JP5404742B2 - 定着方法及び定着装置 - Google Patents
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Description
即ち、本発明の目的は、記録媒体搬送速度の比較的速い条件下であっても、光沢度が高く、記録媒体上へのトナー載り量に依存せず光沢度が均一である画像を得ることのできる定着方法及び定着装置を提供することにある。
更に、本発明の目的は、画像と記録媒体の光沢度の違和感が抑制された画像を、安定的に、また連続的に得ることのできる定着方法及び定着装置を提供することにある。
前記未定着トナー像を形成するトナーが離型剤を含有するトナーであり、
前記定着器のうち第一の定着器が、内部にヒーターを有する定着ローラーと、前記定着ローラーに圧接された搬送定着ベルトとで形成されるニップ部で定着を行うベルトニップ方式の定着器であり、
前記定着器のうち第二の定着器が、内部にヒーターを有する定着ローラーと、加圧ローラーとで形成されるニップ部で定着を行うローラーニップ方式の定着器であり、
前記第一の定着器において、前記記録媒体を、前記記録媒体の未定着トナー像を担持している側の面が前記定着ローラーと接するように、ニップ部を通過させ、
前記第一の定着器のニップ部を通過した記録媒体を、前記第二の定着器において、記録媒体のトナー像を担持している側の面が前記定着ローラーと接するように、ニップ部を通過させるものであり、
前記記録媒体が上記第一の定着器を通過する際の記録媒体上温度の最大値をT1、上記第二の定着器を通過する際の記録媒体上温度の最大値をT2、前記記録媒体の第一の定着器突出から第二の定着器突入までの間の記録媒体上温度の最小値をtとした場合、前記T1が130〜145℃、前記T2が150〜170℃、ΔT(=T2−t)が10〜60℃であり、前記トナーのフローテスターで測定される軟化温度をTs、フローテスターで測定される流出開始温度をTfbとした場合、下記式(1)及び式(2)
T1>Tfb 式(1)
T2>t>Ts 式(2)
を満足することを特徴とする定着方法に関する。
T2>T1/2 式(3)
該未定着トナー像を形成するトナーが離型剤を含有するトナーであり、
前記記録媒体が第一の定着器を通過する際の記録媒体上温度の最大値をT1、第二の定着器を通過する際の記録媒体上温度の最大値をT2、前記記録媒体の第一の定着器突出から第二の定着器突入までの間の記録媒体上温度の最小値をtとし、前記トナーのフローテスター軟化温度をTs、流出開始温度をTfbとする場合、下記式(1)及び式(2)を満足することを特徴とする定着装置に関する。
T1>Tfb 式(1)
T2>t>Ts 式(2)
T2>T1/2 式(3)
更に、フィルム定着方式の定着器を用いても良い。フィルム定着方式の定着器では、フィルムと加圧部材とが形成するニップ部において、フィルムの背面側に加熱部材を設け、加圧部材によりフィルムを介して加熱部材に押圧することで、転写材上に形成された未定着トナー画像が定着される。
T1>Tfb 式(1)
T2>t>Ts 式(2)
録媒体上へのトナー載り量に依存せず光沢度が均一な画像が得られる。また、記録媒体として光沢度の高いものを用いた場合であっても、画像と記録媒体の光沢度の違和感が抑制された画像を、安定的に、また連続的に得ることができる。
熱面)に高速応答性熱電対(SE80117(先端部線径50μm)、安立計器株式会社製、)を、記録媒体が最初に定着器に突入する端部より50mm下流の位置に貼付し、2以上の定着器を連続的に通過させ、記録した温度である。図4に、本発明で定義している定着器通過前後の記録媒体上温度の最大値と定着器突出から突入までの間の記録媒体上温度の最小値、また、図3に示した定着装置に前記記録媒体を通過させた時の記録媒体上の温度推移を模式的に示した。
前記トナーが離型剤を含有する場合に、第一定着器通過時にTfb以上にまで加熱することで、ミクロ的には、離型剤の再凝集が起こり、離型剤分散径が大きくなり、トナー画像最表面へと離型剤の染み出しが生じる。そして、トナー画像最表面に染み出した離型剤の効果によって、第二定着器通過時に定着部材からの記録媒体の離型性が向上する。結果として、定着部材からの分離が円滑に行われ、分離時に画像表面の平滑性が乱されることなく、光沢度の低下や光沢ムラのない、面内光沢度の揃った画像を得ることができるものと考えられる。また、この記録部材からの離型性の高さが、オフセットや巻きつきの発生をも効果的に防止することができるものと推測する。
一般的に、定着画像は、定着部材の表面性をそのまま反映するため、平滑な定着部材を用いれば、その影響を受け、光沢度が高くなる。しかしながら、溶融状態におけるトナー画像の離型性が十分でなく、記録媒体と定着部材との分離が良好に行われない場合には、分離時に定着画像表面が乱されてしまい、光沢度が低下してしまう。
1つの定着器のみを用いて定着を行う画像形成方法では、定着時、トナー表面への離型剤の染み出しが十分に起こる前に記録媒体と定着部材の分離が行われるため、定着画像表面が乱されてしまいやすく、高い光沢度を得ることが困難であった。そこで、本発明においては、定着を二段階で行うこととした。一段階目の定着で、離型剤をある程度トナー粒子表面に染み出させておいて、二段階目の定着で更に熱をかけて、トナー粒子表面への離型剤の染み出しを十分に行い、溶融状態におけるトナー画像の離型性を十分に高める。この状態で記録媒体と定着部材とを分離することによって、平滑に形成された定着画像の表面を乱すことなく、光沢度の高い画像を得ることができるようになる。
通過によって、第一の定着器通過後、一旦低下した記録材温度がTsより高い温度に再度加熱されることで、画像表面のトナー面の平滑性が整えられ、比較的高速の記録媒体搬送速度においても高い光沢度が得られたと考えられる。
m以下であることが好ましい。
本発明においては、上述した如く、記録媒体搬送速度が速い場合であっても対応できるため、プロセススピードが300mm/sec以上であるような画像形成装置に特に好適に適用できる。
また、本発明の定着方法は、オフセット防止用オイル塗布機構を有さない定着器を用いた場合であっても、良好な定着を行うことが可能であり、高画質で高光沢度を有する画像を得ることができる。
更に、本発明の定着方法は、均一な光沢度に対する要求が強いフルカラー画像を形成するようなフルカラー画像形成方法に適用された場合、特に顕著な効果を発揮する。
きなくなり、高速現像に適応できなくなる場合がある。トナーの最大吸熱ピーク温度を60〜140℃とするためには、60〜140℃の範囲に最大吸熱ピークを有する離型剤をトナーに含有させればよい。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤を含有したものであり、本発明に係るトナーの結着樹脂としては、種々の樹脂を用いることができる。具体的には、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂等を用いることができる。結着樹脂として、少なくともポリエステルユニットを有する樹脂が好ましく用いられる。
し、「ビニル系重合体ユニット」とはビニル系重合体に由来する部分を示す。モノマー中に多価カルボン酸成分とビニル基を有するモノマー、または多価アルコール成分とビニル基を有するモノマーに由来するユニットについては「ポリエステルユニット」成分とする。
カルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜12のアルキル基で置換された琥珀酸もしくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;が挙げられる。
タン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチル−プロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−クミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジ−メトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエイト、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエイト、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート,ジ−t−ブチルパーオキシアゼレートが挙げられる
ニット存在下にビニル系モノマー及び/またはポリエステルモノマー(アルコール、カルボン酸)を添加することによってハイブリッド樹脂を製造する。この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
ッキング性,現像性に劣るようになり、上記範囲よりMn又はMwが大きくなると、外部からの熱を効果的に利用できず、優れた定着性,耐オフセット性を得ることができにくい。Mw/Mnが2より大きくなると、分子量分布が広いために溶融挙動が熱に対してシャープでなくなり、良好な定着性と耐オフセット性を共に満足する領域が得られ難くなる。
ミル等で粗粉砕され、更に、川崎重工業社製のクリプトロンシステム、日清エンジニアリング社製のスーパーローター等で粉砕される。その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)等の分級機等の篩分機を用いて分級して分級品を得る。
トナーと公知の各種外添剤を所定量配合し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等の粉体にせん断力を与える高速撹拌機を外添機として用いて、撹拌・混合する方法が挙げられる。
成物からなる液滴を所望のトナー粒子のサイズを有するように撹拌速度・時間を調整し、造粒する。その後は分散剤の作用により、粒子状態が維持され、且つ粒子の沈降が防止される程度の撹拌を行えば良い。重合温度は40℃以上、一般的には50〜90℃の温度に設定して重合を行う。重合反応後半に昇温しても良く、更に、耐久特性向上の目的で、未反応の重合性単量体及び副生成物を除去するために反応後半又は反応終了後に、一部水系媒体を留去しても良い。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄及びろ過により回収し、乾燥する。懸濁重合法においては、通常単量体組成物100質量部に対して水300〜3000質量部を分散媒として使用するのが好ましい。
本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合、トナーは磁性キャリアと混合して使用される。磁性キャリアとしては、例えば表面酸化又は未酸化の鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子及びフェライト等が使用できる。現像スリーブに交流バイアスを印加する現像法においては、磁性のキャリアコア表面を樹脂で被覆した被覆キャリアを用いることが好ましい。被覆方法としては、樹脂の如き被覆材を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて調製した塗布液を磁性キャリアコア粒子表面に付着せしめる方法、磁性キャリアコア粒子と被覆材とを粉体で混合する方法等、従来公知の方法が適用できる。磁性キャリアコア粒子表面への被覆材料としては、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂が挙げられる。これらは、単独或いは複数で用いることができる。上記被覆材料の処理量は、キャリアコア粒子に対し0.1〜30質量%(好ましくは0.5〜20質量%)が好ましい。本発明のトナーと磁性キャリアとを混合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、2〜15質量%、好ましくは4〜
13質量%にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低下しやすく、15質量%を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。
定荷重押出し式細管式レオメーター、所謂フローテスターにより測定されるものを指す。具体的な測定方法を以下に示す。フローテスターCFT−500D(島津製作所)を用いて1cm3の試料を、試料を50℃にて5分間保温した後、4℃/minの速度で昇温
させながら、荷重10kg/cm2でダイの細孔0.5mmから押し出すようにし測定し
た。図4に、フローテスターのトナー測定時に得られる流動曲線を、横軸に温度、縦軸にピストンストロークをとり模式的に示した。図中に、本発明で定義する軟化温度Ts、流出開始温度Tfb、流出開始温度と流出終了温度の中点である1/2法溶融温度T1/2を示した。
トナー及びワックスの最大吸熱ピークは、示差熱分析測定装置(DSC測定装置)、DSC2920(TAインスツルメンツジャパン社製)を用いて、ASTM D3418−82に準じて測定することができる。
温度曲線:昇温I (30℃〜200℃、昇温速度10℃/min)
降温I (200℃〜30℃、降温速度10℃/min)
昇温II(30℃〜200℃、昇温速度10℃/min)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)によるクロマトグラムの分子量は次の条件で測定される。
してテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.6質量%に調整した樹脂のTHF試料溶液を約50〜200μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、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(リテンションタイム)との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば東ソー社製或いはPressure Chemical Co.製の分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6
×105、2×106、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のが適当である。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
み合わせを挙げることができる。
(GPC測定条件)
・装置:GPC−150C(ウォーターズ社)
・カラム:GMH−HT30cm2連(東ソ−社製)
・温度:135℃
・溶媒:o−ジクロロベンゼン(0.1%アイオノール添加)
・流速:1.0ml/min.
・試料:0.15%の試料を0.4ml注入
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用した。更に、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算することによって算出した。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス社製)を用いて測定を行い、以下のようにして算出する。
測定装置としては、コールターマルチサイザーII(コールター社製)を用いる。電解液は、約1%NaCl水溶液を用いる。電解液には、1級塩化ナトリウムを用いて調製された電解液や、例えば、ISOTON(登録商標)−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。
.30μmの13チャンネルを用いる。
光沢度の測定に関しては、VG−10型光沢度計(日本電色製)を用いて、60度方向の反射光量を測定することによって行った。ベタ画像の光沢度を、それぞれ5ヶ所(両端部、中心、端部と中心との中間点)測定し、平均の値をそれぞれの光沢度とした。測定としては、まず定電圧装置により6Vにセットする。次いで投光角度,受光角度をそれぞれ60°に合わせる。0点調整及び標準板を用い、標準設定の後に試料台の上に前記試料画像を置き、さらに下に白色紙3枚を重ねて測定を行い、標示部に示される数値を%単位で読みとる。この時S,S/10切替SWはSに合わせ、角度,感度切替SWは45−60に合わせる。
本発明において画像濃度の測定法としては、X−Rite社製のスペクトロデンシトメーター504で測定する。測定画像を任意に5回測定して、平均の値を画像濃度とした。
無機微粒子の平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡FE−SEM(日立製作所社製 S−4700)により10万倍に拡大したトナー粒子表面の写真を撮影し、その拡大写真を必要に応じて更に拡大して行い、それぞれの粒子について50個以上の粒子について定規、ノギス等を用い、その個数平均粒径一次粒径を測定する。その際、微粒子の組成判別は、指定した特定の元素のみを上記装置のX線マイクロアナライザーにより検出することにより行う。
BET法に従って、比表面積測定装置オートソープ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて比表面積を算出する。その際、試料を5時間真空引きを行う。
ビニル系重合体として、スチレン1.9mol、2−エチルヘキシルアクリレート0.21mol、フマル酸0.15mol、α−メチルスチレンの2量体0.03mol、ジクミルパーオキサイド0.05molを滴下ロートに入れた。また、ポリエステルモノマーとしてポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン7.0mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.0mol、テレフタル酸3.0mol、無水トリメリット酸2.0mol、フマル酸5.0mol及び酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートよりビニル系樹脂の単量体、重合開始剤を5時間かけて滴下した。次いで220℃に昇温を行い、4時間反応させてハイブリッド樹脂を得た。GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定の結果を表1に示す。なお、表1において、Mwは重量平均分子量であり、Mnは数平均分子量であり、Mpはメインピーク分子量である。
・スチレン 70質量部・アクリル酸n−ブチル 25質量部・マレイン酸モノブチル 5質量部・ジ−t−ブチルパーオキサイド 1質量部
上記各成分を、4つ口フラスコ内でキシレン200質量部を撹拌しながら容器内を十分に窒素で置換し120℃に昇温させた後3.0時間かけて滴下した。更にキシレン還流後下で重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去し、スチレン−アクリル樹脂を得た。GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定の結果を表1に示す。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.6mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.6mol、テレフタル酸1.7mol、無水トリメリット酸1.1mol、フマル酸2.4mol及び酸化ジブチル錫0.1gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、200℃で6時間反応させ、ポリエステル樹脂を得た。ハイブリッド樹脂製造例と同様にGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定を行った。結果を表1に示す。
・樹脂A(ハイブリッド樹脂) 100質量部・C.I.ピグメントブルー15:3 5質量部・ノルマルパラフィンワックス(最大吸熱ピーク:70℃,Mn:380,Mw:420)
5質量部・3,5−ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物 3質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分予備混合し、二軸押出し混練機でバレル温度120℃にて溶融混練した。冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で20μm以下の粒径に微粉砕した。さらに得られた微粉砕物を分級と機械式衝撃力を用いる表面改質処理とを同時に行う装置にて分級および球形化し、重量平均粒径が5.5μmのトナー粒子(分級品)を得た。得られたトナー粒子(分級品)100質量部に、疎水性シリカ(BET:200m2/g)1.0質
量部、イソブチルトリメトキシシランで表面処理した酸化チタン微粒子(BET:80m2/g)を1.0質量部添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(
株)製)で混合して、重量平均粒径5.5mのトナー1を得た。
トナー製造例1において、離型剤として最大吸熱ピークが61℃のノルマルパラフィンワックス(Mn:280,Mw:360)を使用した以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー2を得た。トナー2のフローテスター物性を表2に示す。
トナー製造例1において、離型剤として最大吸熱ピークが137℃のポリプロピレンワックス(Mn:1000,Mw:5100)を使用した以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー3を得た。トナー3のフローテスター物性を表2に示す。
トナー製造例1において、離型剤として最大吸熱ピークが58℃のノルマルパラフィンワックス(Mn:220,Mw:320)を使用した以外は、トナー製造例1と同様にしてトナ4を得た。トナー4のフローテスター物性を表2に示す。
トナー製造例1において、離型剤として最大吸熱ピークが141℃のポリプロピレンワックス(Mn:1000,Mw:6000)を使用した以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー5を得た。トナー5のフローテスター物性を表2に示す。
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15:3をC.I.ピグメントイエロー74にした以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー6を得た。トナー6のフローテスター物性を表2に示す。
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15:3をC.I.ピグメントレッド122にした以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー7を得た。トナー7のフローテスター物性を表2に示す。
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15:3をカーボンブラックにした以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー8を得た。トナー8のフローテスター物性を表2に示す。
トナー製造例8において、樹脂Aに替えて樹脂Bを使用し、離型剤として最大吸熱ピークが101℃のポリエチレンワックス(Mn:1600,Mw:2500)を使用した以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー9を得た。トナー9のフローテスター物性を表2に示す。
トナー製造例5において、樹脂Aに替えて樹脂Cを使用した以外は、トナー製造例1と同様にしてトナー10を得た。トナー10のフローテスター物性を表2に示す。
高速撹拌装置TK−ホモミキサー(特殊機化工業社製)を備えた2リットル用四つ口フラスコ中に、イオン交換水710部と0.1mol/リットル−Na3PO4水溶液450部を添加し、高速撹拌装置の回転数を10000rpmに調整し、60℃に加温せしめた。ここに1.0mol/リットル−CaCl2水溶液68部を徐々に添加し、微小な難水
溶性分散在Ca3(PO4)2を含む水系分散媒体を調製した。
・スチレン 165部・n−ブチルアクリレート 35部・ジビニルベンゼン 0.5部・C.I.ピグメントブルー15:3 14部・樹脂C(ポリエステル樹脂) 10部・3,5−ジ−ターシャリブチルサリチル酸のアルミニウム化合物 2部・脂肪族炭化水素系エステルワックス(最大吸熱ピーク:68℃,Mn:1050,Mw:1200) 20部
上記原材料をアトライター(三井金属社製)を用い3時間分散させた後、重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10部を添加して得られた重合性単量体組成物を、上記水系分散媒体中に投入し、高速撹拌装置の回転数を10000rpmに維持して造粒を行った。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ70℃で2時間反応させた後、90℃で10時間重合させた。
・樹脂粒子分散液1の調製
スチレン 370gn−ブチルアクリレート 30gアクリル酸 6gドデカンチオール 24g四臭化炭素 4g
以上を混合、溶解したものを、非イオン性界面活性剤6g及びアニオン性界面活性剤10gをイオン交換水550gに溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水50gを投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、平均粒径が150nm、Tgが62℃、重量平均分子量(Mw)が12,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液1を調製した。
スチレン 280gn−ブチルアクリレート 120gアクリル酸 8g
以上を混合、溶解したものを、非イオン性界面活性剤6g及びアニオン性界面活性剤12gをイオン交換水550gに溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム3gを溶解したイオン交換水50gを投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が110nm、ガラス転移点が55℃、重量平均分子量(Mw)が550,000である樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液2を調製した。
ポリエチレンワックス(最大吸熱ピーク:98℃, Mn:1050,Mw:2100)
50gアニオン性界面活性剤 5gイオン交換水 200g
以上を95℃に加熱して、ホモジナイザー等を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が570nmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液1を調製した。
C.I.ピグメントブルー15:3 20gアニオン性界面活性剤 2gイオン交換水 78g
以上を混合し、超音波洗浄機を用いて発振周波数26kHzで10分間分散を行って着色剤粒子分散液(アニオン性)1を調製した。
樹脂粒子分散液1 180g樹脂粒子分散液2 80g着色剤粒子分散液1 30g離型剤粒子分散液1 50g
以上を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー等を用いて混合し、分散して混合液を調製した。
上記混合液に凝集剤としてのカチオン性界面活性剤を1.5g添加し、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら50℃まで加熱した。50℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると重量平均粒径が約6.1μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
その後、ここにアニオン製界面活性剤3gを追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら105℃まで加熱し、3時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄し、更に乾燥して、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子に対し、トナー製造例1と同様に外添混合して、トナー12を得た。トナー12のフローテスター物性を表2に示す。
シリコーン樹脂で表面被覆したCu−Znフェライトキャリア粒子(個数平均粒径:50μm、79.6kA/m下での磁化の強さ:60Am2/kg、比重:5.0g/cm
3)とトナー1とをトナー濃度が8質量%となるように加え、ターブラーミキサーにより混合して現像剤を用意した。
突出から第二定着器突入までの間の記録媒体上温度の最小値tが121℃となった。表3に記録媒体上温度T1、T2、tを示す。
A:20%以上
B:15%以上 20%未満
C:10%以上 15%未満
D:10%未満
上述の如くにして得られた定着画像を用いて、以下の手順で定着強度を評価した。先ず、中心部の画像濃度を測定する。次に、画像濃度を測定した部分に対し、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけてシルボン紙により定着画像を摺擦(5往復)し、画像濃
度を再度測定する。摺擦前後での画像濃度の低下率(%)を測定した。
A:濃度低下率1%未満
B:濃度低下率5%未満
C:濃度低下率10%未満
D:濃度低下率10%以上
上述の如くにして得られた定着画像を担持する転写紙を用いて、定着装置Aを通過させた際のオフセットの程度を、非画像部の汚れを目視で確認することにより、以下のように評価した。
A:全くオフセットが発生しない。
B:ごく軽微に発生するが実用上問題無いレベル。
C:オフセットが発生。
D:オフセットが著しく発生。
カラー複写機CLC1000(キヤノン製)の定着ユニットを取り外した改造機で、単色モードで常温常湿度環境下(23℃/60%)において、紙上のトナー載り量を1.3
mg/cm2になるよう現像コントラストを調整し、先端余白1mmでA4紙(CLC推
奨紙であるSK80)上に画像面積比率100%の未定着画像を作成した。表3に示した条件に調整した定着装置Aを通過させ、分離性(巻きつき性)を評価した。
A:全く問題無く分離できる。
B:分離できるが、やや巻付きそうな気配がある(分離時に、定着画像が斜め上方に排紙される)。
C:若干の巻付きが発生する。
D:巻付きが発生する。
カラー複写機CLC1000(キヤノン製)の定着ユニットを取り外した改造機で、単色モードで常温常湿度環境下(23℃/60%)において、紙上のトナー載り量を1.3mg/cm2になるよう現像コントラストを調整し、先端余白5mmでA4紙(CLC推
奨紙であるSK80)上に画像面積比率100%の未定着画像を10部作成した。表3に示した条件に調整した定着装置Aを順番に通過させ、搬送不良が起こる回数をカウントした。
A:全く問題無く定着装置を通過した。
B:第一定着通過後、軽微なカールが認められるが、第2定着を問題なく通過した。
C:第一定着通過後、カールが発生し、10%以下の割合で第二定着器に記録媒体が突入できなかった。
D:第一定着通過後、カールが発生し、10%を超える割合で第二定着器に記録媒体が突入できなかった。
以下の手順で光沢度均一性を評価した。
)上に、単位面積当たりのトナー載り量が0.05〜0.6mg/cm2の間でほぼ等間
隔となるように17階調に設定し、各載り量でのベタ画像(1cm×29cm)をA4の横方向に並べた画像を出力した。表3に示した条件に調整した定着装置Aに未定着画像を通過させ、各階調の光沢度を測定し、画像光沢度均一性を評価した。尚、各定着器には、オフセット防止用オイルの塗布機構は設けなかった。
A:10未満
B:10以上〜20未満
C:20以上〜30未満
D:30以上
定着装置として、図6に示す定着装置Cを使用し、記録媒体上温度が表3に示す温度になるよう定着装置の温度を調整し実施例1と同様に評価を行った。外部定着装置Cは、ベルトニップ方式の定着器(図2)と2台のローラーニップ方式の定着器(図1)を定着器ニップ間を500mm離して配置し、第一定着器のニップが35mm、第2定着器のニッ
プが10mm、第3定着器のニップが10mmとなるよう調整したものである。各定着器には、オフセット防止用オイルの塗布機構は設けなかった。各定着器を温調して、500mm・sec-1の記録媒体搬送速度で未定着画像を前記定着装置に通過させたとき、前記記録媒体が第一の定着器を通過する前後の記録媒体上温度の最大値T1が145℃、第二の定着器を通過する前後の記録媒体上温度の最大値T2が155℃、第三の定着器を通過する前後の記録媒体上温度の最大値T3が150℃、前記記録媒体の第一の定着器突出から第二の定着器突入までの間の記録媒体上温度の最小値tが120℃となった。表3に記録媒体上温度T1、T2、T3、tを示した。
記録媒体上温度が表3の参考例3に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度、光沢度均一性と定着強度で実施例1より極僅かに劣ったものとなったが、実用上問題ない画像が得られた。評価結果を表4に示す。
定着装置Aのベルトニップ方式の定着器(図2)とローラーニップ方式の定着器(図1)を、定着器ニップ間を1000mm離して配置し、記録媒体上温度が表3の参考例4に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。定着強度や光沢度均一性で、実施例1より極僅かに劣ったものとなったが、実用上問題ない画像が得られた。また、極軽微なカールが認められたものの、記録媒体の搬送性には障害は認められなかった。評価結果を表4に示す。
記録媒体上温度が表3の参考例5に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整し
た以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度と光沢度均一性で、実施例1より極僅かに劣ったものとなったが、実用上問題ない画像が得られた。評価結果を表4に示す。
記録媒体上温度が表3の参考例6に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度と光沢度均一性で、実施例1より極僅かに劣ったものとなったが、実用上問題ない画像が得られた。評価結果を表4に示す。
トナーとして、トナー2を使用し、記録媒体上温度が表3の実施例7に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。軽微なオフセットが認められたが、実用上問題のレベルであった。得られた画像の光沢度やその他評価項目において問題はなかった。評価結果を表4に示す。
トナーとして、トナー3を使用し、記録媒体上温度が表3の実施例8に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度が実施例1と比較して、極僅かに低く、極軽微なオフセットが認められたが、実用上問題のない程度であり、画像も実用上問題のないものであった。評価結果を表4に示す。
トナーとして、トナー4を使用し、記録媒体上温度が表3の実施例9に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。オフセットと分離性で実施例1より僅かに程度が悪いが、実用上問題のないレベルであり、画像の光沢度、光沢度均一性とも問題はなかった。評価結果を表4に示す。
トナーとして、トナー5を使用し、記録媒体上温度が表3の実施例10に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。オフセットと分離性で実施例1より僅かに程度が悪いが、実用上問題のないレベルであり、画像の光沢度は若干低めであったが、光沢度均一性とも問題はなかった。評価結果を表4に示す。
記録媒体上温度が表3の参考例11に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度、光沢度均一性と定着強度とも実施例1より劣ったものとなったが、実用上問題ない画像が得られた。軽微なカールが発生し搬送性は実施例1に対して僅かに劣ったものとなった。評価結果を表4に示す。
記録媒体上温度が表3の参考例12に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、光沢度と光沢度均一性で若干悪目だが、実用上問題ない画像が得られた。評価結果を表4に示した。
記録媒体上温度が表3の参考例13に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、分離性で若干劣ったが、実用上問題ない程度であった。画像の光沢度等は、問題のないものであった。評価結果を表4に示した。
記録媒体上温度が表3の参考例14に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、分離性で若干劣ったが、実用上問題ない程度であった。画像の光沢度等は、問題のないものであった。評価結果を表4に示した。
記録媒体上温度が表3の参考例15に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、オフセットと分離性で若干劣ったものとなったが、実用上問題ない程度であった。画像の光沢度等は、問題のないものであった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー6を使用し、記録媒体上温度が表3の参考例16に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、オフセットと分離性で若干劣ったものとなったが、実用上問題ない程度であった。画像の光沢度均一性がΔG15となり、実施例1と比較すると均一性が悪目となった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー7を使用し、記録媒体上温度が表3の参考例17に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、ΔGが11となり、画像の光沢度均一性で若干劣るが、実用上問題のないレベルとなった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー8を使用し、記録媒体上温度が表3の参考例18に示す温度になるよう定着装置Aの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、光沢度均一性で若干劣るが、実用上問題のないレベルとなった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー5を使用し、外部定着装置として2台のローラーニップ方式の定着器(図1)を、各定着器の定着ニップが10mmとなるよう調整し、また、定着器ニップ間の距離が500mmとなるよう配置した、図6に示す定着装置Bを使用し、記録媒体上温度が表3に示す温度になるよう定着装置の温度を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。尚、各定着器には、オフセット防止用オイルの塗布機構は設けなかった。実施例1と比較すると、画像の光沢度均一性で若干劣り、オフセット、分離性及びカールの程度が若干悪目であった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー9を使用し、参考例19と同じ定着装置Bを用意し、記録媒体上温度が表3の参考例20に示す温度になるよう定着装置Bの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、光沢度均一性で若干劣るが、オフセットが、実用上許容できるギリギリのレベルとなった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー10を使用し、参考例19と同じ定着装置Bを用意し、参考例21において、記録媒体上温度が表3の参考例21に示す温度になるよう定着装置Bの温度条件を調整した。それ以外は、実施例1と同様に評価を行った。実施例1と比較すると、光沢度は高いが、光沢度均一性で若干劣り、記録媒体光沢度に対して、Gmaxが高く、違和感のある画像となった。また、オフセット、分離性、搬送性でも課題があったものの、実用上なんとか許容できる範囲であった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー11を使用し、参考例19と同じ定着装置Bを用意し、記録媒体上温度が表3の参考例22に示す温度になるよう定着装置Bの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度、光沢度均一性は許容できるギリギリのレベルであった。定着強度や、オフセット、分離性、搬送性でも課題があったものの、実用上許容できるギリギリの範囲であった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー12を使用し、参考例19と同じ定着装置Bを用意し、記録媒体上温度が表3の参考例23に示す温度になるよう定着装置Bの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度、光沢度均一性は許容できるギリギリのレベルであった。定着強度や、オフセット、分離性、搬送性でも課題があったものの、実用上許容できるギリギリの範囲であった。評価結果を表4に示した。
トナーとして、トナー12を使用し、外部定着装置として1台のローラーニップ方式の
定着器(図1)を配置した、図6に示す定着装置Dを使用し、記録媒体上温度が表3に示す温度になるよう定着装置の温度を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。尚、定着器には、オフセット防止用オイルの塗布機構は設けなかった。光沢度が不足し、トナー載り量によって光沢度の差が大きく、光沢度均一性が劣ったものとなった。また、記録媒体光沢度との差も大きく、違和感の大きい画像となった。その他、定着強度、オフセットや分離性なども劣ったものであった。評価結果を表4に示す。
トナーとして、トナー12を使用し、参考例19と同じ定着装置Bを用意し、記録媒体上温度が表3の比較例2に示す温度になるよう定着装置Bの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度が不足し、トナー載り量によって光沢度の差が大きく、光沢度均一性が劣ったものとなった。また、記録媒体光沢度との差も大きく、違和感の大きい画像となった。その他、定着強度、オフセットや分離性なども劣ったものであった。評価結果を表4に示す。
トナーとして、トナー12を使用し、参考例19の定着装置Bの2台のローラーニップ方式定着器(図1)を、定着器ニップ間を1000mm離して配置し、記録媒体上温度が
表3の比較例3に示す温度になるよう調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度が不足し、トナー載り量によって光沢度の差が大きく、光沢度均一性が劣ったものとなった。また、記録媒体光沢度との差も大きく、違和感の大きい画像となった。その他、定着強度、オフセットや分離性なども劣ったものであった。評価結果を表4に示す。
トナーとして、トナー11を使用し、参考例19と同じ定着装置Bを用意し、記録媒体上温度が表3の比較例4に示す温度になるよう定着装置Bの温度条件を調整した以外は、実施例1と同様に評価を行った。光沢度が不足し、トナー載り量によって光沢度の差が大きく、光沢度均一性が劣ったものとなった。また、記録媒体光沢度との差も大きく、違和感の大きい画像となった。その他、定着強度、オフセットや分離性なども劣ったものであった。評価結果を表4に示す。
トナーとして、トナー10を使用し、参考例19と同じ定着装置Bを用意し、各定着器にシリコーンオイル塗布機構を着けた定着装置Bを用い、記録媒体上温度が表3の比較例5に示す温度になるよう温度条件を調整した。実施例1と同様に評価を行った。光沢度は高いが、トナー載り量によって光沢度の差が大きく、光沢度均一性が劣ったものとなった。また、記録媒体光沢度との差が大きく、違和感の大きい画像となった。その他、定着強度、オフセットや分離性なども劣ったものであった。評価結果を表4に示す。
実施例1で調製したシアントナーを含有する現像剤、参考例16で調製したイエロートナーを含有する現像剤、参考例17で調製したマゼンタトナーを含有する現像剤、参考例18で調製したブラックトナーを含有する現像剤を用いて、実施例1と同様の構成を有する装置を用いて、トナーの載り量が1.3mg/cm2であるフルカラー画像を形成した
。実施例1と同様に評価を実施したところ、オフセットや定着部材への巻きつきもなく、混色性に優れ、光沢度の高い、こすり試験による濃度低下のない、がさつき感のないなめらかな画像が得られた。
Claims (3)
- 記録媒体の片面にのみ形成された未定着トナー像を、定着手段により加熱加圧定着する定着方法において、前記記録媒体の搬送方向に直列に配列した少なくとも2台以上の定着器を通過することによって未定着トナー像の定着が行われるものであり、
前記未定着トナー像を形成するトナーが離型剤を含有するトナーであり、
前記定着器のうち第一の定着器が、内部にヒーターを有する定着ローラーと、前記定着ローラーに圧接された搬送定着ベルトとで形成されるニップ部で定着を行うベルトニップ方式の定着器であり、
前記定着器のうち第二の定着器が、内部にヒーターを有する定着ローラーと、加圧ローラーとで形成されるニップ部で定着を行うローラーニップ方式の定着器であり、
前記第一の定着器において、前記記録媒体を、前記記録媒体の未定着トナー像を担持している側の面が前記定着ローラーと接するように、ニップ部を通過させ、
前記第一の定着器のニップ部を通過した記録媒体を、前記第二の定着器において、記録媒体のトナー像を担持している側の面が前記定着ローラーと接するように、ニップ部を通過させるものであり、
前記記録媒体が上記第一の定着器を通過する際の記録媒体上温度の最大値をT1、上記第二の定着器を通過する際の記録媒体上温度の最大値をT2、前記記録媒体の第一の定着器突出から第二の定着器突入までの間の記録媒体上温度の最小値をtとした場合、前記T1が130〜145℃、前記T2が150〜170℃、ΔT(=T2−t)が10〜60℃であり、前記トナーのフローテスターで測定される軟化温度をTs、フローテスターで測定される流出開始温度をTfbとした場合、下記式(1)及び式(2)を満足することを特徴とする定着方法。
T1>Tfb 式(1)
T2>t>Ts 式(2) - 前記トナーのフローテスター1/2法溶融温度をT1/2とするとき、前記T2との関係が、式(3)を満足することを特徴とする請求項1に記載の定着方法。
T2>T1/2 式(3) - 前記トナーは、示差走査熱量計測定における吸熱曲線において、最大吸熱ピークの最大値が60〜140℃の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の定着方法。
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