JP5919839B2 - 画像形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ワックスを含有したトナーにより電子写真方式でトナー画像を形成し、次いで、離型剤を塗布せずに定着させるオイルレス定着機を用いてトナー画像を記録媒体に定着させた後、オーバーコート層を設けて画像を形成する画像形成方法に関する。
従来より、チケットやカタログ、雑誌のカラー頁等、画像に高級感を持たせたり、耐久性を高めたりするために、画像表面にワニス等のオーバーコート層を設けたりしてきた。特に、商業的な分野では、スクリーン印刷等により大量に印刷された画像上に、ワニスの層が形成されていた。これらの画像は、一般に画像面積率が高いが、スクリーン印刷に用いるインクと、ワニスとの相性が良いため、高級感あふれるきれいな画像を作成することができていた。
しかし、近年、印刷する情報を頻繁に変更、更新する要求が高く、スクリーン印刷のように、原版を作成して印刷する方法では、経済的な採算がとれない場合が多くなり、所謂オンデマンド印刷が利用され始めている。
オンデマンド印刷に使用される機器としては、通常、電子写真方式やインクジェット方式があるが、インクジェット方式では、インクの乾燥する工程が長いため、少量の印刷物であれば良いが、大量、迅速に画像形成を行うことは難しい。また、紙にしみこんだインクによる紙の膨張、収縮により、画像の場所によってわずかに厚みが変わってしまうため、画像形成した画像を整然と大量に積み上げることができなくなる不具合が生じていた。そのため、トナーを利用する電子写真方式が主流となっている。電子写真方式では、帯電した感光体上に画像情報を露光して潜像を形成し、トナーにより現像して、紙に転写した後、熱によりトナーを紙に定着する。
電子写真方式における、前記オーバーコート層に関する技術としては、例えば、定着オイルが塗布されている印刷物に対して用いるオーバーコート組成物として、アンモニアを含有せず低い静的表面張力を有する、水をベースにしたオーバーコート組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、印刷面にシリコン樹脂層を形成し、印刷面の保護、防水処理、光沢出しをする樹脂形成装置、及び該樹脂形成装置を備えた画像形成装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
さらに、電子写真方式を利用することにより多品種少量印刷を効率的に行え、ニス仕上げを行うことでトナー層の保護、及び光沢付与を行う金属容器の印刷方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
これら特許文献1〜3に記載の方法は、電子写真方式の画像上にオーバーコート層を設ける方法として、好ましい方法であった。
ところで従来の電子写真方式の定着装置には、離型性を良くするために、定着ローラなどの表面にシリコンオイルを多量に塗布していた。しかし、定着ローラ上にシリコンオイルがある場所と、ない場所とでトナーの離型性が大きく異なるため、シリコンオイルがない(塗布されていない)場所ができてしまうと、光沢の違うスジができてしまい、大量に印刷を行う場合には、不良のコストが大きくなってしまう。また、シリコンオイルは、床に付着した場合、非常に滑りやすくなってしまい、さらに、完全に除去することも難しいため、シリコンオイルの補充や定着装置のメンテナンスの際には、細心の注意が必要となり、メンテナンス担当者には非常に不評であった。
そこで近年、オイル塗布を用いない定着方法として、ワックスを含有したトナーを用い、定着時にトナー画像を加熱することにより、トナー中のワックスをトナー画像表面に染み出させ、定着ローラとトナー画像との離型性を確保した、所謂オイルレス定着が用いられるようになってきた。
オイルレス定着では、定着時のトナー画像と定着ローラの間にワックスが多く存在しているほど、定着ローラとトナー画像との離型性が良好となる。このため、できるだけ多くのワックスをトナーに混合させるとともに、低温で溶融しやすいワックスを用い、ワックスが溶け出しやすい定着条件(定着ローラの圧力、定着温度、定着時間等)が適宜、調整して用いられてきた。
しかし、このようなオイルレス定着を行ったトナー画像上にオーバーコート層を設けようとした場合、以下に挙げるような不具合が生じるという問題があった。
(1)オーバーコート組成物をワックスが弾いてオーバーコート層の厚みが画像面積の高い場所で非常に薄くなる不具合。
(2)硬化させたオーバーコート層とオイルレス定着を行ったトナー画像との接着性が悪く、表面を擦ったり、曲げたりすることで、オーバーコート層がトナー画像から剥がれてしまう不具合。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、オイルレス定着トナー画像上に、オーバーコート層を設け、耐久性が高く、高級感あふれるきれいな画像を形成する画像形成方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明に係る画像形成方法は、ワックスを含有したトナーにより電子写真方式でトナー画像を形成し、次いで、離型剤を塗布せずに定着させるオイルレス定着機を用いてトナー画像を記録媒体に定着させた後、オーバーコート層を設けて画像を形成する画像形成方法において、前記記録媒体に定着されたトナー画像の最もトナー付着量が多い箇所を、下記測定条件のもとATR法により測定されたFT−IRスペクトルの、2896〜2943cm−1のピーク面積Abと、2946〜2979cm−1のピーク面積Aaとの比Ab/Aaが、3.0〜7.0であるか、または、791〜860cm−1のピーク面積Aa’と、2834〜2862cm−1のピーク面積Ab’の比Ab’/Aa’が、0.004〜0.014であり、前記記録媒体に定着されたトナー画像上10mmの高さから0.3〜0.5mg/cm で前記オーバーコート層を形成するオーバーコート組成物を滴下し、滴下から10秒後に当該オーバーコート組成物を除去した時、滴下前と滴下・除去後とにおける当該トナー画像の色差△E*が、3≦△E*≦30を満たすことを特徴とする。
[ATR法FT−IR測定条件]
・クリスタル:Ge
・入射角:45°
・反射:一回反射
Abベースライン,Ab領域:2896〜2943cm−1
Aaベースライン,Aa領域:2946〜2979cm−1
・Aa’ベースライン,Aa’領域:791〜860cm−1
・Ab’ベースライン,Ab’領域:2834〜2862cm−1
本発明によれば、オイルレス定着トナー画像上に、オーバーコート層を設け、耐久性が高く、高級感あふれるきれいな画像を形成する画像形成方法を提供することができる。
オイルレス定着トナー画像と、オイルレス定着用トナーと、ワックスとのIRスペクトルを表す図である。 オイルレス定着トナー画像においてトナー画像とオーバーコート層との密着性OKのIRスペクトルおよび密着性NGの場合のIRスペクトルを表す図である。 オイルレス定着トナー画像と、オイルレス定着用トナーと、ワックスとのIRスペクトルを表す図である。 オイルレス定着トナー画像においてトナー画像とオーバーコート層との密着性OKのIRスペクトルおよび密着性NGの場合のIRスペクトルを表す図である。 2896〜2943cm−1のピーク面積(Aa’)測定時の作図方法を説明する図である。 2946〜2979cm−1のピーク面積(Ab’)測定時の作図方法を説明する図である。 791〜860cm−1のピーク面積(Aa’)測定時の作図方法を説明する図である。 2834〜2862cm−1のピーク面積(Ab’)測定時の作図方法を説明する図である。 塗布手段の構成の一例を示す概略図である。 本発明の画像形成方法を好適に実施可能な画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。 本発明の画像形成方法を好適に実施可能な画像形成装置の構成の他の例を示す概略図である。 図11のタンデム型現像器の構成を示す概略図である。 融解性試験装置の構成を示す概略図である。
本発明に係る画像形成方法は、ワックスを含有したトナーにより電子写真方式でトナー画像を形成し、次いで、離型剤を塗布せずに定着させるオイルレス定着機を用いてトナー画像を記録媒体に定着させた後、オーバーコート層を設けて画像を形成する画像形成方法において、前記記録媒体に定着されたトナー画像の最もトナー付着量が多い箇所を、下記測定条件のもとATR法により測定されたFT−IRスペクトルの、2896〜2943cm−1のピーク面積Abと、2946〜2979cm−1のピーク面積Aaとの比Ab/Aaが、3.0〜7.0であるか、または、791〜860cm−1のピーク面積Aa’と、2834〜2862cm−1のピーク面積Ab’の比Ab’/Aa’が、0.004〜0.014であることを特徴とする。
[ATR法FT−IR測定条件]
・クリスタル:Ge
・入射角:45°
・反射:一回反射
Abベースライン,Ab領域:2896〜2943cm−1
Aaベースライン,Aa領域:2946〜2979cm−1
・Aa’ベースライン,Aa’領域:791〜860cm−1
・Ab’ベースライン,Ab’領域:2834〜2862cm−1
次に、本発明に係る画像形成方法についてさらに詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
[ATR法(減衰全反射法:attenuated total reflection)により測定されたFT−IR(フーリエ変換型赤外分光)スペクトル]
先ず、本発明者らが鋭意検討した事項について以下に詳述する。
本発明者らは、オイルレス定着を行ったトナー画像上のオーバーコート組成物が弾く現象を詳細に調査したところ、オーバーコート組成物が弾きやすい箇所は、一様にあるわけではなく、トナー画像があり、かつトナー画像面積が大きいベタ部で弾きやすいことが分かった。そこで、オイルレス定着を行ったトナー画像のベタ部の断面を電子顕微鏡により観察したところ、トナー中のワックスが、トナー画像表面のほとんどを覆っていることが分かった。
また、オイルレス定着を行ったトナー画像上にオーバーコート層を設けたもので、オーバーコート層が剥がれやすい箇所は、トナー画像がある箇所であり、特にトナーの付着量が多いベタ部が最も剥がれやすいことが分かった。
そこで本発明者らは、オイルレス定着を行ったトナー画像のベタ部にオーバーコート層を設けたベタ部とオーバーコート層界面を電子顕微鏡により観察した。すると、ベタ部とオーバーコート層界面に、ワックスの存在する箇所があり、そのワックスが存在している箇所では、オーバーコート層がわずかに浮いている箇所があることを本発明者らは発見した。
これらのことから、オイルレス定着を行ったトナー画像上に、ワックスが広面積に存在すると、オーバーコート層との密着が阻害されることが分かり、トナー画像表面にワックスが少ないオイルレス定着トナー画像でないと、耐久性の高いオーバーコート層を設けることができないことを見出した。
本発明者らは、オーバーコート層を好適に設けることができるオイルレス定着の画像を規定することができないか、オイルレス定着のトナー画像表面をATR法により測定し、測定したIRスペクトルを詳細に調査した。すると、2896〜2943cm−1のピーク面積Abと、2946〜2979cm−1のピーク面積Aaとの比Ab/Aaにより、オーバーコート層を好適に設けることができるオイルレス定着トナーの画像を規定することができることを見出し、本発明者らは本発明に至った。
図1は、オイルレス定着トナー画像とオイルレス定着用トナー、オイルレス定着用トナーに用いているワックスのATR法(クリスタル:Ge、入射角:45°、一回反射)によるスペクトルである。
図1によれば、2896〜2943cm−1にあるピークと、2946〜2979cm−1にあるピークは、オイルレス定着用トナー、ワックスどちらにも存在する。しかし、ワックスは、2896〜2943cm−1にあるピークが非常に強く、2946〜2979cm−1にあるピークは非常に小さい。一方、オイルレス定着用トナーは、2896〜2943cm−1にあるピークは、2946〜2979cm−1に比べ、格段高いわけではない。
図2は、オイルレス定着トナー画像においてトナー画像とオーバーコート層との密着性OKのIRスペクトルおよび密着性NGの場合のIRスペクトルを表す図である。即ち、図2は、オーバーコート層との密着性が良いオイルレス定着トナー画像と密着性の悪いオイルレス定着トナー画像のベタ部のIRスペクトルである。
オーバーコート層との密着性の悪いオイルレス定着画像の2896〜2943cm−1にあるピークが、2946〜2979cm−1に比べ相対的に高くなっているのが分かる。
本発明においては、2896〜2943cm−1のピーク面積Abと、2946〜2979cm−1のピーク面積Aaとの比Ab/Aaをトナー画像表面のワックス量の指標とし、Ab/Aaが3.0〜7.0、さらに好ましくは、3.3〜6.6である。Ab/Aaは、その値が大きいほど、ワックスの量が多く、オイルレス定着自体の本来の目的としては、Ab/Aaは大きいほど良い。しかし、本発明では、Ab/Aaが7.0よりも大きいと、オーバーコート層とオイルレス定着トナー画像との接着性が悪く、オーバーコート層を軽く擦っただけで、オーバーコート層がオイルレス定着トナー画像から剥がれてしまい、好ましくない。Ab/Aaが3.0よりも小さいと、定着ローラと画像との離型性が悪く、高画質の画像が得られなくなり、好ましくない。
また、本発明者らは、オーバーコート層を好適に設けることができるオイルレス定着の画像を規定することができないか、オイルレス定着の画像表面、トナー、オイルレス定着に用いているワックスを、ATR法(クリスタル:Ge、入射角:45°、一回反射)により測定し、測定したIRスペクトルを詳細に調査してみた。すると、オイルレス定着トナー画像で検出される2834〜2862cm−1のピークは、ワックスのメインピークであるが、トナーからはわずかしか検出されないことが分かった。
図3は、オイルレス定着トナー画像とオイルレス定着用トナー、オイルレス定着用トナーに用いているワックスのATR法(クリスタル:Ge、入射角:45°、一回反射)によるスペクトルである。
ATR法は、高屈折率Geを測定サンプルに密着させて、エバネッセンス波を利用して測定を行う。そのため、それぞれの物質を測定している領域(深さ)が異なり、高波数ほど測定している深さが浅くなり、定数波数ほど深くなる。
低波数側のオイルレス定着トナー画像のスペクトルが、トナーのスペクトルとほぼ同じことから、ワックスは、トナーの状態では分散され、希薄な状態であるが、オイルレス定着画像では、画像表面に偏在していることが分かった。従って、2834〜2862cm−1のピークを規格化すれば、オイルレス定着トナー画像表面のワックスの量を規定することができることを見出した。
2834〜2862cm−1のピークを規格化するピークは、低波数側のどのピークを用いても良いのであるが、トナーの外添剤であるシリカや酸化チタン、金属石鹸は、画像形成時の感光体、帯電ローラ、クリーニングブレード等の状態により、オイルレス定着トナー画像によって付着量が変化することがある。そのような物質が持つピークの近くのピークであると、安定的に2834〜2862cm−1のピークを規格化することができない。791〜860cm−1のピークは、トナーの母体樹脂として一般に用いられているポリエステルのピークであり、外添剤にはないピークである。さらに、791〜860cm−1のピークは、前述のように深い領域まで測定しているので、オイルレス定着トナー画像表面のみ存在しているワックスの2834〜2862cm−1のピークを規格化するには適切なピークである、本発明者らはこれらの知見により、実際にオーバーコート層を好適に設けることができるオイルレス定着トナー画像を規定することができることを見出し、本発明に至った。
図4は、オイルレス定着トナー画像においてトナー画像とオーバーコート層との密着性OKのIRスペクトルおよび密着性NGの場合のIRスペクトルを表す図である。即ち、図4は、オーバーコート層との密着性が良いオイルレス定着トナー画像と密着性の悪いオイルレス定着トナー画像のベタ部のIRスペクトルである。
オーバーコート層との密着性の悪いオイルレス定着画像の2834〜2862cm−1にあるピークが、密着性が良いオイルレス定着トナー画像に比べて大きいことが分かる。
本発明においては791〜860cm−1のピーク面積Aa’と、2834〜2862cm−1のピーク面積Ab’との比Ab’/Aa’をトナー画像表面のワックス量の指標としAb’/Aa’が0.0040〜0.0140、さらに好ましくは、0.0045〜0.0120である。Ab’/Aa’は、その値が大きいほど、ワックスの量が多く、オイルレス定着自体の本来の目的としては、Ab’/Aa’は大きいほど良い。しかし、本発明では、Ab’/Aa’が0.0140よりも大きいと、オーバーコート層とオイルレス定着トナー画像との接着性が悪く、オーバーコート層を軽く擦っただけで、オーバーコート層がオイルレス定着トナー画像から剥がれてしまい、好ましくない。Ab’/Aa’が0.0040よりも小さいと、定着ローラと画像との離型性が悪く、高画質の画像が得られなくなり、好ましくない。
本発明においては、オイルレス定着トナー画像で、最もトナー付着が多い箇所のAb/Aa、Ab’/Aa’を規定しているのは、以下の理由である。
オーバーコート層とオイルレス定着トナー画像の接着性を低下させるワックスは、トナーからしか供給されない。従って、オイルレス定着トナー画像中で、ワックスの最も多い場所は、トナーの付着量が多い箇所、即ちトナー画像のベタ部である。
一般に、電子写真に用いるトナーは、黒、マゼンタ、シアン、イエローの四色を用い、各トナーを用いながら、様々な色を再現している。そのため、トナー画像中のベタ部の中でも、赤、青、緑の箇所は、二色のトナーで色を作っているので、トナーの量が最も多い箇所であり、ワックスの量も多い。
本発明においては、ISO/IEC 15775:1999 準拠テストチャートNo.4を電子写真方式によりサンプルトナー画像として形成し、当該サンプルトナー画像の赤、青および緑のそれぞれにおける最もトナー濃度の高い箇所のAb/Aaの3つの値の最大値が、3.0〜7.0である、または、Ab’/Aa’の3つの値の最大値が、0.0040〜0.0140である画像形成装置で画像形成したオイルレス定着トナー画像であれば、オーバーコート層の接着性の良い、高級感あふれるきれいな画像を提供することができる。
オイルレス定着トナー画像のAb/Aa、Ab’/Aa’は、トナー中のワックスの量、分布状態、ワックスの種類により変化する。トナー中のワックスの量が少ないほどAb/Aa、Ab’/Aa’は低くなり、トナー中のワックスが、トナー表面付近に多いほど、Ab/Aa、Ab’/Aa’は高くなる。また、融点が低く、流動性の高いワックスを用いるほど、オイルレス定着トナー画像のAb/Aa、Ab’/Aa’は高くなる。
トナーの付着量によってもオイルレス定着トナー画像のAb/Aa、Ab’/Aa’変化し、トナーの付着量が少ない方が、Ab/Aa、Ab’/Aa’は低くなる。オーバーコート層を設けた画像は、画像表面がフラットになるため、通常よりも画像が濃く感じられ、トナーの付着量を下げ、Ab/Aa、Ab’/Aa’を低くすることができる。
また、定着の条件により、オイルレス定着トナー画像のAb/Aa、Ab’/Aa’も変化する。当然、定着温度が高く、定着ローラにより加熱される時間が長く、定着ローラの圧力が高いほど、トナーからのワックスの染み出し量が多くなるため、オイルレス定着画像のAb/Aa、Ab’/Aa’は高くなる。
このように、オイルレス定着画像のAb/Aa、Ab’/Aa’を変化させる因子は様々ある。しかし、それぞれの条件が決まれば、オイルレス定着画像のAb/Aa、Ab’/Aa’は、ほぼ一定の値にすることは容易であり、オーバーコート層を設けて耐久性が高く、高級感あふれるきれいな画像を提供することができる。
本発明において、前述のように、ATR法(クリスタル:Ge、入射角:45°、一回反射)によりIRスペクトルを測定する。ATR法は、高屈折率のGeをサンプルに押し付けた状態で測定できるため、非常に簡便に測定することができ、測定スペースに充分な空間があれば、画像を裁断することなく、測定することもできる。
ATR法は、測定するIR光の波数により、サンプルの深さ方向の測定領域が異なる。そのため、波数が大きく離れた二つのピーク面積比で指標を作成すると、それぞれの物質の測定している領域(深さ)が異なってしまうため、Geとサンプルとの間にわずかな隙間が存在してしまうと、ピークの面積比に大きな誤差が生じてしまう。本発明でAb/Aa、Ab’/Aa’を求める際に用いる二つのピークは、波数が近いため、それぞれの物質ともほぼ同じ領域(深さ)を測定している。そのため本発明では、再現性の良いAb/Aa、Ab’/Aa’の値を測定することができる。
2896〜2943cm−1のピーク面積Abは、図5に示すように、スペクトルの2896cm−1と2943cm−1を結ぶ直線をベースラインとし、2896〜2943cm−1の間の、ベースラインより上の面積を測定する。2946〜2979cm−1のピーク面積Aaも同様に、図6に示す作図を行い、測定することができる。
このようにして測定された各面積の比をとることにより、Ab/Aaの値を測定することができる。
791〜860cm−1のピーク面積Aa’は、図7に示すように、スペクトルの791〜860cm−1を結ぶ直線をベースラインとし、791〜860cm−1の間の、ベースラインより上の面積を測定する。2834〜2862cm−1のピーク面積Ab’も同様に、図8に示す作図を行い、測定することができる。
このようにして測定された各面積の比をとることにより、Ab’/Aa’の値を測定することができる。
[トナー]
電子写真方式に用いられる前記トナーとしては、オイルレス定着トナー画像のベタ部の前記Ab/Aaが3.0〜7.0、または、前記Ab’/Aa’が、0.0040〜0.0140となるのであれば、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、結着樹脂と、着色剤と、ワックスとを少なくとも含有し、更に必要に応じて、帯電制御剤、磁性体、外添剤等のその他の成分を含有するトナーが挙げられる。
−結着樹脂−
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、ポリp−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の単独重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられる。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。これらの中でも、定着される記録媒体との親和性から、ポリエステル樹脂を使用することが特に好ましい。
前記ポリエステル樹脂を構成する成分としては、例えば、2価のアルコール成分、3価以上の多価アルコール成分、酸成分などが挙げられる。
前記2価のアルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、又は、ビスフェノールAにエチレンオキシド、プロピレンオキシド等の環状エーテルが重合して得られるジオール、などが挙げられる。
前記3価以上の多価アルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、などが挙げられる。
前記酸成分としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のべンゼンジカルボン酸類又はその無水物、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸等の不飽和二塩基酸、マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物等の不飽和二塩基酸無水物、3価以上の多価カルボン酸成分などが挙げられる。
前記3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えば、トリメリット酸、ピロメット酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシ−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、又はこれらの無水物、部分低級アルキルエステル、などが挙げられる。
−−活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステル−−
前記結着樹脂としては、活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステル(プレポリマー)を含有してもよい。活性水素基含有化合物は、トナー製造過程において、前記活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステルが伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。該活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステルが伸張反応して高分子量化することにより、トナーの耐熱保存性や、定着後の画像のべたつきを効果的に低減させることができる。この場合、活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステルとしては、活性水素基含有化合物と反応可能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、例えばイソシアネート基、エポキシ基、カルボン酸、酸クロリド基、などを有する変性ポリエステルが挙げられる。これらの中でも、イソシアネート基を含有する変性ポリエステルが好ましい。
前記活性水素基含有化合物としては、活性水素基を有してい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。前記活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステルがイソシアネート基含有変性ポリエステルである場合には、該イソシアネート基含有変性ポリエステルと伸長反応、架橋反応等の反応により高分子量化可能な点で、アミン類が好適である。
前記アミン類としては、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、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸、などが挙げられる。また、これらのアミノ基をケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)でブロックした、ケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物、などが挙げられる。
−着色剤−
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンなどが挙げられる。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。
前記着色剤の含有量としては、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、前記トナー100質量部に対して、1質量部〜15質量部が好ましく、3質量部〜10質量部がより好ましい。
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。該樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンなどが挙げられる。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。
−ワックス−
前記ワックスとしては、動物由来のワックス(蜜蝋、鯨蝋、セラック蝋等)、植物由来のワックス(カルナバ蝋、木蝋、米糠蝋、キャンデリラワックス等)、鉱物由来のワックス(モンタンワックス、オゾケライト等)、石油由来のワックス(パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等)が例示できるが、離型能力が高い点で、石油由来のワックスが好ましい。前記石油由来のワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスを例示することができ、二種類以上のワックスを混合して用いても良い。特に、融点の異なるワックスを混合すると、ワックス全体としての融点は低くなるため、離型性が向上し好ましい。マイクロクリスタリンワックスは、イソパラフィンやシクロパラフィンの成分が含有されているため、比較的結晶が小さくなる。そのため、オイルレス定着画像上のワックスは、一様に存在するのではなく、分散して存在しやすくなるため、オイルレス定着画像のAb/Aa、Ab’/Aa’を小さな値にすることができる。
前記ワックスとしては、炭化水素成分のイソパラフィンが10質量%以上含まれていることが、電子写真用オーバーコート組成物との密着性の点で好ましい。
前記ワックスの分子量としては、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、電子写真用オーバーコート組成物の密着性に寄与する成分の分子量が高く、その分子量に近いほど好ましい。具体的には、平均分子量が500以上であることが、電子写真用オーバーコート組成物との密着性の点で好ましい。
前記ワックス中のイソパラフィンの質量%、及び前記ワックスの平均分子量は、例えば、JMS−T100GC“AccuTOF GC”を用いて、FD(Field Desorption)法にて測定することができる。
前記ワックスの融点としては、40℃〜160℃が好ましく、50℃〜120℃がより好ましい。前記融点が、40℃未満であると、耐熱保存性に悪影響を与えることがあり、160℃を超えると、低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすくなることがある。
前記ワックスの溶融粘度としては、融点より20℃高い温度で、5cps〜1,000cpsが好ましく、10cps〜100cpsがより好ましい。前記溶融粘度が、1,000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が乏しくなることがある。
前記トナーにおける前記ワックスの含有量としては、1質量%〜40質量%が好ましく、3質量%〜30質量%がより好ましい。
−その他の成分−
前記その他の成分としては、例えば、帯電制御剤、磁性体、外添剤などが挙げられる。
−−帯電制御剤−−
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、感光体に帯電される電荷の正負に応じて、正又は負の荷電制御剤を適宜選択して用いることができる。
−−−負の帯電制御剤−−−
前記負の帯電制御剤としては、例えば、電子供与性の官能基を持つ樹脂又は化合物、アゾ染料、有機酸の金属錯体などが挙げられる。
前記負の帯電制御剤の市販品としては、例えば、ボントロン(品番:S−31、S−32、S−34、S−36、S−37、S−39、S−40、S−44、E−81、E−82、E−84、E−86、E−88、A、1−A、2−A、3−A)(いずれも、オリエント化学工業株式会社製)、カヤチャージ(品番:N−1、N−2)、カヤセットブラック(品番:T−2、004)(いずれも、日本化薬株式会社製);アイゼンスピロンブラック(T−37、T−77、T−95、TRH、TNS−2)(いずれも、保土谷化学工業株式会社製);FCA−1001−N、FCA−1001−NB、FCA−1001−NZ、(いずれも、藤倉化成株式会社製)、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。
−−−正の帯電制御剤−−−
前記正の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料等の塩基性化合物;4級アンモニウム塩等のカチオン性化合物;高級脂肪酸の金属塩などが挙げられる。
前記正の帯電制御剤の市販品としては、例えば、ボントロン(品番:N−01、N−02、N−03、N−04、N−05、N−07、N−09、N−10、N−11、N−13、P−51、P−52、AFP−B)(いずれも、オリエント化学工業株式会社製);TP−302、TP−415、TP−4040(いずれも、保土谷化学工業株式会社製);コピーブルーPR、コピーチャージ(品番:PX−VP−435、NX−VP−434)(いずれも、ヘキスト社製);FCA(品番:201、201−B−1、201−B−2、201−B−3、201−PB、201−PZ、301)(いずれも、藤倉化成株式会社製);PLZ(品番:1001、2001、6001、7001)(いずれも、四国化成工業株式会社製)、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。
前記帯電制御剤の含有量は、特に制限はなく、結着樹脂の種類、分散方法を含めたトナー製造方法などに応じて適宜選択することができ、前記結着樹脂100質量部に対し、0.1質量部〜10質量部が好ましく、0.2質量部〜5質量部がより好ましい。前記含有量が、10質量部を超えると、トナーの帯電性が大きすぎ、帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電気的吸引力が増大し、電子写真用現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招くことがある。一方、前記含有量が0.1質量部未満であると、帯電立ち上り性や帯電量が十分でなく、トナー画像に影響を及ぼしやすいことがある。
−−磁性体−−
前記磁性体としては、例えば、(1)マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き磁性酸化鉄、又は他の金属酸化物を含む酸化鉄、(2)鉄、コバルト、ニッケル等の金属、又は、これらの金属とアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、錫、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウム等の金属との合金、(3)又はこれらの混合物、などが用いられる。
前記磁性体としては、例えばFe、γ−Fe、ZnFe、YFe12、CdFe、GdFe12、CuFe、PbFe1219、NiFe、NdFeO、BaFe1219、MgFe、MnFe、LaFeO、鉄粉、コバルト粉、ニッケル粉、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種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、四三酸化鉄、γ−三二酸化鉄の微粉末が特に好ましい。
前記磁性体の含有量としては、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、前記結着樹脂100質量部に対して、10質量部〜200質量部が好ましく、20質量部〜150質量部がより好ましい。
前記磁性体は、着色剤としても使用することができる。
−−外添剤−−
前記外添剤としては、トナーに流動性、耐熱保存性、現像性、転写性、帯電性等を付与するための無機微粒子が挙げられる。
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、チタニア、アルミナ、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウムなどが挙げられる。また、シリコーンオイルやヘキサメチルジシラザンなどで疎水化処理されたシリカ微粒子や、特定の表面処理を施した酸化チタンなどが挙げられる。
前記シリカ微粒子の市販品としては、例えば、アエロジル(品番:130、200V、200CF、300、300CF、380、OX50、TT600、MOX80、MOX170、COK84、RX200、RY200、R972、R974、R976、R805、R811、R812、T805、R202、VT222、RX170、RXC、RA200、RA200H、RA200HS、RM50、RY200、REA200)(いずれも、日本アエロジル株式会社製)、HDK(品番:H20、H2000、H3004、H2000/4、H2050EP、H2015EP、H3050EP、KHD50)、HVK2150(いずれも、ワッカーケミカル社製)、カボジル(品番:L−90、LM−130、LM−150、M−5、PTG、MS−55、H−5、HS−5、EH−5、LM−150D、M−7D、MS−75D、TS−720、TS−610、TS−530)(いずれも、キャボット社製)などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
前記無機微粒子の含有量としては、トナー100質量部に対し、0.1質量部〜5.0質量部が好ましく、0.8質量部〜3.2質量部がより好ましい。
前記トナーは、下記数式1で表される円形度SRの平均値である平均円形度が0.93〜1.00のものが好ましく、0.95〜0.99がより好ましい。この平均円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合1.00を示し、表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さな値となる。
<数式1>
円形度SR=(トナー粒子の投影面積と同じ面積の円の周囲長)/(トナー粒子の投影像の周囲長)
前記平均円形度が0.93〜1.00の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。また、トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。また、ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で記録媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。また、トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、像担持体の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
前記円形度SRは、例えば、フロー式粒子像分析装置(東亜医用電子社製、FPIA−1000)を用いて測定することができる。
まず、容器中の予め不純固形物を除去した水100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩)を0.1mL〜0.5mL加え、更に測定試料を0.1g〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1分間〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3,000個/μL〜10,000個/μLとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。
前記トナーの体積平均粒径は3μm〜10μmが好ましく、4μm〜8μmがより好ましい。この範囲では、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していることから、ドット再現性に優れる。前記体積平均粒径が3μm未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすいことがあり、10μmを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しいことがある。
ここで、前記トナーの体積平均粒径は、例えばコールターカウンター法による。該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としては、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。
まず、電解水溶液100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1mL〜5mL加える。ここで、電解液とは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)が使用できる。ここで、更に測定試料を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、トナー母体粒子(未外添)又はトナー(外添済み)の体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径を求めることができる。
チャンネルとしては、2.00μm〜2.52μm未満;2.52μm〜3.17μm未満;3.17μm〜4.00μm未満;4.00μm〜5.04μm未満;5.04μm〜6.35μm未満;6.35μm〜8.00μm未満;8.00μm〜10.08μm未満;10.08μm〜12.70μm未満;12.70μm〜16.00μm未満;16.00μm〜20.20μm未満;20.20μm〜25.40μm未満;25.40μm〜32.00μm未満;32.00μm〜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。
−トナーの製造方法−
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、粉砕法、特定の重合性単量体を含有する単量体組成物を水相中で直接的に重合する重合法(懸濁重合法、乳化重合法)、水系媒体中に特定の結着樹脂溶解液を乳化乃至分散させる方法、溶剤で溶解し脱溶剤して粉砕する方法、溶融スプレー法などが挙げられる。
−−粉砕法−−
前記粉砕法は、例えば、トナー材料を溶融し、混練した後、粉砕し、分級等することにより、前記トナーを得る方法である。
前記粉砕法の場合、前記トナーの平均円形度を高くする目的で、得られたトナーに対し、機械的衝撃力を与えて形状を制御してもよい。この場合、前記機械的衝撃力は、例えば、ハイブリタイザー、メカノフュージョンなどの装置を用いて前記トナーに付与することができる。
前記トナー材料の溶融、混練では、前記トナー材料を混合して混合物を得て、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸の連続混練機、二軸の連続混練機、ロールミルによるバッチ式混練機などが挙げられる。例えば、株式会社神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械株式会社製TEM型押出機、有限会社ケイシーケイ製二軸押出機、株式会社池貝鉄工所製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記粉砕では、前記混練で得られた混練物を粉砕する。この粉砕においては、まず、混練物を粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターとの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
前記分級は、前記粉砕で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナーを製造する。
−−懸濁重合法−−
前記懸濁重合法は、油溶性重合開始剤、重合性単量体中に着色剤、ワックスなどを分散し、界面活性剤、その他固体分散剤などが含まれる水系媒体中で、後述する乳化法によって乳化分散する。その後重合反応を行い粒子化し、前記トナーを得る。
前記重合性単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸又は無水マレイン酸などの酸類、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどのアミノ基を有するアクリレート、メタクリレートなどを一部用いることによってトナー粒子表面に官能基を導入できる。
また、使用する分散剤として酸基や塩基性基を有するものを選ぶことよってトナー表面に分散剤を吸着残存させ、官能基を導入することができる。
−−乳化重合法−−
前記乳化重合法としては、水溶性重合開始剤、重合性単量体を水中で界面活性剤を用いて乳化し、通常の乳化重合の手法によりラテックスを合成する。別途着色剤、ワックス等を水系媒体中に分散した分散体を用意し、混合の後にトナーサイズまで凝集させ、加熱融着させることによりトナーを得る。ラテックスとして懸濁重合法に使用される単量体と同様なものを用いればトナー表面に官能基を導入できる。
−−水系媒体中に特定の結着樹脂溶解液を乳化乃至分散させる方法−−
前記水系媒体中に特定の結着樹脂溶解液を乳化乃至分散させる方法としては、少なくとも結着樹脂を有するトナー材料の溶解液乃至分散液を水系媒体中に乳化乃至分散させ、乳化液乃至分散液を調製した後、トナーを造粒(水系造粒)する方式である。この方式としては、例えば以下の工程〔1〕〜〔4〕からなる。
<<工程〔1〕:トナー材料の溶解液乃至分散液の調製>>
前記トナー材料の溶解液乃至分散液は、着色剤、結着樹脂等のトナー材料を有機溶剤に溶解乃至分散させることにより調製される。なお、前記有機溶剤は、トナーの造粒時乃至造粒後に除去される。
<<工程〔2〕:水系媒体の調製>>
前記水系媒体としては、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、例えば水、該水と混和可能なアルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類、低級ケトン類等の溶剤、又はこれらの混合物などが挙げられる。これらの中でも、水が特に好ましい。
前記水系媒体の調製は、例えば、樹脂微粒子のような分散安定化剤を前記水系媒体に分散させることにより行うことができる。樹脂微粒子の水系媒体中への添加量としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、0.5質量%〜10質量%が好ましい。
前記樹脂微粒子としては、水系媒体中で水性分散液を形成し得る樹脂であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂でもよい。前記樹脂微粒子としては、例えば、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂、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。これらの中でも微細な球状の樹脂微粒子の水性分散液が得られ易い点で、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種で形成されているのが好ましい。
また、前記水系媒体においては、必要に応じて、後述の乳化乃至分散時における、前記溶解液乃至分散液の油滴を安定化させ、所望の形状を得つつ粒度分布をシャープにする観点から、分散剤を用いることが好ましい。前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド等が挙げられる。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。これらの中でも、界面活性剤が特に好ましい。
<<工程〔3〕:乳化乃至分散>>
前記トナー材料を含む溶解液乃至分散液を前記水系媒体中で乳化乃至分散させる際、トナー材料を含む溶解液乃至分散液を前記水系媒体中で攪拌しながら分散させるのが好ましい。分散の方法としては、特に限定されるものではないが、ホモジナイザー(IKA社製)、ポリトロン(キネマティカ社製)、TKオートホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)等のバッチ式乳化機、エバラマイルダー(在原製作所製)、TKフィルミックス、TKパイプラインホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)、コロイドミル(神鋼パンテック株式会社製)、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機(三井三池化工機株式会社製)、キャピトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工株式会社製)等の連続式乳化機、マイクロフルイダイザー(みずほ工業株式会社製)、ナノマイザー(ナノマイザー社製)、APVガウリン(ガウリン社製)等の高圧乳化機、膜乳化機(冷化工業株式会社製)等の膜乳化機、バイブロミキサー(冷化工業株式会社製)等の振動式乳化機、超音波ホモジナイザー(ブランソン社製)等の超音波乳化機、などが挙げられる。これらの中でも、粒径の均一化の観点から、APVガウリン、ホモジナイザー、TKオートホモミキサー、エバラマイルダー、TKフィルミックス、TKパイプラインホモミキサーが特に好ましい。
なお、前記溶解液乃至分散液に含まれる結着樹脂として活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステルを含む場合においては、乳化乃至分散時に反応が進行する。反応条件としては特に制限はなく、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体と前記活性水素基含有化合物との組合せに応じて適宜選択することができるが、反応時間としては、10分間〜40時間が好ましく、2時間〜24時間がより好ましい。
<<工程〔4〕:溶剤の除去>>
次に、前記乳化乃至分散により得られた乳化スラリーから有機溶剤を除去する。有機溶剤の除去は、(1)反応系全体を徐々に昇温させて、油滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法、(2)乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、油滴中の非水溶性有機溶剤を完全に除去してトナー微粒子を形成し、併せて水系分散剤を蒸発除去する方法等が挙げられる。
本発明の画像形成方法に用いるオーバーコート層としては、記録媒体に定着されたトナー画像上にオーバーコート組成物を塗布した後に、光あるいは電子線を照射することにより硬化させ、設けることが好ましい。
光あるいは電子線照射により硬化したオーバーコート層は、ポリエステルやポリスチレン等のトナー母体との接着が、概ね良好である。しかし、オイルレス定着トナー画像の画像部には、必ずワックスが存在しているため、トナー母体とオーバーコート層との接着性はより強いものが求められる。トナー母体とオーバーコート層との接着性はトナー母体とオーバーコート組成物との親和性が高いほど強くなる。そのため、本発明で用いるオーバーコート組成物は、トナー母体を溶解あるいは膨潤させるものであることが好ましい。
具体的には、電子写真方式により画像形成したトナー画像上10mmの高さから0.3〜0.5mg/cmでオーバーコート組成物を滴下し、滴下から10秒後に当該オーバーコート組成物を除去した時、滴下前と滴下・除去後とにおける当該トナー像の色差△E*が3≦△E*≦30であるトナーとオーバーコート組成物との組み合わせが好ましい。ΔE*<3では密着性が劣り、ΔE*>30では画像を溶解させ乱してしまうことがある。前記色差が、選択範囲内であると、密着性がより優れる点で有利である。つまり、オーバーコート組成物が適度にトナーを融解させる範囲にあれば、画像を乱さず密着性も優れている。
電子写真用オーバーコート組成物の成分としては、重合性オリゴマー、重合性不飽和化合物、光重合開始剤、増感剤、重合禁止剤、界面活性剤などが挙げられる。
−重合性オリゴマー−
前記重合性オリゴマーとしては、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、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなどが挙げられる。
前記ポリエステルアクリレートとしては、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、多価アルコールと多塩基酸から得られるポリエステルポリオールのアクリル酸エステルが挙げられる。前記ポリエステルアクリレートは、優れた反応性を示す。
前記エポキシアクリレートとしては、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、ビスフェノール型エポキシ、ノボラック型エポキシ、脂環式エポキシなどとアクリル酸との反応で得られるエポキシアクリレートが挙げられる。前記エポキシアクリレートは、硬度、柔軟性、及び硬化性に優れる。
前記ウレタンアクリレートとしては、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、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールなどとジイソシアネート及びヒドロキシル基を持つアクリル酸エステルとを反応して得られるウレタンアクリレートが挙げられる。前記ウレタンアクリレートを用いると、柔軟性があり、強じんな皮膜が得られる。
前記重合性オリゴマーは、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。
前記オーバーコート組成物における前記重合性オリゴマーの含有量としては、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、5質量%〜60質量%が好ましく、10質量%〜50質量%がより好ましく、20質量%〜45質量%が特に好ましい。前記含有量が、5質量%未満であると、硬化不良を起こしたり、粘度が低くなりすぎたり、硬化後の柔軟性を損ねたりすることがある。一方、前記含有量が、60質量%を超えると、密着性を低下させたり、粘度が高くなりすぎたりすることがある。前記含有量が、前記特に好ましい範囲内であると、粘性の適正化、硬化性、並びに硬化後のコート層の柔軟性、及び強度の点で有利である。
−重合性不飽和化合物−
前記重合性不飽和化合物としては、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、一官能の重合性不飽和化合物、二官能の重合性不飽和化合物、三官能の重合性不飽和化合物、四官能以上の重合性不飽和化合物などが挙げられる。
前記一官能の重合性不飽和化合物としては、例えば、2−エチルヘキシルアクリレート、2−ヒドロキシルエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェニルグリコールモノアクリレート、シクロヘキシルアクリレートなどが挙げられる。
前記二官能の重合性不飽和化合物としては、例えば、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレートなどが挙げられる。
前記三官能の重合性不飽和化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリストールトリアクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレートなどが挙げられる。
前記四官能以上の重合性不飽和化合物としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリストールヘキサアクリレートなどが挙げられる。
本発明において好ましく用いられる融解能力の高い材料としては、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、エチルカルビトールアクリレート、アクリロイルモルホリンなどが挙げられる。各材料により融解能力が違うため、添加量は各々でチューニングが必要である。但し、少な過ぎると密着性不良が、多すぎると画像乱れが発生する可能性がある。
前記重合性不飽和化合物は、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。
前記オーバーコート組成物における前記重合性不飽和化合物の含有量としては、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、35質量%〜90質量%が好ましく、45質量%〜85質量%がより好ましく、40質量%〜75質量%が特に好ましい。前記含有量が、35質量%未満であると、粘度が高くなりすぎたりすることがあり、90質量%を超えると、硬化不良を起こしたり、粘度が低くなりすぎたり、硬化後の柔軟性を損ねたりすることがある。前記含有量が、前記特に好ましい範囲内であると、粘性の適正化、硬化性、硬化後のコート層の点で有利である。
一官能のものよりも多官能のものの方が硬化速度が速く、高速定着の場合は適しているが体積収縮が大きい。硬化反応により大きく収縮する重合性不飽和化合物の場合は、カールが発生し易くなるため、できるだけ体積収縮率の少ない重合性不飽和化合物、その重合体を使用することが望ましい。
前記重合性不飽和化合物としては、体積収縮率が15%以下のものが好ましい。
前記重合性不飽和化合物、及び前記重合性オリゴマーのP.I.I.(皮膚刺激性)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、1.0以下が好ましい。P.I.I.が5.0以上であると、皮膚への刺激が強すぎて安全性に問題がでることがある。
また、前記重合性不飽和化合物、及び前記重合性オリゴマーの色相はできるだけ無色透明に近いことが好ましく、ガードナーグレイスケールでは2以下が好ましい。ガードナーグレイスケールが2を越えると、画像部の色彩が変わることがあり、また地肌部の変色が目立ってしまうことがある。
−光重合開始剤−
前記光重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルなどが挙げられる。前記光重合開始剤としては、市販品を用いることができる。市販品の前記光重合開始剤としては、例えば、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ社製のイルガキュア1300、イルガキュア369、イルガキュア907;BASF社製のルシリンTPOなどが挙げられる。
前記重合性オリゴマー、又は前記重合性不飽和化合物と、前記光重合開始剤との混合物に紫外線を照射すると、前記光重合開始剤は、下記(I)式、(II)式に示したようにラジカルを発生させる。そのラジカルが、前記重合性オリゴマー、又は前記重合性不飽和化合物の重合性二重結合への付加反応を起こす。前記付加反応により更にラジカルが生成し、他の前記重合性オリゴマー、又は前記重合性不飽和化合物の重合性二重結合への付加反応を繰り返すことにより、下記(III)式のように重合反応が進行する。
(I)水素引抜き型
(II)光開裂型
(III)重合
前記光重合開始剤としては、(i)紫外線の吸収効率が高い、(ii)前記重合性オリゴマー、又は前記重合性不飽和化合物への溶解性が高い、(iii)臭気、黄変、毒性が低い、(iv)暗反応を起こさない、などの特性が良好なものが好ましい。
前記オーバーコート組成物における前記光重合開始剤の含有量としては、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、1質量%〜10質量%が好ましく、2質量%〜5質量%がより好ましい。
−増感剤−
前記(I)式の水素引抜き型のベンゾフェノン系光重合開始剤を用いる場合には、光重合開始剤だけでは、反応が遅くなることがあるため、アミン系の増感剤を併用することにより反応性を高めることが好ましい。アミン系の増感剤を含有させることにより、水素引抜き作用により光重合開始剤に水素を供給する効果、及び空気中の酸素による反応阻害を防止する効果がある。
前記アミン系の増感剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4,4−ジエチルアミノベンゾフェノン、2−ジメチルアミノエチル安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアシルなどが挙げられる。
前記オーバーコート組成物における前記増感剤の含有量としては、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、1質量%〜15質量%が好ましく、3質量%〜8質量%がより好ましい。
−重合禁止剤−
前記重合禁止剤は、前記オーバーコート組成物の保存安定性を高めるために用いられる。
前記重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2,6−ジtert−ブチル−p−クレゾール(BHT)、2,3−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール(IA)、アンスラキノン、ハイドロキノン(HQ)、ハイドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ)などが挙げられる。
前記オーバーコート組成物における前記重合禁止剤の含有量としては、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、0.5〜3質量%が好ましい。
−界面活性剤−
前記界面活性剤を前記オーバーコート組成物に含有させることにより、トナーとオーバーコート組成物との界面に吸着性が付与される、オーバーコート組成物の表面張力を下げ、ぬれ性が向上されるという効果を奏する。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、シリコン界面活性剤、フルオロ界面活性剤などが挙げられる。
前記アニオン界面活性剤としては、例えば、スルホコハク酸塩、ジスルホン酸塩、リン酸エステル、硫酸塩、スルホン酸塩、及びこれらの混合物などが挙げられる。
前記ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、イソプロピルアルコール、アセチレン系ジオール、エトキシル化オクチルフェノール、エトキシル化分岐第二級アルコール、ベルフルオロブタンスルホン酸塩、アルコキシル化アルコールなどが挙げられる。
前記シリコン界面活性剤としては、例えば、ポリエーテル修飾ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。
前記フルオロ界面活性剤としては、例えば、エトキシル化ノニルフェノールなどが挙げられる。
前記オーバーコート組成物における前記界面活性剤の含有量としては、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、0.1質量%〜5質量%が好ましく、0.5質量%〜3質量%がより好ましい。前記含有量が、0.1質量%未満であると、ぬれ性が得られないことがあり、5質量%を超えると、硬化性を阻害することがある。前記含有量が、前記より好ましい範囲内であると、ぬれ性が向上する点で有利である。
前記その他の成分としては、更に、レベリング剤、マット剤、膜物性を調整するためのワックス類、ポリオレフィンやPETなどの記録媒体への密着性を改善するための、重合を阻害しないタッキファイヤー(粘着性付与剤)などが挙げられる。
前記オーバーコート組成物の粘度としては、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、25℃での粘度が10mPa・s〜800mPa・sが好ましい。前記粘度が、10mPa・s未満である、又は800mPa・sを超えると、塗布厚みの制御が困難になることがある。10mPa・s〜800mPa・sの範囲内であると、オーバーコート組成物がオイルレス定着画像上に均一にコートできる。
前記粘度は、例えば、B型粘度計(東洋精機製作所製)により測定することができる。
前記オーバーコート組成物は、溶剤を用いた油性型でも作成することができるが、UVを用いた紫外線硬化型(光硬化型)の場合が、安全性確保、環境保護、省エネ及び高生産性の点から好ましい。
−塗布工程及び塗布手段−
前記塗布工程は、転写された記録媒体上のトナー画像(定着画像)にオーバーコート組成物を塗布する工程である。
また、前記塗布手段は、転写された記録媒体上のトナー画像にオーバーコート組成物を塗布する手段である。
前記オーバーコート組成物は、定着工程の後に記録媒体上の前記トナー画像に塗布される。例えば、前記オーバーコート組成物は、印刷及び上塗りが同一の印刷デバイスで実施されるインラインコーティングのように、トナー画像を形成した後直ちに、又は、印刷及び上塗りが異なる印刷装置で実施されるオフラインコーティングのように、印刷後の短い又は長い遅延時間のあとに、前記記録媒体に塗布される。
前記塗布工程において、前記オーバーコート組成物が塗布されるのは、少なくとも前記記録媒体上に形成された前記トナー画像の一部であればよく、前記記録媒体全体や前記トナー画像全体である必要はなく、印刷面の保護や光沢出しなどの目的に応じて適宜選択することができる。
前記塗布手段としては、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、ロールコータ、フキソソコータ、ロッドコータ、ブレード、ワイヤーバー、エアーナイフ、カーテンコータ、スライドコータ、ドクターナイフ、スクリーンコータ、グラビアコータ(例えばオフセットグラビアコータ)、スロットコータ、押出しコータ、インクジェットコータなどの液体フィルムコーティング装置が挙げられる。このような装置は、例えば、正転及び逆転ロールコーティング、オフセットグラビア、カーテンコーティング、リソグラフコーティング、スクリーンコーティング、グラビアコーティング、インクジェットコーティングなどの周知の方式で使用できる。
前記オーバーコート組成物の塗布厚みとしては、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、1μm〜15μmが好ましい。前記塗布厚みが、1μm未満であると、はじきが生じたり、光沢が不充分となることがあり、15μmを超えると、画像の質感が低下することがある。
前記塗布工程の後には、塗布された前記オーバーコート組成物を硬化させることが好ましい。
前記オーバーコート組成物が光硬化型の電子写真用オーバーコート組成物である場合には、光源からの光(主に紫外線)を照射することにより硬化させることができる。
前記オーバーコート組成物が油性の電子写真用オーバーコート財である場合には、加熱をすることにより硬化させる硬化させることができる。
前記光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、蛍光灯、タングステンランプ、アルゴンイオンレーザ、ヘリウムカドミウムレーザ、ヘリウムネオンレーザ、クリプトンイオンレーザ、各種半導体レーザ、YAGレーザ、発光ダイオード、CRT光源、プラズマ光源、電子線、γ線、ArFエキシマーレーザ、KrFエキシマーレーザ、F2レーザなどが挙げられる。
図9に、塗布手段の一例を示す。図9の塗布手段は、塗布ローラ2、金属ローラ3、圧接ローラ5、搬送ベルト6、トレイ7、光源8、スクレイバ9を有している。オーバーコート組成物1は、塗布ローラ2と金属ローラ3の間に貯液されている。トナー画像が形成された記録媒体4は、回転する塗布ローラ2及び圧接ローラ5と当接しながら塗布ローラ2と圧接ローラ5との間を通過する。その際に、塗布ローラ2表面のオーバーコート組成物1が記録媒体4に転写されることで、記録媒体4にオーバーコート組成物1が塗布される。
オーバーコート組成物1が塗布された記録媒体4は、搬送ベルト6により搬送され、光源8の下を通過する。その際、光源8からの紫外線により、記録媒体4に塗布されたオーバーコート組成物1は硬化する。その後、記録媒体4はトレイ7上に移動する。
圧接ローラ5に付着した不要なオーバーコート組成物1はスクレイバ9により除去される。
<記録媒体>
電子写真方式に用いる前記記録媒体としては、前記トナーを定着させ得るものであれば、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。
前記記録媒体の形態としては、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、シート状の他、平面及び曲面を有する立体物でも構わない。前記記録媒体としては、例えば、紙等の媒体に透明トナーを均一に定着させ紙面を保護したもの(いわゆる、ニスコート)であってもよい。前記記録媒体の材料としては、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、紙、布等を構成する一般的な繊維、液体透過層を有するOHP用シートのようなプラスチックフィルム、金属、樹脂、セラミックスなどが挙げられる。
(電子写真形成方法及び電子写真形成装置)
本発明の画像形成方法は、少なくとも、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程と、塗布工程とを含み、必要に応じて、適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程とを含む。なお、帯電工程と、露光工程とを合わせて静電潜像形成工程と称することもある。
また、本発明の画像形成方法を実施可能な電子写真形成装置(画像形成装置)は、電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段と、塗布手段とを有し、必要に応じて、適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段とを有する。なお、帯電手段と、露光手段とを合わせて静電潜像形成手段と称することもある。
さらに、上述した各手段はプロセスカートリッジとして一体構成の形態をとってもよく、該プロセスカートリッジが電子写真形成装置に着脱可能に保持されることで使用に供される。
前記帯電工程は前記帯電手段により、前記露光工程は前記露光手段により、前記現像工程は前記現像手段により、前記転写工程は前記転写手段により、前記定着工程は前記定着手段により、前記塗布工程は前記塗布手段により、前記除電工程は前記除電手段により、前記クリーニング工程は前記クリーニング手段により、前記リサイクル工程は前記リサイクル手段により好適に実施できる。
−静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段−
前記静電潜像形成工程は、電子写真感光体上に静電潜像を形成する工程である。
また、前記静電潜像形成手段は、電子写真感光体上に静電潜像を形成する手段である。
前記静電潜像の形成は、例えば、前記電子写真感光体の表面を帯電させた後、像様に露光することにより行うことができる。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電器と、前記電子写真感光体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電は、例えば、前記帯電器を用いて前記電子写真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。
前記帯電器としては、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、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。
前記帯電部材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、電子写真形成装置の仕様や形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、磁気ブラシは、例えば、Zn−Cuフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。又はブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電器とする。
前記帯電器は、上記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器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、接触式の帯電器を用いることが好ましい。
前記帯電器が電子写真感光体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって電子写真感光体表面を帯電するものが好ましい。
また、帯電器が、電子写真感光体にギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって電子写真感光体表面を帯電するものが好ましい。
前記露光は、例えば、前記露光器を用いて前記電子写真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。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記電子写真感光体の表面に、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。該露光器としては、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、などの各種露光器が挙げられる。
また、前記露光としては、前記電子写真感光体に対してデジタル方式の静電潜像を書き込むことが好ましい。
なお、本発明においては、前記電子写真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。
−現像工程及び現像手段−
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像してトナー像を形成する工程である。
また、前記現像手段は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像してトナー像を形成する手段である。
前記トナーは、前記オーバーコート組成物の説明において記載した前記トナーである。
前記現像剤は、前記トナーを用いた現像剤である。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記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、公知のものの中から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収容し、前記静電潜像に該トナー乃至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適に挙げられる。
前記現像器は、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い。該現像器としては、例えば、前記トナー乃至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してなるもの、などが好適に挙げられる。
前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記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、前記電子写真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電子写真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電子写真感光体の表面に該トナーによるトナー像が形成される。
前記現像器に収容させる現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
−転写工程及び転写手段−
前記転写工程は、前記トナー像を記録媒体に転写する工程である。
また、前記転写手段は、前記トナー像を記録媒体に転写する手段である。
前記転写としては、中間記録媒体を用い、該中間記録媒体上にトナー像を一次転写した後、該トナー像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましい。また、転写としては、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、トナー像を中間記録媒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含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記トナー像を転写帯電器を用いて前記電子写真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。前記転写手段としては、トナー像を中間記録媒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。
なお、前記中間記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の記録媒体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等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、前記電子写真感光体上に形成された前記トナー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。前記転写手段は、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。
前記転写器としては、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、前記記録媒体は、前記オーバーコート組成物の説明において記載した前記記録媒体である。
−−定着工程及び定着手段−−
前記定着工程は、記録媒体に転写されたトナー画像(未定着)を定着装置を用いて定着させる工程である。
また、前記定着手段は、記録媒体に転写されたトナー画像(未定着)を定着装置を用いて定着させる手段である。
前記定着は、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。
前記定着装置としては、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、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、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み合わせ、などが挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、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、前記定着工程及び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。
−−除電工程及び除電手段−−
前記除電工程は、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程である。
また、前記除電手段は、前記電子写真感光体に対し上電バイアスを印加して除電を行う手段である。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
−−クリーニング工程及びクリーニング手段−−
前記クリーニング工程は、前記電子写真感光体上に残留する前記トナーを除去する工程である。
また、前記クリーニング手段は、前記電子写真感光体上に残留する前記トナーを除去する手段である。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
−−リサイクル工程及びリサイクル手段−−
前記リサイクル工程は、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手段にリサイクルさせる工程である。
また、前記リサイクル手段は、前記クリーニング手段により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる手段である。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
−−制御工程及び制御手段−−
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程である。
また、前記制御手段は、前記各手段を制御する手段である。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御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、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
図10に、本発明の画像形成方法を好適に実施可能な画像形成装置の一例を示す。画像形成装置100Aは、感光体ドラム10と、帯電手段としての帯電ローラ20と、露光手段としての露光装置(不図示)と、現像手段としての現像器(ブラック用現像器45K、イエロー用現像器45Y、マゼンタ用現像器45M、シアン用現像器45C)と、中間転写体50と、クリーニング手段としてのクリーニングブレードを有するクリーニング装置60と、除電手段としての除電ランプ70を有する。
中間転写体50は、無端ベルトであり、その内側に配置されている3個のローラ51で張架されており、矢印方向に移動することができる。3個のローラ51の一部は、中間転写体50へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加することが可能な転写バイアスローラーとしても機能する。
また、中間転写体50の近傍には、クリーニングブレードを有する(中間転写ベルト用)クリーニング装置90が配置されている。更に、記録媒体95にトナー像を転写(二次転写)するための転写バイアスを印加することが可能な転写手段としての転写ローラ80が中間転写体50に対向して配置されている。
また、中間転写体50の周囲には、中間転写体50上のトナー像に電荷を付与するためのコロナ帯電器52が、感光体ドラム10と中間転写体50の接触部と、中間転写体50と記録媒体95の接触部との間に配置されている。
ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の各色の現像器(ブラック用現像器45K、イエロー用現像器45Y、マゼンタ用現像器45M、シアン用現像器45C)は、現像剤収容部(42K、42Y、42M、42C)と、現像剤供給ローラー(43K、43Y、43M、43C)と、現像ローラ(44K、44Y、44M、44C)を備える。
画像形成装置100Aでは、帯電ローラ20により感光体ドラム10を概略一様に帯電させた後、露光装置(不図示)により露光光30を感光ドラム10上に像様に露光し、静電潜像を形成する。次に、感光体ドラム10上に形成された静電潜像を、現像器(ブラック用現像器45K、イエロー用現像器45Y、マゼンタ用現像器45M、シアン用現像器45C)から現像剤を供給して現像してトナー像を形成した後、ローラ51から印加された転写バイアスにより、トナー像が中間転写体50上に転写(一次転写)される。更に、中間転写体50上のトナー像は、コロナ帯電器52により電荷を付与された後、記録媒体95上に転写(二次転写)される。なお、感光体ドラム10上に残存したトナーは、クリーニング装置60により除去され、感光体ドラム10は除電ランプ70により一旦、除電される。
画像形成装置100Aにおいて、塗布手段(不図示)は、定着工程の後であれば、任意の位置に配設することができる。
図11に、本発明の画像形成方法を好適に実施可能な画像形成装置の他の例を示す。画像形成装置100Bは、タンデム型カラー画像形成装置であり、複写装置本体150と、給紙テーブル200と、スキャナ300と、原稿自動搬送装置(ADF)400を有する。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架されており、矢印方向に回転することができる。
支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上に残留したトナーを除去するためのクリーニング装置17が配置されている。また、支持ローラ14と支持ローラ15により張架された中間転写体50には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの4個の画像形成手段18が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。各色の画像形成手段18は、図12に示すように、感光体ドラム10と、感光体ドラム10を一様に帯電させる帯電ローラ20と、感光体ドラム10に形成された静電潜像をブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の各色の現像剤で現像してトナー像を形成する現像器61と、各色のトナー像を中間転写体50上に転写させるための転写ローラ62と、クリーニング装置63と、除電ランプ64を備える。
また、タンデム型現像器120の近傍には、露光装置21が配置されている。露光装置21は、感光体ドラム10(ブラック用感光体10K、イエロー用感光体10Y、マゼンタ用感光体10M、シアン用感光体10C)上に露光光Lを露光し、静電潜像を形成する。
更に、中間転写体50のタンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置22が配置されている。二次転写装置22は、一対のローラ23に張架されている無端ベルトである二次転写ベルト24からなり、二次転写ベルト24上を搬送される記録紙と中間転写体50が互いに接触可能となっている。
二次転写装置22の近傍には、定着装置25が配置されている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26と、定着ベルト26に押圧されて配置される加圧ローラ27を有する。
また、二次転写装置22及び定着装置25の近傍に、記録媒体(記録紙)の両面に画像を形成するために記録媒体を反転させる反転装置28が配置されている。
次に、画像形成装置100Bにおけるフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。まず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台130上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。次に、スタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時は、直ちにスキャナ300が駆動し、第1走行体33及び第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33により、光源からの光が照射されると共に、原稿面からの反射光を第2走行体34におけるミラーで反射し、結像レンズ35を通して読み取りセンサ36で受光される。これにより、カラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の画像情報が得られる。
更に、露光装置21により、得られた各色の画像情報に基づいて、各色の静電潜像が感光体ドラム10に形成された後、各色の静電潜像は、各色の現像器61から供給された現像剤で現像され、各色のトナー像が形成される。形成された各色のトナー像は、支持ローラ14、15及び16により回転移動する中間転写体50上に、順次重ねて転写(一次転写)され、中間転写体50上に複合トナー像が形成される。
給紙テーブル200においては、給紙ローラ142の1つを選択的に回転させ、ペーパーバンク143に多段に備える給紙カセット144の1つから記録紙を繰り出し、分離ローラ145で1枚ずつ分離して給紙路146に送り出し、搬送ローラ147で搬送して複写機本体150内の給紙路148に導き、レジストローラー49に突き当てて止める。あるいは、手差しトレイ151上の記録紙を繰り出し、分離ローラ58で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、レジストローラー49に突き当てて止める。なお、レジストローラー49は、一般に接地して使用されるが、記録紙の紙粉除去のために、バイアスが印加された状態で使用してもよい。
そして、中間転写体50上に形成された複合トナー像にタイミングを合わせてレジストローラー49を回転させ、中間転写体50と二次転写装置22の間に記録紙を送り出し、複合トナー像を記録紙上に転写(二次転写)する。
複合トナー像が転写された記録紙は、二次転写装置22により搬送されて、定着装置25に送り出される。そして、定着装置25において、定着ベルト26及び加圧ローラ27により、加熱加圧されて複合トナー画像が記録紙上に定着される。その後、記録紙は、切換爪55で切り換えて排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。あるいは、切換爪55で切り換えて反転装置28により反転されて再び転写位置へと導かれて、裏面にもトナー画像を形成した後、排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。
なお、複合トナー像が転写された後に中間転写体50上に残留したトナーは、クリーニング装置17により除去される。
画像形成装置100Bにおいて、塗布手段(不図示)は、定着工程の後であれば、任意の位置に配設することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。実施例において、なお、以下に示す実施例に係わるワックスのイソパラフィンの質量%、平均分子量はJMS−T100GC“AccuTOF GC”を用いて、FD(Field Desorption)法にて測定した。
(実施例1)
<トナー1及び現像剤1の作製>
−処方−
・ポリエステル樹脂 89.5質量部
(重量平均分子量(MW):68,500、ガラス転移温度(Tg):65.9℃)
・マイクロクリスタリンワックス 5 質量部
−イソパラフィン:15質量%
−平均分子量:650
・カーボンブラック(三菱化成社製、#44) 5 質量部
・帯電制御剤(スピロンブラックTR−H、保土谷化学社製) 1 質量部
以上の処方を混合し、2軸エクストルーダー(BCTA型、ビューラー社製)を用いて120℃で混練後、気流式粉砕機(ジェットミル、日清エンジニアリング社製)により粉砕、分級し体積平均粒径8.0μmとした後、ヘンシェルミキサー(FM型、三井三池化工社製)を用い、シリカ(R−972:日本アエロジル社製)2.2質量%を混合し黒用トナー1を得た。
同様に、着色剤として、カーボンブラックの代わりにPigment Yellow 17、Pigment Red 57、Pigment Blue 15をそれぞれ用いて、イエロー用トナー1、マゼンタ用トナー1、シアン用トナー1を得た。
得られたトナーのトナー円形度は0.90、体積平均粒径は8.0μmであった。
キャリアとして平均粒径50μmのマグネタイト粒子にシリコン樹脂をコート(厚み0.5μm)したものを用い、前記各色用トナーとトナー濃度5.0質量%で混合し現像剤1を得た。
<オーバーコート組成物1の作製>
ペンタエリスリトールテトラアクリレート11質量部、トリメチロールプロパントリアクレート30質量部、及び重合禁止剤としてハイドロキノン0.3質量部をビーカーに入れ、攪拌しながら120℃まで加熱し、更にジアリルフタレートプレポリマー(ダイソーダップ100、ダイソー社製)50質量部を溶解させた。更にアルミニウムイソプロピレート2質量部をトルエン2質量部に分散させたものを除々に添加し、110℃で20分間攪拌した。この間溶剤として加えたトルエンを系外に除去し目的とする光硬化型ワニスベース剤を得た。
更に前記光硬化型ワニスベース剤75質量部、1,6ヘキサンジオールアクリレート60質量部、光重合開始剤としてベンゾフェノン10質量部、p−ジメチルアミノアセトフェノン5質量部、及び粘度調整剤としてフェニルグリコールモノアクリレート10質量部を混合し、3本ロールミルで十分混練し、光硬化型のオーバーコート組成物1を得た。
<評価>
−融解性試験−
OHPシートにマゼンタとイエローの2色重ね(赤)画像(付着量0.8mg/cm)を作製。X−Rite938で同じOHPシートを挟んでL*、a*、b*を測定する。オーバーコート組成物を図13の融解試験装置の滴下ビュレットに入れ、OHPシートから10mmの高さに設定する。オーバーコート組成物を0.3〜0.5mg滴下し、10秒後除去する。滴下部分を同じOHPシートを挟んでL’*、a’*、b’*を測定し、滴下前後のΔE*を算出する。(OHPシートを挟んだのは、X−Riteの汚れ防止のためである)
−粘度測定−
オーバーコート組成物の粘度を25℃環境でB型粘度計(東洋精機製作所製)を使って測定する。
−印刷物の作製−
記録媒体としての王子製紙社製PODグロスコート(128g/m)に、現像剤1を用いた株式会社リコー製のimagio MP C7500でベタ部付着量0.4mg/cmの条件で、ISO/IEC 15775:1999 準拠テストチャートNo.4を出力し、印刷物を得た。
−Ab/Aaの測定−
上記印刷物の赤、緑、青のベタ部をATR法によりIR測定を行った。IR測定は、赤外分光装置(FT/IR−6100,日本分光製,Ge45°)を用い、圧力2.3kgで測定した。測定したIRスペクトルから、下記条件でAa、Abを求め、Ab/Aaを算出した。赤、緑、青のベタ部の3つの値を算出し、これらの中の最高値を印刷物のAb/Aaとした。結果を下記表1に示す。
[ATR法FT−IR測定条件]
・クリスタル:Ge
・入射角:45°
・反射:一回反射
Abベースライン,Ab領域:2896〜2943cm−1
Aaベースライン,Aa領域:2946〜2979cm−1
・Aa’ベースライン,Aa’領域:791〜860cm−1
・Ab’ベースライン,Ab’領域:2834〜2862cm−1
−はじき(ぬれ性)評価−
シナノケンシ社製UVニスコーター(SG610V)を用いてコーター速度10m/min、照射量120W/cmの条件で、上記印刷物の印刷面に5g/m(4.5μm)の厚みでオーバーコート組成物のコーティングを行った。光硬化型のオーバーコート組成物は、上記コーターにて硬化させた。油性のオーバーコート組成物はランプを当てずにチャンバーにて乾燥させ、硬化させた。硬化後の印刷物のオーバーコート組成物のはじきを目視にて下記評価基準にて評価した。結果を表1に示す。
[はじき評価基準]
○:はじきなし
△:若干はじいているが、問題ないレベルである
×:著しくはじく
−密着性評価−
シナノケンシ社製UVニスコーター(SG610V)を用いて上記印刷物の印刷面に5g/mの厚みでオーバーコート組成物のコーティングを行った。光硬化型のオーバーコート組成物は、上記コーターにて硬化させた。水及び油性のオーバーコート組成物はランプを当てずにチャンバーにて乾燥させ、硬化させた。
硬化後の印刷物のトナー上のオーバーコート組成物をJIS K5400に準じて1mm間隔で100マスの基盤目状にカッターナイフで切り込み、セロハン粘着テープで引き剥がし、ルーペで見ながら剥がれなかったマスをカウントし、下記評価基準にて評価した。結果を表1に示す。
[定着性評価基準]
◎:100/100
○:80/100〜99/100
△:40/100〜79/100
×:0/100〜39/100
(実施例2)
<トナー2及び現像剤2の作製>
実施例1において、マイクロクリスタリンワックスをマイクロクリスタリンワックスとパラフィンワックスの混合ワックス(イソパラフィン9質量%、平均分子量520)に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー2、及び現像剤2を得た。
得られたトナーのトナー円形度は0.90、体積平均粒径は7μmであった。
<オーバーコート組成物2の作製>
ポリエステルアクリレートオリゴマー(EBECRYL846、ダイセルサイテック社製、MW1,100)40質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート30質量部、アクリロイルモルホリン50質量部、重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテル0.2質量部、光重合開始剤としてベンゾインエチルエーテル8質量部、及び増感剤としてトリイソプロパノールアミン3質量部を混合し、60℃で20分攪拌して、光硬化型のオーバーコート組成物2を得た。
<評価>
実施例1において、現像剤及びオーバーコート組成物を上記で得た現像剤2及びオーバーコート組成物2に代えた以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
<トナー3及び現像剤3の作製>
実施例1において、マイクロクリスタリンワックスをマイクロクリスタリンワックスとパラフィンワックスの混合ワックス(イソパラフィン4質量%、平均分子量550)に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー3、及び現像剤3を得た。
<評価>
実施例2において、現像剤を上記で得た現像剤3に代えた以外は、実施例2と同様にして、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
<トナー4及び現像剤4の作製>
実施例2において、マイクロクリスタリンワックスをパラフィンワックス(平均分子量500)に代えた以外は、実施例2と同様にして、トナー4、及び現像剤4を得た。
<評価>
実施例2において、現像剤を上記で得た現像剤4に代えた以外は、実施例2と同様にして、評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
実施例4において、株式会社リコー製のimagio MP C7500を改造し、印刷物の印刷速度を20%遅くして印刷物を印刷する以外は、実施例4と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
実施例2において、株式会社リコー製のimagio MP C7500を改造し、印刷物の印刷速度を25%遅くし、ベタ部付着量0.5mg/cmとして印刷物を印刷する以外は、実施例4と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
<トナー5及び現像剤5の作製>
実施例1において、マイクロクリスタリンワックス5重量部をパラフィンワックス(平均分子量500)1.8重量部に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー5、及び現像剤5を得た。結果を表1に示す。
<評価>
実施例2において、現像剤を上記で得た現像剤5に代えた以外は、実施例2と同様にして、評価を行った。表1に示すように、オーバーコート層のはじき、接着は良好であったが、印刷した画像には、画像が大きく乱れていた。印刷を行った機械の定着ローラを観察したところ、定着ローラには、溶融したトナーのスジが多量に付着していた。
(実施例5)
<トナー6及び現像剤6の作製>
実施例1において、マイクロクリスタリンワックスをマイクロクリスタリンワックスとパラフィンワックスの混合ワックス(イソパラフィン11質量%、平均分子量480)に代えた以外は、実施例1と同様にして、トナー6及び現像剤6を得た。
得られたトナーのトナー円形度は0.91、体積平均粒径は7.8μmであった。
<オーバーコート組成物3の作製>
ウレタンアクリレートオリゴマー(EBECRYL5129、ダイセルサイテック社製、MW800)10質量部、ヘキサンジオールジアクリレート41質量部、シクロヘキシルアクリレート10質量部、エチルカルビトールアクリレート80質量部、重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテル0.3質量部、及び光重合開始剤としてベンジル(1,2−ジフェニルエタンジオン)6質量部を混合し、60℃で20分攪拌して、光硬化型のオーバーコート組成物3を得た。
<評価>
実施例1において、現像剤及びオーバーコート組成物を上記で得た現像剤6及びオーバーコート組成物3に代えた以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例6)
<オーバーコート組成物4の作製>
ポリエステルアクリレートオリゴマー(EBECRYL1830、ダイセルサイテック社製、MW1,500)60質量部、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジアクリレート(V#700、大阪有機化学社製)30質量部、2−エチルヘキシルアクリレート5質量部、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート20質量部、重合禁止剤として2、6−ジtert−ブチル−p−クレゾール(BHT)0.4質量部、及び光重合開始剤としてイルガキュア184(チバスペシャリティケミカル社製)9質量部を混合し、60℃で20分攪拌して、光硬化型のオーバーコート組成物4を得た。
<評価>
実施例1において、オーバーコート組成物をオーバーコート組成物4に代えた以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例7)
<オーバーコート組成物5の作製>
実施例1において、光硬化型ワニスベース剤を75質量部から70質量部に変え、かつ界面活性剤としてポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル4.5質量部を配合した以外は、実施例1と同様にして、光硬化型のオーバーコート組成物5を得た。
<評価>
実施例1において、オーバーコート組成物をオーバーコート組成物5に代えた以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例8)
<オーバーコート組成物6の作製>
実施例6において、2−エチルヘキシルアクリレートを5質量部から3質量部に変え、かつジアルキルスルホコハク酸ナトリウム(アニオン系界面活性剤)2質量部を配合した以外は、実施例4と同様にして、オーバーコート組成物6を得た。
<評価>
実施例6において、オーバーコート組成物をオーバーコート組成物6に代えた以外は、実施例6と同様にして、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例9)
<トナー7、及び現像剤7の製造>
<<トナー7の製造>>
−トナー材料の溶解乃至分散液の調製−
−−未変性ポリエステル(低分子ポリエステル)の合成−−
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物67質量部、ビスフェノールAプロピオンオキサイド3モル付加物84質量部、テレフタル酸274質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を投入し、常圧下、230℃にて8時間反応させた。
次いで、得られた反応液を10mmHg〜15mmHgの減圧下にて6時間反応させて、未変性ポリエステルを合成した。
得られた未変性ポリエステルは、数平均分子量(Mn)が2,200、重量平均分子量(Mw)が5,700、ガラス転移温度(Tg)が56℃であった。
−−マスターバッチ(MB)の調製−−
水1,000質量部、及びカーボンブラック(Printex35、デグサ社製、DBP吸油量=42mL/100g、pH=9.5)540質量部、及び前記未変性ポリエステル1,200質量部を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。
得られた混合物を二本ロールで150℃にて30分混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、マスターバッチを調製した。
−−プレポリマーの合成−−
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を仕込み、常圧下で、230℃にて8時間反応させた。
次いで、10mmHg〜15mmHgの減圧下で、5時間反応させて、中間体ポリエステルを合成した。
得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量(Mn)が2,100、重量平均分子量(Mw)が9,600、ガラス転移温度(Tg)が55℃、酸価が0.5、水酸基価が49であった。
次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、前記中間体ポリエステル411質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、100℃にて5時間反応させて、プレポリマー(活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステル)を合成した。
得られたプレポリマーの遊離イソシアネート含有量は、1.60質量%であり、プレポリマーの固形分濃度(150℃、45分間放置後)は50質量%であった。
−−ケチミン(前記活性水素基含有化合物)の合成−−
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン30質量部及びメチルエチルケトン70質量部を仕込み、50℃にて5時間反応を行い、ケチミン化合物(活性水素基含有化合物)を合成した。
得られたケチミン化合物(前記活性水素機含有化合物)のアミン価は423であった。
−−スチレン-アクリル共重合体樹脂の合成−−
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、酢酸エチル300質量部を仕込み、スチレン−アクリルモノマー混合物(スチレン/アクリル酸2−エチルヘキシル/アクリル酸/アクリル酸2−ヒドロキシルエチル=75/15/5/5)300質量部、及びアゾビスイソブチルニトリル10質量部を投入して、常圧窒素雰囲気下60℃で15時間反応させた。
次いで反応液にメタノール200質量部を加え、1時間の攪拌後上澄みを除去し、減圧乾燥させてスチレン−アクリル共重合体樹脂を合成した。
−−トナー材料の溶解乃至分散液の調製−−
ビーカー内に、前記プレポリマー10質量部、前記未変性ポリエステル60質量部、酢酸エチル130質量部、及び前記スチレン−アクリル共重合体30質量部を入れ、攪拌し溶解させた。
次いで、マイクロクリスタリンワックス(イソパラフィン15%質量、平均分子量=650)10質量部、及び前記マスターバッチ10質量部を仕込み、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/s、及び0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスして原料溶解液を調製し、前記ケチミン2.7質量部を加えて溶解させ、トナー材料の溶解乃至分散液を調製した。
−水系媒体相の調製−
イオン交換水306質量部、リン酸三カルシウム10質量%懸濁液265質量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部を混合撹拌し、均一に溶解させて水系媒体相を調製した。
−乳化乃至分散液の調製−
前記水系媒体相150質量部を容器に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用い、回転数12,000rpmで攪拌し、これに前記トナー材料の溶解乃至分散液100質量部を添加し、10分間混合して乳化乃至分散液(乳化スラリー)を調製した。
−有機溶剤の除去−
攪拌機及び温度計をセットしたコルベンに、前記乳化スラリー100質量部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら30℃にて12時間脱溶剤し、分散スラリーを得た。
−洗浄・乾燥−
前記分散スラリー100質量部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水100質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。
得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過する操作を2回行った。
得られた濾過ケーキに10質量%水酸化ナトリウム水溶液20質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて30分間)した後減圧濾過した。
得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過する操作を3回行った。
更に得られた濾過ケーキに10質量%塩酸20質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。
得られた濾過ケーキにイオン交換水300質量部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過する操作を2回行い、最終濾過ケーキを得た。
得られた最終濾過ケーキを循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、トナー母体粒子を得た。
−外添処理−
得られたトナー母体粒子100質量部に対して、平均粒径100nmの疎水性シリカ0.6質量部と、平均粒径20nmの酸化チタン1.0質量部と、平均粒径15nmの疎水性シリカ微粉体0.8質量部とをヘンシェルミキサーにて混合し、黒用トナー7を得た。
得られたトナーの平均円形度は0.940、体積平均粒径は5.7μmであった。
同様に、着色剤として、カーボンブラックの代わりにPigment Yellow 17、Pigment Red 57、Pigment Blue 15をそれぞれ用いて、イエロー用トナー7、マゼンタ用トナー7、シアン用トナー7を得た。
<<現像剤7の製造>>
−キャリアの製造−
アクリル樹脂溶液(シクロヘキシルメタクリレート/メチルメタクリレート=80/20(質量比)共重合体のトルエン溶液、三菱レイヨン社製モノマーからの合成、固形分50質量%)21.0質量部、グアナミン溶液(スーパーベッカミンTD−126、DIC社製、固形分70質量%)6.4質量部、アルミナ粒子(スミコランダムAA−03、住友化学社製、0.3μm、固有抵抗値1014(Ω・cm)、分子量Mw55000)7.6質量部、シリコン樹脂溶液65.0質量部(SR2410、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、固形分23質量%)、アミノシラン(SH6020、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、固形分100質量%)1.0質量部、トルエン60質量部、及びブチルセロソルブ60質量部をホモミキサーで10分間分散し、アルミナ粒子を含むアクリル樹脂及びシリコン樹脂の被覆膜形成溶液を得た。
芯材として焼成フェライト粉[(MgO)1.8(MnO)49.5(Fe)48.0:平均粒径35μm]を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に厚み0.15μmになるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し乾燥した後、生成物を電気炉中にて150℃で1時間放置して焼成した。冷却後を目開き106μmの篩を用いて解砕し、重量平均粒径35μmのキャリアを得た。
−現像剤の製造−
キャリア100質量部に対して、トナー7質量部を容器が転動して攪拌される型式のターブラミキサーを用いて均一混合し帯電させて現像剤7を得た。
<評価>
実施例1において、現像剤を上記で得た現像剤7に代えた以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例10)
実施例9において、株式会社リコー製のimagio MP C7500を改造し、印刷物の印刷速度を20%遅くして印刷物を印刷する以外は、実施例9と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例11)
<オーバーコート組成物11の作製>
ペンタエリスリトールテトラアクリレート9質量部、エトキシジエチレングリコール2部、トリメチロールプロパントリアクレート30質量部、及び重合禁止剤としてハイドロキノン0.3質量部をビーカーに入れ、攪拌しながら120℃まで加熱し、更にジアリルフタレートプレポリマー(ダイソーダップ100、ダイソー社製)50質量部を溶解させた。更にアルミニウムイソプロピレート2質量部をトルエン2質量部に分散させたものを除々に添加し、110℃で20分間攪拌した。この間溶剤として加えたトルエンを系外に除去し目的とする光硬化型ワニスベース剤を得た。
更に前記光硬化型ワニスベース剤75質量部、1,6ヘキサンジオールアクリレート60質量部、光重合開始剤としてベンゾフェノン10質量部、p−ジメチルアミノアセトフェノン5質量部、及び粘度調整剤としてフェニルグリコールモノアクリレート10質量部を混合し、3本ロールミルで充分混練し、光硬化型のオーバーコート組成物11を得た。
実施例1において、オーバーコート組成物を上記で得たオーバーコート組成物11に代えた以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。なお、評価においてはAb/Aaの測定に代えてAb’/Aa’の測定を行った。測定条件は前記のとおりである。
(実施例12)
<トナー12及び現像剤12の作製>
実施例1において、マイクロクリスタリンワックスをマイクロクリスタリンワックスとパラフィンワックスの混合ワックス(イソパラフィン9質量%、平均分子量520)に代えた以外は、実施例11と同様にして、トナー12、及び現像剤12を得た。
得られたトナーのトナー円形度は0.91、体積平均粒径は7μmであった。
<オーバーコート組成物12の作製>
ポリエステルアクリレートオリゴマー(EBECRYL846、ダイセルサイテック社製、MW1,100)40質量部、エトキシジエチレングリコール2質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート質量30部、アクリロイルモルホリン50質量部、重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテル0.2質量部、光重合開始剤としてベンゾインエチルエーテル8質量部、及び増感剤としてトリイソプロパノールアミン3質量部を混合し、60℃で20分攪拌して、光硬化型のオーバーコート組成物12を得た。
<評価>
実施例11において、現像剤及びオーバーコート組成物を上記で得た現像剤12及びオーバーコート組成物12に代えた以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例13)
<トナー13及び現像剤13の作製>
実施例11において、マイクロクリスタリンワックスをマイクロクリスタリンワックスとパラフィンワックスの混合ワックス(イソパラフィン4質量%、平均分子量550)に代えた以外は、実施例11と同様にして、トナー13、及び現像剤13を得た。
<評価>
実施例12において、現像剤を上記で得た現像剤13に代えた以外は、実施例12と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例14)
<トナー14及び現像剤14の作製>
実施例12において、マイクロクリスタリンワックスをパラフィンワックス(平均分子量500)に代えた以外は、実施例12と同様にして、トナー14、及び現像剤14を得た。
<評価>
実施例12において、現像剤を上記で得た現像剤14に代えた以外は、実施例12と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例11)
実施例14において、株式会社リコー製のimagio MP C7500を改造し、印刷物の印刷速度を20%遅くて印刷物を印刷する以外は、実施例14と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例12)
実施例12において、株式会社リコー製のimagio MP C7500を改造し、印刷物の印刷速度を25%遅くし、ベタ部付着量0.5mg/cmとして印刷物を印刷する以外は、実施例14と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例13)
<トナー15及び現像剤15の作製>
実施例11において、マイクロクリスタリンワックス5重量部をパラフィンワックス(平均分子量500)1.8重量部に代えた以外は、実施例11と同様にして、トナー15、及び現像剤15を得た。
<評価>
実施例12において、現像剤を上記で得た現像剤15に代えた以外は、実施例12と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。表2に示すように、オーバーコート層のはじき、接着は良好であったが、印刷した画像には、画像が大きく乱れていた。印刷を行った機械の定着ローラを観察したところ、定着ローラには、溶融したトナーのスジが多量に付着していた。
(実施例15)
<トナー16及び現像剤16の作製>
実施例11において、マイクロクリスタリンワックスをマイクロクリスタリンワックスとパラフィンワックスの混合ワックス(イソパラフィン11質量%、平均分子量480)に代えた以外は、実施例11と同様にして、トナー16及び現像剤16を得た。
得られたトナーのトナー円形度は0.91、体積平均粒径は7.8μmであった。
<オーバーコート組成物13の作製>
ウレタンアクリレートオリゴマー(EBECRYL5129、ダイセルサイテック社製、MW800)10質量部、ヘキサンジオールジアクリレート41質量部、シクロヘキシルアクリレート10質量部、エチルカルビトールアクリレート80質量部、エトキシジエチレングリコール2質量部、重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテル0.3質量部、及び光重合開始剤としてベンジル(1,2−ジフェニルエタンジオン)6質量部を混合し、60℃で20分攪拌して、光硬化型のオーバーコート組成物13を得た。
<評価>
実施例11において、現像剤及びオーバーコート組成物を上記で得た現像剤16及びオーバーコート組成物13に代えた以外は、実施例11と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例16)
<オーバーコート組成物14の作製>
ポリエステルアクリレートオリゴマー(EBECRYL1830、ダイセルサイテック社製、MW1,500)60質量部、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物ジアクリレート(V#700、大阪有機化学社製)30質量部、2−エチルヘキシルアクリレート5質量部、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート20質量部、エトキシジエチレングリコール2質量部、重合禁止剤として2、6−ジtert−ブチル−p−クレゾール(BHT)0.4質量部、及び光重合開始剤としてイルガキュア184(チバスペシャリティケミカル社製)9質量部を混合し、60℃で20分攪拌して、光硬化型のオーバーコート組成物14を得た。
<評価>
実施例11において、オーバーコート組成物をオーバーコート組成物14に代えた以外は、実施例11と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例17)
<オーバーコート組成物15の作製>
実施例11において、光硬化型ワニスベース剤を75質量部から70質量部に変え、かつ界面活性剤としてポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル4.5質量部を配合した以外は、実施例11と同様にして、光硬化型のオーバーコート組成物15を得た。
<評価>
実施例11において、オーバーコート組成物をオーバーコート組成物15に代えた以外は、実施例11と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例18)
<オーバーコート組成物16の作製>
実施例16において、2−エチルヘキシルアクリレートを5質量部から3質量部に変え、かつジアルキルスルホコハク酸ナトリウム(アニオン系界面活性剤)2質量部を配合した以外は、実施例14と同様にして、オーバーコート組成物16を得た。
<評価>
実施例16において、オーバーコート組成物をオーバーコート組成物16に代えた以外は、実施例16と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例19)
<評価>
実施例11において、現像剤を現像剤7に代えた以外は、実施例11と同様にして、評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例20)
実施例19において、株式会社リコー製のimagio MP C7500を改造し、印刷物の印刷速度を20%遅くて印刷物を印刷する以外は、実施例19と同様に評価を行った。結果を表2に示す。
以上の実施例1〜20並びに比較例1〜3および11〜13によれば、本発明の画像形成方法では、トナー画像表面のワックス量が適切なオイルレス定着トナー画像上にオーバーコート層を設けることにより、耐久性が高く、高級感あふれるきれいな画像を形成することができることがわかった。
また、トナー画像表面のワックス量が適切なオイルレス定着トナー画像を作成することができる画像形成装置を用いて画像形成したオイルレス定着トナー画像上にオーバーコート層を設けることにより、耐久性が高く、高級感あふれるきれいな画像を形成することができることがわかった。
また、オーバーコート層が、光あるいは電子線を照射することにより硬化させることにより、生産性の高い画像形成方法を提供することができることがわかった。
また、オイルレス定着するトナーと、オーバーコート組成物との親和性が高いため、耐久性が高く、高級感あふれるきれいな画像を形成することができることがわかった。
さらに、オーバーコート組成物中に界面活性剤を含有することにより、オーバーコート組成物がオイルレス定着トナー画像上に均一にコートできるため、耐久性が高く、高級感あふれるきれいな画像を形成することができることがわかった。
1 電子写真用オーバーコート剤
2 塗布ローラ
3 金属ローラ
4 記録媒体
5 圧接ローラ
6 搬送ベルト
7 トレイ
8 光源
9 スクレイバ
10 感光体ドラム
10K ブラック用感光体
10Y イエロー用感光体
10M マゼンタ用感光体
10C シアン用感光体
14、15、16 支持ローラ
17 クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 反転装置
30 露光光
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読み取りセンサ
42K、42Y、42M、42C 現像剤収容部
43K、43Y、43M、43C 現像剤供給ローラ
44K、44Y、44M、44C 現像ローラ
45K ブラック用現像器
45Y イエロー用現像器
45M マゼンタ用現像器
45C シアン用現像器
49 レジストローラー
50 中間転写体
51 ローラ
52 コロナ帯電器
53 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
58 分離ローラ
60 クリーニング装置
61 現像器
62 転写ローラ
63 クリーニング装置
64 除電ランプ
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 記録媒体
100A、100B 画像形成装置
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
151 手差しトレイ
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
L 露光光
特開2007−277547号公報 特開平10−309876号公報 特許第2522333号公報

Claims (6)

  1. ワックスを含有したトナーにより電子写真方式でトナー画像を形成し、次いで、離型剤を塗布せずに定着させるオイルレス定着機を用いてトナー画像を記録媒体に定着させた後、オーバーコート層を設けて画像を形成する画像形成方法において、
    前記記録媒体に定着されたトナー画像の最もトナー付着量が多い箇所を、下記測定条件のもとATR法により測定されたFT−IRスペクトルの、2896〜2943cm−1のピーク面積Abと、2946〜2979cm−1のピーク面積Aaとの比Ab/Aaが、3.0〜7.0であるか、または、791〜860cm−1のピーク面積Aa’と、2834〜2862cm−1のピーク面積Ab’の比Ab’/Aa’が、0.004〜0.014であり、
    前記記録媒体に定着されたトナー画像上10mmの高さから0.3〜0.5mg/cm で前記オーバーコート層を形成するオーバーコート組成物を滴下し、滴下から10秒後に当該オーバーコート組成物を除去した時、滴下前と滴下・除去後とにおける当該トナー画像の色差△E*が、3≦△E*≦30を満たすことを特徴とする画像形成方法。
    [ATR法FT−IR測定条件]
    ・クリスタル:Ge
    ・入射角:45°
    ・反射:一回反射
    Abベースライン,Ab領域:2896〜2943cm−1
    Aaベースライン,Aa領域:2946〜2979cm−1
    ・Aa’ベースライン,Aa’領域:791〜860cm−1
    ・Ab’ベースライン,Ab’領域:2834〜2862cm−1
  2. 電子写真方式によりISO/IEC 15775:1999 準拠テストチャートNo.4のサンプルトナー画像を形成し、該サンプルトナー画像の赤、青および橙のそれぞれにおける最もトナー濃度の高い箇所をATR法により測定した前記Ab/Aaの3つの値の最大値が、3.0〜7.0であるか、または、前記Ab’/Aa’の3つの値の最大値が、0.004〜0.014である画像形成装置によりトナー画像を形成し、該トナー画像上にオーバーコート層を設けることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 前記オーバーコート層は、前記記録媒体に定着されたトナー画像上に前記オーバーコート組成物を塗布した後に、光あるいは電子線を照射することにより硬化させて設けられることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成方法。
  4. 前記オーバーコート組成物は、粘度が10〜800mPa・sであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。
  5. 前記オーバーコート組成物は、界面活性剤を含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成方法。
  6. 前記ワックスは、マイクロクリスタリンワックスを含み、
    前記トナーは、結着樹脂を含有し、
    該結着樹脂は、ポリエステルを含むことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
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