でもよい。分級工程においては生産効率上、多分割分級機を用いることが好ましい。粉砕工程は、機械衝撃式、ジェット式等の公知の粉砕装置を用いた方法により行うことができる。本発明に係わる特定の円形度を有するトナーを得るためには、さらに熱をかけて粉砕したり、あるいは補助的に機械的衝撃を加える処理をすることが好ましい。また、微粉砕(必要に応じて分級)されたトナー粒子を熱水中に分散させる湯浴法や熱気流中を通過させる方法などを用いても良い。
機械的衝撃力を加える手段としては、例えば川崎重工社製のクリプトロンシステムやターボ工業社製のターボミル等の機械衝撃式粉砕機を用いる方法、また、ホソカワミクロン社製のメカノフュージョンシステムや奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム等の装置のように、高速回転する羽根によりトナーをケーシングの内側に遠心力により押しつけ、圧縮力・摩擦力等の力によりトナーに機械的衝撃力を加える方法が挙げられる。
機械的衝撃法を用いる場合においては、処理温度をトナーのガラス転移点Tg付近の温度(Tg±10℃)を加える熱機械的衝撃が、凝集防止や生産性の観点から好ましい。さらに好ましくは、トナーのガラス転移点Tg±5℃の範囲の温度で行うことが、転写効率を向上させるのに特に有効である。
さらにまた、本発明のトナーは、特公昭56−13945号公報等に記載のディスク又は多流体ノズルを用い溶融混合物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法や、単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナーを生成する分散重合方法又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナーを生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法等を用いトナーを製造する方法でも製造が可能である。
本発明のトナーを粉砕法により製造する場合の結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−プロピレン共重合体、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−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、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−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、パラフィンワックス、カルナバワックスなどが単独或いは混合して使用できる。特に、スチレン系共重合体及びポリエステル樹脂が現像特性や定着性等の点で好ましい。
本発明の現像剤は、凝集度および帯電量を高度に制御する目的と、トナー粒子の表面をプロテクトして耐久による現像剤の劣化を抑制する目的から、無機微粉体を必要構成成分とする。
本発明で求められる現像剤の流動特性および帯電特性を得るためには、トナー粒子である程度制御する必要があるが、トナー粒子表面を覆う無機微粉体の種類や添加量及び処方によっても高度に制御できる。
本発明のトナーに添加する無機微粉体としては、シリカ,アルミナ,チタニア、ハイドロタルサイト等の複合酸化物などが使用できる。
無機微粉体の平均一次粒子径は、4〜700nmの任意のものを複数種添加することが機能性付与の観点から一般的であり、トナー粒子全体に対し総量で0.1〜4質量%添加されていることが凝集度及び帯電特性を均一に制御できる好ましい使用形態である。
より好ましくは4〜40nm、更に好ましくは6〜35nmのメインのシリカ粒子を0.2〜3質量%添加し、更に流動性および帯電性をより精密に制御する目的で任意の粒子径を有する他の微粉体を添加することが好ましい。
シリカの例として挙げられるのは、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者が使用可能であるが、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNa2O,SO3 2-等の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミニウム,塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能でありそれらも包含する。
特に本発明で重要なパラメーターである凝集度および振とう後凝集度を調整する目的で、平均一次粒子径が30nmを超える(好ましくは比表面積が50m2/g未満)、より好ましくは一次粒径50nm以上(好ましくは比表面積が30m2/g未満)の無機又は有機の球状に近い微粒子をさらに添加することも好ましい形態のひとつである。例えばハイドロタルサイト、酸化チタン、アルミナ、球状シリカ粒子、球状ポリメチルシルセスキオキサン粒子、球状樹脂粒子等が好ましく用いられる。
また無機微粉体は、疎水化などの処理によって現像剤の帯電量の調整、環境安定性の向上等の機能を付与することも好ましい。
無機微粉体の疎水化処理剤としては、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機硅素化合物、有機チタン化合物の如き処理剤を単独で或いは併用して処理しても良い。
なお無機微粉体の平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡により拡大撮影したトナーの写真で、更に走査型電子顕微鏡に付属させたXMA等の元素分析手段によって無機微粉体の含有する元素でマッピングされたトナーの写真を対照しつつ、トナー粒子表面に付着或いは遊離して存在している無機微粉体の一次粒子を100個以上測定し、個数平均径を求めることで測定できる。
また、無機微粉末の含有量は、蛍光X線分析を用い、標準試料から作成した検量線を用いて定量できる。
本発明に用いられる現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばポリフッ化エチレン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;あるいは酸化セリウム粉末、炭化硅素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤;ケーキング防止剤;また、逆極性の有機微粒子及び無機微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。これらの添加剤も表面を疎水化処理して用いることも可能である。
次に、本発明のフルカラー画像形成装置について説明する。
まず、図1に示したフルカラー画像形成装置を用いて、画像形成動作の詳細について説明する。
このフルカラー画像形成装置は、主に像担持体としての感光ドラム123と、感光ドラム123を一様に帯電する帯電手段としての帯電ローラ124と、画像情報の露光を行うレーザースキャナ125と、複数の現像器126a、126b、126c、126dを支持する回転式現像装置126を備えている。
図1において、感光ドラム123は、図1中矢印R103方向に回転されており、その周面が帯電ローラ124によって一様に帯電される。
その後、レーザースキャナ125により、感光ドラム123上に順次静電潜像が形成される。これらの潜像は、現像器126a〜126d内に充填される各色の現像剤、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)にそれぞれ対応した静電潜像である。
まず1色目、例えばイエロー現像剤に対応する静電潜像を感光ドラム123上に形成されると、回転式現像装置126に収容されたイエロー現像器126aが感光ドラム123に対向されて現像が行われる。前述の通り、感光ドラム123上に形成されたイエローの現像剤像は、一次転写部127において中間転写体128上に一次転写される。
また、感光ドラム123上の残留トナーは、弾性ブレード等を利用したクリーニング装置129で清掃される。その後、2色目、例えばマゼンタ現像剤に対応する静電潜像が感光ドラム123上に形成され、マゼンタ現像剤が収容されたマゼンタ現像器126bにより、マゼンタの現像剤像が形成される。前述のマゼンタ現像剤像は、一次転写部127において、既に1色目のイエローの現像剤像が転写されている中間転写体128上に重ねて転写される。
これらの動作を、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)に対応する4回行った後、中間転写体128上に4層に重ねられた現像剤像は、2次転写部130において記録紙Pに一括転写された後、定着装置131によって融解固着される。
また、前述二次転写部130における一括転写の後、中間転写体128上に残留する現像剤は、所定のタイミングで中間転写体128に当接・離間する様に構成された中間転写体用クリーニング装置132により、次画像の形成が行なわれるまでに除去される。
この様に、中間転写体128を備えるフルカラー画像形成装置では、中間転写体128に転写材である記録紙Pを巻き付ける必要がないため、記録紙Pとして封筒や厚紙を用いることが出来る。また、記録紙Pの厚みによるカラーレジストレーションの変化が無く、幅広い記録紙Pで高品位な出力画像が得られるというメリットがある。
本発明の別のフルカラー画像形成装置としては、図2に示すようなタンデム方式のフルカラー画像形成装置が挙げられる。
図2において、各潜像担持体(感光体ドラム)及び各現像器はタンデム式に、即ち中間転写体のプロセス進行方向(回転方向)に沿って並んで設置されている。本実施形態の画像形成装置は、感光体ドラム1a、1b、1c、1dの周りにそれぞれトナー担持体(現像ローラ)9a〜9d及びトナー供給部材8a〜8dとを有する現像器、帯電ローラ3a〜3d、潜像形成手段2a〜2d、転写ローラ24a〜24d、及びクリーニング手段4a〜4dが配されている。感光体ドラム、現像器、帯電ローラ、潜像形成手段及びクリーニング手段が、一体的に形成され、プロセスカートリッジを構成していても良い。
一次転写は24a、24b、24c、24dの各転写ローラにバイアスが印加されることで行われる。このバイアスによって、各現像器の第1〜第4色のトナー像は、感光体ドラム1a、1b、1c、1dから中間転写体35へ順次重畳転写されることになる。
中間転写体35上に転写された合成カラートナー像の転写材34への転写は次のように行われる。即ち、二次転写ローラ29が中間転写体35に当接され、中間転写体35と二次転写ローラ29との当接ニップに所定のタイミングで転写材34が給送され、二次転写バイアスがバイアス電源から二次転写ローラ29に印加される。この二次転写バイアスにより中間転写体35から転写材34へ合成カラートナー像が二次転写される。尚、符号26は二次転写対向ローラであり、符号27及び28は中間転写体35を掛け渡すローラである。
転写材34上に転写された合成カラートナー像は、転写材が加熱ローラ30と加圧ローラ31の間を通過することにより定着されて永久画像となる。なお、加熱加圧定着手段としては、ここに示したハロゲンヒーター等の発熱体を内蔵した加熱ローラ30と抑圧力をもって圧接された弾性体の加圧ローラ31を基本構成とする熱ローラ方式以外に、フィルムやゴムベルトを介してヒーターにより加熱定着する方式も用いられる。
尚、前記一次転写ローラとしては、特に限定されるものではないが、芯金上に導電性微粉末を分散したシリコーンゴム、ウレタンゴム、EPDM、NBR、ヒドリン系等のゴム層を被覆形成したものが用いられる。また、ローラ表面に体積抵抗率を適宜調整したフッ素系の樹脂等をコーティングした、多層構造を有するものでも良い。ローラ硬度はアスカーCで25°〜45°であり、その抵抗値は24mm/秒の周速で回転駆動される直径30mmのアルミニウムシリンダに、一次転写ローラを両端荷重500gで当接させると共にアルミニウムシリンダと1次転写ローラの間に50Vを印加した条件で測定して、1×105〜1×108Ωのものが好適に用いることができる。なお、一次転写ローラは両端に設けられたバネにより、2〜20Nの力で中間転写体の裏面に当接され、高圧電源より+100〜+1500Vの一次転写電圧が印加される。
二次転写ローラも一次転写ローラと同様に、芯金上に導電性微粉末を分散したシリコーンゴム、ウレタンゴム、EPDM、NBR、ヒドリン系等のゴム層を長手方向に被覆形成したものが用いられる。また、ローラ表面に体積抵抗率を適宜調整したフッ素系の樹脂等をコーティングした、多層構造を有するものでも良い。ローラ硬度はアスカーCで25°〜45°、抵抗値は1×105〜1×108Ωのものが好適に用いることができる。なお、二次転写ローラも両端に設けられたバネにより、二次転写工程時には2〜30Nの力で中間転写ベルの表面に当接され、高圧電源より+500〜+4500Vの二次転写電圧が印加される。
本発明の画像形成装置に用いられる、現像装置に関して説明する。
本発明の画像形成方法においては、トナー担持体は円筒形状を有しており、その表面が感光体表面に接触して設けられているいわゆる非磁性一成分接触現像方式が最も好ましい。接触現像方式は、トナーが潜像担持体に直接供給されるため、画像への飛散等の弊害が生じ難く、また、ラインや文字などが再現良く印字できるため、本発明の目的である長期に亘って画像品質を維持する上で好ましいが、本発明の画像形成装置は非磁性一成分接触現像方式に限定さてるものでは無い。
接触一成分現像方法としては、非磁性トナーを用いて、例えば図3に示すような現像装置90を用い現像することが可能である。
現像装置90は、非磁性トナーである一成分現像剤98(以下、単に「現像剤」と表記することがある)を収容する現像容器91、現像容器91に収納されている一成分現像剤98を担持し、現像領域に搬送するための現像剤担持体92、現像剤担持体上に現像剤を供給するための供給ローラー95、現像剤担持体上の現像剤層の厚みを規制するための現像剤層厚規制部材としての弾性ブレード96、現像容器91内の現像剤98を撹拌するための撹拌部材97を有している。
現像剤担持体92としては、ローラー基体93上に、発泡シリコーンゴム等の弾性を有するゴム又は樹脂等の弾性部材によって形成された弾性層94を有する弾性ローラーを用いることが好ましい。
この弾性ローラー(92)は、潜像保持体である感光体としての感光体ドラム99の表面に圧接して、弾性ローラー表面に塗布されている一成分系現像剤98により感光体に形成されている静電潜像を現像すると共に、転写後に感光体上に存在する不要な一成分現像剤98を回収する。
本発明において、現像剤担持体92は実質的に感光体ドラム99の表面と接触している。これは、現像剤担持体から一成分系現像剤を除いたときに現像剤担持体が感光体と接触しているということを意味する。このとき、現像剤を介して、感光体と現像剤担持体との間に働く電界によってエッジ効果のない画像が得られると同時にクリーニングが行われる。現像剤担持体としての弾性ローラー表面或いは、表面近傍が電位を持ち感光体表面と弾性ローラー表面との間で電界を有する必要性がある。このため、弾性ローラーの弾性ゴムが中抵抗領域に抵抗制御されて感光体表面との導通を防ぎつつ電界を保つか、又は導電性ローラーの表面層に薄層の誘電層を設ける方法も利用できる。さらには、導電性ローラー上に感光体表面と接触する側の面を絶縁性物質により被覆した導電性樹脂スリーブ或いは、絶縁性スリーブで感光体と接触しない側の面に導電層を設けた構成も可能である。
この一成分系現像剤を担持する弾性ローラーは、感光体ドラムと同方向に回転しても良いし、逆方向に回転しても良い。その回転が同方向である場合、感光体ドラムの周速に対して、周速比で100%より大きいことが好ましい。100%以下であるとラインの鮮明性が悪いなどの画像品質に問題を生じやすい。周速比が高まれば高まるほど、現像部位に供給される現像剤の量は多く、静電潜像に対し現像剤の脱着頻度が多くなり、不要な部分の現像剤は掻き落とされ、必要な部分には現像剤が付与されるという繰り返しにより、静電潜像に忠実な画像が得られる。さらに好ましくは周速比として100%以上が良い。
現像剤層厚規制部材96は、現像剤担持体92の表面に弾性力で圧接するものであれば、弾性ブレードに限られることなく、弾性ローラーを用いることも可能である。
弾性ブレード、弾性ローラーとしては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、NBR等のゴム弾性体;ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂弾性体;ステンレス、鋼等の金属弾性体が使用できる。さらに、それらの複合体であっても使用できる。
弾性ブレードの場合には、弾性ブレード上辺部側である基部は現像剤容器側に固定保持され、下辺部側をブレードの弾性に抗して現像スリーブの順方向或いは逆方向にたわみ状態にしてブレード内面側(逆方向の場合には外面側)をスリーブ表面に適度に弾性押圧をもって当接させる。
供給ローラー95はポリウレタンフォーム等の発泡材より成っており、現像剤担持体に対して、順又は逆方向に0でない相対速度をもって回転し、一成分系現像剤の供給とともに、現像剤担持体上の現像後の現像剤(未現像現像剤)の剥ぎ取りも行っている。
現像領域において、現像剤担持体上の一成分系現像剤によって感光体の静電潜像を現像する際には、現像剤担持体と感光体ドラムとの間に直接及び/又は交流の現像バイアスを印加して現像することが好ましい。
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
(中間転写体の製造例1)
ポリフッ化ビニリデン樹脂(呉羽化学社製KFポリマー#850) 100質量部
導電性カーボンブラック(旭電化社製デンカブラック) 13質量部
上記配合物を2軸の押し出し機で210℃で溶融混練して各材料を混合し、直径2mm程度のストランドで押し出してカットし、ペレットとした。得られた成形用材料を、単層用環状ダイを備えた押出し成形装置を用いて、210℃に加熱溶融して筒状に押し出した。
押し出された筒状フィルムの内部には気体導入路より空気を吹き込み、直径が285mmになるまで拡大膨張した後、引き取り装置で一定の速度で連続的に引き取った。尚、空気の導入は直径が所望の値になった時点で停止している。厚さが安定した後、長さ310mmで切断して筒状フィルムを成形した。この筒状フィルムを熱膨張率の異なる金属から構成される一組の円筒型を用いてサイズと表面平滑性の調整と折り目の除去を行った。熱膨張率の高い内型に筒状フィルムを被せて、その内型を内面を平滑に加工した外型に挿入し、170℃で20分間加熱する。冷却後シリンダーから外して端部をカットし、直径285mmの樹脂製ベルトを作製した。
上記方法により得られた樹脂製ベルトを基層とし、この樹脂製ベルトの表面のみに、
アクリル樹脂(JSR製) 100質量部
アンチモン酸亜鉛(日産化学社製) 50質量部
メチルイソブチルケトン 100質量部
よりなる混合物をスリットコートした後、紫外線を塗膜全面に照射して膜厚1μmの表層を形成した。さらに、表層の粗さを調整するためラッピングペーパーにより表層を粗し、表面粗さRzが1.0μm、厚さ101μm、体積抵抗値1.2×108Ωcmの2層構成の中間転写体を得た。
(中間転写体の製造例2)
中間転写体の製造例1において、基層及びアクリルコート層に添加する導電剤量と、表層の粗さを調整して、体積抵抗率とRzを変えた以外は同様にして、表面粗さRzが0.3μm、厚さ101μm、体積抵抗値2.0×107Ωcmの2層構成の中間転写体を得た。
(中間転写体の製造例3)
中間転写体の製造例1において、基層及びアクリルコート層に添加する導電剤量と、表層の粗さを調整して、体積抵抗率とRzを変えた以外は同様にして、表面粗さRzが2.8μm、厚さ101μm、体積抵抗値8.9×109Ωcmの2層構成の中間転写体を得た。
(中間転写体の製造例4)
中間転写体の製造例1において、基層をエチレンテトラフルオロエチレン共重合体(旭硝子社製アフロンCOP:C55AP)に変え、添加する導電剤量と、表層の厚みを4.5μmに変えた以外は同様にして、表面粗さRzが1.0μm、厚さ104.5μm、体積抵抗値2.0×106Ωcmの2層構成の中間転写体を得た。
(中間転写体の製造例5)
中間転写体の製造例1において、表層を設けず、ポリフッカビリデンの単層ベルトとした以外は同様にして、表面粗さRzが1.0μm、厚さ100μm、体積抵抗値1.2×108Ωcmの単一層の中間転写体を得た。
(中間転写体の製造例6)
中間転写体の製造例4において、表層を設けず、エチレンテトラフルオロエチレンの単層ベルトとし、厚みを変えた以外は同様にして、表面粗さRzが1.0μm、厚さ80μm、体積抵抗値9.0×1010Ωcmの単一層の中間転写体を得た。
(中間転写体の製造例7)
中間転写体の製造例5において、基層に添加する導電剤量と表層の粗さを調整して、体積抵抗率とRzを変えた以外は同様にして、表面粗さRzが5.0μm、厚さ100μm、体積抵抗値9.0×105Ωcmの単一層の中間転写体を得た。
(中間転写体の製造例8)
中間転写体の製造例5において、基層に添加する導電剤量と表層の粗さを調整して、体積抵抗率とRzを変えた以外は同様にして、表面粗さRzが0.05μm、厚さ100μm、体積抵抗値1.2×1011Ωcmの単一層の中間転写体を得た。
(中間転写体の製造例9)
樹脂成分100質量部に対して20質量部の導電性カーボンブラック(旭電化社製デンカブラック)をポリイミドワニス(ユーピレックスSを樹脂成分としてN−メチルピロリドンを溶媒とする耐熱皮膜用ポリイミドワニス;Uワニス−S:宇部興産(株)製)に添加して、ミキサーで充分に混合した。得られた製膜原液を直径285mm,高さ500mmのステンレススチール製円筒金型に注入し、120℃の熱風で120分間乾燥させながら遠心形成した。次いで、半硬化状態で脱型した円筒状フィルムを鉄芯に被せ、30分かけて120℃から350℃に昇温して溶媒を蒸発させた後、更に450℃で20分間加熱して、ポリアミド酸を脱水縮合させる本硬化を行った。得られた100μm厚のカーボンブラック分散ポリイミドフィルムを320mm幅に切削して、表面粗さRzが1.0μm、厚さ100μm、体積抵抗値1.2×108Ωcmの単一層の中間転写体を得た。
表1に、上記で説明した中間転写体の製造例1〜9の物性値を示す。
Figure 2007206171
次に、本発明のトナーに好ましく含有することができる、帯電制御効果を狙った極性樹脂の製法例を示す。
(帯電制御樹脂Aの製造例)
還流管,撹拌機,温度計,窒素導入管,滴下装置及び減圧装置を備えた加圧可能な反応容器に、溶媒としてメタノール250質量部、2−ブタノン150質量部及び2−プロパノール100質量部、モノマーとしてスチレン83質量部、アクリル酸2−エチルヘキシル10質量部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸7質量部を添加して撹拌しながら還流温度まで加熱した。重合開始剤であるt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート1質量部を2−ブタノン20質量部で希釈した溶液を30分かけて滴下して5時間撹拌を継続し、更にt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート1質量部を2−ブタノン20質量部で希釈した溶液を30分かけて滴下して、更に5時間撹拌して重合を終了した。さらに、温度を維持したまま脱イオン水を500質量部添加し、有機層と水層の界面が乱れないように毎分80〜100回転で2時間撹拌した後に、30分静置し分層した後に、水層を廃棄し有機層に無水硫酸ナトリウムを添加し、脱水した。
次に、重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合体を150メッシュのスクリーンを装着したカッターミルを用いて100μm以下に粗粉砕した。得られた含硫黄重合体は重量平均分子量がMw=28000、Tgが約76℃であった。得られた含硫黄重合体を荷電制御樹脂Aとする。
〔ブラックトナーの製造例1〕
スチレン単量体50質量部に対して、カーボンブラック(1)[DBP吸油量42ml/100g,平均粒子径31mμ]を6.5質量部、ボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製)を0.8質量部、荷電制御樹脂Aを1質量部、ソルスパース24000(ICIジャパン社製)0.1質量部を組み合わせたものを用意した。
上記の重合性単量体混合物を、直径180mmのDSインペラ撹拌翼を備えた容器に投入し、900rpmで60分間予備分散を行い十分浸漬させた。
次に上記の予備分散工程を経た重合性単量体混合物を、分散容器内部にジルコニア製ローターと中空構造が形成されたステーターを具備し、直径1mmのジルコニアビーズが0.8リットル充填されたミル容積1リットルの図4に示されるようなメディヤ型分散機に投入し、ローター回転数2500rpm(周速7.9m/s),ミル内温度30〜38℃,300分間循環方式で分散し、マスターバッチ分散液を調製した。
一方、イオン交換水360質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液440質量部を投入し、57℃に加温した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、12,000rpmにて撹拌した。これに1.0M−CaCl2水溶液36質量部を添加し、リン酸カルシウム塩を含む水系媒体を得た。更に希塩酸を加え、水系媒体のpHが5.3になるように調整した。
また、上記マスターバッチ分散液に、
スチレン 32質量部
n−ブチルアクリレート 18質量部
ポリエステル樹脂 10質量部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、Tg=65℃、Mw=10000、Mn=6000、酸価=10、水酸基価=20)
エステルワックス(吸熱ピーク=70℃) 10質量部
炭化水素ワックス(吸熱ピーク=80℃) 5質量部
ジビニルベンゼン 0.02質量部
上記処方を投入して57℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、6000rpmにて均一に溶解・分散した。これに、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)4.0質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、内温57℃,N2雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて12,000rpmで撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。
その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、8時間経過時にNaOHを添加してpHを10に調整した後に、昇温速度40℃/hで80℃まで昇温して5時間反応させた。更に90℃まで昇温して3時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で残存モノマーを留去し、冷却後、塩酸を加えてpHを1.2に調整し、3時間撹拌することで燐酸カルシウム塩を溶解した。
この後、ろ過、イオン交換水による水洗、乾燥をして、重量平均粒子径が6.6μmのブラックトナー粒子(1)を得た。
このブラックトナー粒子(1)100質量部に対し、ヘキサメチルジシラザンで処理した後にシリコーンオイルで処理した平均一次粒子径が8nmの疎水性シリカ微粉体1.5質量部と、平均一次粒径が400nmのハイドロタルサイト0.2質量部を混合して、ヘンシェルミキサーで周速35m/sの条件で5分間乾式混合して、本発明のブラックトナー(1)とした。
尚、ブラックトナー(1)の誘電正接(a)は0.0049、平均円形度は0.992、円形度標準偏差は0.015、凝集度Gは48、振とう後凝集度SGは62であった。表2にブラックトナー(1)の物性値を示す。
〔イエロートナーの製造例1〕
ブラックトナーの製造例1において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントイエロー93を添加し、マスターバッチの分散時にソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、イエロートナー(1)を得た。イエロートナー(1)の重量平均粒子径は6.6μm、誘電正接(b)は0.0043、平均円形度は0.993、円形度標準偏差は0.013、凝集度Gは51、振とう後凝集度SGは63であった。表3にイエロートナー(1)の物性値を示す。
〔マゼンタトナーの製造例1〕
ブラックトナーの製造例1において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントレッド122を添加し、マスターバッチの分散時にソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、マゼンタトナー(1)を得た。マゼンタトナー(1)の重量平均粒子径は6.6μm、誘電正接(b)は0.0041、平均円形度は0.991、円形度標準偏差は0.014、凝集度Gは48、振とう後凝集度SGは60であった。表4にマゼンタトナー(1)の物性値を示す。
〔シアントナーの製造例1〕
ブラックトナーの製造例1において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントブルー15:3を添加し、マスターバッチの分散時にソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、シアントナー(1)を得た。シアントナー(1)の重量平均粒子径は6.6μm、誘電正接(b)は0.0042、平均円形度は0.992、円形度標準偏差は0.014、凝集度Gは49、振とう後凝集度SGは63であった。表5にシアントナー(1)の物性値を示す。
〔ブラックトナーの製造例2〕
ブラックトナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、外添時に添加するハイドロタルサイトの変わりに平均一次粒子径が0.3μmのアルミナAA03(住友化学工業(株)製)を0.1質量部添加し、更に平均一次粒子径が30nmの酸化チタンを0.05質量部添加した以外は同様にして、ブラックトナー(2)を得た。ブラックトナー(2)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(a)は0.0055、平均円形度は0.985、円形度標準偏差は0.03、凝集度Gは36、振とう後凝集度SGは42であった。表2にブラックトナー(2)の物性値を示す。
〔イエロートナーの製造例2〕
イエロートナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、外添時に添加するハイドロタルサイトの変わりに平均一次粒子径が0.3μmのアルミナAA03(住友化学工業(株)製)を0.1質量部添加し、更に平均一次粒子径が30nmの酸化チタンを0.05質量部添加した以外は同様にして、イエロートナー(2)を得た。イエロートナー(2)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(b)は0.0045、平均円形度は0.986、円形度標準偏差は0.027、凝集度Gは38、振とう後凝集度SGは43であった。表3にイエロートナー(2)の物性値を示す。
〔マゼンタトナーの製造例2〕
マゼンタトナーの製造例1において、ナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、外添時に添加するハイドロタルサイトの変わりに平均一次粒子径が0.3μmのアルミナAA03(住友化学工業(株)製)を0.1質量部添加し、更に平均一次粒子径が30nmの酸化チタンを0.05質量部添加した以外は同様にして、マゼンタトナー(2)を得た。マゼンタトナー(2)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(b)は0.0043、平均円形度は0.978、円形度標準偏差は0.033、凝集度Gは36、振とう後凝集度SGは41であった。表4にマゼンタトナー(2)の物性値を示す。
〔シアントナーの製造例2〕
シアントナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、外添時に添加するハイドロタルサイトの変わりに平均一次粒子径が0.3μmのアルミナAA03(住友化学工業(株)製)を0.1質量部添加し、更に平均一次粒子径が30nmの酸化チタンを0.05質量部添加した以外は同様にして、シアントナー(2)を得た。シアントナー(2)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(b)は0.0044、平均円形度は0.984、円形度標準偏差は0.029、凝集度Gは36、振とう後凝集度SGは42であった。表5にシアントナー(2)の物性値を示す。
〔ブラックトナーの製造例3〕
ブラックトナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、外添時に添加するハイドロタルサイトを0.3質量部に増量し、更にボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製)を0.2質量部添加した以外は同様にして、ブラックトナー(3)を得た。表2にブラックトナー(3)の物性値を示す。
〔イエロートナーの製造例3〕
イエロートナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、外添時に添加するハイドロタルサイトを0.3質量部に増量し、更にボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製)を0.2質量部添加した以外は同様にして、イエロートナー(3)を得た。表3にイエロートナー(3)の物性値を示す。
〔マゼンタトナーの製造例3〕
マゼンタトナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、外添時に添加するハイドロタルサイトを0.3質量部に増量し、更にボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製)を0.2質量部添加した以外は同様にして、マゼンタトナー(3)を得た。表4にマゼンタトナー(3)の物性値を示す。
〔シアントナーの製造例3〕
シアントナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、外添時に添加するハイドロタルサイトを0.3質量部に増量し、更にボントロンE−88(オリエント化学工業(株)製)を0.2質量部添加した以外は同様にして、シアントナー(3)を得た。表5にシアントナー(3)の物性値を示す。
〔ブラックトナーの製造例4〕
ブラックトナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、ハイドロタルサイトの添加部数を0.1質量部に変更した以外は同様にして、ブラックトナー(4)を得た。表2にブラックトナー(4)の物性値を示す。
〔イエロートナーの製造例4〕
イエロートナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、ハイドロタルサイトの添加部数を0.1質量部に変更した以外は同様にして、イエロートナー(4)を得た。表3にイエロートナー(4)の物性値を示す。
〔マゼンタトナーの製造例4〕
マゼンタトナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、ハイドロタルサイトの添加部数を0.1質量部に変更した以外は同様にして、マゼンタトナー(4)を得た。表4にマゼンタトナー(4)の物性値を示す。
〔シアントナーの製造例4〕
シアントナーの製造例1において、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、ハイドロタルサイトの添加部数を0.1質量部に変更した以外は同様にして、シアントナー(4)を得た。表5にシアントナー(4)の物性値を示す。
〔ブラックトナーの製造例5〕
下記乳化凝集法により、ブラックトナー(5)を製造した。
《樹脂粒子分散液1の調製》
・スチレン 90質量部
・nブチルアクリレート 20質量部
・アクリル酸 3質量部
・ドデカンチオール 6質量部
・四臭化炭素 1質量部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5質量部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)2.5質量部をイオン交換水140質量部に溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム1質量部を溶解したイオン交換水10質量部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、平均粒径が0.17μm、ガラス転移点が57℃、重量平均分子量(Mw)が11,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液1を調製した。
《樹脂粒子分散液2の調製》
・スチレン 75質量部
・nブチルアクリレート 25質量部
・アクリル酸 2質量部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5質量部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部をイオン交換水140質量部に溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム0.8質量部を溶解したイオン交換水10質量部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が0.1μm、ガラス転移点が61℃、重量平均分子量(Mw)が550,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液2を調製した。
《離型剤粒子分散液の調製》
・エステル系ワックス(吸熱ピーク=70℃) 50質量部
・アニオン性界面活性剤 5質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 200質量部
以上を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が0.5μmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液を調製した。
《着色剤粒子分散液1の調製》
・カーボンブラック(1) 20質量部
[DBP吸油量42ml/100g,平均粒子径31mμ]
・アニオン性界面活性剤 2質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・ソルスパース24000(ICIジャパン社製) 0.5質量部
・イオン交換水 78質量部
上記の混合物を、直径180mmのDSインペラ撹拌翼を備えた容器に投入し、900rpmで60分間予備分散を行い十分浸漬させた。
次に上記の予備分散工程を経た混合物を、分散容器内部にジルコニア製ローターと中空構造が形成されたステーターを具備し、直径1mmのジルコニアビーズが0.8リットル充填されたミル容積1リットルの図4に示されるようなメディヤ型分散機に投入し、ローター回転数2500rpm(周速7.9m/s),ミル内温度30〜38℃,300分間循環方式で分散した。この着色剤粒子分散液1における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる着色剤粒子の平均粒径は、0.1μmであり、均一に分散されていることが観察された。
《帯電制御粒子分散液の調製》
・ジ−t−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物 20質量部
(ボントロンE−88、オリエント化学工業社製)
・アニオン性界面活性剤 2質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78質量部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。この帯電制御粒子分散液における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる帯電制御粒子の平均粒径は、0.2μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
<混合液調製>
・樹脂粒子分散液1 250質量部
・樹脂粒子分散液2 110質量部
・着色剤粒子分散液1 50質量部
・離型剤粒子分散液 70質量部
以上を、撹拌装置,冷却管,温度計を装着した1リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液を1N−水酸化カリウムを用いてpH=5.3に調整した。
<凝集粒子形成>
この混合液に凝集剤として、10%塩化ナトリウム水溶液150質量部を滴下し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を撹拌しながら57℃まで加熱した。この温度の時、樹脂粒子分散液2の3質量部と帯電制御剤粒子分散液の10質量部を加えた。50℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約5.2μmである凝集粒子(A)が形成されていることが確認された。
<融着工程>
その後、ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3質量部を追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら95℃まで加熱し、3時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、ブラックトナー粒子(5)を得た。
得られたブラックトナー粒子(5)の重量平均粒径は5.6μm、平均円形度0.968、円形度標準偏差は0.038であった。
このブラックトナー粒子(5)100質量部に対し、ヘキサメチルジシラザンで処理した後にシリコーンオイルで処理した平均一次粒子径が8nmの疎水性シリカ微粉体1.7質量部と、平均一次粒径が800nmのシリカ粒子0.1質量部と、平均一次粒径が30nmの酸化チタン0.2質量部を混合して、ヘンシェルミキサーで周速35m/sの条件で5分間乾式混合して、誘電正接(a)が0.0052、凝集度Gが98、振とう後凝集度SGが103のブラックトナー(5)を得た。表2にブラックトナー(5)の物性値を示す。
〔イエロートナーの製造例5〕
ブラックトナーの製造例5において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントイエロー93を添加し、ソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、イエロートナー(5)を得た。イエロートナー(5)の重量平均粒子径は5.6μm、誘電正接(b)は0.0044、平均円形度は0.969、円形度標準偏差は0.038、凝集度Gは99、振とう後凝集度SGは105であった。
表3にイエロートナー(5)の物性値を示す。
〔マゼンタトナーの製造例5〕
ブラックトナーの製造例5において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントレッド122を添加し、ソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、マゼンタトナー(5)を得た。マゼンタトナー(5)の重量平均粒子径は5.6μm、誘電正接(b)は0.0043、平均円形度は0.967、円形度標準偏差は0.039、凝集度Gは96、振とう後凝集度SGは100であった。
表4にマゼンタトナー(5)の物性値を示す。
〔シアントナーの製造例5〕
ブラックトナーの製造例5において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントブルー15:3を添加し、ソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、シアントナー(5)を得た。シアントナー(5)の重量平均粒子径は5.6μm、誘電正接(b)は0.0043、平均円形度は0.968、円形度標準偏差は0.039、凝集度Gは97、振とう後凝集度SGは102であった。
表5にシアントナー(5)の物性値を示す。
〔ブラックトナーの製造例6〕
ブラックトナーの製造例1において、マスターバッチの分散工程に、アルティマイザー((株)スギノマシン製)をインラインで組み込み、分散循環時間を400分に変更した。また、ポリエステル樹脂を酸価が5.0、水酸基価が10.0のものに変更し、添加部数を3.5質量部に変え、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させた以外は同様にして、ブラックトナー(6)を得た。ブラックトナー(6)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(a)は0.0023、平均円形度は0.982、円形度標準偏差は0.032、凝集度Gは76、振とう後凝集度SGは84であった。
表2にブラックトナー(6)の物性値を示す。
〔イエロートナーの製造例6〕
ブラックトナーの製造例6において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントイエロー93を添加し、マスターバッチの分散時にソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、イエロートナー(6)を得た。イエロートナー(6)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(b)は0.0023、平均円形度は0.983、円形度標準偏差は0.033、凝集度Gは78、振とう後凝集度SGは84であった。
表3にイエロートナー(6)の物性値を示す。
〔マゼンタトナーの製造例6〕
ブラックトナーの製造例6において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントレッド122を添加し、マスターバッチの分散時にソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、マゼンタトナー(6)を得た。マゼンタトナー(6)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(b)は0.0022、平均円形度は0.983、円形度標準偏差は0.032、凝集度Gは76、振とう後凝集度SGは83であった。表4にマゼンタトナー(6)の物性値を示す。
〔シアントナーの製造例6〕
ブラックトナーの製造例6において、カーボンブラックのかわりにC.I.ピグメントブルー15:3を添加し、マスターバッチの分散時にソルスパース24000を添加しなかった以外は同様にして、シアントナー(6)を得た。シアントナー(6)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(b)は0.0020、平均円形度は0.981、円形度標準偏差は0.034、凝集度Gは77、振とう後凝集度SGは83であった。表5にシアントナー(6)の物性値を示す。
〔ブラックトナーの製造例7〕
ブラックトナーの製造例1において、カーボンブラックの予備分散行程を行わず、マスターバッチの分散時間を120分に変更した。また、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、ハイドロタルサイトの添加部数を0.1質量部に変更した以外は同様にして、ブラックトナー(7)を得た。ブラックトナー(7)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(a)は0.0078、平均円形度は0.980、円形度標準偏差は0.036、凝集度Gは32、振とう後凝集度SGは37であった。表2にブラックトナー(7)の物性値を示す。
〔ブラックトナーの製造例8〕
ブラックトナーの製造例1において、荷電制御樹脂A及びソルスパース24000を添加せず、マスターバッチの分散時間を120分に変更した。また、トナー粒子の製造時に80℃まで昇温して5時間反応させて重合反応を終了させ、ハイドロタルサイトの添加部数を0.1質量部に変更した以外は同様にして、ブラックトナー(8)を得た。ブラックトナー(8)の重量平均粒子径は6.5μm、誘電正接(a)は0.0095、平均円形度は0.978、円形度標準偏差は0.037、凝集度Gは28、振とう後凝集度SGは32であった。表2にブラックトナー(8)の物性値を示す。
Figure 2007206171
Figure 2007206171
Figure 2007206171
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<実施例1>
ブラックトナーの製造例1、イエロートナーの製造例1、マゼンタトナーの製造例1、シアントナーの製造例1で得られた4色のトナーを、図3に示す非磁性一成分現像用プロセスカートリッジに各々350gずつ充填し、中間転写体の製造例1で得られた中間転写体と共に下記(1)〜(7)に示す改造を施した市販のカラー複合機iR C3220(キヤノン社製)に装着して画像評価を行った。
(1)図2に示すような、非磁性一成分接触現像方式に改造した。
(2)図2中の1a〜1dの感光ドラムは直径30.6mm(感光層膜厚は20μm)の負帯電性のOPCドラムを用いると共に、帯電ローラ3a〜3dは、カーボンを分散させたフッ素樹脂表面層を有する外径14mm、抵抗105Ωのゴムローラを用いた。
(3)図3に示すように、現像ローラ94は感光ドラム99に接触した状態で配置され、接触部分において同方向に感光体周速の150%の速さで駆動させた。現像ローラ94は、カーボンブラックを分散したシリコーンゴムからなる直径16mm、ASKER−C硬度45度、抵抗5.0×105Ω・cmのものを用いた。
(4)感光体帯電電位は、暗部電位(Vd)を−550V、明部電位(Vl)を−150Vになるように設定し、現像バイアスは直流電圧(Vdc)−350Vを印加した。
(5)1次転写ローラ24a〜24dは、直径8mmの芯金上にNBR・ヒドリン系の導電ゴム層を長手方向310mmにわたり被覆して直径16mmに形成したものであり、芯金が給電バネを介して高圧電源に接続されている。さらに、ローラ硬度はアスカーCで35°であり、その抵抗値は24mm/秒の周速で回転駆動される直径30mmのアルミニウムシリンダに、1次転写ローラ54を両端荷重500gで当接させると共にアルミニウムシリンダと1次転写ローラの間に50Vを印加した条件で測定して、約1×107Ωである。なお、1次転写ローラ24a〜24dは両端に設けられたそれぞれ荷重5Nのバネにより持ち上げられ、これから1次転写ローラ自体の自重150gを引いた力で中間転写体35の裏面に当接されている。
(6)2次転写ローラ29は、直径8mmの芯金上にウレタン系の導電ゴム層を長手方向310mmにわたって被覆して直径17mmに形成したものであり、ローラ硬度はアスカーCで30°、上記1次転写ローラ24と同じ方法で測定した抵抗値は約1×107Ωである。なお、この2次転写ローラ29も、芯金が給電バネを介して高圧電源に接続されている。
(7)プロセススピードを180mm/秒に変更し、感光体と中間転写体及び記録材の搬送スピードが全て同じ速度になるようにした。なお、1次転写電圧は、ターゲット電流値14μAの定電流制御により決定され、2次転写電圧は+2.3kVを印加した。
画像評価は高温高湿環境(30℃,80%RH)、常温常湿環境(23℃,50%RH)、および低温低湿環境(15℃,10%RH)の各環境下において、印字比率が5%のオリジナル画像を4.8万枚出力した後、細線画像、ハーフトーン画像、ベタ黒画像、ベタ白画像を出力して中抜けの有無、転写安定性、及びカブリに関して評価を行った。なお、現像カートリッジは1.2万枚毎に新品に交換し、4.8万枚出力後の評価サンプルの出力は、耐久カートリッジをそのまま用いた。
評価法の詳細を以下に示す。
(1)中抜け画像の評価
60μm、120μm及び180μmのライン幅からなる細線画像を出力して、中抜けの有無を目視及びルーペで確認した。評価基準は下記に順ずる。
A:中抜けが無く、各ライン画像共鮮明であり良好。
B:ルーペ確認にて若干中抜けが認識されるが、目視確認ではまったく問題のないレベル。
C:目視にて、ライン画像に若干の中抜け箇所が確認されるが、実使用上問題のないレベル。
D:目視にて,ライン画像中に中抜け欠陥が目立ち、実使用に耐えないレベル。
(2)ハーフトーン画像による転写性評価
ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各々のハーフトーン画像と、レッド、グリーン、ブルーの二次色のハーフトーン画像を出力し、転写弊害の有無を目視にて評価した。
A:ハーフトーン画像が均一で転写弊害も見られず良好。
B:ハーフトーン画像上にムラが確認されるが、画像としては何ら問題ないレベル。
C:ハーフトーン画像上に転写不良によるムラが確認されるが、実用画像上では目立ちにくいレベル。
D:ハーフトーン画像上に転写不良に起因する目立った欠陥が確認され、実用画像で問題となるレベル。
(3)転写効率測定
各色、ベタ画像出力時の潜像担持体上のトナーのり量を0.6mg/cm2に設定し、各色のベタ画像と二次色からなるオリジナル画像を現像し、EN100(64g紙)に転写させ未定着画像を得た。ドラム上のトナー総量と転写紙上のトナー総量との重量変化から転写効率を求めた(全てのドラム上のトナー総量が全量転写紙上に転写された場合を転写効率100%とする。)
A:転写効率が95%以上
B:転写効率が90%以上95%未満
C:転写効率が80%以上90%未満
D:転写効率が80%未満
(4)画像カブリ
「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)により測定したプリントアウト画像の白地部分の白色度と転写紙の白色度の差から、カブリ濃度(%)を算出し、耐久評価終了時の画像カブリを評価した。フィルターは、アンバー、ブルー、グリーンを用い、全てのフィルターにおける最悪値を評価値として用いた。
A:非常に良好 0.5%未満
B:良好 0.5%以上乃至1.0%未満
C:実用上問題なし 1.0%以上乃至3.0%未満
D:やや難あり 3.0%以上
尚、本発明では、Cランク以上が許容範囲内である。
上記三環境下で耐久性試験を行った結果、全ての環境下において、4.8万枚の通紙後も安定した画像品質が得られた。
なお、ブラックトナーの誘電正接(a)は0.0049、カラートナーの誘電正接(b)は、イエロートナー(1)の誘電正接が0.0043、マゼンタトナー(1)の誘電正接が0.0041、シアントナー(1)の誘電正接が0.0042であるので、誘電正接差|(a)−(b)|の値は0.0008となる。
評価に用いた中間転写体とトナーの組み合わせを表6に、結果を表7に示す。表7におけるL/Lは低温低湿環境、N/Nは常温常湿環境、H/Hは高温高湿環境での評価結果を示す。
<実施例2>
実施例1において、ブラックトナー(1)に変えてブラックトナー(2)を、イエロートナー(1)に変えてイエロートナー(2)を、マゼンタトナー(1)に変えてマゼンタトナー(2)を、シアントナー(1)に変えてシアントナー(2)の組み合わせに変更した以外は同様にして、耐久評価を行った。
高温高湿環境における耐久の後半に、トリボ低下に伴う若干のカブリや転写特性の悪化が見られるものの、概ね良好な結果が得られた。
画像形成装置に搭載した中間転写体とトナーユニットの組み合わせを表6に、結果を表7に示す。
<実施例3>
実施例1において、画像形成装置に搭載するトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、高温高湿環境下における耐久の後半で、凝集度が高いために若干転写効率が低下した。また、低温低湿環境下においては、トリボが高いために若干の飛び散りが見られたが、概ね良好な画像品質を示した。
<実施例4>
実施例1において、画像形成装置に搭載するトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、高温高湿環境下においてカブリと転写効率の若干の落ち込みが確認されたが、耐久を通して画像品質が良好に保たれた。
<実施例5>
実施例1において、画像形成装置に搭載するトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、トナーの平均円形度が低くかつ円形度の分布が広いため、転写効率が若干劣る結果となった。また、高温高湿環境においては中抜けの発生も確認され、低温低湿環境においてはハーフトーン画像のがさつきもみられたが、実用上問題のないレベルであった。
<実施例6>
実施例1において、画像形成装置に搭載するトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、トナーの誘電正接が低いためにトナーがチャージアップ傾向を示し、低温低湿環境において、転写飛び散りや帯電の不均一化に伴うカブリが若干見られるものの、実用画像上は問題のない画像品質であった。
<実施例7>
実施例1において、画像形成装置に搭載するトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、ブラックトナーの誘電正接が高目であるために、帯電特性の低下と転写品質の若干の低下が確認された。
<実施例8>
実施例1において、画像形成装置に搭載するトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、ブラックトナーの誘電正接が高く、かつ他色のトナーとの誘電正接の差が大きいため、二次色及び三次色に最適な転写条件が選べず転写品質が低下する結果となった。
<比較例1>
実施例1において、画像形成装置に搭載するトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、ブラックトナーの誘電正接が高いため、特に高温高湿環境において転写電界のリークに伴う中抜けや、転写電流の突き抜けによる転写効率の悪化が顕著に現れた。
<比較例2>
実施例1において、画像形成装置に搭載するトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、ブラックトナーの誘電正接が高く、かつ他色のトナーとの誘電正接の差が大きいため、ブラック画像と二次色及び三次色の転写を同時に満たす転写条件が選べず、比較例1に対して更に転写弊害が悪化する結果となった。
<実施例9>
実施例1において、画像形成装置に搭載する中間転写体を表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、概ね良好な転写品質を示した。
<実施例10>
実施例1において、画像形成装置に搭載する中間転写体を表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、概ね良好な転写品質を示した。
<実施例11>
実施例1において、画像形成装置に搭載する中間転写体を表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、中間転写体のアクリル樹脂表面コート層が厚く、屈曲性が低下したため耐久時に劣化が進み、転写品質がやや劣る結果となったが、画像品質は概ね良好な結果であった。
<実施例12>
実施例1において、画像形成装置に搭載する中間転写体とトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、耐久に伴う中間転写体表面の傷の影響をうけ、転写品質がやや劣る結果となったが、実用画像上では問題のないレベルを示した。
<実施例13>
実施例1において、画像形成装置に搭載する中間転写体とトナーユニットの組み合わせを表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、耐久に伴う中間転写体表面の傷の発生により転写特性が悪化し、更に誘電正接が高いブラックトナーを用いたために、転写品質及びカブリ特性共に劣る結果となった。
<比較例3>
実施例1において、画像形成装置に搭載する中間転写体を表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、中間転写体の体積抵抗率が低く、表面粗さRzも大きいため、耐久後半に転写の突き抜けが発生し、転写効率の悪化やハーフトーン画像の品質が著しく低下した。
<比較例4>
実施例1において、画像形成装置に搭載する中間転写体を表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、中間転写体の体積抵抗率が高く、また表面粗さRzが小さいため、低温低湿環境における転写品質が悪化し、高温高湿環境における転写効率が実用に耐えないレベルを示した。
<比較例5>
実施例1において、画像形成装置に搭載する中間転写体を表6に示すものに変更する以外は同様にして、耐久試験を行った。結果は表7に示すように、中間転写体を単層のポリイミド樹脂からなるユニットに変更したことにより、転写部における押圧力の荷重集中による転写中抜けと、それに伴う転写効率の悪化が顕著に発生した。
Figure 2007206171
Figure 2007206171
本発明のフルカラー画像形成装置の一例を示す模式図である。 本発明のタンデム方式のフルカラー画像形成装置の一例を示す模式図である。 本発明の画像形成装置に搭載される好ましい現像装置の一例を示す模式図である。 分散工程に用いるメディヤ型分散機の一例を示す概略図である。
符号の説明
R103 感光ドラム回転方向
123 感光ドラム
124 帯電ローラ
125 レーザースキャナ
126 回転式現像装置
126a〜126d イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各現像器
127 一次転写部
128 中間転写体
129 クリーニング装置
130 2次転写部
131 定着装置
132 中間転写体用クリーニング装置
1a〜1d 感光体ドラム
9a〜9d トナー担持体
8a〜8d トナー供給部材
3a〜3d帯電ローラ
2a〜2d 潜像形成手段
24a〜24d 転写ローラ
4a〜4d クリーニング手段
24a〜24d 転写ローラ
35 中間転写体
34 転写材
29 二次転写ローラ
26 二次転写対向ローラ
27 駆動ローラ(支持体)
28 テンションローラ(支持体)
30 加熱ローラ
31 加圧ローラ
90 現像装置
98 一成分現像剤
91 現像容器
92 現像剤担持体
95 供給ローラ
96 弾性ブレード(現像剤層厚規制部材)
97 撹拌部材
93 ローラ基体
94 弾性層
99 感光体ドラム

Claims (8)

  1. 少なくとも一つ以上の像担持体を有し、該像担持体の近傍に少なくとも露光手段と現像手段とを有し、該像担持体上に形成されたトナー像を一次転写装置により中間転写体に一次転写させた後、該中間転写体上に転写されたトナー像を二次転写装置により記録媒体に二次転写させる画像形成装置において、
    該画像形成装置は、ブラックトナーを用いてブラックトナー画像を形成するためのブラックトナー現像手段、及び、カラートナーを用いてカラートナー画像を形成するための複数のカラートナー現像手段を少なくとも有するフルカラー画像形成装置であり、
    複数のカラートナー現像手段が有するカラートナーは、それぞれ異なる色相を有するものであり、
    該ブラックトナーは少なくとも結着樹脂、カーボンブラックを含むトナー粒子を有し、該ブラックトナーの誘電正接(a)が、
    0.002≦a≦0.008
    であり、該ブラックトナーの誘電正接(a)と、各カラートナーの誘電正接(b)が、
    |(a)−(b)|≦0.006
    の関係をいずれも満たし、
    該中間転写体が、基層として、ポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリデン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体のいずれかよりなる層を有するものであり、該中間転写体の体積抵抗率が106〜1011Ωcm、表面粗さRzが0.1〜5.0μmであることを特徴とする画像形成装置。
  2. 該ブラックトナーの誘電正接(a)が、
    0.003≦a≦0.006
    であり、該ブラックトナーの誘電正接(a)と、他の複数色のトナーの誘電正接(b)が、
    |(a)−(b)|≦0.004
    の関係をいずれも満たすことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 該中間転写体の体積抵抗率が107〜1010Ωcm、表面粗さRzが0.2〜3μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 該中間転写体は、基層表面に0.1〜4.0μmのアクリル樹脂コート層を有し、総膜厚が50〜200μmの樹脂製ベルトであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 該画像形成装置に用いられるトナーの平均円形度が0.965〜0.995、円形度標準偏差が0.010〜0.040であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 該画像形成装置に用いられるトナーの平均円形度が0.970〜0.995、円形度標準偏差が0.010〜0.035であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
  7. 該ブラックトナーと他の複数色のトナーの凝集度Gがいずれも35≦G≦80であり、
    振とう後凝集度SGが40≦SG≦85の範囲内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。
  8. 該ブラックトナーと他の複数色のトナーの凝集度Gがいずれも40≦G≦75であり、
    振とう後凝集度SGが45≦SG≦80の範囲内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。
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