JP3635857B2 - 電子写真用被転写フィルムおよびカラー画像形成方法 - Google Patents

電子写真用被転写フィルムおよびカラー画像形成方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法によって形成されたカラートナー像を担持するための電子写真用被転写フィルム、および電子写真用被転写フィルム上にカラー画像を形成するためのカラー画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子写真方式により透明なフィルム上にフルカラー画像を形成し、トナー画像を有する透明フィルムをOHPに供し、投影画像として用いることが広く行われている。
【0003】
その電子写真方式における画像形成装置の定着装置では、記録体(被転写体)上に転写された未定着トナー像は、定着ローラ(あるいはベルト、フィルム)と加圧ローラとにより挟持される際に、熱エネルギーと圧力を受け、記録体上に定着される。その際、定着装置において、記録体上の未定着トナー像の一部が定着ローラに転移する、いわゆるオフセット現象がしばしば発生する。これを防止するため、現状では定着ロール表面にシリコーンオイルなどの離型性に優れたオイルを塗布し、定着時にロールと記録体との界面にオイルを介在させる方法が広く行われている。
【0004】
実際に用いられている定着装置のロール表面には、フッ素系材料(フルオロカーボン系樹脂としてデュポン社製のテフロンやフッ素系ゴムとして昭和電工デュポン社製のバイトンなど)あるいはシリコーンゴムなどのように離型性に優れた材料が配置されているが、現状ではこれら離型性材料による表面層を形成しただけでは、ロールから剥離性が不充分であり、オフセット現象を完全には防止しえず、上記のようにオイルを介在させているのが現状である。
【0005】
このような被転写体としては、紙のみならず、目的によってはOHPフィルムなどの透明シートが使用されるが、この透明フィルム上に画像を定着させ、投影画像として用いる場合には、彩度の高い明るい投影画像を得るため、トナー画像の凹凸を小さくし、光散乱を防止する必要がある。そのためには、定着時に十分な熱と圧力を加えることが必要になる。特に、複数色のトナーを溶融混色させるカラー画像の場合には、さらに十分な熱と圧力の供給が必要である。しかし、画像濃度の低い部分、ドットやラインなどの部分を平滑にしようとして、十分な熱を供給しようとすると画像濃度の高い、トナー量の多い部分ではオフセットが発生してしまうために、オフセット防止上、ローラへのオイル塗布は避けられない状況にある。
【0006】
オフセット現象を防止するためにローラ表面に塗布されたオイルは、定着後の記録体に残留して、記録体がベト付いたり、筆記性が悪くなったり、セロハンテープ等によって他部材へ張り付けることができないなどという問題を引き起こす。
【0007】
記録体へのオイルの付着に対しては、ローラ表面にオイルを塗布しないか、あるいは極力少ない量のオイルを塗布した定着装置を用いることが好ましく、このようなオイルをなくした(オイルレス)定着器にすることによって、定着装置におけるオイル供給装置(オイル塗布部材、オイル貯蔵部分など)が不要となり装置の小型化が達成できるとともに、消耗品であるオイルが不要となり、低コスト化が達成できるという利点がある。
【0008】
しかしながら、現在用いられているオイルレス定着装置では、表面に画像被転写層を設けたオーバーヘッドプロジェクター(OHP)用フィルム(シート)を用いると、加熱された定着ローラに接触した瞬間に、表面層が加熱、溶融して定着ローラに巻き付き、定着器を使用不能にさせてしまう虞がある。
【0009】
このように、オイルレス定着装置の改良のみで記録体と定着ロールとの問題点を解決するのは困難であり、定着装置のみならず、記録体自身にもそれに対応する特性を付与することが求められてきた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における上述のごとき実情に鑑み、上述のごとき問題点を解決することを目的としてなされたものである。
【0011】
即ち、本発明の目的は、定着器のオイルレス化に対応した電子写真用被転写フィルムであって、オイルレス定着器装置に適用しても、彩度が高く、明るく、色調再現性の良好な画像を得ることができ、且つ、疑似輪郭、オフセット現象が発生せず、定着性の良好なカラー投影画像を得ることができる電子写真用被転写フィルムを提供すること、およびこの被転写フィルム上に良好なカラー画像形成する方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するためには、記録体自身にも改良が必要であり、トナー画像を十分定着させることができるとともに、離型性に優れた画像被転写層を有する記録体が好ましい。
【0013】
本発明者等は、上記の目的を達成するために、オイルレス定着器に使用可能な電子写真用被転写フィルムについて鋭意研究を重ねた結果、電子写真用被転写フィルムの塗布層の構成、画像被転写層を形成する樹脂の特性の面などから検討した結果、耐熱温度100℃以上のプラスチックフィルムを支持体とし、その上に形成された透明樹脂層に特定の離型剤を含むこと、及び、該透明樹脂層が、カラー画像形成に用いるトナーの定着温度において、トナーの結着樹脂と相溶性を有し、且つ定着温度における粘度が結着樹脂よりも低い透明樹脂層であること、等の条件を満たす電子写真用被転写フィルムを用いることにより、前記問題点を大幅に改善できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0014】
即ち、本発明の電子写真用被転写フィルムは、耐熱温度100°C以上のプラスチックフィルム基材の少なくとも一方の面に画像被転写用透明樹脂層を有する電子写真用被転写フィルムであって、該透明樹脂層を構成する樹脂材料に、分子中に硬化性官能基を有するシラン化合物、及び、分子中に反応性基を有するシリコーンオイルを含む離型性材料を0.05重量%乃至5.0重量%含有させたことを特徴とする。
【0015】
このフィルムにおいて、離型性材料としては、フッ素系樹脂、フッ素系オイル、シリコン樹脂、シリコーンオイルおよびシリコーンオイルとシラン化合物、、ロウ類およびワックス類などがある。この中で特に好ましいのは、シラン化合物とシリコーンオイルよりなるものであり、オイルレス定着器を用いた電子写真用画像出力装置に適している。シリコン化合物は、フッ素含有シラン化合物、イソシアネートシラン化合物、アルコキシシラン化合物、シランカップリング剤、およびSiH基を持つシラン化合物からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物を有し、また、シリコーンオイルは分子中に反応基を有する変性シリコーンオイルで、シラノール変性、カルボキシ変性、およびアミノ変性シリコーンオイルからなる群から選ばれた少なくとも1種あるいはメチルハイドロジェンシリコーンオイルが使用されることが好ましい。
【0016】
この画像被転写用透明樹脂層を物性から見れば、トナーの定着温度において、定着されるべきトナーの結着樹脂と相溶性があり、且つトナーの定着温度において、トナーの結着樹脂よりも見掛けの溶融粘度が低い透明樹脂材料からなり、具体的には、画像被転写用透明樹脂層を構成する樹脂材料基材が、温度100°Cにおける見掛けの溶融粘度が1×103 〜7×104 ポイズである透明樹脂であることが好ましい。
【0017】
本発明の電子写真用被転写フィルムは、前記画像被転写用透明樹脂層に、帯電防止剤が含まれることを特徴とし、前記プラスチックフィルム基材と画像被転写用透明樹脂層との間に中間接着層を設けた態様であってもよい。
【0018】
また、本発明のカラー画像形成方法は、少なくともカラー着色剤と結着樹脂とを含有するトナーにより形成されたカラートナー像を、先に述べた電子写真用被転写フィルムのいずれかの上に形成し、熱および圧力を付加することによって定着することを特徴とする。
【0020】
また、本発明のカラー画像形成方法は、カラー着色剤および結着樹脂を少なくとも含有するトナーから形成されたカラートナー像を上記したそれぞれの本発明の電子写真用被転写フィルム上に形成し、熱および圧力を付与することによって定着するが、離型性に優れた被転写フィルムであるため、オイルレス定着器でも従来と同様に使用できることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の電子写真用被転写フィルムについてより詳しく説明する。
【0022】
図1、図2、図3、図4は、本発明に係わる電子写真用被転写フィルムを例示する概略断面図である。
【0023】
図1及び図2には、支持体の片面に画像被転写用透明樹脂層を有する電子写真用被転写フィルムの態様が示される。図1の電子写真用被転写フィルム10は、支持体であるプラスチックフィルム12の片面に透明樹脂層14が形成され、支持体の他方の面には帯電防止層16が設けられている。図2に示す電子写真用被転写フィルム10の場合には、プラスチックフィルム12と透明樹脂層14との間に中間接着層18が設けられている。
【0024】
また、図3及び図4には、支持体の両面に画像被転写用透明樹脂層を有する電子写真用被転写フィルムの態様が示される。図3の電子写真用被転写フィルム20は、支持体であるプラスチックフィルム12の両面に透明樹脂層14が形成されている。図4に示す電子写真用被転写フィルム22は、支持体であるプラスチックフィルム12の両面に透明樹脂層14が形成され、それぞれの面の透明樹脂層14とプラスチックフィルム12との間に中間接着層18が設けられている。
【0025】
本発明の電子写真用被転写フィルムにおいて、支持体となるプラスチックフィルム基材としては、耐熱温度100°C以上のプラスチックが透明なフィルム状に成形されたものを使用するが、具体的には、耐熱温度が100°C以上のポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリフェニレンオキサイドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、セルロースアセテートフィルム、ポリアミドフィルム等が例示される。中でもポリエチレンテレフタレートフィルムが、耐熱性および透明性の点で特に好ましい。
【0026】
基材として用いるプラスチックフィルムの耐熱温度が100°C未満の場合には、トナーを熱定着した時に熱により変形し、使用に耐えないものとなる。また、プラスチックフィルムの厚さは、熱定着時の加熱によりフィルムが柔らかくなった時にシワを発生させない程度の厚みが必要であり、一般には、50μm以上、好ましくは75μm以上の厚みが要求される。プラスチックフィルムの厚みの上限は、光線透過率の低下を考慮して、200μm以下、好ましくは150μm以下がよい。従って、耐熱性を有するプラスチックフィルムの厚さは、50〜200μm、好ましくは75〜150μmの範囲に設定すればよい。
【0027】
プラスチックフィルム基材12の少なくとも片面に形成される透明樹脂層14は、転写された未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる画像被転写層の機能を有し、定着ローラ表面にオイルがなくても、ローラ表面に画像のオフセットが発生しない離型性をもち、かつ、定着後のカラー画像の彩度、明度、色調再現性を向上させ、疑似輪郭の発生を防止する透明樹脂層14である。ここで、離型性のよい透明樹脂層の材料の物性について述べれば、ここで用いられる樹脂材料は、カラー画像を形成するトナーの結着樹脂と反応または相溶するか、あるいは加熱定着時の温度で相溶するものが望ましく、基材となる樹脂材料に離型性材料を0.05重量%及至5.0重量%含有させて離型性の改良を行う。離型性材料の好ましい含有量は0.5〜1.5重量%程度である。
【0028】
ここで用いうる離型性材料としては、具体的にはフッ素系材料、フッ素系オイル、シリコン系材料、シリコン系オイル、ワックス等があるが、反応性や相溶性等を考慮すると、結着樹脂の未反応官能基と直接反応して結び付くシラン化合物やシリコンオイル、その中でも反応基を持った変性シリコーンオイルが好ましく、さらに好ましくは、これら両者を混在させた組成物を用いることが好ましい。この形態によれば、透明樹脂の樹脂マトリックス中に離型性材料が均一に分散し、基材樹脂の特性や、光透過性を損なうことがない。離型性材料の添加量が透明樹脂基材の固形物に対して5.0重量%以下であれば、画像を形成するトナーの結着樹脂との密着性は損なわれることはない。また、上記のような離型性材料を用いれば結着樹脂と反応して固定されているので、他への移行性がない利点がある。即ち、離型性を有していても、樹脂材料基材と反応性又は相溶性を有さないか、極めて低い単なるオイルのような離型材料の場合では、相溶したように見えても、透明樹脂層表面に染み出る、所謂ブリードアウト現象が生じ、画像を形成するトナーと画像被転写用透明樹脂層との間に離型性材料が介在することになり、特に、透明樹脂層を構成する樹脂材料の固形物に対して離型性材料の添加量が5.0重量%を越えると介在する離型性材料に起因して部分的に定着できない部分が生じ、さらに添加量が6.0重量%以上では、画像が定着できないばかりか、トナーの結着樹脂と透明樹脂層を構成する樹脂材料との相溶性が低下してトナー画像の透明樹脂層への沈みこみが阻害されるために、トナー画像の凹凸が生じ、ハーフトーンの投影画像では彩度の低い暗い投影画像になり、被転写フィルムの表面に明らかなベトツキ感を生じてしまう。またブリードアウトした離型性材料、具体的にはオイル上の成分が他へ移行し、装置内で特に搬送ロール表面に付着して、ジャム(記録体の詰まり)の原因となるという問題があり、離型性材料の添加量が0.05重量%未満であると、離型性能が不充分であり、被転写フィルムが定着ロールに巻き付く現象が起こる。
【0029】
本発明において、離型性材料として好ましいのは、シラン化合物、シリコーンオイルの少なくとも一種以上であるが、ここで用いられるシラン化合物とは、例えばアルコキシ基(−OR基)等の硬化性官能基を有する硬化性シラン化合物を意味している。代表的な硬化性シラン化合物として、フッ素含有シラン化合物、イソシアネートシラン化合物、アルコキシシラン化合物、シランカップリング剤、およびSiH基を持つシラン化合物等が挙げられる。
【0030】
フッ素含有シラン化合物としては、例えば、CF3 (CH2 2 Si(OCH3 3 、C6 132 4 Si(OCH3 3 、C2 15CONH(CH2 3 Si(OC2 5 3 、C8 172 4 Si(OCH3 3 、C8 172 4 SiCH3 (OCH3 2 、C8 172 4 Si(ON=C(CH3 )(C2 5 ))3 、C9 192 4 Si(OCH3 3 、C9 192 4 Si(NCO)3 、(NCO)3 SiC2 4 6 122 4 Si(NCO)3 、C9 192 4 Si(C2 5 )(OCH3 2 、(CH3 O)3 SiC2 4 8 162 4 Si(OCH3 3 、(CH3 O)2 (CH3 )SiC9 188C2 4 Si(CH3 )(CH3 O)2 等、およびこれら化合物の加水分解物あるいは部分縮合物等が例示できる。
【0031】
イソシアネートシラン化合物類としては、(CH3 3 SiNCO、(CH3 2 Si(NCO)2 、CH3 Si(NCO)3 、ビニルシリルトリイソシアネート、C6 5 Si(NCO)3 、Si(NCO)4 、C2 5 OSi(NCO)3 、C8 17Si(NCO)3 、C1837Si(NCO)3 、(NCO)3 SiC2 4 Si(NCO)3 等のシラン化合物およびこれらシラン化合物の加水分解物あるいは部分縮合物などが例示できる。
【0032】
アルコキシシラン化合物およびSiH基を持つシラン化合物としては、Si(OCH3 4 、CH3 Si(OCH3 3 、HSi(OCH3 3 、(CH3 2 Si(OCH3 2 、CH3 SiH(OCH3 2 、C6 5 Si(OCH3 3 、Si(OC2 5 4 、CH3 Si(OC2 5 3 、(CH3 2 Si(OC2 5 2 、H2 Si(OC2 5 2 、C6 5 Si(OC2 5 3 、(CH3 2 CHCH2 Si(OCH3 3 、CH3 (CH2 5 Si(OCH2 3 、CH3 (CH2 7 Si(OC2 5 3 、CH3 (CH2 11Si(OC2 5 3 、CH3 (CH2 15Si(OC2 5 3 、CH3 (CH2 17Si(OC2 5 3 等のシラン化合物およびこれらシラン化合物の加水分解物あるいは部分縮合物などが例示できる。
【0033】
シランカップリング剤として、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリルシラン類、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシラン類、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類等が挙げられる。
【0034】
本発明において、離型性材料としての上記シラン化合物は、単独で使用してもよいが、効果の観点から複数の化合物の混合物またはその部分加水分解物を使用することが望ましい。
【0035】
また、本発明においては、分子中に反応性基を有するシラノール変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイルからなる群から選ばれた少なくとも1種の変性シリコーンオイルまたはメチルハイドロジェンシリコーンオイル等のシリコーンオイルをも離型性材料として使用することができる。このうち、分子中に反応基を有する変性シリコーンオイルとしては、シラノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイルが挙げられる。これらの中でもシラノール変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイルは、無色透明であるために、透明フィルムの着色や変色させることなく使用できるので好ましい。他の変性シリコーンオイルも、着色や変色の問題が無いものであれば、本発明において好ましくしようすることができる。
【0036】
これら変性シリコーンオイルまたはメチルハイドロジェンシリコーンオイルは、前記の硬化性シラン化合物と併用されることが好ましい。両者を併用する場合の添加比率は、目的に応じて任意にすることが可能である。しかしながら、その添加比率は硬化性シラン化合物に対する変性シリコーンオイルまたはメチルハイドロジェンシリコーンオイルの存在量がシラン化合物に100重量部に対して50〜200重量部の範囲であるのが好ましい。
【0037】
以上の材料を用いることにより透明樹脂層に離型性を付与することができる。また、上記硬化性シラン化合物、シリコーンオイルの他に、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、シリカゲル、SiO2 、シリコーン樹脂の微粒子などを本発明の効果を損なわない範囲で混合してもよい。
【0038】
前記変性シリコーンオイルまたはメチルハイドロジェンシリコーンオイルは、硬化性シラン化合物との相互作用により、透明樹脂層における離型性の向上及び樹脂層からの離型性材料の移行防止に寄与する。この詳細な機構は不明であるが、変性シリコーンオイル鎖またはメチルハイドロジェンシリコーンオイル鎖が硬化性シリコン化合物と複雑に絡み合い、また、透明樹脂に含まれる反応性官能基と反応固化し、表面に存在する各種有機基、特に極性基およびイオン結合性のミクロな分布を結果的に制御し、画像を形成するトナー材料との密着、および、定着ロールからの剥離に最適な表面構造が達成されるためであると考えられる。
【0039】
また、カルボキシル基を有するシリコーンオイルとイソシアネートシラン化合物との組み合せにおいては、カルボキシル基が有する極性が、イソシアネートシラン化合物と電気的な相互作用を形成するため、熱や光等の外部からのエネルギー作用を受けても、容易に絡み合いを解除しない効果をもたらしていると考えられ、したがって、長期にわたり、効果が安定して持続するものと考えられる。
【0040】
ここで用いられる変性シリコーンオイルまたはメチルハイドロジェンシリコーンオイルの粘度は、硬化性シラン化合物との組合せを考慮して決定する必要があり、5〜10000cSt(センチストークス)のものが好ましい。
【0041】
また、これらシラン化合物やシリコーンオイル以外の離型性材料として記載した前記フッ素化合物としては、例えば、フルオロオレフィン系樹脂、具体的にはテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロプロピルビニルエーテル等の重合体、あるいはこれらとアクリル系樹脂との共重合体が例示でき、これらは2種以上混合して使用しても良い。また、フッ素化合物としてX−CF2 (OC2 4 p (OCH2 q OCF2 −Xで示されるパーフルオロポリエーテルがあげられ、具体的にはXがOCN−C6 3 (CH3 )NHCO−で表されるイソシアネート変性物、−COOHで表されるカルボキシル基変性物、−CH2 OH、−CF2 −CH2 ((OCH2 CH2 n )OH等で表されるアルコール変性物、−COOR(Rはアルキル基、アリール基)で表されるエステル変性物なども挙げられる。
【0042】
前記ロウ類およびワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックスなどの植物系ワックス、ミツロウ、ラノリンなどの動物系ワックス、オゾケライト、セルシンなどの鉱物系ワックス、及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタムなどの石油系ワックスなどが挙げられる。またこれら天然ワックスのほかに、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックスなどの合成炭化水素ワックス、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素などの脂肪酸アミド、エステル、ケトン、エーテルなどの合成ワックスも使用できる。さらに側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子が挙げられる。
【0043】
ここで用いられるワックスとしては、融点が110°C以下または融解の潜熱が230mJ/mg以下の低融点のワックスが、定着ロールと透明樹脂層との間で離型剤として効果的に働き、これにより被転写フィルムがトナーの定着を適度に維持しながら、また定着ロールから離型することができるため好ましい。この条件などから、上記ワックスの中でより好ましいのは、人工的に産出できる、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油系ワックスあるいは合成ワックスが好ましい。
【0044】
上記離型性材料を添加した透明樹脂層は、カラー画像を形成するトナーの結着樹脂と加熱定着時の温度で相溶することが可能であり、且つ、加熱定着時にトナーを十分に沈みこませるために、トナーの定着温度において、トナーの結着樹脂よりも見掛けの溶融粘度が低いことが必要である。透明樹脂層の基材樹脂の見掛けの溶融粘度がトナーの結着樹脂よりも見掛けの溶融粘度より大きい場合、透明樹脂層上に形成されたトナー画像をヒートロールで加熱、加圧定着する時に、トナーが充分に透明樹脂層に沈みこむことができず、トナー画像の凹凸が残り、投影画像の彩度が低下し、疑似輪郭が発生する。
【0045】
離型性を付与するための上記透明樹脂層を構成する組成物には、上記基材樹脂及び離型性材料以外に、離型機能を損なわない量の添加物、例えば、アルミニウム化合物、チタニウム化合物、ジルコニウム化合物、フッ素化合物等を、画像形成材料の定着性制御や筆記性の制御、基材との反応性の制御等の点を考慮して、含有させることができる。
【0046】
具体的な例として、アルミニウムイソプロポキサイド、アルミニウムsec−ブチレート、アルミニウムtert−ブチレート、テトライソプロピルチタネート、テトラn−ブチルチタネート、テトライソブチルチタネート、テトラsec−ブチルチタネート、テトラtert−ブチルチタネート、テトラn−ペンチルチタネート、テトライソペンチルチタネート、テトラn−ヘキシルチタネート、テトラn−ヘプチルチタネート、テトラn−オクチルチタネート、テトライソオクチルチタネート、テトラn−ノニルチタネート、テトラメチルジルコネート、テトラエチルジルコネート、テトライソプロピルジルコネート、テトラn−プロピルジルコネート、テトラn−ブチルジルコネート、テトライソブチルジルコネート、テトラtert−ブチルジルコネート、モノsec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、ジn−ブトキシアルミニウムモノエチルアセトアセテート、アルミニウムジn−ブトクサイドメチルアセトアセテート、アルミニウムジイソブトキサイドモノメチルアセトアセテート、アルミニウムジsec−ブトキサイドモノエチルアセトアセテート、アルミニウムジイソプロポキサイドモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート、アルミニウムジイソプロポキサイドモノアセチルアセトネート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、環状アルミニウムオキサイドアシレート化合物、ジ−イソプロポキシチタン−ビス(アセチルアセトネート)、ジn−ブトキシチタン−ビス(アセチルアセトネート)、テトラオクチレングリコールチタネート、テトラキスアセチルアセトンジルコネート等が挙げられる。また、導電性制御の目的で用いられるものとして、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム等も挙げられる。
【0047】
透明樹脂層を構成する基材樹脂としては、具体的には、下記一般式(I)で代表されるビスフェノール誘導体、もしくはその置換体をジオール成分とし、2価以上のカルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分とを少なくとも含有するポリエステル樹脂が好ましい。
【0048】
【化1】
Figure 0003635857
【0049】
(式中、Rはエチレンまたはプロピレン基、X、Yはそれぞれ1以上の正の整数であり、且つX+Yへの平均値は2〜10である。)
ここで、トナーの結着樹脂と相溶するということは、定着後の画像において、透明樹脂層14の樹脂とトナーの結着樹脂とが境界を形成しない状態になることを意味する。トナーの結着樹脂との相溶性を評価する方法として、”溶融トナー傾斜角”という新規な評価尺度を本出願人が特開平5−088400号公報に記載している。
【0050】
この溶融トナー傾斜角の測定方法は以下のようにして行う。
(1) トナーディスクの形成
島津製作所(株)製の錠剤成形器ハンドプレスSSP−10形の直径13mm、高さ33mmの凹形形状をした錠剤枠に粉体トナーを充填し、ハンドプレスで1トンの加重を1分間加えてトナーディスクを成形する。図5(A)はこの錠剤枠を示す断面図である。図5(B)は成形されたトナーディスクを示す斜視図である。この時の標準的なトナーディスクの大きさは、直径13mm、厚さ1.2mm、重さ0.183gである。
【0051】
(2) トナーの溶融固化
設定温度に温度調整された被転写フィルムとトナーディスクとを図6に示すように積層して配置し、1分間かけてトナーディスクを溶融させる。即ち、温度調節可能なホットプレート63上に被転写フィルム62及びトナーディスク61を順次配置して、加熱、溶融させる。例えば、定着ロールが150℃で、被転写フィルム透明樹脂の温度が100℃である時は、100℃で測定を行う。図6は、溶融トナー傾斜角の測定に用いるトナーディスクの溶融固化装置の概略断面図である。
【0052】
図6に示す状態で1分間加熱した後、厚さ5mm、大きさ420mm×297mmのアルミニウムプレート上に配置して、急冷、固化させる。
【0053】
(3) 溶融トナー傾斜角の測定
共和界面(株)製の接触角測定装置を使用し、トナーが固化した後のトナーの裾野の角度を2回測定し、その平均値をもって溶融トナー傾斜角とするものである。
【0054】
溶融トナー傾斜角の観点から透明樹脂層14の基材樹脂を選択する場合、カラー画像形成に用いるトナーと透明樹脂層とのトナー傾斜角が40度以下になることが好ましい。溶融トナー傾斜角が40度以下になる透明樹脂層の樹脂としては、前記したビスフェノール誘導体、もしくはその置換体と2価以上のカルボン酸とからなるポリエステル樹脂の他に、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリルエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体の如き熱可塑性樹脂を用いることができる。特に好ましいのは、トナーの主要樹脂(結着樹脂を基準として、50重量%以上含有される樹脂)と同種の樹脂である。すなわち、トナーの主要樹脂がポリエステル樹脂であれば、透明樹脂層の樹脂としてポリエステル樹脂を、トナーの主要樹脂がスチレン−アクリルエステル樹脂であれば、透明樹脂層の樹脂としてスチレン−アクリルエステル樹脂を用いることが好ましい。
【0055】
透明樹脂層を構成する基材樹脂の特性として重要なことは、溶融トナー傾斜角が40度であることと同時に、定着温度においてトナーの結着樹脂よりも見掛けの溶融粘度が低いことである。ここで、見掛けの溶融粘度は、次のようにして求められる。すなわち、島津製作所(株)製フローテスターCFT−500A型を使用し、ダイ(ノズル)の直径0.5mm、厚み1.0mmとして100kgの押出し荷重を加え、初期設定温度80°Cで、予熱時間300秒後、5°C/分の速度で等温昇温した時の各温度における見掛け溶融粘度を測定し、加熱定着時のトナーと透明樹脂層102の定着温度における見掛けの溶融粘度を、定着温度における見掛けの溶融粘度とする。(例えば、定着ロールが150°Cであり、被転写フィルムの表面温度が100°Cで定着される時、100°Cにおける見掛けの溶融粘度を、定着温度における見掛けの溶融粘度とした。)
透明樹脂層の基材樹脂に要求される定着温度100°Cにおける見掛けの溶融粘度は、用いるトナーの溶融粘度により異なるが、カラー画像形成方法にシャープメルト性のトナーを使用する場合は、1×103 〜7×104 ポイズ、好ましくは、5×103 〜4×104 ポイズを有するものが用いられる。透明樹脂層の基材樹脂として、温度100°Cにおける見掛けの溶融温度が1×103 ポイズ未満の樹脂を使用した場合は、ヒートロールでトナー像を定着する時に、透明樹脂層がプラスチックフィルムから剥がれてしまい好ましくない。一方、透明樹脂層の基材樹脂として、温度100°Cにおける見掛けの溶融温度が7×104 ポイズを越える樹脂を使用した場合は、ヒートロールでトナー像を定着しても、トナー像が、透明樹脂層に沈みこむ度合いが極めて少なく、投影画像は彩度が低く、疑似輪郭が発生する。透明樹脂層の最適な厚さは、定着されるべきトナーの粒径によって異なるが、本発明のカラー画像形成方法を採用する場合は、1〜8μmの範囲が好ましい。
【0056】
電子写真方式では、感光体上の静電潜像に載ったトナーを被転写フィルム上に転写する際に、高圧で被転写フィルムを帯電させるなどの放電部分があるために、フィルム表面抵抗が高いと、複写機内で放電マークが発生する。また、フルカラー画像では、4色のトナーを転写するために、抵抗が低すぎると始めに転写したトナーが、被転写フィルム上で電荷を漏洩し、被転写フィルムへの接着力が減少し、次のトナー転写時に、感光体上に再転写してしまい、色抜け、画質濃度の低下を引き起こす。従って、表面電気抵抗をある一定の領域に制御することが必要となるため、本発明の透明樹脂層14に帯電防止剤(界面活性剤)を含むことが好ましい。特に昨今の高画質化のためのレザー(カラー)複写機、レーザープリンターなどの電子写真で用いられている方式では、負に帯電したトナー画像を、フィルム上に転写するために、それと電気的相互作用の大きいカチオン系の帯電防止剤がより有効で、転写性はもとより、再転写による色抜けなどの防止に役立つ。カチオン系の帯電防止剤としては、ヘテロ環アミン類、アンモニウム塩類、スルホニウム塩類、ホスホニウム塩類、ベタイン系両性塩類等が使用できる。中でも4級アンモニウム塩類が好ましい。4級アンモニウム塩類としては、下記一般式(II)で代表される化合物が好ましい。
【0057】
【化2】
Figure 0003635857
【0058】
式中、R1 は炭素数6〜22までのアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を表し、R2 は炭素数1〜6までのアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を表す。R3 、R4 、R5 は同一でも異なってもよく、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基を表す。脂肪族基とは直鎖、分岐または環状のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基を言う。芳香族基とは、ベンゼン単環、縮合多環のアリール基を表す。これらの基は水酸基の様な置換基を有しても良い。Aはアミド結合、エーテル結合、エステル結合、フェニル基を表すが、これは単結合であってもよい。X−はハロゲン元素、硫酸イオン、硝酸イオンを表し、これらのイオンは置換基を有しても良い。具体的化合物として、以下のようなものが例示できるがこれらに限られるものではない。
【0059】
【化3】
Figure 0003635857
【0060】
【化4】
Figure 0003635857
【0061】
上記のような使用方法では、カチオン系帯電防止剤が有効な例示であるが、使用する透明樹脂層の樹脂成分のイオン性を考慮して、具体的には、アニオン性基を有する樹脂とカチオン系帯電防止剤の組合せ、およびカチオン性基を有する樹脂とアニオン系帯電防止剤との組合せが、転写性、定着性、耐エンボス性を向上させるため、帯電防止剤の選定は、アニオン系帯電防止剤の方が効果がある場合がある。アニオン系帯電防止剤としては、脂肪酸塩類、アルキル硫酸エステル塩類、アルキルベンゼンスルホン酸塩類、アルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキルスルホコハク酸塩類、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩類、アルキルリン酸塩類、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩類、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物、などが挙げられる。
【0062】
帯電防止剤の使用量は1mg/m2 〜50mg/m2 であり、最適表面抵抗の範囲は1010Ω/cm2 〜1013Ω/cm2 の範囲であり、好ましくは5×1010〜5×1012Ω/cm2 の範囲に調整する。透明樹脂層内に帯電防止剤を添加して表面電気抵抗を制御する場合、帯電防止剤の添加量を増加すると、表面電気抵抗が低下するが、一方で透明樹脂層へのトナーの沈みこみが帯電防止剤によって抑制され、特に、中間調部でトナーの凹凸が発生し、投影画像が濁って画質が低下する。そこで透明樹脂層内に添加する帯電防止剤量を、表面電気抵抗が1010Ω/cm2 以上になることが好ましい。また1013Ω/cm2 を越えると、放電マークが発生し、転写率が低下することから好ましくない。
【0063】
プラスチックフィルムの片側だけ透明樹脂層を設ける場合は、その反対側の面に帯電防止層を形成して使用することもできる。帯電防止層の形成に使用する帯電防止剤としては、アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩、ナフタリンスルホン酸塩、カルボン酸スルホンエステル、リン酸エステル、ヘテロ環アミン類、アンモニウム塩類、スルホニウム塩類、ホスホニウム塩類、ベタイン系両性塩類等を使用することができ、さらに詳しくは、上記透明樹脂層に含有させる帯電防止剤として例示した同じものを使用することができる。
【0064】
透明樹脂層と反対側の面(帯電防止層形成面)の表面電気抵抗は、5×108 〜3.2×1010Ω/cm2 の範囲、好ましくは、1×109 〜1×1010Ω/cm2 の範囲が適している。5×108 Ω/cm2 を下回ると、高湿度環境下ではバイアストランスファーロールに印加する転写電圧を高くすることができるが、ペーパーシュートなどにリークし易くなるため、転写に必要な電荷が得られなくなり、転写率が低下するので好ましくない。また、3.2×1010Ω/cm2 を越えると、低湿度環境下で放電マークが発生し易くなり、転写ラチチュードが狭くなることから好ましくない。
【0065】
なお、上記の表面電気抵抗の測定は、JIS K6911に準拠し、サンプル温度20°C、湿度65%の環境下に8時間以上シーズニングし、同じ環境下で、アドバンテス(株)製R8340を使用して、印加電圧100Vの条件で通電して1分間経過した後に測定した。
【0066】
本発明の電子写真用被転写フィルムにおいては、プラスチックフィルム12と透明樹脂層14との間に、中間接着層18を設けてもよい。透明樹脂層に用いる樹脂の中にはプラスチックフィルムとの接着性が弱いものがあり、そのような場合に、中間接着層18が、プラスチックフィルムと透明樹脂層との密着性を向上し、定着後に定着されたトナー像が透明樹脂層と一緒に、プラスチックフィルムから剥離しないようにするために設けられる。
【0067】
中間接着層18は、プラスチックフィルム基材12と透明樹脂層14とに相溶性を有し、且つ耐熱性が高く、定着時の加熱で溶融しない樹脂より構成される。中間接着層18に使用することができる樹脂として、ポリエステル樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体の如き樹脂が挙げられる。中間接着層は、プラスチックフィルム基材12と透明樹脂層14との接着性を確保するために、ある程度以上の厚さが必要であるが、あまり厚くすると透明樹脂層14のトナーの沈みこみ効果が小さくなるため、中間接着層の厚さは0.05〜0.5μmの範囲が好ましい。本発明において、透明樹脂層14をプラスチックフィルムの片面に設ける場合は、もう一方の面にすべり性を付与する層を設けてもよい。
【0068】
本発明の電子写真用被転写フィルムは透明樹脂層あるいは透明樹脂層と中間接着層の特性を最大限に生かそうとした結果、所望の表面電気抵抗が得られない場合には、プラスチックフィルム表面に導電性下塗り層を設けてもよい。
【0069】
上記導電性下塗り層は、例えば導電性金酸化物微粒子が結着樹脂中に分散されたものが挙げられる。導電性金酸化物微粒子としては、ZnO、TiO2 、SnO2 、SiO2 、Al2 3 、MgO、MoO3 、CoO、In2 3 、などを挙げることができる。これらは、単独でも使用してもよく、これらの複合酸化物を使用してもよい。また、金属酸化物は、異種元素をさらに含有するものが好ましく、例えば、ZnOに対してAl、Inなど、TiOに対してNb、Ta、など、SnO2に対しては、Sb、Nb、ハロゲン元素などを含有(ドーピング)させたものが好ましい。これらの中で、SbをドーピングしたSnO2 が特に好ましい。また、これら導電性金酸化物微粒子の粒径は、0.2μm以下が好ましい。上記導電性下塗り層の結着樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルアクリレート、ポリビニルピロリドン、水溶性ポリエステル、水溶性ポリウレタン、水溶性ナイロン、水溶性エポキシ樹脂、ゼラチン、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、カルボキシメチルセルロース、及びこれらの誘導体などの水溶性ポリマー;水分散アクリル樹脂、水分散ポリエステルなどの水分散型樹脂;アクリル樹脂エマルジョン、ポリ酢酸ビニルエマルジョン、SBR(スチレン−ブタジエンゴム)エマルジョンなどのエマルジョン;アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などの有機溶剤可溶樹脂を挙げることができる。中でも水溶性ポリマー、水分散型樹脂およびエマルジョンが好ましい。さらに界面活性剤を添加してもよい。また、導電性下塗り層の形成は、前記透明樹脂層と同様にして行うことができる。
【0070】
次に、本発明の電子写真用被転写フィルムの作製方法について説明する。アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、n−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール等のアルコール類の1つあるいは2つ以上の混合有機溶剤に、離型性材料を溶解する。離型性材料がシリコン化合物、シリコーンオイルあるいはそれら混合物の場合は、これらが安定する溶剤に溶解することが望ましい。一方で、透明樹脂層の基材樹脂を上記溶剤に溶解し、離型性材料液と基材樹脂溶解液を所望の量づつ加えて混合し、透明樹脂層塗布液を得る。
【0071】
上記の透明樹脂層塗布液を用いて透明樹脂層を形成する際の、塗布方法としては、ブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、スプレーコーティング法、浸漬コーティング法、ビードコーティング法、エアーナイフコーティング法、カーテンコーティング法、ロッドバーコーティング法、ロールコーティング法等の通常使用される塗布方法が適宜採用される。
【0072】
これら塗布膜を乾燥して樹脂層を形成する際の乾燥は、風乾でも良いが、加熱乾燥、例えば、オーブンに入れるか、オーブンに通すか、あるいは透明樹脂層を溶かさない程度に加熱ローラに接触させるなど通常使用される方法を採用することができる。
【0073】
支持体であるプラスチックフィルム基材12上に、透明樹脂層14を塗布する時には、必要に応じて、透明樹脂層14とプラスチックフィルム基材12の接着力を高めるために、プラスチックフィルムの膨潤剤を用いても良い。
【0074】
プラスチックフィルムの膨潤剤としては、フェノール、レゾルシン、オルソクロロフェノール、パラクロロフェノール、クレゾール、その他のフェノール誘導体および安息香酸、サリチル酸、サリチル酸エステル、モノクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、三フッ化酢酸、2−ニトロプロパノール、ベンジルアルコール、ベンゾアルデヒド、アセトニルアセトン、アセトフェノン、ベンゾアミド、ベンゾニトリル、ニコチン酸メチル等が挙げられる。これら膨潤剤量は、重量比で全溶剤の2〜10%が適当である。
【0075】
また、透明樹脂層14には、必要に応じて、フィルム間摩擦係数調整、耐摩耗性及び耐傷性を付与させるのマット剤、あるいは摩擦帯電防止用の帯電防止剤を含有させることができる。マット剤としては、球状あるいは略球状のものと扁平状のものを使用するのがよい。酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、タルクまたはカオリンなどの無機微粒子や、架橋型ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、架橋型ポリメチルメタクリレート樹脂、スチレン−アクリル樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン−ベンゾグアナミン樹脂、シリコン樹脂などの樹脂微粒子、でんぷんなどが挙げられる。
【0076】
上記球状あるいは略球状のマット剤の平均粒径は、1〜10μmの範囲が好ましく、特に2〜5μmの範囲が好ましい。また略球状においては、その平均長径は1〜15μmの範囲が好ましく、平均短径は1〜10μmの範囲が好ましい。上記平均粒径は大きいほうが好ましいが、大きすぎるとマット剤が透明樹脂層から脱離したり、曇り(ヘイズ度)が増大することから、上記範囲が好ましい。上記マット剤の含有量は、使用する樹脂に対し、0.1重量%〜10重量%の範囲が好ましく、さらに0.5〜5重量%の範囲が好ましい。扁平状マット剤の平均粒径は、1〜5μmの範囲が好ましく、特に2〜4μmの範囲が好ましい。また、その平均長径は1〜10μmの範囲が好ましく、平均短径は1〜3μmの範囲が好ましい。また、上記マット剤の含有量は、使用する樹脂に対し、0.1重量%〜5重量%の範囲が好ましく、さらに0.5〜3重量%の範囲が好ましい。
【0077】
帯電防止剤としては、アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩、ナフタリンスルホン酸塩、カルボン酸スルホンエステル、リン酸エステルなどが挙げられる。
【0078】
さらに、透明樹脂層14には必要に応じて、着色剤、紫外線吸収剤、架橋剤、酸化防止剤などの公知の材料を本発明の本発明の電子写真用被転写フィルムの特性を損なわない限り、使用することができる。
【0079】
中間接着層18を設ける場合には、上記透明樹脂層14を形成する場合と同様の溶剤、および塗布方法を用いて形成することができる。
【0080】
次に、本発明の電子写真用被転写フィルムに使用するトナーについて説明する。カラー電子写真装置に使用されるトナーは、熱を印加した際の溶融性および混色性が良いことが必要で、軟化点が低く、定着温度における見掛けの溶融粘度が低く、シャープメルト性のトナーを使用することが好ましい。前記の電子写真用被転写フィルムの透明樹脂層との関係において、トナーの結着樹脂は、その見掛けの溶融粘度が、透明樹脂層を形成している樹脂の見掛けの溶融粘度よりも明確に大きいことが好ましい。具体的には、トナーの結着樹脂は、温度100°Cにおける見掛けの溶融粘度が8×104 〜3×105 ポイズ、好ましくは9×104 〜2×105 ポイズを有することが電子写真用被転写フィルムとの適合性およびトナー相互の混色性の点で好ましい。
【0081】
トナーは、ポリエステル樹脂またはスチレン−アクリルエステル樹脂の如き結着樹脂、着色剤(染料、昇華性染料、顔料)、荷電制御剤等のトナー形成材料を溶融混練し、粉砕、分級することにより製造することができる。必要とあらば、トナーに各種外添剤(例えば、疎水性コロイダルシリカ)を添加する外添工程を付加してもよい。
【0082】
カラートナーは、定着性およびシャープメルト性を考慮して、結着樹脂として、透明樹脂層における基材樹脂と同種の、前記一般式(I)で代表されるビスフェノール誘導体、もしくはその置換体をジオール成分とし、2価以上のカルボン酸またはその酸無水物またはその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸とを少なくとも含有するポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂の軟化点は75〜150°C、好ましくは80〜120°Cの範囲が好ましい。トナーと電子写真用被転写フィルムとの関係において、トナーの結着樹脂の温度100°Cにおける見掛けの溶融粘度は、被転写フィルムの透明樹脂層14に使用されている樹脂の温度100°Cにおける見掛けの溶融粘度よりも明白に大きくなるように、結着樹脂を選択して使用する。
【0083】
次に、カラー画像形成方法に関して説明する。図7は、本発明に使用するフルカラー画像を形成し得る電子写真装置の概略的断面図を示す。電子写真装置は、装置本体の下側から装置本体の右部に沿って設けられている転写材搬送系と、装置本体の略中央部に、前記転写材搬送系を構成している転写ドラム47に近接して設けられている潜像形成部と前記潜像形成部と近接して配置されている現像ユニットとに大別される。
【0084】
転写材(被転写フィルム)は、装置本体下側に形成されている供給用トレイ39から各トレイ直上部に配設された給紙用ローラとこれら給紙用ローラに近接して配設された給紙ガイドによって、転写ドラム47に搬送される。ここで被転写フィルムは転写ドラム47に吸引され巻き付き回転しながら、感光体41上に現像されたトナー画像と接触し転写器40によって、トナー画像は被転写フィルム上に転写される。転写ドラム外周面近傍に設置された転写材分離帯電器と分離つめで転写ドラムから被転写フィルムが剥がされ、搬送ベルト45を通過し、定着ユニット30にてトナー画像が被転写フィルムに熱と圧力により定着されるように搬送され、着脱可能な排出用トレイに排出される。
【0085】
前記定着ユニット30では、その主要部が同様の構造のヒートロール31aとプレッシャーロール31bとで構成されている。ヒートロール31aは、内部に500Wのコルツランプを備え、外径44mmφのスチール製コア材で形成された基材ロールと、適宜プライマーを介して上記基材ロール上に設けられた厚みが5mmからなるゴム硬度がJIS硬度において60°のシリコンゴムおよびその上に設けられた厚みが40μmからなる離型性をもつフッ素系ゴム(例えば、デュポン社製バイトンゴム)とで構成されている。一方プレッシャーロール31bも同様な構成で、外径48mmφのスチール製コア材で形成された基材ロールと、この基材上に設けられたシリコンゴムよりなる厚みが1mmとしたことを除いてはまったくの同様の構成になっている。
【0086】
前記ヒートロールには、従来において、前記フッ素ゴム表面を高離型性表面にするために、ジメチルポリシロキサンよりなるシリコーンオイルが供給されるのが一般的であった。即ち、従来の定着部には、図7中に破線で示されるようなオイル供給手段が配置されていた。このオイル供給手段として、シリコンゴムよりなるオイルドナーロール32aがヒートロール31aに当接している。このオイルドナーロール32aは、更にオイルパン33中に浸漬したオイルピックアップロール32bによりシリコーンオイルの供給を受けるようになっている。しかしながら、本発明の電子写真用被転写フィルムの評価においては、破線で示すオイルドナーロール32a、オイルピックアップロール32bおよびオイルパン33が取り外され、オイルレス定着器として改造してある。
【0087】
上記ヒートロール31aとプレッシャーロール31bとは、加圧機構により圧接されて、中央部で6mmのニップ巾が形成される。さらに両ロールとも定着時において、表面温度が150°Cに設定され、そのロールの表面速度は60mm/sec.で排出用トレイの方向へ被転写フィルムが排出されるように回転する。
【0088】
【実施例】
以下に、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例および比較例における『部』は重量部を意味する。
【0089】
(実施例1)
被転写フィルムの作製
撹拌子をセットしたフラスコに、フッ素含有シリコン化合物として下記(I)式の化合物1.64部、下記式(II)の化合物0.5部、及びテトラメトキシシラン0.56部を入れ、溶剤としてイソプロピルアルコール60部、2−メチル−2−プロパノール140部を加えた。次に有機アルミニウム化合物としてアルミニウムトリスアセチルアセトネート0.22部を加えてよく撹拌し、これに1%塩酸水溶液を0.67部徐々に滴下した。滴下終了後25°Cに保温し7日間放置し、組成物溶液S1を調整した。
【0090】
【化5】
Figure 0003635857
【0091】
上記のようにして得られた組成物溶液S1に、さらに変性シリコンオイルとして分子片末端に水酸基を有するシラノール変性ジメチルシロキサン(東芝シリコン社製:XF3968)を0.2部混合し、離型性材料含有溶液を調整した。一方、100°Cにおける見掛けの溶融粘度が1×103ポイズであるポリエステル樹脂A(ビスフェノールA:40重量%、フマール酸10重量%、イソプロピレングリコール50重量%の共重合物)5部をメチルエチルケトン50部に溶解した。さらにマット剤として架橋型ポリメチルメタクリレート(積水化学社製:MB20X−5:平均粒径5μm)を0.05部、帯電防止剤として、リン酸アルキル系界面活性剤を0.025部添加して樹脂溶解液を得た。この樹脂溶解液中に含まれる固形物に対して離型性材料含有溶液の固形物が0.05重量%、1.0重量%、5.0重量%となるように添加し、さらに最終的に固形分濃度が7.5重量%になるようにメチルエチルケトンを加え塗布液を3種類調整した。この塗布液を厚さ100μm、152°Cの熱変形温度を有する最高使用温度150°Cのポリエステルフィルム上にアプリケータを使って乾燥後の透明樹脂層の厚さが2μmになるように塗布し、風乾後、100°Cで1分間加熱乾燥させて、電子写真用被転写フィルムを得て、それぞれ実施例1a、1b、1cとした。
【0092】
トナーの調整
100°Cにおける見掛けの溶融粘度が1×105 ポイズのポリエステル樹脂PT(溶解度パラメータ:約11)96部に電荷制御剤1部、シアン顔料3部を加えて、シアントナーを調整した。シアントナーと同様にして、シアン顔料の代わりにマゼンタ顔料、イエロー顔料、ブラック顔料を3部加えて、それぞれマゼンタトナー、イエロートナー、ブラックトナーを調整した。これらシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックトナーの体積平均粒径は7μmであった。
【0093】
トナーの体積平均粒径測定は、コールターカウンターTA−II型(コールター社製)を使用し、100μmのアパチャーを用いて、2〜50μmの粒径を有する粒子の粒度分布を測定して体積平均粒径を求めた。
【0094】
画像形成
上記の方法で得られた電子写真用被転写フィルムおよびカラートナーを用いて、図7に示す電子写真装置において、定着ユニットにおけるシリコーンオイル供給装置を取り外してオイルレス定着器に改造した電子写真装置を使用して被転写フィルム上に画像を形成した。被転写フィルム上に、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの順にトナーを4色重ね、トナー重量が2mg/cm2 のフルカラー未定着トナー像を形成した。加熱定着ロール温度150°C、平均加熱時間100msec.、オイルレスの条件にした上記電子写真装置で加熱加圧定着し、被転写フィルム上にフルカラー定着画像を形成し、定着時の被転写フィルムの走行性、転写性、定着ロールからの剥離性、定着器へのトナーオフセット、OHP投影画像の発色性、光透過性および疑似輪郭を評価した。同時にフルカラートナーの定着度(透明樹脂層のプラスチックフィルムからの剥がれによる定着度の低下も含む)の評価も行った。
【0095】
発色性、光透過性および疑似輪郭は、OHPフィルム上に人物などの自然画像を作成し、それをOHPを用いてスクリーン上に投影した時の、画像に発生している疑似輪郭の程度を目視で評価した。
【0096】
定着度は下記の方法により評価した。
(1)定着画像上にセロハンテープ(ニチバン製CT−18)を貼りつける。
【0097】
(2)セロハンテープを剥離する。(剥離角度:180度、剥離時間:1秒)
(3)セロハンテープ剥離後の画像部の剥がれ状態を目視で評価する。
【0098】
各評価項目における評価基準は下記による。
○:優れている(問題がまったくないレベル)
△:問題はあるが、実用上許容されるレベル
×:実用上許容されない程度の問題があるレベル
評価結果を表1に示す。
【0099】
(比較例1〜2)
実施例1において、離型性材料を塗布液に含めなかった他は実施例1と同様に調製した透明樹脂層をもつ電子写真用被転写フィルムを比較例1とし、樹脂溶解液中に含まれる固形物に対して離型性材料含有溶液の固形物が6.0重量%となるように添加した他は実施例1と同様にして調製した透明樹脂層をもつ電子写真用被転写フィルムを作製し、比較例2とした。
【0100】
比較例1及び2についても実施例1におけるのと同様の評価を行った。その結果、離型性材料を含めなかった比較例1の被転写フィルムは定着ロールに巻き付いてしまい、評価ができなかった。また、離型剤含有量が6.0重量%のも比較例2の被転写フィルムは、走行性が悪く、定着器までたどり着いた被転写フィルムのトナー定着もトナーオフセットが発生し、評価するに至らなかった。評価結果を表1に示す。
【0101】
【表1】
Figure 0003635857
【0102】
(実施例2)
実施例1における離型性材料含有溶液を、メチルシリルトリイソシアネート6部、フェニルシリルトリイソシアネート2部、変性シリコーンオイルとしてカルビノール変性ポリジメチルシロキサンオイル(信越化学社製:KF−6003)2部を酢酸エチル140部に加え、撹拌混合して作製し、実施例1〜3と同様に樹脂溶解液中に同濃度添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例2a、2b、2cとして、同様の評価を行った。その結果を下記表2に示す。
【0103】
(実施例3)
実施例1における離型性材料含有溶液を、メチルシリルトリイソシアネート8部、シラノール変性シリコーンオイルとしてα,ω−ジハイドロキシポリジメチルシロキサンオイル(25°Cで粘度が2000センチストークス)8部、硬化反応調整剤としてジブチルアシッドホスフェート0.3部、を酢酸エチル150部に加え、撹拌混合して作製し、またポリエステル樹脂Aの代わりに、100°Cにおける見掛けの溶融粘度が5×103 ポイズであるポリエステル樹脂B(ビスフェノール誘導体:25重量%、フマール酸22重量%、イソプロピレングリコール53重量%の共重合物)にして樹脂溶解液を作製し、実施例1と同様に樹脂溶解液中に同濃度添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例3a、3b、3cとして、同様の評価を行った。その結果を表2にまとめて示す。
【0104】
(実施例4)
帯電防止剤であるアルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩をメタノールとアセトン(1対1)の混合溶液に対して0.35重量%溶解した液を、厚さ100μm、152°Cの熱変形温度を有する最高使用温度150°Cのポリエステルフィルムの片面に塗布し帯電防止層とした。乾燥後の膜厚は、約0.15μmであった。さらにもう一方の片面に以下の材料で透明樹脂層を作製した。実施例3における離型性材料含有溶液を、テトライソシアネートシラン4部、アミノ変性シリコーンオイル(東芝シリコーン社製:TSF4702)4部を酢酸エチル100部に加え、撹拌混合して作製し、実施例1と同様に樹脂溶解液中に同濃度添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例4a、4b、4cとして、同様の評価を行った。その結果を表2にまとめて示す。
【0105】
(実施例5)
帯電防止剤であるアルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩をメタノールとアセトン(1対1)の混合溶液に対して0.35重量%溶解した液を、厚さ100μm、152°Cの熱変形温度を有する最高使用温度150°Cのポリエステルフィルムの片面に塗布し帯電防止層とした。乾燥後の膜厚は、約0.15μmであった。さらにもう一方の片面に以下の材料で透明樹脂層を作製した。実施例1における離型性材料含有溶液を、C9 192 4 Si(NCO)3 2部、テトライソシアネートシラン4部、カルボキシ変性シリコーンオイル(信越化学社製:X−22−3710)4部を酢酸エチル120部に加え、撹拌混合して作製し、またポリエステル樹脂Aの代わりに、100°Cにおける見掛けの溶融粘度が4×104 ポイズであるポリエステル樹脂C(ビスフェノールA:27重量%、テレフタル酸23重量%、イソプロピレングリコール50重量%共重合物)にして樹脂溶解液を作製し、実施例1と同様に樹脂溶解液中に同濃度添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例5a、5b、5cとして、同様の評価を行った。その結果を表2にまとめて示す。
【0106】
(実施例6)
実施例5における離型性材料含有溶液を、アルコキシシランとしてメチルトリメトキシシラン8部を酢酸エチル160部に加え、さらにジメチルシロキサンオイル(東芝シリコーン社製:YF3800)4部、メチルハイドロジェンシリコーンオイル(信越化学社製:KF99)4部、最後にテトライソシアネートシラン4部を加え、撹拌混合して作製し、実施例1と同様に樹脂溶解液中に同濃度添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例6a、6b、6cとして、同様の評価を行った。その結果を表2にまとめて示す。
【0107】
(実施例7)
実施例1における離型性材料含有溶液を、シランカップリング剤としてトリメトキシビニルシラン8部を酢酸エチル140部に加え、さらに、アミノ変性シリコーンオイル(東芝シリコーン社製:TSF4704)8部を加え、撹拌混合して作製し、またポリエステル樹脂Aの代わりに、100°Cにおける見掛けの溶融粘度が7×104 ポイズであるポリエステル樹脂D(ビスフェノールA:15重量%、テレフタル酸35重量%、イソプロピレングリコール50重量%の共重合物)にして樹脂溶解液を作製し、実施例1と同様に樹脂溶解液中に同濃度添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例7a、7b、7cとして、同様の評価を行った。その結果を表2にまとめて示す。
【0108】
(実施例8)
実施例7における離型性材料含有溶液を、シランカップリング剤としてγ−(メタクリロキシプロピル)トリメトキシシラン4部、イソシアネート変性パーフルオロポリエーテル(アウジーモント社製:FOMBLIN Z DISOC)0.1部、アミノ変性シリコーンオイル(東芝シリコーン社製:TSF4702)8部を酢酸エチル140部に加え、さらに、テトライソシアネートシラン4部加え、撹拌混合して作製し、実施例1と同様に樹脂溶解液中に同濃度添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例8a、8b、8cとして、同様の評価を行った。その結果を表2にまとめて示す。
【0109】
【表2】
Figure 0003635857
【0110】
(実施例9)
離型性材料含有溶液を以下のように調整した。パラフィンワックス(融点85°C、融解潜熱193mJ/mg)5部をトルエン100部に入れ、撹拌羽根を装着した分散機で、撹拌しながら徐々に温度を上げていき、100°Cで30分撹拌した。次に室温まで撹拌しながら冷却して微粒子化したワックスを析出させた。これを実施例1の樹脂溶解液中にポリエステル樹脂Aに対して0.5重量%、3重量%になるように添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例9a、9bとして、同様の評価を行った。その結果を表3にまとめて示す。
【0111】
(実施例10)
実施例3で使用したポリエステル樹脂B8部をトルエン100部、実施例1で使用したマット剤0.6部、帯電防止剤0.2部に入れ、撹拌羽根を装着した分散機で撹拌溶解し、さらに熱可塑性シリコーン樹脂(東芝シリコーン社製:XR39−B1676)を固形分に対して0.5重量%、3重量%になるように混合し、撹拌した。これを実施例1と同様にして、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例10a、10bとして、同様の評価を行った。その結果を表3にまとめて示す。
【0112】
(実施例11)
実施例5で使用したポリエステル樹脂C8部をトルエン100部に入れ、実施例1で使用したマット剤0.06部、帯電防止剤0.02部に入れ、撹拌羽根を装着した分散機で撹拌溶解し、さらに溶液型シリコーンゴム(東芝シリコーン社製:YSR3022)を固形分に対して0.5重量%、3重量%になるように混合し、撹拌した。これを実施例1と同様にして、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例11a、11bとして、同様の評価を行った。その結果を表3にまとめて示す。
【0113】
(実施例12)
実施例7で使用したポリエステル樹脂D8部をメチルエチルケトン100部に入れ、架橋型ポリメチルメタアクリレイトマット剤(総研化学社製:MR−7G:平均粒径7μm)0.06部、リン酸アルキル系帯電防止剤0.02部に入れ、撹拌羽根を装着した分散機で撹拌溶解し、さらに含フッ素共重合体樹脂を30重量%含有した溶解液(住友3M社製:FX3330)をポリエステル樹脂Dの固形分に対して0.5重量%、3重量%になるように混合し、撹拌した。これを実施例1と同様にして、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを実施例12a、12bとして、同様の評価を行った。その結果を表3にまとめて示す。
【0114】
【表3】
Figure 0003635857
【0115】
(比較例3〜13)
実施例2〜12と同様にして樹脂溶解液中に含まれる固形物に対して離型性材料含有溶液の固形物が約6.0重量%となるように添加して、電子写真用被転写フィルムを作製し、それぞれを比較例3〜13として、同様の評価を行った。評価結果を表4に示す。
【0116】
【表4】
Figure 0003635857
【0117】
(実施例 13〜24)
帯電防止剤であるアルキルベンゾイミダゾールスルホン酸塩をメタノールとアセトン(1対1)の混合溶液に対して0.35重量%溶解した液を、厚さ100μm、152°Cの熱変形温度を有する最高使用温度150°Cのポリエステルフィルムの片面に塗布し帯電防止層とした。乾燥後の膜厚は、約0.15μmであった。この帯電防止層とは反対側の面に、テレフタル酸、イソフタル酸、ネオペンチルグリコール、エチレングリコールの共重合体よりなるポリエステル樹脂3部と、ポリエステルフィルムの膨潤剤を0.3部、メチルエチルケトン100部に入れて溶解した塗工液で塗布して、乾燥後の膜厚が0.15μmの中間接着層を設けた。この上に実施例1〜12で使用した離型性材料が0.5重量%含まれる各種ポリエステル樹脂が溶解した塗工液で塗布処理して、乾燥後の膜厚が2μmの透明樹脂層を形成し、電子写真用被転写フィルムを得た。これら電子写真用被転写フィルムを実施例1と同様に評価を行った。結果は、中間層に依存せず、ほとんど実施例1〜12と同じように問題がなかった。結果を表5にまとめて示した。
【0118】
【表5】
Figure 0003635857
【0119】
前記各評価結果より、透明樹脂層における離型性材料の含有量が0.05〜5.0重量%の本発明の被転写フィルムは、オイルレス定着器による定着においても、定着性、走行性等にほとんど問題なく、特に離型性材料を0.5重量%含む各サンプルが走行性、転写性、定着ロールからの剥離性、トナーオフセット、発色性、光透過性、疑似輪郭ともに問題のない優れた電子写真用被転写フィルムとなった。離型剤を含まないものや、離型剤の含有量が5.0重量%を越えると、好ましいフルカラー投影画像をえることはできなかった。また、各実施例を比較検討するに、透明樹脂層に、トナー定着温度において、トナー結着樹脂より見掛けの溶融粘度が明確に低い基材樹脂を使用した場合、その基材樹脂の見掛けの溶融粘度が1×103 〜7×104 ポイズが好ましいこと、離型性材料としては、変性シリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルとシラン化合物との組み合わせが好ましいことがわかった。また、フィルム基材と透明樹脂層とのい間に中間接着層を設けても、なんら被転写フィルムの特性に変化はなく、十分に使用できることが理解できる。
【0120】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電子写真用被転写フィルムは、上記の構成を有する透明樹脂層を設けてなるから、オイルレス定着器を装着した電子写真装置に有効で、定着器からの剥離性が良く、さらに走行性、転写性、オフセット、定着性に優れる。また、電子写真法によるカラー画像形成法にこの電子写真用被転写フィルムを用いることによって、発色性、透過率が良好で疑似輪郭の発生しないフルカラー投影画像を簡単に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 透明樹脂層をプラスチックフィルム基材の片面に設けた本発明の電子写真用被転写フィルムを示す概略断面図である。
【図2】 透明樹脂層と中間接着層をプラスチックフィルム基材の片面に設けた本発明の電子写真用被転写フィルムを示す概略断面図である。
【図3】 透明樹脂層をプラスチックフィルム基材の両面に設けた本発明の電子写真用被転写フィルムを示す概略断面図である。
【図4】 透明樹脂層と中間接着層をプラスチックフィルム基材の両面に設けた本発明の電子写真用被転写フィルムを示す概略断面図である。
【図5】 (A)は溶融トナー傾斜角の測定に用いるトナーディスク成形用錠剤枠を示す断面図であり、(B)は成形されたトナーディスクを示す斜視図である。
【図6】 溶融トナー傾斜角の測定に用いるトナーディスクの溶融固化装置の概略断面図である。
【図7】 本発明の画像形成方法に使用するフルカラー画像を形成し得る電子写真装置を示す概略的断面図である。
【符号の説明】
10 電子写真用被転写フィルム
12 プラスチックフィルム基材
14 画像被転写用透明樹脂層(透明樹脂層)
16 帯電防止層
18 中間接着層
20 電子写真用被転写フィルム
22 電子写真用被転写フィルム
24 電子写真用被転写フィルム
30 定着ユニット
31a ヒートローラ
31b プレッシャーローラ(加圧ローラ)
32a、32b、33 剥離オイル供給装置部材
37 現像器
39 被転写フィルム供給用トレイ
40 転写器
41 感光体
43 帯電器
45 搬送ベルト
47 転写ドラム

Claims (7)

  1. 耐熱温度100°C以上のプラスチックフィルム基材の少なくとも一方の面に画像被転写用透明樹脂層を有する電子写真用被転写フィルムであって、
    該透明樹脂層を構成する樹脂材料に、分子中に硬化性官能基を有するシラン化合物、及び、分子中に反応性基を有するシリコーンオイルを含む離型性材料を0.05重量%乃至5.0重量%含有させたことを特徴とする電子写真用被転写フィルム。
  2. 前記シラン化合物が、フッ素含有シラン化合物、イソシアネートシラン化合物、アルコキシシラン化合物、シランカップリング剤、およびSiH基を持つシラン化合物からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用被転写フィルム。
  3. 前記シリコーンオイルが、分子中に反応性基を有するシラノール変性シリコーンオイル、カルボキシ変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイルからなる群から選ばれた少なくとも1種の変性シリコーンオイルまたはメチルハイドロジェンシリコーンオイルを含むことを特徴とする請求項2又は3に記載の電子写真用被転写フィルム。
  4. 前記画像被転写用透明樹脂層を構成する基材樹脂材料が、温度100°Cにおける見掛けの溶融粘度が1×103 〜7×104 ポイズである透明樹脂であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子写真用被転写フィルム。
  5. 前記画像被転写用透明樹脂層に、帯電防止剤が含まれることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真用被転写フィルム。
  6. 前記プラスチックフィルム基材と画像被転写用透明樹脂層との間に中間接着層を設けたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電子写真用被転写フィルム。
  7. 少なくともカラー着色剤と結着樹脂とを含有するトナーにより形成されたカラートナー像を、請求項1乃至6のいずれかに記載された電子写真用被転写フィルム上に形成し、熱および圧力を付加することによって定着することを特徴とするカラー画像形成方法。
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