特許第6604233号(P6604233)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6604233
(24)【登録日】2019年10月25日
(45)【発行日】2019年11月13日
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
   G03G 15/08 20060101AFI20191031BHJP
   G03G 9/09 20060101ALI20191031BHJP
   G03G 9/08 20060101ALI20191031BHJP
【FI】
   G03G15/08 229
   G03G9/09
   G03G9/08 391
【請求項の数】3
【全頁数】22
(21)【出願番号】特願2016-34680(P2016-34680)
(22)【出願日】2016年2月25日
(65)【公開番号】特開2017-151324(P2017-151324A)
(43)【公開日】2017年8月31日
【審査請求日】2018年12月21日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005496
【氏名又は名称】富士ゼロックス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】栗林 将隆
(72)【発明者】
【氏名】小出 隆史
(72)【発明者】
【氏名】福田 裕介
【審査官】 飯野 修司
(56)【参考文献】
【文献】 特開2015−118358(JP,A)
【文献】 特開2015−026048(JP,A)
【文献】 特開2012−194430(JP,A)
【文献】 欧州特許出願公開第1710633(EP,A1)
【文献】 特開平08−190274(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 15/08
G03G 9/08
G03G 9/09
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成装置と、
扁平状の金属顔料を含む光輝性トナーを有する静電荷像現像剤を収容する収容部と、前記像保持体に対向し且つ間隔を設けて配置され、前記像保持体と対向する現像領域に前記静電荷像現像剤を搬送して、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像部材と、前記現像部材に直流電圧を印加する電圧印加部と、を有する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着装置と、
を備え、
前記光輝性トナーの1個当たりの電荷量をQ[C/個]、前記現像部材による前記静電荷像現像剤の搬送量をM[g/m]、前記像保持体と前記現像部材との間隔をL[μm]としたとき、下記式(1)〜式(3)の関係を満たす画像形成装置。
式(1): 0.6×10−13C/個≦Q≦3.0×10−13C/個
式(2): 150g/m≦M≦300g/m
式(3): 0.8≦M/L≦1.4
【請求項2】
前記扁平状の金属顔料が、平均長軸長さ5μm以上12μm以下、かつ平均厚み0.01μm以上0.5μm以下の顔料である請求項1に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記光輝性トナーの体積平均粒子径が、8μm以上15μm以下である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真法等、画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法においては、帯電及び静電荷像形成により、像保持体の表面に画像情報として静電荷像を形成する。そして、トナーを含む現像剤により、像保持体の表面にトナー画像を形成し、このトナー画像を記録媒体に転写した後、トナー画像を記録媒体に定着する。これら工程を経て、画像情報を画像として可視化する。そして、像保持体は、再度のトナー画像の形成前に、ブレード等によりクリーニングされる。
【0003】
例えば、特許文献1には、「像担持体と現像剤担持体とが間隙Gが0.1mm以上0.3mm以下であるとき、像担持体と現像剤担持体との間に供給される現像剤量ρと間隙Gとの関係ρ/Gが2.5mg/mm未満である現像装置を備える画像形成装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−062476号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一方、扁平形状を有する光輝性トナーを用いて、光輝性の定着画像を形成する画像形成装置が知られている。この画像形成装置において、現像部材に直流電圧を印加する現像方式を採用した場合、像保持体と現像部材との間隔を狭めるため、像保持体と現像部材との間隔で光輝性トナーを含む静電荷像現像剤が堰き止められる現象(以下「ジャミング」とも称する)が発生することがある。
【0006】
そこで、本発明の課題は、現像部材に直流電圧を印加する現像方式を採用し、光輝性画像を形成する画像形成装置において、下記式(1)〜式(3)の関係のいずれかを満さない場合に比べ、ジャミングの発生を抑制しつつ、光輝性の高い定着画像を形成する画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題は、以下の手段により解決される。
【0008】
請求項1に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電装置と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成装置と、
扁平状の金属顔料を含む光輝性トナーを有する静電荷像現像剤を収容する収容部と、前記像保持体に対向し且つ間隔を設けて配置され、前記像保持体と対向する現像領域に前記静電荷像現像剤を搬送して、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像部材と、前記現像部材に直流電圧を印加する電圧印加部と、を有する現像装置と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着装置と、
を備え、
前記光輝性トナーの1個当たりの電荷量をQ[C/個]、前記現像部材による前記静電荷像現像剤の搬送量をM[g/m]、前記像保持体と前記現像部材との間隔をL[μm]としたとき、下記式(1)〜式(3)の関係を満たす画像形成装置。
式(1): 0.6×10−13C/個≦Q≦3.0×10−13C/個
式(2): 150g/m≦M≦300g/m
式(3): 0.8≦M/L≦1.4
【0009】
請求項2に係る発明は、
前記扁平状の金属顔料が、平均長軸長さ5μm以上12μm以下、かつ平均厚み0.01μm以上0.5μm以下の顔料である請求項1に記載の画像形成装置。
【0010】
請求項3に係る発明は、
前記光輝性トナーの体積平均粒子径が、8μm以上15μm以下である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【0011】
請求項1、2、又は3に係る発明によれば、現像部材に直流電圧を印加する現像方式を採用し、光輝性画像を形成する画像形成装置において、前記式(1)〜式(3)の関係のいずれかを満さない場合に比べ、ジャミングの発生を抑制しつつ、光輝性の高い定着画像を形成する画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図2】本実施形態に係る画像形成装置における現像装置の周辺を示す拡大概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
【0014】
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電装置と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成装置と、扁平状の金属顔料を含む光輝性トナー(以下「トナー」とも称する)を有する静電荷像現像剤(以下、「現像剤」とも称する)を収容し、現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像装置と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写装置と、定着部材と定着部材に接触して配置される加圧部材とを有し、定着部材と加圧部材との接触部で記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着装置と、を備える。
現像装置は、静電荷像現像剤を収容する収容部と、前記像保持体に対向し且つ間隔を設けて配置され、前記像保持体と対向する現像領域に前記静電荷像現像剤を搬送して、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像部材と、前記現像部材に直流電圧を印加する電圧印加部と、を有する。
そして、光輝性トナーの1個当たりの電荷量をQ[C/個]、現像部材による静電荷像現像剤の搬送量をM[g/m]、像保持体と現像部材との間隔をL[μm]としたとき、下記式(1)〜式(3)の関係を満たす
式(1): 0.6×10−13C/個≦Q≦3.0×10−13C/個
式(2): 150g/m≦M≦300g/m
式(3): 0.8≦M/L≦1.4
【0015】
ここで、光輝性の定着画像を得るためには、扁平状の金属顔料を含む光輝性トナーを使用する。光輝性トナーは、扁平状の金属顔料を含むため、粒径が大きくなる傾向がある。粒径が大きくなると、トナーの1個当たりの帯電量が低下する。一方で、トナーの1個当たりの帯電量を増加させると、帯電量の増加に伴い現像量が低下する。しかし、現像部材に直流電圧を印加する現像方式を採用した場合、現像電界を上げ、現像量を増加させる目的で、像保持体と現像部材との間隔を狭めるため、像保持体と現像部材との間隔でジャミングが発生することがある。
【0016】
そこで、本実施形態に係る画像形成装置では、上記式(1)〜式(3)を満たすように、光輝性トナーの1個当たりの電荷量Q[C/個]、現像部材による静電荷像現像剤の搬送量M[g/m]、像保持体と現像部材との間隔L[μm]を調整する。これにより、現像部材に直流電圧を印加する現像方式を採用した場合、像保持体と現像部材との間隔を狭めても、光輝性トナーの帯電量に応じて、定着画像に高い光輝性を付与する適切な現像量が確保した上で、像保持体と現像部材との間隔でジャミングが発生することも抑制する。
【0017】
このため、本実施形態に係る画像形成装置では、ジャミングの発生を抑制しつつ、光輝性の高い定着画像が形成される。
【0018】
本実施形態に係る画像形成装置において、式(1)〜式(3)を満たすが、ジャミングの発生抑制、定着画像の光輝性向上の観点から、下記式(11)〜式(13)を満たすことが好ましい。
式(11): 1.0×10−13C/個≦Q≦2.5×10−13C/個
式(12): 175g/m≦M≦275g/m
式(13): 0.85≦M/L≦1.3
【0019】
また、ジャミングの発生抑制、定着画像の光輝性向上の観点から、保持体と現像部材との間隔Lは、150μm≦L≦300μmを満たすことが好ましく、175μm≦L≦275μmがより好ましい。
【0020】
光輝性トナーの1個当たりの電荷量Qは、1)粒径を調整する方法、2)キャリアで調整する方法、3)外添剤で調整する方法等により制御できる。
光輝性トナーの1個当たりの電荷量Qの測定方法は、次の通りである。
両端に金網を配置した円筒形のファラデーゲージ内に現像剤を入れる。このとき金網の目開きは現像剤内のキャリア粒径より細かい目開きとなっており、トナーのみ外部に取り出せる状態としておき、高圧ガスを用いてキャリア表面からトナーを分離する。このとき発生する電荷量をエレクトロメータで測定し、分離したトナーの重量で割ることにより、重量あたりの電荷量(C/g)を測定する。この重量あたりの電荷量を用いて、トナーの粒径、比重、により重量あたりの個数を算出し、トナー一個あたりの電荷量を導出する。
【0021】
現像部材による静電荷像現像剤の搬送量Mは、1)現像剤層規制部材で調整する方法、2)現像部材表面形状で調整する方法、3)現像部材の磁力で調整する方法等により制御できる。
現像部材による静電荷像現像剤の搬送量Mの測定方法は、次の通りである。
現像部材表面に搬送される現像剤を、一定面積の吸引用マスク冶具を用いてマスキングし、マスキングされた範囲内の現像剤を、吸引ポンプ先端に取り付けた現像剤吸引用の冶具により吸引する。吸引前後の冶具重量で搬送量を算出し、マスキングの面積により単位面積あたりの重量とする。
【0022】
像保持体と現像部材との間隔Lは、互いに対向して配置された像保持体と現像部材との最短距離を示す(図2参照)。なお、図2中、12は像保持体の一例である感光体、18は現像装置、18Aは現像部材を示す。
【0023】
ここで、本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電装置を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写装置は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写装置と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写装置と、を有する構成が適用される。
【0024】
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、像保持体を少なくとも含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。
【0025】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0026】
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置10には、図1に示すように、例えば、電子写真感光体(像保持体の一例;以下「感光体」と称する)12が設けられている。感光体12は、円柱状とされ、モータ等の駆動部27にギア等の駆動力伝搬部材(不図示)を介して連結されており、当該駆動部27により、黒点で示す回転軸の周りに回転駆動される。図1に示す例では、矢印A方向に回転駆動される。
【0027】
感光体12の周辺には、例えば、帯電装置15、静電荷像形成装置16、現像装置18、転写装置31、クリーニング装置22、及び除電装置24が、感光体12の回転方向に沿って順に配設されている。そして、画像形成装置10には、定着部材26Aと定着部材26Aに接触して配置される加圧部材26Bとを有する定着装置26も配設されている。また、画像形成装置10には、各装置(各部)の動作を制御する制御装置36を有している。
【0028】
画像形成装置10において、少なくとも感光体12は、他の装置と一体化したプロセスカートリッジとして備えてもよい。
【0029】
以下、画像形成装置10の各装置(各部)の詳細について説明する。
【0030】
(感光体)
感光体12は、例えば、導電性基体と、この導電性基体上に形成された下引き層と、この下引き層の上に形成された感光層と、を有する。この感光層は、電荷発生層と電荷輸送層との2層構造であってもよい。感光層は、有機感光層であってもよいし、無機感光層であってもよい。感光体12は、感光層上に保護層を設けた構成であってもよい。
【0031】
(帯電装置)
帯電装置15は、感光体12の表面を帯電する。帯電装置15は、例えば、感光体12表面に接触または非接触で設けられ、感光体12の表面を帯電する帯電部材14、及び帯電部材14に帯電電圧を印加する電源28(帯電部材用の電圧印加部の一例)を備えている。電源28は、帯電部材14に電気的に接続されている。
【0032】
帯電装置15の帯電部材14としては、例えば、導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触方式の帯電器が挙げられる。また、帯電部材14としては、例えば、非接触方式のローラ帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器又はコロトロン帯電器等のそれ自体公知の帯電器等も挙げられる。
【0033】
帯電装置15(電源28を含む)は、例えば、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、帯電部材14に帯電電圧を印加する。電源28から帯電電圧を印加された帯電部材14は、印加された帯電電圧に応じた帯電電位に、感光体12を帯電させる。このため、電源28から印加される帯電電圧が調整されることで、感光体12は、異なる帯電電位に帯電される。
【0034】
(静電荷像形成装置)
静電荷像形成装置16は、帯電された感光体12の表面に静電荷像を形成する。具体的には、例えば、静電荷像形成装置16は、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、帯電部材14により帯電された感光体12の表面に、形成する対象となる画像の画像情報に基づいて変調された光Lを照射して、感光体12上に画像情報の画像に応じた静電荷像を形成する。
【0035】
静電荷像形成装置16としては、例えば、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を像様に露光する光源を持つ光学系機器等が挙げられる。
【0036】
(現像装置)
現像装置18は、例えば、静電荷像形成装置16による光Lの照射位置より感光体12の回転方向下流側に設けられている。現像装置18内には、現像剤を収容する収容部18Bを有している。この収容部18Bには、扁平金属顔料を含む光輝性トナー(以下、単に「トナー」とも称する)を有する現像剤が収容されている。トナーは、例えば、現像装置18内で帯電された状態で収容されている。なお、扁平金属顔料を含む光輝性トナーの詳細について後述する。
【0037】
現像装置18は、例えば、トナーを含む現像剤により、感光体12の表面に形成された静電荷像を現像する現像部材18Aと、現像部材18Aに直流電圧(現像電圧)を印加する電源32(電圧印加部の一例)と、を備えている。この現像部材18Aは、例えば、電源32に電気的に接続されている。
【0038】
現像装置18の現像部材18Aは、感光体12に対向し且つ間隔を設けて配置され、感光体12と対向する現像領域12Aに現像剤を搬送して、感光体12の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する(図2参照)。
【0039】
現像装置18の現像部材18Aとしては、現像剤の種類に応じて選択されるが、例えば、磁石が内蔵された現像スリーブを有する現像ロールが挙げられる。
【0040】
現像装置18(電源32を含む)は、例えば、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、現像部材18Aに現像電圧として直流電圧を印加する。現像電圧として直流電圧を印加された現像部材18Aは、現像電圧に応じた現像電位に帯電される。そして、現像電位に帯電された現像部材18Aは、例えば、現像装置18内に収容された現像剤を表面に保持して、現像剤に含まれるトナーを現像装置18内から感光体12表面へと供給する。
ここで、現像部材18Aに印加する直流電圧(絶対値)は、ジャミングの発生抑制、定着画像の光輝性向上の観点から、50V以上600V以下が好ましく、100V以上500V以下がより好ましい。
【0041】
感光体12上に供給されたトナーは、例えば、感光体12上の静電荷像に静電力により付着する。詳細には、例えば、感光体12と現像部材18Aとの向かい合う現像領域12Aにおける電位差、すなわち、該領域における感光体12の表面の電位と現像部材18Aの現像電位との電位差によって、現像剤に含まれるトナーが感光体12の静電荷像の形成された領域に供給される。なお、現像剤にキャリアが含まれている場合には、該キャリアは現像部材18Aに保持されたまま現像装置18内に戻る。
【0042】
例えば、感光体12上の静電荷像は、現像部材18Aから供給されたトナーによって現像されて、感光体12上には、静電荷像に応じたトナー画像が形成される。
【0043】
(転写装置)
転写装置31は、例えば、現像部材18Aの配設位置より感光体12の回転方向下流側に設けられている。転写装置31は、例えば、感光体12の表面に形成されたトナー画像を記録媒体30Aへ転写する転写部材20と、転写部材20に転写電圧を印加する電源30と、を備えている。転写部材20は、例えば、円柱状とされており、感光体12との間で記録媒体30Aを挟んで搬送する。転写部材20は、例えば、電源30に電気的に接続されている。
【0044】
転写部材20の転写部材20としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器又はコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の非接触型転写帯電器が挙げられる。
【0045】
転写装置31(電源30を含む)は、例えば、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、転写部材20に転写電圧を印加する。転写電圧を印加された転写部材20は、転写電圧に応じた転写電位に帯電される。
【0046】
転写部材20の電源30から転写部材20に、感光体12上に形成されたトナー画像を構成するトナーとは逆極性の転写電圧が印加されると、例えば、感光体12と転写部材20との向かい合う領域(図1中、転写領域32A参照)には、感光体12上のトナー画像を構成する各トナーを静電力により感光体12から転写部材20側へと移動させる電界強度の転写電界が形成される。
【0047】
記録媒体30Aは、例えば、図示を省略する収容部に収容されており、この収容部から図示を省略する複数の搬送部材によって搬送経路34に沿って搬送され、感光体12と転写部材20との向かい合う領域である転写領域32Aに到る。図1中に示す例では、矢印B方向に搬送される。転写領域32Aに到った記録媒体30Aは、例えば、転写部材20に転写電圧が印加されることにより該領域に形成された転写電界によって、感光体12上のトナー画像が転写される。すなわち、例えば、感光体12表面から記録媒体30Aへのトナーの移動により、記録媒体30A上にトナー画像が転写される。
【0048】
感光体12上のトナー画像は、転写電界により記録媒体30A上に転写される。転写電界の大きさは転写電流値に基づいて制御されている。転写電流値は、定電流制御で転写電界を印加したときに転写装置31で検出される電流値である。転写電流値は、転写電界の大きさを表す。例えば、転写電流値は、10μA以上45μA以下である。
【0049】
(クリーニング装置)
クリーニング装置22は、転写領域32Aより感光体12の回転方向下流側に設けられている。クリーニング装置22は、トナー画像を記録媒体30Aに転写した後に、感光体12に付着した残留トナーをクリーニングする。クリーニング装置22では、残留トナー以外にも、紙粉等の付着物をクリーニングする。
【0050】
クリーニング装置22は、例えば、感光体12に予め定めた線圧で接触するクリーニングブレード220を有している。クリーニングブレード220は、例えば、線圧10g/cm以上150g/cm以下で感光体12に接触する。
【0051】
(除電装置)
除電装置24は、例えば、クリーニング装置22より感光体12の回転方向下流側に設けられている。除電装置24は、トナー画像を転写した後、感光体12の表面を露光して除電する。具体的には、例えば、除電装置24は、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、感光体12の全表面(具体的には例えば画像形成領域の全面)を露光して除電する。
【0052】
除電装置24としては、例えば、白色光を照射するタングステンランプ、赤色光を照射する発光ダイオード(LED)等の光源を有する装置が挙げられる。
【0053】
(定着装置)
定着装置26は、例えば、転写領域32Aより記録媒体30Aの搬送経路34の搬送方向下流側に設けられている。定着装置26は、定着部材26Aと定着部材26Aに接触して配置される加圧部材26Bとを有し、定着部材26Aと加圧部材26Bとの接触部で記録媒体30A上に転写されたトナー画像を定着する。具体的には、例えば、定着装置26は、画像形成装置10に設けられた制御装置36に電気的に接続されており、制御装置36により駆動制御されて、記録媒体30A上に転写されたトナー画像を熱及び圧力によって記録媒体30Aに定着する。
【0054】
定着装置26としては、それ自体公知の定着器、例えば熱ローラ定着器、オーブン定着器等が挙げられる。
具体的には、例えば、定着装置26は、定着部材26Aとして、定着ロール又は定着ベルトと、加圧部材26Bとして、加圧ロール又は加圧ベルトとを備える周知の定着装置が適用される。
【0055】
ここで、搬送経路34に沿って搬送されて感光体12と転写部材20との向かい合う領域(転写領域32A)を通過することによりトナー画像を転写された記録媒体30Aは、例えば、図示を省略する搬送部材によってさらに搬送経路34に沿って定着装置26の設置位置に到り、記録媒体30A上のトナー画像の定着が行われる。
【0056】
トナー画像の定着によって画像形成された記録媒体30Aは、図示を省略する複数の搬送部材によって画像形成装置10の外部へと排出される。なお、感光体12は、除電装置24による除電後、再度、帯電装置15によって帯電電位に帯電される。
【0057】
(制御装置)
制御装置36は、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されている。具体的には、図示しないが、制御装置は、例えば、CPU(中央処理装置; Central Processing Unit)、各種プログラムを記憶したROM(Read Only Memory)、プログラムの実行時にワークエリアとして使用されるRAM(Random Access Memory)、各種情報を記憶する不揮発性メモリ、及び入出力インターフェース(I/O)を備えている。CPU、ROM、RAM、不揮発性メモリ、及びI/Oの各々は、バスを介して接続されている。
【0058】
また、画像形成装置10は、制御装置36の外に、図示しないが、操作表示部、画像処理部、画像メモリ、画像形成部、記憶部、及び通信部を備えている。操作表示部、画像処理部、画像メモリ、画像形成部、記憶部、及び通信部の各部は、制御装置36のI/Oに接続されている。制御装置36は、操作表示部、画像処理部、画像メモリ、画像形成部、記憶部、及び通信部の各部との間で情報の授受を行って、各部を制御する。
【0059】
なお、制御装置36には、各種ドライブが接続されていてもよい。各種ドライブは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD-ROM、USBメモリなどのコンピュータ読み取り可能な可搬性の記録媒体からデータを読み込んだり、記録媒体に対してデータを書き込んだりする装置である。各種ドライブを備える場合には、可搬性の記録媒体に制御プログラムを記録しておいて、これを対応するドライブで読み込んで実行してもよい。
【0060】
(画像形成装置の動作)
本実施形態に係る画像形成装置10の動作の一例について説明する。なお、画像形成装置10の各種動作は、制御装置36において実行する制御プログラムにより行われる。
【0061】
ここで、画像形成装置10では、例えば、「画像形成処理」、「定着画像の光輝性調整処理」の制御プログラムが、ROM36Bに予め記憶されている。予め記憶された制御プログラムは、CPU36Aにより読み出され、RAM36Cをワークエリアとして実行される。また、画像形成装置10では、例えば、不揮発性メモリに、「画像形成条件(各種のプロセス制御値)」等の各種データが予め記憶されている。これら制御プログラムや各種データは、ROM、不揮発性メモリ、又は記憶部等の他の記憶装置に記憶されていてもよいし、通信部を介して外部から取得されてもよい。
【0062】
まず、画像形成装置10の画像形成動作について説明する。画像形成動作は、制御装置36において実行する「画像形成処理」の制御プログラムにより行われる。
まず、感光体12の表面が帯電装置15により帯電される。静電荷像形成装置16は、帯電された感光体12の表面を画像情報に基づいて露光する。これにより、感光体12上に画像情報に応じた静電荷像が形成される。現像装置18では、トナーを含む現像剤により、感光体12の表面に形成された静電荷像が現像される。これにより、感光体12の表面に、トナー画像が形成される。転写装置31では、感光体12の表面に形成されたトナー画像が記録媒体30Aへ転写される。記録媒体30Aに転写されたトナー画像は、定着装置26により定着される。一方、トナー画像を転写した後の感光体12の表面が、クリーニング装置22によりクリーニング(清掃)され、除電装置24により除電される。
【0063】
<光輝性トナーを含む現像剤>
以下、光輝性トナーを含む現像剤について説明する。まず、光輝性トナーについて説明する。
【0064】
(光輝性トナーの概要)
光輝性トナーは、扁平状の金属顔料(以下「金属顔料」とも称する)を含有する。具体的には、光輝性トナーは、金属顔料を含有するトナー粒子を含む。光輝性トナーは、金属顔料を含有するトナー粒子を含むことにより、光を反射して光輝性を呈する。ここで「光輝性」とは、光輝性トナーにより形成された画像を視認した際に、金属光沢のごとき輝きを有することを表す。
【0065】
金属顔料は、粒径が大きく形状が扁平状(平板状)である。このため、金属顔料を含有するトナー粒子も、扁平形状となる。トナー粒子は、扁平状の金属顔料を含有し、平均長軸長さが7μm以上20μm以下であり平均厚みが1μm以上3μm以下であることが好ましい。金属顔料、及び金属顔料を含有するトナー粒子の形状については、後で詳細に説明する。
【0066】
(光輝性)
ここで「光輝性」について更に詳しく説明する。
光輝性トナーは、ベタ画像を形成した場合に、該画像に対し変角光度計により入射角−45°の入射光を照射した際に測定される受光角+30°での反射率Aと受光角−30°での反射率Bとの比(A/B)が2以上100以下であることが好ましい。
【0067】
比(A/B)が2以上であることは、入射光が入射する側(角度−側)への反射よりも入射する側とは反対側(角度+側)への反射が多いことを表し、即ち入射した光の乱反射が抑制されていることを表す。入射した光が様々な方向へ反射する乱反射が生じた場合、その反射光を目視にて確認すると色がくすんで見える。そのため、比(A/B)が2未満である場合、その反射光を視認しても光沢が確認できず光輝性に劣る場合がある。
【0068】
一方、比(A/B)が100を超えると、反射光を視認し得る視野角が狭くなり過ぎ、正反射光成分が大きいために見る角度によって黒っぽく見えてしまう場合がある。また、比(A/B)が100を超えるトナーは、製造も困難である。
【0069】
尚、上記比(A/B)は、50以上100以下であることがより好ましく、60以上90以下であることが更に好ましく、70以上80以下であることが特に好ましい。
【0070】
・変角光度計による比(A/B)の測定
ここで、まず入射角および受光角について説明する。本実施形態において変角光度計による測定の際には、入射角を−45°とするが、これは光沢度の広い範囲の画像に対して測定感度が高いためである。また、受光角を−30°および+30°とするのは、光輝感のある画像と光輝感のない画像を評価するのに最も測定感度が高いためである。
【0071】
次いで、比(A/B)の測定方法について説明する。
本実施形態においては、比(A/B)を測定するに際し、まず「ベタ画像」を以下の方法により形成する。試料となる現像剤を、富士ゼロックス(株)社製DocuCentre−III C7600の現像器に充填し、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に、定着温度190℃、定着圧力4.0kg/cmにて、トナー載り量が4.5g/mのベタ画像を形成する。尚、前記「ベタ画像」とは印字率100%の画像を指す。
【0072】
形成したベタ画像の画像部に対し、変角光度計として日本電色工業社製の分光式変角色差計GC5000Lを用いて、ベタ画像への入射角−45°の入射光を入射し、受光角+30°における反射率Aと受光角−30°における反射率Bを測定する。尚、反射率Aおよび反射率Bは、400nmから700nmの範囲の波長の光について20nm間隔で測定を行い、各波長における反射率の平均値とした。これらの測定結果から比(A/B)が算出される。
【0073】
なお、比(A/B)は、ASTM E2194に準じて測定される金属光沢感を示す指数であるフロップインデックス値(FI値:Flop Index値)である。
【0074】
(トナー組成)
次に、光輝性トナーの組成について説明する。
光輝性トナーは、金属顔料を含有するトナー粒子を含んでいる。また、光輝性トナーは、必要に応じて、外添剤を含んでいてもよい。金属顔料を含有するトナー粒子は、金属顔料と結着樹脂とを含んでいる。また、必要に応じて、離型剤やその他添加剤を含んでいてもよい。以下、金属顔料、結着樹脂、離型剤及びその他添加剤について説明する。
【0075】
−金属顔料−
金属顔料としては、例えば、アルミニウム、黄銅、青銅、ニッケル、亜鉛などの金属粉末等が挙げられる。また、金属顔料の表面をシリカ、アルミナ及びチタニアからなる群より選択される少なくとも一種の金属酸化物により被覆された被覆顔料を用いてもよい。
【0076】
これらの中でも、金属顔料としては、入手容易で平板状にしやすい等の観点からアルミニウム(Al)を含む顔料であることが好ましい。金属顔料としてAlを含む顔料を用いる場合、当該金属顔料におけるAlの含有量は40質量%以上100質量%以下が好ましく、60質量%以上98質量%以下が更に好ましい。
【0077】
金属顔料の平均長軸長さ及び平均厚みは、各々、5μm以上12μm以下及び0.01μm以上0.5μm以下であることが好ましい。ここで、金属顔料の長軸長さとは、金属顔料の厚み方向から該金属顔料を観察したときに、最も長い部分をいう。金属顔料の厚みは、金属顔料の厚み方向と直交方向から該金属顔料を観察したときに、最も長い部分をいう。
【0078】
金属顔料の平均長軸長さが5μm未満であると、光輝性トナーが光輝性を呈し難くなることがある。金属顔料の平均長軸長さが12μmを超えると、トナーを製造することが困難になることがある。金属顔料の平均長軸長さは、5μm以上12μm以下が好ましく、5μm以上9μm以下がより好ましい。
【0079】
金属顔料の平均厚みが0.01μm未満であると、金属顔料の変形・収縮による光輝性低下を生ずることがある。金属顔料の平均厚みが0.5μmを超えると、光輝性トナーが光輝性を呈し難くなることがある。金属顔料の平均厚みは、0.01μm以上0.5μm以下が好ましく、0.01μm以上0.3μm以下がより好ましい。
【0080】
金属顔料の平均長軸長さ及び平均厚みは、50個の顔料の拡大写真を走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)にて撮影したのち、得られた画像から測定/算出された値をいう。
【0081】
光輝性トナーにおける、金属顔料の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上70質量部以下が好ましく、5質量部以上50質量部以下がより好ましい。
【0082】
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
【0083】
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0084】
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。ポリエステル樹脂としては、例えば、公知のポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
【0085】
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
【0086】
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0087】
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
【0088】
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0089】
ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
【0090】
ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
【0091】
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
【0092】
ポリエステル樹脂の製造は、周知の製造方法が挙げられる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法が挙げられる。
【0093】
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
【0094】
結着樹脂の含有量としては、例えば、金属顔料を含有するトナー粒子では、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
【0095】
−離型剤−
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
【0096】
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」として求める。
【0097】
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
【0098】
−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
【0099】
(トナー粒子形状)
次に、トナー粒子の形状について説明する。上記の通り、金属顔料を含有するトナー粒子は、金属顔料の形状に依拠して「扁平形状」である。
【0100】
金属顔料を含有するトナー粒子(以下、トナー形状の説明においては「光輝性トナー粒子」という。)は、平均長軸長さが7μm以上20μm以下であり平均厚みが1μm以上3μm以下であることが好ましい。
【0101】
光輝性トナー粒子の平均長軸長さ及び平均厚みは、各々、7μm以上20μm以下及び1μm以上3μm以下とされる。光輝性トナー粒子の長軸長さとは、光輝性トナー粒子の厚み方向から該光輝性トナー粒子を観察したときに、最も長い部分をいう。光輝性トナー粒子の厚みとは、光輝性トナー粒子の厚み方向と直交方向から該光輝性トナー粒子を観察したときに、最も長い部分をいう。
【0102】
光輝性トナー粒子の平均長軸長さが7μm未満であると、光輝性を損なうことがある。光輝性トナー粒子の平均長軸長さが20μmを超えると、画像ザラツキ・粒状性悪化を生ずることがある。光輝性トナー粒子の平均長軸長さは、7μm以上20μm以下が好ましく、8μm以上15μm以下がより好ましい。
【0103】
光輝性トナー粒子の平均厚みが1μm未満であると、光輝性トナー粒子の流動低下を生ずることがある。光輝性トナー粒子の平均厚みが3μmを超えると、配列バラツキによる光輝性低下を生ずることがある。光輝性トナー粒子の平均厚みは、1μm以上3μm以下が好ましい。
【0104】
光輝性トナー粒子の平均長軸長さ及び平均厚みは、100個の光輝性トナー粒子の拡大写真をSEMにて撮影したのち、得られた画像から測定/算出した値をいう。
【0105】
光輝性トナー粒子の平均円形度は、0.5以上0.9以下であることが好ましい。光輝性トナー粒子の平均円形度が0.5未満であると、画像粒状性悪化・ザラツキを生ずることがある。光輝性トナー粒子の平均円形度が0.9を超えると、光輝性トナー粒子の転がり性によるクリーニング不良を生ずることがある。光輝性トナー粒子の平均円形度は、0.5以上0.9以下がより好ましく、0.5以上0.8以下が更に好ましい。
【0106】
光輝性トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置として、FPIA−3000(シスメックス社製)を用いることにより計測した。具体的な測定方法としては、予め不純固形物を除去した水100ml以上150ml以下の中に、分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1ml以上0.5ml以下加え、更に測定試料を0.1g以上0.5g以下加えた。測定試料を分散した懸濁液は超音波分散器で1分以上3分以下分散処理を行ない、分散液濃度を3000個/μl以上1万個/μl以下として前記装置により光輝性トナー粒子の円形度を測定した。ここで円形度は下式によって求められる。
円形度=円相当径周囲長/周囲長=[2×(Aπ)1/2]/PM
(上式においてAは投影面積、PMは周囲長を表す。)
上記式により円形度を求め、それらを平均した値を平均円形度とした。
【0107】
光輝性トナー粒子の体積平均粒子径は1μm以上30μm以下であることが好ましく、より好ましくは3μm以上20μm以下である。
特に、光輝性トナー粒子の体積平均粒子径は、ジャミングの発生抑制、定着画像の光輝性向上の観点から、8μm以上15μm以下が好ましい。
【0108】
なお、上記体積平均粒子径D50vは、マルチサイザーII(コールター社製)等の測定器で測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒子径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒子径を体積D50v、数D50p、累積84%となる粒子径を体積D84v、数D84pと定義する。これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v1/2として算出される。
【0109】
(トナー製造方法)
光輝性トナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して外添剤を添加することで作製してもよい。トナー粒子の製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕法等の乾式法や、乳化凝集法や溶解懸濁法等の湿式法等によって作製される。
【0110】
(現像剤)
現像剤は、上記の光輝性トナーを少なくとも含む。現像剤は、光輝性トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、光輝性トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。
【0111】
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
【0112】
磁性粉としては、例えば、酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
【0113】
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電材料等、その他添加剤を含ませてもよい。
【0114】
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
【0115】
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
【0116】
二成分現像剤における、光輝性トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
【実施例】
【0117】
以下、実施例により本実施形態を詳細に説明するが、本実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
【0118】
<現像剤(1)の作製>
(結着樹脂の合成)
・アジピン酸ジメチル:74部
・テレフタル酸ジメチル:192部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物:216部
・エチレングリコール:38部
・テトラブトキシチタネート(触媒):0.037部、
【0119】
上記成分を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち撹拌しながら昇温した後、160℃で7時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら220℃まで昇温し4時間保持した。一旦常圧に戻し、無水トリメリット酸9部を加え、再度10Torrまで徐々に減圧し220℃で1時間保持することにより結着樹脂を合成した。
【0120】
結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、ASTMD3418−8に準拠して、示差走査熱量計(島津社製:DSC−50)を用い、室温(25℃)から150℃まで昇温速度10℃/分の条件下で測定することにより求めた。なお、ガラス転移温度は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とした。結着樹脂のガラス転移温度は63.5℃であった。
【0121】
(樹脂粒子分散液の調製)
・結着樹脂:160部
・酢酸エチル:233部
・水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
【0122】
上記成分を1000mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに90rpmで撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより樹脂粒子分散液(固形分濃度:30%)を得た。樹脂粒子分散液の体積平均粒子径は、162nmであった。
【0123】
(離型剤分散液の調製)
・カルナバワックス(東亜化成(株)製、RC−160):50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1.0部
・イオン交換水:200部
【0124】
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で360分間の分散処理をして、体積平均粒子径が0.23μmである離型剤粒子を分散させてなる離型剤分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
【0125】
(金属顔料粒子分散液の調製)
・アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA):100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR):1.5部
・イオン交換水:900部
【0126】
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去した後、以上を混合し、溶解し、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工(株)製、CR1010)を用いて1時間ほど分散して、金属顔料粒子(アルミニウム顔料)を分散させてなる金属顔料粒子分散液(固形分濃度:10%)を調製した。アルミニウム顔料(金属顔料)の平均長軸長さは8μmであり平均厚みは0.1μmであった。
【0127】
(光輝性トナー(1)の作製)
・樹脂粒子分散液: 380部
・離型剤分散液: 72部
・金属顔料粒子分散液: 140部
【0128】
上述の金属顔料粒子分散液と樹脂粒子分散液と離型剤分散液とを2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながら10分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液1.75部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
【0129】
その後、2枚パドルの撹拌翼を用いた撹拌装置、および温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、撹拌回転数を810rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、54℃にて凝集粒子を成長させた。またこの際、0.3Nの硝酸や1Nの水酸化ナトリウム水溶液で原料分散液のpHを2.2乃至3.5の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。
【0130】
次に、樹脂粒子分散液を追添加し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂の樹脂粒子を付着させた。さらに56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIで粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、67.5℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、67.5℃で保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、0.1℃/分の降温速度で冷却した。その後20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子(1)を得た。
【0131】
更に、温風乾燥機で45℃、1時間トナー粒子を加熱処理した。
加熱処理後のトナー粒子100部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、RY50)を1.5部と疎水性酸化チタン(日本アエロジル社製、T805)を1.0部とを、サンプルミルを用いて10000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して光輝性トナー(1)を作製した。
【0132】
光輝性トナー(1)の体積平均粒子径は12.2μm、光輝性トナー(1)の平均長軸長さは15μm、光輝性トナー(1)の平均厚みは1.5μm、光輝性トナー(1)の平均円形度は0.6であった。また、光輝性トナー(1)の1個当たりの電荷量Qは、1.8×10−13C/個であった。
【0133】
(キャリアの作製)
・フェライト粒子(体積平均粒子径:35μm):100部
・トルエン:14部
・パーフルオロオクチルエチルアクリレート/メチルメタクリレート共重合体:1.6部
・カーボンブラック(商品名:VXC−72、キャボット社製):0.12部
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒子径:0.3μm、トルエン不溶):0.3部
【0134】
まず、パーフルオロオクチルエチルアクリレート/メチルメタクリレート共重合体に、カーボンブラックをトルエンに希釈して加えサンドミルで分散した。次いで、これにフェライト粒子以外の上記各成分を10分間スターラーで分散し、被覆層形成用溶液を調合した。次いでこの被覆層形成用溶液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、温度60℃において30分間撹拌した後、減圧してトルエンを留去して、樹脂被覆層を形成してキャリアを得た。
【0135】
(現像剤(1)の作製)
前記トナー:36部と前記キャリア:414部とを、2リットルのVブレンダーに入れ、20分間撹拌し、その後212μmで篩分して現像剤を作製した。
【0136】
<現像剤(2)の作製>
光輝性トナー(1)の作製において、アルミニウム顔料(金属顔料)の平均長軸長さを10.3μm、平均厚みを0.32μmに変更した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(2)を作製した。
光輝性トナー(2)の体積平均粒子径は13.7μm、光輝性トナー(2)の平均長軸長さは17.0μm、光輝性トナー(2)の平均厚みは2.3μm、光輝性トナー(2)の平均円形度は0.56であった。また、光輝性トナー(2)の1個当たりの電荷量Qは、2.4×10−13C/個であった。
そして、光輝性トナー(2)を用いて、現像剤(1)と同様にして、現像剤(2)を作製した。
【0137】
<現像剤(3)の作製>
光輝性トナー(1)の作製において、アルミニウム顔料(金属顔料)の平均長軸長さを12.0μm、平均厚みを0.5μmに変更した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(3)を作製した。
光輝性トナー(3)の体積平均粒子径は15.0μm、光輝性トナー(3)の平均長軸長さは20μm、光輝性トナー(3)の平均厚みは3.0μm、光輝性トナー(3)の平均円形度は0.5であった。また、光輝性トナー(3)の1個当たりの電荷量Qは、3.0×10−13C/個であった。
そして、光輝性トナー(3)を用いて、現像剤(1)と同様にして、現像剤(3)を作製した。
【0138】
<現像剤(4)の作製>
光輝性トナー(1)の作製において、アルミニウム顔料(金属顔料)の平均長軸長さを5.0μm、平均厚みを0.01μmに変更した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(4)を作製した。
光輝性トナー(4)の体積平均粒子径は8.0μm、光輝性トナー(4)の平均長軸長さは7.0μm、光輝性トナー(4)の平均厚みは1.0μm、光輝性トナー(4)の平均円形度は0.9であった。また、光輝性トナー(4)の1個当たりの電荷量Qは、0.6×10−13C/個であった。
そして、光輝性トナー(4)を用いて、現像剤(1)と同様にして、現像剤(4)を作製した。
【0139】
<現像剤(5)の作製>
光輝性トナー(1)の作製において、アルミニウム顔料(金属顔料)の平均長軸長さを6.4μm、平均厚みを0.07μmに変更した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(5)を作製した。
光輝性トナー(5)の体積平均粒子径は9.3μm、光輝性トナー(5)の平均長軸長さは12.0μm、光輝性トナー(5)の平均厚みは1.2μm、光輝性トナー(5)の平均円形度は0.78であった。また、光輝性トナー(5)の1個当たりの電荷量Qは、1.2×10−13C/個であった。
そして、光輝性トナー(5)を用いて、現像剤(1)と同様にして、現像剤(5)を作製した。
【0140】
<現像剤(6)の作製>
光輝性トナー(1)の作製において、アルミニウム顔料(金属顔料)の平均長軸長さを7.1μm、平均厚みを0.09μmに変更した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(6)を作製した。
光輝性トナー(6)の体積平均粒子径は11.0μm、光輝性トナー(6)の平均長軸長さは10.5μm、光輝性トナー(6)の平均厚みは1.4μm、光輝性トナー(6)の0.72であった。また、光輝性トナー(6)の1個当たりの電荷量Qは、1.6×10−13C/個であった。
そして、光輝性トナー(6)を用いて、現像剤(1)と同様にして、現像剤(6)を作製した。
【0141】
<現像剤(7)の作製>
光輝性トナー(1)の作製において、アルミニウム顔料(金属顔料)の平均長軸長さを4.0μm、平均厚みを0.09μmに変更した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(7)を作製した。
光輝性トナー(7)の体積平均粒子径は7.0μm、光輝性トナー(7)の平均長軸長さは6μm、光輝性トナー(7)の平均厚みは1.2μm、光輝性トナー(7)の平均円形度は0.9であった。また、光輝性トナー(7)の1個当たりの電荷量Qは、0.5×10−13C/個であった。
そして、光輝性トナー(7)を用いて、現像剤(1)と同様にして、現像剤(7)を作製した。
【0142】
<現像剤(8)の作製>
光輝性トナー(1)の作製において、アルミニウム顔料(金属顔料)の平均長軸長さを14μm、平均厚みを0.09μmに変更した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(8)を作製した。
光輝性トナー(8)の体積平均粒子径は18.0μm、光輝性トナー(8)の平均長軸長さは22.5μm、光輝性トナー(8)の平均厚みは1.4μm、光輝性トナー(8)の平均円形度は0.72であった。また、光輝性トナー(8)の1個当たりの電荷量Qは、4.7×10−13C/個であった。
そして、光輝性トナー(6)を用いて、現像剤(1)と同様にして、現像剤(8)を作製した。
【0143】
<実施例1〜21、比較例1〜8>
富士ゼロックス社製の画像形成装置「富士ゼロックス製 Color 1000Press改造機(現像部材に印加する直流電圧を400Vに設定)」の現像器に、表1〜表2に示す現像剤を充填した。そして、表1〜表2に従って、現像部材による現像剤の搬送量M[g/m]、感光体(像保持体)と現像部材との間隔L[μm]を設定した画像形成装置を、各例の画像形成装置とした。
この画像形成装置を用いて、定着温度190℃、定着圧力4.0kg/cmにて定着の定着条件で、用紙搬送方向に沿った帯状のベタ画像(トナー載り量(トナーの現像量)が4.5g/mのベタ画像)を4A紙(OKトップコート128、王子製紙(株)社製)に1000枚出力した。そして、下記評価を実施した。
【0144】
(定着画像の光輝性)
定着画像の光輝性(FI値)の測定を、次の通り実施した。形成したベタ画像の対象領域に対し、変角光度計として日本電色工業社製の分光式変角色差計GC5000Lを用いて、ベタ画像への入射角−45°の入射光を入射し、受光角+30°における反射率Aと受光角−30°における反射率Bを測定する。尚、反射率Aおよび反射率Bは、400nmから700nmの範囲の波長の光について20nm間隔で測定を行い、各波長における反射率の平均値とした。これらの測定結果から比(A/B)を算出し、光輝性(FI値)を測定した。
−評価基準−
A(◎):FI値7.0以上
B(○):FI値6.0〜7.9
C(△):FI値5.0〜5.9
D(×):FI値5.0未満
【0145】
(ジャミング)
ジャミングの評価を、次の通り実施した。
富士ゼロックス製Color 1000 Press改造機を用いて、A3サイズJ紙へ、画像密度30%の全面ハーフトーン画像を1000枚連続通紙し、ハーフトーン画像上の白抜け、白筋及び、1000枚通紙後の現像部材上の現像剤搬送状態を目視確認した。評価基準は以下の通り
−評価基準−
A(◎): 画質上、現像部材上いずれも問題なし
B(○): 画質上問題ないが、現像部材上にジャミング発生の兆しあり
C(△): 画質上極軽微な白抜け、白筋発生
D(×): 画質上白抜け、白筋発生
【0146】
以下、実施例及び比較例の詳細、及び評価結果を表1〜表2に一覧にして示す。
【0147】
【表1】
【0148】
【表2】
【0149】
上記結果から、式(1)〜式(3)を満たす本実施例は、比較例に比べ、ジャミングの発生を抑制しつつ、光輝性の高い定着画像が形成されていることがわかる。
【符号の説明】
【0150】
10 画像形成装置
12 感光体
14 帯電部材
15 帯電装置
16 静電荷像形成装置
18 現像装置
18A 現像部材
20 転写部材
22 クリーニング装置
24 除電装置
26 定着装置
30A 記録媒体
31 転写装置
36 制御装置
図1
図2