JP6672893B2 - 光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents

光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法に関する。
近年、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、光輝性顔料を含む光輝性トナーの使用が検討されてきている。
ここで、金又は銀の色調を特に電子写真用の印刷工程により再現するためのトナーを提供するため、メタリックな色調を有し、メタリック顔料を含むトナーであって、前記メタリック顔料が、a)脂肪酸、少なくとも1種類の酸のアミド、少なくとも1種類の酸の塩、オレフィン系材料、天然蝋、合成蝋、ポリマー、およびそれらの組合せから選択される有機層(その有機層は帯電制御剤と所望により着色剤を含む)、b)所望により、ケイ酸塩、チタン酸塩、又はアルミン酸塩の塗膜、を含み、 前記トナーが所望により疎水性のヒュームド金属酸化物で被覆されていることを特徴とするトナーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、平板状の金属顔料を含有するトナーのクリーニング不良が解消される画像形成装置を提供するため、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、平均長軸長さが5μm以上12μm以下であり平均厚みが0.01μm以上0.5μm以下である平板状の金属顔料を含有し、平均長軸長さが7μm以上20μm以下であり平均厚みが1μm以上3μm以下であり平均円形度が0.5以上0.9以下である扁平形状のトナーを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、前記像保持体表面の転写残トナーを前記像保持体表面に対して起き上がらせる配列手段と、前記像保持体表面の転写残トナーをクリーニングするクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える画像形成装置が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特表2009−501349号公報 特開2015−118358号公報
本発明の課題は、結着樹脂と光輝性顔料とを含むトナー粒子を有する光輝性トナーにおいて、光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g未満であるか若しくは20m/gを超えるか、又は平均長軸長さが0.5μm未満であるか若しくは10μmを超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制される光輝性トナーを提供することである。
前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
即ち、<1>に係る発明は、
結着樹脂と光輝性顔料とを含むトナー粒子を有し、
前記光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g以上20m/g以下であり、且つ平均長軸長さが0.5μm以上10μm以下である光輝性トナー。
<2>に係る発明は、
前記光輝性顔料の平均長軸長さが、0.5μm以上5μm未満である<1>に記載の光輝性トナー。
<3>に係る発明は、
前記光輝性顔料が、金属顔料である<1>又は<2>に記載の光輝性トナー。
<4>に係る発明は、
前記金属顔料が、アルミニウム顔料である<3>に記載の光輝性トナー。
<5>に係る発明は、
前記トナー粒子の体積平均粒子径が、3μm以上30μm以下である<1><4>のいずれか1項に記載の光輝性トナー。
<6>に係る発明は、
前記トナー粒子のアスペクト比が、1.5以上15以下である<1><5>のいずれか1項に記載の光輝性トナー。
<7>に係る発明は、
前記結着樹脂が、ウレア変性ポリエステル樹脂を含む<1><6>のいずれか1項に記載の光輝性トナー。
<8>に係る発明は、
<1><7>のいずれか1項に記載の光輝性トナーを含む静電荷像現像剤。
<9>に係る発明は、
<1><7>のいずれか1項に記載の光輝性トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
<10>に係る発明は、
<8>に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
<11>に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
<8>に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
<12>に係る発明は、
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
<8>に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
<1>に係る発明によれば、光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g未満であるか若しくは20m/gを超えるか、又は平均長軸長さが0.5μm未満であるか若しくは10μmを超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制される光輝性トナーが提供される。
<2>に係る発明によれば、光輝性顔料の平均長軸長さが0.5μm未満であるか又は5μm以上である場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化がさらに抑制される。
<3>に係る発明によれば、光輝性顔料として金属顔料以外の顔料を用いた場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化がさらに抑制される。
<4>に係る発明によれば、金属顔料としてアルミニウム顔料以外の顔料を用いた場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化がさらに抑制される。
<5>に係る発明によれば、トナー粒子の体積平均粒子径が3μm未満であるか又は30μmを超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化がさらに抑制される。
<6>に係る発明によれば、トナー粒子のアスペクト比が1.5未満であるか又は15を超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化がさらに抑制される。
<7>に係る発明によれば、結着樹脂がウレア変性ポリエステル樹脂を含まない場合に比較して、光輝性顔料による定着部材の傷の発生が抑制され易くなる。
<8>に係る発明によれば、光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g未満であるか若しくは20m/gを超えるか、又は平均長軸長さが0.5μm未満であるか若しくは10μmを超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制される光輝性トナーを含む静電荷像現像剤が提供される。
<9>に係る発明によれば、光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g未満であるか若しくは20m/gを超えるか、又は平均長軸長さが0.5μm未満であるか若しくは10μmを超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制される光輝性トナーを収容するトナーカートリッジが提供される。
<10>に係る発明によれば、光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g未満であるか若しくは20m/gを超えるか、又は平均長軸長さが0.5μm未満であるか若しくは10μmを超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制される光輝性トナーを含む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。
<11>に係る発明によれば、光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g未満であるか若しくは20m/gを超えるか、又は平均長軸長さが0.5μm未満であるか若しくは10μmを超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制される光輝性トナーを含む静電荷像現像剤を用いる画像形成装置が提供される。
<12>に係る発明によれば、光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g未満であるか若しくは20m/gを超えるか、又は平均長軸長さが0.5μm未満であるか若しくは10μmを超える場合に比較して、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制される光輝性トナーを含む静電荷像現像剤を用いる画像形成方法が提供される。
本実施形態に係るトナー粒子の一例を概略的に示す断面図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
以下、本発明の光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法の実施形態について詳細に説明する。
[光輝性トナー]
本実施形態に係る光輝性トナー(以下「トナー」と称する場合がある)は、結着樹脂と光輝性顔料とを含むトナー粒子を有し、前記光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積(以下、「水面拡散面積」と称する場合がある)が5m/g以上20m/g以下であり、且つ平均長軸長さが0.5μm以上10μm以下であるトナーである。
本実施形態に係るトナーによれば、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制される。その理由は明確ではないが、以下のように推察される。
光輝性トナーを用いてグラデーションの画像を形成する場合、特に高温高湿環境下で高速で大量にグラデーションの画像を形成したときに、グラデーションの画像のドット乱れにより、グラデーションの画像内で光輝性顔料が存在する箇所としない箇所が分かれてしまうことがある。グラデーションの画像のドット乱れは、グラデーションの画像における粒状性の悪化として視認される。従来の光輝性トナーは粒子径が大きく、トナーの単位質量当たりの紙等の記録媒体を被覆する面積が小さいため、グラデーションの画像内に光輝性顔料で覆われていない隙間が生じやすい。そのため、グラデーションの画像のドット乱れが生じやすいと推察される。また、光輝性トナーは一般的に粒子径が大きいため、光輝性顔料が存在しない箇所が目立ちやすい。
本実施形態に係るトナーでは、光輝性顔料としてJIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g以上20m/g以下のものを用いるため、トナーの単位質量当たりの記録媒体を被覆する面積が大きい。そのため、光輝性トナーが記録媒体の表面に転写された際にグラデーションの画像のドットが乱れても、光輝性トナーを定着する際にグラデーションの画像内に光輝性顔料で覆われていない隙間が生じにくいことから、滑らかなグラデーションの画像が得られやすい。そのため、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性の悪化が抑制されるものと推察される。
なお、本実施形態において「粒状性」とは、画像のざらつき感を表す尺度であり、粒状性が良いほど画像のざらつき感が減少する
本実施形態に係るトナーは、無機物以外のトルエン不溶分がトナー全体に対して0.1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、2質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、トルエン不溶分は、例えば、1)末端に反応性官能基を有する高分子成分に架橋剤を添加して架橋構造、又は分岐構造を形成する方法、2)末端にイオン性官能基を有する高分子成分に多価金属イオンにより架橋構造又は分岐構造を形成する方法、3)イソシアネートなどの処理による樹脂鎖長の延長、分岐を形成する方法等により調整される。
ここで、トルエン不溶分とは、トルエンに不溶なトナーの構成成分のうち、無機物を除く構成成分である。ただし、光輝性顔料及び結着樹脂以外に、トナー粒子に離型剤を含む場合、トルエン不溶分は、無機物及び離型剤以外のトルエン不溶分である。つまり、トルエン不溶分は、トルエンに不溶な結着樹脂の成分(特に結着樹脂の高分子量成分)を主成分(例えば全体の90質量%以上)とした不溶分である。なお、無機物には、光輝性顔料以外に、非光輝性の顔料、外添剤等が該当する。
トルエン不溶分は、次の方法により測定された値である。
まず、測定対象となるトナーをビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤と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、例えばUltracutUCT(Leica社製)を用いて−100℃の下、切片化する。
エネルギー分散型X線分析装置付きの走査型電子顕微鏡(SEM−EDX)により切片化したサンプルの断面を観察し、トナー中に存在する無機物(扁平状の光輝性顔料(断面では針状に観察される)、及びトナー粒子に外添剤が外添されている場合、外添剤等)の構成元素をエネルギー分散型X線分析装置(EDX)により同定する。そして、蛍光X線分析装置により、無機物の量(質量%)を定量する。
ここで、エネルギー分散型X線分析装置付きの走査型電子顕微鏡は日立製作所社製の電子顕微鏡「S−4100」に株式会社堀場製作所製のエネルギー分散型X線分析装置「EMAX model6923H」を設置した分析装置を使用し、測定条件は、加速電圧20kVとする。一方、蛍光X線分析装置は、島津製作所社製の「蛍光X線分析装置 XRF−1500」を使用し、測定条件は、管電圧40kV、管電流90mA、測定時間5分とする。
一方、秤量したガラス繊維製の円筒ろ紙に秤量したトナーを1g投入し、加熱式ソックスレー抽出装置の抽出管に装着する。そして、フラスコにトルエンを注入して、マントルヒーターを用いて110℃に加熱する。また、抽出管に装着した加熱ヒーターを用いて抽出管の周部を125℃に加熱する。抽出サイクルが4分以上5分以下の範囲で1回となるような還流速度で抽出を行う。10時間抽出した後、円筒ろ紙とトナー残渣を取り出して乾燥し、秤量した。
そして、式:トナー残渣量(質量%)=[(円筒ろ紙量+トナー残渣量)(g)−円筒ろ紙量(g)]÷トナー質量(g)×100に基づいて、トナー残渣量(質量%)を算出する。なお、トナー残渣は、光輝性顔料、外添剤等の無機物、及びトルエン不溶分からなる。また、トナー粒子に離型剤を含む場合、加熱による抽出を行うことから、離型剤はトルエン可溶分となっている。
そして、蛍光X線分析装置の定量による「無機物(光輝性顔料、及び外添剤が外添されている場合、外添剤)の量(質量%)」と、加熱式ソックスレー抽出装置の抽出による「トナー残渣量(質量%)」とから、トルエン不溶分(質量%)を算出する。つまり、式「トルエン不溶分(質量%)」=「トナー残渣量(質量%)」−「無機物の量(質量%)」から、トルエン不溶分(質量%)を算出する。
本実施形態に係るトナーおいて「光輝性」とは、光輝性トナーによって形成された画像を視認した際に金属光沢のごとき輝きを有することを表す。
具体的には、本実施形態に係るトナーは、ベタ画像を形成した場合に、該画像に対し変角光度計により入射角−45°の入射光を照射した際に測定される受光角+30°での反射率Xと受光角−30°での反射率Yとの比(X/Y)が2以上100以下であることが好ましい。
比(X/Y)が2以上であることは、入射光が入射する側(角度−側)への反射よりも入射する側とは反対側(角度+側)への反射が多いことを表し、即ち入射した光の乱反射が抑制されていることを表す。入射した光が様々な方向へ反射する乱反射が生じた場合、その反射光を目視にて確認すると色がくすんで見える。そのため、比(X/Y)が2未満である場合、その反射光を視認しても光沢が確認できず光輝性に劣る場合がある。
一方、比(X/Y)が100を超えると、反射光を視認し得る視野角が狭くなり過ぎ、正反射光成分が大きいために見る角度によって黒っぽく見えてしまう場合がある。
なお、上記比(X/Y)は、光輝性及びトナーの製造性の点から、4以上50以下であることがより好ましく、6以上20以下であることがさらに好ましく、8以上15以下であることが特に好ましい。
−変角光度計による比(X/Y)の測定−
ここで、まず入射角および受光角について説明する。本実施形態において変角光度計による測定の際には、入射角を−45°とするが、これは光沢度の広い範囲の画像に対して測定感度が高いためである。
また、受光角を−30°および+30°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。
次いで、比(X/Y)の測定方法について説明する。
測定対象となる画像(光輝性画像)に対して、変角光度計として日本電色工業社製の分光式変角色差計GC5000Lを用いて、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Xと受光角−30°における反射率Yを測定する。尚、反射率Xおよび反射率Yは、400nmから700nmの範囲の波長の光について20nm間隔で測定を行い、各波長における反射率の平均値とした。これらの測定結果から比(X/Y)が算出される。
本実施形態に係るトナーは、前述の比(X/Y)を満たす観点から下記(1)乃至(2)の要件を満たすことが好ましい。
(1)トナー粒子の平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長い。
(2)トナー粒子の厚さ方向への断面を観察した場合に、トナー粒子の該断面における長軸方向と光輝性顔料の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる光輝性顔料の割合が、観察される全光輝性顔料のうち60%以上である。
トナー粒子が厚さよりも円相当径が長い扁平状であると(図1参照)、画像形成の定着工程において、定着する際の圧力によって、扁平状のトナー粒子はその扁平な面側が記録媒体表面と相対するよう並ぶと考えられる。なお、図1中、2はトナー粒子、4は光輝性顔料、Lはトナー粒子の厚さを示している。
そのため、このトナー粒子中に含有される扁平状(鱗片状)の光輝性顔料のうち上記(2)に示される「トナーの該断面における長軸方向と光輝性顔料の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲にある」との要件を満たす光輝性顔料は、面積が最大となる面側が記録媒体表面と相対するよう並ぶと考えられる。こうして形成された画像に対し光を照射した場合には、入射光に対して乱反射する光輝性顔料の割合が抑制されるため、前述の比(X/Y)の範囲が達成されるものと考えられる。
以下、本実施形態に係るトナーの詳細について説明する。
本実施形態に係るトナーは、少なくとも結着樹脂と光輝性顔料とを含むトナー粒子を有する。本実施形態に係るトナー粒子は、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。
本実施形態に係るトナーは、光輝性顔料と結着樹脂とを含むトナー粒子と、トナー粒子に外添される外添剤とを含有するものであってもよい。
(トナー粒子)
トナー粒子は、結着樹脂と光輝性顔料とを含む。トナー粒子は、必要に応じて、離型剤等のその他添加剤を含んでもよい。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知のポリエステル樹脂が挙げられる。
ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。なお、ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
なお、ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下がより好ましい。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
ポリエステル樹脂は、周知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶媒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、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
ここで、ポリエステル樹脂としては、上述した未変性ポリエステル樹脂以外に、変性ポリエステル樹脂も挙げられる。変性ポリエステル樹脂とは、エステル結合以外の結合基が存在するポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂成分とは異なる樹脂成分が共有結合又はイオン結合等で結合されたポリエステル樹脂である。変性ポリエステルとしては、例えば、末端に酸基又は水酸基と反応するイソシアネート基等の官能基を導入したポリエステル樹脂と、活性水素化合物とを反応させて、末端を変性した樹脂が挙げられる。
変性ポリエステル樹脂としては、ウレア変性ポリエステル樹脂が特に好ましい。結着樹脂として、ウレア変性ポリエステル樹脂を含むことで、光輝性顔料による定着部材の傷の発生が抑制され易くなる。これは、ウレア変性ポリエステルが、適度な親水性を有することから、トルエン不溶分として光輝性顔料の縁部を囲むようにトナー粒子中に配置すると考えられるためである。この点から、ウレア変性ポリエステル樹脂の含有量は、全結着樹脂に対して10質量%以上30質量%以下が好ましく、15質量%以上25質量%以下がより好ましい。
ウレア変性ポリエステル樹脂は、イソシアネート基を有するポリエステル樹脂(ポリエステルプレポリマー)とアミン化合物との反応(架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応)により得られるウレア変性ポリエステル樹脂がよい。なお、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとしては、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合物であるポリエステルであって、活性水素を有するポリエステルに多価イソシアネート化合物を反応させたプレポリマー等が挙げられる。ポリエステルの有する活性水素を有する基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられ、アルコール性水酸基が好ましい。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーにおいて、多価カルボン酸及び多価アルコールは、ポリエステル樹脂で説明した多価カルボン酸及び多価アルコールと同様な化合物が挙げられる。
多価イソシアネート化合物としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等のブロック化剤でブロックしたものが挙げられる。
多価イソシアネート化合物は、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。
多価イソシアネート化合物の比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルプレポリマーの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、好ましくは1/1以上5/1以下、より好ましくは1.2/1以上4/1以下、さらに好ましくは1.5/1以上2.5/1以下である。[NCO]/[OH]を1/1以上5/1以下にすると、トルエン不溶分が上記範囲となる傾向が高まり、光輝性顔料による定着部材の傷の発生が抑制され易くなる。なお、[NCO]/[OH]を5以下にすると低温定着性の低下が抑制され易くなる。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーにおいて、多価イソシアネート化合物に由来する成分の含有量は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー全体に対して、好ましくは0.5質量%以上40質量%以下、より好ましくは1質量%以上30質量%以下、さらに好ましくは2質量%以上20質量%以下である。多価イソシアネートに由来する成分の含有量を0.5質量%以上40質量%以下にすると、トルエン不溶分が上記範囲となる傾向が高まり、光輝性顔料による定着部材の傷の発生が抑制され易くなる。なお、多価イソシアネートに由来する成分の含有量を40質量%以下にすると低温定着性の低下が抑制され易くなる。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーの1分子当たりに含有するイソシアネート基の数は、好ましくは平均1個以上、より好ましくは平均1.5個以上3個以下、さらに好ましくは平均1.8個以上2.5個以下である。イソシアネート基の数を1分子当たり1個以上にすると、反応後のウレア変性ポリエステル樹脂の分子量が増え、トルエン不溶分が上記範囲となる傾向が高まり、光輝性顔料による定着部材の傷の発生が抑制され易くなる。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーと反応するアミン化合物としては、ジアミン、3価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸、これらのアミノ基をブロックした化合物等が挙げられる。
ジアミンとしては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)などが挙げられる。
3価以上のポリアミンとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
アミノアルコールとしては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
アミノメルカプタンとしては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
これらのアミノ基をブロックしたものとしては、ジアミン、3価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸などのアミン化合物とケトン化合物(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)とから得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
これらアミン化合物のうち、ケチミン化合物が好ましい。
アミン化合物は、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、ウレア変性ポリエステル樹脂は、架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応を停止する停止剤(以下「架橋/伸長反応停止剤」とも称する)により、イソシアネート基を有するポリエステル樹脂(ポリエステルプレポリマー)とアミン化合物との反応(架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応)を調整して、反応後の分子量が調整された樹脂であってもよい。
架橋/伸長反応停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。
アミン化合物の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中のイソシアネート基[NCO]と、アミン類中のアミノ基[NHx]の当量比[NCO]/[NHx]として、好ましくは1/2以上2/1以下、より好ましくは1/1.5以上1.5/1以下、さらに好ましくは1/1.2以上1.2/1以下である。[NCO]/[NHx]を上記範囲にすると、反応後のウレア変性ポリエステル樹脂の分子量が増え、トルエン不溶分が上記範囲となる傾向が高まり、光輝性顔料による定着部材の傷の発生が抑制され易くなる。
なお、ウレア変性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は40℃以上65℃以下が好ましく、45℃以上60℃以下がさらに好ましい。数平均分子量は、2500以上50000以下であることが好ましく、2500以上30000以下がさらに好ましい。重量平均分子量は、1万以上50万以下であることが好ましく、3万以上10万以下がさらに好ましい。
結着樹脂の含有量は、例えば、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
−光輝性顔料−
本実施形態で用いられる光輝性顔料は、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g以上20m/g以下であり、且つ平均長軸長さが0.5μm以上10μm以下の顔料であれば特に限定されるものではない。
光輝性顔料の水面拡散面積が5m/g未満であると、トナーの単位質量当たりの紙等の記録媒体を被覆する面積が小さいため、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性が悪化する場合がある。一方、水面拡散面積が20m/gを超えると、顔料の配向性が乱れ、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性が悪化する場合がある。本実施形態で用いられる光輝性顔料の水面拡散面積は、6m/g以上15m/g以下であることが好ましく、7m/g以上10m/g以下であることがより好ましい。
また、光輝性顔料の平均長軸長さが0.5μm未満であると、顔料の配向性が乱れ、グラデーションの画像を形成した場合の粒状性が悪化する場合がある。一方、平均長軸長さが10μmを超えると、光輝性顔料1つ1つの輝度が高くなり、粒状性が悪化する場合がある。本実施形態で用いられる光輝性顔料の平均長軸長さは、0.5μm以上5μm未満であることが好ましく、1μm以上4μm以下であることがより好ましい。
本実施形態で用いられる光輝性顔料としては、例えば、シート状基材面に剥離用樹脂層と金属又は金属化合物層とが順次積層された構造からなる複合化顔料原体の前記金属又は金属化合物層と前記剥離用樹脂層の界面を境界として、前記シート状基材より前記金属又は金属化合物層を剥離し粉砕したものが挙げられる。
本実施形態で用いられる光輝性顔料を製造するための複合化顔料原体の金属又は金属化合物層に用いられる金属又は金属化合物は、金属光沢を有する等の機能を有するものであれば特に限定されるものではないが、アルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、銅等が使用され、これらの単体金属、金属化合物又はこれらの合金およびそれら混合物の少なくとも1種が使用される。これらの中でも、本実施形態で用いられる光輝性顔料は、上記単体金属を含む金属顔料であることが好ましく、アルミニウム顔料であることがより好ましい。
前記金属又は金属化合物層は、真空蒸着、イオンプレーティング又はスパッタリング法による形成が好ましい。これらの金属又は金属化合物層の厚さは、特に限定されないが、30nm以上100nm以下の範囲が好ましい。30nm以上であれば、光輝性顔料の反射性、光輝性が向上し、100nm以下であれば、光輝性顔料の見かけ比重の増加が抑制され、光輝性顔料の分散安定性が向上する。
本実施形態で用いられる光輝性顔料を製造するための複合化顔料原体における剥離用樹脂層は、前記金属又は金属化合物層のアンダーコート層であり、前記金属又は金属化合物層とシート状基材面との剥離性を向上させるための剥離性層である。この剥離用樹脂層に用いる樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、セルロース誘導体、アクリル酸共重合体又は変性ナイロン樹脂が好ましい。
上記樹脂の1種又は2種以上の混合物の溶液をシート状基材上に塗布し、乾燥等を施して層が形成される。塗布液には粘度調節剤等の添加剤を含有させることができる。
剥離用樹脂層の塗布は、一般的に用いられるグラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗布、ディップ塗布、スピンコート法等により実施される。塗布及び乾燥後、必要であれば、カレンダー処理により、表面の平滑化を行う。
剥離用樹脂層の厚さは、特に限定されないが、0.5μm以上50μm以下が好ましく、より好ましくは1μm以上10μm以下である。0.5μm以上であれば、分散樹脂としての量が不足することがなく、50μm以下であれば、複合化顔料原体をロール化した場合、顔料層との界面での剥離が生じにくい。
本実施形態で用いられる光輝性顔料を製造するための複合化顔料原体におけるシート状基材としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフイルム、66ナイロン、6ナイロン等のポリアミドフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートフイルム、ポリイミドフイルム等の離型性フイルムが挙げられる。
好ましいシート状基材としては、ポリエチレンテレフタレート又はその共重合体である。
これらのシート状基材の厚さは、特に限定されないが、10μm以上150μm以下が好ましい。10μm以上であれば、工程等で取り扱い性に支障がなく、150μm以下であれば、柔軟性に富み、ロール化、剥離等に支障がない。
また、前記金属又は金属化合物層は、保護層で挟まれていてもよい。該保護層としては、酸化ケイ素層、保護用樹脂層が挙げられる。
酸化ケイ素層は、酸化ケイ素を含有する層であれば特に限定されるものではないが、ゾル−ゲル法によって、テトラアルコキシシラン等のシリコンアルコキシド又はその重合体から形成されることが好ましい。
上記シリコンアルコキシド又はその重合体を溶解したアルコール溶液を金属又は金属化合物層上に塗布し、加熱焼成することにより、酸化ケイ素層の塗膜を形成する。
保護用樹脂層に含有される樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド又はセルロース誘導体等挙げられるが、ポリビニルアルコール又はセルロース誘導体が好ましい。
上記樹脂の1種又は2種以上の混合物の水溶液を金属又は金属化合物層上に塗布し、乾燥等を施して保護用樹脂層が形成される。塗布液には粘度調節剤等の添加剤を含有させることができる。
上記酸化ケイ素および樹脂の塗布は、上記剥離用樹脂層の塗布と同様の手法により行われる。
上記保護層の厚さは、特に限定されないが、50nm以上150nm以下の範囲が好ましい。50nm以上であれば、保護層の機械的強度が十分なものとなり、150nm以下であれば保護層の強度が高くなり過ぎることがなく、金属又は金属化合物層の粉砕及び分散が困難となりにくい。また、保護層と金属又は金属化合物層との界面での剥離が生じにくい。
また、前記「保護層」と「金属又は金属化合物層」との間に色材層を有していてもよい。
色材層は、任意の着色複合顔料を得るために導入するものであり、本実施形態で用いられる光輝性顔料の金属光沢、光輝性に加え、任意の色調、色相を付与できる色材を含有できるものであれば特に限定されるものではない。この色材層に用いる色材としては、染料、顔料のいずれでも良い。また、染料、顔料としては、公知のものを使用することができる。
この場合、色材層に用いられる“顔料”とは一般的な顔料化学の分野で定義される、天然顔料、合成有機顔料、合成無機顔料等を意味し、本実施形態の“複合化顔料”等の、積層構造に加工されたものとは異なるものである。
この色材層の形成方法としては、特に限定されないが、コーティングにより形成することが好ましい。
また、色材層に用いられる色材が顔料の場合は、色材分散用樹脂をさらに含むことが好ましく、該色材分散用樹脂としては、ポリビニルブチラール、アクリル酸共重合体等が好ましい。この場合、色材層は、顔料と色材分散用樹脂と必要に応じてその他の添加剤等を溶媒に分散又は溶解させ、溶液としてスピンコートで金属又は金属化合物層上に液膜を形成した後、乾燥させて樹脂薄膜として作製されることが好ましい。
なお、本実施形態で用いられる光輝性顔料を製造するための複合化顔料原体の製造において、上記の色材層と保護層の形成がともにコーティングにより行われることが、作業効率上好ましい。
本実施形態で用いられる光輝性顔料を製造するための複合化顔料原体としては、前記剥離用樹脂層と金属又は金属化合物層との順次積層構造を複数有する層構成も可能である。その際、複数の金属又は金属化合物層からなる積層構造の全体の厚み、即ち、シート状基材とその直上の剥離用樹脂層を除いた、金属又は金属化合物層−剥離用樹脂層−金属又は金属化合物層・・・剥離用樹脂層−金属又は金属化合物層の厚みは5000nm以下であることが好ましい。5000nm以下であると、複合化顔料原体をロール状に丸めた場合でも、ひび割れ、剥離を生じ難く、保存性に優れる。また、顔料化した場合も、光輝性に優れており好ましいものである。
また、シート状基材面の両面に、剥離用樹脂層と金属又は金属化合物層とが順次積層された構造も挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本実施形態で用いられる光輝性顔料は、前記複合化顔料原体の金属又は金属化合物層を、剥離用樹脂層を境界として前記シート状基材より剥離し、粉砕し微細化して得ることができる。
剥離処理法としては、特に限定されないが、前記複合化顔料原体を液体中に浸漬することによりなされる方法、また液体中に浸漬すると共に超音波処理を行い、剥離処理と剥離した複合化顔料の粉砕処理を行う方法が好ましい。
上記のようにして得られる光輝性顔料は、剥離用樹脂層が保護コロイドの役割を有し、溶剤中での分散処理を行うだけで安定な分散液を得やすい。
本実施形態で用いられる光輝性顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積の測定方法の詳細は、以下の通りである。
光輝性トナー中から光輝性顔料を以下に示す方法で取り出す。その後、取り出した試料を石油系スピリット又はアセトンで洗浄及び乾燥して粉末化する。その粉末を規定された水面拡散面積測定用装置の水面上に散布し、水面上を一様にアルミニウム粉末が被覆したときの面積を求めることで水面拡散面積を求めることができる。
なお、光輝性トナー中から光輝性顔料を取り出す方法は特に限定されるものではなく、例えば、光輝性トナーを結着樹脂が溶解する溶剤(例えば、テトラヒドロフラン)中に投入して結着樹脂を溶解し、遠心分離処理により光輝性顔料を沈澱させて光輝洗顔料を分収してもよい。光輝性トナーに外添剤が添加されている場合、光輝性トナーを溶剤中に投入する前の前処理として、超音波処理によりトナーから外添剤を取り除いてもよい。
光輝性顔料についての平均長軸長さは、以下の方法により測定された値をいう。
光輝性トナーを紙等の記録媒体に定着させて光輝性トナー画像を形成することで、光輝性トナーに含まれる光輝性顔料の面方向が記録媒体の面方向に沿って配向する。光輝性トナー画像をビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤と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、例えばUltracutUCT(Leica社製)を用いて−100℃の下、切片化し、光輝性トナー画像の切断面を得る。光輝性トナー画像の切断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察し、光輝性顔料100個について長軸長さを求める。倍率は、1視野に光輝性顔料が1固から10個程度見える倍率で観察する。得られた値から、光輝性顔料についての算術平均の長軸長さを算出し、これを平均長軸長さとする。
なお、光輝性顔料の長軸長さとは、光輝性顔料の断面の外接円の直径をいう。
光輝性顔料の含有量としては、例えば、トナー粒子100質量部に対して1質量部以上50質量部以下が好ましく、15質量部以上25質量部以下がより好ましい。
−離型剤−
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・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。
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
−その他の添加剤−
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粒子、光輝性顔料以外のその他の着色剤等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
帯電制御剤としては、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体を含む染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
無機粒子としては、例えば、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、或いはこれらの表面を疎水化処理した物等、公知の無機粒子を単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、屈折率が結着樹脂よりも小さいシリカ粒子が好ましく用いられる。また、シリカ粒子は種々の表面処理を施されてもよく、例えばシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理したものが好ましく用いられる。
光輝性顔料以外のその他の着色剤としては、公知の着色剤が挙げられ、目的の色味に応じて選択する。なお、その他の着色剤としては、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。
その他の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、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、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、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、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、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
−トナー粒子の特性等−
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、光輝性顔料と結着樹脂と必要に応じて離型剤等のその他添加剤とを含む芯部と、結着樹脂を含む被覆層と、で構成されていることがよい。
・トナー粒子の平均最大厚さCおよび平均円相当径D
トナー粒子は、扁平状であり、その平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いことが好ましい。尚、平均最大厚さCと平均円相当径Dの比(C/D)が0.001以上0.700以下の範囲にあることがより好ましく、0.100以上0.600以下の範囲がさらに好ましく、0.300以上0.450以下の範囲が特に好ましい。
比(C/D)が0.001以上であることにより、トナーの強度が確保され、画像形成の際における応力による破断が抑制され、顔料が露出することによる帯電の低下、その結果発生するカブリが抑制される。一方0.700以下であることにより、優れた光輝性が得られる。
上記平均最大厚さCおよび平均円相当径Dは、以下の方法により測定される。
トナー粒子を平滑面にのせ、振動を掛けてムラのないように分散する。1000個のトナー粒子について、カラーレーザ顕微鏡「VK−9700」(キーエンス社製)により1000倍に拡大して光輝性トナー粒子における最大の厚さCと上から見た面の円相当径Dを測定し、それらの算術平均値を求めることにより算出する。
・トナー粒子の断面における長軸方向と光輝性顔料の長軸方向との角度
トナー粒子の厚さ方向への断面を観察した場合に、トナー粒子の該断面における長軸方向と光輝性顔料の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる光輝性顔料の割合(個数基準)が、観察される全光輝性顔料のうち60%以上であることが好ましい。さらには、上記割合が70%以上95%以下であることがより好ましく、80%以上90%以下であることが特に好ましい。
上記の割合が60%以上であることにより優れた光輝性が得られる。
ここで、トナー粒子の断面の観察方法について説明する。
トナー粒子をビスフェノールA型液状エポキシ樹脂と硬化剤と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、例えばウルトラミクロトーム装置(UltracutUCT、Leica社製)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。観察サンプルを、たとえば超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡(S−4800、日立ハイテクノロジーズ社製)により1視野にトナー粒子が1から10個程度見える倍率で観察する。
具体的には、トナー粒子の断面(トナー粒子の厚み方向に沿った断面)を観察し、観察された100個のトナー粒子について、トナー粒子の断面における長軸方向と光輝性顔料の長軸方向との角度が−30°乃至+30°の範囲となる光輝性顔料の数を、たとえば三谷商事株式会社製の画像解析ソフト(Win ROOF)などの画像解析ソフトもしくは観察画像の出力サンプルと分度器を用いて数えその割合を計算する。
なお、「トナー粒子の断面における長軸方向」とは、前述の平均最大厚さCよりも平均円相当径Dが長いトナー粒子における厚さ方向と直交する方向を表し、また「光輝性顔料の長軸方向」とは、光輝性顔料における長さ方向を表す。
トナー粒子の体積平均粒子径は3μm以上30μm以下であることが望ましく、より望ましくは5μm以上20μm以下である。
なお、トナー粒子の体積平均粒子径D50vは、マルチサイザーII(コールター社製)等の測定器で測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて求められる。累積16%となる粒子径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒子径を体積D50v、数D50p、累積84%となる粒子径を体積D84v、数D84pと定義する。これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v1/2として算出される。
トナー粒子の厚さ方向の平均長さを1としたときの長軸方向の平均長さの比率(アスペクト比)は、1.5以上15以下であることが好ましく、2以上10以下であることがより好ましく、3以上8以下であることがさらに好ましい。
トナー粒子の厚さ方向の平均長さ及び長軸方向の平均長さは、トナー粒子を平滑面にのせ、振動を掛けてムラのないように分散する。1000個のトナー粒子について、カラーレーザ顕微鏡「VK−9700」(キーエンス社製)により1000倍に拡大して光輝性トナー粒子における最大の厚さと上から見た面の長軸方向の長さを測定し、それらの算術平均値を求めることにより算出する。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
(トナーの製造方法)
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、光輝性顔料を含むトナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば、凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
例えば、溶解懸濁法は、トナー粒子を構成する原料(樹脂粒子及び光輝性顔料等)を、結着樹脂が溶解可能な有機溶媒中に溶解又は分散させた液を、粒子分散剤を含有する水系溶媒に分散させた後、有機溶媒を除去することでトナー粒子を造粒して得る方法である。
また、凝集合一法は、トナー粒子を構成する原料(樹脂粒子及び光輝性顔料等)の凝集体を形成する凝集工程と、凝集体を融合させる融合工程とを経て、トナー粒子を得る方法である。
これらの中でも、結着樹脂としてウレア変性ポリエステル樹脂を含むトナー粒子は、次に示す溶解懸濁法により得ることがよい。なお、次に示す溶解懸濁法の説明では、離型剤を含むトナー粒子を得る方法について示すが、離型剤は必要に応じてトナー粒子に含むものである。また、結着樹脂として未変性ポリエステル樹脂とウレア変性ポリエステル樹脂を含むトナー粒子を得る方法について示すが、トナー粒子は結着樹脂としてウレア変性ポリエステル樹脂のみを含んでもよい。
[油相液調製工程]
未変性ポリエステル樹脂、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、アミン化合物、光輝性顔料、及び離型剤を含むトナー粒子材料を有機溶媒に溶解又は分散させた油相液を調製する(油相液調製工程)。この油相液調製工程では、トナー粒子材料を有機溶媒中に溶解又は分散させて、トナー材料の混合液を得る工程である。
油相液は、1)トナー材料を一括して有機溶媒に溶解又は分散して、調製する方法、2)予めトナー材料を混練した後、この混練物を有機溶媒に溶解又は分散して、調製する方法、3)未変性ポリエステル樹脂、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、アミン化合物を有機溶媒に溶解させた後、この有機溶媒に、光輝性顔料、及び離型剤を分散させて、調製する方法、4)光輝性顔料、及び離型剤を有機溶媒に分散させた後、この有機溶媒に、未変性ポリエステル樹脂、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、アミン化合物を溶解して、調製する方法、5)イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー及びアミン化合物以外のトナー粒子材料(未変性ポリエステル樹脂、光輝性顔料、及び離型剤)を有機溶媒に溶解又は分散させた後、この有機溶媒に、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー及びアミン化合物を溶解して調製する方法、6)イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー又はアミン化合物以外のトナー粒子材料(未変性ポリエステル樹脂、光輝性顔料、及び離型剤)を有機溶媒に溶解又は分散させた後、この有機溶媒に、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー又はアミン化合物を溶解して調製する方法等が挙げられる。なお、油相液の調製方法は、これらに限られるわけではない。
油相液の有機溶媒としては、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系溶媒;メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン等のケトン系溶媒;ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒は、結着樹脂を溶解するものであって、かつ、水に溶解する割合が0質量%以上30質量%以下程度のものであり、沸点が100℃以下であることが好ましい。これらの有機溶媒の中でも、酢酸エチルが好ましい。
[懸濁液調製工程]
次に、得られた油相液を水相液中に分散させて懸濁液を調製する(懸濁液調製工程)。
そして、懸濁液の調製と共に、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン化合物との反応を行う。そして、この反応によりウレア変性ポリエステル樹脂を生成する。なお、この反応は、分子鎖の架橋反応及び伸長反応の少なくとも一方の反応が伴う。なお、このイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン化合物との反応は、後述する溶媒除去工程と共に行ってもよい。
ここで、反応条件は、ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造とアミン化合物との反応性により選択される。一例として、反応時間は、10分以上40時間以下が好ましく、2時間以上24時間以下が好ましい。反応温度は、0℃以上150℃が好ましく、40℃以上98℃以下が好ましい。なお、ウレア変性ポリエステル樹脂の生成には、必要に応じて公知の触媒(ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート等)を使用してもよい。つまり、油相液、又は懸濁液に、触媒を添加してもよい。
水相液は、樹脂粒子分散剤、無機粒子分散剤等の粒子分散剤を水系溶媒に分散させた水相液が挙げられる。また、水相液は、粒子分散剤を水系溶媒に分散させると共に、高分子分散剤を水系溶媒に溶解させた水相液も挙げられる。なお、水相液には、界面活性剤等の周知の添加剤を添加してもよい。
水系溶媒は、水(例えば、通常、イオン交換水、蒸留水、純水)が挙げられる。水系溶媒は、水と共に、アルコール(メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などの有機溶媒を含む溶媒であってもよい。
有機粒子分散剤としては、親水性の有機粒子分散剤が挙げられる。有機粒子分散剤としては、ポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル樹脂(例えば、ポリメタクリル酸メチル)、ポリスチレン樹脂、ポリ(スチレン−アクリロニトリル)樹脂等の粒子が挙げられる。
無機粒子分散剤としては、親水性の無機粒子分散剤が挙げられる。無機粒子分散剤としては、具体的には、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、粘土、珪藻土、ベントナイト等の粒子が挙げられ、炭酸カルシウムの粒子が好ましい。無機粒子分散剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
粒子分散剤は、その表面がカルボキシル基を有する重合体で表面処理されていてもよい。
上記カルボキシル基を有する重合体としては、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸又はα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸のカルボキシル基がアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニア、アミン等により中和された塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等)から選ばれる少なくとも1種と、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸エステルとの共重合物が挙げられる。上記カルボキシル基を有する重合体としては、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸とα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸エステルとの共重合物のカルボキシル基がアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニア、アミン等により中和された塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等)も挙げられる。上記カルボキシル基を有する重合体は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸の代表的なものとしては、α,β−不飽和モノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等)、α,β−不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等)などが挙げられる。また、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸エステルの代表的なものとしては、(メタ)アクリル酸のアルキルエステル類、アルコキシ基を有する(メタ)アクリレート、シクロヘキシル基を有する(メタ)アクリレート、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
高分子分散剤としては、親水性の高分子分散剤が挙げられる。高分子分散剤としては、具体的には、カルボキシル基を有し、かつ親油基(ヒドロキシプロポキシ基、メトキシ基等)を有さない高分子分散剤(例えば、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等の水溶性のセルロースエーテル)が挙げられる。
[溶媒除去工程]
次に、得られた懸濁液から有機溶媒を除去してトナー粒子分散液を得る(溶媒除去工程)。この溶媒除去工程では、懸濁液に分散した水相液の液滴中に含まれる有機溶媒を除去してトナー粒子を生成する工程である。懸濁液からの有機溶媒除去は、懸濁液調製工程の直後に行ってもよいが、懸濁液調製工程終了後、1分以上経過した後に行ってもよい。
溶媒除去工程では、得られた懸濁液を例えば0℃以上100℃以下の範囲に冷却又は加熱することにより、懸濁液から有機溶媒を除去することがよい。
有機溶媒除去の具体的な方法には、次の方法が挙げられる。
(1)懸濁液に気流を吹き付けて、懸濁液面上の気相を強制的に更新する方法。この場合には、懸濁液中に気体を吹き込んでもよい。
(2)圧力を減圧する方法。この場合には、気体の充填により懸濁液面上の気相を強制的に更新してもよいし、さらに懸濁液中に気体を吹き込んでもよい。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
ここで、溶媒除去工程終了後は、トナー粒子分散液中に形成されたトナー粒子を、公知の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て乾燥した状態のトナー粒子として得る。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。
また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。
混合は、例えば、Vブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。
さらに、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
本実施形態においては、トナー粒子の形状やトナー粒子の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凝集合一法を用いてもよい。以下、凝集合一法によるトナー粒子の製造方法について詳しく説明する。
本実施形態に係る凝集合一法はトナー粒子を構成する原料を分散して樹脂粒子(乳化粒子)等を形成する分散工程と、該樹脂粒子の凝集体を形成する凝集工程と、凝集体を融合させる融合工程とを有する。
(分散工程)
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、分散機により剪断力を与えることにより行ってもよい。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。さらに、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共に粒子分散し、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、水であることが望ましい。
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。
前記乳化液の作製に用いる分散機としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加圧ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙げられる。樹脂粒子の大きさとしては、その平均粒子径(体積平均粒子径)は1.0μm以下が望ましく、60nm以上300nm以下の範囲であることがより望ましく、さらに望ましくは150nm以上250nm以下の範囲である。60nm以上では、樹脂粒子が分散液中で不安定な粒子となりやすいため、該樹脂粒子の凝集が容易となる場合がある。また1.0μm以下であると、トナーの粒子径分布が狭くなる場合がある。
離型剤分散液の調製に際しては、離型剤を、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散した後、離型剤の融解温度以上の温度に加熱すると共に、強いせん断力が付与されるホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて分散処理する。このような処理を経ることにより、離型剤分散液が得られる。分散処理の際、ポリ塩化アルミニウム等の無機化合物を分散液に添加してもよい。望ましい無機化合物としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、高塩基性ポリ塩化アルミニウム(BAC)、ポリ水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム等が挙げられる。これらの中でも、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等が望ましい。
分散処理により、体積平均粒子径が1μm以下の離型剤粒子を含む離型剤分散液が得られる。なお、より望ましい離型剤粒子の体積平均粒子径は、100nm以上500nm以下である。
体積平均粒子径が100nm以上では、使用される結着樹脂の特性にも影響されるが、一般的に離型剤成分がトナー中に取り込まれやすくなる。また、500nm以下の場合には、トナー中の離型剤の分散状態が良好となる。
光輝性顔料分散液の調製は、公知の分散方法が利用でき、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル、アルティマイザーなどの一般的な分散手段を採用することができ、なんら制限されるものではない。光輝性顔料は、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質と共に分散される。分散させた光輝性顔料の体積平均粒子径は20μm以下であればよいが、3μm以上16μm以下の範囲であれば、凝集性を損なうことなく且つトナー中の光輝性顔料の分散が良好で望ましい。
また、光輝性顔料と結着樹脂とを溶剤に分散・溶解して混合し、転相乳化やせん断乳化により水中へ分散することにより、結着樹脂で被覆された光輝性顔料の分散液を調製してもよい。
(凝集工程)
凝集工程においては、樹脂粒子の分散液、光輝性顔料分散液、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)を好ましい範囲にすることが可能となる。より具体的には凝集粒子を形成する段階で撹拌を高速に、かつ加熱することによって比(C/D)を小さくすることができ、撹拌をより低速に、かつより低温で加熱することによって比(C/D)を大きくすることができる。なおpHとしては、2以上7以下の範囲が望ましく、この際、凝集剤を使用することも有効である。
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良い。
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を低減でき、帯電特性が向上するため特に望ましい。
前記無機金属塩としては、特に、アルミニウム塩およびその重合体が好適である。より狭い粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価、3価より4価の方が、また、同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方が、より適している。
本実施形態においては、アルミニウムを含む4価の無機金属塩の重合体を用いることが、狭い粒度分布を得るためには望ましい。
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良い。この場合、離型剤や光輝性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望ましい構成である。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)
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。
得られたトナー粒子には、帯電調整、流動性付与、電荷交換性付与等を目的として、シリカ、チタニア、酸化アルミに代表される無機酸化物等が外添剤として添加付着される。望ましい外添方法や外添剤の添加量は上述のとおりである。
また、上述した無機酸化物等以外にも、帯電制御剤、有機粒体、滑剤、研磨剤などのその他の成分(粒子)を外添剤として添加させてもよい。
帯電制御剤としては、特に制限はないが、無色又は淡色のものが望ましく使用される。例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、クロムなどの錯体、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。
有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体は、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用される。
滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等が挙げられる。
研磨剤としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
<静電荷像現像剤>
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアと混合した二成分現像剤であってもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散して配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
磁性粉分散型キャリア及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、この表面に樹脂を被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属;フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物;などが挙げられる。
被覆用の樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。被覆用の樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等の添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属;カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子;などが挙げられる。
芯材の表面を樹脂で被覆するには、被覆用の樹脂、及び各種添加剤(必要に応じて使用する)を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する樹脂の種類や、塗布適性等を勘案して選択すればよい。具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法;被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法;芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法;ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、その後に溶媒を除去するニーダーコーター法;等が挙げられる。
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
<画像形成装置/画像形成方法>
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。
そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置では、像保持体の表面を帯電する帯電工程と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、本実施形態に係る静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法(本実施形態に係る画像形成方法)が実施される。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体の表面に形成されたトナー画像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー画像の転写後、帯電前の像保持体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー画像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図2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画像形成装置の実施の形態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ドラム20を有し、この感光体ドラム20の周囲には、感光体ドラム20を帯電する帯電装置21と、この感光体ドラム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と、感光体ドラム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と、感光体ドラム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と、感光体ドラム20上の残留トナーを清掃するクリーニング装置25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2に示すように、トナー40を含む現像剤Gが収容される現像ハウジング31を有し、この現像ハウジング31には感光体ドラム20に対向して現像用開口32を開設すると共に、この現像用開口32に面してトナー保持体としての現像ロール(現像電極)33を配設し、この現像ロール33に定められた現像バイアスを印加することで、感光体ドラム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。さらに、現像ハウジング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好ましい。
次に、実施の形態に係る画像形成装置の作動について説明する。
作像プロセスが開始されると、先ず、感光体ドラム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ドラム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、感光体ドラム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に感光体ドラム20上のトナー画像を静電的に転写する。尚、感光体ドラム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、定着部材36A(定着ベルト、定着ロール等)と加圧部材36Bとを備える定着装置36によって記録紙28上のトナー画像が定着され、画像が得られる。
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジ>
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
なお、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記構成に限られず、現像装置と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図3は、本実施形態に係るプロセスカートリッジを示す概略構成図である。
図3に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図3中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるように構成されていてもよい。なお、本実施形態に係るトナーカートリッジには少なくともトナーが収容されればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収められてもよい。
なお、図2に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ(図示せず)の着脱が自在な構成を有する画像形成装置であり、現像装置30はトナーカートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、トナーカートリッジ内に収納されているトナーが少なくなった場合には、このトナーカートリッジを交換してもよい。
以下、実施例により本実施形態を詳細に説明するが、本実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
(未変性ポリエステル樹脂(1)の作製)
・テレフタル酸 :1243部
・ビスフェノールA エチレンオキサイド付加物 :1830部
・ビスフェノールA プロピレンオキサイド付加物 :840部
上記成分を180℃で加熱混合した後、ジブチル錫オキサイド3部を加え、220℃で加熱しながら水を留去し、未変性ポリエステル樹脂を得た。得られた未変性ポリエステル樹脂のガラス転移温度Tgは60℃、酸価は3mgKOH/g、水酸基価は1mgKOH/gであった。
(ポリエステルプレポリマー(1)の作製)
・テレフタル酸 :1243部
・ビスフェノールA エチレンオキサイド付加物 :1830部
・ビスフェノールA プロピレンオキサイド付加物 :840部
上記成分を180℃で加熱混合した後、ジブチル錫オキサイド3部を加え、220℃で加熱しながら水を留去し、ポリエステルを得た。得られたポリエステル350部、トリレンジイソシアネート50部、酢酸エチル450部を容器に入れ、この混合物を130℃で3時間加熱して、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(1)(以下「イソシアネート変性ポリエステルプレポリマー(1)」)を得た。
(ケチミン化合物(1)の作製)
容器にメチルエチルケトン50部とヘキサメチレンジアミン150部を入れ、60℃で撹拌してケチミン化合物(1)を得た。
(光輝性顔料分散液(1)の作製)
(A) 膜厚100μmのPETフイルム上に、下記組成の樹脂層塗工液をスピンコート法によって塗布して均一な液膜を形成した後、乾燥させて樹脂薄膜層を作製した。
(樹脂層塗工液)
・ポリビニルブチラール樹脂(エスレツクBL−10、積水化学工業(株)製): 3.0%
・グリセリン: 2.0%
・IPA(イソプロピルアルコール): 残量
(B) (株)真空デバイス、VE−1010形真空蒸着装置を用いて、上記の剥離用樹脂層上に、膜厚50nmのアルミニウム蒸着層を形成した。
(C) 上記方法にて形成した剥離用樹脂層とアルミニウム蒸着層の積層体を有するPETフイルムをIPA中で(株)アズワン製、超音波洗浄機(VS−150)を用いて剥離し微細化する分散処理を6.5時間行い、光輝性顔料分散液(1)を作製した。
この方法にて得られた光輝性顔料分散液の顔料含有量は5.0質量%であった。
光輝性顔料分散液(1)に含有される光輝性顔料の水面拡散面積及び平均長軸長さを表1に示す。
(光輝性顔料分散液(2)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(C)において、微細化する分散処理を25時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(2)を作製した。
(光輝性顔料分散液(3)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(C)において、微細化する分散処理を6時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(3)を作製した。
(光輝性顔料分散液(4)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(C)において、微細化する分散処理を2.5時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(4)を作製した。
(光輝性顔料分散液(5)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚60nmのアルミニウム蒸着層を形成した以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(5)を作製した。
(光輝性顔料分散液(6)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚60nmのアルミニウム蒸着層を形成し、作製(C)において、微細化する分散処理を25時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(6)を作製した。
(光輝性顔料分散液(7)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚60nmのアルミニウム蒸着層を形成し、作製(C)において、微細化する分散処理を4時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(7)を作製した。
(光輝性顔料分散液(8)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚60nmのアルミニウム蒸着層を形成し、作製(C)において、微細化する分散処理を3時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(8)を作製した。
(光輝性顔料分散液(9)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚20nmのアルミニウム蒸着層を形成した以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(9)を作製した。
(光輝性顔料分散液(10)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚20nmのアルミニウム蒸着層を形成し、作製(C)において、微細化する分散処理を25時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(10)を作製した。
(光輝性顔料分散液(11)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚20nmのアルミニウム蒸着層を形成し、作製(C)において、微細化する分散処理を4時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(11)を作製した。
(光輝性顔料分散液(12)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚20nmのアルミニウム蒸着層を形成し、作製(C)において、微細化する分散処理を3時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(12)を作製した。
(光輝性顔料分散液(13)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚90nmのアルミニウム蒸着層を形成した以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(13)を作製した。
(光輝性顔料分散液(14)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(B)において、膜厚15nmのアルミニウム蒸着層を形成した以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(14)を作製した。
(光輝性顔料分散液(15)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(C)において、微細化する分散処理を63時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(15)を作製した。
(光輝性顔料分散液(16)の作製)
光輝性顔料分散液(1)の作製(C)において、微細化する分散処理を2.0時間行った以外は、光輝性顔料分散液(1)と同様にして、光輝性顔料分散液(16)を作製した。
(離型剤分散液(1)の作製)
・パラフィンワックス(融解温度89℃) :30部
・酢酸エチル :270部
上記成分を10℃に冷却した状態で、マイクロビーズ型分散機(DCPミル)により湿式粉砕し、離型剤分散液(1)を得た。
(油相液(1)の作製)
・未変性ポリエステル樹脂(1) :136部
・光輝性顔料分散液(1) :500部
・酢酸エチル :56部
上記成分を撹拌混合後、得られた混合物に離型剤分散液(1)75部を加え、撹拌して、油相液(1)を得た。
(スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)の作製)
・スチレン :370部
・n−ブチルアクリレート :30部
・アクリル酸 : 4部
・ドデカンチオール :24部
・四臭化炭素 : 4部
上記成分を混合し、溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成工業(株)製:ノニポール400)6部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10部をイオン交換水560部に溶解した水溶液に投入して、フラスコ中で乳化した後、10分間混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4部をイオン交換水50部に溶解した水溶液を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、平均粒子径が180nm、重量平均分子量(Mw)が15,500である樹脂粒子を分散させてなるスチレンアクリル樹脂粒子分散液(1)(樹脂粒子濃度:40%)を得た。なお、スチレンアクリル樹脂粒子のガラス転移温度は59℃であった。
(水相液(1)の作製)
・スチレンアクリル樹脂粒子分散液(1) :60部
・セロゲンBS−H(第一工業製薬(株))の2%水溶液 :200部
・イオン交換水 :200部
上記成分を撹拌混合し、水相液(1)を得た。
<実施例1>
−トナー粒子(1)の作製−
・油相液(1) :300部
・イソシアネート変性ポリエステルプレポリマー(1) :25部
・ケチミン化合物(1) :0.5部
上記成分を容器に入れ、ホモジナイザー(ウルトラタラックス:IKA社製)により2分間撹拌して油相液(1P)を得た後、容器に水相液(1)1000部を加え、ホモジナイザーで20分間撹拌した。次に、室温(25℃)、常圧(1気圧)で48時間、プロペラ型撹拌機でこの混合液を撹拌し、イソシアネート変性ポリエステルプレポリマー(1)とケチミン化合物(1)とを反応させ、ウレア変性ポリエステル樹脂を生成すると共に、有機溶媒を除去し、粒状物を形成した。次に、粒状物を水洗、乾燥及び分級して、トナー粒子(1)を得た。トナー粒子の体積平均粒径は7.6μmであり、アスペクト比は3.3であった。
−光輝性トナー(1)の作製−
トナー粒子(1) :100部と、疎水性シリカ(日本アエロジル社製、RY50) :1.5部と、疎水性酸化チタン(日本アエロジル社製、T805) :1.0部と、をサンプルミルにより10000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して光輝性トナー(1)を得た。
<実施例2>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(2)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(2)を得た。
そして、油相液(2)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(2)を得た。
<実施例3>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(3)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(3)を得た。
そして、油相液(3)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(3)を得た。
<実施例4>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(4)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(4)を得た。
そして、油相液(4)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(4)を得た。
<実施例5>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(5)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(5)を得た。
そして、油相液(5)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(5)を得た。
<実施例6>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(6)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(6)を得た。
そして、油相液(6)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(6)を得た。
<実施例7>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(7)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(7)を得た。
そして、油相液(7)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(7)を得た。
<実施例8>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(8)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(8)を得た。
そして、油相液(8)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(8)を得た。
<実施例9>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(9)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(9)を得た。
そして、油相液(9)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(9)を得た。
<実施例10>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(10)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(10)を得た。
そして、油相液(10)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(10)を得た。
<実施例11>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(11)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(11)を得た。
そして、油相液(11)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(11)を得た。
<実施例12>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(12)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(12)を得た。
そして、油相液(12)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(12)を得た。
<比較例1>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(13)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(13)を得た。
そして、油相液(13)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(13)を得た。
<比較例2>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(14)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(14)を得た。
そして、油相液(14)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(14)を得た。
<比較例3>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(15)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(15)を得た。
そして、油相液(15)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(15)を得た。
<比較例4>
油相液(1)の作製において、光輝性顔料分散液(1)に替えて光輝性顔料分散液(16)を用いた以外は、油相液(1)と同様にして、油相液(16)を得た。
そして、油相液(16)を使用した以外は、光輝性トナー(1)と同様にして、光輝性トナー(16)を得た。
<実施例13>
[樹脂粒子水分散液(1)の調製]
・テレフタル酸 :30モル部
・フマル酸 :70モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 : 5モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物:95モル部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサ、及び精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、上記の材料を仕込み、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記材料100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量18,000、酸価15mgKOH/g、ガラス転移温度60℃のポリエステル樹脂(1)を合成した。なお、樹脂の酸価は、JIS K0070−1992に従って、中和滴定法で測定した。
温度調節手段及び窒素置換手段を備えた容器に、酢酸エチル40部及び2−ブタノール25部を投入し、混合溶剤とした後、ポリエステル樹脂(1)100部を徐々に投入し溶解させ、ここに、10%アンモニア水溶液(樹脂の酸価に対してモル比で3倍量相当量)を入れて30分間撹拌した。
次いで、容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を撹拌しながらイオン交換水400部を2部/分の速度で滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を室温(20℃乃至25℃)に戻し、撹拌しつつ乾燥窒素により48時間バブリングを行うことにより、酢酸エチル及び2−ブタノールを1,000ppm以下まで低減させ、体積平均粒径200nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子水分散液を得た。この樹脂粒子水分散液にイオン交換水を加え、固形分量を20%に調整して、樹脂粒子水分散液(1)とした。
[光輝性顔料水分散液(1)の調製]
・光輝性顔料分散液(1) :100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンR) :1.5部
・イオン交換水 :900部
上記材料を混合し、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工社製CR1010)を用いて1時間分散して、撹拌しつつ乾燥窒素により48時間バブリングを行うことにより、IPAを1,000ppm以下まで低減させ、光輝性顔料(アルミニウム顔料)を分散させてなる光輝性顔料水分散液(1)(固形分量10%)を調製した。
[離型剤水分散液(1)の調製]
・パラフィンワックス(日本精蝋社製HNP−9) :100部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンRK): 1部
・イオン交換水 :350部
上記材料を混合して100℃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)で分散処理し、体積平均粒径200nmの離型剤粒子が分散された離型剤水分散液(1)(固形分量20%)を得た。
[トナーの作製]
・樹脂粒子水分散液(1) :450部
・離型剤水分散液(1) :50部
・光輝性顔料水分散液(1) :21.7部
・ノニオン性界面活性剤(IGEPAL CA897):1.4部
上記材料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながら10分間分散して混合した。次いで、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液1.75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、原料分散液を調製した。
次いで、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凝集粒子分散液を移し、撹拌回転数を550rpm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。この際、0.3Nの硝酸及び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時間ほど保持し、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、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径は10.6μmであった。
次に、樹脂粒子水分散液(1)100部を追添加し、前記凝集粒子の表面に樹脂粒子を付着させた。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、凝集粒子を合一させるためにpHを8.0に上げた後、0.01℃/分の速度で80℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が合一したのを確認した後80℃で保持したままpHを6.0まで下げ、2.5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光輝性トナー粒子(1)を得た。
<測定/評価>
(トルエン不溶分の測定)
各例で得られた光輝性トナーのトルエン不溶分(光輝性顔料及び外添剤以外のトルエン不溶分)について、既述の方法に従って測定した。結果を表2に示す。
(現像剤の作製)
各例で得られた光輝性トナー:36部とキャリア:414部と、を2リットルの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。なお、キャリアは次に示す方法で得られたキャリアを使用した。
−キャリアの作製−
・フェライト粒子(体積平均粒径:35μm):100部
・トルエン:14部
・メチルメタクリレート−パーフルオロオクチルエチルアクリレート共重合体(臨界表面張力:24dyn/cm):1.6部
・カーボンブラック(商品名:VXC-72、キャボット社製、体積抵抗率:100Ωcm以下):0.12部
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒径:0.3μm、トルエン不溶):0.3部
まず、メチルメタクリレート−パーフルオロオクチルエチルアクリレート共重合体に、カーボンブラックをトルエンに希釈して加えサンドミルで分散した。次いで、これにフェライト粒子以外の上記各成分を10分間スターラーで分散し、被覆層形成用溶液を調合した。次いでこの被覆層形成用溶液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、温度60℃において30分間撹拌した後、減圧してトルエンを留去して、樹脂被覆層を形成してキャリアを得た。
(粒状性)
得られた現像剤を、富士ゼロックス(株)製「color 800 press 改造機」の現像器に充填した。現像剤を充填後、35℃で80%RHの環境下に72時間放置した。
この改造機を用いて、35℃で80%RHの環境下において、OKトップコート紙(坪量127:王子製紙社製)の紙に、光輝性トナーの載り量が3.5g/mのベタ画像部分と、光輝性トナーによるグラデーション画像部分とを有するトナー画像を10000枚出力した。10000枚目のトナー画像のグラデーション画像部分について、粒状性を目視により観察し、下記基準に基づいて評価した。得られた結果を表2に示す。
−基準−
G1:粒状性がまったく感じられない。
G2:粒状性がわずかに感じられる。
G3:粒状性が感じられるが、問題にならない。
G4:粒状性が感じられ、違和感を感じる。
G5:粒状性が強く感じられる。
(比(X/Y))
10000枚目に出力したトナー画像のベタ画像部分に対し、変角光度計として日本電色工業社製の分光式変角色差計GC5000Lを用いて、ベタ画像への入射角−45°の入射光を入射し、受光角+30°における反射率Xと受光角−30°における反射率Yを測定した。尚、反射率Xおよび反射率Yは、400nmから700nmの範囲の波長の光について20nm間隔で測定を行い、各波長における反射率の平均値とした。これらの測定結果から比(X/Y)を算出した。結果を表2に示す。
比(X/Y)は高いほど光輝感が高く、比(X/Y)が低いほど、くすんだ感じが強く光輝感を感じにくい。
表2には、トナー粒子の体積平均粒径及びアスペクト比を併せて示す。
2 トナー
4 金属顔料
20 感光体ドラム
21 帯電装置
22 露光装置
24 転写装置
25 クリーニング装置
28、300 記録紙(記録媒体の一例)
30 現像装置
31 現像ハウジング
32 現像用開口
33 現像ロール
34 電荷注入ロール
36 定着装置
40 トナー
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ

Claims (10)

  1. 結着樹脂とアルミニウム顔料とを含むトナー粒子を有し、
    前記アルミニウム顔料の、JIS K5906:2009で規定される水面拡散面積が5m/g以上20m/g以下であり、且つ平均長軸長さが0.5μm以上10μm以下である光輝性トナー。
  2. 前記アルミニウム顔料の平均長軸長さが、0.5μm以上5μm未満である請求項1に記載の光輝性トナー。
  3. 前記トナー粒子の体積平均粒子径が、3μm以上30μm以下である請求項1又は請求項2に記載の光輝性トナー。
  4. 前記トナー粒子のアスペクト比が、1.5以上15以下である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の光輝性トナー。
  5. 前記結着樹脂が、ウレア変性ポリエステル樹脂を含む請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の光輝性トナー。
  6. 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の光輝性トナーを含む静電荷像現像剤。
  7. 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の光輝性トナーを収容し、
    画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
  8. 請求項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
    画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
  9. 像保持体と、
    前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
    請求項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
    を備える画像形成装置。
  10. 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
    帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
    請求項に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
    前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
    前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
    を有する画像形成方法。
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