JP4192739B2 - カラー電子写真画像用被転写体及びカラー電子写真画像形成方法 - Google Patents
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Description
該結晶性ポリエステル系樹脂は、酸由来構成成分として芳香族ジカルボン酸成分を全酸由来構成成分に対して90モル%以上含み、アルコール由来構成成分として直鎖脂肪族ジオールを全アルコール由来構成成分に対して90モル%以上、99モル%以下の範囲で含み、かつ、ビスフェノールS、又はビスフェノールSアルキレンオキサイド付加物を全アルコール由来構成成分に対して2モル%以上、15モル%以下の範囲で含むことを特徴とするカラー電子写真画像用被転写体である。
前記被転写体は請求項1〜14のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体であり、
前記カラートナーは結着樹脂に着色剤が分散されてなり、該結着樹脂の主成分は、粘度が1×104Pa・sとなる温度Tm’が、前記結晶性ポリエステル系樹脂の融点Tm以上、Tm+20℃未満のポリエステル系又はスチレンアクリル系の熱可塑性樹脂であることを特徴とするカラー電子写真画像形成方法である。
本発明のカラー電子写真画像用被転写体を構成するに好適な、トナー受容層、支持体、光散乱層、その他の層について以下に詳細に説明する。
本発明のカラー電子写真画像用被転写体において、トナー受容層は結晶性ポリエステル樹脂により形成されており、該結晶性ポリエステル系樹脂は、酸由来構成成分として芳香族ジカルボン酸成分を全酸由来構成成分に対して90モル%以上含み、アルコール由来構成成分として直鎖脂肪族ジオールを全アルコール由来構成成分に対して90モル%以上、99モル%以下の範囲で含み、かつ、ビスフェノールS、又はビスフェノールSアルキレンオキサイド付加物を全アルコール由来構成成分に対して2モル%以上、15モル%以下の範囲で含む。
本発明のカラー電子写真画像用被転写体において、トナー受容層等を支える支持体としては、定着温度に耐えることができ、平滑性、白色度、滑り性摩擦性、帯電防止性、転写後のへこみ等の点で要求を満足できるものならば、どのような材質のものでも使用することができる。例えば、上質紙、アート紙、コート紙、キャストコート紙、壁紙、裏打ち用紙、合成樹脂又はエマルジョン含浸紙、合成ゴムラテックス含浸紙、合成樹脂内添紙、板紙、セルロール繊維紙、ポリオレフィンコート紙(特に、ポリエチレンで両側を被覆した紙)等の紙支持体また上記の任意の基材によって構成された層を組み合わせた積層体をも使用することができる。
定着過程における被転写体表面の光拡散層の溶融粘度が高すぎると、画像全面に渡って一様で高光沢な好ましい表面構造は得られない。本発明のカラー電子写真画像用被転写体において、光散乱層は、粘度が5×103Pa・sとなる温度Tbが115℃以上であるポリオレフィン系熱可塑性樹脂により形成されていることが好ましい。これを満たすことにより、更に、定着時に支持体から発生する水蒸気による気泡が光散乱層表面の平滑性を損なうという問題点を回避できる。
本発明のカラー電子写真画像用被転写体は、トナー受容層と光散乱層の接着性を上げるという効果があることから、光散乱層と前記トナー受容層との間にゼラチン層を備えることが好ましい。特に、トナー受容層を、構成する材料の水分散体として塗布するときには、ゼラチン層は均一なカラートナー層を形成する上で有効に作用する。
本発明のカラー電子写真画像形成方法について以下に詳細に説明する。
上記本発明のカラー電子写真画像形成用支持体にカラー電子写真画像を形成する際に、前記カラートナーは、粘度が1×104Pa・sとなる温度Tm’が、前記結晶性ポリエステル系樹脂の融点Tm以上、Tm+20℃未満のポリエステル系又はスチレンアクリル系の熱可塑性樹脂を結着樹脂とすることは、耐熱性、低温定着性、平滑性に優れたカラー電子写真画像を得る上で効果的である。
本発明のカラー電子写真画像形成方法に用いるに好適なカラー画像形成装置は、画像処理装置によって出力されたカラートナー画像形成情報に基づいて像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、形成された該静電潜像をカラートナーにて現像してカラートナー像を形成する現像手段と、該カラートナー像を被転写体上に転写する転写手段と、該被転写体上の該カラートナー像を定着させる定着手段と、を備えたカラー電子写真方式の画像形成装置である。
・結晶性ポリエステルAの合成
加熱乾燥した3口フラスコに、テレフタル酸ジメチル194重量部と、1,9-ノナンジオール152重量部と、エチレングリコール3.10重量部と、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物を16.92重量部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.15重量部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌を行った。
加熱乾燥した3口フラスコに、テレフタル酸ジメチル194重量部と、1,9-ノナンジオール152重量部と、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物を16.92重量部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.15重量部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて200℃で5時間攪拌を行った。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂Bの重量平均分子量(Mw)は13200であり、数平均分子量(Mn)は6000であった。
加熱乾燥した3口フラスコに、テレフタル酸ジメチル194重量部と、1,9-ノナンジオール120重量部と、エチレングリコール15.5重量部と、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物を84.6重量部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.15重量部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、流出物がなくなり、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。得られた樹脂を結晶性ポリエステル樹脂Cとした。
加熱乾燥した3口フラスコに、テレフタル酸ジメチル194重量部と、1,9-ノナンジオール152重量部と、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物を15.81重量部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.15重量部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌を行った。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂Dの重量平均分子量(Mw)は22400であり、数平均分子量(Mn)は10900であった。
加熱乾燥した3口フラスコに、テレフタル酸ジメチル194重量部と、1,9-ノナンジオール120重量部と、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物を79.1重量部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.15重量部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌を行った。
加熱乾燥した3口フラスコに、テレフタル酸ジメチル194重量部と、1,9-ノナンジオール160重量部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.15重量部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌を行った。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂Fの重量平均分子量(Mw)は24000であり、数平均分子量(Mn)は10900であった。
加熱乾燥した3口フラスコに、セバシン酸202重量部と、エチレングリコール62.07重量部と、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物を16.92重量部と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.15重量部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌を行った。
その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、流出物がなくなり、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。得られた樹脂を結晶性ポリエステル樹脂Gとした。
EG:エチレングリコール BPS-EO:ビスフェノールSエチレンオキサイド
BPA-EO:ビスフェノールAエチレンオキサイド
− カラー電子写真画像用被転写体 −
実施例1として、図1に示す様に、トナー受容層101/光散乱層102/支持体(原紙103)/裏面層(裏面樹脂104/帯電防止層105)の構成をした、本発明のカラー電子写真画像用被転写体を、以下の要領で作製した。
支持体には、火炎処理した、パルプ原料からなる厚さ150μmの原紙を用いた。
ポリエチレン樹脂100重量部に対して二酸化チタン(チタン工業(株)製KA-10、粒径300〜500nm)を25重量部の割合で混合して、これを200℃に加熱された溶融押出し機に投入し、上記支持体表面に対してTダイスから吐出させ、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、支持体表面に30μmの厚さの光拡散層を積層した。更に、Tダイスを抜けた後のこの積層体の両面をコロナ処理装置でコロナ放電処理した。この光散乱層においてTbは130℃である。
結晶性ポリエステルAのペレットを、170℃に加熱された溶融押出し機に投入し、上記積層体に対してTダイスから吐出させ、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、上記積層体の光散乱層上に20μmの厚さのトナー受容層を更に積層した。このトナー受容層においてTmは85℃である。
また、ポリエチレン樹脂を200℃に加熱された溶融押出し機に投入し、支持体裏面に対してTダイスから吐出させ、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、30μmの厚さのポリエチレン層を作製し、その上にさらに帯電防止剤としてコロイダルシリカをバーコーターで塗布して帯電防止層を積層した。ここで、Tダイスを抜けた後のカラー電子写真画像用被転写体の両面はコロナ処理装置でコロナ放電処理している。
結着樹脂として、テレフタル酸/ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物/シクロヘキサンジメタノールから得た線状ポリエステル(モル比=5:4:1、Tg=62℃、Mn=4500、Mw=10000)を用い、これを100重量部に対して、イエロートナーの場合、着色剤としてベンジジンイエロー5重量部、マゼンタトナーの場合、着色剤としてピグメントレッド4重量部、シアントナーの場合、着色剤としてフタロシアニンブルー4重量部、ブラックトナーの場合、着色剤としてカーボンブラック5重量部、をそれぞれ混合してバンバリーミキサーを使って加熱溶融混合し、これをジェットミルで粉砕した後、風力式分級機で分級することで、d50=7μmの微粒子を作製した。
カラー画像作製装置として上述した図2のカラー画像形成装置を用いた。定着過程を除く画像形成プロセスの速度は160mm/sである。ソリッド画像部分でのカラートナーの現像量が各色とも0.7(mg/cm2)となるように、トナーとキャリアの重量比率、感光体帯電電位、露光量、現像バイアスを調整した。
定着ベルト18の基材は、厚さ80μmの導電性カーボンが分散されたポリイミドフィルムに、50μmのKE4895シリコーンゴム (信越化学工業(株)製)を塗布したものを用いた。また、加熱ロール(25、26)は、アルミニウム製の心材の上に厚さ2mmのシリコーンゴム層を設けたものを用い、それらの中央に熱源としてハロゲンランプを配している。ロール表面の温度は双方ともに100℃から170℃の間で変化させた。定着速度は30mm/sとした。剥離位置での被転写体の温度は70℃となっている。
トナー受容層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、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。すなわち、結晶性ポリエステルBのペレットを、170℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Tダイスから吐出させ、支持体上に形成された光拡散層に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、厚さ20μmのトナー受容層を積層した。このトナー受容層においてTmは80℃であった。
カラートナー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、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。すなわち、DCC500(富士ゼロックス(株)製)用のカラートナーを使用した。このカラートナーのTm’は105℃であった。
トナー受容層とカラートナー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、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。すなわち、結晶性ポリエステルBのペレットを、170℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Tダイスから吐出させ、光拡散層を形成した支持体に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、厚さ20μmのトナー受容層を積層した。このトナー受容層においてTmは80℃である。また、DCC500(富士ゼロックス(株)製)用のカラートナーを使用した。このカラートナーのTm’は105℃であった。
トナー受容層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、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。すなわち、ポリエステルCのペレットを、170℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Tダイスから吐出させ、光拡散層を形成した支持体に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、厚さ20μmのトナー受容層を積層した。このトナー受容層において明確なTmは見られず、ガラス転移温度Tgが55℃であった。
トナー受容層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、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。すなわち、結晶性ポリエステルDのペレットを、170℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Tダイスから吐出させ、光拡散層を形成した支持体に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、厚さ20μmのトナー受容層を積層した。このトナー受容層においてTmは90℃であった。
トナー受容層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、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。すなわち、ポリエステルEのペレットを、170℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Tダイスから吐出させ、光拡散層を形成した支持体に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、厚さ20μmのトナー受容層を積層した。このトナー受容層において明確なTmは見られず、ガラス転移温度Tgが42℃であった。
トナー受容層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、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。すなわち、結晶性ポリエステルFのペレットを、170℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Tダイスから吐出させ、光拡散層を形成した支持体に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、厚さ20μmのトナー受容層を積層した。このトナー受容層においてTmは94℃であった。
トナー受容層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、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。すなわち、結晶性ポリエステルGのペレットを、170℃に加熱された溶融押出し機に投入し、Tダイスから吐出させ、光拡散層を形成した支持体に対して、ニップロールと冷却ロールとの間でニップしラミネートすることにより、厚さ20μmのトナー受容層を積層した。このトナー受容層においてTmは60℃であった。
被転写体をミラーコートゴールド紙(210g/m2、王子製紙(株)製)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。
被転写体をJ紙(富士ゼロックス(株)製)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。
被転写体にトナー受容層を設けなかったこと以外は実施例1と同様にして、被転写体上にカラー電子写真画像を形成した。作製したカラー画像の一覧を表2に示す。
トナー受容層の視感反射率Yの測定は以下の手順で実施した。
−機械強度−
実施例と比較例において得られた被転写体を半径の異なる金属ロールに巻きつけ、ひび割れを発生しない最小半径を調べた。この半径が、
・10mm未満の場合:○
・10mm以上30mm未満の場合:△
・30mm以上の場合:×
とした。
実施例と比較例において得られた被転写体の表面と表面を接触させ重ね、2940Paの圧力を付加した状態で、45℃に保たれた恒温層に入れ、3日間経過した後に、約22℃の室温に戻して剥離した。
・表面破壊なく、違和感なく剥離したもの:○
・表面破壊はないが、剥離時に接着感や剥離音があったもの:△
・表面が破壊されたもの:×
とした。
低温定着性の評価として、実施例と比較例で得られた画像の白紙部の光沢度を75°光沢度計(村上色彩技術研究所(株)製)で測定した。光沢度が90以上となった定着温度が、
・110℃未満の場合:○
・110℃以上130℃未満の場合:△
・130℃以上の場合:×
とした。
実施例と比較例で得られた画像平滑性を目視で確認した。画像表面に気泡が認識できなかった温度範囲が、
・30℃以上の場合:○
・10℃以上30℃未満の場合:△
・10℃以上の場合:×
とした。
固化の速さは以下のように評価した。
・定着装置から出力された画像が完全に固化していて、手で触っても指紋等がつかない場合:○
・定着装置から出力された画像が完全に固化していないものの、画像表面に欠陥なく出力でき、次の出力画像が重なっても画像表面の平滑性に問題がなかった場合:△
・定着装置から出力された画像が固化しておらず、画像表面が平滑でなく、光沢ムラを生じたり、剥離ロールを過ぎてもベルトに画像がくっついていて剥離できなかった場合:×
実施例と比較例において定着温度140℃のもとで得られた画像の総合的な好ましさを、以下の5段階のカテゴリー分類させて評価した。
・非常に好ましい:5点
・好ましい:4点
・普通:3点
・好ましくない:2点
・非常に好ましくない:1点
被験者は10人で、10人の点数の平均点が、
・3.5点以上の場合:○
・2.5℃点以上3.5点未満の場合:△
・2.5点未満の場合:×
とした。
101:トナー受容層、102:.光拡散層、103:支持体、104:裏面樹脂層、105:帯電防止層
Claims (15)
- 結晶性ポリエステル系樹脂により形成されたトナー受容層を備えたカラー電子写真画像用被転写体であって、
該結晶性ポリエステル系樹脂は、酸由来構成成分として芳香族ジカルボン酸成分を全酸由来構成成分に対して90モル%以上含み、アルコール由来構成成分として直鎖脂肪族ジオールを全アルコール由来構成成分に対して90モル%以上、99モル%以下の範囲で含み、かつ、ビスフェノールS、又はビスフェノールSアルキレンオキサイド付加物を全アルコール由来構成成分に対して2モル%以上、15モル%以下の範囲で含むことを特徴とするカラー電子写真画像用被転写体。 - 前記結晶性ポリエステル系樹脂の融点Tmが、80℃以上、110℃以下であることを特徴とする、請求項1に記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記直鎖脂肪族ジオールは、炭素数6〜12の直鎖脂肪族ジオールであることを特徴とする、請求項1又は2に記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂の酸由来構成成分が、テレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、又は4,4’-ビフェニルジカルボン酸に由来する芳香族ジカルボン酸を主成分とすることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量が、15000〜50000であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記結晶性ポリエステル系樹脂を厚さ20μmのフィルムにしたとき、該フィルムの視感反射率Yが1.5%以下となることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記トナー受容層は、3〜15質量%の無機微粒子を含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記無機微粒子は、粒子径8〜200nmの二酸化チタン又はシリカであることを特徴とする、請求項7に記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 支持体と、該支持体上の光散乱層と、該光散乱層上の前記トナー受容層とを備えた、請求項1〜8のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記光散乱層は、粘度が5×103Pa・sとなる温度Tbが115℃以上であるポリオレフィン系熱可塑性樹脂により形成されていることを特徴とする、請求項9に記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記光散乱層は、20〜40質量%の白色顔料を含むことを特徴とする、請求項9又は10に記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記支持体の坪量が100〜250g/m2であり、前記光散乱層の厚さが20〜50μmであり、前記トナー受容層の厚さが5〜20μmであることを特徴とする、請求項9〜11のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 前記光散乱層と前記トナー受容層との間にゼラチン層を備えることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- その表面及び/又は裏面に帯電防止層を備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体。
- 被転写体にカラートナーからなるトナー像を転写し、該トナー像を定着ベルトに重ねた状態で加熱及び加圧して該被転写体上に定着させ、30℃から80℃に冷却した後に、該定着ベルトから前記トナー像を剥離するカラー電子写真画像形成方法であって、
前記被転写体は請求項1〜14のいずれかに記載のカラー電子写真画像用被転写体であり、
前記カラートナーは結着樹脂に着色剤が分散されてなり、該結着樹脂の主成分は、粘度が1×104Pa・sとなる温度Tm’が、前記結晶性ポリエステル系樹脂の融点Tm以上、Tm+20℃未満のポリエステル系又はスチレンアクリル系の熱可塑性樹脂であることを特徴とするカラー電子写真画像形成方法。
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