JP2013200522A - 現像剤、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents

現像剤、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】画像の光輝性を維持しつつ細線再現性に優れる静電潜像現像用トナーを提供すること。
【解決手段】Aで示される体積平均粒径を有する光輝性顔料を含むトナーと、Bで示される体積平均粒径を有する光輝性顔料を含まないトナーと、Cで示される体積平均粒径を有するキャリアと、を含有し、前記A、B、及びCで示される各体積平均粒径が(1):5μm≦A≦30μm、(2):1μm≦B≦15μm、(3):3.0≦C/A≦5.0、及び(4):5.0≦C/B≦20.0の条件を全て満たす現像剤である。
【選択図】なし

Description

本発明は、現像剤、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置に関する。
電子写真法においては、一般的には、光導電性物質を利用した感光体(静電潜像保持体)表面に、種々の手段により電気的に潜像を形成し、形成された潜像を、トナーを含む現像剤を用いて現像し現像像を形成した後、この現像像を、必要に応じて中間転写体を介して、紙等の記録媒体に転写し、加熱、加圧、加熱加圧等により定着する、という複数の工程を経て、画像が形成される。
上記のような画像の形成に用いられる現像剤としては、光輝性顔料を含むトナーを含むものが知られており、これを用いることで、金属光沢のごとき輝きを有する画像を形成することができる。
光輝性顔料を含む静電潜像現像用トナーとしては、以下のようなものが知られている。
例えば、特許文献1には、結着樹脂と金属粉末とを含有するトナーが開示されている。
また、特許文献2には、薄片状無機結晶基質上に二酸化チタンからなる薄層を被覆させた顔料を用いたトナーが開示されている。
更に、特許文献3には、金属粒子または金属酸化物粒子の表面に絶縁性樹脂を被覆した平均粒子径が2〜20μmの範囲内の値である金属トナーが開示されている。
特許文献4には、鱗片形状の基体を二酸化チタンによって被覆した顔料を含み、長軸径が1〜50μm、短軸径が1〜50μm、扁平面方向の厚みが0.5〜10μmの範囲にある扁平なトナー粒子を含むものが開示されている。
特開昭62−67558号公報 特開昭62−100769号公報 特開2000−221780号公報 特開2010−256613号公報
本発明は、画像の光輝性を維持しつつ細線再現性に優れる現像剤を提供することを目的とする。
即ち、請求項1に係る発明は、
Aで示される体積平均粒径を有し且つ光輝性顔料を含むトナーと、Bで示される体積平均粒径を有し且つ光輝性顔料を含まないトナーと、Cで示される体積平均粒径を有するキャリアと、を含有し、
前記A、B、及びCで示される各体積平均粒径が下記の(1)〜(4)の条件を全て満たす現像剤である。
(1):5μm≦A≦30μm
(2):1μm≦B≦15μm
(3):3.0≦C/A≦5.0
(4):5.0≦C/B≦20.0
請求項2に係る発明は、
前記A、B、及びCで示される各体積平均粒径が下記の(1’)〜(4’)の条件を全て満たす請求項1に記載の現像剤である。
(1’):10μm≦A≦20μm
(2’):5μm≦B≦10μm
(3’):3.5≦C/A≦4.5
(4’):7.0≦C/B≦12.0
請求項3に係る発明は、
請求項1又は請求項2に記載の現像剤を収容すると共に、該現像剤により、像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置を備え、画像形成装置に脱着するプロセスカートリッジである。
請求項4に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体表面を帯電する帯電装置と、
帯電された前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成装置と、
前記静電潜像を請求項1又は請求項2に記載の現像剤を用いてトナー像として現像する現像装置と、
前記像保持体表面に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写装置と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着装置と、
を有する画像形成装置である。
請求項1に係る発明によれば、Aで示される体積平均粒径を有する光輝性顔料を含むトナーと、Bで示される体積平均粒径を有する光輝性顔料を含まないトナーと、Cで示される体積平均粒径を有するキャリアと、を含有し、規定した(1)〜(4)の条件のうちいずれか1つでも満たさない場合に比べて、画像の光輝性を維持しつつ細線再現性に優れる現像剤が提供される。
請求項2に係る発明によれば、規定した(1’)〜(4’)の条件のうちいずれか1つでも満たさない場合に比べて、画像の光輝性を維持しつつ細線再現性に更に優れる現像剤が提供される。
請求項3に係る発明によれば、Aで示される体積平均粒径を有する光輝性顔料を含むトナーと、Bで示される体積平均粒径を有する光輝性顔料を含まないトナーと、Cで示される体積平均粒径を有するキャリアと、を含有し、規定した(1)〜(4)の条件のうちいずれか1つでも満たさない現像剤を用いた場合に比較して、画像の光輝性を維持しつつ細線再現性に優れるプロセスカートリッジが提供される。
請求項4に係る発明によれば、Aで示される体積平均粒径を有する光輝性顔料を含むトナーと、Bで示される体積平均粒径を有する光輝性顔料を含まないトナーと、Cで示される体積平均粒径を有するキャリアと、を含有し、規定した(1)〜(4)の条件のうちいずれか1つでも満たさない現像剤を用いた場合に比較して、画像の光輝性を維持しつつ細線再現性に優れる画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る現像剤における、光輝性顔料を含むトナー粒子の一例を概略的に示す断面図である。 本実施形態が適用された画像形成装置を示す概略構成図である。 本実施形態のプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
以下、本発明に係る現像剤、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置の実施形態について詳細に説明する。
<現像剤>
本実施形態に係る現像剤は、Aで示される体積平均粒径を有し且つ光輝性顔料を含むトナーと、Bで示される体積平均粒径を有し且つ光輝性顔料を含まないトナーと、Cで示される体積平均粒径を有するキャリアと、を含有し、
前記A、B、及びCで示される各体積平均粒径が下記の(1)〜(4)の条件を全て満たす現像剤である。
(1):5μm≦A≦30μm
(2):1μm≦B≦15μm
(3):3.0≦C/A≦5.0
(4):5.0≦C/B≦20.0
また、A、B、及びCで示される各体積平均粒径は下記の(1’)〜(4’)の条件の全て満たすことが好ましい。
(1’):10μm≦A≦20μm
(2’):5μm≦B≦10μm
(3’):3.5≦C/A≦4.5
(4’):7.0≦C/B≦12.0
上記のような構成を有する本実施形態に係る現像剤は、画像の光輝性を維持しつつ細線再現性に優れるといった効果を奏する。
その理由は明確ではないが、以下のように推察される。
光輝性顔料を含むトナーは、光輝性顔料自体の径が大きく、また扁平(円盤状)であることから、トナー粒子としての形状も扁平になる。対して、光輝性顔料を含まないトナーは、その製造方法にもよるが略球状のトナー粒子であるものが多い。
現像剤を構成するトナーにおいて、光輝性顔料を含むトナーと光輝性顔料を含まないトナーとが単に混在している場合、上述のような各々のトナー粒子の形状の違いや、トナー粒子と外添剤との関係、更には、これらのトナーとキャリアの径との関係により、現像のしやすさや、転写のしやすさに選択性が発生し、その結果、画像の光輝性を低下させたり、また、キャリアからのトナーの転写効率が低下したりして、画像形成に適用した際の細線再現性を得ることが困難であった。
これに対して、本実施形態に係る現像剤においては、光輝性顔料を含むトナーと光輝性顔料を含まないトナーとが混在している上に、これらの体積平均粒径((1)及び(2)の条件)が規定されており、更に、これらの体積平均粒径とキャリアの体積平均粒径との関係((3)及び(4)の条件)も規定されたものである。
このような特定の条件を全て満たすようにすることで、比較的大きな粒径の光輝性顔料を有するトナーを含むと共に、適度な大きさの光輝性顔料を含まないトナーの存在により、キャリアの表面に適度な接触面積にて光輝性顔料を含むトナー(扁平)が接触している状態を形成することができるものと考えられる。
その結果、画像の光輝性を十分に保つことが可能になると共に、キャリアによるトナー粒子への外添剤の埋め込みを抑制したり、キャリアがトナー像へと移動することを抑制したり、更には、キャリアからのトナーの転写効率を低下させないことなどにより、良好な細線再現性を達成しうるものと推測される。
以下、本実施形態に係る現像剤を構成する、(a)光輝性顔料を含むトナー、(b)光輝性顔料を含まないトナー、及び(c)キャリアについて、順に説明する。
なお、本実施形態においては、「トナー」とは、結着樹脂と、必要に応じて、光輝性顔料等の着色剤、及び離型剤等を含む樹脂粒子をトナー粒子に、必要に応じて、外添剤を外添してなるものの集合体を指す。
〔(a)光輝性顔料を含むトナー〕
本実施形態において、(a)光輝性顔料を含むトナーは、Aで示される体積平均粒径を有する。
かかるAは、前述したとおり(1):5μm≦A≦30μm(好ましくは(1’):10μm≦A≦20μm)を満たす必要がある。即ち、(a)光輝性顔料を含むトナーは体積平均粒径が5μm以上30μm以下、好ましくは10μm以上20μm以下となる。
(a)光輝性顔料を含むトナーは体積平均粒径が5μmよりも小さい場合、光輝性顔料の粒径が小さく、またその含有量が少なくなることになるため、光輝感が低下することがある。
また、(a)光輝性顔料を含むトナーは体積平均粒径が30μmよりも小さい場合、粒径が大きすぎることで、画像を形成する際の細線再現性が低下することがある。
この(a)光輝性顔料を含むトナーにおける体積平均粒径は、外添剤を含まない状態、即ちトナー粒子の粒径を指すものであって、以下のような測定方法により測定される。
上記体積平均粒径D50は、以下のようにして求められる。
マルチサイザーII(コールター社製)等の測定器で測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50p、累積84%となる粒径を体積D84v、数D84pと定義する。
上記のうち体積D50vを、体積平均粒径D50とする。
なお、外添剤が外添されているトナーから、外添剤を除いた状態のトナー粒子の体積平均粒径を測定する場合には、トナー1gを界面活性剤に分散させ、これを超音波分散装置(日本精機製作所製、RUS−600TCVP)を用いて分散し、外添剤を除いた。
次に、(a)光輝性顔料を含むトナーを構成する成分、即ち、光輝性顔料や結着樹脂等について説明する。
(光輝性顔料)
(a)光輝性顔料を含むトナーは、着色剤として光輝性顔料を含有する。
本実施形態における光輝性顔料としては、例えば、アルミニウム、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛などの金属粉末、酸化チタンや黄色酸化鉄を被覆した雲母、硫酸バリウム、層状ケイ酸塩、層状アルミニウムのケイ酸塩などの被覆薄片状無機結晶基質、単結晶板状酸化チタン、塩基性炭酸塩、酸オキシ塩化ビスマス、天然グアニン、薄片状ガラス粉、金属蒸着された薄片状ガラス粉などが挙げられ、光輝性を有するものならば特に制限はない。
光輝性顔料としては市販品を使用することもでき、例えば、アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA)等が挙げられる。
ここで、本実施形態における「光輝性」とは、光輝性顔料を含有するトナーによって形成された画像を視認した際に金属光沢のごとき輝きを有することを表す。
(a)光輝性顔料を含むトナーに用いられる光輝性顔料の含有量としては、トナー粒子100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下が好ましく、5質量部以上25質量部以下がより好ましい。1質量部以上であれば光輝感に優れた画像を得ることができ、また30質量部以下であればトナーの電気抵抗の低下による現像性、転写性の低下を抑制することができ、その結果、光輝感の優れた画像を得ることができる。
(結着樹脂)
(a)光輝性顔料を含むトナーには、前述した光輝性顔料を被覆するための結着樹脂が含まれる。
なお、この結着樹脂により被覆は、光輝性顔料の表面が結着樹脂により被覆層から露出しない状態であることが、トナーの電気抵抗を低下させず、そのため転写むらを発生させない点から好ましい。
(a)光輝性顔料を含むトナーを構成する結着樹脂としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のエチレン系樹脂;ポリスチレン、α−ポリメチルスチレン等のスチレン系樹脂;ポリメチルメタアクリレート、ポリアクリロニトリル等の(メタ)アクリル系樹脂;ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂及びこれらの共重合樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリエステル樹脂を用いることが望ましい。
以下においては、特に好ましく用いられるポリエステル樹脂について説明する。
ポリエステル樹脂とは、例えば、主として多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものである。
多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類;無水マレイン酸、フマール酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類が挙げられ、これらの多価カルボン酸が1種又は2種以上用いられる。
これら多価カルボン酸の中でも、芳香族カルボン酸を用いることが好ましく、また良好なる定着性を確保するために架橋構造或いは分岐構造をとるためにジカルボン酸と共に3価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが好ましい。
多価アルコールの例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、などの脂肪族ジオール類;シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAなどの脂環式ジオール類;ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などの芳香族ジオール類が挙げられる。これら多価アルコールの1種又は2種以上が用いられる。
これら多価アルコールの中でも、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が好ましく、このうち芳香族ジオールがより好ましい。また、より良好なる定着性を確保するため、架橋構造或いは分岐構造をとるためにジオールと共に3価以上の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール)を併用してもよい。
(a)光輝性顔料を含むトナーは、結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。また、結晶性ポリエステル樹脂のうち、芳香族結晶性樹脂は一般に後述の融解温度範囲よりも高いものが多いため、脂肪族結晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。
(a)光輝性顔料を含むトナーのトナー粒子中における結晶性ポリエステル樹脂の含有量としては、2質量%以上30質量%以下が好ましく、4質量%以上25質量%以下がより好ましい。
また、結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下の範囲であることが好ましく、55℃以上95℃以下の範囲であることが好ましく、60℃以上90℃以下の範囲であることがより好ましい。
なお、本実施形態の「結晶性ポリエステル樹脂」とは、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry;以下、「DSC」と略記することがある)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものを指す。また、結晶性ポリエステル樹脂は、その主鎖に対して他成分を共重合したポリマーの場合、他成分が50質量%以下の場合は、この共重合体も結晶性ポリエステルと呼ぶ。
結晶性ポリエステル樹脂は、酸(ジカルボン酸)成分とアルコール(ジオール)成分とから合成されるものであり、下記において、「酸由来構成成分」とは、ポリエステル樹脂において、ポリエステル樹脂の合成前には酸成分であった構成部位を指し、「アルコール由来構成成分」とは、ポリエステル樹脂の合成前にはアルコール成分であった構成部位を指す。
−酸由来構成成分−
酸由来構成成分となるための酸としては、種々のジカルボン酸が挙げられるが本実施形態の結晶性ポリエステル樹脂における酸由来構成成分としては、直鎖型の脂肪族ジカルボン酸が望ましい。
例えば、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼリン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸など、或いはその低級アルキルエステルや酸無水物が挙げられるが、この限りではない。これらの中では、アジピン酸、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸が好ましい。
酸由来構成成分としては、その他として2重結合を持つジカルボン酸由来構成成分、スルホン酸基を持つジカルボン酸由来構成成分等の構成成分を含有していてもよい。
上記スルホン酸基を持つジカルボン酸としては、例えば、2−スルホテレフタル酸ナトリウム塩、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩、スルホコハク酸ナトリウム塩等が挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの低級アルキルエステル、酸無水物等も挙げられる。これらの中でも、5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩等が好ましい。
これらの脂肪族ジカルボン酸由来構成成分以外の酸由来構成成分(2重結合を持つジカルボン酸由来構成成分及びスルホン酸基を持つジカルボン酸由来構成成分)の、酸由来構成成分における含有量としては、1構成モル%以上20構成モル%以下が好ましく、2構成モル%以上10構成モル%以下がより好ましい。
なお、本明細書において「構成モル%」とは、ポリエステル樹脂における酸由来構成成分全体中の当該酸由来構成成分、又は、アルコール由来構成成分全体中の当該アルコール構成成分を、各1単位(モル)としたときの百分率を指す。
−アルコール由来構成成分−
アルコール由来構成成分となるためのアルコールとしては、脂肪族ジオールが望ましく、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9―ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ドデカンジオール、1,12−ウンデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール、などが挙げられるが、この限りではない。これらの中でも、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。
本実施形態において、ポリエステル樹脂の分子量は、GPC(Gel Permeation Chromatography)により測定し、算出した。具体的には、GPCは東ソー(株)製HLC−8120を使用し、カラムは東ソー製TSKgel SuperHMーM(15cm)を使用し、ポリエステル樹脂をTHF溶媒で測定した。次に、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用してポリエステル樹脂の分子量を算出した。
−ポリエステル樹脂の製造方法−
ポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、酸成分とアルコール成分とを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造される。例えば、直接重縮合、エステル交換法等を、モノマーの種類によって使い分けて製造する。前記酸成分とアルコール成分とを反応させる際のモル比(酸成分/アルコール成分)としては、反応条件等によっても異なるため、一概には言えないが、高分子量化するためには通常1/1程度が好ましい。
ポリエステル樹脂の製造の際に使用し得る触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物等が挙げられる。
(a)光輝性顔料を含むトナーのトナー粒子中の結着樹脂の含有量は、50質量%以上95質量%以下が望ましく、60質量%以上90質量%以下がより望ましい。
(離型剤)
(a)光輝性顔料を含むトナーに用いられる離型剤としては、例えば、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン等のパラフィンワックス;シリコーン樹脂;ロジン類;ライスワックス;カルナバワックス;等が挙げられる。これらの離型剤の融解温度は、50℃以上100℃以下が望ましく、60℃以上95℃以下がより望ましい。
(a)光輝性顔料を含むトナーのトナー粒子中の離型剤の含有量は、0.5質量%以上15質量%以下が望ましく、1.0質量%以上12質量%以下がより望ましい。
(その他の添加剤)
(a)光輝性顔料を含むトナーには、上記した成分以外にも、更に必要に応じて、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分をトナー粒子の内添剤として添加してもよい。
帯電制御剤としては、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
また、無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、或いはこれらの表面を疎水化処理した物等、公知の無機粒子を単独又は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、屈折率が前述した結着樹脂よりも小さいシリカ粒子が好ましく用いられる。また、シリカ粒子は種々の表面処理を施されてもよく、例えば、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理したものが好ましく用いられる。
(外添剤)
(a)光輝性顔料を含むトナーは、トナー粒子の外添剤として、流動化剤や助剤等を含んでいてもよい。
外添剤としては、表面を疎水化処理したシリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、カーボンブラック等の無機粒子やポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シリコーン樹脂等のポリマー粒子等、公知の粒子が使用し得る。
本実施形態においては、トナー粒子100質量部に対する外添剤の添加量は0.5質量部以上10質量部以下であり、好ましくは1.0質量部以上5質量部以下である。
(トナー粒子の特性)
−トナー粒子の形状−
トナー粒子は、以下の(1)を満たすことが好ましい。
(1)トナー粒子の平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長い。
なお、平均最大厚さCと平均円相当径Dの比(C/D)が0.001以上0.500以下の範囲にあることがより好ましく、0.010以上0.200以下の範囲が更に好ましく、0.050以上0.100以下の範囲が特に好ましい。
比(C/D)が0.001以上であることにより、トナー粒子の強度が確保され、画像形成の際における応力による破断が抑制され、光輝性顔料が露出することによる帯電の低下、その結果発生するカブリが抑制される。一方、0.500以下であることにより、優れた光輝性が得られる。
上記平均最大厚さCおよび平均円相当径Dは、以下の方法により測定される。
トナー粒子を平滑面にのせ、振動を掛けてムラのないように分散する。1000個のトナー粒子について、カラーレーザ顕微鏡「VK−9700」(キーエンス社製)により1000倍に拡大して最大の厚さCと上から見た面の円相当径Dを測定し、それらの算術平均値を求めることにより算出する。
−トナー粒子の断面における長軸方向と顔料粒子の長軸方向との角度−
トナー粒子は、以下の(2)を満たすことが好ましい。
(2)トナー粒子の厚さ方向への断面を観察した場合に、トナー粒子の該断面における長軸方向と顔料粒子(光輝性顔料の粒子)の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる顔料粒子の割合が、観察される全顔料粒子のうち60%以上である。更には、上記割合が70%以上95%以上であることがより好ましく、80%以上90%以下であることが特に好ましい。
ここで、トナー粒子の断面の観察方法について説明する。
まず、トナー粒子をビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤とを用いて包埋したのち、切削用サンプルを作製する。次にダイヤモンドナイフを用いた切削機、例えば、LEICAウルトラミクロトーム(日立テクノロジーズ社製)を用いて−100℃の下、切削サンプルを切削し、観察用サンプルを作製する。
得られた観察サンプルを用い、透過型電子顕微鏡(TEM)により倍率5000倍前後でトナー粒子の断面を観察する。観察された1000個のトナーについて、トナーの断面における長軸方向と顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる顔料粒子の数を、画像解析ソフトを用いて数えその割合を計算する。
なお、「トナー粒子の断面における長軸方向」とは、前述の平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いトナー粒子における厚さ方向と直行する方向を表し、また「顔料粒子の長軸方向」とは、顔料粒子における長さ方向を表す。
ここで、図1に上記(1)乃至(2)の要件を満たすトナー粒子の一例を概略的に示す断面図を示す。なお、図1に示す概略図は、トナー粒子の厚さ方向への断面図である。
図1に示すトナー粒子2は、厚さLよりも円相当径が長い扁平状のトナー粒子であり、鱗片状の顔料粒子4を含有している。
図1に示すごとく、トナー粒子2が厚さLよりも円相当径が長い扁平状であると、画像形成の現像工程や転写工程において、トナー粒子が像保持体や中間転写体、記録媒体等に移動する際、このトナー粒子の電荷を最大限打ち消すように移動する傾向にあるため、付着する面積が最大となるようトナー粒子が並ぶと考えられる。即ち、最終的にトナー粒子が転写される記録媒体上において、扁平状のトナー粒子はその扁平な面側が記録媒体表面と相対するよう並ぶと考えられる。また画像形成の定着工程においても、定着する際の圧力によって、扁平状のトナー粒子はその扁平な面側が記録媒体表面と相対するよう並ぶと考えられる。
そのため、このトナー粒子中に含有される鱗片状の顔料粒子のうち上記(2)に示される「トナーの該断面における長軸方向と顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲にある」との要件を満たす顔料粒子は、面積が最大となる面側が記録媒体表面と相対するよう並ぶと考えられる。こうして形成された画像に対し光を照射した場合には、入射光に対して乱反射する顔料粒子の割合が抑制されるため、後述の比(A/B)の範囲が達成されるものと考えられる。
((a)光輝性顔料を含むトナーの製造方法)
(a)光輝性顔料を含むトナーは、湿式法や乾式法など公知の方法により作製されてもよいが、特に湿式法で製造することが好ましい。該湿式法としては、溶融懸濁法、乳化凝集法、溶解懸濁法等が挙げられ、光輝性顔料が結着樹脂により被覆され表面に露出しない状態を形成し易いといった観点から、乳化凝集法にて製造することが好ましい。
乳化凝集法においては、トナーを構成する各材料を水系分散液に分散させた分散液(樹脂粒子分散液、着色剤分散液等)を準備する(乳化工程)。続いて、樹脂粒子分散液、着色剤分散液や、その他必要に応じて用いられる各種の分散液(離型剤分散液等)を混合して原料分散液を準備する。
次に、原料分散液中で、凝集粒子を形成する凝集粒子形成工程と、凝集粒子を合一する合一工程とを経て、トナー粒子を得る。なお、コア粒子と、このコア粒子を被覆するシェル層とを有するいわゆるコアシェル構造型のトナーを作製する場合には、凝集粒子形成工程を終えた後の原料分散液に、樹脂粒子分散液を添加して(トナー化した際にコア粒子となる)凝集粒子表面に樹脂粒子を付着させて(トナー化した際にシェル層となる)被覆層を形成する被覆層形成工程を実施し、その後に合一工程を実施する。なお、被覆層形成工程に用いる樹脂成分は、コア粒子を構成する樹脂成分と同一であっても異なっていてもよい。
以下、各工程について詳細に説明する。
−乳化工程−
凝集粒子形成工程に用いる原料分散液を準備するために、乳化工程では、トナーを構成する主要な材料を、水系媒体中に分散させた乳化分散液を調製する。以下、樹脂粒子分散液や、着色剤分散液、離型剤分散液等について説明する。
−樹脂粒子分散液−
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径は、0.01μm以上1μm以下であってもよく、0.03μm以上0.8μm以下であってもよく、0.03μm以上0.6μmであってもよい。
樹脂粒子の体積平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られるトナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易くなる場合がある。一方、体積平均粒径が上記範囲内であれば前記欠点がない上、トナー粒子間の組成偏在が減少し、トナー粒子中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。
なお、樹脂粒子等、原料分散液中に含まれる粒子の体積平均粒径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で測定される。
樹脂粒子分散液やその他の分散液に用いられる分散媒としては、水系媒体であってもよい。
前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。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。本実施形態においては、前記水系媒体に界面活性剤を添加混合しておいてもよい。
界面活性剤としては特に限定されるものでは無いが、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。これらの中でもアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。前記非イオン系界面活性剤は、前記アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用されてもよい。前記界面活性剤は、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。
なお、前記アニオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどが挙げられる。また、前記カチオン界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。これらの中でもアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤等のイオン性界面活性剤が挙げられる。
ポリエステル樹脂は、中和によりアニオン型となり得る官能基を含有しているため自己水分散性をもっており、親水性となり得る官能基の一部又は全部が塩基で中和された、水性媒体の作用下で安定した水分散体を形成する。
ポリエステル樹脂において中和により親水性基と成り得る官能基はカルボキシル基やスルホン酸基等の酸性基であるため、中和剤としては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノ−nプロピルアミン、ジメチルn−プロピルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−アミノエチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルプロパノールアミン等のアミン類等が挙げられ、これらから選ばれるところの1種又は2種以上を使用してもよい。これらの中和剤を添加することによって、乳化の際のpHを中性に調節し、得られるポリエステル樹脂分散液の加水分解が防止される。
ポリエステル樹脂を用いて樹脂粒子分散液を調製する場合は、転相乳化法を利用してもよい。なお、ポリエステル樹脂以外の結着樹脂を用いて樹脂粒子分散液を調製する場合にも転相乳化法を利用してもよい。転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散安定化する方法である。
この転相乳化に用いられる有機溶剤としては例えば、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert−アミルアルコール、1−エチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、n−ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−sec−ブチル、酢酸−3−メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジエチル、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等のエステル類、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコール誘導体、更には、3−メトキシ−3−メチルブタノール、3−メトキシブタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセト酢酸エチル等が例示される。これらの溶剤は単一でも、また2種以上を併用して使用してもよい。
転相乳化に用いる有機溶媒の溶媒量に関しては、樹脂の物性により所望の分散粒径を得るための溶媒量が異なるため、一概に決定することは困難である。しかし、本実施形態において、錫化合物触媒の樹脂中の含有量が通常のポリエステル樹脂に対して多量である場合には、樹脂重量に対する溶媒量は比較的多くてもよい。溶媒量が少ない場合には乳化性が不十分となり、樹脂粒子の粒径の大径化や粒度分布のブロード化等が発生する場合がある。
また、この転相乳化の際に分散粒子の安定化や水系媒体の増粘防止を目的として、分散剤を添加してもよい。該分散剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウムの等の水溶性高分子、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の界面活性剤等が挙げられる。これらの分散剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。分散剤は、結着樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下添加してもよい。
転相乳化の際の乳化温度は、有機溶剤の沸点以下でかつ、結着樹脂の融解温度或いはガラス転移温度以上であればよい。乳化温度が結着樹脂の融解温度或いはガラス転移温度未満の場合、樹脂粒子分散液を調製することが困難となる。なお、有機溶剤の沸点以上で乳化する場合は、加圧密閉された装置で乳化を行えば良い。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量は通常、5質量%以上50質量%以下であってもよく、10質量%以上40質量%以下であってもよい。含有量が前記範囲外にあると、樹脂粒子の粒度分布が広がり、特性が悪化する場合がある。
−着色剤分散液−
本実施形態では、光輝性顔料を着色剤として用いているため、この光輝性顔料を含む着色剤分散液が用いられる。
着色剤分散液を調製する際の分散方法としては、例えば、回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的な分散方法を使用してもよく、なんら制限されるものではない。必要に応じて、界面活性剤を使用して着色剤の水分散液を調製したり、分散剤を使用して着色剤の有機溶剤分散液を調製したりしてもよい。分散に用いる界面活性剤や分散剤としては、結着樹脂を分散させる際に用い得る分散剤と同様のものを用いてもよい。
また、原料分散液を調製する際に、着色剤分散液は、その他の粒子を分散させた分散液と共に一度に混合してもよいし、分割して多段回で添加混合してもよい。
着色剤分散液に含まれる着色剤の含有量は、通常、5質量%以上50質量%以下であってもよく10質量%以上40質量%以下であってもよい。含有量が前記範囲外にあると、着色剤粒子の粒度分布が広がり、特性が悪化する場合がある。
−離型剤分散液−
離型剤分散液は、離型剤を水中にイオン性界面活性剤等と共に分散し、離型剤の融解温度以上に加熱し、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて強い剪断力を印加することにより調製される。これにより、体積平均粒径が1μm以下の離型剤粒子を分散させる。また、離型剤分散液における分散媒としては、結着樹脂に用いる分散媒と同様のものを用いてもよい。
なお、結着樹脂や着色剤等を分散媒と混合して、乳化・分散させる装置としては、公知のものが利用でき、例えばホモミキサー(特殊機化工業株式会社)、或いはスラッシャー(三井鉱山株式会社)、キャビトロン(株式会社ユーロテック)、マイクロフルイダイザー(みずほ工業株式会社)、マントン・ゴーリンホミジナイザー(ゴーリン社)、ナノマイザー(ナノマイザー株式会社)、スタティックミキサー(ノリタケカンパニー)などの連続式乳化分散機等が利用される。
なお、目的に応じて、結着樹脂分散液に、既述した離型剤、内添剤(帯電制御剤、無機粉体等の成分)を分散させておいてもよい。
また、結着樹脂、着色剤、離型剤以外のその他の成分の分散液を調製する場合、この分散液中に分散する粒子の体積平均粒径としては、通常1μm以下であればよく、0.01μm以上0.5μm以下であってもよい。体積平均粒径が1μmを超えると、最終的に得られるトナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招きやすくなる場合がある。一方、体積平均粒径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー粒子間の偏在が減少し、トナー粒子中の分散が良好となり性能や信頼性のばらつきが小さくなる点で有利である。
−凝集粒子形成工程−
凝集粒子形成工程(凝集粒子分散液調製工程)においては、樹脂粒子分散液の他に、通常は着色剤分散液及び離型剤分散液を加え、必要に応じて添加されるその他の分散液を少なくとも混合して得られた原料分散液に対して、凝集剤を更に添加して加熱し、これらの粒子を凝集させた凝集粒子を形成する。なお、樹脂粒子が結晶性ポリエステル等の結晶性樹脂である場合には、結晶性樹脂の融解温度付近(±20℃)の温度で、且つ、融解温度以下の温度にて加熱し、これらの粒子を凝集させた凝集粒子を形成する。
なお、この凝集粒子形成工程における加熱温度及び加熱時間を調整することにより、トナー粒子の粒径を制御することができる。即ち、凝集粒子形成工程における加熱温度及び加熱時間を調整することにより、前述したような体積平均粒径を有するトナー粒子が得られる。
凝集粒子の形成は、回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温で凝集剤を添加し、原料分散液のpHを酸性にすることによってなされる。また、加熱による急凝集を抑えるために、室温で攪拌混合している段階でpH調整を行ない、必要に応じて分散安定剤を添加してもよい。
なお、本実施形態において「室温」とは25℃をいう。
凝集粒子形成工程に用いられる凝集剤は、原料分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、すなわち無機金属塩の他、2価以上の金属錯体が好適に用いられる。特に、金属錯体を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性が向上する。
また、凝集剤の金属イオンと錯体若しくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
ここで、無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体などが挙げられる。その中でも特に、アルミニウム塩及びその重合体が好適である。よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価、3価より4価の方が、また、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方が、より適している。
また、キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。非水溶性のキレート剤では、原料分散液中への分散性に乏しく、トナー中において凝集剤に起因する金属イオンの捕捉が充分になされなくなる場合がある。
キレート剤としては、公知の水溶性キレート剤であれば特に限定されないが、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸などのオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)などを好適に用いてもよい。
キレート剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下の範囲内であってもよく、0.1質量部以上3.0質量部未満であってもよい。キレート剤の添加量が0.01質量部未満であるとキレート剤添加の効果が発現しなくなる場合がある。一方、5.0質量部を超えると、帯電性に悪影響を及ぼす他、トナーの粘弾性も劇的に変化するため、低温定着性や画像光沢性に悪影響を与える場合がある。
なお、キレート剤は、凝集粒子形成工程や被覆層形成工程の実施中や実施前後において添加されるものであるが、添加に際して原料分散液の温度調整は必要なく、室温のまま加えてもよいし、凝集粒子形成工程や被覆層形成工程での槽内温度に調節した上で加えてもよい。
−被覆層形成工程−
凝集粒子形成工程を経た後には、必要であれば被覆層形成工程を実施してもよい。被覆層形成工程では、上記した凝集粒子形成工程を経て形成された凝集粒子の表面に、被覆層形成用の樹脂粒子を付着させることにより被覆層を形成する。これにより、いわゆるコアシェル構造を有するトナーが得られる。
被覆層の形成は、凝集粒子形成工程において凝集粒子(コア粒子)を形成した原料分散液中に、通常、樹脂粒子分散液を追添加することにより行われる。
なお、被覆層形成工程を終えた後は、合一工程が実施されるが、被覆層形成工程と合一工程とを交互に繰り返し実施することにより、被覆層を多段階に分けて形成してもよい。
−合一工程−
凝集粒子形成工程、或いは、凝集粒子形成工程及び被覆層形成工程を経た後に実施される合一工程では、これらの工程を経て形成された凝集粒子を含む懸濁液のpHを6.5以上8.5以下程度の範囲にすることにより、凝集の進行を停止させる。
そして、凝集の進行を停止させた後、加熱を行うことにより凝集粒子を合一させる。結着樹脂の融解温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を合一させてもよい。
−洗浄、乾燥工程等−
凝集粒子の合一工程を終了した後、洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て所望のトナー粒子を得るが、洗浄工程は塩酸、硫酸、硝酸等の強酸の水溶液でトナー粒子に付着した分散剤を除去後、ろ液が中性になるまでイオン交換水などで洗浄することが望ましい。また、固液分離工程には特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等が好適である。更に、乾燥工程も特に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が用いられる。
乾燥工程では、トナー粒子の乾燥後の含水分率が1.0質量%以下に調整してもよく、0.5質量%以下に調整してもよい。
なお、光輝性顔料を着色剤として含むトナー粒子を乳化凝集法によって製造する場合であれば、例えば、以下の製造方法によって調製することが好ましい。
まず、顔料粒子を準備し、該顔料粒子と結着樹脂とを溶剤に分散・溶解して混合する。これを転相乳化やせん断乳化により水中へ分散することにより、樹脂で被覆された光輝性の顔料粒子を形成する。ここにその他の組成物(例えば離型剤、シェル用樹脂等)を添加し、更に凝集剤を添加し、攪拌しながら温度を樹脂のガラス転移温度(Tg)の近くまで上昇させ、凝集粒子を形成する。この工程において、例えば、2枚パドルを有した層流を形成する攪拌翼を使用し、攪拌速度を高速度にして(例えば、500rpm以上1500rpm以下)攪拌することで、光輝性の顔料粒子が凝集粒子中で長軸方向の向きを揃え、且つ、凝集粒子も長軸方向に向かって凝集し、トナーの厚さが小さくなる。最後に粒子安定化のためにアルカリ性にした後、温度をトナーのガラス転移温度(Tg)以上融解温度(Tm)以下まで上昇させ、凝集粒子を合一させる。この合一工程において、より低温(例えば、60℃以上80℃以下)で合一させることで、材料の再配置に伴う移動を小さくし、顔料の配向性が保たれたトナー粒子が得られる。
以上の方法により、光輝性に優れた画像が得られるトナー粒子が得られる。
なお、上記攪拌速度としては、更に650rpm以上1130rpm以下が好ましく、760rpm以上870rpm以下が特に好ましい。また、上記合一工程における合一の温度としては、更に63℃以上75℃以下が好ましく、65℃以上70℃以下が特に好ましい。
−外添剤添加工程−
上述のようにして得られたトナー粒子に対しては、必要に応じて、外添剤が外添される。
外添剤を外添する方法としては、例えば、V型ブレンダーやヘンシェルミキサーやレディゲミキサー等の公知の混合機によって混合する方法が挙げられる。
〔(a)光輝性顔料を含むトナーの特性〕
本実施形態に係る(a)光輝性顔料を含むトナーは、ベタ画像を形成した場合に、該画像に対し変角光度計により入射角−45°の入射光を照射した際に測定される受光角+30°での反射率Aと受光角−30°での反射率Bとの比(A/B)が2以上100以下であることが望ましい。
比(A/B)が2以上であることは、入射光が入射する側(角度−側)への反射よりも入射する側とは反対側(角度+側)への反射が多いことを表し、即ち入射した光の乱反射が抑制されていることを表す。入射した光が様々な方向へ反射する乱反射が生じた場合、その反射光を目視にて確認すると色がくすんで見える。そのため、比(A/B)が2以上である場合、その反射光を視認すれば光沢が確認されるようになり光輝性に優れる。
一方、比(A/B)が100以下であれば、反射光を視認し得る視野角が狭くなり過ぎず、角度によって黒っぽく見えてしまう現象の発生が防止される。
なお、上記比(A/B)は、更に20以上90以下であることがより好ましく、40以上80以下であることが特に好ましい。
(変角光度計による比(A/B)の測定)
ここで、まず入射角及び受光角について説明する。本実施形態において変角光度計による測定の際には、入射角を−45°とするが、これは光沢度の広い範囲の画像に対して測定感度が高いためである。
また、受光角を−30°及び+30°するのは、光輝感のある画像と光輝感のない画像を評価するのに最も測定感度が高いためである。
次いで、比(A/B)の測定方法について説明する。
本実施形態においては、比(A/B)を測定するに際し、まず「ベタ画像」を以下の方法により形成する。試料となる現像剤を、富士ゼロックス(株)社製DocuCentre−III C7600の現像器に充填し、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に、定着温度190℃、定着圧力4.0kg/cmにて、トナー載り量が4.5g/cmのベタ画像を形成する。なお、前記「ベタ画像」とは印字率100%の画像を指す。
形成したベタ画像の画像部に対し、変角光度計として日本電色工業社製の分光式変角色差計GC5000Lを用いて、ベタ画像への入射角−45°の入射光を入射し、受光角+30°における反射率Aと受光角−30°における反射率Bを測定する。なお、反射率A及び反射率Bは、400nmから700nmの範囲の波長の光について20nm間隔で測定を行い、各波長における反射率の平均値とした。これらの測定結果から比(A/B)が算出される。
〔(b)光輝性顔料を含まないトナー〕
本実施形態において、(b)光輝性顔料を含まないトナーとは、着色剤としての光輝性顔料を含まないトナーを指す。
上記のような(b)光輝性顔料を含まないトナーは、Bで示される体積平均粒径を有する。
かかるBは、前述したとおり(2):1μm≦B≦15μm(好ましくは(2’):5μm≦B≦10μm)を満たす必要がある。即ち、(a)光輝性顔料を含むトナーは体積平均粒径が1μm以上15μm以下、好ましくは5μm以上10μm以下となる。
(b)光輝性顔料を含まないトナーの体積平均粒径が1μmより小さいと、キャリアによるストレスにより外添剤がトナー粒子中に埋没してしまい、キャリアからのトナーの転写効率が低下し、細線再現性が低下することがある。
一方、(b)光輝性顔料を含まないトナーの体積平均粒径が15μmより大きいと、粒径が大きすぎることで、画像形成の際の細線再現性が低下することがある。
この(b)光輝性顔料を含まないトナーにおける体積平均粒径は、外添剤を含まない状態での粒径を指すものであって、(a)光輝性顔料を含むトナーと同様の方法にて測定される。
(b)光輝性顔料を含まないトナーを構成する成分は、光輝性顔料及びその他の着色剤を含まない以外は、(a)光輝性顔料を含むトナーを構成する成分と同様である。
また、(b)光輝性顔料を含まないトナーを構成する成分の含有量は、結着樹脂以外は、(a)光輝性顔料を含むトナーを構成する成分の含有量と同等である。
ここで、(b)光輝性顔料を含まないトナーの場合、トナー粒子中の結着樹脂の含有量は、80質量%以上98質量%以下が望ましく、85質量%以上95質量%以下がより望ましい。
((b)光輝性顔料を含まないトナーの製造方法)
(b)光輝性顔料を含まないトナーは、光輝性顔料及びその他の着色剤を用いない(乳化凝集法の場合は着色剤分散液を用いない)以外は、(a)光輝性顔料を含むトナーと同様の方法にて製造することができる。
なお、(a)光輝性顔料を含むトナーの製造時に、付加的に(b)光輝性顔料を含まないトナーを製造してもよい。つまり、(a)光輝性顔料を含むトナーの製造時に、(b)光輝性顔料を含まないトナーを混合した状態で製造してもよい。その場合、本実施形態に係る現像剤には、この混合された状態のトナーを適用することができる。
(a)光輝性顔料を含むトナーの製造時に、付加的に(b)光輝性顔料を含まないトナーを製造する方法の1つとしては、乳化凝集法を適用した以下の方法がある。
即ち、以下の工程を経ることで、トナー全体に占める光輝性顔料を含まないトナーの割合を5個数%以上80個数%以下の範囲となるトナーを得ることができる。
例えば、光輝性顔料を含む光輝性顔料分散液(着色剤分散液)と第一の結着樹脂を含む第一の結着樹脂粒子分散液とを混合して前記光輝性顔料と前記第一の結着樹脂とを含む第一の凝集粒子の分散液を調製する第一の凝集粒子分散液調製工程と、第二の結着樹脂を含む第二の結着樹脂粒子分散液を用いて前記第二の結着樹脂を含む第二の凝集粒子の分散液を調製する第二の凝集粒子分散液調製工程と、前記第一の凝集粒子の分散液と前記第二の凝集粒子の分散液とを、前記第一の結着樹脂と前記第二の結着樹脂との比(質量基準)が3:97乃至48:52となるように混合して前記第一の凝集粒子及び前記第二の凝集粒子の凝集をさらに促進させる凝集促進工程と、加熱により前記第一の凝集粒子及び前記第二の凝集粒子を合一する合一工程と、を経る方法である。
前記第一の結着樹脂と前記第二の結着樹脂との比(質量基準)は、好ましくは6:94乃至30:70とされ、さらに好ましくは9:91乃至24:76とされる。
上記第一及び第二の凝集粒子分散液調製工程において、第一の結着樹脂と第二の結着樹脂との種類は同一でも異なっていてもよい。
必要に応じて用いられる離型剤等は、離型剤分散液として第一又は第二の凝集粒子分散液調製工程で添加されてもよい。
凝集促進工程の後であって合一工程の前に、被覆層形成工程を有してもよい。
〔(c)キャリア〕
本実施形態において、(c)キャリアは、Cで示される体積平均粒径を有する。
かかるCと、前述した(a)光輝性顔料を含むトナーの体積平均粒径Bとの関係は、(3):3.0≦C/A≦5.0(好ましくは(3’):3.5≦C/A≦4.5)を満たす必要がある。
C/Aが3.0よりも小さい場合、キャリアが(a)光輝性顔料を含むトナーと共にトナー像中に移行し、画像形成の際の細線再現性が低下することがある。
また、C/Aが5.0よりも大きい場合、キャリアと(a)光輝性顔料を含むトナーとの接触面積が大きく、非静電的な付着力が大きくなるため、キャリアからのトナーの転写効率が低下してしまい画像形成の際の細線再現性が低下することがある。
また、キャリアの体積平均粒径Cと、前述した(b)光輝性顔料を含まないトナーの体積平均粒径Cとの関係は、(4):5.0≦C/B≦20.0(好ましくは(4’):7.0≦C/B≦12.0)を満たす必要がある。
C/Bが5.0よりも小さい場合、キャリアの粒径が(a)光輝性顔料を含むトナーの粒径と近づくため、(a)光輝性顔料を含むトナーのキャリアからの転写が阻害され、画像形成の際の細線再現性が低下することがある。
また、C/Bが20.0よりも大きい場合、キャリアのストレスにより(b)光輝性顔料を含まないトナーにおいて外添剤がトナー粒子に埋没してしまい、キャリアからのトナーの転写効率が低下し、細線再現性が低下することがある。
(c)キャリアにおける体積平均粒径Cは、上記の(3)及び(4)の条件を満たしていればよいが、通常、25μm以上95μm以下が好ましく、35μm以上75μm以下がより好ましい。
なお、キャリアの体積平均粒径Cを測定する際は、(a)光輝性顔料を含むトナーと同様の方法が採用される。
(c)キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが用いられる。例えば、酸化鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物や、これら芯材表面に樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリア、磁性分散型キャリア等が挙げられる。またマトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
キャリアに使用される被覆樹脂・マトリックス樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
導電材料としては、金、銀、銅といった金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、酸化スズ等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
また、キャリアの芯材としては、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが好ましい。
また、キャリアの芯材の表面に樹脂被覆するには、前記被覆樹脂及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
本実施形態に係る現像剤において、トナー((a)光輝性顔料を含むトナーと(b)光輝性顔料を含まないトナーとの総量)と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以下の範囲が好ましく、3:100以上20:100以下の範囲がより好ましい。
トナーとキャリアとの混合比が上記の範囲であることで、適正な帯電量を確保することができ、周囲の温湿度に影響されにくい現像剤となる。
また、本実施形態に係る現像剤において、(a)光輝性顔料を含むトナーと(b)光輝性顔料を含まないトナーとの混合比(質量比)は、(a)光輝性顔料を含むトナー:(b)光輝性顔料を含まないトナー=60:40以上98:2以下の範囲が好ましく、70:30以上95:5以下の範囲がより好ましい。
(a)光輝性顔料を含むトナーと(b)光輝性顔料を含まないトナーとの混合比が上記の範囲であることで、 光輝性トナーのキャリア表面への接触をしやすくすると共に、現像剤の流動性を得ることができるため、細線再現性に優れたトナーとなる。
また、本実施形態に係る現像剤において、(a)光輝性顔料を含むトナーと(b)光輝性顔料を含まないトナーと、の判別には、トナーの組成や形状が採用される。
また、トナー全体に占める(a)光輝性顔料を含むトナーや(b)光輝性顔料を含まないトナーの割合は、以下の方法により得られた値をいう。
まず、トナー粒子をビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤とを用いて包埋したのち、切削用サンプルを作製する。次に、ダイヤモンドナイフを用いた切削機、例えばLEICAウルトラミクロトーム(日立テクノロジーズ社製)を用いて−100℃の下、切削サンプルを切削し、観察用サンプルを作製する。観察サンプルをTEMにより倍率5000倍前後で観察する。
なお、光輝性顔料は結着樹脂との組成の違いや特徴的な扁平形状をしているため、観察した画像の濃淡の違いや形状から判別される。トナー粒子の断面内部では棒状に存在し、コントラストの異なる部分を光輝性顔料と判断した。
このようにしてトナー粒子5000個についてその断面を観察し、その中で光輝性顔料を含むものと、含まないものの個数の割合を算出した。
<画像形成装置>
図2は、本実施形態に係る現像剤が適用された現像装置を含む画像形成装置の実施の形態を示す概略構成図である。
同図において、本実施形態の画像形成装置は、定められた方向に回転する像保持体としての感光体ドラム20を有し、この感光体ドラム20の周囲には、感光体ドラム20を帯電する帯電装置21と、この感光体ドラム20上に静電潜像Zを形成する潜像形成装置としての例えば露光装置22と、感光体ドラム20上に形成された静電潜像Zを可視像化する現像装置30と、感光体ドラム20上で可視像化されたトナー像を記録媒体である記録紙28に転写する転写装置24と、感光体ドラム20上の残留トナーを清掃するクリーニング装置25と、を順次配設したものである。
本実施形態において、現像装置30は、図2に示すように、トナー40を含む現像剤Gが収容される現像ハウジング31を有し、この現像ハウジング31には感光体ドラム20に対向して現像用開口32を開設すると共に、この現像用開口32に面してトナー保持体としての現像ロール(現像電極)33を配設し、この現像ロール33に定められた現像バイアスを印加することで、感光体ドラム20と現像ロール33とに挟まれる領域の現像領域に現像電界を形成する。更に、現像ハウジング31内には前記現像ロール33と対向して電荷注入部材としての電荷注入ロール(注入電極)34を設けたものである。特に、本実施の形態では、電荷注入ロール34は現像ロール33にトナー40を供給するためのトナー供給ロールをも兼用したものになっている。
ここで、電荷注入ロール34の回転方向については選定して差し支えないが、トナーの供給性及び電荷注入特性を考慮すると、電荷注入ロール34としては、現像ロール33との対向部にて同方向で且つ周速差(例えば1.5倍以上)をもって回転し、電荷注入ロール34と現像ロール33とに挟まれる領域にトナー40を挟み、摺擦しながら電荷を注入する態様が好ましい。
次に、実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
作像プロセスが開始されると、先ず、感光体ドラム20表面が帯電装置21により帯電され、露光装置22が帯電された感光体ドラム20上に静電潜像Zを書き込み、現像装置30が前記静電潜像Zをトナー像として可視像化する。しかる後、感光体ドラム20上のトナー像は転写部位へと搬送され、転写装置24が記録媒体である記録紙28に感光体ドラム20上のトナー像を静電的に転写する。なお、感光体ドラム20上の残留トナーは、クリーニング装置25にて清掃される。この後、不図示の定着装置によって記録紙28上のトナー像が定着され、画像が得られる。
<プロセスカートリッジ>
図3は、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。本実施形態のプロセスカートリッジは、前述の本実施形態に係る現像剤を収容すると共に、該現像剤により、像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置を備え、画像形成装置に脱着することを特徴としている。
図3に示すプロセスカートリッジ200は、像保持体としての感光体107と共に、帯電装置108、前述の本実施形態に係る現像剤を収容する現像装置111、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び除電露光のための開口部117を、取り付けレール116を用いて組み合わせ一体化したものである。このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分と、から構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体と共に画像形成装置を構成するものである。
なお、図3において符号300は記録媒体である記録紙を表す。
図3で示すプロセスカートリッジ200では、帯電装置108、現像装置111、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を備えている態様であるが、本実施形態に係るプロセスカートリッジとしては、少なくとも現像装置111を含んでいればよく、その他の装置は選択的に組み合わせればよい。即ち、本実施形態に係るプロセスカートリッジでは、現像装置111の他には、感光体107、帯電装置108、感光体クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117から構成される群から選択される少なくとも1種を備えることとなる。
次に、トナーカートリッジについて説明する。トナーカートリッジは、既述した本実施形態に係る現像剤を構成するトナーを収容し、画像形成装置に着脱が自在であって、収容したトナーを画像形成装置内に設けられた現像装置に供給することができるものである。なお、かかるトナーカートリッジには少なくともトナーが収容されればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば、本実施形態に係る現像剤が収められてもよい。
なお、図2に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ(図示せず)の着脱が自在な構成を有する画像形成装置であり、現像装置30はトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収納されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジを交換してもよい。
以下、実施例及び比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
<<トナー粒子の作製>>
<トナー粒子1の作製>
(非晶性ポリエステル樹脂の合成)
・ビスフェノールAエチレンオキシド2モル付加物 :216部
・エチレングリコール :38部
・テレフタル酸:136部
・イソフタル酸:80
・テトラブトキシチタネート(触媒) :0.037部
上記成分を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち攪拌しながら昇温した後、160℃で7時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら220℃まで昇温し4時間保持した。一旦常圧に戻し、無水トリメリット酸9部を加え、再度10Torrまで徐々に減圧し220℃で1時間保持することにより非晶性ポリエステル樹脂を合成した。
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製)
・非晶性ポリエステル樹脂 :160部
・酢酸エチル :233部
・水酸化ナトリウム水溶液(0.3N) :0.1部
上記成分を1000mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により攪拌してポリエステル樹脂混合液を調製した。このポリエステル樹脂混合液を更に攪拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(固形分濃度:30%)を得た。
(結晶性ポリエステル樹脂の合成)
加熱乾燥した三口フラスコに、1、9−ノナンジオール44モル部、ドデカンジカルボン酸56モル部、ジブチルスズオキサイド0.05モル部を入れた後、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150℃乃至230℃で2時間共縮重合反応させ、その後230℃まで除々に昇温を行い5時間攪拌し、粘稠な状態になったところで空冷し、反応を停止させて結晶性ポリエステル樹脂を合成した。
(結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製)
得られた結晶性ポリエステル樹脂300部、イオン交換水700部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム6部を、高温、高圧乳化装置(キャビトロンCD1010)の乳化タンクに投入した後、130℃に加熱溶融後、110℃で流量3L/m、10000rpmで30分間分散させ、冷却タンクを通過させて固形分30%、体積平均粒径D50vが125nmの結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を作製した。
(離型剤分散液の調製)
・カルナウバワックス(東亜化成(株)製、RC−160 ) :50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK) :1.0部
・イオン交換水 :200部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で360分間の分散処理をして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤粒子を分散させてなる離型剤分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
(光輝性顔料分散液の調製)
アルミニウム顔料(旭化成ケミカルズ(株)製、CR9800RM):100部をジルコニアビーズ(1mm)を用いてロールミルにて粉砕した。次にエルボージェット分級機(株式会社マツボー、EJ−L3)にてカットポイント3μmにて分級操作を行い、アルミニウム顔料を分級し、イソプロピルアルコール(関東化学(株)製)400部にて5回洗浄し、乾燥させた後、アルミニウム顔料100部に対し、水300部を加え混合し、光輝性顔料分散液を得た。
(光輝性粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液:168部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液:25部
・離型剤分散液:33部
・光輝性顔料分散液:75部
・ポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液(大明化学工業社製):1.7部
以上の成分を3Lステンレス製反応容器に計量し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により5000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、攪拌翼および温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、攪拌回転数を300rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、59℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3Nの硝酸や1Nの水酸化ナトリウム水溶液で原料分散液のpHを2.2〜3.5の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた。このようにして、光輝性粒子を得た。
(無色粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1):23.3部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液 :3.5部
・離型剤分散液:4.6部
・ポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液(大明化学工業社製):0.15部
以上の成分をステンレス製反応容器に計量し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により5000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、攪拌翼および温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、攪拌回転数を300rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、44℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3Nの硝酸や1Nの水酸化ナトリウム水溶液で原料分散液のpHを2.2〜3.5の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持し、凝集粒子を形成した。その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた。このようにして、無色粒子を得た。
(トナー粒子の作製)
前記光輝性粒子に前記無色粒子を撹拌しながら添加し、30分放置した後、85℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、85℃で保持したままpHを6.5まで下げ、2時間後に加熱を止め、1.0℃/分の降温速度で冷却した。その後45μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子について前述の方法にて体積平均粒径を測定したところ、光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
これを更にイオン交換水にて再分散し、ろ過することを繰り返して、ろ液の電気伝導度が20μS/cm以下となるまで洗浄を行った後、40℃のオーブン中で5時間真空乾燥して、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子をトナー粒子1とした。
<トナー粒子2の作製>
トナー粒子1の作製において、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を13.4部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を2.0部、離型剤分散液を2.6部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子2を得た。
トナー粒子2の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.2μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.3μmであった。
<トナー粒子3の作製>
トナー粒子1の作製において、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を8.8部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を1.3部、離型剤分散液を1.7部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子3を得た。
トナー粒子3の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.2μmであった。
<トナー粒子4の作製>
トナー粒子1の作製において、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を4.3部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を0.6部、離型剤分散液を0.8部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子4を得た。
トナー粒子4の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.0μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.1μmであった。
<トナー粒子5の作製>
トナー粒子1の作製において、無色粒子の作製をしなかった以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子5を得た。
トナー粒子5の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは確認できなかった。
<トナー粒子6の作製>
トナー粒子1の作製において、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を81.7部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を12.2部、離型剤分散液を16部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子6を得た。
トナー粒子6の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.4μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.6μmであった。
<トナー粒子7の作製>
トナー粒子1の作製において、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を98.8部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を14.7部、離型剤分散液を19.4部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子7を得た。
トナー粒子7の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.5μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.6μmであった。
<トナー粒子8の作製>
トナー粒子1の作製において、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を134.3部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を20.0部、離型剤分散液を26.4部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子8を得た。
トナー粒子8の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.2μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.7μmであった。
<トナー粒子9の作製>
トナー粒子1の作製において、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を145.9部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を21.7部、離型剤分散液を28.7部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子9を得た。
トナー粒子9の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.7μmであった。
<トナー粒子10の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の加熱温度を59℃から62℃へ、また無色粒子の作製時の加熱温度を44℃から47℃へ変更した以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子10を得た。
トナー粒子10の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは18.1μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは9.2μmであった。
<トナー粒子11の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の加熱温度を59℃から63℃へ、また無色粒子の作製時の加熱温度を44℃から47.6℃へ変更した以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子11を得た。
トナー粒子11の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは19.1μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは9.6μmであった。
<トナー粒子12の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の加熱温度を59℃から64℃へ、また無色粒子の作製時の加熱温度を44℃から54℃へ変更した以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子12を得た。
トナー粒子12の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは20.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは12.7μmであった。
<トナー粒子13の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の加熱温度を59℃から67℃へ、また無色粒子の作製時の加熱温度を44℃から54.5℃へ変更した以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子13を得た。
トナー粒子13の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは23.2μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは13.3μmであった。
<トナー粒子14の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の加熱温度を59℃から58℃へ、また無色粒子の作製時の加熱温度を44℃から43℃へ変更した以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子14を得た。
トナー粒子14の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは14.8μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは5.5μmであった。
<トナー粒子15の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時のポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液を1.5部とし、加熱温度を59℃から58℃へ、また無色粒子の作製時の加熱温度を44℃から42.5℃へ変更した以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子15を得た。
トナー粒子15の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは14.1μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは5.4μmであった。
<トナー粒子16の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の加熱温度を59℃から54℃へ、また無色粒子の作製時の加熱温度を44℃から35℃へ変更した以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子16を得た。
トナー粒子16の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは13.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは3.3μmであった。
<トナー粒子17の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時のポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液を1.5部とし、加熱温度を59℃から53℃へ、また無色粒子の作製時のポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液を0.12部とし、の加熱温度を44℃から34℃へ変更した以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子17を得た。
トナー粒子17の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは12.7μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは3.2μmであった。
<トナー粒子18の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の光輝性顔料分散液を2.1部とし、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を18.8部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を2.8部、離型剤分散液を3.7部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子18を得た。
トナー粒子18の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
<トナー粒子19の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の光輝性顔料分散液を3.1部とし、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を18.9部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を2.8部、離型剤分散液を3.7部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子19を得た。
トナー粒子19の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
<トナー粒子20の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の光輝性顔料分散液を13.0部とし、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を19.6部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を2.9部、離型剤分散液を3.9部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子20を得た。
トナー粒子20の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
<トナー粒子21の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の光輝性顔料分散液を13.9部とし、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を19.7部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を2.9部、離型剤分散液を3.9部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子21を得た。
トナー粒子21の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
<トナー粒子22の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の光輝性顔料分散液を81.5部とし、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を24.6部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を3.7部、離型剤分散液を4.8部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子22を得た。
トナー粒子22の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
<トナー粒子23の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の光輝性顔料分散液を90.6部とし、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を25.2部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を3.8部、離型剤分散液を5.0部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子23を得た。
トナー粒子23の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
<トナー粒子24の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の光輝性顔料分散液を105.4部とし、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を26.3部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を3.9部、離型剤分散液を5.2部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子24を得た。
トナー粒子24の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
<トナー粒子25の作製>
トナー粒子1の作製において、光輝性粒子の作製時の光輝性顔料分散液を121.4部とし、無色粒子の作製の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を27.5部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を4.1部、離型剤分散液を5.4部とした以外はトナー粒子1の作製と同様の方法でトナー粒子25を得た。
トナー粒子25の光輝性顔料を含むトナー粒子の体積平均粒径Aは16.3μmであり、光輝性顔料を含まないトナー粒子の体積平均粒径Bは6.5μmであった。
<<トナー(1)〜(25)の作製>>
各得られたトナー粒子1〜25を用いて、各々トナー粒子100部に対して、疎水性シリカ(日本アエロジル(株)製、RY50)を1.5部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速30m/sで2分間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して、各々トナー(1)〜(25)を作製した。
<<キャリアの作製>>
<磁性粒子Aの作製>
酸化鉄(III)(Fe23)120部、酸化カルシウム(CaO)2部、酸化マグネシウム(MgO)1部、を秤量し、水系のボールミルで5時間粉砕して混合物を得た。得られた混合物をスプレードライヤにて乾燥した後、これを1,200℃で2時間半加熱し、仮焼成を行った。
この粒子を水に分散し、ステンレスビーズを用いて5時間粉砕した。このスラリーに2%ポリビニルアルコール水溶液を2重量%添加し、次にスプレードライヤの流量を調整し、体積平均粒径が66μmとなるように造粒の後、乾燥し、電気炉にて、温度1,150℃、酸素濃度0.05体積%以下で4時間保持し、本焼成を行った。その後解砕し、さらに分級して粒度調整し、その後磁力選鉱により低磁力品を分別し、体積平均粒径が65μmの磁性粒子Aを得た。
<磁性粒子Bの作製>
磁性粒子Aの作製において、スプレードライヤの流量を調整し、体積平均粒径が44μmとなるように造粒し、電気炉の温度を1,060℃とした以外は磁性粒子Aの作製と同様にして体積平均粒径が42μmの磁性粒子Bを得た。
<磁性粒子Cの作製>
磁性粒子Aの作製において、スプレードライヤの流量を調整し、体積平均粒径が56μmとなるように造粒し、電気炉の温度を1,100℃とした以外は磁性粒子Aの作製と同様にして体積平均粒径が55μmの磁性粒子Cを得た。
<磁性粒子Dの作製>
磁性粒子Aの作製において、スプレードライヤの流量を調整し、体積平均粒径が76μmとなるように造粒し、電気炉の温度を1,260℃とした以外は磁性粒子Aの作製と同様にして体積平均粒径が75μmの磁性粒子Dを得た。
<磁性粒子Eの作製>
磁性粒子Aの作製において、スプレードライヤの流量を調整し、体積平均粒径が95μmとなるように造粒し、電気炉の温度を1,320℃とした以外は磁性粒子Aの作製と同様にして体積平均粒径が95μmの磁性粒子Eを得た。
<キャリアA〜Eの作製>
得られた磁性粒子A〜Eについて、磁性粒子99部とスチレン−メチルメタクリレート共重合体(重合比率40:60、Tg90℃、重量平均分子量72,000:綜研化学(株)製)1部とをトルエン60部に溶かした溶液を加え、常温で20分混合した後、75℃に加熱して減圧乾燥した後、取り出し、さらに75μm目開きのメッシュでふるい、粗粉を除去してキャリアA〜Eを得た。得られたキャリアA〜Eの体積平均粒径は磁性粒子と変わらなかった。
<<実施例1〜39、比較例1〜22>>
表1に従った組合せで、キャリアとトナーとを、キャリア:トナー=100部:8部の割合でVブレンダーにて混合し、実施例1〜39、比較例1〜22の現像剤を作製した。これらを各々、実施例1〜39、比較例1〜22とした。
<評価>
各例で得られた現像剤を用いて、下記条件によりベタ画像を形成した。
具体的には、各例で得られた現像剤を現像器に充填した富士ゼロックス社製ApeosPort−II4300改造機を用いてベタ画像を形成した。改造の内容は、黒現像機のみに現像剤が入っている状態であっても作動するようにしたものである。詳細は以下のとおりである。
−光輝性の評価−
富士ゼロックス(株)社製のApeosPort−II4300の改造機(装置)を用いて、高温高湿度環境下(30℃/85%RH)の環境下において、ベタ画像を記録媒体(富士ゼロックス製 P紙)に連続して5000枚書き込む書込試験を行った。 そして、5000枚目の書き込み試験後、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に、定着温度180℃、定着圧力4.0kg/cmにて、トナー載り量が4.5g/cmの5cm×5cmのベタ画像を形成した。このベタ画像を三次元分光変角色差計DDS5000(日本電色工業社製)にて、ベタ画像の表面の垂直方向に対して45°傾けた方向から光線を照射し、ベタ画像の表面の垂直方向で受光して求めた明度指数L*45°と、ベタ画像の表面の垂直方向に対して−30°傾けた方向で受光して求めた明度指数L*15°と、ベタ画像の表面の垂直方向に対して−65°傾けた方向で受光して求めた明度指数L*110°とを測定する。そして、次式に、各明度指数を代入して、フロップインデックス値(FI:Flop Index値)を測定した。
式:FI=2.69×(L*15°−L*110°)1.11/(L*45°)0.86
評価基準は以下の通りである。
◎:フロップインデックス値(FI)が12.5以上
○:フロップインデックス値(FI)が10.0以上12.5未満
△:フロップインデックス値(FI)が5.0以上10.0未満、実使用可能レベル
×:フロップインデックス値(FI)が0以上5.0未満
−細線再現性の評価−
光輝性の評価で用いた高温高湿度環境下(30℃/85%RH)5000枚ベタ画像を書き込む書込試験を行った後の現像剤について、目視にて、文字のつぶれの有無の比較を行った。その後さらに同じ環境で1000枚ごとに同様の試験を15000枚まで実施した。なお画像は電子写真学会テストチャートNo.1-R 1993を用い、最も小さいアルファベットを評価した。
細線がつぶれたり、エッジ部でのぎざつきが目立つ段階で試験を中止した。なお、15000枚で問題のないものは15000以上としてそれ以上の評価はしなかった。また5000枚の段階で問題のないものを問題なしとした。
各実施例、比較例の詳細について、表1〜表3に一覧にして示す。
なお、表中の略称の詳細は、以下の通りである。
・「A」:光輝性顔料を含むトナー(トナー粒子)の体積平均粒径
・「B」光輝性顔料を含まないトナー(トナー粒子)の体積平均粒径
・「C」:キャリアの体積平均粒径
・「光輝トナー」:光輝性顔料を含むトナー(トナー粒子)
表1〜表3に明らかなように、実施例は、比較例と比べて、画像の光輝性を維持しつつ細線再現性に優れることが分かる。
20 感光体ドラム(像保持体)
21 帯電装置
22 露光装置(潜像形成装置)
24 転写装置
25 クリーニング装置
28 記録紙(記録媒体)
30 現像装置
31 現像ハウジング
32 現像用開口
33 現像ロール
34 電荷注入ロール
40 トナー
107 感光体(像保持体)
108 帯電装置(帯電手段)
111 現像装置(現像手段)
112 転写装置
113 感光体クリーニング装置
115 定着装
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体)
Z 静電潜像

Claims (4)

  1. Aで示される体積平均粒径を有し且つ光輝性顔料を含むトナーと、Bで示される体積平均粒径を有し且つ光輝性顔料を含まないトナーと、Cで示される体積平均粒径を有するキャリアと、を含有し、
    前記A、B、及びCで示される各体積平均粒径が下記の(1)〜(4)の条件を全て満たす現像剤。
    (1):5μm≦A≦30μm
    (2):1μm≦B≦15μm
    (3):3.0≦C/A≦5.0
    (4):5.0≦C/B≦20.0
  2. 前記A、B、及びCで示される各体積平均粒径が下記の(1’)〜(4’)の条件を全て満たす請求項1に記載の現像剤。
    (1’):10μm≦A≦20μm
    (2’):5μm≦B≦10μm
    (3’):3.5≦C/A≦4.5
    (4’):7.0≦C/B≦12.0
  3. 請求項1又は請求項2に記載の現像剤を収容すると共に、該現像剤により、像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置を備え、画像形成装置に脱着するプロセスカートリッジ。
  4. 像保持体と、
    前記像保持体表面を帯電する帯電装置と、
    帯電された前記像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成装置と、
    前記静電潜像を請求項1又は請求項2に記載の現像剤を用いてトナー像として現像する現像装置と、
    前記像保持体表面に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写装置と、
    前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着装置と、
    を有する画像形成装置。
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