JP2018060169A - トナーセット、画像形成方法、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結着樹脂、及び着色剤を含むカラートナーと、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含む不可視トナーと、を有するトナーセットにおいて、前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、30以上であり、前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、前記カラートナーのベタ画像の60度光沢度より10以上高いトナーセットである。
【選択図】なし
Description
本発明のトナーセットは、カラートナーと不可視トナーとを有するトナーセットである。
前記カラートナーは、結着樹脂、及び着色剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
前記不可視トナーは、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
・本発明のトナーセットの一例は、前記カラートナーと前記不可視トナーとを有し、前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、30以上であり、前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、前記カラートナーのベタ画像の60度光沢度より10以上高い。
・本発明のトナーセットの他の一例は、前記カラートナーと前記不可視トナーとを有し、前記不可視トナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδi)が、2.5以上であり、前記カラートナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδc)が、2以下である。
前記不可視トナーは、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、従来公知の樹脂がすべて使用可能である。前記結着樹脂としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変成マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、石油系樹脂、水素添加された石油系樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これら中でも、芳香族化合物を構成単位として含有するスチレン系樹脂、及びポリエステル樹脂が好ましく、ポリエステル樹脂がより好ましい。
前記アルコールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオールなどのジオール類、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールAなどのエーテル化ビスフェノール類、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した二価のアルコール単位体、その他の二価のアルコール単位体、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−サルビタン、ペンタエスリトールジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の三価以上の高アルコール単量体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記カルボン酸としては、例えば、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などのモノカルボン酸、マレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数3〜22の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した二価の有機酸単量体、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の二量体、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸エンボール三量体酸、これらの酸の無水物等の三価以上の多価カルボン酸単量体などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記結晶性樹脂としては、結晶性を有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、ビニル樹脂、変性結晶性樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂が好ましく、耐湿性や後述の非晶性樹脂との非相溶性を持たせるためにウレタン骨格及びウレア骨格の少なくともいずれかを有する樹脂が好ましい。
前記近赤外光吸収材料としては、無機材料系、及び有機材料系のいずれも用いることができる。
これまでにも、前記付加データ埋め込み技術の為に、不可視な赤外線吸収材料が種々検討されており、様々な材料が開示されている。例えば、無機材料系では、イッテルビウムなどの希土類金属(特開平9−77507号公報、特開平9−104857号公報)や銅リン酸結晶化ガラスを含有する赤外線吸収材料(特開平7−53945号公報、特開2003−186238号公報)など、有機材料系としては、アルミニウム化合物(特開平7−271081号公報)や、クロコニウム色素(特開2001−294785号公報)が挙げられる。また、特開2002−146254号公報には、750nm〜1100nmに分光吸収極大波長を有し、かつ650nmにおける吸光度が、該分光吸収極大波長における吸光度の5%以下である赤外線吸収材料を含有する有機材料が提案されている。更に、特開2007−171508号公報、特開2007−3944号公報、特開2010−113368号公報、及び特開2008−76663号公報には、ナフタロシアニン顔料を用いることが提案されており、可視光の吸光度及び赤外域の吸光度の差異の面から優れた技術といえる。
前記無色材料の中でも、可視光域の吸光度が非常に低く、無色に近い特徴があり、更にはトナーの帯電への影響が小さいことから、ナフタロシアニン系化合物が好ましい。
前記反射率の測定方法としては、例えば、出力したベタ画像を、分光光度計(例えば、V−660(日本分光株式会社製)、eXact(X−Rite社製)等)を用いて測定することができる。
前記近赤外光吸収材料をトナー表面に外部固着或いはトナー粒子群に混合添加した場合、トナー粒子及び現像剤中で材料凝集などを発生させる可能性が有り、さらにバルクとして必要量添加してもトナー表面に外部固着或いは現像剤調整の段階で、機器への付着などで失われ、不可視画像中の近赤外光吸収材料が不足または偏在等することで情報を正確且つ安定に読み出せなくなってしまう。また、遊離した近赤外光吸収材料が機内、特に感光体等を汚染することで現像、転写などの他工程に悪影響を与える可能性も考えられる。 また、前述の有機系近赤外光吸収材料を用いる場合、無機系材料に比べ結着樹脂に対する分散性が良く、画像出力媒体上に形成された不可視画像中に均一に分散し、可視域においてより不可視性を損なうことなく、赤外域においては十分な吸収を示すことで情報が高密度に記録でき、且つトナー中への分散性が良いことから不可視画像の機械読み取り・復号化処理が長期間わたり安定に行うことが可能となる。
・含有量が不十分であることにより起こる不具合。含有量が不十分であると、近赤外光の吸収が不十分となり、前記不可視トナーを紙などの媒体に多く付着させなければならない。これによる、前記不可視トナーの集合物(塊)による視認可能な凹凸を生じると共に、資源に無駄が生じるという不具合。
・前記近赤外光吸収材料の含有量が過剰であることにより起こる不具合。前記近赤外光吸収材料は若干ではあれど、可視光波長域に吸収がある。これによる、前記近赤外光吸収材料そのものが、視認されやすくなるという不具合。
不可視の近赤外光吸収材料としてよく用いられるバナジルナフタロシアニンの場合において、その含有量としては、前記不可視トナーに対して、0.3質量%以上1.0質量%以下が好ましい。
前記その他の成分としては、通常、トナーに含有されるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、離型剤、帯電制御剤、外添剤などが挙げられる。
前記離型剤としては、天然ワックス、及び合成ワックスのいずれも用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記天然ワックスとしては、例えば、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックスなどが挙げられる。
前記モノエステルワックスとしては、合成エステルワックスであることが好ましい。前記合成エステルワックスとしては、例えば、長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和アルコールから合成されるモノエステルワックスなどが挙げられる。前記長鎖直鎖飽和脂肪酸は、一般式CnH2n+1COOHで表わされ、n=5〜28程度のものが好ましく用いられる。また、前記長鎖直鎖飽和アルコールとしては、CnH2n+1OHで表わされ、n=5〜28程度が好ましい。
前記離型剤の融点の測定としては、例えば、示差走査熱量計であるTG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて、最大吸熱ピークを測定することにより求めることができる。
前記ワックス分散剤の含有量としては、前記不可視トナー100質量部に対して、7質量部以下であることが好ましい。前記ワックス分散剤を含有することにより、ワックスの分散効果が得られ、製造方法に左右されることなく安定的に保存性の向上が期待できる。また、ワックスの分散効果によりワックス径が小さくなり、感光体等へのフィルミング現象を抑制できる。前記含有量が7質量部以下であると、ポリエステル樹脂に対する非相溶成分が多くなり、光沢が低下すること、ワックスの分散性が高くなりすぎるために、耐フィルミング性は向上するが、定着時のワックスの表面への染み出しが悪くなり、低温定着性、耐ホットオフセット性が低下することなどの不具合を防止することができる。
前記帯電制御剤としては、公知のものを全て使用することができ、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、第4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、及びサリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記外添剤は、流動性や現像性、帯電性を補助するために含有される。前記外添剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無機微粒子、高分子系微粒子などが挙げられる。
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記高分子系微粒子としては、例えば、ソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子などが挙げられる。
前記表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
前記外添剤の含有量としては、前記不可視トナーに対して0.01質量%〜5質量%が好ましく、0.01質量%〜2.0質量%がより好ましい。
前記クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために含有される。前記クリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩;ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などが挙げられる。前記ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。
前記カラートナーは、結着樹脂、及び着色剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。前記その他の成分については、前記その他の成分と同様のものを使用することができる。
前記カラートナーとしては、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、及びブラックトナーのいずれかであることが好ましく、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、及びブラックトナーであることがより好ましい。
言い換えれば、前記トナーセットにおいては、前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、及びブラックトナーのいずれかのベタ画像の60度光沢度より10以上高いことが好ましく、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、及びブラックトナーの全てのベタ画像の60度光沢度より10以上高いことがより好ましい。
本発明のカラートナーにより作像されるトナー像としては、一般的なオフセット印刷などと比較して低グロスであることが好ましい。
このため、前記カラートナーに含有される前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ゲルを含むことが好ましい。前記ゲル分率としては、結着樹脂に対して、0.5質量%以上20質量%以下が好ましく、1.0質量%以上10質量%以下がより好ましい。
前記ゲルを含まない場合でも、前記カラートナーに用いられる結着樹脂としては、重量平均分子量Mwc100,000以上の高分子量体を含有していることが好ましく、不可視トナーで用いられる結着樹脂の重量平均分子量Mwiよりも大きいことがより好ましい。前記カラートナーにおいて用いられる結着樹脂の重量平均分子量Mwcを、前記不可視トナーにおいて用いられる前記結着樹脂の重量平均分子量Mwiよりも大きくすることにより、オフセット印刷と比較して視認性の高い、60度光沢度で10から30程度のカラー画像のグロスを得ることができる。
前記着色剤としては、800nm以上の波長の吸収が、小さいものが好ましく、例えば、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、ペリレンブラック、ペリノンブラック及びこれらの混合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ブラックでは、ペリレンブラック、及びペリノンブラックが好ましい。シアンでは、C.I.ピグメントブルー15:3が好ましい。マゼンタでは、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド269、及びC.I.ピグメントレッド81:4が好ましい。イエローでは、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、及びC.I.ピグメントイエロー185が好ましい。これらの着色剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、ペリレン構造を有する化合物を含有するペリレンブラック、又はペリノン構造を有する化合物を含有するペリノンブラックを、ブラックトナー着色剤に用いることが、着色度が高く、トナー帯電特性に影響されずに赤外線を透過する黒画像を形成できる点で好ましい。
前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度としては、30以上であり、30以上80以下が好ましく、30以上60以下が更に好ましい。ベタ画像の60度光沢度が、30未満では不可視トナー像の視認性が増すことにより、目的の隠し画像としての体をなさなくなる。80より大きいと、トナー樹脂の分子量が小さくなり、十分な定着温度範囲が維持できにくくなることがある。
前記カラートナーのベタ画像の60度光沢度としては、10以上40以下が好ましく、15以上35以下がより好ましい。前記光沢度が前記数値範囲であると、カラートナー像が比較的低グロスの画像となる。
また、前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度は、前記カラートナーのベタ画像の60度光沢度より10以上高く、15以上高いことが好ましく、20以上高いことが更に好ましい。前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度と、前記カラートナーのベタ画像の60度光沢度との差が、10未満であると、画像出力媒体上で、画像形成時の加熱定着前に前記不可視トナー像の上に前記カラートナー像を重ねた場合、加熱加圧定着される際に、上層のカラートナーが下層の不可視トナー層内に入り込み、カラートナー像の視認性が悪化する。即ち、不可視トナーのベタ画像の光沢度が、カラートナーのベタ画像の光沢度と比較して高いことにより、上層に重ねられたカラートナー像の視認性が向上し、結果として、下層の不可視トナー像が視認されにくくなる。
更に結着樹脂に酸価のある樹脂を用いると、3価以上の金属塩を添加することにより光沢を調整することも可能である。結着樹脂酸価が大きく、前記金属塩添加量が多いほど低光沢となる傾向になり、結着樹脂酸価が小さく、前記金属塩添加量が少ないほど高光沢となる傾向となる。
前記重量平均分子量としては、THF溶解分の分子量分布をGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)測定装置GPC−150C(ウォーターズ社製)によって測定できる。
前記重量平均分子量の測定としては、例えば、カラム(KF801〜807:ショウデックス社製)を使用し、以下の方法で行う。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流す。次いで、試料0.05gをTHF5gに十分に溶かした後、前処理用フィルタ(例えば、孔径0.45μm クロマトディスク(クラボウ製))で濾過し、最終的に試料濃度として0.05質量%〜0.6質量%に調製した樹脂のTHF試料溶液を50μL〜200μL注入して測定する。
前記ゲル分率は、重量平均分子量の測定の際に用いた、前処理用フィルタにてろ過された成分の乾燥重量より算出することができる。
重量平均分子量Mw、個数平均分子量Mnの測定方法としては、前記不可視トナーの有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、分子量が6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106(PressureChemical Co.社製、又は東洋ソーダ工業社製)などが挙げられる。検量線を作成するにあたり、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
本発明におけるトナー及び結着樹脂の酸価の測定は、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定を行った。
試料溶液の調製としては、トナー又は結着樹脂0.5g(酢酸エチル可溶成分では0.3g)をトルエン120mLに添加して室温(23℃)で約10時間攪拌して溶解した。更に、エタノール30mLを添加して試料溶液とした。
測定は前記装置にて計算することが出来るが、具体的には次のように計算した。あらかじめ標定されたN/10苛性カリ〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリ液の消費量から次の計算で酸価を求めた。
酸価=KOH(mL数)×N×56.1/試料質量(ただしNはN/10KOHのファクター)
なお、以下に示す実施例及び比較例では、結着樹脂とトナーの酸価がほぼ一致した。したがって、結着樹脂の酸価をトナーの酸価として扱う。
前記不可視トナーの重量平均粒径としては、5μm〜7μmが好ましく、5μm〜6μmがより好ましい。
前記カラートナーの重量平均粒径としては、4μm〜8μmが好ましく、5μm〜7μmがより好ましい。
前記重量平均粒径が前記範囲内であると、600dpi以上の微少ドットを再現し、高画質な画像を得ることができる。これは、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有することができ、ドット再現性に優れるという利点が得られる。
特に、前記不可視トナーにおいては、画像出力媒体上に転写され定着前の状態において、高密度に配置され、その上に重ねられるカラートナーがその隙間に入り込まないようにすることにより、再現性の高い定着後の画像を得ることができる。その再現性の高い画像は赤外光照射により機械読み取り処理にあたり、より安定した処理が可能となる。
前記カラートナーの重量平均粒径(D4)が4μm以上であると、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象を防止することができ、前記カラートナーの重量平均粒径(D4)が8μm以下であると、上述のように定着前の画像に重なられたカラートナーが入り込むことによる画像情報の乱れが生じやすくなること、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しくなるという不具合を抑えることができる。
このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
異なる色のトナー像を重ね合わせることにより多色像を形成するフルカラー画像形成方法においては、ブラックトナー1色のみで画像形成するため異なる色のトナー像を重ね合わせる必要のないモノクロ画像形成方法に比べて紙上に付着させるトナー量が多い。
すなわち現像、転写、定着されるトナー量が多くなるために、上述の転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下、文字やラインの飛び散り、地肌かぶりなど画質を悪化させる不具合が起こりやすく、重量平均粒径(D4)や重量平均粒径(D4)と個数平均粒径(D1)との比(D4/D1)の管理が重要となる。
具体的な測定方法は以下のとおりである。
まず、電解水溶液100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩など)を0.1mL〜5mL加える。前記電解水溶液とは、1級塩化ナトリウムを用いて約1%NaCl水溶液を調製したもので、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が挙げられる。
次に、測定試料を2mg〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1分間〜3分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径2.00μm以上乃至40.30μm未満の粒子を対象とする。
前記不可視トナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδi)としては、2.5以上が好ましく、3.0以上がより好ましい。前記tanδiは、15以下が好ましい。なお、前記不可視トナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδi)が2.5以上であるとは、100℃〜140℃において、前記不可視トナーの正接損失(tanδi)が常に2.5以上の値をとることを意味する。
前記カラートナーの正接損失(tanδc)としては、2以下が好ましい。前記tanδcは、0.1以上が好ましい。前記カラートナーの正接損失が2以下であると、不可視画像上に重ねたカラートナーが不可視トナー画像内に入り込み、不可視トナー画像の安定性を損なうという不具合を防止することができる。なお、前記カラートナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδc)が2以下であるとは、100℃〜140℃において、前記カラートナーの正接損失(tanδc)が常に2以下の値をとることを意味する。
本発明のトナーセットの製造方法としては、溶融混練−粉砕法、重合法など従来公知の方法が適用できる。また、カラートナーと不可視トナーの製造法は同じ製造法を用いても、カラートナーは重合法、不可視トナーは溶融混練粉砕法といったように別の製造工法を用いても良い。
前記溶融混練−粉砕法においては、その製造工程では、(1)少なくとも結着樹脂と着色剤もしくは近赤外光吸収材料、離型剤とを溶融混錬する工程(2)溶融混錬されたトナー組成物を粉砕/分級する工程(3)無機微粒子を外添する工程を有する。また、(2)の粉砕/分級工程で複製する微紛を(1)の原料としてサイド混練することがコストの面で好ましい。
分級機としては、例えば、クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製)、ターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製)、ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチックエ業社製)、YMマイクロカット(安川商事社製)が挙げられる。
粗粒などをふるい分けるために用いられる篩い装置としては、例えば、ウルトラソニック(晃栄産業社製)、レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社)、バイブラソニックシステム(ダルトン社製)、ソニクリーン(新東工業社製)、ターボスクリーナー(ターボエ業社製)、ミクロシフター(槙野産業社製)、円形振動篩いなどが挙げられる。
前記重合法としては、従来公知の方法を用いることができる。重合法としては、例えば、以下のような手順が挙げられる。先ず、前記着色剤、結着樹脂、離型剤を有機溶媒中に分散させ、トナー材料液(油相)を作る。トナー材料液には、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)を添加し、造粒中に反応させて、ウレア変性ポリエステル樹脂をトナーに含有させることが好ましい。
前記水系媒体としては、水系媒体に用いる水系溶媒は、水単独でもよいし、アルコールなどの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液100質量部に対する前記水系溶媒の使用量は、通常50質量部〜2,000質量部が好ましく、100質量部〜1,000質量部がより好ましい。
前記樹脂微粒子としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。
本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いればよく、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100質量部に対して、トナー1質量部〜10質量部が好ましい。
前記磁性キャリアとしては、従来から公知のものを使用することができ、例えば、粒子径20μm〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなどが挙げられる。
前記磁性キャリアは、被覆されたものも使用することができる。前記磁性キャリアを被覆するための被覆材料としては、例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等のアミノ系樹脂;ポリビニル等のポリビニリデン系樹脂;アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂;ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂などが挙げられる。
更に必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径1μm以下のものが好ましい。平均粒子径が1μm以下であると、電気抵抗の制御が困難になるという不具合を防止することができる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する、不可視トナー像を形成するための不可視トナー及びカラートナー像を形成するためのカラートナーを備える現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段とを有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有する。
本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程とを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を有する。
本発明の画像形成方法は、本発明の画像記録装置により好適に実施することができる。
前記不可視トナー、及び前記カラートナーは、本発明のトナーセットを用いることができる。
前記画像形成方法、及び前記画像形成装置の一例において、前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度は、前記カラートナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度より10以上高く、15以上高いことが好ましく、20以上高いことが更に好ましい。
前記画像形成方法、及び前記画像形成装置の他の一例において、前記不可視トナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδi)は、2.5以上が好ましく、3.0以上がより好ましい。また、前記画像形成方法、及び前記画像形成装置において、前記カラートナーの正接損失(tanδc)としては、2以下が好ましい。
前記カラートナー像の形成に用いるカラートナーの数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記カラートナーを複数使用する場合は、複数のカラートナーを同時に形成する方法、単色トナーを繰り返し形成させて各色を重ねる方法のいずれも行うことができるが、単色トナーを繰り返し形成させて各色を重ねる方法が好ましい。なお、カラートナー像において、各色を形成させる順序としては特に制限はない。
また、前記近赤外光吸収材料は、可視光領域に若干の吸収があり、完全に無色ではないため、近赤外光吸収材料のトナーへの添加量が増えれば、視認性が増してしまう。その為に、画像の不可視トナー付着量を、0.45mg/cm2以下とすることにより、視認性の低減が可能となる。
上記の理由としては、以下のことが考えられる。本発明の不可視トナーは、可視光領域に若干の吸収があり、単色での画像は完全な透明ではない。よって、不可視画像情報を提供するという目的を達成するためには、カラートナーでのマスクが必要となるが、カラートナーの面積率が30%以上であると、不可視トナー像が視認されやすくなる不具合を防止することができ、80%以下となると、特にイエロートナーを重ねた場合、不可視トナー像の視認性が上がってしまう不具合を防止することができる。
前記記録媒体上において、前記不可視トナー像である二次元コード像(i)が、前記カラートナー像である二次元コード像(c)よりも前記記録媒体側に形成されていることが好ましい。
この際に、前記カラートナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の800nm以上900nm以下の吸光度は、0.05未満であることが好ましく、0.01未満であることがより好ましい。
また、前記二次元コード像(i)が有する情報と、前記二次元コード像(c)が有する情報とが異なることが好ましい。
前記静電潜像担持体(以下、「電子写真感光体」、「感光体」、「像担持体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。前記像担持体の形状としては、例えば、ドラム状、ベルト状などが挙げられる。前記像担持体の材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)などが挙げられる。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像の形成は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、静電潜像形成手段により行うことができる。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段(帯電器)と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光手段(露光器)とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、等が挙げられる。
前記帯電器としては、静電潜像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
また、前記帯電器が、静電潜像担持体にギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、前記トナーセットを用いて現像してトナー像を形成する工程である。
前記トナー像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナーセットを用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段(以下、「現像付着手段」とも言う)は、例えば、前記トナーセットの各トナーをそれぞれ収容し、前記静電潜像に該トナーセットの各トナーを接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適であり、トナー入り容器を備えた現像器等がより好ましい。
前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記静電潜像担持体(感光体)近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該静電潜像担持体(感光体)の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該静電潜像担持体(感光体)の表面に該トナーによるトナー像が形成される。
前記トナー像は、前記不可視トナーにより形成された不可視トナー像と前記カラートナーにより形成されたカラートナー像とを含む。
前記定着工程は、記録媒体に転写された転写像を定着させる工程であり、各色の現像剤に対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色の現像剤に対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着手段としては、前記記録媒体に転写された転写像を定着する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
前記定着手段が、発熱体を具備する加熱体と、該加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段であることが好ましい。前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記その他の工程としては、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程などが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段などが挙げられる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
次に画像処理部でIv、Y、M、C、Bkの各画像信号は、書き込み部(15)へ伝達される。上記書き込み部(15)はIv、Y、M、C、Bk用の5つのレーザービームをそれぞれ変調・走査して、帯電部(51、52、53、54、55)によって感光体ドラム上を帯電した後に順次各感光体ドラム(21、22、23、24、25)上に、静電潜像を作る。ここでは、例えば第1の感光体ドラム(21)がIvに、第2の感光体ドラム(22)がYに、第3の感光体ドラム(23)がMに、第4の感光体ドラム(24)がCに、第5の感光体ドラム(25)がBkに対応している。
次に、現像付着手段としての現像ユニット(31、32、33、34、35)によって各色のトナー像が上記感光体ドラム(21、22、23、24、25)上に作られる。また、給紙部(16)によって給紙された転写紙は、転写ベルト(70)上を搬送され、転写チャージャ(61、62、63、64、65)によって順次に上記感光体ドラム(21、22、23、24、25)上のトナー像が転写紙上に転写される。
転写工程終了後、上記感光体ドラム(21、22、23、24、25)上に残留したトナーは、クリーニング部(41、42、43、44、45)によって除去される。
図5は、5つの現像付着手段としての現像ユニット(31、32、33、34、35)及び感光体ドラム(21、22、23、24、25)のうちの1つを示す拡大構成図であり、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では現像ユニット(4)及び感光体ドラム(1)と示す。
回収搬送路(2b)と側方に配置される攪拌搬送路(2c)とは第2仕切り部材(3B)によって仕切られているが、回収搬送路(2b)の回収スクリュー(6)による搬送方向下流部には、回収された現像剤を攪拌搬送路(2c)に供給するための現像剤供給用開口部が設けられている。
また、供給搬送路(2a)と斜め下方に配置される攪拌搬送路(2c)とは第3仕切り部材(3C)により仕切られているが、供給搬送路(2a)の供給スクリュー(5)による搬送方向上流部と下流部には、現像剤を供給するための現像剤供給用開口部が設けられている。
図9は、現像ユニット(4)内での現像剤の流れの模式図である。図9中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。攪拌搬送路(2c)から現像剤の供給を受けた供給搬送路(2a)では、現像スリーブ(11)に現像剤を供給しながら、供給スクリュー(5)の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像スリーブ(11)に供給されずに供給搬送路(2a)の搬送方向下流部まで搬送された余剰現像剤は第3仕切り部材(3C)に設けられた第1現像剤供給用開口部としての開口部(2f)より攪拌搬送路(2c)に供給される。
このように、供給搬送路(2a)内の現像剤のトナー濃度が低下することを防止し、供給搬送路(2a)内の現像剤が攪拌不足となることを防止することができるので現像時の画像濃度を一定にすることができる。
現像ユニット(4)では、供給搬送路(2a)を攪拌搬送路(2c)の斜め上方になるように配置することにより、供給搬送路(2a)を攪拌搬送路(2c)の垂直上方に設け、現像剤を持ち上げるものに比べて、上方への現像剤の移動における現像剤のストレスを軽減することができる。
図4に本発明の静電潜像現像用現像剤を有するプロセスカ−トリッジを備えた画像形成装置の一例の概略構成を示す。
図4において、プロセスカ−トリッジは感光体(20)、静電潜像形成手段(32)、現像手段(40)、クリーニング手段(61)からなる。
本発明においては、上述の感光体(20)、静電潜像形成手段(32)、現像手段(40)及びクリ−ニング手段(61)等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ−等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、静電潜像形成手段によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物(コピ−)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリ−ニング手段によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更に除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
・ポリエステル樹脂1(RN−306SF、花王株式会社製、重量平均分子量Mw7,700、酸価4mgKOH/g) 80部
・ポリエステル樹脂2(RN−300SF、花王株式会社製、重量平均分子量Mw11,000、酸価4mgKOH/g) 10部
・ワックス分散剤(EXD−001、三洋化成株式会社製) 4部
・モノエステルワックス1(融点mp70.5℃) 6部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩A 0.9部
・バナジルナフタロシアニン 0.3部
なお、近赤外線吸収材料として用いたバナジルナフタロシアニンは以下の構造式(1)、サリチル酸誘導体ジルコニウム塩Aは以下の構造式(2)の化合物を用いた。
得られた混練物は室温まで冷却後、ロートプレックスにて200μm〜300μmに粗粉砕した。
粗粉砕した粒子を、カウンタジェットミル(ホソカワミクロン株式会社製、100AFG)を用いて、重量平均粒径が4.5±0.3μmとなるように粉砕エアー圧を適宜調整しながら微粉砕した後、気流分級機(株式会社マツボー製、EJ−LABO)で、重量平均粒径が5.2±0.2μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.20以下となるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級し、トナー母体粒子1を得た。
次いで、100部のトナー母体粒子1に対し、添加剤としてヒュームドシリカ(ZD−30ST、株式会社トクヤマ製)1.3部、ヒュームドシリカ(UFP−35HH、電気化学株式会社製)1.5部、及び二酸化チタン(MT−150AFM、テイカ株式会社製)1.0部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、不可視トナー1を製造した。
不可視トナー1において、バナジルナフタロシアニンを0.6部に変えた以外は、不可視トナー1と同様にして、不可視トナー2を製造した。
不可視トナー1において、バナジルナフタロシアニンを1.0部に変えた以外は、不可視トナー1と同様にして、不可視トナー3を製造した。
不可視トナー2において、ポリエステル樹脂2をポリエステル樹脂3(花王株式会社製RN−290SF、Mw87,000、酸価28mgKOH/g)に変えた以外は、不可視トナー2と同様にして、不可視トナー4を製造した。
なお、ポリエステル樹脂3は、ビスフェノールA−ポリエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールA−エチレンオキサイド付加アルコール、フマル酸、及び無水トリメリット酸から合成した樹脂である。
不可視トナー4において、ポリエステル樹脂1を70部とし、ポリエステル樹脂3を20部に変えた以外は、不可視トナー4と同様にして、不可視トナー5を製造した。
不可視トナー4のバナジルナフタロシアニンを0.3部とし、粉砕/分級工程にてトナー母体粒子を重量平均粒径が6.8±0.2μmとした。
次いで、トナー母体粒子100部に対して、ヒュームドシリカ(ZD−30ST、株式会社トクヤマ製)0.8部、ヒュームドシリカ(UFP−35HH、電気化学株式会社製)1.0部、二酸化チタン(MT−150AFM、テイカ株式会社製)0.6部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、不可視トナー6を製造した。
不可視トナー6において、バナジルナフタロシアニンを0.6部に変えた以外は、不可視トナー6と同様にして、不可視トナー7を製造した。
不可視トナー5において、サリチル酸誘導体ジルコニウム塩Aを1.5部に変えた以外は、不可視トナー4と同様にして、不可視トナー8を製造した。
不可視トナー4の粉砕/分級工程において、重量平均粒径が8.0±0.2μmとした。
次いで、トナー母体粒子100部に対し、ヒュームドシリカ(ZD−30ST、株式会社トクヤマ製)0.6部、ヒュームドシリカ(UFP−35HH、電気化学株式会社製)0.8部、二酸化チタン(MT−150AFM、テイカ株式会社製)0.5部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、不可視トナー9を製造した。
不可視トナー1において、バナジルナフタロシアニンを0.2部に変えた以外は、不可視トナー1と同様にして、不可視トナー10を製造した。
不可視トナー4において、バナジルナフタロシアニンを1.2部に変えた以外は、不可視トナー4と同様にして、不可視トナー11を製造した。
不可視トナー4において、ポリエステル樹脂1を60部、ポリエステル樹脂3を30部に変えた以外は、不可視トナー4と同様にして、不可視トナー12を製造した。
不可視トナー6において、「バナジルナフタロシアニン 0.3部」を「近赤外線吸収色素1(OPTLION NIR−761 トーヨーカラー株式会社製)1.0部」に変えた以外は、不可視トナー1と同様にして、不可視トナー13を製造した。
不可視トナー6において、「バナジルナフタロシアニン 0.3部」を「近赤外線吸収色素1(OPTLION NIR−761 トーヨーカラー株式会社製)2.0部」に変えた以外は、不可視トナー1と同様にして、不可視トナー14を製造した。
・ポリエステル樹脂1(RN−306SF、花王株式会社製、重量平均分子量Mw7,700、酸価4mgKOH/g) 70部
・ポリエステル樹脂3(RN−290SF、花王株式会社製、重量平均分子量Mw87,000、酸価28mgKOH/g) 20部
・ワックス分散剤(EXD−001、三洋化成株式会社製) 4部
・モノエステルワックス(WE−11、日油株式会社製、融点mp67℃) 6部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩A 0.9部
・ペリレンブラック1(PALIOGEN BLACK L0086、BASF社製) 8部
なお、ポリエステル樹脂3は、ビスフェノールA−ポリエチレンオキサイド付加アルコール、ビスフェノールA−エチレンオキサイド付加アルコール、フマル酸、及び無水トリメリット酸から合成した樹脂である。
上記のペリレンブラックトナー原材料を、へンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製、FM20B)を用いて予備混合した後、一軸混練機(Buss製、コニーダ混練機)で100度〜130度の温度で溶融、混練した。
得られた混練物は室温まで冷却後、ロートプレックスにて200μm〜300μmに粗粉砕した。次いで、カウンタジェットミル(ホソカワミクロン株式会社製、100AFG)を用いて、重量平均粒径が4.5±0.3μmとなるように粉砕エアー圧を適宜調整しながら微粉砕した後、気流分級機(株式会社マツボー製、EJ−LABO)で、重量平均粒径が5.2±0.2μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.20以下となるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級し、ペリレンブラックトナー母体粒子を得た。
次いで、ペリレンブラックトナー母体粒子100部に対し、ヒュームドシリカ(ZD−30ST、株式会社トクヤマ製)1.3部、ヒュームドシリカ(UFP−35HH、電気化学株式会社製)1.5部、二酸化チタン(MT−150AFM、テイカ株式会社製)1.0部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、ペリレンブラックトナーを製造した。
ペリレンブラックトナー1において、「ペリレンブラック1(PALIOGEN BLACK L0086、BASF社製)8部」を「ペリレンブラック1(PALIOGEN BLACK S0084、BASF社製)7部、及びピグメントイエロー185(Paliotol Yellow D1155、BASF社製)2部」に変えた以外は、ペリレンブラックトナー1と同様にして、ペリレンブラックトナー2を製造した。
得られた不可視トナー、ペリレンブラックトナー、及び下記において使用したカラートナーの正接損失(tanδ)は、以下のようにして測定した。それぞれのトナーを0.8g、φ20mmのダイスを用いて30MPaの圧力で成型した。次に、ADVANCED RHEOMETRIC EXPANSION SYSTEM(TA社製)でφ20mmのパラレルコーンを使用して、周波数1.0Hz、昇温速度2.0℃/分間、歪み0.1%(自動歪み制御:許容最小応力1.0g/cm、許容最大応力500g/cm、最大付加歪み200%、歪み調整200%)、GAPはサンプルセット後FORCEが0〜100gmになる範囲で、100℃〜140℃の範囲で、損失弾性率(G’’)、貯蔵弾性率(G’)、正接損失(tanδ)の測定を行った。
<<キャリアの作製>>
・シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコ−ン) 100部
・トルエン 100部
・γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン 5部
・カーボンブラック 10部
上記混合物をホモミキサーで20分間分散し、コート層形成液を調製した。前記コート層形成液を、芯材として重量平均粒径が35μmのMnフェライト粒子を用いて、芯材表面において平均膜厚が0.20μmになるように、流動床型コーティング装置を使用して、流動槽内の温度を各70℃に制御して塗布・乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて、180℃/2時間焼成し、キャリアを得た。
作製した各不可視トナー1〜14、及び各ペリレンブラックトナー1、2と、キャリアとをターブラーミキサー(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製)を用いて48rpmで5分間均一混合し、帯電させ、それぞれ現像剤1〜14、ペリレンブラック現像剤1、2を作製した。
トナーとキャリアの混合比率は、評価機の初期現像剤のトナー濃度:5質量%に合わせて混合した。
ブラック現像剤、イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、及びシアン現像剤の4色を有するデジタルフルカラー複合機(Imagio Neo C600、株式会社リコー製、以下「neo C600」と略記する)において、ブラック現像剤を、各二成分現像剤1〜12と入れ替え、不可視トナーとカラートナーとを含むトナーセットを備えた装置とした。
イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、及びシアン現像剤に含まれる前記カラートナー(イエロー、マゼンタ、及びシアン)の800nm以上の波長における吸光度は0.01未満だった。
OHPフィルム(タイプ PPC−FC、株式会社リコー製)上に、neo C600によりトナー付着量0.5mg/cm2となるようなベタパッチを出力した。前記ベタパッチを分光光度計(V−660DS、日本分光株式会社製)にて、画像を出力していないOHPフィルムをブランクとし、800nmから900nmの分光透過率Tを測定した。得られた分光透過率Tより、以下の式に従い吸光度Aを算出した。
A=−logT
用紙は株式会社リコーPPC用紙TYPE6000(70W)用い、先ず前記カラートナー各色の5cm×5cmのベタパッチを出力した。そのときのカラートナーの付着量と光沢度(60度光沢度)を表2に示す。
前記neo C600の定着ユニットを外し、未定着の5cm×5cmのベタパッチを出力した。そのベタパッチ部分をはさみで切り出し、切り出し片を作成した。作成した切り出し片を、精密天秤で質量を測定し、ベタパッチ部分(未定着画像)のトナーをエアガンで吹き飛ばし、切り出し片の質量を測定した。エアガンでトナーを吹き飛ばす前後の質量の値から、以下の式を用いてトナー付着量を算出した。結果を表1に示した。
トナー付着量(mg/cm2)=((ベタパッチの付いた切り出し片重量)−(吹き飛ばした後の切り出し片の重量))/25
前記neo C600で出力した定着済みの5cm×5cmのベタパッチを、グロスメーター(VGS−1D、日本電色工業株式会社製)を用いて4箇所測定した。4箇所の評価結果の平均値を算出し、光沢度とした。結果を表1に示した。
視認性評価、及び読み取り性評価については、以下のようにして行った。
表3に示す装置及び用紙を用い、不可視トナーによりQRコード(登録商標)を印刷し、その上に図11Aに示すパターンを印刷し、図11Bに示すパターンによって隠されたQRコード(登録商標)を作成した。
また、図12に示す、全体が着色している部分(図12中のAの領域)に不可視トナーによりQRコード(登録商標)を印刷したもの、及びカラートナーで印刷したQRコード(登録商標)の下に前記カラートナーで印刷したQRコード(登録商標)とは異なる情報のQRコード(登録商標)を不可視トナーにより印刷した(図12中のBの領域)。
図11A及び図11B並びに図12の印刷物から、不可視トナー像の視認性及び不可視トナーで出力した画像中のQRコード(登録商標)の読み取り性を評価した。その結果を表3に示す。なお、図11Aでは、本来不可視である不可視トナー像を可視化して表示している。
無作為に抽出された20名のモニターにより、図12の印刷物下に作像された不可視画像を視認できた人が2人以下の場合を○、3人以上5人以下だった場合を△、6人以上の場合を×とした。
図11A、図11B、及び図12の印刷物を10枚ずつ出力し、その出力画像に作像された全ての不可視QRコード(登録商標)をQRコード(登録商標)2次元バーコードリーダー(型番:CM−2D200K2B、エイボック社製に870nmバンドパスフィルター(セラテックジャパン社製870nmBPF)をつけた改造品)にて読み取り、全てのQRコード(登録商標)を1度のスキャンで読み取り可能だった場合を○、全てのQRコード(登録商標)を読み取るが複数回スキャンしたQRコード(登録商標)があった場合を△、ひとつでも読み取れなかった場合を×とした。
イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー、及び特色トナーの5色を有するプロダクションプリンタ(RICOH Pro C7110、株式会社リコー製)を用いた。前記プリンタのブラックトナーを、表4記載の不可視トナーと入れ替え、不可視トナーとカラートナーを含むトナーセットとした。更に、特色トナー装着部に、搭載されていたブラックトナーをセッティングし、実施例8のトナーセットとした。
前記カラートナー(イエロー、マゼンタ、及びシアン)の800nm以上の波長における吸光度は0.01未満だった。また、前記ブラックトナーの800nm以上の波長における吸光度は0.01よりも大きかった。
用紙としては、COTED glossy紙(135g/m2、mondi社製)を用いた。前記用紙に、前記カラートナーの各色を用いて5cm×5cmのベタパッチを出力し、前記カラートナー各色の付着量と光沢度を、前述の方法と同様に測定した。測定結果を表4に示す。また、各不可視トナーの付着量と光沢度についても、同様に測定し、測定結果を表1に示した。
次に、図11A、図11B、及び図12の印刷物を出力し、不可視トナー像の視認性、及び読み取り性を上記と同様にして評価した。その結果を表4に示す。
ただし、特色トナー現像剤装着部にセットしたブラックトナーは、テキスト以外の画像には用いないようセットした。
特色トナーとして、ペリレンブラックトナー1を用いた以外は、実施例8と同様にして、トナーセットとした。前記ペリレンブラックトナー1の800nm以上の波長における吸光度は0.01未満だった。
用紙としては、COTED glossy紙(135g/m2、mondi社製)を用いた。前記用紙に、前記カラートナーの各色を用いて5cm×5cmのベタパッチを出力し、前記カラートナー各色の付着量と光沢度を、前述の方法と同様に測定した。測定結果を表4に示す。また、各不可視トナーの付着量と光沢度についても、同様に測定し、測定結果を表1に示した。
次に、図11A、図11B、及び図12の印刷物を出力し、不可視トナー像の視認性、及び読み取り性を上記と同様にして評価した。その結果を表4に示す。
ただし、前記ペリレンブラックトナー1は、通常通り全ての画像で用いられるようにセッティングした。
実施例12において、不可視トナーを表4に記載した不可視トナーにした以外は、実施例12と同様にして評価した。評価結果を表4に示す。
実施例11において、不可視トナーを表4に記載した不可視トナーにした以外は、実施例11と同様にして評価した。評価結果を表4に示す。
実施例11において、不可視トナーを表4に記載した不可視トナーにした以外は、実施例11と同様にして評価した。評価結果を表4に示す。
実施例12において、特色トナーをペリレンブラックトナー2に、不可視トナーを表4に記載した不可視トナーにした以外は、実施例11と同様にして評価した。前記ペリレンブラックトナー2の800nm以上の波長における吸光度は0.01未満だった。評価結果を表4に示す。
※装置、用紙1 装置:imagio neo C600、用紙:リコーPPC用紙TYPE6000(70W)
※装置、用紙2 装置:RICOH Pro C7110、用紙:COTED glossy紙
以上のように本発明のトナーセット及び現像剤、画像形成方法は、電子写真法の特長を生かした比較的低グロスの画像において、画像出力媒体表面に、不可視画像と共に設けられた可視画像を目視した際に、該可視画像の画質を損なうことなく、また、情報が高密度に記録できる不可視画像と、前記画像出力媒体表面の可視画像が設けられた領域に関係なく、任意の領域に設けることができる不可視画像を得ることができるトナーセット、画像形成方法、及び画像形成装置を提供することができる。
<1> 結着樹脂、及び着色剤を含むカラートナーと、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含む不可視トナーと、を有するトナーセットにおいて、
前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、30以上であり、
前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、前記カラートナーのベタ画像の60度光沢度より10以上高いことを特徴とするトナーセットである。
<2> 結着樹脂、及び着色剤を含むカラートナーと、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含む不可視トナーと、を有するトナーセットにおいて、
前記不可視トナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδi)が、2.5以上であり、
前記カラートナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδc)が、2以下であることを特徴とするトナーセットである。
<3> 前記近赤外光吸収材料が、ナフタロシアニン化合物である前記<1>から<2>のいずれかに記載のトナーセットである。
<4> 前記不可視トナーにおける前記近赤外光吸収材料の含有量が、0.3質量%以上1.0質量%以下である前記<1>から<3>のいずれかに記載のトナーセットである。
<5> 前記不可視トナーの重量平均粒径が、5.0μm以上7.0μm以下である前記<1>から<4>のいずれかに記載のトナーセットである。
<6> 前記カラートナーが、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、及びブラックトナーのいずれかであり、
前記カラートナーのベタ画像の800nm以上の吸光度が、0.05未満である前記<1>から<5>のいずれかに記載のトナーセットである。
<7> 前記ブラックトナーが、ペリレン構造を有する化合物を含む前記<6>に記載のトナーセットである。
<8> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、
前記トナー像が、不可視トナー像と、カラートナー像とを含み、
前記不可視トナー像が、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含む不可視トナーにより形成され、
前記カラートナー像が、結着樹脂、及び着色剤を含むカラートナーにより形成され、
前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度が、30以上であり、
前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度が、前記カラートナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度より10以上高いことを特徴とする画像形成方法である。
<9> 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、
前記トナー像が、不可視トナー像と、カラートナー像とを含み、
前記不可視トナー像が、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含む不可視トナーにより形成され、
前記カラートナー像が、結着樹脂、及び着色剤を含むカラートナーにより形成され、
前記不可視トナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδi)が、2.5以上であり、
前記カラートナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδc)が、2以下であることを特徴とする画像形成方法である。
<10> 前記記録媒体上において、前記不可視トナー像が、前記カラートナー像よりも前記記録媒体側に形成されている前記<8>から<9>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<11> 前記不可視トナー像における、前記不可視トナーの付着量が、0.30mg/cm2以上0.45mg/cm2以下であり、
前記不可視トナー像における、前記不可視トナーの単位面積当たりの付着量が、前記カラートナー像における、前記カラートナーの単位面積当たりの付着量より少量である前記<8>から<10>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<12> 前記記録媒体上において、前記不可視トナー像である二次元コード像(i)が、前記カラートナー像である二次元コード像(c)よりも前記記録媒体側に形成され、
前記二次元コード像(i)が有する情報と、前記二次元コード像(c)が有する情報とが異なり、
前記カラートナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の800nm以上900nm以下の吸光度が、0.05未満である前記<8>から<11>のいずれかに記載の画像形成方法である。
<13> 静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する、不可視トナー像を形成するための不可視トナー及びカラートナー像を形成するためのカラートナーを備える現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記不可視トナーが、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含み、
前記カラートナーが、結着樹脂、及び着色剤を含み、
前記トナー像が、前記不可視トナー像と、前記カラートナー像とを含み、
前記不可視トナー像が、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含み、
前記カラートナー像が、結着樹脂、及び着色剤を含み、
前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度が、30以上であり、
前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度が、前記カラートナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度より10以上高いことを特徴とする画像形成装置である。
<14> 静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する、不可視トナー像を形成するための不可視トナー及びカラートナー像を形成するためのカラートナーを備える現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記不可視トナーが、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含み、
前記カラートナーが、結着樹脂、及び着色剤を含み、
前記トナー像が、前記不可視トナー像と、前記カラートナー像とを含み、
前記不可視トナー像が、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含み、
前記カラートナー像が、結着樹脂、及び着色剤を含み、
前記不可視トナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδi)が、2.5以上であり、
前記カラートナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδc)が、2以下であることを特徴とする画像形成装置である。
15 書き込み部
16 給紙部
17 定着済み転写紙搬送部
21 ブラック(Bk)トナー、現像剤用感光体ドラム
22 イエロー(Y)トナー、現像剤用感光体ドラム
23 マゼンタ(M)トナー、現像剤用感光体ドラム
24 シアン(C)トナー、現像剤用感光体ドラム
20 感光体ドラム
Claims (10)
- 結着樹脂、及び着色剤を含むカラートナーと、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含む不可視トナーと、を有するトナーセットにおいて、
前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、30以上であり、
前記不可視トナーのベタ画像の60度光沢度が、前記カラートナーのベタ画像の60度光沢度より10以上高いことを特徴とするトナーセット。 - 結着樹脂、及び着色剤を含むカラートナーと、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含む不可視トナーと、を有するトナーセットにおいて、
前記不可視トナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδi)が、2.5以上であり、
前記カラートナーの100℃〜140℃における正接損失(tanδc)が、2以下であることを特徴とするトナーセット。 - 前記不可視トナーの重量平均粒径が、5.0μm以上7.0μm以下である請求項1から2のいずれかに記載のトナーセット。
- 前記カラートナーが、シアントナー、マゼンタトナー、イエロートナー、及びブラックトナーのいずれかであり、
前記カラートナーのベタ画像の800nm以上の吸光度が、0.05未満である請求項1から3のいずれかに記載のトナーセット。 - 前記ブラックトナーが、ペリレン構造を有する化合物を含む請求項4に記載のトナーセット。
- 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、
前記トナー像が、不可視トナー像と、カラートナー像とを含み、
前記不可視トナー像が、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含む不可視トナーにより形成され、
前記カラートナー像が、結着樹脂、及び着色剤を含むカラートナーにより形成され、
前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度が、30以上であり、
前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度が、前記カラートナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度より10以上高いことを特徴とする画像形成方法。 - 前記記録媒体上において、前記不可視トナー像が、前記カラートナー像よりも前記記録媒体側に形成されている請求項6に記載の画像形成方法。
- 前記不可視トナー像における、前記不可視トナーの付着量が、0.30mg/cm2以上0.45mg/cm2以下であり、
前記不可視トナー像における、前記不可視トナーの単位面積当たりの付着量が、前記カラートナー像における、前記カラートナーの単位面積当たりの付着量より少量である請求項6から7のいずれかに記載の画像形成方法。 - 前記記録媒体上において、前記不可視トナー像である二次元コード像(i)が、前記カラートナー像である二次元コード像(c)よりも前記記録媒体側に形成され、
前記二次元コード像(i)が有する情報と、前記二次元コード像(c)が有する情報とが異なり、
前記カラートナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の800nm以上900nm以下の吸光度が、0.05未満である請求項6から8のいずれかに記載の画像形成方法。 - 静電潜像担持体と、
前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記静電潜像を現像してトナー像を形成する、不可視トナー像を形成するための不可視トナー及びカラートナー像を形成するためのカラートナーを備える現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段と、を有する画像形成装置において、
前記不可視トナーが、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含み、
前記カラートナーが、結着樹脂、及び着色剤を含み、
前記トナー像が、前記不可視トナー像と、前記カラートナー像とを含み、
前記不可視トナー像が、結着樹脂、及び近赤外光吸収材料を含み、
前記カラートナー像が、結着樹脂、及び着色剤を含み、
前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度が、30以上であり、
前記不可視トナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度が、前記カラートナー像がベタ画像である場合の前記ベタ画像の60度光沢度より10以上高いことを特徴とする画像形成装置。
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