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JP2019113686A - 静電荷像現像用白色トナー、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

静電荷像現像用白色トナー、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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JP2019113686A JP2017246592A JP2017246592A JP2019113686A JP 2019113686 A JP2019113686 A JP 2019113686A JP 2017246592 A JP2017246592 A JP 2017246592A JP 2017246592 A JP2017246592 A JP 2017246592A JP 2019113686 A JP2019113686 A JP 2019113686A
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Kana Yoshida
華奈 吉田
梓也 坂元
Shinya Sakamoto
梓也 坂元
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Abstract

【課題】形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像用白色トナーの提供。【解決手段】結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を少なくとも含む結着樹脂と白色顔料とを含有するトナー粒子を有し、動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδが0.2以上1.0以下である静電荷像現像用白色トナー。【選択図】なし

Description

本発明は、静電荷像現像用白色トナー、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。
電子写真方式の画像形成においては、記録媒体上に下地として白色トナーによる白色画像を形成し、その下地の上に有色トナーによる有色画像を形成する手法が提案されている。
例えば、特許文献1には、「着色剤と、結晶性樹脂及び非晶性樹脂からなる結着樹脂と、を含んでなる白色の静電荷像現像用トナーであって、前記結晶性樹脂のトナー中における含有量が5〜25質量%であり、前記着色剤のトナー中における含有量が15〜40質量%であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。」が開示されている。
特許第4525506号公報
色のついた記録媒体や透明な記録媒体等に対して画像(有色画像)を形成する場合、まず白色の下地(白色画像)を形成してその下地上に有色画像を形成することが行なわれている。そして、こうした白色画像の形成には静電荷像現像用の白色トナーが用いられている。なお、白色画像上の有色画像の鮮明性を高めるため、白色画像には隠蔽性が要求され、つまり光の透過性が低いことが求められる。
本発明の課題は、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を少なくとも含む結着樹脂と白色顔料とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用白色トナーであってかつ動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδが0.2未満又は1.0超えである場合に比べ、形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像用白色トナーを提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。
<1> 結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を少なくとも含む結着樹脂と白色顔料とを含有するトナー粒子を有し、
動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδが0.2以上1.0以下である静電荷像現像用白色トナー。
<2> 前記損失正接tanδが0.3以上0.9以下である前記<1>に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<3> 動的粘弾性測定による30℃での貯蔵弾性率G’が1.0×10Pa以上5.0×10Pa以下である前記<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<4> 前記貯蔵弾性率G’が1.5×10Pa以上4.5×10Pa以下である前記<3>に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<5> 前記トナー粒子中における前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が5質量%以上25質量%以下であり、前記非晶性ポリエステル樹脂の含有量が20質量%以上80質量%以下である前記<1>〜<4>のいずれか1に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<6> 前記トナー粒子中における前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が7質量%以上23質量%以下であり、前記非晶性ポリエステル樹脂の含有量が25質量%以上75質量%以下である前記<5>に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<7> 前記トナー粒子中における、前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量〔Cr〕と前記非晶性ポリエステル樹脂の含有量〔Am〕との比(Cr/Am)が0.15以上0.90以下である前記<1>〜<6>のいずれか1に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<8> 前記結晶性ポリエステル樹脂と前記非晶性ポリエステル樹脂とのSP値の差が0.8以上1.1以下である前記<1>〜<7>のいずれか1に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<9> 前記結晶性ポリエステル樹脂は、炭素数2以上12以下の多価カルボン酸から選ばれる少なくとも一種と、炭素数2以上10以下の多価アルコールから選ばれる少なくとも一種と、を重合成分として含むモノマー群の重合体である前記<1>〜<8>のいずれか1に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<10> 前記トナー粒子中における前記白色顔料の含有量が15質量%以上45質量%以下である前記<1>〜<9>のいずれか1に記載の静電荷像現像用白色トナー。
<11> 前記<1>〜<10>のいずれか1に記載の静電荷像現像用白色トナーを含む静電荷像現像剤。
<12> 前記<1>〜<10>のいずれか1に記載の静電荷像現像用白色トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
<13> 前記<11>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。
<14> 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、
前記<11>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。
<15> 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、
前記<11>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>、<2>、又は<10>に係る発明によれば、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を少なくとも含む結着樹脂と白色顔料とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用白色トナーであってかつ動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδが0.2未満又は1.0超えである場合に比べ、形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像用白色トナーが提供される。
<3>、又は<4>に係る発明によれば、貯蔵弾性率G’が1.0×10Pa未満又は5.0×10Pa超えである場合に比べ、形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像用白色トナーが提供される。
<5>、又は<6>に係る発明によれば、トナー粒子中における結晶性ポリエステル樹脂の含有量が5質量%未満もしくは25質量%超えである場合又は非晶性ポリエステル樹脂の含有量が20質量%未満もしくは80質量%超えである場合に比べ、形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像用白色トナーが提供される。
<7>に係る発明によれば、トナー粒子中における結晶性ポリエステル樹脂の含有量〔Cr〕と非晶性ポリエステル樹脂の含有量〔Am〕との比(Cr/Am)が0.15未満又は0.90超えである場合に比べ、形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像用白色トナーが提供される。
<8>に係る発明によれば、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とのSP値の差が0.8未満又は1.1超えである場合に比べ、形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像用白色トナーが提供される。
<9>に係る発明によれば、結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数1または13以上の多価カルボン酸のみ及び炭素数1または11以上の多価アルコールのみを含むモノマー群の重合体である場合に比べ、形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像用白色トナーが提供される。
<11>、<12>、<13>、<14>、又は<15>に係る発明によれば、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を少なくとも含む結着樹脂と白色顔料とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用白色トナーであってかつ動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδが0.2未満又は1.0超えである静電荷像現像用トナーを適用した場合に比べ、形成された白色画像における光の透過を抑制した静電荷像現像剤、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、又は画像形成方法が提供される。
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。 パワーフィード添加法を説明するための模式図である。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。
<静電荷像現像用白色トナー>
本実施形態に係る静電荷像現像用白色トナー(以下単に「白色トナー」又は「トナー」とも称する)は、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を少なくとも含む結着樹脂と、白色顔料と、を含有する。
そして、動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδが0.2以上1.0以下である。
上記の構成を備える本実施形態に係る白色トナーによれば、形成された白色画像における光の透過を抑制し得る。その理由は以下のように推察される。
従来から、色紙や有色紙(例えば黒紙)等の色のついた記録媒体に対して白色の下地を形成する目的で、白色トナーによる白色画像が形成されることがある。また、透明フィルム等の透明な記録媒体に対して白色の下地を形成する用途で、白色トナーが用いられることがある。
なお、こうした白色の下地となる白色画像の上には通常は有色画像が形成される。そして、白色画像上に形成される有色画像の鮮明性を高めるため、白色画像には隠蔽性が要求され、つまり光の透過性が低いことが求められる。
これに対し、本実施形態に係る白色トナーは、30℃での損失正接tanδが上記の範囲である。
動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδは貯蔵弾性率と損失弾性率との比であり、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含むトナー粒子においては、非晶性ポリエステル樹脂中での結晶性ポリエステル樹脂の分散状態と相関している。結晶性ポリエステル樹脂が高分散状態であるほど、結晶性ポリエステル樹脂の可塑効果によりtanδは高い傾向となり、一方結晶性ポリエステル樹脂が低分散状態であるほど、逆にtanδは低い傾向となる。
そして、損失正接tanδが上記の範囲であることは、非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含むトナー粒子においてtanδが高く、つまり結晶性ポリエステル樹脂の分散性が高い状態であると考えられる。
なお、結晶性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂に比べて一般的に光の透過性が低い。本実施形態では、白色トナーの損失正接tanδが高く、即ち結晶性ポリエステル樹脂がトナー粒子中で高い分散性で分散されているため、形成される白色画像中でも高分散状態で存在する。その結果、白色画像における光の透過性を低減し得るものと考えられ、隠蔽性や白色度を向上させられる。
また、結晶性ポリエステル樹脂の分散性が過剰に高まり過ぎると、結晶性ポリエステル樹脂のドメイン径が小さくなり光の透過性が逆に高まってしまうと考えられる。これに対し本実施形態では、白色トナーの損失正接tanδが上記の値以下であるため、結晶性ポリエステル樹脂の分散状態が過剰となり過ぎず、白色画像における光の低透過性が実現されるものと考えられ、隠蔽性や白色度を向上させられる。
・損失正接tanδ
本実施形態に係る白色トナーでは、動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδが0.2以上1.0以下である。なお、損失正接tanδは好ましくは0.3以上0.9以下であり、より好ましくは0.35以上0.85以下である。
白色トナーの損失正接tanδが0.2以上1.0以下の範囲であることで、形成された白色画像における光の透過を抑制し得る。
・貯蔵弾性率G’
本実施形態に係る白色トナーでは、動的粘弾性測定による30℃での貯蔵弾性率G’が1.0×10Pa以上5.0×10Pa以下であることが好ましい。なお、貯蔵弾性率G’は、より好ましくは1.5×10Pa以上4.5×10Pa以下であり、さらに好ましくは1.8×10Pa以上4.2×10Pa以下である。
白色トナーの貯蔵弾性率G’が1.0×10Pa以上5.0×10Pa以下の範囲であることで、非晶性ポリエステル樹脂中での結晶性ポリエステル樹脂の分散性が高められつつ、一方で分散状態が過剰となり過ぎないものと考えられ、その結果、形成された白色画像における光の透過を抑制し易くなる。
ここで、動的粘弾性測定について説明する。
動的粘弾性測定における損失正接tanδ(tan Delta:動的粘弾性の力学損失正接)は、動的粘弾性温度依存性測定により、貯蔵弾性率G’及び損失弾性率G’’を求め、G’’/G’で定義されるものである。ここで、G’は変形するとき、歪みに対して発生する応力の関係における弾性率の弾性応答成分であり、変形仕事に対するエネルギーは貯蔵される。弾性率の粘性応答成分がG’’である。また、G’’/G’で定義されるtanδは、変形仕事に対するエネルギーの損失と貯蔵の割合の尺度となる。
動的粘弾性測定はレオメータによって測定される。
具体的には、測定対象となるトナーを、プレス成型機を用いて、常温(例えば25℃)で錠剤型へ成形することにより測定用サンプルを作製する。そして、この測定用サンプルを使用して、レオメータにより、以下の条件で動的粘弾性測定を実施し、tanδを求める。
−測定条件−
測定装置:レオメータARES(ティー・エイ・インスツルメント社製)
測定治具:8mmパラレルプレート
ギャップ:4mmに調整
周波数 :1Hz
測定温度:110℃以上に昇温後、さらに30℃で60分間保持した後に測定する
歪み :0.03〜20%(自動制御)
昇温速度:1℃/min
なお、損失正接tanδ及び貯蔵弾性率G’の測定の温度を30℃とするのは、非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂との相分離が保たれる温度であり、分散性を評価する温度として適当な為である。
白色トナーの損失正接tanδを前記範囲に制御する方法、及び白色トナーの貯蔵弾性率G’を前記範囲に制御する方法としては、トナー粒子中での結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高めつつも、その分散の度合いを適度に調整する方法が挙げられる。
具体的な方法については、後述する。
・ドメイン径
本実施形態に係る白色トナーでは、トナー粒子中での結晶性ポリエステル樹脂のドメイン径を制御することが有効である。
結晶性ポリエステル樹脂のドメイン径が大きすぎると、非晶性ポリエステル樹脂中で結晶性ポリエステル樹脂の分散状態が悪くなることがあり、これによって、形成された白色画像における光の透過を抑制し難くなる。一方、結晶性ポリエステル樹脂のドメイン径が小さすぎると、微分散が過剰となり過ぎていることを表し、これによっても、形成された白色画像における光の透過を抑制し難くなる。
結晶性ポリエステル樹脂のドメイン径を制御する方法としては、トナー粒子中での結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高めつつも、その分散の度合いを適度に調整する方法が挙げられる。
具体的な方法については、後述する。
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、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
(トナー粒子)
トナー粒子は、例えば、結着樹脂と、白色着色剤と、必要に応じて、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
−結着樹脂−
結着樹脂としては、少なくとも結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂が用いられる。
なお、全ての結着樹脂中に占める、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂の合計の割合は、40質量%以上であることが好ましく、45質量%以上であることがより好ましく、100質量%に近いほど好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂と併用し得る他の結着樹脂としては、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。
他の結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、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。
これらの他の結着樹脂は、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。
なお、樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10(℃/min)で測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
一方、樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、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。
・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。
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。
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。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。
・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。
なお、結晶性ポリエステル樹脂は、トナー粒子中(非晶性ポリエステル樹脂中)での高い分散性を得て、白色画像における光の透過抑制の機能を高め易くする観点から、炭素数2以上12以下(より好ましくは炭素数4以上12以下)の多価カルボン酸(酸モノマー)から選ばれる少なくとも一種と、炭素数2以上10以下(より好ましくは炭素数4以上10以下)の多価アルコール(アルコールモノマー)から選ばれる少なくとも一種と、を重合成分として含むモノマー群の重合体であることが好ましい。
例えば、好ましい組み合わせとしては、以下の組み合わせが挙げられる。
・炭素数12の多価カルボン酸(ドデカン二酸)と炭素数9の多価アルコール(ノナンジオール)とを重合成分として含む重合体
・炭素数8の多価カルボン酸(オクタン二酸)と炭素数6の多価アルコール(ヘキサンジオール)とを重合成分として含む重合体
・炭素数12の多価カルボン酸(ドデカン二酸)と炭素数2の多価アルコール(エタンジオール)とを重合成分として含む重合体
・炭素数10の多価カルボン酸(デカン二酸)と炭素数6の多価アルコール(ヘキサンジオール)とを重合成分として含む重合体、
・炭素数8の多価カルボン酸(オクタン二酸)と炭素数4の多価アルコール(ブタンジオール)とを重合成分として含む重合体、
・炭素数8の多価カルボン酸(オクタン二酸)と炭素数2の多価アルコール(エタンジオール)とを重合成分として含む重合体、
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。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、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。
結着樹脂の含有量としては、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。
−結晶性及び非晶性ポリエステル樹脂の含有量−
また、トナー粒子全体に対する結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、5質量%以上25質量%以下であることが好ましく、7質量%以上23質量%以下であることがより好ましく、10質量%以上21質量%以下であることがさらに好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂を5質量%以上含むことで、結晶性ポリエステル樹脂による光の透過抑制の機能が発揮され易くなる。一方、結晶性ポリエステル樹脂の含有量が25質量%以下であることで、非晶性ポリエステル樹脂中での結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高め易くなり、その結果白色画像での光の透過を抑制し易くなる。
また、トナー粒子全体に対する非晶性ポリエステル樹脂の含有量は、20質量%以上80質量%以下であることが好ましく、25質量%以上75質量%以下であることがより好ましく、30質量%以上70質量%以下であることがさらに好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の含有量が80質量%以下であることで、結晶性ポリエステル樹脂による光の透過抑制の機能が発揮され易くなる。一方、非晶性ポリエステル樹脂の含有量が20質量%以上であることで、非晶性ポリエステル樹脂中での結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高め易くなり、その結果白色画像での光の透過を抑制し易くなる。
さらに、トナー粒子中(非晶性ポリエステル樹脂中)での結晶性ポリエステル樹脂の高い分散性を得て、白色画像における光の透過抑制の機能を高め易くする観点から、トナー粒子中での結晶性ポリエステル樹脂の含有量〔Cr〕と非晶性ポリエステル樹脂の含有量〔Am〕との比(Cr/Am)は0.15以上0.90以下であることが好ましく、0.25以上0.80以下であることがより好ましく、0.30以上0.70以下であることがさらに好ましい。
−結晶性及び非晶性ポリエステル樹脂のSP値−
トナー粒子中(非晶性ポリエステル樹脂中)での結晶性ポリエステル樹脂の高い分散性を得て、白色画像における光の透過抑制の機能を高め易くする観点から、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とのSP値の差は、0.8以上1.1以下であることが好ましく、0.9以上1.0以下であることがさらに好ましい。
なお、SP値の差を前記範囲に制御する観点では、結晶性ポリエステル樹脂のSP値は、8.5以上10.0以下であることが好ましく、8.7以上9.8以下であることがより好ましく、8.9以上9.5以下であることがさらに好ましい。
一方、非晶性ポリエステル樹脂のSP値は、9.5以上10.5以下であることが好ましく、9.7以上10.3以下であることがさらに好ましい。
なお、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂のSP値の調整は、各樹脂の合成に用いる重合成分(モノマー)の選択によって行い得る。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂のSP値の算出方法について説明する。
溶解度パラメーターSP値(δ)は、以下の求め方により求められるが、これらに限定されない。SP値は、凝集エネルギー密度の関数として次の式で定義されている。
δ=(ΔE/V)1/2
△E:分子間凝集エネルギー(蒸発熱)
V:混合液の全体質
△E/V:凝集エネルギー密度
また、樹脂のモノマー組成が判明している場合には以下のFedorらの方法(Polym.Eng.Sci.,14[2](1974)記載の方法)を用いて計算できる。
SP値=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2
Δei:原子または原子団の蒸発エネルギー
Δvi:原子または原子団のモル体積
なお、本明細書の記載のSP値としては、主にモノマー組成から計算により求めた値を用いた。
−着色剤(白色顔料)−
本実施形態における白色トナーでは、トナー粒子の芯部に着色剤(白色顔料)を含む。
白色顔料としては、例えば酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO、亜鉛華)、炭酸カルシウム(CaCO)、塩基性炭酸鉛(2PbCOPb(OH)、鉛白)、硫化亜鉛−硫酸バリウム混合物(リトポン)、硫化亜鉛(ZnS)、二酸化ケイ素(SiO、シリカ)、酸化アルミニウム(Al、アルミナ)等の白色顔料が挙げられ、この中でも酸化チタン(TiO)が好ましい。
白色顔料は、1種類のみであっても、2種以上を併用してもよい。
白色顔料に対しては、表面処理を施してもよく、さらに分散剤と併用してもよい。
白色顔料は、その平均一次粒径が150nm以上400nm以下であることが好ましい。
白色トナーのトナー粒子全体に対する白色顔料の含有量は、15質量%以上45質量%以下が好ましく、17質量%以上43質量%以下がより好ましく、20質量%以上40質量%以下がさらに好ましい。
白色顔料を15質量%以上含むことで、隠蔽性を高め易くなる。一方、白色顔料の含有量が45質量%以下であることで、転写不良による隠蔽性低下を抑制しやすくなる点で有利である。
−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。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び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。
さらには、コア・シェル構造のトナー粒子である場合、被覆層に含まれる結着樹脂が非晶性ポリエステル樹脂であることがさらに好ましい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
なお、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
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、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径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、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
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。
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−3000)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、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トナー粒子を得る。
(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、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、前述した白色トナーの構成を満たす限り、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。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
具体的には、例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
以下、各工程の詳細について説明する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
−樹脂粒子分散液準備工程−
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。なお、結晶性ポリエステル樹脂の分散液及び非晶性ポリエステル樹脂の分散液は、別々に準備しても、混合された混合分散液として準備してもよいが、別々の分散液として準備することが好ましい。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
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。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、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、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
樹脂粒子分散液準備工程で調製される結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の樹脂粒子の粒径を調整することで、トナー粒子中での結晶性ポリエステル樹脂のドメイン径を制御することができる。
なお、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液中での樹脂粒子の体積平均粒径は、50nm以上400nm以下が好ましく、100nm以上300nm以下がより好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径D50vが50nm以上であれば、トナー粒子中の結晶性ポリエステル樹脂のドメイン径が適度な大きさとなり、光の透過性を低減し得、隠蔽性が高め易くなる。また、結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径D50vが上記範囲内にあると、トナー粒子間の結晶性ポリエステル樹脂粒子の偏在が抑制され、トナー粒子中での分散が良好となり、隠蔽性を向上し易くなる。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
−凝集粒子形成工程−
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
−融合・合一工程−
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
また、トナー粒子は、以下に示す凝集合一法で製造してもよい。以下に示す凝集合一法で製造することで、非晶性ポリエステル樹脂中での結晶性ポリエステル樹脂の分散性が高いトナー粒子を得易くなる。その結果、前述の損失正接tanδ、貯蔵弾性率G’等の各物性を満たすトナーが得易くなる。
つまり、凝集粒子を形成する以下の各工程において、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液や非晶性樹脂粒子分散液の濃度等を調整することで、結晶性ポリエステル樹脂の分散性を制御し、適度な分散性を実現することができる。
具体的には、凝集粒子を形成する各工程(コア・シェル構造の凝集粒子の場合にはコアとなる凝集粒子を形成する各工程)において、混合分散液中での結晶性ポリエステル樹脂粒子の濃度の変動を抑制する、つまり濃度をより一定に近い状態で保持することで、結晶性ポリエステル樹脂の分散性が高いトナー粒子を得易くなり、前述の損失正接tanδ、貯蔵弾性率G’等の各物性を満たすトナーが得易くなる。
具体的には、各分散液を準備する工程(分散液準備工程)と、
結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、並びに着色剤(白色顔料)の粒子(以下「着色剤粒子」とも称する)および離型剤の粒子(以下「離型剤粒子」とも称する)が分散された混合分散液を混合し、得られた分散液中で、各粒子を凝集させ、第1凝集粒子を形成する工程(第1凝集粒子形成工程)と、
第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、結晶性樹脂となる第2樹脂粒子および結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された混合分散液を、第1凝集粒子分散液に添加して、第1凝集粒子の表面に更に第2樹脂粒子および第3樹脂粒子を凝集して、第2凝集粒子を形成する工程(第2凝集粒子形成工程)と、
第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液を得た後、結着樹脂となる第4樹脂粒子が分散された第4樹脂粒子分散液をさらに混合し、第2凝集粒子の表面にさらに第4樹脂粒子を付着するように凝集して、第3凝集粒子を形成する工程(第3凝集粒子形成工程)と、
第3凝集粒子が分散された第3凝集粒子分散液に対して加熱をし、第3凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、
を経て、トナー粒子を製造することが好ましい。
なお、トナー粒子の製造方法は、上記に限られない。例えば、樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液および着色剤粒子分散液を混合し、得られた混合分散液中で、各粒子を凝集させる。次に、その凝集過程で、混合分散液に対して、樹脂粒子分散液を添加し、更に各粒子の凝集を進行させて、凝集粒子を形成する。そして、その凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成してもよい。
以下、各工程の詳細について説明する。
−各分散液準備工程−
まず、凝集合一法で使用する各分散液を準備する。具体的には、結着樹脂となる第1樹脂粒子が分散された第1樹脂粒子分散液、結晶性樹脂となる第2樹脂粒子が分散された第2樹脂粒子分散液、結着樹脂となる第3樹脂粒子が分散された第3樹脂粒子分散液、結着樹脂となる第4樹脂粒子が分散された第4樹脂粒子分散液、着色剤粒子(白色顔料粒子)が分散された着色剤粒子分散液、および離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
なお、各分散液準備工程において、第1樹脂粒子、第2樹脂粒子、第3樹脂粒子、および第4樹脂粒子を「樹脂粒子」と称して説明する。
ここで、樹脂粒子分散液は、例えば、樹脂粒子を界面活性剤により分散媒中に分散させることにより調製する。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
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。
界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂粒子分散液において、樹脂粒子を分散媒に分散する方法としては、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、ダイノミル等の一般的な分散方法が挙げられる。また、樹脂粒子の種類によっては、例えば転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させてもよい。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
樹脂粒子分散液中に分散する樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.08μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.1μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
なお、樹脂粒子分散液と同様にして、例えば、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液も調製される。つまり、樹脂粒子分散液における粒子の体積平均粒径、分散媒、分散方法、及び粒子の含有量に関しては、着色剤粒子分散液中に分散する着色剤粒子、及び離型剤粒子分散液中に分散する離型剤粒子についても同様である。
−第1凝集粒子形成工程−
次に、第1樹脂粒子分散液と、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、この混合分散液中で、第1樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ、第1樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む第1凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、第1樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、第1樹脂粒子のガラス転移温度−30℃以上ガラス転移温度−10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、第1凝集粒子を形成する。
第1凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸、イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、第1樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
−第2凝集粒子形成工程−
次に、第1凝集粒子が分散された第1凝集粒子分散液を得た後、第2樹脂粒子(結晶性樹脂)および第3樹脂(結着樹脂)が分散された混合分散液を、第1凝集粒子分散液に添加する。
なお、第3樹脂粒子は第1樹脂粒子と同種であってもよいし、異種であってもよい。
そして、第1凝集粒子、第2樹脂粒子および第3樹脂粒子が分散された分散液中で、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子および第3樹脂粒子を凝集する。具体的には、例えば、第1凝集粒子形成工程において、第1凝集粒子が目的とする粒径に達したときに、第1凝集粒子分散液に、第2樹脂粒子および第3樹脂粒子が分散された混合分散液を添加し、この分散液に対して、第3樹脂(結着樹脂)粒子のガラス転移温度以下で加熱を行う。
この工程を経て、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子および第3樹脂粒子が付着した凝集粒子を形成する。つまり、第1凝集粒子の表面に、第2樹脂粒子および第3樹脂粒子の凝集物が付着した第2凝集粒子を形成する。このとき、第2樹脂粒子および第3樹脂粒子が分散された混合分散液を、第1凝集粒子分散液に順次添加しているため、第1凝集粒子の表面には、粒子径方向外側に向かって、結晶性樹脂粒子の濃度(存在率)が次第に小さくなって、第2樹脂粒子および第3樹脂粒子の凝集物が付着する。
ここで、混合分散液の添加方法としては、パワーフィード添加法を利用することがよい。このパワーフィード添加法を利用することで、混合分散液中の結晶性樹脂粒子の濃度を調整しながら、混合分散液を第1凝集粒子分散液に添加することができる。
以下、図を参照しつつ、パワーフィード添加法を利用した混合分散液の添加方法について説明する。
図3には、パワーフィード添加法に用いる装置を示している。なお、図3中、311は、第1凝集粒子分散液を示し、312は、第2樹脂(結晶性樹脂)粒子分散液を示し、313は、第3樹脂(結着樹脂)粒子分散液を示している。
図3に示す装置は、第1凝集粒子が分散されて第1凝集粒子分散液を収容している第1収容槽321と、第2樹脂粒子(結晶性樹脂)が分散された第2樹脂粒子分散液を収容している第2収容槽322と、第3樹脂(結着樹脂)粒子が分散された第3樹脂粒子分散液を収容している第3収容槽323と、を有している。
第1収容槽321と第2収容槽322とは、第1送液管331で連結されている。第1送液管331の経路途中には、第1送液ポンプ341が介在している。第1送液ポンプ341の駆動により、第2収容槽322に収容された分散液は、第1送液管331を通じて、第1収容槽321に収容された分散液へ送液される。
第1収容槽321には、第1攪拌装置351が配置されている。第1攪拌装置351の駆動により、第2収容槽322に収容された分散液を第1収容槽321に収容された分散液へ送液したとき、第1収容槽321において各分散液が攪拌及び混合される。
第2収容槽322と第3収容槽323とは、第2送液管332で連結されている。第2送液管332の経路途中には、第2送液ポンプ342が介在している。第2送液ポンプ342の駆動により、第3収容槽323に収容された分散液は、第2送液管332を通じて、第2収容槽322に収容された分散液へ送液される。
第2収容槽322には、第2攪拌装置352が配置されている。第2攪拌装置352の駆動により、第3収容槽323に収容された分散液を第2収容槽322に収容された分散液へ送液したとき、第2収容槽322において各分散液が攪拌及び混合される。
図3に示す装置では、まず、第1収容槽321において、第1凝集粒子形成工程を実施して、第1凝集粒子分散液を作製し、第1収容槽321に第1凝集粒子分散液を収容する。なお、別の槽で、第1凝集粒子形成工程を実施して、第1凝集粒子分散液を作製した後、第1凝集粒子分散液を第1収容槽321に収容してもよい。
この状態で、第1送液ポンプ341及び第2送液ポンプ342を駆動する。この駆動により、第2収容槽322に収容された第2樹脂粒子分散液を、第1収容槽321に収容された第1凝集粒子分散液へ送液する。そして、第1攪拌装置351の駆動により、第1収容槽321において各分散液が攪拌及び混合される。
一方、第3収容槽323に収容された第3樹脂(結着樹脂)粒子分散液を第2収容槽322に収容された第2樹脂粒子分散液へ送液する。そして、第2攪拌装置352の駆動により、第2収容槽322において各分散液が攪拌及び混合される。
このとき、第2収容槽322に収容された第2樹脂粒子分散液には、第3樹脂粒子分散液が順次送液され、次第に第3樹脂粒子の濃度が高まってゆく。このため、第2収容槽322には、第2樹脂粒子および第3樹脂粒子が分散された混合分散液が収容されることになり、この混合分散液が第1収容槽321に収容された第1凝集粒子分散液に送液される。そして、この混合分散液の送液は、混合分散液中の第3樹脂(結着樹脂)粒子分散液の濃度が高まりつつ、しかも連続的に行われる。
このように、パワーフィード添加法を利用することにより、第1凝集粒子分散液に、結晶性樹脂粒子の濃度を調整しながら、第2樹脂粒子および第3樹脂粒子が分散された混合分散液を添加することができる。
そして、パワーフィード添加法において、第2収容槽322および第3収容槽323に収容された各分散液の送液開始時期及び送液速度を調整することにより、トナー粒子の結晶性樹脂ドメインの分布特性が調整される。また、パワーフィード添加法において、第2収容槽322および第3収容槽323に収容された各分散液の送液中に、送液速度を調整することによっても、トナー粒子の結晶性樹脂ドメインの分布特性が調整される。
具体的には、第3収容槽323から第2収容槽322に第3樹脂(結着樹脂)粒子分散液が送液し終わる時期によって調整される。より具体的には、例えば、第3収容槽323から第2収容槽322への送液が終わる前に、第2収容槽322から第1収容槽321への第2樹脂(結晶性樹脂)粒子分散液の送液が終わると、第2収容槽322の混合分散液中の結晶性樹脂粒子の濃度が低下する。
また、例えば、第2収容槽322および第3収容槽323から各分散液を送液する時期および第2収容槽322から第1収容槽321に分散液を送液する送液速度によって調整される。より具体的には、例えば、第3収容槽323からの第3樹脂(結着樹脂)粒子分散液の送液開始時期を早め、第2収容槽322からの分散液の送液速度を低下すると、形成される凝集粒子において、粒子のより外側まで結晶性樹脂粒子が配置された状態となる。
なお、以上説明したパワーフィード添加法は、上記手法に限定されるわけではない。例えば、1)別途、第2樹脂粒子分散液を収容した収容槽と、第2樹脂粒子及び第3樹脂粒子分散液が分散された混合分散液を収容槽とを設け、送液速度を変えつつ各収容槽から各分散液を第1収容槽321へ送液する方法、別途、第3樹脂粒子分散液を収容した収容槽と、第2樹脂粒子及び第3樹脂粒子分散液が分散された混合分散液を収容した収容槽とを設け、送液速度を変えつつ各収容槽から各分散液を第1収容槽321へ送液する方法など、種々の方法を採用してもよい。
以上により、第1凝集粒子の表面に第2樹脂粒子及び第3樹脂粒子が付着するようにして凝集した第2凝集粒子が得られる。
−第3凝集粒子形成工程−
次に、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液を得た後、第2凝集粒子分散液と、結着樹脂となる第4樹脂粒子が分散された第4樹脂粒子分散液と、をさらに混合する。
なお、第4樹脂粒子は第1又は第3樹脂粒子と同種であってもよいし、異種であってもよい。
そして、第2凝集粒子、及び第4樹脂粒子が分散された分散液中で、第2凝集粒子の表面に第4樹脂粒子を凝集する。具体的には、例えば、第2凝集粒子形成工程において、第2凝集粒子が目的とする粒径に達したときに、第2凝集粒子分散液に、第4樹脂粒子分散液を添加し、この分散液に対して、第4樹脂粒子のガラス転移温度以下で加熱を行う。
そして、分散液のpHを、例えば6.5以上8.5以下程度の範囲にすることにより、凝集の進行を停止させる。
−融合・合一工程−
次に、第3凝集粒子が分散された第3凝集粒子分散液に対して、例えば、第1、第3及び第4樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば第1、第3及び第4樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、第3凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
以上の工程を経て、トナー粒子が得られる。
ここで、融合・合一工程終了後は、溶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を得る。
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。更に、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。
<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およ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−アクリル酸エステル共重合体、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及び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;等の公知の画像形成装置が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置が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。
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、画像形成装置に着脱す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。
本実施形態に係る画像形成装置は、白色トナー像を形成する画像形成ユニットと、有色トナー像を形成する画像形成ユニットの少なくとも1つとを並列配置させたタンデム方式の画像形成装置であってもよく、白色画像のみを形成する単色の画像形成装置であってもよい。後者の場合、一の記録媒体上に、本実施形態に係る画像形成装置により白色画像が形成され、別の画像形成装置により有色画像が形成される。
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。
図1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1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)、白色(W)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10Y、10M、10C、10K、10W(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」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10K、10W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10Y、10M、10C、10K、10Wは、画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10K、10W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)20が延設されている。中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20の内面に接する、駆動ロール22、支持ロール23、及び対向ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第5のユニット10Wに向う方向に走行するようになっている。中間転写ベルト20の像保持面側には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置21が備えられている。
各ユニット10Y、10M、10C、10K、10Wの現像装置(現像手段の一例)4Y、4M、4C、4K、4Wのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8K、8Wに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、白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10Y、10M、10C、10K、10Wは、同等の構成及び動作を有しているため、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10Yについて代表して説明する。
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Y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)2Y、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)3Y、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)4Y、現像したトナー画像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール(一次転写手段の一例)5Y、及び一次転写後に感光体1Y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)6Yが順に配置されている。
一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Y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5Y、5M、5C、5K、5W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のユニット10Y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2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Y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1Y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3Y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1Yの表面に形成される。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、露光装置3Y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1Y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1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Y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1Y上の静電荷像が、現像装置4Y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4Y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4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y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1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y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1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y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1Y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5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー画像に作用し、感光体1Y上のトナー画像が中間転写ベルト20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のユニット10Y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1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
第2ユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5K、5Wに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Y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20は、第2乃至第5のユニット10M、10C、10K、10W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20は、中間転写ベルト20と、中間転写ベルトの内面に接する対向ロール24と、中間転写ベルト20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)26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26と中間転写ベルト20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24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20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20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)28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。
<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。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、現像手段と、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。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。
図2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2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。
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。
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、本実施形態に係る白色トナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、画像形成装置内に設けられた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。
図1に示す画像形成装置は、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8K、8W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4Y、4M、4C、4K、4Wは、各々の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。本実施形態に係るトナーカートリッジの一例が、トナーカートリッジ8Wであり、本実施形態に係る白色トナーが収容されている。トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kにはそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが収容されている。
以下、実施例および比較例を挙げ、本実施形態をより具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」および「%」は質量基準である。
<樹脂粒子分散液の調製>
(非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製)
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物: 40モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物: 60モル%
・テレフタル酸: 47モル%
・フマル酸: 40モル%
・ドデセニルコハク酸無水物: 15モル%
・トリメリット酸無水物: 3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、上記モノマー成分のうちフマル酸とトリメリット酸無水物以外と、ジオクタン酸スズを上記モノマー成分の合計100部に対して0.25部投入した。窒素ガス気流下、235℃で6時間反応させた後、200℃に降温して、上記フマル酸とトリメリット酸無水物を投入し1時間反応させた。温度をさらに220℃まで4時間かけて昇温し、10kPaの圧力下で所望の分子量になるまで重合させ、淡黄色透明な非晶性ポリエステル樹脂を得た。
得られた非晶性ポリエステル樹脂は、DSCによるガラス転移温度Tgが59℃、GPCによる重量平均分子量Mwが25,000、数平均分子量Mnが7,000、フローテスターによる軟化温度が107℃、酸価AVが13mgKOH/gであった。
コンデンサー、温度計、水滴下装置及びアンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械(株)製:BJ−30N)を水循環式恒温槽にて40℃に維持しながら、該反応槽に酢酸エチル160部とイソプロピルアルコール100部との混合溶剤を投入し、これに上記非晶性ポリエステル樹脂を300部投入して、スリーワンモーターを用い150rpmで撹拌を施し、溶解させて油相を得た。この撹拌されている油相に10%アンモニア水溶液を、滴下時間5分間で14部滴下し、10分間混合した後、さらにイオン交換水900部を毎分7部の速度で滴下して転相させて、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(東京理化器械(株))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1,100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%になるように調製し、これを非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粒子分散液(2)の調製)
・1,10−ドデカン二酸: 50モル%
・1,6−ヘキサンジオール: 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(2)を得た。
得られた結晶性ポリエステル樹脂(2)は、DSCによる融解温度が73.6℃、GPCによる質量平均分子量Mwが25,000、数平均分子量Mnが10,500、酸価AVが10.1mgKOH/gであった。
コンデンサー、温度計、水滴下装置及びアンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽(東京理化器械(株)製:BJ−30N)に、前記結晶性ポリエステル樹脂(2)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(東京理化器械(株))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1,100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%になるように調製し、これを結晶性ポリエステル樹脂分散液(2)とした。
(白色顔料粒子分散液の調製)
・酸化チタン(CR−60−2:石原産業(株)製):100部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成工業(株)製):10部
・イオン交換水:400部
以上の成分を混合して、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて30分間撹拌し、その後、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006:スギノマシン社製)にて1時間分散処理して体積平均粒径が210nmである白色顔料が分散された白色顔料粒子分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
(離型剤粒子分散液の調製)
・ポリエチレンワックス(東洋アドレ株式会社製、製品名:PW655、融解温度:97℃):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
・塩化ナトリウム(和光純薬工業(株)製):5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。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で360分間分散処理をして、体積平均粒径が0.23μmである離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液(固形分濃度:20%)を調製した。
[実施例1]
<白色トナーの調製>
(白色トナー粒子の作製)
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1) :45部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2) :30部
・白色顔料粒子分散液 :195部
・離型剤粒子分散液 :50部
・イオン交換水 :450部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)) :2部
図3に示すのと同構成のパワーフィード添加法に用いる装置を用意した。
上記材料を丸型ステンレス製フラスコ(図3における第1収容槽321)に入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10質量%の硝酸水溶液30部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で1℃/30分のペースで温度を上げながら、凝集粒子Aの粒径を成長させた。
一方、ポリエステル製ボトル容器(図3における第2収容槽322)に結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)70部を入れた。
次に、凝集粒子A形成中の丸型ステンレス製フラスコ内の温度を1℃/分で昇温し、凝集粒子Aの粒径が3.0μmになった時点で、チューブポンプ(図3における第1送液ポンプ341)の送液速度を2部/分に設定し、チューブポンプを駆動させ、分散液の送液を行った。
フラスコ(第1収容槽321)への結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の送液開始と同時に、ポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)110部を入れ、チューブポンプ(図3における第2送液ポンプ342)の送液速度を1部/分に設定し、チューブポンプを駆動させ、分散液の送液を行った。
そして、凝集粒子Aの粒径が7.5μmに到達した時点で、チューブポンプ(第2送液ポンプ342)の送液を止め、チューブポンプ(第1送液ポンプ341)の送液速度を10部/1分に設定し、チューブポンプを駆動させ、分散液の送液を行った。ポリエステル製ボトル容器(図3における第2収容槽322)の送液が完了した後、チューブポンプ(第2送液ポンプ342)の送液速度を10部/1分に設定し、チューブポンプを駆動させ、分散液の送液を行った。
フラスコへの送液が完了後、温度を1℃上昇させ、30分間撹拌しつつ保持し、凝集粒子Bを形成させた。
その後、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.5に調整した後、撹拌を継続しながら85℃まで加熱し、3時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径8.0μmの白色トナー粒子(1)を得た。
(白色トナーの作製)
白色トナー粒子(1)100部と、ジメチルシリコーンオイル処理シリカ粒子(日本アエロジル社製RY200)0.7部と、をヘンシェルミキサーを用いて混合し、白色トナー(1)を得た。
(現像剤の作製)
・フェライト粒子(平均粒径50μm): 100部
・トルエン: 14部
・スチレン/メチルメタクリレート共重合体(共重合比15/85): 3部
・カーボンブラック: 0.2部
フェライト粒子を除く上記成分をサンドミルにて分散して分散液を調製し、この分散液をフェライト粒子とともに真空脱気型ニーダに入れ、攪拌しながら減圧し乾燥させることによりキャリアを得た。
そして、上記キャリア100部に対して、白色トナー(1)8部を混合し、現像剤(1)を得た。
[実施例2]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量を20部に変更し、フラスコ(第1収容槽321)への送液を行う際のチューブポンプ(第1送液ポンプ341)の送液速度を5部/分に変更し、かつポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量を160部に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[実施例3]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量を80部に変更し、フラスコ(第1収容槽321)への送液を行う際のチューブポンプ(第1送液ポンプ341)の送液速度を1.5部/分に変更し、かつポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量を100部に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[実施例4]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量を90部に変更し、フラスコ(第1収容槽321)への送液を行う際のチューブポンプ(第1送液ポンプ341)の送液速度を1部/分に変更し、かつポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量を90部に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[実施例5]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量を15部に変更し、フラスコ(第1収容槽321)への送液を行う際のチューブポンプ(第1送液ポンプ341)の送液速度を7部/分に変更し、かつポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量を165部に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[実施例6]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、
・フラスコ(第1収容槽321)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1) :45部
・フラスコ(第1収容槽321)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2) :30部
・ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量 :40部
・ポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量 :155部
に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[実施例7]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、
・フラスコ(第1収容槽321)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1) :10部
・フラスコ(第1収容槽321)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2) :40部
・ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量 :80部
・ポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量 :100部
に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[実施例8]
実施例1に用いた結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製において、材料を
・1,10−ドデカン二酸: 50モル%
・1,9−ノナンジオール: 50モル%
に変更したこと以外は、実施例1と同様にして結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製し、さらに実施例1と同様にして白色トナー及び現像剤を得た。
[実施例9]
実施例1に用いた結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂を撹拌混合しつつ樹脂を溶解させた後、撹拌回転数を300rpmにしたこと以外は、実施例1と同様にして結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製し、さらに実施例1と同様にして白色トナー及び現像剤を得た。
[実施例10]
実施例1に用いた結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂を撹拌混合しつつ樹脂を溶解させた後、撹拌回転数を100rpmにしたこと以外は、実施例1と同様にして結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製し、さらに実施例1と同様にして白色トナー及び現像剤を得た。
[比較例1]
<白色トナーの調製>
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1) :155部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2) :100部
・白色顔料粒子分散液 :195部
・離型剤粒子分散液 :50部
・イオン交換水 :450部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)) :2部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコに入れ、0.1Nの硝酸を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム濃度が10質量%の硝酸水溶液30部を添加した。続いて、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて30℃において分散した後、加熱用オイルバス中で1℃/30分のペースで温度を上げながら、凝集粒子Aの粒径を成長させた(凝集粒子形成工程)。
その後、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)100部を緩やかに追加し1時間保持し、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを7.5に調整した後、撹拌を継続しながら92℃まで加熱し、5時間保持した。その後、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、濾過し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させることにより、体積平均粒径9.0μmの白色トナー粒子を得た(融合・合一工程)。その後、実施例1と同様にして白色現像剤を得た。
[比較例2]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量を15部に変更し、フラスコ(第1収容槽321)への送液を行う際のチューブポンプ(第1送液ポンプ341)の送液速度を8部/分に変更し、かつポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量を180部に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[比較例3]
<白色トナー粒子(B1)の作製>
(結晶性ポリエステル樹脂(B1)の製造方法)
加熱乾燥した三口フラスコに、テトラデカン二酸ジメチル98mol%、イソフタル酸ジメチル−5−スルホン酸ナトリウム2mol%、および1,8−オクタンジオール100mol%と、触媒としてジブチル錫オキサイド0.3部とを入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌・還流を行った。その後、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させ、その後乾燥させ結晶性ポリエステル樹脂(B1)を合成した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた結晶性ポリエステル樹脂(B1)のTg=64℃、Mn=4600、Mw=9700であった。
(白色トナーの作製)
・前記結晶性ポリエステル樹脂(B1)・・・20部
・非晶性ポリエステル樹脂・・・42部
(テレフタル酸/ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物/シクロヘキサンジメタノールの縮重合による線状ポリエステル、Tg=62℃、Mn=4,000、Mw=12,000)
・酸化チタン(CR60:石原産業)・・・30部
・パラフィンワックスHNP9(融点75℃:日本精鑞製)・・・8部
上記各成分をヘンシェルミキサーで充分予備混合を行い、2軸型ロールミルにより溶融混練し、冷却後ジェットミルにより微粉砕を行い、さらに風力式分級機で2回分級を行い、体積平均粒径7.0μm、着色剤濃度30%の白色トナー粒子(B1)を作製した。
その後、実施例1と同様にして白色トナー及び現像剤を得た。
[比較例4]
<粉砕法による白色トナー粒子(B2)の作製>
混練粉砕法により、白色トナー粒子(B2)を作製した。
具体的には、非晶性ポリエステル樹脂(前述の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製の際に合成した非晶性ポリエステル樹脂)40部に、結晶性ポリエステル樹脂(前述の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製の際に合成した結晶性ポリエステル樹脂)20部、および酸化チタン粒子40部を加え、加圧ニーダで混練した。この混練物を粗粉砕し、体積平均粒径9.0μmの白色トナー粒子(B2)を作製した。その後、実施例1と同様にして白色トナー及び現像剤を得た。
[比較例5]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、
・フラスコ(第1収容槽321)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1) :100部
・フラスコ(第1収容槽321)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2) :30部
・ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量 :10部
・ポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量 :180部
に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[比較例6]
実施例1の白色トナー粒子の作製において、
・フラスコ(第1収容槽321)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1) :30部
・フラスコ(第1収容槽321)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2) :40部
・ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の量 :120部
・ポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量 :50部
に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
[比較例7]
実施例1に用いた結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂を撹拌混合しつつ樹脂を溶解させた後、撹拌回転数を500rpmにしたこと以外は、実施例1と同様にして結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製し、さらに実施例1と同様にして白色トナー及び現像剤を得た。
[比較例8]
実施例1に用いた結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂を撹拌混合しつつ樹脂を溶解させた後、撹拌回転数を50rpmにしたこと以外は、実施例1と同様にして結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製し、さらに実施例1と同様にして白色トナー及び現像剤を得た。
[比較例9]
実施例1に用いた結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(2)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂を撹拌混合しつつ樹脂を溶解させた後、撹拌回転数を700rpmにしたこと以外は、実施例1と同様にして結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製した。
また、実施例1の白色トナー粒子の作製において、ポリエステル製ボトル容器(第2収容槽322)に入れる上記より得た結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の量を120部に変更し、フラスコ(第1収容槽321)への送液を行う際のチューブポンプ(第1送液ポンプ341)の送液速度を1部/分に変更し、かつポリエステル製ボトル容器(第3収容槽323)に入れる非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の量を60部に変更したこと以外、実施例1と同様にして白色トナー粒子を作製し、白色トナー及び現像剤を得た。
なお、得られた各白色トナーについて、以下の各物性を前述の方法により測定した。
・トナーの「30℃での損失正接tanδ」
・トナーの「30℃での貯蔵弾性率G’」
・「結晶性ポリエステル樹脂のSP値」
・「非晶性ポリエステル樹脂のSP値」
・「結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とのSP値の差」
・「結晶性ポリエステル樹脂のトナー粒子中の含有量」
・「非晶性ポリエステル樹脂のトナー粒子中の含有量」
・「トナー粒子中の結晶性ポリエステル樹脂の含有量(Cr)と非晶性ポリエステル樹脂との含有量(Am)との比(Cr/Am)」
・「白色顔料のトナー粒子中の含有量」
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液中の「樹脂粒子径」 結果を下記表1に示す。
〔評価方法〕
定着評価及び画質評価を行うためのサンプルの作製は、DocuCentreIV C5575(富士ゼロックス株式会社製)の改造機、及びColor 1000Press(富士ゼロックス株式会社製)の改造機を用いて行った。
(画像隠蔽性評価)
OHPフィルム(富士ゼロックス株式会社製)に対し、ベタ画像(TMA=10g/m)を形成し、得られた2000枚目のサンプル画像の下にJIS隠蔽率測定紙(モトフジ社製)の黒色部を下に敷き、画像濃度計(X−Rite404A:X−Rite社製)を用いて、画像のL値を測定し、下記基準により評価した。
A(○):L83以上
B(△):L80以上83未満
C(×):L80未満
(画像強度)
上記と同様にして2000枚目のサンプル画像を得、引掻き式硬度計(318−S:ERICHSEN社製)を用いて荷重3.0Nで5箇所を引っかき、それぞれの欠損度合いを目視にて観察し、下記基準により評価した。
A(○):表面のみ傷がつくだけで画像欠損無し
B(△):画像の一部が欠損
C(×):画像の半分以上欠損
1Y、1M、1C、1K、1W 感光体(像保持体の一例)
2Y、2M、2C、2K、2W 帯電ロール(帯電手段の一例)
3Y、3M、3C、3K、3W 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
4Y、4M、4C、4K、4W 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K、5W 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K、6W 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K、8W トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K、10W 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
21 中間転写体クリーニング装置
22 駆動ロール
23 支持ロール
24 対向ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
28 定着装置(定着手段の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
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
300 記録紙(記録媒体の一例)

Claims (15)

  1. 結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を少なくとも含む結着樹脂と白色顔料とを含有するトナー粒子を有し、
    動的粘弾性測定による30℃での損失正接tanδが0.2以上1.0以下である静電荷像現像用白色トナー。
  2. 前記損失正接tanδが0.3以上0.9以下である請求項1に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  3. 動的粘弾性測定による30℃での貯蔵弾性率G’が1.0×10Pa以上5.0×10Pa以下である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  4. 前記貯蔵弾性率G’が1.5×10Pa以上4.5×10Pa以下である請求項3に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  5. 前記トナー粒子中における前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が5質量%以上25質量%以下であり、前記非晶性ポリエステル樹脂の含有量が20質量%以上80質量%以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  6. 前記トナー粒子中における前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が7質量%以上23質量%以下であり、前記非晶性ポリエステル樹脂の含有量が25質量%以上75質量%以下である請求項5に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  7. 前記トナー粒子中における、前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量〔Cr〕と前記非晶性ポリエステル樹脂の含有量〔Am〕との比(Cr/Am)が0.15以上0.90以下である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  8. 前記結晶性ポリエステル樹脂と前記非晶性ポリエステル樹脂とのSP値の差が0.8以上1.1以下である請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  9. 前記結晶性ポリエステル樹脂は、炭素数2以上12以下の多価カルボン酸から選ばれる少なくとも一種と、炭素数2以上10以下の多価アルコールから選ばれる少なくとも一種と、を重合成分として含むモノマー群の重合体である請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  10. 前記トナー粒子中における前記白色顔料の含有量が15質量%以上45質量%以下である請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の静電荷像現像用白色トナー。
  11. 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の静電荷像現像用白色トナーを含む静電荷像現像剤。
  12. 請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の静電荷像現像用白色トナーを収容し、
    画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
  13. 請求項11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。
  14. 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11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。
  15. 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11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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