JP7508194B2 - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係る画像形成方法は、記録媒体上に粉体を供給する工程と、記録媒体上の粉体上に被覆トナーを供給する工程と、粉体上に供給された被覆トナーを加熱して、被覆トナーを溶融させて、粉体を記録媒体に定着させる工程と、を含む。また、本実施の形態に係る画像形成方法は、粉体を供給する工程の前に、記録媒体上に樹脂製の画像を形成する工程と、粉体を回収する工程と、をさらに有していてもよい。
ここで、被覆トナーの製造方法について説明する。本実施の形態に使用される被覆トナーは、例えば、結着樹脂と、着色剤と必要に応じて内添剤とを用いてトナー粒子を得て、このトナー粒子に対して必要に応じて外添剤を添加することによって製造できる。
乳化凝集法による被覆トナーの製造方法は、
(1)水系媒体中に着色剤微粒子が分散されてなる分散液を調製する工程と、
(2)水系媒体中に、必要に応じて内添剤を含有した結着樹脂微粒子が分散された分散液を調製する工程と、
(3)着色剤微粒子の分散液と結着樹脂微粒子の分散液とを混合して、着色剤微粒子および結着樹脂微粒子を凝集、会合、融着させてトナー粒子を形成する工程と、
(4)トナー粒子の分散系(水系媒体)からトナー粒子を濾別し、界面活性剤などを除去する工程と、
(5)トナー粒子を乾燥させる工程と、
(6)トナー粒子に外添剤を添加する工程と、
を含む。
粉砕法による被覆トナーの製造方法は、
(1)結着樹脂、着色剤および必要に応じて内添剤をヘンシェルミキサなどにより混合する工程と、
(2)得られた混合物を押出混練機などにより加熱しながら混練する工程と、
(3)得られた混練物をハンマーミルなどにより粗粉砕処理した後、さらにターボミル粉砕機などにより粉砕処理を行う工程と、
(4)得られた粉砕物を、例えばコアンダ効果を利用した気流分級機を用いて微粉分級処理しトナー粒子を形成する工程と、
(5)トナー粒子に外添剤を添加する工程と、
を含む。
前述した画像形成方法は、例えば、以下に示す画像形成装置により実施できる。
n-ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。調整した界面活性剤水溶液中に、ブラック着色剤(カーボンブラック:モーガルL)15質量部を徐々に添加し、「クリアミックスWモーションCLM-0.8」(エムテクニック株式会社製、「クリアミックス」は同社の登録商標)を用いて分散処理を行って、ブラック用分散液を調製した。
ブラック用分散液中のブラック着色剤の粒径は、体積基準のメディアン径で220nmであった。なお、体積基準のメディアン径は、「MICROTRAC UPA-150」(HONEYWELL社製)を用い、下記測定条件下で測定して求めた。
サンプル屈折率:1.59
サンプル比重:1.05(球状粒子換算)
溶媒屈折率:1.33
溶媒粘度:0.797(30℃)、1.002(20℃)
0点調整:測定セルにイオン交換水を投入し調整した。
「カーボンブラック:モーガルL」の代わりに「C.I.ピグメントイエロー74」を用いる以外は、ブラック用分散液の調製と同様にして、イエロー用分散液を調製した。イエロー用分散液におけるイエロー着色剤の微粒子のメディアン径は、140nmであった。
「カーボンブラック:モーガルL」の代わりに「C.I.ピグメントレッド122」を用いる以外はブラック用分散液の調製と同様にして、マゼンタ用分散液を調製した。マゼンタ用分散液におけるマゼンタ着色剤の微粒子のメディアン径は、130nmであった。
「カーボンブラック:モーガルL」の代わりに「C.I.ピグメントブルー15:3」を用いる以外はブラック用分散液の調製と同様にして、シアン用分散液を調製した。シアン用分散液におけるシアン着色剤の微粒子のメディアン径は、110nmであった。
(a)第1段重合
撹拌装置、温度センサ、冷却管および窒素導入装置を取り付けた反応容器にポリオキシエチレン-2-ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤水溶液1を仕込んだ。次いで、界面活性剤水溶液1を窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、界面活性剤水溶液1の温度を80℃に昇温させた。
スチレン 532質量部
n-ブチルアクリレート 200質量部
メタクリル酸 68質量部
n-オクチルメルカプタン 16.4質量部
上記単量体混合液1を滴下後、得られた反応液を75℃にて2時間にわたり加熱、撹拌することにより重合(第1段重合)を行い、樹脂粒子A1を作製した。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内に、下記の成分を下記の量で含有する単量体混合液2を投入し、離型剤としてパラフィンワックス「HNP-57」(日本精蝋株式会社製)93.8質量部を添加し、90℃に加温して溶解させた。
スチレン 101.1質量部
n-ブチルアクリレート 62.2質量部
メタクリル酸 12.3質量部
n-オクチルメルカプタン 1.75質量部
上記樹脂粒子A2を含有する分散液に、過硫酸カリウム5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた重合開始剤溶液3を添加し、得られた分散液に、80℃の温度条件下で、下記の成分を下記の量で含有する単量体混合液3を1時間かけて滴下した。
スチレン 293.8質量部
n-ブチルアクリレート 154.1質量部
n-オクチルメルカプタン 7.08質量部
滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌を行って重合(第3段重合)を行い、重合終了後、28℃に冷却してコア用樹脂粒子を作製した。
コア用樹脂粒子の作製における第1段重合で使用された単量体混合液1を、下記の成分を下記の量で含有する単量体混合液4に変更した以外は同様にして、重合反応および反応後の処理を行ってシェル用樹脂粒子を作製した。
スチレン 624質量部
2-エチルヘキシルアクリレート 120質量部
メタクリル酸 56質量部
n-オクチルメルカプタン 16.4質量部
(a)コア部の作製
撹拌装置、温度センサ、冷却管および窒素導入装置を取り付けた反応容器に、下記の成分を下記の量で投入、撹拌した。得られた混合液の温度を30℃に調整後、5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を当該混合液に添加して、そのpHを8~11に調整した。
コア用樹脂粒子 420.7質量部
イオン交換水 900質量部
ブラック用分散液 300質量部
次に、上記混合液を65℃にして、シェル用樹脂粒子50質量部を当該混合液に添加し、さらに、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を10分間かけて上記混合液に添加した。その後、上記混合液を70℃まで昇温させて1時間にわたり撹拌を行った。この様にして、コア部の表面にシェル用樹脂粒子を融着させた後、75℃で20分間熟成処理を行ってシェルを形成させた。
ブラックトナー母体粒子に下記外添剤を添加して、「ヘンシェルミキサ」(日本コークス工業株式会社製)にて外添処理を行い、ブラックトナー粒子を作製した。
ヘキサメチルシラザン処理したシリカ微粒子 0.6質量部
n-オクチルシラン処理した二酸化チタン微粒子 0.8質量部
なお、ヘンシェルミキサによる外添処理は、撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35
℃、処理時間15分の条件の下で行った。また、上記外添剤の上記シリカ微粒子の粒径は、体積基準のメディアン径で12nmであり、上記二酸化チタン微粒子の粒径は、体積基準のメディアン径で20nmであった。以上の工程により、ブラックトナー粒子を作製した。
ブラック用分散液の代わりにイエロー用分散液を用いる以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、イエロートナー粒子を作製した。
ブラック用分散液の代わりにマゼンタ用分散液を用いる以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、マゼンタトナー粒子を作製した。
ブラック用分散液の代わりにシアン用分散液を用いる以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、シアントナー粒子を作製した。
ブラック用分散液の代わりに、イオン交換水281.5質量部にn-ドデシル硫酸ナトリウム18.5質量部を混合した界面活性剤水溶液を用いる以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、クリアトナー粒子1を作製した。
ブラック用分散液の代わりに、イオン交換水281.5質量部にn-ドデシル硫酸ナトリウム18.5質量部を混合した界面活性剤水溶液を用いること、また、シェル形成後の冷却前に1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液5mLを添加した以外はブラックトナー粒子の作製と同様にして、クリアトナー粒子2を作製した。
ブラックトナー粒子、イエロートナー粒子、マゼンタトナー粒子、シアントナー粒子、クリアトナー粒子1およびクリアトナー粒子2に、メチルメタクリレートとシクロヘキシルメタクリレートとの共重合体でその表面が被覆されている、体積平均粒子径40μmのフェライトキャリア粒子をトナー濃度が6質量%となる量で混合し、ブラック現像剤、イエロー現像剤、マゼンタ現像剤、シアン現像剤、クリア現像剤1およびクリア現像剤2のそれぞれを作製した。
<実施例1>
王子製紙製PODグロスコート(坪量128g/m2)に目開き100μmの金属メッシュを用いてサンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを散布した。キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-6000を用いて倍率100倍で写真を撮影し、株式会社ニレコ製LUSEX-APにて二値化処理を行った。次いで、粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率を算出した。
コニカミノルタ製Accurio Press C2070用いて、上記で得られた2cm×2cmの画像に重なるように2cm×2cmのシアンベタ画像を出力した。10人の被験者が目視によってメタリック感を感じるか否かを評価した。また、色調も観察した。
メタリック感評価を行った画像の表面を、ブラシローラーを用い、100kPaの押圧力で30秒こすった(劣化試験)。劣化試験後の画像を、キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-6000を用いて倍率100倍で写真を撮影し、株式会社ニレコ製LUSEX-APにて二値化処理を行った。下記式(1)~(3)に基づいて、はがれ率を算出することで定着性を評価した。
式(1):
記録媒体と粉体との間でのはがれ率=
100-(劣化試験後の粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率/粉体供給後の粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率)×100
式(2):
粉体と被覆画像との間でのはがれ率=
100-(劣化試験後の被覆画像による粉体に対する隠ぺい率/劣化試験後の粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率)×100
式(3):
はがれ率=記録媒体と粉体との間でのはがれ率+粉体と被覆画像との間でのはがれ率
王子製紙製PODグロスコート(坪量128g/m2)にコニカミノルタ製AccurioPressC2070を用いて樹脂製の画像としてブラックベタの画像を出力した。その後、目開き100μmの金属メッシュを用いてサンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを散布した。キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-6000を用いて倍率×100倍で写真を撮影し、株式会社ニレコ製LUSEX-APにて二値化処理を行った。次いで、粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率を算出した。メタリック感の評価は、実施例1と同様に評価した。定着性の評価におけるはがれ率は、下記式(4)~(6)に基づいて算出した。
式(4):
樹脂製の画像と粉体との間でのはがれ率=
100-(劣化試験後の粉体による樹脂製の画像領域に対する隠ぺい率/粉体供給後の粉体による樹脂製の画像領域に対する隠ぺい率)×100
式(5):
粉体と被覆画像との間でのはがれ率=
100-(劣化試験後の被覆画像による粉体に対する隠ぺい率/劣化試験後の粉体による樹脂製の画像領域に対する隠ぺい率)×100
式(6):
はがれ率=樹脂製の画像と粉体との間でのはがれ率+粉体と被覆画像との間でのはがれ率
王子製紙製PODグロスコート(坪量128g/m2)にコニカミノルタ製AccurioPressC2070を用いて下地画像としてブラックベタの画像を出力した。その後、ホットプレートで画像を80℃に加熱しながら、サンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを付着させたスポンジを用い、押圧力10kPaで摺擦した(摺擦工程)。キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-6000を用いて倍率100倍で写真を撮影し、株式会社ニレコ製LUSEX-APにて二値化処理を行った。次いで、粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率を算出した。メタリック感の評価は、実施例1と同様に評価した。定着性の評価におけるはがれ率は、下記式(7)~(9)に基づいて算出した。
式(7) 記録媒体と粉体との間でのはがれ率=
100-(劣化試験後の粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率/摺擦工程後の粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率)×100
式(8) 粉体と被覆画像との間でのはがれ率=
100-(劣化試験後の被覆画像による粉体に対する隠ぺい率/劣化試験後の粉体による粉体供給領域に対する隠ぺい率)×100
式(9) はがれ率=
記録媒体と粉体との間でのはがれ率+粉体と被覆画像との間でのはがれ率
王子製紙製PODグロスコート(坪量128g/m2)にコニカミノルタ製AccurioPressC2070を用いて下地画像としてブラックベタの画像を出力した。その後、ホットプレートで画像を80℃に加熱しながら、サンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを付着させたスポンジを用い、押圧力10kPaで摺擦した。冷却後、付着した粉体の一部をブラシローラーによって10kPaの押圧力で摺擦することで除去した。隠ぺい率は、実施例3と同様に算出した。メタリック感の評価は、実施例1と同様に評価した。定着性の評価は、実施例3と同様に評価した。
王子製紙製PODグロスコート(坪量128g/m2)にコニカミノルタ製AccurioPressC2070を用いて下地画像としてブラックベタの画像を出力した。その後、ホットプレートで画像を80℃に加熱しながら、サンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを付着させたスポンジを用い、押圧力10kPaで摺擦した。その後、100℃まで昇温し、再度サンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを付着させたスポンジを用い、押圧力10kPaで摺擦した。隠ぺい率は、実施例3と同様に算出した。メタリック感の評価は、実施例1と同様に評価した。定着性の評価は、実施例3と同様に評価した。
王子製紙製PODグロスコート(坪量128g/m2)にコニカミノルタ製AccurioPressC2070を用いて下地画像としてブラックベタの画像を出力した。その後、ホットプレートで画像を80℃に加熱しながら、サンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを付着させたスポンジを用い、押圧力10kPaで摺擦した。冷却後、付着した粉体の一部をブラシローラーによって30kPaの押圧力で摺擦した。隠ぺい率は、実施例3と同様に算出した。メタリック感の評価は、実施例1と同様に評価した。定着性の評価は、実施例3と同様に評価した。
王子製紙製PODグロスコート(坪量128g/m2)にコニカミノルタ製AccurioPressC2070を用いて下地画像として2cm×2cmのブラックベタの画像を出力した。その後、ホットプレートで画像を80℃に加熱しながら、サンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを付着させたスポンジを用い、押圧力10kPaで摺擦した。その後、100℃まで昇温し、再度サンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを付着させたスポンジを用い、押圧力10kPaで摺擦した。その後、120℃まで昇温し、再度サンシャインベビー社製ミラーパウダーD-9クロムパウダーを付着させたスポンジを用い、押圧力10kPaで摺擦した。隠ぺい率は、実施例3と同様に算出した。メタリック感の評価は、実施例1と同様に評価した。定着性の評価は、実施例3と同様に評価した。
実施例3のシアンベタ画像のかわりにレッドベタ画像(イエローベタ+マゼンタベタ画像)を用いた以外は同様にしておこなった。評価結果は同じであったが、色調がレッドとなり、色調の変更ができたことを確認した。
実施例3のシアンベタ画像のかわりにクリアトナー1を用いたベタ画像を用いた以外は同様にしておこなった。評価結果は同じであったが、色調が被覆定着画像形成前と同じであることを確認した。
実施例3のシアンベタ画像のかわりにクリアトナー2を用いたベタ画像を用いた以外は同様にしておこなった。評価結果、色調は被覆定着画像形成前と同じであるが艶消しのメタリックとなったことを確認した。
表1に示されるように、実施例1~10では、いずれもメタリック調の最終画像が得られた。また、実施例1~10のいずれも定着性を有していた。これらの実施例から、記録媒体に粉体を提供した後、被覆トナーによる画像を形成することにより、適切にメタリック調の画像を得られることが分かる。
10、10’ トナー画像形成装置
11 光源
12 光学系
13 撮像素子
14 画像処理部
21 感光体ドラム
22 帯電部
23 光書込部
24 現像装置
25 ドラムクリーナー
26 中間転写ベルト
27 定着部
31 送り出しローラ
32 さばきローラ
33 搬送ローラ
34 ループローラ
35 レジストローラ
36 排紙ローラ
37 用紙反転部
41~43 給紙トレイ
70 粉末供給装置
74 摺擦ローラ
98 塗料粉末散布部
98a 容器
98b 搬送スクリュー
98c ブラシローラ
98d フリッカー
99 塗料粉末回収部
200 粉体
S 記録媒体
Claims (21)
- 記録媒体上にメタリック調またはパール調を発現させるための粉体(ただし、トナーを除く)を供給する工程と、
前記記録媒体上の前記粉体上に、前記粉体と異なる被覆トナーを供給する工程と、
前記粉体上に供給された前記被覆トナーを加熱して、前記被覆トナーを溶融させて、前記粉体を前記記録媒体に定着させる工程と、を含み、
前記粉体は、前記記録媒体に対する接着力を有さない、
画像形成方法。 - 前記粉体を供給する工程におけるメタリック調またはパール調の外観を所望する領域に対する前記粉体による隠ぺい率は、40~90%である、請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記粉体を供給する工程は、前記記録媒体上に形成された樹脂製の画像上に粉体を供給する工程である、請求項1または請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記粉体を供給する工程は、
前記記録媒体上に配置され、接着性を有する程度に軟化した樹脂製の画像上に粉体を配置する工程と、
配置された前記粉体を摺擦する工程と、を含む、
請求項3に記載の画像形成方法。 - 前記粉体を配置する工程では、前記樹脂製の画像を加熱により接着性を有する程度に軟化させる、請求項4に記載の画像形成方法。
- 前記粉体を供給する工程の前に、前記記録媒体上に樹脂製の画像を形成する工程をさら
に有する、請求項3または請求項4に記載の画像形成方法。 - 前記粉体を摺擦する工程は、前記記録媒体の搬送方向に沿う直線と、前記粉体を摺擦する摺擦部材の長軸方向に沿う直線と、が交わる状態で摺擦する、請求項4に記載の画像形成方法。
- 前記粉体を摺擦する工程では、前記摺擦部材を前記記録媒体上で往復させる、請求項7に記載の画像形成方法。
- 前記摺擦部材は、変形追従性を有する、請求項7または請求項8に記載の画像形成方法。
- 前記摺擦部材は、スポンジである、請求項7~9のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記粉体を供給する工程の後であって、前記被覆トナーを供給する工程の前に、前記粉体を回収する工程をさらに有する、請求項1~10のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記粉体の形状は、非球形状である、請求項1~11のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記粉体の形状は、偏平形状である、請求項1~12のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記粉体の厚みは、0.2~15μmである、請求項1~13のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記粉体は、金属粉を有する、請求項1~14のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 前記記録媒体上に形成される樹脂製の画像と、前記粉体上に形成される前記被覆トナーによる画像と、は、いずれも乾式の電子写真方式により形成される、請求項3~15のいずれか一項に記載の画像形成方法。
- 記録媒体上にメタリック調またはパール調を発現させるための粉体(ただし、トナーを除く)を供給する粉体供給装置と、
前記記録媒体上の前記粉体上に、前記粉体と異なる被覆トナーを供給するトナー供給装置と、
前記粉体上に供給された前記被覆トナーを加熱して、前記被覆トナーを溶融させて、前記粉体を前記記録媒体に定着させる定着装置と、を含み、
前記粉体は、前記記録媒体に対する接着力を有さない、
画像形成装置。 - 前記粉体供給装置は、前記記録媒体上に形成された樹脂製の画像上に粉体を供給する装置である、請求項17に記載の画像形成装置。
- 前記粉体供給装置は、
前記記録媒体上に配置され、接着性を有する程度に軟化した樹脂製の画像上に粉体を配置する配置装置と、
配置した前記粉体上から、前記粉体を摺擦する摺擦装置と、を有する、
請求項18に記載の画像形成装置。 - 前記粉体供給装置は、樹脂製の画像を加熱により接着性を有する程度に軟化させる、請
求項19に記載の画像形成装置。 - 前記粉体供給装置、前記トナー供給装置および前記定着装置は、それぞれ連結および分割可能に構成されている、請求項17~20のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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