JP2022016054A - 隠蔽用トナー、トナーセット、現像剤、トナー収容ユニット、印刷物、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

隠蔽用トナー、トナーセット、現像剤、トナー収容ユニット、印刷物、画像形成装置及び画像形成方法 Download PDF

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一己 鈴木
Kazumi Suzuki
豊志 澤田
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晃大 金子
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Abstract

【課題】印刷物の製造工程を増やすことなく、剥離性及び隠蔽性に優れた印刷物が得られる隠蔽用トナーを提供することを目的とする。【解決手段】100℃~150℃における弾性率G’が1.0×107Paより大きい粒子Aと、100℃~150℃における弾性率G’が1.0×103Pa以上1.0×107Pa以下の粒子Bとを含むことを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、隠蔽用トナー、トナーセット、現像剤、トナー収容ユニット、印刷物、画像形成装置及び画像形成方法に関する。
電子写真法など静電潜像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法においては、帯電、露光工程により感光体上に静電潜像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像を現像し、転写、定着工程を経て静電潜像が可視化される。
近年、このような画像形成の技術を利用して、下地画像を外部から視認させないようにする隠蔽層を有するスクラッチシートの作製が提案されている。このようなスクラッチシート(印刷物)は、コインや爪等により擦ることで隠蔽層が剥がれ、下地画像を視認することができるため、インスタント宝くじ、景品くじ、ダイレクトメール、キャンペーンシート等として利用が広がっている。
特許文献1では、基材上に形成された画像上に、剥離性を有する剥離層をオンデマンドに形成したスクラッチシートが開示されている。特許文献1では、剥離剤を含むトナーにより画像を形成し、隠蔽インクにより隠蔽層を形成している。また、特許文献2、3では、基材上の画像を保護する保護トナーと、隠蔽用の隠蔽トナーとを有するトナーセットが開示されており、良好な剥離性と隠蔽性が得られるとしている。
しかしながら、特許文献1では、画像をトナーで形成し、隠蔽層をインクで形成しているため、1つの装置でスクラッチシートを作製しにくい、製造工程や装置構成に必要な設計、検討が増える等の問題がある。従来、隠蔽層は、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等により形成されており、少量多品種生産には適用しにくく、特許文献1でもこのような問題を解消できない。また、特許文献2、3では、保護層を必要とする構成であるため、製造工程や装置構成が増えてしまい、コストが増える。
そこで本発明は、印刷物の製造工程を増やすことなく、剥離性及び隠蔽性に優れた印刷物が得られる隠蔽用トナーを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の隠蔽用トナーは、100℃~150℃における弾性率G’が1.0×10Paより大きい粒子Aと、100℃~150℃における弾性率G’が1.0×10Pa以上1.0×10Pa以下の粒子Bとを含むことを特徴とする。
本発明によれば、印刷物の製造工程を増やすことなく、剥離性及び隠蔽性に優れた印刷物が得られる隠蔽用トナーを提供することができる。
画像形成装置の一例を示す模式図である。 画像形成装置の一例を示す模式図である。 画像形成装置の一例を示す模式図である。 プロセスカートリッジの一例を示す模式図である。 画像形成装置における現像装置の概略構成の一例を示す断面図である。 画像形成装置の一例の回収搬送路の搬送方向下流部における回収搬送路と攪拌搬送路との断面図である。 画像形成装置の一例の供給搬送路の搬送方向上流部における断面図である。 画像形成装置の一例の供給搬送路の搬送方向下流部における断面図である。 画像形成装置の一例の現像装置内における現像剤の流れの模式図である。 同現像装置の供給搬送路の搬送方向最下流部における断面図である。 プロセスカートリッジの他の例を示す模式図である。
以下、本発明に係る隠蔽用トナー、トナーセット、現像剤、トナー収容ユニット、印刷物、画像形成装置及び画像形成方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
本発明の隠蔽用トナーは、100℃~150℃における弾性率G’が1.0×10Paより大きい粒子Aと、100℃~150℃における弾性率G’が1.0×10Pa以上1.0×10Pa以下の粒子Bとを含むことを特徴とする。
粒子Aにおいて、100℃~150℃における弾性率G’をG’(A)と表記する。G’(A)が1.0×10Pa以下であると、得られた印刷物における隠蔽層(隠蔽用トナーによる層)の剥離性が悪化してしまう。この場合、印刷物を削る等により、隠蔽層を剥がそうとしたときに隠蔽層が剥離せず、画像層(画像形成用トナーによる層であり、下地画像などとも称する)が確認できなくなる。これに対して、G’(A)が1.0×10Paより大きいと、隠蔽性の機能の付与対象となる粒子Aが剥がれやすくなり、隠蔽層の剥離性が向上する。また、粒子Aに着色剤を含有させ、上記構成にすることで剥離性を阻害せずに良好な隠蔽性を得ることができる。
粒子Bにおいて、100℃~150℃における弾性率G’をG’(B)と表記する。G’(B)が1.0×10Paより大きいと、隠蔽層の接着性が悪化し、下層(下地画像や記録媒体)への定着が弱くなってしまう。この場合、印刷物を削る等を行う前に、隠蔽層が剥がれるなどの不具合が生じる。一方、G’(B)が1.0×10Paより小さいと、隠蔽層の接着性が高くなりすぎ、隠蔽層の剥離性が悪化する。これに対して、G’(B)が1.0×10Pa以上1.0×10Pa以下であると、粒子Bの付着力を高め、かつ、付着力が過剰に大きくなることを抑え、隠蔽層の定着性と剥離性を両立できる。本発明では、保護層などの他の層を形成する必要がなく、良好な剥離性と隠蔽性を有する印刷物を製造することができ、製造工程が増えることを抑制できる。
粒子Aについて上記の弾性率の範囲にするには、例えば成分の混合比を適宜調整すること等の方法が挙げられる。これに制限されるものではないが、例えば付加重合系樹脂の含有量を適宜調整する方法が挙げられる。
粒子Bについて上記の弾性率の範囲にするには、例えば、成分の混合比を適宜調整すること等の方法が挙げられる。これに制限されるものではないが、例えば非晶性ポリエステル樹脂の含有量を適宜調整する方法が挙げられる。
また、100℃~150℃における粒子Aの弾性率G’(G’(A))と、100℃~150℃における粒子Bの弾性率G’(G’(B))との差(G’(A)-G’(B))が1.0×10Pa以上であることが好ましい。この場合、粒子Aと粒子Bの接着力が大きくなり過ぎることを防ぎ、隠蔽層の剥離性が悪化することを防止できる。
(トナー)
本発明の隠蔽用トナーに含まれる成分について説明する。また、本発明の隠蔽用トナーが隠蔽する画像(下地画像、画像層とも称する)を形成するための画像形成用トナーについては、公知の構成にすることができ、特に断りのない限り、本発明の隠蔽用トナーと同様の成分を用いることができる。隠蔽用トナーと画像形成用トナーとを区別せず説明する場合、単にトナーと称することがある。また、隠蔽用トナーをスクラッチトナーと称することがあり、隠蔽層をスクラッチ層、スクラッチ隠蔽層と称することがある。
本実施形態の隠蔽用トナーは、粒子Aと粒子Bを含む。粒子A及び粒子Bは例えば結着樹脂、離型剤を含み、必要に応じて着色剤等のその他の成分を含む。粒子Aは着色剤を含むことが好ましく、粒子Bは着色剤を含まないことが好ましい。
隠蔽用トナー中の粒子Aと粒子Bの混合割合は、適宜変更することができる。例えば、粒子Aは、粒子Aと粒子Bの合計量に対して60質量%以上95質量%以下であることが好ましい。60質量%以上であると、隠蔽層の隠蔽性を向上させることができ、95質量%以下であると、粒子Bの接着力を確保することができ、粒子Aが下層に接着しない不具合を防止できる。
<結着樹脂>
結着樹脂としては、例えばポリエステル樹脂の他、付加重合系樹脂等を用いることができる。更に、例えばポリエステル樹脂と付加重合系樹脂を用いたハイブリッド樹脂等も用いることができる。ポリエステル樹脂としては、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂を用いることができる。
<<非晶性ポリエステル>>
非晶性ポリエステル樹脂としては、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、芳香族化合物由来の構成単位を有することが好ましい。
芳香族化合物としては、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、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、イソフタル酸、テレフタル酸、及びそれらの誘導体などが挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂中における芳香族化合物由来の構成単位の含有量は、50質量%以上が好ましい。前記含有量が50質量%以上であると、トナーの帯電性が低下するという不具合を防止することができる。
非晶性ポリエステル樹脂の構成単位の求め方としては、特に制限されるものではないが、例えば、以下の方法により求めることができる。トナー約5gを秤量し、これにトルエン100gを加えて24時間静置して、充分に溶解させたトナー溶液を遠心分離でわけた後、上澄み液を乾燥させて上澄み液の固形分を得る。得られた固形分を、GC-MSにより成分分析を行い、構成単位(モノマー組成)を決定する。得られたモノマー組成の情報に基づき、1H NMR、及び13C NMRを使用して定量分析を行い、前記非晶性ポリエステル樹脂の構造を決定することができる。
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、45℃~65℃が好ましく、50℃~70℃がより好ましい。前記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度が45℃以上であると、トナーの耐熱保存性が良好となり、65℃以下であると、トナーの低温定着性が良好となる。
非晶性ポリエステル樹脂の軟化温度としては、90℃~150℃が好ましく、90℃~130℃がより好ましい。非晶性ポリエステル樹脂の軟化温度が90℃以上であると、トナー耐ホットオフセット性が良好となり、150℃以下であると、トナーの定着時の延展性が良好となる。
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量としては、1,000~100,000が好ましく、2,000~50,000がより好ましく、3,000~10,000が更に好ましい。非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量が1,000以上であると、トナーの耐熱保存性が良好となり、100,000以下であると、トナーの低温定着性が良好となる。
なお、前記非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて測定されるポリスチレン換算の分子量である。
非晶性ポリエステル樹脂の含有量としては、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、粒子A又は粒子B100質量部に対して、20質量部~50質量部が好ましい。20質量部以上であると、トナー中のワックスの分散性が悪化して画像のかぶりや乱れが生じやすくなることを防ぐことができ、50質量部以下であると、低温定着性に劣るという不具合を防ぐことができる。
以下にトナー結着樹脂用途の非晶性ポリエステルの合成例を示す。
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2mol付加物352部、テレフタル酸149部、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.8部を入れ、窒素気流下で、生成する水を留去しながら、230℃で6時間反応させる。次に、5mmHg~20mmHgの減圧下で、重量平均分子量が5,000に達するまで1時間反応させると、例えばガラス転移温度が58℃、軟化温度が100℃の非晶性ポリエステル樹脂が得られる。
<<結晶性ポリエステル樹脂>>
前記結晶性ポリエステル樹脂は、主鎖が規則的に配向する結晶構造をとっている割合が特に高く、融点近傍で樹脂の粘度が大きく変化するポリエステル樹脂のことを指す。結晶性ポリエステル樹脂を含有することにより、低温定着性に対する余裕度を広く確保することができる。
結晶性ポリエステル樹脂の合成方法としては、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。例えば、ポリオールとポリカルボン酸との重縮合、ラクトンの開環重合、ヒドロキシカルボン酸の重縮合、ヒドロキシカルボン酸の2分子間又は3分子間の脱水縮合物に相当する炭素数が4~12の環状エステルの開環重合などが挙げられる。
これら中でも、ポリオールとポリカルボン酸との重縮合により得られるものが好ましい。ポリオールとしては、ジオールを単独であっても、ジオールと3価以上のアルコールを併用したものであってもよい。ポリオールとポリカルボン酸との重縮合の中でも、ジオールとジカルボン酸の重縮合により得られる結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の含有量としては、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。
以下にトナー結着樹脂用途の結晶性ポリエステルの合成例を示す。
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管を装備した反応槽中に、1,6-ヘキサンジオール118部、フマル酸104部、及び縮合触媒としてのテトラブトキシチタネート1.8部を入れ、窒素気流下、生成する水を留去しながら、230℃で6時間反応させる。次に、5mmHg~20mmHgの減圧下、重量平均分子量が5,000に達するまで1時間反応させると、例えば融点が114℃、軟化温度が111℃の結晶性ポリエステル樹脂が得られる。
なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を用いてもよい。
<<付加重合系樹脂>>
本実施形態において、前記付加重合系樹脂とは、付加重合系モノマーを付加重合反応させて得られた樹脂のことを指す。
付加重合系モノマーとしては、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、ビニル系モノマーが挙げられる。
ビニル系モノマーとしては、例えば、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-フェニルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-アミルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-へキシルスチレン、p-n-4-ジクロロスチレン、m-ニトロスチレン、o-ニトロスチレン、p-ニトロスチレン等のスチレン系ビニルモノマー;アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n-オクチル、アクリル酸2-エチルヘキシル等のアクリル酸系ビニルモノマー;メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n-オクチル、メタクリル酸n-ドデシル、メタクリル酸2-エチルへキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸系ビニルモノマー;その他のビニルモノマー又は共重合体を形成する他のモノマーなどが挙げられる。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。
付加重合系樹脂は、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。市販品としては、例えば、BR-50、BR-52、MB-2539、BR-60、BR-64、BR-73、BR-75、MB-2389、BR-80、BR-82、BR-83、BR-84、BR-85、BR-87、BR-88、BR-90、BR-95、BR-96、BR-100、BR-101、BR-102、BR-105、BR-106、BR-107、BR-108、BR-110、BR-113、FB-676、MB-2660、MB-2952、MB-3012、MB-3015、MB-7033、BR-115、MB-2478、BR-116、BR-117、BR-118、BR-122、ER-502(以上、三菱レイヨン株式会社製)、A-11、A-12、A-14、A-21、B-38、B-60、B-64、B-66、B-72、B-82、B-44、B-48N、B-67、B-99N、DM-55(以上、ウイルバー・エリス社製)、JONCRYL67、678、586、611、680、682、683、690、819、JDX-C3000、JDX-C3080(以上、BASF社製)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。
付加重合系樹脂の構成単位の求め方としては、特に制限されるものではないが、例えば、以下の方法により求めることができる。トナー約5gを秤量し、これにトルエン100gを加えて24時間静置して、充分に溶解させたトナー溶液を遠心分離でわけた後、上澄み液を乾燥させて上澄み液の固形分を得る。得られた固形分を、GC-MSにより成分分析を行い、構成単位(モノマー組成)を決定する。得られたモノマー組成の情報に基づき、1H NMR、及び13C NMRを使用して定量分析を行い、付加重合系樹脂の構造を決定することができる。
付加重合系樹脂の含有量は、適宜変更することが可能であるが、例えば粒子A100質量部に対して、75質量部以上95質量部以下であることが好ましい。75質量部以上であると、粒子Aの弾性率G’が上記範囲を満たしやすくなる。
<<ハイブリッド樹脂>>
ハイブリッド樹脂としては、例えばポリエステル樹脂と付加重合系樹脂を用いたものが挙げられる。この場合のハイブリッド樹脂としては、前記ポリエステルと前記付加重合系樹脂の双方を結合させて形成することができる。ハイブリット樹脂は、ポリエステルの熱的特性に近いものとしやすく、ポリエステルが持つ低温定着性と内部凝集力を大きく崩すものではない。
以下にトナー結着樹脂用途のハイブリッド樹脂の合成例を示す。
ポリエステル樹脂の原料モノマーとして、ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(以下、これを、「BPA-PO」と略記する。)が45モル%、セバシン酸が30モル%の比率になるように配合された単量体を、蒸留塔を有する5リットルのオートクレーブに全量が4000gとなるように仕込み、エステル化触媒として酸化ジブチル錫5gを窒素雰囲気下、230℃で6時間縮重合させた後、160℃まで冷却した。反応容器に、付加重合系樹脂の原料モノマーとしてスチレンが25モル%、重合開始剤としてジ-tert-ブチルベルオキシド25gの混合物を、160℃で攪拌しながら1時間かけて滴下し、さらに1時間同温度を保持して付加重合反応を行った後、200℃に昇温し、縮重合反応を行うことにより、ハイブリッド樹脂の一例が得られる。
<離型剤>
離型剤としては、例えば、脂肪酸エステル、フタル酸等の芳香族酸のエステル、燐酸エステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル、イタコン酸エステル、その他エステル、ベンジル、ベンゾイン化合物、ベンゾイル化合物等のケトン類、ヒンダードフェノール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、芳香族スルホンアミド化合物、脂肪族アミド化合物、長鎖アルコール、長鎖ジアルコール、長鎖カルボン酸、長鎖ジカルボン酸、などが挙げられる。
具体的には、ジメチルフマレート、モノエチルフマレート、モノブチルフマレート、モノメチルイタコネート、モノブチルイタコネート、ジフェニルアジペート、ジベンジルテレフタレート、ジベンジルイソフタレート、ベンジル、ベンゾインイソプロピルエーテル、4-ベンゾイルビフェニル、4-ベンゾイルジフェニルエーテル、2-ベンゾイルナフタレン、ジベンゾイルメタン、4-ビフェニルカルボキシリックアシッド、ステアリルステアリン酸アミド、オレイルステアリン酸アミド、ステアリンオレイル酸アミド、オクタデカノール、n-オクチルアルコール、テトラコサン酸、エイコサン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、ノナデカン酸、パルミチン酸ヒドロキシオクタン酸、ドコサン酸、特開2002-105414号公報に記載の一般式(1)~(17)の化合物、等が挙げられる。
また、カルナウバワックス、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;などの天然ワックスが挙げられる。また、これら天然ワックスのほか、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス;などが挙げられる。更に、12-ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド;低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ-n-ステアリルメタクリレート、ポリ-n-ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n-ステアリルアクリレート-エチルメタクリレートの共重合体等);側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子、などを用いてもよい。
これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に用いられる樹脂と有機低分子物質は相溶しないことが好ましく、有機低分子物質は離型剤として機能することが好ましい。この場合、該有機低分子物質の溶融温度は100℃以下が好ましく、更に好ましくは90℃以下である。溶融温度が100℃以下であると、定着時にコールドオフセットが発生することを防止しやすくなる。
また、有機低分子物質の溶融粘度としては、有機低分子物質の融点より10℃高い温度での測定値として、5~1000cpsが好ましく、10~100cpsがより好ましい。溶融粘度が5cps以上であると、離型性が低下することを防止でき、1,000cps以下であると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られやすくなる。
離型剤として、中でもモノエステルワックスを含んでいることが好ましい。モノエステルワックスは、一般的な結着樹脂との相溶性が低いため、定着時に表面に染み出しやすく、高い離型性を示し、高光沢と高い低温定着性を確保できる。
前記モノエステルワックスは合成エステルワックスを用いることが好ましい。合成エステルワックスの例としては、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が挙げられる。長鎖直鎖飽和脂肪酸は一般式C2n+1COOHで表わされ、n=5~28程度のものが好ましく用いられる。また長鎖直鎖飽和アルコールはC2n+1OHで表わされn=5~28程度のものが好ましく用いられる。
ここで長鎖直鎖飽和脂肪酸の具体例としては、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラモン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸およびメリシン酸等が挙げられる。一方長鎖直鎖飽和アルコールの具体例としては、アミルアルコール、ヘキシールアルコール、ヘプチールアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコールおよびヘプタデカンノオール等が挙げられ、低級アルキル基、アミノ基、ハロゲン等の置換基を有していてもよい。
離型剤の含有量としては、粒子A又は粒子B100質量部に対して4~8質量部含有されることが好ましく、5~7質量部がより好ましい。4質量部以上であると、定着時における表面への染み出しが良好に行われ、離型性が悪くなることを抑え、光沢、低温定着性、耐高温オフセット性が向上する。8質量部以下であると、トナー表面に析出する離型剤の量が増えることを抑え、トナーの保存性が低下することを抑え、感光体等へのフィルミング性が低下することを抑えられる。
本実施形態において、結着樹脂として非晶性ポリエステル樹脂を用いる場合、トナーはワックス分散剤を含有することが好ましい。また、ワックス分散剤は、モノマーとして少なくともスチレン、ブチルアクリレート及びアクリロニトリルを含む共重合体組成物の他、該共重合体組成物のポリエチレン付加物等を含むことが好ましい。
<着色剤>
本実施形態のトナーは、着色剤を含んでいてもよい。特に粒子Aが着色剤を含むことが好ましく、着色剤としては、全可視光波長を吸収又は反射し、透過光の少ない顔料が好ましく用いられる。
このような特性を有する顔料としては、例えばアルミニウム粉、黄銅粉、銅粉、鉄粉、銀粉、金粉、白金粉などの金属粉;炭酸カルシウム、沈降性硫酸バリウム、バライト粉、ホワイトカーボン、シリカ、アルミナホワイト、水酸化アルミニウム、カオリンクレー等の粘土鉱物;タルク、マイカ、ネフェリンサイナイト等の体質顔料;カーボンブラック、磁性体、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤を混合して黒色に調色された着色剤などの黒色顔料;酸化チタン、チタン白、酸化亜鉛、亜鉛白、硫化亜鉛、リトポン、鉛白、アンチモン白、ジルコニア、酸化ジルコニア等の白色顔料が例示される。
以上のような顔料は、単独で又は複数を混合して、固体及び液体の状態で用いることができ、隠蔽性、耐候性、トナー中への分散性なども考慮して選択される。
粒子Aは、カーボンブラック、金属顔料、白色顔料を含むことが好ましく、特に隠蔽性が良好な顔料である金属顔料又は白色顔料を用いることが好ましい。金属顔料であればアルミニウム顔料がより好ましく、白色顔料であれば酸化チタン顔料がより好ましい。
金属顔料の場合、粒子Aに対する添加量は、10質量%以上20質量%以下が好ましい。10質量%以上であると、良好な隠蔽性が得られ、20質量%以下であると、トナーの帯電特性や電気特性を向上させ、電子写真プロセスでの画像形成に支障が生じることを抑えられる。
更に、前記好ましい範囲の添加量の金属顔料を用いた隠蔽用トナーで隠蔽性を向上させるには、隠蔽用トナーの単位面積中の付着量は0.6mg/cm以上が好ましい。
白色顔料の場合、粒子Aに対する添加量は、40質量%以上60質量%以下が好ましい。40質量%以上であると、良好な隠蔽性が得られ、60質量%以下であると、トナーの帯電特性や電気特性を向上させ、電子写真プロセスでの画像形成に支障が生じることを抑えられる。
更に、前記好ましい範囲の添加量の白色顔料を用いた隠蔽用トナーで隠蔽性を向上させるには、隠蔽用トナーの単位面積中の付着量は0.6mg/cm以上が好ましい。
粒子Bは、着色剤を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよいが、着色剤を含まないことが好ましい。また、粒子Bや画像形成用トナーが着色剤を含む場合、着色剤の添加量は上記の範囲にすることができる。
<その他の成分>
その他の成分としては、特に制限はなく、通常、トナーに使用されるものを含有することができる。例えば、荷電制御剤、外添剤などが挙げられる。
<<荷電制御剤>>
前記荷電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ニグロシン、炭素数2~16のアルキル基を含むアジン系染料(特公昭42-1627号公報)、塩基性染料(例えばC.I.Basic Yello 2(C.I.41000)、C.I.Basic Yello 3、C.I.Basic Red 1(C.I.45160)、C.I.Basic Red 9(C.I.42500)、C.I.Basic Violet 1(C.I.42535)、C.I.Basic Violet 3(C.I.42555)、C.I.Basic Violet 10(C.I.45170)、C.I.Basic Violet 14(C.I.42510)、C.I.Basic Blue 1(C.I.42025)、C.I.Basic Blue 3(C.I.51005)、C.I.Basic Blue 5(C.I.42140)、C.I.Basic Blue 7(C.I.42595)、C.I.Basic Blue 9(C.I.52015)、C.I.Basic Blue 24(C.I.52030)、C.I.Basic Blue 25(C.I.52025)、C.I.Basic Blue 26(C.I.44045)、C.I.Basic Green 1(C.I.42040)、C.I.Basic Green 4(C.I.42000)など、これらの塩基性染料のレーキ顔料、C.I.Solvent Black 8(C.I.26150)、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド等の4級アンモニウム塩、あるいはジブチル又はジオクチルなどのジアルキル錫化合物、ジアルキル錫ボレート化合物、グアニジン誘導体、特公昭41-20153号公報、特公昭43-27596号公報、特公昭44-6397号公報、特公昭45-26478号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯塩、特公昭55-42752号公報、特公昭59-7385号公報に記載されているサルチル酸、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のZn、Al、Co、Cr、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物などが挙げられる。
なお、ブラック以外の画像形成用のカラートナーは、目的の色を損なう荷電制御剤の使用は避けることが好ましく、白色のサリチル酸誘導体の金属塩などが好ましい。
<<外添剤>>
外添剤としては、目的に応じて、適宜選択することができ、例えば、疎水化処理されたシリカ、酸化チタン、及びアルミナの微粒子;樹脂微粒子などが挙げられる。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。また、前記外添剤に加えて、脂肪属金属塩、ポリフッ化ビニリデンの微粒子などの滑剤なども併用可能である。外添剤を含有させることにより、トナーの流動性、転写性などを向上させることができる。
本実施形態のトナーでは、疎水化処理された酸化チタンを外添することにより、湿度変化による帯電量の変動を著しく減少させることができる。また、疎水化処理されたシリカ及び疎水化処理された酸化チタンを外添し、疎水化処理されたシリカの外添量より疎水化処理された酸化チタンの外添量を多くすることにより、トナーの流動性や転写性等を向上させとともに、湿度変化による帯電量の変動を減少させることができる。
さらに、1次粒子径0.01μm~0.03μmの疎水化処理されたシリカ及び比表面積20m/g~60m/gの疎水化処理されたシリカ、疎水化処理された酸化チタンを外添することにより、実使用時の帯電性の低下を減少させることができ耐久性が向上する。
疎水化処理された酸化チタンは、酸化チタンを疎水化処理剤により処理することにより得られる。前記疎水化処理剤としては、例えば、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α-クロルエチルトリクロルシラン、p-クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、p-クロルフェニルトリクロルシラン、3-クロルプロピルトリクロルシラン、3-クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル-トリス(β-メトキシエトキシ)シラン、γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル-トリクロルシラン、デシル-トリクロルシラン、ノニル-トリクロルシラン、(4-t-プロピルフェニル)-トリクロルシラン、(4-t-ブチルフェニル)-トリクロルシラン、ジベンチル-ジクロルシラン、ジヘキシル-ジクロルシラン、ジオクチル-ジクロルシラン、ジノニル-ジクロルシラン、ジデシル-ジクロルシラン、ジドデシル-ジクロルシラン、ジヘキサデシル-ジクロルシラン、(4-t-ブチルフェニル)-オクチル-ジクロルシラン、ジオクチル-ジクロルシラン、ジデセニル-ジクロルシラン、ジノネニル-ジクロルシラン、ジ-2-エチルヘキシル-ジクロルシラン、ジ-3,3-ジメチルベンチル-ジクロルシラン、トリヘキシル-クロルシラン、トリオクチル-クロルシラン、トリデシル-クロルシラン、ジオクチル-メチル-クロルシラン、オクチル-ジメチル-クロルシラン、(4-t-プロピルフェニル)-ジエチル-クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤などが挙げられる。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。
<隠蔽用トナー及び画像形成用トナーの特性>
以下、本実施形態で用いられる隠蔽用トナー、画像形成用トナーの特性について説明する。
<<弾性率測定>>
隠蔽用トナーの弾性率を測定するには、以下のようにして行う。
粒子Aや粒子B等の2種類以上の粒子を含む隠蔽用トナーをマイクロマニピュレーターにより1粒子ずつ各種粒子に分ける。このとき、例えば透過光の少ない顔料を含む粒子を粒子Aとし、透過光の少ない顔料を含まない粒子を粒子Bとする。
得られた粒子をエポキシ樹脂(30分硬化型)に包埋後、UltraSONIC ダイヤナイフ(5V、33kHz)を用いてウルトラミクロトーム(FEED=80nm、SPEED=0.05mm/s)で薄片化し、シリコンウエハ上に採取する。得られたシリコンウエハをエポキシ樹脂(5分硬化型)でSPM用磁性試料板に固定し、Dimension Fastscan (Bruker AXS)にて下記条件で測定する。粒子A、粒子Bそれぞれ20個以上の粒子を測定し平均値をとることが好ましい。
[条件]
Mode:Peak Force QNM
Scan size:20μm
Scan rate:0.5Hz
Resolution:256
カンチレバー:RESTPA-525
Peak Force Setpoint:200nN
測定温度:100℃から200℃まで10℃刻みで測定
<<体積平均粒径>>
画像形成用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。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、画像形成用トナーにおいては、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隠蔽用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。
隠蔽用トナーの重量平均粒径については、特に制限されるものではないが、含有した顔料粒径の120%以上150%以下が好ましい。例えば、隠蔽性の高い金属顔料類は粒径が大きく、8~30μm程度の粒径であることが一般的であることから、上記の範囲であると、該顔料を完全に内包できる。また、酸化チタンなど粒径が300nm以下の顔料を用いた場合は、画像形成用トナー同様、4μm~8μmが好ましく、5μm~7μmがより好ましい。
トナー粒子の粒度分布の測定は、コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置を用いて行うことができる。前記装置としては、例えば、コールターカウンターTA-IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。
具体的な測定方法は以下の通りである。
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。
粒子Aの重量平均粒径としては、特に制限されないが、、隠蔽性の高い前記金属顔料類は粒径が大きく、8~30μm程度の粒径であることが一般的であることから、該顔料を完全に内包できる様、含有した顔料粒径の120%から150%程度が好ましい。
酸化チタンなど粒径が300nm以下の顔料を用いた場合は、画像形成トナー同様4μm~8μmが好ましく、5μm~7μmがより好ましい
粒子Bの重量平均粒径としては、特に制限されないが、4μm~8μmが好ましく、5μm~7μmがより好ましい。
<<透過率>>
隠蔽用トナーの透過率は20%以下であることが好ましい。透過率が20%以下であると、得られる印刷物の隠蔽性を向上させることができる。
透過率の測定方法としては、隠蔽用トナーを用いてOHPシートに付着量が0.75mg/cmとなるように2cm×15cmの長方形のベタ画像を形成する。得られた画像を定着下限+10℃の温度で定着させ、定着画像フィルムを得る。得られた画像フィルムを全自動ヘイズコンピューターにて透過率を測定する。
<トナーの製造方法>
本発明の隠蔽用トナーの製造方法としては、適宜変更することが可能であるが、例えば、粒子Aと粒子Bをそれぞれ製造し、粒子Aと粒子Bを混合することにより製造することができる。粒子Aや粒子Bの製造方法としては、従来公知のトナーの製造方法を用いることができ、例えば、溶融混練-粉砕法、重合法などの方法が挙げられる。
また、画像形成用トナーを用いる場合、画像形成用トナーの製造方法としては、従来公知のトナーの製造方法を用いることができ、例えば、溶融混練-粉砕法、重合法などの方法が挙げられる。
<<溶融混練-粉砕法>>
前記溶融混練-粉砕法においては、その製造工程では、例えば、(1)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としてもよい。このような例においては、(2)工程の粉砕/分級する工程で複製する微紛を(1)工程の原料として再度、混練することがコストの面で好ましい。
混練に使用する混錬機としては、密閉式ニーダー、1軸もしくは2軸の押出機、又はオープンロール型混練機等を用いることができる。混錬機の種類としては、例えば、KRCニーダー(栗本鉄工所社製)、ブス・コ・ニーダー(Buss社製)、TEM型押し出し機(東芝機械社製)、TEX二軸混練機(日本製鋼所社製)、PCM混練機(池貝鉄工所社製)、三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製)、ニーデックス(三井鉱山社製)、MS式加圧ニーダー、ニダールーダー(森山製作所社製)、バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)などが挙げられる。
粉砕機としては、例えば、カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製)、IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製)、クロスジェットミル(栗本鉄工所社製)、ウルマックス(日曹エンジニアリング社製)、SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製)、クリプトロン(川崎重工業社製)、ターボミル(ターボエ業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)などが挙げられる。
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。
<<重合法>>
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粒子Aや粒子Bに含有させることが好ましい。
次に、トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
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。
分散後、乳化分散体(反応物)から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子としての粒子Aや粒子Bを得る。
(トナーセット)
本発明のトナーセットは、画像形成用トナーと、上記本発明の隠蔽用トナーとを含むことを特徴とする。本発明のトナーセットによれば、隠蔽性と剥離性が良好な印刷物を得ることができる。
(現像剤)
本発明の現像剤は、本発明の隠蔽用トナーを含んでいればよく、一成分現像剤として用いてもよいし、二成分現像剤として用いてもよい。二成分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。
また、本発明において、画像形成用トナーをあわせて用いる場合においても、画像形成用トナーとキャリアを用いて、画像形成用の二成分現像剤としてもよい。
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。
(印刷物)
本発明の印刷物は、記録媒体と、該記録媒体上に形成された画像形成用トナーによる画像層と、該画像層上に形成された上記本発明の隠蔽用トナーによる隠蔽層とを有する。本発明の印刷物は、例えばスクラッチシートなどと称するものであってもよい。本発明の印刷物としては、例えば、インスタント宝くじ、景品くじ、ダイレクトメール、キャンペーンシート等が挙げられる。本発明の印刷物は、剥離性及び隠蔽性に優れる。
(画像形成装置、画像形成方法及びトナー収容ユニット)
本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体に形成された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トナー像を定着させる定着手段とを有し、前記トナーが本発明の隠蔽用トナーであることを特徴とする。更に必要に応じて、その他の手段を有する。
本発明の画像形成方法は、感光体を帯電させる帯電工程と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記感光体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、前記感光体に形成された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トナー像を定着させる定着工程とを有し、前記トナーが本発明の隠蔽用トナーであることを特徴とする。更に必要に応じて、その他の工程を有する。
本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、上記本発明のトナーと同様に、剥離性及び隠蔽性に優れた印刷物を製造できる。また、本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、短い納期で少量多品種の需要に対応する、工程の少ないオンデマンド生産により、剥離性及び隠蔽性に優れた印刷物を多くの工程を経ずに低コストで製造することができる。
<感光体(静電潜像担持体)>
前記感光体の材質、構造、大きさとしては、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、その材質としては、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などが挙げられる。
<帯電手段及び帯電工程>
前記帯電手段としては、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、導電性又は半導電性のローラ、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などが挙げられる。
前記帯電工程は、例えば、前記帯電手段を用いて前記感光体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電手段の形状としては、ローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等どのような形態をとってもよく、前記画像形成装置の仕様や形態にあわせて選択することができる。
前記帯電手段としては、前記接触式の帯電手段に限定されるものではないが、帯電手段から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電手段を用いることが好ましい。
<露光手段及び露光工程>
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記感光体の表面に、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。例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光手段などが挙げられる。
前記露光手段に用いられる光源としては、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。例えば、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物全般などが挙げられる。
また、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルター等の各種フィルターを用いることもできる。
前記露光工程は、例えば、前記露光手段を用いて前記感光体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
なお、本発明においては、前記感光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。
<現像手段及び現像工程>
前記現像手段としては、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、前記トナー乃至現像剤を用いて現像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る。例えば、前記現像剤を収容し、前記静電潜像に該現像剤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ましい。
前記現像器としては、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有するものなどが好適に挙げられる。前記現像器内では、例えば、前記トナーと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、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感光体の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記現像工程は、前記現像手段により実施することができ、前記静電潜像を、トナーを用いて現像して可視像を形成する工程である。
<転写手段及び転写工程>
前記転写手段としては、可視像を記録媒体に転写する手段であれば、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。可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
前記転写工程としては、可視像を記録媒体に転写する工程であれば、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。中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましい。
前記転写工程は、例えば、前記可視像を、転写帯電器を用いて前記感光体を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。
ここで、前記記録媒体上に二次転写される画像が複数色のトナーからなるカラー画像である場合に、前記転写手段により、前記中間転写体上に各色のトナーを順次重ね合わせて当該中間転写体上に画像を形成するようにしてもよい。この場合、前記中間転写手段により、当該中間転写体上の画像を前記記録媒体上に一括で二次転写する構成とすることができる。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルトなどが好適に挙げられる。
前記転写手段(前記第一次転写手段、前記第二次転写手段)は、前記感光体上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写器としては、例えば、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、代表的には紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
<定着手段及び定着工程>
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させる手段であれば、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、公知の加熱加圧部材が好ましい。前記加熱加圧部材としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せなどが挙げられる。
前記定着工程としては、前記記録媒体に転写された可視像を定着させる工程であれば、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。例えば、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナー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。
前記定着工程は、前記定着手段により行うことができる。
前記加熱加圧部材における加熱は、適宜変更することが可能であるが、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。
前記定着工程における面圧としては、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、10N/cm~80N/cmであることが好ましい。
<その他の手段及びその他の工程>
その他の手段としては、例えば、クリーニング手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段などが挙げられる。
その他の工程としては、例えば、クリーニング工程、除電工程、リサイクル工程、制御工程などが挙げられる。
<<除電手段及び除電工程>>
前記除電手段としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、除電ランプなどが挙げられる。
前記除電工程としては、前記感光体に対し除電バイアスを印加して除電する工程であれば、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、前記除電手段により行うことができる。
<<リサイクル手段及びリサイクル工程>>
前記リサイクル手段としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる手段であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の搬送手段などが挙げられる。
前記リサイクル工程としては、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像装置にリサイクルさせる工程であれば、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、前記リサイクル手段により行うことができる。
<トナー収容ユニット>
本発明におけるトナー収容ユニットとは、トナーを収容する機能を有するユニットに、トナーを収容したものをいう。ここで、トナー収容ユニットの態様としては、例えばトナー収容容器、現像器、プロセスカートリッジ等があげられる。
トナー収容容器とは、トナーを収容した容器をいう。
現像器は、トナーを収容し現像する手段を有するものをいう。
プロセスカートリッジとは、少なくとも像担持体と現像手段とを一体とし、トナーを収容し、画像形成装置に対して着脱可能であるものをいう。前記プロセスカートリッジは、更に帯電手段、露光手段、クリーニング手段のから選ばれる少なくとも一つを備えてもよい。
本発明のトナー収容ユニットを、画像形成装置に装着して画像形成することで、本発明の隠蔽用トナーを用いて印刷物の製造が行われるため、剥離性及び隠蔽性に優れた印刷物を製造することができる。
<画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態>
ここで、図面を用いて本発明の画像形成装置及び画像形成方法の一実施形態について説明する。図1は、本発明の画像形成装置の一例の全体を示した図である。画像処理部(以下、「IPU」という)(14)に送られた画像データは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)、S(スクラッチ)、の5色の各画像信号を作成する。なお、S(スクラッチ)は、本発明の隠蔽用トナーに対応する。
次に、画像処理部で、Y、M、C、Bk、S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、Y、M、C、Bk、S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Yに、第2の感光体ドラム(22)がMに、第3の感光体ドラム(23)がCに、第4の感光体ドラム(24)がBkに、第5の感光体ドラム(25)がS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(記録媒体)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。
この転写工程終了後、上記転写紙は定着ユニット(80)に搬送されて、この定着ユニット(80)で、上記転写されたトナー像は転写紙上に定着され、搬送ベルト(90)に搬送される。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2の装置及びこれを用いた画像形成方法においては、図1同様に感光体ドラム(21、22、23、24、25)上に形成されたトナー像を一旦転写ドラム上に転写し、二次転写手段(66)によって転写紙上にトナー像は転写され、定着機(80)で定着される。従って図1の装置を用いた画像形成方法の現像順序と逆の順序で転写紙上に転写されるため、スクラッチ層をカラー画像上に積層するにはS(スクラッチ)を最初に転写ドラム上に転写し、順次その他のトナーを転写し、二次転写手段(66)によって転写紙上にトナー像は転写する必要がある。
本発明では、図1に示される例、図2に示される例共に使用可能である。なお、隠蔽用トナーを厚く載せる場合、転写ドラム上の隠蔽用トナー層が厚くなり二次転写がし難くなる場合があるため、図3のように別転写ドラムにすることもできる。この場合は最後に転写される別転写ドラムを用いた転写工程に配置される。
次に、現像ユニット周辺の構成について説明する。
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る。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。
本実施形態における現像ユニット(4)は、二成分現像剤を収容した現像容器(2)を備え、感光体ドラム(1)と対面した現像容器(2)の開口部に、現像剤担持体としての現像スリーブ(11)が感光体(1)と所定の間隔を開けて回転自在に設置されている。
現像スリーブ(11)は、非磁性材料の円筒形からなり、矢印の方向に回転する感光体(1)に対して、対向部が同方向に移動する向きに回転する。現像スリーブ(11)の内側には磁界発生手段のマグネットローラが固定配置されている。マグネットローラは、5つの磁極(N1,S1,N2,N3,S2)を有している。現像スリーブ(11)上方の現像容器(2)の部分には現像剤規制部材としての規制ブレード(10)が取付けられ、この規制ブレード(10)は、マグネットローラの鉛直方向最上点に略位置した磁極(S2)の近傍に向けて、現像スリーブ(11)と非接触に配置されている。
現像容器(2)内には第1現像剤攪拌搬送手段である供給スクリュー(5)、第2現像剤攪拌搬送手段である回収スクリュー(6)、第3現像剤攪拌搬送手段である攪拌スクリュー(7)をそれぞれ収容する供給搬送路(2a)、回収搬送路(2b)、攪拌搬送路(2c)の3つの現像剤搬送路が設けられている。供給搬送路(2a)と攪拌搬送路(2c)とは、斜め上下方向に配置されている。また、回収搬送路(2b)は、現像スリーブ(11)の現像領域下流側で、攪拌搬送路(2c)と略水平な側方に配置されている。
現像容器(2)内に収容された二成分現像剤は、供給スクリュー(5)、回収スクリュー(6)、攪拌スクリュー(7)の撹拌、搬送により供給搬送路(2a)、回収搬送路(2b)、攪拌搬送路(2c)を循環搬送されながら、供給搬送路(2a)より現像スリーブ(11)に供給される。現像スリーブ(11)に供給された現像剤は、マグネットローラの磁極(N2)により現像スリーブ(11)上に汲み上げられる。
現像スリーブ(11)の回転にともない、現像スリーブ(11)上を磁極(S2)から磁極(N1)、磁極(N1)から磁極(S1)と搬送され、現像スリーブ(11)と感光体(1)とが対向した現像領域に至る。その搬送の途上で現像剤は、規制ブレード(10)により磁極(S2)と共同して磁気的に層厚を規制され、現像スリーブ(11)上に現像剤の薄層が形成される。
現像スリーブ(11)内の現像領域に位置されたマグネットローラの磁極(S1)は現像主極であり、現像領域に搬送された現像剤は、磁極(S1)によって穂立ちして感光体(1)の表面に接触し、感光体(1)の表面に形成された静電潜像を現像する。 潜像を現像した現像剤は、現像スリーブ(11)の回転にともない現像領域を通過し、搬送極(N3)を経て現像容器(2)内に戻され、磁極(N2、N3)の反発磁界により現像スリーブ(11)から離脱し、回収スクリュー(6)により回収搬送路(2b)に回収される。
供給搬送路(2a)と斜め下方の回収搬送路(2b)とは、第1仕切り部材(3A)によって仕切られている。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6は、回収スクリュー(6)による搬送方向下流部における回収搬送路(2b)と攪拌搬送路(2c)との断面図であり、回収搬送路(2b)と攪拌搬送路(2c)とを連通する開口部(2d)が設けられている。
図7は、供給スクリュー(5)による搬送方向上流部における現像ユニット(4)の断面図であり、第3仕切り部材(3C)に攪拌搬送路(2c)と供給搬送路(2a)とを連通する開口部(2e)が設けられている。
また、図8は、供給スクリュー(5)による搬送方向下流部における現像ユニット(4)の断面図であり、第3仕切り部材(3C)に攪拌搬送路(2c)と供給搬送路(2a)とを連通する開口部(2f)が設けられている。
次に、3つの現像剤搬送路内での現像剤の循環について説明する。
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。
また、回収スクリュー(6)により現像スリーブ(11)から回収搬送路(2b)に回収され、供給搬送路(2a)の現像剤と同方向に搬送方向下流部まで搬送された回収現像剤は第2仕切り部材(3B)に設けられた第2現像剤供給用開口部としての開口部(2d)より攪拌搬送路(2c)に供給される。
攪拌搬送路(2c)では、攪拌スクリュー(7)により供給された余剰現像剤と回収現像剤とを攪拌し、回収搬送路(2b)及び供給搬送路(2a)の現像剤と逆方向に搬送する。そして、攪拌搬送路(2c)の搬送方向下流側に搬送された現像剤は、第3仕切り部材(3C)に設けられた第3現像剤供給用開口部としての開口部(2e)より供給搬送路(2a)の搬送方向上流部に供給される。
また、攪拌搬送路(2c)の下方には、トナー濃度センサ(不図示)が設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、トナー収容部(不図示)からトナー補給を行っている。攪拌搬送路(2c)では攪拌スクリュー(7)によって、必要に応じてトナー補給口(3)から補給されるトナーを、回収現像剤及び余剰現像剤と攪拌しながら搬送方向下流側へ搬送する。トナーを補給する際には攪拌スクリュー(7)の上流にて補給すると補給から現像までの攪拌時間を長くとれるので好ましい。
このように現像ユニット(4)では、供給搬送路(2a)と回収搬送路(2b)とを備え、現像剤の供給と回収とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が供給搬送路(2a)に混入することがない。よって、供給搬送路(2a)の搬送方向下流側ほど現像スリーブ(11)に供給される現像剤のトナー濃度が低下することを防止することができる。
また、回収搬送路(2b)と攪拌搬送路(2c)とを備え、現像剤の回収と攪拌とを異なる現像剤搬送路で行うので、現像済みの現像剤が攪拌の途中に落ちることがない。 よって、十分に攪拌がなされた現像剤が供給搬送路(2a)に供給されるため、供給搬送路(2a)に供給される現像剤が攪拌不足となることを防止することができる。
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。
また、図7に示す供給搬送路(2a)の搬送方向上流部では、斜め下方に配置される攪拌搬送路(2c)から上方の供給搬送路(2a)へ現像剤を供給するものである。この現像剤の受け渡しは、攪拌スクリュー(7)の回転で現像剤を押し込むことにより、現像剤を盛り上がらせて開口部(2e)より現像剤を溢れさせて供給搬送路(2a)に現像剤を供給するものである。このような現像剤の移動は、現像剤に対してストレスを与えることになり、現像剤の寿命低下の一因となる。
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。
また、図8に示す供給スクリュー(5)による搬送方向下流部では、上方に配置される供給搬送路(2a)から斜め下方に配置される攪拌搬送路(2c)へ現像剤を供給するために、供給搬送路(2a)と攪拌搬送路(2c)とを連通する開口部(2f)が設けられている。ここで、攪拌搬送路(2c)と供給搬送路(2a)とを仕切る第3仕切り部材(3C)は、供給搬送路(2a)の最下点から上方に延伸しており、開口部(2f)は最下点よりも上方の位置に設けられている。
また、図10は、供給スクリュー(5)による搬送方向最下流部における現像ユニット(4)の断面図である。図10に示すように、供給スクリュー(5)による搬送方向に関して開口部(2f)よりも下流部には、第3仕切り部材(3C)に攪拌搬送路(2c)と供給搬送路(2a)とを連通する開口部(2g)が設けられている。また、開口部(2g)は開口部(2f)の最上部よりも上方に設けられている。
開口部(2f,2g)を有する供給搬送路(2a)では、供給スクリュー(5)により供給搬送路(2a)を軸方向に開口部(2f)まで搬送されてきた現像剤のうち嵩が開口部(2f)の最下部の高さに達するものは、開口部(2f)を介して下方の攪拌搬送路(2c)へこぼれ落ちる。一方、開口部(2f)の最下部の高さに達しない現像剤は、供給スクリュー(5)によりさらに下流側へ搬送されながら現像スリーブ(11)に供給される。
そこで、供給搬送路(2a)内の開口部(2f)よりも下流側では、現像剤の嵩は開口部(2f)の最下部よりも徐々に低くなっていく。供給搬送路(2a)の最下流部は行き止まりとなっているため最下流部で現像剤の嵩が高くなることもあるが、ある程度の高さになると供給スクリュー(5)に逆らって現像剤が押し戻されて開口部(2f)まで戻り、開口部(2f)の最下部の高さに達するものは開口部(2f)を介して下方の攪拌搬送路(2c)へこぼれ落ちる。
これらにより、供給搬送路(2a)の開口部(2f)よりも下流側では、現像剤の嵩は増え続けることはなく、開口部(2f)の最下部近傍である勾配を持った平衡状態となる。開口部(2g)を、開口部(2f)の最上部より高い位置、すなわち、この平衡状態よりも高い位置に設けることで、開口部(2f)が現像剤で塞がれて通気が不十分となる虞は少なく、攪拌搬送路(2c)と供給搬送路(2a)とで十分な通気を確保することができる。すなわち、開口部(2g)は、供給搬送路(2a)と攪拌搬送路(2c)との間の現像剤供給用開口部としての機能ではなく、供給搬送路(2a)と攪拌搬送路(2c)との間で十分な通気を確保するための通気用開口部としての機能を果たすものである。
このような通気用の開口部(2g)を設けることで、下方に配置される攪拌搬送路(2c)および攪拌搬送路(2c)と連通する回収搬送路(2b)で内圧が上昇しても、空気を通過させるフィルタを設けた上方の供給搬送路(2a)と十分な通気を確保することができ、現像ユニット(4)全体の内圧上昇を抑制することができる。
本発明のトナー、トナーセット又は現像剤は、感光体と、静電潜像形成手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて用いることができる。
図4に、本発明のトナーを有するプロセスカー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、プロセスカートリッジは感光体(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。
本実施形態においては、上述の感光体(20)、静電潜像形成手段(32)、現像手段(40)及びクリーニング手段(61)等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
本実施形態における、プロセスカートリッジを備えた画像形成装置の動作の一例を説明すると次の通りである。
まず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る。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る。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る。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。次いで、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(コピー)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、クリー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。
次に、本実施形態におけるプロセスカートリッジの他の例を示す。本例のプロセスカートリッジは、感光体と、前記感光体に形成された静電潜像を、前記現像剤を用いて現像してトナー像を形成する、前記現像剤を備える現像手段を有し、画像形成装置に着脱可能とした装置(部品)である。
本例のプロセスカートリッジは、各種画像形成装置に着脱可能に形成されており、静電潜像を担持する感光体と、感光体上に担持された静電潜像を本発明の現像剤で現像してトナー像を形成する現像手段を少なくとも有する。なお、必要に応じて、他の手段をさらに有していてもよい。
前記現像手段としては、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内に収容された現像剤を担持すると共に搬送する現像剤担持体を少なくとも有する。なお、現像手段は、担持する現像剤の厚さを規制するため規制部材等をさらに有してもよい。
図11に、本例のプロセスカートリッジの一例を示す。プロセスカートリッジ110は、感光体ドラム10、コロナ帯電器58、現像器40、転写ローラ80及びクリーニング装置90を有する。
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以下、特に説明のない限り「部」とあるのは質量部を意味し、「%」とあるのは質量%を意味する。
(粒子Aの作製)
<粒子A1>
以下の組成のトナー原材料を用いて、粒子A1を作製した。
・付加重合系樹脂A(三菱レイヨン社製FB-1912) 95部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・アルミニウム顔料(東洋アルミニウム社製BP-4696乾燥品) 15部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
なお、サリチル酸誘導体ジルコニウム塩は、以下の構造式(1)の化合物を用いた。なお、以下、他の粒子A、粒子Bも同様である。
Figure 2022016054000002
構造式(1)中のLは、以下の構造式(2)を示す。
Figure 2022016054000003
上記組成のトナー原材料を、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社製、コニーダ混練機)で100℃~150℃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。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10.0±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12.0±0.3μm、重量平均粒径/個数平均粒径の比が1.30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、隠蔽用トナー母体粒子となる[粒子A1]を得た。
<粒子A2>
以下の組成のトナー原材料とした以外は、[粒子A1]と同様にして[粒子A2]を作製した。
・付加重合系樹脂A(三菱レイヨン社製FB-1912) 95部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・アルミニウム顔料(東洋アルミニウム社製BP-4696乾燥品) 5部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
<粒子A3>
以下の組成のトナー原材料とした以外は、[粒子A1]と同様にして[粒子A3]を作製した。
・付加重合系樹脂A(三菱レイヨン社製FB-1912) 75部
・非晶性ポリエステルA(花王社製RN-306SF) 20部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・アルミニウム顔料(東洋アルミニウム社製BP-4696乾燥品) 15部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
<粒子A4>
以下の組成のトナー原材料とした以外は、[粒子A1]と同様にして[粒子A4]を作製した。
・付加重合系樹脂A(三菱レイヨン社製FB-1912) 95部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・酸化チタン 50部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
<粒子A5>
以下の組成のトナー原材料とした以外は、[粒子A1]と同様にして[粒子A5]を作製した。
・付加重合系樹脂A(三菱レイヨン社製FB-1912) 55部
・非晶性ポリエステルA(花王社製RN-306SF) 40部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・アルミニウム顔料(東洋アルミニウム社製BP-4696乾燥品) 15部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
(粒子Bの作製)
<粒子B1>
以下の組成のトナー原材料とした以外は、[粒子A1]と同様にして[粒子B1]を作製した。
・非晶性ポリエステルA(花王社製RN-306SF) 40部
・結晶性ポリエステルB(花王社製RNC-100) 10部
・ハイブリッド樹脂A(花王社製RNH-104SF) 45部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
<粒子B2>
以下の組成のトナー原材料とした以外は、[粒子A1]と同様にして[粒子B2]を作製した。
・付加重合系樹脂A(三菱レイヨン社製FB-1912) 55部
・非晶性ポリエステルA(花王社製RN-306SF) 40部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
<粒子B3>
以下の組成のトナー原材料とした以外は、[粒子A1]と同様にして[粒子B3]を作製した。
・付加重合系樹脂A(三菱レイヨン社製FB-1912) 80部
・付加重合系樹脂B(三菱レイヨン社製FB-1765) 15部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・アルミニウム顔料(東洋アルミニウム社製BP-4696乾燥品) 15部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
<粒子B4>
以下の組成のトナー原材料とした以外は、[粒子A1]と同様にして[粒子B4]を作製した。
・非晶性ポリエステルA(花王社製RN-306SF) 40部
・結晶性ポリエステルB(花王社製RNC-100) 25部
・ハイブリッド樹脂A(花王社製RNH-104SF) 30部
・ワックス(日油株式会社製WE-11) 5部
・サリチル酸誘導体ジルコニウム塩 1部
(実施例1)
[粒子A1]80部、[粒子B1]20部、[添加剤1](HDK-2000、クラリアント株式会社製)0.5部、及び、[添加剤2](H05TD、クラリアント株式会社製)0.5部をヘンシェルミキサーで撹拌混合し、[トナー1]を製造した。
(実施例2)
実施例1において、[粒子A1]を[粒子A2]に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー2]を製造した。
(実施例3)
実施例1において、[粒子A1]を50部に変更し、[粒子B1]を50部に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー3]を製造した。
(実施例4)
実施例1において、[粒子A1]を[粒子A3]に、[粒子B1]を[粒子B2]に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー4]を製造した。
(実施例5)
実施例1において、[粒子A1]を50部に変更し、[粒子B1]20部を[粒子B2」50部に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー5]を製造した。
(実施例6)
実施例1において、[粒子A1]80部を[粒子A2]50部に変更し、[粒子B1]20部を[粒子B2]50部に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー6]を製造した。
(実施例7)
実施例1において、[粒子A1]を[粒子A4]に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー7]を製造した。
(比較例1)
実施例1において、[粒子A1]を[粒子A5]に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー8]を製造した。
(比較例2)
実施例1において、[粒子B1]を[粒子B3]に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー9]を製造した。
(比較例3)
実施例1において、[粒子B1]を[粒子B4]に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー10]を製造した。
(比較例4)
実施例1において、[粒子A1]を[粒子A3]に変更し、[粒子B1]を[粒子B4]に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い[トナー11]を製造した。
上記実施例及び比較例における、粒子Aと粒子Bの種類、及び、粒子Aと粒子Bの配合量を以下の表1に示す。
(測定)
上記製造した各トナー(隠蔽用トナー)について、下記の測定を行った。
<弾性率>
上記製造した各トナーをマイクロマニピュレーターにより1粒子ずつ各種粒子に分けた。このとき、透過光の少ない顔料を含む粒子を粒子Aとし、透過光の少ない顔料を含まない粒子を粒子Bとした。
得られた粒子をエポキシ樹脂(30分硬化型)に包埋後、UltraSONIC ダイヤナイフ(5V、33kHz)を用いてウルトラミクロトーム(FEED=80nm、SPEED=0.05mm/s)で薄片化し、シリコンウエハ上に採取する。得られたシリコンウエハをエポキシ樹脂(5分硬化型)でSPM用磁性試料板に固定し、Dimension Fastscan (Bruker AXS)にて下記条件で測定した。
粒子A、粒子Bのそれぞれについて、20個の粒子に対して測定を行い、平均値を求めた。
[条件]
Mode:Peak Force QNM
Scan size:20μm
Scan rate:0.5Hz
Resolution:256
カンチレバー:RESTPA-525
Peak Force Setpoint:200nN
測定温度:100℃から200℃まで10℃刻みで測定
<透過率>
各トナーを用いてOHPシートに付着量が0.75mg/cmとなるように2cm×15cmの長方形のベタ画像を形成した。得られた画像を定着下限+10℃の温度で定着させ、定着画像フィルムを得た。得られた画像フィルムを全自動ヘイズコンピューターにて透過率を測定した。
(二成分現像剤の製造)
<キャリアAの作製>
下記組成の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。このコート層形成液を、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A]を得た。
シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン)・・・・・・・・・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
<隠蔽用の二成分現像剤の作製>
上記製造した各トナーと上記作製した[キャリアA]を用いて、ターブラーミキサー(ウィリー・エ・バッコーフェン(WAB)社製)により、48rpmで5分間均一混合し帯電させ、それぞれ隠蔽用(隠蔽層形成用)の二成分現像剤を作製した。なお、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:6質量%に合わせて混合した。
<画像形成用の二成分現像剤の作製>
公知の手法により、着色剤を含む画像形成用トナーを作製し、該トナー6質量%と、[キャリアA]94質量%を混合させて、画像形成用の二成分現像剤を作製した。画像形成用の二成分現像剤としては、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)の各色を作製した。
(評価)
<印刷物の作製>
RICOH PRO C7201S(リコー社製)のプロセスカラーユニットに各色の画像形成用の二成分現像剤を設置し、スペシャルトナーユニットとしてS(スクラッチ)用のユニットに隠蔽用の二成分現像剤を設置した。
評価に用いた用紙としては、リコー社製PPC用紙TYPE6000(70W)を使用した。
下地画像として電子写真学会テストチャート No.1-R 1993を画像形成用トナーで形成し、下地画像を隠蔽するための全ベタの隠蔽層(スクラッチ層)を隠蔽用トナーで形成することにより、印刷物(スクラッチシート)を作製した。隠蔽層の付着量は、0.75mg/cmとした。
印刷物の作製は以下のようにしている。隠蔽用トナーを最初に転写ドラム上に転写し、次いで、順次、画像形成用トナーを転写した後、用紙にトナー像を転写した。次いで、定着機で下地画像となるトナー像と、隠蔽層となるトナー像とを同時に定着させた。これにより、用紙上に下地画像が形成され、下地画像上に隠蔽層が形成された印刷物を得た。
<評価の概要>
作製したそれぞれのスクラッチシートについて以下の評価を行った。各評価は官能評価にて行い、評価者は25歳から55歳までの男女の中からランダムに選出した20名によって実施した。その結果を表1に示す。
<隠蔽性>
各スクラッチシートのスクラッチ層を削る前の下地画像が十分隠蔽されているかを評価した。下地画像を完全に隠蔽できているものを「○」、完全に隠蔽されているとは言えないが、実用品として問題ないものを「△」、隠蔽されておらず、読み取ることができるものを「×」(不合格)とした。
<剥離性>
各スクラッチシートを100円玉を用いて削り、スクラッチ層をはがしたときの下地画像とスクラッチ層の剥離状態を評価した。下地画像上のスクラッチ層が完全に剥がれた場合を「〇」(優)、一部剥がし残りはあるが下地画像が読み取れる程度は「△」(可)、剥離せず下地画像が確認できない場合を「×」(不可)とした。「△」(可)より良い結果を合格とした。
Figure 2022016054000004
14 画像処理部(IPU)
15 書き込み部
16 給紙部
17 定着済み転写紙搬送部
20 感光体ドラム
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
特許第4139643号公報 特開2013-068787号公報 特開2013-088700号公報

Claims (11)

  1. 100℃~150℃における弾性率G’が1.0×10Paより大きい粒子Aと、100℃~150℃における弾性率G’が1.0×10Pa以上1.0×10Pa以下の粒子Bとを含むことを特徴とする隠蔽用トナー。
  2. 透過率が20%以下であることを特徴とする請求項1に記載の隠蔽用トナー。
  3. 前記粒子Aは、カーボンブラック、金属顔料又は白色顔料を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の隠蔽用トナー。
  4. 前記粒子Aは、前記粒子Aと前記粒子Bの合計量に対して60質量%以上95質量%以下含まれることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の隠蔽用トナー。
  5. 100℃~150℃における前記粒子Aの弾性率G’をG’(A)とし、100℃~150℃における前記粒子Bの弾性率G’をG’(B)としたとき、
    G’(A)-G’(B)が5.0×10Pa以上であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の隠蔽用トナー。
  6. 結着樹脂及び着色剤を含む画像形成用トナーと、請求項1~5のいずれかに記載の隠蔽用トナーとを含むことを特徴とするトナーセット。
  7. キャリアと、請求項1~5のいずれかに記載の隠蔽用トナーとを含むことを特徴とする現像剤。
  8. 請求項1~5のいずれかに記載の隠蔽用トナーを収容したことを特徴とするトナー収容ユニット。
  9. 記録媒体と、該記録媒体上に形成された画像形成用トナーによる画像層と、該画像層上に形成された請求項1~5のいずれかに記載の隠蔽用トナーによる隠蔽層とを有することを特徴とする印刷物。
  10. 感光体と、前記感光体を帯電させる帯電手段と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記感光体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体に形成された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トナー像を定着させる定着手段とを有し、
    前記トナーが請求項1~5のいずれかに記載の隠蔽用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
  11. 感光体を帯電させる帯電工程と、前記感光体に露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記感光体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、前記感光体に形成された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トナー像を定着させる定着工程とを有し、
    前記トナーが請求項1~5のいずれかに記載の隠蔽用トナーであることを特徴とする画像形成方法。
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