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

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 Download PDF

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本発明は、光定着用トナーセット、静電潜像用現像剤セット、及び画像形成装置に関する。
画像形成装置に用いるカラートナーとしては、様々なものが提案されている。そのなかでも、マゼンタトナーとしては、マゼンタ用色材が、C.I.ピグメントレッド122と、C.I.ピグメントレッド81との混合色材であり、帯電制御剤が、サリチル酸金属塩であって、前記C.I.ピグメントレッド81の添加量(R)と前記帯電制御剤の添加量(C)との重量比(R/C)が1.1〜2.0である電子写真用マゼンタトナーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、トナーの帯電安定性を向上させるため、例えば特許文献2には、少なくともバインダーレジン、着色材、帯電制御剤及び添加剤を主成分とし、該バインダーレジンが1種類以上のポリエステル樹脂からなり、該ポリエステル樹脂はTHF不溶成分を含まず、かつゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおける分子量分布において、分子量5×10以下の成分の含有割合が4重量%以下であり、重量分子量3×10〜9×10の領域にメインのピークを有し、該帯電制御剤がサリチル酸またはサリチル酸誘導体の金属塩化合物からなり、該添加剤が1次粒子径0.01〜0.03μmの疎水化処理されたシリカと、1次粒子径0.01〜0.03μmで比表面積60〜140m/gの疎水化処理された酸化チタンとを含み、該酸化チタンが湿式法により製造された水可溶性成分量が0.2重量%以上ある酸化チタン微粒子を表面処理したものであり、UV吸光法において300nmの透過率が35%以上、かつ600nmの透過率が80%以上である乾式静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献3には、帯電量及び搬送量が安定し、高画像濃度で地汚れが少ないトナーとして、少なくともバインダー樹脂、着色材、帯電制御剤、添加剤を主成分とする乾式電子写真用トナーにおいて、前記着色材が前記バインダー樹脂と異なる樹脂で前処理されている乾式電子写真用トナーが開示されている。
更に、記録媒体上にトナー画像を定着する方式として光定着方式を採用した場合のトナーとしては、結着樹脂と赤外線吸収剤とを含み、前記赤外線吸収剤としては、特定の構造を有するアミニウム系化合物、ジイモニウム系化合物、ポリメチン系化合物、ナフタロシアニン系化合物およびニッケル錯体からなる群から選択された少なくとも一つであり、かつカップリング剤で処理されているトナーが開示されている(例えば、特許文献4参照。)。
特開2009−251278号公報 特開2004−354530号公報 特開2003−228197号公報 特開2004−145036号公報
本発明は、複数色のカラートナーを用いたときの各色トナーの定着率の差が減少された光定着用トナーセットを提供することを目的とする。
請求項1に係る発明は、
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)
請求項2に係る発明は、
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。
一般式(1)中、R、R、R及びR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3に係る発明は、
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。
請求項4に係る発明は、
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。
請求項1に係る発明によれば、マゼンタトナーやシアントナーにおける4級アンモニウム塩の含有率(質量%)が、イエロートナーにおける4級アンモニウム塩の含有率(質量%)と同じ又はイエロートナーよりも少ない場合に比較して、各色トナーの定着率の差が減少した光定着用トナーセットが提供される。
請求項2に係る発明によれば、4級アンモニウム塩として、一般式(1)で表される化合物を用いない場合に比較して、画質の色味が向上した光定着用トナーセットが提供される。
請求項3に係る発明によれば、マゼンタトナーやシアントナーにおける4級アンモニウム塩の含有率(質量%)が、イエロートナーにおける4級アンモニウム塩の含有率(質量%)と同じ又はイエロートナーよりも少ない光定着用トナーセットを含む場合に比較して、各色トナーの定着率の差が減少した静電潜像用現像剤セットが提供される。
請求項4に係る発明によれば、マゼンタトナーやシアントナーにおける4級アンモニウム塩の含有率(質量%)が、イエロートナーにおける4級アンモニウム塩の含有率(質量%)と同じ又はイエロートナーよりも少ない光定着用トナーセットを用いる場合に比較して、各色トナーの定着率の差が少ない画像形成装置が提供される。
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。
以下、本実施の形態の光定着用トナーセット、静電潜像用現像剤セット、及び画像形成装置について詳細に説明する。
<光定着用トナーセット>
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。
Mc及びCc>Yc (ここでYcは0であってもよい) 式(I)
光定着によるカラートナーの定着では、異色のトナー間において定着性能に違いがあることが明らかとなった。これは、各色において光に対する吸収特性が異なるためと考えられる。具体的には、光の吸収波長帯が、シアンでは500〜700nm、マゼンタでは380〜600nm、イエローでは380〜480nmであり、シアンやマゼンタに比べイエローは短波側に吸収波長域を有し、且つ波長幅も狭いことが挙げられる。尚且つ、光定着方法における発光体は、可視域に発光ピークが少なく赤外領域に向けて強い発光ピークを有するため、更に発光エネルギーの吸収に関して色間差が大きくなっている。
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。
他方、定着性能を補うため、カラートナーには光を吸収する材料(赤外線吸収剤)を補填し、吸収特性を向上させることが一般的である。しかし、前記赤外線吸収剤はほとんどのものが濃色を有しており、色再現性への阻害となってしまうため、赤外線吸収剤の添加量はできる限り減らすことが望ましい。このように、イエロートナーの定着性を向上させるためには、赤外線吸収剤を多めに添加することが望ましいところであるが、色再現性の観点からは、イエロートナーへの赤外線吸収剤の添加量の増大は望ましいものではない。
なお、帯電性能の安定化のためにトナーには帯電制御剤が添加されている。帯電制御剤についても、濃色のものは添加しないことが色再現性の観点から望ましい。また、赤外線吸収剤は、帯電制御剤と反応して光吸収能力が損失することも明らかとなっている。
そこで、本実施の形態では、イエロートナーにおいて、赤外線吸収剤の性能劣化を引き起こす帯電制御剤の添加量を削減することにより、帯電性能の低下を抑制する。このようにして赤外線吸収剤の添加量の増大を抑えつつ、各色間の定着率の差の是正を行うことが可能となる。
なお、イエロートナーにおいて帯電制御剤の添加量が低減されたことにより、例え帯電分布が他色より幅広となっても、画質としての著しい劣化が発生しないことが判明した。これは、色の特性として、イエロー色ではカブリが判別しにくいことによるものと考えられる。
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。
すなわち、マゼンタトナー中の4級アンモニウム塩の含有率Mc、シアントナー中の4級アンモニウム塩の含有率Cc、及びイエロートナー中の4級アンモニウム塩の含有率Ycが上記式(I)の関係を満たすことで、上記効果が得られる。
以下、トナーに含有する成分を詳細に説明する。マゼンタトナー及びシアントナーは、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、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。更に、トナーは、必要に応じて、離型剤、磁性粉、粘性調整剤、その他の内添剤、外添剤等を含んでもよい。
(結着樹脂)
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。
(着色剤)
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。
マゼンタトナー用の着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントレッド1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同8、同9、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同16、同17、同18、同19、同21、同22、同23、同30、同31、同32、同37、同38、同39、同40、同41、同48、同49、同50、同51、同52、同53、同54、同55、同57、同58、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同163、同184、同202、同206、同207、同209等、ピグメントバイオレット19のマゼンタ顔料や、C.I.ソルベントレッド1、同3、同8、同23、同24、同25、同27、同30、同49、同81、同82、同83、同84、同100、同109、同121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ベーシックレッド1、同2、同9、同12、同13、同14、同15、同17、同18、同22、同23、同24、同27、同29、同32、同34、同35、同36、同37、同38、同39、同40等のマゼンタ染料等、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ロータミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどが挙げられる。
イエロートナー用の着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー2、同3、同15、同16、同17、同74、同97、同180、同185、同139等のイエロー顔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。
本実施の形態では、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んでいればよく、他色のトナーを含んでいても含んでいなくてもよい。
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。
トナーにおける着色剤の含有量としては、1.5質量%以上20質量%以下であることが望ましく、2質量%以上15質量%以下であることがより望ましい。
(赤外線吸収剤)、
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。
一般式(1)及び(2)中、R、R、R、R、R、R、R及びRは、各々独立に、水素原子、未置換若しくは置換の直鎖、分岐若しくは環状アルキル基、未置換若しくは置換の直鎖、分岐若しくは環状アルケニル基、又は未置換若しくは置換のアラルキル基を表し、Xは陰イオンを表す。
、R、R、R、R、R、R及びRで表されるアルキル基は、各々独立に、炭素数1以上10以下のアルキル基であることが好適であり、炭素数2以上7以下のアルキル基であることがより好適であり、炭素数3以上4以下のアルキル基であることが更に好適である。
、R、R、R、R、R、R及びR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。
、R、R、R、R、R、R及びRで表されるアルケニル基は、各々独立に、炭素数2以上10以下のアルケニル基であることが好適であり、炭素数2以上7以下のアルケニル基であることがより好適であり、炭素数3以上4以下のアルケニル基であることが更に好適である。
、R、R、R、R、R、R及びR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。
、R、R、R、R、R、R及びRで表されるアラルキル基は、各々独立に、炭素数7以上10以下のアラルキル基であることが好適である。
、R、R、R、R、R、R及びR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。
これらのなかでも、R、R、R、R、R、R、R及びRは、水素原子、又は未置換若しくは置換の直鎖、分岐若しくは環状アルキル基であることが望ましく、水素原子、未置換の直鎖若しくは分岐のアルキル基であることがより望ましく、未置換の直鎖若又は分岐のアルキル基であることが更に望ましく、特に、n−ブチル基、iso−ブチル基、又はn−プロピル基が望ましい。
で表される陰イオンとしては、例えば過塩素酸イオン(ClO )、フッ化ホウ素酸イオン(BF )、トリクロル酢酸イオン(CClCOO)、トリフルオロ酢酸イオン(CFCOO)、ピクリン酸((NO)、ヘキサフルオロ砒素酸(AsF )、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン(SbF )、ベンゼンスルホン酸イオン(CSO )、エタンスルホン酸イオン(CSO )、燐酸イオン(PO 2−)、硫酸イオン(SO 2−)、塩素イオン(Cl)、ヨウ素イオン(I)、トリフルオロメタンスルホン酸イオン(CFSO )、トリフルオロメタンスルホン酸イミドイオン((CFSO)、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF )、C(SOCF 、硝酸イオン(NO )等があげられる。
前記一般式(2)で表されるアミニウム化合物は、前記一般式(1)で表されるジイモニウム化合物の一電子還元体に相当する物質である。更に一般式(2)で表されるアミニウム化合物が還元されると、下記一般式(3)で表される二電子還元体となる。
赤外線吸収剤としての能力、すなわち近赤外領域における吸光度の高さは、一般式(1)で表されるジイモニウム化合物が高く、次いで一般式(2)で表されるアミニウム化合物であり、一般式(3)で表される二電子還元体では殆ど赤外線吸収能を示さない。
市販のジイモニウム化合物及びアミニウム化合物を用いてもよく、例えば、ジイモニウムの「IRG023」(日本化薬社製)などを挙げることができる。
上記赤外線吸収剤の添加量は、トナー中、0.01質量%以上5質量%以下の範囲が望ましく、より望ましくは0.1質量%以上5質量%以下の範囲である。トナー中の赤外線吸収剤の添加量が上記範囲内にあると、フラッシュを用いた光定着が良好に行われ、またトナーの色が濁るのが抑えられる。
なお、光定着トナーとしては、黒以外の色のトナー(カラートナー)に赤外線吸収剤を含有し、黒トナーには赤外線吸収剤を含有させないことが望ましい。一般に、カラートナーは黒トナーに比べて光吸収効率が低く、黒トナーよりも定着性が低い。そこで、赤外線吸収剤をカラートナーに添加し、黒トナーには赤外線吸収剤を添加しないことで、色の違いによるトナーの光吸収効率の相違が調整される。
(4級アンモニウム塩)
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。
一般式(1)中、R、R、R及びR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。
一般式(1)において、R、R、R及びRで表されるアルキル基としては、炭素数が8個以上22個以下のアルキル基、及び炭素数が1個以上4個以下のアルキル基が好ましく挙げられる。具体的には、前記炭素数が8個以上22個以下のアルキル基としては、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基が好ましく挙げられ、テトラデシル基、ヘキサデシル基がより好ましい。一方、前記炭素数が1個以上4個以下のアルキル基としては、メチル基、ブチル基が好ましく挙げられ、メチル基がより好ましい。
また、一般式(1)において、R、R、R及びRで表される芳香族基としては、特に限定されず、5員環以上7員環以下のもの、更には6員環のものが好ましく、窒素、酸素、イオウ等のヘテロ原子を含んでいてもよく、複数の芳香環が縮環した構造を有していてもよい。
前記一般式(1)で表される化合物は、R、R、R及びRの全てがアルキル基又は芳香環であることが好ましく、R、R、R及びR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。
で表される−S−S−結合及びカルボン酸アニオンを有する化合物としては、下記一般式(2)で表される化合物が挙げられる。
一般式(2)中、R乃至R12は、各々独立に、水素原子、炭素数1以上30以下のアルキル基又は炭素数2以上30以下のアルケニル基を表し、Mは水素原子又は1価の金属イオンを表す。
構造は必ずしも明確ではないが4級アンモニウム塩系の帯電制御剤としては、例えば、セチルピリジルクロライド、BONTRONP−51、BONTRON P−53、BONTRON E−84、BONTRON E−81(以上、オリエント化学工業社製)、COPY CHARGE PSY(クラリアントジャパン社製)などの市販品が挙げられる。
マゼンタトナー、シアントナー、及びイエロートナー中の4級アンモニウム塩の含有率(質量%)であるMc、Cc、Ycは、上述の通り、上記式(I)の関係を満たす。
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。
なお、マゼンタトナー中の4級アンモニウム塩の含有率Mc及びシアントナー中の4級アンモニウム塩の含有率Ccは、各々、0.1質量%以上1.0質量%以下であることが望ましく、0.1質量%以上0.5質量%以下であることがより望ましい。
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)
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)
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。
<静電荷像現像剤>
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。
二成分現像剤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が挙げられる。上記芯材としては、公知のマグネタイト、フェライト、鉄粉が用いられる。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。
キャリア芯材の平均粒径としては、一般的には10μm以上100μm以下が望ましく、20μm以上80μm以下がより望ましい。
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。
<画像形成装置>
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
上記画像形成は、例えば潜像保持体として電子写真感光体を利用した場合、例えば以下のようにして行う。
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。
前記電子写真感光体としては、例えば、アモルファスシリコン又はセレン等の無機感光体、ポリシラン又はフタロシアニン等を電荷発生材料や電荷輸送材料として使用した有機感光体等が挙げられる。その中でも特に長寿命なものとしては、例えばアモルファスシリコン感光体等が挙げられる。また、本実施形態の現像剤は、正極性を有するトナーを用いるため、正帯電であるアモルファスシリコン感光体は好適に用いられる。
定着装置としては、例えば光により定着を行う光定着器(フラッシュ定着器)や、熱により定着を行う熱定着器等が挙げられる。
上記光定着装置に用いられる光源としては、例えば、ハロゲンランプ、水銀ランプ、フラッシュランプ、赤外線レーザ等が挙げられる。上記の中でも、瞬時に定着させるためエネルギーが節約される光源としては、例えばフラッシュランプ等が挙げられる。フラッシュランプの発光エネルギーとしては、例えば、1.0J/cm以上7.0J/cm以下の範囲が挙げられ、2J/cm以上5J/cm以下の範囲が更に望ましい。
ここで、フラッシュランプの強度を示すフラッシュ光の単位面積当りの発光エネルギーは、下記式で表される。
式:S=((1/2)×C×V)/(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/cm)を表す。
なお、被転写体の搬送速度が1000mm/秒以上の画像形成装置であってもよい。前述の静電潜像用現像剤を用いることで、被転写体の搬送速度が速くなることにより現像剤に大きな負荷がかかる条件下においても、初期時の画像のカブリの発生が低減される。
以下、本実施形態の画像形成装置の一例について図面を用いて説明する。
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。
図1中、1aから1dは帯電手段、2aから2dは露光手段、3aから3dは感光体(像保持体)、4aから4dは現像手段、5aから5dはクリーニング手段、10はロール媒体15から矢印方向に送り出される記録用紙(記録媒体)、20はシアン現像ユニット、30はマゼンタ現像ユニット、40はイエロー現像ユニット、50はブラック現像ユニット、70aから70dは転写ロール(転写手段)、71、72はロール、80は転写電圧供給手段、90は光定着器(定着装置)を各々表す。
図1に示す画像形成装置は、帯電装置、露光装置、感光体、および現像装置を含む符号20、30、40、50で示される各色の現像ユニットと、記録用紙10に接して配置され、記録用紙10を搬送するロール71、72と、各現像ユニットの感光体を押圧するように記録用紙10を介してその反対側に接するように配置された転写ロール70a、70b、70c、70dと、これら3つの転写ロールに電圧を供給する転写電圧供給装置80と、感光体と転写ロールとの圧接部分を図中の矢印方向に通過する記録用紙10の感光体と接触する側に光を照射する光定着器90と、から構成されている。
なお、シアン現像ユニット20は、感光体3aの周囲には時計回りに帯電装置1a、露光装置2a、現像装置4a、及びクリーニング装置5aが配置された構成を有する。また、感光体3aにおける現像装置4aの配置位置から時計回りのクリーニング装置5aの配置位置間に感光体3a表面に接するように、記録用紙10を介して転写ロール70aが対向配置されている。
他の色の現像ユニットもこの構成に準ずる。なお、本実施形態の画像形成装置においては、シアン現像ユニット20の現像装置4a内にシアントナー及びキャリアを含む現像剤が収納され、他の現像ユニットの現像装置には、各々の色に対応したトナーとキャリアとが収納される。なお、現像ユニットの現像装置には、本実施形態の現像剤が収納される。
次に、この画像形成装置を用いた画像形成について説明する。
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。
感光体表面に形成された各色のトナー像は、転写ロール70aから70dによる転写電位の作用により、矢印方向に搬送される記録用紙10上に順次転写され、元の画像情報に対応するように記録用紙10の表面に積層されて、最上層からシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの順に積層されたトナー画像が形成される。
次に、この記録用紙10上の積層トナー画像が、光定着器90のところまで搬送され、そこで光定着器90から光の照射を受けて、溶融し、記録用紙10に光定着され画像が形成される。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」「%」は「質量部」「質量%」を意味する。
[実施例1]
<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。
(4級アンモニウム塩化合物−2の合成)
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。
(イエロートナーの製造)
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。
(マゼンタトナーの製造)
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。
(シアントナーの製造)
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。
<現像剤の作製>
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>
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/cm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。
(定着性の評価)
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/cm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。
−定着性の評価基準−
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。
(画質評価)
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。
−かぶりの発生の評価基準−
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2〜11、及び比較例1]
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。
表1から分かるように、実施例1乃至11では比較例1に比べて、色間の定着性の差が著しく低減していることが分かる。実施例1乃至11では、マゼンタ及びシアントナー中の4級アンモニウム塩の含有率Mc、Ccを100としたときにイエロートナー中の4級アンモニウム塩の含有率Ycが90以下である。特に、実施例1乃至実施例6を比較すると、色間における定着性の差がより小さいのは、Mc、Ccを100としたときにYcが80以下となっている実施例1乃至実施例5であり、より定着性の差が小さいのは実施例1乃至実施例4である
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。
以上から、色間の定着性の差の低減と、かぶりの発生の抑制との両立の観点からは、Mc、Ccを100としたときにYcが5以上80となっている実施例2乃至実施例5であり、より望ましくは、実施例2乃至実施例4である。
[実施例12]
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。
[実施例13]
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。
表2から分かるように、イエロー顔料として、CI pigment Yellow 180を用いた実施例4では、他のイエロー顔料を用いた実施例12及び実施例13に比べて、かぶりの発生が抑えられ、画質が良好であることが分かる。
1a,1b,1c,1d 帯電手段
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)

  1. 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)
  2. 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、R、R、R及びR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。〕
  3. 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。
  4. 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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