JP6459561B2 - 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
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Description
例えば、特許文献1には、「少なくとも顔料が結着樹脂中に分散されてなる扁平なトナー粒子よりなる電子写真用トナーであって、前記顔料が扁平なものであり、かつ、前記顔料を3個以下含有するトナー粒子が全トナー粒子中の75個数%以上である電子写真用トナー」が開示されている。
特許文献2には、「少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むトナーであって、前記着色剤が、平均厚さ2〜5μm、長手方向平均長15〜500μmの平板状ガラスフレークに銀をコーティングした光輝性顔料である静電潜像現像用金色トナー」が開示されている。
特許文献3には、「少ななくとも結着樹脂と金属光沢を呈するのに十分な金属粉末とを含有する静電荷像現像用トナー」が開示されている。
特許文献5には、「転写材上に、白色トナーからなる白色トナー像と、カラートナーからなるカラートナー像とをこの順に形成する画像形成方法において、該白色トナーの形状が扁平であることを特徴とする画像形成方法」が開示されている。
結着樹脂と平均で3.5個以上の複数の扁平状の光輝性顔料とを含み、複数の扁平状の光輝性顔料が互いに同方向側に配向しているトナー粒子を有し、
前記複数の扁平状の光輝性顔料の配向方向が互いに成す角度は、20°以下である光輝性トナー。
前記複数の扁平状の光輝性顔料のうち、隣り合う少なくとも一組の前記扁平状の光輝性顔料間の間隙に前記結着樹脂又は結着樹脂とは異なる熱可塑性樹脂が介在している請求項1又は請求項2に記載の光輝性トナー。
請求項1又は請求項2に記載の光輝性トナーを含む静電荷像現像剤。
請求項1又は請求項2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。
請求項3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。
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3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。
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4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。
請求項2に係る発明によれば、全ての複数の扁平状の光輝性顔料が互いに接触して配向している場合に比べ、白及び黒以外に着色した記録媒体に光輝性画像を形成したとき、光輝性画像の光輝性の低下を抑制しつつ、光輝性画像が記録媒体の色味を帯びることをより抑制する光輝性トナーが提供される。
本実施形態の光輝性トナー(以下、「トナー」とも称する)は、結着樹脂と、3.5個以上の複数の扁平状の光輝性顔料(以下、単に「光輝性顔料」とも称する)と、を含むトナー粒子を有する。
一方、白又は黒以外の有色に着色されている記録媒体上に光輝性画像を形成した場合は、得られる光輝性画像は記録媒体の色味を帯び易くなる。つまり、光輝性顔料間を通過して、白又は黒以外の有色の記録媒体から反射する反射光の影響を受けるため、記録媒体の色が混ざった光輝性画像となり易くなる。
なお、図4、図6〜図7において、2はトナー粒子を示し、4は光輝性顔料を示し、6は光輝性画像(定着画像)を示し、Pは記録媒体を示す。
また、塗工層を有さない普通紙(未コート紙)、凹凸が大きいエンボス紙等は光輝性画像内部の光輝性顔料の隠蔽性が低下しやすいため、得られる光輝性画像は下地の色の影響を受けやすいが、本実施形態に係るトナーは、他のトナーよりも光輝性画像の光輝性の低下を抑制しつつ、光輝性画像が画像形成面の色味を帯びることを抑制する。
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以下であることが望ましい。
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。また、比(X/Y)が100を超えるトナーは、製造も困難である。
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。
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。
なお、比(X/Y)は、ASTM E2194に準じて測定される金属光沢感を示す指数であるフロップインデックス値(FI値:Flop Index値)である。
(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。
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。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を有する。トナーは、トナー粒子に外添する外添剤を有していてもよい。
トナー粒子は、例えば、図1に示すように、結着樹脂と、3.5個以上の複数の光輝性顔料とを含む。トナー粒子は、離型剤等のその他添加剤を含んでもよい。なお、図1中、2はトナー粒子を示し、4は光輝性顔料を示す。
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。
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。
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、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、ゲルパーミュ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。
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。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。
光輝性顔料
光輝性顔料は、トナー粒子一個当たり3.5個以上でトナー粒子に含まれる。この光輝性顔料の数は、光輝性画像の光輝性の低下を抑制しつつ、光輝性画像が画像形成面の色味を帯びることを抑制する点から、3.5個以上15個以下が好ましく、4個以上8個以下がより好ましい。
トナー粒子一個当たりの光輝性顔料個数が少ないと、光輝性画像の光輝性の低下を抑制しつつ、光輝性画像が画像形成面の色味を帯びることを抑制し難くなる。一方、トナー粒子一個当たりの光輝性顔料個数が多すぎるとトナー粒子の電気特性が低下して像乱れなど画質低下の原因となることがある。
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TEM観察できる装置、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。顔料を見えやすくするために加速電圧を調整したり、TEM観察では無くSEM観察することもできる。
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、トナー粒子一個中に含まれる光輝性顔料の数を数える。そして、この作業をトナー粒子100個について行い、その平均値をトナー粒子一個中に含まれる光輝性顔料の数として求める。
具体的には、複数の光輝性顔料の配向方向が互いに成す角度θは、20°以下が好ましく、15°以下がより好ましく、10°以下が更に好ましい。角度θとは、互いの光輝性顔料の長軸方向に沿った仮想線が成す角度(鋭角)を示す。この角度が大きいとトナー粒子の扁平性が低下しやすくなるため、記録媒体上でのトナー粒子の配向性が低下する。なお、角度θは、理論上は0°以上がよい。
トナー粒子の数を測定するための観察用サンプルをTEMにより1視野にトナー粒子が1から5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、トナー粒子一個中に含まれる複数の光輝性顔料の配向方向(長軸方向)のうち、隣り合う光輝性顔料が互いに成す角度を各々求める。そして、その最大値を求める。更に、この作業をトナー粒子100個について行い、その最大値の平均値を角度θとして求める。具体的には、三谷商事株式会社製の画像解析ソフト(Wim ROOF)などの画像解析ソフト又は観察画像の出力サンプルと分度器を用いて測定し、角度θとして求める。
なお、結着樹脂又は結着樹脂とは異なる熱可塑性樹脂は、扁平状の光輝性顔料間の間隙全体に存在していてもよいし、間隙の一部に存在していてもよい。結着樹脂又は結着樹脂とは異なる熱可塑性樹脂は、複数の光輝性顔料のうち、少なくとも一組の隣り合う光輝性顔料間の間隙に存在していればよいが、全ての隣り合う光輝性顔料間の間隙に存在していていることがよい。
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。
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。
光輝性顔料の粒径が小さすぎると光輝性が低下しやすく、光輝性顔料の粒径が大きすぎると得られるトナー粒子の強度が低下して画像形成装置内部でトナー粒子が変形しやすくなる。
また、光輝性顔料のアスペクト比が小さすぎると光輝性が低下しやすくなり、大きすぎると得られるトナー粒子の強度が低下して画像形成装置内部でトナー粒子が変形しやすくなる。
顔料を観察しやすくするために、いったん顔料を界面活性剤溶液等の液中に投入及び撹拌して、超音波処理等で分散した後に、希釈してから顕微鏡観察台上に滴下して乾燥したものを観察するなどの方法をとることができる。
光輝性顔料の含有量が少なすぎると画像の光輝性が低下しやすく、光輝性顔料の含有量が多すぎるとトナー粒子の電気特性が低下して像乱れなどの画質低下が生じやすくなる。
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。
離型剤の溶解温度が低すぎる場合はトナー粒子の熱保管性が低下して凝集しやすくなり、離型剤の溶解温度が高すぎるとトナー画像の定着性が低下しやすくなる。
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−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。
離型剤の含有量が少なすぎるとトナー画像の定着性が低下しやすくなり、多すぎると粉体流動性が低下しやすくなる。
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、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
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。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と光輝性顔料と必要に応じて離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
前記(1)に示すとおり、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0.500以下の範囲にあることがより好ましく、0.010以上0.200以下の範囲が更に好ましく、0.050以上0.100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0.500以下であることにより、優れた光輝性が得られる。
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。
前記(2)に示すとおり、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粒子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粒子の割合(個数基準)が、観察される全光輝性顔料粒子のうち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%以上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。
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TEMできる装置、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粒子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粒子の数を、たとえば三谷商事株式会社製の画像解析ソフト(Wim 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。
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、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
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、例えば、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。
ただし、トナー粒子中に、3.5個以上の複数の扁平状の光輝性顔料を互いに同方向側に配向した状態で含ませる点から、乳化凝集法が特に好ましい。
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。
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。
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。
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。
凝集工程として、次の(A)〜(B)に示す工程が挙げられる。
(A)の工程: 1)第1樹脂粒子分散液と光輝性顔料分散液との混合分散液中で、第1樹脂粒子のガラス転移温度未満の温度に混合分散液を加熱して、第1樹脂粒子と光輝性顔料との第1凝集体を形成し、2)第1凝集体分散液と、第2樹脂粒子分散液と、必要に応じて、離型剤分散液等のその他分散液との混合分散液中で、第2樹脂粒子のガラス転移温度未満の温度に混合分散液を加熱して、第1凝集体の表面に第2樹脂粒子と必要に応じて離型剤等とが付着するように凝集した第2凝集体を形成する工程。
なお、(A)の工程は、1)第1凝集体を形成した後、第1樹脂粒子のガラス転移温度以上に第1凝集体を加熱し、融合した融合粒子を形成し、2)この融合粒子分散液と、第2樹脂粒子分散液と、必要に応じて、離型剤分散液等のその他分散液との混合分散液中で、第2樹脂粒子のガラス転移温度未満の温度に混合分散液を加熱して、融合粒子の表面に第2樹脂粒子と離型剤等とが付着するように凝集した第2凝集体を形成する工程であってもよい。
なお、(B)の工程は、光輝性顔料の第1凝集体分散液として、光輝性顔料分散液の調製を調製するときに、凝集した状態で光輝性顔料を分散させた光輝性顔料分散液を用いてもよい。例えば、1)予め凝集した光輝性顔料を使用し、この光輝性顔料の凝集体が解離しないように調製した光輝性顔料分散液、2)コアセルベーション法、液中乾燥法、析出重合法等を用いて、結着樹脂又は結着樹脂とは異なる熱可塑性樹脂で被覆された光輝性顔料の分散液を調製するときに、光輝性顔料を凝集させ、結着樹脂又は結着樹脂とは異なる熱可塑性樹脂で被覆された光輝性顔料の凝集体を分散した光輝性顔料分散液を用いてもよい。
また、凝集工程において、樹脂粒子分散液等の各種分散液とともに複数回に分割して添加すると、各成分のトナー中の偏在を減少させることができるので好ましい。凝集粒子は、分散液中でそれぞれ帯電が異なるため凝集粒子の形成順序が異なることが一般的であるからである。
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。
融合工程においては、前記凝集工程に準じた攪拌条件下で、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、樹脂粒子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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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20を有し、この感光体20の周囲には、感光体20(像保持体の一例)を帯電する帯電装置21(帯電手段の一例)と、この感光体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(静電荷像形成手段の一例)と、感光体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(現像手段の一例)と、感光体20上で可視像化されたトナー画像を記録媒体の一例である記録紙28に転写する転写装置24(転写手段の一例)と、感光体20上の残留トナーを清掃するクリーニング装置25(クリーニング手段の一例)と、を順次配設したものである。
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、トナーの供給性およ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望ましい。
作像プロセスが開始されると、先ず、感光体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20上のトナー画像を静電的に転写する。尚、感光体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、定着装置36(定着手段の一例)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。
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。
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2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。
(樹脂粒子分散液(1)の調製)
・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攪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結着樹脂(1)を合成した。
結着樹脂(1)のガラス転移温度(Tg)は、ASTMD3418−8に準拠して、示差走査熱量計(島津社製:DSC−50)を用い、室温(25℃)から150℃まで昇温速度10℃/分の条件下で測定することにより求めた。なお、ガラス転移温度は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とした。結着樹脂(1)のガラス転移温度は63.5℃であった。
・酢酸エチル:240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)により攪拌して樹脂混合液を調製した。この樹脂混合液をさらに90rpmで攪拌しながら、徐々にイオン交換水380部を加え、転相乳化させ、脱溶剤することにより樹脂粒子分散液(1)(固形分濃度:30%)を得た。樹脂粒子分散液(1)中における樹脂粒子の体積平均粒子径は、175nmであった。
(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):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
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去した後、以上を混合し、溶解し、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(アルミニウム顔料)が分散された光輝性顔料分散液(1)(固形分濃度:10%)を調製した。
・アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA):100部
・ポリスチレン樹脂(分子量Mw20000):1部
・メチルエチルケトン(MEK):500部
・イオン交換水:900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
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去した後に、ポリスチレン樹脂をMEKに溶解してポリスチレン溶液を得た。ポリスチレン溶液中に、溶剤を除去したアルミニウム顔料を加え、MEKの蒸発に気をつけながら超音波分散を30分行ない、ポリスチレン/アルミニウム混合液を得た。
一方で、アニオン界面活性剤をイオン交換水に溶解し、アニオン界面活性剤水溶液を得る。アニオン界面活性剤水溶液に、ポリスチレン/アルミニウム混合液を滴下して混合したのちに、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散して、ポリスチレン/アルミニウム分散液を得た。
このポリスチレン/アルミニウム分散液を蓋をあけた丸底釜に移し、撹拌したまま排気ドラフト内で1昼夜放置してMKEを除去した。MEKの除去を確認後、イオン交換水を滴下して固形分濃度10.1%に調整し、光輝性顔料分散液(2)を得た。
・アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA):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
・硫酸アルミニウム(浅田化学工業社製):1部
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去した後に、イオン交換水に硫酸アルミニウムを溶解した硫酸アルミニウム溶液を得た。硫酸アルミニウム溶液に溶剤を除去したアルミニウム顔料を混合したのちに、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工(株)製、CR1010)を用いて5分ほど分散して、アルミニウム顔料分散液を得た。
このアルミニウム分散液を丸底釜に移し、撹拌しながら65℃まで昇温して30分間保持後、10%硝酸水溶液を10部滴下してさらに30分保持した。その後、アルミニウム分散液を撹拌しながら放冷し、30℃になったところで、アニオン界面活性剤を滴下した。このアルミニウム分散液の固形分濃度を10%に調整して、光輝性顔料分散液(3)を得た。
・アルミニウム顔料(昭和アルミパウダー(株)製、2173EA):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
・硫酸アルミニウム(浅田化学工業社製):1部
・樹脂粒子分散液(1):16.7部
アルミニウム顔料のペーストから溶剤を除去した後に、イオン交換水に硫酸アルミニウムを溶解した硫酸アルミニウム溶液を得た。硫酸アルミニウム溶液に溶剤を除去したアルミニウム顔料を混合したのちに、乳化分散機キャビトロン(太平洋機工(株)製、CR1010)を用いて分散しながら樹脂粒子分散液(1)を滴下し、樹脂粒子/アルミニウム顔料分散液を得た。この樹脂粒子/アルミニウム分散液を丸底釜に移し、撹拌しながら80℃まで昇温して90分間保持後した。その後、樹脂粒子/アルミニウム分散液を撹拌しながら放冷し、30℃になったところで、アニオン界面活性剤を滴下した。このアルミニウム分散液の固形分濃度を10.5%に調整して、光輝性顔料分散液(4)を得た。
(離型剤分散液(1)の調製)
・カルナバワックス(東亜化成(株)製、RC−160 ):50部
・アニオン性界面活性剤(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、体積平均粒子径が0.23μmである離型剤の粒子が分散された離型剤分散液(1)(固形分濃度:20%)を調製した。
(トナー粒子(1)の作製)
・樹脂粒子分散液(1): 6.7部
・光輝性顔料分散液(1): 200部
・ノニオン性界面活性剤(IGEPAL CA897): 0.3部
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス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(浅田化学社製、Paho2S)の10%硝酸水溶液0.5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、混合分散液を得た。
その後、4枚傾斜パドルの攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた容器に混合分散液を移し、攪拌回転数を810rpm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、0.3Nの硝酸や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、第1凝集粒子を形成した。
そして、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状を確認しながら第1凝集粒子の粒径及び形状を整えた。第1凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、75℃まで昇温させた。光学顕微鏡で第1凝集粒子が融合したのを確認した後、7567.5℃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。
このようにして、融合粒子を得た。
その後、更に、樹脂粒子分散液(1) 66.7部を追加し、第2凝集粒子の表面に樹脂粒子が付着するように凝集した第3凝集粒子を形成した。そして、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。 次に、第3凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、75℃まで昇温させた。光学顕微鏡で第3凝集粒子が融合したのを確認した後、75℃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(1)を得た。得られたトナー粒子(1)の体積平均粒子径は12.1μmであった。また、トナー粒子(1)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が長いことが確認された。
得られたトナー粒子(1) 100部に対して疎水性シリカ(日本アエロジル社製、RY50)2.0部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速30m/sで3分間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分してトナー(1)を調製した。
・フェライト粒子(体積平均粒子径:35μm):100部
・トルエン:14部
・パーフルオロ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(平均粒子径:0.3μm、トルエン不溶):0.3部
まず、パーフルオロ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分間攪拌した後、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。
前記トナー(1):70部と前記キャリア:780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(1)を作製した。
以下のようにして、トナー粒子(2)を作製した。そして、このトナー粒子(2)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(2)を作製した。
4枚傾斜パドル翼の攪拌翼を用いた攪拌装置を、3枚後退翼の攪拌翼を用いた攪拌装置に代えた以外はトナー粒子(1)と同様にしてトナー粒子(2)を得た。
以下のようにして、トナー粒子(3)を作製した。そして、このトナー粒子(3)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(3)を作製した。
(トナー粒子(3)の作製)
・樹脂粒子分散液(1): 6.7部
・光輝性顔料分散液(1): 200部
・ノニオン性界面活性剤(IGEPAL CA897): 0.3部
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により2000rpm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(浅田化学社製、Paho2S)の10%硝酸水溶液0.5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、混合分散液を得た。
その後、3枚後退翼の攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた容器に混合分散液を移し、攪拌回転数を810rpm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、0.3Nの硝酸や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、第1凝集粒子を形成した。
次に、第1凝集粒子が分散された分散液に、樹脂粒子分散液(1) 160部と離型剤分散液(1) 50部とを混ぜた混合液、および凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液 1.25部を追添加し、液面が常に動いてるように攪拌回転数を調整しながら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、0.3Nの硝酸や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、第1凝集粒子の表面に樹脂粒子及び離型剤が付着するように凝集した第2凝集粒子を形成した。
その後、更に、樹脂粒子分散液(1) 66.7部を追加し、第2凝集粒子の表面に樹脂粒子が付着するように凝集した第3凝集粒子を形成した。そして、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。 次に、第3凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、75℃まで昇温させた。光学顕微鏡で第3凝集粒子が融合したのを確認した後、75℃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(3)を得た。得られたトナー粒子(3)の体積平均粒子径は13.6μmであった。また、トナー粒子(3)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が長いことが確認された。
以下のようにして、トナー粒子(4)を作製した。そして、このトナー粒子(4)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(4)を作製した。
光輝性顔料分散液(1): 3.33部を5.0部に代え、3枚後退翼の攪拌翼を用いた攪拌装置を、半月板翼の攪拌翼を用いた攪拌装置に代えた以外は、トナー粒子(3)と同様にして、トナー粒子(4)を得た。
以下のようにして、トナー粒子(5)を作製した。そして、このトナー粒子(5)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(5)を作製した。
3枚後退翼の攪拌翼を用いた攪拌装置を、アンカー翼の攪拌翼を用いた攪拌装置に代えた以外は、トナー粒子(3)と同様にして、トナー粒子(5)を得た。
以下のようにして、トナー粒子(6)を作製した。そして、このトナー粒子(6)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(6)を作製した。
3枚後退翼の攪拌翼を用いた攪拌装置を、6枚タービン翼の攪拌翼を用いた攪拌装置に代え、容器の内側には邪魔板を設置した以外は、トナー粒子(3)と同様にして、トナー粒子(6)を得た。
以下のようにして、トナー粒子(7)を作製した。そして、このトナー粒子(7)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(7)を作製した。
光輝性顔料分散液(1)を光輝性顔料分散液(2)に代えた以外は、トナー粒子(3)と同様にして、トナー粒子(7)を得た。
以下のようにして、トナー粒子(8)を作製した。そして、このトナー粒子(8)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(8)を作製した。
光輝性顔料分散液(1)を光輝性顔料分散液(3)に代えた以外は、トナー粒子(3)と同様にして、トナー粒子(8)を得た。
以下のようにして、トナー粒子(9)を作製した。そして、このトナー粒子(9)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(9)を作製した。
光輝性顔料分散液(1)を光輝性顔料分散液(4)に代えた以外は、トナー粒子(1)と同様にして、トナー粒子(9)を得た。
以下のようにして、トナー粒子(10)を作製した。そして、このトナー粒子(10)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤(10)を作製した。
光輝性顔料分散液(3)を水洗した後に凍結乾燥して、顔料粉体(1)を得た。
次に、結着樹脂(1)100部と、顔料粉体(1)とトルエン50部を100部をニーダー混練機に仕込み、60℃で混合した。得られた混合物が固化する前に一方向に引き伸ばして厚さ5mm程度のシート状にしてから排気ドラフト内に設置した金属バットに移して溶剤を除去した後、ピンミルで破砕して顔料混合樹脂(1)を得た。
次に、カルナバワックス(東亜化成(株)製、RC−160 )10部、結着樹脂(1)50部、顔料混合樹脂(1)40部を予備混合後、バンバリーミキサー(90rpm、ラム圧4kgf)を用いて混練後に一方向に引き延ばしながらローラーで圧延して板状にしながら冷却し、冷却後にフィッツミルを用いて破砕して、100AFG(粉砕圧力0.4Mpa、粉砕ノズル径φ2mm)を用いて粉砕したものを、エルボージェット分級装置をもちいて平均粒径13.5μmのトナー粒子(10)を得た。
以下のようにして、比較トナー粒子(C1)を作製した。そして、この比較トナー粒子(C1)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
・樹脂粒子分散液(1): 183.3部
・離型剤分散液(1): 50部
・光輝性顔料分散液(1): 200部
・ノニオン性界面活性剤(IGEPAL CA897): 1.40部
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により4000rpmでせん断力を加えながら20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1.5部を徐々に滴下して、ホモジナイザーの回転数を6000rpmにして30分間分散して混合し、原料分散液とした。
その後、アンカー翼の攪拌翼を用いた攪拌装置、温度計および邪魔板を備えた容器に原料分散液を移し、液面が常に動いてるように攪拌回転数を調整しながら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、0.3Nの硝酸や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。
次に、樹脂粒子分散液50部とポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液0.25部を追添加し、前記凝集粒子の表面に結着樹脂の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、凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、75℃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、75℃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子径は10.3μmであった。また、トナー粒子(C1)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が長いことが確認された。
以下のようにして、比較トナー粒子(C2)を作製した。そして、この比較トナー粒子(C2)を使用した以外は、実施例1と同様にして現像剤を作製した。
・樹脂粒子分散液(1): 166.7部
・光輝性顔料分散液(1): 200部
・離型剤分散液:50部
・ノニオン性界面活性剤(IGEPAL CA897): 0.3部
上記原料を2Lの円筒ステンレス容器に入れ、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)により2000rpm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(浅田化学社製、Paho2S)の10%硝酸水溶液1.5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、混合分散液を得た。
その後、4枚傾斜パドルの攪拌翼を用いた攪拌装置、および温度計を備えた容器に混合分散液を移し、攪拌回転数を810rpm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、0.3Nの硝酸や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、第1凝集粒子を形成した。
そして、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状を確認しながら第1凝集粒子の粒径及び形状を整えた。第1凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、75℃まで昇温させた。光学顕微鏡で第1凝集粒子が融合したのを確認した後、75℃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。
このようにして、融合粒子を得た。
次に、融合粒子が分散された分散液に、樹脂粒子分散液(1) 66.7部および凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの10%硝酸水溶液 0.25部を追添加し、液面が常に動いてるように攪拌回転数を調整しながら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、0.3Nの硝酸や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、融合粒子の表面に樹脂粒子が付着するように凝集した第2凝集粒子を形成した。
そして、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。
次に、第2凝集粒子を融合させるためにpHを8.0に上げた後、75℃まで昇温させた。光学顕微鏡で第2凝集粒子が融合したのを確認した後、75℃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比較トナー粒子(C2)を得た。得られた比較トナー粒子(C2)の体積平均粒子径は14.6μmであった。また、比較トナー粒子(C2)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が長いことが確認された。
(各種測定)
各例で作製したトナー(そのトナー粒子)について、光輝性顔料の数、複数の光輝性顔料の配向方向が互いに成す角度θを既述の方法に従って測定した。
また、各例で作製したトナー(そのトナー粒子)について、複数の光輝性顔料のうち、隣り合う少なくとも一組の光輝性顔料間の間隙に結着樹脂が介在しているかを既述の方法に従って確認した。
実施例1〜10、比較例1〜2で作製したトナー(そのトナー粒子)の断面をSEMにより観察した。そして、実施例1で作製したトナー(そのトナー粒子)の断面写真を図5に示す。また、比較例1〜2で作製したトナー(そのトナー粒子)の断面写真を図8〜図9に各々示す。
図5に示すように、実施例1で作製したトナー(そのトナー粒子)は、トナー粒子一個中に、5.5個の光輝性顔料が互いに同じ方向側に配向して含まれていることが観察された。
図8に示すように、比較例1で作製したトナー(そのトナー粒子)は、トナー粒子一個中に、2.4個の光輝性顔料が含まれていることが観察された。
図9に示すように、比較例2で作製したトナー(そのトナー粒子)は、トナー粒子一個中に、5.5個の光輝性顔料が含まれていると共に、光輝性顔料が異なる方向に配向していることが観察された。
以下の方法によりベタ画像を形成した。
まず、OKトップコート紙(坪量127:王子製紙社製)の紙をApeosPort-V C5575にセットし、全面にCyan61%、Magenta18%、Yellow12%,総トナー載り量3.5g/m2の画像を出力して、水色の色紙(以後、水色紙とも呼ぶ)を作製した。
次に、各例で得られた現像剤を、富士ゼロックス(株)製「color 800 press 改造機」の現像器に充填し、水色紙上に、定着温度165℃にて、光輝性トナーの載り量が4.5g/m2のベタ画像を形成する。尚、前記「ベタ画像」とは印字率100%の画像を指す。
形成したベタ画像の画像部に対し、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Aと受光角−30°における反射率Bを測定する。尚、反射率Aおよび反射率B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)[FI値]を算出した。結果を表1に示す。
FI値は高いほど光輝感が高く、FI値が6以上あれば大多数の観察者が金属感を感じることができる。FI値が6未満であると、くすんだ感じが強く光輝感を感じにくい。
形成したベタ画像の画像部について、反射濃度計X−rite939(X−rite社製)を用いて測色し、CIE1976(Lα *、aα *、bα *)表色系を測定した。
同様に、白色の記録媒体(未使用のOKトップコート紙、坪量127:王子製紙(株)社製)を用いた以外は、上記同様にして形成したベタ画像の画像部について、反射濃度計X−rite939(X−rite社製)を用いて測色し、CIE1976(L*a*b*)表色系を測定した。
そして、この双方のベタ画像のCIE1976(Lβ *、aβ *、bβ*)表色系を測定した。そして双方の値から色差ΔEを求めた。ΔEの計算方法を次に示す。
・ΔE=[(Lα−Lβ)2+(aα−aβ)2+(bα−bβ)2]1/2
A◎:ΔEが6.5以下:あれば同じ色という印象で同一の色として扱えるレベル。
B○:ΔEが6.6より上、13.0以下:JISの標準色票、マンセル色票などの一歩度に相当するが、実使用上の感覚レベルでは同じ色として感じられるレベル。
C×:ΔEが13以上:系統色名に照らし合わせると異なる色として判別できるほどの差であり、感覚レベルでも異なる色として認識される可能性が高いレベル。
白色の記録媒体に作成したべた画像を目視および10倍のルーペで観察し、画像のムラの有無を確認した。
A◎:目視でもルーペ観察でも画像全面にムラがほとんど見られず、優れた画質である。
B○:ルーペで観察すると画像の一部にムラが確認できるが、目視ではほとんど確認できない。
C△:目視でも画像の一部にムラが有ることが確認できるが、実使用上問題無いレベルである。
D×:目視で一部に顕著なムラが確認できる、あるいは目視で全面にムラが確認できる状態であり、実用には適していないレベルである。
これにより、本実施例では、白及び黒以外に着色した記録媒体に光輝性画像を形成したとき、光輝性画像の光輝性の低下が抑制されつつ、光輝性画像が記録媒体の色味を帯びることも抑制され、画像ムラなどの画質低下も抑制されていることがわかる。
4 光輝性顔料
20、107 感光体(像保持体の一例)
21 帯電装置(帯電手段の一例)
22、109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
24、112 転写装置(転写手段の一例)
25 クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
28、300 記録紙(記録媒体)
30、111 現像装置(現像手段の一例)
31 現像容器
32 現像用開口
33 現像ロール
34 電荷注入ロール
36、115 定着装置(定着手段の一例)
40 トナー
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
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 (7)
- 結着樹脂と平均で3.5個以上の複数の扁平状の光輝性顔料とを含み、複数の扁平状の光輝性顔料が互いに同方向側に配向しているトナー粒子を有し、
前記複数の扁平状の光輝性顔料の配向方向が互いに成す角度は、20°以下である光輝性トナー。 - 前記複数の扁平状の光輝性顔料のうち、隣り合う少なくとも一組の前記扁平状の光輝性顔料間の間隙に前記結着樹脂又は結着樹脂とは異なる熱可塑性樹脂が介在している請求項1に記載の光輝性トナー。
- 請求項1又は請求項2に記載の光輝性トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項1又は請求項2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。 - 請求項3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。 - 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3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。 - 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3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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