JP6550875B2 - 静電画像加湿装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
しかしながら、このような低温定着性と耐熱保管性を両立させたトナーを使用した場合であっても、低温定着化を進めたプロセスにおいては、トナーに蓄えられた電荷の放出が充分に起こらず、結果として画像が帯電してしまい、画像同士が貼り付き、ひいては当該画像を有する、積載された用紙が貼り付いてしまうという現象が起こることが分かった。
そこで、低温定着化プロセスにおいても画像同士の貼り付きを起こさない技術が望まれていた。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
前記トナー粒子が、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有するトナー母体粒子からなり、
加熱により前記用紙に画像を定着する手段と、
用紙を搬送する際に、当該用紙に加湿液を付与する加湿手段を有し、
前記加湿手段が、前記加湿液を付与する加湿ローラーと、当該加湿ローラーに前記加湿液を供給する手段とを有し、静電荷像現像用トナーを熱定着させた画像を有する用紙に加湿液を付与し、
当該加湿液が、少なくとも電解質として、イオン性液体を含有することを特徴とする静電画像加湿装置。
前記加湿ローラーが、前記給液ローラーから前記加湿液を受け取ることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の静電画像加湿装置。
第1項から第5項までのいずれか一項に記載の静電画像加湿装置と、
を具備することを特徴とする画像形成装置。
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
通常、用紙に加湿するための加湿液としては水が用いられるが、本発明者は、この加湿液に電解質を添加することによって、画像に電解質を塗布すれば、画像表面の電気抵抗を下げることができ、当該画像に残存している電荷を空気中に放出できることを見いだした。
このため、本発明は、低温で定着された場合であっても、画像から電荷を十分に放出でき、ひいては、画像貼り付きを抑制することができ、この結果、静電荷像現像用トナーを熱定着させた画像を有する、積載された用紙の貼り付きを抑制可能となったと推察する。
本発明の静電画像加湿装置は、トナー粒子を含む静電荷像現像用トナーを熱定着させた画像を有する用紙を加湿する静電画像加湿装置であって、前記トナー粒子が、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有するトナー母体粒子からなり、加熱により前記用紙に画像を定着する手段と、用紙を搬送する際に、当該用紙に加湿液を付与する加湿手段を有し、前記加湿手段が、前記加湿液を付与する加湿ローラーと、当該加湿ローラーに前記加湿液を供給する手段とを有し、静電荷像現像用トナーを熱定着させた画像を有する用紙に加湿液を付与し、当該加湿液が、少なくとも電解質として、イオン性液体を含有することを特徴とする。
本発明の静電画像加湿装置は、用紙に画像を形成する手段及び加熱により画像を定着する手段を有する画像形成装置に好適に採用できる。
なお、本発明において、「鉛直」とは水平面に対して90±5°の範囲以内であることをいう。
本発明に係る加湿手段は、用紙を搬送する際に、当該用紙に加湿液を付与する。
なお、本発明に係る加湿手段は、用紙を搬送する際に、当該用紙に加湿液を付与できる手段であれば、特に限定されないが、後述するような、用紙に加湿液を付与する加湿ローラーと当該加湿ローラーに加湿液を供給する手段と、を有することが、トナーを熱定着させた画像を有する用紙に対して、加湿液を均一に塗布でき、この結果、画像表面の電荷移動がスムーズになり、ひいては、画像貼り付き抑制に対して極めて高い効果が発揮されることから好ましい。
また、用紙に付与する加湿液の量は特に限定されないが、用紙に対し0.01〜0.50g/m2の範囲内、より好ましくは0.03〜0.10g/m2の範囲内であることがべたつき等の画像品質低下を起こすことなく、好適に効果を発現できるため好ましい。
本発明に係る加湿液は、少なくとも電解質を含有する。
なお、加湿液中の電解質の含有量は、加湿液全体に対し、1〜10質量%の範囲内であることが好ましい。この範囲内であれば、本発明の効果を適切に発現でき、さらに、画像表面がべたつくことがない。
加湿液は、上記電解質のほか、溶媒を含有していることが好ましい。この溶媒は、特に限定されず、例えば、水並びにアルコール又はこれらの混合溶媒を使用できる。
なお、加湿液は、アルコールを含有することが、濡れ性をより向上でき、ひいては、トナーを熱定着させた画像を有する用紙の貼り付きをより抑制できるため好ましい。
本発明に係る電解質とは、溶媒に添加された際に陽イオンと陰イオンとに電離することで導電性を発現する物質である。
このような電解質の例としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩酸塩(塩化ナトリウム、塩化マグネシウムなど)、硫酸塩(硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムなど)及びカルボン酸塩(酢酸ナトリウムなど)などの無機塩や、イミダゾリウム塩、ピリジニウム塩、アンモニウム塩及びホスホニウム塩等の有機化合物塩などの常温で液体であるイオン性液体のことをいう。
本発明に係るアルコールとしては、公知のものを使用でき、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブタノールを使用できる。
本発明に係る用紙は、トナーを熱定着させた画像を有することができるものであれば、特に限定されず、具体的には、例えば、薄紙から厚紙までの普通紙や上質紙、アート紙やコート紙等の塗工処理がなされた印刷用紙等が挙げられる。
なお、トナーを熱定着させる方法は特に限定されないが、後述の定着手段8のような方法を好適に使用できる。
本発明に係る静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)は、少なくともトナー粒子を含んで構成される。
なお、本発明において、「トナー」とは、「トナー粒子」の集合体のことをいう。
本発明に係るトナー粒子は、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有するトナー母体粒子からなる。
本発明に係るトナー母体粒子には、そのほか、着色剤が含有されてもよい。
ここで、本発明「トナー母体粒子」とは、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有してなる粒子のことである。トナー母体粒子は、そのままでもトナー粒子として使用することができるが、通常、外添剤を添加したものをトナー粒子として使用することが好ましい。
また、本発明に係るトナー母体粒子を製造する方法としては、特に限定されず、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、分散重合法など公知の方法が挙げられる。
本発明に係るトナー粒子が粉砕法、溶解懸濁法などによって製造される場合には、トナー粒子を構成する結着樹脂として、例えば、スチレン系ポリマーやアクリル系ポリマー、スチレン・アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーンポリマー、オレフィン系ポリマー、アミド系ポリマー及びエポキシポリマーなどが挙げられる。
スチレン・アクリル樹脂は芳香族系ビニル単量体及び(メタ)アクリル酸エステル系単量体は、ラジカル重合を行うことができるエチレン性不飽和結合を有するものである。
これらの芳香族系ビニル単量体は1種単独で、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(メタ)アクリル酸エステル系単量体は1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
連鎖移動剤の添加量は、所望するスチレン・アクリル樹脂の分子量や分子量分布によって異なるが、具体的には、モノマーに対して0.1〜5質量%の範囲で添加することが好ましい。
当該スチレン・アクリル樹脂の重合における重合温度は、特に限定されず、適宜選択することができる。重合温度としては、例えば、85〜125℃の範囲内であることが好ましく、90〜120℃の範囲内であることがより好ましく、95〜115℃の範囲内であることが更に好ましい。
本発明において2種以上のスチレン・アクリル樹脂を使用しても構わない。
本発明においては、結着樹脂が、少なくともポリエステル樹脂を含有していることが好ましい。
ポリエステル樹脂としては、下記結晶性ポリエステル樹脂及び非結晶性ポリエステル樹脂のいずれも使用できる。
本発明において、結晶性ポリエステル樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するポリエステル樹脂である。明確な吸熱ピークとは、具体的には示差走査熱量測定(DSC)において、例えば昇温速度10℃/minで測定した際、吸熱ピークの半値幅が15℃以内となるピークを示すものを意味する。
結晶性ポリエステル樹脂のトナー母体粒子中における含有量が、1質量%以上であれば、好適に効果を発現することができる。また、結晶性ポリエステル樹脂のトナー母体粒子中における含有量が、30質量%以下であれば、トナーがブロッキングを起こすことを回避できる。
エステル化触媒としては、酸化ジブチルスズ、2−エチルヘキサン酸スズ(II)等のスズ化合物、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート等のチタン化合物等が挙げられ、エステル化助触媒としては、没食子酸等が挙げられる。エステル化触媒の使用量は、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物と両反応性単量体成分の総量100質量部に対して、0.01〜1.5質量部が好ましく、0.1〜1.0質量部がより好ましい。エステル化助触媒の使用量は、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物と両反応性単量体成分の総量100質量部に対して、0.001〜0.5質量部が好ましく、0.01〜0.1質量部がより好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の融点は、示差熱量分析装置(DSC)により測定することができる。
例えば、DSC−7示差走査カロリメーター(パーキンエルマー製)、TAC7/DX熱分析装置コントローラー(パーキンエルマー製)を用いて行うことができる。具体的には、試料4.50mgをアルミニウム製パン(KITNo.0219−0041)に封入し、これを「DSC−7」のサンプルホルダーにセットし、リファレンスの測定には空のアルミニウム製パンを使用し、測定温度0〜200℃で、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分の測定条件で、Heat−Cool−Heatの温度制御を行い、その2nd.Heatにおけるデータを取得する。融点は、吸熱ピークのピークトップの温度とする。
本発明において、非結晶性ポリエステル樹脂とは、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものであって、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化を有する(すなわち、明確な吸熱ピークを有さない)ものをいう。また、前記非結晶性ポリエステル主鎖に対して他成分を共重合したポリマーの場合、他成分が50質量%以下の場合、この共重合体も本発明における非結晶性ポリエステル樹脂である。
本発明においては2種以上の非結晶性ポリエステルを使用しても構わない。
なお、本発明においては、非結晶性ポリエステルを使用すると、本発明に係る加湿液を塗布した際、貼り付き抑制に対して特に高い効果を発揮する。
本発明に用いられる着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料などを任意に使用することができる。
本実施形態におけるトナーには、上記したような成分以外に離型剤が添加される。更には必要に応じて外添加剤として無機微粒子(無機粉体)、有機微粒子等の種々の成分を添加することができる。
離型剤としては、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、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、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ミリステート、ペンタエリスルトールテトラステアレート、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、エチレンジアミンジベヘニルアミド、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。
また、本発明に係るトナー母体粒子には、必要に応じて荷電制御剤を添加することができる。荷電制御剤としては、種々の公知のものを使用することができる。
無機微粒子は、種々の目的のために添加できるが、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウム微粒子又はこれらの表面を疎水化処理したもの等、公知の無機微粒子を単独又は2種以上を組み合わせて使用することができる。また、シリカ微粒子は種々の表面処理を施されてもよく、例えばシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理したものが好ましく用いられる。
本発明に係るトナー粒子は、例えばコア樹脂からなるコア粒子の表面がシェル樹脂からなるシェル層によって被覆されてなるコア・シェル構造を有するものであってもよく、単層構造を有するものであってもよい。
(1−2)水系媒体中において、ワックス及びコア樹脂が含有されたワックス含有コア樹脂微粒子が分散されてなる分散液を調製するワックス含有コア樹脂微粒子分散液調製工程
(1−3)水系媒体中に、着色剤による着色剤微粒子が分散されてなる分散液を調製する着色剤微粒子分散液調製工程
(2)水系媒体中でワックス含有コア樹脂微粒子及び着色剤微粒子を凝集させてコア粒子を形成するコア粒子形成工程
(3)コア粒子が分散されてなる水系媒体中に、シェル樹脂微粒子を添加してコア粒子の表面にシェル樹脂微粒子を凝集、融着させてコア・シェル構造を有するトナー母体粒子を形成するシェル化工程
(4)熱エネルギーにより熟成させて、トナー母体粒子の形状を調整する熟成工程
(5)トナー母体粒子の分散系(水系媒体)からトナー母体粒子を濾別し、当該トナー母体粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(6)洗浄処理されたトナー母体粒子を乾燥する乾燥工程
(7)乾燥処理されたトナー母体粒子に外添剤を添加する外添剤添加工程
を加えることができる。
このシェル樹脂微粒子分散液調製工程において、シェル樹脂微粒子の分散液は、例えば、超音波分散法、ビーズミル分散法などにより、界面活性剤を添加した水系直接分散法により得ることができる。このシェル樹脂微粒子分散液調製工程において得られるシェル樹脂微粒子の平均粒子径は、体積基準のメジアン径で例えば50〜500nmの範囲にあることが好ましい。
水系媒体中には、分散させた液滴の凝集を防ぐために、分散安定剤が添加されていることが好ましい。
分散安定剤としては、公知の種々のカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などの界面活性剤を使用することができる。
このワックス含有コア樹脂微粒子分散液調製工程においては、ワックス及びコア樹脂が含有された樹脂微粒子が形成されて、これがコア粒子形成工程に供される。
このようなワックス含有コア樹脂微粒子分散液調製工程においては、機械的エネルギーを付与して強制的に乳化(液滴の形成)処理が必須となる。係る機械的エネルギーの付与手段としては、ホモミキサー、超音波、マントンゴーリンなどの強い撹拌又は超音波振動エネルギーの付与手段を挙げることができる。
この場合、常法に従った乳化重合処理(第1段重合)により調製した第1樹脂粒子の分散液に、重合開始剤と重合性単量体とを添加し、この系を重合処理(第2段重合)する方法を採用することができ、この場合、ワックスはいずれの層に含有されていてもよいが、特に、3層構成のものである場合は中間層に含有されることが好ましい。
このワックス含有コア樹脂微粒子分散液調製工程において得られるコア樹脂微粒子の平均粒子径は、体積基準のメジアン径で例えば50〜500nmの範囲にあることが好ましい。
なお、体積基準のメジアン径は、上述の「UPA−150」(マイクロトラック社製)を用いて測定できるものである。
着色剤微粒子分散液は、着色剤を水系媒体中に分散することにより調製することができる。着色剤の分散処理は、着色剤が均一に分散されることから、水系媒体中において界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態で行われることが好ましい。着色剤の分散処理に使用する分散機としては、公知の種々の分散機を用いることができる。
使用される界面活性剤としては、例えば上述の界面活性剤と同様のものを挙げることができる。
この着色剤微粒子分散液中の着色剤微粒子の体積基準のメジアン径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800(大塚電子社製)」で測定されるものである。
このコア粒子形成工程においては、必要に応じて、コア樹脂微粒子及び着色剤微粒子とともに、荷電制御剤などのその他のトナー構成成分の微粒子を凝集させることもできる。
このコア粒子形成工程において使用可能な凝集剤としては、特に限定されるものではないが、金属塩から選択されるものを好適に使用できる。
これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、コア粒子の体積基準のメジアン径は、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)によって測定されるものである。
このシェル化工程においては、コア粒子の分散液中にシェル樹脂微粒子を添加してコア粒子の表面にシェル樹脂微粒子を凝集、融着させ、コア粒子の表面にシェル層を被覆させてトナー母体粒子を形成する。
上記のコア粒子形成工程及びシェル化工程における加熱温度の制御によりある程度トナーにおけるトナー粒子の形状の均一化を図ることができるが、さらなる形状の均一化を図るために、熟成工程を経る。
この熟成工程は、加熱温度と時間の制御を行うことにより、粒径が一定で分布が狭く形成したトナー母体粒子表面が平滑だが均一な形状を有するものとなるよう制御する。
洗浄工程及び乾燥工程は、トナー母体粒子を洗浄及び乾燥する工程である。
洗浄及び乾燥する具体的方法は特に限定されず、本発明の効果発現を阻害しないものであれば公知の種々の方法を採用して行うことができる。
この外添剤添加工程は、乾燥処理したトナー母体粒子に必要に応じて外添剤を添加、混合する工程である。
乾燥工程までの工程を経て作製されたトナー母体粒子は、そのままトナー粒子として使用することが可能であるが、トナーとしての帯電性能や流動性又はクリーニング性を向上させる観点から、その表面に公知の無機微粒子や有機微粒子などの粒子、滑材を外添剤として添加することが好ましい。
本発明に係るトナーの平均粒径は、例えば体積基準のメジアン径で3〜9μmであることが好ましく、更に好ましくは3〜8μmとされる。この粒径は、例えば後述する乳化凝集法を採用して製造する場合には、使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、重合体の組成などによって制御することができる。
トナー粒子の体積基準のメジアン径は「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用ソフト「Software V3.51」を搭載したコンピューターシステムを接続した測定装置を用いて測定・算出されるものである。
本発明に係るトナーは、このトナーを構成する個々のトナー粒子について、転写効率の向上の観点から、平均円形度が0.930〜1.000であることが好ましく、より好ましくは0.940〜0.995である。
本発明において、トナー粒子の平均円形度は、「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて測定されるものである。
式(T):円形度=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
本発明に係るトナーは、現像剤に好適に用いることができ、一成分現像剤としても、又は二成分現像剤としても用いることができる。
二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用されることが好ましい。
以下、図1〜図4に示す実施の形態により、本発明の静電画像加湿装置について具体的な一例を説明するが、本発明は当該実施の形態に限られない。
なお、本発明に係る加湿手段は、後述のように用紙に加湿液を付与する加湿ローラーと、加湿ローラーに加湿液を供給する手段とを有することが好ましい。
加湿ローラー111Aと111Bとは互いに接触し、矢印のように回転して用紙Sを搬送する際に、用紙Sに加湿液を付与して加湿を行う。なお、給液ローラー112A、112Bと給液槽114A、114Bとの間に中継ローラー(図示せず。)を介在させ、給液ローラー112A、112Bに加湿液を供給する給液部を給液槽と中継ローラーとで構成することもできる。
加湿ローラー111Aには、給液ローラー112Aが、加湿ローラー111Bには給液ローラー112Bが、それぞれ接触し、給液ローラー112Aは給液槽114Aに収容されている加湿液Wに、給液ローラー112Bは給液槽114Bに収容されている加湿液Wにそれぞれ浸漬している。このようにして、給液ローラー112A及び112Bには、給液部である給液槽114A及び114Bから加湿液Wが供給される。
加湿ローラー111Aは、金属からなる軸芯111Aaと、その上に形成されたゴム層111Abとで構成されることが好ましい。
加湿ローラー111Bは、金属からなる軸芯111Baとその上に形成されたゴム層111Bbとで構成されることが好ましい。
給液ローラー112Aは、金属からなる軸芯112Aaとその上に形成されたゴム層112Abとで構成されることが好ましい。
給液ローラー112Bは、金属からなる軸芯112Baとその上に形成されたゴム層112Bbとで構成されることが好ましい。
加湿手段110Bにおいて、給液経路WH2は、給液ローラー112Bが加湿液Wの液面と接する位置P3から、給液ローラー112Bの表面及び加湿ローラー111Bの表面を経て、加湿ローラー111Bが用紙Sに接触する加湿位置P2までに至る、加湿液Wの給液経路である。
このような給液経路WH1及びWH2を経て、加湿ローラー111A及び111Bは、給液ローラー112A及び112Bから加湿液を受け取ることができる。
図4は画像形成装置Aと、静電画像加湿装置Bと、用紙後処理装置としての製本装置Cとを具備した本発明の実施の形態に係る画像形成システムの全体構成図である。
図示例において、加熱ローラー8A、加熱ローラー8Aに圧接する加圧ローラー8B及びヒーター8Cを有し、ヒーター8Cにより加熱された加熱ローラー8Aにより未定着トナー像を加熱し、トナーを溶融させてトナー像を用紙Sに定着する。
このようにして、トナーを熱定着させた画像を有する用紙Sが得られる。
例えば、着色剤微粒子と同様にして、別途ワックスのみよりなるワックス微粒子の分散液を調製し、コア粒子に導入する方法であってもよい。この方法の場合、コア粒子形成工程において、ワックス微粒子の分散液を投入し、ワックスを含有しないコア樹脂微粒子及び着色剤微粒子とともにワックス微粒子を凝集させて、コア粒子を形成することにより、コア粒子にワックスを導入することができる。
ただし、本発明のトナーの製造方法においては、ワックスは、ミニエマルション法によってコア粒子に導入する方法を採用することが好ましい。
実施例1のトナーとして、スチレン・アクリル樹脂を含有するコアと、非結晶性ポリエステルを含有するシェルからなるコア・シェルトナーを下記のようにして製造した。
(非結晶性ポリエステル樹脂〔A−PEs〕の合成)
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、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80質量部、フマル酸34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回に分割して入れ、200℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。
次いで、5.0質量%の水酸化ナトリウム水溶液25質量部を添加して、樹脂溶液を形成した。この樹脂溶液を、撹拌装置を有する容器へ投入し、樹脂溶液を撹拌しながら、0.26質量%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液400質量部を30分かけて滴下混合した。
上記ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を滴下する途中、反応容器内の液は白濁した。
さらに、上記ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を全量滴下され、樹脂溶液粒子が均一に分散した乳化液が調製された。
(1−2−1)第1段重合
撹拌装置、温度センサー、温度制御装置、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた反応容器に、あらかじめアニオン性界面活性剤「ラウリル硫酸ナトリウム」2.0質量部をイオン交換水2900質量部に溶解させたアニオン性界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
スチレン 540質量部
n−ブチルアクリレート 270質量部
メタクリル酸 65質量部
n−オクチルメルカプタン 17質量部
からなる溶液(1)を3時間かけて滴下し、滴下終了後、78℃において1時間にわたって加熱・撹拌することで重合(第1段重合)を行い「樹脂粒子〔a1〕の分散液」を調製した。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、
スチレン 94質量部
n−ブチルアクリレート 60質量部
メタクリル酸 11質量部
n−オクチルメルカプタン 5質量部
からなる溶液(2)に、離型剤としてパラフィンワックス(融点:73℃)51質量部を添加し、85℃に加温して溶解させて「単量体溶液〔2〕」を調製した。
当該分散液に、重合開始剤「KPS」2.5質量部をイオン交換水110質量部に溶解させた開始剤水溶液を添加し、この系を90℃において2時間にわたって加熱・撹拌することによって重合(第2段重合)を行って「樹脂粒子〔a11〕の分散液」を調製した。
上記の「樹脂粒子〔a11〕の分散液」に、重合開始剤「KPS」2.5質量部をイオン交換水110質量部に溶解させた開始剤水溶液を添加し、80℃の温度条件下において、
スチレン 230質量部
n−ブチルアクリレート 100質量部
n−オクチルメルカプタン 5.2質量部
からなる溶液(3)を1時間かけて滴下した。滴下終了後、3時間にわたって加熱・撹拌することによって重合(第3段重合)を行った。その後、28℃まで冷却し、アニオン性界面活性剤溶液中にコア用樹脂粒子(1)が分散した「ワックス含有コア用スチレン・アクリル樹脂粒子分散液(1)」を調製した。
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「モーガルL」(キャボット社製)420質量部を徐々に添加した。
次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子が分散された「着色剤粒子分散液」を調製した。この分散液の粒子径を、「UPA−150」(マイクロトラック・ベル株式会社製)を用いて測定したところ、平均粒径は117nmであった。
撹拌装置、温度センサー、冷却管を取り付けた反応容器に、「ワックス含有コア用スチレン・アクリル樹脂粒子分散液(1)」を固形分換算で288質量部、イオン交換水2000質量部を投入後、5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを25℃において、10に調整した。その後、上記「着色剤粒子分散液」を固形分換算で40質量部投入した。
その後、3分間放置した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて80℃まで昇温し、80℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。この状態で「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準におけるメジアン径(D50)が6.0μmになった時点で、「シェル用非結晶性ポリエステル樹脂分散液(1)」を固形分換算で72質量部を30分間かけて投入し、反応液の上澄みが透明になった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。
前記(2)の工程にて生成した粒子(「スチレン・アクリル/非結晶性ポリエステルトナー母体粒子の分散液」)を遠心分離機で固液分離し、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、前記遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで35℃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「スチレン・アクリル/非結晶性ポリエステルトナー母体粒子」を作製した。
上記の「スチレン・アクリル/非結晶性ポリエステルトナー母体粒子」に、疎水性シリカとして、数平均一次粒子径が12nmのものを1質量%と、数平均一次粒子径が80nmのものを0.3質量%とした混合系を使用し、この混合系の疎水性シリカ及び疎水性チタニア(数平均一次粒子径=20nm)0.3質量%を添加し、ヘンシェルミキサーにより混合して、「スチレン・アクリル/非結晶性ポリエステルトナー」を作製した。
フェライトコア100質量部とシクロヘキシルメタクリレート/メチルメタクリレート(共重合比5/5)の共重合体樹脂粒子を5質量部とを、撹拌羽根付き高速混合機に投入し、120℃で30分間撹拌混合して機械的衝撃力の作用でフェライトコアの表面に樹脂コート層を形成し、体積基準メジアン径(D50)が40μmのキャリアを得た。
キャリアの体積基準メジアン径(D50)は、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック社製)により測定した。
上記キャリアに、作製した各トナーをそれぞれトナー濃度が6質量%になるように添加し、ミクロ型V型混合機(筒井理化学器械株式会社)に投入し、回転速度45rpmで30分間混合し、現像剤を作製した。
図3で示した加湿装置に備えたタンクに、塩化ナトリウム5質量%水溶液を2L入れ、加湿ローラーが濡れていることを確認したのち、加湿装置を「bizhub PRESS C1070(コニカミノルタ社製)」に搭載して、NN環境にてベタ画像(トナー付着量:10.5g/m2)を両面100枚出力した(紙種:OKトップコート紙(王子製紙社製) A3 157g/m2)。
「bizhub PRESS C1070(コニカミノルタ社製)」を用いて、ベタ画像(トナー付着量:10.5g/m2)を両面100枚出力した(紙種:OKトップコート紙(王子製紙社製) A3 157g/m2)。積載された出力画像のうち、上から70〜80枚目の11枚を抽出し平坦なテーブルの上に置き、一番上の用紙短辺先端にテープを貼り付け水平方向にゆっくり滑らせた。この際、上から2枚目以降の画像については動かないようにテーブルに固定しておく。用紙を滑らせるのに要する力をばねばかりで測定した。この測定を上から順に10枚繰り返し、ばねばかりの示した力の平均値を貼り付き力とした(図5)。貼り付き力が1.5N以下となる場合に実用可能レベルとした。
○・・・1.0N以上1.5N以下
×・・・1.5Nより大きい
実施例1において、トナー母体粒子を下記のようにして製造したほかは、実施例1と同様にした。
上記の「ワックス含有コア用スチレン・アクリル樹脂粒子分散液(1)の調製の第1段重合において、スチレンを552部、n−ブチルアクリレートアクリレートを192部、メタクリル酸を56部、n−オクチルメルカプタンを16部に変更した単量体混合液を用いた以外は同様にして、重合反応及び反応後の処理を行い、「シェル用スチレン・アクリル樹脂分散液(1)」を調製した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管を取り付けた反応容器に、「ワックス含有コア用スチレン・アクリル樹脂粒子分散液(1)」を固形分換算で298質量部、イオン交換水2000質量部を投入後、5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを25℃において、10に調整した。その後、実施例1と同様の「着色剤粒子分散液」を固形分換算で40質量部投入した。
その後、3分間放置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「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準におけるメジアン径(D50)が6.0μmになった時点で、「シェル用スチレン・アクリル樹脂分散液(1)」を固形分換算で62質量部を30分間かけて投入し、反応液の上澄みが透明になった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。
洗浄工程、乾燥工程及び外添剤処理工程については、実施例1において、「スチレン・アクリル/非結晶性ポリエステルトナー母体粒子の分散液」のかわりに上記「スチレン・アクリル/非結晶性ポリエステルトナー」を使用したほかは、実施例1と同様に評価した。
加湿装置タンクに入れる加湿液を表に記載の電解質種、溶媒種及び電解質の濃度(質量%)とした以外は実施例1と同様に評価した。
なお、表1において、混合溶媒1とは水80質量部に対しエタノール20質量部を混合させたものであり、混合溶媒2とは水20質量部に対しエタノール80質量部を混合させたものである。
また、表1において、イオン性液体1は、CIL−313(日本カーリット社製、1−ブチル−3−メチルピリジン−1−イウムトリフルオロメタンスルホナート)である。また、表1において、イオン性液体2は、アミノイオンAS300(日本乳化剤社製)である。
実施例1において、トナー母体粒子を下記のようにして製造したほかは、実施例1と同様にした。
(結晶性樹脂(1)の合成)
ポリエステル重合セグメントの材料の多価カルボン酸化合物としてのセバシン酸(分子量202.25)220質量部と、多価アルコール化合物としての1,12−ドデカンジオール(分子量202.33)298質量部を窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した反応容器に入れ160℃に加熱し、溶解させた。2−エチルヘキサン酸スズ(II)2.5質量部、没食子酸0.2質量部を加えて210℃に昇温し8時間反応を行った。更に8.3kPaにて1時間反応を行い、結晶性樹脂(1)を得た。
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反応容器に、「ワックス含有コア用スチレン・アクリル樹脂粒子分散液(1)」を固形分換算で288質量部と、結晶性樹脂粒子分散液(1)の分散液60質量部(固形分換算)とイオン交換水2000質量部を投入後、5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを25℃において、10に調整した。その後、上記「着色剤粒子分散液」を固形分換算で40質量部投入した。
その後、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℃を保持したまま凝集し粒子成長反応を継続した。この状態で、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.0μmになった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、さらに、80℃の状態で加熱撹拌することにより、粒子の融着を進行させ、トナーの平均円形度の測定装置「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて(HPF検出数を4000個)平均円形度が0.945になった時点で30℃に冷却し、「スチレン・アクリル/結晶性ポリエステルトナー母体粒子の分散液」を調製した。
それ以外は実施例1同様にした。
加湿装置を装着しない以外は実施例1と同様に評価した。
加湿装置タンクに入れる加湿液を表に記載のものとした以外は実施例1と同様に評価した。
150、160、カール矯正手段
111A、111B 加湿ローラー
112A、112B 給液ローラー
113A、113B 制御部材
114A、114B 給液槽
118 加湿液を供給する手段
A 画像形成装置
B 用紙加湿装置
C 製本装置
HR1〜HR3、HR21〜HR24 用紙搬送路
Claims (6)
- トナー粒子を含む静電荷像現像用トナーを熱定着させた画像を有する用紙を加湿する静電画像加湿装置であって、
前記トナー粒子が、少なくとも結着樹脂と離型剤とを含有するトナー母体粒子からなり、
加熱により前記用紙に画像を定着する手段と、
用紙を搬送する際に、当該用紙に加湿液を付与する加湿手段を有し、
前記加湿手段が、前記加湿液を付与する加湿ローラーと、当該加湿ローラーに前記加湿液を供給する手段とを有し、静電荷像現像用トナーを熱定着させた画像を有する用紙に加湿液を付与し、
当該加湿液が、少なくとも電解質として、イオン性液体を含有することを特徴とする静電画像加湿装置。 - 前記加湿液が、少なくともアルコールを含有することを特徴とする請求項1に記載の静電画像加湿装置。
- 前記加湿液中の前記電解質の含有量が、1〜10質量%の範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電画像加湿装置。
- 前記用紙を下方又は上方に案内する鉛直な用紙搬送路と、給液部と、前記給液部から前記加湿液が供給される給液ローラーとを有し、
前記加湿ローラーが、前記給液ローラーから前記加湿液を受け取ることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の静電画像加湿装置。 - 前記結着樹脂が、少なくともポリエステル樹脂を含有していることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の静電画像加湿装置。
- 前記用紙に画像を形成する手段及び加熱により画像を定着する手段と、
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の静電画像加湿装置と、
を具備することを特徴とする画像形成装置。
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