JP2005338808A - 画像形成方法、画像形成装置及びトナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 二次転写後、クリーニング手段を中間転写体に当接させて残存するトナーをクリーニングする画像形成方法であって、
該中間転写体は、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量が0.10〜1.00μm、弾性変形率Ebが50%以上であり、
トナーは、平均円形度が0.920〜0.960であり、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量が0.06〜0.24μm、弾性変形率Etが25〜60%であり、
該中間転写体の弾性変形率と該トナーの弾性変形率とが、75≦Eb+Et≦135を満たすことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
(1)感光体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材上に二次転写し、二次転写後、クリーニング手段を中間転写体に当接させて中間転写体上に残存するトナーをクリーニングする画像形成方法であって、
該クリーニング手段が、ファーブラシ又は帯電ローラであり、
該中間転写体は、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(Sb)が0.10〜1.00μmの範囲であり、下記式
Eb=(Sb−Ib)×100/Sb
(式中、Ibは荷重9.8×10−5Nに対する中間転写体の塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Eb)(%)が50以上であり、
該トナー像を形成するトナーは、円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.920〜0.960であり、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(St)が0.06〜0.24μmの範囲であり、下式
Et=(St−It)×100/St
(式中、Itは荷重9.8×10−5Nに対するトナーの塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Et)(%)が25〜60であり、
該中間転写体の弾性変形率と該トナーの弾性変形率とが、下記条件式
75≦Eb+Et≦135
を満たすことを特徴とする画像形成方法に関する。
(2)該トナーは、トナー粒子及び一次平均粒径70〜150nmの微粒子を少なくとも含有しており、該微粒子の含有量が、トナー100質量部に対して0.5質量部以上である(1)の画像形成方法。
(3)感光体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材上に二次転写し、二次転写後、クリーニング手段を中間転写体に当接させて中間転写体上に残存するトナーをクリーニングする画像形成方法に用いられる画像形成装置であって、
該クリーニング手段が、ファーブラシ又は帯電ローラであり、
該中間転写体は、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(Sb)が0.10〜1.00μmの範囲であり、下記式
Eb=(Sb−Ib)×100/Sb
(式中、Ibは荷重9.8×10−5Nに対する中間転写体の塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Eb)(%)が50以上であり、
該トナー像を形成するトナーは、円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.920〜0.960であり、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(St)が0.06〜0.24μmの範囲であり、下式
Et=(St−It)×100/St
(式中、Itは荷重9.8×10−5Nに対するトナーの塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Et)(%)が25〜60であり、
該中間転写体の弾性変形率と該トナーの弾性変形率とが、下記条件式
75≦Eb+Et≦135
を満たすことを特徴とする画像形成装置に関する。
(4)感光体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材上に二次転写し、二次転写後、クリーニング手段を中間転写体に当接させて中間転写体上に残存するトナーをクリーニングする画像形成方法に用いられるトナーであって、
該クリーニング手段が、ファーブラシ又は帯電ローラであり、
該中間転写体は、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(Sb)が0.10〜1.00μmの範囲であり、下記式
Eb=(Sb−Ib)×100/Sb
(式中、Ibは荷重9.8×10−5Nに対する中間転写体の塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Eb)(%)が50以上であり、
該トナー像を形成するトナーは、円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.920〜0.960であり、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(St)が0.06〜0.24μmの範囲であり、下式
Et=(St−It)×100/St
(式中、Itは荷重9.8×10−5Nに対するトナーの塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Et)(%)が25〜60であり、
該中間転写体の弾性変形率と該トナーの弾性変形率とが、下記条件式
75≦Eb+Et≦135
を満たすことを特徴とするトナーに関する。
Et=(St−It)×100/St
で表される。
Eb(%)=(Sb−Ib)×100/Sb
で表され、トナーと中間転写体の弾性変形率の和、つまり、Et+Ebが75〜135%の時に、ファーブラシクリーニングや帯電ローラ等のクリーニング機構を用いた場合に良好なクリーニング性を発揮することができた。特に高速の電子写真機器に使用される場合には、ファーブラシクリーニングが有効であった。
本発明においてトナー及び中間転写体の最大変位量、塑性変位量の測定は(株)エリオニクス社製 超微小硬度計ENT1100で測定した。使用圧子は100μm×100μm四方の平圧子を用い、測定環境は27℃,湿度60%で測定した。荷重をかけるスピードは、0.98×10−5N/secとする。最大荷重(9.8×10−5N)に到達後、0.1secの間、その荷重で放置する。この時点で変位している量を最大変位量とした。その後、0.98×10−5N/secのスピードで除荷し、荷重が0になったときの変位量を塑性変位量とした。
トナーの測定はセラミックセル上にトナーを塗布し、トナーがセル上に分散するように微弱なエアーを吹き付ける。そのセルを装置にセットして測定する。
中間転写体の測定は、測定サンプルをセルに硬化性ボンドで接着する。その際、接着面に空気やゴミが入らないように注意する。これは、空気やゴミの影響でサンプルの変位量が変わってしまうのを防ぐためである。ボンドが乾くまで1日以上は放置する。ボンドが乾いたら、セルを装置にセットし、任意の場所から100点測定する。最大変位量の測定結果の上限値側及び下限値側のそれぞれ10点のデータを与えるサンプルを除いて、残りの80点を算出用データとして使用し、その80点の測定結果から中間転写体の最大変位量、塑性変位量を求めた。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行った。円形度に関して、以下に説明する。
本発明において、トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターTA−II型(コールター社製)を用いて測定することができる。また、コールターマルチサイザー(コールター社製)を用いることも可能である。測定においては、電解液が使用されるが、この電解液には1%NaCl水溶液が使用される。1%NaCl水溶液は、1級塩化ナトリウムを使用して調製しても良いし、また例えば、ISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)等の市販品を使用しても良い。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
温度曲線:昇温I(30℃〜200℃、昇温速度10℃/min)
降温I(200℃〜30℃、降温速度10℃/min)
昇温II(30℃〜200℃、昇温速度10℃/min)
トナー及びワックスの最大吸熱ピークは、示差走査熱量計(DSC測定装置)DSC2920(TAインスツルメンツジャパン社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
微粒子を走査型電子顕微鏡FE−SEM(日立製作所製S−4700)により10万倍に拡大したトナー表面の写真を撮影し、その拡大写真を用いて、視野中の300個の微粒子の粒径(楕円状チタンに対しては、短軸径)を測定して個数平均粒径(D1)を求める。
・ポリエステル樹脂1の製造例
温度計、撹拌機を備えたオートクレーブ中に、
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン 10質量部
ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン 40質量部
テレフタル酸 20質量部
無水トリメリット酸 4質量部
フマル酸 26質量部
2−エチルヘキサン酸錫 0.05質量部
を仕込み、窒素雰囲気下、200〜210℃で約5時間反応させ、ポリエステル樹脂1を得た。得られたポリエステル樹脂のGPCによる分子量測定の結果を表1に示す。
温度計、撹拌機を備えたオートクレーブ中に、
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン 40質量部
ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン 10質量部
テレフタル酸 10質量部
無水トリメリット酸 1質量部
フマル酸 39質量部
2−エチルヘキサン酸錫 0.05質量部
を仕込み、窒素雰囲気下、210〜220℃で約4時間反応させ、ポリエステル樹脂2を得た。得られたポリエステル樹脂のGPCによる分子量測定の結果を表1に示す。
温度計、撹拌機を備えたオートクレーブ中に、
テレフタル酸 81質量部
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸 83質量部
プロピレングリコール 67質量部
三酸化アンチモン 0.09質量部
を仕込み170〜220℃で180分間加熱してエステル化反応を行った。次いで反応系の温度を250℃まで昇温し、系の圧力1〜10mmHgとして3時間反応を続けてポリエステル樹脂3を得た。
撹拌翼を備えたオートクレーブに、α−メチルスチレン、スチレンおよび脱水精製したトルエンの混合物と、脱水精製したトルエンで10倍希釈したボロントリフロライドフェノラート錯体(フェノール1.7倍当量)とを連続的に供給し、反応温度を5℃で重合反応させた。α−メチルスチレンとスチレンとのモル比は60/40の割合とし、モノマーおよびトルエンの混合物の供給量は1.0リットル/時間、希釈した触媒の供給量は90ml/時間とした。この反応混合物を2段目のオートクレーブに移送し、5℃で重合反応を続けさせた後、1段目と2段目のオートクレーブ中での合計滞留時間が2時間になった所で、連続的に反応混合物を排出し、滞留時間の3倍となった所で1リットルの反応混合物を採取し、重合反応を終了させた。重合終了後、採取した反応混合物に1モル/リットルのNaOH水溶液を添加し、触媒残さを脱灰した。更に得られた反応混合物を多量の水で5回洗浄した後、エバポレーターで溶媒および未反応モノマーを減圧留去して、トナー用添加剤を得た。得られたトナー用添加剤は軟化点Tm=123℃、数平均分子量Mn=1500、重量平均分子量Mw=2590であった。
・ポリエステル樹脂1 80質量部
・ポリエステル樹脂3 20質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 3質量部
・ワックスA(ノルマルパラフィン、DSCピーク温度:76℃、Mn:580) 5質量部
・トナー用添加剤 5質量部
・3,5−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 1質量部
表4に示した樹脂およびゴムを主成分とする原料ペレットを用意した。このペレットをそれぞれ押出機から多層環状ダイに送り、ダイ内で積層して押出す。押し出された多層筒状体の内部に挿入された冷却マンドレルにて冷却して寸法を規制し、半導電性の筒状体を得、これを軸方向と交差する方向に切断して多層構造の中間転写ベルトを得た。それぞれの層の厚さ、及び中間転写ベルトの最大変位量、塑性変位量、弾性変形率を表4に示す。
図3に示す画像形成装置の左端のステーションPaにシアン現像剤1を供給し、普通紙(カラーレーザーコピア用紙TKCLA4;キヤノン製)を用い、通常環境(23℃/湿度60%)下で、プリンターモードでトナーの画像を出力した。プロセススピードは300mm/secとした。オリジナル画像としては、面積比率25%画像を用いて、連続2万枚の耐久プリントアウト試験を行った。
耐久試験終了後に、画像面積比5%の帯状ベタ画像の画像形成を行い、その際の転写前のトナー画像におけるトナー量(単位面積あたり)と、転写後のトナー量(単位面積あたり)を測定し、その値から以下のようにして転写効率を算出した。尚、画像形成は、1次転写評価用と2次転写評価用として、それぞれ1枚ずつ行った。
1次転写効率(%)
={(中間転写体上のトナー量)/(感光体上の転写前のトナー量)}×100
2次転写効率(%)
={(転写材上のトナー量)/(中間転写体上のトナー量)}×100
評価方法は以下の基準に基づき、耐久後の転写効率で判断した。
A:非常に良好(92%以上)
B:良好(88%〜92%未満)
C:普通(84%〜88%未満)
D:悪い(84%未満)
(2)転写中抜けの評価
転写中抜けは耐久試験終了後、図5(a)に示した「驚」文字パターンを厚紙(128g/m2)にプリントした際の文字の中抜け(図5(b)の状態)を以下の基準に基づき、目視で評価した。
A:ほとんど発生せず
B:軽微な中抜けが見られる
C:中抜けが見られる
D:顕著な中抜けが見られる
(3)転写における画像のガサツキ度
耐久試験終了後、細線画像(7本/1mm)が転写材上転写にされた時点の未定着画像を出力し、それを100℃のオーブンで非加圧で定着させた画像を得た。その解像度をルーペを用いて観察し、トナーの飛び散り、解像度が落ちた度合いについて確認して評価した。即ち、判別可能なライン数を下記の基準で評価した。この際、判別可能なライン数は、縦方向のライン横方向のライン夫々10カ所の平均値とした。
A:7本
B:5〜6本
C:3〜4本
D:2本以下
(4)クリーニング性評価
クリーニング性の評価は、耐久試験終了後、画像濃度が0.6mg/cm2のベタ画像を出力し、トナー転写直後の中間転写体上(A)と、トナー転写後にクリーニングを行った後の中間転写体上(B)をそれぞれ透明なテープ(リンテック(株)社製 スーパーステック)を中間転写材表面に貼って残存トナーを採取する。残存トナーを採取した透明テープを普通紙(カラーレーザーコピア用紙TKCLA4;キヤノン製)に貼り付け、色彩色差計X−Rite 500Series Spectrodensitometer(X−Rite社製)によって画像濃度を測定し、次式によりクリーニング効率を算出した。
クリーニング効率(%)
=〔1−((B)試料の画像濃度/(A)試料の画像濃度)〕×100
評価方法は、以下の基準で判断した。
A:非常に良好(クリーニング効率98%以上)
B:良好(クリーニング効率96%〜98%未満)
C:普通(クリーニング効率94%〜96%未満)
D:悪い(クリーニング効率94%未満)
(5)中間転写体の融着性と傷の評価
耐久試験終了後、感光体を新品に交換して感光体上に融着や傷がないことを確認し、画像濃度が0.6mg/cm2のベタ画像を印字した。
中間転写体上へのトナー融着に起因する白抜けの数をカウントすることにより、中間転写体の融着の評価を行った。尚、中間転写体上の融着の評価基準は以下の通りとした。
A:ベタ画像上の白抜けが、2個以下
B:ベタ画像上の白抜けが、3〜5個
C:ベタ画像上の白抜けが、6〜8個
D:ベタ画像上の白抜けが、9個以上
また、中間転写体の傷による白すじの数をカウントして中間転写体の傷の評価を行った。尚、中間転写体上の傷の評価基準は以下の通りとした。
A:ベタ画像上の白筋が、0〜1個
B:ベタ画像上の白筋が、2〜4個
C:ベタ画像上の白筋が、4〜6個
D:ベタ画像上の白筋が、7個以上
実施例1では、連続複写2万枚の耐久試験後も優れた転写性、クリーニング性であった。また、中抜けガサツキといった画像不良も発生しなかった。また、中間転写体への融着や傷も発生せず、連続複写2万枚の耐久試験で優れた耐久性を示した。
実施例1において、中間転写ベルトクリーニング装置を帯電ローラを用いた静電クリーニング装置に変更する以外は同様に耐久試験を行った。表6に評価結果を示す。
二成分系現像剤1、10、11、12を用いて図3、図4で示した画像形成装置でフルカラーモードで実施例1と同様に2万枚の耐久試験を行った。耐久試験の結果、1次転写効率、2次転写効率、クリーニング性も良好で、転写中抜け、ガサツキ性が無く、中間転写体上の融着や傷も発生しなかった。
比較例1〜11も実施例1と同様に連続複写2万枚の耐久試験を行った。
Claims (5)
- 感光体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上に一次転写されたトナー像を転写材上に二次転写し、二次転写後、クリーニング手段を中間転写体に当接させて中間転写体上に残存するトナーをクリーニングする画像形成方法であって、
該クリーニング手段が、ファーブラシ又は帯電ローラであり、
該中間転写体は、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(Sb)が0.10〜1.00μmの範囲であり、下記式
Eb=(Sb−Ib)×100/Sb
(式中、Ibは荷重9.8×10−5Nに対する中間転写体の塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Eb)(%)が50以上であり、
該トナー像を形成するトナーは、円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.920〜0.960であり、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(St)が0.06〜0.24μmの範囲であり、下式
Et=(St−It)×100/St
(式中、Itは荷重9.8×10−5Nに対するトナーの塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Et)(%)が25〜60であり、
該中間転写体の弾性変形率と該トナーの弾性変形率とが、下記条件式
75≦Eb+Et≦135
を満たすことを特徴とする画像形成方法。 - 該トナーは、トナー粒子及び一次平均粒径70〜150nmの微粒子を少なくとも含有しており、該微粒子の含有量が、トナー粒子100質量部に対して0.5乃至4.0質量部であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 感光体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材上に二次転写し、二次転写後、クリーニング手段を中間転写体に当接させて中間転写体上に残存するトナーをクリーニングする画像形成方法に用いられる画像形成装置であって、
該クリーニング手段が、ファーブラシ又は帯電ローラであり、
該中間転写体は、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(Sb)が0.10〜1.00μmの範囲であり、下記式
Eb=(Sb−Ib)×100/Sb
(式中、Ibは荷重9.8×10−5Nに対する中間転写体の塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Eb)(%)が50以上であり、
該トナー像を形成するトナーは、円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.920〜0.960であり、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(St)が0.06〜0.24μmの範囲であり、下式
Et=(St−It)×100/St
(式中、Itは荷重9.8×10−5Nに対するトナーの塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Et)(%)が25〜60であり、
該中間転写体の弾性変形率と該トナーの弾性変形率とが、下記条件式
75≦Eb+Et≦135
を満たすことを特徴とする画像形成装置。 - 該トナーは、トナー粒子及び一次平均粒径70〜150nmの微粒子を少なくとも含有しており、該微粒子の含有量が、トナー100質量部に対して0.5乃至4.0質量部であることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 感光体上に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写し、該中間転写体上のトナー像を転写材上に二次転写し、二次転写後、クリーニング手段を中間転写体に当接させて中間転写体上に残存するトナーをクリーニングする画像形成方法に用いられるトナーであって、
該クリーニング手段が、ファーブラシ又は帯電ローラであり、
該中間転写体は、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(Sb)が0.10〜1.00μmの範囲であり、下記式
Eb=(Sb−Ib)×100/Sb
(式中、Ibは荷重9.8×10−5Nに対する中間転写体の塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Eb)(%)が50以上であり、
該トナー像を形成するトナーは、円相当径2μm以上の粒子における平均円形度が0.920〜0.960であり、荷重9.8×10−5Nに対する最大変位量(St)が0.06〜0.24μmの範囲であり、下式
Et=(St−It)×100/St
(式中、Itは荷重9.8×10−5Nに対するトナーの塑性変位量(μm)を表す。)
で表される弾性変形率(Et)(%)が25〜60であり、
該中間転写体の弾性変形率と該トナーの弾性変形率とが、下記条件式
75≦Eb+Et≦135
を満たすことを特徴とするトナー。
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