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技術 非接触加熱定着を用いた画像形成方法と画像形成装置

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 茂谷ひとみ石川美知昭白石雅晴内野泰子助野幹彦
出願日 2009年6月26日 (12年0ヶ月経過) 出願番号 2009-152248
公開日 2010年2月25日 (11年4ヶ月経過) 公開番号 2010-044369
状態 拒絶査定
技術分野 電子写真における現像剤 電子写真における定着 電子写真における現像剤
主要キーワード 粒子分離機 接触画像 研磨微粒子 ジッピング 限度見本 非接触加熱 ウェット状態 定着力
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年2月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

解決手段

少なくとも樹脂着色剤離型剤を含有するトナーにより形成された画像を非接触加熱定着により定着する画像形成方法において、該離型剤が下記一般式で表されるエステルワックスであることを特徴とする画像形成方法。 R1−(OCO−R2)n (R1、R2は炭化水素基、n=1〜4)

概要

背景

電子写真プロセス等の静電潜像現像法で用いられている熱定着方法は、熱ロール定着などをトナー画像圧接し、熱と圧力を加えて熱伝導により定着する接触加熱定着、圧接することなく熱放射にて加熱定着するオーブン定着フラッシュ定着など非接触加熱定着の二つに大別される。

現在、電子写真プロセスを用いた複写機プリンターの多くは熱効率が良いなどの理由から、接触式の加熱定着が広く採用されている。しかし、近年適用例が増えてきた軽印刷分野等の高画質高速両面画像形成が要求される領域では、非接触加熱定着が主流となっている(例えば特許文献1参照)。

しかしながら、非接触定着では仕上がり画像を折り曲げた際の画像の定着強度を示す折り定着性が良好であっても、特に高温多湿高圧状態印刷物を重ねた際に、画像部樹脂溶融しもう片方紙面に付着し、引き剥がした際に画像欠損が生じるドキュメントオフセットが問題となっている。

概要

非接触加熱定着方式により定着し、仕上がり画像の耐ドキュメントオフセット性に優れた画像形成方法及び画像形成装置を提供することである。少なくとも樹脂と着色剤離型剤を含有するトナーにより形成された画像を非接触加熱定着により定着する画像形成方法において、該離型剤が下記一般式で表されるエステルワックスであることを特徴とする画像形成方法。 R1−(OCO−R2)n (R1、R2は炭化水素基、n=1〜4)なし

目的

本発明は、非接触加熱定着方式により定着し、仕上がり画像の耐ドキュメントオフセット性に優れた画像形成方法及び画像形成装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

少なくとも樹脂着色剤離型剤を含有するトナーにより形成された画像を非接触加熱定着により定着する画像形成方法において、該離型剤が下記一般式で表されるエステルワックスであることを特徴とする画像形成方法。R1−(OCO−R2)n(R1、R2は炭化水素基、n=1〜4)

請求項2

前記エステルワックスがトナー100質量部に対し1〜20質量部含有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。

請求項3

前記トナーが、少なくとも樹脂微粒子凝集融着させて製造されることを特徴とする請求項1又は2記載の画像形成方法。

請求項4

請求項1〜3のいずれか1項記載の画像形成方法を用い、未定着トナー像を1.5m/秒以上で搬送しながら非接触加熱定着することを特徴とする画像形成装置

技術分野

0001

本発明は、非接触加熱定着を用いた画像形成方法画像形成装置に関するものである。

背景技術

0002

電子写真プロセス等の静電潜像現像法で用いられている熱定着方法は、熱ロール定着などをトナー画像圧接し、熱と圧力を加えて熱伝導により定着する接触加熱定着、圧接することなく熱放射にて加熱定着するオーブン定着フラッシュ定着など非接触加熱定着の二つに大別される。

0003

現在、電子写真プロセスを用いた複写機プリンターの多くは熱効率が良いなどの理由から、接触式の加熱定着が広く採用されている。しかし、近年適用例が増えてきた軽印刷分野等の高画質高速両面画像形成が要求される領域では、非接触加熱定着が主流となっている(例えば特許文献1参照)。

0004

しかしながら、非接触定着では仕上がり画像を折り曲げた際の画像の定着強度を示す折り定着性が良好であっても、特に高温多湿高圧状態印刷物を重ねた際に、画像部樹脂溶融しもう片方紙面に付着し、引き剥がした際に画像欠損が生じるドキュメントオフセットが問題となっている。

先行技術

0005

特開2006−267215号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、非接触加熱定着方式により定着し、仕上がり画像の耐ドキュメントオフセット性に優れた画像形成方法及び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

本発明者が鋭意検討して結果、本発明の目的は、下記構成を採ることにより達成されることがわかった。

0008

(1)
少なくとも樹脂と着色剤離型剤を含有するトナーにより形成された画像を非接触加熱定着により定着する画像形成方法において、該離型剤が下記一般式で表されるエステルワックスであることを特徴とする画像形成方法。

0009

R1−(OCO−R2)n (R1、R2は炭化水素基、n=1〜4)
(2)
前記エステルワックスがトナー100質量部に対し1〜20質量部含有することを特徴とする(1)に記載の画像形成方法。

0010

(3)
前記トナーが、少なくとも樹脂微粒子凝集融着させて製造されることを特徴とする(1)又は(2)記載の画像形成方法。

0011

(4)
(1)〜(3)のいずれか1項記載の画像形成方法を用い、未定着トナー像を1.5m/秒以上で搬送しながら非接触加熱定着することを特徴とする画像形成装置。

発明の効果

0012

本発明により、非接触加熱定着方式により定着し、仕上がり画像の耐ドキュメントオフセット性に優れた画像形成方法及び画像形成装置を提供することが出来る。

図面の簡単な説明

0013

本発明の画像形成方法に用いられる画像形成装置の一例を示す構成断面図。
本発明に用いられる定着装置の一例を示す構成断面図。

0014

本発明の如く、非接触加熱定着方式により定着する場合には、1.5m/秒以上の画像形成された未定着トナー像を定着することが可能であり、(上限は恐らく6.0m/秒程度)これは、300枚/分・A4版以上のスピードでの画像形成が可能であることを示している。

0015

非接触加熱定着ではトナー層定着圧力がかからないので精細な画像の出力が可能となる。その一方、定着圧力がかからないため接触加熱定着よりも定着性が不利であり、また定着表面に凹凸が発生することによりドキュメントオフセットが発生しやすくなる。

0016

接触加熱定着において加熱部材へのトナーオフセットを防止するための離型剤は不要である、そればかりでなく、離型剤はトナー樹脂より融点が低く、トナー層表面に介在するため、記録紙へのトナー像の定着性を弱める働きをすると考えられてきた。非接触加熱定着方式により定着する場合にはむしろ有害な働きをする可能性が高いとされ、事実、通常の離型剤を用いると、トナー画像の耐ドキュメントオフセット性の改善は殆ど成されない。

0017

しかしながら、本発明の如く、トナーの離型剤にエステルワックスを用いると、予想に反して、ドキュメントオフセットを防止することが出来、本発明の目的を達成することが出来る。その理由については、下記の如く推測される。

0018

トナー画像を定着時に、加熱によりトナーが溶融した際、特にエステルワックスはシャーメルトで低粘度の融解特性を有するため、高速での画像形成においても他の離型剤より表面に配向する傾向が強く、画像表面が平滑となる。これにより画像を重ねた際に画像接触部が高温高湿下においても分離性の高いワックスで保護されるため、ドキュメントオフセットを防止することができる。

0019

エステルワックスR1−(OCO−R2)n
(R1、R2は炭化水素基、n=1〜4)
好ましくはnが2〜4、さらに好ましくは3〜4、特に好ましくは4である。

0020

R1は炭素数1〜40、好ましくは1〜20、さらに好ましくは2〜5であり、R2は炭素数1〜40、好ましくは16〜20、さらに好ましくは18〜26である。

0021

エステルワックスの添加量はトナー100質量部に対し1〜20質量部が好ましく、3〜15質量部が特に好ましい。

0022

具体的には、下記の如き構造の化合物を挙げることができる。

0023

0024

0025

〔トナーの製造方法〕
本発明のトナーの製造方法としては、乳化会合法によるトナー製法が好ましく用いられる。特に、ミニエマルジョン重合粒子乳化重合によって多段重合構成とした樹脂粒子を、会合(凝集/融着)したトナー製法が好ましい。

0026

次に、ミニエマルジョン重合会合法によるトナーの製造方法の一例について詳細に説明する。このトナーの製造方法では、以下の工程を経て製造される。
(1)離型剤をラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解/分散工程
(2)離型剤を溶解/分散させた重合性単量体溶液水系媒体中で液滴化し、ミニエマルジョン重合して樹脂粒子の分散液を調製する重合工程
(3)水系媒体中で樹脂粒子を会合させて会合粒子を得る凝集・融着工程
(4)会合粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整しトナー母体粒子とする熟成工程
(5)トナー母体の分散液を冷却する冷却工程
(6)冷却されたトナー母体の分散液から当該トナー母体を固液分離し、当該トナー母体から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(7)洗浄処理されたトナー母体を乾燥する乾燥工程
(8)乾燥処理されたトナー母体に外添剤を添加する工程
以下、各工程について説明する。

0027

(1)溶解/分散工程
この工程は、ラジカル重合性単量体に離型剤を溶解或いは分散させて、当該離型剤のラジカル重合性単量体溶液を調製する工程である。

0028

(2)重合工程
この重合工程の好適な一例においては、界面活性剤を含有した水系媒体中に、前記離型剤を溶解或いは分散したラジカル重合性単量体溶液を添加し、機械的エネルギーを加えて液滴を形成させ、次いで水溶性ラジカル重合開始剤からのラジカルにより当該液滴中において重合反応を進行させる。尚、前記水系媒体中に、核粒子として樹脂粒子を添加しておいても良い。

0029

この重合工程により、離型剤と結着樹脂とを含有する樹脂粒子が得られる。かかる樹脂粒子は、着色された粒子であってもよく、着色されていない粒子であってもよい。着色された樹脂粒子は、着色剤を含有する単量体組成物重合処理することにより得られる。また、着色されていない樹脂粒子を使用する場合には、後述する凝集工程において、樹脂粒子の分散液に、着色剤粒子の分散液を添加し、樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させることで着色粒子とすることができる。

0030

(3)凝集・融着工程
凝集工程は、重合工程により得られた樹脂粒子(着色または非着色の樹脂粒子)と必要により着色剤粒子を用いて着色粒子を形成する工程である。また、当該凝集工程においては、樹脂粒子や着色剤粒子とともに、離型剤粒子荷電制御剤などの内添剤粒子なども凝集させることができる。

0031

着色剤粒子は、着色剤を水系媒体中に分散することにより調製することができる。着色剤の分散処理は、水中で界面活性剤濃度臨界ミセル濃度CMC)以上にした状態で行われる。着色剤の分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは超音波分散機機械ホモジナイザーマントンゴーリン圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマミルダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。

0032

尚、着色剤粒子は表面改質されていてもよい。着色剤の表面改質法は、溶媒中に着色剤を分散させ、その分散液中表面改質剤を添加し、この系を昇温することにより反応させる。反応終了後、着色剤を濾別し、同一の溶媒で洗浄濾過を繰り返した後、乾燥することにより、表面改質剤で処理された着色剤(顔料)が得られる。

0033

好ましい凝集方法は、樹脂粒子と着色剤粒子とが存在している水中に、アルカリ金属塩アルカリ土類金属塩等からなる塩析剤臨界凝集濃度以上の凝集剤として添加し、次いで、前記樹脂粒子のガラス転移点以上で凝集を行う方法である。

0034

(4)熟成工程
熟成は、熱エネルギー(加熱)により行う方法が好ましい。

0035

具体的には、会合粒子を含む液を、加熱撹拌することにより、会合粒子の形状を所望の円形度になるまで、加熱温度撹拌速度、加熱時間により調整し、トナー母体粒子とするものである。

0036

(5)冷却工程
この工程は、前記トナー母体の分散液を冷却処理急冷処理)する工程である。冷却処理条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。

0037

(6)洗浄工程
この固液分離・洗浄工程では、上記の工程で所定温度まで冷却されたトナー母体の分散液から当該トナー母体を固液分離する固液分離処理と、固液分離されたトナーケーキウェット状態にあるトナー母体をケーキ状に凝集させた集合物)から界面活性剤や塩析剤などの付着物を除去する洗浄処理とが施される。

0038

洗浄処理は、濾液電気伝導度が10μS/cmになるまで水洗浄する。濾過処理方法としては、遠心分離法ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法などがあり、特に限定されるものではない。

0039

(7)乾燥工程
この工程は、洗浄処理されたトナーケーキを乾燥処理し、乾燥されたトナー母体を得る工程である。この工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー真空凍結乾燥機減圧乾燥機などを挙げることができ、静置乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機回転式乾燥機撹拌式乾燥機などを使用することが好ましい。乾燥された着色粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、更に好ましくは2質量%以下とされる。

0040

尚、乾燥処理された着色粒子同士が、弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体解砕処理してもよい。ここに、解砕処理装置としては、ジェットミルヘンシェルミキサーコーヒーミルフードプロセッサー等の機械式解砕装置を使用することができる。

0041

(8)外添処理工程
この工程は、乾燥されたトナー母体に必要に応じ外添剤を混合し、トナーを作製する工程である。

0042

外添剤の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置を使用することができる。

0043

〔結着樹脂〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子粉砕法、溶解懸濁法などによって製造される場合には、トナーを構成する結着樹脂として、スチレン系樹脂、(メタアクリル系樹脂スチレン−(メタ)アクリル系共重合体樹脂オレフィン系樹脂などのビニル系樹脂ポリエステル系樹脂ポリアミド系樹脂カーボネート樹脂、ポリエーテルポリ酢酸ビニル系樹脂ポリスルフオンエポキシ樹脂ポリウレタン樹脂尿素樹脂などの公知の種々の樹脂を用いることができる。これらは1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。

0044

また、本発明のトナーを構成するトナー粒子が懸濁重合法、ミニエマルジョン重合凝集法乳化重合凝集法などによって製造される場合には、トナーを構成する各樹脂を得るための重合性単量体として、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンなどのスチレンあるいはスチレンスチレン誘導体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−ブチルメタクリル酸イソプロピルメタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシルメタクリル酸ステアリルメタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどのメタクリル酸エステル誘導体アクリル酸メチルアクリル酸エチルアクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシルアクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリルアクリル酸フェニルなどのアクリル酸エステル誘導体エチレンプロピレンイソブチレンなどのオレフィン類塩化ビニル塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニル類;プロピオン酸ビニル酢酸ビニルベンゾエ酸ビニルなどのビニルエステル類ビニルメチルエーテルビニルエチルエーテルなどのビニルエーテル類;ビニルメチルケトンビニルエルケトン、ビニルヘキシルケトンなどのビニルケトン類N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンなどのN−ビニル化合物類;ビニルナフタレンビニルピリジンなどのビニル化合物類;アクリロニトリルメタクリロニトリルアクリルアミドなどのアクリル酸またはメタクリル酸誘導体などのビニル系単量体を挙げることができる。これらのビニル系単量体は、1種または2種以上を組み合わせて使用することができる。

0045

また、重合性単量体としてイオン性解離基を有するものを組み合わせて用いることが好ましい。イオン性解離基を有する重合性単量体は、例えばカルボキシル基スルフォン酸基リン酸基などの置換基構成基として有するものであって、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸イタコン酸ケイ皮酸フマール酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、スチレンスルフォン酸アリスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、3−クロロ−2−アシッドホスホオキシプロピルメタクリレートなどが挙げられる。

0047

〔界面活性剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子を懸濁重合法、ミニエマルジョン重合凝集法または乳化重合凝集法によって製造する場合に、結着樹脂を得るために使用する界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、スルホン酸塩ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムアリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム)、硫酸エステル塩ドデシル硫酸ナトリウムテトラデシル硫酸ナトリウムペンタデシル硫酸ナトリウムオクチル硫酸ナトリウムなど)、脂肪酸塩オレイン酸ナトリウムラウリン酸ナトリウムカプリン酸ナトリウムカプリル酸ナトリウムカプロン酸ナトリウムステアリン酸カリウムオレイン酸カルシウムなど)などのイオン性界面活性剤を好適なものとして例示することができる。また、ポリエチレンオキサイドポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコール高級脂肪酸とのエステルアルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールとのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドとのエステル、ソルビタンエステルなどのノニオン性界面活性剤も使用することができる。これらの界面活性剤はトナーを乳化重合法によって得る場合に乳化剤として使用されるが、他の工程または使用目的で使用してもよい。

0048

重合開始剤
本発明のトナーを構成するトナー粒子を懸濁重合法、ミニエマルジョン重合凝集法または乳化重合凝集法によって製造する場合に、結着樹脂はラジカル重合開始剤を用いて重合することができる。

0049

懸濁重合法を用いる場合においては油溶性ラジカル重合開始剤を用いることができ、油溶性重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイドメチルエチルケトンペルオキサイドジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイドジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシルプロパントリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジンなどの過酸化物系重合開始剤や過酸化物を側鎖に有する高分子開始剤などを挙げることができる。

0050

また、ミニエマルジョン重合凝集法または乳化重合凝集法を用いる場合においては水溶性ラジカル重合開始剤を使用することができ、水溶性ラジカル重合開始剤としては、過硫酸カリウム過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシア吉草酸およびその塩、過酸化水素などを挙げることができる。

0051

連鎖移動剤
本発明のトナーを構成するトナー粒子を懸濁重合法、ミニエマルジョン重合凝集法または乳化重合凝集法によって製造する場合に、結着樹脂の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。

0052

連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく、例えばn−オクチルメルカプタン、n−デシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステルターピノーレン、四臭化炭素およびα−メチルスチレンダイマーなどが使用される。

0053

〔着色剤〕
本発明のトナーを構成する着色剤としては、公知の無機または有機着色剤を使用することができる。以下に、具体的な着色剤を示す。

0055

また、マゼンタもしくはレッド用の着色剤としては、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48;1、C.I.ピグメントレッド53;1、C.I.ピグメントレッド57;1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド222などが挙げられる。

0056

また、オレンジもしくはイエロー用の着色剤としては、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138などが挙げられる。

0057

また、グリーンもしくはシアン用の着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15;2、C.I.ピグメントブルー15;3、C.I.ピグメントブルー15;4、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66、C.I.ピグメントグリーン7などが挙げられる。

0058

以上の着色剤は、単独でまたは2種類以上を組み合わせて用いることができる。

0059

また、着色剤の添加量はトナー全体に対して1〜30質量%、好ましくは2〜20質量%の範囲とされる。

0060

着色剤としては、表面改質されたものを使用することもできる。その表面改質剤としては、従来公知のものを使用することができ、具体的にはシランカップリング剤チタンカップリング剤アルミニウムカップリング剤などが好ましく用いることができる。

0061

〔凝集剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子をミニエマルジョン重合凝集法または乳化重合凝集法によって製造する場合に、結着樹脂を得るために使用する凝集剤としては、例えばアルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩を挙げることができる。凝集剤を構成するアルカリ金属としては、リチウム、カリウム、ナトリウムなどが挙げられ、凝集剤を構成するアルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムバリウムなどが挙げられる。これらのうち、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが好ましい。前記アルカリ金属またはアルカリ土類金属の対イオン(塩を構成する陰イオン)としては、塩化物イオン臭化物イオンヨウ化物イオン炭酸イオン硫酸イオンなどが挙げられる。

0062

〔荷電制御剤〕
本発明のトナーを構成するトナー粒子中には、必要に応じて荷電制御剤が含有されていてもよい。荷電制御剤としては、公知の種々の化合物を用いることができる。

0063

〔トナー粒子の粒径
本発明のトナーの粒径は、個数平均粒径で3〜8μmのものが好ましい。この粒径は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、上述したトナーの製造方法において、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組成によって制御することができる。

0064

個数平均粒径が3〜8μmであることにより、細線再現性や、写真画像高画質化が達成できると共に、トナーの消費量を大粒径トナーを用いた場合に比して削減することができる。

0065

〔トナー粒子の平均円形度
本発明のトナーは、このトナーを構成する個々のトナー粒子について、転写効率の向上の観点から、下記式(3)で示される平均円形度が0.930〜1.000であることが好ましく、より好ましくは0.950〜0.995である。

0066

式(3);平均円形度=円相当径から求めた円の周囲長粒子投影像の周囲長
〔外添剤〕
本発明のトナーには、流動性帯電性の改良およびクリーニング性の向上などの目的で、いわゆる外添剤を添加して使用することができる。これら外添剤としては特に限定されるものではなく、種々の無機微粒子有機微粒子及び滑剤を使用することができる。

0067

この無機微粒子としては、シリカチタニアアルミナなどの無機酸化物粒子を使用することが好ましく、さらに、これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤などによって疎水化処理されていることが好ましい。また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形のものを使用することができる。この有機微粒子としては、ポリスチレンポリメチルメタクリレート、スチレン−メチルメタクリレート共重合体などの重合体を使用することができる。

0068

これらの外添剤の添加割合は、トナーにおいて0.1〜5.0質量%、好ましくは0.5〜4.0質量%となる割合である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。

0069

現像剤〕
本発明のトナーは、磁性または非磁性一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。本発明のトナーを一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤、あるいはトナー中に0.1〜0.5μm程度の磁性粒子を含有させて磁性一成分現像剤としたものが挙げられ、いずれも使用することができる。また、本発明のトナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる樹脂分散型キャリアなど用いてもよい。

0070

コートキャリアを構成する被覆樹脂としては、特に限定はないが、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂エステル樹脂フッ素含有重合体系樹脂などが挙げられる。また、樹脂分散型キャリアを構成する樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えばスチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂フッ素樹脂フェノール樹脂などを使用することができる。

0071

好ましいキャリアとしては、外添剤の離脱防止や耐久性の観点から、被覆樹脂としてスチレン−アクリル系樹脂系樹脂で被覆したコートキャリアを挙げられる。

0072

キャリアの体積平均粒径としては20〜100μmであることが好ましく、更に好ましくは25〜80μmとされる。キャリアの体積平均粒径は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。

0073

〔画像形成方法及び画像形成装置〕
本発明のトナーは、特に、トナー像が形成された転写材を、接触加熱方式の定着装置において定着させる画像形成方法に好適に使用することができる。

0074

図1は、本発明のトナーによる画像形成方法に用いられる画像形成装置の一例を示す説明図である。

0075

この画像形成装置は、4組の画像形成ユニット100Y、100M、100C、100Bkが中間転写体である中間ベルト14aに沿って設けられた構成のタンデム方式カラー画像形成装置である。

0076

各画像形成ユニット100Y、100M、100C、100Bkは、円筒状の基体外周面上に導電層および有機感光体(OPC)よりなる光導電体層が形成されたものであって、図示しない駆動源からの動力により、あるいは中間ベルト14aに従動し、導電層が接地された状態で反時計方向に回転される感光体ドラム10Y、10M、10C、10Bkと、スコロトロン帯電器よりなる、感光体ドラム10Y、10M、10C、10Bkの移動方向に対して直交する方向に配設されてトナーと同極性のコロナ放電によって、当該感光体ドラム10Y、10M、10C、10Bkの表面に一様な電位を与える帯電手段11Y、11M、11C、11Bkと、例えばポリゴンミラーなどによって感光体ドラム10Y、10M、10C、10Bkの回転軸と平行に走査を行い、一様に帯電された感光体ドラム10Y、10M、10C、10Bkの表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより潜像を形成させる露光手段12Y、12M、12C、12Bkと、回転する現像スリーブ131Y、131M、131C、131Bkを備え、この上に保持されたトナーを感光体ドラム10Y、10M、10C、10Bkの表面に搬送する現像手段13Y、13M、13C、13Bkとを有する構成とされている。

0077

ここで、画像形成ユニット100Yによれば黄色のトナー像が形成され、画像形成ユニット100Mによればマゼンタ色のトナー像が形成され、画像形成ユニット100Cによればシアン色のトナー像が形成され、画像形成ユニット100Bkによれば黒色のトナー像が形成される。

0078

このような画像形成装置においては、各画像形成ユニット100Y、100M、100C、100Bkの感光体ドラム10Y、10M、10C、10Bk上に形成された各色のトナー像が、タイミングを合わせて搬送される転写材P上に転写手段14Y、14M、14C、14Bkにより順次転写して重ね合わせられることにより、カラートナー像が形成され、2次転写手段14bにおいて転写材P上に一括して転写され、分離手段16によって中間ベルト14aから分離されて定着装置17において定着され、最終的に、排出口18から機外に排出される。

0079

〔定着装置〕
以上の画像形成方法に使用される定着方法としては、いわゆる非接触加熱方式の各定着装置を挙げることができる。例えば、図2は、本発明のトナーが使用される画像形成装置における定着装置の構成の一例を示す断面図である。

0080

この定着装置17は、隔壁4に囲まれ、スリット状の記録紙(転写材)搬入口5と搬出口6を有し、内部にはヒーター3を配した構成となっている。記録紙を搬送するためのウエブ1が記録紙搬送口5と搬出口6を貫いて移動し、非接触状態に配置されたヒーター3により加熱され、記録紙P上に形成されているトナー像Tは記録紙に定着される。

0081

即ち、本発明で用いられる定着装置は、従来広く用いられていた熱ローラ或いは熱ベルトに記録紙を挟み込んで伝導により熱を伝えるものではなく、熱源から放射される熱により定着する定着装置である。

0082

先にも述べた通り、熱ローラ等で接触加熱する場合は、基本的には伝達の効率はよいが、その為には熱ローラと記録紙の接触は確実に保つ必要があり、もし、それが出来ない場合は定着不良となる。しかし、極めて高速でトナー画像を定着しようとすると、搬送速度を極めて早くする必要があるから、適正に定着される時間熱ローラで記録紙を挟み込んでいることは困難になってくる。一方、あまりに高温の熱ローラにてニップすれば、トナーが熱ローラ上にオフセットすることになる。

0083

これとは逆に非接触加熱では、熱ローラと記録紙は接触していないから、高速で搬送すること、熱源のパワーを上げることによりその間にトナーを定着するに必要な熱量を与えることは可能である。しかし、圧力を加えられて記録紙にトナーが押し付けられる定着法ではないから、熱定着後のトナー像の定着力はどうしても弱くなるという問題が生じる。

0084

次に、本発明の構成と効果を代表的な実施態様を用いてさらに説明する。しかし、無論本発明の構成は、これら具体的構成に限定されるものではない。

0085

実施例1
着色剤微粒子の製造
アニオン系界面活性剤59.0gをイオン交換水1600mlに撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、着色剤を添加し、次いで、分散装置「SCミル」(三井鉱山(株)製)を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子の分散液を調整した。この着色剤分散液における着色剤微粒子の体積平均粒子径を動的光散乱粒度分析計マイクロトラックUPA150」(日機装(株)製)を用いて測定したところ、150nmであった。

0086

多段樹脂微粒子の製造
第一段重合
撹拌装置温度センサー冷却管窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8gをイオン交換水3Lを仕込み窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解させたものを添加し、再度液温80℃とし、下記単量体混合液1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「樹脂粒子(1H)」とする。

0087

スチレン480g
n−ブチルアクリレート250g
メタクリル酸68.0g
n−オクチルメルカプタン16.0g
二段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5L(リットル)の反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム7gをイオン交換水800mlに溶解させた溶液を仕込み、98℃に加熱後、前記樹脂粒子(1H)を260gと、下記単量体溶液を90℃にて溶解させた溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機CLEARMIX(エムテクニック(株)製)により、1時間混合分散させ、乳化粒子油滴)を含む分散液を調製した。

0088

スチレン245g
n−ブチルアクリレート120g
n−オクチルメルカプタン1.5g
エステルワックスA(融点70℃) 190g
(具体的化合物例No.4))
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム6gをイオン交換水200mlに溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を82℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子を得た。これを「樹脂粒子(1HM)」とする。

0089

三段重合
さらに、過硫酸カリウム11gをイオン交換水400mlに溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下に、
スチレン435g
n−ブチルアクリレート130g
メタクリル酸33g
n−オクチルメルカプタン8g
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し樹脂粒子を得た。これを「樹脂粒子A−1」とする。

0090

単層樹脂粒子Bの製造
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム2.3gをイオン交換水3Lを仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解させたものを添加し、再度液温80℃とし、下記単量体混合液を1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「樹脂粒子B−1」とする。

0091

スチレン520g
n−ブチルアクリレート210g
メタクリル酸68.0g
n−オクチルメルカプタン16.0g
凝集・融着工程
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、樹脂粒子A−1を固形分換算で300gと、イオン交換水1400gと、「着色剤分散液1」120gと、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム3gをイオン交換水120mlに溶解させた溶液を仕込み、液温を30℃に調整した後、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。次いで、塩化マグネシウム35gをイオン交換水35mlに溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて90℃まで昇温し、90℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。

0092

この状態で、「コールターマルチサイザー3」にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準におけるメディアン径が3.1μmになった時点で、樹脂粒子B−1を固形分換算で45g添加し、さらに粒子成長反応を継続させた。所望の粒子径になった時点で、塩化ナトリウム150gをイオン交換水600mlに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、さらに、融着工程として液温度90℃にて加熱撹拌することにより、FPIA−2100による測定で円形度0.965になるまで、粒子間の融着を進行させた。その後、液温30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを4.0に調整し、撹拌を停止した。

0093

洗浄・乾燥工程
凝集・融着工程にて生成した粒子分離機「MARKIII型式番号60×40」(本機械(株)製)で固液分離し、トナー母体粒子のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで45℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥してトナー用母体粒子を作製した。

0094

トナー粒子の作製
上記で得られたトナー母体粒子に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm)を1.2質量%および疎水性チタニア(数平均一次粒子径=20nm)を0.6質量%、研磨微粒子を1.0質量%添加し、ヘンシェルミキサーにより混合してトナーを作製した。

0095

性能評価
ドキュメントオフセット性
ドキュメントオフセット評価は定着画像を画像部と非画像部及び画像部とが重なるように向かい合わせて重ね、重ねた部分に対して80g/cm2相当になるように重りを載せ、60℃湿度50%の恒温恒湿槽で3日間放置した。放置後、重ねた2枚の定着像の画像欠損を以下に示す基準にて評価した。評価結果は表に示した。

0096

◎:トナー移行による画像不良、画像間の軽微な貼り付きもなく全く問題ない。

0097

○:重ねた画像を離す際にジッピング音がするが、画像不良はなく、問題のない状態。

0098

△:重ねた画像を離す際に、双方の画像にグロスむらが発生するが、画像としての欠陥はほとんどない状態
×:非画像部への転写、接触画像間の移行による剥がれ等が認められ、実用上使用不可である。

0099

(定着性)
定着画像を折り機を用いベタ画像を折り、これに0.35MPaの空気を吹き付け、折り目限度見本を参照し5段階に評価した。

0100

ランク5:折り目に全く剥離無し
ランク4:折り目に従い一部剥離あり
ランク3:折り目に従い細い線状の剥離あり
ランク2:折り目に従い太い線状の剥離あり
ランク1:画像に大きな剥離あり
以上の評価結果を表に示す。

0101

以下実施例1と同様の手順でワックスを下記表のように添加し、トナーを作製、実施例1と同様に評価を行った。

0102

結果を実施例1と共に表1に示す。

0103

実施例

0104

エステルワックスA:具体的化合物例No.4)
エステルワックスB:具体的化合物例No.13)
エステルワックスC:具体的化合物例No.17)
発明内の実施例1〜8は何れの特性も良いが、本発明外の比較例1〜18は少なくとも何れかの特性に問題があることがわかる。

0105

1ウエブ
3ヒーター
4隔壁
5搬入口
6搬出口
10Y、10M、10C、10Bk感光体ドラム
11Y、11M、11C、11Bk帯電手段
12Y、12M、12C、12Bk露光手段
13Y、13M、13C、13Bk現像手段
131Y、131M、131C、131Bk現像スリーブ
14a中間ベルト
14Y、14M、14C、14Bk転写手段
14b 2次転写手段
16 分離手段
17定着装置
18 排出口
100Y、100M、100C、100Bk画像形成ユニット
Tトナー像
P転写材(記録紙)

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