JP2008039822A - カラートナー及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感光体としてアモルファスシリコンを用いた場合でも、かぶり及び画像ぼけの発生がなく、色再現性と高い定着性とを両立させることが可能なカラートナー及びそれを用いた画像形成装置を提供することである。
【解決手段】少なくとも結着樹脂、複数の着色剤及び赤外線吸収剤を含み、前記複数の着色剤が少なくとも顔料A及び顔料Bを含み、該顔料AがC.I.Pigment Blue 15:1、C.I.Pigment Blue 15:2、C.I.Pigment Blue 15:3及びC.I.Pigment Blue 15:4のうちのいずれかであり、前記顔料Bがインダンスロン顔料であり、含有される顔料A及び顔料Bの配合比(顔料Bの質量/(顔料Aの質量及び顔料Bの質量の和))が0.03〜0.8の範囲であるカラートナーである。
【選択図】なし
Description
すなわち、本発明の目的は、感光体としてアモルファスシリコンを用いた場合でも、かぶり及び画像ぼけの発生がなく、色再現性と高い定着性とを両立させることが可能なカラートナー及びそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
<1> 少なくとも結着樹脂、複数の着色剤及び赤外線吸収剤を含むカラートナーであって、
前記複数の着色剤が少なくとも顔料A及び顔料Bを含み、該顔料AがC.I.Pigment Blue 15:1、C.I.Pigment Blue 15:2、C.I.Pigment Blue 15:3及びC.I.Pigment Blue 15:4のうちのいずれかであり、前記顔料Bが下記構造式(I)で示されるインダンスロン顔料であり、含有される顔料A及び顔料Bの配合比(顔料Bの質量/(顔料Aの質量及び顔料Bの質量の和))が0.03〜0.8の範囲であるカラートナーである。
前記光定着用カラートナーが、少なくとも結着樹脂、複数の着色剤及び赤外線吸収剤を含み、前記複数の着色剤が少なくとも顔料A及び顔料Bを含み、該顔料AがC.I.Pigment Blue 15:1、C.I.Pigment Blue 15:2、C.I.Pigment Blue 15:3及びC.I.Pigment Blue 15:4のうちのいずれかであり、前記顔料Bが前記構造式(I)で示されるインダンスロン顔料であり、含有される顔料A及び顔料Bの配合比(顔料Bの質量/(顔料Aの質量及び顔料Bの質量の和))が0.03〜0.8の範囲であり、かつ、前記潜像担持体がアモルファスシリコンであり、プロセス速度が1000mm/秒以上3000mm/秒以下である画像形成装置である。
<カラートナー>
本発明のカラートナーは、少なくとも結着樹脂、複数の着色剤及び赤外線吸収剤を含むカラートナーであって、前記複数の着色剤が少なくとも顔料A及び顔料Bを含み、該顔料AがC.I.Pigment Blue 15:1、C.I.Pigment Blue 15:2、C.I.Pigment Blue 15:3及びC.I.Pigment Blue 15:4のうちのいずれかであり、前記顔料Bが下記構造式(I)で示されるインダンスロン顔料であり、含有される顔料A及び顔料Bの配合比(顔料Bの質量/(顔料Aの質量及び顔料Bの質量の和))が0.03〜0.8の範囲であることを特徴とする。
また、本発明のカラートナーは、汎用のヒートロール定着でも光定着でも用いることができるが、特に、光定着を行う場合に後述するような性能が発揮できる。
前記配合比は0.05〜0.5の範囲であることが好ましく、0.1〜0.3の範囲であることがより好ましい。
体積抵抗率(Ωcm)=0.273(抵抗計の読み値(Ω))/円盤状試料の厚さ(cm) ・・・ 式(1)
ΔE={(L0 *−L1 *)2+(a0 *−a1 *)2+(b0 *−b1 *)2}1/2 ・・・ 式(2)
ここで、L0 *、a0 *、b0 *はジャパンカラーの色再現性目標値、L1 *、a1 *、b1 *はトナー画像の測定値を示す。
本発明における結着樹脂としては、公知のバインダー樹脂を使用することができる。結着樹脂の主成分としては、ポリエステル、ポリオレフィンが好ましいが、スチレンとアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂等などを単独または併用することができる。耐久性や透光性等の点から、ポリエステル系樹脂またはノルボルネンポリオレフィン樹脂を使用することが好ましい。
なお、以上述べたトナーに使用される結着樹脂のTg(ガラス転移点)は、好ましくは50〜70℃の範囲である。
着色剤としては、下記に示すものをトナーの色彩に対応させて適宜選択して用いることができる。
本発明のカラートナーであるシアントナーには、着色剤を複数含有させる。必須着色剤は、C.I.Pigment Blue 15:1、C.I.Pigment Blue 15:2、C.I.Pigment Blue 15:3及びC.I.Pigment Blue 15:4のうちのいずれかである顔料A(フタロシアニン系顔料)と、前記構造式(I)で示されるインダンスロン顔料である顔料Bとである。顔料A及び顔料Bの混合比については前述の通りである。
これらを併用する場合の含有量としては、顔料A及び顔料Bの100質量部に対し0.5〜5質量部の範囲とすることが好ましい。
なお、前記マゼンタトナー、イエロートナーにおける着色剤の添加量も同様である。
本発明において、トナーに加える赤外線吸収剤とは、波長800〜2000nmの範囲の近赤外領域に少なくとも1つ以上の強い光吸収ピークを有する材料を指し、有機物であっても無機物であっても使用可能である。
具体例としては、公知の赤外線吸収剤を併用することができ、例えば、シアニン化合物、メロシアニン化合物、ベンゼンチオール系金属錯体、メルカプトフェノール系金属錯体、芳香族ジアミン系金属錯体、ジイモニウム化合物、アミニウム化合物、ニッケル錯体化合物、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフタロシアニン系化合物等を用いることができる。
このような観点から、本発明のカラートナーでは、前記顔料A及び顔料Bと併用される赤外線吸収剤の添加量は、トナー構成成分全体量中の0.01〜3質量%の範囲とすることが好ましい。
また、本発明のカラートナーには、必要に応じて帯電制御剤やワックスを用いることができる。
帯電制御剤としては、公知のカリックスアレン、ニグロシン系染料、四級アンモニウム塩、アミノ基含有のポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物、フェノール化合物、アゾクロム系、アゾ亜鉛系などが使用できる。 その他、トナーには鉄粉、マグネタイト、フェライト等の磁性材料を混合し磁性トナーでも使用できる。特に、カラートナーの場合には公知の白色の磁性粉(例えば日鉄鉱業社製)を用いることができる。
その後、上述の着色剤および赤外線吸収剤に加えて、さらに必要に応じて、帯電制御剤、ワックス組成物などの粉末を樹脂粒子が分散したサスペンション中に添加し、サスペンションのpH、攪拌強度、温度などを調整することにより樹脂粒子と、着色剤粉末および赤外線吸収剤粉末などをヘテロ凝集させてヘテロ凝集体を得る(凝集工程)。さらに、反応系を樹脂粒子のガラス転移温度以上に加熱して、ヘテロ凝集体を融着させ着色粒子を得る(融合工程)。その後、この着色粒子の洗浄、乾燥を行い、必要に応じて外添剤を添加して本発明のカラートナーを得ることができる。
トナー粒子の体積平均粒子径が15μmを越えるものである場合、トナーの粒子径が大きく充分な解像度の画像が得られない。逆に3μm未満の場合には得られる画像の解像度は高いが、流動性が低いため画像が安定せず、カブリ、クリーニング不良の原因ともなる。
なお、上記トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像解析装置(シメックス社製、FPIA2000)を用い、水分散系でトナー粒子の投影像の周囲長(周囲長)と、トナー粒子の投影面積に等しい円の円周長(円相当周囲長)とを求め、(円相当周囲長/周囲長)により計算される。
上記無機微粒子、さらに必要に応じ所望の添加剤を、ヘンシェルミキサー等の混合機により充分混合し、本発明におけるトナーを得ることができる。
2成分現像剤として用いる際のキャリアとしては、例えば芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアを挙げることができる。上記芯材としては、公知のマグネタイト、フェライト、鉄粉を用いることができる。キャリアのコート剤としては、特に制限されないが、シリコーン樹脂系が特に望ましい。
本発明の画像形成装置は、前述の本発明のカラートナーを含む現像剤を用いて、記録媒体上にカラートナーを含むトナーを用いてフルカラー画像等を形成できるものであれば特に限定されないが、具体的には以下のような、潜像担持体であるアモルファスシリコン上にトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写されたトナー像を光により記録媒体に光定着させる定着手段とを有し、プロセス速度を1000mm/秒とするものである。
なお、この際、現像剤としては本発明のカラートナーであるシアントナーを含む現像剤が必ず用いられ、通常は、マゼンタ、イエロー、ブラック等の他の色のトナーを含む現像剤と組み合わせて用いられる。
また、前記定着器としても、上記1000mm/秒の高速プロセスに対応可能なことから、光定着器(フラッシュ定着器)が用いられる。
S=((1/2)×C×V2)/(u×L)×(n×f) ・・・ 式(3)
上記式(3)中、nは一度に発光するランプ本数(本)、fは点灯周波数(Hz)、Vは入力電圧(V)、Cはコンデンサ容量(F)、uはプロセス搬送速度(cm/s)、Lはフラッシュランプの有効発光幅(通常は最大用紙幅、cm)、Sはエネルギー密度(J/cm2)を表す。
ここで、複数回トナーに対しフラッシュ発光を行う場合、前記フラッシュランプの発光エネルギーは、発光1回ごとの前記単位面積に与える発光エネルギーの総和量を指すこととする。
さらに、フラッシュランプ1本の1回の発光による発光エネルギーは、0.1〜1J/cm2の範囲であることが好ましく、0.4〜0.8J/cm2の範囲であることより好ましい。
図2は、上記画像形成装置の一例について示す概略模式図である。図2は、シアン、マゼンタ、イエローの3色にブラックを加えたトナーによりトナー像形成を行うものを示す。
前記のように、本発明の画像形成装置における感光体はアモルファスシリコンであり、プロセス速度(感光体の周速度)は1000mm/秒以上3000mm/秒以下であるが、このようなプロセスでも本発明のカラートナーを用いることにより、良好な定着性を維持しつつ、シアントナーに基づく画質欠陥発生や色調の変動を防止することができる。前記プロセス速度は、好ましくは1141mm/秒以上2800mm/秒以下である。
<トナーの製造>
まず、実施例に用いた各顔料を表1に示す。なお、表1において「PB」は「C.I.Pigment Blue」を意味する。
なお、これらのトナーの体積抵抗率を前述の方法に従って測定した。これらの測定結果を併せて表2に示す。
得られたトナーを用い2成分現像剤を作製した。上記の各トナーと混合させるキャリアとしては、シリコーン樹脂をコーティングした汎用の体積平均粒径が30μmのフェライトキャリアを用いた。各トナー8部に対しキャリアを92部混合し、2時間、10Lのボールミルにて混合し、各現像剤7kgを作製した。この様にして得られた現像剤を用い、以下のような方法によって定着性、色再現性に関して評価を行った。
表3に示すように上記各現像剤を用い、定着性を含めた画像評価を行った。評価装置としては、光定着器としてキセノンフラッシュランプを搭載した富士ゼロックス社製DocuPrint 1100CF改造機(概略構成は図2と同様)を用いた。図3に、キセノンフラッシュランプの発光波形と各顔料の波長に対する吸収強度を示す。なお、フラッシュランプの発光エネルギーは3.5J/cm2とした。
また、線速(プロセス速度)は、比較例13、14で500mm/秒とした以外は、1150mm/秒とした。
記録媒体として普通紙(NIP−1500LT、小林記録紙)を用い、前記画像形成装置により1inch四方(2.54cm×2.54cm)の画像を形成した。具体的には、表3に示すようなシアントナーを各光定着用カラートナーとして用い、トナーの付着量(記録媒体上のトナー載り量)は単色で0.5mg/cm2、となるように調整して画像出しを行った。
定着率(%)=OD2/OD1×100 ・・・ 式(4)
◎:定着率が90%以上である。
○:定着率が80%以上90%未満である。
×:定着率が80%未満(使用することが難しいレベル)である。
前記各トナーを用いて、トナーの付着量を0.55〜0.65mg/cm2として定着を行った画像について色再現性測定値(L*、a*、b*)をそれぞれ評価した。なお、上記L*、a*、b*の各数値は、分光計(938 Spectrodentitometer、X−Rite社)で測定した。これらの測定値とジャパンカラーの色再現性目標値との差異を色差ΔEにより評価した。なお、該ΔE(色差)は、{(L0 *−L1 *)2+(a0 *−a1 *)2+(b0 *−b1 *)2}1/2を意味する。ここで、L0 *、a0 *、b0 *はジャパンカラーの色再現性目標値、L1 *、a1 *、b1 *はトナー画像の測定値を示す。
これらより、以下の判断基準により色再現性を評価した。
○:ΔE≦5
△:5<ΔE≦6
×:6<ΔE
定着後の画像の白地部分において、直径2mmの範囲に存在するかぶりトナーの個数を光学顕微鏡にてカウントした。この測定をA2用紙大に対し12箇所行い、それらの個数を平均化して、以下の基準により判断した。なお、印刷評価環境条件は35℃、80%RHとした。
◎:かぶりトナー個数が30個以下。
○:かぶりトナー個数が31個以上60個以下。
△:かぶりトナー個数が61個以上100個以下。
×:かぶりトナー個数が101個以上。
標準チャートを用いて、A環境(35℃、80%RH)及びB環境(21℃、55%RH)で画像出力を行い、出力後の画像を光学顕微鏡で観察し、画像ぼけの有無を以下の基準により判断した。
◎:A環境とB環境とは同等に良好なレベル。
○:A環境での画像ぼけは、比較すればB環境より劣るが良好なレベル。
△:A環境での画像ぼけを、パネラー10人中8名は気がつかないレベル。
×:A環境での画像ぼけを、パネラー10人中3名以上が気がつくレベル。
以上の評価結果をまとめて表3に示す。
2a,2b,2c,2d 露光手段
3a,3b,3c,3d 感光体
4a,4b,4c,4d 現像手段
10 記録用紙(記録媒体)
20 シアン現像ユニット
30 マゼンタ現像ユニット
40 イエロー現像ユニット
50 ブラック現像ユニット
70a,70b,70c,70d 転写手段
71,72 ローラ
80 転写電圧供給手段
90 光定着手段(定着手段)
Claims (2)
- 潜像担持体と、該潜像担持体上に光定着用カラートナーを用いてトナー像を形成する現像手段と、該トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、転写されたトナー像を光により記録媒体に光定着させる定着手段とを有する画像形成装置であって、
前記光定着用カラートナーが、少なくとも結着樹脂、複数の着色剤及び赤外線吸収剤を含み、前記複数の着色剤が少なくとも顔料A及び顔料Bを含み、該顔料AがC.I.Pigment Blue 15:1、C.I.Pigment Blue 15:2、C.I.Pigment Blue 15:3及びC.I.Pigment Blue 15:4のうちのいずれかであり、前記顔料Bが前記構造式(I)で示されるインダンスロン顔料であり、含有される顔料A及び顔料Bの配合比(顔料Bの質量/(顔料Aの質量及び顔料Bの質量の和))が0.03〜0.8の範囲であり、かつ、前記潜像担持体がアモルファスシリコンであり、プロセス速度が1000mm/秒以上3000mm/秒以下であることを特徴とする画像形成装置。
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