JP4842729B2 - 画像形成装置の制御方法、画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明の第1の手段は、像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像してトナー像化する現像手段と、該現像手段により前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、前記像担持体の線速が可変であり、前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、前記像担持体の線速によって変える画像形成装置の制御方法において、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が、前記像担持体の線速の速い方が高いことを特徴とする。
また、本発明の第3の手段は、第2の手段の画像形成装置の制御方法において、前記転写電流値の高い方が、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が高いことを特徴とする。
また、本発明の第5の手段は、第4の手段の画像形成装置の制御方法において、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、前記像担持体の回転数が多い方及び/又は転写材の通過枚数の多い方が、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が大きくなることを特徴とする。
さらに本発明の第7の手段は、第1〜第6のいずれか1つの手段の画像形成装置の制御方法において、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値を設定する際、変化させるのは前記像担持体を帯電する帯電手段の帯電バイアスであることを特徴とする。
また、本発明の第10の手段は、第9の手段の画像形成装置において、前記帯電ローラは前記像担持体に対し非接触で配置されることを特徴とする。
さらに本発明の第11の手段は、第9または第10の手段の画像形成装置において、前記帯電ローラには直流(DC)電圧に交流(AC)電圧を重畳して印加することを特徴とする。
また、本発明の第3の参考手段は、第8〜第11のいずれか1つの手段の画像形成装置に用いられるトナーであって、体積平均粒経(Dv)が3〜8μmであり、前記体積平均粒経(Dv)と個数平均粒経(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴とする。
さらに本発明の第4の参考手段は、第8〜第11のいずれか1つの手段の画像形成装置に用いられるトナーであって、形状係数SF−1が100〜180の範囲にあり、形状係数SF−2が100〜180の範囲にあることを特徴とする。
長軸r1≧短軸r2≧厚さr3
の関係を満足することを特徴とする。
また、本発明の第6の参考手段は、第8〜第11のいずれか1つの手段の画像形成装置に用いられるトナーであって、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型材を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させることを特徴とする。
また、地肌ポテンシャルの目標値または設定値が固定されていると、像担持体の線速は速い方が帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れが悪くなる。そこで第1の手段の制御方法では、地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が、像担持体の線速の速い方が高いことを特徴としており、線速が速い条件の地肌ポテンシャルの目標値を線速が遅い条件のものよりも上げることによって、線速が速い条件での帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
また、第3の手段の制御方法では、第2の手段の制御方法において、転写電流値の高い方が地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が高いことを特徴としており、転写電流値の高い条件の地肌ポテンシャルの目標値を大きくすることによって、各々の転写電流条件で、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れを防止することができる。
また、第5の手段の制御方法では、第4の手段の制御方法において、地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、像担持体の回転数が多い方及び/又は転写材の通過枚数の多い方が、地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が大きくなることを特徴としており、経時において、初期よりも地肌ポテンシャルの目標値または設定値を上げることによって帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
また、像担持体の線速によって帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの差が発生するが、それは実際の地肌ポテンシャルが線速によって地肌ポテンシャルの目標値または設定値と異なってしまうためである。そこで、上記のように、あらかじめ地肌ポテンシャルの目標値または設定値を線速によって変えておくことにより、実際の地肌ポテンシャルを狙いのものにすることができる。よって、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れについて、径時での線速による差を低減することができ、それらの発生を防止することができる。
また、転写電流を大きくすると、転写手段通過後の像担持体電位は高くなるが、そのため、像担持体を再帯電させにくくなり、実際の地肌ポテンシャルが低くなって帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れが発生しやすくなる。そこで、上記のように、転写電流値によって地肌ポテンシャルの目標値または設定値を可変にすることにより、経時における各々の転写電流条件で、帯電手段の汚れによる異常画像や地汚れの発生を防止することができる。
また、第9の手段の画像形成装置では、第8の手段の画像形成装置において、帯電手段は帯電ローラであることにより、オゾンの発生を抑えることができ、窒素酸化ヴ津(NOx)などの放電生成物が像担持体に付着するのを軽減することができる。
また、第10の手段の画像形成装置では、第9の手段の画像形成装置において、帯電ローラは像担持体に対し非接触で配置されることにより、帯電ローラに付着するトナー、トナー外添剤、紙粉などの異物を付着しにくくすることができる。
さらに第11の手段の画像形成装置では、第9または第10の手段の画像形成装置において、帯電ローラには直流(DC)電圧に交流(AC)電圧を重畳して印加することにより、像担持体表面をより均一に帯電することができる。
また、第3の参考手段のトナーでは、体積平均粒経(Dv)が3〜8μmであり、前記体積平均粒経(Dv)と個数平均粒経(Dn)との比(Dv/Dn)が1.00〜1.40の範囲にあることを特徴としており、小粒径トナーを用いることで潜像に対して緻密にトナーを付着させることができる。また、粒径分布を狭くすることで、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。転写率が高くなることで清掃用ブレードへの入力が少なくなるため清掃用ブレードの寿命を延ばすことができる。また、逆帯電トナーの量も減らせるため、帯電装置の汚染を軽減でき、寿命を延ばすことができる。
長軸r1≧短軸r2≧厚さr3
の関係を満足することを特徴としており、上記の条件を満たすことにより、高画質化およびクリーニング性の両立が可能となり、帯電手段の寿命を延ばすことが可能となる。
また、第6の参考手段のトナーでは、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型材を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び/又は伸長反応させることを特徴としており、重合法によって作られたトナーはトナー1粒づつの対電荷質量比が揃っているので、転写効率を高くすることができる。そのため、像担持体上の清掃用ブレードに入力するトナー量が少ないので、クリーニング性が向上し、帯電手段の汚れも軽減され、帯電手段の寿命を延ばすことができる。
まず、この画像形成装置のフルカラー画像形成時の動作を説明する。この画像形成装置がフルカラーの画像データを受け取ると、各感光体5が図1で時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体5の表面が帯電ローラにより一様に帯電される。そして、感光体ユニット2Aの感光体には、光書込みユニット6によりマゼンタの画像に対応するレーザ光が、感光体ユニット2Bの感光体にはシアンの画像に対応するレーザ光が、感光体ユニット2Cの感光体にはイエローの画像に対応するレーザ光が、さらに感光体ユニット2Dの感光体にはブラックの画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は、感光体5が回転することにより現像装置10A,10B,10C及び10Dの位置に達すると、そこでマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各トナーにより現像されて、4色のトナー像となる。
ブラシローラ15は、感光体5に対向して配置され、クリーニングブレード47によって掻き取られ、E部に溜まったトナーをトナー搬送オーガ48に排出する働き、及び固形潤滑剤16を削って感光体5に塗布する働きを持つ。
帯電ローラ17は図示しない電源と接続されており、所定の電圧が印加される。その電圧は、直流(DC)電圧のみでもよいが、DC電圧に交流(AC)電圧を重畳させた電圧であることが好ましい。交流電圧を印加することにより、感光体5表面をより均一に帯電することができる。
通常の画像領域部に対応するところでは帯電ローラ17によって感光体5の電位が制御値によって決められた値VDになるように帯電される。そして、光書込みユニット6により、画像信号に応じて変調制御された書込み光が感光体5に照射され、最も光量の強い部分で感光体電位はVLまで減衰する。また、現像装置においては、現像ローラ(現像スリーブ)にVBの現像バイアスが印加される。これにより、感光体5上に形成された静電潜像は、現像装置内でマイナスに帯電されたトナーにより現像バイアスと感光体潜像電位とのポテンシャル(電位差)によってネガ/ポジ(N/P)現像され、顕像化される。
導電性支持体は、体積抵抗104Ωcm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属管、あるいはニッケル等の金属をエンドレスベルト状に加工したもの等が用いられる。
このプロセスカートリッジによって、円形度が高く、また、小粒径のトナーを用いた現像が行われる画像形成プロセスであっても、帯電ローラ17の汚染による異常画像を防止することで、画質の劣化が少ないプロセスカートリッジとすることができ、プロセスカートリッジの寿命の向上や、ユーザーメンテナンス性の向上につながる。
円形度a=L0/L ・・・式(1)
(但し、L0は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を示し、Lは、粒子の投影像の周囲長を示す。)
この円形度aはトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合は1.00を示し、表面形状が複雑になるほど円形度aは小さな値となる。
一方、円形度の高いトナーはブレード方式のクリーニングでは感光体5とクリーニングブレード47の隙間に入り込み、すり抜けやすい。しかしながら、本発明の制御方法により地汚れを防ぐことによって、帯電ローラ17の汚れによる異常画像を抑えることができる。
SF−1={(MXLNG)2/AREA}×(100π/4) ・・・式(2)
SF−1の値が100の場合、トナーの形状は真球となり、SF−1の値が大きくなるほど不定形になる。
SF−2={(PERI)2/AREA}×(100/4π) ・・・式(3)
SF−2の値が100の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、SF−2の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり、従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、球形トナーは、クリーニングブレード47をすり抜けやすい。しかしながら、本発明の制御方法により地汚れを防ぐことによって、帯電ローラ17の汚れによる異常画像を抑えることができる。
なお、形状係数SF−1、SF−2のいずれかが180を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
略球形状のトナーを長軸r1、短軸r2、厚さr3(但し、r1≧r2≧r3とする。)で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5〜1.0で、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7〜1.0の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比(r2/r1)が0.5未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、r1、r2、r3は、例えば以下の方法により測定することができる。即ち、トナーを平滑な測定面上に均一に分散付着させ、該トナーの粒子100個について、カラーレーザー顕微鏡「VK−8500」(キーエンス社製)により500倍に拡大して、該100個のトナー粒子の長軸r1(μm)、短軸r2(μm)、厚さr3(μm)を測定し、それらの算術平均値から求めることができる。
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物(PO)としては、2価アルコール(DIO)および3価以上の多価アルコール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、または(DIO)と少量の(TO)との混合物が好ましい。2価アルコール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上の多価アルコール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
2価カルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上の多価カルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族多価カルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、多価カルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いて多価アルコール(PO)と反応させてもよい。
多価アルコール(PO)と多価カルボン酸(PC)の重縮合反応は、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で、150〜280℃に加熱し、必要により減圧しながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は5以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常1〜30、好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには転写紙Pへの定着時、転写紙Pとトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が30を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量は1万〜40万、好ましくは2万〜20万である。重量平均分子量が1万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、40万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)中の1分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常1個以上、好ましくは、平均1.5〜3個、さらに好ましくは、平均1.8〜2.5個である。1分子当たり1個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(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)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類(B)のうち好ましいものは、B1およびB1と少量のB2の混合物である。
[NCO]/[NHx]が2を超えたり1/2未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常100/0〜10/90であり、好ましくは80/20〜20/80、さらに好ましくは、60/40〜30/70である。ウレア結合のモル比が10%未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との架橋及び/又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
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、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブ
リリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
離型剤としては、融点が50〜120℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラ17とトナー界面との間で働き、これにより定着ローラ17にオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、5×10−3〜2μmであることが好ましく、特に5×10−3〜0.5μmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/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0.01〜5wt%であることが好ましく、特に0.01〜2.0wt%であることが好ましい。
しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が0.3〜1.5wt%の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーやプリントの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
(1)着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が100℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、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。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー100重量部に対し、通常0〜300重量部、好ましくは0〜100重量部、さらに好ましくは25〜70重量部である。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、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)などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100重量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材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。また、2000重量部を超えると経済的でない。
界面活性剤としては、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アニオン性界面活性剤、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4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、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。
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−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、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、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また、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等の無機化合物分散剤も用いることができる。
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、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、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、ビニルピリジン、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含窒素化合物、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ェニルエーテル、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。
この反応は、分子鎖の架橋及び/又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)との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。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、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、トナー母体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。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
2A〜2D:感光体ユニット(プロセスカートリッジ)
3:転写ベルト
5:感光体(像担持体)
6:光書込みユニット(潜像形成手段)
7:両面ユニット
8:反転ユニット
9:定着装置
10A〜10D:現像装置(現像手段)
11,12:給紙カセット
13:手差しトレイ
15:ブラシローラ
17:帯電ローラ(帯電手段)
20:反転排紙路
25:排紙ローラ対
26:排紙トレイ
47:クリーニングブレード
48:トナー搬送オーガ
49:帯電クリーニングローラ
55,56:分離給紙部
57:転写ブラシ(転写手段)
58:紙吸着ローラ
59:レジストローラ対
P:転写紙(転写材)
Claims (11)
- 像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像してトナー像化する現像手段と、該現像手段により前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置の制御方法であって、
前記像担持体の線速が可変であり、前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、前記像担持体の線速によって変える画像形成装置の制御方法において、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が、前記像担持体の線速の速い方が高いことを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 請求項1に記載の画像形成装置の制御方法において、
前記転写手段が前記転写材に流す転写電流が変化する場合には、前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値を、前記転写手段が前記転写手段に流す転写電流によって変えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 請求項2に記載の画像形成装置の制御方法において、
前記転写電流値の高い方が、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が高いことを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 請求項1に記載の画像形成装置の制御方法において、
前記像担持体の地肌ポテンシャルの目標値または設定値が、前記像担持体の回転数及び/又は転写材の通過枚数によって可変であることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 請求項4に記載の画像形成装置の制御方法において、
前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、前記像担持体の回転数が多い方及び/又は転写材の通過枚数の多い方が、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値の絶対値が大きくなることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 請求項4または5に記載の画像形成装置の制御方法において、
前記転写手段が前記転写材に流す転写電流が変化する場合には、前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値は、前記転写手段が前記転写材に流す転写電流によって変えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の画像形成装置の制御方法において、
前記地肌ポテンシャルの目標値または設定値を設定する際、変化させるのは前記像担持体を帯電する帯電手段の帯電バイアスであることを特徴とする画像形成装置の制御方法。 - 像担持体と、該像担持体を帯電する帯電手段と、帯電した像担持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、該潜像形成手段により前記像担持体上に形成された潜像をトナーで現像してトナー像化する現像手段と、該現像手段により前記像担持体上に形成されたトナー像を転写材上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1〜7のいずれか1項に記載の制御方法を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項8記載の画像形成装置において、
前記帯電手段は帯電ローラであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9に記載の画像形成装置において、
前記帯電ローラは前記像担持体に対し非接触で配置されることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項9または10に記載の画像形成装置において、
前記帯電ローラには直流(DC)電圧に交流(AC)電圧を重畳して印加することを特徴とする画像形成装置。
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