JP2006071800A - 画像定着方法及び画像定着装置、並びに、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 トナーによる画像を、少なくとも2つの定着部材が当接して形成されたニップ部に通過させることにより、前記画像を記録媒体に定着させ、前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である画像定着方法、及び該画像定着方法に好適に使用可能な画像定着装置、これらを用いた画像形成方法及び画像形成装置である。トナーが接着性基材を粒子状に生成させて得られる態様、ニップ部の面圧が70〜500N/cm2である態様などが好ましい。
【選択図】 図1
Description
<1> トナーによる画像を、少なくとも2つの定着部材が当接して形成されたニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させ、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である
ことを特徴とする画像定着方法である。
<2> トナーによる画像が転写された記録媒体を、ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させる前記<1>に記載の画像定着方法である。
<3> トナーにおける、第一の樹脂がポリエステル系樹脂である前記<1>から<2>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<4> トナーにおける、第二の樹脂がビニル系樹脂である前記<1>から<3>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<5> トナーが、活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを含むトナー材料を有機溶剤に溶解させてトナー溶液を調製した後、該トナー溶液を水系媒体中に分散させて分散液を調製し、該水系媒体中で、前記活性水素基含有化合物と、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを反応させて接着性基材を粒子状に生成させ、前記有機溶剤を除去して得られる前記<1>から<4>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<6> ニップ部の面圧が70〜500N/cm2である前記<1>から<5>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<7> 定着部材が、無端状ベルト及びローラーのいずれかである前記<1>から<6>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<8> ニップ部における、記録媒体の導入側端及び排出側端の間に位置する中間領域が、前記導入側端及び前記排出側端と略同一直線上に位置する前記<1>から<7>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<9> ニップ部における、記録媒体の導入側端及び排出側端の間に位置する中間領域が、前記導入側端及び前記排出側端よりも、画像と接触側に位置する画像接触側定着部材の側に位置する前記<1>から<7>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<10> 定着部材の少なくとも1つにおける表面の少なくとも一部が加熱手段により加熱された前記<1>から<9>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<11> 定着が120〜170℃で行われる前記<1>から<10>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<12> トナーの体積平均粒径/個数平均粒径が、1.20以下である前記<1>から<11>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<13> トナーが、カラートナーである前記<1>から<12>のいずれかに記載の画像定着方法である。
<14> 互いに当接してニップ部を形成可能であり、該ニップ部に、トナーによる画像を通過させることにより前記画像を記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材を有してなり、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である
ことを特徴とする画像定着装置である。
<15> ニップ部に、トナーによる画像が転写された記録媒体を通過させることにより前記画像を記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材を有してなる前記<14>に記載の画像定着装置である。
<16> トナーによる画像を、少なくとも2つの定着部材が当接して形成されたニップ部に通過させることにより、前記画像を記録媒体に定着させることを含み、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である
ことを特徴とする画像形成方法である。
<17> トナーによる画像を記録媒体に転写し、該画像が転写された記録媒体を、ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させることを含む前記<16>に記載の画像形成方法である。
<18> 感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いてトナー画像を形成するトナー画像形成手段と、
互いに当接してニップ部を形成可能であり、該ニップ部に、前記トナー画像が転写された前記記録媒体を通過させることにより前記画像を前記記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材とを有してなり、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である
ことを特徴とする画像形成装置である。
<19> トナー画像形成手段により形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段を有する前記<18>に記載の画像形成装置である。
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である。
前記画像定着方法においては、前記トナーによる画像が、少なくとも2つの前記定着部材が当接して形成されたニップ部に通過される。前記画像が前記記録媒体に定着される。このとき、前記トナーにおいては、前記第一の樹脂よりも外側に存在する前記第二の樹脂が、前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上で押し潰されて、該第二の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも低いガラス転移温度(℃)を有する前記第一の樹脂が溶出する。その結果、低温定着条件下でも、スミア性に優れ、高画像濃度で高鮮鋭な高品質画像が得られる。
なお、本発明の画像定着方法においては、前記トナーによる画像が転写された記録媒体を、前記ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させてもよく、前記トナーにおける、第一の樹脂がポリエステル系樹脂である態様、前記トナーにおける、第二の樹脂がビニル系樹脂である態様、前記トナーが、活性水素基含有化合物と該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを反応させて接着性基材を粒子状に生成させて得られる態様、トナーの体積平均粒径/個数平均粒径が、1.20以下である態様、前記ニップ部の面圧が70〜500N/cm2である態様、などが好ましい。
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である。
前記画像定着装置においては、少なくとも2つの前記定着部材が、互いに当接してニップ部を形成する。該ニップ部に、前記トナーによる画像を通過させる。そして、前記画像を前記記録媒体に定着させる。このとき、前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上で、前記トナーにおける前記第一の樹脂よりも外側に存在する前記第二の樹脂を押し潰し、該第二の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも低いガラス転移温度(℃)を有する前記第一の樹脂が溶出する。その結果、低温定着条件下でも、スミア性に優れ、高画像濃度で高鮮鋭な高品質画像が得られる。
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である。
前記画像形成方法においては、前記トナーによる画像が、少なくとも2つの前記定着部材が当接して形成されたニップ部に通過される。そして、前記画像が前記記録媒体に定着される。このとき、前記トナーにおいては、前記第一の樹脂よりも外側に存在する前記第二の樹脂が、前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上で押し潰されて、該第二の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも低いガラス転移温度(℃)を有する前記第一の樹脂が溶出する。その結果、低温定着条件下でも、スミア性に優れ、高画像濃度で高鮮鋭な高品質画像が形成される。
なお、本発明の画像形成方法においては、前記トナーによる画像を前記記録媒体に転写し、該画像が転写された記録媒体を、前記ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させてもよい。
互いに当接してニップ部を形成可能であり、該ニップ部に、前記トナー画像を通過させることにより前記画像を記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材とを有してなり、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2である。
前記画像形成装置においては、前記トナー画像形成手段が、前記感光体上に形成された前記静電潜像を前記トナーを用いて前記トナー画像を形成する。少なくとも2つの前記定着部材が、互いに当接してニップ部を形成する。該ニップ部に、前記トナーによる画像を通過させる。そして、前記画像を前記記録媒体に定着させる。このとき、前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上で、前記第一の樹脂よりも外側に存在する前記第二の樹脂を押し潰し、該第二の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも低いガラス転移温度(℃)を有する前記第一の樹脂が溶出する。その結果、低温定着条件下でも、スミア性に優れ、高画像濃度で高鮮鋭な高品質画像が形成される。
なお、前記画像形成装置においては、前記トナー画像形成手段により形成されたトナー画像を前記記録媒体に転写する転写手段を有していてもよい。
本発明の画像定着方法は、トナーによる画像を、少なくとも2つの定着部材が当接して形成されたニップ部に通過させることにより、前記画像を記録媒体に定着させる定着工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
本発明の画像定着装置は、互いに当接してニップ部を形成可能であり、該ニップ部にトナーによる画像を通過させることにより前記画像を記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、その他の部材を有してなる。
また、前記トナーは、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧は55/cm2以上である。
本発明の前記画像定着方法は、本発明の前記画像定着装置を使用して好適に実施することができる。なお、本発明の前記画像定着装置を実施すると、本発明の前記画像定着方法を実施したこととなる。
前記定着工程は、トナーによる画像を、少なくとも2つの定着部材が当接して形成されたニップ部に通過させることにより前記画像を前記記録媒体に定着させる工程である。
前記定着工程においては、前記トナーによる画像を前記記録媒体に転写し、該画像が転写された記録媒体を、前記ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させてもよいし、前記ニップ部にて前記画像の前記記録媒体への転写及び定着を同時に行ってもよい(転写同時定着)。
また、前記定着工程は、各色のトナーに対し、前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記ニップ部は、少なくとも2つの前記定着部材が互いに当接して形成される。
前記ニップ部の面圧としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、55N/cm2以上であることが必要であり、70〜500N/cm2が好ましい。該ニップ部の面圧が高いと、画像の光沢性が向上するほか、乱反射の抑制により色再現性が向上する。一方、前記ニップ部の面圧が55N/cm2未満であると、低温定着性及びスミア性に劣り、高画質な画像が得られないことがある。
前記定着部材としては、互いに当接してニップ部を形成可能であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せ、などが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、無端状ベルトとローラとの組合せや誘導加熱などによる前記定着部材の表面からの加熱方法を用いるのが好ましい。
前記定着部材としては、例えば、公知の加熱加圧手段(加熱手段と加圧手段との組合せ)が挙げられる。前記加熱加圧手段としては、前記無端状ベルトと前記ローラとの組合せの場合には、例えば、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せが挙げられ、前記ローラと前記ローラとの組合せの場合には、例えば、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、などが挙げられる。
前記誘導コイルは、前記加熱ローラの、前記加熱ローラと前記定着部材(例えば、加圧ローラ、無端状ベルトなど)との接触部位の反対側において、少なくとも半円筒部分を包む状態にて配置されるのが好ましい。
前記トナーは、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなる。該トナーにおいては、前記第一の樹脂が、該第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高い前記第二の樹脂で被覆されているので、保存時における前記トナーの固化が防止され、耐熱保存性に優れ、また、後述する記録媒体への定着時には、ガラス転移温度(℃)の低い前記第一の樹脂が前記トナーの内側から溶出するので、低温定着性に優れる。
前記トナーは、前記第一の樹脂と前記第二の樹脂とを少なくとも含み、好ましくは結晶性ポリエステル樹脂を含み、更に必要に応じて、着色剤、離型剤、帯電制御剤などのその他の成分を含む。
前記第一の樹脂としては、前記第二の樹脂と相溶することなく、前記第二の樹脂よりも内側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第二の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも低い限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、接着性基材が挙げられる。
前記接着性基材は、紙等の記録媒体に対し接着性を示し、前記活性水素基含有化合物及び該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体を前記水系媒体中で反応させてなる接着性ポリマーを少なくとも含み、更に公知の結着樹脂から適宜選択した結着樹脂を含んでいてもよい。
前記重量平均分子量が、3,000未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記ガラス転移温度(Tg)が、40℃未満であると、トナーの耐熱保存性が悪化することがあり、55℃を超えると、低温定着性が十分でないことがある。
前記ポリエステル系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ウレア変性ポリエステル系樹脂、などが特に好適に挙げられる。
前記ウレア変性ポリエステル系樹脂は、前記活性水素基含有化合物としてのアミン類(B)と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体としてのイソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)とを前記水系媒体中で反応させて得られる。
前記ウレア変性ポリエステル系樹脂は、ウレア結合のほかに、ウレタン結合を含んでいてもよく、この場合、該ウレア結合と該ウレタン結合との含有モル比(ウレア結合/ウレタン結合)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、100/0〜10/90が好ましく、80/20〜20/80がより好ましく、60/40〜30/70が特に好ましい。
前記ウレア結合が10未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記活性水素基含有化合物は、前記水系媒体中で、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体が伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。
前記活性水素基含有化合物としては、活性水素基を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体が前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)である場合には、該イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)と伸長反応、架橋反応等の反応により高分子量化可能な点で、前記アミン類(B)が好適である。
前記活性水素基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基(アルコール性水酸基又は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、等が挙げられる。これらは、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。これらの中でも、アルコール性水酸基、が特に好ましい。
これらは、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。これらの中でも、ジアミン(B1)、ジアミン(B1)と少量の3価以上のポリアミン(B2)との混合物、が特に好ましい。
前記3価以上のポリアミン(B2)としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、等が挙げられる。
前記アミノアルコール(B3)としては、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン、等が挙げられる。
前記アミノメルカプタン(B4)としては、例えば、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン、等が挙げられる。
前記アミノ酸(B5)としては、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸、等が挙げられる。
前記B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、例えば、前記(B1)から(B5)のいずれかのアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)から得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物、等が挙げられる。
前記混合当量比([NCO]/[NHx])が、1/3未満であると、低温定着性が低下することがあり、3/1を超えると、前記ウレア変性ポリエステル樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(以下「プレポリマー」と称することがある)としては、前記活性水素基含有化合物と反応可能な部位を少なくとも有しているものであれば特に制限はなく、公知の樹脂等の中から適宜選択することができ、例えば、ポリオール樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、これらの誘導体樹脂、等が挙げられる。
これらは、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。これらの中でも、溶融時の高流動性、透明性の点で、ポリエステル樹脂が特に好ましい。
これらは、1種単独で含まれていてもよいし、2種以上が含まれていてもよい。これらの中でも、イソシアネート基が特に好ましい。
前記ウレア結合生成基としては、例えば、イソシアネート基、等が挙げられる。前記ウレア結合生成基含有ポリエステル樹脂(RMPE)における該ウレア結合生成基が該イソシアネート基である場合、該ポリエステル樹脂(RMPE)としては、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)等が特に好適に挙げられる。
前記アルキレングリコールとしては、炭素数2〜12のものが好ましく、例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。前記アルキレンエーテルグリコールとしては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。前記脂環式ジオールとしては、例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記脂環式ジオールに対し、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。前記ビスフェノール類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等が挙げられる。前記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記ビスフェノール類に対し、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。
これらの中でも、炭素数2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物と炭素数2〜12のアルキレングリコールとの混合物が特に好ましい。
前記3価以上の多価脂肪族アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。前記3価以上のポリフェノール類としては、例えば、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。前記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記3価以上のポリフェノール類に対し、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。
これらは、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。これらの中でも、ジカルボン酸(DIC)単独、又はDICと少量の3価以上のポリカルボン酸(TC)との混合物が好ましい。
前記ジカルボン酸としては、例えば、アルキレンジカルボン酸、アルケニレンジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、等が挙げられる。
前記アルキレンジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。前記アルケニレンジカルボン酸としては、炭素数4〜20のものが好ましく、例えば、マレイン酸、フマール酸等が挙げられる。前記芳香族ジカルボン酸としては、炭素数8〜20のものが好ましく、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。
これらの中でも、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
前記芳香族ポリカルボン酸としては、炭素数9〜20のものが好ましく、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
前記含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化し、トナーの耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。前記脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。前記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、ジフェニレン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルジフェニル、3−メチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイソシアネート等が挙げられる。前記芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。前記イソシアヌレート類としては、例えば、トリス−イソシアナトアルキル−イソシアヌレート、トリイソシアナトシクロアルキル−イソシアヌレート等が挙げられる。
これらは、1種単独でも使用することができ、2種以上を併用してもよい。
前記イソシアネート基[NCO]が、5を超えると、低温定着性が悪化することがあり、1未満であると、耐オフセット性が悪化することがある。
前記含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化し、耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記イソシアネート基の平均数が、1未満であると、前記ウレア結合生成基で変性されているポリエステル樹脂(RMPE)の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
すなわち、まず、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させる。この温度でカラム溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、試料濃度を0.05〜0.6質量%に調整した樹脂のテトラヒドロフラン試料溶液を50〜200μl注入して測定する。前記試料における分子量の測定に当たっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。前記検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical Co.又は東洋ソーダ工業社製の分子量が6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、及び4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いることが好ましい。なお、前記検出器としてはRI(屈折率)検出器を用いることができる。
前記水系媒体としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、水、該水と混和可能な溶剤、これらの混合物、などが挙げられるが、これらの中でも、水が特に好ましい。
前記水と混和可能な溶剤としては、前記水と混和可能であれば特に制限はなく、例えば、アルコール、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、低級ケトン類、などが挙げられる。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等が挙げられる。前記低級ケトン類としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
これらは、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。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエステル樹脂等が挙げられるが、特に、未変性ポリエステル樹脂(変性されていないポリエステル樹脂)が好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂を前記トナー中に含有させると、低温定着性及び光沢性を向上させることができる。
前記未変性ポリエステル樹脂としては、前記ウレア結合生成基含有ポリエステル樹脂と同様のもの、即ちポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)との重縮合物、等が挙げられる。該未変性ポリエステル樹脂は、その一部が前記ウレア結合生成基含有ポリエステル系樹脂(RMPE)と相溶していること、すなわち、互いに相溶可能な類似の構造であるのが、低温定着性、耐ホットオフセット性の点で好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂のガラス転移温度としては、通常30〜70℃であり、35〜60℃がより好ましく、35〜50℃が更に好ましい。前記ガラス転移温度が、30℃未満であると、トナーの耐熱保存性が悪化することがあり、70℃を超えると、低温定着性が不十分となることがある。
前記未変性ポリエステル樹脂の水酸基価としては、5mgKOH/gが以上が好ましく、10〜120mgKOH/gがより好ましく、20〜80mgKOH/gが更に好ましい。前記水酸基価が、5未満であると、耐熱保存性と低温定着性とが両立し難くなることがある。
前記未変性ポリエステル樹脂の酸価としては、1.0〜50.0mgKOH/gが好ましく、1.0〜30.0がより好ましい。一般に前記トナーに酸価をもたせることによって負帯電性となり易くなる。
前記未変性ポリエステル樹脂を前記トナーに含有させる場合、前記ウレア結合生成基含有ポリエステル系樹脂(RMPE)と該未変性ポリエステル樹脂(PE)との混合質量比(RMPE/PE)としては、5/95〜25/75が好ましく、10/90〜25/75がより好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂(PE)の混合質量比が、95を超えると、耐ホットオフセット性が悪化することがあり、75未満であると、低温定着性や画像の光沢性が悪化することがある。
前記第二の樹脂としては、前記第一の樹脂と相溶することなく、前記第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂よりも高い限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂微粒子などが挙げられる。
これらは、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。これらの中でも、微細な球状の樹脂樹脂粒子の水性分散液が得られ易い点で、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種で形成されているのが好ましい。
なお、前記ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーであり、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、などが挙げられる。
また、前記樹脂微粒子としては、少なくとも2つの不飽和基を有する単量体を含んでなる共重合体を用いることもできる。
前記少なくとも2つの不飽和基を持つ単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールアクリレートなどが挙げられる。
前記結晶性ポリエステル樹脂は、結晶性を有し、定着開始温度付近において急激な粘度低下を生ずる熱溶融特性を示す。すなわち、溶融開始温度直前までは結晶性により耐熱保存性が良好で、溶融開始温度では急激な粘度低下(シャープメルト性)を生じて定着することから、優れた耐熱保存性と低温定着性とを両立するトナーを作製することができる。また、離型幅(低温定着下限温度とホットオフセット発生温度との差)にも優れる。
前記結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)としては、オルトジクロロベンゼン可溶分のGPCによる分子量分布で、1,000〜30,000が好ましく、1,000〜6,500がより好ましい。該重量平均分子量(Mw)が、1,000未満であると、耐熱保存性が悪化することがあり、30,000を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)としては、オルトジクロロベンゼン可溶分のGPCによる分子量分布で、500〜6,000が好ましく、500〜2,000がより好ましい。また、(Mw/Mn)としては、2〜8が好ましく、2〜5がより好ましい。
なお、前記GPCによる分子量分布において、横軸をlog(M)、縦軸を質量%で表した分子量分布図のピーク位置が3.5〜4.0の範囲にあり、ピークの半値幅が1.5以下であるのが好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の水酸基価としては、低温定着性、帯電特性の向上の点で、0〜50mgKOH/gが好ましく、5〜50mgKOH/gがより好ましい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、着色剤、離型剤、帯電制御剤、無機微粒子、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料、金属石鹸、等が挙げられる。
これらは、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。
前記含有量が、1質量%未満であると、トナーの着色力の低下が見られ、15質量%を超えると、トナー中での顔料の分散不良が起こり、着色力の低下、及びトナーの電気特性の低下を招くことがある。
前記ワックス類としては、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素、等が挙げられる。これらは、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。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトン、等が挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオールジステアレート等が挙げられる。前記ポリアルカノールエステルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等が挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミド等が挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミド等が挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトン等が挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックス等が挙げられる。
前記融点が、40℃未満であると、ワックスが耐熱保存性に悪影響を与えることがあり、160℃を超えると、低温での定着時にコールドオフセットを起こし易いことがある。
前記離型剤の溶融粘度としては、該ワックスの融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、10〜100cpsがより好ましい。
前記溶融粘度が、5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られなくなることがある。
前記含有量が、40質量%を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
前記帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物、等が挙げられる。
前記帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、あるいは前記トナーの各成分と共に前記有機溶剤に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー表面に固定させてもよい。
前記無機微粒子の一次粒子径としては、5nm〜2μmが好ましく、10nm〜500nmがより好ましい。また、前記無機微粒子のBET法による比表面積としては、20〜500m2/gが好ましい。
前記無機微粒子の前記トナーにおける含有量としては、0.01〜5.0質量%が好ましく、0.1〜3.0質量%がより好ましい。
前記クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好適である。
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライト、等が挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
前記接着性基材を粒子状に生成させてトナーを造粒する方法においては、例えば、水系媒体相の調製、トナー溶液の調製、分散液の調製、前記接着性基材の生成、有機溶剤の除去、その他(前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(プレポリマー)の合成、前記活性水素基含有化合物の合成等)を行う。
前記トナー溶液の調製は、前記有機溶剤中に、前記活性水素基含有化合物、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体、前記結晶性ポリエステル樹脂、前記着色剤、前記離型剤、前記帯電制御剤、前記未変性ポリエステル樹脂等のトナー材料を、溶解乃至分散させることにより行うことができる。
なお、前記トナー材料の中で、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(プレポリマー)以外の成分は、前記水系媒体相調製において、前記樹脂微粒子を前記水系媒体に分散させる際に該水系媒体中に添加混合してもよいし、あるいは、前記トナー溶液を前記水系媒体相に添加する際に、該トナー溶液と共に前記水系媒体相に添加してもよい。
前記有機溶剤の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記トナー材料100質量部に対し、40〜300質量部が好ましく、60〜140質量部がより好ましく、80〜120質量部が更に好ましい。
前記接着性基材(例えば、前記ウレア変性ポリエステル樹脂)は、例えば、(1)前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(例えば、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A))を含む前記トナー溶液を、前記活性水素基含有化合物(例えば、前記アミン類(B))と共に、前記水系媒体相中に乳化・分散させ、分散体を形成し、該水系媒体相中で両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよく、(2)前記トナー溶液を、予め前記活性水素基含有化合物を添加した前記水系媒体中に乳化・分散させ、分散体を形成し、該水系媒体相中で両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよく、あるいは(3)前記トナー溶液を、前記水系媒体中に添加混合させた後で、前記活性水素基含有化合物を添加し、分散体を形成し、該水系媒体相中で粒子界面から両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよい。なお、前記(3)の場合、生成するトナー表面に優先的に変性ポリエステル樹脂が生成され、該トナー粒子において濃度勾配を設けることもできる。
前記分散は、その方法としては特に制限はなく、公知の分散機等を用いて適宜選択することができ、該分散機としては、例えば、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機、などが挙げられる。これらの中でも、前記分散体の粒径を2〜20μmに制御することができる点で、高速せん断式分散機が好ましい。
前記高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度などの条件については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記回転数としては、1,000〜30,000rpmが好ましく、5,000〜20,000rpmがより好ましく、前記分散時間としては、バッチ方式の場合は、0.1〜5分が好ましく、前記分散温度としては、加圧下において0〜150℃が好ましく、40〜98℃がより好ましい。なお、前記分散温度は高温である方が一般に分散が容易である。
前記使用量が、50質量部未満であると、前記トナー材料の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られないことがあり、2,000質量部を超えると、生産コストが高くなることがある。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド、等が挙げられる。これらは、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。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するものが好適に挙げられる。該フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルキル(炭素数6〜11)オキシ]−1−アルキル(炭素数3〜4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(炭素数6〜8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(炭素数11〜20)カルボン酸又はその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(炭素数7〜13)又はその金属塩、パーフルオロアルキル(炭素数4〜12)スルホン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(炭素数6〜10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(炭素数6〜10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(炭素数6〜16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。該フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、例えば、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−129(住友3M社製);ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製);メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製);エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(ト−ケムプロダクツ社製);フタージェントF−100、F150(ネオス社製)等が挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、例えば、アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等が挙げられる。
前記高分子系保護コロイドとしては、例えば、酸類、水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエーテル類、ビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、アミド化合物又はこれらのメチロール化合物、クロライド類、窒素原子若しくはその複素環を有するもの等のホモポリマー又は共重合体、ポリオキシエチレン系、セルロース類、等が挙げられる。
前記酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸、無水マレイン酸等が挙げられる。前記水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等が挙げられる。前記ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエーテル類としては、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等が挙げられる。前記ビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。前記アミド化合物又はこれらのメチロール化合物としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド酸、又はこれらのメチロール化合物、などが挙げられる。前記クロライド類としては、例えば、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等が挙げられる。前記窒素原子若しくはその複素環を有するもの等ホモポリマー又は共重合体としては、例えば、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。前記ポリオキシエチレン系としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等が挙げられる。前記セルロース類としては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられる。
該分散安定剤としては、例えば、リン酸カルシウム塩等の酸、アルカリに溶解可能なもの等が挙げられる。
該分散安定剤を用いた場合は、塩酸等の酸によりリン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する方法、酵素により分解する方法等によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去することができる。
前記機械的衝撃力を印加する方法としては、例えば、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し加速させて粒子同士又は複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法、等が挙げられる。この方法に用いる装置としては、例えば、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢、等が挙げられる。
前記体積平均粒径が、3μm未満であると、二成分現像剤では現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがあり、また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するため、ブレード等の部材へのトナー融着が発生し易くなることがあり、8μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
前記体積平均粒径と個数平均粒径との比(Dv/Dn)が、1.20以下であると、前記トナーの粒度分布が比較的シャープであり、表面性の粗い記録媒体等への定着時に圧力がかかりにくい微細トナー量が減少するため定着性が向上する。一方、1.20を超えると、粗大なトナー粒子が多くなり、高解像で高画質の画像を得ることが難しく、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなり、画像濃度が変動することがある。
前記針入度が、15mm未満であると、耐熱保存性が悪化することがある。
前記針入度は、JIS K2235−1991に従って測定することができ、具体的には、50mlのガラス容器にトナーを充填し、50℃の恒温槽に20時間放置する。このトナーを室温まで冷却し、針入度試験を行うことにより針入度を測定することができる。なお、前記針入度の値が大きい程、前記耐熱保存性が優れることを示している。
なお、前記定着下限温度は、例えば、画像形成装置を用い、転写紙をセットし、複写テストを行い、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%以上となる定着部材温度を定着下限温度としたものである。
前記オフセット未発生温度は、例えば、画像形成装置を用いて、評価するトナーが所定量で現像されるように調整し、定着部材の温度が可変となるように調整して、オフセットの発生しない温度を測定することによって求めることができる。
これらの熱特性は、適宜選択した方法により測定することができ、例えば、高架式フローテスターCFT500型(島津製作所製)を用いて測定したフローカーブから求めることができる。
前記軟化温度(Ts)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、30℃以上が好ましく、50〜90℃がより好ましい。前記軟化温度(Ts)が、30℃未満であると、耐熱保存性が悪化することがある。
前記流出開始温度(Tfb)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、60℃以上が好ましく、80〜120℃がより好ましい。前記流出開始温度(Tfb)が、60℃未満であると、耐熱保存性及び耐オフセット性の少なくともいずれかが悪化することがある。
前記1/2法軟化点(T1/2)は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、90℃以上が好ましく、100〜170℃がより好ましい。前記1/2法軟化点(T1/2)が、90℃未満であると、耐オフセット性が悪化することがある。
前記画像濃度が、1.40未満であると、画像濃度が低く、高画質が得られないことがある。
前記画像濃度は、例えば、プリテール550(株式会社リコー製)を用いて、複写紙(タイプ 6200;株式会社リコー製)に現像剤の付着量が0.4±0.05mg/cm2のベタ画像を定着ローラの表面温度が定着下限温度+15℃で形成し、得られたベタ画像における任意の3箇所の画像濃度を、分光計(X−ライト社製、938 スペクトロデンシトメータ)を用いて測定しその平均値を算出することにより、測定することができる。
前記スミア性としては、例えば、スミア試験器(摩擦試験機I型、JIS L0823)を用いて擦った後に付着した画像の、分光計(X−ライト社製、938 スペクトロデンシトメータ)を用いて測定した濃度値(スミアID)が、例えば、0.3以下となるときの定着温度により評価され、該定着温度が低くなるほど好ましい。
前記スミアIDは、例えば、プリテール550(株式会社リコー製)を用いて、複写紙(タイプ 6200;株式会社リコー製)に現像剤の付着量が0.75±0.1mg/cm2となるようにハーフトーン画像を形成し、スミア試験器(摩擦試験機I型、JIS L0823、摩擦子径:φ15)の摩擦子に、25×25mm程度の白綿布(JIS L0803 綿3号)を繊維方向が摩擦子の可動方向と水平になるように両面テープで貼り付け、前記ハーフトーン画像を5往復、連続動作にて擦った後、白綿布をはがし、画像が付着している摩擦子跡における任意の3箇所の画像濃度を、分光計(X−ライト社製、938 スペクトロデンシメータ)を用いて測定し、その平均値を算出することによりスミアIDを測定することができる。
図1に示すベルト式画像定着装置110は、加熱ローラ121と、定着ローラ122と、加圧ローラ124と、定着ベルト123とを備える。
定着ベルト123は、内部に回転可能に配置された加熱ローラ121と定着ローラ122とによって張架され、加熱ローラ121により所定の温度に加熱されている。加熱ローラ121は、内部には加熱源125が内蔵されており、加熱ローラ121の近傍に取り付けられた温度センサ127により温度調節自在に設計されている。定着ローラ122は、定着ベルト123の内側に、かつ定着ベルト123の内面に当接しながら回転可能に配置されている。加圧ローラ124は、定着ベルト123の外側に、かつ定着ベルト123の外面に、定着ローラ122を圧接するようにして当接し、回転可能に配置されている。
次いで、トナーTが定着された記録媒体Sは、定着ローラ122及び加圧ローラ124間を通過し、定着ベルト123から剥離され、ガイドGを経てトレイ(不図示)に搬送される。なお、定着ベルト123はクリーニングローラ126で清浄化される。
図2に示す画像定着装置210は、前記定着部材としての加熱ローラ220と、これに当接されて配置された加圧ローラ230とを備える。
加熱ローラ220は、中空の金属シリンダー221を有し、その表面がオフセット防止層222で被覆されて形成されており、内部に加熱ランプ223が配設されている。また、加圧ローラ230は、金属シリンダー231を有し、その表面がオフセット防止層232で被覆されて形成されている。なお、加圧ローラ230は、金属シリンダー231が中空形状を有し、その内部に加熱ランプ233が配設されていてもよい。
加熱ローラ220と加圧ローラ230とは、図示しないバネにより付勢されることにより、圧接された状態にて、回転可能に設けられ、ニップ部Nを形成する。
図3に示す画像定着装置310は、前記定着部材としての加熱ローラ320と、該加熱ローラ320に当接されて配置された加圧ローラ330と、前記加熱ローラに近接して配置された電磁誘導加熱手段340とを備えた電磁誘導式画像定着装置である。
加熱ローラ320は、銅パイプコンテナに作動液としての水又はフッ素系不活性液を封入したヒートパイプ321を有し、その表面がフッ素樹脂からなる被膜322で被覆されて形成されている。
加圧ローラ330は、金属シリンダーを有し、その表面が弾性層331で被覆されて形成されている。
加熱ローラ320と加圧ローラ330とは、図示しないバネにより付勢されることにより、圧接された状態にて、回転可能に設けられ、ニップ部Nを形成する。
前記電磁誘導加熱手段340は、加熱ローラ320の近傍であって、ニップ部Nと反対側の位置に、加熱ローラ320の軸方向にわたって配設されている。電磁誘導加熱手段340は、非絶縁性の遮蔽層342の上面に設けられた誘導コイル341と、遮蔽層342の下面に設けられた絶縁層343とにより構成されている。
図4に示す画像定着装置420は、転写同時定着を可能とした画像定着装置(転写同時定着式画像定着装置)であり中間転写ベルト410近傍に設けられ、該中間転写ベルト410上のトナー画像Tが転写される転写定着部材としての転写定着ローラ430と、これに当接されて配置された加圧ローラ440とを備える。
転写定着ローラ430は、アルミニウム等の金属シリンダーを有し、その表面が離型層で被覆されて形成されており、内部に加熱手段としてのハロゲンヒータ431が配設されている。
加圧ローラ440は、芯金441を有し、その表面が弾性層で被覆されて形成されている。
転写定着ローラ430と加圧ローラ440とは、圧接された状態にて、回転可能に設けられ、ニップ部Nを形成する。
なお、中間転写ベルト410の内側には、転写部(中間転写ベルト410と転写定着ローラ430とのニップ部)の上流側にバイアスローラ411と、転写部にバイアスローラ412とが配設されている。
バイアスローラ411は、転写ニップ前で転写定着ローラ430に近接した際にトナーのチリ(トナー画像Tの転写前の乱れ)を防止するために、転写定着ローラ430との間に電界が生じないように、若しくはトナーが中間転写ベルト410に吸着される電界が生ずるように、トナー画像Tの極性とは逆極性のバイアスを印加する。なお、これに代えてアースするようにしてもよい。
バイアスローラ412は、転写ニップ内でトナーが転写定着ローラ430に静電吸着される電界が生ずるように、トナー画像Tと同極性のバイアス(本バイアス)を印加し、静電的反発力をトナーに付与する。
なお、画像定着装置420では、トナー画像Tのみを予め加熱する過程が十分に得られるので、加熱温度を低く設定しても十分な画質が得られ、記録媒体Sはニップ部Nのみで加熱されるので過剰に加熱されず、トナー画像Tと記録媒体Sとの密着性も必要以上に高められることがない。このため、低温定着が可能でウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化を実現することができる。
図5に示す画像定着装置510は、前記定着部材としての定着ローラ520と、これに当接されて配置された加圧ローラ530と、定着ローラ520及び加圧ローラを加熱する電磁誘導加熱源540とを備えた電磁誘導式画像定着装置である。
定着ローラ520は、芯金521を有し、その表面は断熱弾性層522、発熱層523、及び離型層524がこの順に被覆されて形成されている。また、加圧ローラ530は、芯金531を有し、その表面は断熱弾性層532、発熱層533、及び離型層534がこの順に被覆されて形成されている。なお、離型層524及び離型層534は、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル(PFA)で形成されている。
定着ローラ520と加圧ローラ530とは、図示しないバネにより付勢されることにより、圧接された状態にて、回転可能に設けられ、ニップ部Nを形成する。
電磁誘導加熱源540は、定着ローラ520及び加圧ローラ530の近傍にそれぞれ配設され、発熱層523及び発熱層534を電磁誘導により加熱する。
図5に示す画像定着装置においては、電磁誘導加熱源540により、定着ローラ520及び加圧ローラ530が均一かつ効率よく予熱される。また、ローラとローラとの組合せであるため、ニップ部Nの高面圧化を容易に実現することができる。
本発明の画像形成方法は、トナーによる画像を、少なくとも2つの定着部材が当接して形成されたニップ部に通過させることにより、前記画像を記録媒体に定着させる定着工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。該画像形成方法においては、トナーによる画像を記録媒体に転写し、該画像が転写された記録媒体を、ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させてもよい。
本発明の画像形成装置は、トナー画像形成手段と、互いに当接してニップ部を形成可能であり、該ニップ部に前記トナー画像を通過させることにより前記画像を記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材を少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、その他の部材を有してなる。該画像形成装置においては、前記トナー画像形成手段により形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段を有していてもよい。
また、前記トナーは、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧は55/cm2以上である。
本発明の前記画像形成方法は、本発明の前記画像形成装置を使用して好適に実施することができる。なお、本発明の前記画像形成装置を実施すると、本発明の前記画像形成方法を実施したこととなる。
なお、本発明の画像形成方法における、前記画像を記録媒体に定着させる定着工程、ニップ部、定着部材、トナー、などの詳細については、上述した通りである。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体、静電潜像形成手段、転写手段、等を更に有してなり、必要に応じて適宜選択した前記その他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(「光導電性絶縁体」、「感光体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、等が挙げられる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記トナー画像形成工程は、前記静電潜像を、前記トナーを用いて現像して可視像(トナー画像)を形成する工程である。
前記トナー画像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナーを用いて現像することにより行うことができ、前記トナー画像形成手段により行うことができる。
前記トナー画像形成手段は、例えば、前記トナーを用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナーを収容し、前記静電潜像に該トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
前記転写工程は、前記トナー画像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上にトナー画像を一次転写した後、該トナー画像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、トナー画像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
なお、前記定着工程が、前記転写同時定着式の本発明の画像定着装置を用いて行われる場合には、前記第二次転写工程においては、前記複合転写像が前記定着部材上に転写される。
前記転写は、例えば、前記トナー画像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、トナー画像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、等が挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図8中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50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が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、露光装置21が配置されている。中間転写体50における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される転写紙と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写装置22の近傍には定着装置25が配置されている。定着装置25は、図1に示したベルト式画像定着装置と同様な構成を有し、無端ベルトである定着ベルト26と、これに押圧されて配置された加圧ローラ27とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置100においては、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置28が配置されている。
そして、中間転写体50上に合成された合成カラー画像(カラー転写像)にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させ、中間転写体50と二次転写装置22との間にシート(記録紙)を送出させ、二次転写装置22により該合成カラー画像(カラー転写像)を該シート(記録紙)上に転写(二次転写)することにより、該シート(記録紙)上にカラー画像が転写され形成される。なお、画像転写後の中間転写体50上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置17によりクリーニングされる。
<接着性基材生成工程>
以下のようにして、前記第一の樹脂としての接着性基材を粒子状に生成させてトナーを製造した。
−−未変性ポリエステル(低分子ポリエステル)の合成−−
冷却管、攪拌機及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220質量部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物561質量部、テレフタル酸218質量部、アジピン酸48質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を投入し、常圧下、230℃にて8時間反応させた。次いで、該反応液を10〜15mmHgの減圧下にて5時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸45質量部を添加し、常圧下、180℃にて2時間反応させて、未変性ポリエステルを合成した。
得られた未変性ポリエステルは、数平均分子量(Mn)が2,500、重量平均分子量(Mw)が6,700、ガラス転移温度(Tg)が43℃、酸価が25であった。
着色剤としてのカーボンブラック(「リーガル400R」;キャボット社製)40質量部、ポリエステル樹脂(「RS801」;三洋化成工業製、酸価=10、重量平均分子量(Mw)=20,000、ガラス転移温度(Tg)=64℃)、及び水30質量部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合した。該混合物を二本ロールで130℃にて45分混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)で直径1mmの大きさに粉砕して、マスターバッチを調製した。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、前記未変性ポリエステル378質量部、カルナバワックス110質量部、CCA(「サリチル酸金属錯体E−84」;オリエント化学工業製)22質量部、及び前記有機溶剤としての酢酸エチル947質量部を仕込み、撹拌下、80℃まで昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間かけて30℃まで冷却した。次いで、反応容器中に、前記マスターバッチ500質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、1時間混合して原料溶解液を得た。
得られた原料溶解液1324質量部を反応容器に移し、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、及び0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスして、前記カーボンブラック、及びカルナバワックスの分散を行った。次いで、該ワックス分散液に前記未変性ポリエステルの65質量%酢酸エチル溶液1324質量部を添加した。上記同様の条件のビーズミルで1パスし、分散させ、有機溶剤相を調製した。
得られた有機溶剤相の固形分濃度(130℃、30分)は、50質量%であった。
冷却管、撹拌機及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682質量部、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質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を仕込み、常圧下で、230℃にて8時間反応させた。次いで、10〜15mHgの減圧下で、5時間反応させて、中間体ポリエステルを合成した。
得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量(Mn)が2,100、重量平均分子量(Mw)が9,500、ガラス転移温度(Tg)が55℃、酸価が0.5、水酸基価が51であった。
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、前記中間体ポリエステル410質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、100℃にて5時間反応させて、プレポリマー(前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体)を合成した。
得られたプレポリマーの遊離イソシアネート含有量は、1.53質量%であった。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン170質量部及びメチルエチルケトン75質量部を仕込み、50℃にて5時間反応を行い、ケチミン化合物(前記活性水素基含有化合物)を合成した。
得られたケチミン化合物(前記活性水素機含有化合物)のアミン価は418であった。
−−微粒子分散液の調製−−
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、水683質量部、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質量部、スチレン83質量部、メタクリル酸83質量部、アクリル酸ブチル110質量部、ジビニルベンゼン1質量部、及び過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。該乳濁液を加熱して、系内温度75℃まで昇温して5時間反応させた。次いで、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部を添加し、75℃にて5時間熟成して、前記第二の樹脂としてのビニル樹脂粒子(スチレン−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)を調製した。
得られた微粒子分散液に含まれる微粒子の体積平均粒径を、レーザー光散乱法を用いた粒径分布測定装置(「LA−920」;堀場製作所社製)により測定したところ、105nmであった。また、該微粒子分散液の一部を乾燥して樹脂分を単離し、該樹脂分のガラス転移温度(Tg)を測定したところ、65℃であり、重量平均分子量(Mw)を測定したところ150,000であった。
水990質量部、前記微粒子分散液83質量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5質量%水溶液(「エレミノールMON−7」;三洋化成工業製)37質量部、及び酢酸エチル90質量部を、混合撹拌し、乳白色の液体(水系媒体)を得た。
前記水系媒体1200質量部に、前記トナー溶液809質量部を加え、前記TK式ホモミキサーで、回転数13,000rpmにて20分間混合して、分散液(乳化スラリー)を調製した。
得られた分散スラリーは、マルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)で測定した体積平均粒径が5.7μm、個数平均粒径が5.0μmであった。
前記分散スラリー100質量部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過する操作を3回行い、最終濾過ケーキを得た。
ここで、得られた最終濾過ケーキを循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、製造例1のトナー母体粒子を得た。
得られたトナー母体粒子を、走査型電子顕微鏡(SEM)(日立製作所製、S−900)により観察した。このときのSEM写真を図10に示す。該SEM写真から、トナー母体粒子の表面には樹脂微粒子が存在し、トナー母体粒子表面を被覆していることが判った。
得られた製造例1のトナー母体粒子100質量部に対し、外添剤としての疎水性シリカ1.0質量部と、疎水化酸化チタン0.5質量部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合処理し、製造例1のトナーを製造した。
トナーの体積平均粒径(Dv)及び個数平均粒径(Dn)は、粒度測定器(「マルチサイザーII」;ベックマン・コールター社製)を用い、アパーチャー径100μmで測定した。これらの結果から粒度分布(体積平均粒径(Dv)/個数平均粒径(Dn))を算出した。その結果、体積平均粒径は5.7μm、個数平均粒径は5.0μm、粒度分布(Dv/Dn)は1.14であった。結果を表1に示す。
−トナー母体粒子の調製−
製造例1において、下記方法により合成した結晶性ポリエステル樹脂を添加した以外は、製造例1と同様にして、製造例2のトナー母体粒子を得た。
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を備えた5リットルの四つ口フラスコに、1,4−ブタンジオール2070g、フマル酸2535g、無水トリメリット酸291g、及びハイドロキノン4.9gを入れ、160℃で5時間反応させた後、200℃に昇温して1時間反応させ、更に8.3kPaにて1時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂を得た。DSCの吸熱ピーク温度は123℃、オルトジクロロベンゼン可溶分のGPCによる分子量分布は、重量平均分子量(Mw)で2,100、数平均分子量(Mn)で710、Mw/Mnで2.96あった。
金属製2L容器に、前記結晶性ポリエステル樹脂を100g、及び酢酸エチル400gを採り、79℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で冷却した。これに、ガラスビーズ(3mmφ)500mlを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で10時間粉砕を行った後、酢酸エチルを一部留去し、体積平均粒径が0.4μm、固形分濃度50質量%の結晶性ポリエステル樹脂分散液を調製した。
得られたトナー母体粒子を、走査型電子顕微鏡(SEM)(日立製作所製、S−900)により観察したところ、トナー母体粒子の表面には樹脂微粒子が存在し、トナー母体粒子表面を被覆していることが判った。
また、前記トナー母体粒子における前記第一の樹脂としての接着性基材と、前記第二の樹脂としての樹脂微粒子とのガラス転移温度(Tg)を、製造例1と同様にして測定した。ここで、製造例1と同様に、測定値はセカンドランの値を採用した。その結果、前記第一の樹脂のガラス転移温度(Tg)は46℃であった。なお、前記第二の樹脂としての樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)は、上述の通り65℃であり、第二の樹脂のガラス転移温度は、第一の樹脂のガラス転移温度よりも高いことが確認された。
得られた製造例2のトナー母体粒子につき、製造例1のトナー母体粒子と同様にして外添剤を添加し、製造例2のトナーを製造した。製造例2のトナーについて、製造例1と同様にして諸物性等を測定した。その結果、体積平均粒径(Dv)は5.3μm、個数平均粒径(Dn)は4.7μm、粒度分布(Dv/Dn)は1.13であった。
製造例1〜2で得られた現像剤を用い、以下のようにしてトナー画像を形成し、該トナー画像を記録媒体に定着させるとともに、(a)定着性(スミア性、定着下限温度、及びオフセット未発生温度)、(b)画像濃度、及び(c)耐熱保存性を測定した。
図1に示すベルト式画像定着装置110においては、定着ローラ122、加圧ローラ124、加熱ローラ121及び定着ベルト123により、ベルト張力1.5kg/片、ベルト速度170mm/sec及びニップ幅6.8mm、ニップ圧60N/cm2の定着条件にて定着が行われた。
定着ローラ122は、直径38mm、アスカーC硬度が約30度のシリコーン発泡体製のローラである。加圧ローラ124は、直径48mmの芯金(鉄製、肉厚1mm)上に厚さ1mmのシリコーンゴム層を被覆し更にPFAチューブを被覆した直径50mm、アスカーC硬度が約75度のローラである。加熱ローラ121は、直径30mm、肉厚2mmのアルミニウム製のローラである。定着ベルト123は、ベルト直径60mm、及びベルト幅310mmであり、約40μm厚みのニッケル製ベルト基体表面に厚さ約150μmのシリコーンゴム層及び厚さ20μmのPFAの離型層を有し、加熱ローラ121及び定着ローラ122に張架されている。
<スミア性>
図1に示すベルト式画像定着装置110を備えた画像形成装置を用いて、トナー画像を形成し、記録媒体に定着させた。すなわち、未定着画像の形成は、カラー複写機(「プリテール550」;株式会社リコー製)を用いて、転写紙(「タイプ6200」;株式会社リコー製)に、製造例1及び製造例2のトナーによるハーフトーン画像を各単色で、0.75±0.1mg/cm2のトナーが現像されるように調整した。得られた画像を図1に示すベルト式画像定着装置を用いて定着ベルト(加熱ローラ)温度を5℃おきに変化させ定着した。
スミア試験器(摩擦試験機I型、JIS L0823、摩擦子径:15φ)の摩擦子に、25×25mm程度の白綿布(JIS L0803 綿3号)を繊維方向が摩擦子の可動方向と水平になるように両面テープで貼り付けた。そして、前記定着画像を5往復、連続動作にて擦った。
白綿布をはがし、画像が付着している摩擦子跡における任意の3箇所の画像濃度を、分光計(「X−Rite社製、938 スペクトロデンシトメータ」を用いて測定し、その平均値をスミアIDとした。このスミアIDが0.3以下となる定着温度をもってスミア性を評価した。該定着温度が低いほど、スミア性に優れることを意味する。
図1に示すベルト定着装置を備えた画像形成装置を用いてオフセット未発生温度を測定した。即ち、未定着画像の形成は、カラー複写機(「プリテール550」;株式会社リコー製)を用いて、転写紙(「タイプ 6200」;株式会社リコー製)に、製造例1及び製造例2のトナーの各単色のベタ画像を各単色で、0.8±0.05mg/cm2のトナーが現像されるように調整した。得られた未定着画像を定着ベルト(加熱ローラ)の温度を5℃おきに変えて図1のベルト定着装置を用いて定着し、オフセットの発生しない定着温度(オフセット未発生温度)を測定した。
図1に示すベルト定着装置を備えた画像形成装置を用いて、定着下限温度を測定した。即ち、未定着画像の形成は、カラー複写機(「プリテール550」;株式会社リコー製)を用いて、転写紙(「タイプ 6200」;株式会社リコー製)に、製造例1及び製造例2のトナーの各単色のベタ画像を、0.8±0.05mg/cm2のトナーが現像されるように調整した。得られた未定着画像を定着ベルト(加熱ローラ)の温度を5℃おきに変えて図1のベルト定着装置を用いて定着した。得られた定着画像を砂消しゴム(LION GAZA)で擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる最も低い定着ベルト(ローラ)温度をもって定着下限温度とした。
図1に示すベルト定着装置を備えた画像形成装置を用いて、画像濃度を測定した。即ち、未定着画像の形成は、カラー複写機(「プリテール550」;株式会社リコー製)を用いて、転写紙(「タイプ 6200」;株式会社リコー製)に、製造例1及び製造例2のトナーの各単色のベタ画像を、0.4±0.05mg/cm2のトナーが現像されるように調製した。得られた未定着画像を定着ベルト(加熱ローラ)の表面温度が定着下限温度+15℃で定着した。得られた定着画像における任意の3箇所の画像濃度を、分光計(「938 スペクトロデンシトメータ、X−Rite社製」を用いて測定した。画像濃度値は、3箇所の画像濃度の平均値で示した。なお、得られた画像濃度値が高いほど、画像濃度が高く、高濃度の画像が形成できることを意味する。
実施例1において、図1に示すベルト式画像定着装置110における定着ローラ122と加圧ローラ124との間に形成されたニップ部Nのニップ圧を、表2に示すニップ圧に変えた以外は、実施例1と同様な方法により、実施例2〜5の定着画像をそれぞれ形成し、各種評価を行った。結果を表2に示す。
実施例1において、図1に示すベルト式画像定着装置110における定着ローラ122と加圧ローラ124との間に形成されたニップ部Nのニップ圧を、表2に示すニップ圧に変えた以外は、実施例1と同様な方法により、比較例1〜2の定着画像をそれぞれ形成し、各種評価を行った。結果を表2に示す。
10K ブラック用感光体
10Y イエロー用感光体
10M マゼンタ用感光体
10C シアン用感光体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
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 露光装置
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 現像装置
41 現像ベルト
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45K ブラック用現像器
45Y イエロー用現像器
45M マゼンタ用現像器
45C シアン用現像器
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 ローラ
52 分離ローラ
53 定電流源
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電器
60 クリーニング装置
61 現像器
62 転写帯電器
63 感光体クリーニング装置
64 除電器
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 転写紙
100 画像形成装置
110 ベルト式画像定着装置
120 タンデム型現像器
121 加熱ローラ
122 定着ローラ
123 定着ベルト
124 加圧ローラ
125 加熱源
126 クリーニングローラ
127 温度センサ
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
200 給紙テーブル
210 画像定着装置
220 加熱ローラ
230 加圧ローラ
300 スキャナ
310 電磁誘導加熱式画像定着装置
320 加熱ローラ
330 加圧ローラ
340 電磁誘導加熱手段
400 原稿自動搬送装置(ADF)
410 中間転写ベルト
420 転写同時定着式画像定着装置
430 転写定着ローラ
440 加圧ローラ
510 電磁誘導加熱式画像定着装置
520 定着ローラ
530 加圧ローラ
540 電磁誘導加熱源
N ニップ部
S 記録媒体
T トナー画像
Claims (18)
- トナーによる画像を、少なくとも2つの定着部材が当接して形成されたニップ部に通過させることにより、前記画像を記録媒体に定着させ、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である
ことを特徴とする画像定着方法。 - トナーによる画像が転写された記録媒体を、ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させる請求項1に記載の画像定着方法。
- トナーにおける、第一の樹脂がポリエステル系樹脂である請求項1から2のいずれかに記載の画像定着方法。
- トナーにおける、第二の樹脂がビニル系樹脂である請求項1から3のいずれかに記載の画像定着方法。
- トナーが、活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを含むトナー材料を有機溶剤に溶解させてトナー溶液を調製した後、該トナー溶液を水系媒体中に分散させて分散液を調製し、該水系媒体中で、前記活性水素基含有化合物と、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを反応させて接着性基材を粒子状に生成させ、前記有機溶剤を除去して得られる請求項1から4のいずれかに記載の画像定着方法。
- ニップ部の面圧が70〜500N/cm2である請求項1から5のいずれかに記載の画像定着方法。
- 定着部材が、無端状ベルト及びローラーのいずれかである請求項1から6のいずれかに記載の画像定着方法。
- ニップ部における、記録媒体の導入側端及び排出側端の間に位置する中間領域が、前記導入側端及び前記排出側端と略同一直線上に位置する請求項1から7のいずれかに記載の画像定着方法。
- ニップ部における、記録媒体の導入側端及び排出側端の間に位置する中間領域が、前記導入側端及び前記排出側端よりも、画像と接触側に位置する画像接触側定着部材の側に位置する請求項1から7のいずれかに記載の画像定着方法。
- 定着部材の少なくとも1つにおける表面の少なくとも一部が加熱手段により加熱された請求項1から9のいずれかに記載の画像定着方法。
- トナーの体積平均粒径/個数平均粒径が、1.20以下である請求項1から10のいずれかに記載の画像定着方法。
- トナーが、カラートナーである請求項1から11のいずれかに記載の画像定着方法。
- 互いに当接してニップ部を形成可能であり、該ニップ部に、トナーによる画像を通過させることにより前記画像を記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材を有してなり、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である
ことを特徴とする画像定着装置。 - ニップ部に、トナーによる画像が転写された記録媒体を通過させることにより前記画像を前記記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材を有してなる請求項13に記載の画像定着装置。
- トナーによる画像を、少なくとも2つの定着部材が当接して形成されたニップ部に通過させることにより、前記画像を記録媒体に定着させることを含み、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である
ことを特徴とする画像形成方法。 - トナーによる画像を記録媒体に転写し、該画像が転写された記録媒体を、ニップ部に通過させることにより、前記画像を前記記録媒体に定着させることを含む請求項15に記載の画像形成方法。
- 感光体上に形成された静電潜像をトナー用いてトナー画像を形成するトナー画像形成手段と、
互いに当接してニップ部を形成可能であり、該ニップ部に、前記トナー画像を通過させることにより前記画像を記録媒体に定着可能な少なくとも2つの定着部材とを有してなり、
前記トナーが、第一の樹脂と、該第一の樹脂よりも外側に存在し、そのガラス転移温度(℃)が前記第一の樹脂のガラス転移温度(℃)よりも高く、かつ該第一の樹脂と相溶しない第二の樹脂とを少なくとも含有してなり、
前記ニップ部の面圧が55N/cm2以上である
ことを特徴とする画像形成装置。 - トナー画像形成手段により形成されたトナー画像を記録媒体に転写する転写手段を有する請求項17に記載の画像形成装置。
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