JP5845965B2 - 静電荷像現像用透明トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
従来電子写真法においては、感光体や静電記録体上に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーと呼ばれる検電性粒子を付着させて静電潜像(トナー像)を現像し、被転写体表面に転写し、加熱等により定着する、という複数の工程を経て、可視化する方法が一般的に使用されている。
特許文献1には、通常は無色であり紫外線を照射されることにより赤色に発光することを特徴とする蛍光トナーが開示されている。
また、特許文献2には、粒径1.0μm以下の粒子が重量で全粒子の30%以上を占めることを特徴とする無機蛍光体及び、該無機蛍光体を含むレーザープリンター用トナーが開示されている。
<1> 結着樹脂を含有し、更に、(A)ユーロピウム、及び、(B)ビスマスを含有することを特徴とする静電荷像現像用透明トナー、
<2> 紫外線吸収能を有する、<1>に記載の静電荷像現像用透明トナー、
<3> 蛍光X線分析により測定されたユーロピウムのトナー中における含有量が0.2重量%以上7.0重量%以下であり、蛍光X線分析により測定されたビスマスのトナー中における含有量が0.02重量%以上0.7重量%以下である、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用透明トナー、
<4> 蛍光X線分析により測定されたユーロピウムのトナー中における含有量をA(重量%)、蛍光X線分析により測定されたビスマスのトナー中における含有量をB(重量%)としたとき、A/Bが3以上20以下である、<1>〜<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、
<5> 体積平均粒径Dvが4μm以上10μm以下である、<1>〜<4>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、
<6> 外添剤を含有し、前記外添剤として数平均一次粒径が18nm以下又は25nm以上の外添剤を含有する、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、
<7> 前記結着樹脂がポリエステル樹脂を含有する、<1>〜<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、
<8> (C)スズ及び/又はチタンを更に含有する、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、
<9> 蛍光X線分析により測定されたユーロピウムのトナー中における含有量をA(重量%)、透過型電子顕微鏡エネルギー分散型X線分析にて測定されたトナー断面における前記スズ及び/又はチタンの含有量をC(重量%)としたとき、A/Cが3以上20以下である、<8>に記載の静電荷像現像用透明トナー、
<10> YVO4:Eu,Bi錯体、Y2O3:Eu,Bi錯体、及び、Y2O2S:Eu,Bi錯体よりなる群から選択された錯体を含有する、<1>〜<9>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、
<11> 結着樹脂、及び、ユーロピウムとビスマスとを含む化合物を含むトナー形成材料を混錬する混錬工程、混錬工程により形成された混錬物を冷却する冷却工程、冷却工程により冷却された混錬物を粉砕する粉砕工程、並びに、粉砕工程により粉砕された混錬物を分級する分級工程を有することを特徴とする、<1>〜<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナーの製造方法、
<12> <1>〜<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、及び、キャリアを含むことを特徴とする静電荷像現像剤、
<13> 画像形成装置に着脱可能であり、<1>〜<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナーを収容することを特徴とするトナーカートリッジ、
<14> 像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が<1>〜<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、又は、<12>に記載の静電荷像現像剤である画像形成装置、
<15> 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、前記現像剤として<1>〜<10>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、又は、<12>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法。
上記<2>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、より得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用透明トナーが提供される。
上記<3>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、より得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用透明トナーが提供される。
上記<4>に記載の発明によれば、A/Bが3未満又は20を超える場合に比して、より得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用透明トナーが提供される。
上記<5>に記載の発明によれば、体積平均粒径Dvが4μm未満、又は、10μmを超える場合に比して、より得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用透明トナーが提供される。
上記<6>に記載の発明によれば、外添剤として粒径が18nmを超え、25nm未満の外添剤を含有する場合に比して、より得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用透明トナーが提供される。
上記<7>に記載の発明によれば、結着樹脂がポリエステル樹脂を含有しない場合に比して、より得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用透明トナーが提供される。
上記<8>に記載の発明によれば、スズ及びチタンを含有しない場合に比して、より得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用透明トナーが提供される。
上記<9>に記載の発明によれば、A/Cが3未満又は20を超える場合に比して、より得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用透明トナーが提供される。
上記<10>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、より得られる画像の発色性に優れ、かつ、高い発色保持性を有する静電荷像現像用トナーが提供される。
上記<11>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、より容易に静電荷像現像用透明トナーが製造される。
上記<12>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像剤が提供される。
上記<13>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高いトナーカートリッジが提供される。
上記<14>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い画像形成装置が提供される。
上記<15>に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い画像形成方法が提供される。
本実施形態の静電荷像現像用透明トナー(以下、単に「トナー」又は「透明トナー」ともいう。)は、結着樹脂を含有し、更に、(A)ユーロピウム、及び、(B)ビスマスを含有することを特徴とする。
なお、本実施形態において、「X〜Y」との記載は、XからYの間の範囲だけでなく、その両端であるX及びYも含む範囲を表す。例えば、「X〜Y」が数値範囲であれば、数値の大小に応じて「X以上Y以下」又は「X以上Y以下」を表す。
一方、ユーロピウムを含む化合物のトナー中の含有量を減少させたり、単位面積当たりのトナー載り量(TMA)を下げた場合、平滑性は向上するものの、紫外線照射による十分な発光輝度が得られない。
本発明者等は鋭意検討した結果、トナー中に特定の元素を含有させることによって、得られる画像の平滑性に優れ、かつ、紫外線に対して発光輝度の高い静電荷像現像用トナー、すなわち、画像機密性の高いトナーが得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。
また、ビスマスは、独特の結晶構造を有する金属であり、原子間距離に起因して特定波長光(可視光)を反射させる性質を有する。このため、紫外光照射によってユーロピウムが発光する可視光を、ビスマスが反射し、輝度が増幅されるため、薄層であっても(TMAが低くても)十分な発光輝度が得られると考えられる。
以下、トナーを構成する各成分について詳述する。
本実施形態のトナーは、(A)ユーロピウム(以下、元素Aともいう。)、及び、(B)ビスマス(以下、元素Bともいう。)を含有することを必須とする。
前記Aは0.5〜1.5重量%であることがより好ましく、0.6〜1.2重量%であることが更に好ましい。前記Aが上記範囲内であると、紫外線照射に対してより高い発光輝度を有する。更に、トナーの形成がより容易であるため、前述の高温でのオフセットに対し更に有利である。
前記Bは、0.04〜0.4重量%であることがより好ましく、0.06〜0.2重量%であることが更に好ましい。前記Bが上記範囲内であると、より得られる画像の平滑性に優れる。更に、トナーの形成がより容易であるため、前述の高温でのオフセットに対し更に有利である。
前記A/Bは4〜15であることがより好ましく、5〜11であることが更に好ましい。
前記錯体は、元素Aを発光中心(付活剤)とする付活酸化物に、更に元素B(ビスマス)が共付活されている錯体であることが好ましい。元素Aを付活剤とする付活酸化物は、結晶性酸化物母体に元素Aを付活したものである。結晶性酸化物母体として、化学的に安定なものであれば特に限定されず、例えば、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)、ストロンチウム(Sr)、珪素(Si)、ホウ素(B)、燐(P)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、鉄(Fe)、銅(Cu)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、錫(Sn)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、マンガン(Mn)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、インジウム(In)、ランタン(La)、希土類元素等の各酸化物、複合酸化物を使用することができる。
このような結晶性酸化物母体に付活される元素Aは、発光中心イオンであり、結晶性酸化物母体中の金属イオンの総数に対し、1.0〜20.0atm%の範囲で置換されることが好ましい。元素Aの含有量が上記範囲内であると、十分な発光効率が得られる。より好ましくは、3.0〜10.0atm%であり、更に好ましくは、5.0〜8.0atm%である。
これらの中でも、Y2O3:A,B又はY(Px、V1-x)O4:A,Bが好ましく、下記式(1)で表される錯体が特に好ましい。
YVO4:A,B (1)
以下に、乾式での製造方法について、Y2O3:Eu,Biを例に挙げて説明する。Y2O3、Eu2O3、Bi2O3の各原料粉末を所定の組成となるように所定量秤量した後、これらをBaF2等の適当な融剤と共に、ボールミルなどを用いて十分に混合する。そして、この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、大気中にて1,000〜1,600℃程度の温度で1〜6時間程度焼成すると、Eu3+とBi3+が共付活したイットリウム酸化物の蛍光体を得ることができる。
また、Y2O3:A,Bの湿式での製造方法としては、アルコール類やそれらのモノメチルエーテル等の溶媒、及び、ポリビニルアルコール等の粒径調整剤の存在下で、イットリウム化合物、元素Aを含む化合物、及び、元素Bを含む化合物を反応させる方法が例示され、例えば、特開2008−189762号公報が参照される。
錯体粉末の体積平均粒径が上記範囲内であると、トナー中での分散性に優れ、粒子の表面積が増えるため、発光効率が増加するので好ましい。
また、元素A及び元素Bを含む錯体からなる粒子の総量が多くなると、定着性が悪化する場合がある。具体的には元素A及び元素Bを含む錯体からなる粒子は定着の強さには関与し難いため、特に高温度領域でオフセットする場合があり、その量はユーロピウム及びビスマスの総量が1.0%を越えるとこの傾向は強くなる。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、上記の(A)ユーロピウム及び(B)ビスマスに加え、(C)スズ及び/又はチタン(以下、元素Cともいう。)を含有することが好ましい。スズ及び/又はチタンをトナー中に含有させることにより、ユーロピウム錯体の発光効率が向上する。
ユーロピウムが紫外光により発光する一方で、トナーを構成する結着樹脂(好ましくはポリエステル樹脂)も紫外領域に光吸収をもつ官能基(炭素−炭素二重結合、炭素−酸素二重結合など)を有するため紫外光を吸収する性質をもつ。このため、トナー組成の多くを占めるポリエステル樹脂が紫外光を吸収することで、ユーロピウム錯体の紫外光による蛍光発光が阻害されてしまう。そこで、スズ及び/又はチタンをポリエステル樹脂中に含有させることにより、ポリエステル樹脂の紫外光吸収が拡散され、これによりユーロピウム錯体は紫外光を効率的に吸収し、蛍光の発光効率増加につながる。
前記A/Cは3.5〜15であることがより好ましく、4〜11であることが更に好ましい。
なお、元素Cとしてスズ及びチタンを含有する場合には、元素Cの含有量とは、チタン及びスズの総含有量を意味する。
触媒として好適なスズ含有化合物としては、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジオクチルスズオキシド、モノブチルスズオキシドが例示され、チタン含有化合物としては、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシドが例示される。
前記トナーは、結着樹脂を含有する。
結着樹脂としては、本実施形態ではポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂が親水性であるため、トナー形成時に良好に分散し、より均一に近い状態でユーロピウム錯体をトナー母粒子中に取り込むことができるため好ましい。
本実施形態に用いることのできる重縮合性単量体としては、例えば、多価カルボン酸、ポリオール、ヒドロキシカルボン酸、ポリアミン、又は、それらの混合物が挙げられる。特に、重縮合性単量体としては、多価カルボン酸とポリオールと更にはこれらのエステル化合物(オリゴマー及び/又はプレポリマー)であることが好ましく、直接エステル反応、又はエステル交換反応を経て、ポリエステル樹脂を得るものがよい。この場合、重合されるポリエステル樹脂としてはアモルファス(無定形)ポリエステル樹脂(非結晶性ポリエステル樹脂)、結晶性ポリエステル樹脂などのいずれかの形態、又はそれらの混合形態をとることができる。
本実施形態において、重縮合樹脂は、重縮合性単量体、それらのオリゴマー及びプレポリマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種を重縮合して得られるが、これらの中でも重縮合性単量体を使用することが好ましい。
また、ジカルボン酸以外の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸、イタコン酸、グルタコン酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸等、更にまたこれらの低級エステルなどが挙げられる。更にまた、酸ハロゲン化物、酸無水物もこの限りではない。
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。
なお、低級エステルとは、エステルのアルコキシ部分の炭素数が1〜8であることを示す。具体的には、メチルエステル、エチルエステル、n−プロピルエステル、イソプロピルエステル、n−ブチルエステル及びイソブチルエステル等が挙げられる。
また、水分散性を容易にするため、例えば、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール吉草酸等が例示される。
また、これらの重縮合性単量体の組み合わせにより非結晶性樹脂や結晶性樹脂を容易に得ることができる。
結着樹脂のガラス転移温度は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値をいう。
ラジカル重合性単量体としては、スチレン系単量体類、不飽和カルボン酸類、(メタ)アクリレート類(なお、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを意味するものとし、以下も同様とする。)、N−ビニル化合物類、ビニルエステル類、ハロゲン化ビニル化合物類、N−置換不飽和アミド類、共役ジエン類、多官能ビニル化合物類、多官能(メタ)アクリレート類等が挙げられる。なお、これらの中で、N−置換不飽和アミド類、共役ジエン類、多官能ビニル化合物類、及び、多官能(メタ)アクリレート類等は、生成された重合体に架橋反応を生起させることもできる。これらを、単独で、あるいは組み合わせて使用できる。
ラジカル重合性単量体としては、エチレン性不飽和結合を有する化合物であることが好ましく、芳香族エチレン性不飽和化合物(以下、「ビニル芳香族」ともいう。)、エチレン性不飽和結合を有するカルボン酸(不飽和カルボン酸)、エステルやアルデヒド、ニトリル若しくはアミドなどの不飽和カルボン酸の誘導体、N−ビニル化合物、ビニルエステル類、ハロゲン化ビニル化合物、N−置換不飽和アミド、共役ジエン、多官能ビニル化合物、又は、多官能(メタ)アクリレートであることがより好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用トナーは、離型剤を含有することが好ましい。
離型剤の具体例としては、例えば、エステルワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリエチレンとポリプロピレンの共重合物が望ましいが、ポリグリセリンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックス、脱酸カルナバワックス、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、ブランジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸などの不飽和脂肪酸類、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベフェニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類などの飽和アルコール類;ソルビトールなどの多価アルコール類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドなどの飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどの、不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミドなどの芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなどの脂肪酸金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸などのビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加などによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
トナーには、上記成分以外にも、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)、有機粒子等の種々の成分を添加してもよい。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。上記磁性体等を含有させて磁性トナーとして用いる場合、これらの強磁性体は平均粒子が2μm以下が望ましく、0.1〜0.5μm程度のものがより望ましい。トナー中に含有させる量としては樹脂成分100重量部に対し20〜200重量部が好ましく、特に樹脂成分100重量部に対し40〜150重量部が好ましい。また、10Kエルステッド印加での磁気特性が保磁力(Hc)が20〜300エルステッド、飽和磁化(σs)が50〜200emu/g、残留磁化(σr)が2〜20emu/gのものが好ましい。
トナーは、外添剤が表面に外添されていることが好ましい。表面に外添される外添剤としては、無機粒子や有機粒子が挙げられ、具体的には以下に挙げられたものの他、後述するトナーの製造方法において用いられる外添剤も含まれる。
無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられる。
無機粒子は、一般に流動性を向上させる目的で使用される。前記無機粒子の1次粒径としては、1〜200nmの範囲が望ましく、その添加量としては、トナー100重量部に対して、0.01〜20重量部の範囲が好ましい。
理由は明確ではないが、外添剤として18nmを超え25nm未満の外添剤を含有すると、青色の光が吸収され、紫外線照射によりトナーの発光輝度が減少することが観察される。
外添剤として20nmを超え25nm未満の外添剤を含有しないことが更に好ましい。
外添剤の数平均一次粒径は、外添剤粒子をエタノールにより希釈し、それを透過型電子顕微鏡(TEM:JEM−1010型、日本電子データム(株)製)用カーボングリッド上で乾燥し、TEM観察(50,000倍)を行い、その画像をプリントして1次粒子をサンプルとして任意に50サンプルを抽出し、その画像面積に相当する円形粒子の外径(長径と短径との平均値:円として近似して求めた。)を外添剤の数平均粒径とした。
外添剤の添加量は、外添前のトナー粒子100重量部に対し、0.1重量部以上5重量部以下が好ましい。外添量が0.1重量部以上であると、外添剤による流動性及び帯電性向上作用が発現する。また外添量が5重量部以下であると、十分な帯電性が付与される。
本実施形態のトナーは、紫外線吸収能を有することが好ましい。また、該紫外線を吸収し、蛍光を発することが好ましい。
トナーが吸収する紫外線の波長は、添加するユーロピウム化合物に依存し、特に限定されないが、一般には300〜400nmである。320〜390nmであることが好ましく、340〜380nmであることが更に好ましい。
また、画像の発光輝度は、以下のようにして測定される。本実施形態のトナーを用いて、枚葉印刷用ジャパンカラー標準印刷のパッチ、及びこのパッチのコピー画像について、蛍光分光光度計を用いて蛍光スペクトル測定を実施する。発光ピーク強度により評価を行う。
また、本実施形態のトナーにおけるトナー母粒子の体積平均粒径Dv(D50v)は、2μm以上20μm以下が好ましく、3μm以上15μm以下がより好ましく、4μm以上10μm以下が更に好ましい。
トナーの粒度分布としては狭いほうが好ましく、より具体的にはトナーの個数粒径の小さい方から換算して16%径(D16p)と84%径(D84p)の比を平方根として示したもの(GSDp)、すなわち、下式で表されるGSDpが1.40以下であることが好ましく、1.31以下であることがより好ましく、1.27以下であることが特に好ましい。また、GSDpは1.15以上であることが好ましい。
GSDp={(D84p)/(D16p)}0.5
体積平均粒径、GSDpともに上記範囲であれば、極端に小さな粒子が存在しないため、小粒径トナーの帯電量が過剰になることによる現像性の低下を抑制できる。
粒子の粒径がおよそ5μm以下の場合は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(LA−700、(株)堀場製作所製)を用いて測定することができる。
更に、粒径がナノメーターオーダーの場合は、BET式の比表面積測定装置(Flow SorbII2300、(株)島津製作所製)を用いて測定することができる。
形状係数SF1は、粒子表面の凹凸の度合いを示す形状係数であり、以下の式により算出される。
SF1の具体的な測定方法としては、例えば、まずスライドグラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを通じて画像解析装置に取り込み、50個のトナーについてSF1を計算し、平均値を求める方法が挙げられる。
本実施形態のトナーの製造方法は特に限定されず、公知である混練粉砕法等の乾式法や、乳化凝集法や懸濁重合法等の湿式法等によってトナー粒子を作製し、必要に応じてトナー粒子に外添剤を外添する。これらの方法の中でも、混練粉砕法が好ましい。
混練粉砕法は、より詳細には、結着樹脂、及び、ユーロピウムとビスマスとを含む化合物を含むトナー形成材料を混錬する混錬工程と、前記混錬物を粉砕する粉砕工程とに分けられる。必要に応じて、混錬工程により形成された混錬物を冷却する冷却工程等、他の工程を有してもよい。
各工程について詳しく説明する。
混錬工程は、結着樹脂、及び、ユーロピウムとビスマスとを含む化合物を含むトナー形成材料を混錬する工程である。
混錬工程においては、トナー形成材料100重量部に対し、0.5重量部以上5重量部以下の水系媒体(例えば、蒸留水やイオン交換水等の水、アルコール類等)を添加することが望ましい。
スクリュー押出し機11は、スクリュー(図示せず)を備えたバレル12と、バレル12にトナーの原料であるトナー形成材料を注入する注入口14と、バレル12中のトナー形成材料に水系媒体を添加するための液体添加口16と、バレル12中でトナー形成材料が混錬されて形成された混錬物を排出する排出口18と、から構成されている。
バレル12は、注入口14に近いほうから順に、注入口14から注入されたトナー形成材料をニーディング部NAに輸送する送りスクリュー部SA、トナー形成材料を第1の混錬工程により溶融混錬するためのニーディング部NA、ニーディング部NAにおいて溶融混錬されたトナー形成材料をニーディング部NBに輸送する送りスクリュー部SB、トナー形成材料を第2の混錬工程により溶融混錬し混錬物を形成するニーディング部NB、及び形成された混錬物を排出口18に輸送する送りスクリュー部SCに分かれている。
ついで、送りスクリュー部SBにおいて、液体添加口16からバレル12に水系媒体を注入することにより、トナー形成材料に水系媒体を添加する。また図1では、送りスクリュー部SBにおいて水系媒体を注入する形態を示しているが、これに限られず、ニーディング部NBにおいて水系媒体が注入されてもよく、送りスクリュー部SB及びニーディング部NBの両方において水系媒体が注入されてもよい。すなわち、水系媒体を注入する位置及び注入箇所は、必要に応じて選択される。
最後に、ニーディング部NBにより溶融混錬されて形成された混錬物は、送りスクリュー部SCにより排出口18に輸送され、排出口18から排出される。
以上のようにして、図1に示したスクリュー押出機11を用いた混錬工程が行われる。
冷却工程は、上記混錬工程において形成された混錬物を冷却する工程であり、冷却工程では、混錬工程終了の際における混錬物の温度から4℃/sec以上の平均降温速度で40℃以下まで冷却することが好ましい。混錬物の冷却速度が遅い場合、混錬工程において結着樹脂中に細かく分散された混合物(必要に応じてトナー粒子内に内添される離型剤等の内添剤との混合物)が再結晶化し、分散径が大きくなる場合がある。一方、上記平均降温速度で急冷すると、混錬工程終了直後の分散状態がそのまま保たれるため好ましい。なお上記平均降温速度とは、混錬工程終了の際における混錬物の温度(例えば図1のスクリュー押出し機11を用いた場合は、t2℃)から40℃まで降温させる速度の平均値をいう。
冷却工程における冷却方法としては、具体的には、例えば、冷水又はブラインを循環させた圧延ロール及び挟み込み式冷却ベルト等を用いる方法が挙げられる。なお、前記方法により冷却を行う場合、その冷却速度は、圧延ロールの速度、ブラインの流量、混錬物の供給量、混錬物の圧延時のスラブ厚等で決定される。スラブ厚は、1〜3mmの薄さであることが好ましい。
冷却工程により冷却された混錬物は、粉砕工程により粉砕され、トナー粒子が形成される。粉砕工程では、例えば、機械式粉砕機、ジェット式粉砕機等が使用される。
粉砕工程により得られたトナー粒子は、必要に応じて、目的とする範囲の体積平均粒径のトナー粒子を得るため、分級工程により分級を行ってもよい。分級工程においては、従来から使用されている遠心式分級機、慣性式分級機等が使用され、微粉(目的とする範囲の粒径よりも小さいトナー粒子)及び粗粉(目的とする範囲の粒径よりも大きいトナー粒子)が除去される。
得られたトナー粒子は、帯電調整、流動性付与、電荷交換性付与等を目的として、既述の特定シリカ、チタニア、酸化アルミに代表される無機粒子を添加付着してもよい。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われ、段階を分けて付着される。
上記外添工程の後に、必要に応じて篩分工程を設けてもよい。篩分方法としては、具体的には、例えば、ジャイロシフター、振動篩分機、風力篩分機等が挙げられる。篩分することにより、外添剤の粗粉等が取り除かれ、筋の発生、ぼた汚れなどが抑制される。
本実施形態の静電荷像現像剤(以下、「現像剤」という場合がある。)は、上記本実施形態のトナーを含有するものであれば特に制限はなく、トナーを単独で用いる一成分系の現像剤であってもよく、トナーとキャリアとを含む二成分系の現像剤であってもよい。なお、一成分系の現像剤の場合には、磁性金属粒子を含むトナーであっても磁性金属粒子を含まない非磁性一成分トナーであっても構わない。
現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比としては特に制限はなく、目的に応じて選択される。
次に、本実施形態の静電荷像現像用トナーを用いた画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤であることを特徴とする。
また、像保持体をクリーニング部材で摺擦し転写残留成分を除去するクリーニング手段(トナー除去手段)を有し、前記現像剤として本実施形態の静電荷像現像剤を用いるものである。
以下、本実施形態の画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
また、各ユニット10T、10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4T、4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8T、8Y、8M、8C、8Kに収容された透明、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの5色のトナーが供給される。
なお、1次転写ローラ5Tは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Tに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5T、5Y、5M、5C、5Kには、1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1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Tは、導電性(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(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3T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1Tの表面に、図示しない制御部から送られてくる透明用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Tを出力する。レーザ光線3Tは、感光体1Tの表面の感光層に照射され、それにより、透明印字パターンの静電潜像が感光体1Tの表面に形成される。
このようにして感光体1T上に形成された静電潜像は、感光体1Tの走行に従って現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1T上の静電潜像が、現像装置4Tによって現像像化される。
一方、感光体1T上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Tで除去されて回収される。
こうして、第1ユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2から第5ユニット10Y、10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
図3は、本実施形態の静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電ローラ108、現像剤保持体111Aを備えた現像装置111、感光体クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに、記録紙300に画像を形成する画像形成装置を構成するものである。
次に、本実施形態のトナーを用いた画像形成方法について説明する。本実施形態のトナーは、公知の電子写真方式を利用した画像形成方法に利用される。具体的には以下の工程を有する画像形成方法において利用される。
すなわち、好ましい画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、前記現像剤として本実施形態の静電荷像現像用トナー、又は、本実施形態の静電荷像現像剤を用いる。また、転写工程は、静電荷潜像保持体から被転写体へのトナー像の転写を媒介する中間転写体を用いたものであってもよい。
なお、以下に実施例において、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を意味し、「%」は「重量%」を意味する。
<元素分析>
トナー中の元素A及び元素Bの含有量は、下記方法により測定することができる。すなわち、走査型蛍光X線分析装置(リガク ZSX PrimusII)を用いて、トナー量0.130gのディスクを成型し、X線出力40−70mA、測定面積10mmφ、測定時間15分の条件で、定性定量全元素分析法にて測定し、このデータのEuLα、BiLαの分析値を本実施形態の元素量とした。なお、このピークに他の元素のピークが重なる場合には、ICP発光分光法や、原子吸光法にて、解析した上でユーロピウム分、ビスマス分の分析値を求めることができる。
また、Sn、Tiに関しては、エネルギー分散型X線分析により測定した。トナーをエポキシ樹脂に包埋し、クライオスタットにて凍結し、薄膜に切り出したものを透過型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線分析(TEM−EDX)を用いて加速電圧10kV、積算時間30分にて観察した。得られたトナー断面観察写真(1万倍)から、画像解析装置における分析値を元素量とした。
キャリアの体積平均粒径は、電子顕微鏡(SEM)を用いて行った。より具体的にはSEMにより画像を得た後、粒子一つにつき粒子の径(最長部分)r1を測定した。これを100個につき測定した後、r1〜r100を球径換算し体積を求め、1番目から100番目までの50%となったときの値を体積平均粒径とした。
トナーの体積平均粒径は、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)を用いて測定した。電解液としては、ISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
測定法としては、まず、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg以上50mg以下加え、これを前記電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーII型により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定した。測定する粒子数は50,000とした。
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、重量又は体積について小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径をそれぞれ重量平均粒径又は体積平均粒径と定義する。
酸化バナジウムアセチルアセトナート0.5部を含むエタノール溶液(A液)40部を得た。A液を窒素置換した後、加熱を開始し、90℃に保った。イットリウムアセチルアセトナート・三水和物1部、シュウ酸ユーロピウム・六水和物0.09部を含むエタノール溶液(B液)40部を調製し、A液へ添加した。15分撹拌後、硝酸ビスマス0.05部を純水へ溶解させた溶液(C液)10部を30分かけてA液へ滴下した。系を90℃に保ったまま撹拌し、5時間熟成させた後、減圧留去にて溶媒を除去した。これにより得られた粉末を真空乾燥させることにより錯体粉末Aを得た。得られた錯体粉末Aの体積平均粒径は241nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
酸化イットリウム0.8部を含むエタノール溶液(A液)40部を得た。A液を窒素置換した後、加熱を開始し、85℃に保った。シュウ酸ユーロピウム・六水和物0.12部を含むエタノール溶液(B液)40部を調製し、A液へ添加した。15分撹拌後、硝酸ビスマス0.08部を純水へ溶解させた溶液(C液)10部を30分かけてA液へ滴下した。系を85℃に保ったまま撹拌し、5時間熟成させた後、減圧留去にて溶媒を除去した。これにより得られた粉末を真空乾燥させることにより錯体粉末B得た。得られた錯体粉末Bの体積平均粒径は299nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Bの合成において、A液を窒素置換する代わりに、硫黄雰囲気下に変更してB液及びC液の添加、及び、熟成を行った以外は錯体粉末Bと同様の方法で、錯体粉末Cを得た。得られた錯体粉末Cの体積平均粒径は309nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Aの合成において、A液を酸化バナジウムアセチルアセトナート6.5部を含むエタノール溶液(A液)100部、に変更し、B液をイットリウムアセチルアセトナート・三水和物13部、及び、シュウ酸ユーロピウム・六水和物1.2部を含むエタノール溶液100部に変更した以外は錯体粉末Aと同様の方法で、錯体粉末Dを得た。得られた錯体粉末Dの体積平均粒径は256nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウム、硫黄の元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Aの合成において、A液を酸化バナジウムアセチルアセトナート0.09部を含むエタノール溶液40部に変更し、B液をイットリウムアセチルアセトナート・三水和物0.2部及びシュウ酸ユーロピウム・六水和物0.015部を含むエタノール溶液40部に変更した以外は錯体粉末Aと同様の方法で、錯体粉末Eを得た。得られた錯体粉末Eの体積平均粒径は235nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Aの合成において、A液を酸化バナジウムアセチルアセトナート3部を含むエタノール溶液(A液)60部に変更し、B液をイットリウムアセチルアセトナート・三水和物6部及びシュウ酸ユーロピウム・六水和物0.54部を含むエタノール溶液60部に変更し、更に、C液を硝酸ビスマス0.4部を純水へ溶解させた溶液(C液)30部に変更した以外は錯体粉末Aと同様の方法で、錯体粉末Fを得た。得られた錯体粉末Fの体積平均粒径は288nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Aの合成において、A液を酸化バナジウムアセチルアセトナート0.15部を含むエタノール溶液40部に変更し、B液をイットリウムアセチルアセトナート・三水和物0.4部及びシュウ酸ユーロピウム・六水和物0.03部を含むエタノール溶液40部に変更し、更に、C液を硝酸ビスマス0.5部を純水に溶解させた溶液10部に変更した以外は錯体粉末Aと同様の方法で、錯体粉末Gを得た。得られた錯体粉末Gの体積平均粒径は354nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Aの合成において、A液を酸化バナジウムアセチルアセトナート1部を含むエタノール溶液40部に変更し、B液をイットリウムアセチルアセトナート・三水和物2部及びシュウ酸ユーロピウム・六水和物0.18部を含むエタノール溶液40部に変更し、C液を硝酸ビスマス0.35部を純水に溶解させた溶液10部に変更した以外は錯体粉末Aと同様の方法で、錯体粉末Hを得た。得られた錯体粉末Hの体積平均粒径は198nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Aの合成において、A液を酸化バナジウムアセチルアセトナート0.3部を含むエタノール溶液40部に変更し、B液をイットリウムアセチルアセトナート・三水和物1.2部及びシュウ酸ユーロピウム・六水和物0.045部を含むエタノール溶液40部に変更し、C液を硝酸ビスマス0.35部を純水へ溶解させた溶液10部に変更した以外は錯体粉末Aと同様の方法で、錯体粉末Iを得た。得られた錯体粉末Iの体積平均粒径は276nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Aの合成において、A液を酸化バナジウムアセチルアセトナート1部を含むエタノール溶液40部に変更し、B液をイットリウムアセチルアセトナート・三水和物2部及びシュウ酸ユーロピウム・六水和物0.18部を含むエタノール溶液40部に変更した以外は錯体粉末Aと同様の方法で、錯体粉末Jを得た。得られた錯体粉末Jの体積平均粒径は243nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
錯体粉末Aの合成において、A液を酸化バナジウムアセチルアセトナート0.8部を含むエタノール溶液40部に変更し、B液をイットリウムアセチルアセトナート・三水和物1.6部及びシュウ酸ユーロピウム・六水和物0.15部を含むエタノール溶液40部に変更し、C液を硝酸ビスマス0.1部を純水に溶解させた溶液10部に変更した以外は錯体粉末Aと同様の方法で、錯体粉末Kを得た。得られた錯体粉末Kの体積平均粒径は232nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
酸化バナジウムアセチルアセトナート0.7部を含むエタノール溶液(A液)40部を得た。A液を窒素置換した後、加熱を開始し、90℃に保った。イットリウムアセチルアセトナート・三水和1.2部、シュウ酸ユーロピウム・六水和物0.12部を含むエタノール溶液(B液)40mlを調製し、A液へ添加した。系を90℃に保ったまま撹拌し、5時間熟成させた後、減圧留去にて溶媒を除去した。これにより得られた粉末を真空乾燥させることにより錯体粉末Lを得た。得られた錯体粉末Lの体積平均粒径は186nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ユーロピウム、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
酸化バナジウムアセチルアセトナート0.8部を含むエタノール溶液(A液)40部を得た。A液を窒素置換した後、加熱を開始し、90℃に保った。イットリウムアセチルアセトナート・三水和物1.3部を含むエタノール溶液(B液)40部を調製し、A液へ添加した。15分撹拌後、硝酸ビスマス0.09部を純水へ溶解させた溶液(C液)10部を30分かけてA液へ滴下した。系を90℃に保ったまま撹拌し、7時間熟成させた後、減圧留去にて溶媒を除去した。これにより得られた粉末を真空乾燥させることにより錯体粉末Mを得た。得られた錯体粉末Mの体積平均粒径は205nmであり、粉末を蛍光X線分析により測定したところ、ビスマス、イットリウムの元素を含む物質であることが確認された。結果を表1に示す。
・ポリエステル樹脂(ビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物/エチレンオキシド2モル付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を主成分とするスズ触媒を用いて合成したポリエステル樹脂):171部
・離型剤(ポリプロピレン;三井化学(株)製、三井HI−WAX NP055):5.0部
・錯体粉末A:10.0部
以上の成分を、ヘンシェルミキサーにて混合し、その後、図1に示すスクリュー構成を有する連続混錬機(2軸押出し機)にて、以下条件にて混錬を実施した。なお、スクリューの回転数は500rpmとした。
・フィード部(ブロック12A及び12B)設定温度:20℃
・ニーディング部1混錬設定温度(ブロック12Cから12E):100℃
・ニーディング部2混錬設定温度(ブロック12Fから12J):110℃
・水系媒体(蒸留水)添加量(原料供給量100部に対して):1.5部
この時の排出口(排出口18)での混錬物温度は、120℃であった。
この後粗粉分級機内蔵の粉砕機(AFG400)にて、粉砕し、粉砕粒子を得た。その後、慣性式分級機にて分級を行い、微粉・粗粉を除去し、体積平均粒径6.0μmのトナー粒子1を得た。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Bへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径7.4μmのトナー粒子2を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー2を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Cへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒子径5.8μmのトナー粒子3を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー3を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、ポリエステル樹脂を、ポリエステル樹脂(ビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物/エチレンオキシド2モル付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を主成分とするチタン触媒により合成したポリエステル樹脂)へ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒子径6.2μmのトナー粒子4を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー4を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Dへ変更し、錯体粉末Dの量を27部、ポリエステル樹脂を154部にした以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径4.8μmのトナー粒子5を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー5を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Eへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径8.2μmのトナー粒子6を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー6を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Fへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径6.9μmのトナー粒子7を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー7を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Gへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径3.9μmのトナー粒子8を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー8を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Hへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径9.5μmのトナー粒子9を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー9を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Iへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径6.0μmのトナー粒子10を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー10を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、慣性式分級機にて粗粉を回収した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径21.0μmのトナー粒子11を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー11を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、慣性式分級機にて微粉を回収した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径1.8μmのトナー粒子12を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー12を得た。結果を表2に示す。
−スチレンアクリル樹脂(スチレンブチルアクリレート共重合体)の調製−
スチレン90部とブチルアクリレート10部とを、反応器内でクメン還流下(146〜156℃、Sn0.01部存在下)で重合させ、スチレン−ブチルアクリレート共重合体であるスチレンアクリル樹脂を合成した。
トナー1の作製において、ポリエステル樹脂を、上記スチレンアクリル樹脂へ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径7.2μmのトナー粒子13を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー13を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Jへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径8.6μmのトナー粒子14を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー14を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Kへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径5.7μmのトナー粒子15を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー15を得た。結果を表2に示す。
−ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製−
ポリエステル樹脂(ビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物/エチレンオキシド2モル付加物、テレフタル酸、トリメリット酸を主成分とするスズ触媒を用いて合成したポリエステル樹脂)100部と、メチルエチルケトン50部と、イソプロピルアルコール30部、10%アンモニア水溶液5部とをセパラブルフラスコに入れ、充分に混合して溶解した後、40℃で加熱撹拌しながら、イオン交換水を送液ポンプを用いて送液速度8g/minで滴下した。
フラスコ内の溶液が均一に白濁した後、送液速度25g/minに上げて転相させ、送液量が135部になったところで滴下を止めた。その後減圧下で溶剤除去を行い、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を得た。得られたポリエステル樹脂粒子の体積平均粒径は158nm、樹脂粒子の固形分濃度は39%であった。
・エステルワックスWEP5(日本油脂(株)製):500部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンRK):50部
・イオン交換水:2000部
以上の成分を110℃に加熱して、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)で分散処理し、平均粒径が0.24μmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液(1)(離型剤濃度:23%)を調製した。
・ポリエステル樹脂粒子分散液(1):280部
・錯体粉末(A):20部
・アニオン性界面活性剤(dowfax2A1、20%水溶液):8部
・離型剤分散液(1):60部
pHメーター、撹拌羽、温度計を具備した重合釜に、上記原料のうち、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)、アニオン性界面活性剤及びイオン交換水340部を入れ、150rpmで15分間撹拌した。
続いて、離型剤分散液(1)を加え混合した後、この原料混合物に0.3Mの硝酸水溶液を加えて、pHを4.2に調製した原料分散液を得た。
ついで、原料分散液をUltraturraxにより3,000rpmでせん断力を加えながら、凝集剤として硫酸アルミニウムを1%含む硝酸水溶液を27部滴下した。この凝集剤滴下の途中で、原料分散液の粘度が急激に増大するので、粘度上昇した時点で、滴下速度を緩め、凝集剤が一箇所に偏らないようにした。凝集剤の滴下が終了したら、更に回転数5,000rpmに上げて5分間撹拌した。
ついで原料分散液をマントルヒーターにて30℃に加温しながら350〜600rpmで撹拌した。30分撹拌後、コールターカウンター[TA−II]型(アパーチャー径:50μm;コールター社製)を用いて一次粒径が安定に形成するのを確認した後、凝集粒子を成長させるために0.1℃/分で42℃まで昇温した。凝集粒子の成長はコールターカウンターを用いて随時確認しつつ、その凝集速度によって、適宜凝集温度や撹拌の回転数を調整した。
凝集粒子の体積平均粒径が5.4μmに成長したところで、予め調製した被覆層形成用の溶液を加え、撹拌しながら10分間保持した。その後、被覆層を形成した凝集粒子の成長を停止させるために、EDTA(エチレンジアミン四酢酸)を前記重合釜に入っている分散液の総量に対し1.5pph添加した後、1モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加え、原料分散液のpHを7.5に制御した。
その後、得られた粒子を洗浄する目的で、目開き15μmメッシュで一度篩分した。続いて、固形分に対しておよそ10倍量のイオン交換水(30℃)を加え、20分撹拌した後、一旦濾過を行った。更に濾紙上に残った固形分をスラリーに分散して、30℃のイオン交換水で4回繰り返し洗浄を行い、乾燥させ、体積平均粒径6.1μmのトナー母粒子16を得た。
その後、得られたトナー母粒子100部に対して、気相法シリカ(日本アエロジル(株)製、R972、数平均一次粒径43nm)1部をヘンシェルミキサー(25m/sで10分)で混合して外添し、トナー16を得た。結果を表2に示す。
−スズ及びチタンを含有しないポリエステル樹脂1の調製−
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸:17.5部
ビスフェノールA 1エチレンオキサイド付加物:31部
ドデシルベンゼンスルホン酸:0.15部
上記材料を混合し、撹拌機を備えたリアクターに投入し、窒素雰囲気下120℃で24時間重縮合を実施し、スズ及びチタンを含有しないポリエステル樹脂1を得た。
ポリエステル樹脂を、上記のスズ及びチタンを含有しないポリエステル樹脂1へ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径6.0μmのトナー粒子17を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、トナー17を得た。結果を表2に示す。
トナー粒子1の外添・篩分工程において、気相法シリカ(日本アエロジル(株)製、R972、数平均一次粒径21nm)へ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径6.0μmのトナー粒子18を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Lへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径5.2μmの比較のトナー粒子19を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、比較のトナー19を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを錯体粉末Mへ変更した以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径4.1μmの比較のトナー粒子20を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、比較のトナー20を得た。結果を表2に示す。
トナー1の作製において、錯体粉末Aを使用しなかった以外はトナー1と同様の方法で体積平均粒径10.5μmの比較のトナー粒子21を得た。トナー粒子1と同様の方法で外添・篩分工程を行い、比較のトナー21を得た。結果を表2に示す。
<現像剤の調製>
(現像剤(1)〜(18)及び比較の現像剤(19)〜(21)の調製)
キャリア(1)100部と、外添トナー7部とをVブレンダーにて40rpmで20min混合し、現像剤(1)〜(18)及び比較の現像剤(19)〜(21)を調製した。
得られた現像剤1〜18及び比較例の現像剤19〜21を用いて、Fuji Xerox(株)製DocuPrintColor400CPによりトナー量を5.0g/m2とし、4cm×4cmのベタ画像からなるパッチを作製した。
得られた画像を光学顕微鏡を用いて目視で観察し、表面平滑性の評価を行った。光量を一定に設定し、印字したパッチの観察を行った場合、視野が明るければ明るいほど、表面平滑性が高いことを意味する。評価基準は以下の通りである。なおG2以上を使用可能とした。
G6:非常に明るくて問題なし
G5:明るくて問題ないがG6には劣る
G4:明るい
G3:少し暗い
G2:暗いが使用上問題ない
G1:暗い
得られた現像剤1〜18及び比較例の現像剤19〜21を用いて、Fuji Xerox(株)製DocuPrintColor400CPにより、トナー量を3.5g/m2とし、C2紙を使用し4×4cmのベタ画像からなるパッチを作成した。次に、暗室にてパッチ1.0m上部の位置より強度90μW/cm2のUV光(フナコシ(株)製、3UV波長切り替えハンディ型UVランプ)を照射することにより発光輝度の評価を行った。評価基準は以下の通りである。なおG2以上を使用可能とした。
G5:パッチが赤みを帯び、かつ、明るく発光している
G4:パッチの赤みを帯びた明るい発光が確認できるがG5には劣る
G3:パッチの赤みを帯びた発光が確認できる
G2:パッチの発光がかろうじて確認できる
G1:パッチの発光が確認できない
得られた現像剤1〜18及び比較例の現像剤19〜21を用いて、DocuCentreColor400CP(富士ゼロックス(株)製)によりトナー量を15.0g/m2とし、C2紙を使用し4×4cmのベタ画像からなるパッチを作成した。これをプロセススピード600mm/secに固定し、定着温度が220℃になるように改造した定着機によって画像を定着し、20枚プリントした。なおG2以上を使用可能とした。
G5:ホットオフセット未発生
G4:220℃でホットオフセット発生が1枚
G3:220℃でホットオフセット発生が2枚
G2:220℃でホットオフセット発生が3枚以上、4枚以下
G1:220℃でホットオフセット発生が5枚以上
結果を以下の表2に示す。
Claims (15)
- 結着樹脂を含有し、更に、
(A)ユーロピウム、及び、
(B)ビスマスを含有することを特徴とする
静電荷像現像用透明トナー。 - 紫外線吸収能を有する、請求項1に記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 蛍光X線分析により測定されたユーロピウムのトナー中における含有量が0.2重量%以上7.0重量%以下であり、蛍光X線分析により測定されたビスマスのトナー中における含有量が0.02重量%以上0.7重量%以下である、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 蛍光X線分析により測定されたユーロピウムのトナー中における含有量をA(重量%)、蛍光X線分析により測定されたビスマスのトナー中における含有量をB(重量%)としたとき、A/Bが3以上20以下である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 体積平均粒径Dvが4μm以上10μm以下である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 外添剤を含有し、前記外添剤として数平均一次粒径が18nm以下又は25nm以上の外添剤を含有する、請求項1〜5のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 前記結着樹脂がポリエステル樹脂を含有する、請求項1〜6のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- (C)スズ及び/又はチタンを更に含有する、請求項1〜7のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 蛍光X線分析により測定されたユーロピウムのトナー中における含有量をA(重量%)、透過型電子顕微鏡エネルギー分散型X線分析にて測定されたトナー断面における前記スズ及び/又はチタンの含有量をC(重量%)としたとき、A/Cが3以上20以下である、請求項8に記載の静電荷像現像用透明トナー。
- YVO4:Eu,Bi錯体、Y2O3:Eu,Bi錯体、及び、Y2O2S:Eu,Bi錯体よりなる群から選択された錯体を含有する、請求項1〜9のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー。
- 結着樹脂、及び、ユーロピウムとビスマスとを含む化合物を含むトナー形成材料を混錬する混錬工程、
混錬工程により形成された混錬物を冷却する冷却工程、
冷却工程により冷却された混錬物を粉砕する粉砕工程、並びに、
粉砕工程により粉砕された混錬物を分級する分級工程を有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナーの製造方法。 - 請求項1〜10のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、及び、キャリアを含むことを特徴とする
静電荷像現像剤。 - 画像形成装置に着脱可能であり、請求項1〜10のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナーを収容することを特徴とする
トナーカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、
前記トナー像を前記像保持体から被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、
前記現像剤が請求項1〜10のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、又は、請求項12に記載の静電荷像現像剤である
画像形成装置。 - 像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、
前記トナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、
前記現像剤として請求項1〜10のいずれか1つに記載の静電荷像現像用透明トナー、又は、請求項12に記載の静電荷像現像剤を用いる
画像形成方法。
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