JP2010009083A - Image forming device - Google Patents
Image forming device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010009083A JP2010009083A JP2009238035A JP2009238035A JP2010009083A JP 2010009083 A JP2010009083 A JP 2010009083A JP 2009238035 A JP2009238035 A JP 2009238035A JP 2009238035 A JP2009238035 A JP 2009238035A JP 2010009083 A JP2010009083 A JP 2010009083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- image forming
- color
- intermediate transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Color Electrophotography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関するものであり、とくに複数色のトナーを用いて像担持体上にトナーを画像を逐次形成し、転写電圧を印加して画像を中間転写媒体に転写した後に、紙等の記録材上に画像を転写する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus, and in particular, forms a toner image on an image carrier using a plurality of colors of toner, applies a transfer voltage to transfer the image onto an intermediate transfer medium, and then transfers the paper. The present invention relates to an image forming apparatus that transfers an image onto a recording material such as a recording material.
カラー画像を形成する画像形成装置に各種のものが知られているが、潜像担持体上に複数色のトナーによって逐次可視化されたトナー像を形成し、中間転写媒体上に転写電圧を印加して色重ねされたカラー画像を形成した後に、紙等の記録材上に一括して転写を行い、加熱、加圧等によってトナーを軟化させて、記録材上にトナー像を定着することによってカラー画像を形成する画像形成装置が知られている。 Various types of image forming apparatuses that form color images are known. A toner image visualized sequentially with a plurality of colors of toner is formed on a latent image carrier, and a transfer voltage is applied to an intermediate transfer medium. After forming a color image in which colors are overlaid, the image is transferred onto a recording material such as paper at once, and the toner image is fixed on the recording material by softening the toner by heating, pressing, etc. An image forming apparatus that forms an image is known.
また、形成されるカラー画像を高精細度化し、トナーの使用量を減少させるために、粒径の小さなトナーを用いることが行われている。
ところが、トナーを小粒径化すると、トナーの流動性が低下することにより、現像ローラ表面や規制ブレードとの摩擦帯電が困難になる結果、充分な電荷を付与できなかった。その為に、トナーに帯電量分布が存在し、負帯電用トナーであっても正に帯電したトナーを含有することは避けきれず、その結果、像担持体上の非画像部にカブリを生じた。また、カブリを抑えるために、非磁性一成分現像においては、規制圧を高くすることが知られているが、トナーが過帯電になり、現像時のトナー濃度が低くなったり、転写効率が低くなる傾向にあった。そこで、現像ローラ上の規制後の付着トナー量を適正な範囲とすることが提案されている（例えば、特許文献１）。
In addition, in order to increase the definition of a color image to be formed and reduce the amount of toner used, toner having a small particle diameter is used.
However, when the toner particle size is reduced, the fluidity of the toner is lowered, so that frictional charging with the surface of the developing roller and the regulating blade becomes difficult. As a result, sufficient charge cannot be imparted. For this reason, there is a charge amount distribution in the toner, and even if it is a negative charging toner, it is unavoidable to contain a positively charged toner. As a result, fog occurs in the non-image area on the image carrier. It was. In addition, in order to suppress fogging, it is known to increase the regulation pressure in non-magnetic one-component development, but the toner becomes overcharged, the toner concentration during development is lowered, and the transfer efficiency is lowered. Tended to be. In view of this, it has been proposed that the amount of toner adhering after the regulation on the developing roller is within an appropriate range (for example, Patent Document 1).
また、小粒径トナーを用い、帯電性と画質の粒状性の向上のため、各色トナーの被記録材に対する最大付着量を所定の大きさとすることが提案されている（例えば、特許文献２）。
しかしながら、これに記載の方法では、トナーを均一に熱定着をする低温定着性の向上には効果的であるが、トナーの転写効率については不十分なものであった。
また、感光体上に形成された潜像を、イエロー、マゼンタ、シアンのカラートナー、及び黒トナーで現像し、各トナー像を中間転写媒体に転写した後に、黒トナ一による現像像を中間転写体上に一次転写して重ね合わせてから、他の記録材へ二次転写するフルカラー画像形成方法が提案されている（例えば、特許文献３）。
Further, it has been proposed to use a toner having a small particle diameter and to make the maximum adhesion amount of each color toner to a recording material a predetermined size in order to improve chargeability and granularity of image quality (for example, Patent Document 2). .
However, the method described therein is effective in improving the low-temperature fixability for uniformly heat-fixing the toner, but the transfer efficiency of the toner is insufficient.
The latent image formed on the photoconductor is developed with yellow, magenta, and cyan color toners and black toner, and each toner image is transferred to an intermediate transfer medium. There has been proposed a full-color image forming method in which a primary transfer is performed on a body and superimposed, followed by a secondary transfer to another recording material (for example, Patent Document 3).
しかしながら、中間転写媒体が一次転写の繰り返しにより帯電することがなく、最後に現像および一次転写される黒トナーの転写効率が良くなることが記載されているが、トナーの転写効率については不十分なものであった。
また、最初に黒トナーを、次いでイエロー、マゼンタ、シアンのカラートナーで現像することで、黒トナーに他の色トナーが混色することなく、黒色トナーのみのリサイクルが可能なカラー画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献４）。しかしながら、この場合にも、トナーの紙への転写効率は不充分なものであった。
However, although it is described that the intermediate transfer medium is not charged by repeated primary transfer and the transfer efficiency of the black toner finally developed and primary transferred is improved, the transfer efficiency of the toner is insufficient. It was a thing.
In addition, by developing black toner first, then with yellow, magenta, and cyan color toners, we propose a color image forming device that can recycle only black toner without black toner mixing with other color toners. (For example, Patent Document 4). However, even in this case, the transfer efficiency of the toner onto the paper is insufficient.
また、中間転写媒体を介して記録材の両面にトナー像を形成するとともに、イエロー、マゼンタ、シアン、黒からなるカラートナー像の重ね合わせ順が、最初と最後がシアンと黒、その間がイエローとマゼンタとするカラー画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献５）が、トナーの転写効率は不充分なものであった。 In addition, a toner image is formed on both sides of the recording material via an intermediate transfer medium, and the color toner image composed of yellow, magenta, cyan, and black is superposed in the order of cyan and black between the first and last, and yellow between them. A magenta color image forming apparatus has been proposed (for example, Patent Document 5), but the toner transfer efficiency was insufficient.
また、帯電量の小さいトナーから現像することが提案されており（例えば、特許文献６）、更に、転写効率を高める為に、トナーの色毎に転写電圧を高くすることが提案されている（例えば、特許文献７）。
また、最下層のトナーの転写効率が大きくなるように転写電圧を設定することが提案されており（例えば、特許文献８）、トナーの色を最初と最後がシアンと黒、その間がイエローとマゼンタとすることが提案されている（例えば、特許文献９）。
また、シアン、イエロー、マゼンタ、黒の順で現像することが提案されている（例えば、特許文献１０）。
In addition, it has been proposed to develop from a toner with a small charge amount (for example, Patent Document 6), and in order to further increase the transfer efficiency, it is proposed to increase the transfer voltage for each toner color ( For example, Patent Document 7).
In addition, it has been proposed to set the transfer voltage so as to increase the transfer efficiency of the toner in the lowermost layer (for example, Patent Document 8). The toner colors are cyan and black at the beginning and end, and yellow and magenta between them. (For example, patent document 9).
In addition, development in the order of cyan, yellow, magenta, and black has been proposed (for example, Patent Document 10).
また、複数色のトナーを使用して重ね画像を形成する場合には、２色目以降のトナーは、先に形成したトナー上にトナー像を形成することが必要であり、先に形成したトナー像上に安定したトナー像を形成することが求められていた。 In addition, when forming an overlapping image using a plurality of color toners, it is necessary for the second and subsequent color toners to form a toner image on the previously formed toner. There has been a demand for forming a stable toner image on the top.
重ね形成されたトナー像が先に形成されたトナー上、あるいは中間調の場合には、先に形成されたトナーに隣接した位置に正確に形成されないと、所望の色調の画像形成が困難であったり、あるいはトナーの飛び散りが発生し、画像品質が低下があった。
また、形成されたトナー像を定電圧電源によって転写電圧を印加して中間転写媒体に転写しようとすると、すべてのトナー画像が正確に転写されなかったり、大きな転写電圧を印加することが必要であった。
When the toner image formed in a superimposed manner is on the previously formed toner or in a halftone, it is difficult to form an image with a desired color tone unless it is accurately formed at a position adjacent to the previously formed toner. Or the toner scatters and the image quality deteriorates.
In addition, when a transfer voltage is applied to an intermediate transfer medium by applying a transfer voltage from a constant voltage power source to the formed toner image, all the toner images are not accurately transferred, or it is necessary to apply a large transfer voltage. It was.
本発明は、潜像担持体上に形成された静電潜像を、黒トナーあるいは複数色のカラートナーを用いて、色重ねした画像を形成した後に、中間転写媒体または記録材に画像を転写して定着する画像形成装置において、黒トナーとその他のカラートナーとの機能の違いに着目すると共に、色重ねされるトナーが中間転写または記録材に対して転写される際に、定着工程を経てカラー画像を形成する画像形成装置において、転写されたトナー像がずれたりすることなく高い転写効率でカラー画像を転写することが可能であり、感光体上の転写残りトナー量が少なく、形成される画像特性が優れる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
また、本発明は、感光体上に複数色のトナーを用いて、逐次トナー像を、中間転写媒体上に転写電圧を印加して色重ねしてカラー画像を形成させた後に、紙、合成樹脂フィルム等の記録材に一括して転写し、定着工程を経てカラー画像を形成する画像形成装置において、転写されたトナー像がずれたりすることなく高い転写効率でカラー画像を転写することが可能であり、感光体上の転写残りトナー量が少なく、形成される画像特性が優れる画像形成装置を提供することを課題とするものである。
The present invention forms an image in which an electrostatic latent image formed on a latent image carrier is overlaid with black toner or a plurality of color toners, and then transfers the image to an intermediate transfer medium or recording material. In the image forming apparatus to be fixed in this manner, attention is paid to the difference in function between the black toner and the other color toners, and when the color-superposed toner is transferred to the intermediate transfer or the recording material, a fixing process is performed. In an image forming apparatus that forms a color image, it is possible to transfer a color image with high transfer efficiency without shifting the transferred toner image, and the amount of toner remaining on the photoconductor is small and formed. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having excellent image characteristics.
The present invention also provides a method for forming a color image by sequentially applying toner images of a plurality of colors on a photoconductor and applying a transfer voltage on an intermediate transfer medium to form a color image. In an image forming apparatus that batch-transfers to a recording material such as film and forms a color image through a fixing process, it is possible to transfer a color image with high transfer efficiency without shifting the transferred toner image. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which the amount of toner remaining on the photosensitive member is small and the formed image characteristics are excellent.
本発明の課題は、潜像担持体上に静電潜像を形成し、黒あるいは複数色のトナーを用いて色重ねによりカラー画像を形成する画像形成装置において、少なくとも仕事関数が最も大きなトナーから中間転写媒体もしくは記録材上に転写される画像形成装置とすることによって解決するものである。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on a latent image carrier and forms a color image by superimposing colors using black or a plurality of color toners. This can be solved by using an image forming apparatus that is transferred onto an intermediate transfer medium or a recording material.
また、中間転写媒体上に逐次トナー像を形成し、形成されたトナー像を一括して記録材上に転写した後に定着する前記の画像形成装置である。
複数色の現像器を仕事関数の大きいトナー順に現像するように配置して、画像を形成した後に、逐次、定電圧電源から供給される転写電圧によって、中間転写媒体に転写した前記の画像形成装置である。
潜像担持体上の転写残りトナーを除去するクリーナを備えていない前記の画像形成装置である。
In the image forming apparatus, the toner images are sequentially formed on the intermediate transfer medium, and the formed toner images are collectively transferred onto the recording material and then fixed.
The above-described image forming apparatus in which a plurality of color developing devices are arranged so as to be developed in order of toner having a large work function, and after forming an image, the image forming apparatus is sequentially transferred to an intermediate transfer medium by a transfer voltage supplied from a constant voltage power source It is.
The image forming apparatus is not provided with a cleaner that removes transfer residual toner on the latent image carrier.
潜像担持体と同極性のトナーの平均帯電量の絶対値が１６μＣ／ｇ以下であり、現像後の潜像担持体上のトナーおよび記録材上に転写されたトナーに含まれる感光体上の静電潜像と逆極性のトナーの個数を５％以下とした前記の画像形成装置である。
このように、潜像担持体上に形成された静電潜像を仕事関数の大きなトナーから順に現像し、逐次定電圧電源から供給される転写電圧によって、トナー画像を中間転写媒体上に転写して、カラー画像を形成する画像形成装置によって、像担持体上に残留する転写残りトナーが少なく、また転写されるトナー画像は、先に転写されたトナー画像上に正確に画像形成され、優れたカラー画像を形成することができる。
したがって、本発明の画像形成装置は、潜像担持体上に残留するトナーが少ないので、潜像担持体上に残留するトナーを除去するクリーナーおよびクリーナーによって除去されたトナーを集めるための廃トナー収容手段を設ける必要がなく、装置の小型化を行うことができると共に保守も簡単なものとなる。
The absolute value of the average charge amount of the toner having the same polarity as that of the latent image carrier is 16 μC / g or less, and the toner on the latent image carrier after development and the photosensitive member included in the toner transferred onto the recording material. In the image forming apparatus, the number of toners having a polarity opposite to that of the electrostatic latent image is 5% or less.
In this way, the electrostatic latent image formed on the latent image carrier is developed in order from the toner having the largest work function, and the toner image is sequentially transferred onto the intermediate transfer medium by the transfer voltage supplied from the constant voltage power source. The image forming apparatus for forming a color image has a small amount of toner remaining on the image carrier, and the transferred toner image is accurately formed on the previously transferred toner image. A color image can be formed.
Accordingly, since the image forming apparatus of the present invention has a small amount of toner remaining on the latent image carrier, a cleaner that removes the toner remaining on the latent image carrier and a waste toner container for collecting the toner removed by the cleaner are collected. There is no need to provide a means, the apparatus can be reduced in size, and maintenance can be simplified.
画像形成される像担持体が有機感光体である前記の画像形成装置である。
負帯電トナー、および反転現像器を用いた前記の画像形成装置である。
潜像担持体上に現像されたトナー量が０．５５ｍｇ／ｃｍ2以下に規制された非磁性一成分トナーを用いた前記の画像形成装置である。
このように、現像による潜像担持体上の付着トナー量を０．５５ｍｇ／ｃｍ2以下とすることで、記録材への一次転写電圧を低く押さえることが可能となり、その結果、記録材と潜像担持体間の１次転写時の非画像部への放電を抑制することができ、転写トナー画像の飛び散りや飛散の防止が可能となる。この効果は、仕事関数の大きいトナーより順に現像することで１次転写電圧をより低くでき、高品質のカラートナー像を得ることができる。
潜像担持体と現像ローラの周速比が、少なくとも１．１ないし２．５である前記の画像形成装置である。
In the image forming apparatus, the image carrier on which an image is formed is an organic photoreceptor.
The image forming apparatus using the negatively charged toner and the reverse developing device.
The image forming apparatus using the non-magnetic one-component toner in which the amount of toner developed on the latent image carrier is regulated to 0.55 mg / cm 2 or less.
Thus, by setting the amount of toner adhered on the latent image carrier by development to 0.55 mg / cm 2 or less, the primary transfer voltage to the recording material can be kept low. It is possible to suppress discharge to the non-image portion during the primary transfer between the image carriers, and it is possible to prevent the transferred toner image from being scattered or scattered. In this effect, the primary transfer voltage can be lowered by developing sequentially from toner having a larger work function, and a high-quality color toner image can be obtained.
In the image forming apparatus, the peripheral speed ratio between the latent image carrier and the developing roller is at least 1.1 to 2.5.
また、潜像担持体上に静電潜像を形成し、黒あるいは複数色のトナーを用いて色重ねによりカラー画像を形成する画像形成装置に用いるトナーにおいて、少なくとも仕事関数が最も大きなトナーから中間転写媒体に転写されるとともに、少なくとも疎水性の二酸化ケイ素粒子と疎水性二酸化チタンを流動性改良剤として含有するトナーである。
複数色の現像器を仕事関数の大きいトナー順に現像するように配置して、画像を形成した後に、逐次、定電圧電源から供給される転写電圧によって、中間転写媒体に転写される前記のトナーである。
Further, among toners used in an image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on a latent image carrier and forms a color image by superimposing colors using black or a plurality of colors of toner, the toner having at least the largest work function is used in the middle. The toner is transferred to a transfer medium and contains at least hydrophobic silicon dioxide particles and hydrophobic titanium dioxide as fluidity improvers.
With the above-described toner transferred to an intermediate transfer medium by a transfer voltage supplied from a constant voltage power source after an image is formed by arranging a multi-color developer so as to develop in order of toner having a larger work function. is there.
トナーは、トナー粒子の投影像の測定によって求めたトナー粒子の投影像の周囲長（μｍ）Ｌ1と、トナー粒子の投影像の面積に等しい真円の周囲長（μｍ）Ｌ0との比、Ｌ0／Ｌ1で表される円形度が０．９４以上である前記のトナーである。
個数基準の平均粒子径が４．５〜９μｍであるトナーである前記のトナーである。
トナーは重合性有機化合物のモノマー、オリゴマーの少なくともいずれかを、着色剤を含有させて重合をすることによって形成したものである前記のトナーである。
For the toner, the ratio of the peripheral length (μm) L 1 of the projected image of the toner particles obtained by measuring the projected image of the toner particles to the peripheral length (μm) L 0 of a perfect circle equal to the area of the projected image of the toner particles. , L 0 / L 1 , the toner having a circularity of 0.94 or more.
The toner is a toner having a number-based average particle size of 4.5 to 9 μm.
The toner is the above-described toner formed by polymerizing at least one of a polymerizable organic compound monomer and oligomer containing a colorant.
本発明の画像形成装置では各色トナーの転写効率が上がる結果、潜像担持体上の転写残りトナーが激減する。その結果、クリーニング負荷低減による潜像担持体の磨耗減少とクリーニングトナー量が減少することによるクリーニングトナーを収容する容器の容量を従来より極端に小さくできたので、画像形成装置自体の小型化が可能となる。 In the image forming apparatus of the present invention, the transfer efficiency of each color toner increases, and as a result, the residual toner on the latent image carrier is drastically reduced. As a result, the capacity of the container for storing the cleaning toner due to the decrease in the wear of the latent image carrier due to the reduction in the cleaning load and the reduction in the amount of the cleaning toner can be made extremely smaller than before, so the image forming apparatus itself can be downsized. It becomes.
本発明においては、定電圧転写によって、中間転写媒体上に複数色のトナーを色重ねした後に、紙等の記録材に転写する画像形成装置において、複数色のトナーを仕事関数が大きな順に重ねて、中間転写媒体上に現像、転写を逐次行うことによって、色重ねされたトナーは確実に重なりあうので、色再現性に優れた高画質の画像形成が可能となるとともに転写効率が向上する。
その結果、感光体上に残留する転写残りトナーの量を減少あるいは実質的に無視できる量とすることができるので、潜像担持体から転写残りトナーとして回収されるトナー量を減少させ、廃トナー容器をより小さくしたり、あるいはクリーニング手段および廃トナー容器を不要とすることができるので、画像形成装置の小型化も可能とするものである。
In the present invention, in an image forming apparatus in which a plurality of color toners are superimposed on an intermediate transfer medium by constant voltage transfer and then transferred to a recording material such as paper, the plurality of color toners are superimposed in descending order of work functions. By sequentially performing development and transfer on the intermediate transfer medium, the color-superposed toners surely overlap each other, so that a high-quality image with excellent color reproducibility can be formed and transfer efficiency can be improved.
As a result, the amount of transfer residual toner remaining on the photoconductor can be reduced or made substantially negligible, so that the amount of toner recovered as transfer residual toner from the latent image carrier can be reduced and waste toner can be reduced. Since the container can be made smaller, or the cleaning means and the waste toner container can be dispensed with, the image forming apparatus can be downsized.
本発明は、像担持体上の静電潜像を黒トナーあるいは複数色のカラートナーとの色重ねによって画像に形成して、記録材上に画像を転写する画像形成装置において、少なくとも仕事関数が最も大きいトナーから中間転写媒体に転写することによって、転写効率の大きな画像の形成が可能な画像形成装置を得ることができることを見出したものである。
また、本発明は、像担持体上の静電潜像を複数色のトナーによって、逐次現像して、定電圧転写電圧によって、中間転写媒体に転写する画像形成装置において、複数色のトナーの現像順序を、先に現像されたトナーの仕事関数よりも、仕事関数が小さなトナーとすることによって、転写効率の大きな画像の形成が可能な画像形成装置を得ることができることを見出したものである。
The present invention relates to an image forming apparatus for forming an electrostatic latent image on an image carrier on an image by superimposing black toner or a plurality of color toners, and transferring the image onto a recording material. The present inventors have found that an image forming apparatus capable of forming an image with high transfer efficiency can be obtained by transferring the largest toner to an intermediate transfer medium.
The present invention also provides an image forming apparatus that sequentially develops an electrostatic latent image on an image carrier with a plurality of colors of toner and transfers them to an intermediate transfer medium with a constant voltage transfer voltage. It has been found that an image forming apparatus capable of forming an image with high transfer efficiency can be obtained by setting the order of the toner to a toner having a work function smaller than the work function of the previously developed toner.
本発明におけるトナー、潜像担持体の仕事関数について説明する。
物質の仕事関数（Φ）は、その物質から電子を取り出すために必要なエネルギーとして知られており、仕事関数が小さいほど電子を放出しやすく、大きい程電子を出しにくい。そのため、仕事関数の小さい物質と大きい物質を接触させると、仕事関数の小さい物質は正に、仕事関数の大きい物質は負に帯電する。
仕事関数は下記の測定方法により測定されるものであり、その物質から電子を取り出すためのエネルギー（ｅＶ）として数値化され、種々の物質からなるトナーと画像形成装置における種々の部材との接触による帯電性を評価しうるものである。
The work function of the toner and latent image carrier in the present invention will be described.
The work function (Φ) of a substance is known as the energy required to extract electrons from the substance. The smaller the work function, the easier it is to emit electrons, and the larger the work function, the harder it is to emit electrons. Therefore, when a substance having a small work function is brought into contact with a substance having a small work function, the substance having a small work function is positively charged, and the substance having a large work function is negatively charged.
The work function is measured by the following measurement method, and is quantified as energy (eV) for extracting electrons from the material, and is based on contact between toners of various materials and various members in the image forming apparatus. The chargeability can be evaluated.
仕事関数（Φ）は、表面分析装置（理研計器製 ＡＣ−２、低エネルギー電子計数方式）を使用して測定される。本発明にあっては、該装置において、重水素ランプを使用し、照射光量５００ｎＷに設定し、分光器により単色光を選択し、照射面積を４ｍｍ角とし、エネルギー走査範囲３．４〜６．２ｅＶ、測定時間１０ｓｅｃ／１個所で試料に照射する。そして、試料表面から放出される光電子を検出して求めたものであり、仕事関数に関しては、繰り返し精度（標準偏差）０．０２ｅＶで測定されるものである。なお、データ再現性を確保するための測定環境としては、使用温湿度２５℃、５５％ＲＨの条件下で、２４時間放置品を測定試料とした。 The work function (Φ) is measured using a surface analyzer (AC-2, low energy electronic counting method manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). In the present invention, in the apparatus, a deuterium lamp is used, the irradiation light quantity is set to 500 nW, monochromatic light is selected by a spectroscope, the irradiation area is set to 4 mm square, and the energy scanning range is 3.4 to 6. The sample is irradiated at 2 eV and at a measurement time of 10 sec / 1 place. Then, it is obtained by detecting photoelectrons emitted from the sample surface, and the work function is measured with a repeatability (standard deviation) of 0.02 eV. In addition, as a measurement environment for ensuring data reproducibility, a 24-hour product was used as a measurement sample under the conditions of operating temperature and humidity of 25 ° C. and 55% RH.
図１は、黒トナーとその他の複数色のトナーによる画像形成を説明する図である。
黒トナーＢｋによって画像形成が行われる場合には、図１（Ａ）に示すように、複数色のトナーの加色によって黒色を形成する場合に、更に黒トナーＢｋを色重ねする場合、あるいは図１（Ｂ）、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）、図１（Ｅ）等に示すように、他の色のトナーによって形成された画像上に黒トナーＢｋを色重ねしてコントラストの向上等を行う場合がある。
FIG. 1 is a diagram for explaining image formation using black toner and other color toners.
When an image is formed with the black toner Bk, as shown in FIG. 1A, when black is formed by adding a plurality of colors of toner, when the black toner Bk is further overlaid, 1 (B), FIG. 1 (C), FIG. 1 (D), FIG. 1 (E), and the like, the black toner Bk is overlaid on the image formed with the other color toners, and the contrast is increased. Improvements may be made.
また、図１（Ｆ）に示すように、文字情報を主とした画像の場合には、他の複数色のトナーを使用することなく、黒トナーＢｋのみで画像を形成する場合がある。
このように、黒トナーＢｋは、他の複数色のトナー画像とは使用形態が異なり、複数色の色重ねを行う場合にも、黒トナーは色重ねに使用されない場合も数多く存在している。
黒トナーとその他の複数色のカラートナーを使用して色重ねを行って画像形成を行う場合には、少なくとも仕事関数が最も大きなトナーから画像形成して記録材上に転写することによって、先に転写されたトナー画像上に正確に画像形成され、優れたカラー画像を形成することができることを見出したものである。
Further, as shown in FIG. 1F, in the case of an image mainly composed of character information, an image may be formed using only the black toner Bk without using other plural color toners.
As described above, the black toner Bk is used differently from other toner images of a plurality of colors, and there are many cases where the black toner is not used for color superposition even when performing color superposition of a plurality of colors.
When image formation is performed by performing color superposition using black toner and other color toners, the image is first formed from a toner having the largest work function and transferred onto a recording material. It has been found that an excellent image can be formed by accurately forming an image on a transferred toner image.
図２は、本発明の画像形成装置を説明する図である。
図２は、本発明のトナーを用いた画像形成装置における接触現像方式の一例を示すものであるが、感光体１は直径２４〜８６ｍｍで表面速度６０〜３００ｍｍ／ｓで回転する感光体ドラムで、コロナ帯電器２によりその表面が均一に負帯電された後、記録すべき情報に応じた露光３が行われることにより、静電潜像が形成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 shows an example of a contact development method in the image forming apparatus using the toner of the present invention. The
現像器１０は、一成分現像装置であり、有機感光体上に一成分非磁性トナーＴを供給することで有機感光体における静電潜像を反転現像し、可視像化するものである。現像手段には、一成分非磁性トナーＴが収納されており、図示のごとく反時計方向で回転するトナー供給ローラ７によりトナーを現像ローラ９に供給する。現像ローラ９は反時計方向に回転し、トナー供給ローラ７により搬送されたトナーＴをその表面に保持した状態で有機感光体との接触部に搬送し、有機感光体１上の静電潜像を可視像化する。
The developing
現像ローラ９は、例えば直径１６〜２４ｍｍで、金属製管にめっきやブラスト処理したローラ、あるいは中心軸周面にブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等からなる体積抵抗値１０4〜１０8Ω・ｃｍ、硬度が４０〜７０°（アスカーＡ硬度）の導電性弾性体層が形成されたもので、この管の軸等を介して図示しない電源より現像バイアス電圧が印加される。また、現像ローラ９、トナー供給ローラ７、トナー規制ブレード８からなる現像器１０は、図示しないばね等の付勢手段により有機感光体に押圧力１９．６〜９８．１Ｎ／ｍ、好ましくは２４．５〜６８．６Ｎ／ｍで、ニップが幅１〜３ｍｍとなるように圧接されるとよい。
The developing roller 9 has a diameter of 16 to 24 mm, for example, a roller in which a metal pipe is plated or blasted, or a volume resistance made of butadiene rubber, styrene butadiene rubber, ethylene propylene rubber, urethane rubber, silicone rubber or the like on the peripheral surface of the central shaft. A conductive elastic layer having a value of 10 4 to 10 8 Ω · cm and a hardness of 40 to 70 ° (Asker A hardness) is formed, and a developing bias voltage is supplied from a power source (not shown) through the tube shaft and the like. Applied. Further, the developing
規制ブレード８としてはステンレス、リン青銅、ゴム板、金属薄板にゴムチップの貼り合わせたもの等が使用されるが、現像ローラに対して図示しないばね等の付勢手段により、あるいは弾性体としての反発力を利用して線圧２４５〜４９０ｍＮ／ｃｍで押圧され、現像ローラ上のトナー層厚を略１層から２層とすると良い。
接触現像方式にあっては、感光体の暗電位としては−５００〜−７００Ｖ、明電位としては−５０〜−１５０Ｖ、図示していないが現像バイアス電圧としては−１００〜−４００Ｖとすると良く、現像ローラとトナー供給ローラとは同電位とすると良い。
接触現像方式にあっては、反時計方向に回転する現像ローラの周速を、時計方向に回転する有機感光体に対して１．１〜２．５、好ましくは１．２〜２．２の周速比とするとよく、これにより、小粒径のトナー粒子であっても、有機感光体との接触摩擦帯電を確実にできる。
The
In the contact development method, the dark potential of the photosensitive member may be −500 to −700 V, the bright potential may be −50 to −150 V, and the development bias voltage may be −100 to −400 V although not shown. It is preferable that the developing roller and the toner supply roller have the same potential.
In the contact development system, the developing roller rotating in the counterclockwise direction has a peripheral speed of 1.1 to 2.5, preferably 1.2 to 2.2 with respect to the organic photoreceptor rotating in the clockwise direction. The peripheral speed ratio may be set, so that contact friction charging with the organic photoreceptor can be ensured even with toner particles having a small particle diameter.
また、規制ブレード、現像ローラにおけるそれぞれの仕事関数と、トナーの仕事関数との関係に格別の制限はないが、好ましくは規制ブレード、現像ローラにおけるそれぞれの仕事関数をトナーの仕事関数より小さくして、規制ブレードと接触するトナーを負に接触帯電させておくことにより、より均一な負帯電トナーとできる。また、規制ブレード８に電圧を印加してブレードに接触するトナーへ電荷注入してトナー帯電量を制御してもよい。
Further, there is no particular limitation on the relationship between the work function of the regulating blade and the developing roller and the work function of the toner, but preferably the work function of the regulating blade and the developing roller is made smaller than the work function of the toner. The toner that comes into contact with the regulating blade is negatively charged by charging, so that a more uniform negatively charged toner can be obtained. Alternatively, the toner charge amount may be controlled by applying a voltage to the
次に、本発明の画像形成装置における中間転写媒体について説明する。図２において、中間転写媒体４は、感光体１とバックアップローラ６との間に送られ、電圧が印加されることにより、感光体１上の可視像が中間転写媒体上に転写され、中間転写媒体上にトナー画像が形成される。感光体上に残留するトナーは、クリーニングブレード５により除去され、感光体上の静電荷は消去ランプにより消去され、感光体は再使用に供せられる。
本発明の画像形成装置にあっては逆帯電トナーを抑制できるので、感光体上に残留するトナー量を少なくでき、クリーニングトナー容器を小さくできる。
更には、所定の条件のもとでは、クリーニングを必要としないので、クリーニングブレード５あるいはクリーニングトナー容器が不要ないわゆるクリーナーレスの画像形成装置を提供することができる。
Next, the intermediate transfer medium in the image forming apparatus of the present invention will be described. In FIG. 2, the
In the image forming apparatus of the present invention, since the reversely charged toner can be suppressed, the amount of toner remaining on the photoreceptor can be reduced, and the cleaning toner container can be reduced.
Furthermore, since cleaning is not required under predetermined conditions, a so-called cleaner-less image forming apparatus that does not require the
中間転写媒体を転写ドラムや転写ベルトとする場合には、その導電性層に一次転写電圧として＋２５０〜＋６００Ｖの電圧が印加され、また、紙等の記録材への二次転写に際しては、二次転写電圧として＋４００〜＋２８００Ｖの電圧が印加されるとよい。
中間転写媒体として、転写ベルトまたは転写ドラムを用いることができる。
転写ベルトとしては、合成樹脂製の基体からなるフィルムやシート上に転写層を設けるものであり、他方は弾性体の基層上に表層である転写層を設けるものである。また、転写ドラムとしては、感光体が剛性のあるドラム、例えばアルミニウム製のドラム上に有機感光層を設けた場合には、転写媒体としてはアルミニウム等の剛性のあるドラム基体上に弾性の表層である転写層を設けるものである。また、感光体の支持体がベルト状、あるいはゴム等の弾性支持体上に感光層を設けたいわゆる弾性感光体である場合には、転写媒体としてはアルミニウム等の剛性のあるドラム基体上に直接あるいは導電性中間層を介して転写層を設けるとよい。
When the intermediate transfer medium is a transfer drum or a transfer belt, a voltage of +250 to +600 V is applied as a primary transfer voltage to the conductive layer, and a secondary transfer is performed on a recording material such as paper. A voltage of +400 to +2800 V is preferably applied as the transfer voltage.
As the intermediate transfer medium, a transfer belt or a transfer drum can be used.
As a transfer belt, a transfer layer is provided on a film or sheet made of a synthetic resin substrate, and the other is provided with a transfer layer as a surface layer on a base layer of an elastic body. As the transfer drum, when an organic photosensitive layer is provided on a drum having a rigid photoreceptor, for example, an aluminum drum, the transfer medium is an elastic surface layer on a rigid drum base such as aluminum. A certain transfer layer is provided. Further, when the support of the photoreceptor is a belt or a so-called elastic photoreceptor having a photosensitive layer on an elastic support such as rubber, the transfer medium is directly on a rigid drum base such as aluminum. Alternatively, a transfer layer may be provided via a conductive intermediate layer.
基体としては、導電性あるいは絶縁性基体が使用可能である。転写ベルトの場合には、体積抵抗１０4〜１０12Ω・ｃｍ、好ましくは１０6〜１０11Ω・ｃｍの範囲が好ましい。
フィルムおよびシートに適する材質と作製方法としては、変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、ポリカーボネート、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電性カーボンブラック、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導電性シリカ等の導電材料を分散した厚さ５０〜５００μｍの半導電性フィルム基体を押し出し、あるいは成形でシームレス基体とし、その外側にさらに表面エネルギーを下げ、トナーのフィルミングを防止する表面保護層として厚さ５〜５０μｍのフッ素樹脂被覆を行ったシームレスベルトである。
As the substrate, a conductive or insulating substrate can be used. In the case of a transfer belt, a volume resistance of 10 4 to 10 12 Ω · cm, preferably 10 6 to 10 11 Ω · cm is preferable.
Suitable materials and production methods for films and sheets include engineering polyimides such as modified polyimide, thermosetting polyimide, polycarbonate, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, nylon alloy, conductive carbon black, and conductive titanium oxide. A conductive film such as conductive tin oxide or conductive silica is dispersed in a semiconductive film substrate having a thickness of 50 to 500 μm, or formed into a seamless substrate by molding. It is a seamless belt that is coated with a fluororesin having a thickness of 5 to 50 μm as a surface protective layer for preventing the above.
表面保護層の形成方法としては、浸漬コーティング法、リングコーティング法、スプレーコーティング法等を用いることができる。なお、転写ベルトの両端部には転写ベルトの端部での亀裂や伸び、および蛇行防止のために、膜厚８０μｍのポリエチレンテレフタレートフイルム等のテープやウレタンゴム等のリブを貼り付けて使用する。
フィルムまたはシートで基体を作製する場合には、ベルト状とするために端面を超音波溶着を行うことで、ベルトを作製することができ、具体的にはシート、またはフィルム上に導電性層並びに表面層を設けてから、超音波溶着を行うことにより所望の物性を有する転写ベルトを作製することができる。より具体的には基体に厚さ６０〜１５０μｍのポリエチレンテレフタレートを絶縁性基体として用いた場合には、その表面にアルミニウム等を蒸着し、あるいはさらにカーボンブラック等の導電材料と樹脂からなる中間導電性層を塗工し、その上にそれより高い表面抵抗を有するウレタン樹脂、フッ素樹脂、導電性材料からなる半導電性表面層を設けて転写ベルトとすることができる。塗工後の乾燥時に熱をさほど必要としない抵抗層を設けることができる場合には、先にアルミニウム蒸着フィルムを超音波溶着させてから上記の抵抗層を設け、転写ベルトを作製することも可能である。
As a method for forming the surface protective layer, a dip coating method, a ring coating method, a spray coating method, or the like can be used. Note that a tape such as a polyethylene terephthalate film having a film thickness of 80 μm and a rib such as urethane rubber are attached to both ends of the transfer belt in order to prevent cracks and elongation at the end of the transfer belt and meandering.
In the case of producing a substrate with a film or sheet, a belt can be produced by ultrasonic welding of the end face to form a belt. Specifically, a conductive layer and a sheet or film are formed on the sheet or film. A transfer belt having desired physical properties can be produced by performing ultrasonic welding after providing the surface layer. More specifically, when polyethylene terephthalate having a thickness of 60 to 150 μm is used as an insulating substrate, aluminum or the like is vapor-deposited on the surface, or intermediate conductivity made of a conductive material such as carbon black and a resin. A transfer belt can be obtained by coating a layer and providing a semiconductive surface layer made of a urethane resin, a fluororesin, or a conductive material having a higher surface resistance thereon. When it is possible to provide a resistance layer that does not require much heat during drying after coating, it is also possible to produce the transfer belt by first providing the above-mentioned resistance layer after ultrasonically depositing the aluminum vapor-deposited film It is.
ゴム等の弾性基体に適する材質と作製方法としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム等に上記の導電材料を分散した厚さ０．８〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを押出し成形で作製後、表面をサンドペーパーやポリシャー等の研磨材により所望の表面粗さに制御する。このときの弾性層をこのままで使用してもよいが、さらに上記と同じようにして表面保護層を設けることができる。
転写ドラムの場合には、体積抵抗１０4〜１０12Ω・ｃｍ、好ましくは１０7〜１０11Ω・ｃｍの範囲が好ましい。転写ドラムはアルミニウム等の金属円筒上に必要により弾性体の導電性中間層を設けて導電性弾性基体とし、さらにその上に表面エネルギーを下げ、トナーのフィルミングを防止する表面保護層として半導電性の厚さ５〜５０μｍの、例えばフッ素樹脂被覆を形成して作製することができる。
As a material suitable for an elastic substrate such as rubber and a manufacturing method, a semiconductive rubber belt having a thickness of 0.8 to 2.0 mm in which the above conductive material is dispersed in silicone rubber, urethane rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, or the like. After producing by extrusion molding, the surface is controlled to a desired surface roughness with an abrasive such as sandpaper or polisher. The elastic layer at this time may be used as it is, but a surface protective layer can be further provided in the same manner as described above.
In the case of a transfer drum, a volume resistance of 10 4 to 10 12 Ω · cm, preferably 10 7 to 10 11 Ω · cm is preferable. If necessary, the transfer drum is provided with a conductive intermediate layer of an elastic body on a metal cylinder such as aluminum to form a conductive elastic substrate. Further, the surface energy is lowered on the transfer drum, and a semiconductive layer is used as a surface protective layer to prevent toner filming. For example, a fluororesin coating having a thickness of 5 to 50 μm can be formed.
導電性弾性基体としては、例えばシリコンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料に、カーボンブラック、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導電性シリカ等の導電材料を配合、混練、分散した導電性ゴム素材を、直径が９０〜１８０ｍｍのアルミニウム円筒に密着成形して、研磨後の厚さが０．８〜６ｍｍで、体積抵抗が１０4〜１０10Ω・ｃｍとするとよい。次いでウレタン樹脂、フッ素樹脂、導電材料、フッ素系樹脂微粒子からなる半導電性の表面層を膜厚約１５〜４０μｍ設けて、所望の体積抵抗１０7〜１０11Ω・ｃｍを有する転写ドラムとすることができる。このときの表面粗さは１μｍ（Ｒａ）以下が好ましい。また、別の例としては上記のように作製した導電性弾性基体の上にフッ素樹脂等の半導電性のチューブを被せて、加熱により収縮させて所望の表面層と電気抵抗を有する転写ドラムを作製することも可能である。 Examples of the conductive elastic substrate include silicon rubber, urethane rubber, nitrile rubber (NBR), ethylene propylene rubber (EPDM), butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, epichlorohydrin rubber, and fluorine rubber. Conductive rubber materials such as carbon black, conductive titanium oxide, conductive tin oxide, and conductive silica are blended, kneaded, and dispersed in rubber materials such as rubber, and then molded into an aluminum cylinder with a diameter of 90 to 180 mm. Then, it is preferable that the thickness after polishing is 0.8 to 6 mm and the volume resistance is 10 4 to 10 10 Ω · cm. Next, a transfer drum having a desired volume resistance of 10 7 to 10 11 Ω · cm is provided by providing a semiconductive surface layer made of urethane resin, fluororesin, conductive material, and fluororesin fine particles with a film thickness of about 15 to 40 μm. be able to. The surface roughness at this time is preferably 1 μm (Ra) or less. As another example, a transfer drum having a desired surface layer and electric resistance is formed by covering a conductive elastic substrate manufactured as described above with a semiconductive tube such as a fluororesin and shrinking by heating. It is also possible to produce it.
次に、図３は、本発明のトナーを使用した画像形成装置における非接触現像方式の一例を示すものである。この方式にあっては、現像ローラ９と感光体１とを現像ギャップｄを介して対向させるものである。現像ギャップとしては１００〜３５０μｍとすると良く、また、図示しないが直流電圧の現像バイアスとしては−２００〜−５００Ｖであり、これに重畳する交流電圧としては１．５〜３．５ｋＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧１０００〜１８００Ｖの条件とすると良い。また、非接触現像方式にあって、反時計方向に回転する現像ローラの周速としては、時計方向に回転する有機感光体に対して１．１〜２．５、好ましくは１．２〜２．２の周速比とするとよい。
Next, FIG. 3 shows an example of a non-contact developing method in the image forming apparatus using the toner of the present invention. In this system, the developing roller 9 and the
現像ローラ９は図示のごとく反時計方向に回転し、トナー供給ローラ７により搬送されたトナーＴをその表面に吸着した状態で有機感光体との対向部にトナーＴを搬送するが、有機感光体と現像ローラとの対向部において、交流電圧を重畳して印加することにより、トナーＴは現像ローラ表面と有機感光体表面との間で振動することにより現像される。本発明にあっては、交流電圧の印加により現像ローラ表面と有機感光体表面との間でトナーＴが振動する間にトナー粒子と感光体とを接触させることができるので、小粒径の正帯電トナーを負に帯電させることができ、カブリを減少させることができるものと考えられる。
The developing roller 9 rotates counterclockwise as shown in the drawing, and transports the toner T to a portion facing the organic photoreceptor in a state where the toner T transported by the
また、中間転写媒体は、可視像化された感光体１とバックアップローラ６との間に送られるが、バックアップローラ６による感光体１への押圧力を、接触現像方式に比して３割程度高くして２４．５〜５８．８ｍＮ／ｍ、好ましくは３４．３〜４９Ｎ／ｍとすると良い。
これにより、トナー粒子と感光体との接触を確実なものとすることができ、トナー粒子をより負帯電化して転写効率を向上できる。
なお、非接触現像方式における上記以外の事項は、上述した接触現像方式と同様であり、本発明の画像形成装置においては、クリーナーブレード５を有しないものとすることができる。
図２、図３で示す現像プロセスをイエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫからなる４色のトナー（現像剤）による現像器と感光体を組み合わせればフルカラー画像を形成することのできる装置となる。
The intermediate transfer medium is sent between the visualized
Thereby, the contact between the toner particles and the photosensitive member can be ensured, and the toner particles can be more negatively charged to improve the transfer efficiency.
The items other than the above in the non-contact development method are the same as those in the contact development method described above, and the image forming apparatus of the present invention can be configured without the
An apparatus capable of forming a full color image by combining the developing process shown in FIG. 2 and FIG. 3 with a developing device and a photoreceptor using toners (developers) of four colors consisting of yellow Y, cyan C, magenta M, and black K. It becomes.
次に、本発明の負帯電乾式トナーが適用される画像形成装置について説明する。
図４は４サイクル方式のフルカラープリンターの一例を説明する図である。
図４において、１００は像担持体ユニットが組み込まれた像担持体カートリッジである。この例では、感光体カートリッジとして構成されていて、感光体と現像部ユニットが個別に装着できるようになっており、電子写真感光体（潜像担持体）１４０が図示しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。感光体１４０の周りにはその回転方向に沿って、帯電手段として帯電ローラ１６０、現像手段としての現像器１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、中間転写装置３０、およびクリーニング手段１７０が配置される。
なお、本発明においては、クリーニング手段１７０を取り除いたクリーナーレス方式の画像形成装置とすることができる。
Next, an image forming apparatus to which the negatively charged dry toner of the present invention is applied will be described.
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a 4-cycle full-color printer.
In FIG. 4, reference numeral 100 denotes an image carrier cartridge in which an image carrier unit is incorporated. In this example, it is configured as a photosensitive member cartridge, and the photosensitive member and the developing unit can be individually mounted. The electrophotographic photosensitive member (latent image carrier) 140 is illustrated by an appropriate driving unit (not illustrated). It is rotationally driven in the direction of the arrow. A charging roller 160 as a charging unit, developing
In the present invention, a cleanerless type image forming apparatus from which the
帯電ローラ１６０は、感光体１４０の外周面に当接してその外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体１４０の外周面には露光ユニット４０によって所望の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１がなされ、この露光Ｌ１によって感光体１４０上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器１０によって現像剤が付与されて現像される。
現像器としてイエロー用の現像器１０Ｙ、マゼンタ用の現像器１０Ｍ、シアン用の現像器１０Ｃ、およびブラック用の現像器１０Ｋが設けられている。これら現像器１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋはそれぞれ揺動可能に構成されており、選択的に一つの現像器の現像ローラ９のみが感光体１４０に圧接されるように構成されている。これらの現像器１０は、負帯電トナーを現像ローラ上に保持しているものであり、これらの現像器１０はイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫのうちのいずれかのトナーを感光体１４０の表面に付与して感光体１４０上の静電潜像を現像する。現像ローラ９は硬質のローラ、例えば表面を粗面化した金属ローラで構成されている。現像されたトナー像は、中間転写装置３０の中間転写ベルト３６上に転写される。クリーニング手段１７０は、上記転写後に感光体１４０の外周面に付着しているトナーを掻き落とすクリーナブレードと、このクリーナブレードによって掻き落とされたトナーを受けるクリーニングトナー回収部とを備えている。
The charging roller 160 contacts the outer peripheral surface of the
As the developing devices, a yellow developing device 10Y, a
中間転写装置３０は、駆動ローラ３１と、４本の従動ローラ３２、３３、３４、３５と、これら各ローラの周りに張架された無端状の中間転写ベルト３６とを有している。駆動ローラ３１は、その端部に固定された図示しない歯車が感光体１４０の駆動用歯車とかみ合っていることによって感光体１４０とほぼ同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト３６が感光体１４０とほぼ同一の周速で図示矢印方向に循環駆動されるようになっている。
The
従動ローラ３５は駆動ローラ３１との間で中間転写ベルト３６がそれ自身の張力によって感光体１４０に圧接される位置に配置されており、感光体１４０と中間転写ベルト３６との圧接部において、一次転写部Ｔ１が形成されている。従動ローラ３５は、中間転写ベルトの循環方向上流側において一次転写部Ｔ１の近くに配置されている。
駆動ローラ３１には中間転写ベルト３６を介して図示しない電極ローラが配置されており、この電極ローラを介して中間転写ベルト３６の導電性層に一次転写電圧が印加される。従動ローラ３２は、テンションローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト３６をその張り方向に付勢している。従動ローラ３３は二次転写部Ｔ２を形成するバックアップローラである。このバックアップローラ３３には中間転写ベルト３６を介して二次転写ローラ３８が対向配置されている。二次転写ローラには二次転写電圧が印加され、図示しない間隔調整機構により中間転写ベルト３６に対して間隔が調整可能に構成されている。従動ローラ３４はベルトクリーナ３９のためのバックアップローラである。ベルトクリーナ３９は図示しない間隔調整機構により中間転写ベルト３６に対して間隔調整可能に構成されている。
The driven
An electrode roller (not shown) is disposed on the driving roller 31 via an
中間転写ベルト３６は、導電層とこの導電層上に形成され、感光体１４０に圧接される抵抗層とを有する複層ベルトで構成されている。導電層は合成樹脂からなる絶縁性基体の上に形成されており、この導電層に前述した電極ローラを介して一次転写電圧が印加される。なお、ベルト側縁部において、抵抗層が帯状に除去されることによって導電層が帯状に露出し、この露出部に電極ローラが接触するようになっている。
中間転写ベルト３６が循環駆動される過程で、一次転写部Ｔ１において、感光体１４０上のトナー像が中間転写ベルト３６上に転写され、中間転写ベルト３６上に転写されたトナー像は、二次転写部Ｔ２において、二次転写ローラ３８との間に供給される用紙等の記録材Ｓに転写される。記録材Ｓは、給紙装置５０から給送され、ゲートローラ対Ｇによって所定のタイミングで二次転写部Ｔ２に供給される。５１は給紙カセット、５２はピックアップローラである。
The
In the process in which the
定着装置６０でトナー像が定着され、排紙経路７０を通って装置本体の筐体８０上に形成されたシート受け部８１上に排出される。なお、この画像形成装置は、排紙経路７０として互いに独立した２つの排紙経路７１、７２を有しており、定着装置６０を通ったシートはいずれかの排紙経路７１又は７２を通って排出される。また、この排紙経路７１、７２はスイッチバック経路をも構成しており、シートの両側に画像を形成する場合には排紙経路７１又は７２に一旦、進入したシートが、返送ローラ７３を通って再び二次転写部Ｔ２に向けて給紙されるようになっている。
The toner image is fixed by the fixing
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
（１）図示しないパーソナルコンピュータ等から画像情報が画像形成装置の制御部９０に送信されると、感光体１４０、現像器１０の各ローラ９、および中間転写ベルト３６が回転駆動される。
（２）感光体１４０の外周面が帯電ローラ１６０によって一様に帯電される。（３）一様に帯電した感光体１４０の外周面に、露光ユニット４０によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１がなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
The outline of the operation of the entire image forming apparatus as described above is as follows.
(1) When image information is transmitted from a personal computer (not shown) or the like to the
(2) The outer peripheral surface of the
（４）感光体１４０には、第１色目の例えばイエロー用の現像器１０Ｙの現像ローラのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第１色目のイエローのトナー像が感光体１４０上に形成される。
（５）中間転写ベルト３６には、上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体１４０上に形成されたトナー像が一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト３６上に転写される。このとき、二次転写ローラ３８およびベルトクリーナ３９は中間転写ベルト３６から離間している。
(4) Only the developing roller of the developing device 10Y for the first color, for example, yellow contacts the
(5) A primary transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the
（６）感光体１４０上に残留しているトナーがクリーニング手段１７０によって除去された後、除去手段４１から除電光Ｌ２によって感光体１４０が除電される。
（７）上記（２）〜（６）の動作に必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号に応じて第２色目、第３色目、第４色目と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト３６上において重ね合わされて形成される。
(6) After the toner remaining on the
(7) The above operations (2) to (6) are repeated as necessary. That is, the second color, the third color, and the fourth color are repeated according to the print command signal, and a toner image according to the content of the print command signal is superimposed on the
（８）所定のタイミングで給紙装置５０から記録材Ｓが給送され、記録材Ｓの先端が二次転写部Ｔ２に達する直前あるいは達した後に、すなわち記録材Ｓ上の所望の位置に、中間転写ベルト３６上のトナー像が転写されるタイミングで、二次転写ローラ３８が中間転写ベルト３６上のトナー像、すなわち４色のトナー像が重ね合わせられたフルカラー画像が記録材Ｓ上に転写される。また、ベルトクリーナ３９が中間転写ベルト３６に当接し、二次転写後に中間転写ベルト３６上に残留しているトナーが除去される。
（９）記録材Ｓが定着装置６０を通過することによって記録材Ｓ上のトナー像が定着し、その後、記録材Ｓが所定の位置に向け（両面印刷でない場合にはシート受け部８１に向け、両面印刷の場合にはスイッチバック経路としての作用も有する排紙経路７１または７２を経て返送ローラ７３に向け）搬送される。
本発明に係る画像形成装置では、感光体１４０には現像ローラ９、中間転写媒体３６を当接状態としてもよく、また、現像を非接触方式としてもよい。
(8) The recording material S is fed from the
(9) When the recording material S passes through the fixing
In the image forming apparatus according to the present invention, the developing roller 9 and the
同様に、本発明に使用するタンデム方式のフルカラープリンターの概略正面図を図５に示す。この場合には、感光体と現像部ユニットが同一のユニットすなわち、プロセスカートリッジとして装着できるように構成されており、現像は接触方式の例であるが、非接触方式も採用できる。 Similarly, FIG. 5 shows a schematic front view of a tandem type full color printer used in the present invention. In this case, the photosensitive member and the developing unit are configured to be mounted as the same unit, that is, a process cartridge, and the development is an example of a contact method, but a non-contact method can also be adopted.
この画像形成装置は、駆動ローラ１１、従動ローラ１２の２本のローラのみ張架されて図示矢印方向（反時計方向）に循環駆動される中間転写ベルト３０と、この中間転写ベルト３０に対して配置された４個の単色トナー像形成手段２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋとを備え、中間転写ベルト３０に対して複数個の単色トナー像形成手段２０によるトナー像が個別の転写手段１３、１４、１５、１６で順次一次転写されるように構成される。それぞれの一次転写部をＴ１Ｙ、Ｔ１Ｃ、Ｔ１Ｍ、Ｔ１Ｋで示す。
The image forming apparatus includes an
単色トナー像形成手段は、イエロー用のもの２０Ｙと、マゼンタ用のもの２０Ｍと、シアン用のもの２０Ｃと、ブラック用のもの２０Ｋとが配置されている。これらの単色トナー像形成手段２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋはそれぞれ外周面に感光層を有する感光体２１と、この感光体２１の外周面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ２２と、この帯電ローラ２２より一様に帯電させられた外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段２３と、この露光手段２３により形成された静電潜像に現像剤あるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段としての現像ローラ２４と、この現像ローラ２４により現像されたトナー像が一次転写対象である中間転写ベルト３０に転写された後に感光体２１の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード２５とを有している。
The monochromatic toner image forming means includes a yellow 20Y, a magenta 20M, a
これら単色トナー像形成手段２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｋは中間転写ベルト３０の弛み側に配置されている。中間転写ベルト３０に順次一次転写され、中間転写ベルト３０上で順次重ね合わされてフルカラーとなったトナー像は、二次転写部Ｔ２において用紙等の記録材の記録材Ｓに二次転写され、定着ローラ対６１を通ることで記録材の記録材Ｓ上に定着され、排紙ローラ対６２によって所定の場所、すなわち図示しない排紙トレイ上等へ排出される。５１は記録材の記録材Ｓが積層保持されている給紙カセット、５２は給紙カセット５１から記録材Ｓを一枚ずつ給送するピックアップローラ、Ｇは二次転写部Ｔ２へのシートＳの給紙タイミングを規定するゲートローラ対である。
These single color toner
また、６３は中間転写ベルト３０との間で二次転写部Ｔ２を形成する二次転写手段としての二次転写ローラ、６４は二次転写後に中間転写ベルト３０の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレードである。二次転写後のクリーニングブレード６４は、従動ローラ１２にではなく駆動ローラ１１への中間転写ベルト３０の巻きかけ部において中間転写ベルト３０に当接している。
同様に、本発明のタンデム方式の他のフルカラープリンターの概略正面図を図６に示す。
図６に示す本実施形態の画像形成装置２０１は、クリーニング手段を有さないものであり、ハウジング２０２と、ハウジング２０２の上部に形成された排紙トレイ２０３と、ハウジング２０２の前面に開閉自在に装着された扉体２０４を有し、ハウジング２０２内には、制御ユニット２０５、電源ユニット２０６、露光ユニット２０７、画像形成ユニット２０８、排気ファン２０９、転写ユニット２１０、給紙ユニット２１１が配設され、扉体２０４内には紙搬送ユニット２１２が配設されている。各ユニットは、本体に対して着脱可能な構成であり、メンテナンス時等には一体的に取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
Similarly, FIG. 6 shows a schematic front view of another full-color printer of the tandem system of the present invention.
An
転写ユニット２１０は、ハウジング２０２の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ２１３と、駆動ローラ２１３の斜め上方に配設される従動ローラ２１４と、この２本のローラのみで間に張架されて図示矢印方向（反時計方向）へ循環駆動される中間転写ベルト２１５を備え、従動ローラ２１４および中間転写ベルト２１５が駆動ローラ２１３に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより中間転写ベルト２１５の駆動時のベルト張り側（駆動ローラ２１３により引っ張られる側）２１７が下方に位置し、ベルト弛み側２１８が上方に位置するようにされている。
The
駆動ローラ２１３は、後述する２次転写ローラ２１９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ２１３の周面には、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１×１０5Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、２次転写ローラ２１９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ２１３に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、２次転写部へ記録材が進入する際の衝撃が中間転写ベルト２１５に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
The
また、本発明においては、駆動ローラ２１３の径を従動ローラ２１４の径より小さくしている。これにより、２次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。
また、中間転写ベルト２１５の裏面には、後述する画像形成ユニット２０８を構成する各色毎の単色画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像担持体２２０に対向して１次転写部材２２１が当接され、１次転写部材２２１には転写バイアスが印加されている。
In the present invention, the diameter of the driving
Further, a
画像形成ユニット２０８は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する単色画像形成ユニットＹ（イエロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備え、各単色画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにはそれぞれ、有機感光層、無機感光層を形成した感光体からなる画像担持体２２０と、画像担持体２２０の周囲に配設された、コロナ帯電器または帯電ローラからなる帯電手段２２２および現像手段２２３を有している。
各単色画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像担持体２２０が中間転写ベルト２１５のベルト張り側２１７に当接されるようにされ、その結果、各単色画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ローラ２１３に対して図で左側に傾斜する方向に配設される。画像担持体２２０は、図示矢印に示すように、中間転写ベルト２１５と逆方向に回転駆動される。
The
The
露光ユニット２０７は、画像形成ユニット２０８の斜め下方に配設され、内部にポリゴンミラーモータ２２４、ポリゴンミラー２２５、ｆ−θレンズ２２６、反射ミラー２２７、折り返しミラー２２８を有し、ポリゴンミラー２２５から各色に対応した画像信号が共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されて射出され、ｆ−θレンズ２２６、反射ミラー２２７、折り返しミラー２２８を経て、各単色画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像担持体２２０に照射され、潜像を形成する。なお、各単色画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像担持体２２０への光路長は折り返しミラー２２８の作用によって実質的に同一の長さにされている。
The
次に、現像手段２２３について、単色画像形成ユニットＹを代表して説明する。本実施態様においては、各単色画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが図で左側に傾斜する方向に配設されているので、トナー収納容器２２９が斜め下方に傾斜して配置されている。
すなわち、現像手段２２３は、トナーを収納するトナー収納容器２２９と、このトナー収納容器２２９内に形成されたトナー貯蔵部２３０（図のハッチング部）と、トナー貯蔵部２３０内に配設されたトナー撹拌部材２３１と、トナー貯蔵部２３０の上部に区画形成された仕切部材２３２と、仕切部材２３２の上方に配設されたトナー供給ローラ２３３と、仕切部材２３２に設けられトナー供給ローラ２３３に当接される帯電ブレード２３４と、トナー供給ローラ２３３および画像担持体２２０に近接するように配設される現像ローラ２３５と、現像ローラ２３５に当接される規制ブレード２３６とから構成されている。
Next, the developing
That is, the developing
現像ローラ２３５およびトナー供給ローラ２３３は、図示矢印に示すように、画像担持体２２０の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２３１は供給ローラ２３３の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯蔵部２３０において撹拌部材２３１により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材２３２の上面に沿ってトナー供給ローラ２３３に供給され、供給されたトナーは可撓性材料によって作製された帯電ブレード２３４と摺擦して供給ローラ２３３の表面の凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ２３５の表面に供給される。
The developing
現像ローラ２３５に供給されたトナーは規制ブレード２３６により所定厚さに薄層化規制される。薄層化したトナー層は、画像担持体２２０へと搬送されて現像ローラ２３５と画像担持体２２０が近接する現像領域で画像担持体２２０の静電潜像を現像する。
また、画像形成時には、給紙ユニット２１１は、記録材Ｓの複数枚が積層保持されている給紙カセット２３８と、給紙カセット２３８から記録材Ｓを一枚ずつ給送するピックアップローラ２３９を備えている。
The toner supplied to the developing
Further, at the time of image formation, the
紙搬送ユニット２１２は、二次転写部への記録材Ｓの給紙タイミングを規定するゲートローラ対２４０（一方のローラはハウジング２０２側に設けられている）と、駆動ローラ２１３および中間転写ベルト２１５に圧接される二次転写手段としての二次転写ローラ２１９と、主記録材搬送路２４１と、定着手段２４２と、排紙ローラ対２４３と、両面プリント用搬送路２４４を備えている。定着手段２４２は、少なくも一方にハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵した回転自在な定着ローラ対２４５と、この定着ローラ対２４５の少なくも一方側のローラを他方側に押圧付勢してシート材に２次転写された２次画像を記録材Ｓに押圧する押圧手段を有し、記録材に２次転写された２次画像は、定着ローラ対２４５の形成するニップ部で所定の温度で記録材に定着される。
The paper transport unit 212 includes a gate roller pair 240 (one roller is provided on the
本発明においては、中間転写ベルト２１５が駆動ローラ２１３に対して図で左側に傾斜する方向に配設されているため、右側に広い空間が生じその空間に定着手段２４２を配設することができ、画像形成装置の小型化を実現することができると共に、定着手段２４２で発生する熱が、左側に位置する露光ユニット２０７、中間転写ベルト２１５および各単色画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋへ悪影響をおよぼすことを防止することができる。
In the present invention, since the intermediate transfer belt 215 is disposed in a direction inclined to the left in the drawing with respect to the
次に、トナーの仕事関数の測定に使用する測定セルについて説明する。
図７は、仕事関数測定用の試料測定セルを説明する図を示す。
図７（Ａ）に平面図を示し、図７（Ｂ）に側面図を示すように、試料測定セルＣ１は、直径１３ｍｍ、高さ５ｍｍのステンレス製円盤の中央に直径１０ｍｍで深さ１ｍｍのトナー収容用凹部Ｃ２を有する形状を有する。セルの凹部内にトナーを秤量スプーンを使用して突き固めないで入れた後、ナイフエッジを使用して表面を平らにした状態で測定に供する。
トナーを充填した測定セルを試料台の規定位置上に固定した後に、照射光量５００ｎＷに設定し、照射面積４ｍｍ角とし、エネルギー走査範囲４．２〜６．２ｅＶの条件で測定される。
また、トナーの仕事関数測定時の規格化電子収率が測定光量５００ｎＷで８以上である。
Next, a measurement cell used for measuring the work function of toner will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating a sample measurement cell for work function measurement.
As shown in a plan view in FIG. 7A and a side view in FIG. 7B, the sample measurement cell C1 has a diameter of 10 mm and a depth of 1 mm in the center of a stainless steel disk having a diameter of 13 mm and a height of 5 mm. It has a shape having a toner containing recess C2. After the toner is put into the concave portion of the cell without being tamped using a weighing spoon, the surface is flattened using a knife edge and subjected to measurement.
After the measurement cell filled with toner is fixed on the specified position of the sample stage, the irradiation light quantity is set to 500 nW, the irradiation area is set to 4 mm square, and the measurement is performed under the conditions of the energy scanning range 4.2 to 6.2 eV.
Further, the normalized electron yield at the time of measuring the work function of the toner is 8 or more at a measurement light quantity of 500 nW.
図８は、他の形状の試料の仕事関数の測定方法を説明する図である。
中間転写媒体、潜像担持体のように、円筒形状の部材を試料とする場合には、円筒形状の部材を１〜１．５ｃｍの幅で切断し、ついで稜線に沿って横方向に切断して図８（Ａ）に形状を示すように、測定用試料片Ｃ３を得た後、図８（Ｂ）に示すように、試料台Ｃ４の規定位置上に、測定光Ｃ５が照射される方向に対して照射面が平行になるように固定する。これにより、放出される光電子Ｃ６が検知器Ｃ７、すなわち光電子倍像管により効率よく検知される。
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for measuring the work function of a sample having another shape.
When a cylindrical member is used as a sample, such as an intermediate transfer medium or a latent image carrier, the cylindrical member is cut to a width of 1 to 1.5 cm and then cut laterally along the ridgeline. 8A, after obtaining the measurement sample piece C3, as shown in FIG. 8B, the direction in which the measurement light C5 is irradiated on the specified position of the sample stage C4. And fixed so that the irradiated surface is parallel to the surface. Thereby, the emitted photoelectron C6 is efficiently detected by the detector C7, that is, the photoelectron tube.
本発明のトナーとしては、粉砕法および重合法により得られるトナーのいずれでも良いが、円形度が良好な重合法トナーが好ましい。
粉砕法トナーとしては、樹脂バインダーに少なくとも顔料を含有し、離型剤、荷電制御剤等を添加し、ヘンシェルミキサー等で均一混合した後、２軸押し出し機で溶融混練され、冷却後、粗粉砕−微粉砕工程を経て、分級処理され、さらに、外添粒子が付着されてトナー粒子とされる。
The toner of the present invention may be either a toner obtained by a pulverization method or a polymerization method, but a polymerization method toner having good circularity is preferable.
As a pulverized toner, at least a pigment is contained in a resin binder, a release agent, a charge control agent, etc. are added, and uniformly mixed with a Henschel mixer, etc., melted and kneaded with a twin screw extruder, cooled and coarsely pulverized. -After a fine pulverization step, classification is performed, and further, external additive particles are attached to form toner particles.
バインダー樹脂としてはトナー用樹脂として使用されている合成樹脂が使用可能であり、例えばポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、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−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、シリコーン変成エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂等が単独又は複合して使用できる。 As the binder resin, synthetic resins used as toner resins can be used. For example, polystyrene, poly-α-methylstyrene, chloropolystyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene- Butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic Styrene resins such as acid ester-methacrylic acid ester copolymer, styrene-α-methyl acrylate copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Homopolymers containing substituents Or copolymer, polyester resin, epoxy resin, urethane modified epoxy resin, silicone modified epoxy resin, vinyl chloride resin, rosin modified maleic acid resin, phenyl resin, polyethylene, polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, silicone resin, ketone resin, An ethylene-ethyl acrylate copolymer, a xylene resin, a polyvinyl butyral resin, a terpene resin, a phenol resin, an aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin can be used alone or in combination.
特に本発明においては、スチレン−アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル系樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。バインダー樹脂としてはガラス転移温度が５０〜７５℃、フロー軟化温度が１００〜１５０℃の範囲が好ましい。 Particularly in the present invention, a styrene-acrylic acid ester resin, a styrene-methacrylic acid ester resin, and a polyester resin are preferable. The binder resin preferably has a glass transition temperature of 50 to 75 ° C and a flow softening temperature of 100 to 150 ° C.
着色剤としては、トナー用着色剤が使用可能である。例えばカーボンブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック、クロムイエロー、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇ、カルコオイルブルー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、マラカイトグリーンレーキ、キノリンイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等の染料および顔料を単独あるいは複合して使用できる。 As the colorant, a toner colorant can be used. For example, carbon black, lamp black, magnetite, titanium black, chrome yellow, ultramarine blue, aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa Yellow G, rhodamine 6G, chalcoil blue, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, malachite green lake, quinoline Yellow, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 184, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Solvent Yellow 162, C.I. I. Pigment blue 5: 1, C.I. I. Dye and pigment such as CI Pigment Blue 15: 3 can be used alone or in combination.
離型剤としては、トナー用離型剤が使用可能である。例えばパラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等が挙げられる。中でもポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、エステルワックス等を使用することが好ましい。 As the release agent, a release agent for toner can be used. Examples thereof include paraffin wax, micro wax, micro crystallin wax, cadilla wax, carnauba wax, rice wax, montan wax, polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polyethylene wax, oxidized polypropylene wax and the like. Among them, it is preferable to use polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, ester wax and the like.
荷電調整剤としては、トナー用荷電調整剤が使用可能である。例えば、オイルブラック、オイルブラックＢＹ、ボントロンＳ−２２およびＳ−３４（オリエント化学工業製）、サリチル酸金属錯体Ｅ−８１、Ｅ−８４（オリエント化学工業製）、チオインジゴ系顔料、銅フタロシアニンのスルホニルアミン誘導体、スピロンブラックＴＲＨ（保土ヶ谷化学工業製）、カリックスアレン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素４級アンモニウム塩系化合物、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシルカルボン酸系金属錯体、芳香族ジカルボン酸系金属錯体、多糖類等が挙げられる。なかでもカラートナー用には無色ないしは白色のものが好ましい。 As the charge adjusting agent, a charge adjusting agent for toner can be used. For example, oil black, oil black BY, Bontron S-22 and S-34 (manufactured by Orient Chemical Industry), salicylic acid metal complex E-81, E-84 (manufactured by Orient Chemical Industry), thioindigo pigment, sulfonylamine of copper phthalocyanine Derivatives, Spiron Black TRH (manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), calixarene compounds, organic boron compounds, fluorine-containing quaternary ammonium salt compounds, monoazo metal complexes, aromatic hydroxyl carboxylic acid metal complexes, aromatic dicarboxylic acid metals Examples include complexes and polysaccharides. Of these, colorless or white ones are preferred for color toners.
粉砕法トナーにおける成分比としては、バインダー樹脂１００重量部に対して、着色剤は０．５〜１５重量部、好ましくは１〜１０重量部であり、また、離型剤は１〜１０重量部、好ましくは２．５〜８重量部であり、また、荷電制御剤は０．１〜７重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。
本発明の粉砕法トナーにあっては、転写効率の向上を目的とした場合、球形化処理されるとよく、そのためには、粉砕工程で、比較的丸い球状で粉砕可能な装置、例えば機械式粉砕機として知られるターボミル（ターボ工業製）を使用すれば円形度は０．９３まで高めることができる。または、粉砕したトナーを熱風球形化装置（日本ニューマチック工業製）を使用することによって円形度を１．００まで高めることができる。
なお、本発明において、トナー粒子の平均粒径と円形度は、粒子像分析装置（シスメックス製 ＦＰＩＡ２１００）で測定した値である。
The component ratio in the pulverized toner is 0.5 to 15 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, and 1 to 10 parts by weight of the release agent with respect to 100 parts by weight of the binder resin. The charge control agent is 0.1 to 7 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight.
The pulverized toner of the present invention may be spheroidized for the purpose of improving transfer efficiency. For this purpose, an apparatus capable of pulverizing in a relatively round sphere in the pulverization process, for example, a mechanical type If a turbo mill (manufactured by Turbo Kogyo) known as a pulverizer is used, the circularity can be increased to 0.93. Alternatively, the degree of circularity can be increased to 1.00 by using a hot air spheronizer (manufactured by Nippon Pneumatic Industry) for the pulverized toner.
In the present invention, the average particle diameter and the circularity of the toner particles are values measured with a particle image analyzer (FPIA2100 manufactured by Sysmex).
また、重合法トナーとしては、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により得られるトナーが挙げられる。懸濁重合法においては、重合性単量体、着色顔料、離型剤とを必要により更に、染料、重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤を添加した複合物を溶解又は分散させた単量体組成物を、懸濁安定剤（水溶性高分子、難水溶性無機物質）を含む水相中に攪拌しながら添加して造粒し、重合させて所望の粒子サイズを有する着色重合トナー粒子を形成することができる。 Examples of the polymerization toner include toners obtained by suspension polymerization, emulsion polymerization, dispersion polymerization and the like. In the suspension polymerization method, if necessary, a polymerizable monomer, a color pigment, a release agent, and a complex containing a dye, a polymerization initiator, a crosslinking agent, a charge control agent, and other additives are dissolved or dissolved. The dispersed monomer composition is added to an aqueous phase containing a suspension stabilizer (water-soluble polymer, poorly water-soluble inorganic substance) with stirring, granulated, and polymerized to obtain a desired particle size. It is possible to form colored polymer toner particles having the same.
乳化重合法においては、単量体と離型剤を必要により更に重合開始剤、乳化剤（界面活性剤）などを水中に分散させて重合を行い、次いで凝集過程で着色剤、荷電制御剤と凝集剤（電解質）等を添加することによって所望の粒子サイズを有する着色トナー粒子を形成することができる。 In the emulsion polymerization method, polymerization is performed by dispersing a polymerization initiator, an emulsifier (surfactant), etc. in water if necessary, and then a monomer and a release agent. Colored toner particles having a desired particle size can be formed by adding an agent (electrolyte) or the like.
重合法トナー作製に用いられる材料において、着色剤、離型剤、荷電制御剤、に関しては、上述した粉砕トナーと同様の材料が使用できる。
重合性単量体成分としては、公知のビニル系モノマーが使用可能であり、例えば、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、α−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−エチルスチレン、ビニルトルエン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ジビニルベンゼン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、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−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、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、メタクリル酸ヒドロキシエチル、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、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、無水マレイン酸、無水フタル酸、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピレン酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルナフタレン等が挙げられる。なお、フッ素含有モノマーとしては例えば２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート、フッ化ビニリデン、三フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロプロピレンなどはフッ素原子が負荷電制御に有効であるので使用が可能である。
With respect to the colorant, the release agent, and the charge control agent, the same materials as those for the pulverized toner described above can be used in the materials used for the production of the polymerization toner.
As the polymerizable monomer component, known vinyl monomers can be used. For example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-methoxystyrene, p -Ethyl styrene, vinyl toluene, 2,4-dimethyl styrene, pn-butyl styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, divinyl benzene, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, acrylic acid n- Butyl, isobutyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, phenyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methacryl Propyl acid, N-butyl tacrylate, isobutyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid , Cinnamic acid, ethylene glycol, propylene glycol, maleic anhydride, phthalic anhydride, ethylene, propylene, butylene, isobutylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide, vinyl fluoride, vinyl acetate, vinyl propyleneate, acrylonitrile, Examples include methacrylonitrile, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl naphthalene and the like. Examples of fluorine-containing monomers include 2,2,2-trifluoroethyl acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acrylate, vinylidene fluoride, ethylene trifluoride, tetrafluoroethylene, and trifluoropropylene. Since fluorine atoms are effective for negative charge control, they can be used.
乳化剤（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、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル等がある。 Examples of the emulsifier (surfactant) include sodium dodecylbenzene sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium pentadecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium oleate, sodium laurate, potassium stearate, calcium oleate, dodecyl ammonium chloride, dodecyl ammonium bromide. , Dodecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl pyridinium chloride, hexadecyl trimethyl ammonium bromide, dodecyl polyoxyethylene ether, hexadecyl polyoxyethylene ether, lauryl polyoxyethylene ether, sorbitan monooleate polyoxyethylene ether, and the like.
重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、４，４’−アゾビスシアノ吉草酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、２，２’−アゾビス−イソブチロニトリル等がある。 Examples of the polymerization initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, 4,4′-azobiscyanovaleric acid, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, 2,2′-azobis- There are isobutyronitrile and the like.
凝集剤（電解質）としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等が挙げられる。 Examples of the flocculant (electrolyte) include sodium chloride, potassium chloride, lithium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, sodium sulfate, potassium sulfate, lithium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, zinc sulfate, aluminum sulfate, and iron sulfate. Can be mentioned.
重合法トナーの円形度の調節法としては、乳化重合法は２次粒子の凝集過程で温度と時間を制御することで、円形度を自由に変えることができ、その範囲は０．９４〜１．００である。また、懸濁重合法では、真球のトナーが可能であるため、円形度は０．９８〜１．００の範囲となる。また、円形度を調節するためにトナーのＴｇ温度以上で加熱変形させることで、円形度を０．９４〜０．９８まで自由に調節することが可能となる。 As a method for adjusting the circularity of the polymerization toner, the emulsion polymerization method can freely change the circularity by controlling the temperature and time during the aggregation process of the secondary particles, and its range is from 0.94 to 1. .00. In the suspension polymerization method, since a true spherical toner is possible, the circularity is in the range of 0.98 to 1.00. Further, the degree of circularity can be freely adjusted from 0.94 to 0.98 by heating and deforming at a temperature equal to or higher than the Tg temperature of the toner in order to adjust the degree of circularity.
また、トナーの個数平均粒径は、９μｍ以下であることが好ましく、８μｍ〜４．５μｍであることがより好ましい。９μｍよりも大きなトナーでは、１２００ｄｐｉ以上の高解像度で潜像を形成しても、その解像度の再現性が小粒子径のトナーに比べて低下し、また４．５μｍ以下になると、トナーによる隠蔽性が低下するとともに、流動性を高めるために外添剤の使用量が増大し、その結果、定着性能が低下する傾向があるので好ましくない。 The number average particle size of the toner is preferably 9 μm or less, and more preferably 8 μm to 4.5 μm. For toners larger than 9 μm, even if a latent image is formed at a high resolution of 1200 dpi or higher, the reproducibility of the resolution is lower than that of a toner having a small particle diameter. In addition, the amount of the external additive used to increase the fluidity increases, and as a result, the fixing performance tends to decrease.
次に、外添剤について説明する。本発明のトナー粒子には、外添剤として、シリカ粒子と、シリカの表面をチタン、スズ、ジルコニウムおよびアルミニウムから選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物、水酸化物によって修飾した表面修飾シリカ粒子を含み、シリカ粒子に対して表面修飾シリカ粒子が重量比で１．５倍以下の比で含有されている。 Next, the external additive will be described. The toner particles of the present invention include silica particles as external additives, and surface-modified silica particles in which the surface of the silica is modified with an oxide or hydroxide of at least one metal selected from titanium, tin, zirconium and aluminum The surface-modified silica particles are contained in a ratio of 1.5 times or less by weight with respect to the silica particles.
また、その他の外添剤としては、各種の無機および有機のトナー用流動性改良剤が使用可能である。例えば、正帯電性シリカ、二酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、フッ化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、マグネタイト、二硫化モリブデン、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸金属塩、ケイ素金属塩の各微粒子を使用することができる。これらの微粒子は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等で疎水化処理して使用することが好ましい。その他の樹脂微粒子の例としては、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。流動性改良剤は単独あるいは混合して使用でき、その使用量はトナー１００重量部に対して０．１ないし５重量部、より好ましくは０．５ないし４．０重量部であることが好ましい。 As other external additives, various fluidity improvers for inorganic and organic toners can be used. For example, positively charged silica, titanium dioxide, alumina, zinc oxide, magnesium fluoride, silicon carbide, boron carbide, titanium carbide, zirconium carbide, boron nitride, titanium nitride, zirconium nitride, zirconium oxide, magnetite, molybdenum disulfide, stearin Fine particles of metal titanate such as aluminum oxide, magnesium stearate, zinc stearate, calcium stearate, strontium titanate, and silicon metal salt can be used. These fine particles are preferably used after being hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, silicone oil or the like. Examples of other resin fine particles include acrylic resin, styrene resin, and fluororesin. The fluidity improvers can be used alone or in combination, and the amount used is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 4.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the toner.
シリカ粒子としては、ケイ素のハロゲン化物等から乾式で作製した粒子、およびケイ素化合物から液中で析出した湿式法によるもののいずれをも用いることができる。
そして、シリカ粒子の一次粒子の平均粒子径は、７ｎｍ〜４０ｎｍとすることが好ましく、１０ｎｍ〜３０ｎｍとすることがより好ましい。また、シリカ粒子の一次粒子の平均粒子径が７ｎｍより小さいと、トナーの母粒子に埋没しやすくなり、また、負に過帯電しやすくなる。そして、４０ｎｍを超えるとトナー母粒子の流動性付与効果が悪化し、トナーを均一に負に帯電させることが困難になる結果、逆帯電である正に帯電したトナー量が増加する傾向となる。
As the silica particles, any of particles prepared by dry processing from a halide of silicon or the like and those obtained by a wet method in which a silicon compound is precipitated in a liquid can be used.
And the average particle diameter of the primary particle of a silica particle is preferably 7 nm to 40 nm, and more preferably 10 nm to 30 nm. On the other hand, when the average particle diameter of the primary particles of the silica particles is smaller than 7 nm, the silica particles are easily embedded in the toner base particles, and negatively charged easily. If it exceeds 40 nm, the fluidity imparting effect of the toner base particles deteriorates and it becomes difficult to uniformly charge the toner negatively. As a result, the amount of positively charged toner that is reversely charged tends to increase.
本発明においては、シリカ粒子として、個数平均粒径分布が異なるシリカを混合して用いることが好ましく、粒径が大きな外添剤を含有することによって、トナー粒子中に外添剤が埋まってしまうことを防止し、小径のシリカ粒子によって好ましい流動性を得ることができる。
具体的には、一方のシリカの個数平均一次粒子径が５ｎｍ〜２０ｎｍであることが好ましく、７〜１６ｎｍであることがより好ましい。また、他方のシリカの個数平均一次粒子径が３０ｎｍ〜５０ｎｍであることが好ましく、３０〜４０ｎｍである粒子を併用することがより好ましい。
なお、本発明における外添剤の粒径は、電子顕微鏡像によって観察して測定したものであり、個数平均粒子径を平均粒子径としている。
In the present invention, it is preferable to mix silica particles having different number average particle size distributions as the silica particles. By including an external additive having a large particle size, the external additive is embedded in the toner particles. This can be prevented, and preferable fluidity can be obtained by the small-diameter silica particles.
Specifically, the number average primary particle diameter of one silica is preferably 5 nm to 20 nm, and more preferably 7 to 16 nm. Moreover, it is preferable that the number average primary particle diameter of the other silica is 30 nm to 50 nm, and it is more preferable to use particles having 30 to 40 nm in combination.
The particle size of the external additive in the present invention is measured by observation with an electron microscope image, and the number average particle size is defined as the average particle size.
本発明において外添剤として使用するシリカ粒子は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等で疎水化処理して使用することが好ましく、例えばジメチルジクロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、（４−iso−プロピルフェニル）−トリクロルシラン、（４−t−ブチルフェニル）−トリクロルシラン、ジペンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、（４−t−ブチルフェニル）−オクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−２−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルペンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、（４−iso−プロピルフェニル）−ジエチル−クロルシラン等が例示される。 The silica particles used as an external additive in the present invention are preferably used after being hydrophobized with a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a higher fatty acid, silicone oil or the like, for example, dimethyldichlorosilane, octyltrimethoxy. Silane, hexamethyldisilazane, silicone oil, octyl-trichlorosilane, decyl-trichlorosilane, nonyl-trichlorosilane, (4-iso-propylphenyl) -trichlorosilane, (4-t-butylphenyl) -trichlorosilane, dipentyl -Dichlorosilane, dihexyl-dichlorosilane, dioctyl-dichlorosilane, dinonyl-dichlorosilane, didecyl-dichlorosilane, didodecyl-dichlorosilane, (4-t-butylphenyl) -octyl-dichlorosilane, didecenyl-di Lorsilane, dinonenyl-dichlorosilane, di-2-ethylhexyl-dichlorosilane, di-3,3-dimethylpentyl-dichlorosilane, trihexyl-chlorosilane, trioctyl-chlorosilane, tridecyl-chlorosilane, dioctyl-methyl-chlorosilane, octyl-dimethyl-chlorosilane, ( 4-iso-propylphenyl) -diethyl-chlorosilane and the like.
また、シリカ粒子と、金属化合物によって表面を修飾したシリカをシリカ粒子に対して所定の量を併用することが好ましい。表面修飾シリカとしては、５０〜４００ｍ2／ｇの比表面積を有するシリカ粒子を、チタン、スズ、ジルコニウムおよびアルミニウムから選ばれる少なくとも一種の水酸化物あるいは酸化物で被覆したものである。
これらの配合量は、シリカ粒子１００重量部に対し、１〜３０重量部のこれらの水酸化物、酸化物で被覆したスラリーとし、引き続いてスラリー中の固形分に対し、アルコキシシランを３〜５０重量部を被覆した後、アルカリで中和し、ろ過、洗浄、乾燥及び粉砕を行うことによって得ることができる。表面修飾シリカに使用するシリカ微粒子は、湿式法あるいは気相法で製造されたいずれの粒子を使用することができる。
In addition, it is preferable to use a predetermined amount of silica particles and silica whose surface is modified with a metal compound in combination with the silica particles. As the surface-modified silica, silica particles having a specific surface area of 50 to 400 m 2 / g are coated with at least one hydroxide or oxide selected from titanium, tin, zirconium and aluminum.
These blending amounts are 1 to 30 parts by weight of a slurry coated with these hydroxides and oxides with respect to 100 parts by weight of silica particles, and then 3 to 50 parts of alkoxysilane with respect to the solid content in the slurry. After coating a weight part, it can obtain by performing neutralization with an alkali, filtering, washing | cleaning, drying, and grind | pulverizing. As the silica fine particles used for the surface-modified silica, any particles produced by a wet method or a gas phase method can be used.
また、シリカ粒子の表面修飾は、チタン、スズ、ジルコニウム、アルミニウムを少なくとも一種を含有する水系の溶液を使用することができ、例えば、硫酸チタン、四塩化チタン、塩化スズ、硫酸第一スズ、オキシ塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム等を挙げることができる。
シリカ粒子をこれらの金属酸化物、水酸化物での表面修飾は、これらの金属化合物の水系溶液によってシリカ粒子のスラリーを処理することによっておこなうことができる。処理温度は、２０〜９０℃とすることが好ましい。
For the surface modification of the silica particles, an aqueous solution containing at least one of titanium, tin, zirconium and aluminum can be used. For example, titanium sulfate, titanium tetrachloride, tin chloride, stannous sulfate, oxy Zirconium chloride, zirconium sulfate, zirconium nitrate, aluminum sulfate, sodium aluminate and the like can be mentioned.
Surface modification of silica particles with these metal oxides and hydroxides can be performed by treating a slurry of silica particles with an aqueous solution of these metal compounds. The treatment temperature is preferably 20 to 90 ° C.
次いで、アルコキシシランによって被覆することによって、疎水化処理を行う。疎水化処理は、スラリーのｐＨを２〜６、好ましくはｐＨ３〜６に調整した後、少なくとも一種のアルコキシシランをシリカ微粒子１００重量部に対して３０ないし５０重量部を添加し、スラリーの温度を２０〜１００℃、好ましくは３０〜７０℃に調整し、加水分解及び縮合反応を行うことによって実現することができる。 Next, a hydrophobic treatment is performed by coating with alkoxysilane. In the hydrophobization treatment, the pH of the slurry is adjusted to 2 to 6, preferably 3 to 6, and then 30 to 50 parts by weight of at least one alkoxysilane is added to 100 parts by weight of silica fine particles, and the temperature of the slurry is adjusted. It can implement | achieve by adjusting to 20-100 degreeC, Preferably it is 30-70 degreeC, and performing a hydrolysis and a condensation reaction.
また、アルコキシシランを添加した後には、スラリーを攪拌した後、ｐＨ４〜９、好ましくは５〜７とｐＨの調整を行って縮合反応を促進することが好ましい。ｐＨの調整は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水、アンモニアガス等を使用することができる。この様な処理を行うことで、均一に疎水化処理された安定な微粒子が得られる。
次いで、スラリーをろ過、水洗後に乾燥を行うことによって表面修飾されたシリカ微粒子を得ることができる。
乾燥は、１００〜１９０℃、好ましくは１１０〜１７０℃である。１００℃未満だと乾燥効率が悪く疎水化度が低くなるので好ましくない。また、１９０℃を超えると、炭化水素基の熱分解により変色と疎水化度の低下が起こるので好ましくない。
Moreover, after adding alkoxysilane, after stirring a slurry, it is preferable to adjust pH to 4-9, preferably 5-7, and accelerate | stimulate a condensation reaction. The pH can be adjusted using sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, aqueous ammonia, ammonia gas or the like. By performing such treatment, stable fine particles that have been uniformly hydrophobized can be obtained.
Next, the surface-modified silica fine particles can be obtained by filtering the slurry, washing it with water and drying it.
Drying is 100-190 degreeC, Preferably it is 110-170 degreeC. If it is less than 100 ° C., the drying efficiency is poor and the hydrophobicity is lowered, which is not preferable. Moreover, when it exceeds 190 degreeC, since discoloration and the fall of the hydrophobization degree will occur by thermal decomposition of a hydrocarbon group, it is not preferable.
疎水化処理は、表面修飾シリカ粒子にアルコキシシランを添加した後にヘンシェルミキサー等を用いて被覆することもできる。
本発明において、これらの外添剤は、トナー母粒子１００重量部に対して０．０５〜２重量部とすることが好ましい。
０．０５重量部よりも少ない場合には、流動性付与、および過帯電防止に効果がなく、逆に２重量部を超えると、負帯電の電荷量が低下すると同時に、逆極性である正帯電のトナー量が増加し、カブリや逆転写トナー量を増加する結果となる。
In the hydrophobization treatment, alkoxysilane may be added to the surface-modified silica particles and then coated using a Henschel mixer or the like.
In the present invention, these external additives are preferably 0.05 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner base particles.
When the amount is less than 0.05 parts by weight, there is no effect on fluidity imparting and overcharge prevention. On the other hand, when the amount exceeds 2 parts by weight, the amount of negatively charged charge decreases and at the same time, the positively charged with reverse polarity. As a result, the amount of toner increases and the amount of fog and reverse transfer toner increases.
本発明におけるトナーの現像順序による転写効率の違いは以下のように考えられる。
図９は、本発明の中間転写媒体上に重ね合わされたトナーを説明する図である。
図９（Ａ）に示すように、複数色のトナーを色重ねした際の画像の転写例を示したものである。トナーは、仕事関数の大きい順に中間転写媒体へ転写され、中間転写媒体上に静電的に付着している。
矢印の方向に電子（電荷）が移動し、最上部のトナーの電荷が小さくなるので、定電圧転写において電子（電荷）の流れと転写の向きが同一になるために転写効率が高くなるものと考えられる。
また、図９（Ｂ）は中間調画像の転写例を示したので、トナー同士が隣りあう場合の例である。トナーの仕事関数が大きい順より現像および転写が行われ、中間転写ベルト上に静電的に付着している。やはり、矢印の方向に電子（電荷）が移動し、最上部のトナーの電荷が小さなるので、定電圧転写において電子（電荷）の流れと転写の向きが同一になるため、転写効率が高くなるものと考えられる。
The difference in transfer efficiency depending on the order of toner development in the present invention is considered as follows.
FIG. 9 is a diagram illustrating the toner superimposed on the intermediate transfer medium of the present invention.
As shown in FIG. 9A, an example of image transfer when a plurality of color toners are superimposed is shown. The toner is transferred to the intermediate transfer medium in descending order of work function, and electrostatically adheres on the intermediate transfer medium.
Electrons (charges) move in the direction of the arrow, and the charge of the uppermost toner is reduced. Therefore, the transfer efficiency is increased because the flow of electrons (charges) and the direction of transfer are the same in constant voltage transfer. Conceivable.
FIG. 9B shows an example of transfer of a halftone image, and is an example where toners are adjacent to each other. Development and transfer are performed in descending order of the work function of the toner, and the toner adheres electrostatically on the intermediate transfer belt. Again, electrons (charges) move in the direction of the arrow, and the charge of the uppermost toner is small, so the flow of electrons (charges) and the direction of transfer are the same in constant voltage transfer, and transfer efficiency is increased. It is considered a thing.
また、図９（Ｃ）単色の線画像の例を示したもので、トナーが中間転写媒体上に静電的に付着している。中間転写媒体から電子（電荷）がトナーに移動し、トナーの電荷を負にさせる。負の電荷が増えることはあっても、正になることはないので、逆転写トナーの防止につながるものと考えられる。 FIG. 9C shows an example of a monochromatic line image, in which toner is electrostatically attached to the intermediate transfer medium. Electrons (charges) move from the intermediate transfer medium to the toner, making the toner charge negative. Even if negative charge increases, it does not become positive, which is considered to lead to prevention of reverse transfer toner.
図１０は、かぶりトナーと逆転写トナーの発生原因となる正帯電トナーの挙動を説明する図である。
潜像担持体の表面電位：非画像部暗電位−６００Ｖ、画像部明電位−８０Ｖ、現像部材のバイアス電位：−３００Ｖに設定時した場合を例にして説明する。
図１０（Ａ）の潜像担持体上のカブリ及び反転現像されたトナーの帯電極性の状態を示す図において、現像部材上のトナーの挙動は、トナー層中に潜像担持体の電位極性と逆極性である＋トナーは非画像部に付着し、いわゆるかぶりトナーとなり、同極性である−トナーは画像部に反転現像されてトナー画像を形成する。この時、強く負帯電したＡトナーと弱く正帯電したＢトナーが対となって画像部に反転現像される場合がある。
図中矢印でトナーが現像時に潜像担持体上の画像領域と非画像領域に移行する様子を示す。この図で、潜像担持体上に移行したＢトナーが図１０（Ｂ）、（Ｃ）で示すように、逆転写トナーの発生原因となる。
図１０（Ｂ）に示すように、潜像担持体の画像領域に反転現像されたトナーすなわち、負に帯電したトナーは逆極性のバイアス電圧を印加されて、中間転写媒体上に転写される。その様子を矢印で示す。この時に前述の強く負帯電したＡトナーと弱く正帯電したＢトナーも対となって転写される。
FIG. 10 is a diagram for explaining the behavior of positively charged toner that causes generation of fog toner and reverse transfer toner.
The case where the surface potential of the latent image carrier is set to non-image portion dark potential of −600 V, the image portion light potential of −80 V, and the bias potential of the developing member to −300 V will be described as an example.
In FIG. 10A, the fog on the latent image carrier and the state of the charged polarity of the reversely developed toner are shown. The behavior of the toner on the developing member is expressed by the potential polarity of the latent image carrier in the toner layer. The + toner having the opposite polarity adheres to the non-image portion and becomes a so-called fog toner, and the minus toner having the same polarity is reversely developed on the image portion to form a toner image. At this time, the strongly negatively charged A toner and the weakly positively charged B toner may be paired and developed on the image portion.
The arrow in the figure shows how the toner moves to an image area and a non-image area on the latent image carrier during development. In this figure, the B toner transferred onto the latent image carrier causes reverse transfer toner to be generated, as shown in FIGS.
As shown in FIG. 10B, the toner reversely developed in the image area of the latent image carrier, that is, the negatively charged toner is applied with a reverse polarity bias voltage and transferred onto the intermediate transfer medium. This is indicated by arrows. At this time, the strongly negatively charged A toner and the weakly positively charged B toner are also transferred in pairs.
また、図１０（Ｃ）に示すように、次工程の中間転写媒体上に転写されたトナーにおいて、トナー対として転写されたＢトナーは正帯電しているため、次工程の潜像担持体の非画像領域の−６００Ｖの電圧に静電引力で引きつけられる。その結果、トナーの混色が生じる逆転写トナーになる。
クリーニング手段を設けた画像形成装置においては、中間転写媒体上のクリーニング手段により除去されるが、クリーニング手段を有さない装置においては、このような形態のトナーが生成することを防止することが不可欠となる。
以下に、実施例を示し本発明を説明する。
In addition, as shown in FIG. 10C, in the toner transferred onto the intermediate transfer medium in the next step, the B toner transferred as a toner pair is positively charged. It is attracted to a voltage of −600 V in the non-image area by electrostatic attraction. As a result, the toner is a reverse transfer toner in which color mixing of toner occurs.
In the image forming apparatus provided with the cleaning unit, the toner is removed by the cleaning unit on the intermediate transfer medium. However, in an apparatus having no cleaning unit, it is indispensable to prevent the generation of the toner in such a form. It becomes.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
（トナー１の製造例）
スチレンモノマー８０重量部、アクリル酸ブチル２０重量部、およびアクリル酸５重量部からなるモノマー混合物を、水１０５重量部、ノニオン乳化剤（第一工業製薬製エマルゲン９５０）１重量部、アニオン乳化剤（第一工業製薬製 ネオゲン（登録商標）Ｒ）１．５重量部、および過硫酸カリウム０．５５重量部の水溶液混合物に添加し、窒素気流中下で攪拌を行いながら７０℃で８時間重合を行った。重合反応後冷却し、乳白色の粒径０．２５μｍの樹脂エマルジョンを得た。
(Production example of toner 1)
A monomer mixture consisting of 80 parts by weight of styrene monomer, 20 parts by weight of butyl acrylate, and 5 parts by weight of acrylic acid was added to 105 parts by weight of water, 1 part by weight of a nonionic emulsifier (Emulgen 950 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku), and an anionic emulsifier (first It was added to an aqueous solution mixture of 1.5 parts by weight of Neogen (registered trademark) R) manufactured by Kogyo Seiyaku and 0.55 parts by weight of potassium persulfate, and polymerization was carried out at 70 ° C. for 8 hours while stirring in a nitrogen stream. . After the polymerization reaction, the mixture was cooled to obtain a milky white resin emulsion having a particle size of 0.25 μm.
次に、この樹脂エマルジョン２００重量部、ポリエチレンワックスエマルジョン（三洋化成工業製）２０重量部およびフタロシアニンブルー７重量部を界面活性剤のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２重量部を含んだ水中へ分散し、ジエチルアミンを添加してｐＨを５．５に調整後攪拌しながら硫酸アルミニウム０．３重量部を電解質として加え、次いで攪拌装置（特殊機化工業製ＴＫホモミキサー）で高速攪拌して分散を行った。 Next, 200 parts by weight of this resin emulsion, 20 parts by weight of polyethylene wax emulsion (manufactured by Sanyo Chemical Industries) and 7 parts by weight of phthalocyanine blue are dispersed in water containing 0.2 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate as a surfactant. After adding diethylamine and adjusting the pH to 5.5, 0.3 parts by weight of aluminum sulfate was added as an electrolyte while stirring, and then dispersed by stirring at high speed with a stirring device (TK homomixer manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.). It was.
更に、スチレンモノマー４０重量部、アクリル酸ブチル１０重量部、サリチル酸亜鉛５重量部を水４０重量部と共に追加し、窒素気流下で攪拌しながら同様にして、９０℃に加熱し、過酸化水素水を加えて５時間重合し、粒子を成長させた。重合停止後会合粒子の結合強度を上げるため、ｐＨを５以上に調整しながら９５℃に昇温し、５時間保持した。
その後得られた粒子を水洗し、４５℃で真空乾燥を１０時間行った。平均粒径６．８μｍの円形度０．９８のシアントナーを得た。
Further, 40 parts by weight of styrene monomer, 10 parts by weight of butyl acrylate, and 5 parts by weight of zinc salicylate were added together with 40 parts by weight of water, and the mixture was heated to 90 ° C. while stirring under a nitrogen stream, And polymerized for 5 hours to grow particles. In order to increase the bond strength of the associated particles after the polymerization was stopped, the temperature was raised to 95 ° C. while maintaining the pH at 5 or higher and held for 5 hours.
Thereafter, the obtained particles were washed with water and vacuum-dried at 45 ° C. for 10 hours. A cyan toner having an average particle diameter of 6.8 μm and a circularity of 0.98 was obtained.
なお、本実施例において円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（シスメックス株式会社製ＦＰＩＡ２１００）を用いて行い、下記式（１）で表現した。
Ｒ＝Ｌ0／Ｌ1…（１）
ただし、Ｌ1は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長（μｍ）である。
Ｌ0は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい真円の周囲長（μｍ）である。
In this example, the degree of circularity was measured using a flow type particle image analyzer (FPIA2100 manufactured by Sysmex Corporation) and expressed by the following formula (1).
R = L 0 / L 1 (1)
Here, L 1 is the peripheral length (μm) of the projected image of the toner particles to be measured.
L 0 is the circumference (μm) of a perfect circle equal to the area of the projected image of the toner particles to be measured.
得られたトナー１００重量部に対して、流動性改良剤である平均一次粒子径が１２ｎｍの疎水性シリカを１重量部、平均一次粒子径が４０ｎｍの疎水性シリカを０．７重量部添加混合し、次いで平均一次粒子径が２０ｎｍの疎水性酸化チタンを０．５重量部と平均一次粒子径が３０ｎｍの疎水性のシリカをアミノシランで表面処理した正帯電性疎水性シリカを０．４重量部添加混合しトナー１を得た。このトナー１をシアントナー１とも称す。
1 part by weight of a hydrophobic silica having an average primary particle diameter of 12 nm and 0.7 part by weight of a hydrophobic silica having an average primary particle diameter of 40 nm are mixed with 100 parts by weight of the obtained toner. Then, 0.5 part by weight of hydrophobic titanium oxide having an average primary particle diameter of 20 nm and 0.4 part by weight of positively charged hydrophobic silica obtained by surface-treating hydrophobic silica having an average primary particle diameter of 30 nm with
なお、平均粒径は、電気抵抗法粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製マルチサイザーＩＩＩ）で測定した体積分布Ｄ５０で示した。
また、得られたトナーの仕事関数は、５．５４ｅＶであった。なお、本実施例において仕事関数は、表面分析装置（理研計器製 ＡＣ−２型）によって、照射光量５００ｎＷで測定した値である。
In addition, the average particle diameter was shown by the volume distribution D50 measured with the electrical resistance method particle size distribution measuring apparatus (Multisizer III by Beckman Coulter, Inc.).
Further, the work function of the obtained toner was 5.54 eV. In this example, the work function is a value measured with a surface analyzer (AC-2 type, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) with an irradiation light amount of 500 nW.
（トナー２の製造例）
トナー１の製造例において、顔料のフタロシアニンブルーに代えてキナクリドンを用いた点を除き、トナーの製造例１と同様にして、二次粒子の会合と造膜結合強度を上げる温度を９０℃において行い、トナー２を作製した。得られたマゼンタトナーの円形度は０．９７２で仕事関数は５．６３ｅＶであった。このトナーの個数基準の平均粒径は６．９μｍであった。このトナー２をマゼンタトナー２とも称す。
(Production example of toner 2)
In the toner production example, except that quinacridone was used in place of the pigment phthalocyanine blue, the temperature for increasing the association of the secondary particles and the film-forming bond strength was performed at 90 ° C. in the same manner as in toner production example 1.
（トナー３、４の製造例）
トナー２の製造例において、顔料をピグメントイエロー１８０に変えた点を除き、トナー２の製造例と同様にして重合を行い、流動性改良剤を添加し、円形度０．９７２、仕事関数５．５８ｅＶ、平均粒径７．０μｍのトナー３を作製した。このトナー３をイエロートナー３とも称す。
また、トナー２の製造例において、顔料をカーボンブラックに変えた以外はトナー２の製造例と同様にして重合を行い、流動性改良剤を添加し、円形度０．９７３、仕事関数５．４８ｅＶ、平均粒径６．９μｍのトナー４を作製した。このトナー４をブラックトナー４とも称す。
(Production example of
In the production example of the
Further, in the production example of
（トナー５の製造例）
芳香族ジカルボン酸とアルキレンエーテル化ビスフェノールＡとの重縮合ポリエステルと該重合ポリエステルの多価金属化合物による一部架橋物の５０：５０（重量比）混合物（三洋化成工業製）１００重量部、シアン顔料のピグメントブルー１５：１を５重量部、離型剤として融点が１５２℃、重量平均分子量が４０００のポリプロピレン１重量部、および荷電制御剤としてのサリチル酸金属錯体（オリエント化学工業製 Ｅ−８１）４重量部をヘンシェルミキサーを用い、均一混合した後、内部温度１３０℃の二軸押し出し機で混練し、冷却した。
冷却物を２ｍｍ角以下に粗粉砕し、次いでジェットミルで微粉砕し、ローター回転による分級装置により分級し、平均粒径６．２μｍ、円形度０．９０５の分級トナーを得た。
(Production example of toner 5)
100 parts by weight of a 50:50 (weight ratio) mixture of polycondensed polyester of aromatic dicarboxylic acid and alkylene etherified bisphenol A and a partially cross-linked product of the polymerized polyester with a polyvalent metal compound (manufactured by Sanyo Chemical Industries),
The cooled product was coarsely pulverized to 2 mm square or less, then finely pulverized by a jet mill, and classified by a classifier by rotating a rotor to obtain a classified toner having an average particle diameter of 6.2 μm and a circularity of 0.905.
分級したトナー１００重量部に対し、０．２重量部の疎水性シリカ（平均一次粒子径７ｎｍ、比表面積２５０ｍ2／ｇ）を加え表面処理を行った後、熱風球形化装置（日本ニューマチック工業製 ＳＦＳ−３型）を使用し、熱処理温度２００℃において、部分的に球形化処理を行った後、同様にして再度分級し平均粒径６．３μｍ、円形度０．９４０のシアントナー５の母粒子を得た。
このトナー母粒子に対し、トナー１と同様にして流動性改良剤を添加混合し、トナー５を作製した。得られたトナーの仕事関数を同様に測定したところ５．４８ｅＶであった。
このトナー５をシアントナー５とも称す。
After 0.2 parts by weight of hydrophobic silica (average
Toner base particles were added and mixed with a fluidity improver in the same manner as
This
（トナー６、７、８の製造例）
トナー５の製造例において、顔料をナフトールＡＳ系の６Ｂに変えた以外はトナー５と同様にして粉砕、分級、熱処理、再分級および表面処理を行い、平均粒径６．５μｍで円形度０．９４２のトナー６を製造した。このトナー６の仕事関数を測定したところ、５．５３ｅＶであった。このトナー６をマゼンタトナー６とも称す。
(Production example of
In the production example of the
また、同様にして、顔料としてピグメントイエロー９３を使用して、イエロートナーであるトナー７を製造した。このトナー７をイエロートナー７とも称す。
また、顔料としてカーボンブラックを使用して、ブラックトナーであるトナー８を作製した。このトナー８をブラックトナー８とも称す。
得られたトナーの平均粒径と円形度は、トナー６と同じ値を示し、またそれぞれのトナーの仕事関数は、５．５７ｅＶ（イエロートナー）および５．６３ｅＶ（ブラックトナー）であった。
Similarly,
Further,
The obtained toner had the same average particle diameter and circularity as those of the
（トナー１１、１２、１３、１４の製造例）
トナー１の製造例において、流動性改良剤として添加した、平均一次粒子径が２０ｎｍの疎水性酸化チタンの量を０．７重量部に変えると共に、平均一次粒子径が３０ｎｍの疎水性のシリカをアミノシランで表面処理した正帯電性疎水性シリカの量を０．４５重量部に変えてトナー１１を製造した。このトナー１１をシアントナー１１とも称す。得られたシアントナー１１（記号Ｃ１１）の仕事関数は、５．５５ｅＶであった。
(Manufacturing example of
In the
同様に、トナー２の製造例において、流動性改良剤として添加した、平均一次粒子径が２０ｎｍの疎水性酸化チタンの量を０．７重量部に変えると共に、平均一次粒子径が３０ｎｍの疎水性のシリカをアミノシランで表面処理した正帯電性疎水性シリカの量を０．４５重量部に変えてトナー１２を製造した。このトナー１２をマゼンタトナー１２とも称す。
得られたマゼンタトナー１２（記号Ｍ１２）の仕事関数は、５．６４ｅＶであった。
Similarly, in the production example of the
The work function of the obtained magenta toner 12 (symbol M12) was 5.64 eV.
同様に、トナー３の製造例において、流動性改良剤として添加した、平均一次粒子径が２０ｎｍの疎水性酸化チタンの量を０．７重量部に変えると共に、平均一次粒子径が３０ｎｍの疎水性のシリカをアミノシランで表面処理した正帯電性疎水性シリカの量を０．４５重量部に変えてトナー１３を製造した。このトナー１３をイエロートナー１３とも称す。
得られたイエロートナー１３（記号Ｙ１３）の仕事関数は、５．５９ｅＶであった。
Similarly, in the production example of the
The work function of the obtained yellow toner 13 (symbol Y13) was 5.59 eV.
同様に、トナー４の製造例において、流動性改良剤として添加した、平均一次粒子径が２０ｎｍの疎水性酸化チタンの量を０．７重量部に変えると共に、平均一次粒子径が３０ｎｍの疎水性のシリカをアミノシランで表面処理した正帯電性疎水性シリカの量を０．４５重量部に変えてトナー１４を製造した。このトナー１４をブラックトナー１４とも称す。
得られたブラックトナー１４（記号ＢＫ１４）の仕事関数は、５．４９ｅＶであった。
Similarly, in the production example of the
The black toner 14 (symbol BK14) obtained had a work function of 5.49 eV.
（有機感光体（ＯＰＣ１）の製造例）
直径８５．５ｍｍのアルミニウム製管の導電性支持体に、下引き層として、アルコール可溶性ナイロン（東レ製 ＣＭ８０００）の６重量部とアミノシラン処理された酸化チタン微粒子４重量部をメタノール１００重量部に溶解、分散させてなる塗工液を、リングコーティング法で塗工し、温度１００℃で４０分間乾燥させ、膜厚１．５〜２μｍの下引き層を形成した。
(Example of production of organic photoreceptor (OPC1))
Dissolve 6 parts by weight of alcohol-soluble nylon (CM8000 manufactured by Toray) and 4 parts by weight of aminosilane-treated titanium oxide fine particles as an undercoat layer in 100 parts by weight of methanol on a conductive support made of aluminum tube having a diameter of 85.5 mm. The dispersed coating solution was applied by a ring coating method and dried at a temperature of 100 ° C. for 40 minutes to form an undercoat layer having a thickness of 1.5 to 2 μm.
この下引き層上に、電荷発生剤のオキシチタニルフタロシアニン１重量部とブチラール樹脂（積水化学製 ＢＸ−１）１重量部とジクロルエタン１００重量部とを、直径１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミルで８時間分散させた。
得られた顔料の分散液を、上記の支持体を用いて、リングコーティング法で塗工し、８０℃で２０分間乾燥させ、膜厚０．３μｍの電荷発生層を形成した。
On this undercoat layer, 1 part by weight of oxytitanyl phthalocyanine as a charge generating agent, 1 part by weight of butyral resin (BX-1 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and 100 parts by weight of dichloroethane were mixed with a sand mill using glass beads having a diameter of 1 mm. Time dispersed.
The obtained pigment dispersion was applied by the ring coating method using the above support and dried at 80 ° C. for 20 minutes to form a charge generation layer having a thickness of 0.3 μm.
この電荷発生層上に、下記構造式（１）のスチリル化合物の電荷輸送物質４０重量部とポリカカーボネート樹脂（帝人化成製 パンライト（登録商標）Ｓ）６０重量部をトルエン４００重量部に溶解させ、乾燥膜厚が２２μｍになるように浸漬コーティング法で塗工、乾燥させて電荷輸送層を形成し、２層からなる感光層を有する有機感光体（ＯＰＣ１）を作製した。
得られた有機感光体の一部を切り欠いて試料片とし、その仕事関数を表面分析装置（理研計器製 ＡＣ−２型）を用い、照射光量５００ｎＷで測定したところ、５．４７ｅＶを示した。
On this charge generation layer, 40 parts by weight of a charge transport material of a styryl compound of the following structural formula (1) and 60 parts by weight of a polycarbonate resin (Panlite (registered trademark) S manufactured by Teijin Chemicals) are dissolved in 400 parts by weight of toluene. Then, the charge transport layer was formed by applying and drying by a dip coating method so that the dry film thickness was 22 μm, and an organic photoreceptor (OPC1) having a photosensitive layer composed of two layers was produced.
A part of the obtained organic photoreceptor was cut out to obtain a sample piece, and the work function was measured with a surface analyzer (AC-2 type, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.) at an irradiation light amount of 500 nW, and showed 5.47 eV. .
（有機感光体（ＯＰＣ２）の製造例）
有機感光体（ＯＰＣ１）において、導電性支持体としてアルミニウム製管の代わりに継ぎ目のない厚さ４０μｍで直径８５．５ｍｍのニッケル製電鋳管を用いるとともに、電荷発生剤としてチタニルフタロシアニン、電荷輸送物質に下記構造式（２）のジスチリル化合物に変えた点を除いて同様にして有機感光体（ＯＰＣ２）を作製した。
この有機感光体の仕事関数を同様に測定したところ、５．５０ｅＶであった。
(Example of production of organic photoreceptor (OPC2))
In the organic photoreceptor (OPC1), a nickel electroformed tube having a seamless thickness of 40 μm and a diameter of 85.5 mm is used as the conductive support instead of the aluminum tube, and titanyl phthalocyanine, a charge transport material as the charge generator. An organic photoreceptor (OPC2) was prepared in the same manner except that the compound was changed to a distyryl compound of the following structural formula (2).
The work function of this organophotoreceptor was measured in the same manner as 5.50 eV.
（有機感光体（ＯＰＣ３）の製造例）
有機感光体（ＯＰＣ１）の製造例において、導電性支持体を直径３０ｍｍのアルミニウム製管を用いた点を除き、有機感光体（ＯＰＣ１）と同様にして有機感光体（ＯＰＣ３）を製造した。
(Example of production of organic photoreceptor (OPC3))
In the production example of the organic photoreceptor (OPC1), an organic photoreceptor (OPC3) was produced in the same manner as the organic photoreceptor (OPC1), except that an aluminum tube having a diameter of 30 mm was used as the conductive support.
（現像ローラの作製）
直径１８ｍｍのアルミニウム管の表面に、厚さ１０μｍのニッケルメッキ層を施し、表面粗さ（Ｒｚ）４μｍの表面を得た。この現像ローラ表面の仕事関数を測定したところ、４．５８ｅＶであった。
(Production roller development)
A nickel plating layer having a thickness of 10 μm was applied to the surface of an aluminum tube having a diameter of 18 mm to obtain a surface having a surface roughness (Rz) of 4 μm. The work function on the surface of the developing roller was measured and found to be 4.58 eV.
（規制ブレードの作製）
厚さ８０μｍのステンレス板に厚さ１．５ｍｍの導電性ウレタンチップを導電性接着剤で貼り付けて、ウレタン部の仕事関数を５ｅＶとした。
(Preparation of regulation blade)
A conductive urethane chip having a thickness of 1.5 mm was attached to a stainless plate having a thickness of 80 μm with a conductive adhesive, and the work function of the urethane portion was set to 5 eV.
（中間転写ベルト１の製造例）
アルミニウムを蒸着した厚さ１３０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム上に、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体３０重量部、導電性カーボンブラック１０重量部およびメチルアルコール７０重量部の均一分散液を、中間導電性層の厚さが２０μｍになるようにロールコーティング法にて塗工乾燥した。
(Example of production of intermediate transfer belt 1)
A uniform dispersion of 30 parts by weight of vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, 10 parts by weight of conductive carbon black, and 70 parts by weight of methyl alcohol on a polyethylene terephthalate resin film having a thickness of 130 μm on which aluminum has been vapor-deposited. The coating was dried by a roll coating method so that the thickness of the film became 20 μm.
次いでその上に、ノニオン系水系ウレタン樹脂（固形分６２％）５５重量部、ポリテトラフルオロエチレンエマルジョン樹脂（固形分６０％）１１．６重量部、導電性酸化すず２５重量部、ポリテトラフルオロエチレン微粒子（最大粒子径０．３μｍ以下）３４重量部、ポリエチレンエマルジョン（固形分３５％）５重量部およびイオン交換水２０重量部を混合分散してなる塗工液を厚さ１０μｍとなるようにロールコーティング法にて同様に塗工乾燥した。
Next, 55 parts by weight of nonionic water-based urethane resin (
この塗工シートを長さ５４０ｍｍに断裁し、塗工面を上にして端部を合わせ、超音波溶着を行うことにより中間転写ベルトを作製した。得られた中間転写ベルトの体積抵抗は２．５×１０10Ω・ｃｍであった。また、仕事関数は５．３７ｅＶ、規格化光電子収率６．９０を示した。 The coated sheet was cut to a length of 540 mm, the ends were aligned with the coated surface facing up, and ultrasonic welding was performed to produce an intermediate transfer belt. The obtained intermediate transfer belt had a volume resistance of 2.5 × 10 10 Ω · cm. The work function was 5.37 eV, and the normalized photoelectron yield was 6.90.
（中間転写ベルト２の製造例）
中間転写ベルト１と同様にして設けた中間導電性層上に、導電性酸化チタン２重量部、導電性酸化すず２５重量部、ポリテトラフルオロエチレン微粒子３７重量部を用いた点を除いて同様にして中間転写ベルトを作製した。
得られた中間転写ベルトの体積抵抗は１．１×１０10Ω・ｃｍであり、仕事関数は５．５２、規格化光電子収率は７．２５を示した。
(Example of production of intermediate transfer belt 2)
Except for using 2 parts by weight of conductive titanium oxide, 25 parts by weight of conductive tin oxide, and 37 parts by weight of polytetrafluoroethylene fine particles on the intermediate conductive layer provided in the same manner as the
The obtained intermediate transfer belt had a volume resistance of 1.1 × 10 10 Ω · cm, a work function of 5.52, and a normalized photoelectron yield of 7.25.
（中聞転写ベルト３の製造例）
ポリブチレンテレフタレート８５重量部、ポリカーボネート１５重量部およびアセチレンブラック１５重量部を、窒素雰囲気下でミキサーにより予備混合し、得られた混合物を引き続き窒素雰囲気下で二軸押出し機により混練し、ペレットを得た。
(Example of production of intermediate transfer belt 3)
85 parts by weight of polybutylene terephthalate, 15 parts by weight of polycarbonate and 15 parts by weight of acetylene black are premixed by a mixer under a nitrogen atmosphere, and the resulting mixture is subsequently kneaded by a twin screw extruder under a nitrogen atmosphere to obtain pellets. It was.
このペレットを、環状ダイスを有する１軸押出し機により２６０℃にて外径１７０ｍｍ、厚さ１６０μｍのチューブ状フィルムに押出した。次に押出した溶融チューブを、環状ダイスと同じ軸線上に支持している冷却インサイドマンドレルにより内径を規制し、冷却固化させてシームレスチューブを作製した。規定寸法に切断し、外径１７２ｍｍ、幅３４２ｍｍ、厚さ１５０μｍのシームレスベルトを得た。
得られた中間転写ベルトの体積抵抗は３．２×１０8Ω・ｃｍであり、仕事関数は５．１９、規格化光電子収率１０．８８を示した。
The pellets were extruded into a tubular film having an outer diameter of 170 mm and a thickness of 160 μm at 260 ° C. by a single screw extruder having an annular die. Next, the extruded molten tube was regulated in inner diameter by a cooling inside mandrel supported on the same axis as the annular die, and cooled and solidified to produce a seamless tube. Cut to a specified size, a seamless belt having an outer diameter of 172 mm, a width of 342 mm, and a thickness of 150 μm was obtained.
The obtained intermediate transfer belt had a volume resistance of 3.2 × 10 8 Ω · cm, a work function of 5.19, and a normalized photoelectron yield of 10.88.
（作像試験と評価）
有機感光体（ＯＰＣ１）を用い、前述の現像ローラと規制ブレードを装着した図４に示す中間転写媒体方式の４サイクルカラープリンターを用いて、前述したトナー１〜トナー４の入った各現像カートリッジを装着し、前述の転写ベルト１と組合わせて、非接触１成分現像方式による作像試験を行った。
作像条件は、有機感光体の周速を１８０ｍｍ／ｓ、現像ローラの周速は有機感光体に対して周速比１．６とし、また、有機感光体と中間転写媒体である転写ベルトとの周速差を転写ベルトが３％早くなるように設定した。３％を超えると、転写画像に散りの発生が生じることがあるので、３％とした。また、トナー規制ブレードの規制条件を調整して現像ローラ上のトナー搬送量を０．４ｍｇ／ｃｍ2となるように設定した。
(Image formation test and evaluation)
Each developing
The image forming conditions are: the peripheral speed of the organic photoconductor is 180 mm / s, the peripheral speed of the developing roller is a peripheral speed ratio of 1.6 with respect to the organic photoconductor, and the organic photoconductor and a transfer belt as an intermediate transfer medium The peripheral speed difference was set so that the transfer belt was 3% faster. If it exceeds 3%, the transferred image may be scattered. Further, the toner conveyance amount on the developing roller was set to 0.4 mg / cm 2 by adjusting the regulation conditions of the toner regulation blade.
作像条件は現像ローラと感光体のギャップを２１０μｍとなるように隙間を調整し、直流の現像バイアス−２００Ｖに重畳する交流電流の周波数を２．５ｋＨｚ、ピーク−ピーク電圧１４００Ｖの設定で、現像ローラと供給ローラは同電位とした。
次に、図４のプリンターの作像条件を、各色トナーのベタ印字画像の有機感光体上の現像付着トナー量を０．５ｍｇ／ｃｍ2〜０．５３ｍｇ／ｃｍ2となるように設定した。そして、ベタ画像印字のデータを与え、３色のトナー像を感光体上に形成させた後、一次転写電圧を変化させながら、中間転写ベルトに転写されるトナーの転写効率を求めた。
The image forming conditions are such that the gap is adjusted so that the gap between the developing roller and the photosensitive member is 210 μm, the frequency of the alternating current superimposed on the direct current developing bias of −200 V is 2.5 kHz, and the peak-peak voltage is 1400 V. The roller and supply roller were at the same potential.
Next, the image forming condition of the printer of FIG. 4, and sets the developer adhering toner amount on the organic photoreceptor solid printed image of each color toner such that the 0.5mg / cm 2 ~0.53mg / cm 2 . Then, after giving solid image printing data and forming a three-color toner image on the photoreceptor, the transfer efficiency of the toner transferred to the intermediate transfer belt was determined while changing the primary transfer voltage.
（転写効率の測定方法）
１．トナーの現像付着量
感光体上に形成された各色のベタ印字画像のトナーの現像付着量を粘着テープに転写して、テープの貼り付け前後のテープ質量を求め、その差をトナー質量（ｍｇ／ｃｍ2）として求めるテープ転写法によって測定した。
複数色のトナーを色重ねした時の現像付着量も同様にテープ転写法で求め、各色の現像付着量を合わせた時の総質量が、４色のトナーを色重ねした時の質量に誤差の範囲で一致することを確認する。
(Measurement method of transfer efficiency)
1. Toner development adhesion amount The toner development adhesion amount of each color solid print image formed on the photosensitive member is transferred to an adhesive tape to determine the tape mass before and after the tape is applied, and the difference is expressed as the toner mass (mg / mg). cm 2 ) and measured by a tape transfer method.
Similarly, the amount of development adhesion when multiple color toners are superimposed is also determined by the tape transfer method, and the total mass when the development adhesion amounts of each color are combined is the same as the mass when 4 color toners are superimposed. Make sure that the ranges match.
２．トナーの転写効率の測定
一次転写の電圧を変化させた時の有機感光体上の転写残りトナー重量を光学顕微鏡にて画像データとして読み取り、画像データの処理によって単位面積あたりの転写残りトナーの面積、トナー個数を求め、この値から求めた個数、各トナーの体積とトナーの真密度から単位面積当たりの転写残り質量を求め、現像付着量との比によって転写効率を求めた。
2. Measurement of toner transfer efficiency The weight of the residual toner on the organic photoreceptor when the primary transfer voltage is changed is read as image data with an optical microscope. The number of toners was determined, and the transfer remaining mass per unit area was determined from the number determined from this value, the volume of each toner and the true density of the toner, and the transfer efficiency was determined by the ratio to the development adhesion amount.
一次転写電圧を変化させた時の現像、転写順における転写効率を求めた実験結果を表１に示す。
ただし、表１において、シアントナー１（記号Ｃ１、仕事関数：５．５４ｅＶ）、マゼンタトナー２（記号Ｍ２、仕事関数：５．６３ｅＶ）、イエロートナー３（記号Ｙ３、仕事関数：５．５８ｅＶ）およびブラックトナー４（記号ＢＫ４、仕事関数：５．４８ｅＶ）である。
Table 1 shows the experimental results for determining the transfer efficiency in the development and transfer order when the primary transfer voltage was changed.
However, in Table 1, cyan toner 1 (symbol C1, work function: 5.54 eV), magenta toner 2 (symbol M2, work function: 5.63 eV), yellow toner 3 (symbol Y3, work function: 5.58 eV) And black toner 4 (symbol BK4, work function: 5.48 eV).
（表１）
一次転写電圧
現像、転写順 ＋４００Ｖ ＋５００Ｖ ＋６００Ｖ
実施例1-1(M2-Y3-C1) ９７．２９％ ９９．４７％ ９９．７２％
実施例1-2(Y3-C1-BK4) ９７．９３％ ９９．７８％ ９９．８８％
比較例1-1(M2-C1-Y3) ９２．２２％ ９８．３１％ ９９．１１％
比較例1-2(Y3-C1-M2) ９１．３６％ ９７．８６％ ９９．０６％
比較例1-3(C1-M2-Y3) ９２．７８％ ９８．９０％ ９９．３９％
比較例1-4(BK4-Y3-C1) ９２．５５％ ９８．７３％ ９９．０８％
比較例1-5(C1-Y3-BK4) ９２．８０％ ９８．９３％ ９９．４０％
(Table 1)
Primary transfer voltage Development, transfer order + 400V + 500V + 600V
Example 1-1 (M2-Y3-C1) 97.29% 99.47% 99.72%
Example 1-2 (Y3-C1-BK4) 97.93% 99.78% 99.88%
Comparative Example 1-1 (M2-C1-Y3) 92.22% 98.31% 99.11%
Comparative Example 1-2 (Y3-C1-M2) 91.36% 97.86% 99.06%
Comparative Example 1-3 (C1-M2-Y3) 92.78% 98.90% 99.39%
Comparative Example 1-4 (BK4-Y3-C1) 92.55% 98.73% 99.08%
Comparative Example 1-5 (C1-Y3-BK4) 92.80% 98.93% 99.40%
表１の結果から、本発明のように仕事関数の大きいトナーより順に現像と転写を行うことで、高い転写効率を得ることが示された。この特性は、転写電圧が低い領域において特に転写効率の差が明瞭となったが、転写電圧を上げることは、画像のデューティが低い場合、および線画像の細線再現性において、トナーの飛び散りや転写メモリーの原因となるため、できるだけ低い転写電圧が望ましい。その意味でも、トナーの仕事関数の大きな順に現像と転写を行うことによって転写効率を高めることができるので好ましい。 From the results in Table 1, it was shown that high transfer efficiency can be obtained by performing development and transfer in order from the toner having a higher work function as in the present invention. Although this characteristic shows a clear difference in transfer efficiency, particularly in regions where the transfer voltage is low, increasing the transfer voltage can cause toner scattering or transfer when the duty of the image is low and the fine line reproducibility of the line image. A transfer voltage as low as possible is desirable because it causes memory. In that sense, it is preferable to perform development and transfer in the descending order of the work function of the toner because transfer efficiency can be increased.
（作像試験と評価）
有機感光体（ＯＰＣ２）を用い、実施例１と同様の現像ローラと規制ブレードを装着した図４に示す中間転写媒体方式の４サイクルカラープリンターを用いて、前述のトナー１〜トナー４の入った各現像カートリッジを装着し、転写ベルト２と組合わせて、接触一成分現像方式による作像試験を行った。
なお、作像に際しては、実施例１と同様の条件で行ったが、感光体の暗電位を−６００Ｖ、明電位を−６０Ｖ、標準現像バイアスを−２００Ｖとし、現像ローラと供給ローラは同電位とした。そして、前述のトナー規制ブレードの規制条件を変えて現像ローラ上のトナー搬送量を０．４ｍｇ／ｃｍ2〜０．４３ｍｇ／ｃｍ2となるように設定した。
(Image formation test and evaluation)
Using the organic photoconductor (OPC2), the above-described
The image formation was performed under the same conditions as in Example 1. However, the dark potential of the photoconductor was −600 V, the light potential was −60 V, the standard developing bias was −200 V, and the developing roller and the supply roller had the same potential. It was. Then, was set to be the toner conveyance amount on the developing roller and 0.4mg / cm 2 ~0.43mg / cm 2 by changing the control conditions of the aforementioned toner regulating blade.
次に、プリンターの作像条件を、各色トナーのベタ印字画像の有機感光体上の現像付着トナー量が０．５ｍｇ／ｃｍ2〜０．５４ｍｇ／ｃｍ2の範囲になる作像条件（１）と０．５８ｍｇ／ｃｍ2〜０．６ｍｇ／ｃｍ2の範囲になる作像条件（２）となる場合に分けて、実施例１と同様にして、転写実験を行った。そして、一次転写電圧を変化させた時の現像、転写順における転写効率を求めた実験結果を表２と表３に示す。 Next, the image forming condition of the printer, solid developing deposition amount of toner on the organic photoreceptor of the print image is in the range of 0.5mg / cm 2 ~0.54mg / cm 2 imaging condition of each color toner (1) The transfer experiment was conducted in the same manner as in Example 1 except that the image forming condition (2) was in the range of 0.58 mg / cm 2 to 0.6 mg / cm 2 . Tables 2 and 3 show the results of experiments for determining the transfer efficiency in the development and transfer order when the primary transfer voltage is changed.
（表２）
作像条件（１）
…現像付着量：０．５ｍｇ／ｃｍ2〜０．５４ｍｇ／ｃｍ2
一次転写電圧
現像、転写順 ＋３００Ｖ ＋４００Ｖ ＋５００Ｖ
実施例2-1(M2-Y3-C1) ９５．１１％ ９９．２６％ ９９．９２％
比較例2-1(Y3-C1-M2) ９１．４０％ ９７．９２％ ９９．０８％
比較例2-2(C1-M2-Y3) ９２．２８％ ９８．５３％ ９９．１３％
比較例2-3(Y3-M2-C1) ９２．９０％ ９８．９１％ ９９．４０％
(Table 2)
Imaging conditions (1)
... Development adhesion amount: 0.5 mg / cm 2 to 0.54 mg / cm 2
Primary transfer voltage Development, transfer order + 300V + 400V + 500V
Example 2-1 (M2-Y3-C1) 95.11% 99.26% 99.92%
Comparative Example 2-1 (Y3-C1-M2) 91.40% 97.92% 99.08%
Comparative Example 2-2 (C1-M2-Y3) 92.28% 98.53% 99.13%
Comparative Example 2-3 (Y3-M2-C1) 92.90% 98.91% 99.40%
（表３）
作像条件（２）現像付着量：０．５８ｍｇ／ｃｍ2〜０．６ｍｇ／ｃｍ2
一次転写電圧
現像、転写順 ＋３００Ｖ ＋４００Ｖ ＋５００Ｖ
実施例2-2(M2-Y3-C1) ９３．２９％ ９８．９１％ ９９．７０％
比較例2-4(Y3-C1-M2) ９０．０１％ ９６．２９％ ９８．０１％
比較例2-5(C1-M2-Y3) ９１．１６％ ９７．１１％ ９８．３５％
比較例2-6(Y3-M2-C1) ９１．３３％ ９７．３３％ ９９．０５％
(Table 3)
Image forming conditions (2) Amount of development adhesion: 0.58 mg / cm 2 to 0.6 mg / cm 2
Primary transfer voltage Development, transfer order + 300V + 400V + 500V
Example 2-2 (M2-Y3-C1) 93.29% 98.91% 99.70%
Comparative Example 2-4 (Y3-C1-M2) 90.01% 96.29% 98.01%
Comparative Example 2-5 (C1-M2-Y3) 91.16% 97.11% 98.35%
Comparative Example 2-6 (Y3-M2-C1) 91.33% 97.33% 99.05%
表２と表３の結果から、本発明のように仕事関数の大きいトナーより順に現像と転写を行うことで、高い転写効率を得ることが示されたが、有機感光体上の現像された付着トナー量が作像条件（２）の０．６ｍｇ／ｃｍ2近くになると、定電圧方式の一次転写電圧では現像付着量の少ない作像条件（１）に比し転写効率が低下する傾向にある。この特性は、転写電界強度が不利になるためであり、１色当たりの現像付着トナー量は０．５５ｍｇ／ｃｍ2以下が好ましいと判断できる。 From the results of Tables 2 and 3, it was shown that high transfer efficiency was obtained by developing and transferring in order from the toner having the higher work function as in the present invention. When the toner amount is close to 0.6 mg / cm 2 of the image forming condition (2), the transfer efficiency tends to be lower than the image forming condition (1) with a small development adhesion amount at the primary transfer voltage of the constant voltage method. . This characteristic is because the transfer electric field strength is disadvantageous, and it can be determined that the amount of the developed and adhered toner per color is preferably 0.55 mg / cm 2 or less.
（作像試験と評価）
前述のトナー５〜８を、図５に示すタンデム方式の感光体一体型のプロセスカートリッジを有するフルカラープリンターの各色の現像部に装填し、非接触一成分現像方式による画像形成を行った。使用するトナーは、シアントナー５（仕事関数：５．４８ｅＶ）、マゼンタトナー６（仕事関数：５．５３ｅＶ）、イエロートナー７（仕事関数：５．５７ｅＶ）、およびブラックトナー８（仕事関数：５．６３ｅＶ）である。
(Image formation test and evaluation)
The
現像、転写順は、仕事関数の大きい順に、ブラックトナー８、イエロートナー７、マゼンタトナー６そしてシアントナー５となるように、各プロセスカートリッジを装着した。
また、有機感光体としては直径３０ｍｍのアルミニウム管を導電性支持体に用い、有機感光体（ＯＰＣ１）と同様にして感光体を製造した。電荷発生物質としてチタニルフタロシアニンを、電荷輸送物質には構造式（２）のジスチリル化合物を使用した。
また、現像ローラと規制ブレードの構成は実施例１と同様とし、また中間転写媒体は転写ベルト２の製造例によって製造した。各色トナーの搬送量が０．４ｍｇ／ｃｍ2〜０．４３ｍｇ／ｃｍ2の範囲となるように規制ブレードの条件を設定した。
Each process cartridge was mounted so that the order of development and transfer was
Further, as an organic photoreceptor, an aluminum tube having a diameter of 30 mm was used as a conductive support, and a photoreceptor was produced in the same manner as the organic photoreceptor (OPC1). Titanyl phthalocyanine was used as the charge generation material, and a distyryl compound of the structural formula (2) was used as the charge transport material.
Further, the construction of the developing roller and the regulating blade was the same as in Example 1, and the intermediate transfer medium was manufactured according to the
画像形成は直流の現像バイアス−２００Ｖに重畳する交流周波数２．５ｋＨｚ、ピーク−ピーク電圧１４００Ｖの条件で印加し、各色５％カラー原稿に相当する文字原稿を１００００枚連続して画像形成を行い、その後４本の感光体と中間転写ベルトのクリーニングトナー量を合わせて計測したところ、４０ｇであった。
この量は従来のクリーニングトナー回収容器に収容する量に対し、約１／３の量であった。
Image formation was performed under the conditions of an AC frequency of 2.5 kHz superimposed on a DC development bias of -200 V and a peak-peak voltage of 1400 V, and image formation was continuously performed for 10,000 character originals corresponding to 5% color originals for each color. Thereafter, the amount of cleaning toner of the four photoconductors and the intermediate transfer belt was measured, and it was 40 g.
This amount was about 1/3 of the amount stored in the conventional cleaning toner collecting container.
（作像試験と評価）
実施例１と同様にして、有機感光体（ＯＰＣ１）を用い、実施例１と同様の現像ローラと規制ブレードを装着した図４に示す中間転写媒体方式の４サイクルカラープリンターを用いて、前述したトナー１〜トナー４の入った各現像カートリッジを装着し、前述の転写ベルト３と組合わせて、非接触１成分現像方式による画像形成試験を行った。
一次転写部は定電圧電源を用い、直流電圧を＋３７０Ｖ印加し、二次転写部は定電流電源とし、１６μＡの定電流制御とした。
(Image formation test and evaluation)
In the same manner as in Example 1, an organic photoreceptor (OPC1) was used and the intermediate transfer medium type four-cycle color printer shown in FIG. Each developing
The primary transfer portion used a constant voltage power source, a DC voltage of +370 V was applied, the secondary transfer portion was a constant current power source, and a constant current control of 16 μA was performed.
なお、画像形成に際しては、有機感光体の周速を１８０ｍｍ／ｓ、現像ローラの周速は有機感光体に対して周速比１．６とし、また、有機感光体と中間転写媒体である転写ベルトとの周速差を転写ベルトが３％早くなるように設定した。
なお、３％を超える場合には転写画像に画像の散りが発生するので３％を上限として行った。また、トナー規制ブレードの規制条件を変えて現像ローラ上のトナー搬送量を０．４ｍｇ／ｃｍ2となるように設定した。
使用するトナーはシアントナー１（仕事関数：５．５４ｅＶ）、マゼンタトナー２（仕事関数：５．６３ｅＶ）、イエロートナー３（仕事関数５．５８ｅＶ）およびブラックトナー４（仕事関数：５．４８ｅＶ）であり、現像と転写順はトナーの仕事関数の大きい順であるマゼンタトナー２、イエロートナー３、シアントナー１そしてブラックトナー４とした。
When forming an image, the peripheral speed of the organic photoconductor is 180 mm / s, the peripheral speed of the developing roller is 1.6, and the transfer speed of the organic photoconductor and the intermediate transfer medium is 1.6. The peripheral speed difference from the belt was set so that the transfer belt was 3% faster.
Note that when the content exceeds 3%, the transferred image is scattered, so 3% was set as the upper limit. Further, the toner conveying amount on the developing roller was set to 0.4 mg / cm 2 by changing the regulation conditions of the toner regulating blade.
The toners used are cyan toner 1 (work function: 5.54 eV), magenta toner 2 (work function: 5.63 eV), yellow toner 3 (work function 5.58 eV), and black toner 4 (work function: 5.48 eV). The order of development and transfer was
画像形成条件は現像ローラと感光体の間隔を２１０μｍに調整し、直流現像バイアス−２００Ｖに重畳する交流周波数２．５ｋＨｒｚ、ピーク−ピーク電圧１４００Ｖの設定で、現像ローラと供給ローラは同電位とし、各色５％カラー原稿に相当する文字原稿を１００００枚連続して画像形成を行った。
その後、感光体と中間転写ベルトのクリーニングトナー量を合わせて計測したところ廃トナー量は１５ｇであった。
この量は、従来の円形度０．９１の粉砕法トナーを用い、現像、転写順を考慮しなかった場合のクリーニングトナー回収量に対し、１／１３の量であった。
The image forming conditions are such that the interval between the developing roller and the photosensitive member is adjusted to 210 μm, the AC frequency is 2.5 kHz and the peak-peak voltage is 1400 V superimposed on the DC developing bias of −200 V, and the developing roller and the supply roller are at the same potential. Image formation was continuously performed on 10,000 character originals corresponding to 5% color originals for each color.
Thereafter, when the amount of cleaning toner for the photosensitive member and the intermediate transfer belt was measured together, the amount of waste toner was 15 g.
This amount was 1/13 of the amount of cleaning toner collected when a conventional pulverized toner having a circularity of 0.91 was used and the order of development and transfer was not taken into consideration.
（作像試験と評価）
先の製造例で記載の有機感光体（ＯＰＣ３）、現像ローラ、規制ブレード、および中間転写ベルト３を装着した図６に示す中間転写媒体を使用したクリーニング手段を有さないカラープリンタを用いた。
前述したシアントナー１１を入れた現像カートリッジのみを装着し、非接触１成分現像方式による作像試験を行った。
(Image formation test and evaluation)
A color printer that does not have cleaning means using the intermediate transfer medium shown in FIG. 6 equipped with the organic photoreceptor (OPC3), the developing roller, the regulating blade, and the
Only the developing cartridge containing the
なお、作像に際しては、有機感光体の周速を１０５ｍｍ／ｓ、現像ローラの周速は有機感光体に対して周速比１．６とし、また、有機感光体と中間転写媒体である転写ベルトとの周速差を転写ベルトが２．５％早くなるように設定した。
３％以上にすると、予備実験で転写画像にチリの発生を確認しているため２．５％とした。そして、前述のトナー規制ブレードの規制条件を変えて現像ローラ上のトナー搬送量を表１に示した。
For image formation, the peripheral speed of the organic photoconductor is 105 mm / s, the peripheral speed of the developing roller is a peripheral speed ratio of 1.6 with respect to the organic photoconductor, and transfer between the organic photoconductor and the intermediate transfer medium is performed. The peripheral speed difference from the belt was set so that the transfer belt was 2.5% faster.
If it is 3% or more, the occurrence of dust is confirmed in the transfer image in a preliminary experiment, so 2.5% was set. Table 1 shows the toner conveyance amount on the developing roller while changing the regulation conditions of the toner regulation blade.
作像条件は、感光体の暗電位を−６００Ｖ、明電位を−８０Ｖ、現像バイアスを−２００Ｖとし、現像ローラと感光体の空隙を２１０μｍに調整し、直流の現像バイアス−２００Ｖに重畳する交流は周波数２．５ｋＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧１４００Ｖの設定で、現像ローラと供給ローラは同電位とした。なお、一次転写部の電源は定電圧とし、転写電圧は＋６５０Ｖとした。二次転写部は定電流の直流電源とした。
そして、全面ベタ画像となるように印字、一次転写、二次転写と定着を行って、シアンのベタ画像を得た。ベタ画像の反射濃度は濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製４０４型）を用いて測定した。
The image forming conditions are as follows: the dark potential of the photosensitive member is −600 V, the bright potential is −80 V, the developing bias is −200 V, the gap between the developing roller and the photosensitive member is adjusted to 210 μm, and the alternating current is superimposed on the direct current developing bias of −200 V. Is set to a frequency of 2.5 kHz and a PP voltage of 1400 V, and the developing roller and the supply roller have the same potential. The power source of the primary transfer unit was a constant voltage, and the transfer voltage was + 650V. The secondary transfer portion was a constant current DC power source.
Then, printing, primary transfer, secondary transfer, and fixing were performed so that a full-color solid image was obtained, and a cyan solid image was obtained. The reflection density of the solid image was measured using a densitometer (404 type manufactured by X-Rite).
また、トナーの搬送量を変化させ、ベタ画像を得た後の現像カートリッジから現像ローラを取り外し、現像ローラ上のトナーの帯電特性を帯電量分布測定器（ホソカワミクロン製 Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザＥＳＴ−３型）で測定した。その結果を表４に示す。
測定条件は、吸引流量を０．２Ｌ／分、集塵エアー流量を０．６Ｌ／分、電界電圧１００Ｖ、Ｘ軸０．１ｍｍ／秒で、最大カウント数を３０００と設定とした。
また、比較例５−３には、多層規制用で層形成を行っているカラープリンタ（セイコーエプソン社製 ＯｆｆｉｒｉｏＬＰ−１５００Ｃ）用のシアントナーを用い同様に測定してその結果を示した。
Also, after changing the toner transport amount, the developing roller is removed from the developing cartridge after obtaining a solid image, and the charging characteristics of the toner on the developing roller are measured by a charge amount distribution measuring device (E-SPART Analyzer EST-3 type manufactured by Hosokawa Micron). ). The results are shown in Table 4.
The measurement conditions were a suction flow rate of 0.2 L / min, a dust collection air flow rate of 0.6 L / min, an electric field voltage of 100 V, an X axis of 0.1 mm / sec, and a maximum count of 3000.
Further, in Comparative Example 5-3, the measurement was performed in the same manner using a cyan toner for a color printer (OffioLP-1500C manufactured by Seiko Epson Corporation) in which layers are formed for the purpose of multilayer regulation, and the results are shown.
（表４）
搬送量(mg/cm2) ベタ画像OD値 平均帯電量(μC/g) ＋トナー個数(%)
実施例5-1 0.31 1.316 -16.00 3.1
実施例5-2 0.40 1.403 -11.48 4.2
比較例5-1 0.52 1.423 - 9.79 5.7
比較例5-2 0.55 1.433 - 8.14 9.0
比較例5-1 0.37 0.83 -19.31 1.2
(Table 4)
Conveyance (mg / cm 2 ) Solid image OD value Average charge (μC / g) + Number of toners (%)
Example 5-1 0.31 1.316 -16.00 3.1
Example 5-2 0.40 1.403 -11.48 4.2
Comparative Example 5-1 0.52 1.423-9.79 5.7
Comparative Example 5-2 0.55 1.433-8.14 9.0
Comparative Example 5-1 0.37 0.83 -19.31 1.2
表４では、トナーの搬送量が少なくなると、平均帯電量が増大し、ベタ画像濃度は低下し、正帯電トナー個数％は減少する傾向を示し、また、トナーの搬送量が増えると、平均帯電量が減少し、ベタ画像濃度は増加し、正帯電トナー個数％は増大する傾向を示した。 In Table 4, when the toner transport amount decreases, the average charge amount increases, the solid image density decreases, and the number of positively charged toners tends to decrease. When the toner transport amount increases, the average charge amount increases. The amount decreased, the solid image density increased, and the number of positively charged toners tended to increase.
この結果、トナーの搬送量の良好域は０．５ｍｇ／ｃｍ2以下で、平均帯電量は、負で絶対値が１６μＣ／ｇ以下で好ましい結果が得られ、特に−１６μＣ／ｇ〜−１０μＣ／ｇでは、＋トナー個数％は５％以下の値を維持でき、良好なベタ画像を与えることが分かった。
しかし、比較例に示した多層規制用の非磁性重合法トナーでは薄層すなわち略１層にすると、＋トナー個数％は減少するが、平均帯電量の絶対値が上昇し、結果としてベタ画像濃度を低下させてしまうことが示された。
As a result, a favorable range of the toner conveyance amount is 0.5 mg / cm 2 or less, and an average charge amount is negative and an absolute value is 16 μC / g or less, and preferable results are obtained, and in particular, −16 μC / g to −10 μC / In g, it was found that + toner number% can maintain a value of 5% or less and give a good solid image.
However, in the non-magnetic polymerization method toner for multilayer regulation shown in the comparative example, if the toner is thin, that is, approximately one layer, + the toner number% is decreased, but the absolute value of the average charge amount is increased, resulting in a solid image density. Has been shown to reduce
（作像試験と評価）
有機感光体（ＯＰＣ２）を用い、実施例４と同様に現像ローラと規制ブレードを装着した図４に示すカラープリンタを用いて、前述したトナー１〜トナー４の入った各現像カートリッジを装着し、中間転写ベルト１と組合わせて、接触１成分現像方式による作像試験を行った。
なお、作像に際しては、有機感光体の周速を１８０ｍｍ／ｓ、現像ローラの周速は有機感光体に対して周速比１．６とし、また、有機感光体と中間転写媒体である転写ベルトとの周速差を転写ベルトが３％早くなるように設定している。３％以上にすると、転写画像にチリの発生が生じたので、３％を上限とした。
そして、トナー規制ブレードの規制条件を変えて現像ローラ上のトナー搬送量を０．３５ｍｇ／ｃｍ2、０．４ｍｇ／ｃｍ2、５ｍｇ／ｃｍ2になるように設定した。
作像条件は、感光体の暗電位を−６００Ｖ、明電位を−８０Ｖ、現像バイアスを−２００Ｖとし、現像ローラと供給ローラとは同電位とした。なお、一次転写部の電源は定電圧とし転写電圧は＋５００Ｖとした。なお、現像カートリッジにはトナーを１５０ｇ充填した。
そして、各色５％カラー原稿に相当する文字原稿とＪＩＳ Ｘ ９２０１−１９９５準拠の標準画像データのＮ−２Ａ「カフェテリア」の画像を用いて、図６に示したカラープリンタを用いて連続印字を行った。
(Image formation test and evaluation)
Using the organic photoconductor (OPC2) and using the color printer shown in FIG. 4 in which the developing roller and the regulating blade are mounted in the same manner as in Example 4, the developing cartridges containing the
In forming an image, the peripheral speed of the organic photoconductor is 180 mm / s, the peripheral speed of the developing roller is 1.6, and the transfer speed of the organic photoconductor and the intermediate transfer medium is set. The peripheral speed difference from the belt is set so that the transfer belt is 3% faster. If 3% or more, dust was generated in the transferred image, so 3% was made the upper limit.
Then, it was set to be the toner conveyance amount on the developing roller by changing the control conditions of the toner regulating blade 0.35 mg / cm 2, to 0.4mg / cm 2, 5mg / cm 2.
The image forming conditions were such that the dark potential of the photosensitive member was −600 V, the light potential was −80 V, the developing bias was −200 V, and the developing roller and the supply roller were the same potential. The power source of the primary transfer unit was a constant voltage and the transfer voltage was + 500V. The developing cartridge was filled with 150 g of toner.
Then, continuous printing is performed using the color printer shown in FIG. 6 using a character original corresponding to a 5% color original of each color and an N-2A “cafeteria” image of standard image data compliant with JIS X 9201-1995. It was.
そして、その出力印字画像の初期品質からの画質の劣化状態を、５％カラー原稿と自然画像であるＮ−２Ａのそれぞれの出力印字画像について評価をした。
なお、印字枚数は前者の原稿で１００００枚、後者の原稿で５０００枚を目標にした。また、比較のために、クリーニングブレードを取り付けた状態でも連続印字を行った。
Then, the deterioration state of the image quality from the initial quality of the output print image was evaluated for each of the 5% color original and the N-2A output print image which is a natural image.
The number of printed sheets was set to 10000 for the former document and 5000 for the latter document. For comparison, continuous printing was performed even with the cleaning blade attached.
転写不良やかぶりと逆転写トナーによる混色による色ずれが明らかに生じた時点で、現像器内のトナーの寿命と判断した。その結果を表５に示す。
なお、転写効率が低い場合やかぶり、および逆転写トナー量が多いと、他色のトナーが次の現像器内のトナーに混入し、その結果混色が起こり純粋な色の再現が困難となる。
When a color shift due to transfer failure or fog and color mixture due to reverse transfer toner clearly occurred, the life of the toner in the developing device was judged. The results are shown in Table 5.
If the transfer efficiency is low, the fog, and the amount of reverse transfer toner are large, other color toners are mixed into the toner in the next developing device, resulting in color mixing, making it difficult to reproduce pure colors.
使用したトナーは、シアントナー１１（記号Ｃ１１、仕事関数：５．５５ｅＶ）、マゼンタトナー１２（記号Ｍ１２、仕事関数：５．６４ｅＶ）、イエロートナー１３（記号Ｙ１３、仕事関数：５．５９ｅＶ）およびブラックトナー１４（記号ＢＫ４、仕事関数：５．４９ｅＶ）である。
なお、現像転写順を変更した場合には、その都度画像データ処理の順番を変更して連続印字を行った。
The toners used were cyan toner 11 (symbol C11, work function: 5.55 eV), magenta toner 12 (symbol M12, work function: 5.64 eV), yellow toner 13 (symbol Y13, work function: 5.59 eV) and Black toner 14 (symbol BK4, work function: 5.49 eV).
When the development transfer order was changed, the image data processing order was changed each time, and continuous printing was performed.
（表５）
混色の色ずれ許容印字枚数
クリーニング部
トナー搬送量 取付け時 外し時
現像、転写順 (mg/cm2) 5%原稿 N2A原稿 5%原稿 N2A原稿
実施例6-1(M12-Y13-C11-BK14) 0.35 10000枚 5000枚 10000枚 5000枚
実施例6-2(M12-Y13-C11-BK14) 0.4 10000枚 5000枚 10000枚 4800枚
実施例6-3(M12-C11-Y13-BK14) 0.5 10000枚 5000枚 8200枚 3000枚
実施例6-4(M12-C11-Y13-BK14) 0.35 10000枚 5000枚 9900枚 4100枚
比較例6-1(Y13-C11-M12-BK14) 0.4 10000枚 5000枚 7200枚 3900枚
比較例6-2(Y13-C11-M12-BK14) 0.5 10000枚 5000枚 5900枚 2900枚
比較例6-3(BK14-Y13-C11-M12) 0.35 10000枚 5000枚 7100枚 2850枚
(Table 5)
Color misregistration allowable number of prints
Cleaning part
Toner transport amount At installation Removal At development / transfer order (mg / cm 2 ) 5% original N2A original 5% original N2A original Example 6-1 (M12-Y13-C11-BK14) 0.35 10000 sheets 5000 sheets 10000 sheets 5000 sheets Example 6-2 (M12-Y13-C11-BK14) 0.4 10000 sheets 5000 sheets 10000 sheets 4800 sheets Example 6-3 (M12-C11-Y13-BK14) 0.5 10000 sheets 5000 sheets 8200
表５の結果から、本発明のようにトナーの仕事関数より小さい中間転写ベルトを使用し、トナーの搬送量を０．５ｍｇ／ｃｍ2以下にすることにより、クリーニングブレードを取り外したいわゆるクリーナレスの画像形成装置の提供が可能であることがわかる。
また、現像と転写の順をトナーの仕事関数の大きい順に行うことで、より高い転写効率が実現でき、第１色目を仕事関数の大きいトナーとすることがクリーナレスを達成する上でも必要であることが分かった。
また、各トナーの搬送量が０．４ｍｇ／ｃｍ2の現像ローラ上のトナーの帯電特性を実施例５にしたがって求め、表６に示す。
From the results shown in Table 5, the intermediate transfer belt smaller than the work function of the toner as in the present invention was used, and the toner transport amount was set to 0.5 mg / cm 2 or less, so that the so-called cleaner-less cleaning blade was removed. It can be seen that an image forming apparatus can be provided.
Further, by performing the order of development and transfer in descending order of the work function of the toner, higher transfer efficiency can be realized, and it is also necessary to achieve the cleanerless that the first color is a toner having a large work function. I understood that.
Further, the charging characteristics of the toner on the developing roller having a toner conveyance amount of 0.4 mg / cm 2 were determined according to Example 5 and are shown in Table 6.
（表６）
トナー 平均帯電量(μＣ/ｇ) ＋トナー個数％
シアントナー１１ −11.48 4.2%
マゼシタトナー１２ −15.39 3.1%
イエロートナー１３ −14.11 4.5%
ブラックトナー１４ −12.05 4.9%
(Table 6)
Toner average charge (μC / g) + toner number%
Cyan toner 11 -11.48 4.2%
Magesita Toner 12 -15.39 3.1%
Yellow toner 13-14.11 4.5%
Black toner 14 -12.05 4.9%
表６に示すように、本発明のトナーの平均帯電量はいずれにおいても負帯電したトナーの帯電量の絶対値は−１６μＣ／ｃｍ2よりも小さく、また、＋トナー個数％は５％以下であった。
なお、作像において、カラープリンタの１次転写部には、直流の定電圧電源を用い、二次転写部には定電流電源を用いているが、直流電源を定電圧電源として使用できることは、トナーの散りや飛散に有利であり、また、二次転写部で定電流の直流電源を使用することは、紙種を選ばずに安定した転写特性を得ることができるので有利である。また、二次転写部での転写電流は１６μＡの定電流を通電した。
As shown in Table 6, the average charge amount of the toner of the present invention is negative in any case, the absolute value of the charge amount of the negatively charged toner is smaller than −16 μC / cm 2 , and the + toner number% is 5% or less. there were.
In image formation, a DC constant voltage power source is used for the primary transfer portion of the color printer and a constant current power source is used for the secondary transfer portion. However, a DC power source can be used as a constant voltage power source. Use of a constant current direct current power source in the secondary transfer portion is advantageous because stable transfer characteristics can be obtained regardless of the paper type. Further, a constant current of 16 μA was applied as a transfer current at the secondary transfer portion.
（作像試験と評価）
先に作製した有機感光体（ＯＰＣ３）、現像ローラ、規制ブレードを装着した図６に示すカラープリンタを用いて、前述のトナー１１〜トナー１４の入った各現像カートリッジを装着し、中間転写ベルト３と組合せて、非接触１成分現像方式による連続印字試験を行った。
(Image formation test and evaluation)
Using the color printer shown in FIG. 6 equipped with the organic photoreceptor (OPC3), the developing roller, and the regulating blade prepared earlier, the developing cartridges containing the
なお、作像に際しては、標準の作像条件を、感光体の暗電位は−６００Ｖ、明電位は−８０Ｖ、現像ローラと感光体の空隙を２１０μｍに調整し、直流の現像バイアス−２００Ｖに重畳する交流周波数２．５ｋＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧１４００Ｖの設定で、現像ローラと供給ローラは同電位とした。そして、各色トナーのベタ印字時の感光体上の現像されたトナー付着量を最大０．５３ｍｇ／ｃｍ2以下となるように制御しながら印字した。 When forming an image, the standard image forming conditions are adjusted such that the dark potential of the photoconductor is −600 V, the light potential is −80 V, the gap between the developing roller and the photoconductor is 210 μm, and is superimposed on the DC development bias of −200 V. The developing roller and the supply roller were set to the same potential with an AC frequency of 2.5 kHz and a PP voltage of 1400V. Then, printing was performed while controlling the developed toner adhesion amount on the photosensitive member at the time of solid printing of each color toner so as to be a maximum of 0.53 mg / cm 2 or less.
そして、トナー規制ブレードの規制条件を調整して現像ローラ上のトナー搬送量を０．３５ｍｇ／ｃｍ2〜０．４ｍｇ／ｃｍ2となるように設定し、また、感光体上の現像量はトナー１色当たり０．５ｍｇ／ｃｍ2〜０．５３ｍｇ／ｃｍ2になるように制御を行った。
実施例６と同様に各色５％カラー原稿に相当する文字原稿とＪＩＳ Ｘ ９２０１−１９９５準拠の標準画像データのＮ−２Ａ「カフェテリア」の画像を用いて、図６に示したカラープリンタを用いて連続印字を行った。それぞれ１００００枚と５０００枚の連続印字した結果を表７に示す。
The regulation condition of the toner regulation blade is adjusted so that the toner conveyance amount on the developing roller is set to be 0.35 mg / cm 2 to 0.4 mg / cm 2, and the development amount on the photoreceptor is the toner control was carried out so that per 0.5mg / cm 2 ~0.53mg / cm 2 1 color.
Using the color printer shown in FIG. 6 using the character original corresponding to 5% color original of each color and the N-2A “cafeteria” image of standard image data conforming to JIS X 9201-1995 as in the sixth embodiment. Continuous printing was performed. Table 7 shows the results of continuous printing of 10,000 sheets and 5000 sheets, respectively.
なお、カラープリンタの１次転写部の電源には、直流の定電圧電源を、また、２次転写部の電源には直流の定電流電源を使用した。
そして、画像の作像は現像転写順をトナーの仕事関数の大きい順とし、その順序を変更した時には、その都度画像データ処理の順番を変えて印字した。
表７には初期の印字品質から明らかに色ずれが生じたと思われるその時の印字枚数を示した。
A DC constant voltage power source was used as the power source for the primary transfer portion of the color printer, and a DC constant current power source was used as the power source for the secondary transfer portion.
In order to create an image, the order of development and transfer is set in descending order of the work function of the toner. When the order is changed, the order of image data processing is changed every time the order is changed.
Table 7 shows the number of prints at that time when the color misregistration apparently occurred from the initial print quality.
（表７）
混色の色ずれ許容印字枚数
現像、転写順 5%原稿 N2A原稿
実施例7-1(M12-Y13-C11-BK14) 10000枚 5000枚
実施例7-2(M12-C11-Y13-BK14) 9960枚 4850枚
比較例7-1(BK14-Y13-C11-M12) 7300枚 3000枚
(Table 7)
Color misregistration allowed number of prints Development,
表７に如く、本発明のようにトナーの搬送量を略１層とし、１色当たりの感光体（ＯＰＣ）上の現像トナー量を０．５ｍｇ／ｃｍ2〜０．５３ｍｇ／ｃｍ2に設定することでクリーナレスを達成できることが分かった。しかし、この時に感光体上の現像された１色のベタ画像の現像付着トナー量を最大０．６ｍｇ／ｃｍ2近くに設定すると、定電圧方式の一次転写電圧では電圧を、一般的な転写条件での上限値である＋７００Ｖ程度に上昇させても現像付着量の少ない作像条件に比し転写効率が低下する傾向にあり、その結果、混色の色ずれを許容できる印字枚数はそれぞれの原稿で５１００枚と２１００枚であり、クリーナレスにするために必要な感光体上のトナー量の上限を超えていることを示した。 As in Table 7, setting the amount of toner transportation and substantially one layer, the developing amount of toner on the photoreceptor per color (OPC) to 0.5mg / cm 2 ~0.53mg / cm 2 as in the present invention It was found that cleanerlessness can be achieved. However, at this time, if the amount of toner adhered to the developed solid image developed on the photosensitive member is set to a maximum value of about 0.6 mg / cm 2 , the voltage can be set to the general transfer condition by the constant voltage primary transfer voltage. Even when the upper limit of +700 V is raised, the transfer efficiency tends to be lower than the image forming conditions with a small amount of development adhesion. As a result, the number of prints that can tolerate mixed color misregistration is different for each original. 5100 sheets and 2100 sheets, which indicate that the upper limit of the toner amount on the photosensitive member required for cleanerless is exceeded.
そして、１次転写部の転写電圧をこの＋７００Ｖに設定しても混色を防止できない特性は、転写電界強度が不利になるためであり、１色当たりの現像付着トナー量は０．５５ｍｇ／ｃｍ2以下が好ましい。
また、本発明のように円形度が高く、トナーの仕事関数（ΦＴ）と中間転写媒体（ΦＴＭ）の仕事関数を、ΦＴ≧ΦＴＭの関係を満足させることで、中問転写媒体上で転写されたトナーが正極性になるのを防止できるので、クリーナーレスが行えることが示された。これは、カラートナーとしての帯電特性が安定し、その結果、印字画像の品質低下を低減できたものと思われる。
The characteristic that color mixing cannot be prevented even when the transfer voltage of the primary transfer portion is set to +700 V is because transfer electric field strength is disadvantageous, and the amount of toner adhered to the developer per color is 0.55 mg / cm 2. The following is preferred.
Further, as in the present invention, the circularity is high, and the work function of the toner (ΦT) and the work function of the intermediate transfer medium (ΦTM) are satisfied by satisfying the relationship of ΦT ≧ ΦTM. It was shown that the toner can be prevented from becoming positive, and thus cleaner-less can be achieved. This is presumably because the charging characteristics as a color toner were stabilized, and as a result, the quality deterioration of the printed image could be reduced.
本発明は、複数色のトナーを色重ねした後に、紙等の記録材に転写する画像形成装置において、複数色のトナーを仕事関数が大きな順に重ねて、中間転写媒体上に現像、転写を逐次行ったものである。
その結果、色重ねされたトナーは確実に重なりあうので、色再現性に優れた高画質の画像形成が可能となるとともに転写効率が向上し、潜像担持体上に残留する転写残りトナーの量を減少させることができるので、潜像担持体から転写残りトナーとして回収されるトナー量を減少させ、廃トナー容器を小さくした画像形成装置、あるいはクリーニング手段を有さない小型の画像形成装置提供することが可能である。
In an image forming apparatus that superimposes a plurality of color toners and then transfers them onto a recording material such as paper, the toners of a plurality of colors are superimposed in descending order of work functions, and development and transfer are sequentially performed on an intermediate transfer medium. It is what I did.
As a result, the color-superposed toners surely overlap each other, so that high-quality image formation with excellent color reproducibility is possible, transfer efficiency is improved, and the amount of untransferred toner remaining on the latent image carrier Therefore, there is provided an image forming apparatus in which the amount of toner collected as a transfer residual toner from the latent image carrier is reduced and the waste toner container is reduced, or a small-sized image forming apparatus having no cleaning means. It is possible.
１…感光体、２…コロナ帯電器、３…露光、４…中間転写媒体、５…クリーニングブレード、６…バックアップローラ、７…トナー供給ローラ、８…規制ブレード、９…現像ローラ、１０…現像器、Ｔ…トナー、Ｔ１…一次転写部、Ｔ２…二次転写部、Ｇ…ゲートローラ対、Ｓ…シート、Ｌ１…露光、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…現像器、１１…駆動ローラ、１２…従動ローラ、２０Ｙ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｋ…単色トナー像形成手段、２１…感光体、２２…帯電ローラ、２３…露光手段、２４…現像ローラ、２５…クリーニングブレード、３０…中間転写装置、３１…駆動ローラ、３２，３３，３４，３５…従動ローラ、３６…中間転写ベルト、３８…二次転写ローラ、３９…ベルトクリーナ、４０…露光ユニット、５０…給紙装置、５１…給紙カセット、５２…ピックアップローラ、６０…定着装置、６１…定着ローラ対、６２…排紙ローラ対、６３…二次転写ローラ、６４…クリーニングブレード、７０，７１，７２…排紙経路、８０…筐体、８１…シート受け部、７３…返送ローラ、８０…筐体、８１…シート受け部、９０…制御部、１００…像担持体カートリッジ、１４０…感光体、１６０…帯電ローラ、１７０…クリーニング手段、２０１…画像形成装置、２０２…ハウジング、２０３…排紙トレイ、２０４…扉体、２０５…制御ユニット、２０６…電源ユニット、２０７…露光ユニット、２０８…画像形成ユニット、２０９…排気ファン、２１０…転写ユニット、２１１…給紙ユニット、２１２…紙搬送ユニット、２１３…駆動ローラ、２１４…従動ローラ、２１５…中間転写ベルト、２１６…クリーニング手段、２１７…ベルト張り側、２１８…ベルト弛み側、２１９…２次転写ローラ、２２０…画像担持体、２２１…１次転写部材、２２２…帯電手段、２２３…現像手段、２２４…ポリゴンミラーモータ、２２５…ポリゴンミラー、２２６…ｆ−θレンズ、２２７…反射ミラー、２２８…折り返しミラー、２２９…トナー収納容器、２３０…トナー貯蔵部、２３１…トナー撹拌部材、２３２…仕切部材、２３３…トナー供給ローラ、２３４…帯電ブレード、２３５…現像ローラ、２３６…規制ブレード、２３８…給紙カセット、２３９…ピックアップローラ、２４０…ゲートローラ対、２４１…主記録媒体搬送路、２４２…定着手段、２４３…排紙ローラ対、２４４…両面プリント用搬送路、２４５…定着ローラ対、Ｃ１…試料測定セル、Ｃ２…トナー収容用凹部、Ｃ３…測定用試料片、Ｃ４…試料台、Ｃ５…測定光、Ｃ６…光電子、Ｃ７…検知器。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009238035A JP5088704B2 (en) | 2003-01-08 | 2009-10-15 | Image forming apparatus and image forming method |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003002223 | 2003-01-08 | ||
| JP2003002223 | 2003-01-08 | ||
| JP2003007288 | 2003-01-15 | ||
| JP2003007288 | 2003-01-15 | ||
| JP2009238035A JP5088704B2 (en) | 2003-01-08 | 2009-10-15 | Image forming apparatus and image forming method |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009134773A Division JP4724236B2 (en) | 2003-01-08 | 2009-06-04 | Image forming apparatus and image forming method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010009083A true JP2010009083A (en) | 2010-01-14 |
| JP5088704B2 JP5088704B2 (en) | 2012-12-05 |
Family
ID=41075076
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009134773A Expired - Fee Related JP4724236B2 (en) | 2003-01-08 | 2009-06-04 | Image forming apparatus and image forming method |
| JP2009238035A Expired - Fee Related JP5088704B2 (en) | 2003-01-08 | 2009-10-15 | Image forming apparatus and image forming method |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009134773A Expired - Fee Related JP4724236B2 (en) | 2003-01-08 | 2009-06-04 | Image forming apparatus and image forming method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP4724236B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5904817B2 (en) * | 2012-02-17 | 2016-04-20 | キヤノン株式会社 | Image forming apparatus |
| JP7091649B2 (en) * | 2017-12-21 | 2022-06-28 | コニカミノルタ株式会社 | Image forming device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6315270A (en) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Copal Co Ltd | Color printer and its exposing and developing method |
| JPH08114968A (en) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming device |
| JPH09146334A (en) * | 1994-11-17 | 1997-06-06 | Canon Inc | Image forming device |
| JPH10240009A (en) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Seiko Epson Corp | Developing unit |
| JP2002116599A (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Seiko Epson Corp | Color forming system |
| JP2002278159A (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-27 | Ricoh Co Ltd | Method and device for image formation and toner for electrostatic charge image development |
-
2009
- 2009-06-04 JP JP2009134773A patent/JP4724236B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-10-15 JP JP2009238035A patent/JP5088704B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6315270A (en) * | 1986-07-07 | 1988-01-22 | Copal Co Ltd | Color printer and its exposing and developing method |
| JPH08114968A (en) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Fuji Xerox Co Ltd | Image forming device |
| JPH09146334A (en) * | 1994-11-17 | 1997-06-06 | Canon Inc | Image forming device |
| JPH10240009A (en) * | 1997-02-28 | 1998-09-11 | Seiko Epson Corp | Developing unit |
| JP2002116599A (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Seiko Epson Corp | Color forming system |
| JP2002278159A (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-27 | Ricoh Co Ltd | Method and device for image formation and toner for electrostatic charge image development |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5088704B2 (en) | 2012-12-05 |
| JP2009193088A (en) | 2009-08-27 |
| JP4724236B2 (en) | 2011-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3981919B2 (en) | Toner and image forming apparatus using the same | |
| JP4292386B2 (en) | Negatively chargeable toner, method for producing the same, and full-color image forming apparatus using the negatively chargeable toner | |
| JP2004240407A (en) | Image forming apparatus | |
| JP2007147979A (en) | Negative charge type monocomponent toner, method for manufacturing same, and color image forming apparatus | |
| JP4141721B2 (en) | Negatively charged toner, method for producing the same, and image forming apparatus using the negatively charged toner | |
| JP2007148198A (en) | Negative charge type monocomponent toner and color image forming apparatus | |
| JP4543938B2 (en) | Nonmagnetic one-component negatively charged spherical toner and color image forming apparatus | |
| JP3714411B2 (en) | Negatively charged dry toner | |
| JP3684103B2 (en) | Toner and image forming method | |
| JP2005274643A (en) | Toner | |
| JP4032238B2 (en) | Toner, method for producing the same, and image forming apparatus using the toner | |
| JP3661780B2 (en) | One-component non-magnetic toner and method for producing the same | |
| JP5088704B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
| JP3972185B2 (en) | Negatively chargeable toner | |
| JP2005274722A (en) | Toner | |
| JP3693106B2 (en) | Image forming method | |
| JP2004233696A (en) | Image forming apparatus | |
| JP3972181B2 (en) | Negatively chargeable toner | |
| JP4269252B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP4462383B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
| JP3744829B2 (en) | Negatively charged toner | |
| JP2003066639A (en) | Electrophotographic image forming device, image forming method and process cartridge | |
| JP4441898B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP3693105B2 (en) | Development method | |
| JP2003107770A (en) | Image forming device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091030 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091030 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120424 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120522 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120710 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120720 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120820 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150921 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5088704 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120902 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |