JP2008116927A - Image forming method, image forming apparatus and developer - Google Patents
Image forming method, image forming apparatus and developer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008116927A JP2008116927A JP2007255882A JP2007255882A JP2008116927A JP 2008116927 A JP2008116927 A JP 2008116927A JP 2007255882 A JP2007255882 A JP 2007255882A JP 2007255882 A JP2007255882 A JP 2007255882A JP 2008116927 A JP2008116927 A JP 2008116927A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- image
- transfer
- toner particles
- particles
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
【課題】トナー帯電量が経時的に、或いは環境に依存して変動しても、適正転写バイアス電界の変動を抑え、高効率で安定な転写特性を有し、高品質の画像を得ることが可能な画像形成方法、画像形成装置および現像剤を提供する。
【解決手段】像担持体上にトナー粒子により形成されたトナー像を、転写媒体に転写させることにより画像を形成する画像形成方法であって、トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、トナー粒子と、像担持体との静電付着力の平均値Feを、
【数15】
ε':像担持体の比誘電率、q:トナー1粒子あたりの帯電量、r:トナー粒子の体積平均半径としたとき求められるa/rが、0.2≦a/r≦0.7とする。
【選択図】なしEven if the toner charge amount fluctuates over time or depending on the environment, it is possible to suppress fluctuations in an appropriate transfer bias electric field, to obtain a high-quality image having high-efficiency and stable transfer characteristics. An image forming method, an image forming apparatus, and a developer are provided.
An image forming method for forming an image by transferring a toner image formed of toner particles on an image carrier onto a transfer medium, the toner particles including a colorant and a resin, And the average value F e of the electrostatic adhesion force with the image carrier,
[Expression 15]
ε ′: relative permittivity of the image carrier, q: charge amount per toner particle, r: a / r obtained when the volume average radius of toner particles is 0.2 ≦ a / r ≦ 0.7.
[Selection figure] None
Description
本発明は、例えば複写機、プリンタなど電子写真方式で画像を形成する際に用いられる画像形成方法、画像形成装置および現像剤に関する。 The present invention relates to an image forming method, an image forming apparatus, and a developer used for forming an image by an electrophotographic method such as a copying machine or a printer.
一般に、電子写真方式を用いた画像形成装置において、トナーは、感光体などの静電潜像担持体、転写ベルトなどの中間転写媒体といった搬送媒体を経て搬送され、紙などの転写媒体上の所望の位置に付着される。そして、ヒートローラなどで圧着して、転写媒体にトナーを定着させることにより、転写媒体上に画像が形成される。 In general, in an image forming apparatus using an electrophotographic method, toner is conveyed via a conveyance medium such as an electrostatic latent image carrier such as a photosensitive member, or an intermediate transfer medium such as a transfer belt, and desired on a transfer medium such as paper. It is attached to the position. An image is formed on the transfer medium by pressing with a heat roller or the like to fix the toner on the transfer medium.
このとき、トナーは、これらの搬送媒体に対して、トナー粒子の持つ電荷量に基づく静電気力、ファンデルワールス力、液架橋力により付着している。そして、付着したトナーは、主に外部電界により、媒体から剥離されて、次の搬送媒体に付着する。このように搬送媒体へ付着・剥離して搬送されたトナーは、最終的に転写媒体に定着される。従って、トナーの媒体への付着力を静電的に制御することにより、効率よくトナーを搬送して、最終的に高品質の画像を形成する、すなわち、転写特性を向上させることができる。 At this time, the toner adheres to these transport media by electrostatic force, van der Waals force, and liquid crosslinking force based on the charge amount of the toner particles. The adhered toner is peeled off from the medium mainly by an external electric field and adheres to the next transport medium. The toner thus adhered and peeled off and conveyed on the conveyance medium is finally fixed on the transfer medium. Therefore, by electrostatically controlling the adhesion force of the toner to the medium, the toner can be efficiently conveyed to finally form a high quality image, that is, transfer characteristics can be improved.
近年、画像形成装置においてクリーナレスプロセスの適用が進められている。クリーナレスプロセスは、感光体上のトナーを、クリーナを用いることなく、静電的に付着力を制御して、現像と同時に回収するものである。クリーナレスプロセスにおいて、付着力の制御不良により、残転写トナーの影響で、露光が阻害されたり、現像器への回収が間に合わずに再転写され、画像欠陥の原因となる、という問題がある。 In recent years, application of a cleanerless process has been advanced in image forming apparatuses. In the cleaner-less process, the toner on the photoconductor is recovered simultaneously with development by electrostatically controlling the adhesive force without using a cleaner. In the cleanerless process, there is a problem that exposure is hindered due to the influence of residual transfer toner due to poor adhesion force control, or retransfer is performed in time for recovery to the developing device, causing image defects.
また、このようなクリーナレスプロセスを、タンデム構成のカラー画像形成装置に適用した場合、付着力の制御不良により、感光体から(中間)転写媒体に転写されたトナーが、後段の感光体からの転写領域において転写電界を受け、圧着されることにより逆転写されてしまう可能性がある。そして、この逆転写されたトナーが、クリーナレスプロセスにより現像器に回収されると、前段の色のトナーが混入され、色管理が困難となる。一般に、転写効率を上げるために転写電界を増大させると、逆転写は生じやすくなる。従って、転写効率をある程度犠牲にしても、逆転写を防ぐ条件を採用しなければならないという問題がある。 In addition, when such a cleanerless process is applied to a color image forming apparatus having a tandem configuration, the toner transferred from the photoreceptor to the (intermediate) transfer medium due to poor adhesion control is transferred from the subsequent photoreceptor. There is a possibility that reverse transfer is performed by receiving a transfer electric field in the transfer region and pressing it. When the reversely transferred toner is collected in the developing device by a cleaner-less process, the toner of the previous color is mixed and color management becomes difficult. Generally, reverse transfer tends to occur when the transfer electric field is increased to increase transfer efficiency. Therefore, there is a problem that a condition for preventing reverse transfer must be adopted even if the transfer efficiency is sacrificed to some extent.
外部電界によりトナーを搬送媒体から引き剥がして、搬送させるためには、トナーと搬送媒体との付着力に対して、トナー帯電量×電界の強さが大きくなるような電界(必要転写電界)をかける必要がある。従って、トナー帯電量が経時的に変動したり、環境に依存して変動することにより、必要転写電界Eも変動することになる。近年、画質向上を図るためにトナーを小粒径化することが進められている。小粒径化により表面積が増大するため、表面電荷密度のわずかな変化でも、重量あたりの帯電量Q/Mとしては大きな変動となる。従って、トナー帯電量がある程度変動しても、必要転写電界があまり変動することなく、安定して制御できることが望ましい。 In order to peel the toner from the transport medium by an external electric field and transport it, an electric field (necessary transfer electric field) that increases the toner charge amount × the electric field strength with respect to the adhesive force between the toner and the transport medium. It is necessary to apply. Accordingly, the required transfer electric field E also varies as the toner charge amount varies with time or varies depending on the environment. In recent years, in order to improve image quality, it has been promoted to reduce the particle size of toner. Since the surface area is increased by reducing the particle size, even a slight change in the surface charge density causes a large variation in the charge amount Q / M per weight. Therefore, it is desirable that the required transfer electric field does not fluctuate much and can be controlled stably even if the toner charge amount fluctuates to some extent.
これまで、付着力に着目して転写特性を改善する手法は、種々提案されている。例えば、特許文献1においては、未帯電トナーの像担持体との付着力F/体積平均粒径Dが、4.5nN/μm以下であることを規定し、未帯電トナーの付着力を弱くすることにより、未帯電トナーの像担持体との付着力を小さくして、転写残りを少なくする、という手法が提案されている。しかしながら、付着力の静電的な制御、トナー帯電量の変動による影響については、何ら言及されていない。
本発明は、トナー帯電量が経時的に、或いは環境に依存して変動しても、適正転写バイアス電界の変動を抑え、高効率で安定な転写特性を有し、高品質の画像を得ることが可能な画像形成方法、画像形成装置および現像剤を提供することを目的とする。 The present invention suppresses fluctuations in the appropriate transfer bias electric field even when the toner charge amount fluctuates over time or depending on the environment, and has a high-efficiency and stable transfer characteristic to obtain a high-quality image. An object of the present invention is to provide an image forming method, an image forming apparatus, and a developer.
本発明の一態様によれば、像担持体上にトナー粒子により形成されたトナー像を、転写媒体に転写させることにより画像を形成する画像形成方法であって、トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、トナー粒子と、像担持体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
である画像形成方法が提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided an image forming method for forming an image by transferring a toner image formed of toner particles on an image carrier onto a transfer medium, wherein the toner particles include a colorant and a resin. The average value F e of electrostatic adhesion between the toner particles and the image carrier,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
An image forming method is provided.
また、本発明の一態様によれば、像担持体上にトナー粒子により形成されたトナー像を、搬送媒体を介して転写媒体に転写させることにより画像を形成する画像形成方法であって、トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、トナー粒子と、搬送媒体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
である画像形成方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming method for forming an image by transferring a toner image formed of toner particles on an image carrier onto a transfer medium via a conveyance medium, the toner forming method comprising: particles comprise a colorant and a resin, and the toner particles, an average value F e of the electrostatic adhesion between the conveying medium,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
An image forming method is provided.
本発明の一態様の画像形成方法、画像形成装置または現像剤により、トナー帯電量が経時的に、或いは環境に依存して変動しても、適正転写バイアス電界の変動を抑え、高効率で安定な転写特性を有し、高品質の画像を得ることが可能となる。 With the image forming method, the image forming apparatus, or the developer according to one embodiment of the present invention, even if the toner charge amount fluctuates with time or depending on the environment, the fluctuation of the appropriate transfer bias electric field is suppressed, and high efficiency and stability are achieved. It is possible to obtain a high-quality image having excellent transfer characteristics.
本発明の一態様によれば、像担持体上にトナー粒子により形成されたトナー像を、転写媒体に転写させることにより画像を形成する画像形成方法であって、トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、トナー粒子と、像担持体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
である。
According to one aspect of the present invention, there is provided an image forming method for forming an image by transferring a toner image formed of toner particles on an image carrier onto a transfer medium, wherein the toner particles include a colorant and a resin. The average value F e of electrostatic adhesion between the toner particles and the image carrier,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
It is.
また、本発明の一態様の画像形成方法は、像担持体上にトナー粒子により形成されたトナー像を、搬送媒体を介して転写媒体に転写させることにより画像を形成する画像形成方法であって、トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、トナー粒子と、搬送媒体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
である。
The image forming method of one embodiment of the present invention is an image forming method for forming an image by transferring a toner image formed of toner particles on an image carrier onto a transfer medium via a conveyance medium. the toner particles comprise a colorant and a resin, and the toner particles, an average value F e of the electrostatic adhesion between the conveying medium,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
It is.
ここで、トナー粒子は、カーボンブラック、縮合多環系顔料、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、無機顔料といった公知の顔料、染料などの着色剤と、ポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、環状オレフィン系樹脂などのバインダー樹脂を含む。さらに、必要に応じて、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、カルナバ、ライス、パラフィンといったワックスなどの定着補助剤、帯電制御剤(CCA)や、流動性改善を目的とした、シリカ、アルミナ、酸化チタンなどの無機微粒子、有機微粒子などが外添された公知の組成で、粉砕法、又は重合法などの化学製法により形成される。 Here, the toner particles are carbon black, condensed polycyclic pigments, azo pigments, phthalocyanine pigments, known pigments such as inorganic pigments, colorants such as dyes, polyester resins, styrene-acrylic resins, cyclic olefins. Binder resin such as resin is included. Furthermore, if necessary, fixing aids such as waxes such as polyethylene, polypropylene, carnauba, rice, paraffin, charge control agents (CCA), silica, alumina, titanium oxide, etc. for the purpose of improving fluidity It is a known composition to which inorganic fine particles, organic fine particles and the like are externally added, and is formed by a chemical manufacturing method such as a pulverization method or a polymerization method.
また、像坦持体(静電潜像担持体)には、プラス帯電又はマイナス帯電のOPC(Organic Photoconductor)、アモルファスシリコンなど公知の感光体が用いられる。これらの感光体において、電荷発生層、電荷輸送層、保護層が積層されていても、これらの層のうち複数の層の機能を有する層が形成されていても良い。搬送媒体は、転写ベルトまたは中間転写ベルト、ローラのいずれかである。そして、転写媒体は、用紙など最終的に画像が形成される媒体である。 As the image carrier (electrostatic latent image carrier), a known photoreceptor such as positively charged or negatively charged OPC (Organic Photoconductor) or amorphous silicon is used. In these photoreceptors, a charge generation layer, a charge transport layer, and a protective layer may be laminated, or a layer having a plurality of functions among these layers may be formed. The conveyance medium is either a transfer belt, an intermediate transfer belt, or a roller. The transfer medium is a medium on which an image is finally formed, such as paper.
トナー粒子は、1成分現像剤として用いられる。また、さらに磁性キャリアが加えることにより、2成分現像剤として用いられる。磁性キャリアは、フェライト、マグネタイト、酸化鉄などの磁性粒子や、それらの磁性粉を混入した樹脂粒子や、磁性粉のなどの表面の少なくとも一部にフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂などの樹脂コートが施された粒子から構成される。 The toner particles are used as a one-component developer. Further, by adding a magnetic carrier, it can be used as a two-component developer. Magnetic carriers include magnetic particles such as ferrite, magnetite and iron oxide, resin particles mixed with those magnetic powders, and fluorine resin, silicone resin, acrylic resin on at least a part of the surface of magnetic powder, etc. The particles are coated with a resin coat.
磁性キャリア粒子の体積平均粒径は、20〜100μmが望ましい。20μmより小さいと、一粒の磁力が小さいために現像剤担持体から離脱して感光体に付着しやすくなり、100μmより大きいと、磁気ブラシが硬くなってブラシのはけ目が画像に現れたり、緻密なトナー供給ができなくなる。好ましくは30〜60μmである。 The volume average particle size of the magnetic carrier particles is desirably 20 to 100 μm. If it is smaller than 20 μm, the magnetic force of one grain is small, so it will be detached from the developer carrier and easily adhere to the photoconductor. If it is larger than 100 μm, the magnetic brush will be hard and the brush marks may appear in the image. This makes it impossible to supply a precise toner. Preferably it is 30-60 micrometers.
トナー粒子の搬送媒体との静電付着力の平均値Feは、トナー粒子の搬送媒体に対する平均付着力F(N)とトナー粒子の非静電付着力F0より求められる。 Mean value F e of the electrostatic adhesion between the transport medium of the toner particles is determined from the non-electrostatic adhesion force F 0 for the average adhesive force F (N) and the toner particles to the carrier medium of the toner particles.
トナー粒子の搬送媒体に対する平均付着力F(N)は、日立工機製の分離用超遠心機(CP100MX)、アングルロータ(Angle Roter:P100AT2)、粉体付着力測定用に製作されたセルを用い、以下のようにして測定される。 The average adhesion force F (N) of toner particles to the carrier medium is measured using Hitachi Koki's ultracentrifuge for separation (CP100MX), angle rotor (Angle Roter: P100AT2), and cells manufactured for powder adhesion measurement. Measured as follows.
(平均付着力F(N)の測定方法)
(1)付着力を測定する対象の搬送媒体と同等の表面保護層を表面に形成させたシートを作成する。例えば、感光体との付着力であれば感光体シート、中間転写ベルトとの付着力であればベルト素材と同等のシートを作成する。
付着力を測定するためには、表面保護層が同等であることが望ましい。実際用いられると同様に、電荷発生層(CGL層)、電荷輸送層(CTL層)が積層されていても良い。付着力は、付着対象物の物質より、形状(表面粗さなど)、トナー粒子の帯電量、環境温湿度などへの依存度が大きいため、厳密に同じ物質である必要はない。
このシートをアルミ素管に巻きつけて感光層をGND電位とし、感光体ドラム位置にセットする。通常の作像と同様にトナーを表面に現像/付着させる。中間転写ベルトへのトナー付着力の測定においては、中間転写ベルト素材と同等のシートに転写させる。
(2)トナーを付着させたシートを、サンプルセットに設置する。図1に示すように、サンプルセット1は板A2、板B3と、円筒形のスペーサ4より構成されている。板A2、板B3、スペーサ4の外周直径は7mm、スペーサ4の厚みは1mm、高さ3mmとなっている。トナーを付着させたシートを、板Aの大きさにカットし、板A2のスペーサと接する側に両面テープで貼り付ける。
(3)図2に示すように、セル5内に、サンプルセットをセットする。そして、このセル5を、図3に示すアングルロータ6内に、板A2のサンプルを貼り付けた側の裏側が回転中心を向くようにセットし、アングルロータ6を超遠心機(図示せず)に装着する。
(4)超遠心機を10000rpmで回転させたあとA及びBを取り出し、それぞれに付着しているトナー粒子を、メンディングテープで剥離し、白紙に貼り付ける。そして、このトナーが付着したメンディングテープの反射濃度を、Macbeth濃度計にて測定する。
(5)別途、トナー量に対する反射濃度の校正式を作成しておき、それに照らし合わせて分離したトナー量、及び分離しなかったトナー量を算出する。
(6)トナーを付着させたシートを、(2)と同様にカットして板Aに貼り付け、(3)と同様に超遠心機にセットする。そして、超遠心機を20000rpmで回転させて(4)と同様に取り出し、板Aと板Bに付着するトナー量を計測する。同様に10000rpm毎に100000rpmまで繰り返す。分離のための最低回転数および設定間隔は、付着力の大小または付着力の分布の広狭により適宜変更可能である。
(7)セル中にセットされたサンプルが、ロータの回転によって受ける遠心加速度RCFは、
RCF=1.118×10-5×r×N2×g ・・・(2)
r:サンプルセット位置の回転中心からの距離
N:回転速度(rpm)
g:重力加速度
であり、トナー粒子が受ける遠心力Fは、1個のトナー粒子の重さがmのとき、
F=RCF×m
m=(4/3)π×r3×ρ・・・(3)
r:真球相当半径
ρ:トナーの比重
となるので、各回転数のときに、トナーにかかる遠心力Fに、夫々の回転数での分離トナー比率を掛けたものの総和を、その現像剤におけるトナーと感光体との平均付着力F(N)とする。
(Measurement method of average adhesive force F (N))
(1) A sheet having a surface protective layer equivalent to the conveyance medium to be measured for adhesion is formed on the surface. For example, if the adhesion force to the photosensitive member, a photosensitive sheet is produced, and if the adhesion force to the intermediate transfer belt, a sheet equivalent to the belt material is produced.
In order to measure the adhesive force, it is desirable that the surface protective layer is equivalent. As in actual use, a charge generation layer (CGL layer) and a charge transport layer (CTL layer) may be laminated. The adhesion force is more dependent on the shape (surface roughness, etc.), the charge amount of the toner particles, the environmental temperature and humidity, etc. than the substance of the object to be adhered, so it is not necessary to be exactly the same substance.
This sheet is wound around an aluminum tube, and the photosensitive layer is set to the GND potential and set at the position of the photosensitive drum. The toner is developed / attached to the surface in the same manner as normal image formation. In measuring the toner adhesion force to the intermediate transfer belt, the toner is transferred onto a sheet equivalent to the intermediate transfer belt material.
(2) Place the sheet with toner on the sample set. As shown in FIG. 1, the sample set 1 includes a plate A2, a plate B3, and a
(3) As shown in FIG. 2, a sample set is set in the cell 5. Then, this cell 5 is set in the
(4) After rotating the ultracentrifuge at 10000 rpm, A and B are taken out, and the toner particles adhering to each are peeled off with a mending tape and pasted on a white paper. Then, the reflection density of the mending tape to which the toner has adhered is measured with a Macbeth densitometer.
(5) Separately, a calibration formula for the reflection density with respect to the toner amount is prepared, and the amount of toner separated and the amount of toner not separated are calculated in light of it.
(6) The sheet to which the toner is attached is cut and pasted on the plate A in the same manner as in (2), and set in the ultracentrifuge as in (3). Then, the ultracentrifuge is rotated at 20000 rpm and taken out as in (4), and the amount of toner adhering to the plates A and B is measured. Similarly, repeat up to 100,000 rpm every 10,000 rpm. The minimum number of rotations and the set interval for separation can be appropriately changed depending on the magnitude of the adhesive force or the distribution of the adhesive force.
(7) The centrifugal acceleration RCF that the sample set in the cell receives by the rotation of the rotor is
RCF = 1.118 × 10 -5 × r × N 2 × g (2)
r: Distance from the rotation center of the sample set position
N: Rotational speed (rpm)
g: Gravitational acceleration, and the centrifugal force F received by the toner particles is when the weight of one toner particle is m.
F = RCF × m
m = (4/3) π × r 3 × ρ ・ ・ ・ (3)
r: True sphere equivalent radius
ρ: Since the specific gravity of the toner, at each rotation speed, the sum of the centrifugal force F applied to the toner and the ratio of the separated toner at each rotation speed is the sum of the toner and the photoreceptor in the developer. The average adhesion force is F (N).
このような平均付着力F(N)の測定方法において、平均付着力F(N)には、トナーの帯電量が大きく影響する。従って、精度良く測定するためには、実際のプロセスに即してトナーを付着させた測定サンプルを作成することが望ましい。 In such a method for measuring the average adhesion force F (N), the charge amount of the toner greatly affects the average adhesion force F (N). Therefore, in order to measure with high accuracy, it is desirable to prepare a measurement sample to which toner is adhered in accordance with an actual process.
このようにして測定される平均付着力F(N)は、非静電付着力F0と静電付着力Feとの和で表される。また、静電付着力Feは、トナー1粒子あたりの帯電量qの二乗に比例する。
F = Fe + F0= K・q2 + F0・・・(4)
K:傾き(比例定数)
Thus the average adhesion is measured F (N) is expressed by the sum of the non-electrostatic adhesion force F 0 and the electrostatic adhesion force F e. Further, the electrostatic adhesion force F e is proportional to the square of the charge amount q per
F = F e + F 0 = K · q 2 + F 0 (4)
K: slope (proportional constant)
非静電付着力F0は、例えば、トナー/キャリア混合比率を変動させ、x軸にq2、y軸に平均付着力Fをプロットし、直線近似してy切片を求めることにより得ることができる。そして、非静電付着力F0の値は1.5×10-8<F0<1×10−7(N)であることが望ましい。F0が1.5×10-8(N)以下であると、未帯電トナーの感光体との付着力が小さくなり、電界により制御できないトナー粒子が飛散する要因となる。一方、F0が1×10−7(N)以上であると、必要転写電界が大きくなりすぎる、現像されにくいなどの不具合が発生する。 The non-electrostatic adhesion force F 0 can be obtained, for example, by varying the toner / carrier mixture ratio, plotting q 2 on the x-axis and the average adhesion force F on the y-axis, and obtaining a y-intercept by linear approximation. it can. The value of the non-electrostatic adhesive force F 0 is desirably 1.5 × 10 −8 <F 0 <1 × 10 −7 (N). If F 0 is 1.5 × 10 −8 (N) or less, the adhesion force of uncharged toner to the photoreceptor is reduced, which causes scattering of toner particles that cannot be controlled by the electric field. On the other hand, if F 0 is 1 × 10 −7 (N) or more, problems such as a necessary transfer electric field becoming too large and being difficult to develop occur.
このようにして求められたトナー粒子の媒体に対する平均付着力F(N)とトナー粒子の非静電付着力F0より、トナー粒子の搬送媒体との静電付着力の平均値Feが求められる。 From non-electrostatic adhesion force F 0 for the average adhesive force F (N) and the toner particles against this way the medium of the toner particles obtained, the mean value F e of the electrostatic adhesion between the transport medium of the toner particles is determined It is done.
トナー粒子を、電界Eによって移動させるためには、付着力Fより大きな電界の力qEが必要である。すなわち、必要転写電界Eは、
E > F/q = K・q + F0/q・・・(5)
となる。従って、F0を大きくして、電界の力がかからないトナー粒子の移動を抑えても、傾きKを小さくすることにより、高帯電のトナー粒子でも必要転写電界を抑えることが可能である。
In order to move the toner particles by the electric field E, an electric field force qE larger than the adhesion force F is required. That is, the required transfer electric field E is
E> F / q = K ・ q + F 0 / q (5)
It becomes. Therefore, even if F 0 is increased to suppress the movement of toner particles to which an electric field force is not applied, the required transfer electric field can be suppressed even for highly charged toner particles by decreasing the slope K.
上述したように、帯電量が経時的に変動したり、環境に依存して変動することにより、必要転写電界Eも変動する。さらに、小粒径化により、重量あたりの帯電量Q/Mとしては大きな変動となる。そして、電界により制御できないトナー粒子による転写残りや逆転写が生じる。 As described above, the required transfer electric field E also varies as the charge amount varies with time or varies depending on the environment. Furthermore, as the particle size is reduced, the charge amount Q / M per weight varies greatly. Then, transfer residue and reverse transfer occur due to toner particles that cannot be controlled by the electric field.
また、一般に、トナー粒子の粒度分布、帯電量分布は、ある程度狭くする必要がある。これは、付着力や粒径、帯電量は、通常平均値で制御されるため、それらの平均値と著しく離れた粒子が存在すると、転写残りや逆転写の原因となる。 In general, the particle size distribution and charge amount distribution of toner particles need to be narrowed to some extent. This is because the adhesion force, particle size, and charge amount are usually controlled by average values, so if there are particles that are significantly different from those average values, it causes transfer residue and reverse transfer.
傾きKを小さくすることにより、トナー帯電量が変動し、付着力や粒径、帯電量に分布があっても、転写電界を大きく変動させる必要はない。また、転写残りや逆転写を抑えることができ、クリーナレスプロセスにおいても、持続的に安定して制御が可能となる。 By reducing the slope K, the toner charge amount fluctuates, and even if there is a distribution in the adhesion force, particle size, and charge amount, there is no need to greatly change the transfer electric field. In addition, transfer residue and reverse transfer can be suppressed, and control can be performed stably and stably even in a cleaner-less process.
従って、傾きKの値を抑えることにより、高転写効率および転写特性の安定性と、高画質の維持を両立することができる。 Therefore, by suppressing the value of the slope K, it is possible to achieve both high transfer efficiency and stability of transfer characteristics, and maintenance of high image quality.
トナー粒子の静電付着力の実測値は、一般に用いられている球形粒子の静電付着力の理論値の10倍以上であることが知られている。例えば、Journal of Imaging Science and Technology vol.48、No.5 2004によれば、静電付着力の理論値Fiは、
Fi=α・q2/4πε0D2・・・(6)
ε0:真空の誘電率
α:感光体とトナー粒子との誘電率の差に起因する補正係数
q:1個のトナー粒子の帯電量
D:トナー粒子の粒径
と表され、実測値と理論値との差について考察されている。また、同様に、Japan Hardcopy 2005 B-13においても、実測値を理論付けするための考察がおこなわれている。しかしながら、実測値と理論値との差が生じるメカニズムを、明確に説明するための理論は、未だ構築されていない。
It is known that the actual measurement value of electrostatic adhesion force of toner particles is 10 times or more than the theoretical value of electrostatic adhesion force of generally used spherical particles. For example, according to Journal of Imaging Science and Technology vol.48, No.5 2004, the theoretical value Fi of electrostatic adhesion is
Fi = α ・ q 2 / 4πε 0 D 2 (6)
ε 0 : Dielectric constant of vacuum
α: Correction coefficient resulting from the difference in dielectric constant between the photoreceptor and toner particles
q: Charge amount of one toner particle
D: Expressed as the particle size of the toner particles, and the difference between the measured value and the theoretical value is considered. Similarly, in Japan Hardcopy 2005 B-13, consideration is given to theorizing the actual measured values. However, no theory has yet been established to clearly explain the mechanism by which the difference between the measured value and the theoretical value occurs.
トナー粒子が、真球であり、電荷が球の中心に位置すると仮定した場合、鏡像力の式は、
しかしながら、従来の粉砕製法を用いて形成された場合、トナー粒子は非定型である。また、化学製法を用いた場合は、通常クリーニング性能を良好にするために、意図的に非球形とする場合がある。さらに、トナー粒子(バルク)は、定着性能補助のためのワックス、帯電性制御のための帯電制御剤(CCA)、着色剤が、バインダー樹脂中に分散された構造であるため、均質ではない。加えて、トナー粒子表面には、流動性確保、クリーニング性能補助、帯電性制御などの目的で、1種類もしくは複数種類の有機または無機の微粒子(外添剤)が付着されている。 However, the toner particles are atypical when formed using conventional grinding processes. In addition, when a chemical manufacturing method is used, it may be intentionally non-spherical in order to improve the normal cleaning performance. Further, the toner particles (bulk) are not homogeneous because the wax for assisting the fixing performance, the charge control agent (CCA) for controlling the chargeability, and the colorant are dispersed in the binder resin. In addition, one or more types of organic or inorganic fine particles (external additives) are attached to the toner particle surface for the purpose of ensuring fluidity, assisting in cleaning performance, and controlling chargeability.
このように、トナー粒子において、バルク、表面とも複雑な構造を有しており、上述した真球で、電荷が球の中心に位置すると仮定した場合の鏡像力の式が当てはまることはまずない。付着力の実測値も、上述の式により求めた理論値よりも1、2桁も大きい。 As described above, the toner particles have a complicated structure in both the bulk and the surface, and the formula of the image force when the charge is assumed to be a true sphere and located at the center of the sphere is rarely applied. The measured value of the adhesive force is also one or two orders of magnitude larger than the theoretical value obtained by the above formula.
そこで、発明者らは、電荷の位置が半径rの真球の中心にあるのではなく、中心から像担持体、搬送媒体などの被付着物との接点方向にaだけシフトした位置に偏在するとして、上述の鏡像力の式(7)に、を導入した式;
トナーが帯電した際に、電荷は、トナー粒子(バルク)表面の帯電サイト、外添剤などに存在し、表面に均一に存在するとは限らない。その不均一性を表す指針としてa/rを捉えることができる。すなわち、トナー粒子表面の電荷分布が均一であるほど、a/rは0に近づき、電荷の位置が真球の中心にあると仮定した場合の理論値に近づく。そして、電荷分布が不均一であるほど、電荷がより多く存在する表面部分が、被付着物と接触して強い鏡像力を発生すると考えられ、その状態をa/rの増加として表すことができる。 When the toner is charged, the charge is present at the charging sites on the surface of the toner particles (bulk), external additives, etc., and is not necessarily uniformly present on the surface. A / r can be taken as a guideline representing the non-uniformity. That is, as the charge distribution on the toner particle surface is more uniform, a / r approaches 0 and approaches the theoretical value when it is assumed that the position of the charge is at the center of the true sphere. And the more uneven the charge distribution, the more the surface portion where the charge exists is considered to contact the adherend and generate a strong image force, and this state can be expressed as an increase in a / r. .
a/rは、上述のように実測した平均付着力より求められた静電付着力より求められる。その範囲は、
0.2≦a/r≦0.7
である必要がある。
a / r is obtained from the electrostatic adhesion force obtained from the average adhesion force actually measured as described above. The range is
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
It needs to be.
a/rが0に近づくと、トナー粒子がほぼ真球であり、表面物質は均質で、外添剤がほぼ完全に表面を覆っている状態になると考えられる。外添剤は帯電性の制御だけでなく、流動性を補助する目的を持っているため、a/rが0.2未満となり、外添剤が表面をほぼ完全に覆うような形態で付着していると、流動化剤としての機能が損なわれてしまう。従って、a/rは0.2以上である必要がある。 When a / r approaches 0, it is considered that the toner particles are almost spherical, the surface material is homogeneous, and the external additive almost completely covers the surface. Since the external additive has the purpose of assisting fluidity as well as controlling the chargeability, the a / r is less than 0.2, and the external additive adheres in a form that almost completely covers the surface. And the function as a fluidizer will be impaired. Therefore, a / r needs to be 0.2 or more.
一方、a/rが0.7を超えて1に近づくと、上述した傾きKは、
ここで、トナー1粒子あたりの帯電量qは、重量あたりの帯電量Q(μC/g)より、
q = (4/3) πr3 × d ×Q・・・(9)
r:トナー粒子の体積平均半径
d:トナー粒子の比重
として求めることができる。トナーの転写前帯電量Q(μC/g)は、-20〜-80μC/gであることが望ましい。帯電量が-20μC/gより小さいと、特に小粒径トナーにおいては電界による制御が困難となるため、現像剤担持体の回転による遠心力で現像器外に飛散したり、感光体上の非画像部を汚染するなどの問題が生ずる。また、-80μC/gを超えると、現像領域において、静電潜像に十分な量のトナーを供給することが困難となり、高濃度画像が得られないという問題が生ずる。
Here, the charge amount q per toner particle is calculated from the charge amount Q per weight (μC / g).
q = (4/3) πr 3 × d × Q (9)
r: Volume average radius of toner particles
d: It can be determined as the specific gravity of the toner particles. The pre-transfer charge amount Q (μC / g) of the toner is preferably −20 to −80 μC / g. If the charge amount is smaller than -20 μC / g, it is difficult to control by an electric field particularly in a small particle size toner, so that it is scattered outside the developing device by the centrifugal force due to the rotation of the developer carrying member, or is not on the photosensitive member. Problems such as contamination of the image area arise. On the other hand, if it exceeds -80 μC / g, it becomes difficult to supply a sufficient amount of toner to the electrostatic latent image in the development region, and there arises a problem that a high density image cannot be obtained.
尚、フルカラー画像形成装置において用いられる4連タンデムプロセスにクリーナレスプロセスを適用する場合など、より高精度な付着力の制御が必要な場合は、帯電量をより狭い範囲に制御する必要があり、-25〜-50(μC/g)であることが望ましい。 In addition, it is necessary to control the charge amount to a narrower range when more precise control of the adhesive force is required, such as when applying a cleanerless process to the 4-drum tandem process used in a full-color image forming apparatus, -25 to -50 (μC / g) is desirable.
そして、トナー粒子の体積平均半径rは、1.5〜4μmであることが望ましい。1.5μmより小さいと、電界で制御できるだけの電荷量を各トナー粒子に与えると、重量あたりの帯電量が大きくなりすぎて、所望の現像量を得ることが困難である。また、4μmより大きいと、精細画像の再現性や粒状性が悪化する。より好ましくは2〜3μmである。 The volume average radius r of the toner particles is preferably 1.5 to 4 μm. If it is smaller than 1.5 μm, if each toner particle is provided with a charge amount that can be controlled by an electric field, the charge amount per weight becomes too large, and it is difficult to obtain a desired development amount. On the other hand, if it is larger than 4 μm, the reproducibility and granularity of the fine image deteriorate. More preferably, it is 2 to 3 μm.
このような画像形成方法、画像形成装置または現像剤を用いて、例えば以下のような電子写真プロセスにより、画像が形成される。 Using such an image forming method, an image forming apparatus, or a developer, an image is formed by, for example, the following electrophotographic process.
(2成分現像プロセス)
図4に2成分現像プロセスによる画像形成装置を示す。図に示すように、感光体41と、これを帯電させるための帯電装置42、静電潜像を形成するための露光装置43、静電潜像にトナー粒子を供給するための現像器44、転写残りトナーを除去するためのクリーナ45、静電潜像を除去するための除電ランプ46と、最終転写媒体となる紙を供給する給紙装置47、紙にトナー像を定着させるための定着器48、感光体41上のトナー像を転写媒体49上に転写する転写装置50が配置されている。そして、このような画像形成装置を用いて、以下のような工程により転写媒体49に画像が形成される。
(Two-component development process)
FIG. 4 shows an image forming apparatus using a two-component development process. As shown in the figure, a photoreceptor 41, a charging
ベルト、ローラなどの感光体41を、チャージャワイヤ、櫛歯型チャージャ、スコロトロンといったコロナ帯電器、接触帯電ローラ、非接触帯電ローラ、固体チャージャ、接触帯電ブラシなど公知の帯電装置42によって、均一に所望の電位に帯電させる。
The photoreceptor 41 such as a belt or a roller is uniformly desired by a known charging
感光体41には、プラス帯電又はマイナス帯電のOPC(Organic Photoconductor)、アモルファスシリコンなど公知の感光体が用いられる。尚、これらの感光体において、電荷発生層、電荷輸送層、保護層が積層されていても、これらの層のうち複数の層の機能を有する層が形成されていても良い。 As the photoreceptor 41, a known photoreceptor such as a positively charged or negatively charged OPC (Organic Photoconductor) or amorphous silicon is used. In these photoreceptors, a charge generation layer, a charge transport layer, and a protective layer may be laminated, or a layer having a plurality of functions among these layers may be formed.
レーザー、LEDなど公知の手段を用いた露光装置43により露光することにより、感光体41上に静電潜像が形成される。
An electrostatic latent image is formed on the photoreceptor 41 by exposure with an
現像器44において、キャリアとトナー粒子からなる2成分現像剤が、ホッパー内に例えば100g〜700g収められている。そして、現像剤は、攪拌オーガによりマグローラを内包した現像ローラに搬送され、磁気ブラシ現象により、感光体41上の静電潜像に、帯電したトナー粒子を供給、付着させることにより、顕像化される。このとき、現像ローラには、トナー粒子を均一・安定に付着させるような電界を形成するために、DCもしくはDCにACを重畳した現像バイアスが印加される。
In the developing
尚、現像されなかったトナー粒子は、マグローラの剥離極位置で現像ローラから離れ、攪拌オーガにより現像剤格納庫に回収される。現像剤格納庫には公知のトナー濃度センサが取り付けられ、濃度センサがトナー量の減少を検知すると、信号がトナー補給ホッパーに送られてNewトナーが補給される。このとき、印字データの積算又は/及び感光体上現像トナー量の検知から、トナー消費量を推定し、それをもとにNewトナーの補給を行っても良い。また、センサ出力と消費量の推定の両方の手段を用いても良い。 The undeveloped toner particles are separated from the developing roller at the peeling pole position of the mag roller, and are collected in the developer storage by the stirring auger. A known toner density sensor is attached to the developer storage. When the density sensor detects a decrease in the toner amount, a signal is sent to the toner supply hopper to supply new toner. At this time, the toner consumption may be estimated from the integration of the print data or / and the development toner amount on the photoconductor, and new toner may be replenished based on the estimated toner consumption. Also, both means for sensor output and consumption estimation may be used.
形成されたトナー像は、感光体41に対して接触配置され、ここに印加される転写電圧によりトナー像の転写を行う転写ローラ、転写ブレード、コロナチャージャ等公知の転写手段を用いて、ベルト、ローラなどの中間転写媒体を経て、もしくは直接、紙などの転写媒体49に転写される。
The formed toner image is placed in contact with the photosensitive member 41, and a belt, a transfer roller, a transfer blade, a corona charger and the like that transfer the toner image by a transfer voltage applied thereto are used. It is transferred to a
トナー像が転写された転写媒体49は、中間転写媒体または感光体41から剥離され、定着部48に搬送され、熱ローラ等公知の加熱・加圧定着手段によって定着され、マシン外に放出される。
The
トナー像が転写された後、感光体41上に転写されずに残存した転写残りトナーは、クリーナ45によって除去され、感光体41上の静電潜像は、除電ランプ46により消去される。 After the toner image is transferred, the untransferred toner remaining without being transferred onto the photoconductor 41 is removed by the cleaner 45, and the electrostatic latent image on the photoconductor 41 is erased by the charge eliminating lamp.
クリーナ45で除去された転写残りトナーは、攪拌オーガなどによって搬送路を経由して、廃トナーボックス内に貯蔵後、排出される。リサイクル方式においては、搬送路から現像器44の現像剤格納庫に回収され、再利用される。
The transfer residual toner removed by the cleaner 45 is discharged after being stored in a waste toner box via a conveyance path by a stirring auger or the like. In the recycling method, the developer is collected from the conveyance path to the developer storage of the developing
(1成分現像プロセス)
1成分現像プロセスにおいては、2成分現像プロセスと同様の画像形成装置により、同様にして画像が形成されるが、現像器部分が異なっている。現像器にはトナー粒子のみが収められており、キャリアを用いることなく現像される。
(Single component development process)
In the one-component development process, an image is formed in the same manner by the same image forming apparatus as in the two-component development process, but the developing unit is different. The developing device contains only toner particles and is developed without using a carrier.
トナー粒子は、搬送オーガ、中間搬送スポンジローラなど公知の構造により、導電性ゴム層を表面に持った弾性ローラ、もしくは表面にサンドブラストなどによって粗さが設けられたSUSなど金属ローラといった現像剤担持体の表面に供給される。そして、現像剤担持体の表面に供給されたトナー粒子は、現像剤担持体表面に圧着されたシリコンゴム、フッ素ゴム、金属ブレードなどのトナー帯電部材により摩擦帯電される。このとき、磁性粒子との摩擦によりあらかじめ帯電されたトナーを現像剤担自体に供給してもよい。感光体は、現像剤担持体と接触または規定のギャップを持って非接触で対峙しており、速度差を持って回転することによりトナー粒子が現像される。このとき、現像ローラには、トナー粒子を均一・安定に付着させるような電界を形成するために、DCもしくはDCにACを重畳した現像バイアスが印加される。 The toner particle is a developer carrier such as an elastic roller having a conductive rubber layer on its surface or a metal roller such as SUS having a surface roughened by sandblasting or the like with a known structure such as a transport auger or intermediate transport sponge roller. Supplied on the surface. The toner particles supplied to the surface of the developer carrying member are triboelectrically charged by a toner charging member such as silicon rubber, fluorine rubber, or a metal blade pressed onto the surface of the developer carrying member. At this time, toner charged in advance by friction with the magnetic particles may be supplied to the developer carrier itself. The photoreceptor is in contact with the developer carrying member or in a non-contact manner with a specified gap, and the toner particles are developed by rotating with a speed difference. At this time, a developing bias in which AC is superimposed on DC or DC is applied to the developing roller in order to form an electric field that causes toner particles to adhere uniformly and stably.
(クリーナレスプロセス)
クリーナレスプロセスにおいては、2成分現像プロセスと同様の画像形成装置により、同様にして画像が形成されるが、図5に示すように、クリーナがない点で異なっている。転写残りトナーは、クリーナを用いることなく、現像と同時に回収される
2成分現像プロセスと同様に、感光体51を帯電、露光し、トナー粒子を付着することにより現像し、中間転写媒体を介して、または直接転写媒体59にトナー像を転写する。図5では、直接転写法を採用し、転写ローラ57により転写を行っている。そして、非画像部に残留した転写残りトナーは、感光体51に残留したまま、次の除電、帯電装置52による帯電、露光装置53による露光工程を経て、現像領域に再び搬送される。そして、転写残りトナーは、現像剤担持体である磁気ブラシにより現像器54に回収されるとともに、新たに現像される。
(Cleanerless process)
In the cleaner-less process, an image is formed in the same manner by an image forming apparatus similar to the two-component development process, but differs in that there is no cleaner as shown in FIG. Transfer residual toner is collected at the same time as development without using a cleaner.
Similar to the two-component development process, the
このとき、除電工程の前または後に、固定ブラシ、フェルト、回転ブラシ、横摺動ブラシなどのメモリー攪乱部材55を配置しても良い。また、一時回収部材を配置して、転写残りトナーを一旦回収し、再び感光体51上に放出して、現像器54に回収させても良い。さらに、転写残りトナーの帯電量を所望の値にそろえるために、感光体51上にトナー帯電装置を配置しても良い。また、トナー帯電装置、メモリー撹乱部材、一時回収部材、帯電装置は、役割の一部または全部を一つの部材で兼ねさせても良い。そして、これらの部材には、その機能を効率的に果たすために、プラス又はマイナスのDC及び/又はAC電圧が印加されても良い。
At this time, a
例えば、転写領域と感光体51の帯電部材の間に、3つの役割すべてを果たす二つの横摺動ブラシの先端が、感光体51に接触するように設置される。そして、上流側のブラシには、現像トナー電荷と同極性、下流側のブラシには、現像トナー電荷と異極性の電圧が印加される。
For example, the tips of two side-sliding brushes that play all three roles are placed between the transfer region and the charging member of the
転写残りトナーには、異極性トナー及び同極性で非常に高い電荷をもったトナーが混在しており、同極性のブラシに接触した異極性トナーは、電荷が反転してすり抜け、もしくはブラシに一旦回収される。その下流の異極性ブラシに到達する転写残りトナーは、すべてが現像トナーと同極性に揃えられており、異極性のブラシと接触することで強い同極性電荷が緩和されてすり抜け、もしくはブラシに一旦回収される。 The transfer residual toner includes a mixture of a different polarity toner and a toner having the same polarity and a very high charge, and the different polarity toner coming into contact with the same polarity brush reverses the charge or passes through the brush once. Collected. The transfer residual toner that reaches the downstream opposite polarity brush is all aligned with the same polarity as the developing toner.By contacting with the different polarity brush, the strong same polarity charge is alleviated or slipped through the brush once. Collected.
弱い電荷量に揃えられ、またブラシのメカニカルな接触によって画像構造を失った転写残りトナーは、感光体51の帯電部材によって非接触で感光体51と共に帯電され、ちょうど現像トナーと同程度の帯電量に揃えられる。これにより、現像領域において、新しい潜像における非画像部の転写残りトナーは、現像器54内に回収され、画像部の転写残りトナーは、そのまま新たに現像器54から供給されたトナー粒子と共に転写媒体に転写される。
The untransferred toner, which is aligned with a weak charge amount and loses the image structure due to the mechanical contact of the brush, is charged non-contactingly with the
(4連タンデムプロセス)
図6に4連タンデムプロセスによる画像形成装置を示す。図に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー粒子をそれぞれ収めた現像器、感光体、帯電・露光・転写装置を備えた画像形成ユニット60a、60b、60c、60dが、4色分備えられ、転写媒体69aの搬送経路に沿って並列に並べられている。そして、図4と同様に、紙にトナー像を定着させるための定着器68が配置されている。そして、このような画像形成装置を用いて、以下のような工程により画像が形成される。ここでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色の順に並んでいる場合を例に挙げて説明する。
(4 tandem process)
Fig. 6 shows an image forming apparatus using a 4-drum tandem process. As shown in the figure,
イエロー画像形成ユニットにおいて、感光体61a上にイエロートナー像が形成され、転写媒体69aに転写される。直接転写の場合、最終転写媒体である紙等が、転写ベルトまたはローラなどの搬送部材によって搬送され、イエロー画像ユニットの転写領域に供給される。図6では搬送部材である転写ベルト64により搬送された用紙上に、転写ローラ65にて転写を行う構成を示している。このとき、転写ベルトの体積抵抗は107Ωcm〜1012Ωcmが望ましい。転写ベルトには、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロブレン(CR)ゴムなどのゴム系、ポリイミド、ポリカーボネート、Polyvinylidene Difluoride(PVDF)、EthyleneTetrafluoro Ethylene (ETFE)などの樹脂系の材料が用いられる。また樹脂シート、ゴム弾性層、保護層などを1層または2層以上積層して複層化したものなど、種々の構成とすることが可能である。転写方式としては、転写ローラ、転写ブレード、コロナチャージャなど公知の転写手段によるものを用いることができる。
In the yellow image forming unit, a yellow toner image is formed on the
転写位置では、感光体61aと接している転写ベルト64を感光体61a側に押しつけるように設けられている転写ローラ65から、転写ベルト64と感光体61aとの間に位置されている転写媒体69aに転写バイアス電源装置からの所定の大きさおよび極性の転写バイアス電圧が供給される。この転写バイアス電圧が供給されることで、感光体61aの外周面に、静電的に付着しているトナー像(トナー)が、転写媒体69aに引き寄せられて、転写媒体69aに転写される。
At the transfer position, from a
尚、図7に示すように、中間転写媒体として中間転写ベルト69bを設けてもよい。中間転写ベルト69bは、半導電性を有し、厚さが50~3000μmの樹脂、またはゴム、またはそれらの積層部材が用いられ、感光体61a側と対向したベルト背面側に転写ローラ65(転写手段)が接触している。転写ローラ65には、転写バイアス電圧印加部により所定の転写バイアス電圧が印加されており、感光体61aと中間転写ベルト69bとが接触している転写ニップ部と、またはその周辺において、転写電界がかかるようになっている。
As shown in FIG. 7, an
本実施の形態では、ベルト背面に、体積抵抗率が105Ωcm〜109Ωcmの半導電性スポンジを用いた転写ローラ65を接触させ、DC300V〜3000Vを印加することで、中間転写ベルト69b上に各プロセスユニットの感光体上のトナー像を転写させる。そしてこのようなプロセスユニットが4つ並んで重ね転写を行うことで、フルカラー画像が形成され、その後、2次転写位置において、紙など転写媒体69a’へ転写され、定着器68により画像が加熱定着されて最終画像となる。
In the present embodiment, the
中間転写ベルトにおいては、その材料、構成は、上述の転写ベルト64のものと同様のものが用いられる。表面抵抗は107Ωcm〜1012Ωcmが望ましく、例えば109Ωcmとする。
In the intermediate transfer belt, the same material and configuration as those of the
マゼンタ画像形成ユニット60bにおいて、同様に感光体61b上にマゼンタトナー像が形成され、すでにイエロートナー像が転写されている転写媒体69aが、マゼンタ画像形成ユニット60bの転写領域に供給されて、イエロートナー像の上から位置を合わせてマゼンタトナー像が転写される。このとき、搬送媒体上のイエロートナーは、マゼンタ感光体61bと接触することによって、トナー帯電量と転写電界の強さによっては、マゼンタ感光体61bに逆転写される場合がある。
Similarly, in the magenta
シアン、ブラックの画像形成ユニット60c、60dにおいても同様に、トナー像が形成され、転写媒体69a上に順次重ねて転写される。尚、シアン、ブラックの感光体61c、61dにも、同様に、それぞれ、前段のトナーが逆転写される場合がある。
Similarly, in the cyan and black
4色のトナー像が重なって形成された転写媒体69aは、搬送部材から剥離され、定着器68に搬送され、熱ローラなどを用いた公知の加熱・加圧定着方式によって定着され、マシン外に放出される。また、中間転写媒体69bを用いた場合は、2次転写手段に供給部材によって供給された紙等の最終転写媒体69a’に、4色分のトナー像をまとめて転写させ、その後定着器68に搬送され、同様に定着されて、マシン外に放出される。
The
各画像形成ユニットにおいて、2成分現像プロセスと同様に、感光体61a、61b、61c、61dは除電され、クリーニング工程により、転写残りトナー及び逆転写トナーを除去した後、再び画像形成プロセスに復帰する。そして、現像器では、上述した2成分現像プロセスと同様に、トナー比濃度が調整される。尚、ここではイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色順で画像形成ユニットが並んでいる例を挙げて説明したが、この色順は特に限定されるものではない。
In each image forming unit, as in the two-component development process, the
(4連タンデムクリーナレスプロセス)
4連タンデムクリーナレスプロセスにおいては、4連タンデムプロセスと同様の画像形成装置により、同様にして画像が形成されるが、上述のクリーナレスプロセスと同様に、クリーナがない点で異なっている。
(4 tandem cleanerless process)
In the four-tandem tandem cleanerless process, an image is formed in the same manner by the same image forming apparatus as in the four-tandem tandem process, but, unlike the cleanerless process described above, there is no cleaner.
クリーナレスプロセスと同様に、転写残りトナー及び逆転写トナーは、クリーナを用いることなく、現像と同時に帯電量が調整されて回収される。 Similar to the cleaner-less process, the untransferred toner and the reverse transfer toner are collected with the charge amount adjusted at the same time as the development without using a cleaner.
なお、上述したこれらの現像プロセスにおいて、接触式の帯電装置を用いることにより、感光体の光導電層のオゾン劣化を防ぎ、感光体の寿命を延長させることが可能である。 In these development processes described above, by using a contact-type charging device, it is possible to prevent ozone degradation of the photoconductive layer of the photoconductor and extend the life of the photoconductor.
これまで、感光体を帯電させるために、非接触の帯電装置であるコロナチャージャが広く使われてきた。しかしながら、コロナチャージャにおいては、オゾンを大量に発生させるため、悪臭や、感光体表面の劣化が生じる。これに対して、悪臭をフィルタカットし、クリーニングブレードなどで劣化層を少しずつ除去することにより、オゾンの影響を抑えることできる。しかしながら、磨耗量が一定量を超えれば光導電性に支障が出るため、感光体の寿命が短くなる。これに対して、接触帯電装置は、オゾンが発生しないという利点がある。 Until now, a corona charger, which is a non-contact charging device, has been widely used to charge a photoreceptor. However, since a large amount of ozone is generated in the corona charger, a bad odor or deterioration of the surface of the photoreceptor occurs. On the other hand, it is possible to suppress the influence of ozone by filtering out malodors and removing the deteriorated layer little by little with a cleaning blade or the like. However, if the amount of wear exceeds a certain amount, the photoconductivity will be impaired, and the life of the photoreceptor will be shortened. On the other hand, the contact charging device has an advantage that ozone is not generated.
例えば、帯電装置として、少なくともイオン導電性ゴム、カーボン分散ゴムなどの弾性層が形成され、体積抵抗が104〜108Ωcm程度の帯電ローラを用いる。この帯電ローラを、感光体に一定圧力で接触させ、感光体とのつれまわり、もしくは感光体と同速度、あるいは若干の速度差をもって回転させる。このとき、帯電ローラ心棒に、400〜1000VのDC電圧を印加することにより、感光体表面に電荷注入され、感光体表面を所定の電位に帯電させることができる。 For example, as the charging device, a charging roller having at least an elastic layer such as an ion conductive rubber or a carbon dispersion rubber and having a volume resistance of about 10 4 to 10 8 Ωcm is used. The charging roller is brought into contact with the photosensitive member at a constant pressure, and is rotated around the photosensitive member, at the same speed as the photosensitive member, or with a slight speed difference. At this time, by applying a DC voltage of 400 to 1000 V to the charging roller mandrel, charges are injected into the surface of the photoreceptor, and the surface of the photoreceptor can be charged to a predetermined potential.
クリーナレスプロセスに適用する際、帯電時に感光体上に残転写トナーが残っている場合がある。また、クリーナレスタンデムプロセスに適用する際、帯電時に感光体上に残転写トナーに加えて逆転写トナーが残っている場合がある。そのため、帯電ローラをクリーニングするためのウェブ、ブラシ、ブレードなどを常時もしくは適宜接触させることが好ましい。 When applied to a cleaner-less process, residual transfer toner may remain on the photoreceptor during charging. In addition, when applied to the cleanerless tandem process, reverse transfer toner may remain on the photosensitive member in addition to the residual transfer toner during charging. For this reason, it is preferable that a web, a brush, a blade, etc. for cleaning the charging roller are always or appropriately brought into contact with each other.
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
尚、本実施例及び比較例において、トナー粒子の体積平均粒径の測定には、粒度分布測定装置(BECKMAN COULTER COUNTER MULTISIZER 3)を用いた。 In this example and comparative example, a particle size distribution measuring device (BECKMAN COULTER COUNTER MULTISIZER 3) was used to measure the volume average particle size of the toner particles.
また、トナー粒子の円形度の測定には、シスメックス社製フロー式粒子像分析装置FPIA-3000を用い、粒子の投影面積と等面積相当真円の直径から算出される周囲長をD1、投影粒子の周囲長をD2としたとき、円形度=D1/D2(真円(=真球)の場合は1になる)で求められる。 In addition, for measuring the circularity of the toner particles, a flow type particle image analyzer FPIA-3000 manufactured by Sysmex Corporation was used, and the perimeter calculated from the diameter of a perfect circle equivalent to the projected area of the particle was D1, the projected particle Where D2 is the perimeter of the circle, the degree of circularity = D1 / D2 (1 for a perfect circle (= true sphere)).
また、転写効率測定には、図4に示す2成分現像プロセスによる画像形成装置を用い、感光体上トナー現像量T1(たとえば300μg/cm2)に対し、転写媒体への転写後感光体上未転写トナー量T2を計測して、
転写効率=(T1-T2)/T1
により転写効率を求めた。このとき、感光体上トナー量は、一定面積のトナーを吸引して、その重量を実測する、テープで剥離して白紙に貼ったものの反射濃度をMacbeth濃度計で測定し、あらかじめ作成した反射濃度とトナー量との校正式にあてはめてトナー量を算出する、などにより求められる。
Furthermore, the transfer efficiency measurements, using an image forming apparatus according to the two-component development process as shown in FIG. 4, with respect to the toner on the photosensitive member development amount T1 (e.g. 300 [mu] g / cm 2), un the posttranscriptional photoreceptor to a transfer medium Measure the transfer toner amount T2,
Transfer efficiency = (T1-T2) / T1
Was used to determine the transfer efficiency. At this time, the amount of toner on the photoreceptor is determined by sucking a certain area of toner, measuring its weight, measuring the reflection density of the tape peeled off and pasted on white paper with a Macbeth densitometer, The amount of toner is calculated by applying a calibration formula between the amount of toner and the amount of toner.
(実施例1)
(トナー粒子の調製)
以下のようにしてトナー粒子が形成された。
(Example 1)
(Preparation of toner particles)
Toner particles were formed as follows.
先ず、樹脂としてポリエステル樹脂:28wt%、着色剤としてカーミン6B:7wt%、離形剤としてライスワックス:5wt%、カルナバワックス:1wt%を、YPK製ニーデックスにより混練してマスターバッチを作成した。これを粗粉砕した後、ポリエステル樹脂:59wt%、CCA(TN105):1wt%を加えて混練した。そして、これを粗粉砕、微粉砕した後、エルボジェット分級により、7μm以上および3μm以下をカットすることにより、体積平均粒径:5.0μmの微粒子が形成された。 First, a polyester batch: 28 wt% as a resin, carmine 6B: 7 wt% as a colorant, rice wax: 5 wt%, and carnauba wax: 1 wt% as a release agent were kneaded with a YPK kneedex to prepare a master batch. After coarsely pulverizing this, polyester resin: 59 wt% and CCA (TN105): 1 wt% were added and kneaded. Then, after coarsely and finely pulverizing this, 7 μm or more and 3 μm or less were cut by elbow jet classification to form fine particles having a volume average particle diameter of 5.0 μm.
この微粒子100wt%に対して、粒径1μm以下のアクリル系・メタクリル系などの樹脂微粒子を、被覆率が約100%となる量で混合した。このとき、樹脂微粒子の粒径が0.1μmであると、約8wt%となる。この混合物をメカノケミカル処理(奈良機械、ハイブリダイゼーションシステム)し、微粒子の表面に樹脂微粒子を融着させたカプセル化粒子(トナー母粒子)が形成された。 Acrylic / methacrylic resin fine particles having a particle diameter of 1 μm or less were mixed with 100 wt% of the fine particles in such an amount that the coverage was about 100%. At this time, when the particle size of the resin fine particles is 0.1 μm, it becomes about 8 wt%. This mixture was mechanochemically treated (Nara Machinery, Hybridization System) to form encapsulated particles (toner base particles) in which resin fine particles were fused on the surface of the fine particles.
次いで、このカプセル化粒子100wt%に対して、平均粒径12nmのシリカ(R974 日本エアロジル(株)製):1.5wt%、平均粒径100nmのシリカ(X-24 信越化学(株)製):1.5wt%、酸化チタン(NKT90 チタン工業(株)製)0.3wt%を、ヘンシェルミキサーを用いて表面に付着させて、トナー粒子が形成された。 Next, silica with an average particle size of 12 nm (R974, Nippon Aerosil Co., Ltd.): 1.5 wt%, silica with an average particle size of 100 nm (X-24, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): Toner particles were formed by adhering 1.5 wt% of titanium oxide (NKT90 manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) of 0.3 wt% to the surface using a Henschel mixer.
粉砕処理により生じた角部分は、メカノケミカル処理時の衝撃や摩擦などにより、若干球形化され、最終的に得られたトナー粒子は体積平均粒径:6.3μm、円形度:0.94であった。 The corners produced by the pulverization were slightly spheroidized due to impact and friction during mechanochemical treatment, and the finally obtained toner particles had a volume average particle size of 6.3 μm and a circularity of 0.94.
このようにして得られたトナー粒子を、体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、2成分系現像剤を調製した。混合比を変えることにより、トナー粒子の帯電量を変化させ、それぞれの帯電量におけるトナー粒子の搬送媒体(感光体シート:誘電率ε'=3.3)に約300μg/cm2現像した状態での平均付着力F(N)を測定した。 The toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which spherical ferrite particles having a volume average particle diameter of 40 μm were coated with a silicone resin to prepare a two-component developer. By changing the mixing ratio, the charge amount of the toner particles is changed, and the average of the toner particle transport medium (photosensitive sheet: dielectric constant ε ′ = 3.3) at each charge amount developed with about 300 μg / cm 2. The adhesion force F (N) was measured.
縦軸に平均付着力Fを、横軸にq2をプロットし、直線近似し、
F = Fe + F0= K・q2 + F0・・・(4)
より、F0=4×10-8(N)、K=9.64×1020(N/C2)を求めた。さらに、
F = F e + F 0 = K · q 2 + F 0 (4)
Thus, F 0 = 4 × 10 −8 (N) and K = 9.64 × 10 20 (N / C 2 ) were obtained. further,
図8に、このようにして得られたトナー粒子における、必要転写電界Eの帯電量依存性を示す。図に示すように、-20〜80μC/gにおいて、必要転写電界Eの変動が小さく、良好な特性が得られていることがわかる。 FIG. 8 shows the charge amount dependency of the required transfer electric field E in the toner particles thus obtained. As shown in the figure, it can be seen that, at −20 to 80 μC / g, the fluctuation of the required transfer electric field E is small and good characteristics are obtained.
これは、トナー母粒子をメカノケミカル処理時の衝撃や摩擦などにより球形化し、さらに外添剤を添加することにより、非静電付着力を低減させ、トナー母粒子をバインダー樹脂で内包して、表面を均質化することにより、帯電分布の均一性を向上させることができたためであると考えられる。 This is because the toner base particles are spheroidized by impact or friction during mechanochemical treatment, and by adding an external additive, non-electrostatic adhesion is reduced, and the toner base particles are encapsulated with a binder resin. This is considered to be because the uniformity of the charge distribution could be improved by homogenizing the surface.
(転写効率と帯電量の評価)
このようにして得られたトナー粒子を、トナー粒子比:7wt%で、上述した体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、電子写真プロセスに投入し、転写効率と帯電量の経時変化を加速評価した。
(Evaluation of transfer efficiency and charge amount)
The toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which the above-mentioned spherical ferrite particles having a volume average particle size of 40 μm were coated with a silicone resin at a toner particle ratio: 7 wt%, and were put into an electrophotographic process. Accelerated evaluation was made of changes over time in transfer efficiency and charge amount.
印字装置における中間転写ベルトの体積抵抗を109Ωcmとして、初期環境条件を常温常湿環境としたとき、トナー帯電量:-45μC/g、最適転写バイアス:600Vでの転写効率は98%で、良好な状態であった。 When the volume resistance of the intermediate transfer belt in the printing device is 10 9 Ωcm and the initial environmental conditions are normal temperature and humidity, the toner charge is -45μC / g and the optimal transfer bias is 98% at 600V. It was in good condition.
印字率6%で、60K枚印字し、温度:32℃、湿度:80%の環境に印字装置を投入したところ、トナー帯電量は-30μC/gと変動したが、転写効率は98%であった。 When the printing device was put in an environment with a printing rate of 6%, printing 60K sheets, temperature: 32 ° C, humidity: 80%, the toner charge amount fluctuated to -30μC / g, but the transfer efficiency was 98%. It was.
これは、図8に示すように、トナー帯電量が-45μC/gから-30μC/gに変動しても、必要転写電界がほとんど変動しないためであると考えられる。そして、経時的、環境の変動によって、転写効率が劣化しないため、画質も初期の良好な状態を保つことができた。 This is considered to be because the required transfer electric field hardly fluctuates even when the toner charge amount fluctuates from −45 μC / g to −30 μC / g, as shown in FIG. Since the transfer efficiency is not deteriorated due to the environmental change over time, the initial image quality can be kept good.
また、転写バイアス条件を制御することなく、高転写効率と高画質を維持することができたため、転写バイアスを変更する必要がなく、そのために転写電界を制御するためのトナー帯電量、環境温湿度のセンサ、センサ出力に基づき転写条件を変更するなどの制御シークエンスが不要である。 In addition, it was possible to maintain high transfer efficiency and high image quality without controlling transfer bias conditions, so there was no need to change the transfer bias, and for that purpose, toner charge amount, environmental temperature and humidity for controlling the transfer electric field. This eliminates the need for a control sequence such as changing the transfer condition based on the sensor and the sensor output.
さらに、クリーナレス画像形成装置に投入したところ、経時的、環境の変動により、転写効率が変動せず、残転写量が少ない状態を維持できるため、クリーナレスプロセス特有のネガメモリー、ポジメモリーなどの画像不良が発生することなく、高画質を維持することができた。 Furthermore, when it is put into a cleanerless image forming apparatus, the transfer efficiency does not change due to changes in the environment over time, and the remaining transfer amount can be kept low. It was possible to maintain high image quality without causing image defects.
(実施例2)
(トナー粒子の調製)
以下のようにしてトナー粒子が形成された。
(Example 2)
(Preparation of toner particles)
Toner particles were formed as follows.
先ず、ポリエステル系プレポリマーを、有機溶媒中に溶かし、着色剤としてカーボンブラック:7wt%、離形剤としてステアリン酸:2wt%、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド:0.1wt%を分散させて、その溶媒を水系溶媒中に投入して乳化させた。これを攪拌しながら加熱することにより、樹脂と着色剤と離形剤を含み、粒径分布の揃った微粒子が形成された。 First, a polyester-based prepolymer is dissolved in an organic solvent, and carbon black: 7 wt% as a colorant, stearic acid: 2 wt% as a release agent, and benzoyl peroxide: 0.1 wt% as a polymerization initiator are dispersed, The solvent was put into an aqueous solvent and emulsified. By heating this while stirring, fine particles having a uniform particle size distribution including a resin, a colorant, and a release agent were formed.
そして、溶媒中に、さらにプレポリマーを追添加して、微粒子を包み込むように重合させた後、脱溶媒、乾燥させ、体積平均粒径:5.2μmのカプセル化粒子(トナー母粒子)が形成された。このときの円形度は0.95であった。 Further, a prepolymer is further added to the solvent to polymerize so as to wrap the fine particles, and then the solvent is removed and dried to form encapsulated particles (toner mother particles) having a volume average particle size of 5.2 μm. It was. The circularity at this time was 0.95.
次いで、このカプセル化粒子100wt%に対して、平均粒径12nmのシリカ(R974 日本エアロジル(株)製):2wt%、平均粒径100nmのシリカ(X-24 信越化学(株)製):1.8wt%、酸化チタン(NKT90 チタン工業(株)製)0.3wt%を、ヘンシェルミキサーを用いて表面に付着させて、体積平均粒径:5.2μmのトナー粒子が形成された。 Next, silica with an average particle size of 12 nm (R974, Nippon Aerosil Co., Ltd.): 2 wt%, silica with an average particle size of 100 nm (X-24, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): 1.8 wt. wt%, titanium oxide (NKT90 manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) 0.3 wt% was adhered to the surface using a Henschel mixer to form toner particles having a volume average particle size of 5.2 μm.
このようにして得られたトナー粒子を、実施例1と同様に、体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、2成分系現像剤を調製した。混合比を変えることにより、トナー粒子の帯電量を変化させ、それぞれの帯電量におけるトナー粒子の搬送媒体(感光体:誘電率ε'=3.3)との平均付着力F(N)を測定した。 In the same manner as in Example 1, the toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which spherical ferrite particles having a volume average particle diameter of 40 μm were coated with a silicone resin to prepare a two-component developer. By changing the mixing ratio, the charge amount of the toner particles was changed, and the average adhesion force F (N) with the toner particle transport medium (photoreceptor: dielectric constant ε ′ = 3.3) at each charge amount was measured.
実施例1と同様に、縦軸に平均付着力Fを、横軸にq2をプロットし、直線近似することにより、F0=2.5×10-8(N)、K=2.03×1021(N/C2)を求めた。さらに、実施例1と同様にK値より、r=5.2μm/2=2.6μmとして、得られたトナー粒子のa/rは0.64となった。 In the same manner as in Example 1, by plotting the average adhesive force F on the vertical axis and q 2 on the horizontal axis, and performing linear approximation, F 0 = 2.5 × 10 −8 (N), K = 2.03 × 10 21 ( N / C 2 ) was obtained. Further, as in Example 1, from the K value, r = 5.2 μm / 2 = 2.6 μm, and the a / r of the obtained toner particles was 0.64.
図9に、このようにして得られたトナー粒子における、必要転写電界Eの帯電量依存性を示す。図に示すように、-20〜80μC/gにおいて、必要転写電界Eの変動が小さく、良好な特性が得られていることがわかる。 FIG. 9 shows the charge amount dependency of the required transfer electric field E in the toner particles thus obtained. As shown in the figure, it can be seen that, at −20 to 80 μC / g, the fluctuation of the required transfer electric field E is small and good characteristics are obtained.
これは、トナー母粒子を乳化重合により球形化し、さらに外添剤を添加することにより、非静電付着力を低減させ、トナー母粒子をバインダー樹脂で内包して、表面を均質化することにより、帯電分布の均一性を向上させることができたためであると考えられる。 This is because toner base particles are spheroidized by emulsion polymerization, and by adding an external additive, non-electrostatic adhesion is reduced, and the toner base particles are encapsulated with a binder resin to homogenize the surface. This is considered to be because the uniformity of the charge distribution could be improved.
(転写効率と帯電量の評価)
このようにして得られたトナー粒子を、トナー粒子比:6wt%で、上述した体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、電子写真プロセスに投入し、転写効率と帯電量の経時変化を加速評価した。
(Evaluation of transfer efficiency and charge amount)
The toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which the above-mentioned spherical ferrite particles having a toner particle ratio: 6 wt% and a volume average particle size of 40 μm were coated with a silicone-based resin, and were put into an electrophotographic process. Accelerated evaluation was made of changes over time in transfer efficiency and charge amount.
印字装置における中間転写ベルトの体積抵抗を109Ωcmとして、初期環境条件を常温常湿環境としたとき、トナー帯電量:-53μC/g、最適転写バイアス:700Vでの転写効率は99%で、良好な状態であった。 When the volume resistance of the intermediate transfer belt in the printer is 10 9 Ωcm and the initial environmental conditions are normal temperature and humidity, the toner charge amount is -53μC / g and the optimal transfer bias is 700% at 700V. It was in good condition.
実施例1と同様に、印字率6%で、60K枚印字し、温度:32℃、湿度:80%の環境に印字装置を投入したところ、トナー帯電量は-35μC/gと変動したが、転写効率は98%であった。 As in Example 1, 60K sheets were printed at a printing rate of 6%, and when the printing device was put in an environment of temperature: 32 ° C. and humidity: 80%, the toner charge amount fluctuated to -35 μC / g. The transfer efficiency was 98%.
これは、図9に示すように、トナー帯電量が-53μC/gから-35μC/gに変動しても、必要転写電界がほとんど変動しないためであると考えられる。そして、経時的、環境の変動によって、転写効率がほとんど劣化しないため、画質もほぼ初期の良好な状態を保つことができた。 This is considered to be because the required transfer electric field hardly fluctuates even when the toner charge amount fluctuates from −53 μC / g to −35 μC / g, as shown in FIG. Since the transfer efficiency hardly deteriorates due to environmental changes over time, the image quality can be kept in a good state in the initial stage.
また、実施例1と同様に、転写バイアス条件を制御することなく、高転写効率と高画質を維持することができたため、転写バイアスを変更する必要がなく、そのための制御シークエンスなど不要である。 Further, as in the first embodiment, high transfer efficiency and high image quality can be maintained without controlling the transfer bias condition, so there is no need to change the transfer bias, and a control sequence for that is unnecessary.
さらに、実施例1と同様に、クリーナレス画像形成装置に投入したところ、経時的、環境の変動により、転写効率が変動せず、残転写量が少ない状態を維持できるため、クリーナレスプロセス特有のネガメモリー、ポジメモリーなどの画像不良が発生することなく、高画質を維持することができた。 Furthermore, as in Example 1, when it was put into a cleanerless image forming apparatus, the transfer efficiency did not change due to changes in the environment over time, and the remaining transfer amount could be kept low. High image quality could be maintained without image defects such as negative memory and positive memory.
(実施例3)
(トナー粒子の調製)
以下のようにしてトナー粒子が形成された。
(Example 3)
(Preparation of toner particles)
Toner particles were formed as follows.
先ず、樹脂としてポリエステル樹脂:28wt%、着色剤としてカーボンブラック:6wt%、離形剤としてライスワックス:6wt%を、YPK製ニーデックスにより混練してマスターバッチを作成した。これを粗粉砕した後、ポリエステル樹脂:60wt%、CCA(TN105):1wt%を加えて混練した。そして、これを粗粉砕、微粉砕した後、エルボジェット分級により、8μm以上および3μm以下をカットすることにより、体積平均粒径:6.0μmの微粒子が形成された。 First, a polyester resin: 28 wt% as a resin, carbon black: 6 wt% as a colorant, and rice wax: 6 wt% as a mold release agent were kneaded with a YPK kneedex to prepare a master batch. After coarsely pulverizing this, polyester resin: 60 wt% and CCA (TN105): 1 wt% were added and kneaded. Then, this was coarsely pulverized and finely pulverized, and then 8 μm or more and 3 μm or less were cut by elbow jet classification to form fine particles having a volume average particle diameter of 6.0 μm.
この微粒子を、加熱処理により球形化し、さらに球形化された微粒子100wt%に対して、粒径16nmのシリカ(R972 日本エアロジル(株)製):1.5wt%、平均粒径100nmのシリカ(X-24 信越化学(株)製):1.3wt%、酸化アルミ(Al2O3:NanoTek製)0.5wt%を、ヘンシェルミキサーを用いて表面に付着させて、トナー粒子が形成された。 The fine particles are spheroidized by heat treatment, and further 100% by weight of the spheroidized fine particles, silica having a particle size of 16 nm (R972 made by Nippon Aerosil Co., Ltd.): 1.5 wt%, silica having an average particle size of 100 nm (X- 24 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): 1.3 wt% and aluminum oxide (Al 2 O 3 : manufactured by NanoTek) 0.5 wt% were adhered to the surface using a Henschel mixer to form toner particles.
粉砕処理により生じた角部分は、加熱処理により球形化され、最終的に得られたトナー粒子は、体積平均粒径:6.0μm、円形度:0.96であった。 The corners produced by the pulverization were spheroidized by the heat treatment, and the finally obtained toner particles had a volume average particle size of 6.0 μm and a circularity of 0.96.
このようにして得られたトナー粒子を、実施例1と同様に、体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、2成分系現像剤を調製した。混合比を変えることにより、トナー粒子の帯電量を変化させ、それぞれの帯電量におけるトナー粒子の搬送媒体(感光体:誘電率ε'=3.3)との平均付着力F(N)を測定した。 In the same manner as in Example 1, the toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which spherical ferrite particles having a volume average particle diameter of 40 μm were coated with a silicone resin to prepare a two-component developer. By changing the mixing ratio, the charge amount of the toner particles was changed, and the average adhesion force F (N) with the toner particle transport medium (photoreceptor: dielectric constant ε ′ = 3.3) at each charge amount was measured.
実施例1と同様に、縦軸に平均付着力Fを、横軸にq2をプロットし、直線近似することにより、F0=2.5×10-8(N)、K=2.11×1021(N/C2)を求めた。さらに、実施例1と同様にK値より、r=6.0μm/2=3.0μmとして、得られたトナー粒子のa/rは0.70となった。 In the same manner as in Example 1, by plotting the average adhesive force F on the vertical axis and q 2 on the horizontal axis and performing linear approximation, F 0 = 2.5 × 10 −8 (N), K = 2.11 × 10 21 ( N / C 2 ) was obtained. Further, as in Example 1, from the K value, r = 6.0 μm / 2 = 3.0 μm, and the a / r of the obtained toner particles was 0.70.
このようにして得られたトナー粒子における、必要転写電界Eの帯電量依存性は良好であった。これは、トナー母粒子を加熱処理により球形化し、さらに外添剤を添加することにより、非静電付着力を低減させ、外添剤のスペーサ効果により静電付着力を低減させることができたためであると考えられる。 In the toner particles obtained in this way, the charge amount dependency of the required transfer electric field E was good. This is because non-electrostatic adhesion force can be reduced by spheroidizing toner base particles by heat treatment and adding an external additive, and electrostatic adhesion force can be reduced by the spacer effect of the external additive. It is thought that.
(転写効率と帯電量の評価)
このようにして得られたトナー粒子を、トナー粒子比:6wt%で、上述した体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、電子写真プロセスに投入し、転写効率と帯電量の経時変化を加速評価した。
(Evaluation of transfer efficiency and charge amount)
The toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which the above-mentioned spherical ferrite particles having a toner particle ratio: 6 wt% and a volume average particle size of 40 μm were coated with a silicone-based resin, and were put into an electrophotographic process. Accelerated evaluation was made of changes over time in transfer efficiency and charge amount.
印字装置における中間転写ベルトの体積抵抗を109Ωcmとして、初期環境条件を常温常湿環境としたとき、トナー帯電量:-40μC/g、最適転写バイアス:750Vでの転写効率は96%で、やや良好な状態であった。 When the volume resistance of the intermediate transfer belt in the printer is 10 9 Ωcm and the initial environmental conditions are normal temperature and humidity, the toner charge amount is -40μC / g, the optimal transfer bias is 965V, and the transfer efficiency is 96%. Slightly good condition.
実施例1と同様に、印字率6%で、60K枚印字し、温度:32℃、湿度:80%の環境に印字装置を投入したところ、トナー帯電量は-23μC/gと変動したが、転写効率は96%であった。 As in Example 1, 60K sheets were printed at a printing rate of 6%, and when the printing device was put in an environment of temperature: 32 ° C. and humidity: 80%, the toner charge amount fluctuated to -23 μC / g. The transfer efficiency was 96%.
これは、トナー帯電量が-40μC/gから-23μC/gに変動しても、必要転写電界がほとんど変動しないためであると考えられる。そして、経時的、環境の変動によって転写効率が劣化しないため、画質もほぼ初期のやや良好な状態を保つことができた。 This is presumably because the required transfer electric field hardly fluctuates even when the toner charge amount fluctuates from -40 μC / g to -23 μC / g. Since the transfer efficiency does not deteriorate due to environmental changes over time, the image quality can be maintained in a slightly good state in the initial stage.
(実施例4)
(トナー粒子の調製)
以下のようにしてトナー粒子が形成された。
Example 4
(Preparation of toner particles)
Toner particles were formed as follows.
先ず、スチレンモノマーとメタクリル酸n−ブチルモノマーを6:4の割合で混合したもの20wt%を、乳化剤としてノニオン性界面活性剤(ポリエチレンオキサイト):1%、重合開始剤として過硫酸カリウム:0.5wt%を分散させた水中に投入し、加熱しながら攪拌することにより、粒径1μm以下の乳化重合微粒子の水系分散液を形成した。また、水中に着色剤としてカーボンブラック、離形剤としてライスワックスをそれぞれ微分散した水系分散液を作成した。そして、樹脂分:69wt%、着色剤:8wt%、離形剤:3wt%の割合になるように、それぞれの水系分散液を混合し、凝集剤として金属塩を用いて粒径3〜4μm程度に凝集させ、樹脂・着色剤・離形剤が会合した粒子を形成した。これを樹脂のガラス転移点以上に加熱しながら攪拌することにより、会合粒子を融合させた。 First, 20 wt% of styrene monomer and n-butyl methacrylate monomer mixed at a ratio of 6: 4, nonionic surfactant (polyethylene oxide): 1% as an emulsifier, potassium persulfate: 0.5% as a polymerization initiator An aqueous dispersion of emulsion-polymerized fine particles having a particle size of 1 μm or less was formed by throwing into wt% dispersed water and stirring while heating. Also, an aqueous dispersion was prepared in which carbon black as a colorant and rice wax as a release agent were finely dispersed in water. Then, each aqueous dispersion is mixed so that the resin content is 69 wt%, the colorant is 8 wt%, and the release agent is 3 wt%, and the particle size is about 3 to 4 μm using a metal salt as an aggregating agent. To form particles in which a resin, a colorant, and a release agent are associated. The particles were agitated while heating above the glass transition point of the resin to fuse the associated particles.
さらに、融合した会合粒子の分散液中に、樹脂微粒子の水系分散液にCCA(TN105):全固形分に対して1wt%相当量を分散させたものを投入し、この樹脂微粒子で融合した会合粒子の周りを被覆するように凝集させた。そして、加熱・攪拌することにより、樹脂微粒子を融着させた。これを洗浄、乾燥させることにより、体積平均粒径:5.8μmのカプセル化粒子(トナー母粒子)が形成された。このときの円形度は0.97であった。 Further, in the dispersion of the coalesced aggregated particles, CCA (TN105): an aqueous dispersion of resin fine particles dispersed in an amount equivalent to 1 wt% with respect to the total solid content is added, and the coalesced association with these resin fine particles Aggregation was performed so as to cover the periphery of the particles. Then, the resin fine particles were fused by heating and stirring. This was washed and dried to form encapsulated particles (toner base particles) having a volume average particle size of 5.8 μm. The circularity at this time was 0.97.
次いで、このカプセル化粒子100wt%に対して、平均粒径16nmのシリカ(R972 日本エアロジル(株)製):1.5wt%、平均粒径100nmのシリカ(X-24 信越化学(株)製):1.5wt%、酸化チタン(NKT90 チタン工業(株)製)0.6wt%を、ヘンシェルミキサーに1成分ずつ投入して、順にカプセル化粒子の表面に付着させて、体積平均粒径:5.8μm、円形度0.97のトナー粒子が形成された。 Next, silica having an average particle diameter of 16 nm (R972 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.): 1.5 wt% silica having an average particle diameter of 100 nm (X-24 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) with respect to 100 wt% of the encapsulated particles: 1.5wt%, Titanium oxide (NKT90 manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) 0.6wt% is put into Henschel mixer one component at a time and attached to the surface of encapsulated particles in order, volume average particle size: 5.8μm, circular Toner particles having a degree of 0.97 were formed.
このようにして得られたトナー粒子を、実施例1と同様に、体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、2成分系現像剤を調製した。混合比を変えることにより、トナー粒子の帯電量を変化させ、それぞれの帯電量におけるトナー粒子の搬送媒体(感光体:誘電率ε'=3.3)との平均付着力F(N)を測定した。 In the same manner as in Example 1, the toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which spherical ferrite particles having a volume average particle diameter of 40 μm were coated with a silicone resin to prepare a two-component developer. By changing the mixing ratio, the charge amount of the toner particles was changed, and the average adhesion force F (N) with the toner particle transport medium (photoreceptor: dielectric constant ε ′ = 3.3) at each charge amount was measured.
実施例1と同様に、縦軸に平均付着力Fを、横軸にq2をプロットし、直線近似することにより、F0=3.2×10-8(N)、K=7.95×1020(N/C2)を求めた。さらに、実施例1と同様にK値より、r=5.8μm/2=2.9μmとして、得られたトナー粒子のa/rは0.39となった。 As in Example 1, by plotting the average adhesive force F on the vertical axis and q 2 on the horizontal axis, and by linear approximation, F 0 = 3.2 × 10 −8 (N), K = 7.95 × 10 20 ( N / C 2 ) was obtained. Further, as in Example 1, from the K value, r = 5.8 μm / 2 = 2.9 μm, and the a / r of the obtained toner particles was 0.39.
このようにして得られたトナー粒子における、必要転写電界Eの帯電量依存性は良好であった。その理由としては、先ずトナー母粒子を均一で球形に近い形状で、これをカプセル化していることにより表面物質が均一となり、外添剤を別々に投入して、各成分がトナー母粒子表面により均一に付着したことにより、トナー粒子表面の帯電分布をより均一にすることができたことが考えられる。また、大粒径シリカがスペーサの役割を果たしており、さらにスチレン−アクリル樹脂は、ポリエステル樹脂と比較して帯電しやすく、帯電制御剤(CCA)の働きがなくても、キャリアとの摩擦で十分に帯電する能力があるため、より帯電分布が均一になりやすい特性がある、ということが考えられる。 In the toner particles obtained in this way, the charge amount dependency of the required transfer electric field E was good. The reason for this is that the toner base particles have a uniform and nearly spherical shape and are encapsulated so that the surface material becomes uniform. It is considered that the charge distribution on the surface of the toner particles can be made more uniform because of the uniform adhesion. In addition, silica with a large particle size plays the role of a spacer, and styrene-acrylic resin is more easily charged than polyester resin, and even if there is no charge control agent (CCA), friction with the carrier is sufficient. It is conceivable that there is a characteristic that the charge distribution tends to become more uniform because of its ability to be charged.
(転写効率と帯電量の評価)
このようにして得られたトナー粒子を、トナー粒子比:6wt%で、上述した体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、電子写真プロセスに投入し、転写効率と帯電量の経時変化を加速評価した。
(Evaluation of transfer efficiency and charge amount)
The toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which the above-mentioned spherical ferrite particles having a toner particle ratio: 6 wt% and a volume average particle size of 40 μm were coated with a silicone-based resin, and were put into an electrophotographic process. Accelerated evaluation was made of changes over time in transfer efficiency and charge amount.
印字装置における中間転写ベルトの体積抵抗を109Ωcmとして、初期環境条件を常温常湿環境としたとき、トナー帯電量:-48μC/g、最適転写バイアス:600Vでの転写効率は99%で、良好な状態であった。 When the volume resistance of the intermediate transfer belt in the printing device is 10 9 Ωcm and the initial environmental conditions are normal temperature and humidity, the toner charge amount is -48μC / g, the optimal transfer bias is 600% at 600V, It was in good condition.
実施例1と同様に、印字率6%で、60K枚印字し、温度:32℃、湿度:80%の環境に印字装置を投入したところ、トナー帯電量は-40μC/gと変動したが、転写効率は98%であった。 As in Example 1, 60K sheets were printed at a printing rate of 6%, and when the printing device was put in an environment of temperature: 32 ° C. and humidity: 80%, the toner charge amount fluctuated to -40 μC / g. The transfer efficiency was 98%.
これは、トナー帯電量が-48μC/gから-40μC/gに変動しても、必要転写電界がほとんど変動しないためであると考えられる。そして、経時的、環境の変動によって転写効率が劣化しないため、画質もほぼ初期のやや良好な状態を保つことができた。 This is presumably because the required transfer electric field hardly fluctuates even when the toner charge amount fluctuates from −48 μC / g to −40 μC / g. Since the transfer efficiency does not deteriorate due to environmental changes over time, the image quality can be maintained in a slightly good state in the initial stage.
(比較例1)
(トナー粒子の調製)
以下のようにしてトナー粒子が形成された。
(Comparative Example 1)
(Preparation of toner particles)
Toner particles were formed as follows.
先ず、樹脂としてポリエステル樹脂:28wt%、着色剤としてカーミン6B:7wt%、離形剤としてライスワックス:5wt%を、YPK製ニーデックスにより混練してマスターバッチを作成した。これを粗粉砕した後、ポリエステル樹脂:59wt%、CCA(TN105):1wt%を加えて混練した。そして、これを粗粉砕、微粉砕した後、エルボジェット分級により、8μm以上および4μm以下をカットすることにより、体積平均粒径:6.0μmのトナー母粒子が形成された。 First, a polyester resin: 28 wt% as a resin, carmine 6B: 7 wt% as a colorant, and rice wax: 5 wt% as a mold release agent were kneaded with a YPK kneedex to prepare a master batch. After coarsely pulverizing this, polyester resin: 59 wt% and CCA (TN105): 1 wt% were added and kneaded. After coarsely and finely pulverizing this, elbow jet classification was used to cut 8 μm or more and 4 μm or less to form toner base particles having a volume average particle diameter of 6.0 μm.
このトナー母粒子100wt%に対して、粒径12nmのシリカ(R974 日本エアロジル(株)製):1.5wt%、平均粒径100nmのシリカ(X-24 信越化学(株)製):1.5wt%、酸化チタン(NKT90 チタン工業(株)製)0.3wt%を、ヘンシェルミキサーを用いて表面に付着させて、トナー粒子が形成された。円形度は0.94であった。 Silica with a particle size of 12 nm (R974 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.): 1.5 wt%, silica with an average particle size of 100 nm (X-24 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): 1.5 wt% with respect to 100 wt% of the toner base particles Then, 0.3 wt% of titanium oxide (NKT90 manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) was adhered to the surface using a Henschel mixer to form toner particles. The circularity was 0.94.
このようにして得られたトナー粒子を、実施例1と同様に、体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、2成分系現像剤を調製した。混合比を変えることにより、トナー粒子の帯電量を変化させ、それぞれの帯電量におけるトナー粒子の搬送媒体(感光体:誘電率ε'=3.3)との平均付着力F(N)を測定した。 In the same manner as in Example 1, the toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which spherical ferrite particles having a volume average particle diameter of 40 μm were coated with a silicone resin to prepare a two-component developer. By changing the mixing ratio, the charge amount of the toner particles was changed, and the average adhesion force F (N) with the toner particle transport medium (photoreceptor: dielectric constant ε ′ = 3.3) at each charge amount was measured.
実施例1と同様に、縦軸に平均付着力Fを、横軸にq2をプロットし、直線近似することにより、F0=6.5×10-8(N)、K=2.20×1021(N/C2)を求めた。さらに、実施例1と同様にK値より、r=6.0μm/2=3.0μmとして、得られたトナー粒子のa/rは0.73となった。 As in Example 1, by plotting the average adhesion force F on the vertical axis and q 2 on the horizontal axis, and by linear approximation, F 0 = 6.5 × 10 −8 (N), K = 2.20 × 10 21 ( N / C 2 ) was obtained. Further, as in Example 1, from the K value, r = 6.0 μm / 2 = 3.0 μm, and the a / r of the obtained toner particles was 0.73.
図10に、このようにして得られたトナー粒子における、必要転写電界Eの帯電量依存性を示す。図に示すように、-20〜80μC/gにおいて、必要転写電界Eの変動が大きいことがわかる。 FIG. 10 shows the charge amount dependency of the required transfer electric field E in the toner particles thus obtained. As shown in the figure, it can be seen that the fluctuation of the required transfer electric field E is large at −20 to 80 μC / g.
これは、球状化処理がなされていないことにより、十分な帯電分布の均一性が得られなかったためであると考えられる。 This is presumably because sufficient uniformity of the charge distribution could not be obtained because the spheroidizing treatment was not performed.
(転写効率と帯電量の評価)
このようにして得られたトナー粒子を、トナー粒子比:7wt%で、上述した体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、電子写真プロセスに投入し、転写効率と帯電量の経時変化を加速評価した。
(Evaluation of transfer efficiency and charge amount)
The toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which the above-mentioned spherical ferrite particles having a volume average particle size of 40 μm were coated with a silicone resin at a toner particle ratio: 7 wt%, and were put into an electrophotographic process. Accelerated evaluation was made of changes over time in transfer efficiency and charge amount.
印字装置における中間転写ベルトの体積抵抗を109Ωcmとして、初期環境条件を常温常湿環境としたとき、トナー帯電量:-40μC/g、最適転写バイアス:1200Vでの転写効率は96%で、やや良好な状態であった。 When the volume resistance of the intermediate transfer belt in the printing device is 10 9 Ωcm and the initial environmental conditions are normal temperature and humidity, the toner charge amount is -40μC / g, and the optimal transfer bias is 1200% at 1200V. Slightly good condition.
実施例1と同様に、印字率6%で、60K枚印字し、温度:32℃、湿度:80%の環境に印字装置を投入したところ、トナー帯電量は-25μC/gに変動した。それに伴い、初期と同じ転写バイアス:1200Vでは、転写効率は88%まで低下した。 As in Example 1, 60K sheets were printed at a printing rate of 6%, and when the printing apparatus was put in an environment of temperature: 32 ° C. and humidity: 80%, the toner charge amount varied to -25 μC / g. As a result, the transfer efficiency decreased to 88% at the same transfer bias of 1200 V as in the initial stage.
これは、図10に示すように、トナー帯電量が-40μC/gから-25μC/gに変動したことにより、必要転写電界が大きく変動したためであると考えられる。そして、残転写量が多くなったことにより、画像濃度が低下し、画質も大きく劣化した。 This is presumably because the required transfer electric field greatly fluctuated as the toner charge amount fluctuated from -40 μC / g to -25 μC / g, as shown in FIG. As the remaining transfer amount increased, the image density decreased and the image quality deteriorated greatly.
また、このときの必要転写バイアスは、1500Vとなったが、この電圧では、転写領域の電界が強くなりすぎて、トナーに電荷が注入されて電荷の極性が反転し、より転写効率が悪化するため、必要転写電界に設定することができず、転写効率が低下し、トナー消費量が大きくなり、画質も劣化した。 Further, the necessary transfer bias at this time is 1500 V, but at this voltage, the electric field in the transfer region becomes too strong, the charge is injected into the toner, the polarity of the charge is reversed, and the transfer efficiency is further deteriorated. Therefore, the required transfer electric field cannot be set, transfer efficiency is lowered, toner consumption is increased, and image quality is also deteriorated.
(比較例2)
(トナー粒子の調製)
以下のようにしてトナー粒子が形成された。
(Comparative Example 2)
(Preparation of toner particles)
Toner particles were formed as follows.
先ず、ポリエステル系プレポリマーを、有機溶媒中に溶かし、着色剤としてカーボンブラック:7wt%、離形剤としてステアリン酸:2wt%、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド:0.1wt%を分散させて、その溶媒を水系溶媒中に投入して乳化させた。これを攪拌しながら加熱することにより、樹脂と着色剤と離形剤を含み、粒径分布の揃った微粒子が形成された。 First, a polyester-based prepolymer is dissolved in an organic solvent, and carbon black: 7 wt% as a colorant, stearic acid: 2 wt% as a release agent, and benzoyl peroxide: 0.1 wt% as a polymerization initiator are dispersed, The solvent was put into an aqueous solvent and emulsified. By heating this while stirring, fine particles having a uniform particle size distribution including a resin, a colorant, and a release agent were formed.
そして、溶媒中に、さらにプレポリマーを追添加して、微粒子を包み込むように重合させた後、脱溶媒、乾燥させ、体積平均粒径:5.2μmのカプセル化粒子(トナー母粒子)が形成された。このときの円形度は0.95であった。 Further, a prepolymer is further added to the solvent to polymerize so as to wrap the fine particles, and then the solvent is removed and dried to form encapsulated particles (toner mother particles) having a volume average particle size of 5.2 μm. It was. The circularity at this time was 0.95.
次いで、このカプセル化粒子100wt%に対して、平均粒径12nmのシリカ(R974 日本エアロジル(株)製):3.5wt%、酸化チタン(NKT90 チタン工業(株)製)1.2wt%を、ヘンシェルミキサーを用いて表面に付着させて、体積平均粒径:5.2μmのトナー粒子が形成された。 Next, silica (R974 Nippon Aerosil Co., Ltd.): 3.5 wt% and titanium oxide (NKT90 Titanium Industry Co., Ltd.) 1.2 wt% with respect to 100 wt% of the encapsulated particles were added to a Henschel mixer. To form toner particles having a volume average particle size of 5.2 μm.
このようにして得られたトナー粒子を、実施例1と同様に、体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、2成分系現像剤を調製した。混合比を変えることにより、トナー粒子の帯電量を変化させ、それぞれの帯電量におけるトナー粒子の搬送媒体(感光体:誘電率ε'=3.3)との平均付着力F(N)を測定した。 In the same manner as in Example 1, the toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which spherical ferrite particles having a volume average particle diameter of 40 μm were coated with a silicone resin to prepare a two-component developer. By changing the mixing ratio, the charge amount of the toner particles was changed, and the average adhesion force F (N) with the toner particle transport medium (photoreceptor: dielectric constant ε ′ = 3.3) at each charge amount was measured.
実施例1と同様に、縦軸に平均付着力Fを、横軸にq2をプロットし、直線近似することにより、F0=3.3×10-8(N)、K=3.03×1021(N/C2)を求めた。さらに、実施例1と同様にK値より、r=5.2μm/2=2.6μmとして、得られたトナー粒子のa/rは0.72となった。 As in Example 1, the average adhesion force F is plotted on the vertical axis and q 2 is plotted on the horizontal axis, and F 0 = 3.3 × 10 −8 (N), K = 3.03 × 10 21 (N N / C 2 ) was obtained. Further, as in Example 1, from the K value, r = 5.2 μm / 2 = 2.6 μm, and the a / r of the obtained toner particles was 0.72.
図11に、このようにして得られたトナー粒子における、必要転写電界Eの帯電量依存性を示す。図に示すように、-20〜80μC/gにおいて、必要転写電界Eの変動が大きいことがわかる。 FIG. 11 shows the charge amount dependency of the required transfer electric field E in the toner particles thus obtained. As shown in the figure, it can be seen that the fluctuation of the required transfer electric field E is large at −20 to 80 μC / g.
これは、大粒子の外添剤が添加されなかったことにより、外添剤のスペーサ効果が得られなかったためであると考えられる。 This is presumably because the spacer effect of the external additive was not obtained because the large particle external additive was not added.
(転写効率と帯電量の評価)
このようにして得られたトナー粒子を、トナー粒子比:7wt%で、上述した体積平均粒径40μmの球形フェライト粒子をシリコーン系樹脂で被覆したキャリアと混合して、電子写真プロセスに投入し、転写効率と帯電量の経時変化を加速評価した。
(Evaluation of transfer efficiency and charge amount)
The toner particles thus obtained were mixed with a carrier in which the above-mentioned spherical ferrite particles having a volume average particle size of 40 μm were coated with a silicone resin at a toner particle ratio: 7 wt%, and were put into an electrophotographic process. Accelerated evaluation was made of changes over time in transfer efficiency and charge amount.
印字装置における中間転写ベルトの体積抵抗を109Ωcmとして、初期環境条件を常温常湿環境としたとき、トナー帯電量:-38μC/g、最適転写バイアス:1000Vでの転写効率は98%で、良好な状態であった。 When the volume resistance of the intermediate transfer belt in the printing device is 10 9 Ωcm and the initial environmental conditions are normal temperature and humidity, the toner charge amount is -38μC / g, the optimal transfer bias is 98% at 1000V, and the transfer efficiency is 98%. It was in good condition.
実施例1と同様に、印字率6%で、60K枚印字し、温度:32℃、湿度:80%の環境に印字装置を投入したところ、トナー帯電量は-23μC/gに変動した。それに伴い、初期と同じ転写バイアス:1000Vでは、転写効率は90%まで低下した。 As in Example 1, 60K sheets were printed at a printing rate of 6%, and when the printing device was put in an environment of temperature: 32 ° C. and humidity: 80%, the toner charge amount varied to -23 μC / g. Along with this, the transfer efficiency decreased to 90% at the same transfer bias of 1000 V as in the initial stage.
これは、図12に示すように、トナー帯電量が-38μC/gから-23μC/gに変動したことにより、必要転写電界が大きく変動したためであると考えられる。そして、残転写量が多くなったことにより、画像濃度が低下し、画質も大きく劣化した。 This is presumably because the required transfer electric field greatly fluctuated as the toner charge amount fluctuated from −38 μC / g to −23 μC / g as shown in FIG. As the remaining transfer amount increased, the image density decreased and the image quality deteriorated greatly.
また、必要転写電界が増大するため、高転写効率を維持するためには、転写バイアス電圧を変化させる必要がある。従って、そのための制御シークエンスなどを追加する必要がある。 Further, since the required transfer electric field increases, it is necessary to change the transfer bias voltage in order to maintain high transfer efficiency. Therefore, it is necessary to add a control sequence for that purpose.
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。その他要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. Various other modifications can be made without departing from the scope of the invention.
1…サンプルセット、2…板A、3…板B、4…スペーサ、5…セル、6…アングルロータ、41、51、61a、61b、61c、61d…感光体、42、52…帯電装置、43、53…露光装置、44、54…現像器、45…クリーナ、46…除電ランプ、47…給紙装置、48、68…定着器、49、59、69a、69a’…転写媒体、50…転写装置、55…メモリー攪乱部材、57…転写ローラ、60a、60b、60c、60d…画像形成ユニット、64…転写ベルト、65…転写ローラ、69b…中間転写ベルト。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、
前記トナー粒子と、前記像担持体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
であることを特徴とする画像形成方法。 An image forming method for forming an image by transferring a toner image formed of toner particles on an image carrier onto a transfer medium,
The toner particles include a colorant and a resin,
And the toner particles, an average value F e of the electrostatic adhesion between the image bearing member,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
An image forming method characterized by that.
前記トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、
前記トナー粒子と、前記搬送媒体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
であることを特徴とする画像形成方法。 An image forming method for forming an image by transferring a toner image formed of toner particles on an image carrier onto a transfer medium via a conveyance medium,
The toner particles include a colorant and a resin,
And the toner particles, an average value F e of the electrostatic adhesion between the conveying medium,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
An image forming method characterized by that.
前記トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、
前記トナー粒子と前記像担持体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
であることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier for forming a toner image with toner particles, and an image forming apparatus for forming an image by transferring a toner image formed with the toner particles on the image carrier to a transfer medium,
The toner particles include a colorant and a resin,
An average value F e of the electrostatic adhesion between the image carrier and the toner particles,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
An image forming apparatus.
前記トナー粒子は、着色剤と樹脂を含み、
前記トナー粒子と前記搬送媒体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
であることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus that includes an image carrier for forming a toner image with toner particles and a transport medium for transporting the toner image, and forms the image by transferring the transported toner image to a transfer medium. There,
The toner particles include a colorant and a resin,
An average value F e of electrostatic adhesion force between the toner particles and the transport medium,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
An image forming apparatus.
トナー粒子の前記像坦持体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
であることを特徴とする現像剤。 A developer having toner particles containing a colorant and a resin, and forming an image by transferring a toner image formed of the toner particles on an image carrier onto a transfer medium,
An average value F e of the electrostatic adhesion between the image carrying body of the toner particles,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
A developer characterized by being
トナー粒子の搬送媒体との静電付着力の平均値Feを、
0.2≦a/r≦0.7
であることを特徴とする現像剤。 A developer having toner particles containing a colorant and a resin, and forming a toner image on a transfer medium via a conveyance medium,
The average value F e of electrostatic adhesion force with the carrier medium of toner particles,
0.2 ≦ a / r ≦ 0.7
A developer characterized by being
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US11/936,207 US20080107992A1 (en) | 2006-11-07 | 2007-11-07 | Image forming method, image forming apparatus, and developer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US86469906P | 2006-11-07 | 2006-11-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008116927A true JP2008116927A (en) | 2008-05-22 |
Family
ID=39502846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007255882A Pending JP2008116927A (en) | 2006-11-07 | 2007-09-28 | Image forming method, image forming apparatus and developer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008116927A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016110052A (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-20 | キヤノン株式会社 | Image formation device, process cartridge, and image formation method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003270970A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
| JP2003270840A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
| JP2004101612A (en) * | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
-
2007
- 2007-09-28 JP JP2007255882A patent/JP2008116927A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003270840A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
| JP2003270970A (en) * | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
| JP2004101612A (en) * | 2002-09-05 | 2004-04-02 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016110052A (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-20 | キヤノン株式会社 | Image formation device, process cartridge, and image formation method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1079280B1 (en) | Developing roller for electrophotography, developing apparatus and image forming apparatus | |
| US8092967B2 (en) | Developing agent | |
| JP5249550B2 (en) | Image forming apparatus | |
| JP4141721B2 (en) | Negatively charged toner, method for producing the same, and image forming apparatus using the negatively charged toner | |
| CN100573345C (en) | Image forming method | |
| JP2011145706A (en) | Image forming apparatus | |
| JP2008020909A (en) | Developer | |
| US20090129795A1 (en) | Color image forming method and color image forming apparatus | |
| JP4054644B2 (en) | Non-magnetic one-component toner for electrophotography and developing method | |
| JP2001337528A (en) | Developing roller and blade used in developing device, developing device and image forming apparatus having the developing roller and blade | |
| JP2000352845A (en) | Image forming method | |
| US20100074659A1 (en) | Image forming method and apparatus | |
| JP2008116927A (en) | Image forming method, image forming apparatus and developer | |
| US6381438B2 (en) | Image forming apparatus and image forming method | |
| US20080107992A1 (en) | Image forming method, image forming apparatus, and developer | |
| JPH11190916A (en) | Image forming method | |
| JP4362944B2 (en) | Development device | |
| JP4208395B2 (en) | Developing apparatus, apparatus unit, and image forming apparatus | |
| JP3373376B2 (en) | Image forming device | |
| JP5617378B2 (en) | Method for controlling wet image forming apparatus and wet image forming apparatus | |
| JP5397734B2 (en) | Developing device and image forming apparatus | |
| JP2004205890A (en) | Image forming device | |
| JP2005010797A (en) | Development method | |
| JPH1124399A (en) | Image forming method and image forming device used therein | |
| JP2006178066A (en) | Dry nonmagnetic toner for electrostatic latent image development and developing device using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20100310 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110809 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111206 |