JP2017142401A - 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】感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラを抑制する光輝性トナーを提供する。
【解決手段】光輝性顔料と、離型剤と、を含み、前記離型剤が下記条件(1)から下記条件(3)までを満たす離型剤ドメインを形成しているトナー粒子を有する光輝性トナー。条件(1):離型剤ドメインの長軸方向の長さが300nm以上1500nm以下。条件(2):離型剤ドメインの長軸方向の長さと短軸方向の長さとの比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)が、3.0以上15.0以下。条件(3):離型剤ドメインの重心を中心としトナー粒子の外縁に内接する円の円周と前記外縁との接点を通る接線と、離型剤ドメインの重心を通り離型剤ドメインの長軸方向に延伸させた線と、のなす角度θが、0°以上45°以下。条件(4):トナー粒子の円相当径と、離型剤ドメインの重心と前記接点との距離Aと、の比(距離A/円相当径)が、0.03以上0.25以下。
【選択図】図1

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。
金属光沢のごとき輝きを有する画像を形成する目的から、光輝性トナーが用いられている。
上記光輝性トナーの例としては、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以下であるトナーが知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2012−032765号公報
本発明は、光輝性顔料と、離型剤と、を含み、離型剤が下記条件(1)から下記条件(4)までを満たさない離型剤ドメインを形成しているトナー粒子を有する場合に比べ、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラを抑制する光輝性トナーを提供することを目的とする。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
即ち、請求項1に係る発明は、
光輝性顔料と、離型剤と、を含み、前記離型剤が下記条件(1)から下記条件(4)までを満たす離型剤ドメインを形成しているトナー粒子を有する光輝性トナー。
条件(1): 前記離型剤ドメインの長軸方向の長さが300nm以上1500nm以下。
条件(2): 前記離型剤ドメインの長軸方向の長さと短軸方向の長さとの比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)が、3.0以上15.0以下。
条件(3): 前記離型剤ドメインの重心を中心とし前記トナー粒子の外縁に内接する円の円周と前記外縁との接点を通る接線と、前記離型剤ドメインの重心を通り前記離型剤ドメインの長軸方向に延伸させた線と、のなす角度θが、0°以上45°以下。
条件(4): 前記トナー粒子の円相当径と、前記離型剤ドメインの重心と前記接点との距離Aと、の比(距離A/円相当径)が、0.03以上0.25以下。
請求項2に係る発明は、
前記トナー粒子の全トナー粒子に占める割合が、30個数%以上である請求項1に記載の光輝性トナー。
請求項3に係る発明は、
前記トナー粒子が、コア粒子と前記コア粒子を被覆する第一のシェル層と前記第一のシェル層を被覆する第二のシェル層とを有し、前記離型剤ドメインが前記第一のシェル層に含まれる請求項1又は請求項2に記載の光輝性トナー。
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。
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。
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。
請求項7に係る発明は、
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。
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、
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。
請求項1に係る発明によれば、光輝性顔料と、離型剤と、を含み、離型剤が上記条件(1)から上記条件(4)までを満たさない離型剤ドメインを形成しているトナー粒子を有する場合に比べ、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラを抑制す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、前記トナー粒子の全トナー粒子に占める割合が、30個数%未満である場合に比べ、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラを抑制す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、前記離型剤ドメインがコア粒子のみに含まれる場合に比べ、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラを抑制する光輝性トナーが提供される。
請求項4に係る発明によれば、光輝性顔料と、離型剤と、を含み、離型剤が上記条件(1)から上記条件(4)までを満たさない離型剤ドメインを形成しているトナー粒子を有する光輝性トナーを適用した場合に比べ、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラを抑制する静電荷像現像剤が提供される。
請求項5、6、7又は8に係る発明によれば、光輝性顔料と、離型剤と、を含み、離型剤が上記条件(1)から上記条件(4)までを満たさない離型剤ドメインを形成しているトナー粒子を有する光輝性トナーを適用した場合に比べ、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラを抑制するトナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置又は画像形成方法が提供される。
本実施形態に係る光輝性トナーの第1態様の断面図である。 本実施形態に係る光輝性トナーの他の態様の断面図である。 本実施形態に係る光輝性トナーの他の態様の断面図である。 本実施形態に係る光輝性トナーの他の態様の断面図である。 本実施形態に係る光輝性トナーの他の態様の断面図である。 本実施形態に係る光輝性トナーの他の態様の断面図である。 本実施形態に係る光輝性トナーの他の態様の断面図である。 本実施形態に係る光輝性トナーの他の態様の断面図である。 本実施形態におけるトナー粒子を概略的に示す断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 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。 実施例1におけるトナー粒子の断面のSEM写真を示す図である。
以下、本発明に係る光輝性トナー、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≫
本実施形態に係る光輝性トナー(以下、単に「トナー」と称することがある)は、光輝性顔料と、離型剤と、を含み、前記離型剤が下記条件(1)から下記条件(4)までを満たす離型剤ドメインを形成しているトナー粒子を有する。
以下、条件(1)から条件(4)までを満たす離型剤ドメインを、特定離型剤ドメインと称することがある。
条件(1): 前記離型剤ドメインの長軸方向の長さが300nm以上1500nm以下。
条件(2): 前記離型剤ドメインの長軸方向の長さと短軸方向の長さとの比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)が、3.0以上15.0以下。
条件(3): 前記離型剤ドメインの重心を中心とし前記トナー粒子の外縁に内接する円の円周と前記外縁との接点を通る接線と、前記離型剤ドメインの重心を通り前記離型剤ドメインの長軸方向に延伸させた線と、のなす角度θが、0°以上45°以下。
条件(4): 前記トナー粒子の円相当径と、前記離型剤ドメインの重心と前記接点との距離Aと、の比(距離A/円相当径)が、0.03以上0.25以下。
まず、本実施形態におけるトナー粒子と離型剤ドメインとの関係について、図面を用いて説明する。
図1は、本実施形態に係るトナーの第1態様の断面図である。第1態様の光輝性トナー10は、トナー粒子16中に、光輝性顔料粒子12と、複数の離型剤ドメイン14とを有する。第1態様の光輝性トナー10では、トナー粒子16、光輝性顔料粒子12及び特定離型剤ドメイン14の形状がいずれも扁平形状(以下、「扁平状」と称する場合がある)である。また、離型剤ドメイン14は、長軸方向の長さL1及び短軸方向の長さL2を有する。
離型剤ドメイン14の重心Bを中心としトナー粒子16の外縁に内接する円は、図1中、円Cで表される。円Cの半径、つまり、トナー粒子16の外縁及び円Cが内接する接点と重心Bとの距離は、距離Aとされる。離型剤ドメイン14の重心Bを通り離型剤ドメイン14の長軸方向に延伸させた線は、線Dとされる。円Cの円周とトナー粒子16の外縁との接点を通る接線は、線Eとされる。線Dと線Eとのなす角度は、θとされる。θは、上記条件(3)の角度θに相当する。
ここで、従来、光輝性トナーとしては、トナー粒子中に、光輝性顔料(例えば、金属顔料)と、離型剤と、を有するトナーが用いられることが多い。
光輝性顔料(例えば、金属顔料)は通常の顔料と比べて硬く、かつトナー粒子表面に露出しやすい性質を有する。このため、光輝性トナーを用いて、画像形成する場合、像保持体(以下、感光体)から転写手段(例えば、中間転写体)にトナー画像を転写する際、感光体と転写部材との間(転写部)に応力がかかりやすくなり、転写部で摩擦が生じやすくなる。これにより、感光体表面に傷が発生しやすくなり、定着画像の光沢ムラが生じやすくなる。
これに対し、本実施形態に係る光輝性トナーは、トナー粒子中に光輝性顔料と、離型剤とを含み、さらに離型剤が条件(1)から(4)までを満たす離型剤ドメイン(特定離型剤ドメイン)を形成した構造をなす。
これにより、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。この理由は定かではないが、以下のように推察される。
特定離型剤ドメインは、特定の大きさ及び形状を有する扁平形状の離型剤ドメインである(条件(1)、(2))。加えて、特定離型剤ドメインは、トナー粒子表面に沿って配置され(条件(3))、かつトナー粒子の表面側に存在している(条件(4))。
上記大きさ、形状及び配置構造をなすことにより、特定離型剤ドメインは光輝性顔料の周りを覆うように配置されると共に、トナー粒子の表面に沿って、かつトナー粒子の表面側に存在しやすくなる。これにより、トナー粒子表面の潤滑性(滑りやすさ)が向上すると考えられる。この結果、トナー画像を転写する際の、感光体と転写部材との間の摩擦が抑制され、感光体表面への傷の発生が抑制されると考えられる。
以上のことから、本実施形態に係る光輝性トナーによれば、通常の顔料よりも硬い光輝性顔料を含んでいても、感光体表面への傷の発生が抑制され、定着画像の光沢ムラが抑制されることとなる。
なお、感光体表面への傷の発生は、高湿度環境下で、かつ高速で画像形成したときに顕著に生じやすくなる。
しかし、本実施形態に係る光輝性トナーによれば、高湿度環境下で、かつ高速で画像形成したときであっても、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。
さらに、本実施形態に係る光輝性トナーによれば、上記大きさ、形状及び配置構造をなす特定離型剤ドメインを有することにより、トナー画像を定着する際の、離型剤の染み出し性が向上する。離型剤の染み出し性は、定着画像の光沢性に影響を与える。具体的に、離型剤の染み出し量がトナー粒子間でばらつくと、定着画像の光沢ムラが生じやすくなる。
しかし、本実施形態に係る光輝性トナーによれば、離型剤の染み出し性に起因する定着画像の光沢ムラも抑制される。
以下、本実施形態に係る光輝性トナーにおいて、感光体表面への傷の発生を抑制する観点、及び感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラを抑制する観点から、離型剤ドメインの上記条件(1)〜(4)の好ましい範囲は以下の通りである。
−条件(1)−
条件(1)で規定される離型剤ドメインの長軸方向の長さは、300nm以上1500nm以下であり、好ましくは400nm以上1200nm以下、より好ましくは500nm以上1200nm以下である。
−条件(2)−
条件(2)で規定される離型剤ドメインの前記比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)は、3.0以上15.0以下であり、好ましくは3.0以上12.0以下、より好ましくは4.0以上12.0以下である。
−条件(3)−
条件(3)で規定される離型剤ドメインの角度θは、0°以上45°以下であり、好ましくは0°以上30°以下、より好ましくは0°以上25°以下である。
ここで、角度θは、トナー粒子表面に対し、離型剤ドメインがどの程度傾いて配置されているかを示す指標である。よって、離型剤ドメインの角度θが上記範囲であることは、離型剤ドメインがトナー粒子表面に沿って(平行に近い状態で)配置されていることを示している。
−条件(4)−
条件(4)で規定される前記比(距離A/円相当径)は、0.03以上0.25以下であり、好ましくは0.03以上0.20以下、より好ましくは0.03以上0.15以下である。
ここで、前記比(距離A/円相当径)は、離型剤ドメインがトナー粒子の表面側にどの程度近接して存在しているかを示す指標である。よって、前記比(距離A/円相当径)が上記範囲であることは、離型剤ドメインがトナー粒子の表面側に近接して存在していることを示している。
本実施形態において、トナー粒子中に含まれる離型剤ドメインが、条件(1)から条件(4)までを満たすか否かは、トナー粒子の断面を観察し、得られた観察画像から算出される。
トナー粒子の断面観察は、例えば、トナー粒子(又はトナー、以下同様)の断面を透過型電子顕微鏡により観察する方法、トナー粒子の断面に四酸化ルテニウムによる染色を行い、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察する方法によって確認する。トナー粒子の断面における離型剤ドメインがより鮮明に観察できる点で、走査型電子顕微鏡により観察する方法が好ましい。走査型電子顕微鏡としては、当業者の間でよく知られた機種であればよく、例えば、日立ハイテク社製SU8020、日本電子社製JSM−7500F等が挙げられる。
具体的な、観察方法は、次の通りである。まず、測定対象となるトナー粒子をエポキシ樹脂に包埋した後、エポキシ樹脂を硬化する。ダイヤモンド刃を備えたミクロトームによって、この硬化物を薄片化し、トナー粒子の断面が露出した観察試料を得る。薄片の観察試料に対し、四酸化ルテニウムにより染色を施し、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子の断面を観察する。この観察方法によって、トナー粒子の断面には、染色度の違いにより、結着樹脂の連続相中に対し、輝度差(コントラスト)がある離型剤が観察される。
次に、条件(1)で規定される離型剤ドメインの長軸方向の長さ、条件(2)で規定される前記比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)、及び、条件(3)で規定される角度θ、即ち、離型剤ドメインの重心を中心としトナー粒子の外縁に内接する円の円周と前記外縁との接点を通る接線と、前記離型剤ドメインの重心を通り前記離型剤ドメインの長軸方向に延伸させた線と、のなす角度θを求める方法について説明する。
まずトナー粒子1個の断面が視野に入る倍率で画像を記録する。記録された画像について、画像解析ソフト(三谷商事社製WinROOF)を用いて、0.010000μm/pixel条件で画像解析を行う。この画像解析により、包埋に用いたエポキシ樹脂とトナー粒子の結着樹脂との輝度差(コントラスト)により、トナー粒子の断面の画像を観察することができる。観察された画像をもとに、トナー粒子中の離型剤ドメインの長軸方向の長さ、及び前記比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)を求めることができる。
続けて結着樹脂と離型剤の輝度差(コントラスト)により、抽出された離型剤ドメインの重心位置は、抽出されたトナー粒子もしくは、離型剤ドメインの領域に対し、領域内の画素数をn、各画素のxy座標をxi、yi(i=1、2、・・・、n)とし、重心のx座標は各xi座標値の合計をnで割った値、重心のy座標は各yi座標値の合計をnで割った値として求めることができる。
求められた重心と観察された画像から、離型剤ドメインの重心を中心としトナー粒子の外縁に内接する円の円周と前記外縁との接点を通る接線と、前記離型剤ドメインの重心を通り前記離型剤ドメインの長軸方向に延伸させた線とのなす角度θを求めることができる。
次に、条件(4)で規定される比(距離A/円相当径)、即ち、トナー粒子の円相当径と、離型剤ドメインの重心と前記接点(条件(3)における接点)との距離Aと、の比(距離A/円相当径)を求める方法について説明する。
トナー粒子の円相当径は、後述する平均円相当径Dの測定方法により算出される。離型剤ドメインの重心と前記接点との距離Aは、上記方法に準じて、観察された画像から求めることができる。求められたトナー粒子の円相当径と、離型剤ドメインの重心と前記接点との距離Aと、から前記比(距離A/円相当径)を求めることができる。
本実施形態において、特定離型剤ドメインを有するトナー粒子の全トナー粒子に占める割合は、30個数%以上であることが好ましく、40個数%以上であることがより好ましく、50個数%以上であることが更に好ましい。特定離型剤ドメインを有するトナー粒子の全トナー粒子に占める割合が30個数%以上であることで、トナー粒子表面の潤滑性(滑りやすさ)が向上し、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラがより抑制される。
なお、特定離型剤ドメインを有するトナー粒子の全トナー粒子に占める割合を上記範囲に調整する方法としては、トナー粒子への離型剤含有量を制御する方法;後述するトナー製造工程における再昇温後の温度、再昇温時の昇温速度を制御する方法等が挙げられる。
本実施形態においては、特定離型剤ドメインを有するトナー粒子の全トナー粒子に占める割合を算出する際に評価すべきトナー粒子の数は、100個以上である。
以下、本実施形態に係る光輝性トナーの他の態様である第2態様から第8態様まで図面を参照しながら説明する。
なお、上述の第1の態様の光輝性トナー、及び、以下の第2態様〜第8態様の光輝性トナーでは、トナー粒子に含まれる光輝性顔料粒子の数及び配向状態、並びに、特定離型剤ドメインの数は特に限定されない。
〔第2態様〕
図2Aに、本実施形態に係る光輝性トナーの第2態様の断面図を示す。光輝性トナー10Aは、トナー粒子16A中に、複数の光輝性顔料粒子12Aと、複数の特定離型剤ドメイン14Aとを有する。第2態様の光輝性トナー10Aでは、トナー粒子16A、光輝性顔料粒子12A及び特定離型剤ドメイン14Aの形状がいずれも扁平形状である。
第2態様の光輝性トナー10Aを用いて画像形成することにより、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。
なお、トナー粒子16A中における光輝性顔料粒子12Aの配置は特に限定されない。例えば、図2Aの各々の光輝性顔料粒子12Aでは、当該光輝性顔料粒子12Aの長軸方向とトナー粒子の長軸方向とのなす角度が無秩序(ランダム)に配置されているが、例えば上記角度が0°以上45°以下(好ましくは0°以上30°以下)の角度を持って配置されていてもよい。即ち、複数の光輝性顔料粒子12Aは、トナー粒子の長軸方向に沿って配置(つまり長軸方向側に配向)されていてもよい。
〔第3態様〕
図2Bに、本実施形態に係る光輝性トナーの第3態様の断面図を示す。光輝性トナー10Bは、トナー粒子16B中に、光輝性顔料粒子12Bと、複数の特定離型剤ドメイン14Bとを有する。第3態様の光輝性トナー10Bでは、トナー粒子16Bの形状が円形状であり、光輝性顔料粒子12B及び特定離型剤ドメイン14Bの形状が扁平形状である。
第3態様の光輝性トナー10Bを用いて画像形成することにより、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。
〔第4態様〕
図2Cに、本実施形態に係る光輝性トナーの第4態様の断面図を示す。光輝性トナー10Cは、トナー粒子16C中に、複数の光輝性顔料粒子12Cと、複数の特定離型剤ドメイン14Cとを有する。第4態様の光輝性トナー10Cでは、トナー粒子16Cの形状が円形状であり、光輝性顔料粒子12C及び特定離型剤ドメイン14Cの形状が扁平形状である。
第4態様の光輝性トナー10Cを用いて画像形成することにより、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。
なお、トナー粒子16C中における光輝性顔料粒子12Cの配置は特に限定されない。例えば、図2Cでは、各々の光輝性顔料粒子12Cが無秩序(ランダム)に配置されているが、例えば、複数の光輝性顔料粒子12Cの長軸方向同士のなす角度が0°以上45°以下(好ましくは0°以上30°以下)の角度を持って配置されていてもよい。即ち、複数の光輝性顔料粒子12Cは、互いに平行に近い状態で配置されていてもよい。
〔第5態様〕
図2Dに、本実施形態に係る光輝性トナーの第5態様の断面図を示す。光輝性トナー10Dは、トナー粒子16D中に、光輝性顔料粒子12Dと、複数の特定離型剤ドメイン14Dとを有する。第5態様の光輝性トナー10Dでは、トナー粒子16Dの形状及び特定離型剤ドメイン14Dの形状が扁平形状であり、光輝性顔料粒子12Dが円形状である。
第5態様の光輝性トナー10Dを用いて画像形成することにより、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。
〔第6態様〕
図2Eに、本実施形態に係る光輝性トナーの第6態様の断面図を示す。光輝性トナー10Eは、トナー粒子16E中に、複数の光輝性顔料粒子12Eと、複数の特定離型剤ドメイン14Eとを有する。第6態様の光輝性トナー10Eでは、トナー粒子16Eの形状及び特定離型剤ドメイン14Eの形状が扁平形状であり、光輝性顔料粒子12Eが円形状である。
第6態様の光輝性トナー10Eを用いて画像形成することにより、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。
〔第7態様〕
図2Fに、本実施形態に係る光輝性トナーの第7態様の断面図を示す。光輝性トナー10Fは、トナー粒子16F中に、光輝性顔料粒子12Fと、複数の特定離型剤ドメイン14Fとを有する。第7態様の光輝性トナー10Fでは、トナー粒子16Fの形状及び光輝性顔料粒子12Fが円形状であり、特定離型剤ドメイン14Fの形状が扁平形状である。
第7態様の光輝性トナー10Fを用いて画像形成することにより、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。
〔第8態様〕
図2Gに、本実施形態に係る光輝性トナーの第8態様の断面図を示す。光輝性トナー10Gは、トナー粒子16G中に、複数の光輝性顔料粒子12Gと、複数の特定離型剤ドメイン14Gとを有する。第8態様の光輝性トナー10Gでは、トナー粒子16Gの形状及び光輝性顔料粒子12Gが円形状であり、特定離型剤ドメイン14Gの形状が扁平形状である。
第8態様の光輝性トナー10Gを用いて画像形成することにより、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制される。
以上、第1態様〜第8態様の光輝性トナーについて説明したが、トナー粒子の形状、光輝性顔料粒子の形状は上記形状に限定されず、例えば、いびつな形状であっても、凹凸を有する形状であってもよい。即ち、トナー粒子の形状、光輝性顔料粒子の形状は不定形状であってもよい。
本実施形態に係るトナーにおいて「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。
具体的には、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/m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(a)乃至(b)の要件を満たすことが好ましい。即ち、下記(a)の要件は、光輝性トナーのトナー粒子が扁平形状であることを示している。具体的に、例えば、本実施形態に係る光輝性トナーの第1態様、第2態様、第5態様、及び第6態様におけるトナー粒子が下記(a)の要件を満たすトナー粒子に相当する。
(a)前記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。
(b)前記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3に上記(a)乃至(b)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3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3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(鱗片状)の光輝性顔料粒子4を含有している。
図3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、画像形成の定着工程において、定着する際の圧力によって、扁平状の光輝性トナー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。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(鱗片状)の光輝性顔料粒子のうち上記(b)に示される「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、トナー粒子を有する。トナーは、必要に応じて、トナー粒子に外添される外添剤を有してもよい。
(トナー粒子)
トナー粒子は、光輝性顔料と、結着樹脂と、離型剤とを含む。離型剤は、条件(1)から下記条件(4)までを満たす離型剤ドメインを形成している。トナー粒子は、必要に応じて、その他添加剤を含んでもよい。
−光輝性顔料−
光輝性顔料としては、例えば、金属光沢のごとき光輝感を付与し得る顔料(光輝性顔料)が挙げられる。光輝性顔料として具体的には、例えば、アルミニウム(Al単体の金属)、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛等の金属粉末;酸化チタン、黄色酸化鉄等を被覆した雲母;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等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。
光輝性顔料の中でも、特に鏡面反射強度の観点で、金属粉末が好ましく、その中でもアルミニウムが最も好ましい。
本実施形態に係る光輝性顔料の形状については、特に限定するものではないが、定着画像において高い光輝性を有するという観点で、扁平状(鱗片状)が好ましい。
そこで、本実施形態では扁平状の光輝性顔料について記載する。
扁平状の光輝性顔料の長軸方向の平均長さは、1μm以上30μm以下であることが好ましく、3μm以上20μm以下がより好ましく、5μm以上15μm以下が更に好ましい。
光輝性顔料の厚さ方向の平均長さを1としたときの長軸方向の平均長さの比率(アスペクト比)は、5以上200以下であることが好ましく、10以上100以下がより好ましく、30以上70以下が更に好ましい。
光輝性顔料の各平均長さおよびアスペクト比は、以下の方法により測定される。走査電子顕微鏡(S−4800,(株)日立ハイテクノロジーズ製)を用い、測定し得る倍率(300から100,000倍)で顔料粒子の写真を撮影し、得られた顔料粒子の画像を二次元化した状態で、各粒子の長軸方向の長さおよび厚さ方向の長さを測定し、光輝性顔料長軸方向の平均長さおよびアスペクト比を算出する。
光輝性顔料の含有量としては、例えば、トナー粒子100質量部に対して1質量部以上50質量部以下が好ましく、15質量部以上25質量部以下がより好ましい。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
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。
結着樹脂としては、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 7121−1987「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以下がより好ましい。
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。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、フィッシャートロプシュ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。
これらの中でも、トナー粒子中で離型剤が条件(1)から(4)までを満たす離型剤ドメインを形成しやすい観点から、炭化水素系ワックスが好ましい。
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 7121−1987「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。
本実施形態においては、トナー粒子は、以下のコア・シェル構造をなすことが好ましい。
コア・シェル構造をなすトナー粒子は、例えば、第1結着粒子及び光輝性顔料を含む芯部(コア粒子)と、コア粒子の表面を被覆し、第2結着樹脂及び離型剤を含む第一のシェル層と、第一のシェル層の表面を被覆し、第3結着樹脂を含む第二のシェル層と、からなることが好ましい。
上記コア・シェル構造(コア粒子/第一のシェル層/第二のシェル層)をなすトナー粒子によれば、第一のシェル層に離型剤が含まれた構成となり、トナー粒子中で離型剤が条件(1)から(4)までを満たす離型剤ドメインを形成しやすくなる。これにより、トナー粒子表面の潤滑性(滑りやすさ)が向上しやすくなり、感光体表面への傷の発生が抑制されやすくなる。
また、上記コア・シェル構造のトナー粒子によれば、第一のシェル層を被覆する第二のシェル層が存在するため、離型剤がトナー粒子表面に露出するのが抑制される。一方、離型剤が第一のシェル層に含まれることにより、トナー画像を定着する際における離型剤の染み出し性は向上する。これにより、トナー粒子に対する離型剤の含有量を低減してもトナー粒子の離型性の低下が抑制される。そのため、相対的にトナー粒子中に含まれる光輝性顔料の分散性が向上し、2次色の色域が広がる。
なお、上記トナー粒子の製造方法については後述する。
・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(a)に示すとおり、トナー粒子は、扁平状であり、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。
・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(b)に示すとおり、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(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、トナー粒子の断面の観察方法について説明する。なお、観察試料の準備方法は、前記「トナー粒子中に含まれる離型剤ドメインが、条件(1)から条件(4)までを満たす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試料を用い、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個のトナー粒子について、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、「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交する方向を表し、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。
トナー粒子の体積平均粒子径は1μm以上30μm以下であることが望ましく、より望ましくは3μm以上20μm以下である。
なお、トナー粒子の体積平均粒子径D50vは、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(チャンネル)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求められる。累積16%となる粒子径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒子径を体積D50v、数D50p、累積84%となる粒子径を体積D84v、数D84pと定義する。これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v1/2として算出される。
(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質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(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。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
本実施形態におけるトナー粒子は、上述したように、トナー粒子中で離型剤が条件(1)から(4)までを満たす離型剤ドメインを形成しやすい観点から、例えば、第1結着樹脂及び光輝性顔料を含む芯部(コア粒子)と、コア粒子の表面を被覆し、第2結着樹脂及び離型剤を含む第一のシェル層と、第一のシェル層の表面を被覆し、第3結着樹脂を含む第二のシェル層と、からなるコア・シェル構造をなすことが好ましい。
以下、コア・シェル構造をなすトナー粒子の製造方法の一例について説明する。トナー粒子は、例えば、凝集合一法により以下の工程を経て製造することができる。
具体的には、各分散液を準備する工程(各分散液準備工程)と、
第1結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、及び光輝性顔料の粒子(以下「光輝性顔料粒子」とも称する)が分散された光輝性顔料粒子分散液を混合し、得られた分散液中で、各粒子を凝集させ、第1凝集粒子を形成する工程(第1凝集粒子形成工程(コア粒子形成工程とも称する))と、
第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、第1凝集粒子分散液と、第2結着樹脂となる第2樹脂粒子と、離型剤の粒子(以下「離型剤粒子」とも称する)とが分散された混合分散液と、をさらに混合して、第1凝集粒子の表面に、さらに第2結着樹脂、及び離型剤粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程(第2凝集粒子形成工程(コア粒子/第一のシェル層形成工程とも称する))と、
第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液を得た後、第2凝集粒子分散液と、第3結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された第3樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、第2凝集粒子の表面にさらに第3樹脂粒子を付着するように凝集して、第3凝集粒子を形成する工程(第3凝集粒子形成工程(コア粒子/第一のシェル層/第二のシェル層形成工程とも称する))と、
第3凝集粒子が分散された第3凝集粒子分散液に対して加熱をし、第3凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、
第3凝集粒子を融合・合一した後いったん冷却し、再び離型剤が溶融する温度又はその溶融温度以上まで昇温する工程(再昇温工程)と、
を経て、トナー粒子を製造することが好ましい。
以下、各工程の詳細について説明する。
−各分散液準備工程−
まず、凝集合一法で使用する各分散液と準備する。具体的には、結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、光輝性顔料粒子が分散された光輝性顔料粒子分散液、結着樹脂となる第2樹脂粒子が分散された第2樹脂粒子分散液、結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された第3樹脂粒子分散液、及び離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
なお、各分散液準備工程において、第1樹脂粒子と第2樹脂粒子と第3樹脂粒子を「樹脂粒子」と称して説明する。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
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。
界面活性剤としては、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等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
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。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、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、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、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する方法である。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば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。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、光輝性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。光輝性顔料は、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。分散させた光輝性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粒子中の光輝性顔料の分散が良好で望ましい。
また、光輝性顔料と結着樹脂とを溶剤に分散・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光輝性顔料の分散液を調製してもよい。
−第1凝集粒子形成工程(コア粒子形成工程)−
次に、第1樹脂粒子分散液と、光輝性顔料粒子分散液と、を混合する。
そして、この混合分散液中で、第1樹脂粒子と光輝性顔料粒子とをヘテロ凝集させ、第1樹脂粒子と光輝性顔料粒子とを含む第1凝集粒子(コア粒子)を形成する。
第1凝集粒子(コア粒子)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。より具体的には第1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。
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。
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。
−第2凝集粒子形成工程(コア粒子/第一のシェル層形成工程)−
次に、第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、第2樹脂粒子、及び離型剤粒子が分散された混合分散液を、第1凝集粒子分散液に追添加する。
第2樹脂粒子分散液は、第1樹脂粒子分散液と同様にして調製される。つまり、第1樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、第2樹脂粒子分散液中に分散する第2樹脂粒子についても同様である。
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。このような処理を経ることにより、離型剤分散液が得られる。分散処理の際、ポリ塩化アルミニウム等の無機化合物を分散液に添加してもよい。望ましい無機化合物としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、高塩基性ポリ塩化アルミニウム(BAC)、ポリ水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等が望ましい。
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。
そして、第1凝集粒子、第2樹脂粒子、及び離型剤粒子が分散された分散液中で、第1凝集粒子の表面に、第2樹脂粒子、及び離型剤粒子を凝集する。具体的には、例えば、第1凝集粒子形成工程において、第1凝集粒子が目的とする粒径に達したときに、第1凝集粒子分散液に、第2樹脂粒子、及び離型剤粒子が分散された混合分散液を添加し、この分散液に対して、第2樹脂粒子のガラス転移温度以下で加熱を行う。これにより、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子、及び離型剤粒子が付着するようにして凝集した第2凝集粒子(コア粒子/第一のシェル層)が得られる。
また、混合分散液は、各粒子を凝集した分散液であってもよい。混合分散液の各粒子の凝集は、第1凝集粒子形成工程に準じて実施すればよい。
ここで、第一のシェル層の形成に用いられる第2樹脂粒子及び離型剤粒子が分散された混合分散液中において、第2樹脂粒子と離型剤粒子との質量比(第2樹脂粒子/離型剤粒子)は、条件(1)から(4)までを満たす特定離型剤ドメインの大きさ、形状及び配置構造を制御しやすくする観点から、例えば50/50以上95/5以下(好ましくは60/40以上90/10以下)とすることがよい。
また、第1凝集粒子に対する第2樹脂粒子の含有量は、条件(1)から(4)までを満たす特定離型剤ドメインの大きさ、形状及び配置構造を制御しやすくする観点から、例えば20質量%以上70質量%以下が好ましく、30質量%以上60質量%以下がより好ましい。
−第3凝集粒子形成工程(コア粒子/第一のシェル層/第二のシェル層形成工程)−
次に、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液を得た後、結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された第3樹脂粒子分散液を、第2凝集粒子分散液にさらに追添加する。
第3樹脂粒子分散液は、第1樹脂粒子分散液と同様にして調製される。つまり、第1樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、第3樹脂粒子分散液中に分散する第3樹脂粒子についても同様である。
そして、第2凝集粒子、及び第3樹脂粒子が分散された分散液中で、第2凝集粒子の表面に第3樹脂粒子を凝集する。具体的には、例えば、第2凝集粒子形成工程において、第2凝集粒子が目的とする粒径に達したときに、第2凝集粒子分散液に、第3樹脂粒子分散液を添加し、この分散液に対して、第3樹脂粒子のガラス転移温度以下で加熱を行う。
そして、分散液のpHを、例えば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。
これにより、第2凝集粒子の表面に第3樹脂粒子が付着するようにして凝集した第3凝集粒子(コア粒子/第一のシェル層/第二のシェル層)が得られる。
ここで、第1凝集粒子に対する第3樹脂粒子の含有量は、条件(1)から(4)までを満たす特定離型剤ドメインの大きさ、形状及び配置構造を制御しやすくする観点から、例えば40質量%以上100質量%以下が好ましく、50質量%以上80質量%以下がより好ましい。
−融合・合一工程−
次に、第3凝集粒子が分散された第3凝集粒子分散液に対して、例えば、第1、第2及び第3樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば第1、第2及び第3樹脂粒子のガラス転移温度より10℃から30℃高い温度以上)に加熱して、第3凝集粒子を融合・合一(単に、融合とも称する)する。
−再昇温工程−
次に、第3凝集粒子が分散された第3凝集粒子分散液を冷却する。その後、0.01℃/分以上0.5℃/分以下(好ましくは0.01℃/分以上0.1℃/分以下)の昇温速度で、第3凝集粒子分散液を離型剤の溶解温度まで又は溶解温度以上の温度まで再昇温(加熱)する。
再昇温工程では、第3凝集粒子分散液の再昇温条件(昇温速度、温度等)を調整することで、第3凝集粒子の第一のシェル層に含まれる離型剤ドメインが加熱により成長する。これにより、離型剤ドメインが条件(1)から(4)までを満たしやすくなる。
より詳細には、第一のシェル層に含まれる離型剤粒子がコア粒子中に含まれる第1樹脂粒子と第二のシェル層に含まれる第3樹脂粒子とで挟み込まれた状態で加熱されることで、離型剤ドメインが第一のシェル層中で徐々に成長する。この成長過程では、離型剤ドメインが第一のシェル層中で、第一のシェル層の外周面に沿って伸びるように成長すると考えられる。この結果、離型剤ドメインの成長方向が制御され、離型剤ドメインが条件(1)から(4)までを満たしやすくなると考えられる。
以上の工程により、離型剤ドメインが条件(1)から(4)までを満たすトナー粒子が得られる。これにより、トナー粒子表面の潤滑性(滑りやすさ)が向上し、トナー画像を転写する際の、感光体と転写部材との間の摩擦が抑制されると考えられる。
従って、上記コア・シェル構造をなすトナー粒子を有する光輝性トナーによれば、通常の顔料よりも硬い光輝性顔料を含んでいても、感光体表面への傷の発生が抑制され、定着画像の光沢ムラが抑制されることとなる。
また、上記コア・シェル構造をなすトナー粒子は、離型剤及び光輝性顔料がトナー粒子の表面に露出しにくくなるため、帯電性や現像性の観点からも好ましい構成である。
なお、本実施形態では、離型剤を第一のシェル層にのみ含ませているが、コア粒子に離型剤を含有させてもよい。また、トナー粒子の製造工程では、混合分散液等を追添加する前に凝集剤を添加したり、pH調整を行ってもよい。
ここで、融合・合一工程、及び再昇温工程終了後は、溶液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子を得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
また、第3凝集粒子形成工程は実施しなくてもよい。即ち、本実施形態におけるトナー粒子は、芯部(コア粒子)と第一のシェル層とからなるコア・シェル構造であってもよい。その場合には、第3凝集粒子形成工程を除いた上記工程によってトナー粒子を得ることができる。
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、レーディ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;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、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。
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−アクリル酸エステル共重合体、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、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
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。
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、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、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、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;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、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図4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、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4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、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図5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5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5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少なくともトナーが収容されていればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収められてもよい。
なお、図4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、実施例および比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に説明するが、本発明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」および「%」は質量基準である。
<結着樹脂の合成>
・ビスフェノールAエチレンオキサイド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 :200部
・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 :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%)を得た。
<離型剤分散液(P1)の調製>
・パラフィンワックスHNP0190(融解温度85℃、日本精蝋(株)製):180部
・アニオン界面活性剤(ネオゲンR、第一工業製薬(株)製):4.5部
・イオン交換水:410部
以上を110℃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)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ー(ゴーリン社)で分散処理し、体積平均粒径が0.24μmの離型剤粒子を分散させ、イオン交換水で濃度を調整し、離型剤粒子の固形分濃度が30.0%の離型剤分散液(P1)を調製した。
<離型剤分散液(P2)の調製>
離型剤分散液(P1)の調製に使用したパラフィンワックスHNP0190に代わり、マイクロクリスタリンワックスHiMic1090(融解温度82℃ 日本精蝋(株)製)を用いた以外は離型剤分散液(P1)の調製と同様に行い、離型剤粒子の固形分濃度が30.0%の離型剤分散液(P2)を調製した。
<離型剤分散液(P3)の調製>
離型剤分散液(P1)の調製に使用したパラフィンワックスHNP0190に代わり、フィッシャートロプシュワックスFNP0090(融解温度90℃ 日本精蝋(株)製)を用いた以外は離型剤分散液(P1)の調製と同様に行い、離型剤粒子の固形分濃度が30.0%の離型剤分散液(P3)を調製した。
<離型剤分散液(P4)の調製>
離型剤分散液(P1)の調製に使用したパラフィンワックスHNP0190に代わり、ポリエチレンワックスPOLYWAX725(融解温度104℃ Baker petrolite社製)を用いた以外は離型剤分散液(P1)の調製と同様に行い、離型剤粒子の固形分濃度が30.0%の離型剤分散液(P4)を調製した。
<光輝性顔料粒子分散液(1)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(第一工業製薬社製、ネオゲンR) :1.5部
・イオン交換水 :900部
扁平形状の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、扁平形状の光輝性顔料粒子(アルミニウム顔料)を分散させてなる光輝性顔料粒子分散液(1)(固形分濃度:10%)を調製した。
<光輝性顔料粒子分散液(2)の調製>
・アルミニウム粉末(和光純薬工業株式会社、019−18881:−45μm)
:100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR) :1.5部
・イオン交換水 :900部
球形状のアルミニウム粉末と、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、球形状の光輝性顔料粒子(アルミニウム顔料)を分散させてなる光輝性顔料粒子分散液(2)(固形分濃度:10%)を調製した。
<実施例1>
(光輝性トナーの作製)
・樹脂粒子分散液 :193部
・光輝性顔料粒子分散液1 :300部
・ノニオン性界面活性剤(IGEPAL CA897):1.50部
上記原料を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2.00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、原料分散液とした。
その後、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原料分散液を移し、攪拌回転数を810rpm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時間保持し、凝集粒子を形成した(コア粒子形成工程)。この際、マルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、ベックマン−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子径は9.5μmであった。
次に、樹脂粒子分散液:133部、及び離型剤分散液(P1):53部を追添加し、30分後さらに樹脂粒子分散液:187部を追添加した。これにより、前記凝集粒子の表面に離型剤と樹脂粒子とを付着させ(コア粒子/第一のシェル層形成工程)、その離型剤と樹脂粒子とを付着させた表面にさらに樹脂粒子を付着させた(コア粒子/第一のシェル層/第二のシェル層形成工程)。次に、56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、ベックマン−コールター社製)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、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、90℃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(融合・合一工程)、90℃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30℃まで冷却した。その後、0.05℃/分で再び昇温し、離型剤が溶融する87℃まで昇温し(再昇温工程)、1時間保持した後、2℃/分の速度で30℃まで冷却した。その後20μm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子径は11.9μmであった。
得られたトナー粒子100部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、RY50)を1.5部と疎水性酸化チタン(日本アエロジル社製、T805)を1.0部とを、サンプルミルを用いて10000rpmで30秒間混合ブレンドした。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して実施例1の光輝性トナーを得た。この際、マルチサイザーII(アパーチャー径:50μm、ベックマン−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子径は10.4μmであった。
(キャリアの作製)
・フェライト粒子(体積平均粒径:35μm) :100部
・トルエン :14部
・パーフルオロアクリレート共重合体(臨界表面張力:24dyn/cm):1.6部
・カーボンブラック :0.12部
(商品名:VXC-72、キャボット社製、体積抵抗率:100Ωcm以下)
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒径:0.3μm、トルエン不溶) :0.3部
まず、パーフルオロアクリレート共重合体に、カーボンブラックをトルエンに希釈して加えサンドミルで分散した。次いで、これにフェライト粒子以外の上記各成分を10分間スターラーで分散し、被覆層形成液を調合した。次いでこの被覆層形成液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、温度60℃において30分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して、樹脂被覆層を形成してキャリアを得た。
(現像剤の作製)
実施例1の光輝性トナー:8部と前記キャリア:100部とを、2リットルのVブレンダーに入れ、20分間攪拌し、その後212μmで篩分して実施例1の現像剤を作製した。
<実施例2〜15、比較例1〜5>
実施例1に記載の光輝性トナーの製造方法において、コア粒子形成工程で用いた光輝性顔料粒子分散液の種類と量、樹脂粒子分散液の量、コア粒子/第一のシェル層形成工程で追添加した樹脂粒子分散液の量、離型剤分散液の種類と量、コア粒子/第一のシェル層/第二のシェル層形成工程で追添加した樹脂粒子分散液の量、並びに、再昇温工程での再昇温条件(昇温速度及び温度)を表1、2に従って変更した以外は、実施例1の光輝性トナーと同様にして、実施例2〜15、比較例1〜5の光輝性トナーを作製した。
ここで、再昇温条件とは、凝集粒子の融合・合一した後いったん冷却し、再び離型剤が溶融する温度又はその溶融温度以上まで昇温するときの昇温速度及び温度を意味する。
但し、実施例1に記載の光輝性トナーの製造方法において、比較例2、5については、表1、2に示す要件以外に下記要件も変更して、光輝性トナーを作製した。
比較例2においては、実施例1に記載の光輝性トナーの製造方法に対し、さらに融合・合一工程後の再昇温工程を実施しなかった。
比較例5においては、実施例1に記載の光輝性トナーの製造方法に対し、コア粒子/第一のシェル層形成工程時に離型剤分散液(P1)を添加せず、コア粒子形成工程時に、樹脂粒子分散液、光輝性顔料粒子分散液(1)、及びノニオン性界面活性剤とともに離型剤分散液(P1)を添加してコア粒子を形成した。これにより、離型剤をコア粒子に分散させた。
その後、実施例1の現像剤と同様にして、実施例2〜15、比較例1〜5の現像剤を作製した。
<評価>
(トナー粒子の特性)
実施例1の過程で得られたトナー粒子を用いて、既述の方法により、離型剤ドメインの長軸方向の長さ(条件(1))、比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)(条件(2))、離型剤ドメインの角度θ(条件(3))、比(距離A/円相当径)(条件(4))、及びトナー粒子の全トナー粒子に占める割合(個数%)を測定した。実施例2〜15、比較例1〜5についても、実施例1と同様の方法により測定した。結果を表3、4に示す。
(トナー粒子のSEM写真)
実施例1の過程で得られたトナー粒子の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。図6に、実施例1のトナー粒子の断面のSEM写真を示す。
実施例1のトナー粒子は、扁平形状の光輝性顔料粒子と扁平形状の離型剤ドメインとをそれぞれ複数有し、離型剤ドメインは、トナー粒子の表面側に存在することが観察された。
(感光体表面の傷の評価)
各例で得られた光輝性トナー及び現像剤を用いて感光体表面の傷の評価を行った。
温度25℃/湿度70%の環境下で、富士ゼロックス(株)社製Color 1000 Pressの現像器に現像剤を充填し、光輝性トナーをトナーカートリッジに充填した。続けて、コート紙(OKトップコート+紙、表面粗さRz=1.98μm、王子製紙(株)社製)上に、定着温度180℃、プロセススピードを250mm/秒に設定して、光輝性トナーの載り量が4.0g/mのベタ画像を3000枚連続出力した。その後、光学顕微鏡(キーエンス社製:VK9500)を用いて、感光体表面から選んだ1cm×34cmの範囲(以下、感光体表面の領域と称す)を視野観察し、以下の基準に従って感光体表面の傷を評価した。
−評価基準−
G1(○):感光体表面の領域に1mm以上の傷無し
G2(△):感光体表面の領域に1mm以上の傷が1つ発生
G3(×):感光体表面の領域に1mm以上の傷が2つ以上発生
(光沢ムラの評価)
上記の感光体表面の傷の評価でコート紙に連続して画像を3000枚連続出力した後、得られた100枚目のベタ画像の光沢(グロス)を、グロスメーターGM−26D(村上色彩技術研究所製)を用い、画像への入射光角度75度の条件で測定した。
グロスの測定箇所は、コート紙の短手方向と平行でありコート紙の長手方向の一方の端部から3cm、8cm及び15cmの箇所に位置する3本の線と、コート紙の長手方向と平行でありコート紙の短手方向の一方の端部から3cm、6cm及び10cmの箇所に位置する3本の線とが互いに直交する9箇所とした。
光沢ムラの評価は、測定した9箇所のうち、グロスの最大値と最小値との差に応じて以下の基準に従って判断した。結果を表3、4に示す。
−評価基準−
G1(◎):グロスの最大値と最小値との差が2.0未満
G2(○):グロスの最大値と最小値との差が2.0以上4.0未満
G3(△):グロスの最大値と最小値との差が4.0以上10.0未満
G4(×):グロスの最大値と最小値との差が10.0以上
−表3、4の説明−
・条件(3)の「角度θ(°)」とは、離型剤ドメインの重心を中心としトナー粒子の外縁に内接する円の円周と外縁との接点を通る接線と、離型剤ドメインの重心を通り離型剤ドメインの長軸方向に延伸させた線と、のなす角度を意味する。
・条件(4)の「距離A/円相当径」とは、トナー粒子の円相当径と、離型剤ドメインの重心と前記接点(条件(3)における接点)との距離Aと、の比(距離A/円相当径)を意味する。
・「割合(個数%)」とは、特定離型剤ドメインを有するトナー粒子の全トナー粒子に占める割合を意味する。
上記結果から、本実施例は、比較例に比べ、感光体表面への傷の発生、及び感光体表面への傷の発生に起因する光沢ムラが抑制されていることがわかる。
条件(1)(2)(4)を同一の値で満たす特定離型剤ドメインを有する実施例4、6において、前記特定離型剤ドメインを有するトナー粒子の全トナー粒子に占める割合が30個数%以上である実施例4は、前記割合が30%未満である実施例6に比べ、感光体表面の傷に起因する定着画像の光沢ムラが抑制されていることがわかる。
2,16,16A,16B,16C,16D,16E,16F,16G トナー粒子
4,12,12A,12B,12C,12D,12E,12F,12G 光輝性顔料粒子
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G 光輝性トナー
14,14A,14B,14C,14D,14E,14F,14G 離型剤ドメイン
20、107 感光体(像保持体の一例)
21 帯電装置(帯電手段の一例)
22、109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
24、112 転写装置(転写手段の一例)
25 クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
28、300 記録紙(記録媒体)
30、111 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
115 定着装置(定着手段の一例)
40 トナー
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
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

Claims (8)

  1. 光輝性顔料と、離型剤と、を含み、前記離型剤が下記条件(1)から下記条件(4)までを満たす離型剤ドメインを形成しているトナー粒子を有する光輝性トナー。
    条件(1): 前記離型剤ドメインの長軸方向の長さが300nm以上1500nm以下。
    条件(2): 前記離型剤ドメインの長軸方向の長さと短軸方向の長さとの比(長軸方向の長さ/短軸方向の長さ)が、3.0以上15.0以下。
    条件(3): 前記離型剤ドメインの重心を中心とし前記トナー粒子の外縁に内接する円の円周と前記外縁との接点を通る接線と、前記離型剤ドメインの重心を通り前記離型剤ドメインの長軸方向に延伸させた線と、のなす角度θが、0°以上45°以下。
    条件(4): 前記トナー粒子の円相当径と、前記離型剤ドメインの重心と前記接点との距離Aと、の比(距離A/円相当径)が、0.03以上0.25以下。
  2. 前記トナー粒子の全トナー粒子に占める割合が、30個数%以上である請求項1に記載の光輝性トナー。
  3. 前記トナー粒子が、コア粒子と前記コア粒子を被覆する第一のシェル層と前記第一のシェル層を被覆する第二のシェル層とを有し、前記離型剤ドメインが前記第一のシェル層に含まれる請求項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、
    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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