JP4141609B2

JP4141609B2 - Image forming method

Info

Publication number: JP4141609B2
Application number: JP2000012815A
Authority: JP
Inventors: 英樹杉浦; 政則鈴木; 茂江本; 三夫青木; 博人樋口; 恒心杉山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: JP2001201884A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等に用いられる静電像現像用の記録材および画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クイックスタートが可能で待機時の電力が少ない省エネルギー効果のある、トナー像を記録材上に定着する手段としては、固定設置された加熱体と、該加熱体に対向して圧接かつ、回転し、フィルム材を介して記録材を該加熱体に圧着させる加圧部材によりトナー像を記録材上に加熱定着する定着方法があげられるが（例えば特開昭６３-３１３１８２）、この定着方法の問題点として、定着フィルム材が該加熱体に圧接されて、駆動するため、記録材との接着性により定着ニップ部におけるジャムが発生しやすい。またフィルム材を介した瞬時の加熱によるオフセット、スミヤ等の定着不良が発生しやすい。またフィルムが横ずれし易く、搬送性不良を起こしやすい。また薄く低熱容量フィルム材の使用のため定着スピードが遅いという欠点もある。さらに記録材に紙を使用した場合、硬度の低いフィルム材との摩擦により紙粉が発生しやすく、複写機、プリンター内での搬送不良、定着不良、オフセット等のトラブルが発生する場合が多い。さらにトナーリサイクルシステムを採用した場合、リサイクル過程でトナーと紙分が凝集しジャム、搬送不良、定着不良等のトラブルがより発生しやすくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、フィルム材を介した定着方法において、省エネルギーで低温定着可能な、耐オフセット性の優れた、ジャム、搬送不良の少ない技術を提供することである。
【０００４】
本発明の上記目的を達成する本発明の構成は、現像剤を用いて現像工程及び転写工程を終了後、固定設置された加熱体と、該加熱体に対向して圧接回転し、総圧１５〜３０ｋｇでフィルム材を介して記録材を該加熱体に圧着させる加圧部材によりトナー像を該記録材上に加熱定着する定着法を含む画像形成方法において、該記録材の表面ベック平滑度が、５３〜１００００秒でかつ、灰分が1〜３．１％であることを特徴とする画像形成方法である。
【０００５】
さらに、上記画像形成方法において転写工程後に感光体の表面に残留したトナーをクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニング工程とこのクリーニングしたトナーを再び現像部に供給するトナーリサイクルシステムを採用することを特徴とするものである。
【０００６】
また、前記記録材がJIS K6911に記載される表面電気抵抗率が1×10⁸〜1×10¹³Ωであることを特徴とするものである。
【０００７】
また、前記記録材が、普通紙、コート紙および加工紙から選択された紙よりなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記記録材の片面に樹脂を含有する画像受像層が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
(作用)
省エネルギーで低温定着可能な、耐オフセット性の優れた、ジャム、定着不良の少ない安定した画像形成を行うためには、前記記録材の表面平滑性、灰分量、表面電気抵抗を改善することで本発明の目的を達成することができる。
【００１０】
本発明の上記目的を達成する本発明の構成は、現像剤を用いて現像工程及び転写工程を終了後、固定設置された加熱体と、該加熱体に対向して圧接回転し、総圧１５〜３０ｋｇでフィルム材を介して記録材を該加熱体に圧着させる加圧部材によりトナー像を該記録材上に加熱定着する定着法を含む画像形成方法において、該記録材の表面ベック平滑度が、５３〜１００００秒でかつ、灰分が1〜３．１％であることを特徴とする画像形成方法である。
【００１１】
次に、本発明の構成について詳述する。
【００１２】
本発明の記録材は、前記のように表面ベック平滑度が、５３〜１００００秒でかつ、灰分が1〜３．１％であることが必要である。平滑度が５３秒未満では手で触れたとき表面がざらざらして風合いが悪くなり、またトナー付着量の多い部分で、濃度均一性、モトルが低下する。またジャムが発生しやすい。一方平滑度が１００００秒を上回ると、記録材表面の空隙力が低く、給紙、排紙不良等の搬送不良や定着不良などが発生するため好ましくない。
【００１３】
また灰分は低い方が硬度はでやすい。しかし白色で印字画像の裏写りが少なく、中間調領域のざらつきがない記録材とするため、灰分は1〜３．１％であることが必要である。1%未満では硬度は出るが、表面性が悪くなりコピー画像および印刷画像の解像度が低下する。またジャムも発生しやすい。また３．１％を超えると、記録材の表面の空隙を填料が埋めるような形となるため記録材の表面性(平滑性)は良くなるが、填料比率が増加するため記録材の腰（クラーク硬度）が低下して搬送不良が発生しやすい。
【００１４】
さらに記録材の平滑度は、５３〜５０００秒、かつ灰分は２．５〜３．１重量%の範囲にあることが望ましい。
【００１５】
転写工程後に感光体の表面に残留したトナーをクリーニングブレードによりクリーニングするクリーニング工程とこのクリーニングしたトナーを再び現像部に供給するトナーリサイクルシステムを採用した場合、トナー中に紙分等の記録材表面剥離物が混入しジャムが発生しやすくなるが、上記の表面ベック平滑度が、５３〜１００００秒でかつ、灰分が1〜３．１％である記録材を用いることで紙粉等の発生を抑え、ジャム、搬送性不良を回避できる。
【００１６】
また、前記記録材の表面電気抵抗率が1×10⁸Ω未満では、例えば80%RHという湿度の高い条件でトナーの転写効率が低下し、印字濃度が低下する。逆に1×10¹³Ωを越える場合、20%RHという湿度の低い条件で画像周辺にトナーが飛散したり、地肌汚れが発生する。
【００１７】
また、前記記録材は、普通紙、コート紙および加工紙から選択された紙により構成することができる。具体的には、化学パルプ、古紙パルプ等が使用できる。化学パルプとしては、例えば、広葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹晒亜硫酸パルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹晒亜硫酸パルプ、ソーダパルプ等の木材およびその他の繊維原料を化学的に処理し、晒し工程を経て作られたバージンの晒ケミカルパルプが好ましく、さらに白色度の高いものが好ましい。また、古紙パルプとしては、例えば製本、印刷工場、裁断所等において発生する裁落、損紙、幅落しした古紙である上白、特白、中白、白損等の未印刷古紙を解離した古紙パルプ、上質紙、上質コート紙、中質紙、中質コート紙、更紙等に平板、凸版および凹版印刷等、電子写真方式、感熱方式、熱転写方式、感圧記録紙、インクジェット記録方式、カーボン紙等により印字された古紙パルプ、および水性、油性インクや鉛筆等で筆記した古紙パルプ、新聞古紙を解離後、各古紙に最適な方法で脱墨した古紙パルプ、比較的脱墨が容易な平版印刷された古紙パルプが好ましく、その中でもさらに白色度が高く夾雑物の少ない古紙パルプが好ましい。
【００１８】
また、前記記録材の片面に樹脂を含有する画像受像層を設けることで、トナーとの親和性を高め定着安定性を向上させることができる。例えば、変性シリコーン樹脂または硬化性シリコーン樹脂を含有する画像受像層で、変性シリコーン樹脂または硬化性シリコーン樹脂と共に他の樹脂を併用するのが好ましく、特に使用する樹脂が、画像支持体の使用に際して、画像形成材料と同種の樹脂となっているのが好ましい。また、変性シリコーン樹脂または硬化性シリコーン樹脂と共に用いられる樹脂は、定着温度において画像形成材料と共に溶融するものであって、その溶融粘度が画像形成材料より低いことが好ましい。本発明において使用することができる樹脂としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−プロピレン樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、スチレン−塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル樹脂等があげられる。
【００１９】
本発明で用いる定着フィルム材は特に限定されるものではなく、耐熱性・離型性・耐久性に優れ、又一般には100μｍ以下好ましくは50μｍ以下の薄肉のものが使用できる。例えば、ポリエステル、四フッ化エチレン重合体、ポリイミド、ポリエーテルイミドに少なくともエチレン四フッ化エチレン共重合体、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン六フッ化プロピレンパーフロロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂などの耐熱樹脂の単層フィルム、もしくは複合層フィルム、例えば少なくとも画像当接面側にＰＴＦＥ（４フッ化エチレン樹脂）に導電材を添加した離型性コート層を5〜15μm厚に施こしたものなどである。
【００２０】
本発明の記録材が適用される定着方法は、固定設置された加熱体と、該加熱体に対向して圧接かつ、回転し、フィルム材を介して記録材を該加熱体に圧着させる加圧部材によりトナー像を記録材上に加熱定着する定着方法である。
【００２１】
さらに詳しくは、装置の架台に固定して設置された加熱体は、好ましくは低熱容量のライン状のものであり、例えば、厚さにして０．２〜５．０mm、更に好ましくは０．５〜３．５mm、幅１０〜１５mm、長手長２４０mmのアルミナ基盤に抵抗材料を１．３mmに塗布したもので両端より通電される。通電は例えばＤＣ１００Ｖの周期２５msのパルス波形で温度センサーにより制御された温度・エネルギー放出量に応じたパルス幅に変化させて与える。低熱容量ライン状加熱体において温度センサーで検出された温度Ｔ１は、抵抗材料に対向するフィルム材の表面温度Ｔ２はＴ１よりも低い温度となる。ここで、Ｔ１は１４０〜２００℃が好ましく、Ｔ２の温度はＴ１の温度と比較し0．５〜１０℃低いことが好ましい。また、フィルム材がトナー定着面より剥離する部分におけるフィルム材表面温度Ｔ３はＴ２とほぼ同等である。フィルム材の駆動は駆動ローラーと従動ローラーによる駆動とテンションにより後述する図１に示す矢印Ｋ方向へシワ・ヨレがなく搬送される。加圧ローラーはシリコンゴム等の離型性の高いゴム弾性層を有し、総圧１５〜３０Kgでフィルム材を介して加熱体と加圧し、圧接回転する。
【００２２】
上記定着方法に用いられる定着装置の一実施例の概略構成を図１に示す。図１において、4は固定設置された加熱体で、抵抗材料が塗布された（図上で下側に）アルミナ基板5及び温度センサ6を有しており、温度センサ6で温度を検知し、図示しない制御機構によりアルミナ基板の温度及びエネルギー放出量を制御するようになっている。2はエンドレスベルト状のフィルム材で、1はフィルム材2を駆動する駆動ローラー、3はテンションローラー、8はフィルム材2を介して記録材を加熱体4に圧着させる加圧ローラーである。7は記録材を定着装置へ導くガイド板で、トナー画像を有する記録材はトナー像をフィルム材2の側にして矢印Ｋの方向に移動し定着装置へ送入され定着される。
【００２３】
本発明で用いるトナーの主成分樹脂は特に限定されるものではなく、スチレン／アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等を用いることができる。分子量分布は、1山分布、2山以上分布の両方が用いられるが、分子量が40万以上である高分子量成分及びＴＨＦ不溶のゲル分の総和は樹脂全体の10wt%以下が好ましい。より好ましくは3wt%以下、特に好ましくは1wt%以下である。
【００２４】
着色剤としては、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合アゾ系染顔料など、公知の任意の染顔料を単独あるいは混合して用いることができる。フルカラートナーの場合には、イエローはベンジジンイエロー、モノアゾ系染顔料、縮合アゾ系染顔料、マゼンタはキナクリドン、ローダミン系染顔料、モノアゾ系染顔料、シアンはフタロシアニンブルーをそれぞれ用いるのが好ましい。着色剤は、通常、バインダー樹脂100重量部に対し3〜20重量部となるように用いられる。
【００２５】
帯電制御剤としては、公知の任意のものを単独ないしは併用して用いることができる。カラートナーの場合、帯電制御剤自体が無色ないしは淡色でトナーへの色調障害がないことが必要で、正荷電性としては四級アンモニウム塩化合物が、負荷電性としてはサリチル酸もしくはアルキルサリチル酸のクロム、亜鉛、アルミニウムなどとの金属塩、金属錯体や、ベンジル酸の金属塩、金属錯体、アミド化合物、フェノール化合物、ナフトール化合物等が好ましい。その使用量はトナーに所望の帯電量により決定すればよい。通常はバインダー樹脂100重量部に対し0.1〜10重量部用いるのが好ましい。
【００２６】
本発明で用いるトナーは、本質的に上述のバインダー樹脂、着色剤及び帯電制御剤よりなるが、所望ならばこれに更にワックスその他の成分を含有させることができる。ワックス類としては、公知の任意のものを単独ないしは併用して用いることができる。具体例としては、オレフィン系ワックス、特に好ましくは低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、高級脂肪酸、脂肪酸アミド、金属石鹸等が好ましい。その使用量はバインダー、着色剤により異なるが、バインダー樹脂100重量部に対し0.1〜10重量部が好ましい。
【００２７】
滑剤としては、ＤＳＣ測定において50〜130℃、特に好ましくは60〜120℃、さらに好ましくは65〜90℃の範囲に吸熱ピークを有し、かつ、該吸熱ピークの半幅値が15℃以下、特に好ましくは10℃以下であるものが好ましい。さらに好ましくは、上記条件を満たし、一般式（１）で示される構造を有するものが挙げられる。
【００２８】
Ｒ1-ＣＯ-Ｒ2 ・・・・・・・・一般式（１）
｛式中、Ｒ1 は炭素数10以上のアルキル基またはアルコキシル基を示し、Ｒ2は−Ｘ−ＣＯＯＲ3 （Ｘはアルキレン基を示し、Ｒ3 は炭素数10以上のアルキル基を示す。）または炭素数10以上のアルキル基を示す。}
【００２９】
特にＲ1 の炭素数は好ましくは16以上、さらに好ましくは20以上である。Ｒ2 のＸは好ましくは
【００３０】
−（ＣＨ₂ ）_n −
【００３１】
で示され、ｎが6以上の直鎖アルキレン基であり、Ｒ3 のアルキル基の炭素数は好ましくは20以上である。あるいは、Ｒ2 がアルキル基の場合、炭素数は、好ましくは16以上である。特に好ましくは炭素数20以上のアルキル基である。Ｒ2 が−Ｘ−ＣＯＯＲ3 のときはＲ1 はアルコキシル基（すなわちジエステル）であることが好ましい。具体例としては、ジ−ｎ−デシルケトン、ジ−ｎ−ドデシルケトン、ジ−ｎ−ステアリルケトン、ジ−ｎ−イコシルケトン、ジ−ｎ−ベヘニルケトン、ジ−ｎ−テトラコシルケトン等の脂肪族ケトン類；セバシン酸ジドデシル、セバシン酸ジステアリル、セバシン酸ジベヘニル等の脂肪酸ジエステル類、ラウリン酸ステアリル、ラウリン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の脂肪酸モノエステル類などが挙げられる。これらの混合物も好適であるが、この時、ＤＳＣの吸熱ピークの半幅値が15℃以下であることが必要である。中でも分子中の全炭素数が36以上であるものが特に好ましく、さらに上記具体例の中でも脂肪族ケトン類が特に良好である。その使用量はバインダー、着色剤により異なるが、バインダー樹脂100重量部に対し0.5〜30重量部、好ましくは1〜15重量部、特に好ましくは2〜10重量部である。
【００３２】
上記以外の成分としては、微粉末のシリカ、アルミナ、チタニア等の流動性向上剤、マグネタイト、フェライト、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、導電性チタニア等の無機微粉末やスチレン樹脂、アクリル樹脂等の抵抗調節剤や滑剤などが内添剤又は外添剤として用いられる。これらの添加剤の使用量は所望する性能により適宜選定すればよく、通常バインダー樹脂100重量部に対し0.05〜10重量％程度が好適である。
【００３３】
上述した各成分から本発明に係るトナーを製造するのは、粉砕法、重合法とも常法に従って行うことができる。例えば、まず樹脂、着色剤、帯電制御剤、更に必要に応じて添加されるワックス等を混合機で均一に分散混合し、次いで混合物を密閉式ニーダー、又は１軸若しくは２軸の押出機等で溶融混練し、冷却後、クラッシャー、ハンマーミル等で粗砕し、ジェットミル、高速ローター回転ミル等で細粉砕し、風力分級機（例えば、慣性分級方式のエルボジェット、遠心力分級方式のミクロプレックス、ＤＳセパレーターなど）等で分級する方法が採用される。
【００３４】
本発明でトナーを２成分系現像剤として用いる場合、キャリアとしては鉄粉、マグネタイト粉、フェライト粉等の磁性物質またはそれらの表面に樹脂コーティングを施したものや磁性キャリア等公知のものを用いることができる。樹脂コーティングキャリアの被覆樹脂としては一般的に知られているスチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル共重合系樹脂、変性シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、またはこれら樹脂の混合物等が利用できる。
【００３５】
更に本発明に係るトナーは更に磁性材料を含有させ、磁性トナーとしても使用し得る。本発明の磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物などが挙げられる。
【００３６】
これら磁性体は平均粒径が0.1〜2μｍ程度のものが望ましく、トナー中に含有させる量としては樹脂成分100重量部に対し約20〜200重量部、特に好ましくは樹脂成分100重量部に対し約40〜150重量部である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施例でより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。なお、以下の実施例および比較例において部、％は重量によるものである。
【００３８】
〔記録材の製造〕
実施例１
以下の製造処方を用いた。
（Ａ）叩解度500ＣＳＦのＬ−ＢＫＰ 100％
（Ｂ）内添薬品として、タルク8％（対パルプ重量比）、ロジンサイズ剤1％、硫酸バンド5％、表面サイズ剤として酸化デンプン0.5g/m²、NaCl 0.25％
そして、プレス加圧力を10〜40Kg/m²と極力低めに設定し、キャレンダ自重通しで長網抄紙を用いて抄紙速度400m/minで坪量67g/m²の厚紙を抄造した。
製品の平滑度、灰分、表面電気抵抗数特性を表１に示した。
【００３９】
参考例１
合成ベーマイトゾル１００重量部に、重合度５００でケン化度９９ mol％のポリビニルアルコール１１重量部を加え、さらに水を加えて固形分濃度１８重量％の塗工液を調製した。この塗工液を坪量１２７g／m²の上質紙に乾燥塗工量１５g／m²になるようにバーコーターを用いて塗工した。塗工直後の水分量（水分／固形分）は４５６％であった。これを乾燥して水分量を２５０％まで減じた。これを９０℃に加熱した鏡面を有する型に線圧１０ｋｇ／ｃｍで密着させて乾燥させた後、剥離して光沢のある塗工層を有する光沢紙を得た。この記録材の平滑度、灰分、表面電気抵抗数特性を表１に示す。
【００４０】
参考例２
ポリエステル樹脂１０部、シリコーンポリエステルワニス（変性シリコーン樹脂）8．６部、白色顔料として酸化チタン４．5部にトルエン２０部を加えてサンドミル分散機で十分攪拌し、画像受像層形成用塗布液を作製した。この塗布液を上質紙に滴下し、バーコーターを用いて塗工した。塗工後、１００℃で１０分間乾燥し、普通紙上に画像受像層を形成した。この記録材の平滑度、灰分、表面電気抵抗数特性を表１に示した。
【００４１】
実施例２並びに参考例３、４
実施例１並びに参考例１，２の記録材を順次使用し、トナーリサイクルシステムを採用した。その結果も表１に示した。
【００４２】
比較例１〜４
実施例１と同一組成で諸物理特性の異なった紙を調整した。この記録材の平滑度、灰分、表面電気抵抗数特性は表１に示した。
【００４３】
上記の記録材の平滑度は、JIS P8119に従って記録材の表裏について測定した。なお、下記表１に記載の平滑度は、印刷画像との「ざらつき」との対応をとるため、各試料の印刷される側の面の平滑度を記載した。
【００４４】
上記の記録材の灰分は、JIS P8128を参考にして測定した。試験片は、JIS P8128に従って調製し、500℃で3時間燃焼させた後の残さ物の重量Ｗを秤量し、乾燥試験片の質量Ｓに対する割合（Ｗ／Ｓ）を百分率で表した。
【００４５】
表面電気抵抗値は（株）川口電機製作所製の常温測定箱（RC-02）及び超絶縁計（R-503）を使用し、印加電圧を100Ｖに設定し、JIS P8111の方法により試験片を前処理し、各々前処理と同じ条件でJIS K6911の表面抵抗率に準じた方法により測定した。
【００４６】
〔実機評価〕
リコー製複写機ＭＦ200の定着部を図１に示す定着装置に変更、改造して、1000枚印字テストを行いジャム発生の有無、給紙、排紙等の走行性不良、オフセット、スミヤ等の定着性の評価を行った。図１において1は駆動ローラで、テンションローラ3などに懸け渡した定着フィルム2を駆動する。8は加圧ローラで、該部に加熱体4を配し、加熱体4内にはアルミナ基板5および温度センサ6を配する。7は給紙ガイドであり、Ｋより給紙する。各評価で良好なものは○、悪いが使用可能なものは△、悪く使用不可なものは×として表１に示した。
【００４７】
【表１】

【００４８】
定着条件：センサー3で検出された温度Ｔ1を190℃、アルミナ基板5の抵抗材料に対向する定着フィルム2の表面温度Ｔ2を176℃、定着フィルム2がトナー定着面から剥離する部分における該定着フィルム表面温度Ｔ3を174℃とした。
【００４９】
フィルム材速度：150mm／sec
加熱体・加圧ロール間総圧：15kg
加圧ローラー・フィルム材間ニップ：３mm
フィルム剤：表面に導電性物質分散エチレン四フッ化エチレン共重合体コートした15μmのポリイミドフィルム材
ウオームアップタイム：4秒
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、複写機の待ち時間を極めて短時間化し、低消費電力で、オフセット現象が発生しない定着方法を含む画像形成方法において、記録材のジャムや搬送不良が少なく、定着性のすぐれた技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成方法に用いられる定着装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 駆動ローラ
2 定着フィルム材
3 テンションローラ
4 加熱体
5 アルミナ基板
6 温度センサ
7 給紙ガイド
8 加圧ローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording material for electrostatic image development used in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like, and an image forming method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a means of fixing a toner image on a recording material, which can be quick-started and has a low power consumption during standby, a fixedly-installed heating body is pressed against the heating body and rotated. In addition, there is a fixing method in which a toner image is heated and fixed on a recording material by a pressure member that presses the recording material to the heating body through a film material (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-313182). As a problem, since the fixing film material is driven by being pressed against the heating body, jamming is likely to occur in the fixing nip due to the adhesiveness with the recording material. In addition, improper fixing such as offset and smear due to instantaneous heating through the film material is likely to occur. In addition, the film is liable to be laterally displaced, and poorly transportable. Another disadvantage is that the fixing speed is slow due to the use of a thin, low heat capacity film material. Further, when paper is used as a recording material, paper dust is easily generated due to friction with a film material having low hardness, and troubles such as poor conveyance, fixing failure, and offset in a copying machine and a printer often occur. Further, when the toner recycling system is adopted, toner and paper are aggregated during the recycling process, and troubles such as jam, conveyance failure, and fixing failure are more likely to occur.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a technique capable of fixing at low temperature with energy saving, excellent in offset resistance, having little jamming and poor conveyance in a fixing method using a film material.
[0004]
The configuration of the present invention that achieves the above-described object of the present invention is that, after the development process and the transfer process are completed using a developer, the fixedly installed heating body is pressed against and rotated against the heating body, and the total pressure is 15 In an image forming method including a fixing method in which a toner image is heated and fixed on the recording material by a pressure member that presses the recording material to the heating body through a film material at ˜30 kg, the surface Beck smoothness of the recording material is 53 to 10000 seconds and an ash content of 1 to 3.1 %.
[0005]
Further, the image forming method employs a cleaning process for cleaning toner remaining on the surface of the photoreceptor after the transfer process by a cleaning blade and a toner recycling system for supplying the cleaned toner to the developing unit again. It is.
[0006]
Further, the recording material has a surface electrical resistivity described in JIS K6911 of 1 × 10 ⁸ to 1 × 10 ¹³ Ω.
[0007]
Further, the recording material is made of paper selected from plain paper, coated paper, and processed paper.
[0008]
Further, an image receiving layer containing a resin is provided on one side of the recording material.
[0009]
(Action)
In order to achieve stable image formation that is energy-saving and can be fixed at low temperature, has excellent offset resistance, has little jamming, and poor fixing, it is necessary to improve the surface smoothness, ash content, and surface electrical resistance of the recording material. The object of the invention can be achieved.
[0010]
The configuration of the present invention that achieves the above-described object of the present invention is that, after the development process and the transfer process are completed using a developer, the fixedly installed heating body is pressed against and rotated against the heating body, and the total pressure is 15 In an image forming method including a fixing method in which a toner image is heated and fixed on the recording material by a pressure member that presses the recording material to the heating body through a film material at ˜30 kg, the surface Beck smoothness of the recording material is 53 to 10000 seconds and an ash content of 1 to 3.1 %.
[0011]
Next, the configuration of the present invention will be described in detail.
[0012]
As described above, the recording material of the present invention needs to have a surface Beck smoothness of 53 to 10,000 seconds and an ash content of 1 to 3.1 %. If the smoothness is less than 53 seconds, the surface becomes rough when touched by hand, and the texture becomes poor. In addition, the uniformity of density and the mottle are deteriorated in a portion where the toner adhesion amount is large. In addition, jamming is likely to occur. On the other hand, when the smoothness exceeds 10,000 seconds, the air gap force on the surface of the recording material is low, and conveyance failure such as paper feed and paper discharge failure and fixing failure occur.
[0013]
The lower the ash, the easier the hardness. However, the ash content needs to be 1 to 3.1 % in order to obtain a recording material that is white and has little show-through of the printed image and no roughness in the halftone area. If it is less than 1%, the hardness is increased, but the surface property is deteriorated and the resolution of the copy image and the printed image is lowered. Jam is also likely to occur. If it exceeds 3.1%, the surface of the recording material will be smoother because the filler will fill the gaps on the surface of the recording material, but the ratio of the recording material will increase because the filler ratio will increase. (Clark hardness) is lowered and poor conveyance is likely to occur.
[0014]
Further, it is desirable that the recording material has a smoothness of 53 to 5000 seconds and an ash content of 2.5 to 3.1 % by weight.
[0015]
When a cleaning process that cleans the toner remaining on the surface of the photoconductor after the transfer process with a cleaning blade and a toner recycling system that supplies the cleaned toner to the developing unit again, the surface of the recording material such as paper is removed from the toner. Jam is easily generated due to the mixing of materials, but by using a recording material having the above-mentioned surface Beck smoothness of 53 to 10000 seconds and an ash content of 1 to 3.1 %, generation of paper dust and the like is suppressed. , Jam and poor transportability can be avoided.
[0016]
Further, when the surface electrical resistivity of the recording material is less than 1 × 10 ⁸ Ω, the toner transfer efficiency is lowered and the print density is lowered under a high humidity condition of, for example, 80% RH. On the other hand, if it exceeds 1 × 10 ¹³ Ω, the toner will scatter around the image and background stains will occur under low humidity conditions of 20% RH.
[0017]
The recording material can be composed of paper selected from plain paper, coated paper, and processed paper. Specifically, chemical pulp, waste paper pulp and the like can be used. Examples of chemical pulp include wood and other fiber materials such as hardwood bleached kraft pulp, hardwood unbleached kraft pulp, hardwood bleached sulfite pulp, softwood bleached kraft pulp, softwood unbleached kraft pulp, softwood bleached sulfite pulp, and soda pulp. Virgin bleached chemical pulp that has been chemically treated and subjected to a bleaching step is preferred, and one with higher whiteness is preferred. In addition, as waste paper pulp, unprinted waste paper such as white paper, white paper, white paper, white paper, etc., which has been scraped, damaged paper, and widened waste paper generated in bookbinding, printing factories, cutting offices, etc., is dissociated. Used paper pulp, high quality paper, high quality coated paper, medium quality paper, medium quality coated paper, additional paper, etc., flat plate, letterpress and intaglio printing, electrophotographic method, thermal method, thermal transfer method, pressure sensitive recording paper, ink jet recording method, Waste paper pulp printed with carbon paper, etc., and waste paper pulp written with water-based, oil-based ink or pencil, etc. After dissociating waste paper, waste paper pulp that has been deinked by an optimum method for each waste paper, relatively easy deinking The lithographically-printed waste paper pulp is preferred, and among them, the waste paper pulp having higher whiteness and less impurities is preferred.
[0018]
Further, by providing an image receiving layer containing a resin on one side of the recording material, it is possible to increase the affinity with the toner and to improve the fixing stability. For example, in the image receiving layer containing a modified silicone resin or a curable silicone resin, it is preferable to use another resin together with the modified silicone resin or the curable silicone resin. The resin is preferably the same type as the image forming material. The resin used together with the modified silicone resin or the curable silicone resin is one that melts together with the image forming material at the fixing temperature, and preferably has a melt viscosity lower than that of the image forming material. Resins that can be used in the present invention include acrylic resin, methacrylic resin, epoxy resin, polycarbonate resin, polyester resin, styrene resin, styrene-propylene resin, styrene-butadiene resin, styrene-vinyl chloride resin, styrene-vinyl acetate. Examples thereof include resins, styrene-acrylic acid ester resins, and styrene-methacrylic acid ester resins.
[0019]
The fixing film material used in the present invention is not particularly limited, and is excellent in heat resistance, releasability, and durability, and generally a thin film having a thickness of 100 μm or less, preferably 50 μm or less can be used. For example, polyester, tetrafluoroethylene polymer, polyimide, polyetherimide and at least ethylene tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer Single layer film of heat-resistant resin such as fluororesin such as tetrafluoroethylene hexafluoropropylene perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, or composite layer film, for example, PTFE (tetrafluoroethylene resin) at least on the image contact surface side A releasable coat layer to which a conductive material is added is applied to a thickness of 5 to 15 μm.
[0020]
A fixing method to which the recording material of the present invention is applied includes a fixedly installed heating body, pressure-contacting and rotating opposite to the heating body, and pressurizing the recording material to the heating body through a film material In this fixing method, a toner image is heated and fixed on a recording material by a member.
[0021]
More specifically, the heating element fixedly installed on the gantry of the apparatus is preferably in a line shape with a low heat capacity, for example, 0.2 to 5.0 mm in thickness, more preferably 0.5. A resistor material is applied to 1.3 mm on an alumina substrate having a thickness of ˜3.5 mm, a width of 10 to 15 mm, and a longitudinal length of 240 mm. For example, the energization is performed by changing the pulse width according to the temperature / energy release amount controlled by the temperature sensor with a pulse waveform of DC 100 V with a period of 25 ms. The temperature T1 detected by the temperature sensor in the low heat capacity line-shaped heating element is such that the surface temperature T2 of the film material facing the resistance material is lower than T1. Here, T1 is preferably 140 to 200 ° C., and the temperature of T2 is preferably 0.5 to 10 ° C. lower than the temperature of T1. Further, the film material surface temperature T3 at the portion where the film material peels from the toner fixing surface is substantially equal to T2. The driving of the film material is carried without wrinkles or twisting in the direction of an arrow K shown in FIG. 1 to be described later by driving and tension by a driving roller and a driven roller. The pressure roller has a rubber elastic layer having high releasability such as silicon rubber, and pressurizes and rotates with a heating body through a film material at a total pressure of 15 to 30 kg.
[0022]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an embodiment of a fixing device used in the fixing method. In FIG. 1, reference numeral 4 is a fixedly installed heating body, which has an alumina substrate 5 and a temperature sensor 6 coated with a resistance material (on the lower side in the figure), detects the temperature with the temperature sensor 6, The temperature and energy release amount of the alumina substrate are controlled by a control mechanism (not shown). 2 is an endless belt-like film material, 1 is a driving roller for driving the film material 2, 3 is a tension roller, and 8 is a pressure roller for pressing the recording material to the heating body 4 via the film material 2. A guide plate 7 guides the recording material to the fixing device. The recording material having a toner image moves in the direction of arrow K with the toner image facing the film material 2 and is sent to the fixing device to be fixed.
[0023]
The main component resin of the toner used in the present invention is not particularly limited, and styrene / acrylic resin, epoxy resin, polyester resin, and the like can be used. As the molecular weight distribution, both a single peak distribution and a two or more peak distribution are used, but the total of the high molecular weight component having a molecular weight of 400,000 or more and the THF-insoluble gel content is preferably 10 wt% or less of the entire resin. More preferably, it is 3 wt% or less, and particularly preferably 1 wt% or less.
[0024]
Colorants include aniline blue, phthalocyanine blue, phthalocyanine green, Hansa yellow, rhodamine dyes, chrome yellow, quinacridone, benzidine yellow, rose bengal, triallylmethane dyes, monoazo dyes, disazo dyes, condensed azo dyes Any known dyeing pigment can be used alone or in combination. In the case of a full-color toner, it is preferable to use benzidine yellow for yellow, monoazo dye / pigment, condensed azo dye / pigment, magenta for quinacridone, rhodamine dye / pigment, monoazo dye / pigment, and cyan for phthalocyanine blue. The colorant is usually used in an amount of 3 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0025]
As the charge control agent, any known one can be used alone or in combination. In the case of a color toner, it is necessary that the charge control agent itself is colorless or light in color and does not cause any trouble in the color tone of the toner, quaternary ammonium salt compound is used as positive charge, salicylic acid or alkylsalicylic acid chromium is used as negative charge, Metal salts and metal complexes with zinc, aluminum and the like, metal salts of benzylic acid, metal complexes, amide compounds, phenol compounds, naphthol compounds and the like are preferable. The amount used may be determined by the desired charge amount for the toner. Usually, it is preferable to use 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0026]
The toner used in the present invention consists essentially of the above-mentioned binder resin, colorant and charge control agent, and if desired, it can further contain wax and other components. As the wax, any known one can be used alone or in combination. Specific examples include olefinic waxes, particularly preferably low molecular weight polypropylene, paraffin wax, higher fatty acids, fatty acid amides, and metal soaps. The amount used varies depending on the binder and colorant, but is preferably 0.1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the binder resin.
[0027]
The lubricant has an endothermic peak in the range of 50 to 130 ° C., particularly preferably 60 to 120 ° C., more preferably 65 to 90 ° C. in DSC measurement, and the half width value of the endothermic peak is 15 ° C. or less. Preferably it is 10 degrees C or less. More preferably, those satisfying the above conditions and having a structure represented by the general formula (1) can be mentioned.
[0028]
R1-CO-R2 ... General formula (1)
{In the formula, R1 represents an alkyl group or alkoxyl group having 10 or more carbon atoms, R2 represents -X-COOR3 (X represents an alkylene group, and R3 represents an alkyl group having 10 or more carbon atoms) or 10 carbon atoms. The above alkyl groups are shown. }
[0029]
In particular, the carbon number of R1 is preferably 16 or more, more preferably 20 or more. X in R2 is preferably
− (CH ₂ ) _n −
[0031]
Wherein n is a straight chain alkylene group of 6 or more, and the alkyl group of R3 preferably has 20 or more carbon atoms. Alternatively, when R2 is an alkyl group, the carbon number is preferably 16 or more. Particularly preferred is an alkyl group having 20 or more carbon atoms. When R2 is -X-COOR3, R1 is preferably an alkoxyl group (ie, a diester). Specific examples include aliphatics such as di-n-decyl ketone, di-n-dodecyl ketone, di-n-stearyl ketone, di-n-icosyl ketone, di-n-behenyl ketone, and di-n-tetracosyl ketone. Ketones; fatty acid diesters such as didodecyl sebacate, distearyl sebacate, dibehenyl sebacate, stearyl laurate, behenyl laurate, stearyl stearate, behenyl stearate, stearyl behenate, behenyl behenate Etc. These mixtures are also suitable, but at this time, the half-width value of the DSC endothermic peak needs to be 15 ° C. or less. Among them, those having a total carbon number of 36 or more in the molecule are particularly preferable, and among the above specific examples, aliphatic ketones are particularly preferable. The amount used varies depending on the binder and colorant, but is 0.5 to 30 parts by weight, preferably 1 to 15 parts by weight, particularly preferably 2 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0032]
Components other than the above include fine powder silica, alumina, titania and other fluidity improvers, magnetite, ferrite, cerium oxide, strontium titanate, conductive titania and other inorganic fine powders, styrene resin, acrylic resin resistance, etc. A regulator, a lubricant, etc. are used as an internal additive or an external additive. The amount of these additives to be used may be appropriately selected depending on the desired performance, and is usually about 0.05 to 10% by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.
[0033]
The production of the toner according to the present invention from each of the components described above can be carried out according to conventional methods for both the pulverization method and the polymerization method. For example, first, a resin, a colorant, a charge control agent, and a wax added as necessary are uniformly dispersed and mixed with a mixer, and then the mixture is sealed with a hermetic kneader or a single or twin screw extruder. After melt-kneading, cooling, crushing with a crusher, hammer mill, etc., fine crushing with a jet mill, high-speed rotor rotation mill, etc. , DS separator, etc.) is used.
[0034]
When the toner is used as a two-component developer in the present invention, the carrier is a magnetic substance such as iron powder, magnetite powder or ferrite powder, or a known material such as a resin coating on the surface thereof or a magnetic carrier. Can do. As the coating resin of the resin coating carrier, generally known styrene resin, silicone resin, acrylic resin, styrene acrylic copolymer resin, modified silicone resin, fluorine resin, or a mixture of these resins, etc. Available.
[0035]
Further, the toner according to the present invention further contains a magnetic material and can be used as a magnetic toner. Examples of the magnetic material contained in the magnetic toner of the present invention include iron oxides such as magnetite, hematite, and ferrite, metals such as iron, cobalt, and nickel, or aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, and zinc of these metals. And alloys of metals such as antimony, beryllium, bismuth, cadmium, calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium, and mixtures thereof.
[0036]
These magnetic materials desirably have an average particle diameter of about 0.1 to 2 μm, and the amount to be contained in the toner is about 20 to 200 parts by weight, particularly preferably about 100 parts by weight of the resin component. 40 to 150 parts by weight.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention more concretely, this invention is not limited to these Examples. In the following examples and comparative examples, parts and% are by weight.
[0038]
[Manufacture of recording materials]
Example 1
The following manufacturing recipe was used.
(A) L-BKP 100% with a beating degree of 500 CSF
(B) Talc 8% (ratio to pulp weight) as internal chemicals, rosin sizing agent 1%, sulfuric acid band 5%, oxidized starch 0.5g / m ² , NaCl 0.25% as surface sizing agent
The press pressure was set as low as 10 to 40 kg / m ^2, and a cardboard with a grammage of 67 g / m ^{2 was made at} a paper making speed of 400 m / min using a long net paper with a calender itself.
Table 1 shows the smoothness, ash content, and surface electrical resistance characteristics of the product.
[0039]
Reference example 1
11 parts by weight of polyvinyl alcohol having a polymerization degree of 500 and a saponification degree of 99 mol% was added to 100 parts by weight of the synthetic boehmite sol, and water was further added to prepare a coating solution having a solid content concentration of 18% by weight. This was coating liquid was coated using a bar coater so that the basis weight 127 g / dried fine paper of m ² coating amount 15 g / m ^2. The amount of water (water / solid content) immediately after coating was 456%. This was dried to reduce the water content to 250%. This was adhered to a mold having a mirror surface heated to 90 ° C. at a linear pressure of 10 kg / cm and dried, and then peeled to obtain a glossy paper having a glossy coating layer. Table 1 shows the smoothness, ash content, and surface electrical resistance characteristics of the recording material.
[0040]
Reference example 2
Add 10 parts of polyester resin, 8.6 parts of silicone polyester varnish (modified silicone resin), 4.5 parts of titanium oxide as a white pigment, and 20 parts of toluene. Stir well in a sand mill disperser to prepare a coating solution for forming an image receiving layer. Produced. This coating solution was dropped onto fine paper and coated using a bar coater. After coating, it was dried at 100 ° C. for 10 minutes to form an image receiving layer on plain paper. Table 1 shows the smoothness, ash content, and surface electrical resistance characteristics of the recording material.
[0041]
Example 2 and Reference Examples 3, 4
The recording materials of Example 1 and Reference Examples 1 and 2 were sequentially used, and a toner recycling system was adopted. The results are also shown in Table 1.
[0042]
Comparative Examples 1-4
A paper having the same composition as in Example 1 but having different physical properties was prepared. Table 1 shows the smoothness, ash content, and surface electrical resistance characteristics of the recording material.
[0043]
The smoothness of the recording material was measured on the front and back of the recording material according to JIS P8119. In addition, in order to take the correspondence with the “roughness” with the printed image, the smoothness described in the following Table 1 describes the smoothness of the surface on the printed side of each sample.
[0044]
The ash content of the recording material was measured with reference to JIS P8128. The test piece was prepared according to JIS P8128, and the weight W of the residue after burning at 500 ° C. for 3 hours was weighed, and the ratio (W / S) to the mass S of the dry test piece was expressed as a percentage.
[0045]
Use a room temperature measurement box (RC-02) and a super insulation meter (R-503) manufactured by Kawaguchi Electric Manufacturing Co., Ltd., and set the applied voltage to 100V. Each sample was pretreated and measured by a method according to the surface resistivity of JIS K6911 under the same conditions as the pretreatment.
[0046]
[Evaluation of actual machine]
The fixing unit of the Ricoh copier MF200 is changed and modified to the fixing device shown in Fig. 1, and a 1000-sheet printing test is performed to check for jams, poor running performance such as paper feed and paper discharge, and fixing of offset and smear. Sexuality was evaluated. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a driving roller that drives a fixing film 2 suspended over a tension roller 3 or the like. Reference numeral 8 denotes a pressure roller, and a heating body 4 is disposed on the pressure roller, and an alumina substrate 5 and a temperature sensor 6 are disposed in the heating body 4. 7 is a paper feed guide, which feeds paper from K. In each evaluation, those that are good are shown in Table 1 as ◯, those that are bad but usable, and those that are bad and cannot be used.
[0047]
[Table 1]

[0048]
Fixing conditions: the temperature T1 detected by the sensor 3 is 190 ° C., the surface temperature T2 of the fixing film 2 facing the resistance material of the alumina substrate 5 is 176 ° C., and the fixing film 2 is peeled off from the toner fixing surface. The surface temperature T3 was 174 ° C.
[0049]
Film material speed: 150mm / sec
Total pressure between heated body and pressure roll: 15kg
Nip between pressure roller and film material: 3mm
Film agent: 15 μm polyimide film material with a conductive material-dispersed ethylene tetrafluoroethylene copolymer coated on the surface Warm up time: 4 seconds
【The invention's effect】
According to the present invention, in an image forming method including a fixing method in which the waiting time of a copying machine is extremely shortened, low power consumption, and no offset phenomenon occurs, there is little jamming or conveyance failure of a recording material and excellent fixing property. Technology is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a fixing device used in an image forming method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Drive roller
2 Fixing film material
3 Tension roller
4 Heating body
5 Alumina substrate
6 Temperature sensor
7 Paper feed guide
8 Pressure roller

Claims

After completion of the development process and the transfer process using the developer, the heating body fixedly installed, and pressed against the heating body and rotated, and the recording material is transferred through the film material with a total pressure of 15 to 30 kg. In an image forming method including a fixing method in which a toner image is heated and fixed on a recording material by a pressure member to be pressed onto the recording material, the recording material has a surface Beck smoothness of 53 to 10,000 seconds and an ash content of 1 to 3. An image forming method, characterized by being 1 %.

2. The image forming method according to claim 1, wherein a cleaning step of cleaning toner remaining on the surface of the photoreceptor after the transfer step with a cleaning blade and a toner recycling system for supplying the cleaned toner to the developing unit again are adopted.

3. The image forming method according to claim 1, wherein the recording material has a surface electrical resistivity of 1 × 10 ⁸ to 1 × 10 ¹³ Ω according to JIS K6911.

3. The image forming method according to claim 1, wherein the recording material is made of paper selected from plain paper, coated paper, and processed paper.

3. The image forming method according to claim 1, wherein an image receiving layer containing a resin is provided on one side of the recording material.