JP2014134636A - トナーセット、画像形成装置、及び、画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光輝性顔料を含む光輝性トナーと、着色剤を含む少なくとも一種の有色トナーと、を有し、前記光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、前記有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たすトナーセット。
【選択図】なし
Description
(1)前記マゼンタトナーの周波数6.28rad/s、温度160℃における動的粘弾性測定から求められる貯蔵弾性率G1’mは、200Pa以上400Pa以下(2000dyn/cm2以上4000dyn/cm2以下)である。
(2)イエロートナー、シアントナー及びブラックトナーの周波数6.28rad/s、温度160℃における動的粘弾性測定から求められる貯蔵弾性率G1’y、G1’c及びG1’kは、90Pa以上200Pa以下(900dyn/cm2以上2000dyn/cm2以下)である。
(3)(G1’c/G1’m)、(G1’y/G1’m)及び(G1’k/G1’m)は、それぞれ0.22以上0.96以下の範囲にある。
(4)イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーの周波数6.28rad/s、温度180℃における動的粘弾性測定から求められる貯蔵弾性率G2’y、G2’m、G2’c及びG2’kは、G2’m>G2’k>G2’y≧G2’cの関係を有する。
即ち、請求項1に係る発明は、
光輝性顔料を含む光輝性トナーと、着色剤を含む少なくとも一種の有色トナーと、を有し、
前記光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、前記有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たすトナーセットである。
光輝性顔料を含む光輝性トナーを用いて光輝性トナー像を形成する第一のトナー像形成手段と、着色剤を含む有色トナーを用いて有色トナー像を形成する第二のトナー像形成手段と、を少なくとも含む複数のトナー像形成手段と、
少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、記録媒体上に重なり合うように転写する転写手段と、
少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、前記記録媒体上に定着する定着手段と、を有し、
前記光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、前記有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たす画像形成装置である。
光輝性顔料を含む光輝性トナーを用いて光輝性トナー像を形成する第一のトナー像形成工程と、着色剤を含む有色トナーを用いて有色トナー像を形成する第二のトナー像形成工程と、を少なくとも含む複数のトナー像形成工程と、
少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、記録媒体上に重なり合うように転写する転写工程と、
少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、前記記録媒体上に定着する定着工程と、を有し、
前記光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、前記有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たす画像形成方法である。
本実施形態のトナーセットは、光輝性顔料を含む光輝性トナーと、着色剤を含む少なくとも一種の有色トナーと、を有し、前記光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、前記有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たすものである。
本実施形態においては、有色トナーとして、互いに異なる色を呈してもよい2種以上の有色トナーを用いてもよい。2種以上の有色トナーを用いる場合において各有色トナーのG’Bが異なる場合、G’Bは黒色を除く複数の有色トナーの最大値をいうものとする。
従来、トナー中に扁平形状の光輝性顔料を含有した光輝性トナーが知られている。扁平形状の光輝性顔料を含む光輝性トナーと有色トナーとを用いて光輝性有色画像を形成する場合、高い光輝性を得るためには、光輝性顔料をトナー画像の最下層に用紙(記録媒体)に対して配向するように配置させることが望ましい。
従来技術では、光輝性トナー中の光輝性顔料濃度が低く、光輝性トナーを単独で用いた場合には光輝性が得られたとしても、有色トナーを光輝性トナーに重ね合わせると、光輝性が低下することがあった。また、有色トナーを光輝性トナーに重ねた状態で高い光輝性を得るために、光輝性トナー中の光輝性顔料濃度を高めた場合、光輝性顔料のフィラー効果のため光輝性トナーのトナー粘弾性が高くなる。その結果、光輝性顔料が用紙に配向しない状態で画像が形成されるため、光輝性が低下するだけでなく画像の色味が低下する場合があった。
図1(A)に示すように、扁平状の銀トナー62は、トナー粒子自身の電荷を最大限打ち消すため、付着する面積が最大となるように中間転写体72上に付着すると推察される。その結果、光輝性顔料60は中間転写体72の表面に対して配向するように配置し、その長軸が比較的水平となるように存在しやすくなる。
次いで、図1(B)に示すように、中間転写体72上に形成された重ね合わせトナー像70が転写工程を経て記録媒体74上に転写される。記録媒体74上に転写された重ね合わせトナー像70では、銀トナー62と記録媒体74との間に有色トナー66が介在し、光輝性顔料60の配向に乱れが生ずる。つまり、銀トナー62に含有される光輝性顔料60は記録媒体74の表面に対してその長軸の向きに乱れが生ずる場合がある。
一方、比(G’A/G’B)が10を超えると、重ね合わせトナー像70を記録媒体74上に定着する際に有色トナー像68が溶融しすぎることで、図1(D)に示すように、光輝性顔料60が定着トナー像76の表面から露出してしまい、定着トナー像76から色味が失われてしまうことがある。
また、比(G’A/G’B)が1未満であると、重ね合わせトナー像70を記録媒体74上に定着する際に有色トナー像68が溶融しにくくなり、図1(E)に示すように、光輝性顔料60が記録媒体74の表面に対してその長軸が乱れた状態で定着されるため、乱反射を生じて定着トナー像76から光輝性が失われてしまうことがある。また、画像強度の悪化する場合がある。
本実施形態のトナーセットに含まれうる有色トナーとしては、当該公知のトナーである、マゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナー、レッドトナー、グリーントナー、ブルートナー、オレンジトナー、バイオレットトナー等が挙げられるが、複数の有色トナーのG’Bの最大値を示す有色トナーはイエロー顔料を含むことが好ましい。一般にイエロー顔料は他の色の顔料に比較して着色力が弱く、そのため添加量を増やす必要がある。その結果顔料がフィラーとして働きやすく、G’Bの制御が困難になりやすい。そのためイエロー顔料を含むトナーの制御ができれば、他の有色トナーの粘弾性制御も容易となるためである。ここで黒色を除くのは、黒色は光を透過しにくいため、光輝性に対して貯蔵弾性率G’Bを規定する必要性が低いためである。
本実施形態の光輝性トナーは、ベタ画像を形成した場合に、該画像に対し変角光度計により入射角−45°の入射光を照射した際に測定される受光角+30°での反射率Aと受光角−30°での反射率Bとの比(A/B)が2以上100以下であることが望ましい。
一方、比(A/B)が100を超えると、反射光を視認し得る視野角が狭くなり過ぎ、正反射光成分が大きいために見る角度によって黒っぽく見えてしまう場合がある。また、比(A/B)が100を超える光輝性トナーは、製造も困難である。
ここで、まず入射角および受光角について説明する。本実施形態において変角光度計による測定の際には、入射角を−45°とするが、これは光沢度の広い範囲の画像に対して測定感度が高いためである。
また、受光角を−30°および+30°とするのは、光輝感のある画像と光輝感のない画像を評価するのに最も測定感度が高いためである。
本実施形態においては、比(A/B)を測定するに際し、まず「ベタ画像」を以下の方法により形成する。試料となる現像剤を、富士ゼロックス(株)社製DocuCentre−III C7600の現像器に充填し、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に、定着温度190℃、定着圧力4.0kg/cm2にて、トナー載り量が4.5g/cm2のベタ画像を形成する。尚、前記「ベタ画像」とは印字率100%の画像を指す。
形成したベタ画像の画像部に対し、変角光度計として日本電色工業社製の分光式変角色差計GC5000Lを用いて、ベタ画像への入射角−45°の入射光を入射し、受光角+30°における反射率Aと受光角−30°における反射率Bを測定する。尚、反射率Aおよび反射率Bは、400nmから700nmの範囲の波長の光について20nm間隔で測定を行い、各波長における反射率の平均値とした。これらの測定結果から比(A/B)が算出される。
本実施形態の光輝性トナーは、前述の比(A/B)を満たす観点から下記(1)乃至(2)の要件を満たすことが望ましい。
(1) 光輝性トナーの平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長い
(2) 光輝性トナーの厚さ方向への断面を観察した場合に、光輝性トナーの該断面における長軸方向と顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる顔料粒子の数が、観察される全顔料粒子のうち60%以上である
図2に示す光輝性トナー2は、厚さLよりも円相当径が長い扁平状のトナーであり、鱗片状の顔料粒子4(光輝性顔料に相当)を含有している。
そのため、この光輝性トナー中に含有される鱗片状の顔料粒子のうち上記(2)に示される「光輝性トナーの該断面における長軸方向と顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲にある」との要件を満たす顔料粒子は、面積が最大となる面側が記録媒体表面と相対するよう並ぶと考えられる。こうして形成された画像に対し光を照射した場合には、入射光に対して乱反射する顔料粒子の割合が抑制されるため、前述の比(A/B)の範囲が達成されるものと考えられる。また、入射光に対して乱反射する顔料粒子の割合が抑制されると、見る角度により反射光強度が大きく変化するため、より理想的な光輝性が得られる。
本実施形態に用いられる光輝性顔料としては、例えば、以下のものが用いられる。アルミニウム、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛などの金属粉末、酸化チタンや黄色酸化鉄を被覆した雲母、硫酸バリウム、層状ケイ酸塩、層状アルミニウムのケイ酸塩などの被覆薄片状無機結晶基質、単結晶板状酸化チタン、塩基性炭酸塩、酸オキシ塩化ビスマス、天然グアニン、薄片状ガラス粉、金属蒸着された薄片状ガラス粉など、光輝性を有するものならば特に制限はない。
本実施形態の光輝性トナーは結着樹脂を含有してもよい。
本実施形態に用いられる結着樹脂としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のエチレン系樹脂;ポリスチレン、α−ポリメチルスチレン等のスチレン系樹脂;ポリメチルメタアクリレート、ポリアクリロニトリル等の(メタ)アクリル系樹脂;ポリアミド樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリエーテル樹脂およびこれらの共重合樹脂等が挙げられる。これらの中でも、定着画像の表面の平滑性が高く、さらなる光輝性が実現されるポリエステル樹脂を用いることが望ましい。
以下においては、特に望ましく用いられるポリエステル樹脂について説明する。
前記多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類が挙げられ、これらの多価カルボン酸が1種または2種以上用いられる。
これら多価カルボン酸の中でも、芳香族カルボン酸を用いることが望ましく、また良好なる定着性を確保するために架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジカルボン酸とともに3価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが望ましい。
これら多価アルコールの中でも、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が望ましく、このうち芳香族ジオールがより望ましい。また、より良好なる定着性を確保するため、架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジオールとともに3価以上の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール)を併用してもよい。
結着樹脂のTgは50℃以上65℃以下であることがより望ましい。
なお、結着樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られた吸熱ピークのピーク温度として求めた。
ポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、酸成分とアルコール成分とを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造される。例えば、直接重縮合、エステル交換法等を、モノマーの種類によって使い分けて製造する。前記酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(酸成分/アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため、一概には言えないが、高分子量化するためには通常1/1程度が望ましい。
本実施形態の光輝性トナーは離型剤を含有してもよい。
本実施形態において用いられる離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナバワックス;等が挙げられる。これらの離型剤の融解温度は、50℃以上100℃以下が望ましく、60℃以上95℃以下がより望ましい。
光輝性トナー中の離型剤の含有量は、0.5質量%以上15質量%以下が望ましく、1.0質量%以上12質量%以下がより望ましい。
本実施形態においては、上記した成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分を用いてもよい。
・平均最大厚さCおよび平均円相当径D
前記(1)に示すとおり、本実施形態の光輝性トナーは、その平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いことが望ましい。尚、平均最大厚さCと平均円相当径Dの比(C/D)が0.001以上0.500以下の範囲にあることがより望ましく、0.010以上0.200以下の範囲が更に望ましく、0.050以上0.100以下の範囲が特に望ましい。
比(C/D)が0.001以上であることにより、光輝性トナーの強度が確保され、画像形成の際における応力による破断が抑制され、顔料が露出することによる帯電の低下、その結果発生するカブリが抑制される。一方0.500以下であることにより、優れた光輝性が得られる。
光輝性トナーを平滑面にのせ、振動を掛けてムラのないように分散する。1000個の光輝性トナーについて、カラーレーザ顕微鏡「VK−9700」(キーエンス社製)により1000倍に拡大して最大の厚さCと上から見た面の円相当径Dを測定し、それらの算術平均値を求めることにより算出する。
前記(2)に示すとおり、光輝性トナーの厚さ方向への断面を観察した場合に、光輝性トナーの該断面における長軸方向と顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる顔料粒子の数が、観察される全顔料粒子のうち60%以上であることが望ましい。更には、上記数が70%以上95%以上であることがより望ましく、80%以上90%以下であることが特に望ましい。
上記の数が60%以上であることにより優れた光輝性が得られる。
光輝性トナーをビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤を用いて包埋したのち、切削用サンプルを作製する。次にダイヤモンドナイフを用いた切削機(本実施形態においては、LEICAウルトラミクロトーム(日立テクノロジーズ社製)を使用)を用いて−100℃の下、切削サンプルを切削し、観察用サンプルを作製する。この観察サンプルを透過型電子顕微鏡(TEM)により倍率5000倍前後で光輝性トナー粒子の断面を観察する。観察された1000個の光輝性トナーについて、光輝性トナーの断面における長軸方向と顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる顔料粒子の数を、画像解析ソフトを用いて数えその割合を計算する。
貯蔵弾性率及は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めた。動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ARES測定装置を用いた。
動的粘弾性の測定は、トナーを錠剤に成形した後、8mm径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを0とした後に6.28rad/secの振動周波数で正弦波振動を与えた。測定は20℃から開始し、昇温速度1℃/minで、100℃まで継続した。この際の測定時間インターバルは30秒である。
また、測定を行う前に、20℃から100℃まで10℃間隔で、歪量の応力依存性を確認し、各温度における応力と歪量とが線形関係を満たす歪量の範囲を求めた。測定中は各測定温度における歪量を0.01%乃至0.5%の範囲に維持し、全ての温度において応力と歪量が線形関係になるように制御し、これらの測定結果を利用して貯蔵弾性率を求めた。
本実施形態の有色トナーは、着色剤を含有する従来から公知のトナーであればよく、その構成について特に限定されるものではない。例えば、本実施形態の光輝性トナーに用いられる光輝性顔料に替えて下記着色剤を含有する以外は同様の構成としてもよい。
本実施形態に用いられる着色剤としては、染料であっても顔料であっても構わないが、耐光性や耐水性の観点から顔料であることが好ましい。着色剤は、一種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイエロー、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントイエローNCG等が挙げられる。
青色着色剤としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレレートなどが挙げられる。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等が挙げられる。
緑色着色剤としては、酸化クロム、クロムグリーン、ピグメントグリーン、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等が挙げられる。
橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK等が挙げられる。
紫色着色剤としては、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等が挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、マグネタイト等が挙げられる。
本実施形態の光輝性トナー及び有色トナー(以下、合わせて単に「トナー」と称することがある。)は、光輝性トナー粒子又は有色トナー粒子(以下、合わせて「トナー粒子」と称することがある。)を製造後、トナー粒子に対して外添剤を添加することで作成してもよい。
トナー粒子の製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕製法等の乾式法や、乳化凝集法や懸濁重合法等の湿式法等によって作製される。
混練・粉砕製法は、着色剤を始めとする各材料を混合した後、ニーダー、押し出し機などを用いて上記材料を溶融混練して、得られた溶融混錬物を粗粉砕した後、ジェットミル等で粉砕し、風力分級機により、目的とする粒子径のトナー粒子を得る方法である。
これらの方法の中でも、トナー粒子の形状やトナー粒子の粒子径を制御しやすく、コアシェル構造などトナー粒子構造の制御範囲も広い乳化凝集法が望ましい。以下、乳化凝集法によるトナー粒子の製造方法について詳しく説明する。
樹脂粒子分散液の作製は一般的な重合法による樹脂粒子分散液作成、例えば乳化重合法や懸濁重合法、分散重合法などを用いる他にも、水系媒体と結着樹脂とを混合した溶液に、分散機により剪断力を与えることにより乳化して行ってもよい。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成してもよい。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用してもよい。さらに、樹脂が油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、該樹脂をそれらの溶剤に解かして水中に分散剤や高分子電解質と共に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子分散液が作製される。
また、乳化工程に使用される分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム等の水溶性高分子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機塩;等が挙げられる。
体積平均粒子径が100nm以上では、使用される結着樹脂の特性にも影響されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれやすくなる。また、500nm以下の場合には、トナー中の離型剤の分散状態が良好となる。
また、光輝性顔料と結着樹脂とを溶剤に分散・溶解して混合し、転相乳化やせん断乳化により水中へ分散することにより、結着樹脂で被覆された光輝性顔料の分散液を調製してもよい。
凝集工程においては、樹脂粒子の分散液、着色剤分散液、光輝性顔料分散液、及び、離型剤分散液等を混合して混合液とし、樹脂粒子のガラス転移温度以下の温度で加熱して凝集させ、凝集粒子を形成する。凝集粒子の形成は、攪拌下、混合液のpHを酸性にすることによってなされる場合が多い。pHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、この際、凝集剤を使用することも有効である。
なお、凝集工程において、離型剤分散液は、樹脂粒子分散液等の各種分散液とともに一度に添加・混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
本実施形態においては、アルミニウムを含む4価の無機金属塩の重合体を用いることが、狭い粒度分布を得るためには望ましい。
融合工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、凝集粒子の懸濁液のpHを3以上9以下の範囲に上昇させることにより凝集の進行を止め、前記樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。また、前記樹脂で被覆した場合には、該樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。前記加熱の時間としては、融合がされる程度行えばよく、0.5時間以上10時間以下程度行えばよい。
融合して得た融合粒子は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子とされる。
更に必要に応じ、超音波篩分機、振動篩分機、風力篩分機などを使って、トナーの粗大粒子を外添後取り除いてもよい。
滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等が挙げられる。
研磨剤としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率G’Aは、光輝性トナー中の光輝性顔料の含有量を多くしたり、トナー中におけるAl等の金属イオンによるイオン架橋の量を多くしたり、酸化ケイ素の様な無機粒子を微量添加することにより上昇する傾向がある
一方、有色トナーの120℃における貯蔵弾性率G’Bは、トナー中におけるAl等の金属イオンによるイオン架橋の量を多くしたり、色目に影響を与えない程度にイエロー顔料を添加することにより上昇する傾向がある。また離型剤としてエステル系化合物を用いることにより下降する傾向がある。これらの方法を組み合わせることにより、G’A/G’Bは調整ができる。
なお、トナー中のイオン架橋の量は、凝集工程の実施中や実施前後において、金属イオンとキレート錯体を形成するキレート剤を添加することにより(キレート剤添加工程)、余剰の金属イオンをトナー中から取り除くことで制御することが、トナー粒度分布制御の観点からも好ましい。
また、凝集工程を経て形成された凝集粒子の表面に、結着樹脂粒子を付着させることにより被覆層を形成する被覆工程を実施した場合には、凝集工程や被覆工程の実施中や実施前後においてキレート剤を添加すればよい。
凝集工程等において凝集剤を多めに用いて凝集粒子形成の進行を促進させるのは、微粉トナーの発生を抑制する観点から好ましい態様である。しかし、凝集剤を多めに用いるとトナーに含まれる金属イオンの量が多くなり、トナーの帯電性等の特性に悪影響を与えるおそれがある。しかし、余剰の金属イオンをキレート剤を用いることにより除去すれば、トナーの特性に悪影響を与えることなくトナー微粉の発生が抑制される。
また、本実施形態で用いられてもよいキレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。非水溶性のキレート剤では、原料分散液中への分散性に乏しく、トナー中において凝集剤に起因する金属イオンの捕捉が充分になされなくなる場合がある。
キレート剤としては、公知の水溶性キレート剤であれば特に限定されないが、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸などのオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸ナトリウム(HIDS)などを好適に用いてもよい。
本実施形態のトナーは、そのまま一成分現像剤として用いてもよく、またキャリアと混合して二成分現像剤として用いてもよい。
本実施形態の画像形成装置は、光輝性顔料を含む光輝性トナーを用いて光輝性トナー像を形成する第一のトナー像形成手段と、着色剤を含む有色トナーを用いて有色トナー像を形成する第二のトナー像形成手段と、を少なくとも含む複数のトナー像形成手段と、少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、記録媒体上に重なり合うように転写する転写手段と、少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、前記記録媒体上に定着する定着手段と、を有する。光輝性トナーと有色トナーとは、光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たす必要がある。
図3は、本実施形態の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。本実施形態の画像形成装置は、潜像保持体としての感光体が複数、即ち画像形成ユニット(画像形成手段)が複数設けられたタンデム型の構成に係るものである。
ここで、各画像形成ユニット50Y、50M、50C、50K、及び、50Bは、収納されている現像剤中のトナーの色を除き同様の構成を有しているため、ここではイエロー画像を形成する画像形成ユニット50Yについて代表して説明する。尚、画像形成ユニット50Yと同様の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、光輝性銀(B)、を付した参照符号を付すことにより、各画像形成ユニット50M、50C、50K、及び、50Bの説明を省略する。
なお、図3に係る画像形成装置においてはトナー画像の多重転写の順番はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、光輝性銀の順とされるが、本実施形態においては、画像形成ユニット50Y,50M、50C、50K、及び、50Bの互いの位置関係を入れ替えることでトナー画像の多重転写の順番を変更してもよい。
その後、中間転写ベルト33表面に単独又は多重転写されたトナー画像は、二次転写ロール34により、図示しない用紙カセットから搬送されてきた記録紙P表面に二次転写され、続いて、定着器35において加熱・加圧されることにより定着される。二次転写後に中間転写ベルト33表面に残留したトナーは、中間転写ベルト33用のクリーニングブレードで構成されたベルトクリーナ16により清掃される。
・アジピン酸ジメチル:74部
・テレフタル酸ジメチル:192部
・ビスフェノールAエチレンオキシド付加物:216部
・エチレングリコール:38部
・テトラブトキシチタネート(触媒):0.037部、
上記成分を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち攪拌しながら昇温した後、160℃で7時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら220℃まで昇温し4時間保持した。一旦常圧に戻し、無水トリメリット酸9部を加え、再度10Torrまで徐々に減圧し220℃で1時間保持することにより結着樹脂1を合成した。
・結着樹脂1:160部
・酢酸エチル:233部
・水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
上記成分を1000mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより結着樹脂分散液(固形分濃度:30%)を得た。
結着樹脂1の合成においてアジピン酸ジメチルを55部、テレフタル酸ジメチルを203部とし、220℃まで昇温し4時間保持するのを230℃まで昇温し6時間保持する以外は結着樹脂1の合成と同様にして結着樹脂2を合成した。
また、結着樹脂分散液1の調製と同様にして結着樹脂2を用いて結着樹脂分散液2を得た。
結着樹脂2の合成においてテレフタル酸ジメチルを199部とし、無水トリメリット酸を4部とした以外は結着樹脂2の合成と同様にして結着樹脂3を合成した。
また、結着樹脂分散液2の調製と同様にして結着樹脂3を用いて結着樹脂分散液3を得た。
結着樹脂1の合成においてアジピン酸ジメチルを88部、テレフタル酸ジメチルを178部とし、220℃まで昇温し4時間保持するのを220℃まで昇温し3時間保持する以外は結着樹脂1の合成と同様にして結着樹脂4を合成した。
また、結着樹脂分散液1の調製と同様にして結着樹脂4を用いて結着樹脂分散液4を得た。
・アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA 6μm):100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR):1.5部
・イオン交換水:400部
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去し、スターミル(アシザワ・ファインテック(株)製、LMZ)を用いて、上記顔料を機械的に5.2μmまで粉砕、分級した。その後、上記活性剤およびイオン交換水と混合し、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工(株)製、CR1010)を用いて1時間ほど分散して、光輝性顔料粒子(アルミニウム顔料)を分散させてなる光輝性顔料分散液を調製した(固形分濃度:20%)。顔料分散径は5.2μmであった。
・C.I.Pigment Yellow74(モノアゾ系顔料、大日精化製、セイカファストイエロー2054): 50部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬): 5部
・イオン交換水: 192.9部
上記成分を混合し、アルティマイザ(スギノマシン社製)により240MPaで10分処理し、イエロー着色剤分散液1を得た。固形分濃度は20%だった。
着色剤をC.I.ピグメントイエロー17(ジスアゾ系顔料、大日精化社製:セイカファストイエロー2400B)に変更した以外はイエロー着色剤分散液1の調製と同様にして、イエロー着色剤分散液2を調製した。固形分濃度は20%だった。
着色剤をC.I.ピグメントイエロー185(イソインドリノン系顔料、クラリアント社製 Hansa Yellow 5GX01)に変更した以外はイエロー着色剤分散液1の調製と同様にして、イエロー着色剤分散液3を調製した。固形分濃度は20%だった。
着色剤をC.I.ピグメントイエロー138(キノフタロン系顔料:BASF社製:Paliotol Yellow LO96OHD)に変更した以外はイエロー着色剤分散液1の調製と同様にして、イエロー着色剤分散液4を調製した。固形分濃度は20%だった。
着色剤をC.I.Pigment Blue 15:3(フタロシアニン系顔料、大日精化製、シアニンブルー4937)に変更した以外はイエロー着色剤分散液1の調製と同様にして、シアン着色剤分散液を調製した。固形分濃度は20%だった。
着色剤をC.I.Pigment Red 122(キナクリドン系顔料、大日精化社製、クロモファインマゼンタ6887)に変更した以外はイエロー着色剤分散液1の調製と同様にして、マゼンタ着色剤分散液を調製した。固形分濃度は20%だった。
・カルナウバワックス(東亜化成(株)製、RC−160):50部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1.0部
・イオン交換水:200部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で360分間の分散処理をして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤粒子を分散させてなる離型剤分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
・光輝性顔料分散液:150部
・結着樹脂分散液1:405部
・離型剤分散液:50部
上記成分を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながら10分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液1.75部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、層流を形成するための4枚パドルの攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた重合釜に分散液を移し、攪拌回転数を1000rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、54℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3Nの硝酸や1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いて分散液のpHを2.2乃至3.5の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。
次に、結着樹脂分散液1:125部を追添加し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂の樹脂粒子を付着させた。さらに56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIで粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、キレート剤3.25部(HIDS、日本触媒(株)製)を添加し、次いで、5%水酸化ナトリウム水溶液 を用いてpHを7.8に調整し、15分間保持した。その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、67.5℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、67.5℃で保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、1.0℃/分の降温速度で冷却した。その後40μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒子径は11.5μmであった。 得られたトナー粒子100部に対しコロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5部を、ヘンシェルミキサーにて周速30m/sで2分間混合して光輝性銀トナー1を得た。
光輝性銀トナー1の120℃における貯蔵弾性率G’Aは、2050Paであった。
各分散液の組成を表1のようにする以外は光輝性銀トナー1と同様の方法で光輝性銀トナー2〜5を得た。光輝性銀トナー1とともに表1に示す。なお結着樹脂分散液は追加の125部を加えた値である。
・イエロー着色剤分散液1:50部
・結着樹脂分散液1:475部
・離型剤分散液:50部
上記成分を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながら10分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液1.75部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、4枚パドルの攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、攪拌回転数を600rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、50℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3Nの硝酸や1Nの水酸化ナトリウム水溶液を用いて分散液のpHを2.2乃至3.5の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。
次に、結着樹脂分散液1:125部を追添加し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂の樹脂粒子を付着させた。さらに52℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIで粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、キレート剤2.25部(HIDS、日本触媒(株)製)を添加し、次いで、5%水酸化ナトリウム水溶液 を用いてpHを7.8に調整し、15分間保持した。その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、67.5℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、67.5℃で保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、1.0℃/分の降温速度で冷却した。その後20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒子径は5.5μmであった。
得られたトナー粒子100部に対しコロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5部を、ヘンシェルミキサーにて周速30m/sで2分間混合してイエロートナー1を得た。
イエロートナー1の120℃における貯蔵弾性率G’Bは、2110Paであった。
各分散液の組成を表2のようにする以外はイエロートナー1と同様の方法でイエロートナー2〜25を得た。イエロートナー1とともに表2に示す。なお結着樹脂分散液は追加の125部を加えた値である。
イエロー着色剤分散液1の代わりにマゼンタ着色剤分散液を用いる以外はイエロートナー1の製造と同様の方法でマゼンタトナーを製造した。
マゼンタトナーの120℃における貯蔵弾性率G’Bは、2530Paであった。
イエロー着色剤分散液1の代わりにシアン着色剤分散液を用いる以外はイエロートナー1の製造と同様の方法でシアントナーを製造した。
シアントナーの120℃における貯蔵弾性率G’Bは、2020Paであった。
・フェライト粒子(体積平均粒径:35μm) :100部
・トルエン :14部
・パーフルオロオクチルエチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体(臨界表面張力:24dyn/cm、共重合比2:8、重量平均分子量77000) :1.6部
・カーボンブラック(商品名:VXC-72、キャボット社製、体積抵抗率:100Ωcm以下) :0.12部
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒径:0.3μm、トルエン不溶) :0.3部
まず、パーフルオロオクチルエチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体に、カーボンブラックをトルエンに希釈して加えサンドミルで分散した。次いで、これにフェライト粒子以外の上記各成分を10分間スターラーで分散し、被覆層形成液を調合した。次いでこの被覆層形成液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、温度60℃において30分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して、樹脂被覆層を形成してキャリアを得た。
光輝性銀トナー1〜5、イエロートナー1〜25、マゼンタトナー、シアントナーについて、トナー:36部とキャリア:414部とを、Vブレンダーに入れ、20分間攪拌し、その後212μmで篩分して現像剤を作製した。
富士ゼロックス(株)社製Color 1000 Pressの現像器に現像剤を充填し、コート紙(OKトップコート+紙、表面粗さRz=1.98μm、王子製紙(株)社製)およびラベル紙(OPP50C(A)PAT11LL、表面粗さRz=0.27μm、リンテック社製)上に、定着温度180℃(プレッシャーロール温度100℃)にて、光輝性銀トナー載り量が4.0g/cm2、イエロートナー載り量が4.0g/cm2のベタ画像を100000枚形成した。
100000枚目のラベル紙について、色味を目視で評価した。評価基準は以下の通りであり△までが許容できるものである。
◎:色味について問題が確認できない。
○:色のくすみが僅かに確認できる。
△:色のくすみがあるが許容できる。
×:色のくすみが明らかであり、許容できない。
100000枚目のコート紙について、三次元分光変角色差計DDS5000(日本電色工業株式会社製)にて、ベタ画像の表面の垂直方向に対して45°傾けた方向から光線を照射し、ベタ画像の表面の垂直方向で受光して求めた明度指数L*45°と、ベタ画像の表面の垂直方向に対して−30°傾けた方向で受光して求めた明度指数L*15°と、ベタ画像の表面の垂直方向に対して−65°傾けた方向で受光して求めた明度指数L*110°とを測定する。そして、次式に、各明度指数を代入して、フロップインデックス値(Flop Index値)を計算した。得られた値に基づき下記基準に従い光輝性を評価した。
FI=2.69×{(L*15°)−(L*110°)1.11}/(L*45°)0.86
◎:フロップインデックス値が12.5以上
○:フロップインデックス値が10.0以上12.5未満
△:フロップインデックス値が5.0以上10.0未満、実使用可能レベル
×:フロップインデックス値が0以上5.0未満
表3〜表5に記載したトナーの組み合わせにて画像の作製を行った。結果と合わせて示す。
さらにイエロートナーを含む二次色およびイエロートナー以外の有色トナーについて同様の評価を行った。変更したのは二次色の場合にイエロートナー載り量を2.5g/cm2他の有色トナーの載り量を1.5g/cm2とした。また他の有色トナーは4.0g/cm2とした。表6及び表7にトナーの組み合わせと結果を示す。
12 駆動ロール
13 支持ロール
14 バイアスロール
15 クリーニング装置
16 ベルトクリーナ
17 一次転写ロール
18 帯電ロール
19 露光装置
20 現像装置
34 二次転写ロール
35 定着器
40 トナーカートリッジ
50 画像形成ユニット
P 記録紙
Claims (3)
- 光輝性顔料を含む光輝性トナーと、着色剤を含む少なくとも一種の有色トナーと、を有し、
前記光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、前記有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たすトナーセット。 - 光輝性顔料を含む光輝性トナーを用いて光輝性トナー像を形成する第一のトナー像形成手段と、着色剤を含む有色トナーを用いて有色トナー像を形成する第二のトナー像形成手段と、を少なくとも含む複数のトナー像形成手段と、
少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、記録媒体上に重なり合うように転写する転写手段と、
少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、前記記録媒体上に定着する定着手段と、を有し、
前記光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、前記有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たす画像形成装置。 - 光輝性顔料を含む光輝性トナーを用いて光輝性トナー像を形成する第一のトナー像形成工程と、着色剤を含む有色トナーを用いて有色トナー像を形成する第二のトナー像形成工程と、を少なくとも含む複数のトナー像形成工程と、
少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、記録媒体上に重なり合うように転写する転写工程と、
少なくとも前記光輝性トナー像と前記有色トナー像とを、前記記録媒体上に定着する定着工程と、を有し、
前記光輝性トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Aとし、前記有色トナーの120℃における貯蔵弾性率をG’Bとしたときに、G’AとG’Bとの比(G’A/G’B)が1≦G’A/G’B≦10の関係を満たす画像形成方法。
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