JP2015079156A - 光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法 - Google Patents

光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法 Download PDF

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Abstract

【課題】クリーニングブレードの変形に起因する色筋状の画像欠陥の発生が抑制された画像が得られる光輝性トナーを提供すること。
【解決手段】光輝性顔料を含むトナー粒子と、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子と、を有し、個々のトナー粒子の断面を観察して全トナー粒子中に前記光輝性顔料が含まれるか否か前記黄色着色剤が含まれるか否かを確認したときに、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子のうち、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子の割合が50個数%以上である光輝性トナーである。
【選択図】なし

Description

本発明は、光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法に関する。
特許文献1には、定着用樹脂、着色剤及びトナー用配合剤を含有して成る電子写真用トナーにおいて、着色剤が薄片状無機結晶基質上に二酸化チタン及び黄色酸化鉄から成る薄層を被覆させた顔料であることを特徴とする電子写真用金色トナーが開示されている。
また、特許文献2には、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むトナーであって、上記着色剤として、平均厚さ2〜5μm、長手方向平均長15〜500μmの平板上ガラスフレークに銀をコーティングした光輝性顔料を内添して構成される静電潜像現像用金色トナーが開示されている。
また、特許文献3には、個々のトナー粒子の断面を観察して前記トナー粒子中に光輝性顔料が含まれているか否かを確認したときに、前記トナー粒子全体に占める前記光輝性顔料を含まない前記トナー粒子の割合が5個数%以上80個数%以下である光輝性トナーが開示されている。
また、特許文献4には、光輝性顔料とアゾ系黄色顔料とマゼンタ顔料とを着色剤として含有する正電荷現像用トナーが開示されている。
特開昭62−100770号公報 特開2003−207941号公報 特開2013−73017号公報 特開2012−163695号公報
本発明の課題は、クリーニングブレードの変形に起因する色筋状の画像欠陥の発生が抑制された画像が得られる光輝性トナーを提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
光輝性顔料を含むトナー粒子と、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子と、を有し、
個々のトナー粒子の断面を観察して全トナー粒子中に前記光輝性顔料が含まれるか否か前記黄色着色剤が含まれるか否かを確認したときに、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子のうち、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子の割合が50個数%以上である光輝性トナーである。
請求項2に係る発明は、
前記黄色着色剤の含有量が、光輝性顔料100質量部に対して10質量部以上70質量部以下である請求項1に記載の光輝性トナーである。
請求項3に係る発明は、
全トナー粒子のうち、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合が80個数%以下である請求項1又は請求項2に記載の光輝性トナーである。
請求項4に係る発明は、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光輝性トナーを含む静電荷像現像剤である。
請求項5に係る発明は、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光輝性トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。
請求項6に係る発明は、
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
請求項7に係る発明は、
像保持体と、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
請求項8に係る発明は、
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
クリーニングブレードにより前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニング工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
請求項1に係る発明によれば、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子の割合が50個数%未満である場合に比べ、クリーニングブレードの変形に起因する色筋状の画像欠陥の発生が抑制された画像が得られる光輝性トナーが提供される。
請求項2に係る発明によれば、黄色着色剤の含有量が、光輝性顔料100質量部に対して10質量部未満又は70質量部を超える場合に比べ、クリーニングブレードの変形に起因する色筋状の画像欠陥の発生が抑制された画像が得られる光輝性トナーが提供される。
請求項3に係る発明によれば、前記トナー粒子のうち、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合が80個数%を超える場合に比べ、クリーニングブレードの変形に起因する色筋状の画像欠陥の発生が抑制された画像が得られる光輝性トナーが提供される。
請求項4、5、6、7、又は8に係る発明によれば、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子の割合が50個数%未満であるトナーを用いた場合に比べ、クリーニングブレードの変形に起因する色筋状の画像欠陥の発生が抑制された画像が得られる静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法が提供される。
本実施形態の光輝性トナー粒子の一例を概略的に示す断面図である。 本実施形態の画像形成装置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の一例を示す概略構成図である。
以下、本発明の光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法の実施形態について詳細に説明する。
[光輝性トナー]
本実施形態の光輝性トナー(以下「トナー」と称する場合がある)は、光輝性顔料を含むトナー粒子(以下「光輝性トナー粒子」と称する場合がある)と、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子(以下「黄色トナー粒子」と称する場合がある)と、を有し、個々のトナー粒子の断面を観察して全トナー粒子中に前記光輝性顔料が含まれるか否か前記黄色着色剤が含まれるか否かを確認したときに、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子のうち、前記黄色トナー粒子の割合が50個数%以上である。
本実施形態の光輝性トナーは、上記構成であるため、前記黄色トナー粒子の割合が50個数%未満である場合に比べ、クリーニングブレードの変形に起因する色筋状の画像欠陥の発生が抑制された画像が得られる。その理由は定かではないが、以下のように推測される。
光輝性トナー中の光輝性トナー粒子は扁平な光輝性顔料を含むため、光輝性トナー粒子の形状は扁平な形状となりやすい。このため、像保持体のクリーニング手段としてクリーニングブレードを用いると、光輝性トナー粒子が像保持体とクリーニングブレードとの間に挟まりやすくなる。このとき、クリーニングブレードに局所的に力が加わることで、クリーニングブレードが変形することがある。その結果、色筋状の画像欠陥が発生することがある。
一方、黄色トナー粒子は扁平な光輝性顔料を含まないことから、光輝性トナーに比べ非扁平状、つまり、球状に近く、かつ、小径のトナー粒子になりやすい。
一方、球状に近い黄色トナー粒子が、像保持体とクリーニングブレードとの間に供給されると、光輝性トナーによる上記クリーニングブレードに加わる局所的な力が緩和されると考えられる。また、球状の黄色トナー粒子は、光輝性トナー粒子に比べ、小径であるためトナー粒子1個当たりの電荷量が低下しやすい。これに加えて、黄色着色剤は、黄色トナーの帯電分布を広げやすい。このため、像保持体表面の非画像部へトナーが付着する現象(以下、「かぶり」と称する場合がある)が発生しやすい。さらに、前記黄色トナー粒子の割合が、光輝性顔料を含まないトナー粒子全体に対して、50個数%以上であると、前記黄色トナー粒子が、クリーニングブレードの先端部の幅方向全体にわたり供給されやすくなる。その結果、クリーニングブレードの変形を抑制しやすくなり、色筋状の画像欠陥の発生を抑制すると考えられる。
また、本実施形態のトナーは、黒色着色剤、青色着色剤、赤色着色剤に比べ明度の高い黄色着色剤を有するため、トナーの光輝性を低下させ難いと考えられる。
なお、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子中における前記黄色トナー粒子の割合は、70個数%以上が好ましく、80個数%以上がより好ましい。
本実施形態では、前記黄色着色剤の含有量が、光輝性顔料100質量部に対して10質量部以上70質量部以下であることが好ましい。前記黄色着色剤の含有量が前記範囲であることにより、光輝性顔料を含まないトナー粒子がクリーニングブレードの先端部へ供給されクリーニングブレードの変形を抑制することに加え、黄色着色剤の光吸収によるトナーの光輝性を低下させ難いと考えられるからである。
なお、前記黄色着色剤の含有量は、トナー全体における黄色着色剤の含有量を意味する。また、前記黄色着色剤の含有量は、光輝性顔料100質量部に対して20質量部以上60質量部以下であることがより好ましく、30質量部以上50質量部以下であることが更に好ましい。
本実施形態では、全トナー粒子のうち、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合が80個数%以下であることが好ましい。前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合が80個数%以下であると、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の過剰な供給による、クリーニングブレードの変形が進行し難いからである。
また、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合が80個数%以下であると、光輝性が低下し難いからである。
なお、全トナー粒子のうち、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合が70数%以下であることがより好ましく、55個数以下であることが更に好ましい。
なお、本実施形態において、個々のトナー粒子の断面を観察して全トナー粒子中に前記光輝性顔料が含まれるか否か前記黄色着色剤が含まれるか否かを確認する方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
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。観察サンプルをTEMにより倍率5000倍前後で観察する。
そして、トナー粒子に光輝性顔料が含まれるか否かについては、例えば以下の方法で判断する。具体的には、光輝性顔料は周辺の結着樹脂とは組成が異なり、かつ、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、トナー粒子の断面内部において棒状に存在し、コントラストの異なる部分を光輝性顔料と判断する。
また、トナー粒子に黄色着色剤が含まれるか否かについては、観察した画像の濃淡の違いから判別される。トナー粒子の断面内部において円状に存在し、コントラストの異なる部分を黄色着色剤と判断する。
このようにしてトナー粒子5000個についてトナー断面を観察し、その中で前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の個数の割合、及び前記光輝性顔料を含まないトナー粒子中における前記黄色トナー粒子の割合を算出する。
本実施形態において「光輝性」とは、本実施形態の光輝性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。
光輝性トナーとしては、例えば、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以下であるものが挙げられる。
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すぎないため、角度によって黒っぽく見えてしまう現象が発生しにくい。
尚、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、まず入射角およ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°および+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。試料となる静電荷像現像剤を、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。尚、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。尚、反射率Aおよび反射率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。
本実施形態の光輝性トナーは、前述の比(A/B)を満たす観点から下記(1)乃至(2)の要件を満たすことが好ましい。
(1)前記光輝性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。
(2)前記光輝性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光輝性顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる光輝性顔料粒子の割合が、観察される全光輝性顔料粒子のうち60% 以上である。
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。尚、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、扁平状の光輝性顔料粒子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扁平状の光輝性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光輝性顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲にある」との要件を満たす光輝性顔料粒子は、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光輝性顔料粒子の割合が抑制されるため、前述の比(A/B)の範囲が達成されるものと考えられる。
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
またトナー粒子は、前記光輝性トナー粒子及び前記黄色トナー粒子を有し、前記光輝性顔料も黄色着色剤も含まないトナー粒子を有してもよい。
以下、単に「トナー粒子」と称する場合は、前記光輝性トナー粒子、前記黄色トナー粒子、及び前記光輝性顔料も黄色着色剤も含まないトナー粒子の総称である。
(トナー粒子)
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
また、光輝性トナーに含まれるトナー粒子のうち、前記光輝性トナー粒子は、着色剤として光輝性顔料を含み、黄色着色剤を含んでもよく、必要に応じてその他の着色剤を含んでもよい。また前記黄色トナー粒子は、着色剤として黄色着色剤を含み、必要に応じて光輝性顔料以外のその他の着色剤を含んでもよい。また光輝性顔料も黄色着色剤も含まないトナー粒子が存在する場合は、光輝性顔料及び黄色着色剤以外のその他の着色剤を含んでもよいが、着色剤を含まないことが望ましい。
着色剤以外の成分(すなわち結着樹脂、並びに必要に応じて離型剤及びその他添加剤)については、光輝性トナー粒子、黄色トナー粒子、及び光輝性顔料も黄色着色剤も含まないトナー粒子のそれぞれにおいて互いに異なる材料を用いてもよいが、同じ種類の材料を用いることが望ましい。
−光輝性顔料−
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。
上記光輝性顔料の中でも、特に光輝性、環境安全性の観点で、アルミニウムが最も好ましい。
光輝性トナー粒子における光輝性顔料の含有量としては、例えば光輝性トナー粒子100質量部に対して、1質量部以上70質量部以下が好ましく、5質量部以上50質量部以下がより好ましい。
−黄色着色剤−
黄色着色剤としては、例えば、C.I.Pigment Yellow1、2、3、5、6、49、65、73、74、75、97、98、111、116、130等のモノアゾ系顔料、C.I.Pigment Yellow 93、94、95、128、166等のジスアゾ縮合系顔料、C.I.Pigment Yellow 12、13、14、17、55、63、81、83、87、90、106、113、114、121、124、126、127、136、152、170、171、172、174、176、180、188等のジスアゾ系顔料、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー等の無機黄色顔料、等が挙げられる。これらの中でも、分散性、及び帯電分布の広がりによる黄色トナーのかぶりを発生させやすくする観点から、C.I.Pigment Yellow 74、93、180を黄色着色剤として用いることが望ましい。
−その他の着色剤−
本実施形態においては、トナー粒子は、上記黄色着色剤以外のその他の着色剤を併用してもよい。着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料、ナフトール系マゼンタ顔料、キナクリドン系マゼンタ顔料、ジケトピロロピロール系マゼンタ顔料、インジゴ系マゼンタ顔料、等が挙げられる。
その他の着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、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、ポリカーボネイト樹脂、ポリエーテル樹脂およびこれらの共重合樹脂等が挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これら結着樹脂の中では、ポリエステル樹脂が好適である。ポリエステル樹脂としては、例えば、公知のポリエステル樹脂が挙げられる。
ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば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等)、脂環式ジオール(例えば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等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノール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等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、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が挙げられる。
多価アルコールは、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。
ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下より好ましい。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・ HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・ TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から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算出する。
ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
結着樹脂の含有量としては、例えば,トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
−離型剤−
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・ 石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
−トナー粒子の特性等−
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・ シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・ シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
・ 光輝性トナー粒子の平均最大厚さCおよび平均円相当径D
前記(1)に示すとおり、光輝性トナー粒子は、その平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いことが好ましい。尚、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、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倍に拡大して光輝性トナー粒子における最大の厚さ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。
・ 光輝性トナー粒子の断面における長軸方向と光輝性顔料粒子の長軸方向との角度
前記(2)に示すとおり、光輝性トナー粒子の厚さ方向への断面を観察した場合に、光輝性トナー粒子の該断面における長軸方向と光輝性顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる光輝性顔料粒子の割合(個数基準)が、観察される全光輝性顔料粒子のうち60% 以上であることが好ましい。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。
上記の割合が60% 以上であることにより優れた光輝性が得られる。
ここで、光輝性トナー粒子の断面の観察方法について説明する。なお、観察サンプルの準備方法は、前記「個々のトナー粒子の断面を観察して全トナー粒子中に前記光輝性顔料が含まれるか否か前記黄色着色剤が含まれるか否かを確認する方法」と同様である。
上述の方法により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倍前後で光輝性トナー粒子の断面を観察する。観察された1000個の光輝性トナー粒子について、光輝性トナー粒子の断面における長軸方向と光輝性顔料粒子の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる光輝性顔料粒子の数を、画像解析ソフトを用いて数えその割合を計算する。
尚、「光輝性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が長い光輝性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「光輝性顔料粒子の長軸方向」とは、光輝性顔料粒子における長さ方向を表す。
光輝性顔料を含まないトナー粒子の形状係数SF1としては、110以上150以下が好ましく、120以上140以下がより好ましい。
なお、形状係数SF1は、下記式により求められる。
式:SF1=(ML/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
光輝性トナー粒子の個数平均粒径は、1μm以上30μm以下が好ましく、3μm以上15μm以下がより好ましく、黄色トナー粒子の個数平均粒径は、0.5μm以上20μm以下が好ましく、2μm以上10μm以下がより好ましい。
なお、光輝性トナー粒子及び黄色トナー粒子の個数平均粒径の測定については、上述したトナー粒子に光輝性顔料が含まれるか否かを判断する方法によってトナー粒子5000個についてトナー断面を観察して粒径を測定し、光輝性トナー粒子及び黄色トナー粒子のそれぞれについて平均して求める。なお、光輝性トナー粒子が扁平形状である場合、光輝性トナー粒子の断面における長軸径と短軸径の相加平均の値を「粒径」とする。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO 、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・ SiO、KO・ (TiO )n、Al・ 2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。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。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、PMMA、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
なお、本実施形態のトナーは、前記光輝性トナー粒子と前記黄色トナー粒子とを含むが、光輝性トナー粒子及び黄色トナー粒子の両方を含むトナー粒子に外添剤を外添してもよく、光輝性トナー粒子及び黄色トナー粒子のそれぞれに外添剤を外添した後に混合してもよい。
またトナー粒子の製造においては、光輝性顔料及び黄色着色剤を用いて前記光輝性トナー粒子及び前記黄色トナー粒子の両方を含むトナー粒子を一度に製造してもよく、光輝性トナー粒子と黄色トナー粒子とを別々に製造してから混合してもよい。
以下、光輝性顔料(以下、「金属顔料」と称することもある)及び黄色着色剤を用いて前記光輝性トナー粒子及び前記黄色トナー粒子の両方を含むトナー粒子を一度に製造する方法について説明する。
トナー粒子の製造方法は特に限定されず、公知である混練粉砕法等の乾式法や、乳化凝集法や溶解懸濁法等の湿式法等によって作製される。
混練粉砕法は、金属顔料等の各材料を混合した後、ニーダー、押し出し機などを用いて上記材料を溶融混練して、得られた溶融混錬物を粗粉砕した後、ジェットミル等で粉砕し、風力分級機により、目的とする粒子径のトナー粒子を得る方法である。
混練粉砕法は、より詳細には、金属顔料、黄色着色剤及び結着樹脂を含むトナー形成材料を混錬する混錬工程と、前記混錬物を粉砕する粉砕工程とに分けられる。必要に応じて、混錬工程により形成された混錬物を冷却する冷却工程等、他の工程を有してもよい。
また溶解懸濁法は、結着樹脂、金属顔料、黄色着色剤及び、必要に応じて用いられる離型剤等のその他の成分を含む材料を、前記結着樹脂が溶解可能な溶媒中に溶解又は分散させた液を、無機分散剤を含有する水媒体中で造粒した後、前記溶媒を除去することでトナー粒子を得る方法である。
溶解懸濁法に用いられるその他の成分としては、離型剤の他、帯電制御剤、有機粒子等の種々の成分が挙げられる。
本実施形態においては、トナー粒子の形状やトナー粒子の粒子径を制御しやすく、コアシェル構造などトナー粒子構造の制御範囲も広い乳化凝集法を用いてもよい。以下、乳化凝集法によるトナー粒子の製造方法について詳しく説明する。
本実施形態に係る乳化凝集法はトナー粒子を構成する原料を乳化して樹脂粒子(乳化粒子)等を形成する乳化工程と、該樹脂粒子の凝集体を形成する凝集工程と、凝集体を融合させる融合工程とを有する。
(乳化工程)
樹脂粒子分散液の作製は一般的な重合法による樹脂粒子分散液の作製、例えば乳化重合法や懸濁重合法、分散重合法などを用いる他にも、水系媒体と結着樹脂とを混合した溶液に、分散機により剪断力を与えることにより乳化して行ってもよい。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成してもよい。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用してもよい。さらに、樹脂が油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、該樹脂をそれらの溶剤に解かして水中に分散剤や高分子電解質と共に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子分散液が作製される。
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;などが挙げられるが、水であることが望ましい。
また、乳化工程に使用される分散剤としては、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等の水溶性高分子;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等のカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイド等の両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等のノニオン性界面活性剤等の界面活性剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機塩;等が挙げられる。
前記乳化液の作製に用いる分散機としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙げられる。樹脂粒子の大きさとしては、その平均粒子径(体積平均粒子径)は1.0μm以下が望ましく、60nm以上300nm以下の範囲であることがより望ましく、さらに望ましくは150nm以上250nm以下の範囲である。60nm以上では、樹脂粒子が分散液中で不安定な粒子となりやすいため、該樹脂粒子の凝集が容易となる場合がある。また1.0μm以下であると、トナーの粒子径分布が狭くなる場合がある。
離型剤分散液の調製に際しては、離型剤を、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散した後、離型剤の融解温度以上の温度に加熱すると共に、強いせん断力が付与されるホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて分散処理する。この処理を経ることにより、離型剤分散液が得られる。
分散処理により、体積平均粒子径が1μm以下の離型剤粒子を含む離型剤分散液が得られる。なお、より望ましい離型剤粒子の体積平均粒子径は、100nm以上500nm以下である。
体積平均粒子径が100nm以上では、使用される結着樹脂の特性にも影響されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれやすくなる。また、500nm以下の場合には、トナー中の離型剤の分散状態が良好となる。
金属顔料分散液の調製は、公知の分散方法が利用でき、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、アルティマイザーなどの一般的な分散手段を採用することができ、なんら制限されるものではない。金属顔料は、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散される。分散させた金属顔料の体積平均粒子径は20μm以下であればよいが、3μm以上16μm以下の範囲であれば、凝集性を損なうことなく且つトナー中の金属顔料の分散が良好で望ましい。
黄色着色剤分散液の調製は、公知の分散方法が利用でき、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、アルティマイザーなどの一般的な分散手段を採用することができ、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黄色着色剤の水分散液を調製したり、分散剤を使用して黄色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、金属顔料と結着樹脂と黄色着色剤とを溶剤に分散、溶解して混合し、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、結着樹脂で被覆された金属顔料、結着樹脂で被覆された黄色着色剤の分散液を調製してもよい。
また、黄色以外のその他着色剤分散液の調製も、黄色着色剤と同様に、公知の分散方法が利用でき、なんら制限されるものではない。
(凝集工程)
凝集工程においては、樹脂粒子分散液、金属顔料分散液、黄色着色剤分散液、離型剤分散液等を混合して混合液とし、樹脂粒子のガラス転移温度以下の温度で加熱して凝集させ、凝集粒子を形成する。凝集粒子の形成は、攪拌下、混合液のpHを酸性にすることによってなされる場合が多い。前記撹拌条件により比(C/D)を好ましい範囲にすることが可能となる。より具体的には凝集粒子を形成する段階で撹拌を高速に、かつ加熱することによって比(C/D)を小さくすることができ、撹拌をより低速に、かつより低温で加熱することによって比(C/D)を大きくすることができる。なおpHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、この際、凝集剤を使用することも有効である。
また、凝集工程において、離型剤分散液は、樹脂粒子分散液等の各種分散液とともに一度に添加、混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
凝集剤としては、前記分散剤に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、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ため特に望ましい。
前記無機金属塩としては、特に、アルミニウム塩およびその重合体が好適である。より狭い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。
本実施形態においては、アルミニウムを含む4価の無機金属塩の重合体を用いることが、狭い粒度分布を得るためには望ましい。
また、前記凝集粒子が所望の粒子径になったところで樹脂粒子分散液を追添加することで(被覆工程)、コア凝集粒子の表面を樹脂で被覆した構成のトナーを作製しても良い。この場合、離型剤や金属顔料がトナー表面に露出しにくく なるため、帯電性や現像性の観点で望ましい構成である。追添加する場合、追添加前に凝集剤を添加したり、pH調整 を行ってもよい。
(融合工程)
融合工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、凝集粒子の懸濁液のpHを3以上9以下の範囲に上昇させることにより凝集の進行を止め、前記樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱を行うことにより凝集粒子を融合させる。
また、前記樹脂で被覆した場合には、該樹脂も融合しコア凝集粒子を被覆する。前記加熱の時間としては、融合がされる程度行えばよく、0.5時間以上10時間以下程度行えばよい。
融合後に冷却し、融合粒子を得る。また冷却の工程で、樹脂のガラス転移温度近傍(ガラス転移温度±10℃の範囲)で冷却速度を落とす、いわゆる徐冷をすることで結晶化を促進してもよい。
融合して得た融合粒子は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子とされる。
上記製法において、光輝性顔料が含まれないトナー粒子のうち、光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子の割合が50個数%以上の範囲とするには、例えば、光輝性顔料を含む光輝性顔料分散液、黄色着色剤分散液、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、黄色着色剤、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し、第二の結着樹脂を含む第二の結着樹脂粒子分散液とを、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、を経ることで光輝性トナーを製造してもよい。また、光輝性顔料を含むトナー粒子と、光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子とを別途準備し、光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子の割合が50個数%以上の範囲となるように、光輝性顔料を含むトナー粒子と、光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子との添加割合を調整 して本実施形態の光輝性トナーとしてもよい。
また、光輝性トナーの黄色着色剤の含有量が、光輝性顔料100質量部に対して10質量部以上70質量部以下の範囲とするには、光輝性顔料と黄色着色剤との比(質量基準)が100:10乃至100:70で光輝性顔料分散液と黄色着色剤分散液を混合すればよい。光輝性顔料と黄色着色剤との比は、好ましくは、100:20乃至100:60とされ、より好ましくは、100:30乃至100:50とされる。
全トナー粒子のうち、光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合が80個数%以下の範囲とするためには、例えば、光輝性顔料を含む光輝性顔料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、を経ることで光輝性トナーを製造してもよい。
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。
黄色トナー粒子と光輝性トナー粒子とを別に製造する場合、光輝性トナー粒子は、金属顔料のみを用いる以外は光輝性トナー粒子及び黄色トナー粒子の両方を含むトナー粒子を一度に製造する前記方法と同様の方法により、光輝性トナーを製造する。黄色トナー粒子は、黄色着色剤のみを用いる以外は、光輝性トナー粒子及び黄色トナー粒子の両方を含むトナー粒子を一度に製造する前記方法と同様の方法により、黄色トナー粒子を製造する。そして、光輝性トナー粒子と黄色トナー粒子とを混合する。
なお、黄色着色剤の粒子を分散した黄色着色剤粒子分散液における黄色着色剤粒子の体積平均粒径は、0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディーゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動師分機、風力師分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・ 配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;マトリックス樹脂に導電性粒子が分散・ 配合された樹脂分散型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、樹脂含浸型キャリア、及び導電性粒子分散型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、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等が挙げられる。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、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を含んで構成され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、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電材料等、その他添加剤を含ませてもよい。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、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、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芯材表面に噴霧するスプレー法、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。
二成分現像剤における、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、本実施形態に係る静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、クリーニングブレードにより前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニング工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2は、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用された現像装置を含む本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
同図において、本実施形態に係る画像形成装置は、定められた方向に回転する像保持体としての感光体20を有し、この感光体20の周囲には、感光体20(像保持体の一例)を帯電する帯電装置21(帯電手段の一例)と、この感光体20上に静電荷像Zを形成する静電荷像形成装置としての例えば露光装置22(静電荷像形成手段の一例)と、感光体20上に形成された静電荷像Zを可視像化する現像装置30(現像手段の一例)と、感光体20上で可視像化されたトナー画像を記録媒体である記録紙28に転写する転写装置24(転写手段の一例)と、クリーニングブレード26により感光体20上の残留トナーを清掃するクリーニング装置25(クリーニング手段の一例)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を含む静電荷像現像剤Gが収容される現像容器31を有し、この現像容器31には感光体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20と現像ロール33とに挟まれる領域(現像領域)に現像電界を形成する。更に、現像容器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、トナーの供給性およ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望ましい。
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20上に静電荷像Zを書き込み、現像装置30が前記静電荷像Zをトナー画像として可視像化する。しかる後、感光体20上のトナー画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20上のトナー画像を静電的に転写する。尚、感光体20上の残留トナーはクリーニングブレード26を有するクリーニング装置25にて清掃される。この後、定着装置(定着手段の一例)によって記録紙28上のトナー画像が定着され、画像が得られる。
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジ>
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
図3は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
図3に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及びクリーニングブレード114を有する感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係る光輝性トナーを収容し、画像形成装置に着脱されるように構成されていてもよい。なお、本実施形態に係るトナーカートリッジには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、例えば静電荷像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、実施例により本実施形態を詳細に説明するが、本実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
[トナーの作製]
<結着樹脂(1)の合成>
(結着樹脂の合成)
・ テレフタル酸 :190部
・ 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 :32部
・ プロピレングリコール :6部
・ テトラブトキシチタネート :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、1.3kPa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(1.0×10kPa)に戻し、無水トリメリット酸9部を加え、再度1.3kPaまで徐々に減圧し220℃で1時間保持することにより結着樹脂を合成した。
(樹脂粒子分散液の調製)
・ 結着樹脂 :160部
・ 酢酸エチル :230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)により攪拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに攪拌しながら、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樹脂粒子分散液(固形分濃度:30% )を調製した。
(離型剤分散液の調製)
・ カルナバワックス(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6時間の分散処理をして、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(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA :100部
・ アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンR) :1.5部
・ イオン交換水 :400部
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去した後、以上を混合し、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工(株)製、CR1010)を用いて1時間分散して、光輝性顔料(アルミニウム顔料)を分散させてなる光輝性顔料分散液(固形分濃度:20% )を調製した。
(黄色着色剤分散液1の調製)
・ C.I.Pigment Yellow74(大日精化製) :50部
・ イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製) :5部
・ イオン交換水 :193部
上記成分を混合し、アルティマイザ(スギノマシン製)により240MPaで10分間処理し、黄色着色剤分散液1(固形分濃度:20% )を調製した。
(黄色着色剤分散液2の調製)
着色剤をC.I.Pigment Yellow93(大日精化製)50部に変更した以外は、黄色着色剤分散液1の調製と同様の方法で黄色着色剤分散液2(固形分濃度:20% )を調製した。
(黄色着色剤分散液3の調製)
着色剤をC.I.Pigment Yellow180(大日精化製)50部に変更した以外は、黄色着色剤分散液1の調製と同様の方法で黄色着色剤分散液3(固形分濃度:20% )を調製した。
(赤色着色剤分散液の調製)
着色剤をナフトール系マゼンタ顔料である、C.I.Pigment Red 238(山陽色素社製)50部に変更した以外は、黄色着色剤分散液1の調製と同様の方法で赤色着色剤分散液(固形分濃度:20% )を調製した。
<実施例1>
(光輝性トナー1の作製)
・ 樹脂粒子分散液 :480部
・ 離型剤分散液 :100部
・ 光輝性顔料分散液 :200部
・ 黄色着色剤分散液1 :60部
・ ノニオン性界面活性剤(IGEPAL CA897):1.40部
上記を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトララックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながら10分間分散して混合した。
次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10% 硝酸水溶液1.75部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を5000rpmにして15分間分散して混合し、凝集粒子分散液を調製した。
次いで、層流を形成するための2枚パドルの攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた重合釜に凝集粒子分散液を移し、攪拌回転数を500rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、54℃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以上3.5以下の範囲に制御した。上記pH範囲で2時間ほど保持した。この際、マルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、コールター社製)を用いて測定した凝集粒子の体積平均粒径は10.2μmであった。
次に、樹脂粒子分散液100部を追添加し、前記凝集粒子の表面に樹脂粒子を付着させた。さらに56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIで粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。
その後、凝集粒子を合一させるためにpHを8.0に上げた後、75℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が合一したのを確認した後75℃で保持したままpHを6.0まで下げ、1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40μm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の体積平均粒径は12.1μmであった。
このトナー粒子100部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、RY50)1.5部と疎水性酸化チタン(日本アエロジル社製、T805)1.0部とを、サンプルミルを用いて10000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して光輝性トナー1を得た。
<実施例2>
(光輝性トナー2の作製)
黄色着色剤分散液1を60部から140部に変更する以外は光輝性トナー1の作製と同様にして光輝性トナー2を得た。
<実施例3>
(光輝性トナー3の作製)
黄色着色剤分散液1を60部から20部に変更する以外は光輝性トナー1の作製と同様にして光輝性トナー3を得た。
<実施例4>
(光輝性トナー4の作製)
光輝性トナー1の材料に加えて赤色着色剤分散液10部を混合する以外は光輝性トナー1の作製と同様にして光輝性トナー4を得た。
<実施例5>
(光輝性トナー5の作製)
黄色着色剤分散液1を60部から150部に変更する以外は光輝性トナー1の作製と同様にして光輝性トナー5を得た。
<実施例6>
(光輝性トナー6の作製)
黄色着色剤分散液1:60部を黄色着色剤分散液2:60部に変更した以外は光輝性トナー1の作製と同様にして光輝性トナー6を得た。
<実施例7>
(光輝性トナー7の作製)
黄色着色剤分散液1:60部を黄色着色剤分散液3:60に変更した以外は光輝性トナー1の作製と同様にして光輝性トナー7を得た。
<実施例8>
(光輝性トナー8の作製)
光輝性顔料分散液200部を黄色着色剤分散液1:200部に変更した以外は光輝性トナー1の作製と同様にして、黄色トナーを得た。このトナー粒子1部と、光輝性トナー1:100部を混合し、疎水性シリカ(日本アエロジル社製、RY50)1.5部と疎水性酸化チタン(日本アエロジル社製、T805)1.0部とを、サンプルミルを用いて10000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して光輝性トナー8を得た。
<比較例1>
(光輝性トナーR1の作製)
黄色着色剤分散液1:60部を赤色着色剤分散液60部に変更した以外は光輝性トナー1の作製と同様にして光輝性トナーR1を得た。
<比較例2>
(光輝性トナーR2の作製)
黄色着色剤分散液を60部から10部に変更する以外は光輝性トナー1の作製と同様にして光輝性トナーR2を得た。
実施例1の光輝性トナー1について、光輝性顔料を含まないトナー粒子のうち、光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子の割合は、上述の方法により算出したところ、85個%であった。また、光輝性トナー1について、黄色着色剤の含有量は、光輝性顔料100部に対して30部であった。また、光輝性トナー1について、全トナー粒子のうち、光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合は、上述の方法により算出したところ、40個%であった。
また、実施例2〜8、比較例1〜2の光輝性トナーについても、実施例1の光輝性トナー1と同様の方法で、黄色トナー粒子の割合、黄色着色剤の含有量、及び光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合を算出した。その結果を表1にまとめた。
[評価]
(静電荷像現像剤の調製)
フェライト粒子(パウダーテック社製、平均粒径50μm)100部とメチルメタクリレート樹脂(三菱レイヨン社製、分子量95000、10000以下の成分比率は5% )1.5部を、トルエン500部と共に加圧式ニーダーに入れ、常温(例えば、25℃)で15分間攪拌混合した後、減圧混合しながら70℃まで昇温してトルエンを留去し、その後冷却し、105μmの篩を用いて分級して樹脂被覆フェライトキャリアを得た。この樹脂被覆フェライトキャリアと、各例で得られた光輝性トナー1〜8、R1〜R2とをそれぞれ混合し、トナー濃度が7% の静電荷像現像剤1〜8、R1〜R2を調製した。
(クリーニングブレードの変形及び色スジの評価)
32℃80% RH程の高温高湿下において、各例で得られた試料となる静電荷像現像剤を、富士ゼロックス(株)社製DocuCentre−III C7600改造機の現像器に供給し、記録紙(OKトップコート+紙、王子製紙(株)社製)上に印字面積1.0% の画像を10000枚に形成した後に、クリーニングブレード(材質:ポリウレタン)の変形具合、色スジの発生状態を下記の基準で目視にて評価した。結果を表1に示す。
評価基準を以下に示す。
A:クリーニングブレードの変形はなく、感光体と画像に色スジが確認されない。
B:クリーニングブレードの変形はあるが、感光体と画像に色スジが確認されない。
C:クリーニングブレードの変形はあり、感光体に色スジはあるが、画像に色スジが確認されない。
D:クリーニングブレードの変形、及び感光体に色スジがあり、画像に色スジが僅かに確認される。
E:クリーニングブレードの変形、及び感光体に色スジがあり、画像に色スジが確認され、許容できない。
(光輝性の評価)
32℃80% RH程の高温高湿下において、各例で得られた試料となる静電荷像現像剤を、富士ゼロックス(株)社製DocuCentre−III C7600改造機の現像器に供給し、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、印字面積1.0% の画像を10000枚に形成した後に、トナー載り量が4.5g/cmのベタ画像を形成した。得られたベタ画像に関し、JIS K 5600−4−3:1999「塗料一般試験方法−第4部:塗膜の視覚特性−第3節:色の目視比較」に準じた色観察用照明(自然昼光照明)下で目視にて光輝性を評価した。なお評価は、粒子感(キラキラと輝く光輝性の効果)、光学的効果(見る角度による色相の変化)を評価し、下記段階とした。2以上が実際に使用可能なレベルである。結果を表1に示す。
評価基準を以下に示す。
5:粒子感と光学的効果が調和している。
4:やや粒子感、光学的効果がある。
3:普通の感覚
2:ぼけた感じがする
1:全く粒子感、光学的効果がない。
Figure 2015079156
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、色筋状の画像欠陥の発生が抑制されていることがわかる。
2 トナー粒子
4 光輝性顔料粒子
20 感光体(像保持体の一例)
21 帯電装置(帯電手段の一例)
22 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
24 転写装置(転写手段の一例)
25 クリーニング装置(クリーング手段の一例)
26 クリーニングブレード
28 記録紙
30 現像装置(現像手段の一例)
31 現像容器
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(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーング手段の一例)
114 クリーニングブレード
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
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)

Claims (8)

  1. 光輝性顔料を含むトナー粒子と、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子と、を有し、
    個々のトナー粒子の断面を観察して全トナー粒子中に前記光輝性顔料が含まれるか否か前記黄色着色剤が含まれるか否かを確認したときに、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子のうち、前記光輝性顔料を含まず黄色着色剤を含むトナー粒子の割合が50個数%以上である光輝性トナー。
  2. 前記黄色着色剤の含有量が、光輝性顔料100質量部に対して10質量部以上70質量部以下である請求項1に記載の光輝性トナー。
  3. 全トナー粒子のうち、前記光輝性顔料を含まないトナー粒子の割合が80個数%以下である請求項1又は請求項2に記載の光輝性トナー。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光輝性トナーを含む静電荷像現像剤。
  5. 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の光輝性トナーを収容し、
    画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
  6. 請求項4に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
    画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
  7. 像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
    請求項4に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
    を備える画像形成装置。
  8. 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
    請求項4に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
    クリーニングブレードにより前記像保持体の表面をクリーニングするクリーニング工程と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
    を有する画像形成方法。
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