JP2006208484A - フルカラー画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 静電潜像体担持体上に形成された静電潜像を少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなる複数のフルカラートナーで順次現像して形成されたトナー画像を記録媒体上に転写させた後の記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置であって、該トナー画像は、前記記録媒体上に重ね合わせるように形成されたフルカラートナーのうち、トナー粒子表面の着色剤の存在量(以下、表面着色剤存在量という)比の最も高いフルカラートナーが上層にあり、該表面着色剤存在量比が、1.3〜2.0であることを特徴とする定着装置。
【選択図】 図1
Description
本発明の目的は、フルカラー画像形成装置において、多色のカラートナーからなる画像であっても、低温定着性と耐ホットオフセット性を兼ね備え、中間色の色再現性や発色性の優れた混色性の高いフルカラー画像形成装置を提供することである。
(1)「静電潜像体担持体上に形成された静電潜像を少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなる複数のフルカラートナーで順次現像して形成されたトナー画像を記録媒体上に転写させた後の記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置であって、該トナー画像は、前記記録媒体上に重ね合わせるように形成されたフルカラートナーのうち、トナー粒子表面の着色剤の存在量(以下、表面着色剤存在量という)比の最も高いフルカラートナーが上層にあり、該表面着色剤存在量比が、1.3〜2.0であることを特徴とする定着装置」、
(2)「少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなる複数のフルカラートナーで順次形成された静電潜像を現像し、画像を形成する現像手段と、形成された画像を記録媒体上に転写させた後の記録媒体上の画像を定着させる定着手段を有するフルカラー画像形成装置であって、前記記録媒体上に重ね合わせるように形成されたフルカラートナーのうち、表面着色剤存在量比の最も高いフルカラートナーが上層にあり、該表面着色剤存在量比が、1.3〜2.0であることを特徴とするフルカラー画像形成装置」、
(3)「前記最も表面着色剤存在量比の高いトナーがイエロートナーであることを特徴とする前記第(2)項に記載のフルカラー画像形成装置」、
(4)「前記フルカラートナーが、イエロー、マゼンタ、シアントナーから成り、それぞれの表面着色剤存在量比(Py、Pm、Pc)が、Py>Pm、Py>Pcであることを特徴とする前記第(2)項又は(3)項に記載のフルカラー画像形成装置」、
(5)「前記マゼンタトナーの表面着色剤存在量比Pmが1.2〜1.7であり、前記シアントナーの表面着色剤存在量比Pcが1.0〜1.7であり、且つ、イエロートナーの表面着色剤存在量比Py>Pm、Py>Pcであることを特徴とする前記第(4)項に記載のフルカラー画像形成装置」、
(6)「前記最も表面着色剤存在量比の高いトナーの着色剤が、アゾ系顔料、または、キナクリドン系顔料であることを特徴とする前記第(2)項乃至(5)項のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置」、
(7)「前記トナーのトナー母体粒子が、少なくとも活性水素基を有する化合物と活性水素基と反応可能な部位を有する重合体、着色剤を溶解または分散させた有機溶媒を、水系媒体中に分散させ、前記活性水素基を有する化合物と活性水素基と反応可能な部位を有する重合体を反応させた後、もしくは反応させながら、前記有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥して得られたトナーであることを特徴とする前記第(2)項乃至(6)項のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置」、
(8)「前記トナーのトナー粒子の体積平均粒径(Dv)が3.0〜7.0μmであり、且つ、体積平均粒径(Dv)と数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)の値が1.25以下であることを特徴とする前記第(2)項乃至(7)項のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置」、
(9)「前記トナーのトナー粒子の平均円形度が0.94〜0.99であることを特徴とする前記第(2)項乃至(8)項のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置」、
(10)「未定着画像が形成された前記記録媒体を、発熱体を具備する加熱体と、前記加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有する定着手段の、前記フィルムと前記加圧部材の間を通過させて前記未定着画像を加熱定着することを特徴とする前記第(2)項乃至(9)項のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置」、
(11)「未定着画像が形成された前記記録媒体を、磁性金属から構成されて電磁誘導により加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラと平行に配置された定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとの間に張り渡され、前記加熱ローラにより加熱されるとともにこれらのローラによって回転される無端帯状のトナー加熱媒体と、前記トナー加熱媒体を介して前記定着ローラに圧接されるとともに、前記トナー加熱媒体の回転移動方向に対して順方向に回転して定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有する定着手段の、前記トナー加熱媒体と前記加圧ローラの間を通過させて、前記未定着画像を加熱定着することを特徴とする前記第(2)項乃至(10)項のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置」、
(12)「静電潜像体担持体上に形成された静電潜像を少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなる複数のフルカラートナーで順次現像して形成されたトナー画像を記録媒体上に転写させた後の記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置に用いられ、少なくともイエロー、マゼンタ、シアントナーからなるフルカラートナーキッドであって、前記トナー画像は、前記記録媒体上に重ね合わせるように形成されたフルカラートナーのうち、表面着色剤存在量比の最も高いフルカラートナーが上層にあり、該表面着色剤存在量比が、1.3〜2.0であることを特徴とするフルカラートナーキッド」。
ここで、本発明に用いられるトナー、現像剤の製法や材料、および電子写真プロセスに関するシステム全般に関しては条件を満たせば、公知のものが使用可能である。
本発明におけるトナーの表面着色剤存在比とは、トナー粒子に含有される総着色剤量(対トナー重量部)に対する、トナー粒子の表面近傍に存在する着色剤量(対トナー表面近傍重量部)で表わすが、但し、顔料がトナー粒子に均一分散されている状態を表面着色剤存在比1とする。表面着色剤存在比が1より小さい程内部に偏在し、1より大きい程表面偏在度が高いと言える。ここで、本発明におけるトナーの表面近傍とは、トナーのトナー粒子の最表面からトナー粒子の内部におよそ1.0μmの領域を指している。
あらかじめ、量の分かっている顔料等の着色剤や結着樹脂等のトナーの原料を、瑪瑙乳鉢等により十分に均一微分散させ、成型器を用いてペレット試料を作成する。ペレット試料の表面に対して上記の測定を行ない、X軸が波数(cm−1)、Y軸が吸光度からなるIRスペクトルを得る。得られたスペクトルにおいて、結着樹脂の構造に由来し、且つ、試料中のその他の原料の構造に由来するピークと重なることが無い特徴的なピークのピーク強度をPrとする。同様にして、顔料等の着色剤の構造に由来し、且つ、試料中のその他の原料の構造に由来するピークと重なることが無い特徴的なピークのピーク強度をPpとする。ピークの吸光度をピーク強度としても問題ないが、測定するピークの前後にあるピーク間の谷間を接線で結び、前記接線をベースラインとし、ピークトップ(A)と、Aを通るX軸の垂線と前記ベースラインの交点(B)間の距離(AB)をピーク強度とするのが好ましい。また、条件を満たしていれば、どのピークのピーク強度を用いても構わず、特に限定されるものではない。本発明においては、結着樹脂の構造に含まれる芳香環の面外骨格振動に由来する、828cm−1付近に見られるピークのピーク強度をPrとし、着色剤の構造に含まれる芳香環のC−H面外変角振動に由来する、755cm−1付近に見られるピークのピーク強度をPpとした。なお、ATR法による分析深度は、波長依存性があり、本発明においては着色剤由来ピークの波長が755cm−1であるので、約1.0μmである。これより、表面近傍の着色剤由来のピーク強度比(P)は、P=Pp/Prより求めることができる。以上の手法により、ピーク強度比(P)と表面近傍の等の着色剤量の検量線を作成した。
次いで、成型器によってペレット試料にされたトナーの表面のIRスペクトルを測定し、上記の手法と同様にして表面近傍の着色剤由来のピーク強度比(P)を求め、検量線法によって、表面の着色剤存在比を求めることができる。本発明では、成型器を用いて、トナー3gに6tの加重を1分間掛けてペレット試料を作成し、その表面をFTIR顕微ATR装置Spectrum One(Perkin Elmer社製)を用いて測定を行なった。
本発明のトナーは、トナー粒子の体積平均粒径(Dv)が3.0〜7.0μmであることが好ましく、更に3.5〜6.0μmであることがより好ましい。また、その数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)の値が、1.25以下であることが好ましく、更に好ましくは1.10〜1.20、特に好ましくは1.10〜1.15の範囲内であることが好ましい。ここで、体積平均粒径は、Dv=〔(Σ(nD3)/Σn)1/3(式中、nは粒子個数、Dは粒子径である)と定義される。本発明のトナーのトナー粒子の体積平均粒径(Dv)および前記比(Dv/Dn)の値を上記の範囲とすることにより、細線再現性、粒状性に優れた高画質な画像を得ることができる。一般的には、トナーの粒子径は小さい程、高解像で高画質の画像を得るために有利であるといわれているが、この範囲より小さいと、転写性およびクリーニング性が悪化する。逆に、トナーの粒子径がこの値より大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行なわれた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなる場合が多い。また、体積平均粒子径/個数平均粒子径(Dv/Dn)が大きすぎる場合も同様であることが明らかとなった。更に、(Dv/Dn)が小さすぎると、トナーの挙動の安定化および帯電量の均一化の点からみて好ましい面もあるが、トナーの帯電が不十分になる場合が見られ、また、クリーニング性を悪化させる場合があることが明らかとなった。
なお、上記体積平均粒径(Dv)および体積平均粒径(Dv)と数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)の測定は、COULTER TA−II(COULTER ELECTRONICS,INC製)等により自動的に測定される。またアパーチャー径は100μmである。
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好ましく、その平均円形度が0.940〜0.990であるものが好ましく、平均円形度が0.960〜0.985で円形度が0.94未満の粒子が15%以下であるものがより好ましい。前記平均円形度の範囲内の実質上球形のトナーは、転写効率に優れ、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効である。また、細線画像における転写抜けの少ない良好な画像が得られる。これは、トナー表面が十分に滑らかなため、像支持体との接点が減少し、転写材へのトナーの虫食い転写不良が減少するためと考えられる。この範囲より小さく、球状からあまりに離れた不定形の形状のトナーでは、転写性が悪化する傾向となり、逆に、この範囲より大きく、球体に近いものである場合には、転写性に優れるものの、ブレードクリーニング等を採用しているシステムにおいて、感光体上および転写ベルト等のクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こす。例えば、画像面積率の低い現像乃至転写では転写残トナーが少なく、クリーニング不良が特に問題となることはないが、カラー写真画像等画像面積率の高いものの場合、更には、給紙不良等で未転写の画像形成したトナーが感光体上に転写残トナーとして発生することがあり、これが蓄積すると画像の地汚れを発生してしまう。また、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等をも汚染してしまい、本来の帯電能力が発揮されなくなってしまうという問題がある。
本発明に用いられるトナーの製法や材料は、条件を満たしていれば、公知のものが使用可能であり、特に限定されるものではない。しかしながら、低温定着性の点から、用いる結着樹脂は、ポリエステル系樹脂が好ましい。本発明においては、トナーが、少なくとも活性水素基を有する化合物と活性水素基と反応可能な部位を有する重合体、離型剤、着色剤を溶解または分散した有機溶媒の該溶液または分散液を水系媒体中に滴滴上に分散させ、該活性水素基を有する化合物と活性水素基と反応可能な部位を有する重合体を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒等を除去し、洗浄、乾燥したことを特徴とする静電荷像現像用トナーを使用した。上記の重合トナーの製法は、樹脂の選択性が高く、低温定着性の高いポリエステル樹脂を用いることができる。また、造粒性に優れ、粒径、粒度分布、形状の制御が容易である。更には、着色剤の分散工程において、分散条件によって容易に表面着色剤存在比率を制御することが可能であるため、上記の製法で製造されるトナーであることが好ましい。
[有機溶媒相]
〜有機溶媒〜
本発明で有機溶媒相の形成に用いられる有機溶媒は、少なくとも後記官能基含有ポリエステル樹脂を溶解することができるものであれば、特に限定することなく使用することができる。中でも、後述する水系媒体相中への有機溶媒相の分散工程の後、該有機溶媒は留去される必要があることから、該留去工程を容易なものとするため、沸点が150℃未満の揮発性の有機溶媒を用いることが好ましい。
本発明で用いられる有機溶媒の具体例としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、酢酸メチル、酢酸エチル等の非親水性有機溶媒の他、メチルエチルケトン、アセトン、テトラヒドロフラン等が挙げられ、これらは1種単独でも2種以上組合せても使用することができる。これらの中でも、特に、非ハロゲン系溶媒であり、安全性の面から、酢酸メチル、酢酸エチルが好ましい。トナー組成物100部に対する溶剤の使用量は、通常40〜300部、好ましくは60〜140部、更に好ましくは80〜120部である。
本発明で用いる着色剤としては、公知の染料および顔料が使用でき、例えばイエロー系着色剤としての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等を使用することができる他、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、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、リトボンおよびそれらの混合物が使用できる。
以上の中でも、イエロー着色剤に関しては、アゾ系顔料、若しくはキナクリドン系顔料を用いることが、トナー表面の電気抵抗を適正に保つのに最も優れているので好ましい。
マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂(結着樹脂)としては、例えば、上記ウレア変性ポリエステル樹脂、非反応性ポリエステル樹脂の他に、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレンおよびその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、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、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、これらは1種単独でも2種以上組み合わせても使用することができる。
混合混練するには3本ロールミル等の高剪断分散装置が好ましく用いられる。
また、着色剤またはマスターバッチは、上記有機溶媒相中に溶解または分散させることができるが、これに限定されるものではない。
本発明においては活性水素基と反応可能な部位を有する重合体として、官能基含有ポリエステル系樹脂を好ましく用いることができる。本発明で用いる官能基含有ポリエステル系樹脂は、上記有機溶媒に溶解し、後述するように、水系媒体中において、後記活性水素含有化合物と伸長反応および/または架橋反応して、より高分子量のトナーバインダー(結着樹脂)を形成する成分である。
本発明で好ましく使用されるポリエステルプレポリマーは、この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)である。このポリエステルプレポリマー(A)は、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルに、ポリイソシアネート(PIC)を反応させることによって製造される。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、メルカプト基等が挙げられ、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。ポリオールとしては、ジオール(DIO)および3価以上のポリオール(TO)が挙げられ、DIO単独、またはDIOと少量のTOとの混合物が好ましい。ジオールとしては、アルキレングリコール(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、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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);脂環式ジオール(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);ビスフェノール類(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);前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(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)付加物;前記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(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)付加物等が挙げられる。
これらの中でも、炭素原子数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が好ましい。特に好ましくは、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素原子数2〜12のアルキレングリコールとの組み合わせである。3価以上のポリオールとしては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(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);3価以上のフェノール類(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);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等が挙げられる。ポリカルボン酸(PC)としては、ジカルボン酸(DIC)および3価以上のポリカルボン酸(TC)が挙げられ、DIC単独、およびDICと少量のTCとの組み合わせが好ましい。ジカルボン酸としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸等);芳香族ジカルボン酸(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)等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素原子数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素原子数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上のポリカルボン酸としては、炭素原子数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸等)等が挙げられる。なお、ポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)としてポリオールと縮合反応させてもよい。
本発明においては、トナーバインダー(結着樹脂)成分として、上記官能基含有ポリエステル系樹脂と後記活性水素化合物との伸長反応および/または架橋反応生成物のみではなく、非反応性のポリエステル(PE)を有機溶媒相中に溶解して併用することができる。このPEを併用することで、本発明のトナーの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し、前記伸長反応および/または架橋反応生成物を単独で使用する場合よりも好ましい。PEとしては、上記のポリイソシアネート(PIC)との反応に供されるポリエステルと同様のポリオールとポリカルボン酸との重縮合物等が挙げられ、好ましいものについても上記と同様である。
なお、有機溶媒相には、上記以外のトナーバインダー(結着樹脂)成分、例えば、スチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合等の従来から公知のトナーバインダー成分が更に配合されていても差し支えない。
後述するように、上記の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)は、活性水素化合物と伸長反応および/または架橋反応させることにより、より高分子量のものとされる。
本発明では、上記のとおり、ポリエステルプレポリマー(A)とアミン類(B)との反応によって得られるウレア変性ポリエステル系樹脂をトナーバインダー成分として用いることを特徴としており、また、非反応性ポリエステル等の他の成分(後記着色剤マスターバッチの調製の際に用いる樹脂を含む)も併用される。
〜水系媒体〜
本発明において、後記樹脂微粒子を分散させて水系媒体相を形成する水系媒体としては、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等)、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(メチルセルソルブ等)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)等が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上組み合わせても使用することができる。
本発明においては、水系媒体相として、樹脂微粒子を分散させたものを好ましく用いることができる。本発明において、水系媒体中に分散されて用いられる樹脂微粒子の平均粒径は、5〜200nm、好ましくは20〜300nmのものである。そして、該樹脂微粒子は、水系媒体相に上記有機媒体が分散されて形成される分散粒子の表面乃至表層部に結合し、形成されるトナー粒子を被覆する外添剤的に機能する成分である。
この樹脂微粒子の水系媒体中における分散・配合量は、有機溶媒相に対して0.5〜10wt%とするのが好ましく、この範囲でないと乳化不良の原因となり、造粒できない。また、より好ましくは1〜3wt%である。
〜離型剤〜
本発明のトナーにおいては、結着樹脂、着色剤とともに離型剤(ワックス)を含有させることもできる。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等);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックス等);カルボニル基含有ワックス等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、多価アルコールカルボン酸エステル(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);多価カルボンエステル(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);多価アミンカルボン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミド等);多価カルボン酸アミド(トリメリット酸トリステアリルアミド等);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトン等)等が挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の多価アルコールカルボン酸エステルである。本発明で用いるワックスの融点は、通常、40〜160℃であり、好ましくは50〜100℃、更に好ましくは50〜70℃である。前記融点が低すぎるワックスは、耐熱保存性に悪影響を与え、逆に前記融点が高すぎるワックスは、低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000mPa・sが好ましく、更に好ましくは10〜100mPa・sである。前記溶融粘度が高すぎるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。
また、ワックスは、上記有機溶媒相中に溶解または分散させることができるが、これに限定されるものではない。
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、サリチル酸金属塩および、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、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)、銅フタロシアニン、ペリレン、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が挙げられる。
本発明におけるトナー粒子は、下記の方法によって調製することができる。
〜有機溶媒相の分散・反応〜
上記のとおり、トナー粒子は、上記ポリエステルプレポリマー(A)を含む有機溶媒相をアミン類(B)とともに、上記水系媒体相中に分散させて、水系媒体相中で伸長反応および/または架橋反応させ、ウレア変性ポリエステルを形成する工程を経て形成する。
前記分散方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、低速せん断方式、高速せん断方式、摩擦方式、高圧ジェット方式、超音波等の公知の方法が適用できる。分散体の粒径を2〜20μmにすることが好ましく、このためには、高速せん断方式によることが好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常、1000〜30,000rpm、好ましくは5000〜20,000rpmである。分散時間は、処理量に依存し、特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常、0.1〜5分程度である。分散時の温度としては、通常、0〜150℃(加圧下)、好ましくは40〜98℃である。分散時の温度が高温である方が、有機溶媒分散相に含まれるポリエステルプレポリマー(A)等の粘度を低くすることができ、分散が容易な点で好ましい。
得られた分散液から有機溶媒等を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいは、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー粒子を形成し、併せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。前記乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルン等による短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
上述のとおりの操作・工程により得られたトナー粒子(母体)は、更にその表面を外添剤により処理して、流動性、現像性、帯電性等が向上された本発明のトナーが得られる。前記補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmであることが好ましく、特に5nm〜500nmであることが好ましい。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。この無機微粒子の使用割合は、トナー粒子に対してその0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。
本発明のトナーを二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重量部が好ましく、更に5〜10重量部の範囲とすることが好ましい。
また、磁性キャリアの被覆材料としては、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、エポキシ樹脂等が挙げられる。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、本発明のトナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー、または非磁性トナーとしても用いることができる。
以下、本発明の電子写真用トナー、または前記トナーとキャリアからなる二成分系現像剤を使用する画像形成装置について説明する。
なお、本発明の画像形成装置は、以下で説明されるものに限定されるものではなく、請求項に示す条件を満たしていれば、どのような画像形成装置であっても用いることができる。
本発明のタンデム型カラー画像形成装置の実施形態について説明する。タンデム型の電子写真装置には、図1に示すように、各感光体(1)上の画像を転写手段(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2に示すように、各感光体1上の画像を1次転写手段(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次転写手段(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。転写手段(5)は転写搬送ベルトであるが、ローラ形状のものもある。
そして、この種のカラー電子写真装置では、図2に示すように、1次転写後に感光体(1)上に残留する転写残トナーを、感光体クリーニング手段(8)で除去して感光体(1)表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。また、2次転写後に中間転写体(4)上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング手段(9)で除去して中間転写体(4)表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。
図3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(101)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(101)上に取り付けるスキャナ、(400)は更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(101)には、中央に、無端ベルト状の中間転写体(10)を設ける。
そして、図3に示すとおり、図示例では3つの支持ローラ(14),(15),(16)に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
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手段(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。
そのタンデム画像形成装置(20)の上には、図3に示すように、更に露光手段(21)を設ける。一方、中間転写体(10)を挟んでタンデム画像形成装置(20)と反対の側には、2次転写手段(22)を備える。2次転写手段(22)は、図示例では、2つのローラ(23)(23)間に、無端ベルトである2次転写ベルト(24)を掛け渡して構成し、中間転写体(10)を介して第3の支持ローラ(16)に押し当てて配置し、中間転写体(10)上の画像をシートに転写する。
2次転写手段(22)の横には、シート上の転写画像を定着する定着手段(25)を設ける。定着手段(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。
上述した2次転写手段(22)には、画像転写後のシートをこの定着手段(25)へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写手段(22)として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写手段(22)および定着手段(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手段(28)を備える。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置(400)に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス(32)上へと移動して後、他方コンタクトガラス(32)上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ(300)を駆動し、第1走行体(33)および第2走行体(34)を走行する。そして、第1走行体(33)で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光を更に反射して第2走行体(34)に向け、第2走行体(34)のミラーで反射して結像レンズ(35)を通して読取りセンサ(36)に入れ、原稿内容を読み取る。
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(140)を回転して各感光体(140)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次転写手段(22)との間にシートを送り込み、2次転写手段(22)で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写手段(22)で搬送して定着手段(25)へと送り込み、定着手段(25)で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪(55)で切り換えて排出ローラ(56)で排出し、排紙トレイ(57)上にスタックする。または、切換爪(55)で切り換えてシート反転手段(28)に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ(56)で排紙トレイ(57)上に排出する。
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。
本発明における定着手段は、図5に示すような、定着フィルムを回転させて定着する、いわゆるサーフ定着装置を用いた。以下詳説すると、定着フィルムはエンドレスベルト状耐熱フィルムであり、該フィルムの支持回転体である駆動ローラと、従動ローラと、この両ローラ間の下方に設けたヒータ支持体に保持させて固定支持させて配設した加熱体と、に懸回張設してある。
ここで、加圧ローラはシリコンゴム等の離型性のよいゴム弾性層を有するローラであり、反時計周りに回転しつつ、前記定着ニップ領域Lに対して総圧4〜10kgの当接圧をもって圧接させてある。
本発明で用いられる定着手段はもちろん上記のようなサーフ定着装置に限定されるものではないが、色再現性、発色性に優れ、効率が良く立ち上がり時間を短縮可能な定着手段を用いた画像形成装置が得られるので、サーフ定着装置を用いることが好ましい。
本発明における定着手段は、その加熱手段が、図6(a)に示すように、交番磁界により磁性金属部材に発生した渦電流でジュール熱を生じさせ、金属部材を含む加熱体を電磁誘導発熱させる手段である、いわゆる電磁誘導加熱方式定着装置(IH定着装置)を用いた。
本発明で用いられる定着手段はもちろん上記のようなIH定着装置に限定されるものではないが、特に優れた色再現性と発色性を持った高品質画像が得られ、且つ、熱ローラ方式の定着装置よりも伝熱効率が高く、ウォームアップ時間の短縮が図れ、クイックスタート化や省エネルギー化が可能な定着装置を用いた画像形成装置が得られるので、IH定着装置を用いることが好ましい。
本実施例および比較例において複写画像の画質等を評価する場合、二成分系現像剤として本発明のトナーの性能を評価した。
二成分系現像剤に用いられるキャリアとしては、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、かつ該キャリア100重量部に対しトナー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。
前記キャリアは、次のとおりにして調製した。芯材として、Mnフェライト粒子(重量平均径:35μm)5000部、並びに、被覆材として、トルエン450部、シリコーン樹脂SR2400(東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分50%)450部、アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン製)10部、およびカーボンブラック10部をスターラーで10分間分散して調製されたコート液を用いて、前記芯材とこのコート液と流動床内において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時間の条件で焼成し、上記キャリアを得た。
下記実施例および比較例で得られたトナーは、4色の現像部が現像剤をそれぞれの色に対応した4つの感光体に各色順次現像し、記録媒体上にブラックトナー、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナーの順に順次直接転写される方式であり、オイルレスのサーフ定着装置を設けて調整されたフルカラーレーザープリンター(リコー社製IPSiO Color 8100改造機)である評価機Aと、前記評価機Aにおいて、記録媒体上にブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーの順に順次直接転写するように改良されたこと以外は、評価機Aと同様である評価機Bと、評価機Aの定着手段(定着装置)をオイルレスのIH定着装置に改良した評価機Cにより評価した。
下記項目について、実施例および比較例で得たトナーの性能を評価した。
(1)画像粒状性・鮮鋭性
評価機A、B、Cを用い、フルカラーモードでフルカラー写真画像を10,000枚ランニング出力を行ない、粒状性および鮮鋭性の度合いを目視にて評価した。ランク1〜5の5段階で評価し、ランク5が最も優れ、ランク1が最も劣る。表2に、前記度合いが、オフセット印刷並の場合は5で、従来の電子写真画像程度よりわずかに良い場合は4で、従来の電子写真画像程度の場合は3で、従来の電子写真画像より少し悪い場合は2で、および、従来の電子写真画像よりかなり悪い場合は1で表示した。
(2)細線再現性
評価機A、B、Cを用い、フルカラーモードで50%画像面積のフルカラー画像チャートを30,000枚ランニング出力した後、600dpiのフルカラー細線画像をリコー社製タイプ6000ペーパーに出力させ、細線のにじみ度合いを段階見本と比較した。ランク1〜5の5段階で評価し、ランク5が最も細線再現性に優れ、ランク1が最も劣る。表2に、前記度合いが、オフセット印刷並の場合は5で、従来の電子写真画像程度よりわずかに良い場合は4で、従来の電子写真画像程度の場合は3で、従来の電子写真画像より少し悪い場合は2で、および、従来の電子写真画像よりかなり悪い場合は1で表示した。
(3)耐ホットオフセット性・低温定着性
評価機A、B、Cを用い、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の2色重ね合わせベタ画像(30mm×80mm)を、各0.80±0.1mg/cm2(トナー1色につき0.40±0.05mg/cm2)のトナー付着量で、普通紙および厚紙の転写紙(リコー製 タイプ6200およびNBSリコー製複写印刷用紙<135>)に出力させ、定着性能を評価した。定着ベルトの温度を変化させて定着試験を行ない、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。表2に、結果を1〜5のランクで表し、定着上限温度が220℃以上の場合は5で、200〜219℃の場合は4で、185〜199℃の場合は3で、170〜184℃の場合は2で、169℃以下の場合は1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描画試験器を用いて、荷重50gで描画して、画像の削れが殆ど無くなる定着ローラー温度をもって定着下限温度とした。表2に、結果を1〜5のランクで表し、定着下限温度が130℃以下の場合は5で、131〜140℃の場合は4で、141〜150℃の場合は3で、151〜160℃の場合は2で、161℃以上の場合は1とした。
(4)ヘイズ度
評価機A、B、Cを用い、レッド(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の2色重ね合わせベタ画像(30mm×80mm)を、各0.80±0.1mg/cm2(トナー1色につき0.40±0.05mg/cm2)のトナー付着量で、リコー製 OHPシート タイプPPC−DXに出力させ(定着温度160±2℃)、各ベタ画像のヘイズ度を直読ヘイズ度コンピューター HGM−2DP型(スガ試験機(株)社製)により測定した。ヘイズ度は、曇り度とも言われ、トナーの透明性を示す尺度として測定され、値が低い程透明性が高く、OHPシートを用いた場合の発色性が良好なものとなる。表2に、結果を1〜5のランクで表し、ヘイズ度が20%以下の場合は5で、21〜30%の場合は4で、31〜50%の場合は3で、51〜70%の場合は2で、71%以上の場合は1とした。
〜水相の調製〜
水990部、ビニル系樹脂(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)の水分散液80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%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業製)45部、および酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相]とする。
〜ケチミンの合成〜
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5時間反応を行ない、アミンのブロック化体を得た。これを[ケチミン化合物]とする。この[ケチミン化合物]のアミン価は418であった。
〜マスターバッチの調製〜
水1200部、カーボンブラック(キャボット社製、リーガル400R)50部、ポリエステル樹脂(三洋化成製、RS801)50部を、更には水30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150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕して、カーボンブラックマスターバッチを得た。これを[Bkマスターバッチ]とする。また、C.I.PigmentRed 269、C.I.Pigment Blue 15:2、C.I.Pigment Yellow 155をそれぞれカーボンブラックの代わりに使用すること以外は同様にして、マゼンタマスターバッチ[Mマスターバッチ]、シアンマスターバッチ[Cマスターバッチ]、イエローマスターバッチ[Yマスターバッチ]を作成した。
〜油相の調製〜
撹拌棒および温度計をセットした容器に、ポリエステル樹脂(三洋化成製、RS801)500部、カルナバワックス30部、および酢酸エチル850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時問かけて30℃にまで冷却し、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ジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:3回の条件で、ワックスの分散を行った。次いで、容器に[Bkマスターバッチ]110部、および酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して溶解物を得た。これを[Bk原料溶解液]とする。また、[Bkマスターバッチ]の代わりに[Mマスターバッチ]、[Cマスターバッチ]、[Yマスターバッチ]を使用したこと以外同様にして、それぞれ[M原料溶解液]、[C原料溶解液]、[Y原料溶解液]を得た。
[Bk原料溶解液]900部を容器に移し、酢酸エチル50部と、MEK165部を加え、上記のビーズミルを用いて、送液速度:1Kg/hr、ディスク周速度:8m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:3回の条件で、分散液を得た。これを[Bk顔料・ワックス分散液]とする。また、[Bk原料溶解液]の代わりに[M原料溶解液]を用い、ビーズミル分散条件を、送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:12m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:3回の条件に変更して作られた分散液を、[M顔料・ワックス分散液]とする。また、[Bk原料溶解液]の代わりに[C原料溶解液]を用い、ビーズミル分散条件を、送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:5回の条件に変更して作られた分散液を、[C顔料・ワックス分散液]とする。また、[Bk原料溶解液]の代わりに[Y原料溶解液]を用い、ビーズミル分散条件を、送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、0.5mmジルコニアビーズ充填量:80体積%、パス数:3回の条件に変更して作られた分散液を、[Y顔料・ワックス分散液]とする。
〜乳化〜
[Bk顔料・ワックス分散液]1772部、プレポリマーの50%酢酸エチル溶液(数平均分子量3800、重量平均分子量15000、Tg60℃、酸価0.5、水酸基価51、および遊離イソシアネート含有量は、1.53重量%)100部、および[ケチミン化合物]7.5部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)を用いて5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数7,500rpmで20分間混合して、水系媒体分散液を得た。これを、[Bk乳化スラリー]とする。また、[Bk顔料・ワックス分散液]の代わりに[M顔料・ワックス分散液]、[C顔料・ワックス分散液]、[Y顔料・ワックス分散液]を使用したこと以外は同様にして、それぞれ[M乳化スラリー]、[C乳化スラリー]、[Y乳化スラリー]を得た。
〜脱有機溶媒・洗浄・乾燥〜
撹拌機および温度計をセットした容器に、[Bk乳化スラリー]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行ない、有機溶媒が留去された分散液を得た。この
分散液100部を減圧濾過した後、
(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12000rpm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100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12000rpm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12000rpm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12000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行ない、濾過ケーキを得た。
この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、トナー母体粒子を得た。これを[Bkトナー母体]とする。また、[Bk乳化スラリー]の代わりに[M乳化スラリー]、[C乳化スラリー]、[Y乳化スラリー]を使用したこと以外は同様にして、それぞれ[Mトナー母体]、[Cトナー母体]、[Yトナー母体]を得た。
上記で得られた[Bkトナー母体]100重量部と、外添剤として疎水性シリカ(クラリアントジャパン製)1.0重量部、および、疎水性酸化チタン(テイカ製)0.5重量部をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き38μmの篩を通過させて凝集物を取り除くことによって、トナーを得た。これをブラックトナー[Bkトナー1]とする。また、[Bkトナー母体]の代わりに[Mトナー母体]、[Cトナー母体]、[Yトナー母体]を使用したこと以外は同様にして、それぞれマゼンタトナー[Mトナー1]、シアントナー[Cトナー1]、イエロートナー[Yトナー1]を得た。
得られた4色のトナーの表面着色剤存在比、体積平均粒径(Dv)、Dv/Dn、平均円形度は表1に示した通りだった。
実施例1に記載の油相の調整における、[Y顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件を以下の様に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、[Yトナー2]を得た。
得られたトナーの表面着色剤存在比、体積平均粒径(Dv)、Dv/Dn、平均円形度は表1に示した通りだった。
トナーとして[Bkトナー1]、[Mトナー1]、[Cトナー1]、[Yトナー2]を用いたこと以外は実施例1と同様にして評価を行ない、各測定値および評価結果を表2に示した。
送液速度:1Kg/hr、ディスク周速度:8m/秒、パス数:2回
実施例1に記載の油相の調整における、[Y顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件を以下の様に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、[Yトナー3]を得た。
得られたトナーの表面着色剤存在比、体積平均粒径(Dv)、Dv/Dn、平均円形度は表1に示した通りだった。
トナーとして[Bkトナー1]、[Mトナー1]、[Cトナー1]、[Yトナー3]を用いたこと以外は実施例1と同様にして評価を行ない、各測定値および評価結果を表2に示した。
送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:14m/秒、パス数:5回
実施例1に記載の油相の調整における、[M顔料・ワックス分散液]、[C顔料・ワックス分散液]及び[Y顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件を以下の様に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、[Mトナー2]、[Cトナー2]、[Yトナー4]を得た。
得られたトナーの表面着色剤存在比、体積平均粒径(Dv)、Dv/Dn、平均円形度は表1に示した通りだった。
トナーとして[Bkトナー1]、[Mトナー2]、[Cトナー2]、[Yトナー4]を用いたこと以外は実施例1と同様にして評価を行ない、各測定値および評価結果を表2に示した。
送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:14m/秒、パス数:3回
[C顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件
送液速度:1Kg/hr、ディスク周速度:8m/秒、パス数:1回
[Y顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件
送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:12m/秒、パス数:3回
評価機として、評価機Bを用いたこと以外は実施例1と同様にして評価を行ない、各測定値および評価結果を表2に示した。
実施例1に記載の油相の調整における、[M顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件を以下の様に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、[Mトナー3]を得た。
得られたトナーの表面着色剤存在比、体積平均粒径(Dv)、Dv/Dn、平均円形度は表1に示した通りだった。
トナーとして[Bkトナー1]、[Mトナー3]、[Cトナー2]、[Yトナー3]を用いたこと以外は実施例1と同様にして評価を行ない、各測定値および評価結果を表2に示した。
送液速度:1Kg/hr、ディスク周速度:8m/秒、パス数:2回
実施例1に記載の油相の調整における、[M顔料・ワックス分散液]及び[C顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件を以下の様に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、[Mトナー4]、[Cトナー3]を得た。
得られたトナーの表面着色剤存在比、体積平均粒径(Dv)、Dv/Dn、平均円形度は表1に示した通りだった。
トナーとして[Bkトナー1]、[Mトナー4]、[Cトナー3]、[Yトナー1]を用いたこと以外は実施例1と同様にして評価を行ない、各測定値および評価結果を表2に示した。
送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、パス数:2回
[C顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件
送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:8m/秒、パス数:3回
実施例1に記載の油相の調整における、[M顔料・ワックス分散液]、[C顔料・ワックス分散液]、及び[Y顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件を以下の様に変更し、水相の調製において、水相中に、高分子保護コロイド カルボキシメチルセルロース(セロゲンBSH、三洋化成工業製)の3.0%水溶液を28部を加え、乳化工程において、水相添加後のTKホモミキサーの回転数及び撹拌時間を10,500回転、10分間に変更し、撹拌終了後に水系媒体分散液を素早く2000部の純水で希釈するように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、[Mトナー5]、[Cトナー4]、[Yトナー5]を得た。
得られたトナーの表面着色剤存在比、体積平均粒径(Dv)、Dv/Dn、平均円形度は表1に示した通りだった。
トナーとして[Bkトナー1]、[Mトナー5]、[Cトナー4]、[Yトナー5]を用いたこと以外は実施例1と同様にして評価を行ない、各測定値および評価結果を表2に示した。
送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:10m/秒、パス数:2回
[C顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件
送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:8m/秒、パス数:3回
[Y顔料・ワックス分散液]のビーズミル分散条件
送液速度:0.5Kg/hr、ディスク周速度:11m/秒、パス数:3回
トナーとして[Bkトナー1]、[Mトナー5]、[Cトナー4]、[Yトナー5]を用い、評価機として評価機Cを用いたこと以外は実施例1と同様にして評価を行ない、各測定値および評価結果を表2に示した。
2 1次転写手段
3 シート搬送ベルト
4 中間転写体
5 2次転写手段
6 給紙手段
7 定着手段
8 感光体クリーニング手段
9 中間転写体クリーニング手段
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手段
18 画像形成手段
20 タンデム画像形成装置
21 露光手段
22 2次転写手段
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着手段
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転手段
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
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 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
61 現像手段
62 1次転写手段
63 感光体クリーニング手段
64 除電手段
65 現像スリーブ上現像剤
68 撹拌パドル
69 仕切り板
71 トナー濃度センサ
72 現像スリーブ
73 ドクター
75 クリーニングブレード
76 クリーニングブラシ
77 クリーニングローラ
78 クリーニングブレード
79 トナー排出オーガー
80 駆動装置
101 複写装置本体
140 感光体
160 帯電手段
200給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
s シート
T タンデム型画像形成装置
81 加熱ローラ
82 定着ローラ
82a 芯金
82b 弾性部材
83 耐熱性ベルト(トナー加熱媒体)
84 加圧ローラ
84a 芯金
84b 弾性部材
85 温度検出手段
86 誘導加熱手段
87 励磁コイル
88 コイルガイド板
89 励磁コイルコア
90 励磁コイルコア支持部材
91 記録材
Claims (12)
- 静電潜像体担持体上に形成された静電潜像を少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなる複数のフルカラートナーで順次現像して形成されたトナー画像を記録媒体上に転写させた後の記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置であって、該トナー画像は、前記記録媒体上に重ね合わせるように形成されたフルカラートナーのうち、トナー粒子表面の着色剤の存在量(以下、表面着色剤存在量という)比の最も高いフルカラートナーが上層にあり、該表面着色剤存在量比が、1.3〜2.0であることを特徴とする定着装置。
- 少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなる複数のフルカラートナーで順次形成された静電潜像を現像し、画像を形成する現像手段と、形成された画像を記録媒体上に転写させた後の記録媒体上の画像を定着させる定着手段を有するフルカラー画像形成装置であって、前記記録媒体上に重ね合わせるように形成されたフルカラートナーのうち、表面着色剤存在量比の最も高いフルカラートナーが上層にあり、該表面着色剤存在量比が、1.3〜2.0であることを特徴とするフルカラー画像形成装置。
- 前記最も表面着色剤存在量比の高いトナーがイエロートナーであることを特徴とする請求項2に記載のフルカラー画像形成装置。
- 前記フルカラートナーが、イエロー、マゼンタ、シアントナーから成り、それぞれの表面着色剤存在量比(Py、Pm、Pc)が、Py>Pm、Py>Pcであることを特徴とする請求項2又は3に記載のフルカラー画像形成装置。
- 前記マゼンタトナーの表面着色剤存在量比Pmが1.2〜1.7であり、前記シアントナーの表面着色剤存在量比Pcが1.0〜1.7であり、且つ、イエロートナーの表面着色剤存在量比Py>Pm、Py>Pcであることを特徴とする請求項4に記載のフルカラー画像形成装置。
- 前記最も表面着色剤存在量比の高いトナーの着色剤が、アゾ系顔料、または、キナクリドン系顔料であることを特徴とする請求項2乃至5のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置。
- 前記トナーのトナー母体粒子が、少なくとも活性水素基を有する化合物と活性水素基と反応可能な部位を有する重合体、着色剤を溶解または分散させた有機溶媒を、水系媒体中に分散させ、前記活性水素基を有する化合物と活性水素基と反応可能な部位を有する重合体を反応させた後、もしくは反応させながら、前記有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥して得られたトナーであることを特徴とする請求項2乃至6のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置。
- 前記トナーのトナー粒子の体積平均粒径(Dv)が3.0〜7.0μmであり、且つ、体積平均粒径(Dv)と数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)の値が1.25以下であることを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置。
- 前記トナーのトナー粒子の平均円形度が0.94〜0.99であることを特徴とする請求項2乃至8のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置。
- 未定着画像が形成された前記記録媒体を、発熱体を具備する加熱体と、前記加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有する定着手段の、前記フィルムと前記加圧部材の間を通過させて前記未定着画像を加熱定着することを特徴とする請求項2乃至9のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置。
- 未定着画像が形成された前記記録媒体を、磁性金属から構成されて電磁誘導により加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラと平行に配置された定着ローラと、前記加熱ローラと前記定着ローラとの間に張り渡され、前記加熱ローラにより加熱されるとともにこれらのローラによって回転される無端帯状のトナー加熱媒体と、前記トナー加熱媒体を介して前記定着ローラに圧接されるとともに、前記トナー加熱媒体の回転移動方向に対して順方向に回転して定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有する定着手段の、前記トナー加熱媒体と前記加圧ローラの間を通過させて、前記未定着画像を加熱定着することを特徴とする請求項2乃至10のいずれかに記載のフルカラー画像形成装置。
- 静電潜像体担持体上に形成された静電潜像を少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなる複数のフルカラートナーで順次現像して形成されたトナー画像を記録媒体上に転写させた後の記録媒体上のトナー画像を定着させる定着装置に用いられ、少なくともイエロー、マゼンタ、シアントナーからなるフルカラートナーキッドであって、前記トナー画像は、前記記録媒体上に重ね合わせるように形成されたフルカラートナーのうち、表面着色剤存在量比の最も高いフルカラートナーが上層にあり、該表面着色剤存在量比が、1.3〜2.0であることを特徴とするフルカラートナーキッド。
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