JP4321288B2 - 電子写真用トナー - Google Patents
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Description
本実施形態において、画像形成方法は、前記電子写真用トナーを用いることが好ましい。また、本実施形態において、画像形成方法は、前記電子写真用トナーを含む電子写真用現像剤を用いることが好ましい。特に不可視情報パターンの場合は、画像出力媒体表面に、不可視画像のみ、または、不可視画像の上に可視画像が積層されて設けられ、少なくともいずれかの不可視画像が2次元パターンからなる画像形成方法により画像が形成され、不可視画像が、本実施形態における前記電子写真用トナーにより形成されることが好ましい。
次に、本発明の一実施形態における画像形成方法により形成される不可視画像の画像構成、不可視画像の目視による認識、及び不可視画像の機械読み取り等について具体的に説明する。
本発明の電子写真用トナーの一実施形態によるフラッシュ定着用トナーとしての使用について説明する。前記電子写真用トナーを含有する現像剤の使用により可視化された画像を記録媒体に転写した後に定着する工程において、トナー定着方式として、光定着方式を使用することが好ましい。前記光定着方式は、例えば、前記記録媒体に転写された前記可視化された像に対し光定着器を用いて光照射することにより行うことができる。前記光定着器は、赤外線を照射するフラッシュ定着器(フラッシュランプ)を少なくとも有する。前記光定着手段は、1つであってもよいし、2以上であってもよい。前記フラッシュ定着器(フラッシュランプ)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、赤外線ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプなどが好適に挙げられる。
(ここで、ランプ本数 :n(本)、点灯周波数: f(Hz)、入力電圧: V(V)、コンデンサ容量: C(μF)、プロセス搬送速度: u(mm/s)、印字幅: l(mm)を表す。)
スチレン 540質量部
n−ブチルアクリレート 60質量部
アクリル酸 12質量部
ドデカンチオール 18質量部
上記成分を混合溶解してモノマー溶液を調製した。
ピリリウム系化合物(林原生物化学研究所製、NK−2674、λmax=943nm、(吸収率 at λmax380-780)/(吸収率 at λmax800-1200)=0.2) 46質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンR) 4質量部
イオン交換水 200質量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)により10分間予備分散し、さらにサンドミルで2時間分散することにより中心径125nm、固形分量20.0%の近赤外吸収剤粒子分散液(1)を得た。
ピリリウム系化合物NK−2674の代わりに、シアニン系化合物(山本化成社製、YKR−2200、λmax=1007nm、(吸収率 at λmax380-780)/(吸収率 at λmax800-1200)=0.1) 46質量部を使用した以外は、近赤外吸収剤粒子分散液(1)の調製と同様にして、中心径150nm、固形分量20.0%の近赤外吸収剤粒子分散液(2)を得た。
ピリリウム系化合物NK−2674の代わりに、ポリメチン系化合物(H.W.SANDS社製、SDA8630、λmax=863nm、(吸収率 at λmax380-780)/(吸収率 at λmax800-1200)=0.3) 46質量部を使用した以外は、近赤外吸収剤粒子分散液(1)の調製と同様にして、中心径140nm、固形分量20.0%の近赤外吸収剤粒子分散液(3)を得た。
アミニウム系化合物(日本カーリット社製、CIR−960) 46質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンR) 4質量部
イオン交換水 200質量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)により10分間予備分散し、さらにサンドミルで2.5時間分散することにより中心径140nm、固形分量20.0%のアミニウム系化合物粒子分散液を得た。
アミニウム系化合物CIR−960の代わりに、ジイモニウム系化合物(日本カーリット社製、CIR−1080) 46質量部を使用した以外は、アミニウム系化合物粒子分散液の調整と同様にして、中心径180nm、固形分量20.0%のジイモニウム系化合物粒子分散液を得た。
アミニウム系化合物CIR−960の代わりに、銅系錯体化合物(住友精化社製、EST−5) 46質量部を使用した以外は、アミニウム系化合物粒子分散液の調整と同様にして、中心径175nm、固形分量20.0%の銅系錯体化合物粒子分散液を得た。
アミニウム系化合物CIR−960の代わりに、ニッケル系錯体化合物(三井化学ファイン社製、SIR−130) 46質量部を使用した以外は、アミニウム系化合物粒子分散液(1)の調整と同様にして、中心径180nm、固形分量20.0%のニッケル系錯体化合物粒子分散液を得た。
アミニウム系化合物CIR−960の代わりに、ヒンダードアミン系光安定剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、TINUVIN770) 46質量部を使用した以外は、アミニウム系化合物粒子分散液の調整と同様にして、中心径200nm、固形分量20.0%のヒンダードアミン系光安定剤粒子分散液を得た。
パラフィンワックス(日本精蝋社製、HNPO190;融点85℃) 46質量部
アニオン性界面活性剤(ダウケミカル製 ダウファクス) 4質量部
イオン交換水 200質量部
上記成分を96℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で1時間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリンホモジナイザー、ゴーリン社製)で分散処理し、中心径160nm、固形分量20.0%の離型剤粒子分散液を得た。
(トナー粒子(1)の調製)
樹脂微粒子分散液 (樹脂70質量部) 180質量部
近赤外吸収剤粒子分散液(1) (近赤外吸収剤5質量部) 25質量部
アミニウム系化合物粒子分散液 (アミニウム系化合物1質量部) 5質量部
離型剤粒子分散液(離型剤6.45質量部) 30質量部
ポリ塩化アルミニウム 0.15質量部
イオン交換水 500質量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)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攪拌しながら48℃まで加熱し、48℃で60分間保持した後、樹脂微粒子分散液を81質量部(樹脂34質量部)追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0に調整した後、攪拌を継続しながら95℃まで加熱した。95℃までの昇温の間、通常の場合、系内のpHは、5.0程度まで低下したがそのまま保持した。反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、40℃のイオン交換水3リットル中に再分散し、15分、300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、真空乾燥を12時間行いトナー粒子(1)を得た。
実施例1において、アミニウム系化合物粒子分散液の代わりに、ジイモニウム系化合物粒子分散液を使用した以外は、実施例1の調整と同様にしてトナー粒子(2)、外添トナー(2)及び現像剤(2)を得た。
実施例1において、近赤外吸収剤粒子分散液(1)の代わりに、近赤外吸収剤粒子分散液(2)を使用した以外は、実施例1の調製と同様にしてトナー粒子(3)、外添トナー(3)及び現像剤(3)を得た。
実施例1において、近赤外吸収剤粒子分散液(1)の代わりに、近赤外吸収剤粒子分散液(3)を使用した以外は、実施例1の調製と同様にしてトナー粒子(4)、外添トナー(4)及び現像剤(4)を得た。
実施例1において、アミニウム系化合物粒子分散液の添加量を、5質量部から10質量部に変更した以外は、実施例1の調製と同様にしてトナー粒子(5)、外添トナー(5)及び現像剤(5)を得た。
実施例1において、近赤外吸収剤粒子分散液(1)の添加量を、25質量部から60質量部に変更した以外は、実施例1の調製と同様にしてトナー粒子(6)、外添トナー(6)及び現像剤(6)を得た。
結着樹脂として線状ポリエステルを89質量部と、ピリリウム系化合物(林原生物化学研究所製、NK−2674)を5質量部、アミニウム系化合物(日本カーリット社製、CIR−960)を1質量部、添加剤としてワックス(長鎖直鎖脂肪酸長鎖直鎖飽和アルコール;ベベン酸ステアリル)を5質量部からなるトナー原料の混合物をエクストルーダーで混練し、粉砕した後、風力式分級機により細粒と粗粒とを分級し、体積平均粒径(平均粒径D50)が8.6μmのトナー粒子(7)を得た。なお、前記線状ポリエステルは、テレフタル酸と、ビスフェノールA・エチレンオキシド付加物と、シクロヘキサンジメタノールとを原料として合成したものであり、ガラス転移点Tg=73℃、数平均分子量Mn=4900、質量平均分子量Mw=35000、酸価=12mgKOH/g、水酸価=21mgKOH/gであった。また、実施例1の調製と同様にして外添トナー(7)及び現像剤(7)を得た。
実施例1において、アミニウム系化合物粒子分散液を添加しないこと以外は、実施例1の調製と同様にしてトナー粒子(8)、外添トナー(8)及び現像剤(8)を得た。
実施例1において、アミニウム系化合物粒子分散液の代わりに、ヒンダードアミン系光安定化剤粒子分散液に変更した以外は、実施例1の調製と同様にしてトナー粒子(9)、外添トナー(9)及び現像剤(9)を得た。
各々の実施例および比較例において作製したトナーの評価として、トナーによる画像形成テストには、画像形成装置として、富士ゼロックス社製のDocuColor1250改造機を用いた。また、画像形成テストに用いた画像出力媒体としては、A4サイズ白色紙(富士ゼロックス製、P−A4紙、幅:210mm、長さ:297mm)を使用した。
記録物1の画像形成面に形成された不可視画像および可視画像の評価は、不可視画像については、不可視情報復元率と、偽造防止効果に関しては、可視画像に対しては、可視画像品質について評価した。以下にこれらの具体的な評価方法及び評価基準について説明する。
不可視情報復元率の評価は、記録物1の画像形成面を、該画像形成面のほぼ真上10cmのところに設置した近赤外の波長域の光も照射するリング状LED光源(京都電気製、LEB−3012CE)にて照射した。この状態で、画像形成面のほぼ真上15cmのところに設置した、800nm以下の波長成分をカットするフィルタをレンズ部に装着した800nm〜1000nmの波長域に受光感度を有するCCDカメラ(KEYENCE製、CCD TL−C2)によって、前記画像形成面を読み取り、一定のコントラスト(閾値)を境界として2値化処理することにより不可視画像を抽出し、これをソフトウエアで復号化処理し、著作権情報が正確に復元できるかどうかを評価した。そして、この評価は500回実施した際に、情報が正確に復元できた回数を、不可視情報復元率(%)として表2に示した。なお、不可視情報復元率(%)が85%以上であれば、実用上問題無いレベルとした。
偽造抑止効果の評価は、記録物1の画像形成面を、該画像形成面のほぼ垂直方向(正面)から目視した場合と、該画像形成面の垂直方向に対して斜めから目視した場合とにおいて、不可視画像として形成された『XEROX』の文字を読み取ることができるかを不可視パターン度として、以下の判定基準により行った。なお、評価結果を表2に示す。
○:『XEROX』の文字は、正面から目視した場合には判らないが、斜めから目視した場合には明快に読み取ることが出来るものの、実用上、十分な偽造抑止効果が得られる。
△:『XEROX』の文字は、正面から目視した場合には判らないが、斜めから目視した場合には画像ノイズとして不可視画像の存在が確認でき、実用上、弱いながらも偽造抑止効果を得ることができる。
×:『XEROX』の文字は、正面または斜めから目視した場合のいずれにおいても判別出来ないだけでなく、画像ノイズとしても確認できないため、なんらの偽造抑止効果を得ることができない。
可視画像品質の評価は、記録物1の可視画像と、記録物2の可視画像と、を目視にて比較し、以下の判定基準により評価した。なお、評価結果を表2に示す。
△:記録物2の可視画像と比較すると、記録物1の可視画像には若干の画質ノイズが確認されるものの、実用上はほぼ問題が無いレベル。
×:記録物2の可視画像と比較すると、記録物1の可視画像には明確な画質ノイズが確認され、実用上問題となるレベル。
実施例および比較例にて用いたトナーの可視光領域における吸収率、及びトナーと、可視トナーと、の近赤外光吸収率差の評価は以下に説明するように実施した。
実施例において用いた画像出力媒体に、トナーのベタ画像を形成し、このベタ画像が形成された領域と、何も画像が形成されていない前記画像出力媒体の表面と、を既述したように分光反射率測定機により測定し、各々の分光反射率を式1に代入してトナーの可視光吸収率として求め、可視光の波長域において最大の可視光吸収率を表2に示した。
前記トナーと、可視トナーとの近赤外光吸収率差は、既述したように、これらのトナーを用いて作製した不可視画像(ベタ画像)と、可視画像(ベタ画像)の分光反射率差を、分光反射率測定機を用いて波長900nmにて測定し、式4により求めた。結果を表2に示す。
(顔料粒子分散液(1)の調製)
サイアン顔料(大日本インキ化学工業社製、B15:3) 46質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンR) 4質量部
イオン交換水 200質量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)により10分間予備分散し、さらにサンドミルで2時間分散することにより中心径120nm、固形分量20.0%の顔料粒子分散液(1)を得た。
(トナー粒子(10)の調製)
樹脂微粒子分散液 (樹脂70質量部) 180質量部
近赤外吸収剤粒子分散液(1) (近赤外吸収剤1質量部) 5質量部
アミニウム系化合物粒子分散液(アミニウム系化合物0.2質量部) 1質量部
顔料粒子分散液(1) (顔料 8質量部) 40質量部
離型剤粒子分散液(離型剤6.45質量部) 30質量部
ポリ塩化アルミニウム 0.15質量部
イオン交換水 500質量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)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攪拌しながら48℃まで加熱し、48℃で60分間保持した後、樹脂微粒子分散液を81質量部(樹脂34質量部)追加して緩やかに攪拌した。その後、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0に調整した後、攪拌を継続しながら95℃まで加熱した。95℃までの昇温の間、通常の場合、系内のpHは、5.0程度まで低下したがそのまま保持した。反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、40℃のイオン交換水3リットル中に再分散し、15分、300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、真空乾燥を12時間行いトナー粒子(10)を得た。
実施例5において、アミニウム系化合物粒子分散液の代わりに、ジイモニウム系化合物粒子分散液を使用した以外は、実施例5の調製と同様にしてトナー粒子(11)、外添トナー(11)及び現像剤(11)を得た。
結着樹脂として線状ポリエステルを89質量部と、ピリリウム系化合物(林原生物化学研究所製、NK−2674) 1質量部、アミニウム系化合物(日本カーリット社製、CIR−960)を0.2質量部、顔料として、サイアン顔料(大日本インキ化学工業社製、B15:3)を5質量部、添加剤としてワックス(長鎖直鎖脂肪酸長鎖直鎖飽和アルコール;ベベン酸ステアリル)を5質量部からなるトナー原料の混合物をエクストルーダーで混練し、粉砕した後、風力式分級機により細粒と粗粒とを分級し、体積平均粒径(平均粒径D50)が8.7μmのトナー粒子(12)を得た。なお、前記線状ポリエステルは、テレフタル酸と、ビスフェノールA・エチレンオキシド付加物と、シクロヘキサンジメタノールとを原料として合成したものであり、ガラス転移点Tg=73℃、数平均分子量Mn=4900、質量平均分子量Mw=35000、酸価=12mgKOH/g、水酸価=21mgKOH/gであった。また、実施例5の調製と同様にして外添トナー(12)及び現像剤(12)を得た。
比較例6において、アミニウム系化合物を添加しない以外は、比較例6の調製と同様にして、体積平均粒径(平均粒径D50)が8.7μmの粒子を得た。
フラッシュ定着の評価として、調整された現像剤を、フラッシュ定着用に設計され、キセノン光源を定着光源に装備した高速プリンタ装置(品番PS2160、富士通社製)の改造機に搭載した後、記録媒体として普通紙(NIP−1500LT、小林記録紙)を使用して、発光エネルギー(光定着エネルギー)2.2J/cm2及び印刷速度8,000ライン/minで線画の印字を行った。使用したキセノン光源の発光スペクトルは、700〜1500nmの波長範囲に高い発光強度を有するものであり、また、発光時間は1000μ/sであった。得られた印刷物のそれぞれを、下記の項目:
(1)トナーの定着率(%)
(2)定着性の判定
(3)印字濃度
(4)耐光性試験前後の画像変化
に関して、次のような指針に従って評価を行った。結果を表4に示す。
×:70%未満
△:70〜95%未満
○:95%以上
×:著しく変化しているもの
△:変化している部分があること
○:ほぼ変化無し
Claims (1)
- ポリメチン鎖を有する近赤外光吸収剤を含有する電子写真用トナーであって、
前記ポリメチン鎖を有する近赤外光吸収剤は、ピリリウム系化合物であり、前記近赤外光吸収剤は、800〜1200nmに最大吸収波長λmaxを有し、かつ380〜780nmにおける最大吸収波長λmaxの吸収率は前記800〜1200nmにおける最大吸収波長λmaxの吸収率の30%以下であり、
前記トナーは、さらに、N,N,N’N’−テトラキス(p−ジブチルアミノフェニル)−p−フェニレンジアミン−過塩素酸アミニウム塩、N,N,N’N’−テトラキス(p−ジブチルアミノフェニル)−p−フェニレンジアミンビス−過塩素酸イモニウム塩から選択される少なくとも1つの化合物を前記近赤外光吸収剤の質量に対して0.1〜50質量%含有し、
前記トナーの体積平均粒子径は5.5〜5.9μmであることを特徴とする電子写真用トナー。
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