JP2017156657A - 静電荷像現像剤、現像剤カートリッジ、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
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Abstract
【解決手段】平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いトナー母粒子を含む光輝性トナーと、芯材粒子及び前記芯材粒子の表面を被覆する被覆層を有するキャリアと、を含み、前記被覆層が、樹脂及び界面活性剤を含有し、前記界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm以上200ppm以下であることを特徴とする静電荷像現像剤、並びに、前記静電荷像現像剤を用いた現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法。
【選択図】図2
Description
従来、電子写真法においては、感光体や静電記録体等の像保持体上に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーと呼ばれる検電性粒子を付着させて静電潜像(トナー像)を現像し、被転写体表面に転写し、加熱等により定着する、という複数の工程を経て、可視化する方法が一般的に使用されている。
トナーの中でも、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、光輝性のトナーが用いられている。
上記光輝性のトナーの例としては、例えば、特許文献1又は2に記載されたものが知られている。
また、二成分現像剤としては、特許文献3又は4に記載されたものが知られている。
<1>平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いトナー母粒子を含む光輝性トナーと、芯材粒子及び前記芯材粒子の表面を被覆する被覆層を有するキャリアと、を含み、前記被覆層が、樹脂及び界面活性剤を含有し、前記界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm以上200ppm以下であることを特徴とする静電荷像現像剤、
<2><1>に記載の静電荷像現像剤を収容する現像剤カートリッジ、
<3><1>に記載の静電荷像現像剤を収容し、かつ前記静電荷像現像剤を保持して搬送する現像剤保持体を備えるプロセスカートリッジ、
<4>像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が<1>に記載の静電荷像現像剤である画像形成装置、
<5>像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、前記現像剤として<1>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法。
前記<2>に記載の発明によれば、前記被覆層における界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm未満であるか、又は、200ppmを超える場合に比して、色ムラの少ない画像を形成できる静電荷像現像剤を収容する現像剤カートリッジが提供される。
前記<3>に記載の発明によれば、前記被覆層における界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm未満であるか、又は、200ppmを超える場合に比して、色ムラの少ない画像を形成できる静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジが提供される。
前記<4>に記載の発明によれば、静電荷像現像剤のキャリアにおいて、前記被覆層における界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm未満であるか、又は、200ppmを超える場合に比して、色ムラの少ない画像を形成できる画像形成装置が提供される。
前記<5>に記載の発明によれば、静電荷像現像剤のキャリアにおいて、前記被覆層における界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm未満であるか、又は、200ppmを超える場合に比して、色ムラの少ない画像を形成できる画像形成方法が提供される。
なお、本実施形態において、「A〜B」との記載は、AからBの間の範囲だけでなく、その両端であるA及びBも含む範囲を表す。例えば、「A〜B」が数値範囲であれば、「A以上B以下」又は「B以上A以下」を表す。
また、本実施形態において、「質量%」と「重量%」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
本実施形態の静電荷像現像剤(以下、単に「現像剤」ともいう。)は、平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いトナー母粒子を含む光輝性トナーと、芯材粒子及び前記芯材粒子の表面を被覆する被覆層を有するキャリアと、を含み、前記被覆層が、樹脂及び界面活性剤を含有し、前記界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm以上200ppm以下であることを特徴とする。
なお、本実施形態における「光輝性を有する」とは、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。
なお、「金属光沢のごとき」とは、光輝性トナーのベタ画像を形成した場合に、前記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以下であることを示す。
本発明者らは更に鋭意検討した結果、平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いトナー母粒子を含む光輝性トナーを用いた場合、被覆キャリアの被覆層に界面活性剤が特定量含有されることにより、色ムラの少ない画像を形成できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
詳細なメカニズムは不明だが、下記と予測している。
光輝性トナーとキャリアとの衝突により、キャリア表面に界面活性剤が浸みだし、更に光輝性トナー表面に移行することにより、定着時の記録媒体における水分及び水蒸気との親和性が向上し、光輝性トナーの配列が乱れず、色ムラが少ない画像が得られるものと推定される。
本実施形態の静電荷像現像剤に用いられるキャリアは、芯材粒子及び前記芯材粒子の表面を被覆する被覆層を有し、前記被覆層が、樹脂及び界面活性剤を含有し、前記界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm以上200ppm以下である。
芯材粒子を構成する材料としては、磁性材料が好ましく、例えば、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属;これらの磁性金属とマンガン、クロム、希土類等との合金;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。
芯材粒子は、磁性造粒、焼結により得られるが、その前処理として、磁性材料を粉砕してもよい。粉砕方法は特に問わず、公知の粉砕方法が挙げられ、具体的には例えば、乳鉢、ボールミル、ジェットミル等が挙げられる。
芯材粒子の体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により測定される。
前記キャリアにおける被覆層は、樹脂(以下、「被覆樹脂」ともいう。)と、界面活性剤と、必要に応じて、その他の添加剤と、を含む。
前記被覆層は、その他の添加剤を含まない、すなわち、樹脂及び界面活性剤からなる層であることが好ましい。上記態様であると、得られる画像の色ムラがより少なくなる。
被覆樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル共重合体、オルガノシロキサン結合を有す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、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、及び、エポキシ樹脂等が挙げられる。
シクロアルキル基を有するアクリル樹脂としては、(メタ)アクリル酸シクロアルキルの単独重合体、(メタ)アクリル酸シクロアルキルとそれ以外の単量体との共重合体が挙げられる。
(メタ)アクリル酸シクロアルキルとしては、例えば、アクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸シクロペンチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸シクロオクチル、及び、メタクリル酸シクロオクチル等が挙げられる。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸シクロアルキルとしては、アクリル酸シクロヘキシル、及び/又は、メタクリル酸シクロヘキシルが好ましく、メタクリル酸シクロヘキシルが特に好ましい。
また、シクロヘキシル基を有するアクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸シクロアルキルに由来する構成単位を、樹脂全体の80質量%以上含むことが好ましい。
被覆率は、芯材粒子の表面に対する被覆樹脂の被覆の程度として示され、蛍光X線測定において被覆されていない部分の元素分析による測定された元素(例えば、鉄)が、より広い範囲(例えば、キャリア1個の投影面積に対して1/3〜2/3程度)に照射したとき、20%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましい。
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び、ノニオン性界面活性剤等のいずれも挙げられ、25℃で固体の化合物であることが好ましく、また、アニオン性界面活性剤又はカチオン性界面活性剤であることが好ましく、アニオン性界面活性剤であることがより好ましい。上記態様であると、得られる画像の色ムラがより少なくなる。
また、本実施形態の静電荷像現像剤は、光輝性トナーも界面活性剤を含むことが好ましく、光輝性トナーに含まれる界面活性剤と、被覆層に含まれる界面活性剤とがいずれもアニオン性界面活性剤であることがより好ましく、光輝性トナーに含まれる界面活性剤と、被覆層に含まれる界面活性剤とが同じ性界面活性剤であることが特に好ましい。上記態様であると、得られる画像の色ムラがより少なくなる。
前記界面活性剤の含有量は、前記被覆層における前記キャリアの全質量に対して、50ppm以上200ppm以下であり、50ppm以上150ppm未満であることが好ましく、60ppm以上100ppm以下であることが特に好ましい。上記範囲であると、得られる画像の色ムラがより少なくなる。
界面活性剤の含有量は、液体クロマトグラフィー質量分析(LC/MS)装置(Waters社製ACQUITY UPLC/LCT-Premire/カラム:Waters社製ACQUITY UPLC BEH C8)/検出器:フォトダイオードアレイ検出器(PDA)(検出波長210〜500nm)、MS(Negative、LC測定用液:60%アセトニトリル水溶液)を使用する方法により求める。具体的には、キャリア5gに溶液10ml(60%アセトニトリル水溶液)を加え一晩放置し、その溶液を用いて界面活性剤のピークをLC/MS測定する。データから組成を帰属し、一方で濃度を振ったデータに該当する界面活性剤を測定し、界面活性剤量の検量線を作成する。その検量線をもとにキャリア粒子に対する界面活性剤量を求める。
前記キャリアにおける被覆層の量(被覆量)は、芯材粒子の全質量に対し、1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、3質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、3.5質量%以上4.5質量%以下であることが特に好ましい。
この被覆量の測定は、キャリア2g、トルエン20mlを100mlビーカーに投入し、超音波洗浄器(シャープ(株)製:UT−105)に出力100%で10分間処理した後、キャリアを磁石でビーカー下部に固定した状態で上澄液を取り除く。この処理を3回繰り返した後、残渣分を乾燥させて質量を測定し、初期の質量からの減量分を求め、被覆量とする。
本実施形態に用いられるキャリアの流動度は、25℃において、25〜55sec/50gであることが好ましく、30〜50sec/50gであることがより好ましく、40〜45sec/50gであることが特に好ましい。上記範囲であると、得られる画像の色ムラがより少なくなる。
本実施形態における流動度の測定は、JIS−Z2502(年号:2000)に準じて行う。
キャリアの体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により測定される。
キャリアの体積電気抵抗(25℃)としては、1×107Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下であることが好ましく、1×108Ω・cm以上1×1014Ω・cm以下であることがより好ましく、1×108Ω・cm以上1×1013Ω・cm以下であることが特に好ましい。
本実施形態に用いられるキャリアは、例えば、芯材粒子及び被覆樹脂の粒子に機械的衝撃を付与し、被覆樹脂の粒子を芯材粒子の表面に付着させた混合物を得る工程と、混合物を混練する工程と、再度、混練した混合物を機械的衝撃により粉砕する工程と、を経て製造する。これにより、芯材粒子の表面が被覆層で被覆されたキャリアが製造される。
一方、混合物の混練は、例えば、一軸混練機、二軸混練機等の周知の混練機が好適に用いられる。
なお、界面活性剤の被覆層への配合は、被覆層を形成するとき、別途、界面活性剤を被覆樹脂に添加することで行ってもよい。具体的には、例えば、塊状の被覆樹脂に界面活性剤を添加し、これを混練した後、粉砕して、被覆樹脂の粒子を得て、この被覆樹脂の粒子を用いて被覆層を形成することで、界面活性剤を被覆層に配合してもよい。
本実施形態の静電荷像現像剤に用いられる光輝性トナー(単に「トナー」ともいう。)は、平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いトナー母粒子を含む。
円相当径Mは、投影面積が最大面となる扁平面において、投影面積をXとしたとき、以下の式で与えられる。
M=2×(X/π)1/2
前記光輝性トナーは、下記(1)の要件を更に満たすことが好ましい。
(1)前記トナー母粒子の厚み方向への断面を観察した場合に、トナー母粒子の該断面における長軸方向と金属顔料の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる金属顔料の割合が、観察される全金属顔料のうち70%以上である。
ここで、図2に上記(1)の要件を満たす本実施形態に好適に用いられる光輝性トナーにおけるトナー母粒子の一例を概略的に示す断面図を示す。なお、図2に示す概略図は、トナー母粒子の厚み方向への断面図である。
図2に示すトナー母粒子Tは、厚さLよりも円相当径が長い扁平形状のトナー母粒子であり、扁平形状(具体的には鱗片状)の金属顔料MPを含有している。
前記の通り、トナー母粒子は扁平形状である。すなわち平均最大厚さCの値が平均円相当径Dの値よりも小さい。
また、トナー母粒子における比(C/D)の値は、0.700以下が好ましく、0.001以上0.500以下がより好ましく、0.010以上0.200以下が更に好ましく、0.050以上0.100以下が特に好ましい。比(C/D)が0.001以上であることにより、トナー母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、顔料がトナー母粒子から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。また、比(C/D)が0.700以下であることにより、0.700よりも大きい場合に比べて高い光輝性が得られやすい。
トナーを平滑面にのせ、振動を掛けてムラのないように分散する。100個のトナーについて、カラーレーザー顕微鏡「VK−9700」((株)キーエンス製)により1,000倍に拡大して最大の厚さCと上から見た面の投影面積より算出した円相当径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。
また、平均長軸長及び平均短軸長(例えば、図1に示すR1及びR2)は、同様にして100個のトナーについて、カラーレーザー顕微鏡(VK−9700)((株)キーエンス製)により1,000倍に拡大して長軸長と短軸長を測定し、それらの算術平均値を求めることにより算出する。
図1及び図2に示すトナー母粒子Tは、厚さLよりも円相当径が長い扁平状のトナー母粒子であり、鱗片状の金属顔料MPを含有している。
図2に示すごとく、トナー母粒子Tが厚さLよりも円相当径が長い扁平状であると、最終的にトナーが転写される記録媒体上において、扁平状のトナー母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、扁平状のトナー母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。
上記の数が70個数%以上であることにより、光沢の均一性に優れた、光輝性を有する画像を得ることができる。
トナーをビスフェノールA型液状エポキシ樹脂及び硬化剤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(本実施形態においては、LEICAウルトラミクロトーム((株)日立ハイテクノロジーズ製)を使用)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。この観察サンプルを透過型電子顕微鏡(TEM)により倍率5,000倍前後でトナー粒子の断面を観察する。観察された100個のトナー母粒子について、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。
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、すなわち、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。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より優れる。また、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。
上記比(A/B)は、20以上90以下であることが好ましく、40以上80以下であることがより好ましい。
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°とするのは、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。
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(株)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、400〜700nm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。
前記光輝性トナーは、トナー母粒子に光輝性顔料を含むことが好ましい。
光輝性顔料としては、金属顔料が好ましく挙げられる。
金属顔料としては、例えば、アルミニウム、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛、銅、銀、金、白金などの金属粉末、金属蒸着された薄片状ガラス粉などが挙げられる。上記金属顔料の中でも特に、入手容易でトナー粒子を扁平形状にしやすい等の観点から、アルミニウムが最も好ましい。前記金属顔料の表面は、シリカ粒子、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などで被覆されていてもよい。金属顔料の形状は、鱗片状(平板状)又は扁平状であることが好ましく、鱗片状であることがより好ましく、また、金属顔料は、金属顔料の平均最大厚さよりも金属顔料の平均円相当径が長いことが好ましい。
前記光輝性トナーにおける光輝性顔料の含有量としては、トナー母粒子の全重量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。
金属顔料の表面処理方法としては、特に制限はなく、公知の表面処理方法を用いてもよいが、後述する方法により、前記第一及び第二の被覆層を形成する方法が好ましく挙げられる。
上記の中でも、トナー粒子を製造する際の耐薬品性に優れる点、また、顔料表面をより均一に近い状態で被覆しうる点から、シリカが好ましい。
なお、第一の被覆層は、上記の金属酸化物のみから形成されていてもよいが、製造の際に含まれる不純物等を含んでいてもよい。
上記の元素比Mb/Maを求める際の元素量は、蛍光X線解析装置(XRF)を用いて測定される。
具体的には、加圧成型機を用いて、トナー粒子5gに10tonの圧縮圧力をかけて直径5cmのディスクを作製し、これを測定試料とした。これを(株)島津製作所製の蛍光X線分析装置(XRF−1500)を使用して、測定条件を、管電圧40KV、管電流90mA、測定時間30分として、金属顔料及び第一の被覆層中の金属元素量を測定できる。
本実施形態においては、元素比Mb/Maが0.08以上0.20以下の範囲となるように有機金属化合物を添加し、金属顔料を含有する分散液中に、加水分解触媒を添加して分散液のpHを調整することにより、金属顔料の表面に析出させるとすることが好ましい。
また、この第一の被覆層の被覆量は、蛍光X線解析装置(XRF)でアルミ顔料とシリカ粒子の混合物を予め測定した検量線により測定される。
前記第二の被覆層は、樹脂による被覆層であることが好ましい。
ここで用いられる樹脂としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等、後述するような、トナー粒子の結着樹脂として公知の樹脂が用いられる。
中でも、顔料表面を均一に被覆しうる点から、アクリル樹脂が好ましい。
また、トナー粒子を製造する際の耐薬品性に優れる点や、耐衝撃性の点から、第二の被覆層が架橋された樹脂からなる層であることが好ましい。
なお、第二の被覆層は、上記の樹脂のみから形成されていてもよいが、製造の際に含まれる不純物等を含んでいてもよい。
また、この第二の被覆層の被覆量は、熱量計測定装置(TGA)を用いて、窒素気流下、30℃/minの昇温速度で30℃から600℃まで昇温したときの質量減少率により測定される。
また、トナー粒子中の結着樹脂には、離型剤やその他の成分が混在していることから、これらの混在領域と被覆顔料における第二の被覆層とを区別することで、第二の被覆層の被覆量を測定してもよい。
すなわち、第一の被覆層を形成した被覆顔料を固液分離し、必要に応じて洗浄を行った後に、溶媒に分散し、撹拌しながら重合性モノマーと重合開始剤を添加して、加熱処理を行い、金属顔料表面に樹脂を析出させる。このようにして、第二の被覆層が形成される。
前記光輝性トナーは、トナー母粒子に結着樹脂を含むことが好ましい。
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、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、ジカルボン酸とともに、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、ジオールとともに、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。
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 K7121−1987「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数平均分子量(Mn)は、2,000以上100,000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(株)製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー(株)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。
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、予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ともに重縮合させるとよい。
結着樹脂の含有量としては、トナー母粒子の全質量に対して、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%以下が更に好ましい。
前記光輝性トナーは、トナー母粒子に離型剤を含有することが好ましい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナウバワックス、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。
離型剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1〜20質量部の範囲で含有することが好ましく、3〜15質量部の範囲で含有することがより好ましい。上記範囲であると、良好な定着及び画質特性の両立が可能である。
前記光輝性トナーは、トナー母粒子に界面活性剤を含有することが好ましい。
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び、ノニオン性界面活性剤等のいずれも挙げられ、25℃で固体の化合物であることが好ましく、また、アニオン性界面活性剤又はカチオン性界面活性剤であることが好ましく、アニオン性界面活性剤であることがより好ましい。上記態様であると、得られる画像の色ムラがより少なくなる。
アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、及び、ノニオン性界面活性剤の具体例としては、前記キャリアの被覆層において、前述したものが好ましく挙げられる。
また、前述したように、本実施形態の静電荷像現像剤は、光輝性トナーに含まれる界面活性剤と、被覆層に含まれる界面活性剤とがいずれもアニオン性界面活性剤であることがより好ましく、光輝性トナーに含まれる界面活性剤と、被覆層に含まれる界面活性剤とが同じ性界面活性剤であることが特に好ましい。上記態様であると、得られる画像の色ムラがより少なくなる。
界面活性剤の含有量としては、トナー母粒子の全質量に対して、0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上3質量%以下が特に好ましい。
前記光輝性トナーは、必要に応じ、光輝性顔料以外の着色剤を含有してもよい。
他の着色剤としては、公知のものを用いることができ、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性の観点から任意に選択すればよい。
具体的には、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドCなどの種々の顔料や、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種着色剤などが例示できる。
他の着色剤の分散方法としては、任意の方法、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することができ、何ら制限されるものではない。また、これらの着色剤粒子は、その他の粒子成分とともに混合溶媒中に一度に添加してもよいし、分割して多段階で添加してもよい。
前記光輝性トナーは、外添剤を含有してもよい。
外添剤としては、無機粒子や有機粒子が挙げられ、無機粒子が好ましい。
無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、メタチタン酸、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
中でも、チタン化合物粒子であることが好ましく、酸化チタン及び/又はメタチタン酸粒子であることがより好ましく、メタチタン酸粒子であることが特に好ましい。
前記疎水化処理は、疎水化処理剤に前記無機粒子を浸漬等することにより行ってもよい。前記疎水化処理剤としては特に制限はないが、例えば、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネートカップリング剤、アルミニウム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。これらの中でも、シランカップリング剤が好適に挙げられる。
また、外添剤は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
前記光輝性トナーにおける外添剤の割合は、トナー母粒子100質量部に対し、0.01〜5質量部の範囲が好ましく、0.1〜3.5質量部の範囲がより好ましい。
光輝性トナーには、上記成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、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添加してもよい。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。上記磁性体等を含有させて磁性トナーとして用いる場合、これらの強磁性体は、平均粒径が2μm以下のものが好ましく、0.1〜0.5μm程度のものがより好ましい。トナー中に含有させる量としては、樹脂成分100質量部に対し20〜200質量部が好ましく、樹脂成分100質量部に対し40〜150質量部が特に好ましい。また、10kエルステッド印加での磁気特性が、保磁力(Hc)が20〜300エルステッド、飽和磁化(σs)が50〜200emu/g、残留磁化(σr)が2〜20emu/gのものが好ましい。
トナーの体積平均粒径は、1μm以上30μm以下であることが好ましく、10μm以上20μm以下であることがより好ましい。なお、本実施形態における光輝性トナーのように扁平形状である場合、上記体積平均粒径の値は球相当径の体積平均値を表す。
具体的には、上記体積平均粒径D50vは、コールターマルチサイザーII型(ベックマン−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/D16v)1/2として算出される。
粒子の粒径がおよそ5μm以下の場合は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(LA−700、(株)堀場製作所製)を用いて測定することができる。
更に、粒径がナノメーターオーダーの場合は、BET式の比表面積測定装置(Flow SorbII2300、(株)島津製作所製)を用いて測定することができる。
前記光輝性トナーは、湿式法や乾式法など公知の方法により作製されるが、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、中でも、トナー粒子の形状や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ことから、乳化凝集法にて製造することが特に好ましい。
ここで、乳化凝集法とは、トナーに含まれる成分(結着樹脂、着色剤等)を含む分散液(乳化液、金属顔料分散液等)をそれぞれ調製し、これらの分散液を混合して混合液とし、その後凝集粒子を結着樹脂の融解温度又はガラス転移温度以上(結晶性樹脂と非結晶性樹脂とを両方含有するトナーを製造する場合には、結晶性樹脂の融解温度以上、かつ非結晶性樹脂のガラス転移温度以上)に加熱してトナー成分同士を凝集させるとともに、合一させる方法である。
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、分散機によりせん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。更に、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ともに粒子分散し、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、水であることが好ましい。
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。
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、より好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。
また、金属顔料と結着樹脂とを溶剤に分散及び/又は溶解して混合し、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の分散液を調製してもよい。
凝集工程においては、樹脂粒子の分散液、金属顔料分散液、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、撹拌下、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)が好ましい範囲になりやすくなる。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)が小さくなり、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)が大きくなる。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よい。
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が低減され、帯電特性が向上するため特に好ましい。
前記無機金属塩としては、特に、アルミニウム塩及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型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よい。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好ましい構成である。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。
融合工程においては、前記凝集工程に準じた撹拌条件下で、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。
そして、本実施形態のトナーは、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好ましい。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。
本実施形態の静電荷像現像剤を用いた画像形成方法について説明する。本実施形態の静電荷像現像剤は、公知の電子写真方式を利用した画像形成方法に利用される。具体的には以下の工程を有する画像形成方法において利用される。
すなわち、好ましい画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、前記現像剤として、本実施形態の静電荷像現像剤を用いる。また、転写工程は、像保持体から被転写体へのトナー像の転写を媒介する中間転写体を用いたものである方が、本実施形態の効果が発揮されやすい。
また、転写後の前記像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング工程を更に有していてもよい。
前記静電潜像形成工程は、像保持体(感光体)上に静電潜像を形成する工程である。
前記現像工程は、現像剤保持体上の静電荷像現像剤により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。
前記転写工程は、前記トナー画像を被転写体上に転写する工程である。また、転写工程における被転写体としては、中間転写体や紙等の被記録媒体が例示できる。
前記定着工程では、例えば、加熱ローラの温度を一定温度に設定した加熱ローラ定着器により、転写紙上に転写したトナー像を定着して複写画像を形成する方式が挙げられる。
前記クリーニング工程は、像保持体上に残留する静電荷像現像剤を除去する工程である。
被転写体としては、中間転写体や紙等の記録媒体を使用することができる。
記録媒体としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される紙、OHPシート等が挙げられ、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
本実施形態の画像形成装置は、本実施形態の静電荷像現像剤を用いた画像形成装置である。本実施形態の画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が本実施形態の静電荷像現像剤であることが好ましい。
なお、本実施形態の画像形成装置は、上記のような像保持体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じて、クリーニング手段や除電手段等を含んでいてもよい。
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。
クリーニング手段としては、例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシなどが挙げられる。
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3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(像保持体の一例)を有し、この感光体20の周囲には、感光体20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(露光手段の一例)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3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を開設するとともに、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、まず、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。なお、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36(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。
本実施形態の現像剤カートリッジは、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容している現像剤カートリッジである。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像剤を収容し、かつ前記静電荷像現像剤を保持して搬送する現像剤保持体を備えるプロセスカートリッジであり、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像用トナー又は前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、像保持体、前記像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び、前記像保持体表面に残存したトナーを除去するためのクリーニング手段よりなる群から選ばれる少なくとも1種と、を備え、本実施形態の静電荷像現像剤を少なくとも収容しているプロセスカートリッジであることが好ましい。
また、現像剤カートリッジは、トナー及びキャリアを収納するカートリッジであってもよく、トナーを単独で収納するカートリッジとキャリアを単独で収納するカートリッジとを別体としたものでもよい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に脱着されることが好ましい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等、その他の部材を含んでもよい。
プロセスカートリッジとしては、公知の構成を採用してもよく、例えば、特開2008−209489号公報、及び、特開2008−203736号公報等が参照される。
なお、以下に実施例において、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を意味し、「%」は「質量%」を意味する。
トナーにおける比(C/D)、体積平均粒径、キャリアの被覆層における界面活性剤の含有量は、前述の方法によりそれぞれ測定した。
以下のようにして、チタン化合物粒子を作製した。
具体的には、イルメナイトを鉱石として用い、これを硫酸に溶解させ鉄分を分離し、得られたTiOSO4を加水分解し、ろ液のpHが一定になるまで、水洗浄を行った。3N塩酸を加え、pH6.5〜7に調整したのち、濃硫酸を加え、塩酸濃度110g/L、TiO2濃度50g/Lに調整し、30℃で2時間撹拌後、放置することで、TiO(OH)2スラリーを作製した。得られたTiO(OH)2 100部(TiO(OH)2換算)に対し、38質量部にあたるターシャリーブチルトリメトキシシランを混合し、80℃で30分間撹拌後、7N水酸化ナトリウム水溶液を加え、pH6.8に中和し、吸引ロートを用いてろ過、水洗浄を行った。その後、120℃で10時間乾燥した後、ピンミルでソフト凝集をほどき、チタン化合物粒子1を作製した。
得られたチタン化合物粒子1の体積平均粒径は、30nmであった。
<結着樹脂の合成>
・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: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撹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8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2時間保持することにより結着樹脂を合成した。なお、1Torr=約133.3Paである。
・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)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液を更に撹拌しながら、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。
・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ー(ゴーリン社製)で360分間の分散処理をして、体積平均粒子径が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。
・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:900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(固形分濃度:10%)を調製した。
〔トナー粒子(1)の作製〕
・樹脂粒子分散液:450部
・離型剤分散液:50部
・光輝性顔料粒子分散液:21.74部
・ノニオン界面活性剤(Rhodia社製、IGEPAL CA897):1.40部
上記原料を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4,000rpm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5,000rpmにして15分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、層流を形成するための2枚パドルの撹拌翼を用いた撹拌装置、及び、温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、撹拌回転数を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。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。
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結着樹脂の樹脂粒子を付着させた。更に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、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、67.5℃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、67.5℃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(1)を得た。
凝集粒子の成長を促進させる工程の撹拌回転数を810rpmから600rpmに変更し、凝集粒子を融合させる工程の温度を67.5℃から74℃に変更した以外は、トナー粒子(1)の作製と同様にして、トナー粒子(2)を作製した。
凝集粒子の成長を促進させる工程の撹拌回転数を810rpmから520rpmに変更し、凝集粒子を融合させる工程の温度を67.5℃から80℃に変更した以外は、トナー粒子(1)の作製と同様にして、トナー粒子(3)を作製した。
ノニオン界面活性剤(Rhodia社製、IGEPAL CA897):1.40部をアニオン界面活性剤(花王(株)製、ペレックスSS):3.40部に変更した以外は、トナー粒子(1)の作製と同様にして、トナー粒子(4)を作製した。
凝集粒子を融合させる工程の温度を67.5℃から80℃に変更した以外は、トナー粒子(1)の作製と同様にして、トナー粒子(5)を作製した。
線状ポリエステル樹脂(テレフタル酸/ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物/シクロヘキサンジメタノールから得られた線状ポリエステル、Tg(ガラス転移温度):62℃、Mn(数平均分子量):4,000、Mw(重量平均分子量):35,000、酸価:12、水酸価:25)100質量部、光輝性顔料(昭和アルミニウムパウダー(株)製2173EA)15質量部の混合物をエクストルーダーで混練し、表面粉砕方式の粉砕機で粉砕した後、風力式分級機で細粒、粗粒を分級し、トナー粒子(6)を得た。
表1に記載のトナー粒子100部に対して、チタン化合物粒子を0.5部添加して、ヘンシェルミキサーを用いて周速22m/sで3分間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して、実施例、比較例に使用するトナーを調製した。
〔フェライト粒子1の作製〕
Fe2O3を1,318質量部、Mn(OH)2を586質量部、Mg(OH)2を96質量部混合した後、730℃の温度で3時間、仮焼成を行った。次に、仮焼成物に、ポリビニルアルコールを6.6質量部加え、ポリカルボン酸系分散剤を0.2質量部、水とメディア径1mmのジルコニアビーズとともに、サンドミルで解砕、分散を行った。湿式分散粒径が5.5μmになるまで行い、次に、スプレードライヤーで乾燥粒径が38μmになるように造粒、乾燥させた。更に、窒素と酸素の混合気体で、酸素分圧5%の混合雰囲気のもと、得られた粒子を解砕工程、磁力選別工程を経た後、追加で800℃の温度で4時間加熱した後、分級工程を経て、体積平均粒径(D50)34μmのフェライト粒子1を得た。
原料混合時に全体の0.5質量%の酸化チタンを加え、仮焼成温度を810℃、湿式分散径を1.4μm、焼成温度を1,420℃、窒素と酸素の混合気体で、酸素分圧2%の混合雰囲気のもと、電気炉で1,450℃、4時間の条件で追加加熱を行った以外は、フェライト粒子1と同様にして、粒径34μmのフェライト粒子2を得た。
スプレードライヤーで乾燥粒径が32μmになるようにした以外はフェライト粒子1と同様にして、粒径28μmのフェライト粒子3を得た。
スプレードライヤーで乾燥粒径が58μmになるようにした以外はフェライト粒子1と同様にして、粒径50μmのフェライト粒子4を得た。
・メタクリル酸シクロヘキシル(CHMA、和光純薬工業(株)製):165部
・メタクリル酸メチル(MMA、メチルメタクリレート:和光純薬工業(株)製):35部
・ステアリン酸アルミニウム(日油(株)製):0.2部
・アニオン界面活性剤(花王(株)製、ペレックスSS):0.20部
以上を撹拌しながら混合し、イオン交換水250部を徐々に加えた。白濁後、窒素置換しながら70℃まで5℃/分で昇温し、70℃になった段階で15分撹拌しながら放置した。過硫酸アンモニウム1.1部をイオン交換水50部に溶かした水溶液を30分かけて加え、添加後7時間放置した。
その後冷却し、1)遠心分離で粒子を沈降、2)イオン交換水を300部添加し30分25℃で撹拌、1)と2)の操作を繰り返し6回沈降させた後、40℃で12時間、凍結乾燥し、樹脂粒子1を得た。
アニオン界面活性剤を0.35部用いた以外は樹脂粒子1と同様にして、樹脂粒子2を得た。
メタクリル酸シクロヘキシルを200部用い、メタクリル酸メチルを用いなかった以外は樹脂粒子1と同様にして、樹脂粒子3を得た。
芯材粒子としてフェライト粒子1:96部、被覆樹脂粒子1:4部、及び、アニオン界面活性剤(花王(株)製、ペレックスSS):0.0035部をプラネタリーミキサーにより60rpmで1時間の条件で予備混合を施した。その後、乾式処理装置(ノビルタNOB130、ホソカワミクロン(株)製)により2,000rpm、約50℃でフェライト粒子の表面に被覆層を形成し、キャリア1(キャリア粒子1)を得た。
表1にしたがって、樹脂粒子の量、並びに、界面活性剤の種類及び量を変更した以外は、キャリア1と同様にして、キャリア2〜15を作製した。
なお、キャリア6においては、更に、原料混合時にキャボット社製モーガルLを1質量部展開した以外はキャリア1と同様にして、キャリア6を作製した。
また、キャリア10では、フェライト粒子として、パウダーテック(株)製フェライトコアEF−35(35B)を使用した。35Bの平均粒径は、35μmであった。
前記トナー:32部と前記キャリア:418部とを、Vブレンダーに入れ、20分間撹拌し、その後212μmで篩分して現像剤を作製した。
<色ムラ評価>
以下の方法によりベタ画像を形成した。
試料となる現像剤を、富士ゼロックス(株)製DocuCentre−III C7600改造機の現像器に充填し、低温低湿(7℃10RH%)環境下で一晩シーズニングした後に、記録紙(特殊東海製紙(株)製レザック66)上に、定着温度180℃、定着圧力4.0kg/cm2にて、トナー載り量が4.0g/cm2の3cm×4cmのベタ画像をA4用紙/120ppmで、10,000枚連続で形成した。
10,000枚目の紙の端部色ムラを目視で評価した(6段階)。
AA:色ムラ無し
A:ごくわずかに色ムラ有り
B:わずかに色ムラあり
C:若干色ムラあり
E:色ムラあり
F:顕著な色ムラ有り
なお、各評価スコアで同スコアであっても良好な結果には「+」表記の添え字を付した。
Claims (5)
- 平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いトナー母粒子を含む光輝性トナーと、
芯材粒子及び前記芯材粒子の表面を被覆する被覆層を有するキャリアと、を含み、
前記被覆層が、樹脂及び界面活性剤を含有し、
前記界面活性剤の含有量が、前記キャリアの全質量に対して、50ppm以上200ppm以下であることを特徴とする
静電荷像現像剤。 - 請求項1に記載の静電荷像現像剤を収容する現像剤カートリッジ。
- 請求項1に記載の静電荷像現像剤を収容し、かつ前記静電荷像現像剤を保持して搬送する現像剤保持体を備えるプロセスカートリッジ。
- 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、
前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、
前記現像剤が請求項1に記載の静電荷像現像剤である
画像形成装置。 - 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、
前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、
前記現像剤として請求項1に記載の静電荷像現像剤を用いる
画像形成方法。
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