JP2021179502A - 電子写真用トナー並びにこれを用いた電子写真画像形成装置及び電子写真画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第一実施形態は、少なくとも、結着樹脂と、白色顔料と、ロイコ色素、顕色剤及び消色剤の3成分から構成される可逆的な色変化を示す発色剤と、を含む、電子写真用トナーである。かかる構成により、上記した発明の効果を奏することができる。また、上記構成により、白色から有色(黒色、赤色など)に可逆的かつ任意に色を変化させることができる。以下、本実施形態の電子写真用トナーにつき、構成要件ごとに説明する。
図1は、本発明の電子写真用トナーが未使用状態または再発色状態であって、トナーの色味が、白色顔料の色味よりも発色剤の色味が勝ることで、黒色を呈するトナー断面の様子を模式的に表した概念図である。図2は、図1のトナーが画像定着による消色状態、または再発色後の繰り返し加熱による消色状態であって、トナーの色味が、発色剤の消色状態よりも白色顔料の色味が勝ることで、白色を呈するトナー断面の様子を模式的に表した概念図である。
本実施形態の電子写真用トナーとは、トナー母体粒子又はトナー粒子の集合体をいう。ここで、トナー粒子は、トナー母体粒子に外添剤を添加したものであるが、トナー母体粒子をそのままトナー粒子として用いることもできる。
本実施形態のトナーは、結着樹脂を含むものである。結着樹脂としては、非晶性樹脂を含むのが好ましく、低温定着性の観点から、結晶性樹脂をさらに含むのが好ましい。また、本発明の効果を阻害しない範囲内で、その他、公知の樹脂を含有していてもよい。
結着樹脂として含有される非晶性樹脂は、示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、得られる吸熱曲線において、融点を有さず(即ち、昇温時の前述の明確な吸熱ピークがなく)、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂である。
前記ビニル樹脂は、例えば、ビニル化合物の重合体であり、その例には、アクリル酸エステル樹脂、スチレン・アクリル酸エステル樹脂及びエチレン−酢酸ビニル樹脂が含まれる。中でも、熱定着時の可塑性の観点から、スチレン・アクリル酸エステル樹脂(スチレン・アクリル樹脂ともいう)が好ましい。
スチレン・アクリル樹脂は、少なくとも、スチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体とを付加重合させて形成される。スチレン単量体は、CH2=CH−C6H5の構造式で表されるスチレンの他に、スチレン構造中に公知の側鎖や官能基を有するスチレン誘導体を含む。
(メタ)アクリル酸エステル単量体は、CH(Ra)=CHCOORb(Raは水素原子又はメチル基を表し、Rbは炭素数1〜24のアルキル基を表す)で表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの他に、これらのエステルの構造中に公知の側鎖や官能基を有するアクリル酸エステル誘導体やメタクリル酸エステル誘導体を含む。
スチレン単量体の例には、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン及びp−n−ドデシルスチレンが含まれる。
前記スチレン・アクリル樹脂の可塑性を制御する観点から、スチレン・アクリル樹脂におけるスチレン単量体に由来する構成単位の含有量は、40〜90質量%の範囲内であることが好ましい。また、前記スチレン・アクリル樹脂における(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構成単位の含有率は、10〜60質量%の範囲内であると好ましい。
スチレン・アクリル樹脂は、前記スチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体以外の他の単量体に由来する構成単位を更に含有していてもよい。他の単量体の例には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステルなどのカルボキシ基を有する化合物、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートなどのヒドロキシ基を有する化合物が含まれる。
前記スチレン・アクリル樹脂における前記他の単量体に由来する構成単位の含有量は、0.5〜20質量%の範囲内であることが好ましい。
前記スチレン・アクリル樹脂は、公知の油溶性又は水溶性の重合開始剤を使用して単量体を重合する方法によって合成することができる。油溶性の重合開始剤の例には、アゾ系又はジアゾ系重合開始剤及び過酸化物系重合開始剤が含まれる。
前記アゾ系又はジアゾ系重合開始剤の例には、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル及びアゾビスイソブチロニトリルが含まれる。
過酸化物系重合開始剤の例には、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン及びトリス−(t−ブチルパーオキシ)トリアジンが含まれる。
また、乳化重合法でスチレン・アクリル樹脂の樹脂粒子を合成する場合には、重合開始剤として水溶性ラジカル重合開始剤が使用可能である。水溶性ラジカル重合開始剤の例には、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸とその塩及び過酸化水素が含まれる。
非晶性ポリエステル樹脂としては、非晶性ポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られる。具体的な非晶性ポリエステル樹脂については、特に制限はなく、本技術分野における従来公知の非晶性ポリエステル樹脂が用いられ得る。
多価カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類、無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族カルボン酸類、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類が挙げられる。これらの多価カルボン酸を1種又は2種以上用いることができる。これら多価カルボン酸の中でも、芳香族カルボン酸を使用することが好ましく、またより良好な定着性を確保できる架橋構造又は分岐構造とするために、ジカルボン酸とともに3価以上のカルボン酸を併用することが好ましい。
多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、などの脂肪族ジオール類、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールAなどの脂環式ジオール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物などの芳香族ジオール類等が挙げられる。これら多価アルコールの1種又は2種以上用いることができる。これら多価アルコールの中でも、芳香族ジオール類、脂環式ジオール類が好ましく、このうち芳香族ジオール類がより好ましい。またより良好な定着性を確保できる架橋構造又は分岐構造とするために、ジオールとともに3価以上の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等)を併用することが好ましい。
非晶性樹脂は、その可塑性を制御しやすいという観点から、重量平均分子量(Mw)が、5000〜150000の範囲内であると好ましく、10000〜70000の範囲内であるとより好ましい。
本発明に係る結晶性樹脂とは、結晶性樹脂又はトナー粒子のDSCにおいて、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、DSCにおいて、昇温速度10℃/分で測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークを意味する。
また、前記結晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)が5000〜50000の範囲内にあり、数平均分子量(Mn)が2000〜10000の範囲内にあることは、低温定着性及び最終画像における安定した光沢の発現の観点から好ましい。
重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、以下のようにゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した分子量分布から求めることができる。
結晶性樹脂の融点は、十分な低温定着性と高温保存性とを得る観点から、50℃以上90℃以下の範囲内にあることが好ましく、60℃以上80℃以下の範囲内にあることがより好ましい。
結着樹脂の融点は、DSCにより測定することができる。具体的には、試料5mgをアルミニウム製パンKITNo.B0143013に封入し、熱分析装置 Diamond DSC(パーキンエルマー社製)のサンプルホルダーにセットして、昇温、降温、昇温の順に温度を変動させる。
結晶性樹脂を用いる場合、トナー母体粒子全量に対する結晶性樹脂の含有量は、5質量%以上20質量%以下の範囲内であることが、良好な低温定着性と高温高湿環境下での転写性とを両立させる観点から好ましい。前記含有量が5質量%以上であれば、形成されるトナー画像の低温定着性が十分となる。また、前記含有量が20質量%以下であれば、転写性が十分となる。
結晶性ポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られる。
多価カルボン酸の例には、ジカルボン酸が含まれる。このジカルボン酸は、1種でもそれ以上でもよく、脂肪族ジカルボン酸であることが好ましく、芳香族ジカルボン酸を更に含んでいてもよい。脂肪族ジカルボン酸は、直鎖型であることが、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性を高める観点から好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の例には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸、これらの低級アルキルエステル及びこれらの酸無水物が含まれる。中でも、低温定着性及び転写性の両立の効果が得られやすい観点から、炭素数6〜16の範囲内の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、更に炭素数10〜14の範囲内の脂肪族ジカルボン酸がより好ましい。
芳香族ジカルボン酸の例には、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸及び4,4’−ビフェニルジカルボン酸が含まれる。中でも、入手容易性及び乳化容易性の観点から、テレフタル酸、イソフタル酸又はt−ブチルイソフタル酸が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂において、前記ジカルボン酸由来の構成単位の総モル数に対する脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位の含有量は、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性を十分に確保する観点から、50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることが更に好ましく、100モル%であることが特に好ましい。
前記多価アルコール成分の例には、ジオールが含まれる。ジオールは、1種でもそれ以上でもよく、脂肪族ジオールであることが好ましく、それ以外のジオールを更に含んでいてもよい。脂肪族ジオールは、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性を高める観点から、直鎖型であることが好ましい。
前記脂肪族ジオールの例には、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール及び1,20−エイコサンジオールが含まれる。中でも、低温定着性及び転写性の両立の効果が得られやすい観点から、炭素数2〜20の範囲内の脂肪族ジオールが好ましく、更に炭素数4〜6の範囲内の脂肪族ジオールがより好ましい。
その他のジオールの例には、二重結合を有するジオール及びスルホン酸基を有するジオールが含まれる。具体的には、二重結合を有するジオールの例には、2−ブテン−1,4−ジオール、3−ヘキセン−1,6−ジオール及び4−オクテン−1,8−ジオールが含まれる。
結晶性ポリエステル樹脂において、ジオール由来の構成単位の総モル数に対する脂肪族ジオール由来の構成単位の含有量は、トナーの低温定着性及び最終的に形成される画像の光沢性を高める観点から、50モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることが更に好ましく、100モル%であることが特に好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂のモノマーにおける前記ジオールと前記ジカルボン酸との割合は、ジオールのヒドロキシ基[OH]とジカルボン酸のカルボキシ基[COOH]との当量比[OH]/[COOH]で2.0/1.0〜1.0/2.0の範囲内であることが好ましく、1.5/1.0〜1.0/1.5の範囲内であることがより好ましく、1.3/1.0〜1.0/1.3の範囲内であることが特に好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、公知のエステル化触媒を利用して、前記多価カルボン酸及び多価アルコールを重縮合する(エステル化する)ことにより合成することができる。
結晶性ポリエステル樹脂の合成に使用可能な触媒は、1種でもそれ以上でもよく、その例には、ナトリウム、リチウムなどのアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウムなどの第2族元素を含む化合物;アルミニウム、亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウムなどの金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物が含まれる。
結晶性ポリエステル樹脂の重合温度は、150℃以上250℃以下の範囲内であることが好ましい。また、重合時間は、0.5時間以上10時間以下の範囲内であることが好ましい。重合中には、必要に応じて反応系内を減圧にしてもよい。
本実施形態のトナーには白色顔料が含まれる。白色顔料としては、特に制限されるものではなく、無機の白色顔料、有機の白色顔料、中空構造を有する白色顔料など、従来公知の白色顔料を用いることができる。白色顔料は、単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせてもよい。白色顔料の有無は、検知性という意味では目視で当業者なら確認可能であり、トナーの色味で確認することができる。
トナー粒子中における白色顔料の平均粒径は、トナー断面における白色顔料粒子の水平方向フェレ径の数平均値として算出することができる。
本実施形態のトナーは、可逆的な色変化を示す発色剤(ロイコ色素、顕色剤、消色剤)(以下、単に「発色剤」とも称する)を含む。可逆的な色変化を示す発色剤を用いることにより、時間と温度との積算で色が変化し、且つ高温での加熱により色の初期化が可能な発色剤を提供することが可能となる。このような発色剤の有無は、トナーに温度を加えることによる、色の変化で確認することができる。
ロイコ色素は、電子供与性化合物であって、感圧複写紙用の染料や、感熱記録紙用染料として従来公知のものを利用できる。このようなロイコ色素としては、例えば、トリフェニルメタンフタリド系、フルオラン系、フェノチアジン系、インドリルフタリド系、ロイコオーラミン系、スピロピラン系、ローダミンラクタム系、トリフェニルメタン系、トリアゼン系、スピロフタランキサンテン系、ナフトラクタム系、アゾメチン系等が挙げられる。ロイコ色素の具体例としては、例えば、9−(N−エチル−N−イソペンチルアミノ)スピロ[ベンゾ[a]キサンテン−12,3’−フタリド]、2−メチル−6−(N−p−トリル−N−エチルアミノ)−フルオラン6−(ジエチルアミノ)−2−[(3−トリフルオロメチル)アニリノ]キサンテン−9−スピロ−3’−フタリド、3,3−ビス(p−ジエチルアミノフェニル)−6−ジメチルアミノフタリド、2’−アニリノ−6’−(ジブチルアミノ)−3’−メチルスピロ[フタリド−3,9’−キサンテン]、3−(4−ジエチルアミノ−2−メチルフェニル)−3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−4−アザフタリド、1−エチル−8−[N−エチル−N−(4−メチルフェニル)アミノ]−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロスピロ[11H−クロメノ[2,3−g]キノリン−11,3’−フタリド]等が挙げられる。
顕色剤は、電子供与性のロイコ色素と接触することで、ロイコ色素の構造を変化させて呈色させるものである。顕色剤としては、感熱記録紙や感圧複写紙等に用いられる顕色剤として公知のものを利用できる。このような顕色剤の具体例としては、例えば、4−ヒドロキシ安息香酸ベンジル、2,2’−ビフェノール、1,1−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(3−シクロヘキシル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、パラオキシ安息香酸エステル、没食子酸プロピルなどの没食子酸エステル等のフェノール類等を挙げることができる。顕色剤は、これらに限定されるものではなく、電子受容体でありロイコ色素を変色させることができる化合物であればよい。また、カルボン酸誘導体の金属塩、サリチル酸およびサリチル酸金属塩、スルホン酸類、スルホン酸塩類、リン酸類、リン酸金属塩類、酸性リン酸エステル類、酸性リン酸エステル金属塩類、亜リン酸類、亜リン酸金属塩類等を用いてもよい。特に、ロイコ色素や後述する消色剤に対する相溶性が高いものが好ましく、4−ヒドロキシ安息香酸ベンジル、2,2’−ビスフェノール、ビスフェノールA、没食子酸エステル類等の有機系顕色剤が好ましい。
消色剤は、ロイコ色素と顕色剤との結合を解離させることが可能な化合物であり、ロイコ色素と顕色剤との呈色温度を制御できる化合物である。一般的に、ロイコ色素が呈色した状態の温度範囲では、消色剤が相分離した状態で固化している。また、ロイコ色素が消色状態となる温度範囲では、消色剤は融解しており、ロイコ色素と顕色剤との結合を解離させる機能が発揮された状態である。そのため、消色剤の状態変化温度が発色剤の温度制御に対して重要になる。
β−エストラジオール、α−エストラジオール、17−ヘプタン酸β−エストラジオール、ゲストリノン、メストラノール、2−メトキシ−β−エストラジオール、ナンドロロン、(−)−ノルゲストレル、キネストロール、トレンボロン、チボロン、スタノロン、アンドロステロン、アビラテロン、酢酸アビラテロン、デヒドロエピアンドロステロン、デヒドロエピアンドロステロンアセタート、エチステロン、エピアンドロステロン、17β−ヒドロキシ−17−メチルアンドロスタ−1、4−ジエン−3−オン、メチルアンドロステンジオール、メチルテストステロン、Δ9(11)−メチルテストステロン、1α−メチルアンドロスタン−17β−オール−3−オン、17α−メチルアンドロスタン−17β−オール−3−オン、スタノゾロール、テストステロン、プロピオン酸テストステロン、アルトレノゲスト、16−デヒドロプレグネノロンアセタート、酢酸16、17−エポキシプレグネノロン、11α−ヒドロキシプロゲステロン、17α−ヒドロキシプロゲステロンカプロアート、17α−ヒドロキシプロゲステロン、酢酸プレグネノロン、17α−ヒドロキシプロゲステロンアセタート、酢酸メゲストロール、酢酸メドロキシプロゲステロン、酢酸プレグネノロン、5β−プレグナン−3α,20α−ジオール、ブデソニド、コルチコステロン、酢酸コルチゾン、コルチゾン、コルテキソロン、デオキシコルチコステロンアセタート、デフラザコート、酢酸ヒドロコルチゾン、ヒドロコルチゾン、17−酪酸ヒドロコルチゾン、6α−メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン、プレドニゾン、酢酸プレドニゾロン、デオキシコール酸ナトリウム、コール酸ナトリウム、コール酸メチル、ヒオデオキシコール酸メチル、ラノステロール、チゴゲニン、スミラゲニン、β−コレスタノール、コレステロール−5α,6α−エポキシド、ジオスゲニン、エルゴステロール、β−シトステロール、スチグマステロール、β−シトステロールアセタートなどのステロイド化合物などが挙げられる。ロイコ色素および顕色剤との相溶性の観点から、これらの化合物を含むことが好ましい。勿論、これらの化合物に限定されるものではなく、ロイコ色素と顕色剤との結合を解離させることが可能である材料であれば何でもよい。
1.スタノロン 34℃ 34℃未満 10℃〜30℃
2.β−シトステロール 70℃ 70℃未満 45℃〜65℃
3.メチルアンドロステンジオール 65℃ 65℃未満 40℃〜60℃
4.安息香酸エストラジオール 50℃ 50℃未満 30℃〜48℃
5.酢酸プレグネノロン 15℃ 15℃未満 0℃〜12℃
6.アンドロステロン 32℃ 32℃未満 15℃〜30℃
7.11α−ヒドロキシプロゲステロンアセタート
33℃ 33℃未満 15℃〜30℃
8.ラノステロール 32℃ 32℃未満 15℃〜30℃
9.チゴゲニン 63℃ 63℃未満 40℃〜60℃
10.スミラゲニン 63℃ 63℃未満 40℃〜60℃
11.コレステロール 28℃ 28℃未満 10℃〜25℃
これらの消色剤を用いることにより、敏感に反応(発色)する温度を当該消色剤により変化させることが可能である。
本実施形態の発色剤は、マイクロカプセル中に3成分を内包した構造を有するマイクロカプセル顔料とするのが好ましい。マイクロカプセル顔料の場合は、発色に係る3成分(ロイコ色素、顕色剤、消色剤)が近接しているため、3成分が近接した状態でのトナー中への分散効果が高くなり、発色感度が高くなる。そのため、粉砕法のようにトナーに混ぜるだけでも、変色効果が高くなる。また、繰り返しの耐久性も高められる。消色と発色状態とを制御するために、材料の一部を融解させる必要があるが、マイクロカプセルのように閉鎖空間の方が、3成分の拡散を抑えられるので有利である。
離型剤としては、特に限定されるものではなく公知の種々のワックスを用いることができる。離型剤の融点は、60℃以上90℃以下の範囲内であることが好ましい。
荷電制御剤は、公知の種々の化合物を用いることができる。荷電制御剤としては、具体的には、例えば、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩等の公知の化合物を用いることができる。荷電制御剤により、帯電性に優れたトナーを得ることができる。
トナーとしての帯電能、流動性、現像性、あるいはクリーニング性を向上させる観点から、流動化剤、帯電調整・表面抵抗調整剤、滑剤等の外添剤を施して使用することもできる。外添剤として使用する公知の無機粒子や有機粒子などの粒子は、トナー母体粒子の表面に添加することできる。
無機粒子の具体例としては、例えば、シリカ、ゾルゲルシリカ、アルミナ、チタニア、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、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。これらの無機粒子は、耐熱保管性及び環境安定性の向上の観点から、必要に応じて、公知のシランカップリング剤や官能基を有するシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、高級脂肪酸、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、その他の有機ケイ素化合物などの表面処理剤によって表面処理されていることが好ましい。なお、これら表面処理剤は、目的に応じて2種類以上を組み合わせて使用してもよいことはいうまでもない。無機粒子の大きさは、数平均一次粒径で、2nm以上2000nm以下が好ましく、2nm以上500nm以下がより好ましく、2nm以上50nm以下がさらに好ましく、7nm以上30nm以下が特に好ましい。また、BET法による比表面積は、20m2/g以上500m2/g以下であることが好ましい。無機粒子の使用割合は、トナー全量に対して、0.01質量%以上5質量%以下であることが好ましく、特に0.01質量%以上2.0質量%以下であることが好ましい。
有機粒子の具体例としては、例えば、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体による有機粒子を使用することができる。上記有機粒子の大きさは、数平均一次粒径で10nm以上2000nm以下であることが好ましく、その粒子形状は、例えば球形である。
トナー粒子は、そのままトナーとして用いることができるが、コア粒子とその表面を被覆するシェル層とを備えるコアシェル構造のような多層構造のトナー粒子であってもよい。シェル層は、コア粒子の全表面を被覆していなくてもよく、部分的にコア粒子が露出していてもよい。コアシェル構造の断面は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)、走査型プローブ顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscope)等の公知の観察手段によって、確認することができる。
トナー粒子の平均粒径としては、体積基準のメジアン径(d50)が3μm以上10μm以下の範囲内にあることが好ましく、5μm以上8μm以下の範囲内にあることがより好ましい。前記範囲内にあれば、1200dpiレベルの非常に微小なドット画像であっても高い再現性が得られる。
本実施形態のトナーの粒径分布における変動係数CV値は、22以下が好ましい。一般的にCV値が低いほど、中央値に対する粒径が揃っていることを意味している。電子写真用トナーにおいては、CV値が上記範囲であれば、粒度分布がシャープになり、帯電性能が良くなり、細線などの画質(白細線再現性等)が向上し、高精細な画像を形成することができる。また、一般的に、粉砕法で製造されたトナーと重合法で製造されたトナーとでは、その製造方法の違いから主に粒径分布が異なる。すなわち、上記CV値は、主にトナーの製造方法として、重合法を採用することにより、変動係数CV値の調整、制御が容易となる。トナーの粒径分布における変動係数CV値は、25以下であればよいが、画質の観点から、22以下がより好ましく、さらに20以下がさらに好ましい範囲である。
トナーの粒径分布におけるCV値は、トナー粒子の粒径分布における分散度を体積基準で表したもので、以下の式によって定義される。
トナー粒子は、帯電安定性及び低温定着性を高める観点から、平均円形度が0.930以上1.000以下の範囲内にあることが好ましく、0.950以上0.995以下の範囲内にあることがより好ましい。
本実施形態の電子写真用トナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。トナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。
本実施形態のトナーを製造する方法としては、特に限定されず、混練粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法など公知の方法が挙げられる。
トナーの製造方法のうち、製造容易性などの観点からは、混練粉砕法が好ましい。以下、混練粉砕法について説明する。
混練粉砕法では、上記した分級を施して所定粒度に調整したトナーに、流動性、帯電性の改良およびクリーニング性の向上などの目的で、荷電制御剤や種々の無機粒子、有機粒子、または滑剤などの外添剤を添加するのが好ましい。この外添剤添加処理は、必要に応じて行われる。外添剤を添加するために使用される装置としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー(登録商標)、ナウターミキサー(登録商標)、V型混合機、サンプルミルなどの種々の公知の混合装置を挙げることができる。また、トナーの粒径分布を適当な範囲とするため、必要に応じ篩分級を行ってもよい。
トナーの製造方法のうち、粒径の均一性、形状の制御性、コアシェル構造形成の容易性等の観点からは、水溶液中でトナー粒子を生成する懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法等の重合法が好ましい。これらの方法の中でも、上記の粒径の均一性、形状の制御性、およびコアシェル構造形成の容易性がより向上することから、乳化凝集法がより好ましい。以下、乳化凝集法について説明する。
乳化凝集法は、以下のような方法である。すなわち、界面活性剤や分散安定剤によって分散された樹脂の粒子(以下、「樹脂粒子」とも言う)の分散液を、白色顔料粒子の分散液、発色剤をマイクロカプセル化したマイクロカプセル顔料粒子の分散液などのトナー構成成分の分散液と混合する。次いで、凝集剤を添加することによって所望のトナーの粒径となるまで凝集させ、その後または凝集と同時に、樹脂粒子間の融着を行い、形状制御を行うことにより、トナーを形成する方法である。なお、発色剤をマイクロカプセル化してマイクロカプセル顔料粒子の分散液とする方法は、上記にて説明した通りである。より詳細な方法は実施例に示した通りである。
工程(1)は、より詳細には、結晶性樹脂粒子分散液および非晶性樹脂粒子分散液の少なくとも一方、ならびに白色顔料粒子の分散液および発色剤を内包するマイクロカプセル顔料粒子の分散液を調製する工程を含み、また、必要に応じて、離型剤の分散液や荷電制御剤粒子の分散液などの調製工程を含む。
結晶性樹脂粒子分散液調製工程は、結晶性樹脂を合成し、この結晶性樹脂を水系媒体中に粒子状に分散させて結晶性樹脂粒子の分散液を調製する工程である。また、非晶性樹脂粒子分散液調製工程は、非晶性樹脂を合成し、この非晶性樹脂を水系媒体中に粒子状に分散させて非晶性樹脂粒子の分散液を調製する工程である。
白色顔料粒子の分散液およびマイクロカプセル顔料粒子の分散液の調製工程は、白色顔料およびマイクロカプセル顔料を、それぞれ水系媒体中に粒子状に分散させて着色剤粒子の分散液およびマイクロカプセル顔料粒子の分散液を調製する工程である。
この離型剤粒子の分散液の調製工程は、トナーとして離型剤を含有するものを所望する場合に必要に応じて行う工程であって、離型剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて離型剤粒子の分散液を調製する工程である。
この凝集・融着工程は、以下のような工程である。すなわち、結晶性樹脂粒子分散液および非晶性樹脂粒子分散液の少なくとも一方、ならびに白色顔料粒子の分散液およびマイクロカプセル顔料粒子の分散液、また必要に応じて、離型剤粒子の分散液などの他の成分を添加、混合する。混合後、pH調整による粒子表面の反発力と電解質体よりなる凝集剤の添加による凝集力とのバランスを取りながら緩慢に凝集させ、平均粒径および粒度分布を制御しながら会合を行う。これと同時に、加熱攪拌することで粒子間の融着を行って形状制御を行うことにより、トナーを形成する工程である。この凝集・融着工程も必要に応じて機械的エネルギーや加熱手段を利用して行うことができる。
この濾過・洗浄工程では、得られたトナーの分散液を冷却して冷却後のスラリーとし、この冷却されたトナーの分散液から、水等の溶媒を用いて、トナーを固液分離してトナーを濾別する濾過処理と、濾別されたトナー(ケーキ状の集合物)から界面活性剤などの付着物を除去する洗浄処理とが施される。具体的な固液分離および洗浄の方法としては、遠心分離法、アスピレータ、ヌッチェなどを使用する減圧濾過法、フィルタープレスなどを使用する濾過法などが挙げられ、これらは特に限定されるものではない。この濾過・洗浄工程においては適宜、pH調整や粉砕などを行ってもよい。このような操作は繰り返し行ってもよい。
この乾燥工程では、洗浄処理されたトナーに乾燥処理が施される。この乾燥工程で使用される乾燥機としては、オーブン、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機などが挙げられ、特に限定されるものではない。なお、乾燥処理されたトナー中のカールフィッシャー電量滴定法にて測定される水分量は、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましい。
この外添剤添加工程は、乾燥処理されたトナーに、流動性、帯電性の改良およびクリーニング性の向上などの目的で、荷電制御剤や種々の無機粒子、有機粒子、または滑剤などの外添剤を添加する工程であって、必要に応じて行われる。外添剤を添加するために使用される装置としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー(登録商標)、ナウターミキサー(登録商標)、V型混合機、サンプルミルなどの種々の公知の混合装置を挙げることができる。また、トナーの粒径分布を適当な範囲とするため、必要に応じ篩分級を行ってもよい。
本実施形態のトナーは、例えば、磁性体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非磁性トナーを単独で使用する場合などが考えられ、いずれも好適に使用することができる。
本発明の第二実施形態は、上記した第一実施形態のトナーを搭載して、かつ定着部において、定着部材の温度が、前記トナーに含有される可逆的な色変化を示す発色剤が発色状態から消色状態となる加熱温度に設定されてなる、電子写真画像形成装置である。また、本実施形態の電子写真画像形成装置において、定着後、出力した記録媒体が接触可能な熱源部を設けてなり、当該熱源部が、出力した記録媒体上の画像に含まれる発色剤が、消色状態から再発色状態となる加熱温度に設定されるのが好ましい。ただし、当該熱源部は、上記電子写真画像形成装置に連結して設けてもよいし、上記電子写真画像形成装置とは別途に設けた装置に設けてもよいなど、特に制限されるものではない。記録媒体上にトナー画像(白色画像)を形成し、さらに再発色状態の画像(任意の色に発色した画像)を形成するまでを連続して行う場合には、上記熱源部を電子写真画像形成装置内に設けるか、上記電子写真画像形成装置と別途に熱源部を用意し、電子写真画像形成装置に連結するのが好ましい。本実施形態の電子写真画像形成装置では、白色トナーと発色剤とが一体化した第一実施形態のトナーを搭載し、定着部材温度を当該トナー中の発色剤が消色状態となる温度に設定することで、画像形成ユニットを減らすことができ、装置のサイズが大きくなってしまうという課題を解決できる。さらに白色顔料と発色剤とを併用した上記トナーを搭載することで、色紙や黒紙、透明フィルムなどの記録媒体(特に透明フィルム)に対して発色性および視認性がよい画像を形成することができ、さらにリライタブル印刷が可能となる。
電子写真画像形成装置の構成自体は、公知の電子写真画像形成装置(画像形成装置ともいう)に、第一実施形態のトナーと、さらに必要に応じて少なくとも1色の有色トナー、好ましくはYMCKトナーとを搭載した構成が好ましい。第一実施形態のトナーおよび有色トナーを搭載した画像形成装置としては、例えば、特開2002−328501号公報に記載の画像形成装置が挙げられる。
定着部において、定着部材の温度は、第一実施形態のトナーに含有される発色剤が発色状態から消色状態となる加熱温度に設定されていればよい。かかる定着部材の温度は、トナーに含有される発色剤を構成する3成分の種類や配合量、白色顔料と発色剤との含有比率などによっても異なる。一例をあげれば、好ましくは80℃以上250℃以下であり、より好ましくは120℃以上200℃以下である。定着部材の温度が上記範囲であれば、発色状態から十分な消色状態とすることができ、白色画像の画質(隠ぺい性、白細線再現性など)を向上することができる。画像定着時の温度は、発色剤が消色状態になるように設定されていることから、画像定着後、出力した記録媒体には、白色画像が形成されていることになる。
熱源部において、熱源部材の温度は、出力した記録媒体上の画像に含まれる発色剤が、消色状態から再発色状態となる加熱温度に設定されていればよい。かかる熱源部材の温度は、トナーに含有される発色剤を構成する3成分の種類や配合量、白色顔料と発色剤との含有比率などによっても異なる。一例をあげれば、好ましくは45℃以上100℃以下であり、より好ましくは55℃以上80℃以下である。熱源部材の温度が上記範囲であれば、消色状態から十分な発色状態とすることができ、リライタブル印刷が可能であり、発色画像の画質(発色性)を向上させることができる。
熱源には、通常の加熱装置に用いられているヒーターを用いてもよいし、ラベル印刷に適した部分加熱が可能な加熱装置であるサーマルヘッドやホットスタンプ、あるいはシャープな波長の光照射が可能な光照射装置のレーザー光やLED光等を用いることができる。本実施形態では、発色剤が含まれる画像を再発色できるように上記熱源であるヒーター、サーマルヘッド、ホットスタンプ等に直接記録媒体上の画像を接触させてもよいし、上記熱源に記録媒体の画像形成面とは反対側の面を接触させてもよい。あるいは、記録媒体上の画像に光照射装置のレーザー光やLED光等を照射してもよい。
本発明の第三実施形態は、第二実施形態の電子写真画像形成装置を用いて、当該装置に搭載された第一実施形態のトナーを、定着工程において、前記トナーに含有される可逆的な色変化を示す発色剤が発色状態から消色状態となる加熱温度にて定着を行う、画像形成方法である。さらに、本実施形態は、出力した可逆的な色変化を示す発色剤が含まれる画像を、再発色化工程において、熱源に接触させることで再発色させる、画像形成方法である。本実施形態の画像形成方法を用いることで、画像形成ユニットを減らすことができ、さらにリライタブル印刷が可能となり、発色状態から消色状態、更に消色状態から再発色状態へと何度でも繰り返して画像を変えることができる。
定着工程での加熱温度は、第二実施形態での(定着部材の温度)と同様であり、上記で説明した通りである。
再発色化工程で発色剤が含まれる画像を接触させる熱源は、第二実施形態での(熱源)と同様である。また、再発色化工程で発色剤が含まれる画像を熱源に接触させる際の温度は、第二実施形態での(熱源部材の温度)と同様であり、上記で説明した通りである。
記録媒体は、一般に用いられているものでよく、例えば、公知の画像形成方法により形成したトナー画像を保持するものであれば特に限定されるものではない。使用可能な記録媒体として用いられるものには、例えば、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙、あるいは、コート紙等の塗工された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、色紙、黒紙、OHP用のプラスチックフィルム等の透明フィルム、布等が挙げられる。
スチレン400質量部、n−ブチルアクリレート75質量部、メタクリル酸25質量部、およびドデシル硫酸ナトリウム1質量部を攪拌混合した。次いで、ロイコ色素(BLACK−305:山田化学工業株式会社製)230質量部、顕色剤(没食子酸プロピル;東京化成工業株式会社製)230質量部、および消色剤(β−シトステロール;東京化成工業株式会社製)575質量部を添加して、混合攪拌することで油層液を調製した。
上記で得られたマイクロカプセル顔料粒子の分散液を遠心分離し、さらにろ過および洗浄を行い、得られた液を減圧乾燥することで発色剤を含むマイクロカプセル顔料の粉末(粉体A)を得た。
攪拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8質量部及びイオン交換水3000質量部を仕込み、窒素気流下230rpmの攪拌速度で攪拌しながら、当該反応容器の内温を80℃に昇温させた。昇温後、得られた混合液に過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた水溶液を添加し、得られた混合液の温度を再度80℃とした。当該混合液に、下記組成からなる単量体混合液1を1時間かけて滴下し、80℃にて混合液を2時間加熱、攪拌することにより重合を行い、非晶性樹脂粒子分散液Aを調製した。非晶性樹脂粒子分散液A中の非晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は23,000であった。
(1)非晶性樹脂Xの合成
テレフタル酸(TPA)85質量部、トリメリット酸(TMA)6質量部、フマル酸(FA)18質量部、ドデセニルコハク酸無水物(DDSA)80質量部、ビスフェノールAプロピレンオキシド付加物(BPA・PO)335質量部、およびビスフェノールAエチレンオキシド付加物(BPA・EO)55質量部を、攪拌機、温度計、冷却管、および窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れた。反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド0.1質量部を添加し、窒素ガス気流下において180℃で攪拌しながら8時間重合反応を行った。さらに、チタンテトラブトキサイド0.2質量部を添加し、温度を220℃に上げて攪拌しながら6時間重合反応を行った。その後、反応容器内を10mmHgまで減圧し、減圧下で2時間反応を行うことにより、淡黄色透明な非晶性樹脂Xを得た。
非晶性樹脂X 200質量部を酢酸エチル200質量部に溶解した後、イオン交換水800質量部にポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムを濃度1質量%になるように溶解させた水溶液と混合し、超音波ホモジナイザーを用い分散を行った。得られた乳化液1200質量部を2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械株式会社製)にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃のウォーターバスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が400質量部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。得られた分散液にイオン交換水を加えて固形分濃度を20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に非晶性樹脂X粒子が分散された非晶性樹脂粒子分散液Bを調製した。非晶性樹脂X粒子の平均粒径は190nmであった。
ルチル型酸化チタン(石原産業株式会社製) 210質量部を、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムが1質量%の濃度となるようにイオン交換水480質量部に溶解した界面活性剤水溶液に投入し、超音波ホモジナイザーを用いて分散を行った。ルチル型酸化チタンの固形分濃度は30質量%に調整した。これにより、無機白色顔料A(TiO2)粒子分散液を得た。無機白色顔料A(TiO2)粒子の平均粒径は200nmであった。
酸化亜鉛(石原産業株式会社製) 210質量部を、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム1質量%の濃度となるようにイオン交換水480質量部に溶解した界面活性剤水溶液に投入し、超音波ホモジナイザーを用いて分散を行った。酸化亜鉛の固形分濃度は30%に調整した。これにより、無機白色顔料B(TiO2)粒子分散液を得た。無機白色顔料B(ZnO)粒子の平均粒径は200nmであった。
有機白色顔料(OWP、昭和化学工業株式会社製) 210質量部を、ドデシル硫酸ナトリウム1質量%の濃度となるようにイオン交換水480質量部に溶解した界面活性剤水溶液に投入し、0.5mm径のジルコニアビーズを使用したビーズミルで破砕/分散を行った。分散終了後、有機白色顔料の固形分濃度は30質量%に調整した。これにより、有機白色顔料(OWP)粒子分散液を得た。有機白色顔料(OWP)粒子の平均粒径は180nmであった。
離型剤:フィッシャー・トロプシュワックス「FNP−0090」(融点89℃、日本精蝋株式会社製)200質量部を95℃に加温し溶解させた。これを、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムが3質量%の濃度となるようにイオン交換水800質量部に溶解した界面活性剤水溶液に投入した後、超音波ホモジナイザーを用いて分散処理を行った。離型剤の固形分濃度は20質量%に調整した。これにより、水系媒体中に離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を調製した。離型剤粒子の平均粒径は200nmであった。
(第1段階の会合)
非晶性樹脂粒子分散液A 380質量部、離型剤粒子分散液31質量部、無機白色顔料A(TiO2)粒子分散液124質量部、マイクロカプセル顔料粒子分散液83質量部、イオン交換水102質量部、およびポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム水溶液0.5質量部を、攪拌機、冷却管、および温度計を備えた反応容器に投入し、攪拌しながら0.1Nの塩酸を加えてpHを2.5に調整した。次いで、ポリ塩化アルミニウム水溶液(AlCl3 換算で10質量%水溶液)0.4質量部を10分間かけて滴下した後、攪拌しながら0.05℃/minの速度で昇温し「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて適宜凝集粒子の粒径を測定した。
凝集粒子の体積基準のメジアン径が6.0μmに到達したところで、昇温を停止し、シェル層形成用として非晶性樹脂粒子分散液B 200質量部を、1時間かけて滴下した。その後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを8.5にして粒径成長を停止した。さらに、内温を85℃まで昇温し「FPIA−2000」(Sysmex社製)を用いて平均円形度が0.960になった時点で10℃/minの速度で室温まで冷却し、この反応液を、濾過、洗浄を繰り返した後、乾燥することにより、トナー母体粒子を得た。トナー母体粒子の平均粒径は6.3μmであった。
下記の表2のとおり、添加部数を変えた以外は、実施例2と同様の方法で、実施例1、3〜9、および比較例の電子写真用トナーを製造した。
下記表3に示す成分を混合した後溶融混練し、冷却および粗粉砕を行い、さらにターボミル(冷却水温度:5℃)を用いて微粉砕した。次いで、これを分級して、体積平均粒径が7.1μmであり、平均円形度が0.878であるトナー母体粒子を調製した。
このトナー母体粒子100質量部に、疎水性シリカ粒子(数平均一次粒径=12nm、疎水化度=68)0.6質量部及び疎水性酸化チタン粒子(数平均一次粒径=20nm、疎水化度=63)1.0質量部を添加した。これら粒子を「ヘンシェルミキサー(登録商標)」(日本コークス工業株式会社製)により回転翼周速35mm/秒、32℃で20分間混合した後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去した。このような外添剤処理を行って、実施例10の電子写真用トナーを製造した。
実施例10の組成(成分)を下記表4のように変更した以外は、同様の操作でトナー母体粒子を得た(体積平均粒径が6.8μm、平均円形度が0.902)。さらに実施例10と同様の外添処理を行って、実施例11の電子写真用トナーを製造した。
樹脂成分は、添加した重合性モノマーおよび重合物である;
マイクロカプセル顔料粒子分散液の固形分(30質量%)に対する樹脂分は32.6質量%であり、ロイコ色素分は15質量%である;
例として実施例2の場合、
(樹脂分の計算)
・非晶性樹脂粒子分散液A(固形分20質量%)380質量部×0.20=76質量部
・マイクロカプセル顔料粒子分散液(固形分30質量%、固形分に対して樹脂成分が32.6質量%)83質量部×0.30×0.326=8.1質量部
・非晶性樹脂粒子分散液B(固形分20質量%)200質量部×0.2=40質量部
(白色顔料の計算)
・白色顔料粒子分散液(固形分30質量%)124質量部×0.3=37.2質量部
(ロイコ色素の計算)
・マイクロカプセル顔料粒子分散液(固形分30質量%、固形分に対してロイコ色素成分が15質量%)83質量部×0.30×0.15=3.7質量部
と算出でき、樹脂100質量部あたりに換算すると、白色顔料30質量部、ロイコ色素3質量部と計算できる。
トナーの粒径分布におけるCV値は、トナー粒子の粒径分布における分散度を体積基準で表したもので、以下の式によって定義される。
シクロヘキシルメタクリレートとメチルメタクリレートとの共重合樹脂(モノマー質量比=1:1)で被覆された体積平均粒子径30μmのフェライトキャリアを準備した。
<隠ぺい率の評価>
画像形成装置「bizhub PRESS(登録商標)C1100」(コニカミノルタ株式会社製)を改造したものに、上記調製した二成分現像剤を装填した。これを用いて、さらに定着ローラーの温度を150℃に設定できるように改造を行い、常温常湿環境下(温度20℃、相対湿度50%RH)にて、画像濃度1.35の上質黒紙(64g/m2)に白色ベタ画像を出力した。当該白色ベタ画像について、マクベス反射濃度計「RD−918」を用いて20か所の絶対画像濃度を測定し、その平均値を算出した。算出した平均値から下記式に従って白画像濃度を算出した。
◎:白色画像濃度が0.005未満
○:白色画像濃度が0.005以上、0.010未満
×:白色画像濃度が0.010以上。
上記の画像形成装置を用いて、上質紙(64g/m2)にベタ画像を出力し、60℃のホットプレート上で5分加熱した後(発色剤が含まれているので黒色に発色)、コニカミノルタ株式会社製の反射濃度計「FD−7」を用いて20か所の絶対画像濃度を測定し、その平均値を算出した。
◎:1.55以上
〇:1.50以上、1.55未満
△:1.40以上、1.50未満
×:1.40未満。
上記の画像形成装置を用いて、画像濃度1.35の上質黒紙(64g/m2)にサイズ2pt(ポイント)の格子パターンを印字した際の、白線の細り具合を評価した。
◎:白線が途切れておらず、品質に問題ない
〇:やや白線が細っているが、実用上問題ない
×:線が完全に途切れている。
発色性の評価を行った黒色に発色した画像(実施例1〜11および比較例;下記表5参照)を、130℃のホットプレート上に10分置くことで、消色することを確認した。次にホットプレート上から画像を取り除き、急冷することで、消色状態が維持されるのを確認した。さらに、再度60℃のホットプレート上で5分加熱することにより、再発色することを確認した。いずれの水準も発色濃度は異なるものの、得られたトナーはリライタブル印刷が可能な機能を有していた。
11b 消色している白色のトナー、
12 結着樹脂、
13 白色顔料粒子、
14a 発色状態の発色剤(マイクロカプセル顔料粒子)、
14b 消色状態の発色剤(マイクロカプセル顔料粒子)。
Claims (7)
- 少なくとも、結着樹脂と、白色顔料と、ロイコ色素、顕色剤、および消色剤の3成分から構成される可逆的な色変化を示す発色剤とを含む、電子写真用トナー。
- 前記白色顔料が、無機の白色顔料である、請求項1に記載の電子写真用トナー。
- 前記可逆的な色変化を示す発色剤が、マイクロカプセル顔料である、請求項1または2に記載の電子写真用トナー。
- 前記結着樹脂100質量部に対して、前記白色顔料の含有量が30質量部以上60質量部以下であり、かつ前記ロイコ色素の含有量が3質量部以上10質量部以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 前記電子写真用トナーの粒径分布における変動係数CV値が、22以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真用トナー。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真用トナーを搭載し、かつ
定着部において、定着部材の温度が、前記トナーに含有される前記可逆的な色変化を示す発色剤が発色状態から消色状態となる加熱温度に設定されている、電子写真画像形成装置。 - 請求項6に記載の電子写真画像形成装置を用いて、出力した前記可逆的な色変化を示す発色剤が含まれる前記トナーからなる画像を、再発色化工程において、熱源に接触させることで再発色させる、画像形成方法。
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