JP2007011295A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナー粒子の個数粒度分布において、50%平均粒径がA(μm)のとき、A×0.5(μm)以下、及びA×1.5(μm)以上の粒径を有するトナー粒子の占める割合を各々5個数%以下、トナー粒子の像担持体表面に対する付着力分布において、1.3×10−8(N)以下のトナー粒子の占める割合を10重量%以下、かつ3×10−7(N)以上のトナー粒子の占める割合はを5重量%以下とする。
【選択図】図4
Description
前記トナー粒子の個数粒度分布において、50%平均粒径がA(μm)のとき、A×0.5(μm)以下、及びA×1.5(μm)以上の粒径を有するトナー粒子の占める割合は、各々5個数%以下であり、
前記トナー粒子の該像担持体表面に対する付着力分布において、
1.3×10−8(N)以下のトナー粒子の占める割合は、10重量%以下、かつ3×10−7(N)以上のトナー粒子の占める割合は、5重量%以下である画像形成装置を提供する。
前記トナー粒子の個数粒度分布において、50%平均粒径がA(μm)のとき、A×0.5(μm)以下、及びA×1.5(μm)以上の粒径を有するトナー粒子の占める割合は、各々5個数%以下であり、
前記現像部は、前記像担持体表面の残留現像剤を現像と同時に該現像部内に回収する機構をさらに有し、
前記トナー粒子の該像担持体表面に対する付着力分布において、
1.3×10−8(N)以下のトナー粒子の占める割合は、10重量%以下、かつ3×10−7(N)以上のトナー粒子の占める割合は、5重量%以下である画像形成装置を提供する。
トナー粒子の該像担持体表面に対する付着力分布において、
1.3×10−8(N)以下のトナー粒子の占める割合は、10重量%以下、かつ3×10−7(N)以上のトナー粒子の占める割合は、5重量%以下であることを規定する。
トナー粒子の個数粒度分布において、50%平均粒径がA(μm)のとき、A×0.5(μm)以下、及びA×1.5(μm)以上の粒径を有するトナー粒子の占める割合は、各々4%以下であり、トナー粒子の像担持体表面に対する付着力分布において、3×10−7(N)以上のトナー粒子の占める割合は、4重量%以下であることを規定する。
トナー粒子の個数粒度分布において、50%平均粒径がA(μm)のとき、A×0.5(μm)以下の粒径を有するトナー粒子の占める割合は、3%以下であり、トナー粒子の転写媒体表面に対する付着力分布において、1.3×10−8(N)以下のトナー粒子の占める割合は、5重量%以下であることを規定する。
K:表面電荷密度に関わる定数
q:トナー粒子1粒が持つ電荷量
Fe=Kq2:静電付着力
Fv:ファンデルワールス力
Fb:液架橋力
表面電荷密度が同じとするならば、静電引力はq2に比例するため粒径の4乗に、ファンデルワールス力は粒径の1乗に比例する。また荷電粒子が受ける電界の力は電荷量に比例するため粒径の2乗に比例する。従って、トナー粒径が1.5倍のとき像担持体との付着力は約3.9倍、転写媒体へ向かう引力は約2.2倍となり、像担持体との付着力の方が約2倍大きいため転写しにくくなり、転写残りとなる可能性が高い。また、トナー粒子の粒径が0.5倍のとき、像担持体との付着力は1/16、転写媒体へ向かう引力は1/4になり、転写の力のほうが4倍大きくなるため、最高電界点となる像担持体と転写バイアス印加部材との接触点から、遠い位置で像担持体から離れ、転写媒体に向かって移動を始める。その時、移動距離が長いため正確に潜像に対応する転写媒体上の位置に移動することは難しく、このため、画像周辺に散りが発生して、画像劣化の原因となる。50%平均粒径の1.5倍より大きな粒径を有するトナー粒子は、転写残りになりやすい。これにより、転写後の残留現像剤量を3重量%以下に抑えるためには50%平均粒径の1.5倍以上の粒径を有するトナー粒子の占める割合を5個数%以下に抑えることが必要である。残留現像剤量が3重量%であることは、現像剤を効率よく消費して廃棄される現像剤量を減らし、またリサイクルシステムで回収した残留現像剤を現像器に戻して再利用する際、長期使用によっても現像特性が変化しないために必要な最大量である。また、50%平均粒径の0.5倍以下の粒径を持つ微粉の量が多いとき、画像周辺に発生するちりもまた相対的に多いことから、50%平均粒径の0.5倍以下の粒径を有する微粉の量を5個数%以下に抑えることにより、視認しにくいレベルまでちりを低減させることが出来る。
中間転写体だった場合の転写体表面の汚染や傷により付着力の変動があること等不安定要素が多く、付着力分布の測定結果と逆転写特性との関係が常に一致するとは限らない。しかし、粒度分布と付着力分布を共に制御することによって、付着力の変動の影響を排除し、逆転写による画質劣化を防止することが出来る。逆転写による不具合は細線の劣化に顕著に表れ、像担持体から転写媒体に高画質で転写されたあと、逆転写によって細線の一部が逆転写で欠損することすなわち細線欠損によって、細線にばらつきが生じる。この細線濃度の長手方向のばらつきを指標としたとき、逆転写量が少なくなるほどばらつき量は小さくなり、ばらつきが 0.07以下であれば画質の許容範囲である。細線濃度のばらつきは、トナー粒子の個数粒度分布における微粉の量、及びトナー粒子と転写媒体との付着力分布において1.3×10−8(N)以下の付着力を有するトナー粒子の割合に相関がある。上記第3の条件によれば、使用するトナー粒子の個数粒度分布において、50%平均粒径の1/2以下の粒径を有するトナー粒子の占める割合を3%以下とし、使用するトナー粒子と転写媒体との付着力において、1.3×10−8(N)以下の弱い付着力を有するトナー粒子の占める割合を5重量%以下とすることにより、逆転写による細線劣化を防止することが出来る。
超遠心機を10000rpmで回転させたあと試料設置板6、試料受け板8を取り出し、それぞれに付着しているトナーをメンディングテープで剥離し、白紙に貼り付ける。このトナーが付着したテープの反射濃度をMacbeth濃度計にて測定する。
この濃度から分離したトナー量、及び分離しなかったトナー量を算出する。
また、超遠心機の回転数を100000rpmまで、任意の間隔例えば10000rpmずつあげて同様の操作を繰り返す。
RCF=1.118×10−5×r×N2×g …(1)
r:サンプルセット位置の回転中心からの距離
N:回転速度(rpm)
g:重力加速度
トナーが受ける遠心力は、トナー1粒の重さがmのとき、
F=RCF×m …(2)
m=(4/3)π×r3×ρ …(3)
r:真球相当半径
ρ:トナーの比重
で表される。
なお、付着力にはトナーの帯電量が大きく影響するため、精度良く測定するためには実際のプロセスに即した付着のさせ方で測定サンプルを作成することが望ましい。
1.3×10−8(N)以下のトナーの占める割合は、10重量%以下、かつ3×10−7(N)以上のトナーの占める割合は、5重量%以下である。
トナーの個数粒度分布において、50%平均粒径がA(μm)のとき、A×0.5(μm)以下、及びA×1.5(μm)以上の粒径を有するトナーの占める割合は、各々4個数%以下であり、トナーの感光体11表面に対する付着力分布において、3×10−7(N)以上のトナーの占める割合は、4重量%以下である。
以下のように4種のトナー及び2種のキャリアを作成した。
ポリエステル樹脂92重量部、カーミン6B 6重量部、ライスワックス2重量部を混練して、疎粉砕、及び微粉砕後、エルボジェット分級により8μm以上及び3μm以下をカットして、サフュージング処理を行うことにより、機械的球形化処理を施し、球形度0.95を有するトナー粒子を得た。
40μmの体積平均粒径を有する球形フェライトコアに、シリコン樹脂コートを施し、1×109Ω/cm2の表面抵抗を有するキャリアαを得た。
ライスワックスの添加量を2重量部に変更すること以外はトナーAと同様にして、50%平均粒径4.5μm、6.75μm以上の粒径を有するトナーの割合が5%、2.25μm以下の粒径を有するトナーの割合2.8%という粒度分布を有するトナーBを作成した。
トナーAに、トナーAよりも強い負荷をかけてサフュージング処理を行うことにより、機械的球形化処理を施し、球形度0.97を有するトナー粒子を得た。その後、得られたトナー粒子96.5重量部に対し、1次粒径70nmのシリカ2.5重量部及び酸化チタン1重量部をヘンシェルミキサーにて添加して、トナーCを得た。
40μmの平均粒径を有する球形フェライトコアに、シリコン樹脂コートを施し、キャリアαより高い11.5×1010Ω/cm2の表面抵抗を有するキャリアβを得た。
球形マグネタイトからなる5×106Ω/cm2の表面抵抗を有するコア材にカーボンブラックからなる導電粒子を分散させたフッ素樹脂を平均約5μmの厚さでコートした35μmの体積平均粒径を有する半導電のキャリアγを得た。
スチレンモノマー60重量部、アクリルモノマー30重量部、ライスワックス2重量部、カーミン6B 7重量部、CCA 1重量部の割合で乳化重合法により0.1μm径の重合粒子を製造し、凝集、洗浄、及び乾燥させて、平均粒径4.9μmのトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の球形度は0.96であった。このトナー粒子92重量部に対し、添加剤として、1次粒径20nmのシリカを6重量部、及び酸化チタン2重量部を添加し、トナーDを得た。
1次粒径35nmのシリカの添加量を8重量部に変更すること以外はトナーDと同様にしてトナーEを得た。
トナーB 5重量部と、フェライトキャリアα 95重量部とを混合して現像剤を作成した。
図5と同様の構成を有する画像形成装置に、上記表1に示すトナーを適用して、残留トナー量を計測した。
搬送部材の代わりに中間転写体を使用すること以外は、実験例1に使用した画像形成装置と同様の装置を用意した。
まず、図5の画像ユニットを使用した図6と同様の画像形成装置を用意した、上記表1に記載の現像剤を適用して、画出しを行なった。
Claims (2)
- 像担持体に形成された静電潜像にトナー粒子を供給し、該トナー粒子を該像担持体表面に付着させ、及び該像担持体上に現像剤像を形成するための現像部、該現像剤像を転写媒体に転写するための転写部を具備する画像形成装置であって、
前記トナー粒子の個数粒度分布において、50%平均粒径がA(μm)のとき、A×0.5(μm)以下、及びA×1.5(μm)以上の粒径を有するトナー粒子の占める割合は、各々5個数%以下であり、
前記トナー粒子の該像担持体表面に対する付着力分布において、
1.3×10−8(N)以下のトナー粒子の占める割合は、10重量%以下、かつ3×10−7(N)以上のトナー粒子の占める割合は、5重量%以下である画像形成装置。 - 像担持体に形成された静電潜像にトナー粒子を供給し、該トナー粒子を該像担持体表面に付着させ、及び該像担持体上に現像剤像を形成するための現像部、該現像剤像を転写媒体に転写するための転写部を具備する画像形成装置であって、
前記トナー粒子の個数粒度分布において、50%平均粒径がA(μm)のとき、A×0.5(μm)以下、及びA×1.5(μm)以上の粒径を有するトナー粒子の占める割合は、各々5個数%以下であり、
前記現像部は、前記像担持体表面の残留現像剤を現像と同時に該現像部内に回収する機構をさらに有し、
前記トナー粒子の該像担持体表面に対する付着力分布において、
1.3×10−8(N)以下のトナー粒子の占める割合は、10重量%以下、かつ3×10−7(N)以上のトナー粒子の占める割合は、5重量%以下である画像形成装置。
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