JP5831182B2 - 静電荷像現像用透明トナー、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
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Description
また、例えば、透明トナーを用いレンズ状の画像を形成する技術も知られている(例えば特許文献6)。
請求項1に係る発明は、
体積平均粒径をDt(μm)とし、上側体積平均粒度分布指標を上GSDvとし、下側個数平均粒度分布指標を下GSDpとしたとき、下記式(1)、式(2)及び式(3)の関係を満たす静電荷像現像用透明トナー。
・式(1):18≦Dt≦30
・式(2):1.05≦上GSDv≦1.20
・式(3):1.29≦下GSDp≦1.50
結着樹脂として、ガラス転移温度が異なる少なくとも2種の非晶性ポリエステル樹脂を含む請求項1に記載の静電荷像現像用透明トナー。
前記2種の非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度の差が、5℃以上15℃以下である請求項2に記載の静電荷像現像用透明トナー。
請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用透明トナーを少なくとも含む静電荷像現像剤。
請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用透明トナーを収容し、
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、像保持体上に形成された静電荷像を透明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。
像保持体と、
前記像保持体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、前記像保持体上に形成された静電荷像を透明トナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成された透明トナー画像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写された透明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。
像保持体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、前記像保持体上に形成された静電荷像を透明トナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体上に形成された透明トナー画像を記録媒体上に転写する転写工程と、
前記記録媒体上に転写された透明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2に係る発明によれば、結着樹脂として、1種のポリエステル樹脂を含む場合に比べ、透明トナーの飛び散りを抑制して、盛り上げ画像の形成を実現する静電荷像現像用透明トナーを提供できる。
請求項3に係る発明によれば、2種以上のポリエステル樹脂のガラス転移温度が上記範囲外の場合に比べ、透明トナーの飛び散りを抑制して、盛り上げ画像の形成を実現する静電荷像現像用透明トナーを提供できる。
本実施形態に係る静電荷像現像用透明トナー(以下、「透明トナー」と称する)は、体積平均粒径をDt(μm)とし、上側体積平均粒度分布指標を上GSDvとし、下側個数平均粒度分布指標を下GSDpとしたとき、下記式(1)、式(2)及び式(3)の関係を満たす透明トナーである。
なお、透明トナーとは、盛り上げ画像を形成する目的で、記録媒体上に直接形成又は記録媒体上の有色トナー画像上に形成する透明トナー画像に用いられるトナーであり、具体的には、着色剤を含まない又は着色剤を含んでも着色剤の含有量が0.01質量%以下である無色のトナーである。
・式(1):18≦Dt≦30
・式(2):1.05≦上GSDv≦1.20
・式(3):1.29≦下GSDp≦1.50
この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
そのため、トナー層の抵抗率が下がり、転写の際、放電が発生、透明トナーの飛び散り(所謂ブラー)が発生しやすくする。
これらの現象により、高い画像段差を持つ盛り上げ画像を実現すると共に、なおかつ透明トナーの飛び散りを抑制することが困難であるのが現状である。
このような粒度分布特性を持つ透明トナーは、粒径が大きい透明トナー(以下、大径透明トナーと称する)の粒径が揃っており、この大径透明トナーと共に、適度な量で粒径が小さい透明トナー(以下、小径透明トナーと称する)が混合していることを意味している。
これにより、転写前の透明トナー層の抵抗率が高く維持され、透明トナー層の転写の際に、透明トナーの飛び散りが抑制されると考えられる。
本実施形態に係る透明トナーは、体積平均粒径「Dt(μm)」が下記式(1)を満たすが、望ましくは下記式(1−2)、より望ましくは下記式(1−3)を満たすことがよい。
・式(1) :18≦Dt≦30
・式(1−2):20≦Dt≦29
・式(1−3):22≦Dt≦28
・式(2) :1.05≦上GSDv≦1.20
・式(2−2):1.07≦上GSDv≦1.19
・式(2−3):1.09≦上GSDv≦1.18
・式(3): 1.29≦下GSDp≦1.50
・式(3−2):1.30≦下GSDp≦1.48
・式(3−3):1.31≦下GSDp≦1.46
具体的には、測定された粒度分布について、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積、個数をそれぞれ小径側から累積分布を描き、体積について累積16%となる粒径をD16v、個数について累積16%となる粒径をD16p、体積について累積50%となる粒径をD50v、個数について累積50%となる粒径をD50p、体積について累積84%となる粒径をD84v、個数について累積84%となる粒径をD84pと定義する。
そして、これらの測定値を用いて、上側体積平均粒度分布指標(上GSDv)は、(D84v/D50v)1/2より、下側個数平均粒度分布指標(下GSDp)は、(D50p/D16p)1/2より算出した。また、体積平均粒径とはD50vを指す。
そして、透明トナー粒子は、少なくとも結着樹脂と、アルミニウムと、必要に応じて、離型剤等のその他添加剤と、を含んで構成される。
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;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;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;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;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;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類などの単量体からなる単独重合体、又はこれらを2種以上組み合せて得られる共重合体、さらにはこれらの混合物が挙げられる。また、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、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合樹脂、又は、これらと前記ビニル樹脂との混合物や、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が挙げられる。
ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸と多価アルコールとの中から好適なものを選択して組合せ、例えば、エステル交換法又は重縮合法等、従来公知の方法を用いて合成することで得られる。
そして、2種のポリエステル樹脂のガラス転移温度の差(絶対値)は、例えば。5℃以上15℃以下(望ましくは6℃以上14℃以下、より望ましくは7℃以上13℃以下)であることがよい。但し、2種以上のポリエステル樹脂を採用した場合、本温度差とは、最も差がある2種のポリエステル樹脂間のガラス転移温度の差とする。
また、2種のポリエステル樹脂の含有量比(ガラス転移温度が高い方の樹脂/ガラス転移温度が低い方の樹脂)は、例えば、質量比で80/20以上20/80以下(望ましくは70/30以上30/70以下、より望ましくは60/40以上40/60以下)であることがよい。
これは、トナー粒子を水系媒体で造粒する方法(特に、凝集合一法)では、結着樹脂となる樹脂粒子等を凝集させ、その凝集により、凝集粒子の粒子成長を行い透明トナー粒子を得るが、この際の凝集粒子の粒子成長速度は結着樹脂の熱特性によるところが大きく、ガラス転移温度の異なる2種のポリエステルを併用すると、粒径成長の速い凝集粒子と遅い凝集粒子が作られることとなり、その結果、上記粒度分布を持つ透明トナーを作製しやすくなると考えられるためである。
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或いは鉱物・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;などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
その他の内添剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等が挙げられる。
トナー粒子は、単層構造であっても、芯部と前記芯部を被覆する被覆層とで構成される構造(所謂コア/シェル構造)であってもよい。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられ、具体的には、例えば、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
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質量部程度である。
まず、透明トナー粒子は、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、溶解懸濁造粒法、溶解懸濁法、溶解乳化凝集合一法等)のいずれにより製造してもよい。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、上記体積平均粒径及び粒度分布を満たす透明トナー粒子を得る観点から、水系媒体中で造粒する方法、特に、凝集合一法により、透明トナー粒子を得ることがよい。
なお、以下の説明では、離型剤を含む透明トナー粒子を得る方法について説明するが、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、離型剤粒子が分散された離型剤分散液を準備する。
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。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、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。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ回析式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−920)で測定される。以下、他に断りがないかぎり、粒子の体積平均粒径は同様に測定される。
次に、樹脂粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合して得られた原料分散液(混合分散液)に凝集剤を添加し、樹脂粒子(結着樹脂)のガラス転移温度近辺の温度にて加熱することにより、各々の成分からなる粒子を凝集させた凝集粒子を形成する。
凝集粒子の形成は、例えば、回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温で凝集剤を添加することにより行う。
これらの中でも、凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去を考慮すると、凝集剤としては、特にアルミニウム系凝集剤がよい。
アルミニウム系凝集剤として具体的には、例えば、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム等の無機酸の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム等の無機金属塩重合体などが挙げられる。
次に、凝集粒子の粒径が目的とする範囲まで成長したところで、凝集粒子分散液(凝集粒子を含む原料分散液)の冷却を行うことが望ましい。
後述する停止工程により凝集粒子の粒径の成長を停止させるが、冷却工程を入れずに停止工程を実施すると凝集粒子が破壊し、目的とする粒径が得られないことがある。これは、ガラス転移温度と同等もしくはそれ以上の温度であると結着樹脂の分子運動が激しいため、凝集剤による凝集力が働かなくなると分子の運動エネルギーの方が大きくなってしまうことによるものと考えられるためである。
冷却工程における冷却後温度の目安としては、樹脂粒子(結着樹脂)のガラス転移温度の平均値を基準として、−20℃以上−10℃以下の範囲内が望ましい。また、冷却速度は、樹脂粒子(結着樹脂)の種類/量により異なるが、概ね−1℃/min以上がよい。
冷却工程により得られた凝集粒子に、有機金属イオン封鎖剤を添加して、該凝集粒子の凝集を停止させる停止工程を有することがよい。停止工程において、有機金属イオン封鎖剤を凝集粒子に添加することによって金属イオンの働きを封鎖し、凝集粒子の粒径の成長が速やかに停止する。
有機金属イオン封鎖剤の添加量は、材料種によって変わるが、概ね透明トナー粒子の質量に対して0.01%以上2.00%以下がよく、望ましくは0.10%以上1.00%以下である。0.01%未満の場合は、金属イオン封鎖剤としての機能が不充分な場合があり、2.00%を超える場合は、凝集粒子の破壊等の不具合が生じる場合がある。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば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、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂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と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、透明トナー粒子を製造してもよい。
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望ましい。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、加圧濾過等が望ましく用いられる。更に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、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等が望ましく用いられる。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る透明トナーを含んで構成される。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、透明トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、透明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。
本実施形態に係る画像形成方法は、像保持体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、静電荷像現像剤により、像保持体上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、像保持体上に形成された透明トナー画像を記録媒体上に転写する転写工程と、記録媒体上に転写された透明トナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法である。
一方、本実施形態に係る画像形成方法を実現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、像保持体上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、像保持体上に形成されたトナー画像を記録媒体上に転写する転写手段と、記録媒体上に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置である。
そして、静電荷像現像剤として、上記本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
有色トナーを含む現像剤と併用する場合、本実施形態に係る画像形成方法は、例えば、有色トナーによる有色トナー画像を記録媒体上に形成する第1画像形成工程と、透明トナーによる透明トナー画像を記録媒体上に直接又は記録媒体上の有色トナー画像上に形成する第2画像形成工程と、記録媒体上の有色トナー画像及び透明トナー画像を定着する定着工程と、を有する。
そして、有色トナーを含む現像剤と併用する場合、本実施形態に係る画像形成方法を実現する本実施形態に係る画像形成装置は、有色トナーを有する第1静電荷像現像剤が収容された第1現像装置を備え、有色トナーによる有色トナー画像を記録媒体上に形成する第1画像形成手段と、透明トナーを有する第2静電荷像現像剤が収容された第2現像装置を備え、透明トナーによる透明トナー画像を記録媒体上に直接又は記録媒体上の有色トナー画像上に形成する第2画像形成手段と、記録媒体上の有色トナー画像及び透明トナー画像を定着する定着手段と、を備える。
そして、第1画像形成手段には、現像装置として、有色トナーを有する第1静電荷像現像剤が収容され、像保持体に形成された静電潜像を有色トナー画像として現像する第1現像装置を備える。
一方、第2画像形成手段には、現像装置として、透明トナーを有する第2静電荷像現像剤が収容され、像保持体に形成された静電潜像を透明トナー画像として現像する第2現像装置を備える。
第1及び第2画像形成手段は、例えば、像保持体や、転写装置、クリーニング装置等を共用した構成としてもよい。
図1は、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。
図1に示す画像形成装置は、潜像保持体としての感光体が複数、即ち画像形成ユニット(画像形成手段)が複数設けられたタンデム型の構成に係るものである。つまり、図1に示す画像形成装置は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアンそしてブラックの各色の画像を形成する4つの画像形成ユニット50Y、50M、50C、50Kと、透明画像を形成する画像形成ユニット50Tが、間隔をおいて並列的に(タンデム状に)配置されている。
なお、画像形成ユニット50Yと同様の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、透明(T)を付した参照符号を付すことにより、各画像形成ユニット50M、50C、50K、50Tの説明を省略する。
<ポリエステル樹脂粒子分散液Aの調製>
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数1):250部
・エチレングリコール:250部
・テレフタル酸:280部
・コハク酸:220部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記物質及び触媒として原料混合物100部に対してジブチルスズオキシド0.08部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で6時間還流を行った。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。この状態で、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5Kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、樹脂粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整して、体積平均粒径が0.18μmのポリエステル樹脂粒子を含むポリエステル樹脂粒子分散液Aを得た。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数1):350部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数1):150部
・テレフタル酸:150部
・コハク酸:220部
・無水トリメリット酸:130部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記物質及び触媒として原料混合物100部に対してジブチルスズオキシド0.08部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で6時間還流を行った。
その後、減圧蒸留にて220℃まで徐々に昇温を行い5時間攪拌し、粘綢な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量60000になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用のポリエステル樹脂を得た。ガラス転移温度Tgは66.7℃であった。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。この状態で、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5Kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、樹脂粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整して、体積平均粒径が0.17μmのポリエステル樹脂粒子を含むポリエステル樹脂粒子分散液Bを得た。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):300部
・テレフタル酸:120部
・フマル酸:10部
・ドデセニルコハク酸:60部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記物質及び触媒として原料混合物100部に対してジブチルスズオキシド0.08部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間還流を行った。
その後、減圧蒸留にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、粘綢な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量20000になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用のポリエステル樹脂を得た。ガラス転移温度Tgは60.3℃であった。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。この状態で、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5Kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、樹脂粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整して、体積平均粒径が0.14μmのポリエステル樹脂粒子を含むポリエステル樹脂粒子分散液Cを得た。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):100部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):250部
・テレフタル酸:150部
・フマル酸:30部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記物質及び触媒として原料混合物100部に対してジブチルスズオキシド0.15部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間還流を行った。
その後、減圧蒸留にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、粘綢な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量40000になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用のポリエステル樹脂を得た。ガラス転移温度Tgは68.9℃であった。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。この状態で、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5Kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、樹脂粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整して、体積平均粒径が0.15μmのポリエステル樹脂粒子を含むポリエステル樹脂粒子分散液Dを得た。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):100部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2):200部
・テレフタル酸:150部
・ドデセニルコハク酸:50部
・無水トリメリット酸:10部
加熱乾燥した三口フラスコに、上記物質及び触媒として原料混合物100部に対してジブチルスズオキシド0.07部と、を入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧し、さらに窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械攪拌にて180℃で5時間還流を行った。
その後、減圧蒸留にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、粘綢な状態となったところでGPCにて分子量を確認し、重量平均分子量6000になったところで、減圧蒸留を停止し、空冷しコア層用のポリエステル樹脂を得た。ガラス転移温度Tgは51.2℃であった。
ついで、これを溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に毎分100gの速度で移送した。別途準備した水性媒体タンクには試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を入れ、熱交換器で120℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記ポリエステル樹脂溶融体と同時に上記キャビトロンに移送した。この状態で、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5Kg/cm2の条件でキャビトロンを運転し、樹脂粒子濃度を20質量%となるように水分量を調整して、体積平均粒径が0.12μmのポリエステル樹脂粒子を含むポリエステル樹脂粒子分散液Eを得た。
(油層)
・スチレン:35重量部
・n−ブチルアクリレート:11重量部
・β−カルボエチルアクリレート:1.5重量部
・アクリル酸:0.3重量部
・ドデカンチオール:0.2重量部
(水層1)
・イオン交換水:18.0重量部
・アニオン性界面活性剤:0.4重量部
(水層2)
・イオン交換水:40重量部
・アニオン性界面活性剤:0.07重量部
・過硫酸カリウム:0.30重量部
・過硫酸アンモニウム:0.10重量部
上記の油層成分と水層1の成分とをフラスコ中に入れて撹拌混合し、単量体乳化分散液とした。反応容器に水層2の成分を投入し、容器内を窒素で充分に置換し、撹拌をしながらオイルバスで反応系内が75℃になるまで加熱した。反応容器内に単量体乳化分散液を3時間かけて徐々に滴下し、乳化重合を行った。滴下終了後、さらに75℃
で重合を継続し、3時間後に重合を終了させた。
得られたスチレンアクリル樹脂粒子分散液Fは、体積平均粒径が0.21μmであり、ガラス転移温度が53.5℃であり、重量平均分子量が35000、樹脂粒子濃度が43質量%であった。
・シアン顔料 1000質量部
(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン))
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR) 15質量部
・イオン交換水 9000質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて1時間ほど分散して、着色剤(顔料)を分散させてなる着色剤分散液Aを調製した。着色剤分散液における着色剤(顔料)粒子の体積平均粒径は0.16μm、固形分濃度は20%であった。
・パラフィンワックス HNP9(融解温度76℃ 日本精鑞社製):60部
・イオン性界面活性剤(ネオゲン RK、第一工業製薬):5部
・イオン交換水:240部
以上の成分を混合した溶液を95℃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分散処理し、体積平均径220nm、固形分量20質量%の離型剤分散液Aを得た。
<透明トナー粒子T1の作製>
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液A:400部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液B:400部
・離型剤分散液A:100部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中において550質量部のイオン交換水と伴に攪拌しながら20℃に調整、その後ウルトラタラックスT50で十分に混合・分散した。
その後、多管式熱交換機を使用(熱媒は5℃の冷水)し、 30℃/1minの冷却速度となる様に流量を調整し30℃まで急冷却した。その後濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引ろ過により固液分離を施した。
これを更に43℃のイオン交換水3Lに再分散し、15分300rpmで攪拌・洗浄した。これを更に5回繰り返し、濾液の電気伝導度が15μS/cmとなったところで、ヌッチェ式吸引ろ過によりNo5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続した。
透明トナー粒子T1の粒度を測定したところ、体積平均粒径(Dt)は24.0μmであった。上側体積平均粒度分布指標(上GSDv)は1.15、下側個数平均粒度分布指標(下GSDp)は1.38、形状係数SF1は134であった。
透明トナー粒子T1の製造において、凝集粒子の成長促進温度を64℃から58℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T2を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を400部から600部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bの添加量を400部から200部に、凝集粒子の成長促進温度を64℃から56℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T3を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、凝集粒子の成長促進温度を64℃から67℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T4を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を400部から200部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bの添加量を400部から600部に、凝集粒子の成長促進温度を64℃から68℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T5を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bを非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cに、凝集粒子の成長促進温度を64℃から60℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T6を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bを非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Dに変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T7を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aを非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cに変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T8を作製した。
透明トナー粒子T8の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cの添加量を400部から200部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bの添加量を400部から600部に変更した以外は、透明トナー粒子T8と同様にして、透明トナー粒子T9を作製した。
透明トナー粒子T8の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cの添加量を400部から600部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bの添加量を400部から200部に変更 した以外は、透明トナー粒子T8と同様にして、透明トナー粒子T10を作製した。
透明トナー粒子T8の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cの添加量を400部から480部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bの添加量を400部から320部に、凝集粒子の成長促進温度を64℃から62℃に変更した以外は、透明トナー粒子T8と同様にして、透明トナー粒子T11を作製した。
透明トナー粒子T6の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を400部から480部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cの添加量を400部から320部に、凝集粒子の成長促進温度を64℃から65℃に変更した以外は、透明トナー粒子T6と同様にして、透明トナー粒子T12を作製した。
透明トナー粒子T7の製造において、凝集粒子の成長促進温度を64℃から69℃に変更した以外は、透明トナー粒子T7と同様にして、透明トナー粒子T13を作製した。
透明トナー粒子T12の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を480部から160部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cの添加量を320部から640部に、凝集粒子の成長促進温度を65℃から68℃に変更した以外は、透明トナー粒子T12と同様にして、透明トナー粒子T14を作製した。
透明トナー粒子T12の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を480部から640部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Cの添加量を320部から160部に変更した以外は、透明トナー粒子T12と同様にして、透明トナー粒子T14を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、凝集粒子の成長促進温度を64℃から55℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T16を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を400部から680部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bの添加量を400部から120部に、凝集粒子の成長促進温度を64℃から52℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T17を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、凝集粒子の成長促進温度を64℃から73℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T18を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を400部から120部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bの添加量を400部から680部に、凝集粒子の成長促進温度を64℃から75℃に変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T19を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aを非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Dに変更した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T20を作製した。
透明トナー粒子T20の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bの添加量を400部から680部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Dの添加量を400部から120部に変更した以外は、透明トナー粒子T20と同様にして、透明トナー粒子T21を作製した。
透明トナー粒子T20の製造において、凝集粒子の成長促進温度を64℃から78℃に変更した以外は、透明トナー粒子T20と同様にして、透明トナー粒子T22を作製した。
透明トナー粒子T21の製造において、凝集粒子の成長促進温度を64℃から78℃に変更した以外は、透明トナー粒子T21と同様にして、透明トナー粒子T23を作製した。
透明トナー粒子T20の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bを非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Eに、凝集粒子の成長促進温度を64℃から60℃に変更した以外は、透明トナー粒子T20と同様にして、透明トナー粒子T24を作製した。
透明トナー粒子T24の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Eの添加量を400部から640部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Dの添加量を400部から160部に変更した以外は、透明トナー粒子T24と同様にして、透明トナー粒子T25を作製した。
透明トナー粒子T24の製造において、凝集粒子の成長促進温度を60℃から71℃に変更した以外は、透明トナー粒子T24と同様にして、透明トナー粒子T26を作製した。
透明トナー粒子T25の製造において、凝集粒子の成長促進温度を60℃から67℃に変更した以外は、透明トナー粒子T25と同様にして、透明トナー粒子T27を作製した。
透明トナー粒子T1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aの添加量を400部から800部に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Bを添加せず、凝集粒子の成長促進温度を64℃から60℃に変更し、凝集後の冷却工程を冷却速度0.5℃/1minで40℃まで冷却を実施した以外は、透明トナー粒子T1と同様にして、透明トナー粒子T28を作製した。
透明トナー粒子T28の製造において、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液Aを非晶性スチレンアクリル樹脂粒子分散液Fに、凝集粒子の成長促進温度を60℃から63℃に変更し、凝集後の冷却工程を冷却速度0.5℃/1minで35℃まで冷却を実施した以外は、透明トナー粒子T28と同様にして、透明トナー粒子T29を作製した。
<有色トナー粒子C1の作製>
・ポリエステル樹脂粒子分散液A: 267質量部
・着色剤分散液A: 25質量部
・離型剤分散液A: 40質量部
・アニオン性界面活性剤(TeycaPower): 2.0質量部
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)を用い、ホモジナイザーの回転数を4000rpmにして、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質量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。
そして、この水洗を10回繰り返した後、ループ型気流式乾燥機を用いてサイクロン捕集での乾燥、分級を行い、有色トナー粒子C1を得た。
(透明トナーT1〜T29の作製)
作製した透明トナー粒子T1〜T29に対して、透明トナー粒子100部当り、外添剤として体積平均粒径30nmのデシルトリメトキシシラン処理されたチタニア0.2部、及び体積平均粒径100nmのヘキサメチルジンラザン処理したシリカ0.4部を、5Lヘンシェルミキサー(三井三池加工機(株)製)にて10分間混合し、更に風力篩分機ハイボルターNR300(東京機械製)にて(網目開き45μm)篩分し、それぞれ透明トナーT1〜T29を作製した。
作製した有色トナー粒子C1に対して、トナー粒子100部当り、外添剤として体積平均粒径30nmのデシルトリメトキシシラン処理されたチタニア0.8部、及び体積平均粒径100nmのヘキサメチルジンラザン処理したシリカ1.2部を、5Lヘンシェルミキサー(三井三池加工機(株)製)にて10分間混合し、更に風力篩分機ハイボルターNR300(東京機械製)にて(網目開き45μm)篩分し、有色トナーC1を作製した。
表1に従った透明トナーを各実施例、各比較例とした。各例の透明トナーは、有色トナーC1とのトナーセットとして評価を行った。
また、各例の透明トナーの特性について、表1に一覧にして示す。
<現像剤セットの準備>
各例の透明トナー12部と、下記キャリア(1)88部と、をV型ブレンダーにて混合し、現像剤を準備した。
一方、有色トナーC1:8部と、下記キャリア(2)92部と、をV型ブレンダーにて混合し、現像剤を準備した。
平均粒径100μmのフェライトコアに対して質量比で0.3質量%のシリコーン樹脂(東レ ダウコーエングシリコーン社製:SR2411)をニーダー装置を用いコーティングして、キャリア(1)を得た。
平均粒径35μmのフェライトコアに対して質量比で0.8質量%のシリコーン樹脂(東レ ダウコーエングシリコーン社製:SR2411)をニーダー装置を用いコーティングして、キャリア(2)を得た。
富士ゼロックス社製Color1000Press改造機(現像機内に現像剤が無くても1つでも現像機内に現像剤が入っている状態であれば出力可能なように改造した改造機)の第5エンジンに各例の透明トナーの現像剤を入れ、他のエンジンの一つに有色トナーC1の現像剤を入れ、透明トナーによる盛り上げ印刷画像を形成した。
画像は、有色トナー10×10cmのベタ画像の中央部に、透明トナー5×5cmのベタ画像を重ねて作成した。その画像の定着後、表面粗さ計(Surfcom)で、カラートナー画像部から透明トナー画像部へ、画像をスキャンし、高さプロファイルを作成した(縦倍率500倍、横倍率20倍)。有色トナー画像部の高さをゼロとした時、画像高さが3μmとなった点をX1、画像高さが最大になった点をX2とした時、X2−X1の高さの差を画像段差とした。1画像につき、5箇所測定し、最大と最小を除いた3点の平均値を値とした。上記画像段差の値を以下の◎、○、△、×まで4段階で評価した。
◎:26μm以上
○:21μm以上26μm未満
△:15μm以上21μm未満
×:15μm未満
◎:50倍のルーペで観察しても、画像境界部に透明トナーの飛び散りが見られないレベル。
○:50倍のルーペで観察すると、画像境界部にやや透明トナーの飛び散りが見られるが、目視では確認できないレベル。
△:目視で注視するとやや飛び散りが観察されるが、実使用上問題にならないレベル。
×:目視で容易に飛び散りが観察され、実使用上問題となるレベル。
12 駆動ロール
13 支持ロール
14 バイアスロール
15 クリーニング装置
16 ベルトクリーナ
17 一次転写ロール
18 帯電ロール
19 露光装置
20 現像装置
34 二次転写ロール
35 定着器
40 トナーカートリッジ
50 画像形成ユニット
P 記録紙
Claims (8)
- 体積平均粒径をDt(μm)とし、上側体積平均粒度分布指標を上GSDvとし、下側個数平均粒度分布指標を下GSDpとしたとき、下記式(1)、式(2)及び式(3)の関係を満たす静電荷像現像用透明トナー。
・式(1):18≦Dt≦30
・式(2):1.05≦上GSDv≦1.20
・式(3):1.29≦下GSDp≦1.50 - 結着樹脂として、ガラス転移温度が異なる少なくとも2種の非晶性ポリエステル樹脂を含む請求項1に記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 前記2種の非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度の差が、5℃以上15℃以下である請求項2に記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用透明トナーを少なくとも含む静電荷像現像剤。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用透明トナーを収容し、
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、像保持体上に形成された静電荷像を透明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。 - 像保持体と、
前記像保持体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、前記像保持体上に形成された静電荷像を透明トナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成された透明トナー画像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写された透明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。 - 像保持体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、前記像保持体上に形成された静電荷像を透明トナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体上に形成された透明トナー画像を記録媒体上に転写する転写工程と、
前記記録媒体上に転写された透明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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