JP5423920B2 - 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、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、画像形成方法、並びに、画像形成装置 - Google Patents
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例えば、特許文献1には、少なくとも熱可塑性樹脂及び着色剤を含むカラートナーを用いて、電子写真方式によりカラートナー像を記録媒体表面に形成した後、そのカラートナー像の上ないし周辺に転写定着するための透明トナーであって、酸由来構成成分としての芳香族成分を全酸由来構成成分に対して90モル%以上含み、アルコール由来構成成分としての直鎖脂肪族ジオールを全アルコール由来構成成分に対して85〜98モル%の範囲で含むポリエステル樹脂を、結着樹脂として、全結着樹脂成分の70重量%以上含み、前記ポリエステル樹脂により厚さ20μmのフィルムを得たとき、当該フィルムの視感反射率Yが1.5%以下であり、かつ、前記ポリエステル樹脂がビスフェノールS又はビスフェノールSアルキレンオキサイド付加物を、全アルコール由来構成成分に対して2〜15モル%の範囲で含むことを特徴とする電子写真用透明トナーが開示されている。
<1> 少なくとも結着樹脂、及び、黄色顔料を含み、該黄色顔料を5〜50ppm含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー、
<2> 前記結着樹脂が、ポリエステル樹脂を含有する、<1>に記載の静電荷像現像用トナー、
<3> 前記結着樹脂が、ポリエステル樹脂を70〜100重量%含有する、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー、
<4> 前記結着樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂を5〜30重量%含有する、<1>〜<3>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<5> 前記ポリエステル樹脂が、ビスフェノール骨格を有する非結晶性ポリエステル樹脂を含有する、<2>〜<4>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<6> 前記黄色顔料が、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料及びベンズイミダゾロン系ジスアゾ顔料よりなる群から選択される、<1>〜<5>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<7> 前記黄色顔料が、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、及び、C.I.ピグメントイエロー180よりなる群から選択される、<1>〜<6>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<8> 離型剤を含み、該離型剤が、カルナウバワックスを含有する、<1>〜<7>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー、
<9> 少なくとも結着樹脂粒子及び黄色顔料粒子が分散した分散液中で、該粒子を凝集して凝集粒子を得る凝集工程、及び、該凝集粒子を加熱して融合させる融合工程を含むことを特徴とする、<1>〜<8>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法、
<10> <1>〜<8>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー及びキャリアを含むことを特徴とする静電荷像現像剤、
<11> <1>〜<8>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーを含むことを特徴とするトナーカートリッジ、
<12> <10>に記載の静電荷像現像剤を収納すると共に、潜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剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、潜像保持体、該潜像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び該潜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一種と、を備え、画像形成装置に脱着されることを特徴とするプロセスカートリッジ、
<13> 少なくとも潜像保持体を帯電させる帯電工程と、前記潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナー又は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工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記トナー像を定着する定着工程と、基準トナー像とフタロシアニン系顔料を含有する潜像保持体との色差から、トナー濃度を検出して潜像保持体へのトナーの供給量を制御する画像濃度制御工程とを有し、前記トナーが<1>〜<8>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー又は前記静電荷像現像剤が<10>に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成方法、
<14> 潜像保持体と、前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記潜像保持体を露光して前記潜像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、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潜像保持体から被転写体に転写する転写手段と、前記トナー像を定着する定着手段と、基準トナー像と、フタロシアニン系顔料を含有する潜像保持体との色差から、トナー濃度を検出して、潜像保持体へのトナーの供給量を制御する画像濃度制御手段とを有し、前記現像剤として<1>〜<8>いずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー又は<10>に記載の静電荷像現像剤を使用することを特徴とする画像形成装置、
<15> 前記転写手段が、トナー像を中間転写体に転写する一次転写手段と、前記中間転写体に転写されたトナー像を被記録媒体に転写する二次転写手段とを有する、<14>に記載の画像形成装置。
上記<2>記載の発明によれば、結着樹脂中にポリエステル樹脂を有していない場合に比して、より定着性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<3>記載の発明によれば、結着樹脂中にポリエステル樹脂を70%未満含む場合に比べ、より定着性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<4>記載の発明によれば、結着樹脂中に結晶性ポリエステル樹脂を5%未満又は30%より多く含む場合に比べ、より定着性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<5>記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より定着性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<6>記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より光学的センサに対する検出感度に優れる静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<7>記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より光学的センサに対する検出感度に優れる静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<8>記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、より光学的センサに対する検出感度に優れる静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<9>記載の発明によれば、トナー中に黄色顔料を5ppm未満又は50ppmより多く含む場合に比べ、形成される画質に優れる静電荷像現像用トナーを提供することができる。
上記<10>記載の発明によれば、トナー中に黄色顔料を5ppm未満又は50ppmより多く含む場合に比べ、光学的センサに対する検出感度に優れる静電荷像現像剤を提供することができる。
上記<11>記載の発明によれば、トナー中に黄色顔料を5ppm未満又は50ppmより多く含む場合に比べ、画像濃度の制御に優れたトナーカートリッジを提供することができる。
上記<12>記載の発明によれば、トナー中に黄色顔料を5ppm未満又は50ppmより多く含む場合に比べ、画像濃度の制御に優れたプロセスカートリッジを提供することができる。
上記<13>記載の発明によれば、トナー中に黄色顔料を5ppm未満又は50ppmより多く含む場合に比べ、画像濃度の制御に優れた画像形成方法を提供することができる。
上記<14>記載の発明によれば、トナー中に黄色顔料を5ppm未満又は50ppmより多く含む場合に比べ、画像濃度の制御に優れた画像形成装置を提供することができる。
上記<15>記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比して、得られる画像の画質に優れた画像形成装置を提供することができる。
本実施形態の静電荷像現像用トナー(以下、単にトナー、又は、透明トナーともいう。)は、少なくとも結着樹脂、及び、黄色顔料を含み、該黄色顔料を5〜50ppm含有することを特徴とする。
なお、本実施形態において、数値範囲を表す「A〜B」の記載は、「A以上B以下」を表す。すなわち、「A〜B」の記載は、端点であるA及びBをも含むものである。
以下、本実施形態をさらに詳述する。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、黄色顔料を5〜50ppm含有する。黄色顔料の含有量が5ppm未満であると、光学的センサによる検出が困難であり、画像濃度制御が困難である。一方、黄色顔料の含有量が50ppmを超えると、静電荷像現像用トナーが着色し、透明トナーとしての使用に不適切である。
黄色顔料の含有量は、10〜45ppmであることが好ましく、15〜40ppmであることがより好ましく、20〜35ppmであることがさらに好ましい。
なお、前記黄色顔料の含有量は、トナーが、トナー母粒子に外添剤を外添してなるトナーである場合であっても、トナー全体での含有量を意味する。
また、黄色顔料は一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。なお、二種以上の黄色顔料を併用する場合は、黄色顔料の総量として、上記の含有量とする。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、電子写真による写真画像等の光沢付与が望まれるカラートナー像に対し、その上ないし周辺に転写定着することで良好な光沢画像を得るための静電荷像現像用透明トナーとして好適であり、他の着色剤の含有量が上記範囲内であると、静電荷像現像用トナーの着色が抑制できるので好ましい。
黄色顔料としては、下記式(3)に代表されるC.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、5、6、49、65、73、75、97、98、111、116、130等のモノアゾ系顔料;下記式(4)に代表されるC.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー120、151、175、180、181、194等のベンズイミダゾロン系顔料;下記式(5)に代表されるC.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、95、128、166、12、13、14、17、55、63、81、83、87、90、106、113、114、121、124、126、127、136、152、170、171、172、174、176、188等のジスアゾ系顔料;下記式(6)に代表されるC.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー109等のイソインドリノン系顔料;下記式(7)に代表されるC.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー24、108、193、199等のアントラキノン系顔料;C.I.ピグメントイエロー61、62、133、168、169等のアゾレーキ顔料;C.I.ピグメントイエロー139等のイソインドリン系顔料;C.I.ピグメントイエロー138等のキノフタロン系顔料が挙げられる。
特に、モノアゾ顔料としては、C.I.ピグメントイエロー74が好ましく、ジスアゾ顔料としては、C.I.ピグメントイエロー93が好ましく、ベンズイミダゾロン系ジスアゾ顔料としては、C.I.ピグメントイエロー180が好ましい。
本実施形態において、トナーにおける黄色顔料は、公知の方法を用いて結着樹脂中に分散すればよい。トナーが混練粉砕法によるものであれば、そのまま用いてもよく、また予め樹脂中に高濃度に分散させた後、混練時に結着樹脂と共に混練する、いわゆるマスターバッチを用いてもよく、さらには黄色顔料合成後に乾燥前のウェットケーキの状態で樹脂中に分散させるフラッシングを用いてもよい。
上記の黄色顔料は、懸濁重合法によるトナー作製にそのまま用いられてもよく、懸濁重合法においては、樹脂中に分散させた黄色顔料を重合性単量体中に溶解、又は分散させることにより、造粒粒子中に黄色顔料が分散される。
機械的な衝撃等による黄色顔料分散の具体例としては、例えば、回転せん断型ホモジナイザーやボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等を用いて黄色顔料粒子の分散液を調製することができる。また、これらの黄色顔料は極性を有する界面活性剤を用いて、ホモジナイザーによって水系にも分散される。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂を含有する。
前記結着樹脂は、特に限定されず、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、ポリ(α−メチルスチレン)等を主成分とするスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル等を主成分とする(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂及びこれらの共重合樹脂が挙げられ、これらは一種単独で使用してもよく、また、二種以上を併用してもよい。
ポリエステル樹脂を合成するための重縮合に用いる重縮合性単量体としては、例えば、ポリカルボン酸及びポリオールが挙げられる。重縮合性単量体としてポリカルボン酸とポリオールとを用いて得られたポリエステル樹脂であることが好ましい。さらにこれらの中でも多価カルボン酸としてジカルボン酸を使用し、ポリオールとしてジオールを使用することがより好ましい。
このうち、二価のポリカルボン酸は1分子中にカルボキシ基を2個含有する化合物であり、例えば、シュウ酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、アジピン酸、グルタル酸、β−メチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、フマル酸、シトラコン酸、ジグリコール酸、グルタコン酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸、シクロヘキサン−3,5−ジエン−1,2−ジカルボン酸、リンゴ酸、クエン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、マロン酸、ピメリン酸、酒石酸、粘液酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラクロルフタル酸、クロルフタル酸、ニトロフタル酸、p−カルボキシフェニル酢酸、p−フェニレン二酢酸、m−フェニレンジグリコール酸、p−フェニレンジグリコール酸、o−フェニレンジグリコール酸、ジフェニル酢酸、ジフェニル−p,p’−ジカルボン酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸、アダマンタンジカルボン酸、及び、アダマンタン二酢酸等が挙げられる。
また、三価以上のポリ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、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸、及びメサコニン酸、並びに、これらの低級エステル等が挙げられる。さらにまた上記ポリカルボン酸の酸塩化物も挙げられるがこの限りではない。
これらは一種単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。さらに前述した脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸の他に、二重結合を持つジカルボン酸成分を含有することもある。
1分子中に水酸基を3個以上含有するポリオールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサエチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミン、及び、テトラエチロールベンゾグアナミン等が挙げられる。
これらのポリオールは一種単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。
本実施形態において、結着樹脂はポリエステル樹脂を含むことが好ましく、結晶性ポリエステル樹脂を含有することがより好ましく、結晶性ポリエステル樹脂を結着樹脂全体の5〜30重量%含有することがさらに好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の含有量が上記範囲内であると、2次障害(熱ブロッキング、帯電不良など)が起こることなく、溶解しやすく、低温定着するので好ましい。
結着樹脂全体に対する結晶性ポリエステル樹脂の含有量が10〜25重量%であることがより好ましく、15〜20重量%であることがさらに好ましい。
また、二価以上の多価アルコールも併用される。例えば、グリコール、ペンタエリスリトール、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサエチロールメラミン、テトラメチロールベンゾグアナミン、及び、テトラエチロールベンゾグアナミン等が挙げられる。
本実施形態において、結着樹脂として、非結晶性ポリエステル樹脂を含有することも好ましく、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂を併用することがより好ましい。
非結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、前記結着樹脂全体の70〜95重量%であることが好ましく、75〜90重量%であることがより好ましく、80〜85重量%であることがさらに好ましい。
非結晶性ポリエステル樹脂の含有量が上記範囲内であると、定着性に優れるので好ましい。
また、三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、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、及び、ピレンテトラカルボン酸等が挙げられる。
また、これらのポリカルボン酸のカルボキシ基を酸無水物、酸塩化物、又は、低級エステル等に誘導したものを用いてもよい。なお、低級エステルとは、炭素数1から8の脂肪族アルコールとのエステルをいう。
これらの中でも、テレフタル酸やその低級エステル、フェニレン二酢酸、フェニレンジプロパン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等を用いることが好ましく、1,4−フェニレン二酢酸、1,4−フェニレンジプロパン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等がより好ましい。
また、前記ビスフェノール類はアルキレンオキサイド付加物であることも好ましく、アルキレンオキサイド基としては、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド等を挙げることができ、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドが好ましい。
前記ビスフェノール骨格とは、2つのフェノール基より構成される骨格であれば特に限定はなく、ビスフェノールA、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールM、ビスフェノールP、ビスフェノールS、ビスフェノールZ等を挙げることができるがこれに限定されるものではない。好適に使用される骨格としては、ビスフェノールA、ビスフェノールC、ビスフェノールE、ビスフェノールF、ビスフェノールM、ビスフェノールP、ビスフェノールS、ビスフェノールZが例示され、より好適には、ビスフェノールA、ビスフェノールE、ビスフェノールFである。
アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等の炭素数1〜6のアルキレンオキサイドが例示でき、これらの中でもエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドがより好ましい。
これらの中でも非結晶性ポリエステルを得るために使用されるポリオールとしてはビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物が好ましく、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物及びプロピレンオキサイド付加物がより好ましい。また、アルキレンオキサイドは両末端換算(合計モル数)で2〜4モル付加していることが好ましく、2モル又は4モル付加していることがより好ましい。この範囲である場合ポリエステルの粘弾性やガラス転移点がトナーとして使用するために適切に制御されるので好ましい。
なお、前記ビスフェノール骨格を有する非結晶性ポリエステル樹脂は、ポリオールに由来する単量体単位及びポリカルボン酸に由来する単量体単位を合わせた全単量体単位中、ビスフェノール骨格を有する単量体単位を、30モル%以上含有することが好ましく、40モル%以上含有することがより好ましい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂の融点の測定には、示差走査熱量計を用い、室温(20℃)から180℃まで毎分10℃の昇温速度で測定を行った時のJIS K−7121:87に示す入力補償示差走査熱量測定の融解ピーク温度として求めることができる。なお、結晶性ポリエステル樹脂には、複数の融解ピークを示す場合があるが、本実施形態においては、最大のピークをもって融点とみなす。
上記の数値の範囲内であると、使用状態においてガラス状態であるため、画像形成時に受ける熱や圧力によってトナー粒子が凝集することがなく、機内に付着堆積することがなく、長期間にわたって安定した画像形成能が得られる。
ここで、非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移点は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値のことをいう。
また、本実施形態におけるガラス転移点の測定は、例えば、示差走査熱量測定法に従い、例えば、「DSC−20」(セイコー電子工業(株)製)によって測定でき、具体的には、試料約10mgを一定の昇温速度(10℃/min)で加熱し、ベースラインと吸熱ピークの傾線との交点よりガラス転移点が得られる。
また、非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は5,000〜100,000であることが好ましく、10,000〜90,000であることがより好ましく、20,000〜80,000であることがさらに好ましい。
重量平均分子量が上記の数値の範囲内であると、画像強度と定着性が両立されるので好ましい。上記の重量平均分子量は、いずれもテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法による分子量測定で得られる。樹脂の分子量はTHF可溶物をTSK−GEL(GMH(東ソー(株)製))等を使用して、THF溶媒で測定し、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分子量が算出される。
酸価が上記範囲内であると、定着特性及び帯電安定性に優れるので好ましい。
さらに本実施形態において、結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂を含むものであれば上述した重縮合成分の単独重合体、上述した重縮合成分を含む二種以上の単量体を組合わせた共重合体、又はそれらの混合物、グラフト重合体、一部枝分かれや架橋構造などを有していてもよい。
本実施形態において、結着樹脂として、上記の結晶性ポリエステル樹脂や非結晶性ポリエステル樹脂と共に、又は単独で、従来公知の熱可塑性結着樹脂などを使用してもよい。具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類の単独重合体又は共重合体(スチレン系樹脂);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−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類の単独重合体又は共重合体((メタ)アクリル酸エステル系樹脂);アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類の単独重合体又は共重合体(ビニルニトリル系樹脂);ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類の単独重合体又は共重合体(ビニルエーテル系樹脂);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のビニルケトン類の単独重合体又は共重合体(ビニルケトン系樹脂);エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれらの非ビニル縮合系樹脂とビニル系モノマーとのグラフト重合体などが挙げられる。これらの樹脂は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの樹脂の中でも上記の各種ビニル系樹脂が好ましい。
ビニル芳香族単量体(スチレン系単量体)50〜90重量部、エチレン性不飽和カルボン酸エステル単量体((メタ)アクリル酸エステル系単量体)10〜50重量部、これらの単量体と共重合可能な他の単量体0〜10重量部、及びエチレン性不飽和酸単量体1〜3重量部よりなる単量体混合物を重合して得られる共重合体を界面活性剤で分散安定化した分散液が非結晶性樹脂成分として好ましい。上記の共重合体のガラス転移点は50〜70℃であることが好ましい。
スチレン系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレンや、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン等のアルキル鎖を持つアルキル置換スチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン等のハロゲン置換スチレン、4−フルオロスチレン、2,5−ジフルオロスチレン等のフッ素置換スチレン等がある。スチレン系単量体としては、スチレンが好ましい。
前記スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂及びスチレン−(メタ)アクリル系共重合樹脂にカルボキシ基を含有させる場合は、カルボキシ基を有する重合性単量体を共重合させることによって得ることができる。
このようなカルボキシ基含有重合性単量体の具体例としては、アクリル酸、アコニット酸、アトロパ酸、アリルマロン酸、アンゲリカ酸、イソクロトン酸、イタコン酸、10−ウンデセン酸、エライジン酸、エルカ酸、オレイン酸、オルト−カルボキシケイ皮酸、クロトン酸、クロロアクリル酸、クロロイソクロトン酸、クロロクロトン酸、クロロフマル酸、クロロマレイン酸、ケイ皮酸、シクロヘキセンジカルボン酸、シトラコン酸、ヒドロキシケイ皮酸、ジヒドロキシケイ皮酸、チグリン酸、ニトロケイ皮酸、ビニル酢酸、フェニルケイ皮酸、4−フェニル−3−ブテン酸、フェルラ酸、フマル酸、ブラシジン酸、2−(2−フリル)アクリル酸、ブロモケイ皮酸、ブロモフマル酸、ブロモマレイン酸、ベンジリデンマロン酸、ベンゾイルアクリル酸、4−ペンテン酸、マレイン酸、メサコン酸、メタクリル酸、メチルケイ皮酸、メトキシケイ皮酸等であり、重合体形成反応の容易性などからアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸などが好ましく、アクリル酸がより好ましい。
本実施形態のトナーは、離型剤を含有することが好ましい。
離型剤は公知の成分を使用することができ限定されるものではないが、具体例としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン、グラフト化ポリエチレン、グラフト化ポリプロピレン等のオレフィン系ワックス、ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス、水添ひまし油、カルナウバワックス等の植物系ワックス、ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン、アルキル基、フェニル基を有するシリコン系ワックス、ステアリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪酸、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド、長鎖脂肪酸アルコール、ペンタエリスリトール等の長鎖脂肪酸多価アルコール、及びその部分エステル体、パラフィン系ワックス及びフィッシャートロプシュワックス等が例示される。
これらの中でもカルナウバワックスが好ましく例示できる。カルナウバワックスは、黄色〜緑色に着色しており、これを離型剤として含有することにより、トナーの光学的検出感度がさらに向上するので好ましい。
本実施形態のトナーには、上記したような成分以外にも、さら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が添加される。
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。
本実施形態において、トナーには、必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。
帯電制御剤としては、公知のものが使用されるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いてもよい。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度(%)の制御と廃水汚染の低減との点で、水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。なお、本実施形態において、トナーは、磁性材料を内包する磁性トナー及び磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
本実施形態において、トナー内部に内添剤を添加してもよい。内添剤は一般に定着画像の粘弾性制御の目的で使用される。
前記内添剤の具体例としては、シリカ、チタニアのような無機粒子や、ポリメチルメタクリレート等の有機粒子などが例示され、また、分散性を高める目的で表面処理されていてもよい。またそれらは単独でも、二種以上の内添剤を併用してもよい。
本実施形態において、トナーには流動化剤や帯電制御剤等の外添剤を添加処理してもよい。
外添剤としては、表面をシランカップリング剤などで処理したシリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、カーボンブラック等の無機粒子やポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シリコン樹脂等のポリマー粒子、アミン金属塩、サリチル酸金属錯体等、公知の材料が用いられる。本実施形態に用いることができる外添剤は、単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
本実施形態において、トナーの累積体積平均粒子径D50は3.0〜9.0μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは3.0〜7.0μmの範囲である。D50が3.0μm以上であると、付着力が適度であり、現像性が良好であるため好ましい。また、D50が9.0μm以下であると画像の解像性に優れるため好ましい。
また、本実施形態においてトナーの体積平均粒度分布指標GSDvは1.30以下であることが好ましい。GSDvが1.30以下であると解像性が良好であり、トナー飛散やカブリ等が起こりにくく、画像欠陥が生じにくいため好ましい。
SF1は、トナー粒子表面の凹凸の度合いを示す形状係数であり、以下のようにして算出される。トナー形状係数SF1は、スライドグラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、50個のトナー粒子についてトナー粒子の最大長の2乗/投影面積((ML)2/A)から、下記式のSF1を計算し、平均値を求めることにより得られたものである。
本実施形態において、トナーの製造方法としては、特に限定されず、粉砕法等の機械的製法、又は、前記結着樹脂を使用して樹脂粒子分散液を製造し、樹脂粒子分散液からトナーを製造する、いわゆる化学製法によりトナーが製造される。
本実施形態において、トナーの製造方法としては、混練粉砕法、凝集合一法、懸濁重合法等、公知の方法であれば、特に制限はないが、凝集合一法が好ましく、少なくとも結着樹脂粒子及び黄色顔料粒子を含む分散液中で該粒子を凝集して凝集粒子を得る工程(以下、「凝集工程」ともいう。)、及び、該凝集粒子を加熱して融合させる工程(以下、「融合工程」ともいう。)を含む方法であることが好ましい。
混練粉砕法、溶解懸濁法で作製される透明トナーは黄色顔料が局在化しやすく、定着後も局在化が解消され難いのに対し、凝集合一法で作製される透明トナーは黄色顔料が均一に分散し、定着後も黄色顔料が均一分散しやすいので、好ましい。
結着樹脂を水系媒体中に分散、粒子化する方法としては、例えば、強制乳化法、自己乳化法、転相乳化法など、既知の方法からも選択することができる。これらのうち、乳化に要するエネルギー、得られる乳化物の粒子径制御性、安定性等を考慮すると、自己乳化法、転相乳化法が好ましく適用される。
自己乳化法、転相乳化法に関しては、「超微粒子ポリマーの応用技術(シーエムシー出版)」に記載されている。自己乳化に用いる極性基としては、カルボキシ基、スルホン基等が用いられる。
また、ミニエマルジョン法等で乳化重合させた結着樹脂の分散液を結着樹脂粒子分散液として使用することもある。
例えば、結着樹脂含有物を乳化後、有機溶剤の一部を除去することにより粒子として固形化するのが好ましい。固形化の具体的方法としては、重縮合樹脂含有物を水系媒体中に乳化分散した後、溶液を撹拌しながら空気、あるいは窒素等の不活性ガスを送り込みながら、気液界面での有機溶剤の乾燥を行う方法(廃風乾燥法)、又は、減圧下に保持し必要に応じて不活性ガスをバブリングしながら乾燥を行う方法(減圧トッピング法)、さらには、重縮合樹脂含有物を水系媒体中に乳化分散した乳化分散液若しくは重縮合樹脂含有物の乳化液を細孔からシャワー状に放出し例えば皿状の受けに落としこれを繰り返しながら乾燥させる方法(シャワー式脱溶剤法)などがある。使用する有機溶剤の蒸発速度、水への溶解度などからこれら方式を適時選択、あるいは組み合わせて脱溶剤を行うのが好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、例えば、レーザー回析式粒度分布測定装置((株)堀場製作所製、LA−920)で測定される。
本実施形態において、トナーの製造に凝集合一法を用いた場合、凝集工程においてpH変化により凝集を発生させ、粒子を調製することができる。同時に粒子の凝集を安定に、また迅速に、又はより狭い粒度分布を持つ凝集粒子を得るため、凝集剤を添加してもよい。
該凝集剤としては一価以上の電荷を有する化合物が好ましく、その化合物の具体例としては、イオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の水溶性界面活性剤類、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、塩化アルミニウム(ポリ塩化アルミニウムを含む)、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸、芳香族酸の金属塩、ナトリウムフェノレート等のフェノール類の金属塩、アミノ酸の金属塩、トリエタノールアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩等の脂肪族、芳香族アミン類の無機酸塩類等が挙げられる。
これらの凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量であって、一価の場合トナーの全量に対して3重量%以下程度、二価の場合は1重量%以下程度、三価の場合は0.5重量%以下程度である。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、価数の多い化合物を用いることが好ましい。
コアシェル粒子によるトナー中の相分離構造を維持するためには、シェルに用いる樹脂のガラス転移点の+50℃以内の条件で溶融すること好ましい。シェルに用いる樹脂のガラス転移点の+50℃以内の条件で融合すると、コア成分の低粘度化が起こりにくく、コア用樹脂同士の合一が進行しにくく、ミクロな相分離構造が維持でき、圧力可塑挙動が十分となるため好ましい。
その後、凝集物を水系媒体から分離、必要に応じて洗浄、乾燥させることによってトナー粒子を形成する。
以上説明したトナー(静電荷像現像用トナー)は、現像剤(静電荷像現像剤)として使用することができる。この現像剤は、このトナーを含有することの他は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとる。トナーを単独で用いると一成分系の現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の現像剤として調製される。
本実施形態の現像剤に使用し得るキャリアとしては、特に制限はなく、有色トナー、無色トナーの別なく、従来公知のキャリアを用いることができる。例えば、鉄粉、フェライト、酸化鉄粉、ニッケル等の磁性体粒子;磁性体粒子を芯材としてその表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ロジン系樹脂、ポリエステル系樹脂、メラミン系樹脂などの樹脂やステアリン酸等のワックスで被覆し、樹脂被覆層を形成させてなる樹脂被覆キャリア;マトリックス樹脂に導電材料などが分散された樹脂分散型キャリアであってもよい。
キャリアの芯材の体積平均粒径としては、好ましくは10〜500μmであり、より好ましくは30〜100μmである。
現像剤の調製方法は、特に限定されないが、例えば、Vブレンダー等で混合する方法等が挙げられる。
本実施形態のトナーカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含むことを特徴とする。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、静電荷像現像剤を収納すると共に、潜像保持体表面上に形成された静電潜像を前記電子写真用現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、潜像保持体、該潜像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び該潜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からなる群より選ばれる少なくとも一種と、を備え、画像形成装置に脱着されることを特徴とする。
また、トナーカートリッジは、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。
トナーカートリッジ及び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、特開2008−233736号公報等が参照される。
また、本実施形態の画像形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記潜像保持体を露光して前記潜像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、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潜像保持体から被転写体に転写する転写手段と、前記トナー像を定着する定着手段と、基準トナー像と、フタロシアニン系顔料を含有する潜像保持体との色差から、トナー濃度を検出して、潜像保持体へのトナーの供給量を制御する画像濃度制御手段とを有し、前記現像剤として本実施形態の静電荷像現像用トナー又は本実施形態の静電荷像現像剤を使用することを特徴とする。
本実施形態の画像形成装置は、少なくとも熱可塑性樹脂及び着色剤を含むカラートナーを用いて、電子写真方式によりカラートナー像を記録媒体表面に形成した後、そのカラートナー像の上ないしその周辺に本実施態様のトナー(透明トナー)を転写定着することにより、画像に光沢を付与する画像形成装置である。なお、後述するように、カラートナー像と透明トナー像を同時に記録媒体表面に形成してもよい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、カラートナー像に対し、その上ないし周辺に転写定着することで良好な光沢画像を付与するための透明トナーとして好適であり、この場合、前記画像形成方法は、さらに、カラートナー像を潜像保持体表面に形成するカラートナー像形成工程と、カラートナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたカラートナー像を定着する定着工程とを有することが好ましい。本実施形態のトナーを用いてトナー像を形成する潜像保持体と、カラートナー像を形成する潜像保持体とは、同一でも異なっていてもよいが、異なる潜像保持体であることが好ましい。
また、本実施形態の静電荷像現像用トナーを前記透明トナーとして使用する場合、本実施形態の画像形成装置は、さらに、潜像保持体を現像してカラートナー像を形成させる現像手段と、前記カラートナー像を前記潜像保持体から被転写体に転写する転写手段と、前記カラートナー像を定着する定着手段とを有することが好ましい。
図1は、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。図1に示す画像形成装置50は、大きく、カラートナー像を形成するためのトナー画像形成装置(以下、単にトナー画像形成装置ともいう。)(符号2〜16)と、本実施形態のトナーを転写定着するためのトナー画像形成装置(以下、光沢付与装置ともいう。)(符号20〜33)とに分けられ、両者が搬送装置19により連結されている。
カラートナー像が転写された記録媒体17は、搬送装置19により、光沢付与装置に搬送される。
前記カラートナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含む一般的なカラートナーであれば、特に制限はない。結着樹脂及び着色剤以外の添加成分については、本実施形態の透明トナーにおける<その他の添加剤>と同様のものを内添あるいは外添することもある。
前記結着樹脂としては、特に制限されることはなく、従来公知の樹脂を使用することができる。具体的には例えば、ポリエステル樹脂、スチレン/アクリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体等が挙げられる。
その他、本実施形態のトナーを規定する要素のうち、本実施形態のトナー及び上記カラートナーを転写定着ないし形成する具体的な工程に関する内容については、後述する[光沢付与装置]の項において詳述することにする。
さらに、前記光沢付与装置は、基準トナー像と、潜像保持体との色差から、トナー濃度を検出して、潜像保持体へのトナーの供給量を制御する画像濃度制御手段40を有する。なお、感光体24は、フタロシアニン系顔料を含有することが好ましく、特に、電荷発生剤としてフタロシアニン顔料を含有することが好ましい。
以下、それぞれの工程及び手段について詳述する。
感光体24としては、特に制限はなく従来公知のものが問題なく採用でき、単層構造のものであってもよいし、多層構造で機能分離型のものであってもよい。また、感光体24の材質としては、セレン、アモルファスシリコン等の無機感光体であってもよいし、有機感光体(いわゆるOPC)であってもよく、有機感光体であることが好ましい。
以下、電子写真感光体100の各構成要素について詳述する。
本実施形態において使用される電荷発生剤としては、クロロダイアンブルー等のアゾ顔料、臭素化アントアントロン、ピレンキノン等のキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、ピロロピロール顔料、フタロシアニン顔料、アズレニウム塩、スクエアリウム、キナクリドン等が挙げられる。上記電荷発生剤の中で、フタロシアニン顔料は、レーザープリンター等のデジタル記録用の感光体に使用する電荷発生剤として最も効果的であり、特に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が好ましいものとして挙げられるが、本実施形態においてはこれらに限定されるものではない。
また、フタロシアニン顔料、好ましくはヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料は、本実施形態のトナーに含有される黄色顔料に対して補色の関係である、青色の着色を有する。この結果、微量の黄色顔料を含有させることで、後述する光学的センサによる検出感度が著しく向上する。
また、結着樹脂と電荷輸送材料との配合比(重量比)は電気特性低下、膜強度低下に考慮しつつ任意に設定される。
帯電手段25としては、例えば、導電性又は半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触帯電装置、コロナ放電を利用したコロトロン帯電やスコロトロン帯電などの非接触型の帯電装置等、それ自体公知の手段が使用される。
露光手段26としては、半導体レーザー及び走査装置の組み合わせ、光学系からなるレーザーROS(Raster Output Scanner)、LEDヘッド、あるいは、ハロゲンランプなどの公知の露光手段が使用される。露光像の領域、即ち透明トナー像を形成する記録媒体表面の位置を所望に応じて変化させるという好ましい態様を実現させるためには、レーザーROS又はLEDヘッドを使用することが好ましい。
透明トナー像信号形成装置27としては、透明トナー像を記録媒体17表面の所望の位置に形成し得るような信号を形成できる限り、従来公知のいずれの手段を使うこともある。なお、当該透明トナー像信号形成装置27としては、既述のトナー画像形成装置における画像処理装置4から出力される画像データに基づいて、透明トナー像の形成信号を形成するものであってもよい。
現像手段28としては、感光体24表面に均一な透明トナー像を形成できるといった機能を有する限り、一成分系、二成分系を問わず従来公知の現像装置が使用される。
転写手段29としては、例えば、電圧を印加した導電性又は半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いて、感光体24と中間転写ベルト20との間に電界を作り、荷電された透明トナー粒子を転写する手段や、コロナ放電を利用したコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器などで中間転写体20の裏面をコロナ帯電して、荷電された透明トナー粒子を転写する手段など、従来公知の手段が使用される。
図1において、本実施形態の光沢付与装置は、複数のロール30、32、33に張架された無端ベルト状の中間転写ベルト20と、表面に透明トナー像が形成された中間転写ベルト20及びカラートナー像が形成された記録媒体17を重ね合わせた状態で挟持し、加熱及び加圧等により転写する転写手段22とを備える。
なお、定着手段はこれに限定されるものではなく、加熱定着を単独で使用してもよく、加圧定着を単独で使用してもよい。
表面にカラートナー像が形成(転写)された記録媒体17が、加熱ロール30と、これに中間転写ベルト20を介して圧接する加圧ロール31との圧接部(ニップ部)に、カラートナー像が加熱ロール30側に面するようにして導入される。
なお、剥離工程が終了した後の中間転写ベルト20の表面は、必要に応じて、図示しないクリーナによって残留トナー等が除去され、次の定着工程に備えるようになっている。
次に本実施形態における主とする画像濃度制御手段を説明する。
図5は、画像濃度制御手段を備える光沢付与装置の全体概略図である。なお、図5では、現像器は主現像器と副現像器を有し、中間転写ベルトを有しない態様となっている。201は現像装置、202は透明トナー像信号形成装置、220は感光体、221は帯電器、222はISIL(帯電除去装置)、223は副現像器、225は主現像器、227はトナーデスターバー用ブラシ、228はクリーニングブレード、230は制御装置、231は光学センサ、232はAEセンサ、233、234はトナーディスペンスモータ、235、236はドライバ、237、238は高圧電源回路、239は低圧電源回路、240、241はアンプである。図5において、高圧電源回路238から電源供給された帯電器221からの放電により感光体220を所定電位に帯電させる。一方、透明トナー像信号形成装置202からの信号に基づき、現像装置201は感光体220にレーザーを照射して所定の位置に像を形成する。その結果、感光体220には、所望の透明トナー領域に応じた静電潜像が形成され、この静電潜像を副現像器223又は主現像器225で現像し、さらに転写コロトロン、デタックコロトロンからなる転写器226により記録媒体に転写記録する。
本実施形態における画像制御手段は、ADCと呼ばれる画像濃度制御手段であり、帯電器221で所定電位に帯電させた感光体220の非画像領域に低圧電源回路239から電源供給されたISIL222で感光体220に対して光を照射して所定領域に暗電位部を形成し、この領域を露光することにより基準電位部を形成する。この基準電位部を副現像器223あるいは主現像器225でトナー像に現像し、そのトナー像濃度を光学センサ231により光学的に検出し、検出したトナー像濃度を制御装置230に読み込む。制御装置230は前もって感光体220のクリーン面の反射光を光学センサ231で読み込んでおり、クリーン面の反射光量に対するトナー像部分の反射光量の比Radc(Vpatch/Vclean)を算出する。この比Radcと単位面積当たりのトナー量(DMA)との関係は図6に示すような関係であり、所定のトナー量が得られるような前記比Radcを目標反射率(Ro)とし、光学センサ231の検出値が目標反射率(RO)になるようにドライバ235又は236を通してトナーディスペンスモータ233又は234を駆動制御し、トナー供給を制御する。
なお、画像濃度の制御は、所定の画像濃度となるように感光体へのトナーの供給量を制御するものであればよく、現像器内へのトナーの供給量を制御してもよいし、露光強度を制御することもでき、特に限定されない。
顔料含有量は、GC−MS(ガスクロマトグラフ質量分析)、TG−DTA(熱分析−示差熱熱重量同時測定)、IPC−OES(誘導結合プラズマ発光分光分析)、IPC−AES(プラズマ発光分光分析)、IPC−MS(誘導結合プラズマ質量分析)、原子吸光などの分析を組み合わせることにより定量することができる。
キナクリドン系顔料に関しては、例えば、(株)UBE科学分析センターの分析例(http://www.ube-ind.co.jp/usal/service/organic/o032b.pdf)に記載の熱分解GC/MSによる構造解析と、IPC−MS、原子吸光等の分析を組み合わせることにより定量できる。
また、モノアゾ顔料であるC.I.ピグメントイエロー74に関しては、例えば顔料中の塩素原子量など顔料由来の原子をIPC(誘導結合プラズマ分析)や原子吸光等の分析にて定量し、顔料含有量を定量できる。これらの分析によると、顔料仕込み量と検出量の関係は以下の表のようになった。
分子量の測定には、ゲル・パーミュエーション・クロマトグラフィ(GPC)によって以下に記す条件で重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを測定した。温度40℃において、溶媒(テトラヒドロフラン)を毎分1.2mlの流速で流し、濃度0.2g/20mlのテトラヒドロフラン試料溶液を試料重量として3mg注入し測定を行った。試料の分子量測定にあたっては、当該試料の有する分子量が数種の単分散ポリスチレン標準試料により、作製された検量線の分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される測定条件を選択する。
なお、測定結果の信頼性は、上述の測定条件で行ったNBS706ポリスチレン標準試料が、
重量平均分子量Mw=28.8×104
数平均分子量Mn=13.7×104
となることにより確認した。
また、GPCのカラムとしては、前記条件を満足するTSK−GEL、GMH(東ソー(株)製)等を用いた。
樹脂の融点及びガラス転移点は、自動接線処理システムを備えた(株)島津製作所製の示差走査熱量計(DSC−50)により、ASTM D3418に準拠して測定した。測定条件を以下に示す。
試料:3〜15mg、好ましくは5〜10mg
測定法:試料をアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用いる。
温度曲線:昇温I(20℃〜180℃、昇温速度10℃/min)
上記温度曲線において昇温時に測定される吸熱曲線から、ガラス転移点を測定した。また、ガラス転移点とは、吸熱曲線の微分値が極大となる温度である。
酸価の測定は、JIS K−0070−1992に準じて行った。
・デカンジカルボン酸:100mol%
・ノナンジオール:100mol%
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.25重量%
以上の成分を加熱乾燥した三口フラスコに入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて180℃で5時間撹拌・還流を行った。
その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間撹拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、結晶性ポリエステル樹脂(1)を合成した。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は24,000で数平均分子量(Mn)は7,600であった。また、酸価は10.5mgKOH/gであった。
また、結晶性ポリエステル樹脂(1)の融点(Tm)を、前述の測定方法により、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確な吸熱ピークを示し、吸熱ピーク温度は72.3℃であった。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:10mol%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:90mol%
・テレフタル酸:40mol%
・フマル酸:40mol%
・ドデセニルコハク酸:20mol%
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ、精留塔を備えたフラスコに上記の成分を仕込み、1時間を要して温度を190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した後、ジステアリン酸スズ0.9重量%を投入した。さらに生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで昇温し、240℃でさらに3時間脱水縮合反応を継続し、ガラス転移点が60℃、酸価13.6mgKOH/g、重量平均分子量が16,000、数平均分子量6,000の非結晶性ポリエステル樹脂(1)を得た。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:50mol%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド1モル付加物:50mol%
・無水トリメリット酸:7mol%
・テレフタル酸:65mol%
・ドデセニルコハク酸:28mol%
無水トリメリット酸以外のモノマーを用いて前記非結晶性ポリエステル樹脂(1)と全く同様にして、軟化点が110℃になるまで、反応させた。次いで、温度を190℃まで下げ無水トリメリット酸の7mol%を徐々に投入し、同温度で1時間反応を継続し、ガラス転移点が56℃、酸価11.3mgKOH/g、重量平均分子量78,000、数平均分子量7,800の非結晶性ポリエステル樹脂(2)を得た。
・結晶性ポリエステル樹脂(1):100重量部
・メチルエチルケトン:60重量部
・イソプロピルアルコール:15重量部
セパラブルフラスコにメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコにはウォーターバスにより65℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で5重量部となるようにスポイトで徐々に滴下し、さらにイオン交換水230重量部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、結晶性ポリエステル樹脂(1)からなる樹脂粒子分散液(1)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒径は、145nmであった。なお、樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20%とした。
・非結晶性ポリエステル樹脂(1):100重量部
・メチルエチルケトン:60重量部
・イソプロピルアルコール:15重量部
セパラブルフラスコにメチルエチルケトンを投入し、その後上記樹脂を徐々に投入して、スリーワンモーターで撹拌を施し、完全に溶解させて油相を得た。この油相の入ったセパラブルフラスコにはウォーターバスにより40℃に設定し、さらに撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を合計で3.5重量部となるようにスポイトで徐々に滴下し、さらにイオン交換水230重量部を10ml/minの速度で徐々に滴下して転相乳化させ、さらにエバポレータで減圧しながら脱溶剤を実施し、非結晶性ポリエステル樹脂(1)からなる樹脂粒子分散液(2)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒径は、175nmであった。なお、樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20%とした。
樹脂粒子分散液(1)の調製において非結晶性ポリエステル樹脂(1)を非結晶性ポリエステル樹脂(2)に変えた以外は同様に実施し、樹脂粒子分散液(3)を得た。この樹脂粒子の体積平均粒径は、165nmであった。なお、樹脂粒子固形分量はイオン交換水で調整して20%とした。
・カルナウバワックス、(融点:83℃):60重量部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):1.8重量部
・イオン交換水:238重量部
以上を100℃に加熱して、IKA製ウルトラタラックスT50にて十分に分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで110℃に加温して分散処理を1時間行い、中心径180nm、固形分量20%の離型剤粒子分散液を得た。
・イエロー顔料(クラリアント社製、PY74):50重量部
・イオン性界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬(株)製):5重量部
・イオン交換水:195重量部
上記成分を混合し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)により10分間分散した後に、アルティマイザー(対抗衝突型湿式粉砕機:(株)スギノマシン製)を用い圧力250Mpaで15分間分散処理を行い、着色剤粒子の中心粒径が130nmで、固形分量が20%のイエローの着色剤粒子分散液を得た。
・樹脂粒子分散液(1):110重量部
・樹脂粒子分散液(2):420重量部
・樹脂粒子分散液(3):420重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:0.024重量部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中においてイオン性界面活性剤ネオゲンRKを2.0重量部加えた後に撹拌して十分に混合・分散した。次いで、1Nの硝酸水溶液を滴下してpH3.5にした後、これにポリ塩化アルミニウム0.40重量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で40分保持した後、ここに樹脂粒子分散液(2)100重量部と樹脂粒子分散液(3)100重量部の混合液を緩やかに追加した。
その後、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して系内のpHを7.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら徐々に90℃まで加熱し、90℃で3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。これをさらに40℃のイオン交換水1Lに再分散し、15分300rpmで撹拌・洗浄した。
これをさらに5回繰り返し、濾液のpHが7.5、電気伝導度7.0μS/cmtとなったところで、ヌッチェ式吸引濾過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー1を得た。
この時の粒子径をコールターカウンターにて測定したところ体積平均径D50は5.9ミクロン、粒度分布係数GSDvは1.25であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めた粒子の形状係数SF1は136でポテト状であった。
各粒子分散液の重量比を以下に変更した以外はトナー1と同様の方法でトナー2を作製した。
・樹脂粒子分散液(1):110重量部
・樹脂粒子分散液(2):420重量部
・樹脂粒子分散液(3):420重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:0.0052重量部
各粒子分散液の重量比を以下に変更した以外はトナー1と同様の方法でトナー3を作製した。
・樹脂粒子分散液(1):110重量部
・樹脂粒子分散液(2):420重量部
・樹脂粒子分散液(3):420重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:0.051重量部
各粒子分散液の重量比を以下に変更した以外はトナー1と同様の方法でトナー4を作製した。
・樹脂粒子分散液(1):47重量部
・樹脂粒子分散液(2):451重量部
・樹脂粒子分散液(3):451重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:0.024重量部
各粒子分散液の重量比を以下に変更した以外はトナー1と同様の方法でトナー5を作製した。
・樹脂粒子分散液(1):285重量部
・樹脂粒子分散液(2):332重量部
・樹脂粒子分散液(3):332重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:0.024重量部
各粒子分散液の重量比を以下に変更した以外はトナー1と同様の方法でトナー6を作製した。
・樹脂粒子分散液(1):475重量部
・樹脂粒子分散液(2):238重量部
・樹脂粒子分散液(3):237重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:0.024重量部
各粒子分散液の重量比を以下に変更した以外はトナー1と同様の方法でトナー7を作製した。
・樹脂粒子分散液(1):なし
・樹脂粒子分散液(2):475重量部
・樹脂粒子分散液(3):475重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:0.024重量部
各粒子分散液の重量比を以下に変更した以外はトナー1と同様の方法でトナー8を作製した。
・樹脂粒子分散液(1):110重量部
・樹脂粒子分散液(2):420重量部
・樹脂粒子分散液(3):420重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:なし
各粒子分散液の重量比を以下に変更した以外はトナー1と同様の方法でトナー9を作製した。
・樹脂粒子分散液(1):110重量部
・樹脂粒子分散液(2):420重量部
・樹脂粒子分散液(3):420重量部
・離型剤粒子分散液:50重量部
・着色剤粒子分散液:0.08重量部
・非結晶ポリエステル樹脂(1):84重量部
・非結晶ポリエステル樹脂(2):84重量部
・結晶性ポリエステル樹脂(1):22重量部
・カルナウバワックス:10重量部
・イエロー顔料(クラリアント社製、PY74):0.0048重量部
上記組成をバンバリーミキサーにて混練した後、ジェットミルにて微粉砕し、コールターカウンター粒度測定結果が平均粒径7.5μmのトナー10を作製した。トナー10の形状を走査型電子顕微鏡で観察したところ、規則性のない不定形(SF1=170)をしていることが確認された。
トナー1のトナー100部と、平均粒子径15nmのデシルシラン処理の疎水性チタニア0.8部、平均粒子径30nmの疎水性シリカ(NY50、日本アエロジル(株)製)1.1部、平均粒子径100nmの疎水性シリカ(X24、信越化学工業(株)製)1.0部をヘンシェルミキサーを用い周速32m/sにて10分間ブレンドをおこなった後、45μm網目のシーブを用いて粗大粒子を除去し、外添透明トナー1を得た。
トナー2〜10についても同様に作製して外添トナー2〜10を得た。
・フェライト(商品名EFC−35B、パウダーテック(株)製、重量平均粒子径;35μm):100重量部
・トルエン:13.5重量部
・メチルメタアクリレート/パーフルオロオクチルメタクリレート共重合体:2.3重量部(重合比90:10、重量平均分子量49,000)
・カーボンブラック(商品名:VXC72、キャボット社製):0.3重量部
・エポスターS(メラミン樹脂粒子、(株)日本触媒製):0.3重量部
フェライトを除く上記成分をサンドミルにて1時間分散して樹脂被覆層形成用溶液を作製した。次にこの樹脂被覆層形成用溶液とフェライトを真空脱気型ニーダーに入れて、温度60℃で減圧しながら20分撹拌してフェライト上に樹脂被覆層を形成し、キャリアを得た。体積抵抗は2×1011Ωcmであった。
外添トナー1 7部に対してキャリア100部を添加し、ボールミルで5分間混合して現像剤1を得た。トナー2〜10についても同様に作製して現像剤2〜10を得た。
円筒状のAl基体をセンタレス研磨装置により研磨し、表面粗さがRzで0.6μmとなるように調整した。次にこのAl基体の外周面を有機溶剤で脱脂処理し、続いて2重量%水酸化ナトリウム溶液で1分間エッチング処理した後に、Al基体表面に残留するアルカリ成分を中和処理し、さらに純水洗浄を行った。
次に、10重量%硫酸溶液を用いてAl基体の外周面を陽極酸化処理して陽極酸化膜(電流密度1.0A/dm2)を形成した。続いて、水洗した後、80℃に保持した1重量%酢酸ニッケル溶液中にAl基体を20分間浸漬して封孔処理を行い、さらに純水洗浄、乾燥処理を行った。このようにして、Al基体の外周面に膜厚7μmの陽極酸化膜(下引き層)を形成した。
次に、X線回折スペクトルにおけるブラッグ角(2θ±0.2°)が、7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、22.1°、24.1°、25.1°、28.3°に強い回折ピークを持つヒドロキシガリウムフタロシアニン 1重量部、ポリビニルブチラール(エスレックBM−S、積水化学工業(株))1重量部、及び、酢酸n−ブチル100重量部を混合し、ガラスビーズと共にペイントシェーカーで1時間処理して分散した後に得られた塗布液を下引き層上に浸漬コートし、100℃で10分間加熱乾燥して膜厚約0.15μmの電荷発生層を形成した。
続いて、ベンジジン化合物2重量部と、高分子化合物(粘度平均分子量=39,000)2重量部とをクロロベンゼン20重量部に溶解させた塗布液を前記電荷発生層上に浸漬コーティング法で塗布した後、110℃、40分の加熱処理を行って膜厚20μmの電荷輸送層を形成し、感光体1を得た。
[濃度制御装置]
画像濃度の制御手段には主にATCセンサーによるものとADCセンサーによるものがある。ATCセンサーはキャリアの透磁率からTC(トナー濃度)を感知しトナー供給量を調整するものであり、一般に現像機周辺に設置されている。またADCセンサーは感光体上のトナー像濃度を光学的に検出し、感光体上の非画像部(クリーン面)とトナー像部の反射光量の比Radcで感光体上の単位面積あたりトナー載り量(DMAと呼ばれる。)を調整するものであり、一般に感光体周辺に設置されている。
今回の実験ではADCセンサー、ATCセンサーの両者が搭載されている一般機であるDocucolor500(富士ゼロックス(株)製)を使用した。
プロセススピードが可変のDocucolor500(富士ゼロックス(株)製)改造機を用いて、プロセススピード140mm/secに固定した条件で印刷を行った。トナー載り量は4.5g/m2に調整した。このとき、感光体から中間転写体にソリッド画像が転写する直前で印刷を強制終了(シャットダウン)させた。このとき感光体上に載っているソリッド画像(3cm×4cm)をテープ転写し、重量を測定することで、感光体上のトナー載り量(TMA)を測定した。
これを100回連続で行ったときの感光体上のTMAの差(ΔTMA)を感光体上のトナー濃度バラツキの指標とした。
評価の基準は以下の通りである。
◎:ΔTMAが0.1mg/cm2未満
○:ΔTMAが0.1mg/cm2以上0.15mg/cm2未満
△:ΔTMAが0.15mg/cm2以上0.25mg/cm2未満
×:ΔTMAが0.25mg/cm2以上
定着温度140℃で印刷した画像をX−liteで明度評価し、透明度(黄色方向への着色度)の指標とした。
評価の基準は以下の通りである。
◎:b*が1.5未満
○:b*が1.5以上2.5未満
△:b*が2.5以上3.5未満
×:b*が3.5以上
作製した現像剤1〜10については、プロセススピードが可変のDocucolor500(富士ゼロックス(株)製)改造機を用いて、プロセススピード140mm/secに固定した条件で、定着温度を80〜180℃の範囲で変えて定着テストを実施した。
トナー載り量は4.5g/m2に調整した。なお、トナーの良好な定着温度幅は、未定着のトナーソリッド画像(25mm×25mm)を定着した後、一定荷重の重りを用いて折り曲げ、その部分の画像欠損度合いグレード付けし、ある一定のグレード以上になる最も低い定着温度を最低定着温度とし、定着部材にトナー成分が移行する(ホットオフセット)最低定着温度を最高定着温度とし、両温度の間の温度を定着温度域(MFT)とした。
評価の基準は以下の通りである。
◎:MFTが65℃以上
○:MFTが60℃以上65℃未満
△:MFTが55℃以上60℃未満
×:MFTが55℃未満
前記と同様、現像剤1〜10を充填した富士ゼロックス(株)のDocucolor500改造機により、常温常湿環境(25℃、50%RH)でソリッド画像(トナー載り量:4.5g/m2)の画像形成を行った。次いで、このソリッド画像を前記と同様の条件に設定した定着装置により定着を行った。
このとき定着温度140℃での定着トナー像のソリッド部のほぼ中央に、内側に折り目を入れ、定着トナー像が破壊された部分をティッシュペーパーで拭い取り、白抜けした線幅(mm)を測定し、画像ひび割れの指標とした。
評価基準は以下の通りである。
◎:白抜けした線幅が0.4mm未満
○:白抜けした線幅が0.4mm以上0.6mm未満
△:白抜けした線幅が0.6mm以上1.0mm未満
×:白抜けした線幅が1.0mm以上
以上の結果を表3に示す。
2 照明
3 カラースキャナー
4 画像処理装置
5 レーザーダイオード
6 光学系(ROS)
7 帯電手段
8 感光体
9 イエロー現像手段
10 マゼンタ現像手段
11 シアン現像手段
12 ブラック現像手段
13 中間転写ベルト
14 転写コロトロン
15、16 転写ロール
17 記録媒体
19 搬送装置
20 中間転写ベルト
22 定着手段
24 感光体
25 帯電手段
26 露光手段
27 透明トナー像信号形成装置
28 現像手段
29 転写手段
30 加熱ロール
31 加圧ロール
32 剥離ロール
33 従動ロール
34 透明トナー像
35 カラートナー像
40 画像濃度制御手段
50 画像形成装置
100、110、120、130、140 感光体
101 電荷発生層
102 電荷輸送層
103 導電性支持体
104 下引層
105 保護層
106 感光層
201 現像装置
202 透明トナー像信号形成装置
220 感光体
221 帯電器
222 ISIL
223 副現像器
225 主現像器
226 転写器
227 トナーデスターバー用ブラシ
228 クリーニングブレード
230 制御装置
231 光学センサ
232 AEセンサ
233、234 トナーディスペンスモータ
235、236 ドライバ
237、238 高圧電源回路
239 低圧電源回路
240、241 アンプ
X 光
Claims (13)
- 少なくとも結着樹脂、及び、黄色顔料を含み、
該黄色顔料を5〜50ppm含有することを特徴とする
静電荷像現像用透明トナー。 - 前記結着樹脂が、ポリエステル樹脂を含有する、請求項1に記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 前記結着樹脂が、ポリエステル樹脂を70〜100重量%含有する、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 前記結着樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂を5〜30重量%含有する、請求項1〜3いずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 前記ポリエステル樹脂が、ビスフェノール骨格を有する非結晶性ポリエステル樹脂を含有する、請求項2〜4いずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 前記黄色顔料が、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料及びベンズイミダゾロン系ジスアゾ顔料よりなる群から選択される、請求項1〜5いずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 前記黄色顔料が、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、及び、C.I.ピグメントイエロー180よりなる群から選択される、請求項1〜6いずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 離型剤を含み、該離型剤が、カルナウバワックスを含有する、請求項1〜7いずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 黄色顔料を除く、他の着色剤の含有量が合計して10ppm以下である、請求項1〜8のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 少なくとも結着樹脂粒子及び黄色顔料粒子が分散した分散液中で、該粒子を凝集して凝集粒子を得る凝集工程、及び、
該凝集粒子を加熱して融合させる融合工程を含むことを特徴とする、
請求項1〜9いずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナーの製造方法。 - 請求項1〜9いずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー及びキャリアを含むことを特徴とする静電荷像現像剤。
- 請求項1〜9いずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナーを含むことを特徴とするトナーカートリッジ。
- 請求項11に記載の静電荷像現像剤を収納すると共に、潜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剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
潜像保持体、該潜像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び該潜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一種と、を備え、
画像形成装置に脱着されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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