(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも潜像担持体上に各色に応じた潜像を形成する工程、潜像担持体上の潜像を各色に応じた現像剤を用いて現像する工程、形成されたトナー像を各色ごとに中間転写体上に転写する工程、中間転写体上に形成されたトナー像を転写材上に一括転写する工程、および転写されたトナー像を加熱定着する工程を有する多色画像形成方法において、現像剤として、少なくとも着色剤と結着樹脂で構成されるトナー粒子と、導電粉を含有する被覆材料で被覆した磁性粒子よりなるキャリアとを含有し、該トナー粒子表面が粘度１乃至５００センチポイズの範囲のシリコーンオイルで被覆されたものを用いることを特徴とする多色画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ等に利用する多色画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真法においては、感光体上のトナー像を中間転写体に転写し、この中間転写体に各色のトナー像を重ね合わせた後、紙等の転写材上にトナー画像を再転写し、加熱定着する、いわゆる中間転写体方式が行われている。さらにオゾン発生の抑制のために、従来のコロトロン方式に代って、ゴム等の軟弾性材料からなる転写ロールを用いる転写ロール方式が採用されるようになっている。これらを組み合わせることによって、紙の厚みあるいは種類に対して安定した転写が行われる。
【０００３】
しかしながら、転写ロール方式は、コロトロン方式に比べ、転写の際に転写領域に加わる圧力が高いことから、新らたな問題が発生している。特に２次色、３次色の画像を作製する場合、それらは１次色の画像に比べて中間転写体上に形成されるトナー層の厚みが厚いため、２次色、３次色の画像のまわりに形成される１次色の画像との間に段差が生じ、その部分が転写されないという現象が発生する。この現象はハーフトーン画像中に文字画像がある場合、文字の周りが白抜けする現象であり、文字回り抜けと呼ばれている。また、２次色、３次色の線画像は、再転写の際特にトナー層中央部が圧力を強く受けるため、中央部において転写不良を発生する。この現象は文字の中抜けと呼ばれている。これらの問題を改善するものとして、特開平６−３３２３２４号公報には、感光体あるいは中間転写体に潤滑剤を塗布して摩擦係数を制御することにより、文字の中抜けの発生を抑えることが開示されている。しかしながら感光体あるいは中間転写体は経時的に変化するため、文字の中抜けを経時的に抑えることは不可能である。さらに、得られる複写画像の保管性が不十分であり、画像を重ねて保管した際に、他の転写材にトナー画像が付着するという問題が生じる。
【０００４】
以上のように、従来の技術においては、複写機、熱定着用現像剤、画像形成方法に関して、それぞれ種々の問題点があり、未だ改善の余地が残されているのである。本発明は、上記の様な種々の問題点を解決して、総合的に優れた画像形成方法を提供することを目的とするものである。すなわち、本発明の目的は、中間体転写方式と転写ロール方式を組み合わせたシステムにおいて、文字回り抜けおよび文字の中抜けを改善するための熱定着用現像剤を用いた多色画像形成方法を提供することにある。本発明の他の目的は、複写画像の保管性が改善された熱定着用現像剤を用いた多色画像形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、中間転写体を用いる多色画像形成方法において用いる熱定着用現像剤として、少なくとも着色剤と結着樹脂で構成されるトナー粒子と、導電粉を含有する被覆材料で被覆した磁性粒子よりなるキャリアとを含有し、表面を低い粘度のシリコーンオイルで被覆したトナー粒子を含有する現像剤を用いることによって達成される。
【０００６】
すなわち、本発明の多色画像形成方法は、少なくとも潜像担持体上に各色に応じた潜像を形成する工程、潜像担持体上の潜像を各色に応じた現像剤を用いて現像する工程、形成されたトナー像を各色ごとに中間転写体上に転写する工程、中間転写体上に形成されたトナー像を転写材上に一括転写する工程、および転写されたトナー像を加熱定着する工程を有するものであって、現像剤として、少なくとも着色剤と結着樹脂で構成されるトナー粒子と、導電粉を含有する被覆材料で被覆した磁性粒子よりなるキャリアとを含有し、そのトナー粒子表面が粘度１乃至５００センチポイズの範囲のシリコーンオイルで被覆されたものを用いることを特徴とする。
【０００７】
本発明に用いる熱定着用現像剤は、二成分現像方式に用いるものであって、転写性能が良好であり、かつ感光体や中間転写体との付着力が著しく低いという性能を有している。これは離型作用の優れた低い粘度のシリコーンオイルがトナー粒子表面に付着していることにより生じるものであって、シリコーンオイルの低表面エネルギーにより感光体および中間転写体とトナー粒子の付着力が低減するとともに、トナー粒子の飛び散りを防止し、その結果鮮明な画像が得られ、上記の効果が奏されるものと推測される。さらにまた、この熱定着用現像剤を使用すれば、画像定着時に、画像表面にシリコーンオイルが露出しているために、トナー像を重ねあわせても、他の部分にトナー像が付着せずに良好な画質の多色画像が保持されると推測される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明に用いる熱定着用現像剤は、トナー粒子とキャリアよりなる二成分現像剤である。トナー母材であるトナー粒子としては、少なくとも着色剤と結着樹脂で構成される公知のものが使用できる。着色剤としては、例えば、カーボンブラック、ニグロシン、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３等を例示することができる。また、結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂等が用いられる。さらに、トナー中に帯電制御剤等の添加剤を含有させてもよい。トナー粒子の平均粒径は３〜９μｍの範囲のものが好ましい。
【０００９】
本発明において、上記トナー粒子の表面は、粘度１乃至５００センチポイズ（ｃＰ）の範囲のシリコーンオイルで被覆されるが、使用するシリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等があげられる。また必要に応じてアルキル変性、アミノ変性、エポキシ変性、カルボキシル変性、メルカプト変性、アルコール変性、またはフッ素変性シリコーンオイル等を用いてもよい。
【００１０】
これらのシリコーンオイルは、その粘度が１ｃＰないし５００ｃＰの範囲にあることが必要であり、好ましくは５０ｃＰないし２００ｃＰの範囲である。粘度が１ｃＰ未満の場合は、シリコーンオイルの蒸発が発生し、また、５００ｃＰを超えると、製造性が低下し、トナー粒子間で凝集したり、画像抜け防止効果が十分発揮できなくなる。
【００１１】
これらのシリコーンオイルの被覆量は、外添剤を添加する前のトナー粒子に対して、０．００１重量％ないし１重量％の範囲であるのが好ましい。シリコーンオイルの被覆量が０．００１重量％未満の場合は、上記の性能を発揮することができなく、また１重量％を超えると、トナーの粉体流動性を低下させる場合が生じるので、上記の範囲が好ましい。
【００１２】
上記のシリコーンオイルによるトナー粒子の被覆処理は、次のようにして実施することができる。例えば、通常の溶融混練、粉砕、分級で得られたトナー粒子に、適量のシリコーンオイルを少量ずつ加えながらヘンシェルミキサー等のブレンダーで撹拌し被覆させればよい。その場合、必要に応じてトナー粒子を溶解しない溶剤でシリコーンオイルを希釈して加えてもよい。さらに必要に応じて、未処理または疎水化したシリカ、チタニア、アルミナ等の外添剤を添加することもできる。特に、粒子径３０ｎｍ以上の外添剤を使用すると転写性がさらに改善されるので好ましい。
【００１３】
また、シリコーンオイルを含有する外添剤をトナー粒子に添加し、ブレンダーにより長時間混合することにより、トナー粒子表面にシリコーンオイルを転移させ、それによりトナー粒子表面をシリコーンオイルで被覆させることもできる。シリコーンオイルを含有する外添剤は、シリカ、チタニア、アルミナ等の金属酸化物に溶剤で希釈したシリコーンオイルを混合し、脱溶剤後、雰囲気温度を１５０℃から３５０℃に加熱して処理するか、あるいはシリカ、チタニア、アルミナ等の金属酸化物に溶剤で希釈したシリコーンオイルを混合し、不活性ガス雰囲気下で加熱処理して作製することができる。
【００１４】
なお、上記の場合のトナー粒子に対するシリコーンオイルの被覆量は、シリコーンオイルを含有する外添剤を四塩化炭素中に入れ、溶解したシリコーンオイル量を定量することによって求めることができる。いずれにしても、シリコーンオイルの被覆量は上記範囲になるのが好ましい。
【００１５】
本発明における上記トナー粒子は、二成分現像剤として用いるが、キャリアとしては、フェライト、マグネタイト、鉄粉等の磁性粒子を被覆材料で被覆した、いわゆるコートキャリアを用いる。磁性粒子の平均粒子径は１０〜５０μｍの範囲が好ましい。粒子径が５０μｍを超えると、現像機内ストレスにより被覆層の剥がれが生じ、キャリア抵抗が低下し、逆に１０μｍ以下になると、トナーインパクションが発生してキャリア抵抗が上昇する場合が生じる。
【００１６】
被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。また本発明においては、導電粉を被覆樹脂中に含有させたものが使用される。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径１μｍ以下のものが好ましい。平均粒子径が１μｍよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
【００１７】
次に、本発明の多色画像形成方法について説明する。本発明の多色画像形成方法において、潜像担持体上に各色に応じた潜像を形成する工程、形成された潜像を各色に応じた現像剤を用いて現像する工程、現像されたトナー像を各色ごとに中間転写体上に転写する工程（一次転写工程）、及び一次転写されたトナー像を転写材上に一括転写する工程（二次転写工程）、および転写されたトナー像を加熱定着する工程は、いずれも公知の装置を用い、公知の手段によって実施することができるが、本発明は、中間転写体としてベルト状転写体を用い、転写ロールを用いて転写する方式を採用するのが好ましい。多色画像の形成は、潜像担持体上に形成された各色に応じた潜像を形成する工程、潜像担持体上の潜像を色に応じた現像剤を用いて現像する工程、現像された像をベルト転写体上に転写する工程を各色毎に複数回反復して実施し、次いでベルト状転写体上に形成された多色画像を、転写材上に一括転写することにより、転写材上に多色画像を形成するが、本発明においては、その際の現像剤として、上記した二成分現像剤であって、低粘度のシリコーン樹脂で被覆されたトナー粒子を含有するものが使用される。また、上記の場合、潜像担持体上に転写後に残留するトナーは、クリーニング工程を設けてクリーニングするのが好ましい。
【００１８】
本発明の多色画像形成方法において用いるベルト転写体について説明する。ベルト状転写体の材料としては、比較的硬質な樹脂類を用いるのが好ましく、具体的には、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリケトン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等、公知の樹脂を用いることができる。また、抵抗制御のためにこれらの樹脂に含有させる材料として、カーボンブラックのような無機材料、Ｎ，Ｎ′−ジメチルフェロセン等のメタロセン化合物、Ｎ，Ｎ−ジフェニルーＮ，Ｎ′−ビス（３―メチルフェニル）―（１，１′−ビフェニル）―４，４′―ジアミン等の芳香族アミン化合物、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ・アンチモン等の金属酸化物等を用いることができる。また、必要に応じて、導電性樹脂等を用いることができる。
【００１９】
ベルト状転写体の厚みは特に限定されないが、一定の強度と弾性を併せ持つ必要があるため、通常５０〜２２０μｍ程度が好ましく、使用する材料により適宜決定すればよい。
【００２０】
本発明において、感光体から中間転写体にトナー像を転写する際の一次転写の線圧としては、１０〜３０ｇ／ｃｍの範囲が好ましく使用される。線圧が１０ｇ／ｃｍより低くなると転写不良が生じ、また、３０ｇ／ｃｍより高くなると感光体上にトナーが残留して画像の白抜けが生じる。また、トナー像を中間転写体から紙等の転写材へ転写する二次転写の線圧としては７０〜１７０ｇ／ｃｍの範囲が好ましく使用される。線圧が７０ｇ／ｃｍより低くなると転写不良および転写材の剥離不良等が生じ、また、１７０ｇ／ｃｍより高くなると中間転写体上にトナーが残留して上記と同様に画像の白抜けが生じる。
【００２１】
【実施例】
実施例１
（トナーの調製）
線状ポリエステル樹脂                                    １００重量部
（テレフタル酸／ビスフェノールＡエチレンオキサイド
付加物／シクロヘキサンジメタノールより得られた
線状ポリエステル：Ｔｇ＝６５℃、
Ｍｎ＝５０００、Ｍｗ＝３００００）
マゼンタ顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１）            ４重量部
上記材料をエクスロルーダーで混練し、ジェットミルで粉砕、風力分級して体積平均粒子径７μｍのマゼンタトナー粒子を得た。同様にＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、ピグメントイエロー９７をそれぞれ４重量％用いて、上記と同一の処方でシアントナー粒子およびイエロートナー粒子を得た。これらのトナー粒子に対して、０．０１重量％のジメチルシリコーンオイル（粘度１００ｃＰ）を添加し、ヘンシェルミキサーで混合した後、さらにシリカ（商品名Ｒ９７２：日本アエロジル社製）を０．５重量％添加し、ヘンシェルミキサーで混合してトナー（マゼンタ、シアン、イエロー）を得た。
【００２２】
（キャリアおよび現像剤の調製）
フェライト粒子                                        １００重量部
（Ｃｕ−Ｚｎフェライト：平均粒子径３５μｍ）
トルエン                                                ２０重量部
ポリメチルメタクリレート樹脂                          ３．２重量部
（Ｍｎ＝１５０００、Ｍｗ＝４５０００）
カーボンブラック                                      ０．４４重量部
（平均粒子径３０ｎｍ：商品名ＶＸＣ７２：キャボット社製）
フェライト粒子を除く上記成分を撹拌機で分散させ、被覆層形成用塗布液を作製した。この被覆層形成液とフェライト粒子とを真空脱法型ニーダーに入れ、６０℃で３０分間攪拌した後、脱溶媒してキャリアを得た。
【００２３】
上記のトナーを上記キャリアに対して８重量％加えて、Ｖブレンダーで２０分間撹拌混合して二成分現像剤を調製した。
【００２４】
比較例１
実施例１におけると同様にして得られた各色のトナー粒子を表面処理することなく、それに直接シリカ（商品名Ｒ９７２：日本アエロジル社製）０．５重量％を添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、比較用トナー（マゼンタ、シアン、イエロー）を作製した。
実施例１におけると同様にしてこのトナーを用い、二成分現像剤を調製した。
【００２５】
実施例２
実施例１におけると同様にして得られた各色のトナー粒子に、平均粒子径５０ｎｍのシリカをジメチルシリコーンオイル１０重量％で処理したもの（液体として存在するシリコーンオイル量は５重量％）１重量％を添加し、ヘンシェルミキサーで数十分間混合して、トナー（マゼンタ、シアン、イエロー）を得た。このトナーにおけるシリコーンオイルの被覆量は、トナー粒子に対して０．０５重量％であった。
実施例１におけると同様にしてこのトナーを用い、二成分現像剤を調製した。
【００２６】
上記実施例１および２および比較例１の二成分現像剤を、フルカラー複写機（Ａ  Ｃｏｌｏｒ９３５（富士ゼロックス社製）の中間転写体改造マシン）に入れ、ハーフトーン中に２４ポイントのシアン、マゼンタ、イエローからなる黒文字画像を作製し、文字回り抜けおよび文字の中抜けを評価した。実施例１および２の現像剤の場合は、文字回り抜けおよび文字の中抜けは発生しなかった。これに対して、比較例１の現像剤を用いた場合には、文字回り抜けが発生した。
【００２７】
さらにこれらの実施例および比較例の現像剤を用いて形成された両面に画像のあるハードコピーを１万枚づつ重ね合わせ、６０℃５０％ＲＨの条件で保管テストを実施した。比較例の現像剤を用いた場合には、下層部のハードコピー同士が接着した。これに対して、実施例１および２の現像剤を用いた場合には、保管性に何ら問題は発生しなかった。この現象はトナー粒子表面に付着しているシリコーンオイルの作用によると推測される。
【００２８】
比較例２
０．０１重量部のジメチルシリコーンオイル（粘度７００ｃｐ）を使用した以外は、実施例１と同様にして各色のトナーを得た。しかしながら、ジメチルシリコーンオイルを添加した際にトナー粒子の凝集が発生し、シリカを添加しても凝集物が残り、粉体流動性の低下がみられ、現像剤として使用することができなかった。
【００２９】
実施例３
粘度が４０ｃｐのジメチルシリコーンオイルおよび粘度が３００ｃｐのジメチルシリコーンオイルを使用して、実施例１と同様にして各色のトナーおよび現像剤を調製した。
これらの現像剤を、フルカラー複写機（Ａ−Ｃｏｌｏｒ９３５、富士ゼロックス社製）の中間転写体改造マシンに入れ、実施例１および比較例１と同様の評価を実施した。
【００３０】
粘度が４０ｃｐのものを使用した場合には、文字の中抜けおよび文字回り抜けに関しては、実施例１の場合と同様に良好な結果が得られた。しかしながら、その現像剤で１か月後に同様の評価を行ったところ、文字回り抜けに関しては良好な結果が得られたが、部分的な文字の中抜けが若干みられた。これは、ジメチルシリコーンオイルに含まれる揮発成分が蒸発したため、機能が低下したものと考えられる。
【００３１】
また、粘度が３００ｃｐのものを使用した場合には、文字の中抜けおよび文字回り抜けに関しては、実施例１の場合と同様に良好であった。しかしながら、ハーフトーン部の粒状性が低下した。これは、トナー作製時にジメチルシリコーンオイルの粘度が高いため、部分的なソフトブロッキングが発生したものと推定される。この現像剤をさらにＶブレンダーで撹拌混合したところ、ハーフトーン部の粒状性が良好となり、さらに文字の中抜けおよび文字回り抜けは未発生であった。このことから、シリコーンオイルの粘度が高い場合には、製造性が若干低下することが分かる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に用いる熱定着用現像剤は、上記のようにトナー粒子表面が粘度１乃至５００センチポイズの範囲のシリコーンオイルで被覆されているから、これを中間転写体を使用する多色画像形成方法、特に中間体転写方式と転写ロール方式を組み合わせたシステムに使用して多色画像を形成する場合、良好な転写性能を示し、文字回り抜けおよび文字の中抜けのない優れた画質の多色複写画像を得ることができる。また、形成された複写画像は、画像表面に上記シリコーンオイルが露出しているため、重ね合わせて保管した際に、他の転写材にトナー画像が付着するという問題が生じることもなく、優れた保管性を示す。したがって本発明の熱定着用現像剤を使用する多色画像形成方法によれば、保管性に優れた鮮明な多色画質の複写画像を形成することが可能である。