JP4397038B2 - 静電荷像現像用トナー、現像剤、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
一方、耐熱保存性、低温定着を目的として、ウレア結合で変性されたポリエステルを使用することも知られているが(特許文献6参照)、特に表面が工夫されたものでなく、特により条件の厳しい環境帯電安定性の点で十分でなく、問題であった。
特に近年、省エネルギーや装置の小型化を目的として、ベルト状の伝熱媒体を用いた定着機構(以下、ベルト定着)が広く使われるようになってきている。
一方、定着機構としては、非特許文献1に於ける発表を始めとして、いくつかの検討が試みられている。
しかしながら、この様な、定着機構単独の検討・提案では、上述と同様の事由により、上記課題の根本的な解決にはなり得ない。
1)低温定着システムに対応し、十分な定着温度幅を有し、耐オフセット性、巻きつき性が良好でかつ、定着後の摩擦剥離強度が十分でかつ、十分な光沢を有しかつ、数万枚印字後でも定着装置および画像を汚染することのないトナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法を提供すること。
2)トナーの帯電能力が十分高く、帯電立ち上がり性も良好で、かつ数万枚画像を出力してもキャリア等へのトナースペントが少なく、高い帯電性、流動性を維持できかつ、地肌汚れ(かぶり)の少なく、かつ十分な画像濃度の画質が得られる、画像形成装置、画像形成方法を提供すること。
3)高温高湿、低温低湿環境における帯電安定性に優れた地肌汚れ(かぶり)の少ない画像を形成しかつ、トナーの機内中への飛散が少ない画像形成装置、画像形成方法を提供すること。
4)耐熱保存性、耐湿度保存性、耐ストレス保存性にすぐれ、画像形成システムとして高耐久、低メンテナンス性を兼ね備えた画像形成装置、画像形成方法を提供すること。
2000≦Mn≦7000、1.5≦Mw/Mn≦10
(ここで、Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量)
を示す静電荷像現像用トナーを用いることで、低温定着システムに対応し、十分な定着温度幅を有し、耐オフセット性、巻きつき性が良好でかつ、定着後の摩擦剥離強度が十分でかつ、十分な光沢を有しかつ、定着装置および画像を汚染することのないトナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法を提供できることを見いだした。
高架橋樹脂成分まで十分に溶解可能なHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)を用いることで、従来のTHF(テトラヒドロフラン)等の溶媒で評価できなかった高架橋成分(高分子量成分)までの正確な分子量分布評価を可能とした。この評価法に基づきトナー処方、製造工程を調整することで、低温定着システムに対応し、十分な定着温度幅を有し、耐オフセット性、巻きつき性が良好でかつ、定着後の摩擦剥離強度が十分でかつ、十分な光沢を有しかつ、数万枚印字後でも定着装置および画像を汚染することのないトナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法を提供するできることを見いだした。
Mnは2400以上12000以下であることが好ましく、5000以上10000以下であることがより好ましい。
また、Mwは7000以上30000以下であることが好ましく、9000以上20000以下であることがより好まい。
そして、上記のように、反応前の低分子量ポリエステルの分子量を高く、かつ熟成時間を十分与えることにより、従来のトナート比較して、得られるトナーはより高分子量側にシフトしており、これにより、特に数万枚印字後の定着装置および画像の汚染を防止することができる。
また、該トナーが、少なくとも変性ポリエステル樹脂を含む静電荷像現像用トナーであることにより、低温定着性と定着後の摩擦剥離強度を十分保持することが可能でより好ましい。
また、該トナーが、円形度SF−1値が100〜150、かつ円形度SF−2値が100〜140である静電荷像現像用トナーであることにより、さらなる熱伝導性の向上から短時間での低温定着性が確保できより好ましい。
また、前記トナーと磁性粒子からなるキャリアを含む二成分系の現像剤とすることで、低温定着性を確保しつつ、短時間での摩擦帯電で十分な立ち上がり性を確保することが可能で、トナー形状が破壊されることなく十分にシャープな帯電量分布が維持できてより好ましい。
(1) 少なくとも着色剤と樹脂とプレポリマーとを含むトナー組成物を溶解した有機溶媒の油滴を水系媒体中に分散させ、伸長反応および/または架橋反応により形成された粒子からなるトナーにおいて、該トナーのHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)溶解成分が以下の関係を示すことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
2000≦Mn≦7000、1.5≦Mw/Mn≦10
(ここで、Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量)
(2)前記トナーのHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)溶解成分が以下の関係を示すことを特徴とする上記(1)の静電荷像現像用トナー。
3000≦Mn≦7000、1.5≦Mw/Mn≦10
(ここで、Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量)
(3)前記トナーのHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)溶解成分における100,000以上の分子量成分が0.5%〜18%であることを特徴とする上記(1)、(2)の静電荷像現像用トナー。
(4)少なくともポリエステル樹脂を含むことを特徴とする上記(1)〜(3)の静電荷像現像用トナー。
(5)少なくとも変性ポリエステル樹脂を含むことを特徴とする上記(1)〜(4)の静電荷像現像用トナー。
(6)前記トナー粒子の平均円径度Eが0.90〜0.99であることを特徴とする上記(1)〜(5)の静電荷像現像用トナー。
(7)前記トナーの円形度SF−1値が101〜150、かつ円形度SF−2値が101〜140であることを特徴とする上記(1)〜(6)の静電荷像現像用トナー。
(8)前記トナー粒子の体積平均粒径Dvが2〜7μmであり、体積平均粒径Dvと個数平均粒径Dnの比Dv/Dnが1.25以下であることを特徴とする上記(1)〜(7)の静電荷像現像用トナー。
(9)少なくとも上記(1)〜(8)の静電荷像現像用トナーと磁性粒子からなるキャリアとを含むことを特徴とする二成分系の現像剤。
(10)静電荷像担持体上の静電荷像を静電荷像現像用現像剤により現像してトナー像を形成し、静電荷像担持体表面に転写材を介し転写手段を当接させ該トナー像を該転写材に静電転写する画像形成装置において、該現像剤が上記(9)の二成分系の現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
(11)画像形成装置の一部を構成し、着脱自在であるプロセスカ−トリッジであって、少なくとも静電荷像担持体と現像手段とが内部に一体的に支持されており、前記現像手段が上記(1)〜(8)の電子写真用トナーを使用することを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
(12)上記(10)の画像形成装置に用いて画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
(13)上記(1)〜(8)のトナーを用い、発熱体と、該発熱体により加熱される一つ以上の伝熱媒体、及び、該伝熱媒体の一つに記録媒体を圧接させる加圧部材とにより、記録媒体上のトナー像を加熱定着する定着方法を用いた画像形成方法において、該伝熱媒体の少なくとも一つは、ベルト状伝熱媒体であり、ベルト上に一定量のオイルを塗布させ又は塗布させずに使用するトナーの定着方法を含む画像形成方法。
(14)前記ベルト状伝熱媒体のベルトの厚さが10μm〜200μmであることを特徴とする上記(13)の画像形成方法。
1)低温定着システムに対応し、十分な定着温度幅を有し、耐オフセット性、巻きつき性が良好でかつ、定着後の摩擦剥離強度が十分でかつ、十分な光沢を有しかつ、数万枚印字後でも定着装置および画像を汚染することのないトナー、現像剤、画像形成装置、画像形成方法を提供できる。
2)トナーの帯電能力が十分高く、帯電立ち上がり性も良好で、かつ数万枚画像を出力してもキャリア等へのトナースペントが少なく、高い帯電性、流動性を維持できかつ、地肌汚れ(かぶり)の少なく、かつ十分な画像濃度の画質が得られる、画像形成装置、画像形成方法を提供できる。
3)高温高湿、低温低湿環境における帯電安定性に優れた地肌汚れ(かぶり)の少ない画像を形成しかつ、トナーの機内中への飛散が少ない画像形成装置、画像形成方法を提供できる。
4)耐熱保存性、耐湿度保存性、耐ストレス保存性にすぐれ、画像形成システムとして高耐久、低メンテナンス性を兼ね備えた画像形成装置、画像形成方法を提供できる。
本発明においてトナーの分子量分布はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により次の条件で測定される。
トナーのHFIP溶解GPCの測定条件は次の通りである。
1)装置;ウォーターズ社製 タイプ2695
2)溶媒;HFIP+10mM トリフルオロ酢酸ナトリウム
3)カラム;Shodex HFIP−LG+HFIP−806M×2本
4)温度;40℃
5)流速;0.8ml/min
6)試料;溶媒に溶解後0.45μmフィルターろ過後測定。濃度2mg/ml、注入量500μl
7)検出器;RI検出器(RI−8011)
ここで得られた分子量分布は2000≦Mn≦7000、1.5≦Mw/Mn≦10(Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量)であることが好ましく、低温定着性、ホットオフセット性より、2000≦Mn≦7000、1.5≦Mw/Mn≦10であることがより好ましく、3500≦Mn≦6500、4≦Mw/Mn≦9であることがさらに好ましい。また、100,000以上の分子量成分が0.5%〜18%、好ましくは1%〜10%、さらに好ましくは1%〜5%であることが定着後の摩擦剥離強度が十分でかつ、さらなる微量オフセット量が低減でき、数万枚印字後のでも定着装置および画像汚染が少ない定着システムとすることができより好ましい。
本発明におけるトナーは特定の形状と形状の分布を有することが重要であり、平均円形度Eが、0.90〜0.99であることが好ましい。上記範囲は熱伝導性の観点から短時間での低温定着性が確保できより好ましい。0.90以下で、球形からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、満足のいく転写性やチリのない高画質画像が得られない。また0.99を超える場合、完全な球となり、クリーニング性に不具合が出るため好ましくない。なお形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。
本発明に用いられる円形度である形状係数SF−1、SF−2は、日立製作所製FE−SEM(S−4200)により測定して得られたトナーのSEM像を300個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニレコ社製画像解析装置(Luzex AP)に導入し解析を行い、下式より算出し得られた値をSF−1、SF−2と定義した。SF−1、SF−2の値はLuzexにより求めた値が好ましいが、同様の解析結果が得られるのであれば特に上記FE−SEM装置、画像解析装置に限定されない。
SF−1=(L2/A)×(π/4)×100
SF−2=(P2/A)×(1/4π)×100
(ここで、L:トナーの絶対最大長、A:トナーの投影面積、P:トナーの最大周長)
真球であればいずれも100となり、100より値が大きくなるにつれて球形から不定形になる。また特にSF−1はトナー全体の形状(楕円や球等)を表し、SF−2は表面の凹凸程度を示す形状係数となる。
SF−1値は101〜150であり、より好ましくは101〜130である。
SF−2値は101〜140であり、より好ましくは101〜128である。
本発明のトナーの体積平均粒径(Dv)は 2〜7μmがより好ましく、個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)が1.25以下、好ましくは1.10〜1.25である乾式トナーにより、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性に優れ、更に二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。また、一成分現像剤として用いた場合において、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラーへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(攪拌)においても、良好で安定した現像性及び画像が得られた。
また、これらの現象は微粉の含有率が本発明の範囲より多いトナーにおいても同様である。
本発明において、ポリエステル樹脂として、以下に示す変性ポリエステル系樹脂が使用できる。例えばイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを用いることが出来る。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
(架橋剤及び伸長剤)
本発明において、架橋剤及び/又は伸長剤として、アミン類を用いることができる。アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)など
が挙げられる。
本発明においては、前記変性されたポリエステル(A)単独使用だけでなく、この(A)と共に、変性されていないポリエステル(C)をトナーバインダー成分として含有させることが重要である。(C)を併用することで、低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上する。(C)としては、前記(A)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも(A)と同様である。また、(C)は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
また、トナーバインダー、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。本発明で用いるワックスとしては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、酸化物微粒子の他に、無機微粒子や疎水化処理無機微粒子を併用することができるが、疎水化処理された一次粒子の平均粒径が1〜100nm、より好ましくは5nm〜70nmの無機微粒子を少なくとも1種類以上含むことがより望ましい。さらに疎水化処理された一次粒子の平均粒径が20nm以下の無機微粒子を少なくとも1種類以上含みかつ、30nm以上の無機微粒子を少なくとも1種類以上含むことがより望ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。
本発明では、必要に応じて樹脂微粒子も含有させることができる。使用される樹脂微粒子は、ガラス転移点(Tg)が40〜100℃であり、重量平均分子量が9千〜20万がより好ましく、前述したようにガラス転移点(Tg)が40℃未満、及び/又は重量平均分子量が9千未満の場合、トナーの保存性が悪化してしまい、保管時および現像機内でブロッキングを発生してしまう。ガラス転移点(Tg)が100℃以上、及び/又は重量平均分子量が20万以上の場合、樹脂微粒子が定着紙との接着性を阻害してしまい、定着下限温度が上がってしまう。
樹脂微粒子の残存率は、トナー粒子に起因せず樹脂微粒子に起因する物質を熱分解ガスクロマトグラフ質量分析計で分析し、そのピーク面積から算出し測定することができる。検出器としては、質量分析計が好ましいが、特に制限はない。
トナーバインダーは以下の方法などで製造することができる。ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで40〜140℃にて、これにポリイソシアネート(3)を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー(A)を得る。
(水系媒体中でのトナー製造法)
本発明に用いる水性相には、予め樹脂微粒子を添加しておく。水性相に用いる水は、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
商品名としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、(タイキン工莱社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また水に難溶の無機化合物分散剤としてリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いる事が出来る。
また有機溶媒を除去する方法として、ロータリーエバポレータ等でエアーを吹き込み除去させることが可能である。
その後、さらに熟成工程を入れることで、トナー内部の中空状態が制御でき、より好ましい。好ましくは30〜55℃(より好ましくは40〜50℃)で、5〜36時間(より好ましくは10〜24時間)で熟成させることがより好ましい。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
最後に無機微粒子等の外添剤とトナーをヘンシェルミキサー等で混合し、超音波篩い等で粗大粒子を除去して、最終的なトナーを得る。
本発明のトナーを2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、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、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
本発明では、中間転写体を用いることもできる。転写システムの中間転写体の1実施形態について説明する。図1は本実施形態に係る複写機の概略構成図である。像担持体としての感光体ドラム(以下、感光体という)10の回りには、帯電装置としての帯電ローラ20、露光装置30、クリーニングブレードを有するクリーニング装置60、除電装置としての除電ランプ70、現像装置40、中間転写体としての中間転写体50とが配設されている。該中間転写体50は、複数の懸架ローラ51によって懸架され、図示しないモータ等の駆動手段により矢印方向に無端状に走行するように構成されている。この該懸架ローラ51の一部は、中間転写体へ転写バイアスを供給する転写バイアスローラとしての役目を兼ねており、図示しない電源から所定の転写バイアス電圧が印加される。また、該中間転写体50のクリーニングブレードを有するクリーニング装置90も配設されている。また、該中間転写体50に対向し、最終転写材としての転写紙100に現像像を転写するための転写手段として転写ローラ80が配設され、該転写ローラ80は図示しない電源装置により転写バイアスを供給される。そして、上記中間転写体50の周りには、電荷付与手段としてのコロナ帯電器52が設けられている。
各現像ユニットの構成は共通であるので、以下の説明はBk現像ユニット50Bkについてのみ行ない、他の現像ユニット50Y、50M、50Cについては、図中でBk現像ユニット50Bkにおけるものと対応する部分に、該ユニットにおけるものに付した番号の後にY、M、Cを付すに止め説明は省略する。
なお、本実施形態に係る複写機の装置構成としては、図1に示すような装置構成以外にも、図2に示すような、各色の現像ユニット45を感光体10の回りに併設した装置構成であっても良い。
(1)ヤング率(引張弾性率)の高い材料を単層ベルトとして用いたものであり、PC(ポリカーボネイト)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、PAT(ポリアルキレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネイト)/PAT(ポリアルキレンテレフタレート)のブレンド材料、ETFE(エチレンテトラフロロエチレン共重合体)/PC、ETFE/PAT、PC/PATのブレンド材料、カーボンブラック分散の熱硬化性ポリイミドなど。これらヤング率の高い単層ベルトは画像形成時の応力に対する変形量が少なく、特にカラー画像形成時にレジズレを生じにくいとの利点を有している。
(1)回転する円筒形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法
(2)液体塗料を噴霧し膜を形成させるスプレイ塗工法
(3)円筒形の型を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法
(4)内型,外型の中に注入する注型法
(5)円筒形の型にコンパウンドを巻き付け,加硫研磨を行う方法
伸びを防止する芯体層を構成する材料としては、例えば、綿、絹、などの天然繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアセタール繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維などの合成繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ボロン繊維などの無機繊維、鉄繊維、銅繊維などの金属繊維からなる群より選ばれる1種あるいは2種以上からなる織布状あるいは糸状のものが使用できる。もちろん上記材料に限定されるものではない。
一方、織布は、メリヤス織り等どのような織り方の織布でも使用可能であり、もちろん交織した織布も使用可能であり当然導電処理を施すこともできる。
弾性層の厚さは、弾性層の硬度にもよるが、厚すぎると表面の伸縮が大きくなり表層に亀裂の発生しやすくなる。又,伸縮量が大きくなることから画像に伸びちじみが大きくなること等から厚すぎることは好ましくないが、およそ1mm以上とすることが好ましい。
本発明では、タンデム型カラー画像形成装置としても使用できる。タンデム型カラー画像形成装置の実施形態の一例について説明する。タンデム型の電子写真装置には、図3に示すように、各感光体1上の画像を転写装置2により、シート搬送ベルト3で搬送するシートsに順次転写する直接転写方式のものと、図4に示すように、各感光体1上の画像を1次転写装置2によりいったん中間転写体4に順次転写して後、その中間転写体4上の画像を2次転写装置5によりシートsに一括転写する間接転写方式のものとがある。転写装置5は転写搬送ベルトであるが、ローラ形状の方式もある。
これに対し、後者は、2次転写位置を比較的自由に設置することができる。
給紙装置6,および定着装置7をタンデム型画像形成装置Tと重ねて配置することができ、小型化が可能となる利点がある。
これに対し、後者は、シートsが撓むことができる十分な余裕をもって定着装置7を配置することができるから、定着装置7がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。
以上のようなことから、最近は、タンデム型電子写真装置の中の、特に間接転写方式のものが注目されてきている。
図5は、この発明の一実施の形態を示すもので、タンデム型間接転写方式の電子写真装置である。図中符号100は複写装置本体、200はそれを載せる給紙テーブル、300は複写装置本体100上に取り付けるスキャナ、400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。複写装置本体100には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10を設ける。
この図示例では、3つのなかで第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。
また、3つのなかで第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラックの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14・15・16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
ここで、レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが,シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
さて、上述したタンデム画像形成装置20において、個々の画像形成手段18は、詳しくは、例えば図6に示すように、ドラム状の感光体40のまわりに、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64などを備えてなる。
本発明の画像形成方法に使用する定着装置の一例を図7に示す。図7において2は金属製(アルミニウム、鉄等)芯金に弾性体(シリコンゴムなど)を被覆した定着ローラーであり、1は金属性(アルミニウム、鉄、銅、ステンレス等からなるパイプ)中空筒状芯金からなり内部等に加熱源5を有する加熱ローラーである。7は加熱ローラー1部分に接する定着ベルト3の表面温度を測定する為の温度センサーである。定着ローラー2と加熱ローラー1との間に定着ベルト3が張設されている。定着ベルト3は熱容量の小さい構成であり、基体(ニッケルやポリイミドなどの30から150μm程度の厚さ)上に、離型層(シリコンゴムで50から300μmの厚さや、フッ素系樹脂で10から50μm程度の厚さなど)が設けられたものである。
なお、これらは一例であり、例えば定着ローラー2や、加圧ローラー4の内部に加熱源を設けることも可能であり、本発明では、この例以外の構成で定着ベルトを使用した定着装置も適用される。
以下実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、部は重量部を示す。
2成分系現像剤で画像評価する場合は、以下のように、シリコーン樹脂により0.5μmの平均厚さでコーティングされた平均粒径35μmのフェライトキャリアを用い、キャリア100重量部に対し各色トナー7重量部を容器が転動して攪拌される型式のターブラーミキサーを用いて均一混合し帯電させて、現像剤を作成した。
・芯材
Mnフェライト粒子(重量平均径:35μm) 5000部
・コート材
トルエン 450部
シリコーン樹脂SR2400 450部
(東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分50%)
アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン製) 10部
カーボンブラック 10部
上記コート材を10分間スターラーで分散してコート液を調整し、このコート液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液を芯材上に塗布した。得られた塗布物を電気炉で250℃、2時間焼成し上記キャリアを得た。
(製造例1)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、メタクリル酸166部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、3800回転/分で30分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し4時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で6時間熟成してビニル系樹脂(メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、110nmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは58℃であり、重量平均分子量は13万であった。
(製造例2)
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルェーテルジスルホン酸ナトリウムの48.3%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
(製造例3)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で11時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で4時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1〕は、数平均分子量7800、重量平均分子量16500,Tg46℃、酸価25であった。
(製造例4)
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量3200、重量平均分子量10300、Tg54℃、酸価0.5、水酸基価52であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
(製造例5)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で4時間半反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は417であった。
(製造例6)
水1200部、カーボンブラック(Printex35 デクサ製)540部〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕、[低分子ポリエステル1]1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて110℃で1時間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ1]を得た。
(製造例7)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバWAX10O部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで2パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
(製造例8)
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで2分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで25分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、40℃で24時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
(製造例9)
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、以下の工程で[濾過ケーキ1]を得た。
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液1OO部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。 得られた[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。その後目開き75μmメッシュで篩い[トナー母体粒子1]を得た。
その後、[トナー母体粒子1]100部、疎水化処理シリカ1部をヘンシェルミキサーにて混合してトナーを得た。得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
<油相の作製>
(製造例10)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバ/ライスワックス(重量比7:3)WAX10O部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま3時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液2]を得た。
<乳化⇒脱溶剤>
(製造例11)
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで3分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで10分間混合し[乳化スラリー2]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー2]を投入し、30℃で6時間脱溶剤した後、45℃で10時間熟成を行い、[分散スラリー2]を得た。
実施例1において、乳化から脱溶剤の工程を以下の条件に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
<乳化⇒脱溶剤>
(製造例12)
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで2分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで40分間混合し[乳化スラリー3]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー3]を投入し、30℃で7時間脱溶剤した後、45℃で7時間熟成を行い、[分散スラリー3]を得た。
<油相の作製>
(製造例13)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバ/ライスワックス(重量比7:3)WAX130部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま4時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、2時間混合し[原料溶解液3]を得た。
<油相の作製>
(製造例14)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル1]378部、カルナバワックスWAX40O部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま4時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、2時間混合し[原料溶解液6]を得た。
[原料溶解液6]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、7パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで4パスし、[顔料・WAX分散液6]を得た。[顔料・WAX分散液6]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
実施例1において、乳化から脱溶剤の工程を以下の条件に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
<乳化⇒脱溶剤>
(製造例15)
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで2分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで1時間30分間混合し[乳化スラリー5]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー5]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で10時間熟成を行い、[分散スラリー5]を得た。
実施例1において、乳化から脱溶剤の工程を以下の条件に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
<乳化⇒脱溶剤>
(製造例16)
[顔料・WAX分散液1]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで1時間混合し[乳化スラリー5]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー5]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で10時間熟成を行い、[分散スラリー5]を得た。
<低分子ポリエステルの合成>
(製造例17)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で11時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、175℃、常圧で3時間反応し、[低分子ポリエステル2]を得た。[低分子ポリエステル2〕は、数平均分子量6200、重量平均分子量10300,Tg46℃、酸価25であった。
実施例1において、以下の条件に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
(製造例18)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[低分子ポリエステル3]を得た。[低分子ポリエステル3〕は、数平均分子量2300、重量平均分子量6700,ピーク分子量3100、Tg43℃、酸価25であった。
(製造例19)
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル3]378部、カルナバWAX100部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液5]を得た。
[原料溶解液2]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル2]の65%酢酸エチル溶液1324部加え、上記条件のビーズミルで2パスし、[顔料・WAX分散液5]を得た。[顔料・WAX分散液5]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
(製造例20)
[顔料・WAX分散液5]749部、[プレポリマー1]を115部、[ケチミン化合物1]2.9部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで2分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、静置を1時間おこない[乳化スラリー6]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー6]を投入し、30℃で8時間脱溶剤して[分散スラリー6]を得た。その後の熟成は行なわなかった。
<第1工程>
(分散液(1)の調製)
スチレン・・・・・・・・・・・・・・・370g
nブチルアクリレート・・・・・・・・・ 30g
アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・ 8g
ドデカンチオール・・・・・・・・・・・ 24g
四臭化炭素・・・・・・・・・・・・・・ 4g
スチレン・・・・・・・・・・・・・・・280g
nブチルアクリレート・・・・・・・・・120g
アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・ 8g
カーボンブラック・・・・・・・・・・・ 50g
(キャボット社製:モーガルL)
非イオン性界面活性剤・・・・・・・・・ 5g
(三洋化成(株)製:ノニポール400)
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・200g
パラフィンワックス・・・・・・・・・・ 50g
(日本精蝋(株)製:HNP0190、融点85℃)
カチオン性界面活性剤・・・・・・・・・ 7g
(花王(株)製:サニゾールB50)
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・200g
分散液(1)・・・・・・・・・・・・ 120g
分散液(2)・・・・・・・・・・・・ 80g
着色剤分散液(1)・・・・・・・・・ 30g
離型剤分散液(1)・・・・・・・・・ 40g
カチオン性界面活性剤・・・・・・・・ 1.5g
(花王(株)製:サニゾールB50)
(付着粒子の調製)
ここに、樹脂含有微粒子分散液としての分散液(1)を緩やかに60g追加した。なお、前記分散液(1)に含まれる樹脂粒子の体積は25cm3である。そして、加熱用オイルバスの温度を50℃に上げて1時間保持した。
その後、ここにアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)3gを追加した後、前記ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら、105℃まで加熱し、3時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、トナー母体を得た。その後、トナー母体粒子100部に疎水性シリカ1部と、疎水化酸化チタン1部をヘンシェルミキサーにて混合してトナーを得た。得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188部と2時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマー(1)を得た。
(重合体Aの製造)
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した2フラスコにメタノール300g、トルエン100g、スチレン570g、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸30g、ラウロイルパーオキサイド12gを仕込み撹拌、窒素導入下65℃で10時間溶液重合し、内容物をフラスコから取り出し、減圧乾燥後、ジェットミルにて粉砕し重合体Aを製造した(Mw=3000)。
スチレン 183部
2−エチルへキシルアクリレート 17部
重合体A 0.1部
C.I. Pigment Yellow 17 7部
パラフィンワックス(融点155°F(大成興産製)) 32部
開始剤(V−601(和光純薬製)) 10部
別途、イオン交換水1200mlにシランカップリング剤[KBE903(信越シリコーン製)]を0.3g均一に分散させ、コロイダルシリカ[アエロジル#200(日本アエロジル製)]6g投入しさらに均一に分散した。この分散液をHClでpP=6に調整して分散媒系を調製した。
この分散媒系に上記単量体組成物を投入し窒素雰囲気下70℃でTK式ホモミキサーを用いて6500rpmで60分間撹拌し単量体組成物を造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ75℃,8時間で重合した。
重合反応終了後、反応生成物を冷却し20wt%NaOH水溶液を42g加え1晩アルカリ処理を行ない、分散剤を溶解し、過,水洗,乾燥することにより重合法トナーを得た。
得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
実施例1において、用いた低分子ポリエステルを以下に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
<低分子ポリエステルの合成>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で7時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[低分子ポリエステル4]を得た。[低分子ポリエステル4〕は、数平均分子量2300、重量平均分子量6700,ピーク分子量3100、Tg43℃、酸価25であった。
実施例1において、用いた低分子ポリエステルを以下に変更した以外は実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの物性は表1、評価結果は表2に示した。
<低分子ポリエステルの合成>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物243部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物543部、テレフタル酸172部、アジピン酸51部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で10時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で7時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸44部を入れ、180℃、常圧で4時間反応し、[低分子ポリエステル5]を得た。[低分子ポリエステル5〕は、数平均分子量13000、重量平均分子量34000,Tg49℃、酸価25であった。
1)定着性(耐ホットオフセット性、低温定着性)
リコー製imagio Neo 450を改造してベルト定着方式として、普通紙及び厚紙の転写紙(リコー製 タイプ6200及びNBSリコー製複写印刷用紙<135>)にベタ画像で、1.0±0.1mg/cm2のトナー付着量で定着評価した。定着ベルトの温度を変化させて定着試験を行い、普通紙でホットオフセットの発生しない上限温度を定着上限温度とした。また厚紙で定着下限温度を測定した。定着下限温度は、得られた定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着部温度をもって定着下限温度とした。定着上限温度は200℃以上、定着下限温度は140℃以下が望まれる。
リコー製imagio Neo 450を改造してベルト定着方式として、普通紙(リコー製 タイプ6200及び)にベタ画像で、0.4±0.05 mg/cm2のトナー付着量で定着評価した画像について、
光沢度計(VG−1D)(日本電色社製)を用い、投光角度、受光角度をそれぞれ60°に合わせ、S、S/10切り替えSWはSに合わせ、0調製および標準板を用いた標準設定の後、測定した。光沢度が良好なものから、◎:6以上、○:4以上6未満、△:3以上〜4未満、×:3未満、とした。
Ricoh製IPSiO Color8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用いて、画像面積率5%チャート連続100000枚出力耐久試験を実施し、その際の定着装置周辺、画像のトナー落ち、微量ホットオフセット等に起因する汚れを評価した。画像上にも汚れが多く問題なものを×、画像上の汚れが極わずか観察されるものを△、画像上には汚れが観察されないが装置内が汚れているものを○、装置内の汚れも少ないものを◎とした。
Ricoh製IPSiO Color8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用いて、ベタ画像で、0.8±0.05 mg/cm2のトナー付着量でリコー製 タイプ6200普通紙に140℃定着し画像を作成する。その画像をコットンで、100回こすり、その時の画像剥離の状態を目視で判断した。剥離が多く問題な状態を×、わずかに剥離している状態を△、ほとんど剥離はないが、コットンがわずかに着色する場合を○、全く剥離がない状態を◎とした。
画像面積率20%チャートを感光体から紙に転写後、クリーニングの直前における感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム(株)製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、ブランクとの差が0.005未満のものを◎、0.005〜0.010のものを○、0.011〜0.02のものを△、0.02を超えるものを×として評価した。
Ricoh製IPSiO Color8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用いて、各トナーを用いて画像面積率5%チャート連続100000枚出力耐久試験を実施し、そのときの帯電量の変化を評価した。現像剤1gを計量し、ブローオフ法により帯電量変化を求めた。帯電量の変化が5μc/g以下の場合は○、10μc/g以下の場合は△、10μc/gを超える場合は×とした。
Ricoh製IPSiO Color8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用い、単色で写真画像の出力を行い、粒状性、鮮鋭性の度合を目視にて評価した。良好なものから◎、○、△、×で評価した。◎はオフセット印刷並、○はオフセット印刷よりわずかに悪い程度、△はオフセット印刷よりかなり悪い程度、×は従来の電子写真画像程度で非常に悪い。
温度10℃、湿度15%の環境において、Ricoh製IPSiO Color8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用いて、各トナーを用いて画像面積率5%チャート連続100000枚出力耐久試験を実施後の転写紙上地肌部のトナー汚れ度合を目視(ルーペ)にて評価した。良好なものから◎、○、△、×で評価した。 ◎:トナー汚れがまったく観察されなず良好状態
○:わずかに汚れが観察される程度で問題とはならい
△:少し汚れが観察される程度
×:許容範囲外で非常に汚れがあり問題となる
温度40℃、湿度90%の環境において、Ricoh製IPSiO Color8100をオイルレス定着方式に改造してチューニングした評価機を用いて、各トナーを用いて画像面積率5%チャート連続100000枚出力耐久試験を実施後の複写機内のトナー汚染状態を目視にて評価した。◎は、トナー汚れがまったく観察されなず良好状態、○は、わずかに汚れが観察される程度で問題となはならい、△は少し汚れが観察される程度、×は許容範囲外で非常に汚れがあり問題となる。
トナーを10gずつ計量し、20mlのガラス容器に入れ、100回ガラス瓶をタッピングした後、温度50℃、湿度80%にセットした恒温槽に24時間放置した後、針入度計で針入度を測定した。また低温低湿(10℃、15%)環境に保存したトナーも同様に針入度を評価し、高温高湿、低温低湿環境で、より針入度が小さい方の値を採用して評価した。良好なものから、◎:20mm以上、○:15mm以上20mm未満、△:10mm以上〜15mm未満、×:10mm未満、とした。
1 感光体
2 転写装置
3 シート搬送ベルト
4 中間転写体
5 転写装置
10 感光体
20 帯電ローラ
30 露光装置
40 現像装置
41 現像ベルト
42 現像タンク
43 汲み上げローラ
44 塗布ローラ
45 現像ユニット
50 中間転写体
51 懸架ローラ
52 コロナ帯電器
53 定電流源
60 クリーニング装置
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
100 転写紙
(図5、6について)
10 中間転写体
14・15・16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 タンデム画像形成装置
21 露光装置
22 2次転写装置
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
40 感光体
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
60 帯電装置
61 現像装置
62 1次転写装置、
63 感光体クリーニング装置、
64 除電装置
100 複写機本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
(7図について)
1 加熱ローラー
2 定着ローラー
3 定着ベルト
4 加圧ローラー
5 加熱源
7 温度センサー
Claims (14)
- 少なくとも着色剤と樹脂とプレポリマーとを含むトナー組成物を溶解した有機溶媒の油滴を水系媒体中に分散させ、伸長反応および/または架橋反応により形成された粒子からなるトナーにおいて、該トナーのHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)溶解成分が以下の関係を示すことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
2000≦Mn≦7000、1.5≦Mw/Mn≦10
(ここで、Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量) - 前記トナーのHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)溶解成分が以下の関係を示すことを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
3000≦Mn≦7000、1.5≦Mw/Mn≦10
(ここで、Mnは数平均分子量、Mwは重量平均分子量) - 前記トナーのHFIP(ヘキサフルオロイソプロパノール)溶解成分における100,000以上の分子量成分が0.5%〜18%であることを特徴とする請求項1又は2記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくともポリエステル樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも変性ポリエステル樹脂を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子の平均円径度Eが0.90〜0.99であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナーの円形度SF−1値が101〜150、かつ円形度SF−2値が101〜140であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子の体積平均粒径Dvが2〜7μmであり、体積平均粒径Dvと個数平均粒径Dnの比Dv/Dnが1.25以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
- 少なくとも請求項1〜8いずれかに記載の静電荷像現像用トナーと磁性粒子からなるキャリアとを含むことを特徴とする二成分系の現像剤。
- 静電荷像担持体上の静電荷像を静電荷像現像用現像剤により現像してトナー像を形成し、静電荷像担持体表面に転写材を介し転写手段を当接させ該トナー像を該転写材に静電転写する画像形成装置において、該現像剤が請求項9記載の二成分系の現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
- 画像形成装置の一部を構成し、着脱自在であるプロセスカ−トリッジであって、少なくとも静電荷像担持体と現像手段とが内部に一体的に支持されており、前記現像手段が請求項1〜8のいずれかに記載の電子写真用トナーを使用することを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
- 請求項10記載の画像形成装置に用いて画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のトナーを用い、発熱体と、該発熱体により加熱される一つ以上の伝熱媒体、及び、該伝熱媒体の一つに記録媒体を圧接させる加圧部材とにより、記録媒体上のトナー像を加熱定着する定着方法を用いた画像形成方法において、該伝熱媒体の少なくとも一つは、ベルト状伝熱媒体であり、ベルト上に一定量のオイルを塗布させ又は塗布させずに使用するトナーの定着方法を含む画像形成方法。
- 前記ベルト状伝熱媒体のベルトの厚さが10μm〜200μmであることを特徴とする請求項13記載の画像形成方法。
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