JP5494308B2 - Image forming method - Google Patents
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Images
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Description
本発明は、画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming method.
複写機、プリンタ等に採用されている電子写真プロセスにおける画像形成は、着色剤を含んだ樹脂であるトナーを定着装置によって紙に固定化することによって達成される。このような定着プロセスへの要請として、トナーをしっかりと紙に固定化し良質な画像を形成すること及び電子写真プロセス中において、定着プロセスで多くのエネルギーが使用されることから、プロセスの省電力化が望まれている。
定着プロセスとしては、ヒーターを内蔵した加熱ローラと、それに対向する形で設けられた加圧部材との間にニップ部を形成し、そのニップ部において搬送されてくる紙上にトナーに熱と圧力を加えて紙に固定化するローラ熱定着方式が一般的である。
このような定着プロセスにおいては、搬送されてくる紙上のトナーは定着ニップ部に入ってくると、加熱、圧縮され、より凝集した状態となる。そして、さらに定着ニップ部内へ進んでいくと、トナーの温度がガラス転移点(Tg)を超え、そこからトナーの変形が始まる。さらに温度が上昇すると、今度は溶融が始まり紙繊維間への浸透が起こる。そして、定着ニップ部を過ぎると、今度は放熱による冷却が始まり、トナーは固形化して紙に固定化される。
Image formation in an electrophotographic process employed in a copying machine, a printer, or the like is achieved by fixing toner, which is a resin containing a colorant, to paper using a fixing device. As a request for such a fixing process, the toner is firmly fixed on paper to form a high-quality image, and a lot of energy is used in the fixing process during the electrophotographic process. Is desired.
In the fixing process, a nip is formed between a heating roller with a built-in heater and a pressure member provided so as to oppose it, and heat and pressure are applied to the toner on the paper conveyed in the nip. In addition, a roller heat fixing system that is fixed to paper is generally used.
In such a fixing process, when the toner on the conveyed paper enters the fixing nip portion, it is heated and compressed to become more agglomerated. When the toner further proceeds into the fixing nip portion, the toner temperature exceeds the glass transition point (Tg), and toner deformation starts therefrom. As the temperature rises further, melting begins and penetration between the paper fibers occurs. Then, after passing through the fixing nip portion, cooling by heat radiation starts, and the toner is solidified and fixed on the paper.
上記定着プロセスにおいては、トナーへの熱供給を十分に行うには、ニップ部を長くすることが有利であることから、熱源である加熱ローラ表面に弾性層を設けることが広く行われる。これによって加圧部材による定着ローラの変形が大きくなり良好な画像形成を行うためのニップ長が確保されることになる。また、硬質のローラによる定着では定着画像の文字がつぶれ、画質が悪化するという問題もある。しかしながら、このようなプロセスにおいては、熱源から供給される熱が上記弾性層に奪われるためにエネルギー効率が悪くなるという問題があった。また、弾性層が熱、圧力により劣化し易く、定着プロセスの寿命も問題となっていた。 In the fixing process, in order to sufficiently supply heat to the toner, it is advantageous to make the nip portion long, and therefore, an elastic layer is widely provided on the surface of the heating roller as a heat source. As a result, the deformation of the fixing roller due to the pressure member is increased, and a nip length for good image formation is secured. In addition, fixing with a hard roller has a problem that characters in a fixed image are crushed and image quality deteriorates. However, in such a process, there is a problem that energy efficiency is deteriorated because heat supplied from a heat source is taken away by the elastic layer. In addition, the elastic layer easily deteriorates due to heat and pressure, and the life of the fixing process is also a problem.
そこで、トナーに供給される熱を、ニップ部を形成する、定着ローラの内部からではなく、外部の発熱ベルトからニップ部に供給する抵抗発熱体を使用した定着装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。抵抗発熱体を使用した定着装置では、抵抗発熱体層を有する無端状の発熱ベルトと、その内側に配置された弾性体ロールと、この弾性体ロールにより回動し発熱ベルトを介して弾性体ロールと対向する加圧部材と、を有し、発熱ベルトと加圧部材の間でニップ部を形成し、シート(記録媒体)をニップ部に通過させてシート上のトナーを熱定着させる構成となっている。このような定着装置では、従来のように定着ローラの内部からではなく、外部の発熱ベルトからニップ部に熱を供給するので、定着プロセスに供給される熱が有効に使われ、省電力化を達成することができる。また、定着ローラの熱劣化も抑制されるため、定着ベルトの長寿命化にも繋がる。 Therefore, a fixing device using a resistance heating element that supplies heat supplied to the toner to the nip portion from an external heat generating belt instead of from the inside of the fixing roller that forms the nip portion is known (for example, Patent Document 1). In a fixing device using a resistance heating element, an endless heating belt having a resistance heating element layer, an elastic roll arranged inside thereof, an elastic roll that rotates by the elastic roll and passes through the heating belt And a pressure member facing each other, forming a nip portion between the heat generating belt and the pressure member, and passing the sheet (recording medium) through the nip portion to thermally fix the toner on the sheet. ing. In such a fixing device, heat is supplied to the nip portion from an external heat generating belt instead of from the inside of the fixing roller as in the prior art, so the heat supplied to the fixing process is effectively used, and power saving is achieved. Can be achieved. In addition, since the thermal deterioration of the fixing roller is suppressed, the life of the fixing belt is also extended.
上記の抵抗発熱体を使用した定着装置においても、発熱ベルトと加圧部材の間で十分なニップ長を確保可能であるため、良質な画像形成は可能である。
しかしながら、発熱ベルトへの加熱は、発熱ベルトの端部から実施されることによって、定着ニップ部の長手方向の温度ばらつきが大きくなる。原理的に、小サイズ転写紙に対しても発熱領域に関わらず発熱量は一定となる。このため、転写紙サイズ変更に伴う定着性のばらつきが大きい。例えば、小サイズ転写紙連続通紙後、通常サイズの転写紙に変更すると、小サイズ転写紙非画像部に対応する領域では、トナーが過剰に溶融するため、定着ベルト側にトナーが移るホットオフセットやベルトへの巻き付きの問題が発生する。仮に、定着ベルトの温度検知手段が、小サイズ転写紙非画像部に対応する場合は、トナーの溶融不足によるコールドオフセットが発生するという問題も生じる。
本発明では、上記事情に鑑みてなされたもので、ホットオフセット及びコールドオフセットを抑制し、良好な画像形成が可能であって、また、定着装置の耐久性向上を図ることのできる画像形成方法を提供することを目的としている。
Even in the fixing device using the above resistance heating element, a sufficient nip length can be ensured between the heat generating belt and the pressure member, so that high-quality image formation is possible.
However, when the heating belt is heated from the end of the heating belt, the temperature variation in the longitudinal direction of the fixing nip increases. In principle, the heat generation amount is constant regardless of the heat generation region even for a small size transfer paper. For this reason, there is a large variation in fixability due to the transfer paper size change. For example, if you change to normal size transfer paper after continuously passing small size transfer paper, the toner melts excessively in the area corresponding to the non-image area of the small size transfer paper, so hot offset that moves the toner to the fixing belt side Or winding around the belt. If the temperature detection unit of the fixing belt corresponds to the non-image portion of the small size transfer paper, there is a problem that cold offset occurs due to insufficient melting of the toner.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an image forming method capable of suppressing hot offset and cold offset, forming a good image, and improving the durability of the fixing device. It is intended to provide.
請求項1に記載の発明によれば、少なくとも抵抗発熱体層を有する発熱ベルトと、
前記発熱ベルトの内側に配置される弾性体ロールと、
弾性層を有し、前記発熱ベルトの外側から前記発熱ベルトを介して前記弾性体ロールに押し付けられる加圧ロールと、
前記抵抗発熱体層に給電するための給電装置と、を備え、
前記発熱ベルトと前記加圧ロールとの間でニップ部を形成し、
記録材を前記ニップ部に通過させて、前記記録材上のトナーを定着させる定着装置を使用し、
前記トナーの結着樹脂がドメイン・マトリクス型の分散構造を有し、
前記ドメインは少なくともジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相であることを特徴とする画像形成方法が提供される。
According to the invention described in
An elastic roll disposed inside the heating belt;
A pressure roll having an elastic layer and pressed against the elastic roll from the outside of the heat generating belt via the heat generating belt;
A power supply device for supplying power to the resistance heating element layer,
Forming a nip portion between the heating belt and the pressure roll;
Using a fixing device that passes the recording material through the nip portion and fixes the toner on the recording material,
The toner binder resin has a domain matrix type dispersion structure;
An image forming method is provided in which the domain is a rubber component phase composed of a polymer containing at least a diene unit.
請求項2に記載の発明によれば、前記トナー中のゴム成分相のガラス転移温度が−40℃〜30℃の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the image forming method according to the first aspect, wherein the glass transition temperature of the rubber component phase in the toner is in the range of -40 ° C to 30 ° C. The
本発明によれば、上記定着装置と、上記トナーとを組み合わせて画像形成することによって、トナー中にガラス転移温度の低いドメイン部が存在しているので、ニップ部において容易にトナー変形が起こり、トナー間の接触面積増加に伴い、トナー中の熱伝達が促進される。そのため、定着装置のウォーミングアップ直後及び休止時からの再スタート時のように、定着温度が低く、ニップ部の長手方向の温度ばらつきが大きい場合であっても、熱エネルギーが有効にトナーに加えられ、熱エネルギーの効率化が図られる。その結果、コールドオフセットが発生せず、良質な定着画像が得られる。また、定着プロセス全体として省電力化も達成され、より低い温度においてもトナーを紙に固定化することも可能となり、折り目強度に優れる。
さらには、上述したトナー中のゴム成分相は、架橋構造を有する重合体であるため、直鎖状の構造からなる重合体に比べて、比較的高い温度においても、弾性を維持する特徴がある。このため、連続通紙の枚数増加や厚紙使用等の厳しい通紙条件において仮にニップ部温度が上昇し、温度ばらつきが発生しても、トナー中に高温でも適切な弾性率を維持することができる。溶融しにくいドメイン構造が存在しているのでトナーの弾性率過度な低下は抑制され、ホットオフセットや定着ベルトへの巻き付きも起こりにくくなる。その結果、定着ベルトの劣化が抑制されて、定着装置の耐久性も向上する。
According to the present invention, by forming an image by combining the fixing device and the toner, since the domain portion having a low glass transition temperature exists in the toner, toner deformation easily occurs in the nip portion, As the contact area between the toners increases, heat transfer in the toner is promoted. Therefore, even when the fixing temperature is low and the temperature variation in the longitudinal direction of the nip portion is large, such as immediately after warming up of the fixing device and at the time of restart from the rest, thermal energy is effectively added to the toner, Efficiency of thermal energy can be improved. As a result, a cold offset does not occur and a high-quality fixed image can be obtained. Further, power saving is achieved as a whole fixing process, and it becomes possible to fix the toner to the paper even at a lower temperature, and the crease strength is excellent.
Furthermore, since the rubber component phase in the toner described above is a polymer having a crosslinked structure, it has a characteristic of maintaining elasticity even at a relatively high temperature as compared with a polymer having a linear structure. . For this reason, even if the nip temperature rises under severe conditions such as an increase in the number of continuous paper passes or the use of thick paper, even if temperature variation occurs, an appropriate elastic modulus can be maintained even at high temperatures in the toner. . Since the domain structure that is difficult to melt exists, an excessive decrease in the elastic modulus of the toner is suppressed, and hot offset and winding around the fixing belt are less likely to occur. As a result, the deterioration of the fixing belt is suppressed, and the durability of the fixing device is improved.
以下、本発明に係る画像形成方法について説明する。
[トナー]
まず、本発明の画像形成方法において使用されるトナーについて説明する。
トナーは、少なくとも結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、を含み、結着樹脂がドメイン・マトリクス型の分散構造を有し、ドメインは少なくともジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相からなる。
The image forming method according to the present invention will be described below.
[toner]
First, the toner used in the image forming method of the present invention will be described.
The toner contains at least a binder resin, a colorant, and a release agent, the binder resin has a domain / matrix type dispersion structure, and the domain is a rubber component made of a polymer containing at least a diene unit. Consists of phases.
(ジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相)
本発明で言うゴム成分とは、共役ジエン系単量体を用いた共重合体、もしくは単独共重合体を言う。共役ジエン系単量体ブタジエン、イソプレン、2−クロル1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエンなどを挙げることができる。定着強度を確保する観点から、特にブタジエンが好ましい。
共役ジエン系単量体を用いた共重合体を俗称に置き換えると、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)が好ましく用いられる。特に好ましいのは、スチレンブタジエンゴムであり、スチレンとブタジエンの共重合比は、30:70〜50:50である。
(Rubber component phase consisting of polymers containing diene units)
The rubber component referred to in the present invention refers to a copolymer using a conjugated diene monomer or a homopolymer. Examples thereof include conjugated diene monomer butadiene, isoprene, 2-
If the copolymer using a conjugated diene monomer is replaced with a common name, styrene butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NR), butadiene rubber (BR), and isoprene rubber (IR) are preferably used. Particularly preferred is styrene butadiene rubber, and the copolymerization ratio of styrene and butadiene is from 30:70 to 50:50.
本発明では、トナー中のゴム成分相のガラス転移温度が−85℃〜35℃とする。−85℃未満では、トナーの耐熱保存性が不十分となり、35℃より高いと、期待される定着性が得られない。好ましくは、ゴム成分相のガラス転移温度が−40℃以上30℃以下の範囲であることが好ましい。この範囲において、折り目定着性が大幅に改良されるためである。
ガラス転移温度は、例えば、ナノサーマルアナリシス(Nano-TA)によって確認するこ
とができる。Nano-TAはカンチレバーの先端に加熱機能が付いているサーマルカンチレバ
ーを使用し、局所熱分析を行うものであり、カンチレバーが加熱された試料内部へ侵入する現象に基づき、ドメインのガラス転移点を測定することができる。ガラス転移点測定時は、あらかじめ液体窒素などで試料を冷却するか、装置に試料を冷却する機構を設置すると良い。
トナー中のゴム成分相のガラス転移温度は、先端に加熱機能を有するサーマルプローブを用いた局所熱解析システムを用いて測定されるものとする。具体的には、予め液体窒素などにより冷却した試料を局所熱解析システム「ナノサーマルアナリシスシステム(Nano−TA)」(日本サーマル・コンサルティング社製)を用いて測定する。
具体的には、平滑に切り出した試料表面の測定部位にサーマルプローブを接触させサーマルプローブの温度を上昇させたときに、侵入深さに対応するdeflection電圧が、上昇から下降へ転ずる温度をガラス転移点とする。
In the present invention, the glass transition temperature of the rubber component phase in the toner is -85 ° C to 35 ° C. If the temperature is lower than -85 ° C, the heat resistant storage stability of the toner becomes insufficient, and if it is higher than 35 ° C, the expected fixing property cannot be obtained. The glass transition temperature of the rubber component phase is preferably in the range of −40 ° C. or higher and 30 ° C. or lower. This is because the crease fixability is greatly improved within this range.
The glass transition temperature can be confirmed, for example, by nano thermal analysis (Nano-TA). Nano-TA uses a thermal cantilever with a heating function at the tip of the cantilever and performs local thermal analysis, and measures the glass transition point of the domain based on the phenomenon that the cantilever penetrates into the heated sample. can do. When measuring the glass transition point, it is preferable to cool the sample in advance with liquid nitrogen or to install a mechanism for cooling the sample in the apparatus.
The glass transition temperature of the rubber component phase in the toner is measured using a local thermal analysis system using a thermal probe having a heating function at the tip. Specifically, a sample cooled in advance with liquid nitrogen or the like is measured using a local thermal analysis system “Nanothermal Analysis System (Nano-TA)” (manufactured by Nippon Thermal Consulting).
Specifically, when the temperature of the thermal probe is raised by bringing the thermal probe into contact with the measurement surface of the sample surface cut out smoothly, the temperature at which the deflection voltage corresponding to the penetration depth changes from rising to falling is a glass transition. Let it be a point.
(ドメイン・マトリクス構造)
ドメイン・マトリクス構造とは、マトリクス中で空間的に別個のドメインの構造を有するものと理解される。本発明のトナーにおいては、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の結着樹脂中に、上記ゴム成分が非相溶に導入され、ゴム成分相を形成する状態を示す。
この構造は、オスミウム染色したトナー断面を透過型電子顕微鏡を用いて、定法により測定することができる。ウルトラミクロトームでトナー粒子の薄片すなわち切片を切り出す場合、切片の厚さは100nmに設定する。また、ドメイン部の粒径は以下のフェレ径で示すことができる。本発明において、ドメイン相の大きさは、具体的には、前記トナー粒子の切片を作製し、この薄片の断面について透過型電子顕微鏡を用いて倍率1万倍像を撮影し、ドメイン相100個について水平方向フェレ径を測定してその算術平均値を算出されるものとする。
(Domain matrix structure)
A domain matrix structure is understood to have the structure of spatially distinct domains in the matrix. In the toner of the present invention, the rubber component is introduced incompatible with a binder resin such as styrene acrylic resin or polyester resin to form a rubber component phase.
This structure can be measured by a conventional method using a transmission electron microscope on a cross section of an osmium-dyed toner. When a slice or slice of toner particles is cut out with an ultramicrotome, the thickness of the slice is set to 100 nm. The particle diameter of the domain part can be shown by the following ferret diameter. In the present invention, the size of the domain phase is specifically determined by preparing a section of the toner particle, photographing a 10,000-fold magnification image of the cross section of the thin piece using a transmission electron microscope, and obtaining 100 domain phases. It is assumed that the horizontal average ferret diameter is measured and the arithmetic average value is calculated.
(フェレ径)
ドメインのフェレ径は、前記透過型電子顕微鏡の1万倍像より算出する。
フェレ径は、ドメインの周を単に、撮影した像のX軸上に投影するものである。像を観察し撮影するとき、方向は選ばないため、X軸は任意の直線と同義になる。
ゴム成分相が形成するフェレ径が50〜300nmであると、低温定着性、折り目定着性が改善する。
50〜300nmの範囲に微分散することで、マトリクス樹脂相との界面が増加し、結着樹脂への改質効果、すなわち本発明の効果が発現すると推察される。
トナー結着樹脂中にゴム成分をドメイン状(すなわち非相溶)に導入することで、結着樹脂の強度及び応力緩和特性が付与され、定着画像に堅牢性を付与できる。この性能の発現には、特に、低Tg、高弾性率のゴム成分が有効である。また、マトリクスの樹脂中にゴム成分相をより微細に分散させることにより、ゴム成分相とマトリクス樹脂相との接触面積が高くなり、トナー改質効果が大きい。
フェレ径は、原料となるゴム成分を乳化重合法、あるいはミニエマルション重合法でゴム成分粒子を作成し、トナーに導入することで該当する範囲のものを作成することができる。このとき、ゴム成分として、ジエン系モノマー以外に、酸モノマーを1〜5%共重合させるとゴム粒子間の凝集を抑制できるため好ましい。ゴム成分が酸モノマーを有すると、マトリクス樹脂として好ましく使用されるスチレンアクリル樹脂やポリエステル樹脂中での分散性が向上し、定着強度付与の効果が拡大するものと推察される。酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸が好ましく用いられる。酸モノマーの導入の仕方としては、(a)ジ
エンモノマーと共重合することが好ましいが、(b)例えばアクリル酸ブチルなどアクリル
酸アルキルエステルをジエンモノマーと共重合した後に、塩酸など強酸で加水分解しアクリル酸共重合体に転ずることもできる。
(Ferre diameter)
The ferret diameter of the domain is calculated from a 10,000-magnification image of the transmission electron microscope.
The ferret diameter simply projects the circumference of the domain onto the X axis of the captured image. When observing and photographing an image, the X axis is synonymous with an arbitrary straight line because the direction is not selected.
When the diameter of the ferret formed by the rubber component phase is 50 to 300 nm, the low-temperature fixability and the crease fixability are improved.
By finely dispersing in the range of 50 to 300 nm, it is presumed that the interface with the matrix resin phase is increased and the effect of modifying the binder resin, that is, the effect of the present invention is exhibited.
By introducing the rubber component into the toner binder resin in a domain form (that is, incompatible), the strength and stress relaxation characteristics of the binder resin are imparted, and fastness can be imparted to the fixed image. A rubber component having a low Tg and a high elastic modulus is particularly effective for developing this performance. Further, by finely dispersing the rubber component phase in the matrix resin, the contact area between the rubber component phase and the matrix resin phase is increased, and the toner modifying effect is great.
The ferret diameter can be made within a corresponding range by creating rubber component particles from a rubber component as a raw material by emulsion polymerization or miniemulsion polymerization and introducing it into toner. At this time, it is preferable to copolymerize 1 to 5% of an acid monomer in addition to the diene monomer as the rubber component because aggregation between the rubber particles can be suppressed. If the rubber component has an acid monomer, it is presumed that the dispersibility in a styrene acrylic resin or polyester resin preferably used as a matrix resin is improved, and the effect of imparting fixing strength is expanded. As the acid monomer, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid and itaconic acid are preferably used. As the method of introducing the acid monomer, (a) it is preferable to copolymerize with a diene monomer, but (b) for example, after copolymerization of an alkyl acrylate such as butyl acrylate with a diene monomer, hydrolysis with a strong acid such as hydrochloric acid is performed. It can also be converted into an acrylic acid copolymer.
(着色剤)
着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等の公知の着色剤を任意に用いることができる。
(Coloring agent)
As the colorant, a known colorant such as carbon black, a magnetic material, a dye, or a pigment can be arbitrarily used.
黒の着色剤としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックの他、マグネタイト、フェライト等の磁性粉を用いることができる。 As the black colorant, in addition to carbon black such as furnace black and channel black, magnetic powder such as magnetite and ferrite can be used.
カラーの着色剤としては、C.I.ピグメントレッド5、同48:1、同53:1、同57:1、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同74、同93、同94、同138、同155、同180、同185、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントブルー15;3、同60、C.I.ピグメントグリーン7等の顔料が挙げられる。また、C.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同68、同11、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82,同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同69、同70、同93、同95等の染料を挙げることができる。また、これらを混合してもよい。
Examples of colorants include C.I. I. Pigment Red 5, 48: 1, 53: 1, 57: 1, 122, 139, 144, 149, 166, 177, 178, 222, C.I. I. Pigment Yellow 14, 17, 74, 93, 94, 138, 155, 180, 185, C.I. I. Pigment Orange 31 and 43, C.I. I. Pigment blue 15; 3, 60, C.I. I. And pigments such as CI Pigment Green 7. In addition, C.I. I.
(離形剤)
離形剤としては、特に限定されるものではなく、公知の離型剤を使用することができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、合成エステルワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス、モンタンワックス、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等の鉱物、石油系ワックス、或いはこれらの変性物が挙げられる。
(Release agent)
The release agent is not particularly limited, and a known release agent can be used. Specifically, low molecular weight polyolefins such as polyethylene, polypropylene and polybutene, synthetic waxes such as synthetic ester wax, carnauba wax, rice wax, candelilla wax, tree wax, jojoba oil, montan wax, paraffin wax, micro Examples thereof include minerals such as crystallin wax and Fischer-Tropsch wax, petroleum-based wax, and modified products thereof.
上記離型剤の中でも、融点が70℃〜95℃の合成エステルワックスはフィルミング防止の観点から特に好ましく用いられる。上記合成エステルワックスの例としては、ベヘン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、クエン酸トリベエニルが挙げられる。また、ベヘン酸ベヘニル、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、クエン酸トリベへニルのような合成エステルワックスと、融点が75〜100℃のパラフィンワックスを併用することにより、トナー画像の光沢性向上と耐フィルミング性向上とを両立することができる。 Among the release agents, a synthetic ester wax having a melting point of 70 ° C. to 95 ° C. is particularly preferably used from the viewpoint of preventing filming. Examples of the synthetic ester wax include behenyl behenate, pentaerythritol tetrabehenate, and tribeenyl citrate. Further, by combining a synthetic ester wax such as behenyl behenate, pentaerythritol tetrabehenate or tribehenyl citrate with a paraffin wax having a melting point of 75 to 100 ° C., the gloss of the toner image is improved and the anti-filling property. It is possible to achieve both improvement in formability.
パラフィンワックスの中でも、融点が75〜100℃のフィッシャートロプシュワックスを使用すると、低速領域から高速領域のいかなるプロセススピードでも、高温領域でのオフセット性を向上できる。加えて、クリーニングブレードをクリーニング手段とする画像形成装置では良好なブレードクリーニング性能を発現することができる。 Among the paraffin waxes, when a Fischer-Tropsch wax having a melting point of 75 to 100 ° C. is used, the offset property in the high temperature region can be improved at any process speed from the low speed region to the high speed region. In addition, an image forming apparatus using a cleaning blade as a cleaning unit can exhibit good blade cleaning performance.
これら離型剤のトナー中の含有量は5〜20質量%が好ましく、7〜13質量%がより好ましい。5質量%未満の場合は高温領域でオフセットが発生することがあり、20質量%を超える場合はトナー内部に離型剤が取り込まれにくくなる傾向がある。トナー粒子から浮遊したり、トナー粒子に取り込まれなかった離型剤は、トナー表面に付着しやすくなるので、これら浮遊離型剤や付着離型剤の影響でフィルミング性を低下させる可能性がある。 The content of the release agent in the toner is preferably 5 to 20% by mass, and more preferably 7 to 13% by mass. If it is less than 5% by mass, offset may occur in the high temperature region, and if it exceeds 20% by mass, the release agent tends to be difficult to be taken into the toner. Since the release agent that floats from the toner particles or is not taken into the toner particles easily adheres to the toner surface, there is a possibility that the filming property may be deteriorated due to the influence of the floating release agent or the attached release agent. is there.
(その他)
本発明におけるトナーは、必要に応じて荷電制御剤、外添剤等を用いてもよい。
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩又はその金属錯体等が挙げられる。含有される金属としては、Al、B、Ti、Fe、Co、Ni等である。荷電制御剤として特に好ましいのはベンジル酸誘導体の金属錯体化合物である。
(Other)
The toner in the present invention may use a charge control agent, an external additive, and the like as necessary.
Examples of the charge control agent include nigrosine dyes, naphthenic acid or higher fatty acid metal salts, alkoxylated amines, quaternary ammonium chlorides, azo metal complexes, salicylic acid metal salts or metal complexes thereof. Examples of the metal contained include Al, B, Ti, Fe, Co, and Ni. Particularly preferred as the charge control agent is a metal complex compound of a benzylic acid derivative.
外添剤としては、公知の疎水性シリカ、疎水性金属酸化物の他に、酸化セリウム粒子或いは炭素数20〜50の高級アルコール粒子を添加することが耐フィルミング性の観点から特に好ましい。酸化セリウム粒子を添加する場合、耐フィルミング性を高める観点から個数平均粒径が150〜800nmのものを用いることが好ましく、250〜700nmのものを用いることがより好ましい。また、酸化セリウム粒子の添加量は、トナーに対して0.5〜3.5質量%とすることが好ましく、0.5〜3.5質量%の範囲とすることにより、良好なクリーニング性が維持されて耐フィルミング性の効果を安定して得ることができる。また、添加量が過剰なケースでは加熱定着時に溶融したトナー粒子の接着力が抑制されて定着強度が低下するが、上記範囲とすることによりこのような定着強度低下の問題も生じない。 As the external additive, in addition to the known hydrophobic silica and hydrophobic metal oxide, it is particularly preferable to add cerium oxide particles or higher alcohol particles having 20 to 50 carbon atoms from the viewpoint of filming resistance. In the case of adding cerium oxide particles, those having a number average particle diameter of 150 to 800 nm are preferably used, and more preferably 250 to 700 nm, from the viewpoint of enhancing filming resistance. Further, the addition amount of the cerium oxide particles is preferably 0.5 to 3.5% by mass with respect to the toner, and by setting the amount to 0.5 to 3.5% by mass, good cleaning properties can be obtained. It is maintained and the effect of filming resistance can be stably obtained. In addition, in the case where the addition amount is excessive, the adhesive strength of the toner particles melted during heat fixing is suppressed and the fixing strength is lowered. However, by setting the above range, such a problem of lowering the fixing strength does not occur.
[トナーの製造方法]
次に、上記トナーを製造する方法について説明する。
本発明のトナーを製造する方法としては、着色剤担持樹脂粒子及びトナー結着樹脂などの構成成分を加熱溶融させ混練、冷却、粉砕、粉級して製造する粉砕法、トナー結着樹脂を得るための重合性単量体、油溶性重合開始剤、及び着色剤担持樹脂粒子などを水系媒体中で乳化分散後、加熱して重合させる懸濁重合法、トナー結着樹脂を得るための重合性単量体及び着色剤担持樹脂粒子などを水系媒体中で乳化分散させ、これに水溶性重合開始剤を添加し加熱して重合させる乳化重合法、乳化重合法により製造したトナー結着樹脂よりなる微粒子(以下、「トナー結着樹脂微粒子」とも言う)及び着色剤担持樹脂粒子などを水系媒体中で分散後、凝集剤を添加し加熱して微粒子を凝集させる乳化重合凝集法などを挙げることができるが、トナー中に微細なゴム成分相ドメインを均一に形成させるという観点から、乳化重合凝集法が好ましい。この場合、マトリクスを形成する樹脂微粒子、ドメインを形成するゴム成分微粒子、及び着色剤微粒子を凝集・融着させることで目的とするトナーを作製することができる。
[Toner Production Method]
Next, a method for producing the toner will be described.
As a method for producing the toner of the present invention, a pulverization method in which components such as colorant-carrying resin particles and toner binder resin are heated and melted and kneaded, cooled, pulverized and powdered, and a toner binder resin is obtained. Suspension polymerization method in which a polymerizable monomer, an oil-soluble polymerization initiator, a colorant-carrying resin particle, and the like are emulsified and dispersed in an aqueous medium and then polymerized by heating, and a polymerization property for obtaining a toner binder resin. It consists of an emulsion polymerization method in which monomers and colorant-carrying resin particles are emulsified and dispersed in an aqueous medium, and a water-soluble polymerization initiator is added to this and heated to polymerize, and a toner binder resin produced by an emulsion polymerization method. Examples include an emulsion polymerization aggregation method in which fine particles (hereinafter also referred to as “toner binder resin fine particles”) and colorant-carrying resin particles are dispersed in an aqueous medium, and then added with an aggregating agent and heated to aggregate the fine particles. Can but toner From the viewpoint of uniformly form fine rubber component phase domain, the emulsion polymerization aggregation method is preferable. In this case, the intended toner can be produced by aggregating and fusing the resin fine particles forming the matrix, the rubber component fine particles forming the domains, and the colorant fine particles.
本発明のトナーを製造する方法として、乳化重合凝集法を用いる場合の一例を具体的に示すと、
(1)着色剤及び着色媒体樹脂を含有する着色剤担持樹脂粒子を得る着色剤担持樹脂粒子形成工程。
(2)マトリクスを形成する樹脂粒子、ドメインを形成するゴム成分微粒子を得るためのトナー結着樹脂微粒子重合工程。
この際に、必要に応じてオフセット防止剤、帯電制御剤などを含有した樹脂微粒子とすることも可能である。
(3)トナー結着微粒子と着色剤担持粒子と水系媒体中で塩析、凝集、融着させてトナー粒子を形成する塩析、凝集、融着工程。
(4)トナー粒子の分散系から(水系媒体)トナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から界面活性剤などを除去する濾過、洗浄工程。
(5)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程。
(6)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程。
から構成される。以下に各工程の具体例を示す。
As an example of using the emulsion polymerization aggregation method as a method for producing the toner of the present invention,
(1) A colorant-carrying resin particle forming step for obtaining colorant-carrying resin particles containing a colorant and a coloring medium resin.
(2) A toner binder resin fine particle polymerization step for obtaining resin particles forming a matrix and rubber component fine particles forming a domain.
At this time, resin fine particles containing an anti-offset agent, a charge control agent, and the like can be used as necessary.
(3) A salting out, aggregating, and fusing step in which toner particles are formed by salting out, agglomerating, and fusing the toner binder fine particles, the colorant-carrying particles, and the aqueous medium.
(4) A filtration and washing step of separating the toner particles from the toner particle dispersion system (aqueous medium) and removing the surfactant from the toner particles.
(5) A drying step of drying the washed toner particles.
(6) A step of adding an external additive to the dried toner particles.
Consists of Specific examples of each process are shown below.
(1)着色剤及び着色媒体樹脂を含有する着色剤担持樹脂粒子を得る着色剤担持樹脂粒子形成工程
イオン性界面活性剤やノニオン性界面活性剤の水溶液に代表される水系媒体中に、公知の着色剤を添加して分散機によって分散処理し、着色剤が微粒子状に分散された着色剤の分散液を調製する。着色剤の分散処理は、界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度(CMC)以上にした状態の水系媒体中で行われる。分散処理に使用する分散機は特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械式ホモジナイザ、マントンゴーリン、圧力式ホモジナイザといった加圧分散機、サンドグラインダ、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミルといった媒体型分散機が挙げられる。
分散液における着色剤粒子は、体積基準のメディアン径で40〜200nmであることが好ましい。
(1) Colorant-carrying resin particle forming step for obtaining colorant-carrying resin particles containing a colorant and a coloring medium resin In an aqueous medium typified by an aqueous solution of an ionic surfactant or a nonionic surfactant, A colorant is added and dispersed by a disperser to prepare a colorant dispersion in which the colorant is dispersed in fine particles. The colorant is dispersed in an aqueous medium in which the surfactant concentration is set to a critical micelle concentration (CMC) or higher. The disperser used for the dispersion treatment is not particularly limited, but preferably a pressure disperser such as an ultrasonic disperser, a mechanical homogenizer, a manton gourin, or a pressure homogenizer, or a media disperser such as a sand grinder, a Getzmann mill or a diamond fine mill. Can be mentioned.
It is preferable that the colorant particles in the dispersion have a volume-based median diameter of 40 to 200 nm.
(2−1)マトリクスを形成する樹脂微粒子重合工程
マトリクスを形成する樹脂粒子を乳化重合により調整する。乳化した樹脂粒子は30〜300nmであることが好ましい。例えば、重合性の単量体を乳化、分散し、重合開始剤を添加して重合反応を進行させることにより、マトリクスを形成する樹脂粒子の分散液を調製する。重合反応を使用せず、樹脂及び必要に応じて離型剤や着色剤を溶媒中に溶解或いは分散させた後に水系媒体中に分散、脱溶剤して樹脂粒子を調整することもできる。このとき、重合性単量体又は樹脂溶液に離型剤を溶解させて乳化(分散)液を調製すると、トナー粒子が完成した後に離型剤粒子が脱離して、画像形成装置の部材を汚染することを抑制できるので好ましい。
(2-1) Resin Particle Polymerization Step for Forming Matrix Resin particles forming a matrix are prepared by emulsion polymerization. The emulsified resin particles are preferably 30 to 300 nm. For example, a dispersion of resin particles forming a matrix is prepared by emulsifying and dispersing a polymerizable monomer and adding a polymerization initiator to advance the polymerization reaction. Without using the polymerization reaction, the resin particles can be prepared by dissolving or dispersing the resin and, if necessary, the release agent or colorant in the solvent and then dispersing and removing the solvent in the aqueous medium. At this time, if the release agent is dissolved in the polymerizable monomer or resin solution to prepare an emulsified (dispersed) liquid, the release agent particles are detached after the toner particles are completed, thereby contaminating the members of the image forming apparatus. It is preferable because it can be suppressed.
(2−2)ドメインを形成するゴム成分微粒子重合工程
ドメインを形成するゴム成分微粒子を、例えば乳化重合により調整する。
乳化重合会合法においてゴム成分を微細なドメインとして導入する観点から、予めゴム成分微粒子を作製し、このゴム成分微粒子と、上記マトリクスを形成する樹脂微粒子とを凝集・融着させる方法が好ましい。
この際、ゴム成分微粒子を作製する必要があるが、この微粒子作製法としては、(a)ゴ
ム成分相を形成する重合成性単量体を用いて乳化重合等で直接重合体のラテックスを得る方法、あるいは、(b)ゴム成分からなる(共)重合体を予め作製した後に、しかる手段(
直接乳化、溶解懸濁法、ミニエマルジョン重合)で乳化・分散する方法、いずれでも作製できる。
後述する実施例では、微粒子作製の容易性の観点から、乳化重合で直接ゴム成分微粒子を作製した。
(2-2) Rubber Component Fine Particle Polymerization Step for Forming Domains Rubber component fine particles for forming domains are prepared by, for example, emulsion polymerization.
From the viewpoint of introducing a rubber component as a fine domain in the emulsion polymerization association method, a method of preparing rubber component fine particles in advance and aggregating and fusing the rubber component fine particles and resin fine particles forming the matrix is preferable.
At this time, it is necessary to prepare rubber component fine particles. As this fine particle preparation method, (a) a polymer latex is directly obtained by emulsion polymerization or the like using a polysynthetic monomer that forms a rubber component phase. Method, or (b) an appropriate means (after preparing a (co) polymer comprising a rubber component in advance)
Direct emulsification, dissolution suspension method, miniemulsion polymerization) and emulsification / dispersion can be used.
In the examples described later, rubber component fine particles were directly produced by emulsion polymerization from the viewpoint of ease of fine particle production.
(3)凝集・融着工程
上記マトリクスを形成する樹脂微粒子と、ゴム成分微粒子の分散液に、着色剤粒子の分散液を添加するとともに、必要に応じて離型剤粒子の分散液を添加する。次いで、凝集剤を添加し、水系媒体中に上記樹脂粒子と着色剤粒子、離型剤が添加されている場合にはさらに添加された離型剤粒子を凝集、融着させてトナー粒子を形成する。凝集と融着の一連の工程を会合工程と呼ぶことがある。
凝集・融着の方法としては、塩析融着法が好ましい。塩析融着法は、凝集と融着を並行して進め、所望の粒子径まで凝集粒子が成長したところで凝集の停止剤を添加し、粒子成長を停止させる方法である。この方法では、必要に応じて粒子形状を制御するための加熱が継続して行われる。
(3) Aggregation / fusion process The dispersion of colorant particles is added to the dispersion of resin fine particles and rubber component fine particles forming the matrix, and the dispersion of release agent particles is added as necessary. . Next, an aggregating agent is added, and when the resin particles, the colorant particles, and the releasing agent are added to the aqueous medium, the added releasing agent particles are aggregated and fused to form toner particles. To do. A series of processes of aggregation and fusion may be referred to as an association process.
As the aggregation / fusion method, a salting-out fusion method is preferable. The salting-out fusion method is a method in which aggregation and fusion are advanced in parallel, and when the aggregated particles have grown to a desired particle size, an aggregation stop agent is added to stop the particle growth. In this method, heating for controlling the particle shape is continued as necessary.
トナー粒子の大きさとしては、体積基準のメディアン径で3〜10μmが好ましく、特に好ましいのは3〜7nmである。コア粒子の体積基準のメディアン径は、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、データ処理用ソフト「Software V3.51」を搭載したコンピュータシステム(ベックマン・コールター社製)を接続した装置を用いて測定、算出する。
測定手順としては、試料0.02gを、界面活性剤溶液20ml(試料の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、試料の分散液を作製する。作製した分散液を、サンプルスタンド内のISOTON II(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定器の表示濃度が5〜10%になるまでピペットにて注入する。この濃度範囲にすることにより、再現性のある測定値が得られる。測定器において、測定粒子カウント数を25000個、アパチャー径を50μmにし、測定範囲である1〜30μmの範囲を256分割しての頻度値を算出する。体積積算分率が大きい方から50%の粒子径を体積基準メディアン径とする。
The size of the toner particles is preferably 3 to 10 μm in terms of volume-based median diameter, particularly preferably 3 to 7 nm. The volume-based median diameter of the core particles is a device in which a computer system (Beckman Coulter) equipped with data processing software "Software V3.51" is connected to Coulter Multisizer 3 (Beckman Coulter). Use to measure and calculate.
As a measurement procedure, 0.02 g of a sample is conditioned with 20 ml of a surfactant solution (for example, a surfactant solution in which a neutral detergent containing a surfactant component is diluted 10-fold with pure water for the purpose of dispersing the sample). Then, ultrasonic dispersion is performed for 1 minute to prepare a sample dispersion. The prepared dispersion is pipetted into a beaker containing ISOTON II (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) in a sample stand until the display concentration of the measuring instrument becomes 5 to 10%. By setting this concentration range, a reproducible measurement value can be obtained. In the measuring device, the measurement particle count number is 25000, the aperture diameter is 50 μm, and the frequency value is calculated by dividing the measurement range of 1 to 30 μm into 256 parts. The particle diameter of 50% from the larger volume integrated fraction is defined as the volume-based median diameter.
水系媒体とは、主成分(50%質量以上)が水からなるものをいう。水以外の成分としては、水に溶解する有機溶媒を挙げることができる。例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。 An aqueous medium means that the main component (50% by mass or more) is made of water. Examples of components other than water include organic solvents that dissolve in water. For example, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, methyl ethyl ketone, tetrahydrofuran and the like can be mentioned.
なお、凝集・融着工程の後、熟成工程を経ることとしてもよい。
具体的には、凝集・融着工程で加熱温度を低めにして粒子間の融着の進行を抑制し凝集粒子の均一化を図る。その後、熟成工程において加熱温度を低めに、かつ時間を長くしてトナー粒子の表面が均一形状となるよう制御する。
In addition, it is good also as passing through a maturing process after an aggregation / fusion process.
Specifically, the heating temperature is lowered in the agglomeration / fusion process to suppress the progress of fusion between the particles and to make the agglomerated particles uniform. Thereafter, in the ripening step, the surface of the toner particles is controlled to have a uniform shape by lowering the heating temperature and lengthening the time.
(4)冷却・洗浄工程
冷却・洗浄工程では、得られたトナー粒子の分散液を、例えば1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。所定温度まで冷却すると、冷却されたトナー粒子の分散液からトナー粒子を固液分離する。固液分離は遠心分離の他、ヌッチェ等を用いた減圧濾過、フィルタープレス等を用いた濾過等、何れの方法でもよい。次いで、固液分離によって得られたトナーケーキ(ウェット状のトナー粒子をケーキのような円筒形状に整えたもの)を洗浄し、界面活性剤や塩析剤等の付着物を除去する。
(4) Cooling / Washing Step In the cooling / washing step, the obtained dispersion of toner particles is cooled at a cooling rate of, for example, 1 to 20 ° C./min. When cooled to a predetermined temperature, the toner particles are solid-liquid separated from the cooled dispersion of toner particles. Solid-liquid separation may be any method other than centrifugation, such as vacuum filtration using a Nutsche or the like, filtration using a filter press or the like. Next, the toner cake obtained by solid-liquid separation (wet toner particles prepared in a cylindrical shape such as a cake) is washed to remove deposits such as surfactants and salting-out agents.
(5)乾燥工程
乾燥工程では、洗浄されたトナーケーキを乾燥処理する。乾燥処理には、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等を用いることができる。乾燥されたトナー粒子の水分は、5%質量以下であることが好ましく、さらに好ましくは2%質量以下である。
(5) Drying step In the drying step, the washed toner cake is dried. For the drying treatment, a spray dryer, a vacuum freeze dryer, a vacuum dryer or the like can be used. The water content of the dried toner particles is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less.
(6)外添処理工程
外添処理工程では、乾燥によって得られたトナー粒子に外添剤を混合し、静電荷現像用トナーを得る。
(6) External Addition Processing Step In the external addition processing step, an external additive is mixed with toner particles obtained by drying to obtain an electrostatic charge developing toner.
[現像剤の作製]
本発明のトナーは、例えば磁性体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非磁性トナーを単独で使用する場合等が考えられ、何れも好適に使用することができる。
本発明のトナーにおいては、キャリアと混合する二成分現像剤として使用する場合は、キャリアに対するトナーフィルミング(キャリア汚染)の発生を抑制することができ、一成分現像剤として使用する場合は、現像装置の摩擦帯電部材に対するトナーフィルミングの発生を抑制することができる。
[Production of developer]
The toner of the present invention may be used, for example, as a one-component magnetic toner containing a magnetic material, used as a two-component developer mixed with a so-called carrier, or a non-magnetic toner alone. Any of these can be suitably used.
In the toner of the present invention, when used as a two-component developer mixed with a carrier, it is possible to suppress the occurrence of toner filming (carrier contamination) on the carrier, and when used as a one-component developer, The occurrence of toner filming on the frictional charging member of the apparatus can be suppressed.
二成分現像剤を構成するキャリアとしては、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を用いることが好ましい。
キャリアとしては、その体積平均粒径としては15〜100μmのものが好ましく、25〜60μmのものがより好ましい。キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
As the carrier constituting the two-component developer, magnetic particles made of conventionally known materials such as metals such as iron, ferrite and magnetite, alloys of those metals with metals such as aluminum and lead can be used, It is particularly preferable to use ferrite particles.
The carrier preferably has a volume average particle diameter of 15 to 100 μm, more preferably 25 to 60 μm. The volume average particle diameter of the carrier can be typically measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus “HELOS” (manufactured by SYMPATEC) equipped with a wet disperser.
キャリアとしては、さらに樹脂により被覆されているもの、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアを用いることが好ましい。被覆用の樹脂組成としては特に限定はないが、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール系樹脂等を使用することができる。 As the carrier, it is preferable to use a carrier coated with a resin, or a so-called resin dispersion type carrier in which magnetic particles are dispersed in a resin. The resin composition for coating is not particularly limited, and for example, olefin resin, styrene resin, styrene-acrylic resin, silicone resin, ester resin, or fluorine-containing polymer resin is used. In addition, the resin for constituting the resin-dispersed carrier is not particularly limited, and known resins can be used. For example, styrene-acrylic resin, polyester resin, fluorine resin, phenol resin, etc. are used. can do.
[画像形成方法]
次に、本発明の画像形成方法について、画像形成装置とともに説明する。
図1は、本発明で使用するデジタル画像形成装置の内部構成を示す図である。
デジタル画像形成装置(以下、単位「画像形成装置」と言う)1は、下部に複数の記録材収納部20を有している。記録材収納部20の上方には画像形成部40と中間転写ベルト50が設置されており、装置本体の上部には原稿読取部30が設置されている。
[Image forming method]
Next, the image forming method of the present invention will be described together with the image forming apparatus.
FIG. 1 is a diagram showing an internal configuration of a digital image forming apparatus used in the present invention.
A digital image forming apparatus (hereinafter referred to as a unit “image forming apparatus”) 1 has a plurality of recording
記録材収納部20は、装置前面側(図1における紙面手前側)に引き出し可能となっている。
画像形成部40は、Y、M、C、Kの各色毎のトナー像を形成するための4組の画像形成手段400Y、400M、400C、400Kを有している、画像形成手段400Y、400M、400C、400Kは、この順で上から下方向に直線状に配列されており、各々同じ構成となっている。画像形成手段400Yを例にとって構成を説明すると、画像形成手段400Yは反時計方向に回転する感光体410、スコロトロン帯電手段420、露光手段430及び現像手段440を有する。
クリーニング手段450は、感光体410の最下部に対向した領域を含んで配置されている。
The recording
The
The
装置本体の中央部に位置する中間転写ベルト50は、無端状であり、適宜の体積抵抗率を有する。また、中間転写ベルト50は、例えば、編成ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した半導電性フィルム基体の外側に、フッ素コーティングを行った2層から構成されている。また、シリコンゴムあるいはウレタンゴム等に導電材料を分散したものもあり得る。
一次転写電極510は、中間転写ベルト50を挟んで感光体410と対向する位置に設置されている。
The
The
次に、カラー画像を形成するプロセスについて説明する。
感光体410がメインモータ(図示せず)により駆動され、感光体410の表面が電源(図示せず)により電圧供給され、スコロトロン帯電手段420の放電により正極性に帯電される(本実施例では+800V)。次に、露光手段430により画像情報に応じた光書込がなされ、感光体410上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像手段440を通過すると、現像手段内で正極性に帯電されたトナーが正極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体410上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は感光体410と圧着する中間転写ベルト50に転写される。転写後に残留した感光体410上のトナーはクリーニング手段450により清掃される。画像形成手段400Y、400M、400C及び400K各々で形成されたトナー像が中間転写ベルト50に重複して転写されることにより、中間転写ベルト50上にカラー画像が形成される。記録材Pは記録材収納部20により1枚ずつ排出され、レジストローラ60の位置まで搬送される。レジストローラ60により記録材Pの先端が整列された後、中間転写ベルト50上のトナー像と画像位置が一致するタイミングで記録材Pがレジストローラ60より給送される。レジストローラ60により給送された記録材Pは、ガイド板より案内され、中間転写ベルト50と転写部70により形成された転写ニップ部へ送り込まれる。ローラにより構成される転写部70は記録材Pを中間転写ベルト50側へ押圧している。トナーと逆極性のバイアス(−500V)が転写部70に印可されることにより、静電気力の作用で、中間転写ベルト50上のトナー像が記録材Pへ転写させる。記録材Pは、除電針からなる分離手段(図示せず)により除電されて中間転写ベルト50から分離され、発熱ベルト11を介した弾性体ロール21、加圧ロール16の対からなる定着装置100へ送られる。その結果、トナー像が記録材Pへ定着され、画像形成された記録材Pが装置外へ排出される。
Next, a process for forming a color image will be described.
The
図2は、定着装置の概略図であり、図3は、図2の切断線X−Xで切断した際の矢視断面図である。
定着装置100は、加圧ロール16と発熱ベルト11を介して内部に配置されている弾性体ロール21により形成されたニップ部Nに未定着トナー像Tが形成された記録材Pが挿入され、トナー像を定着している。
なお、図2中、矢印Aは記録材Pの搬送方向を示し、矢印Bは加圧ロール16の回転方向を示している。
FIG. 2 is a schematic view of the fixing device, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
In the
In FIG. 2, the arrow A indicates the conveyance direction of the recording material P, and the arrow B indicates the rotation direction of the
図4は、発熱ベルトの構成を説明するための断面図である。
発熱ベルト11の構成は図4に示すように4層構成になっており、弾性体ロール21に接触する側から、補強層111、発熱層112、弾性層113、離型層114となっている。補強層111は、発熱層2の形状制御、保持の目的で必要であり、例えば、ポリイミド樹脂が使われ、20〜80μmであることが好ましい。発熱層2は、例えば、ポリイミド樹脂中に導電性フィラーを均一に分散させている。導電性フィラーは、カーボンナノ材料とフィラメント状金属微粒子が入っていることが好ましい。この理由は、発熱ベルトの発熱特性をコントロール、例えば電気抵抗に低い発熱ベルトを得るためには、カーボンナノ材料を多量に添加する必要がある。しかし、カーボンナノ材料を多量に添加すると、ベルトの機械的強度が著しく低下するため、導電性の高いフィラメント状金属微粒子が必要となる。弾性層113は、発熱層112の外側に形成され、補強層111と同様に主にポリイミド樹脂が使われる。弾性層113は発熱層112からの熱伝導効率を上げるために、5〜50μm程度が望ましい。離型層114は、トナーの発熱ベルトからの離型性を上げるため、主にフッ素樹脂が使われ、代表的なものとしては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン(FEP)が挙げられ、5〜30μm程度が好ましい。
また、受電部115は、後述の電極又は導電体17に接続されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the heat generating belt.
As shown in FIG. 4, the
In addition, the
発熱ベルト11の内部にある弾性体ロール21の弾性層12は、ゴム材料として、画像定着温度に必要な150℃〜250℃で耐熱性を有するものであれば、特に限定されるものではない。この場合最も好ましいのは、シリコンゴムである。弾性体ロール21の製造は、芯金14にアルミニウムあるいは鉄製の材料を使い、ブラスト処理等の表面処理を行った後に、弾性層12としてシリコンゴム等を3〜10mm程度の厚みで成型したものを用いて行われる。
弾性層12は、耐熱性以外には、熱伝導率と硬度を調整する必要がある。この場合は、シリコンゴムをソリッドゴムからスポンジゴムにすることで、断熱効果を上げ、発熱ベルト11の発熱効果を高めることができる。また、硬度については、画像形成装置1のプロセススピードにもよるが、5度以上60度未満、より好ましくは、30度以上50度未満の範囲であれば、発熱ベルト11と加圧ロール16間のニップ面積を広く設計でき、画像定着性に有利に働く。
The
The
加圧ロール16は、弾性体ロール21と同様に画像定着温度150℃〜250℃で耐熱性を有するものであれば、特に限定されることはない。弾性体ロール21と同様に、弾性層としてシリコンゴムを使用し、芯金15にアルミニウムあるいは鉄製の材料を使い、ブラスト処理等の表面処理を行った後に、弾性層としてシリコンゴム等を3〜10mm程度で成型したものを用いて行われる。
The
なお、図2中、符号17は、発熱ベルト11の発熱層112に給電するための電極又は導電体であり、電極又は導電体17は、発熱ベルト11の両端(受電部115)に設けられ、電極又は導電体17にはそれぞれ給電のためのコロ13が形成されている。コロ13は、交流又は直流の電源22に接続されている。なお、コロ13の代わりにブラシを使用しても構わない。
In FIG. 2,
以上のような定着装置100を有する画像形成装置1及び上述のトナーを使用して画像を形成する。
An image is formed using the
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(1)着色剤及び着色媒体樹脂を含有する着色剤担持樹脂粒子を得る着色剤担持樹脂粒子形成工程
n−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に攪拌、溶解させ、ここへ25質量部のC.I.ピグメントブルー15:3を徐々に添加した。この溶液を、クリアミックスWモーションCLM-0.8(エムテクニック社製)を用いて分散処理し
、着色剤粒子の体積基準のメディアン径を、電気泳動光散乱光度計「ELS−800(大塚電子社製)」を用いて測定したところ、158nmであった。
Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
(1) Colorant-carrying resin particle forming step for obtaining colorant-carrying resin particles containing a colorant and a coloring medium resin 11.5 parts by mass of sodium n-dodecyl sulfate is stirred and dissolved in 160 parts by mass of ion-exchanged water, 25 parts by weight of C.I. I. Pigment Blue 15: 3 was gradually added. This solution was subjected to a dispersion treatment using Clearmix W Motion CLM-0.8 (M-Technique), and the volume-based median diameter of the colorant particles was measured using an electrophoretic light scattering photometer “ELS-800 (Otsuka Electronics Co., Ltd.). ) ", It was 158 nm.
(2−1)マトリクスを形成する樹脂微粒子重合工程
以下に示す方法で離型剤を含有する「樹脂微粒子A」を調整した。
まず、撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8質量部とイオン交換水3000質量部を添加し、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら内温を80℃に昇温した。昇温後、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させてなる重合開始剤溶液を添加して、液温を80℃に調整した。
次に、下記に示す化合物を含有してなる重合性単量体混合液を反応容器に1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌して重合を行い、樹脂微粒子を調製した。これを「樹脂微粒子(1H)」とする。
スチレン 480質量部
n−ブチルアクリレート 250質量部
メタクリル酸 68質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 16質量部
(2-1) Resin Fine Particle Polymerization Step for Forming Matrix “Resin fine particles A” containing a release agent were prepared by the method shown below.
First, 8 parts by mass of sodium dodecyl sulfate and 3000 parts by mass of ion-exchanged water are added to a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling pipe, and a nitrogen introduction device, and the mixture is stirred while stirring at a stirring speed of 230 rpm under a nitrogen stream. The temperature was raised to 80 ° C. After the temperature increase, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 10 parts by mass of potassium persulfate in 200 parts by mass of ion-exchanged water was added to adjust the liquid temperature to 80 ° C.
Next, a polymerizable monomer mixture containing the compound shown below was added dropwise to the reaction vessel over 1 hour, followed by polymerization by heating and stirring at 80 ° C. for 2 hours to prepare resin fine particles. . This is referred to as “resin fine particles (1H)”.
Styrene 480 parts by weight n-butyl acrylate 250 parts by weight Methacrylic acid 68 parts by weight n-octyl-3-
また、撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、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7質量部をイオン交換水800質量部に溶解させた溶液を添加した。反応容器を、98℃に加熱後、前記「樹脂微粒子(1H)」を260質量部と、下記に示す化合物を含有してなる重合性単量体混合液をそのまま添加し、循環経路を有する機械式分散機「CLEAMIX(エム・テクニック(株)製)」を用いて1時間混合分散させて乳化粒子(油滴)を含有する分散液を調製した。
スチレン 245質量部
n−ブチルアクリレート 120質量
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 1.5質量部
ポリエチレンワックス(融点81℃) 190質量部
Further, a solution prepared by dissolving 7 parts by mass of polyoxyethylene (2) sodium dodecyl ether sulfate in 800 parts by mass of ion-exchanged water was added to a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling pipe, and a nitrogen introducing device. After the reaction vessel is heated to 98 ° C., 260 parts by mass of the “resin fine particles (1H)” and a polymerizable monomer mixture containing the compound shown below are added as they are, and a machine having a circulation path A dispersion liquid containing emulsified particles (oil droplets) was prepared by mixing and dispersing for 1 hour using a type disperser “CLEAMIX (manufactured by M Technique Co., Ltd.)”.
Styrene 245 parts by mass n-butyl acrylate 120 parts by weight n-octyl-3-mercaptopropionate 1.5 parts by weight polyethylene wax (melting point 81 ° C.) 190 parts by weight
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させてなる重合開始剤溶液を添加し、82℃の温度下で1時間加熱撹拌して重合を行い、樹脂微粒子を得た。これを「樹脂微粒子(1HM)」とする。
更に、過硫酸カリウム11質量部をイオン交換水400質量部に溶解させてなる重合開始剤溶液を添加し、82℃の温度下で下記に示す化合物を含有してなる重合性単量体溶液を、1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し樹脂微粒子を得た。これを「樹脂微粒子A」とする。
スチレン 435質量部
n−ブチルアクリレート 130質量部
メタクリル酸 33質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
Next, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 6 parts by mass of potassium persulfate in 200 parts by mass of ion-exchanged water is added to this dispersion, and polymerization is performed by heating and stirring at 82 ° C. for 1 hour. Fine particles were obtained. This is referred to as “resin fine particles (1HM)”.
Furthermore, a polymerization initiator solution prepared by dissolving 11 parts by mass of potassium persulfate in 400 parts by mass of ion-exchanged water was added, and a polymerizable monomer solution containing the following compounds at a temperature of 82 ° C. It was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropping, polymerization was carried out by heating and stirring for 2 hours, and then cooled to 28 ° C. to obtain resin fine particles. This is designated as “resin fine particles A”.
Styrene 435 parts by weight n-butyl acrylate 130 parts by weight Methacrylic acid 33 parts by weight n-octyl-3-mercaptopropionate 8 parts by weight
(2−2)ドメインを形成するゴム成分微粒子重合工程
以下に示す方法で「ゴム成分微粒子B1」を調整した。
まず、耐圧容器に、重合性単量体としてブタジエン50部、スチレン30部、メタクリル酸メチル18部、アクリル酸2部を仕込み、さらに水200部、t−ドデシルメルカプタン1.0部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部、過硫酸カリウム1.0部を仕込んだ後、窒素雰囲気中で温度70℃で2時間重合を行なった。その後、重合を完結させるため、さらに3時間反応を継続し、重合を終了した。
得られた共重合体ラテックスについて、ガラス転移点、ラテックス粒子径を以下の方法で求めた。
(I)ガラス転移点
得られた共重合体ラテックスを100℃で20時間真空乾燥を行い、フィルムを作製した。この乾燥フィルムを示差走査熱量計(DSC:デュポン社製)を用いてASTM法に準じて測定した。
(II)ラテックス粒子径
得られた共重合体ラテックスの平均粒子径は、大塚電子社製の粒子径測定装置で、常法により求めた。
同様な手段を用いて、添加成分の比率のみを変更したゴム成分微粒子B2〜B10を作成した。添加剤量ならびに物性の結果を下記表1に示す。
(2-2) Rubber Component Fine Particle Polymerization Step for Forming Domains “Rubber component fine particle B1” was prepared by the method shown below.
First, 50 parts of butadiene as a polymerizable monomer, 30 parts of styrene, 18 parts of methyl methacrylate, and 2 parts of acrylic acid are charged in a pressure vessel, and further 200 parts of water, 1.0 part of t-dodecyl mercaptan, and dodecylbenzenesulfone. After charging 0.2 parts of sodium acid and 1.0 part of potassium persulfate, polymerization was carried out at 70 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere. Then, in order to complete superposition | polymerization, reaction was continued for further 3 hours and superposition | polymerization was complete | finished.
About the obtained copolymer latex, the glass transition point and the latex particle diameter were calculated | required with the following method.
(I) Glass transition point The obtained copolymer latex was vacuum dried at 100 ° C for 20 hours to produce a film. This dry film was measured according to the ASTM method using a differential scanning calorimeter (DSC: manufactured by DuPont).
(II) Latex particle size The average particle size of the obtained copolymer latex was determined by a conventional method using a particle size measuring device manufactured by Otsuka Electronics.
Using similar means, rubber component fine particles B2 to B10 in which only the ratio of the additive component was changed were prepared. The results of additive amount and physical properties are shown in Table 1 below.
(3)凝集・融着工程
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、下記物質を添加し、液温を30℃に調整した。
「樹脂微粒子A」 300質量部(固形分換算)
「ゴム成分微粒子B1」 15質量部(固形分換算)
イオン交換水 1400質量部
「着色剤分散液1」 120質量部
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3質量部をイオン交換水120質量部に添加した水溶液 123部
(3) Aggregation / fusion process The following substances were added to a reaction vessel equipped with a stirrer, a temperature sensor, a cooling tube, and a nitrogen introducing device, and the liquid temperature was adjusted to 30 ° C.
"Resin fine particles A" 300 parts by mass (solid content conversion)
"Rubber component fine particle B1" 15 parts by mass (solid content conversion)
1400 parts by weight of ion-exchanged water 120 parts by weight of “
次に、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10に調整し、塩化マグネシウム35質量部をイオン交換水35質量部に溶解させた30℃の水溶液を、撹拌状態にある反応系中に10分間かけて添加した。そして、添加後3分経過してから昇温を開始し、反応系を60分間かけて90℃まで昇温し、凝集を進行させた。凝集により形成される粒子の大きさは「マルチサイザー3」で観察した。体積基準におけるメディアン径が6.5μmになった時、20%塩化ナトリウム水溶液750質量部を添加して凝集を停止させた。 Next, a 5 mol / liter aqueous sodium hydroxide solution was added to adjust the pH to 10, and a 30 ° C. aqueous solution in which 35 parts by mass of magnesium chloride was dissolved in 35 parts by mass of ion-exchanged water was stirred. Added to the system over 10 minutes. Then, after 3 minutes had elapsed after the addition, the temperature was started to rise, and the temperature of the reaction system was raised to 90 ° C. over 60 minutes to advance the aggregation. The size of the particles formed by aggregation was observed with “Multisizer 3”. When the median diameter on a volume basis reached 6.5 μm, 750 parts by mass of a 20% aqueous sodium chloride solution was added to stop aggregation.
20%塩化ナトリウム水溶液添加後、液温を98℃にして撹拌を継続し、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2100」で粒子の平均円形度を観察しながら、凝集した樹脂微粒子の融着を進行させた。平均円形度が0.965になった時、液温を30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを4.0に調整し、撹拌を停止した。 After adding the 20% sodium chloride aqueous solution, the liquid temperature was set to 98 ° C., and the stirring was continued. While observing the average circularity of the particles with a flow type particle image analyzer “FPIA-2100”, the aggregated resin fine particles were fused. Proceeded. When the average circularity reached 0.965, the liquid temperature was cooled to 30 ° C., hydrochloric acid was added to adjust the pH to 4.0, and stirring was stopped.
(4)冷却・洗浄工程、(5)乾燥工程
凝集・融着工程にて生成した粒子をバスケット型遠心分離機「MARKIII型式番号6
0×40(松本機械(株)製)」で固液分離し、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45℃のイオン交換水で洗浄し、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粒子を作製した。
(4) Cooling / washing step, (5) Drying step Particles produced in the aggregation / fusion step are removed from the basket-type centrifuge “MARK III model number 6
Solid-liquid separation was performed with “0 × 40 (manufactured by Matsumoto Machine Co., Ltd.)” to form a wet cake of particles. The wet cake was washed with ion exchange water at 45 ° C. until the electric conductivity of the filtrate reached 5 μS / cm with the basket-type centrifuge, and then transferred to “flash jet dryer (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.)”. Particles were produced by drying until the amount was 0.5% by mass.
(6)外添工程
上記で得られた粒子に、疎水性シリカ(数平均1次粒子径=12nm)を1質量%、疎水性チタニア(数平均1次粒子径=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1」を作製した。
トナー1の体積基準におけるメディアン径は、6.5μm、平均円形度は0.965であった。尚、体積基準におけるメディアン径、平均円形度は前記の方法で測定して得られた値である。
(6)
The volume-based median diameter of
ジエン系ユニットを含む「ゴム成分微粒子B1」9部 を用いたところを下記表2のとおりに変更した以外は、トナー1と同様の方法により作製した。これらをトナー2〜10とする。
It was prepared in the same manner as in
ゴム成分微粒子B1を使用せず、樹脂微粒子Aの使用量を315質量部(固形分換算)としたこと以外は、トナー1と同様の方法により作製した。これをトナー11とする。
It was produced in the same manner as in the
このトナー1〜10、及び比較用のトナー11の各々に、シリコーン樹脂を被覆した体積基準のメディアン径60μmのフェライトキャリアを、前記現像剤用トナーの濃度が6質量%になるよう混合し、現像剤1〜11を作製した。
Each of the
上記定着装置と表2に記載のトナー1〜11を用いて以下に示す評価を実施した。
(1)定着装置は基本的に上述の図2〜図3に示す構成のものを使用した。
・発熱ベルト
補強層:ポリイミド樹脂、膜厚70μm
発熱層:ポリイミド樹脂にカーボンナノファイバーとフィラメント状ニッケル微粒子添加、膜厚35μm
弾性層:ポリイミド樹脂、膜厚15μm
離型層:PFA樹脂、膜厚15μm
(2)システムスピード(感光体410、中間転写ベルト50、発熱ベルト11の周速)を300 [mm/秒]に設定した。
The following evaluations were performed using the fixing device and the
(1) The fixing device basically has the structure shown in FIGS.
・ Heat belt Reinforcing layer: Polyimide resin, film thickness 70μm
Heat generation layer: Carbon nanofiber and filamentary nickel fine particles added to polyimide resin, film thickness 35μm
Elastic layer: polyimide resin, film thickness 15μm
Release layer: PFA resin,
(2) The system speed (peripheral speeds of the
<ニップ部温度の測定>
発熱ベルトの温度を150℃及び180℃に設定し、定着初期のニップ部温度と発熱ベルト温度との温度差及び普通紙(坪量80g)連続100枚通紙後、ニップ部温度が何度まで低下するかを確認した(下記表3参照)。
<Measurement of nip temperature>
The temperature of the heat generating belt is set to 150 ° C. and 180 ° C., the temperature difference between the nip temperature at the initial stage of fixing and the temperature of the heat generating belt, and after passing 100 sheets of plain paper (basis weight 80 g) continuously, the nip temperature is up to how many times. It was confirmed whether it decreased (see Table 3 below).
<コールドオフセット>
発熱ベルトの温度を180℃、150℃に設定し、紙上に転写したトナーを連続100枚通紙、定着させる。定着画像の1枚目及び100枚目において、コールドオフセット発生の有無を目視で評価した。トナーとしては、本発明のトナー1〜10及び比較用トナー11を用いた。
<Cold offset>
The temperature of the heat generating belt is set to 180 ° C. and 150 ° C., and the toner transferred onto the paper is continuously passed through and fixed by 100 sheets. The presence or absence of the occurrence of cold offset was visually evaluated on the first and 100th fixed images. As the toner,
<ホットオフセット>
発熱ベルトの温度を180℃に設定し、紙上に転写したトナーを連続100枚通紙、定着させる。定着画像の1枚目及び100枚目において、ホットオフセット発生の有無を目視で評価した。トナーとしては、本発明のトナー1〜10及び比較用トナー11を用いた。
<Hot offset>
The temperature of the heat generating belt is set to 180 ° C., and the toner transferred onto the paper is continuously fed and fixed. The presence or absence of hot offset was visually evaluated on the first and 100th fixed images. As the toner,
<定着装置の耐久試験>
坪量80gの転写紙を用い、画素率50%の画像をプリントした。定着画像に発熱ベルト由来の傷による筋状光沢ムラ、もしくは発熱ベルトのトナー汚染による画像汚れが発生した時点の枚数を、発熱ベルトの交換時期、すなわち寿命と判断した。50万枚以上を合格、100万枚以上を優良と評価する。評価結果を下記表4に示した。なお、表4中、例えば850K=850千枚=85万枚(合格)を表す。
<Durability test of fixing device>
An image having a pixel rate of 50% was printed using transfer paper having a basis weight of 80 g. Streaky gloss unevenness due to heat generation belt from scratches on the fixed image, or the number of time the image contamination occurs due to toner contamination of the heating belt, replacement time of the heating belt, i.e. it is determined that the service life. Evaluate more than 500,000 copies and pass over 1 million. The evaluation results are shown in Table 4 below. In Table 4, for example, 850K = 850 thousand sheets = 850,000 sheets (passed) is represented.
上記表3より、本発明の定着装置では、定着初期においては発熱ベルトの温度に対してニップ部の温度が下がっている。しかし、100枚通紙後は、ニップ部の温度が下がり、
熱源からニップ部に対して過剰に熱が供給されるため、過昇温が起こっていることがわかる。また、この傾向は発熱ベルトの設定温度が高いと顕著になることが確認できる。
From Table 3 above, in the fixing device of the present invention, the temperature of the nip portion is lower than the temperature of the heat generating belt in the initial fixing stage. However, after 100 sheets have passed, the nip temperature drops,
Since excessive heat is supplied from the heat source to the nip portion, it can be seen that overheating has occurred. Moreover, it can be confirmed that this tendency becomes remarkable when the set temperature of the heat generating belt is high.
上記表4より、本発明の定着装置とトナーを組み合わせた画像形成方法において、比較用トナー11においては、初期通紙時に、ニップ温度が発熱ベルトの温度より低い場合にコールドオフセットが発生しているが、本発明のトナー1〜10においては、コールドオフセットが抑制されている。また、比較用トナー11においては、100枚通紙後、ニップ部の温度が高くなった時点においては、ホットオフセットが発生してしまいっているが、本発明のトナー1〜10においては、ホットオフセットが抑制されている。
さらに、本発明の1〜10においては、定着装置の耐久性も向上していることがわかる。ゴム成分を含んだトナーの成分の使用によって定着時の発熱ベルトとトナーの離型性が向上し、発熱ベルトの劣化が抑制されるためである。
From Table 4 above, in the image forming method combining the fixing device and the toner of the present invention, in the
Furthermore, in the first to tenth aspects of the present invention, it can be seen that the durability of the fixing device is also improved. This is because the use of the toner component including the rubber component improves the releasability of the heat generating belt and the toner at the time of fixing and suppresses the deterioration of the heat generating belt.
1 画像形成装置
11 発熱ベルト
12 弾性層
13 コロ
15 芯金
16 加圧ロール
17 電極又は導電体
20 記録材収納部
21 弾性体ロール
22 電源(給電装置)
30 原稿読取部
40 画像形成部
50 中間転写ベルト
60 レジストローラ
70 転写部
100 定着装置
111 補強層
112 発熱層(抵抗発熱体層)
113 弾性層
114 離型層
115 受電部
400Y、400M、400C、400K 画像形成手段
410 感光体
420 スコロトロン帯電手段
430 露光手段
440 現像手段
450 クリーニング手段
P 記録材
N ニップ部
DESCRIPTION OF
30
113
Claims (2)
前記発熱ベルトの内側に配置される弾性体ロールと、
弾性層を有し、前記発熱ベルトの外側から前記発熱ベルトを介して前記弾性体ロールに押し付けられる加圧ロールと、
前記抵抗発熱体層に給電するための給電装置と、を備え、
前記発熱ベルトと前記加圧ロールとの間でニップ部を形成し、
記録材を前記ニップ部に通過させて、前記記録材上のトナーを定着させる定着装置を使用し、
前記トナーの結着樹脂がドメイン・マトリクス型の分散構造を有し、
前記ドメインは少なくともジエン系ユニットを含む重合体からなるゴム成分相であることを特徴とする画像形成方法。 A heating belt having at least a resistance heating element layer;
An elastic roll disposed inside the heating belt;
A pressure roll having an elastic layer and pressed against the elastic roll from the outside of the heat generating belt via the heat generating belt;
A power supply device for supplying power to the resistance heating element layer,
Forming a nip portion between the heating belt and the pressure roll;
Using a fixing device that passes the recording material through the nip portion and fixes the toner on the recording material,
The toner binder resin has a domain matrix type dispersion structure;
The image forming method, wherein the domain is a rubber component phase made of a polymer containing at least a diene unit.
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