JP6825277B2 - トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、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

トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、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

Info

Publication number
JP6825277B2
JP6825277B2 JP2016179683A JP2016179683A JP6825277B2 JP 6825277 B2 JP6825277 B2 JP 6825277B2 JP 2016179683 A JP2016179683 A JP 2016179683A JP 2016179683 A JP2016179683 A JP 2016179683A JP 6825277 B2 JP6825277 B2 JP 6825277B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image
brilliant
colored
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016179683A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018045091A (ja
Inventor
聡 上脇
聡 上脇
紗希子 平井
紗希子 平井
章太郎 高橋
章太郎 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2016179683A priority Critical patent/JP6825277B2/ja
Publication of JP2018045091A publication Critical patent/JP2018045091A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6825277B2 publication Critical patent/JP6825277B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

本発明は、トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、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。
金属光沢のごとき輝きを有する画像を形成する目的から、光輝性のトナーが用いられている。
ここで、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Aと受光角−30°での反射率Bとの比(A/B)が2以上100以下であるトナーが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、光輝性顔料を含む光輝性トナーと、着色剤を含む有色トナーと、を有し、前記光輝性トナーの吸熱量が、前記有色トナーの吸熱量の1.2倍以上5倍以下であるトナーセットが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2012−032765号公報 特開2016−126199号公報
本発明が解決しようとする課題は、後述する式1におけるQA/QBが0.05未満であるか、QA/QBが0.30を超える場合と比較して、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差を抑制するトナーセット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、に係る発明は、
扁平状の光輝性顔料及び結晶性樹脂を含む光輝性トナー粒子を含有し、示差走査熱量測定により検出される、前記結晶性樹脂の吸熱ピークAを、60℃以上80℃以下の範囲に有する光輝性トナーと、
着色剤及び結晶性樹脂を含む有色トナー粒子を含有し、示差走査熱量測定により検出される、前記結晶性樹脂の吸熱ピークBを、60℃以上80℃以下の範囲に有する有色トナーと、を有し、
下記式1を満たす
トナーセット。
式1:0.05≦QA/QB≦0.30
QA:光輝性トナーの示差走査熱量測定における、前記吸熱ピークAのピーク温度±5℃の領域における総吸熱量
QB:有色トナーの示差走査熱量測定における、前記吸熱ピークBのピーク温度±5℃の領域における総吸熱量
に係る発明は、
前記光輝性トナー粒子の全質量に対する前記結晶性樹脂の含有量が、2質量%以上8質量%以下であるに記載のトナーセット。
に係る発明は、
又はにトナーセットのうち前記光輝性トナーを含む第1静電荷像現像剤と、
又はに記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記有色トナーを含む第2静電荷像現像剤と、
を有する静電荷像現像剤セット。
に係る発明は、
又はに記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記光輝性トナーを収容した第1トナーカートリッジと、
又はに記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記有色トナーを収容した第2トナーカートリッジと、
を有し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジセット。
に係る発明は、
に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第1静電荷像現像剤を収容した第1現像手段と、
に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第2静電荷像現像剤を収容した第2現像手段と、
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。
に係る発明は、
又はに記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記光輝性トナーによる光輝性画像を形成する第1画像形成手段と、
又はに記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記有色トナーによる有色画像を形成する第2画像形成手段と、
前記光輝性画像及び前記有色画像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記光輝性画像及び前記有色画像を前記記録媒体上に定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
に係る発明は、
又はに記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記光輝性トナーによる光輝性画像を形成する第1画像形成工程と、
又はに記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記有色トナーによる有色画像を形成する第2画像形成工程と、
前記光輝性画像及び前記有色画像を記録媒体上に転写する転写工程と、
前記光輝性画像及び前記有色画像を前記記録媒体上に定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
に係る発明によれば、前記式1におけるQA/QBが0.05未満であるか、QA/QBが0.30を超える場合と比較して、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が抑制されるトナーセットが提供される。
に係る発明によれば、光輝性トナー粒子の全質量に対する前記結晶性樹脂の含有量が、2質量%未満であるか、8質量%を超える場合と比較して、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が抑制されるトナーセットが提供される。
のいずれか1項に係る発明によれば、前記式1におけるQA/QBが0.05未満であるか、QA/QBが0.30を超える場合と比較して、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が抑制される静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、又は、画像形成方法が提供される。
本実施形態の光輝性トナー粒子の一例を概略的に示す断面図である。 本実施形態の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、本発明のトナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、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。
<トナーセット>
本実施形態のトナーセットは、扁平状の光輝性顔料及び結晶性樹脂とを含む光輝性トナー粒子を含有し、示差走査熱量測定により検出される、前記結晶性樹脂の吸熱ピークAを、60℃以上80℃以下の範囲に有する光輝性トナーと、着色剤及び結晶性樹脂を含む有色トナー粒子を含有し、示差走査熱量測定により検出される、前記結晶性樹脂の吸熱ピークBを、60℃以上80℃以下の範囲に有する有色トナーと、を有し、前記式1を満たすものである。
本実施形態においては、有色トナーとして、一種類の有色トナーを用いてもよいし、互いに異なる色を呈する2種以上の有色トナーを用いてもよい。2種以上の有色トナーを用いる場合において各有色トナーの吸熱量が異なる場合、全ての有色トナーの吸熱量と光輝性トナーの吸熱量とが上記関係を満たすことが好ましい。
本実施形態において、光輝性顔料、着色剤、及び、結晶性樹脂を含むトナー粒子を含有するトナーは、光輝性トナーに該当し、有色トナーには該当しないものとする。
本実施形態のトナーセットに含まれうる有色トナーとしては、公知のトナーである、マゼンタトナー、シアントナー、イエロートナー、ブラックトナー、レッドトナー、グリーントナー、ブルートナー、オレンジトナー、バイオレットトナー等が挙げられる。
なお、本実施形態において「光輝性」とは、本実施形態の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。
また、本実施形態において「光輝感」とは、上記光輝性を目視により確認した場合の金属光沢のごとき輝きの程度を表す。
ここで、カラーを有するメタリック画像部とは、光輝性トナーと有色トナーとを一括して定着して形成される画像部をいい、カラーを有しないメタリック画像部とは、光輝性トナーのみを定着して形成される画像部をいう。
低温環境下(例えば、10℃)における画像形成開始(例えば、画像形成開始から1枚目乃至5枚目)の画像において、カラーを有するメタリック画像部と、カラーを有しないメタリック画像部に、光輝感の差(以下、単に「光輝感の差」と称することがある。)が確認される場合があった。
それに対して、本実施形態に係るトナーセットを用いた場合、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が抑制される。その理由は、次のように推測される。
光輝性トナーと有色トナーとを一括して定着する場合には、記録媒体上で光輝性トナーと有色トナーが混在しているため、光輝性トナーのみを定着する場合と比較して、有色トナーの存在により、光輝性顔料の配向が抑制され、カラーを有するメタリック画像部の光輝感が低下すると考えられる。
上記現象は、特に、結晶性樹脂の吸熱ピークAを、60℃以上80℃以下の範囲に有する光輝性トナーと、結晶性樹脂の吸熱ピークBを、60℃以上80℃以下の範囲に有する有色トナーと、を一括して低温(例えば、130℃以上140℃以下など)により定着した場合に、溶融したそれぞれのトナーの粘度が下がりにくく、光輝性顔料の配向が抑制されるため、起こりやすい。
また、低温環境下における画像形成開始時には、トナーの定着温度が上がりにくいため、定着時に溶融したトナーの粘度が下がりにくくなり、光輝性トナーと有色トナーとを一括して定着する場合と、光輝性トナーのみを定着する場合とで、光輝性顔料の配向の差が大きくなると考えられる。
なお、光輝性顔料の配向とは、扁平状の光輝性顔料の面積が最大となる面側が記録媒体表面と相対するように並ぶことをいい、配向の差とは、画像中において、上記面積が最大となる面側が記録媒体表面と相対するように並んだ扁平状の光輝性顔料の割合に差があることをいう。
それに対して、本実施形態のトナーセットでは、上記式1を満たすことにより、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が抑制される。
式1におけるQA/QBが0.30以下であれば、光輝性トナーの溶融後の粘度が有色トナーの溶融後の粘度よりも高くなる。
ここで、定着時に溶融したトナーの粘度が低いほど、光輝性顔料の配向は促進され、粘度が高いほど、光輝性顔料の配向は抑制される傾向にある。
したがって、QA/QBが0.30以下であれば、光輝性トナーの溶融後の粘度が高いため、光輝性トナーのみを定着した場合の光輝性顔料の配向は抑制される。
また、QA/QBが0.30以下であれば、有色トナーの溶融後の粘度が低いため、光輝性トナーと有色トナーとを一括して定着した場合の光輝性顔料の配向は促進される。
QA/QBが0.30以下であれば、光輝性トナーのみを定着した場合の配向の抑制と、光輝性トナーと有色トナーとを一括して定着した場合の配向の促進と、上記のような有色トナーが存在することによる光輝性顔料の配向の抑制との釣り合いがとれることにより、結果として、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が抑制されると推測している。
また、式1におけるQA/QBが0.05以上であれば、低温環境下における画像形成開始時において、有色トナーの粘度が低くなりすぎるために、有色トナーのホットオフセット(記録媒体上の未定着トナーの一部が溶融して定着部材側に付着する現象)の発生が抑制されるため、カラーを有するメタリック画像部の光輝感の低下が抑制され、カラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が抑制されると推測している。
(QA/QB)
本実施形態のトナーセットは、QA/QBが下記式1を満たす。
式1:0.05≦QA/QB≦0.30
QA/QBは、0.05以上であり、光輝感の差を抑制する点から、0.1以上であることがより好ましく、0.22以上であることがより好ましい。
また、QA/QBは、0.30以下であり、光輝感の差を抑制する点から、0.29以下であることがより好ましく、0.27以下であることがより好ましい。
QA/QBが0.05以上0.30以下であれば、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が抑制される。
QAは、光輝性トナーの示差走査熱量測定における、吸熱ピークAのピーク温度±5℃の領域における総吸熱量であり、光輝性トナーに含まれる結晶性樹脂の量が多いと吸熱量が増加する。
QBは、有色トナーの示差走査熱量測定における、吸熱ピークBのピーク温度±5℃の領域における総吸熱量であり、有色トナーに含まれる結晶性樹脂の量が多いと吸熱量が増加する。
したがって、光輝性トナーに含まれる結晶性樹脂の量、及び、有色トナーに含まれる結晶性樹脂の量を調整することにより、QA/QBの値を調整することが可能である。
吸熱ピークAは、光輝性トナーにおいて、60℃以上80℃以下の範囲に存在する、示差走査熱量測定により検出される、結晶性樹脂の吸熱ピークである。
吸熱ピークBは、有色トナーにおいて、60℃以上80℃以下の範囲に存在する、示差走査熱量測定により検出される、結晶性樹脂の吸熱ピークである。
本実施形態において、結晶性樹脂の吸熱ピークと記載した場合には、結晶性樹脂と非結晶性樹脂との相溶部に由来するピークについては含まないものとする。
吸熱ピークA及び吸熱ピークBのピーク温度、並びに、それぞれのピーク温度±5℃の領域における総吸熱量(QA及びQB)は、示差走査熱量測定(DSC)により測定される。
具体的には、示差走査熱量計を用い、装置の検出部の温度補正にはインジウムと亜鉛との混合物の融解温度を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いる。試料(光輝性トナー)はアルミニウム製パンに入れ、試料の入ったアルミニウム製パンと対照用の空のアルミニウム製パンとをセットし、昇温速度10℃/minで測定する。
測定結果を、横軸を時間、縦軸を熱量変化としてプロットすることにより、DSC曲線を得る。得られたDSC曲線から、ピーク温度、及び、ピーク温度±5℃の領域における総吸熱量が算出される。総吸熱量を算出する際には、DSC曲線におけるベースラインを20℃と130℃の測定値を直線で結んだラインとして決定し、ピーク温度±5℃の領域におけるベースラインからDSC曲線までの距離を総和することにより、総吸熱量が算出される。
総吸熱量の算出において、複数のピークが融合している場合には、60℃以上80℃以下のもっとも吸熱量の高いピークを結晶性樹脂の吸熱量とし、低温側の隣接するピークとの間のもっとも低い吸熱温度を低温側の分離温度、高温側の隣接するピークとの間のもっとも低い吸熱温度を高温側の分離温度によりピーク分割を行う。
また、吸熱ピークが結晶性樹脂の吸熱ピークであることは、2度目の示差走査熱量測定(測定条件は1度目の示差走査熱量測定と同様とする。)を行うことにより判断される。
本実施形態において、2度目の示差走査熱量測定において吸熱ピークが消失するピークを結晶性樹脂のピークであるとする。
QAは、2mJ/g以上4mJ/g以下が好ましい。
QAが2mJ/g以上4mJ/g以下であれば、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が更に抑制される。
QBは、4mJ/g以上6mJ/g以下が好ましい。
QBが4mJ/g以上6mJ/g以下であれば、低温環境下における画像形成開始時において、得られる画像のカラーを有するメタリック画像部とカラーを有しないメタリック画像部との光輝感の差が更に抑制される。
(光輝性トナー)
以下に、本実施形態のトナーセットを構成する本実施形態の光輝性トナーについて説明する。
具体的には、本実施形態に係る光輝性トナーは、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以下であることが更に好ましく、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、まず入射角及び受光角について説明する。本実施形態において変角光度計による測定の際には、入射角を−45°とするが、これは光沢度の広い範囲の画像に対して測定感度が高いためである。
また、受光角を−30°及び+30°とするのは、光輝感のある画像と光輝感のない画像を評価するのに最も測定感度が高いためである。
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及び反射率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)光輝性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)光輝性トナー粒子の厚さ方向への断面を観察した場合に、光輝性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。
光輝性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、扁平状の光輝性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は光輝性トナー粒子、4は光輝性顔料、Lは光輝性トナー粒子の厚さを示している。
そのため、この光輝性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、本実施形態に係る光輝性トナーの詳細について説明する。
本実施形態に係る光輝性トナーが含有する光輝性トナー粒子は、光輝性顔料及び結晶性樹脂を含む。本実施形態に係る光輝性トナー粒子は、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。
<光輝性トナー粒子>
〔光輝性トナー粒子の平均最大厚さC及び平均円相当径D〕
光輝性トナー粒子は、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以下の範囲が更に好ましく、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、光輝性トナー粒子の強度が確保され、画像形成の際における応力による破断が抑制され、顔料が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及び平均円相当径Dは、以下の方法により測定される。
光輝性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個の光輝性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。
〔光輝性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〕
光輝性トナー粒子の厚さ方向への断面を観察した場合に、光輝性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。更には、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、光輝性トナー粒子の断面の観察方法について説明する。
光輝性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視野に光輝性トナー粒子が1から10個程度見える倍率で観察する。
具体的には、光輝性トナー粒子の断面(光輝性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個の光輝性トナー粒子について、光輝性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。
光輝性トナー粒子の体積平均粒径は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、光輝性トナー粒子の体積平均粒径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%となる粒径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒径を体積D50v、数D50p、累積84%となる粒径を体積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/D16v)1/2として算出される。
光輝性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以下であることが更に好ましい。
光輝性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、光輝性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。1,000個の光輝性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1,000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。
以下に、本実施形態に係る光輝性トナーを構成する成分について説明する。
−結晶性樹脂−
本実施形態に係る光輝性トナー粒子は、結晶性樹脂を含有する。
光輝性トナー粒子の全質量に対する結晶性樹脂の含有量は、0.5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、1質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、2質量%以上8質量%以下であることが更に好ましい。
結晶性樹脂としては、公知の結晶性を有する樹脂であれば特に制限はなく、具体的には、ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂などが挙げられるが、低温域での定着を容易とする観点からはポリエステル樹脂が好ましい。
なお、樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、2度目の測定を行った場合に消失する吸熱ピークを有することを指す。測定は昇温速度10(℃/min)の条件下で行い、吸熱ピークが消失するとは、吸熱ピークのピーク面積が1度目の昇温時のピーク面積の10%以下となることをいう。上記ピーク面積を算出する際のベースラインは20℃と130℃の測定値を直線で結んだラインとして設定され、複数のピークが融合している場合のピーク分割は60℃以上80℃以下のもっとも吸熱量の高いピークを結晶性樹脂の吸熱量とし、低温側の隣接するピークとの間のもっとも低い吸熱温度を低温側の分離温度、高温側の隣接するピークとの間のもっとも低い吸熱温度を高温側の分離温度として設定される。
一方、樹脂の「非晶性」とは、2度目の測定を行った場合に消失する吸熱ピークを有しないこと、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
・結晶性ポリエステル樹脂
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。なお、結晶性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。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
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、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸等の二塩基酸等)、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。
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価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、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。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
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(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,14−エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
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。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
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 K7121−1987「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。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
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。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、後述する非晶性ポリエステル樹脂と同様に、周知の製造方法により得られる。
また、本実施形態に用いられる光輝性トナーは、非晶性樹脂を含有してもよい。
本実施形態に用いられる非晶性樹脂としては、公知のトナー粒子用の非晶性の結着樹脂が利用され、例えば、スチレン−アクリル樹脂やポリエステル樹脂等を利用し得る。非晶性樹脂としては、非晶性ポリエステル樹脂を用いることが好適である。
・非晶性ポリエステル樹脂
非晶性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、非晶性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。
非晶性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。
非晶性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。
非晶性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。
非晶性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。
非晶性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、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。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。
結晶性樹脂と非晶性樹脂の合計含有量としては、例えば,光輝性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%以下が更に好ましい。
−光輝性顔料−
光輝性顔料としては、例えば、金属光沢のごとき光輝感を付与し得る顔料(光輝性顔料)が挙げられる。光輝性顔料として具体的には、例えば、アルミニウム(Al単体の金属)、黄銅、青銅、ニッケル、ステンレス、亜鉛等の金属粉末;酸化チタン、黄色酸化鉄等を被覆した雲母;硫酸バリウム、層状ケイ酸塩、層状アルミニウムのケイ酸塩等の被覆薄片状無機結晶基質;単結晶板状酸化チタン;塩基性炭酸塩;酸オキシ塩化ビスマス;天然グアニン;薄片状ガラス粉;金属蒸着された薄片状ガラス粉などが挙げられ、光輝性を有するものならば特に制限はない。
光輝性顔料の中でも、特に鏡面反射強度の観点で、金属粉末が好ましく、その中でもアルミニウムが最も好ましい。
本実施形態に係る光輝性顔料の形状については、定着画像において高い光輝性を有するという観点で、扁平状(鱗片状)である。
以下、扁平状の光輝性顔料について記載する。
扁平状の光輝性顔料の長軸方向の平均長さは、1μm以上30μm以下であることが好ましく、3μm以上20μm以下がより好ましく、5μm以上15μm以下が更に好ましい。
光輝性顔料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、5以上200以下であることが好ましく、10以上100以下がより好ましく、30以上70以下が更に好ましい。
光輝性顔料の各平均長さ及びアスペクト比は、以下の方法により測定される。走査電子顕微鏡(S−4800,(株)日立ハイテクノロジーズ製)を用い、測定し得る倍率(300から100,000倍)で顔料粒子の写真を撮影し、得られた顔料粒子の画像を二次元化した状態で、各粒子の長軸方向の長さ及び厚さ方向の長さを測定し、光輝性顔料長軸方向の平均長さ及びアスペクト比を算出する。
光輝性顔料の体積平均粒径は、1.0μm以上10.0μm以下であることが好ましく、2.0μm以上8.0μm以下であることがより好ましい。
光輝性顔料の体積平均粒径が1.0μm以上であれば、得られる画像の光輝性に優れる。
光輝性顔料の体積平均粒径が10.0μm以下であれば、得られるトナーの帯電特性に優れ、転写ムラが抑制される。
光輝性顔料の体積平均粒径は、以下のようにして測定される。
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(チャネル)に対して体積をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径とする。
製造後のトナー粒子中の光輝性顔料の体積平均粒径の測定方法としては、光輝性顔料は溶解せずに、トナー樹脂のみを溶解可能な溶媒とトナーを混合撹拌し、十分トナー樹脂が溶媒中に溶解した後に、光輝性顔料を固液分離して、上記同様の粒度分布測定装置にて体積平均粒径を測定する。
光輝性トナー粒子の全質量に対する光輝性顔料の含有量は、1質量%以上70質量%以下であることが好ましく、5質量%以上50質量%以下であることがより好ましく、5質量%以上40質量%以下であることが更に好ましい。
本実施形態における光輝性トナーは、着色剤及び離型剤を含んでもよい。
−着色剤−
着色剤としては、後述する着色トナーに用いられる着色剤と同様の着色剤が使用される。
光輝性トナーが着色剤を含有する場合、着色剤の含有量としては、例えば、光輝性トナー粒子全体に対して、1質量%以上15質量%以下が好ましく、2質量%以上10質量%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、光輝性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、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤として光輝性トナー粒子に含まれる。
次いで、本実施形態の有色トナーを構成する成分について説明する。
本実施形態の有色トナーは、着色剤を含有する有色トナー粒子を含む、従来から公知のトナーであればよく、その構成について特に限定されるものではない。例えば、本実施形態の光輝性トナーに用いられる光輝性顔料に替えて下記着色剤を含有する以外は同様の構成としてもよい。
−着色剤−
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。
着色剤は、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。
着色剤は、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。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色剤の含有量としては、例えば、有色トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
また、本実施形態の有色トナー粒子の体積平均粒径は1μm以上10μm以下であることが好ましく、より好ましくは2μm以上8μm以下であり、更に好ましくは3μm以上6μm以下である。
有色トナー粒子の平均円形度としては、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
有色トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となる有色トナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−2100)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、有色トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となる有色トナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去した有色トナー粒子を得る。
<トナーの製造方法>
本実施形態の光輝性トナー及び有色トナー(以下、合わせて単に「トナー」と称することがある。)は、光輝性トナー粒子又は有色トナー粒子(以下、合わせて「トナー粒子」と称することがある。)を製造後、トナー粒子に対して外添剤を添加することにより作製してもよい。
トナー粒子の製造方法は特に限定されず、公知である混練・粉砕製法等の乾式法や、乳化凝集法、溶解懸濁法や懸濁重合法等の湿式法等によって作製される。
混練・粉砕製法は、着色剤を始めとする各材料を混合した後、ニーダー、押し出し機などを用いて上記材料を溶融混練して、得られた溶融混錬物を粗粉砕した後、ジェットミル等で粉砕し、風力分級機により、目的とする粒径のトナー粒子を得る方法である。
これらの方法の中でも、トナー粒子の形状やトナー粒子の粒径を制御しやすく、コアシェル構造などトナー粒子構造の制御範囲も広い乳化凝集法が望ましい。以下、乳化凝集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。
本実施形態の乳化凝集法はトナー粒子を構成する原料を乳化して樹脂粒子(乳化粒子)等を形成する乳化工程と、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。
(乳化工程)
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乳化して行ってもよい。その際、加熱して樹脂成分の粘性を下げて粒子を形成してもよい。また分散した樹脂粒子の安定化のため、分散剤を使用してもよい。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、その平均粒径(体積平均粒径)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。上記離型剤分散液は乳化凝集法に用いられるが、トナーを懸濁重合法により製造する際にも上記離型剤分散液を用いてもよい。
分散処理により、体積平均粒径が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径は、100nm以上500nm以下である。
体積平均粒径が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。
着色剤分散液及び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。着色剤は、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。
また、光輝性顔料及び結着樹脂を溶剤に分散・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、着色剤分散液、光輝性顔料分散液、及び、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。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。
なお、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及び混合してもよいし、複数回に分割して添加しても良い。
光輝性トナーを製造する場合と、有色トナーを製造する場合とで、凝集工程における、結晶性樹脂を含有する樹脂粒子の分散液の使用量を調整することにより、QA/QBの値が調整され、本実施形態のトナーセットが得られる。
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径になったところで樹脂粒子分散液を追添加することで(被覆工程)、コア凝集粒子の表面を樹脂で被覆した構成のトナーを作製してもよい。この場合、離型剤や着色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。これらは、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができ、段階を分けて付着させてもよい。外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部以上5質量部以下の範囲が望ましく、0.3質量部以上2質量部以下の範囲がより望ましい。
更に必要に応じ、超音波篩分機、振動篩分機、風力篩分機などを使って、トナーの粗大粒子を外添後取り除いてもよい。
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、無色また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、鉄、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。
次いで、溶解懸濁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。
溶解懸濁法は、結着樹脂、光輝性顔料、有色顔料、及び、必要に応じて用いられる離型剤等のその他の成分を含む材料を、前記結着樹脂が溶解可能な溶媒中に溶解又は分散させた液を、無機分散剤を含有する水媒体中で造粒した後、前記溶媒を除去することでトナー粒子を得る方法である。
溶解懸濁法に用いられるその他の成分としては、離型剤の他、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挙げられる。
本実施形態において、これらの結着樹脂、光輝性顔料、有色顔料及び、必要に応じて用いられるその他の成分は、結着樹脂が溶解可能な溶媒中に溶解又は分散される。
結着樹脂が溶解可能か否かは、結着樹脂の構成成分、分子鎖長、三次元化の度合いなどに依存するので一概に言い切れないが、一般的にはトルエン、キシレン、ヘキサン等の炭化水素、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素、エタノール、ブタノール、ベンジルアルコールエチルエーテル、ベンジルアルコールイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等のアルコール又はエーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル等のエステル、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、ジメチルオキシド、ジアセトンアルコール、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン又はアセタールなどが使用される。
これらの溶媒は結着樹脂を溶解するものであり、光輝性顔料、有色顔料及びその他の成分を溶解する必要はない。光輝性顔料及びその他の成分は結着樹脂の溶液中に分散できればよい。
溶媒の使用量には制限がないが、水媒体中にて造粒できる粘度であればよい。結着樹脂、光輝性顔料、及びその他の成分を含む材料(前者)と溶媒(後者)との比で、10/90乃至50/50(前者/後者の質量比)が造粒し易さ及び最終的なトナー粒子の収率の点で好ましい。
溶媒中に溶解又は分散された、結着樹脂、光輝性顔料、有色顔料及びその他の成分の液(トナー母液)は、無機分散剤を含有する水媒体中で予め定められた粒径になるように造粒される。水媒体には、主に水が用いられる。水媒体とトナー母液との混合比は、水媒体/トナー母液=90/10乃至50/50(質量比)が好ましい。
無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、酸化チタン及びシリカ粉末から選択されるものが好ましい。
無機分散剤の使用量は造粒される粒子の粒子径に応じて決定されるが、一般的にはトナー母液に対して0.1質量%以上15質量%以下の範囲で用いられるのが好ましい。0.1質量%以上であれば造粒が良好に行われやすく、15質量%以下であれば不必要な微細粒子が発生しづらく目的の粒子が高収率で得られやすい。
トナー母液からの造粒を良好にするために、無機分散剤を含有する水媒体中には更に助剤を加えてもよい。
助剤としては、公知の陽イオンタイプ、陰イオンタイプ及びノニオンタイプの界面活性剤があり、特に、陰イオンタイプのものが好ましい。例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム等があり、これらはトナー母液に対して1×10−4質量%以上0.1質量%以下の範囲で用いられるのが好ましい。
無機分散剤を含有する水媒体中でのトナー母液からの造粒は、剪断下で行われるのが好ましい。
この際、平均粒子径が20μm以下に造粒されることが望ましく、特に3μm以上15μm以下に造粒されることが望ましい。
剪断機構を備えた装置としては各種の分散機があり、中でも、ホモジナイザーが好ましい。ホモジナイザーを用いることで、互いには相溶しない物質(本実施形態では無機分散剤を含有する水媒体とトナー母液)をケーシングと回転するロータとの間隙を通過させることで、ある液体中にその液体とは相溶しない物質を粒子状に分散させられる。
ホモジナイザーとして具体的には、TKホモミキサー、ラインフローホモミキサー、オートホモミキサー(以上、特殊機化工業株式会社製)、シルバーソンホモジナイザー(シルバーソン社製)、ポリトロンホモジナイザー(キネマチカ(KINEMATICA)AG社製)などがある。
ホモジナイザーを用いた撹拌条件は、ロータの羽根の周速で2m/秒以上が好ましい。周速が2m/秒以上であれば粒子化が良好となる傾向にある。
上記のようにして造粒された後、溶媒が取り除かれる。
溶媒の除去は、常温(25℃)、常圧で行ってもよいが、除去までに長い時間を要するため、溶媒の沸点より低く、且つ、沸点との差が80℃以下の範囲の温度条件で行うのが好ましい。圧力は常圧でも減圧でもよいが、減圧する際は20mmHg以上150mmHg以下で行うのが好ましい。
また、溶媒の除去後には、トナー粒子を塩酸等で洗浄するのが好ましい。これによりトナー粒子表面に残存する無機分散剤を除去して、トナー粒子本来の組成にして特性を向上させることができる。
次いで、脱水、乾燥すれば粉体のトナー粒子を得ることができる。
また、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、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、有色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、有色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、有色顔料及び離型剤)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、更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。
<静電荷像現像剤セット>
本実施形態に係る静電荷像現像剤セットは、本実施形態に係るトナーセットのうち光輝性トナーを含む第1静電荷像現像剤と、本実施形態に係るトナーセットのうち有色トナーを含む第2静電荷像現像剤と、を有する。
各静電荷像現像剤は、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被覆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・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。
なお、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、これに被覆樹脂により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等が挙げられる。
被覆樹脂、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。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他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が挙げられる。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤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、使用する被覆樹脂、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、溶剤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、本実施形態に係るトナーセットのうち光輝性トナーによる光輝性画像を形成する第1画像形成手段と、本実施形態に係るトナーセットのうち有色トナーによる有色画像を形成する第2画像形成手段と、光輝性画像及び有色画像を記録媒体上に転写する転写手段と、光輝性画像及び有色画像を記録媒体上に定着する定着手段と、を備える。
本実施形態に係る画像形成装置は、第1及び第2画像形成手段として、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、を各々有する各画像形成手段を備える形態であってもよい。
また、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、第1及び第2画像形成手段として、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第1及び第2現像手段と、を有する形態であってもよい。
本実施形態に係る画像形成装置では、本実施形態に係るトナーセットのうち光輝性トナーによる光輝性画像を形成する第1画像形成工程と、本実施形態に係るトナーセットのうち有色トナーによる有色画像を形成する第2画像形成工程と、光輝性画像及び有色画像を記録媒体上に転写する転写工程と、光輝性画像及び有色画像を記録媒体上に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(本実施形態では光輝性画像、有色画像)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。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を説明するが、これに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。以下の説明においては、本実施形態に係るトナーセットの一例について、光輝性トナーを「銀色トナー」と称して説明する。
図2は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図であり、5連タンデム方式且つ中間転写方式の画像形成装置を示す図である。
図2に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づく、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)、銀色(B)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第5の画像形成ユニット150Y、150M、150C、150K、150G(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称することがある)150Y、150M、150C、150K、150Gは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。これらユニット150Y、150M、150C、150K、150Gは、画像形成装置に対して着脱されるプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット150Y、150M、150C、150K、150Gの下方には、各ユニットを通して中間転写ベルト(中間転写体の一例)133が延設されている。中間転写ベルト133は、中間転写ベルト133の内面に接する、駆動ロール113、支持ロール112、及び対向ロール114に巻きつけて設けられ、第1のユニット150Yから第5のユニット150Bに向う方向(図2中、矢印B方向)に走行するようになっている。中間転写ベルト133の像保持面側には、駆動ロール113と対向して中間転写体クリーニング装置116が備えられている。また、中間転写体クリーニング装置116に対して中間転写ベルト133の回転方向上流側には、支持ロール113との間で電位差を生じさせることで中間転写ベルト133との間に電界を生じさせる電圧印加装置160が設けられている。
各ユニット150Y、150M、150C、150K、150Gの現像装置(現像手段の一例)120Y、120M、120C、120K、120Bのそれぞれには、トナーカートリッジ140Y、140M、140C、140K、140Bに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、銀色の各トナーの供給がなされる。
第1乃至第5のユニット150Y、150M、150C、150K、150Bは、同等の構成、動作、及び作用を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエローの画像を形成する第1のユニット150Yについて代表して説明する。
第1ユニット150Yは、像保持体として作用する感光体111Yを有している。感光体111Yの周囲には、感光体111Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)118Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線によって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)119Y、静電荷像にトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)120Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト133上に転写する一次転写ロール(一次転写手段の一例)117Y、及び一次転写後に感光体111Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)115Yが順に配置されている。
一次転写ロール117Yは、中間転写ベルト133の内側に配置され、感光体111Yに対向した位置に設けられている。各ユニットの一次転写ロール117Y、117M、117C、117K、117Bには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスの値を変える。
以下、第1ユニット150Yにおいてイエローの画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール118Yによって感光体111Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体111Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線が照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体111Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置119Yからレーザ光線を照射する。それにより、イエローの画像パターンの静電荷像が感光体111Yの表面に形成される。
静電荷像とは、帯電によって感光体111Yの表面に形成される像であり、露光装置119Yからのレーザ光線によって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体111Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線が照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体111Y上に形成された静電荷像は、感光体111Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転する。そして、この現像位置で、感光体111Y上の静電荷像が、現像装置120Yによってトナー画像として現像され可視化される。
現像装置120Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置120Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体111Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして感光体111Yの表面が現像装置120Yを通過していくことにより、感光体111Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー画像が形成された感光体111Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体111Y上に現像されたトナー画像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体111Y上のイエロートナー画像が一次転写位置へ搬送されると、一次転写ロール117Yに一次転写バイアスが印加され、感光体111Yから一次転写ロール117Yに向う静電気力がトナー画像に作用し、感光体111Y上のトナー画像が中間転写ベルト133上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、第1ユニット150Yでは制御部(図示せず)によって例えば+10μAに制御されている。
一方、感光体111Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置115Yで除去されて回収される。
第2ユニット150M以降の一次転写ロール117M、117C、117K、117Bに印加される一次転写バイアスも、第1ユニットに準じて制御されている。
こうして、第1ユニット150Yにてイエローのトナー画像が転写された中間転写ベルト133は、第2乃至第5のユニット150M、150C、150K、150Bを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
第1乃至第5のユニットを通して5色のトナー画像が多重転写された中間転写ベルト133は、中間転写ベルト133と、中間転写ベルトの内面に接する対向ロール114と、中間転写ベルト133の像保持面側に配置された二次転写ロール(二次転写手段の一例)134とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介して二次転写ロール134と中間転写ベルト133とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが対向ロール114に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト133から記録紙Pに向う静電気力がトナー画像に作用し、中間転写ベルト133上のトナー画像が記録紙P上に転写される。この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)135における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれ、トナー画像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。
トナー画像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体としては、記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
なお、図2に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ140Y、140M、140C、140K、140Bが着脱される構成を有する画像形成装置であり、現像装置120Y、120M、120C、120K、120Bは、各々の現像装置(色)に対応した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容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が交換される。
<プロセスカートリッジ/トナーカートリッジセット>
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セットのうち第1静電荷像現像剤を収容した第1現像手段と、本実施形態に係る静電荷像現像剤セットのうち前記第2静電荷像現像剤を収容した第2現像手段と、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216及び露光のための開口部218が備えられた筐体217により、感光体207(像保持体の一例)と、感光体207の周囲に備えられた帯電ロール208(帯電手段の一例)、現像装置211(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置213(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、209は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、212は一次転写ロール(一次転写手段の一例)、220は中間転写ベルト(中間転写体の一例)、222は中間転写ベルト除電手段を兼ねた駆動ロール(中間転写体除電手段の一例)、224は支持ロール、226は二次転写ロール(二次転写手段の一例)、228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セットについて説明する。
本実施形態に係るトナーカートリッジセットは、本実施形態に係るトナーセットのうち光輝性トナーを収容した第1トナーカートリッジと、本実施形態に係るトナーセットのうち有色トナーを収容した第2トナーカートリッジと、を有し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジセットである。
各トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた各々の現像手段に供給するための補給用のトナーを収容するものである。
以下、本実施形態を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本実施形態は下記実施例に限定されるものではない。なお「部」及び「%」は特に断わりのない限り「質量部」及び「質量%」を表す。
(非晶性ポリエステル樹脂の合成)
・アジピン酸ジメチル:74部
・テレフタル酸ジメチル:192部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物:216部
・エチレングリコール:38部
・テトラブトキシチタネート(触媒):0.037部、
上記成分を加熱乾燥した二口フラスコに入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち撹拌しながら昇温した後、160℃で7時間共縮重合反応させ、その後、10Torrまで徐々に減圧しながら220℃まで昇温し4時間保持した。一旦常圧に戻し、無水トリメリット酸9部を加え、再度10Torrまで徐々に減圧し220℃で1時間保持することにより非晶性ポリエステル樹脂を合成した。
(非晶性ポリエステル樹脂分散液の調製)
・非晶性ポリエステル樹脂:160部
・酢酸エチル:233部
・水酸化ナトリウム水溶液(0.3N):0.1部
上記成分を1000mlのセパラブルフラスコに入れ、70℃で加熱し、スリーワンモーター(新東科学(株)製)により撹拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに撹拌しながら、徐々にイオン交換水373部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより非晶性ポリエステル樹脂分散液(固形分濃度:30%)を得た。
(結晶性ポリエステル樹脂1の合成)
・1,10−デカンジカルボン酸:50モル%
・1,9−ノナンジオール:50モル%
撹拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に上記モノマー成分を入れ、反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、チタンテトラブトキサイド(試薬)を前記モノマー成分100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間撹拌反応させた後、温度をさらに210℃まで1時間かけて昇温し、反応容器内を3kPaまで減圧し、減圧下で13時間撹拌反応させて、結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
(結晶性ポリエステル樹脂2〜4の合成)
使用するジカルボン酸及びジオールを下記表1に記載のように変更した以外は、結晶性ポリエステル樹脂1と同様にして、結晶性ポリエステル樹脂2〜3を合成した。
(結晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製)
コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理科器機株式会社 : BJ−30N)に、前記結晶性ポリエルテル樹脂300部と、メチルエチルケトン(溶剤)160部と、イソプロピルアルコール(溶剤)100部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、100rpmで撹拌混合しつつ樹脂を溶解させた。
その後撹拌回転数を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10%アンモニア水(試薬)17部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7部/分の速度で、合計900部滴下し転相させて、乳化液を得た。
すぐに、得られた乳化液800部とイオン交換水700部とを2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理科器機株式会社)にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1100部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。得られた分散液に溶剤臭は無かった。この分散液における樹脂粒子の体積平均粒径D50vは130nmであった。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20質量%になるように調整し、これを結晶性ポリエステル樹脂分散液1とした。
(結晶性ポリエステル樹脂分散液2〜4の調製)
結晶性ポリエステル樹脂分散液1の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1を結晶性ポリエステル樹脂2〜4に変更する以外は同様にして、結晶性ポリエステル樹脂2〜4を調製した。
(光輝性顔料分散液1の調製)
・アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA 6μm):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:400部
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去し、スターミル(アシザワ・ファインテック(株)製、LMZ)を用いて、上記顔料を機械的に5.2μmまで粉砕、分級した。その後、上記活性剤およびイオン交換水と混合し、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工(株)製、CR1010)を用いて1時間ほど分散して、光輝性顔料粒子(アルミニウム顔料)を分散させてなる光輝性顔料分散液1を調製した(固形分濃度:20質量%)。顔料分散径は5.2μmであった。
(サイアン着色剤分散液の調製)
・サイアン着色剤:50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:192.9部
上記成分を混合し、アルティマイザ(スギノマシン社製)により240MPaで10分処理し、サイアン着色剤分散液を得た。固形分濃度は20質量%だった。
(マゼンタ着色剤分散液の調製)
・マゼンタ着色剤:50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:192.9部
上記成分を混合し、アルティマイザ(スギノマシン社製)により240MPaで10分処理し、マゼンタ着色剤分散液を得た。固形分濃度は20質量%だった。
(イエロー着色剤分散液の調製)
・イエロー着色剤:50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:192.9部
上記成分を混合し、アルティマイザ(スギノマシン社製)により240MPaで10分処理し、イエロー着色剤分散液を得た。固形分濃度は20%だった。
(離型剤分散液の調製)
・カルナバワックス(東亜化成(株)製、RC−160):50部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1.0部
・イオン交換水:200部
以上を混合して95℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で360分間の分散処理をして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤粒子を分散させてなる離型剤分散液(固形分濃度:20質量%)を調製した。
<光輝性トナー1の製造>
・光輝性顔料分散液1:150部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液:345部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液1:7.5部
・離型剤分散液:70部
上記成分を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、原料分散液とした。
その後、層流を形成するための4枚パドルの撹拌翼を用いた撹拌装置、および温度計を備えた重合釜に分散液を移し、撹拌回転数を1000rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、54℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3mol/Lの硝酸や1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて分散液のpHを2.2乃至3.5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。
次に、非晶性ポリエステル樹脂分散液:70部を追添加し、前記凝集粒子の表面に非晶性ポリエステル樹脂粒子を付着させた。さらに56℃に昇温し、光学顕微鏡及びマルチサイザーIIで粒子の大きさ及び形態を確認しながら凝集粒子を整えた。その後、キレート剤3.25部(HIDS、(株)日本触媒製)を添加し、次いで、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを7.8に調整し、15分間保持した。その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、67.5℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、67.5℃で保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、1.0℃/分の降温速度で冷却した。その後40μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径は11.5μmであった。
得られたトナー粒子100部に対しコロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5部を、ヘンシェルミキサーにて周速30m/sで2分間混合して光輝性トナー1を得た。
<光輝性トナー2の製造>
光輝性トナー1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を325部に変更し、結晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を37.5部に変更した以外は光輝性トナー1の製造と同様の操作により、光輝性トナー2を得た。
<光輝性トナー3の製造>
光輝性トナー1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を300部に変更し、結晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を75部に変更した以外は光輝性トナー1の製造と同様の操作により、光輝性トナー3を得た。
<光輝性トナー4の製造>
光輝性トナー1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を250部に変更し、結晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を150部に変更した以外は光輝性トナー1の製造と同様の操作により、光輝性トナー4を得た。
<光輝性トナー5の製造>
光輝性トナー1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を325部に変更し、結晶性ポリエステル樹脂分散液1:7.5部を結晶性ポリエステル樹脂分散液2:37.5部に変更した以外は光輝性トナー1の製造と同様の操作により、光輝性トナー5を得た。
<光輝性トナー6の製造>
光輝性トナー1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を325部に変更し、結晶性ポリエステル樹脂分散液1:7.5部を結晶性ポリエステル樹脂分散液3:37.5部に変更した以外は光輝性トナー1の製造と同様の操作により、光輝性トナー6を得た。
<光輝性トナー7の製造>
光輝性トナー1の製造において、非晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を290部に変更し結晶性ポリエステル樹脂分散液1の量を37.5部、イエロー着色剤分散液:15部、及び、マゼンタ着色剤分散液:37.5部に変更した以外は光輝性トナー1の製造と同様の操作により、光輝性トナー7を得た。
<光輝性トナー8の製造>
結晶性ポリエステル樹脂(1,10−デカンジカルボン酸、及び、1,9−ノナンジオールから得られた線状ポリエステル):5質量部、非結晶性ポリエステル樹脂1:75質量部、光輝性顔料(昭和アルミニウムパウダー(株)製 2173EA):20質量部の混合物をエクストルーダーで混練し、表面粉砕方式の粉砕機で粉砕した後、風力式分級機で細粒、粗粒を分級し、トナー粒子を得た。
以下、実施例1と同様の操作により、光輝性トナー8を製造した。
<光輝性トナー9の製造>
(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2の作製)
・アルミニウム顔料(扁平状の光輝性顔料、昭和アルミパウダー(株)製、2173EA) :100部
・酢酸エチル :500部
上記成分を混合し、混合物を濾過して酢酸エチル500部と更に混合する操作を5回繰り返した後、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工(株)製、CR1010)を用いて1時間ほど分散して、光輝性顔料(アルミニウム顔料)が分散した光輝性顔料分散液2(固形分濃度:10%)を得た。
(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2 :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、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。
−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、トナー粒子を得た。トナー粒子の体積平均粒径は12.0μm、アスペクト比は6.0であった。なお、トナー粒子に、結晶性樹脂を含有させた。
−光輝性トナー9の作製−
トナー粒子: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9を得た。
以下、有色トナーであるサイアントナー1〜6、マゼンタトナー1、及び、イエロートナー1について、製造方法を記載する。
<サイアントナー1の製造>
・サイアン着色剤分散液:37.5部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液:400部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液1:37.5部
・離型剤分散液:75部
上記成分を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、原料分散液とした。
その後、4枚パドルの撹拌翼を用いた撹拌装置、および温度計を備えた重合釜に原料分散液を移し、撹拌回転数を600rpmにしてマントルヒーターにて加熱し始め、50℃にて凝集粒子の成長を促進させた。またこの際、0.3mol/Lの硝酸や1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて分散液のpHを2.2乃至3.5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。
次に、非晶性ポリエステル樹脂分散液:70部を追添加し、前記凝集粒子の表面に非晶性ポリエステル樹脂粒子を付着させた。さらに52℃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、キレート剤2.25部(HIDS、(株)日本触媒製)を添加し、次いで、5質量%水酸化ナトリウム水溶液 を用いてpHを7.8に調整し、15分間保持した。その後、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、67.5℃まで昇温させた。光学顕微鏡で凝集粒子が融合したのを確認した後、67.5℃で保持したままpHを6.0まで下げ、1時間後に加熱を止め、1.0℃/分の降温速度で冷却した。その後20μmメッシュで篩分し、水洗を繰り返した後、真空乾燥機で乾燥してトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径は5.5μmであった。
得られたトナー粒子100部に対しコロイダルシリカ(日本アエロジル社製、R972)1.5部を、ヘンシェルミキサーにて周速30m/sで2分間混合してサイアントナー1を得た。
<サイアントナー2の製造>
サイアントナー1の製造において、使用する材料を以下のとおりに変更した以外はサイアントナー1の製造と同様の操作により、サイアントナー2を得た。
・サイアン着色剤分散液:37.5部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液:375部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液1:75部
・離型剤分散液:75部
<サイアントナー3の製造>
サイアントナー1の製造において、使用する材料を以下のとおりに変更した以外はサイアントナー1の製造と同様の操作により、サイアントナー3を得た。
・サイアン着色剤分散液:37.5部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液:250部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液1:262.5部
・離型剤分散液:75部
<サイアントナー4の製造>
サイアントナー1の製造において、使用する材料を以下のとおりに変更した以外はサイアントナー1の製造と同様の操作により、サイアントナー4を得た。
・サイアン着色剤分散液:37.5部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液:375部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液2:75部
・離型剤分散液:75部
<サイアントナー5の製造>
サイアントナー1の製造において、使用する材料を以下のとおりに変更した以外はサイアントナー1の製造と同様の操作により、サイアントナー5を得た。
・サイアン着色剤分散液:37.5部
・非晶性ポリエステル樹脂分散液:375部
・結晶性ポリエステル樹脂分散液3:75部
・離型剤分散液:75部
<サイアントナー6の製造>
光輝性トナー8の製造において、結晶性ポリエステル樹脂:5質量部を10質量部に、非結晶性ポリエステル樹脂:80質量部を、75質量部に、光輝性顔料(昭和アルミニウムパウダー(株)製 2173EA):15質量部を、サイアン着色剤:5質量部に変更した以外は、光輝性トナー8の製造と同様の操作により、サイアントナー6を得た。
<サイアントナー7の製造>
光輝性トナー9の製造において、光輝性顔料分散液2:500部を、サイアン着色剤分散液:125部に変更した以外は、光輝性トナー9と同様の操作により、サイアントナー7を得た。
<マゼンタトナー1の製造>
サイアントナー1の製造において、サイアン着色剤分散液:37.5部を、マゼンタ着色剤分散液:37.5部に変更した以外は、サイアントナー1の製造と同様の操作により、マゼンタトナー1を得た。
<イエロートナー1の製造>
サイアントナー1の製造において、サイアン着色剤分散液:37.5部を、イエロー着色剤分散液:37.5部に変更した以外は、サイアントナー1の製造と同様の操作により、イエロートナー1を得た。
<キャリアの製造>
・フェライト粒子(体積平均粒径:35μm):100部
・トルエン:14部
・パーフルオロオクチルエチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体(臨界表面張力:24dyn/cm、共重合比2:8、重量平均分子量77000):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、パーフルオロオクチルエチルアクリレート−メチルメタ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、被覆層形成液を調合した。次いでこの被覆層形成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。
<現像剤の作製>
光輝性トナー1〜8、サイアントナー1〜6、マゼンタトナー1、及び、イエロートナー1について、トナー:36部とキャリア:414部とを、Vブレンダーに入れ、20分間撹拌し、その後212μmで篩分して現像剤を作製した。
<評価>
−QA、QBの測定−
示差走査熱量計〔マックサイエンス社製:DSC3110、熱分析システム001〕を用い、装置の検出部の温度補正にはインジウムと亜鉛との混合物の溶融温度を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いた。試料(トナー)はアルミニウム製パンに入れ、試料の入ったアルミニウム製パンと対照用の空のアルミニウム製パンとをセットし、昇温速度10℃/minで吸熱ピーク温度、QA又はQBをそれぞれ測定した。
各トナーについての吸熱量の結果を表2に示す。
−光輝感の評価−
富士ゼロックス(株)社製Color 1000 Pressの現像器に現像剤を充填し、10℃、相対湿度15%の環境下で76時間静置した後、コート紙(OKトップコート+紙、表面粗さRz=1.98μm、王子製紙(株)社製)上に、定着温度180℃(プレッシャーロール温度100℃)にて、光輝性トナー載り量が5g/mのベタ画像(カラーを有しないメタリック画像部)、及び、光輝性トナー載り量が5g/mであり、かつ、有色トナー載り量が3g/mのベタ画像(カラーを有するメタリック画像部)を形成した。
画像は連続で5枚印刷し、1枚目の印刷物を以降の評価に使用した。
各実施例及び比較例において、使用した現像剤に含まれる光輝性トナー及び有色トナーは表3に記載した。また、表3中、結晶性樹脂量の欄の数値は、トナー粒子の全質量に対する結晶性樹脂の含有量を示している。
カラーを有しないメタリック画像部と、カラーを有するメタリック画像部との光輝感の差を下記評価基準により評価した。評価結果は表3に記載した。
三次元分光変角色差計DDS5000(日本電色工業株式会社製)にて、ベタ画像の表面の垂直方向に対して45°傾けた方向から光線を照射し、ベタ画像の表面の垂直方向で受光して求めた明度指数L*45°と、ベタ画像の表面の垂直方向に対して−30°傾けた方向で受光して求めた明度指数L*15°と、ベタ画像の表面の垂直方向に対して−65°傾けた方向で受光して求めた明度指数L*110°とを測定する。そして、次式に、各明度指数を代入して、フロップインデックス値(Flop Index値)を計算した。
FI=2.69×{(L*15°)−(L*110°)1.11}/(L*45°)0.86
FIをカラーを有しないメタリック画像部と、カラーを有するメタリック画像部それぞれで算出し、その差分により評価を行った。
光輝感FIの差が0.1以下の場合、差を認識することができない
光輝感FIの差が0.1を超え0.5以下の場合、かろうじて差を認識できるが実用上問題ない
光輝感FIの差が0.5を超える場合、差が認識される
−グロス評価−
カラーを有しないメタリック画像部と、カラーを有するメタリック画像部の光沢(グロス)を、グロスメーターGM−26D(村上色彩技術研究所製)を用い、画像への入射光角度75度の条件で測定した。グロスの測定箇所は、コート紙の短手方向と平行でありコート紙の長手方向の一方の端部から5cm、15cm及び25cmの箇所に位置する3本の線と、コート紙の長手方向と平行でありコート紙の短手方向の一方の端部から4cm、10.5cm及び17cmの箇所に位置する3本の線とが互いに直交する9箇所とした。カラーを有しないメタリック画像部のグロスの平均値と、カラーを有するメタリック画像部のグロスの平均値との差Δを求めた。
表3より、QA/QBが0.05以上0.30以下であれば、カラーを有しないメタリック画像部と、カラーを有するメタリック画像部との光輝感の差が抑制されることがわかる。光輝性トナー粒子の全質量に対する前記結晶性樹脂の含有量が、2質量%以上8質量%以下であれば、カラーを有しないメタリック画像部と、カラーを有するメタリック画像部との光輝感の差が更に抑制されることがわかる。
また、
2 光輝性トナー粒子
4 光輝性顔料
111Y、111M、111C、111K、111B、207 感光体
113、222 駆動ロール
112、224 支持ロール
114 対向ロール
115Y、115M、115C、115K、115B クリーニング装置
116 中間転写体クリーニング装置
117Y、117M、117C、117K、117B、212 一次転写ロール
118Y、118M、118C、118K、118B、208 帯電ロール
119Y、119M、119C、119K、119B、209 露光装置
120Y、120M、120C、120K、120B、211 現像装置
133 中間転写ベルト
134、226 二次転写ロール
135、228 定着装置
140Y、140M、140C、140K、140B トナーカートリッジ
150Y、150M、150C、150K、150B 画像形成ユニット
200 プロセスカートリッジ
213 感光体クリーニング装置
216 取り付けレール
217 筐体
218 開口部
300、P 記録紙

Claims (7)

  1. 扁平状の光輝性顔料及び結晶性樹脂を含む光輝性トナー粒子を含有し、示差走査熱量測定により検出される、前記結晶性樹脂の吸熱ピークAを、59℃以上80℃以下の範囲に有し、前記光輝性トナー粒子の全質量に対する前記結晶性樹脂の含有量は、0.5質量%以上30質量%以下である光輝性トナーと、
    着色剤及び結晶性樹脂を含む有色トナー粒子を含有し、示差走査熱量測定により検出される、前記結晶性樹脂の吸熱ピークBを、59℃以上80℃以下の範囲に有する有色トナーと、を有し、
    下記式1を満たす
    トナーセット。
    式1:0.05≦QA/QB≦0.30
    QA:光輝性トナーの示差走査熱量測定における、前記吸熱ピークAのピーク温度±5℃の領域における総吸熱量
    QB:有色トナーの示差走査熱量測定における、前記吸熱ピークBのピーク温度±5℃の領域における総吸熱量
  2. 前記光輝性トナー粒子の全質量に対する前記結晶性樹脂の含有量が、2質量%以上8質量%以下である請求項1に記載のトナーセット。
  3. 請求項1又は請求項2にトナーセットのうち前記光輝性トナーを含む第1静電荷像現像剤と、
    請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記有色トナーを含む第2静電荷像現像剤と、
    を有する静電荷像現像剤セット。
  4. 請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記光輝性トナーを収容した第1トナーカートリッジと、
    請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記有色トナーを収容した第2トナーカートリッジと、
    を有し、
    画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジセット。
  5. 請求項3に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第1静電荷像現像剤を収容した第1現像手段と、
    請求項3に記載の静電荷像現像剤セットのうち前記第2静電荷像現像剤を収容した第2現像手段と、
    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。
  6. 請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記光輝性トナーによる光輝性画像を形成する第1画像形成手段と、
    請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記有色トナーによる有色画像を形成する第2画像形成手段と、
    前記光輝性画像及び前記有色画像を記録媒体上に転写する転写手段と、
    前記光輝性画像及び前記有色画像を前記記録媒体上に定着する定着手段と、
    を備える画像形成装置。
  7. 請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記光輝性トナーによる光輝性画像を形成する第1画像形成工程と、
    請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーセットのうち前記有色トナーによる有色画像を形成する第2画像形成工程と、
    前記光輝性画像及び前記有色画像を記録媒体上に転写する転写工程と、
    前記光輝性画像及び前記有色画像を前記記録媒体上に定着する定着工程と、
    を有する画像形成方法。
JP2016179683A 2016-09-14 2016-09-14 トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法 Active JP6825277B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016179683A JP6825277B2 (ja) 2016-09-14 2016-09-14 トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016179683A JP6825277B2 (ja) 2016-09-14 2016-09-14 トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018045091A JP2018045091A (ja) 2018-03-22
JP6825277B2 true JP6825277B2 (ja) 2021-02-03

Family

ID=61694678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016179683A Active JP6825277B2 (ja) 2016-09-14 2016-09-14 トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6825277B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018155828A (ja) * 2017-03-16 2018-10-04 株式会社リコー トナー、トナーの製造方法、トナー収容ユニット、及び画像形成装置
JP7040262B2 (ja) * 2018-04-26 2022-03-23 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 現像剤セット、及び画像形成装置
JP7180286B2 (ja) * 2018-10-31 2022-11-30 コニカミノルタ株式会社 画像形成方法
JP7409048B2 (ja) * 2019-11-29 2024-01-09 株式会社リコー トナーセット、収容ユニット、並びに、画像形成方法及び画像形成装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5471697B2 (ja) * 2010-03-26 2014-04-16 富士ゼロックス株式会社 トナー及びそれを用いたトナー収容容器、現像剤及びそれを用いたプロセスカートリッジ、並びに、画像形成装置
JP5626009B2 (ja) * 2011-02-25 2014-11-19 富士ゼロックス株式会社 画像形成方法、及び画像形成装置
JP5786182B2 (ja) * 2011-03-29 2015-09-30 株式会社リコー 電子写真用トナー、画像形成方法およびプロセスカートリッジ
CN104395836B (zh) * 2012-06-22 2018-12-25 佳能株式会社 调色剂
JP2014134636A (ja) * 2013-01-09 2014-07-24 Fuji Xerox Co Ltd トナーセット、画像形成装置、及び、画像形成方法
JP6044384B2 (ja) * 2013-02-20 2016-12-14 富士ゼロックス株式会社 トナーセット及び画像形成方法
JP5892089B2 (ja) * 2013-03-07 2016-03-23 株式会社リコー 電子写真画像形成用トナー、画像形成方法、画像形成装置及びプロセスカートリッジ
JP6592895B2 (ja) * 2015-01-05 2019-10-23 富士ゼロックス株式会社 トナーセット、画像形成装置、及び、画像形成方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018045091A (ja) 2018-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6592895B2 (ja) トナーセット、画像形成装置、及び、画像形成方法
JP2014157249A (ja) 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
JP2014134636A (ja) トナーセット、画像形成装置、及び、画像形成方法
JP6825277B2 (ja) トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法
JP6911366B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、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
JP2016139054A (ja) 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
JP2018036532A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、現像剤カートリッジ、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
JP6229566B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、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
JP6287135B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置
JP6107535B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、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
JP6825276B2 (ja) トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法
JP6156395B2 (ja) トナーセット、画像形成装置、及び、画像形成方法
JP6520564B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、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
JP6539970B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、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
JP2020160204A (ja) 静電荷像現像用トナー、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
JP6217578B2 (ja) 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
JP7205305B2 (ja) 画像形成装置
JP6056717B2 (ja) 光輝性トナー、静電荷像現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び、画像形成方法
JP2022052629A (ja) 静電荷像現像用トナー、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
JP2022052623A (ja) 静電荷像現像用トナー、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
EP4092484B1 (en) Electrostatic charge image developing toner, electrostatic charge image developer, method for producing electrostatic charge image developing toner, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method
JP2019138951A (ja) 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
US20220373902A1 (en) Method for producing electrostatic image developing toner and electrostatic image developing toner
JP7013758B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、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
JP2010072303A (ja) 静電潜像現像用トナー及びその製造方法、静電潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ並びに画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190830

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200824

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200901

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6825277

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350