JP5482504B2 - 光定着用トナーセット、静電潜像用現像剤セット、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
マゼンタトナー、シアントナー及びイエロートナーを含み、
マゼンタトナー及びシアントナーは、各々、少なくとも結着樹脂、着色剤、赤外線吸収剤としてジイモニウム化合物、及び4級アンモニウム塩を含み、
イエロートナーは、少なくとも、結着樹脂、着色剤、及び赤外線吸収剤としてジイモニウム化合物を含み、
マゼンタトナー、シアントナー及びイエロートナーにおける各々の4級アンモニウム塩の含有率(質量%)Mc、Cc及びYcが、下記式(I)を満たす光定着用トナーセットである。
Mc及びCc>Yc (ここでYcは0であってもよい) 式(I)
前記4級アンモニウム塩として、下記一般式(1)で表される化合物を含有する請求項1に記載の光定着用トナーセットである。
請求項1又は請求項2に記載の光定着用トナーセットを含有する静電潜像用現像剤セットである。
潜像保持体と、
前記潜像保持体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を請求項1又は請求項2に記載の光定着用トナーセットによりトナー像に現像する現像装置と、
前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、
前記被転写体に転写されたトナー像に光を照射して前記被転写体に定着させる光定着装置と、
を備える画像形成装置である。
本実施の形態の光定着用トナーセットは、少なくともマゼンタトナー、シアントナー及びイエロートナーを含む。マゼンタトナー及びシアントナーは、各々、少なくとも、結着樹脂、着色剤、赤外線吸収剤としてジイモニウム化合物、及び4級アンモニウム塩を含む。イエロートナーは、少なくとも、結着樹脂、着色剤、及び赤外線吸収剤としてジイモニウム化合物を含み、4級アンモニウム塩は含有していなくともよい。そして、マゼンタトナー、シアントナー及びイエロートナーにおける各々の4級アンモニウム塩の含有率(質量%)を、各々Mc、Cc及びYcと表記すると、Mc、Cc及びYcは、下記式(I)の関係を満たす。
以上のことから、同量の入力エネルギーによる光量を照射させてもイエロートナーの定着性能は特に低くなってしまう。
よって、イエロートナーにおける帯電制御剤の添加量を、マゼンタトナー及びシアントナーにおける帯電制御剤の添加量よりも減らすと、イエロートナーにおける光定着性が向上して色間の定着率の差が低減され、且つカブリなどの画質の低下も抑えられる。なお、帯電制御剤としては4級アンモニウム塩が用いられる。
結着樹脂としては、例えば、ポリエステル、スチレンアクリル、ポリエーテルポリオール、ウレタン、シリコーン、環状オレフィン樹脂等が公知の樹脂を用いることができる。高速での定着性、現像機内でのトナー粒子の耐ストレス性の観点からは、ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。ポリエステル樹脂は、カルボン酸成分と、アルコール成分との縮重合により得られるものであり、従来公知の2価または3価以上のカルボン酸と、2価または3価以上のアルコールとを、用いることができる。
また、光定着を行う画像形成にトナーを用いる場合、光定着時における臭気の発生が抑制されるトナーとしては、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を含む結着樹脂を用いたポリエステル系トナーが挙げられる。
シアントナー用の着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントブルー1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6、同16、同17、同23、同60、同65、同73、同83、同180、C.I.バットシアン1、同3、同20等や、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルーの部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBCのシアン顔料、C.I.ソルベントシアン79、162等のシアン染料などが挙げられる。
これらの中でも、着色剤としてC.I.ピグメントイエロー180を用いることがイエロートナーによる画像のかぶりの発生を抑える観点で望ましい。これは、C.I.ピグメントイエロー180が、他のイエローの着色剤よりもイオン価が高く、帯電性に優れるためである。本実施の形態では、イエロートナーにおいて帯電制御剤である4級アンモニウム塩の添加量を減らすため、帯電性に優れるC.I.ピグメントイエロー180の使用が望ましい。
例えば、他色のトナーとしてはブラックトナーが挙げられ、ブラックトナー用の用いる着色剤としては、例えば、カーボンブラック、活性炭、チタンブラック、鉄粉、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、Mn含有の非磁性粉などが挙げられる。また、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルー顔料を混合した顔料ブラックトナー用樹脂組成物としてもよい。
赤外線吸収剤としては、ジイモニウム化合物を含む。アミニウム化合物を更に用いてもよい。ジイモニウム化合物は下記一般式(1)で表される化合物であり、アミニウム化合物は、下記一般式(2)で表される化合物である。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8で表されるアルキル基は、未置換アルキル基であることが望ましく、また、直鎖又は分岐のアルキル基であることが望ましい。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8で表されるアルケニル基は、未置換アルケニル基であることが望ましく、また、直鎖又は分岐のアルケニル基であることが望ましい。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8で表されるアラルキル基は、未置換アラルキル基であることが望ましい。
帯電制御剤としての4級アンモニウム塩としては、公知の材料を適用でき、下記一般式(1)で表される4級アンモニウム塩であることが、色再現性の観点から望ましい。
前記一般式(1)で表される化合物は、R1、R2、R3及びR4の全てがアルキル基又は芳香環であることが好ましく、R1、R2、R3及びR4の内の2つが炭素数が8〜22のアルキル基であり、残り2つが炭素数が1〜4個のアルキル基であることがより好ましい。
各色間の定着性の差をより減じる観点からは、McおよびCcを100としたときYcは90以下とすることが望ましく、80以下がより望ましく、60以下が更に望ましい。定着性の差を減じ且つイエロー画像のカブリを抑える観点からは、McおよびCcを100としたときYcは5以上90以下とすることが望ましく、5以上80以下とすることがより望ましく、5以上60以下とすることが更に望ましい。
イエロートナー中の4級アンモニウム塩の含有率Ycは、0質量%以上1.0質量%以下であることが望ましく、0質量%以上0.5質量%以下であることがより望ましい。
外添剤としては、例えば、シリカ、酸化チタン、チタン酸バリウム、フッ素粒子、アクリル粒子等が挙げられ、これらを併用してもよい。
トナーの製造方法としては、例えば、粉砕法、単量体を重合して製造する方法、樹脂を溶かして溶液中で粒子化したトナーを形成させる方法等が挙げられる。
上記粉砕法としては、例えば結着樹脂等のトナーを構成する成分を、例えば加圧ニーダ、ロールミル、エクストルーダー等を用いて、溶融混練して分散させ、冷却させた後に、ジェットミル等により粉砕し、例えば風力分級機等の分級機により分級して、トナーを得る方法が挙げられる。
トナーの体積平均粒径としては、例えば、2μm以上10μm以下の範囲が挙げられる。
本実施形態の光定着用トナーセットを含む静電荷像現像剤(以下、「現像剤」と称する場合がある)セットは、前記トナー粒子で構成される一成分現像剤、或いはキャリアと前記トナーとを含む二成分現像剤のいずれのセットであってもよい。
前記二成分現像剤におけるトナーと上記キャリアとの混合比(質量比)としては、トナー:キャリア=1:100以上30:100以下程度の範囲であり、3:100以上20:100以下程度の範囲がより望ましい。
本実施形態の画像形成装置は、前述の光定着用トナーセットを含む現像剤セットを用いて、記録媒体(被転写体)上に画像を形成するものであれば特に限定されない。画像形成装置は、具体的には、潜像保持体と、前記潜像保持体を帯電させる帯電装置と、帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を前述の静電潜像用現像剤により現像してトナー像を形成する現像装置と、前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、前記被転写体に転写されたトナー像を前記被転写体に定着する定着装置と、を備える
まず、電子写真感光体の表面を、コロトロン帯電器又は接触帯電器等の帯電装置により帯電した後、露光装置等の静電潜像形成装置により静電潜像を形成する。次いで、表面に現像剤層を形成させた現像剤保持体を前記静電潜像に接触又は近接させてトナーを付着させ、電子写真感光体上にトナー像を形成する。形成されたトナー像は、コロトロン帯電器や一対の転写ロール等の転写装置を利用して紙等の記録媒体(被転写体)表面に転写される。さらに、記録媒体表面に転写されたトナー像は、定着装置により定着され、記録媒体に画像が形成される。
式:S=((1/2)×C×V2)/(u×L)×(n×f)
上記式(1)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。
図1は、本実施形態における画像形成装置の一例について示す概略模式図である。図1の画像形成装置は、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックのトナーによりトナー像形成を行うものである。
まず、ブラック現像ユニット50において、感光体3dを時計回り方向に回転させつつ、帯電装置1dにより感光体3dの表面を帯電する。次に帯電された感光体3dの表面を露光装置2dにより露光することにより、複写しようとする元の画像のブラック色成分の画像に対応した潜像が感光体3d表面に形成される。
さらに、この潜像上に現像装置4d内に収納されたブラックトナーを付与することによりこれを現像してブラックトナー像を形成する。イエロー現像ユニット40、マゼンタ現像ユニット30、シアン現像ユニット20においてもこれに準じたプロセスが行なわれ、それぞれ現像ユニットの感光体表面にそれぞれの色のトナー像が形成される。このトナー像は、前述の本実施形態の現像剤により形成される。
<トナーの製造>
(4級アンモニウム塩化合物−1の合成)
2,2’−ジチオ安息香酸30.6部を600部のエタノール中に入れ攪拌し、これに25%濃度テトラメチルアンモニウム−ヒドロキシド水溶液72.9部を70〜75℃で滴下した。析出した白色沈殿を濾過し、120℃の雰囲気化で乾燥・粉砕し、白色粉末の4級アンモニウム塩化合物−1(2,2’−ジチオジ安息香酸−モノテトラメチルアンモニウム塩)を45.2部得た。
N,N−ジメチル−N,N−ジテトラデシルアンモニウムクロライド9.5部をメタノール95部に溶解・攪拌させ、この中にモリブデン酸アンモニウム四水塩9.2部と水60部からなる水溶液を滴下し、50℃2時間攪拌した。析出した白色沈殿を濾過し、得られた白色物を十分水洗したのち乾燥させ、白色結晶である下記構造の4級アンモニウム塩化合物−2の10部を得た。
結着樹脂としてビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物を原料とするポリエステル樹脂100部(花王社製、商品名:FP118)、顔料としてCI pigment Yellow 180(クラリアントジャパン製、商品名:Toner Yellow HG)5部、赤外線吸収剤としてジイモニウム(日本化薬、商品名:IRG−023TF)0.5部、及びエステルワックス(日本油脂製、商品名:WEP−5F)1部からなるトナー組成物を、各々ヘンシェルミキサーに投入し、予備混合を行った後、エクストルーダー(池貝社製、PCM−30)により100℃以上150℃以下の温度範囲で、250rpmにて溶融混練し、次いでハンマーミルにて粗粉砕し、ジェットミルにて微粉砕した後、気流分級機にて分級を行い、イエロートナー母体粒子を得た。
このトナー母体粒子にシリカ1部(TG820F;キャボット社製)を高速撹拌装置(ヘンシェルミキサー)により外添して平均粒径8.8μmのイエロートナーを得た。
上記イエロートナーの製造において、顔料をC.I.Pigment Red 57:1(大日本インキ化学工業製、商品名:SYMULER BRILLIANT CATMINE 6B233)に変え、更にトナー組成物に上記合成の4級アンモニウム塩化合物−1を0.5部添加して、マゼンタトナー母体粒子を作製した以外は、上記イエロートナーと同様にして、平均粒径8.6μmのマゼンタトナーを得た。
上記イエロートナーの製造において、顔料をC.I.Pigment Blue 15(大日本インキ化学工業社製、商品名:Fastogen Bler AR−7)に変え、更にトナー組成物に上記合成の4級アンモニウム塩化合物−1を0.5部添加して、シアントナー母体粒子を作製した以外は、上記イエロートナーと同様にして、平均粒径8.7μmのシアントナーを得た。
得られたトナーを用い二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5部に対しキャリアを95部混合し、2時間、10Lのボールミルにて混合し、各現像剤3.5kgを作製した。
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Fuji Xerox 490/980 Continuous Feedの改造機(概略構成は図1に順ずる)を用いた。なお、フラッシュランプの発光エネルギーは5J/cm2とした。
なお、画像形成は、温度20℃湿度50%の環境下、用紙搬送速度は1152mm/秒、カウンタ方式(感光体の回転方向と現像剤保持体の回転方向が逆方向である方式)の条件で行った。
上記画像形成装置に、記録媒体として普通紙(NIP−1500LT、小林記録紙)を用い、トナーの付着量が1.4mg/cm2となるように10mm四方の画像を形成した。得られた画像に対して、めっきを施した金属片で10回こすり、こすり前後のステータスA濃度の比率にて算出した。なお、ステータスA濃度の測定には(X−rite938)を使用した。
定着性に関する評価基準は以下の通りである。
G1:色間の定着率の差が、10%以下であり色間差なし。
G2:色間の定着率の差が、10〜20%以下であり色間差なし。
G3:若干の色間差があるものの、20〜30%であり問題となるレベルではない。
G4:色間の定着率の差が30%以上あり、問題となるレベル。
上記条件下において、上記画像形成装置により5枚の画像形成を行い、3枚目に形成された画像を目視で観察し、かぶりの発生により画質を評価した。かぶり発生の有無に関する評価基準は以下の通りである。
G1:かぶりは発生しない。
G2:かぶりが若干発生しているが、画像欠陥とは判断されない範囲内である。
G3:かぶりが発生しているが、画像欠陥とは判断されない範囲内である。
G4:かぶりが発生し、画像欠陥と判断され、実用上許容範囲外である。
実施例1のトナーの作製において、4級アンモニウム塩化合物の添加量及び種類を下記表1のように代えた以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製し、このトナーを用いて、実施例1と同様にして評価を行った。
また、かぶりの発生が抑制されているのは、Mc、Ccを100としたときにYcが5以上90以下となっている実施例2乃至実施例6であり、よりカブリの発生が抑制されているのは、実施例3乃至実施例6である。
イエロートナーの製造において、顔料としてCI pigment Yellow 180(クラリアント社製)用いたところを、CI pigment Yellow 191(クラリアント社製)に代えたこと以外は、実施例4と同様にしてトナーを作製し、このトナーを用いて、実施例1と同様にして評価を行った。
イエロートナーの製造において、顔料としてCI pigment Yellow 180(クラリアント社製)用いたところを、CI pigment Yellow 139(クラリアント社製)に代えたこと以外は、実施例4と同様にしてトナーを作製し、このトナーを用いて、実施例1と同様にして評価を行った。
2a,2b,2c,2d 露光手段
3a,3b,3c,3d 感光体
4a,4b,4c,4d 現像手段
5a,5b,5c,5d クリーニング手段
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 転写ロール
71,72 ロール
80 転写電圧供給手段
90 光定着手段(定着手段)
101 試料セル
102 電極
103 マグネット
Claims (4)
- マゼンタトナー、シアントナー及びイエロートナーを含み、
マゼンタトナー及びシアントナーは、各々、少なくとも結着樹脂、着色剤、赤外線吸収剤としてジイモニウム化合物、及び4級アンモニウム塩を含み、
イエロートナーは、少なくとも、結着樹脂、着色剤、及び赤外線吸収剤としてジイモニウム化合物を含み、
マゼンタトナー、シアントナー及びイエロートナーにおける各々の4級アンモニウム塩の含有率(質量%)Mc、Cc及びYcが、下記式(I)を満たす光定着用トナーセット。
Mc及びCc>Yc (ここでYcは0であってもよい) 式(I) - 前記4級アンモニウム塩として、下記一般式(1)で表される化合物を含有する請求項1に記載の光定着用トナーセット。
〔一般式(1)中、R1、R2、R3及びR4は、各々独立に、水素原子、アルキル基、又は芳香族基を表し、X−は、モリブデン酸アニオン、リンモリブデン酸アニオン、クロム・モリブデン酸アニオン、タングステン酸アニオン、リンタングステン酸アニオン、ケイ素タングステン酸アニオン、アンチモン酸アニオン、ビスマス酸アニオン、又は−S−S−結合及びカルボン酸アニオンを有する化合物を表す。〕 - 請求項1又は請求項2に記載の光定着用トナーセットを含有する静電潜像用現像剤セット。
- 潜像保持体と、
前記潜像保持体を帯電させる帯電装置と、
帯電した前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成装置と、
前記潜像保持体の表面に形成された静電潜像を請求項1又は請求項2に記載の光定着用トナーセットによりトナー像に現像する現像装置と、
前記潜像保持体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写装置と、
前記被転写体に転写されたトナー像に光を照射して前記被転写体に定着させる光定着装置と、
を備える画像形成装置。
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