JP4189512B2 - フルカラー画像形成方法 - Google Patents
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現像剤として少なくとも、マゼンタトナーとキャリアからなる現像剤、シアントナーとキャリアからなる現像剤、イエロートナーとキャリアからなる現像剤、およびブラックトナーとキャリアからなる現像剤を用い、
いずれのトナーも重量平均粒径が3〜7μmであって、少なくとも脂肪酸金属塩がいずれのトナーにも外添されてなり、
脂肪酸金属塩の含有量が、最も多いトナーと最も少ないトナーとでは3〜10倍の差があることを特徴とするフルカラー画像形成方法に関する。
脂肪酸金属塩の含有量が最も多いトナーを中間転写体に供給し、ブレードクリーニングにより回収する工程を有することを特徴とする上記フルカラー画像形成方法に関する。
さらには、中間転写方式のフルカラー画像形成方法、特にタンデム式フルカラー画像形成方法において、中間転写体表面をブレードクリーニングする工程を採用し、かつ上記現像剤を構成するトナーのうちいずれかのトナー、好ましくは脂肪酸金属塩の含有量が最も多いトナーを中間転写体に供給し、ブレードクリーニングにより回収する工程を採用することにより、中間転写体への特別な潤滑材塗布装置を設けることなく、スジ状拭き残しやフィルミングなどのクリーニング不良を長期にわたって低コストかつ簡便に防止できる。
本明細書中、「外添」とは予め得られたトナー粒子の外部(表面)に存在させるように添加することを意味し、そのように添加される微粒子を「外添剤」というものとする。
「融着」は、凝集粒子における個々の構成粒子の界面の少なくとも一部において樹脂粒子等の溶融による結合が形成され、使用、取り扱い単位としての一つの粒子となることを意図する概念で用いるものとする。そのような「融着」がなされた粒子群を「融着粒子」と呼ぶものとする。
ビニルエーテル系単量体としては、例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルフェニルエーテル等が挙げられる。
モノオレフィン系単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。
ハロゲン化オレフィン系単量体としては、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル等が挙げられる。
スルホン酸含有単量体としては、例えば、スチレンスルホン酸、アリールスルホコハク酸、アリールスルホコハク酸オクチル等が挙げられる。
これらは、ナトリウムやカリウム等のアルカリ金属塩、あるいはカルシウム等のアルカリ土類金属塩の構造であっても良い。
ブラックトナー粒子の製造に使用される無機顔料としては、従来公知の黒色顔料、磁性体顔料を挙げることができる。黒色顔料としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラックが挙げられる。磁性体顔料としては例えば、マグネタイト、フェライト等が挙げられる。これらの無機顔料は所望に応じて単独又は複数を選択併用することが可能である。
これらの有機顔料は所望に応じて単独又は複数を選択併用することが可能である。
マゼンタトナー;画像濃度0.9以上、特に1.0〜1.2;ミノルタ製CM2002、波長530nm、濃度=-log(反射光量/入射光量)、SCIモード;
シアントナー;画像濃度0.9以上、特に1.0〜1.2;ミノルタ製CM2002、波長610nm、濃度=-log(反射光量/入射光量)、SCIモード;
イエロートナー;画像濃度0.9以上、特に1.0〜1.2;ミノルタ製CM2002、波長450nm、濃度=-log(反射光量/入射光量)、SCIモード;および
ブラックトナー;画像濃度1.2以上、特に1.3〜1.4;マクベス反射濃度計RD-914。
マゼンタ顔料−C.I.ピグメントレッド57:1=7〜12重量%、C.I.ピグメントレッド122=9〜14重量%;
イエロー顔料−C.I.ピグメントイエロー74=6〜10重量%、C.I.ピグメントイエロー180=10〜12重量%;
シアン顔料−C.I.ピグメントブルー15:3=5.5〜9重量%;
ブラック顔料−カーボンブラック(リーガル330R;キャボット社製)=7〜12重量%。
本発明においては、外添剤として少なくとも脂肪酸金属塩を用いる。高濃度に着色剤を含有した小粒径トナーにおいては、トナーとキャリアとの混合時に着色剤が一般にキャリア表面へスペントする。それにより、キャリアの荷電能力が変化し、かぶりや粉煙などが発生する。しかしながら、脂肪酸金属塩を後述するような規定範囲内で外添処理したマゼンタ、シアン、イエローおよびブラックのトナーを組み合わせて2成分現像剤として用いると、全てのトナーにおいて脂肪酸金属塩が有効にキャリアヘスペントし、キャリアの荷電性の変化を抑制できる。キャリアにスペントした脂肪酸金属塩が、着色剤を付着しにくくし、かつ/またはプラス成分(脂肪酸金属塩)によりマイナス成分(着色剤)の荷電性を打消し、着色剤スペントによるキャリア荷電性変化のカウンター成分として作用するため、長期の使用においても全てのトナーで帯電の安定性を確保できるものと考えられる。
CnH2n+1COOH
(式中、nは12〜18、好ましくは16〜18を示す)で表される脂肪酸と金属との塩が挙げられる。
トナーの重量平均粒径が3〜7μmに設定される場合、特にさらに中間転写体上の各トナーの最大付着量が5.0g/m2以下に設定される場合、脂肪酸金属塩の含有量が、最も多いトナーと最も少ないトナーでは3〜10倍、好ましくは5〜10倍の範囲内になるように、各トナーの脂肪酸金属塩の含有量を決定する。
マゼンタトナー;0.03〜0.30重量部、好ましくは0.05〜0.20重量部;
シアントナー;0.05〜0.35重量部、好ましくは0.08〜0.25重量部;
イエロートナー;0.10〜0.60重量部、好ましくは0.20〜0.50重量部;および
ブラックトナー;0.05〜0.35重量部、好ましくは0.08〜0.25重量部。
ブラックトナー以外のカラートナー(マゼンタ、シアン、イエロー)の場合は、非磁性トナーとして使用される。
ブラックトナーの場合は、磁性あるいは非磁性いずれのトナーとして使用されてよいが、特に2成分現像剤用の非磁性のフルカラートナーとして使用されることが好ましい。
ここで作像前とは1枚目のコピーが始まる前である。
作像後とはコピー動作が終了した後である。
マルチコピー時の像間とは例えば100枚コピーするときは、50枚目と51枚目の間である。
<樹脂粒子分散液の調製>
スチレン315重量部、アクリル酸n−ブチル85重量部、アクリル酸6重量部およびドデカンチオール10重量部を混合溶解して溶液を調製した。一方、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:花王社製)6重量部およびアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業薬品社製)10重量部をイオン交換水550重量部に溶解し、ここに前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化して10分間ゆっくりと撹拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4重量部を溶解したイオン交換水50重量部を投入した。次いで、系内を窒素で十分に置換した後、フラスコを撹拌しながらオイルバスで70℃まで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続して、中心径171nm、ガラス転移点54℃、Mw34300の樹脂粒子を含有する分散液を得た。
C.I.ピグメントブルー15-3(シアン顔料)5O重量部、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:花王社製)5重量部およびイオン交換水345重量部をホモジナイザー(ウルトラタラックス:IKA社製)により10分間分散し、シアン顔料粒子を含有するシアン着色剤分散液を得た。
上記C.I.ピグメントブルー15-3(シアン顔料)をC.I.ピグメントレッド57-1に変更する以外は同様にしてマゼンタ着色剤分散液M1を、C.I.ピグメントレッド122に変更する以外は同様にしてマゼンタ着色剤分散液M2をそれぞれ得た。
上記C.I.ピグメントブルー15-3(シアン顔料)をカーボンブラック(リーガル330R:キャボット社製)に変更する以外は同様にしてブラック着色剤分散液を得た。
パラフィンワックス(HNP0190:日本精蝋社製)50重量部、カチオン性界面活性剤(サニゾールB50:花王杜製)5重量部およびイオン交換水200重量部を95℃に加熱して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、中心径180nmのワックス粒子を含有するオフセット防止剤分散液を得た。
(トナー粒子C-A(シアン))
樹脂粒子分散液200重量部、シアン着色剤分散液61.6重量部、オフセット防止剤分散液50重量部およびポリ塩化アルミニウム1.23重量部を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら凝集温度を52℃まで加熱した。その後、52℃で60分保持した後、さらに樹脂粒子分散液を60重量部追加して緩やかに60分間撹拌した。
トナー粒子中の着色剤含有量が6重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子C-Bを得た。
体積平均粒径が6.5μmになるように52℃での保持時間を調整したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子C-Cを得た。
体積平均粒径が8.0μmになるように52℃での保持時間を調整したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子C-Cを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにイエロー着色剤分散液Y1を使用したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が9重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子Y-Aを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにイエロー着色剤分散液Y1を使用したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が7重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子Y-Bを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにイエロー着色剤分散液Y1を使用したこと、体積平均粒径が6.5μmになるように52℃での保持時間を調整したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が9重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子Y-Cを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにイエロー着色剤分散液Y1を使用したこと、体積平均粒径が8.0μmになるように52℃での保持時間を調整したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が9重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子Y-Dを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにイエロー着色剤分散液Y2を使用したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が11重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子Y-Eを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにマゼンタ着色剤分散液M1を使用したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が10.3重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子M-Aを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにマゼンタ着色剤分散液M1を使用したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が8重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子M-Bを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにマゼンタ着色剤分散液M1を使用したこと、体積平均粒径が6.5μmになるように52℃での保持時間を調整したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が10.3重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子M-Cを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにマゼンタ着色剤分散液M1を使用したこと、体積平均粒径が8.0μmになるように52℃での保持時間を調整したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が10.3重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子M-Dを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにマゼンタ着色剤分散液M2を使用したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が11重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子M-Eを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにブラック着色剤分散液を使用したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が10.3重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子K-Aを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにブラック着色剤分散液を使用したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が8重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子K-Bを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにブラック着色剤分散液を使用したこと、体積平均粒径が6.5μmになるように52℃での保持時間を調整したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が10.3重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子K-Cを得た。
シアン着色剤分散液の代わりにブラック着色剤分散液を使用したこと、体積平均粒径が8.0μmになるように52℃での保持時間を調整したこと、およびトナー粒子中の着色剤含有量が10.3重量部になるように着色剤分散液添加量を変更したこと以外、トナー粒子C-Aの製造方法と同様にしてトナー粒子K-Dを得た。
表1に示すトナー粒子100重量部に対して、第1〜第4の外添剤を表1に示す添加量で添加し、ヘンシェルミキサーで混合して、シアントナーC1〜C7、イエロートナーY1〜Y7、マゼンタトナーM1〜M7およびブラックトナーK1〜K6を得た。
詳しくは、外添剤について第1成分として体積平均粒径4μmの脂肪酸金属塩(ステアリン酸カルシウム)粒子を用いた。第2成分として、個数平均粒径が3Onmのチタニア粒子をイソブチルトリメトキシシランにて疎水化処理したものを用いた。疎水化度は55%であった。第3成分として個数平均粒径が16nmのシリカ粒子(#130;日本アエロジル社製)をHMDS(ヘキサメチルジシラザン)にて疎水化処理したものを用いた。疎水化度は80%であった。第4成分として、個数平均粒径が300nmのチタン酸ストロンチウム粒子を用いた。
また外添剤の混合処理は、まずトナー粒子と脂肪酸金属塩およびチタニア粒子とを3分間混合し、次いで、シリカ粒子とチタン酸ストロンチウムを加えて6分間混合処理する「分割2段混合法」で行った。外添処理後は、振動フルイ機にてふるいをかけ各トナーを得た。
「StCa」はステアリン酸カルシウムを示す。
「チタスト」はチタン酸ストロンチウムを示す。
スチレン(St)/メチルメタクリレート(MMA)=4/6(重量比)の共重合体微粒子70g、比重5.0、重量平均粒子径35μm、1000エルステッドの外部磁場を印加したときの飽和磁化が62emu/gのCu-Znフェライト粒子1930gを高速撹拌型混合機に投入し、品温30℃で15分間混合した後、品温を105℃に設定し、機械的衝撃力を30分間繰り返し付与し、冷却しキャリアAを作成した。このキャリアのコート量(Rc)は、3.5重量%となる。
・粒径4.5μmのトナーを使用する場合:上記キャリア376gと、トナー24gとをV型混合機を用いて各テスト環境下で15分間混合し、実写テスト用の現像剤を作成した。
・粒径6.5μmのトナーを使用する場合:上記キャリア368gと、トナー32gとをV型混合機を用いて各テスト環境下で15分間混合し、実写テスト用の現像剤を作成した。
・粒径8.0μmのトナーを使用する場合:上記キャリア360gと、トナー40gとをV型混合機を用いて各テスト環境下で15分間混合し、実写テスト用の現像剤を作成した。
表2に示すトナーを含む現像剤を組み合わせて用い、画像形成装置としてミノルタ製フルカラー複写機「CF3102」改造機を用いてBW比各色5%/10万枚の実写評価を行つた。装置の主な改造点及び主要な条件は以下の通りである。
これらの粒径はコールターマルチサイザーIIを用いて測定した。
(円形度:トナー)
FPIA-1000(東亜医用電子株式会社製)を使用し、試料分析量=0.3μl、検出粒子数=1500〜5000個の条件で測定したものである。
初期帯電量に対して10万枚プリント後の帯電量の変動幅が10μC/g未満であるものを○、変動幅が10μC/g以上で20μC/g未満であるものを△、変動幅が2OμC/g以上のものを×として評価した。結果を表2に示した。
10万枚通紙後、転写ベルト部のクリーニングに起因する画像ノイズ(チッピングによるスジ状拭き残し、フィルミング等)を確認した。クリーニングに起因する画像ノイズの全くないものを◎、クリーニングに起因する画像ノイズが肉眼では判別できないがルーペで判別できるレベルのものを○、クリーニングに起因する画像ノイズが肉眼で判別できるが画像として許容できるレベルのものを△、クリーニングに起因する画像ノイズが肉眼で判別でき、画像として許容できないレベルのものを×として評価した。結果を表2に示した。
プリンタモードで全面ハーフトーン画像を出力した。得られたハーフトーン画像のハーフトーンのきめを評価し、きめ細かく均一なハーフトーン画像を再現しているものを◎、肉眼ではほとんど判別できないがルーペで見ると若干粒状性による荒れがあるものを○、肉眼で粒状性による荒れが判別できるが画像として許容できるものを△、肉眼で粒状性による荒れがひどく、がさついた画像に見えるものを×として評価した。結果を表2に示した。
「パッチ」はクリーニング性向上のために中間転写ベルトに供給されたトナーを意味する。「Y」はイエロートナーを示す。
Claims (8)
- 複数の静電潜像担持体に静電潜像を形成する工程、静電潜像担持体上の各静電潜像を静電潜像担持体毎に異なる色のトナーを含む現像剤を用いて現像してトナー像を形成する工程、およびトナー像を中間転写体に1次転写する工程をトナーの色ごとに行い中間転写体上にフルカラートナー像を形成し、フルカラートナー像を一括して転写部材に2次転写し、加熱及び加圧により定着するフルカラー画像形成方法において、
現像剤として少なくとも、マゼンタトナーとキャリアからなる現像剤、シアントナーとキャリアからなる現像剤、イエロートナーとキャリアからなる現像剤、およびブラックトナーとキャリアからなる現像剤を用い、
いずれのトナーも重量平均粒径が3〜7μmであって、少なくとも脂肪酸金属塩がいずれのトナーにも外添されてなり、
脂肪酸金属塩の含有量が、最も多いトナーと最も少ないトナーとでは3〜10倍の差があることを特徴とするフルカラー画像形成方法。 - ベルト状中間転写体表面をブレードクリーニングする工程、および
脂肪酸金属塩の含有量が最も多いトナーを中間転写体に供給し、ブレードクリーニングにより回収する工程を有することを特徴とする請求項1に記載のフルカラー画像形成方法。 - 脂肪酸金属塩の含有量が最も多いトナーがイエロートナーであることを特徴とする請求項1または2に記載のフルカラー画像形成方法。
- キャリアが乾式法で製造されたキャリアであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のフルカラー画像形成方法。
- 脂肪酸金属塩がステアリン酸カルシウム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フルカラー画像形成方法。
- トナーが樹脂粒子凝集法で製造されたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のフルカラー画像形成方法。
- トナーがトナー粒子に脂肪酸金属塩粒子および無機微粒子を分割混合法によって外添処理されてなり、脂肪酸金属塩粒子が第1段目に外添処理されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のフルカラー画像形成方法。
- トナー粒子100重量部に対する脂肪酸金属塩の添加量(重量部)が、マゼンタトナーでは0.03〜0.30重量部、シアントナーでは0.05〜0.35重量部、イエロートナーでは0.10〜0.60重量部、およびブラックトナーでは0.05〜0.35重量部であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のフルカラー画像形成方法。
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