JP5817492B2 - 箔画像形成方法及び箔画像形成装置 - Google Patents
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[1] 基材上に定着されたトナー画像を用意する工程と、
ベースフィルム上に箔層と接着層とを有する箔シートの接着層を前記基材のトナー画像形成面に向けて、前記基材及び前記箔シートを重ねる工程と、
重ねられた前記基材及び前記箔シートを加熱部材に押圧して加熱する加熱加圧工程と、
前記箔シートを前記基材から剥がす箔シート剥離工程と、を含む、トナー画像の形状に箔を基材に定着させる箔画像形成方法であって、
前記加熱加圧工程における前記加熱部材の表面温度が、前記トナー画像を形成するトナーの軟化点よりも25〜55℃高い温度であり、
前記箔シート剥離工程において、前記箔シートの表面温度が、前記トナーの軟化点よりも20〜75℃低い温度のときに、前記箔シートを前記基材から剥がすことを特徴とする箔画像形成方法。
[2] 前記箔シート剥離工程において、前記箔シートの表面温度と前記加熱部材の表面温度との差が60〜105℃であるときに、前記箔シートを前記基材から剥がすことを特徴とする[1]に記載の箔画像形成方法。
[3] 前記加熱加圧工程と前記箔シート剥離工程との間に、冷却装置によって剥離シートを冷却する工程をさらに含むことを特徴とする[1]又は[2]に記載の箔画像形成方法。
[4] 前記トナーにクリアトナーを用いることを特徴とする[1]〜[3]のいずれか一項に記載の箔画像形成方法。
[5] 前記トナー画像を用意する工程が、電子写真方法によって前記トナー画像を前記基材上に形成するトナー画像形成工程であることを特徴とする[1]〜[4]のいずれか一項に記載の箔画像形成方法。
[6] 電子写真方法によって基材上にトナー画像を形成するトナー画像形成装置と、
ベースフィルムと箔と接着層とを有する箔シートの前記接着層を前記基材のトナー画像形成面に向けて前記基材と前記箔シートとが重なるように前記箔シートを搬送する箔シート搬送装置と、
重ねられた前記基材及び前記箔シートを加熱する加熱部材と、
前記加熱部材に前記基材及び前記箔シートを押圧する加圧装置と、
加熱された前記箔シートの表面温度を調整するための温度調整装置と、
温度が調整された前記箔シートを前記基材から剥がす箔シート剥離装置と、を有し、
前記加熱部材は、前記トナー画像を形成するトナーの軟化点より25〜55℃高い表面温度を有し、
前記箔シート剥離装置は、前記基材に重なっている前記箔シートの表面温度が前記トナーの軟化点より20〜75℃低いときに前記箔シートを前記基材から剥離する、箔画像形成装置。
[7] 前記温度調整装置がファンであることを特徴とする[6]に記載の箔画像形成装置。
20℃±1℃、50±5%RH環境下において、トナー1.1gをシャーレに入れ平らにならし、12時間以上放置した後、成型器SSP−10A(島津製作所製)にて3,000kg/cm2の力で30秒間加圧し、直径1cmの円柱型の成型サンプルを作製する。24℃±5℃、50±20%RH環境下において、フローテスター CFT−500D(島津製作所製)により、上記成型サンプルを、円柱型ダイの穴(1mm径×1mm)より、直径1cmのピストンを用いて予熱終了時から押し出す。この押し出しにおける条件は、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒、昇温速度6℃/分、である。溶融温度測定方法(昇温法)のオフセット法にて、オフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetを、トナーの軟化点とする。
前記トナー粒子の粒径は、例えば体積基準のメジアン径で3〜10μmであることが好ましく、さらに好ましくは5〜8μmとされる。
前記結着樹脂に含有される熱可塑性樹脂としては、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体樹脂、オレフィン系樹脂等のビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂等の公知の種々の熱可塑性樹脂を挙げることができる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、結着樹脂の軟化点を調整するための分子量制御の観点から、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体樹脂が好ましい。
前記トナー粒子は、ワックスをさらに含有していてもよい。前記ワックスとしては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスな
どのポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス;パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス;ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、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、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などのエステル系ワックス;エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックス;などが挙げられる。
前記トナー粒子は、着色剤をさらに含有していてもよい。前記着色剤としては、下記に例示するような有機又は無機の各種、各色の顔料を使用することができる。
前記トナー粒子を作製する方法としては、特に限定されない。前記トナーの作製方法としては、例えば混練粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法が挙げられる。これらの中でも、高画質化、高安定性に有利となる粒径にトナー粒子の粒径を揃える観点、トナー粒子の形状を制御する観点、及び、コアシェル構造形成の容易性の観点より、乳化凝集法が好ましい。
上記のトナー粒子は、そのままで本発明に係るトナーを構成することができるが、流動性、帯電性、クリーニング性等を改良するために、当該トナー粒子に、いわゆる後処理剤である流動化剤、クリーニング助剤等の外添剤を添加して本発明に係るトナーを構成してもよい。
前記トナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。前記トナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂等の被覆剤で被覆したコートキャリアや、結着樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる結着型キャリア等を用いてもよい。
図1は、本発明の箔画像形成装置の構成の一例を概略的に示す図である。
前記箔画像形成装置は、概略的には、タンデム型のカラー画像形成装置に、箔接着用トナー像形成部20H、箔定着装置70、及び、箔定着装置70からカラー画像形成装置の転写位置へ基材を回送する基材回送装置をさらに有する構成となっている。
図1の箔画像形成装置においては、まず、箔接着用トナー像形成部20Hにおいて、感光体11Hが帯電装置23Hより帯電する。帯電した感光体11Hが露光装置22Hにより露光されることにより、感光体11Hに静電潜像が形成される。当該静電潜像が現像装置21Hによってクリアトナーで現像されることにより、箔接着用トナー像としてのクリアトナー像が感光体11Hに形成される。形成されたクリアトナー像は、一次転写ローラ13Hにより中間転写体16上に転写される。
・加熱温度:170〜230℃
・ニップ時間:50〜500msec
また、定着装置50における前記加熱温度とは、加熱ローラ51の表面温度をいう。
・加熱温度:110〜200℃
・ニップ時間:50〜500msec
(第一段重合)
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4gとイオン交換水3,000gを仕込み、窒素気流下230rpmの攪拌速度で攪拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム5gをイオン交換水200gに溶解させた水溶液を添加し、液温75℃とし、下記単量体混合液1を1時間かけて滴下した。その後、75℃にて2時間加熱、攪拌することにより重合を行い、樹脂粒子を調製した。これを「樹脂粒子(A1)」とする。
(単量体混合液1)
スチレン 567g
n−ブチルアクリレート 165g
メタクリル酸 68g
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2gをイオン交換水1,270gに溶解させた溶液を仕込んだ。80℃に加熱後、前記樹脂粒子(A1)を固形分換算40gと、離形剤であるパラフィンワックス「HNP−57」(日本精蝋社製)82gを下記単量体混合液2に80℃で溶解させた溶液と、をさらに添加した。循環経路を有する機械式分散機CLEARMIX(エム・テクニック(株)製)により、1時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
(単量体混合液2)
スチレン 123g
n−ブチルアクリレート 45g
メタクリル酸 20g
n−オクチルメルカプタン 0.5g
前記樹脂粒子(A2)を含有する前記分散液に、さらに、過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解させた溶液を添加した。80℃の温度条件下で、下記単量体混合液3を1時間かけて前記分散液に滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱攪拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し樹脂粒子を得た。これを「樹脂粒子(A3)」とする。
(単量体混合液3)
スチレン 390g
n−ブチルアクリレート 143g
メタクリル酸 37g
n−オクチルメルカプタン 13g
攪拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、前記樹脂粒子(A3)を固形分換算で450gと、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2gをイオン交換水1,100gに加えた。液温を30℃に調整した後、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。次いで、塩化マグネシウム60gをイオン交換水60gに溶解した水溶液を、攪拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて85℃まで昇温し、85℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。この状態で、「コールターカウンター マルチサイザー 3」にて会合粒子の粒径を測定した。体積基準におけるメジアン径が6.7μmになった時点で、塩化ナトリウム200gをイオン交換水860gに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、熟成工程として液温度95℃にて8時間にわたり加熱攪拌することにより粒子間の融着を進行させ、所望の円形度になった時点で30℃に冷却した。こうして所望の円形度を有する粒子を得た。
生成した粒子をバスケット型遠心分離機「MARK III型式番号60×40」(松本機械(株)製)で固液分離し、トナー母体粒子のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで40℃のイオン交換水で洗浄した。その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%となるまで乾燥してトナー母体粒子を作製した。
上記で得られたトナー母体粒子に、疎水性シリカ(数平均一次粒径:12nm)を1質量%及び疎水性チタニア(数平均一次粒径:20nm)を0.3質量%添加し、ヘンシェルミキサーにより混合して、トナーを作製した。得られたトナーを「トナーA」とする。
第二段重合における単量体混合液2、及び第三段重合における単量体混合液3をそれぞれ以下の混合液に変更し、かつ第二段重合におけるHNP−57の使用量を77gに変更した以外は、トナーAの製造例と同様の方法でトナーを作製した。得られたトナーを「トナーB」とする。
(単量体混合液2)
スチレン 140g
n−ブチルアクリレート 40g
n−オクチルメルカプタン 0.5g
HNP−57 77g
(単量体混合液3)
スチレン 420g
n−ブチルアクリレート 131g
メタクリル酸 14g
n−オクチルメルカプタン 13g
(ポリエステル樹脂粒子分散液A1の調液)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物316質量部、テレフタル酸138質量部及び重縮合触媒としてチタンテトライソプロポキシド2質量部を10回に分割して仕込んだ。200℃で窒素気流下にて、生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで13.3kPa(100mmHg)の減圧下で反応させた。重量平均分子量が15,000になったところで反応を停止させ、非晶性ポリエステル樹脂を作製した。
マイクロクリスタリンワックス(HNP−0190:日本精鑞社製)100質量部、アニオン性界面活性剤(ネオゲンRK:第一工業製薬社製)21質量部及びイオン交換水860質量部を混合し110℃に加熱して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて分散した。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社)で分散処理し、離型剤微粒子分散液F−1を得た。得られた分散液中の離型剤微粒子平均粒径は250nmであった。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、前記非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A1を450質量部(固形分換算)と、前記「離型剤分散液F−1」を41質量部(固形分換算)と、ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム2質量部と、イオン交換水900質量部と、を仕込んだ。液温を25℃に調整した後、25質量%の水酸化ナトリウム水溶液を加えて、反応容器内の混合液のpHを10に調整した。
スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体(Mw=111,000、Mn=4,000、Mw/Mn=28)100重量部と、低分子量ポリプロピレン「ビスコール660P」(三洋化成社製)5重量部とをヘンシェルミキサーで混合した後、110℃に設定した2軸混練押出機を用いて溶融混練した。
まず、装置「HLC−8220」(東ソー社製)及びカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー社製)を用いる。カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2mL/minで流す。測定試料(トナー)を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mLになるようにテトラヒドロフランに溶解させる。次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得る。この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出する。測定試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical社製の分子量が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のものを用いる。少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を測定し、検量線を作成する。
トナーの軟化点を下記に示すフローテスターによって測定した。
まず、20℃、50%RHの環境下において、トナー1.1gをシャーレに入れ平らにならした。12時間以上放置した後、成型器「SSP−10A」(島津製作所社製)によって3,820kg/cm2(375MPa)の力で30秒間加圧し、直径1cmの円柱型の成型サンプルを作製した。次いで、この成型サンプルを、24℃、50%RHの環境下において、フローテスター「CFT−500D」(島津製作所社製)により、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒間、昇温速度6℃/分の条件で、円柱型ダイの穴(1mm径×1mm)より、直径1cmのピストンを用いて予熱終了時から押し出した。そして、昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetをトナーの軟化点(TS)として求めた。
画像形成装置には図1に示す箔画像形成装置を用い、トナーにはトナーA〜Dを用い、以下に示す条件で箔画像を形成した。
箔シートには、村田金箔株式会社製「BL2.8 2号金」を使用した。
箔定着装置における加熱ローラには、長さ357mm、外径62mm、厚さ5mmのアルミニウム製基体上に厚さ1.5mmのシリコーンゴム層を配置したロールを使用した。
箔定着装置における加圧ローラには、長さ357mm、外径52mm、厚さ5mmのアルミニウム製基体上に厚さ1.5mmのシリコーンゴム層を配置したロールを使用した。
加熱ローラと加圧ローラのニップ幅は7mmとした。ニップにおける面圧は290kPaである。
加熱ローラの表面温度は、加熱ローラの回転方向におけるニップ入口の手前10mmの位置の加熱ローラの表面温度が、下記表2に示す所定の温度になるよう設定した。加圧ローラの表面温度は、加熱ローラの表面温度から60℃低い温度に設定した。
箔定着装置における通紙速度は、100mm/secとした。
剥離前の冷却装置には、箔フィルムが重ねられた基材を箔フィルム側から風冷するファンを用いた。ファンの電流値によって風量を調整した。
剥離装置には、ロール径が10mmである剥離ローラを使用した。
剥離ローラによる剥離地点から、箔シートの移動方向の30mm手前における箔シートの温度を剥離温度として測定した。剥離温度の測定には、赤外線放射温度計「IR0510」(ミノルタ社製)を使用した。
トナーA〜Dを用い、表2に示す温度条件で形成した箔画像を、以下の項目で評価した。
5cm×10cmの大きさに形成した箔画像(ベタパッチ画像)にテープを貼り付けた後、手でそのテープを剥がす。テープを剥がしたときの箔画像の状態を肉眼及び倍率10倍のルーペで観察して以下の基準で評価した。なお、テープには「スコッチメンディングテープ MP−18(住友スリーエム(株)製)」を使用した。
○;ルーペ観察で確認可能な微細な剥離を起こしたものはなかった。
△;ルーペ観察で確認可能な微細な剥離を起こしたものがあるが、肉眼では問題ないレベルと判断した。
×;肉眼で剥離を確認できるものがあった。
幅2mmの線画を1.0mm幅間隔で通紙方向に対し縦(垂直)と横(平行)になるように配置した箔画像、及び、幅1mmの線画を0.5mm幅間隔で縦と横に配置した箔画像、の三種類の細線画像を作成した。肉眼及び倍率10倍のルーペにより目視観察し、細線間に余分な箔が存在しないことと、細線上における箔の欠落の有無とを、以下の基準で評価した。○と△を合格とし、×を不合格とした。
○;2つの細線画像とも細線間に余分な箔が存在せず、かつ、細線上に箔の欠けがないことがルーペ観察で認められた。
△;幅0.5mmの細線画像上に微小な欠けが見られたが、肉眼観察では問題のないレベルであった。また、2つの細線画像とも細線間に余分な箔は存在していなかった。
×;細線間に余分な箔が残存していることが肉眼観察で認められた。
5cm×10cmの大きさに形成した箔画像(ベタパッチ画像)の表面を、肉眼及び倍率10倍のルーペにより目視観察して、箔画像表面における箔の欠落の有無を以下の基準で評価した。○と△を合格とし、×を不合格とした。
○;全ての箔画像についてルーペ観察でも箔の欠落は認められなかった。
△;ルーペ観察により微小な欠落を有する箔画像があったが、肉眼観察では問題のないレベルだった。
×;肉眼観察で箔の欠落が認められる箔画像があった。
11H、11Y、11M、11C、11Bk 感光体
12 クリーニング装置
13H、13Y、13M、13C、13Bk 一次転写ローラ
13A 二次転写ローラ
16 中間転写体
16a〜16d 支持ローラ
20H 箔接着用トナー像形成部
20Y、20M、20C、20Bk 有色トナー像形成部
21H、21Y、21M、21C、21Bk 現像装置
22H、22Y、22M、22C、22Bk 露光装置
23H、23Y、23M、23C、23Bk 帯電装置
25H、25Y、25M、25C、25Bk クリーニング装置
41 給紙カセット
42 給紙搬送装置
44a、44b、44c、44d 給紙ローラ
46 レジストローラ
47 排紙ローラ
48a、48b、48c 搬送路
49 分岐板
50 定着装置
51、73a 加熱ローラ
52、73b 加圧ローラ
60 排紙トレイ
70 箔定着装置
71A 供給ローラ
72A 巻き取りローラ
74a、74c、74d 案内ローラ
74b 剥離ローラ
75 ファン
76 非接触温度計
77 移動装置
80 箔シート
80a ベースフィルム
80b 離型層
80c 箔
80d 箔層
80e 接着層
H クリアトナー画像部
N ニップ部
Nf 箔定着ニップ部
P 基材
S 箔画像
Claims (7)
- 基材上に定着されたトナー画像を用意する工程と、
ベースフィルム上に箔層と接着層とを有する箔シートの接着層を前記基材のトナー画像形成面に向けて、前記基材及び前記箔シートを重ねる工程と、
重ねられた前記基材及び前記箔シートを加熱部材に押圧して加熱する加熱加圧工程と、
前記箔シートを前記基材から剥がす箔シート剥離工程と、を含む、トナー画像の形状に箔を基材に定着させる箔画像形成方法であって、
前記加熱加圧工程における前記加熱部材の表面温度が、前記トナー画像を形成するトナーの軟化点よりも25〜55℃高い温度であり、
前記箔シート剥離工程において、前記箔シートの表面温度が、前記トナーの軟化点よりも20〜75℃低い温度であって50〜105℃のときに、前記箔シートを前記基材から剥がすことを特徴とする箔画像形成方法。 - 前記箔シート剥離工程において、前記箔シートの表面温度と前記加熱部材の表面温度との差が60〜105℃であるときに、前記箔シートを前記基材から剥がすことを特徴とする請求項1に記載の箔画像形成方法。
- 前記加熱加圧工程と前記箔シート剥離工程との間に、冷却装置によって剥離シートを冷却する工程をさらに含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の箔画像形成方法。
- 前記トナーにクリアトナーを用いることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の箔画像形成方法。
- 前記トナー画像を用意する工程が、電子写真方法によって前記トナー画像を前記基材上に形成するトナー画像形成工程であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の箔画像形成方法。
- 電子写真方法によって基材上にトナー画像を形成するトナー画像形成装置と、
ベースフィルムと箔と接着層とを有する箔シートの前記接着層を前記基材のトナー画像形成面に向けて前記基材と前記箔シートとが重なるように前記箔シートを搬送する箔シート搬送装置と、
重ねられた前記基材及び前記箔シートを加熱する加熱部材と、
前記加熱部材に前記基材及び前記箔シートを押圧する加圧装置と、
加熱された前記箔シートの表面温度を調整するための温度調整装置と、
温度が調整された前記箔シートを前記基材から剥がす箔シート剥離装置と、を有し、
前記加熱部材は、前記トナー画像を形成するトナーの軟化点より25〜55℃高い表面温度を有し、
前記箔シート剥離装置は、前記基材に重なっている前記箔シートの表面温度が前記トナーの軟化点より20〜75℃低く、かつ50〜105℃のときに前記箔シートを前記基材から剥離する、箔画像形成装置。 - 前記温度調整装置がファンであることを特徴とする請求項6に記載の箔画像形成装置。
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