JP2009139933A - 静電潜像現像用トナーと画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】明度が高く、色調が良好で、定着温度が変っても色調の変化がないシアンの静電潜像現像用トナーと画像形成方法を提供する。
【解決手段】少なくとも樹脂と着色剤からなる静電潜像現像用トナーであって、該着色剤は、特定構造を持つフタロシアニン系色素であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。
【選択図】なし
【解決手段】少なくとも樹脂と着色剤からなる静電潜像現像用トナーであって、該着色剤は、特定構造を持つフタロシアニン系色素であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真方式の画像形成方法に使用される静電潜像現像用トナーに関するものである。
カラー電子写真方式の画像形成方法は、オフィス用カラー複合機、レーザープリンターから普及してきたが、近年はカラープロダクションプリンティングの市場が拡大している。後者のカラープロダクションプリント領域では、中小を含めた印刷業者により、プリント物がそのまま商品として販売されていて、前者のオフィス用途と一線が引かれることが多い。商品写真などの色調が商品の売れ行きに直結するため、色再現など画質に対する要求は当然厳しい。
この印刷分野で標準色として採用されたのがJAPAN COLOR色再現印刷2001であり、これによって、印刷業者間のコミュニケーションが改善された。電子写真画像形成方法もJAPAN COLOR2001の再現が第一目標となり、近年主要電子写真画像形成装置メーカー各社はこの色再現範囲をカバーできるようになった。
しかしながら、高スペックデジタルカメラやディスプレー技術などデジタル画像入力機器気の発達によって、ディスプレー上の編集画像は、相対的に狭いJAPAN COLOR色再現との間には乖離が生じ、ユーザーからさらなる色再現領域の拡大が求められるようになった。
すなわち、透過光によるディスプレー規格であるS−RGBの色域・色再現を達成が求められ、その達成には新規な着色剤が必要と考えられている。S−RGBは、IEC(国際電気標準会議)が1998年10月に策定した、色空間の国際標準規格。パソコンの機種の違いや、ディスプレーやプリンタなど機器の違いによらず、意図したとおりの色を再現するための表現形式である。とりわけ、グリーン、ブルー領域の二次色の彩度拡大が必要であり、その達成手段が求められている。
シアン着色剤においては、銅フタロシアニン化合物が一般的であるが、銅フタロシアニン化合物は明度が低く、透明性にも欠ける。この問題を解決するために、特許文献1記載のシアン染料が提案されているが、耐熱性に問題があり、定着温度が上昇した場合に青みが強くなるなど、色調が変化する問題があった。
特開平11−212303号公報
本発明の目的は、明度が高く、色調が良好で、定着温度が変っても色調の変化がないシアンの静電潜像現像用トナー(以下、単にトナーということもある)と画像形成方法を提供することである。
本発明の目的は、下記化学構造を有する着色剤を用いることにより達成される。
(1)
少なくとも樹脂と着色剤からなる静電潜像現像用トナーであって、該着色剤は下記一般式(I)で表される化合物であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。
少なくとも樹脂と着色剤からなる静電潜像現像用トナーであって、該着色剤は下記一般式(I)で表される化合物であることを特徴とする静電潜像現像用トナー。
(式中、M1は、ケイ素原子、ゲルマニウム原子、スズ原子のいずれかの金属原子を表す。また、Zは各々独立に塩素原子、ヒドロキシ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6ないし8のアリールオキシ基、を示す。A1、A2、A3及びA4は、下記に示す原子団を表す。)
(2)
前記M1が、ケイ素原子であることを特徴とする(1)記載の静電潜像現像用トナー。
前記M1が、ケイ素原子であることを特徴とする(1)記載の静電潜像現像用トナー。
(3)
前記Zは各々独立に塩素基、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルコキシ基のいずれかであることを特徴とする(1)又は(2)記載の静電潜像現像用トナー。
前記Zは各々独立に塩素基、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルコキシ基のいずれかであることを特徴とする(1)又は(2)記載の静電潜像現像用トナー。
(4)
(1)〜(3)のいずれか1項記載の静電潜像現像用トナーを用いて画像形成することを特徴とする画像形成方法。
(1)〜(3)のいずれか1項記載の静電潜像現像用トナーを用いて画像形成することを特徴とする画像形成方法。
本発明により、明度が高く、色調が良好で、定着温度が変っても色調の変化がないシアンの静電潜像現像用トナーと画像形成方法を提供することができる。
本発明についてさらに説明する。
〔本発明の着色剤〕
本発明に係わる着色剤はフタロシアニン系着色剤であり、ライトブルーで明度に優れ、ライトブルーの彩度を高めた、良好な色調のプリント物を提供できるようになった。また、ウォームアップ直後あるいは、小サイズ転写シートの連続プリント後などに、定着部材の温度が、過剰に上昇しても、シアン色が変動しない、良好な色調のプリント物が安定して作成できる。
本発明に係わる着色剤はフタロシアニン系着色剤であり、ライトブルーで明度に優れ、ライトブルーの彩度を高めた、良好な色調のプリント物を提供できるようになった。また、ウォームアップ直後あるいは、小サイズ転写シートの連続プリント後などに、定着部材の温度が、過剰に上昇しても、シアン色が変動しない、良好な色調のプリント物が安定して作成できる。
上述の明度、色調特性、および耐熱性が良好な理由は、本発明の中心金属とフタロシアニン環の共有結合性が比較的強く、吸収スペクトルがシャープになること、さらに置換基が本発明の範囲であることによって、酢酸エチルなどの溶剤に不要となることから、結晶が安定であるため酸化、もしくは紫外線による変色が発生しないためと推察される。
一般式(I)記載の化学構造式において、中心金属M1は、ケイ素原子、ゲルマニウム原子、スズ原子のいずれかの金属原子であり、ケイ素原子であることが特に好ましい。又、好ましい色調の青色を得るためにA1、A2、A3及びA4の原子団としてa−1からa−13のいずれかが選ばれる。
中心金属M1に結合する置換基Zは、各々独立に塩素基、ヒドロキシ基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数6ないし8のアリールオキシ基を示すが、耐熱性の観点から、塩素基、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルコキシ基が特に好ましい。
代表的な化合物例を下記に示す。
一般式(I)で表される着色剤の全トナー質量に対する含有率は、2〜10質量%が好ましく、さらに好ましくは、4〜8質量%である。
トナー粒子中での着色剤粒子径は、24nm〜1600nmが好ましく、さらに好ましくは60nm〜700nmである。ここでいう、着色剤粒子径は、ウルトラミクロトームにて厚さ100nmの切片を作製した後、透過型電子顕微鏡観察にて着色剤粒子200個のフェレ水平径を計測し、その算術平均値をもってあらわしたものである。
次に、上記一般式(I)で表される化合物は、たとえば、以下の文献に開示された公知の方法により作製することが可能である。一般式(I)で表されるテトラアザポルフィン系化合物(フタロシアニン化合物)の製造方法は、たとえば、以下の特許明細書に記載された内容を参照することができる。即ち、米国特許第5428152号、同第4927735号、同第5021563号、同第5219706号、同第5034309号、同5284943号、同5075203号、同5484685号、同5039600号、同5438135号、同5665875号等である。
〔本発明のトナー〕
トナーの製造方法としては、乾式の粉砕法、湿式では懸濁重合法、乳化会合法、溶解懸濁法などが挙げられるが、トナーの透明性、具体的にはトナー粒子中での着色剤粒子径を制御する観点から、粉砕法、乳化会合法が好ましい。
トナーの製造方法としては、乾式の粉砕法、湿式では懸濁重合法、乳化会合法、溶解懸濁法などが挙げられるが、トナーの透明性、具体的にはトナー粒子中での着色剤粒子径を制御する観点から、粉砕法、乳化会合法が好ましい。
次に、本発明に係るトナーの粒径等について説明する。
本発明に係るトナーは、体積基準におけるメディアン径(D50V)を3μmm以上8μm以下とすることが好ましい。
本発明に係るトナーでは、体積基準におけるメディアン径を上記範囲にすることにより、微小なドット画像をより忠実に形成することができる様になる。
なお、トナーの体積基準メディアン径(D50V径)は、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用のコンピュータシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。
測定手順としては、トナー0.02gを、界面活性剤溶液20ml(トナーの分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行いトナー分散液を作製する。このトナー分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度5〜10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを2500個に設定して測定する。なお、マルチサイザー3のアパチャー径は50μmのものを使用する。
本発明に係るトナーは、その体積基準の粒度分布における変動係数(CV値)が2%以上21%以下のものが好ましく、5%以上15%以下のものがより好ましい。
体積基準の粒度分布における変動係数(CV値)は、トナー粒子の粒度分布における分散度を体積基準で表したもので、以下の式によって定義される。
CV値(%)=(体積基準の粒度分布における標準偏差)/(体積基準の粒度分布におけるメディアン径(D50V))×100
このCV値の値が小さい程、粒度分布がシャープであることを示し、それだけトナー粒子の大きさがそろっていることを意味する。すなわち、大きさとトナー粒子の電荷は原則比例するので、現像工程、転写工程において、それぞれ現像効率、転写効率が向上する。一方で、トナー粒子の大きさ、電荷がそろいすぎると、互いの電荷により反発力が作用するので、デジタル画像形成で求められる微細なドット画像や細線でトナーのチリが発生し、エッジが不明瞭になるため上記のCV値範囲に制御することが好ましい。
このCV値の値が小さい程、粒度分布がシャープであることを示し、それだけトナー粒子の大きさがそろっていることを意味する。すなわち、大きさとトナー粒子の電荷は原則比例するので、現像工程、転写工程において、それぞれ現像効率、転写効率が向上する。一方で、トナー粒子の大きさ、電荷がそろいすぎると、互いの電荷により反発力が作用するので、デジタル画像形成で求められる微細なドット画像や細線でトナーのチリが発生し、エッジが不明瞭になるため上記のCV値範囲に制御することが好ましい。
軟化点、ガラス転移点、分子量の好ましい範囲
軟化点は、75℃〜112℃、好ましくは80℃〜105℃さらに好ましくは85℃〜98℃である。分子量分布で制御することが可能であり、GPCのトップピークは10000〜12000程度とし、かつガラス転移点は10℃〜44℃、好ましくは、25℃〜38℃である。ガラス転移点の制御は、スチレン・アクリル系トナーの場合、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートなどのモノマー比で制御することができる。ポリエステルトナーのビスフェノールAに付加するエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの付加数を3以上にする。脂肪族アルキレンジオールの炭素数を4から18に制御することにより、ガラス転移点を制御することができる。
軟化点は、75℃〜112℃、好ましくは80℃〜105℃さらに好ましくは85℃〜98℃である。分子量分布で制御することが可能であり、GPCのトップピークは10000〜12000程度とし、かつガラス転移点は10℃〜44℃、好ましくは、25℃〜38℃である。ガラス転移点の制御は、スチレン・アクリル系トナーの場合、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートなどのモノマー比で制御することができる。ポリエステルトナーのビスフェノールAに付加するエチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの付加数を3以上にする。脂肪族アルキレンジオールの炭素数を4から18に制御することにより、ガラス転移点を制御することができる。
本発明に係るトナーに使用される着色剤は、熱の影響を受けてもスペクトルが変化することのない安定した性質を有するものであるが、軟化点を前記範囲とすることで定着時に必要な熱エネルギーをより低減させることができる。
なお、トナーの軟化点は、たとえば、以下の方法を単独で、あるいは、組み合わせることにより制御が可能である。すなわち、
(1)樹脂形成に用いる単量体の種類や組成比を調節する
(2)連鎖移動剤の種類や添加量により樹脂の分子量を調節する
(3)ワックス等の種類や添加量を調節する
また、トナーの軟化点の測定方法は、具体的には「フローテスターCFT−500(島津製作所社製)」を用い、高さ10mmの円柱形状に成形し、昇温速度6℃/分で加熱しながらプランジャーより1.96×106Paの圧力を加え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出すようにし、これにより当該フローテスターのプランジャー降下量−温度間の曲線(軟化流動曲線)を描き、最初に流出する温度を溶融開始温度、降下量5mmに対する温度を軟化点とする。
(1)樹脂形成に用いる単量体の種類や組成比を調節する
(2)連鎖移動剤の種類や添加量により樹脂の分子量を調節する
(3)ワックス等の種類や添加量を調節する
また、トナーの軟化点の測定方法は、具体的には「フローテスターCFT−500(島津製作所社製)」を用い、高さ10mmの円柱形状に成形し、昇温速度6℃/分で加熱しながらプランジャーより1.96×106Paの圧力を加え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出すようにし、これにより当該フローテスターのプランジャー降下量−温度間の曲線(軟化流動曲線)を描き、最初に流出する温度を溶融開始温度、降下量5mmに対する温度を軟化点とする。
〔トナーの製造方法〕
次に、本発明に係るトナーの製造方法について説明する。
次に、本発明に係るトナーの製造方法について説明する。
本発明に係るトナーは、少なくとも樹脂と着色剤を含有してなる粒子(以下、着色粒子ともいう)より構成されるものである。本発明に係るトナーを構成する着色粒子は、特に限定されるものではなく、従来のトナー製造方法により作製することが可能である。すなわち、混練、粉砕、分級工程を経てトナーを作製するいわゆる粉砕法によるトナー製造方法や、重合性単量体を重合させ、同時に、形状や大きさを制御しながら粒子形成を行ういわゆる重合トナーの製造方法(たとえば、乳化会合法、懸濁重合法、ポリエステル伸長法等)を適用することにより作製可能である。前記の製造方法では、トナーの耐熱保存性と低温定着性を両立するカプセル構造を設計しやすいため、乳化会合法が好ましい。
なお、粉砕法により本発明に係るトナーを製造する場合、混練物の温度を130℃以下に維持した状態で作製を行うことが好ましい。これは、混練物に加える温度が130℃を超えると、混練物に加えられた熱の作用で混練物中における着色剤の凝集状態に変動を来し均一な凝集状態を維持できなくなるおそれがあるためである。仮に、凝集状態にバラツキが発生すると、作製されたトナーの色調にバラツキが生じることになり、色濁りの原因となることが懸念される。
次に、本発明に係るトナーを構成する樹脂やワックス等について、具体例を挙げて説明する。
先ず、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂は、特に限定されるものではないが、下記に記載されるビニル系単量体と呼ばれる重合性単量体を重合して形成される重合体がその代表的なものである。また、本発明で使用可能な樹脂を構成する重合体は、少なくとも1種の重合性単量体を重合して得られる重合体を構成成分とするものであり、これらビニル系単量体を単独あるいは複数種類組み合わせて作製した重合体である。
以下に、ビニル系の重合性単量体の具体例を示す。
(1)スチレンあるいはスチレン誘導体
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン等
(2)メタクリル酸エステル誘導体
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−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸T−ブチル、メタクリル酸N−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等
(3)アクリル酸エステル誘導体
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸N−ブチル、アクリル酸T−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸N−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等
(4)オレフィン類
エチレン、プロピレン、イソブチレン等
(5)ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等
(6)ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等
(7)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、ビニルヘキシルケトン等
(8)N−ビニル化合物類
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等
(9)その他
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体等
また、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂を構成するビニル系の重合性単量体には、以下に示すイオン性解離基を有するものも使用可能である。たとえば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の官能基を単量体の側鎖に有するものが挙げられ、具体的には、以下のものが挙げられる。
(1)スチレンあるいはスチレン誘導体
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン等
(2)メタクリル酸エステル誘導体
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−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸T−ブチル、メタクリル酸N−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等
(3)アクリル酸エステル誘導体
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸N−ブチル、アクリル酸T−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸N−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等
(4)オレフィン類
エチレン、プロピレン、イソブチレン等
(5)ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等
(6)ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等
(7)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、ビニルヘキシルケトン等
(8)N−ビニル化合物類
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドン等
(9)その他
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体等
また、本発明に係るトナーに使用可能な樹脂を構成するビニル系の重合性単量体には、以下に示すイオン性解離基を有するものも使用可能である。たとえば、カルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の官能基を単量体の側鎖に有するものが挙げられ、具体的には、以下のものが挙げられる。
先ず、カルボキシル基を有するものとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル等が挙げられる。また、スルフォン酸基を有するものとしては、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸等が挙げられ、リン酸基を有するものとしてはアシドホスホオキシエチルメタクリレート等が挙げられる。
また、以下に示す多官能性ビニル類を使用することにより、架橋構造の樹脂を作製することも可能である。以下に、多官能性ビニル類の具体例を示す。
ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等である。
次に、本発明に係るトナーに使用可能なワックスとしては、以下に示す様な公知のものが挙げられる。
(1)ポリオレフィン系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等
(2)長鎖炭化水素系ワックス
パラフィンワックス、サゾールワックス等
(3)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等
(4)エステル系ワックス
カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等
(5)アミド系ワックス
エチレンビスステアリルアミド、ステアリン酸ステアリルアミド等
ワックスの融点は、通常40〜125℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点を上記範囲内にすることにより、トナーの耐熱保存性が確保されるとともに、低温で定着を行う場合でもコールドオフセットなどを起こさずに安定したトナー画像形成が行える。また、トナー中のワックス含有量は、1質量%〜30質量%が好ましく、さらに好ましくは5質量%〜20質量%である。
(1)ポリオレフィン系ワックス
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等
(2)長鎖炭化水素系ワックス
パラフィンワックス、サゾールワックス等
(3)ジアルキルケトン系ワックス
ジステアリルケトン等
(4)エステル系ワックス
カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等
(5)アミド系ワックス
エチレンビスステアリルアミド、ステアリン酸ステアリルアミド等
ワックスの融点は、通常40〜125℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点を上記範囲内にすることにより、トナーの耐熱保存性が確保されるとともに、低温で定着を行う場合でもコールドオフセットなどを起こさずに安定したトナー画像形成が行える。また、トナー中のワックス含有量は、1質量%〜30質量%が好ましく、さらに好ましくは5質量%〜20質量%である。
次に、本発明に係るトナーは、その製造工程で外部添加剤(=外添剤)として数平均一次粒径が4〜800nmの無機微粒子や有機微粒子等の粒子を添加して、トナー作製されることが可能である。
〔外添剤及び滑剤〕
外添剤の添加により、トナーの流動性や帯電性が改良され、また、クリーニング性の向上等が実現される。外添剤の種類は特に限定されるものではなく、たとえば、以下に挙げる無機微粒子や有機微粒子、及び、滑剤が挙げられる。
外添剤の添加により、トナーの流動性や帯電性が改良され、また、クリーニング性の向上等が実現される。外添剤の種類は特に限定されるものではなく、たとえば、以下に挙げる無機微粒子や有機微粒子、及び、滑剤が挙げられる。
無機微粒子としては、従来公知のものを使用することが可能で、たとえば、シリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム微粒子等が好ましいものとして挙げられる。また、必要に応じてこれらの無機微粒子を疎水化処理したものも使用可能である。
シリカ微粒子の具体例としては、たとえば、日本アエロジル社製の市販品R−805、R−976、R−974、R−972、R−812、R−809、ヘキスト社製のHVK−2150、H−200、キャボット社製の市販品TS−720、TS−530、TS−610、H−5、MS−5等が挙げられる。
チタニア微粒子としては、たとえば、日本アエロジル社製の市販品T−805、T−604、テイカ社製の市販品MT−100S、MT−100B、MT−500BS、MT−600、MT−600SS、JA−1、富士チタン社製の市販品TA−300SI、TA−500、TAF−130、TAF−510、TAF−510T、出光興産社製の市販品IT−S、IT−OA、IT−OB、IT−OC等が挙げられる。
アルミナ微粒子としては、たとえば、日本アエロジル社製の市販品RFY−C、C−604、石原産業社製の市販品TTO−55等が挙げられる。
また、有機微粒子としては数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。具体的には、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体を使用することができる。
また、クリーニング性や転写性をさらに向上させるために滑剤を使用することも可能であり、たとえば、以下の様な高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。すなわち、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩が挙げられる。
これら外添剤や滑剤の添加量は、トナー全体に対して0.1〜10.0質量%が好ましい。また、外添剤や滑剤の添加方法としては、タービュラーミキサ、ヘンシェルミキサ、ナウターミキサ、V型混合機などの種々の公知の混合装置を使用して添加する方法が挙げられる。
〔本発明に係わる現像剤〕
本発明に係るトナーは、キャリアとトナーより構成される二成分現像剤として、また、トナーのみから構成される非磁性一成分現像剤として使用することが可能である。
本発明に係るトナーは、キャリアとトナーより構成される二成分現像剤として、また、トナーのみから構成される非磁性一成分現像剤として使用することが可能である。
本発明に係るトナーを二成分現像剤として使用する場合、たとえば、後述するタンデム方式の画像形成装置を用いて、高速でのフルカラープリント作成が可能である。また、トナーを構成する樹脂やワックスを選択することにより、定着時の紙温度が100℃程度のいわゆる低温定着対応のフルカラープリントの作製も可能である。
また、二成分現像剤として使用する際に用いられる磁性粒子であるキャリアは、たとえば、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を使用することが可能である。これらの中ではフェライト粒子が好ましい。キャリアの体積平均粒径は15〜100μmのものが好ましく、25〜80μmのものがより好ましい。
また、キャリアを使用せずに画像形成を行う非磁性一成分現像剤として使用する場合、画像形成時にトナーは帯電部材や現像ローラ面に摺擦、押圧して帯電が行われる。非磁性一成分現像方式による画像形成は、現像装置の構造を簡略化できるので、画像形成装置全体をコンパクト化できるメリットがある。したがって、本発明に係るトナーを非磁性一成分現像剤として使用することにより、コンパクトなカラープリンタを過酷な高温高湿環境下や低温低湿環境下に設けてもプリント作製を安定して行うことができる。たとえば、温湿度の面で画像形成環境が厳しいとされる印刷工場の限られたスペースの中で良好なプリント作製が行える。
〔画像形成方法〕
次に、本発明に係るトナーを用いた画像形成方法について説明する。最初に、本発明に係るトナーを二成分系現像剤として用いる場合の画像形成方法について説明する。
次に、本発明に係るトナーを用いた画像形成方法について説明する。最初に、本発明に係るトナーを二成分系現像剤として用いる場合の画像形成方法について説明する。
図1は、本発明に係るトナーを二成分系現像剤とした時に使用可能な画像形成装置の一例を示す概略図である。
図1において、1Y、1M、1C、1Kは感光体、4Y、4M、4C、4Kは現像装置、5Y、5M、5C、5Kは1次転写手段としての1次転写ロール、5Aは2次転写手段としての2次転写ロール、6Y、6M、6C、6Kはクリーニング装置、7は中間転写体ユニット、24は熱ロール式定着装置、70は中間転写体を示す。
この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、転写部としての無端ベルト状中間転写体ユニット7と、記録部材Pを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段21及び定着手段としての熱ロール式定着装置24とを有する。画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。
各感光体に形成される各色のトナー像の1つとして、イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1Y、該感光体1Yの周囲に配置された帯電手段2Y、露光手段3Y、現像手段4Y、1次転写手段としての1次転写ロール5Y、クリーニング手段6Yを有する。また、別の異なる色のトナー像の1つとして、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1M、該感光体1Mの周囲に配置された帯電手段2M、露光手段3M、現像手段4M、1次転写手段としての1次転写ロール5M、クリーニング手段6Mを有する。また、更に別の異なる色のトナー像の1つとして、シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1C、該感光体1Cの周囲に配置された帯電手段2C、露光手段3C、現像手段4C、1次転写手段としての1次転写ロール5C、クリーニング手段6Cを有する。また、更に他の異なる色のトナー像の1つとして、黒色画像を形成する画像形成部10Kは、第1の感光体としてのドラム状の感光体1K、該感光体1Kの周囲に配置された帯電手段2K、露光手段3K、現像手段4K、1次転写手段としての1次転写ロール5K、クリーニング手段6Kを有する。
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のロールにより巻回され、回動可能に支持された中間転写エンドレスベルト状の第2の像担持体としての無端ベルト状の中間転写体70を有する。
画像形成部10Y、10M、10C、10Kより形成された各色の画像は、1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kにより、回動する無端ベルト状中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された転写材として用紙等の記録部材Pは、給紙搬送手段21により給紙され、複数の中間ロール22A、22B、22C、22D、レジストロール23を経て、2次転写手段としての2次転写ロール5Aに搬送され、記録部材P上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された記録部材Pは、熱ロール式定着装置24により定着処理され、排紙ロール25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
一方、2次転写ロール5Aにより記録部材Pにカラー画像を転写した後、記録材Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体70は、クリーニング手段6Aにより残留トナーが除去される。
画像形成処理中、1次転写ロール5Kは常時、感光体1Kに圧接している。他の1次転写ロール5Y、5M、5Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体1Y、1M、1Cに圧接する。
2次転写ロール5Aは、ここを記録部材Pが通過して2次転写が行われるときにのみ、無端ベルト状中間転写体70に圧接する。
また、装置本体Aから筐体8を支持レール82L、82Rを介して引き出し可能にしてある。
筐体8は、画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とを有する。
画像形成部10Y、10M、10C、10Kは、垂直方向に縦列配置されている。感光体1Y、1M、1C、1Kの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット7が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット7は、ロール71、72、73、74、76を巻回して回動可能な無端ベルト状の中間転写体70、1次転写ロール5Y、5M、5C、5K及びクリーニング手段6Aとからなる。
筐体8の引き出し操作により、画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、無端ベルト状中間転写体ユニット7とは、一体となって、本体Aから引き出される。
このように感光体1Y、1M、1C、1K上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状の中間転写体70上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録材Pに転写し、定着装置24で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を記録材Pに転移させた後の感光体1Y、1M、1C、1Kは、クリーニング装置6Aで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
次に、本発明に係るトナーを非磁性一成分系現像剤として用いた場合の画像形成方法について説明する。図2は、非磁性一成分系現像剤を使用するフルカラー画像形成装置の一例である。図2の画像形成装置は、回転駆動される静電潜像担持体(以下、感光体ドラムともいう)1の周囲に、感光体ドラム1表面を所定電位に均一帯電させる帯電ブラシ2、感光体ドラム1上の残留トナーを除去するクリーナ6が設けられている。
レーザ走査光学系3は、帯電ブラシ2により均一帯電された感光体ドラム1上を走査露光し、感光体ドラム1上に静電潜像を形成する。レーザ走査光学系3は、レーザダイオード、ポリゴンミラー、FΘ光学素子を内蔵し、その制御部にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送される。そして、上記各色毎の印字データに基づいて、レーザビームが順次出力され、感光体ドラム1上を走査露光して、各色毎の静電潜像を形成する。
現像装置4を収納する現像装置ユニット40は、静電潜像が形成された感光体ドラム1に各色トナーを供給して現像を行う。現像装置ユニット40には、支軸33の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性1成分トナーをそれぞれ収納した4つの現像装置4Y、4M、4C、4Bkが装着され、支軸33を中心に回転して、各現像装置4が感光体ドラム1と対向する位置に導かれる。
現像装置ユニット40は、レーザ走査光学系3により感光体ドラム1上に各色の静電潜像が形成される毎に、支軸33を中心に回転し、対応する色のトナーを収容した現像装置4を感光体ドラム1に対向する位置に導く。そして、各現像装置4Y、4M、4C、4Bkより感光体ドラム1上に、帯電された各色トナーを順次供給して現像を行う。
図2の画像形成装置は、現像装置ユニット40より感光体ドラム1の回転方向下流側に無端状の中間転写体70が設けられ、感光体ドラム1と同期して回転駆動する。中間転写体70は、1次転写ローラ5により押圧された部位で感光体ドラム1と接触し、感光体ドラム1上に形成されたトナー画像を転写する。また、中間転写体70を支持する支持ローラ72と対向して、2次転写ローラ73が回転可能に設けられ、支持ローラ72と2次転写ローラ73との対向する部位で、中間転写体70上のトナー画像が記録紙等の記録材P上に押圧転写される。
なお、フルカラー現像装置ユニット40と中間転写体70との間には、中間転写体70上の残留トナーを除去するクリーナ8が中間転写体70に対して接離可能に設けられている。
記録部材Pを中間転写体70に導く給紙手段60は、記録材Pを収容する給紙トレイ61と、給紙トレイ61に収容した記録材Pを1枚ずつ給紙する給紙ローラ62、給紙した記録材Pを2次転写部位に送るタイミングローラ63より構成される。
トナー画像が押圧転写された記録部材Pは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段66により定着装置24に搬送され、定着装置24で転写されたトナー画像が記録材P上に定着される。定着後、記録材Pは垂直搬送路80を搬送され、装置本体100の上面に排出される。
図2の画像形成装置は、交換可能な現像装置4Y、4M、4C、4Bkを装填して画像形成を行うものである。図3に示す現像装置4は、現像ローラ等の部品が配置された内部に所定量のトナーも収納されているものである。トナーカートリッジの形態で供給される現像装置は、画像形成装置内の所定位置に装填後、収納されている現像剤を感光体ドラムに供給して現像を行い、所定枚数の画像形成を行って現像剤がなくなると、装置より取り外し、新しいトナーカートリッジを装填する。
本発明をその代表的な態様を示して更に説明する。しかし、本発明の実施態様はこれにより限定されるものではない。尚、文中「部」とは「質量部」を表す。
〔シアントナー1〜12、および比較用シアントナー13〜16の作製〕
1−1.シアントナー1(粉砕法によるトナー)の作製
下記トナー構成物をヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理した。
〔シアントナー1〜12、および比較用シアントナー13〜16の作製〕
1−1.シアントナー1(粉砕法によるトナー)の作製
下記トナー構成物をヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)に投入し、撹拌羽の周速を25m/秒に設定して5分間混合処理した。
ポリエステル樹脂 100質量部
(ビスフェノールA−エチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合物 重量平均分子量20,000)
着色剤I−1 4質量部
離型剤(ペンタエリスリトールテトラステアレート) 6質量部
荷電制御剤(ジベンジル酸ホウ素) 1質量部
混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粉砕処理し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行うことで、体積基準メディアン径が5.5μm、体積基準CV値23.8のトナー粒子を得た。
(ビスフェノールA−エチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合物 重量平均分子量20,000)
着色剤I−1 4質量部
離型剤(ペンタエリスリトールテトラステアレート) 6質量部
荷電制御剤(ジベンジル酸ホウ素) 1質量部
混合物を二軸押出混練機で混練し、次いで、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミル粉砕機(ターボ工業社製)で粉砕処理し、さらに、コアンダ効果を利用した気流分級機で微粉分級処理を行うことで、体積基準メディアン径が5.5μm、体積基準CV値23.8のトナー粒子を得た。
次に、上記着色粒子に下記外添剤を添加して、ヘンシェルミキサ(三井三池鉱業社製)にて外添処理を行った。このトナーを「シアントナー1」とする。
ヘキサメチルシラザン処理したシリカ(平均一次粒径12nm)
0.6質量部
N−オクチルシラン処理した二酸化チタン(平均一次粒径24nm)
0.8質量部
なお、ヘンシェルミキサによる外添処理は、撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35℃、処理時間15分の条件の下で行った。
1−2.シアントナー2〜12、および比較用シアントナー13〜16作製
(1)「シアン着色剤微粒子分散液2」の調製
N−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。この界面活性剤水溶液中に、表1に示す「I−2」6質量部を徐々に添加し、「クリアミックスWモーションCLM−0.8(エムテクニック社製)」を用いて分散処理を行って、「着色剤微粒子分散液2」を調製した。
0.6質量部
N−オクチルシラン処理した二酸化チタン(平均一次粒径24nm)
0.8質量部
なお、ヘンシェルミキサによる外添処理は、撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35℃、処理時間15分の条件の下で行った。
1−2.シアントナー2〜12、および比較用シアントナー13〜16作製
(1)「シアン着色剤微粒子分散液2」の調製
N−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。この界面活性剤水溶液中に、表1に示す「I−2」6質量部を徐々に添加し、「クリアミックスWモーションCLM−0.8(エムテクニック社製)」を用いて分散処理を行って、「着色剤微粒子分散液2」を調製した。
「シアン着色剤微粒子分散液2」中の「着色剤微粒子2」は、体積基準メディアン径が98nmであった。なお、体積基準メディアン径は、「MICROTRAC UPA−150(HONEYWELL社製)」を用い、下記測定条件下で測定したものである。
サンプル屈折率 1.59
サンプル比重 1.05(球状粒子換算)
溶媒屈折率 1.33
溶媒粘度 0.797Pa・s(30℃)
1.002Pa・s(20℃)
0点調整 測定セルにイオン交換水を投入し調製した。
(2)「シアン着色剤微粒子分散液3〜12および比較用シアン着色剤微粒子分散液13〜15」の調製
N−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。この界面活性剤水溶液中に、表1に示す「I−3〜I−12」6質量部を徐々に添加し、「クリアミックスWモーションCLM−0.8(エムテクニック社製)」を用いて分散処理を行って、「シアン着色剤微粒子分散液3〜12」を調製した。同様にして、表1に示す「比較用シアンI−13〜I−15」6質量部を徐々に添加し、「クリアミックスWモーションCLM−0.8(エムテクニック社製)」を用いて分散処理を行って、「比較用シアン着色剤微粒子分散液13〜15」を調製した。
(3)「比較用シアン着色剤微粒子分散液16」の調製
「I−2」6質量部をC.I.ピグメントブルー 15:3を6質量部とした以外は同様にして、「比較用シアン着色剤微粒子分散液16」を調製した。
1−3.コア形成用樹脂粒子の調製例1
1)第1段重合(核粒子の形成):
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に下記式(P)で表されるアニオン系界面活性剤4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
サンプル比重 1.05(球状粒子換算)
溶媒屈折率 1.33
溶媒粘度 0.797Pa・s(30℃)
1.002Pa・s(20℃)
0点調整 測定セルにイオン交換水を投入し調製した。
(2)「シアン着色剤微粒子分散液3〜12および比較用シアン着色剤微粒子分散液13〜15」の調製
N−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に投入し、溶解、撹拌して界面活性剤水溶液を調製した。この界面活性剤水溶液中に、表1に示す「I−3〜I−12」6質量部を徐々に添加し、「クリアミックスWモーションCLM−0.8(エムテクニック社製)」を用いて分散処理を行って、「シアン着色剤微粒子分散液3〜12」を調製した。同様にして、表1に示す「比較用シアンI−13〜I−15」6質量部を徐々に添加し、「クリアミックスWモーションCLM−0.8(エムテクニック社製)」を用いて分散処理を行って、「比較用シアン着色剤微粒子分散液13〜15」を調製した。
(3)「比較用シアン着色剤微粒子分散液16」の調製
「I−2」6質量部をC.I.ピグメントブルー 15:3を6質量部とした以外は同様にして、「比較用シアン着色剤微粒子分散液16」を調製した。
1−3.コア形成用樹脂粒子の調製例1
1)第1段重合(核粒子の形成):
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に下記式(P)で表されるアニオン系界面活性剤4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム;KPS)10質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、スチレン532質量部、N−ブチルアクリレート200質量部、メタクリル酸68質量部、N−オクチルメルカプタン16.4質量部からなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間にわたって加熱、撹拌することによって重合(第1段重合)を行い、核粒子の分散液である樹脂粒子〔A1〕を調製した。この樹脂粒子〔A1〕の体積基準のメディアン径は89nm、重量平均分子量(Mw)は16,500であった。
式(P):C10H21(OCH2CH2)2SO3Na
2)第2段重合(中間層の形成):
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン101.1質量部、N−ブチルアクリレート62.2質量部、メタクリル酸12.3質量部、N−オクチルメルカプタン1.75質量部からなる単量体混合液に、離型剤として、パラフィンワックス「HNP−57」(日本精蝋社製)93.8質量部を添加し、80℃に加温して溶解させて単量体溶液を調製した。
2)第2段重合(中間層の形成):
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン101.1質量部、N−ブチルアクリレート62.2質量部、メタクリル酸12.3質量部、N−オクチルメルカプタン1.75質量部からなる単量体混合液に、離型剤として、パラフィンワックス「HNP−57」(日本精蝋社製)93.8質量部を添加し、80℃に加温して溶解させて単量体溶液を調製した。
一方、上記式(P)で表されるアニオン系界面活性剤3質量部をイオン交換水1560質量部に溶解させた界面活性剤溶液を80℃に加熱し、この界面活性剤溶液に、上記の樹脂粒子〔A1〕を固形分換算で32.8質量部添加した後、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス」(エムテクニック社製)により、前記離型剤の単量体溶液を8時間混合分散させ、分散液(乳化液)を調製した。
次いで、この分散液に、重合開始剤(KPS)6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を80℃にて3時間にわたって加熱、撹拌することにより重合(第2段重合)を行い、ラテックス〔A2〕を調製した。この樹脂粒子〔A2〕の体積基準のメディアン径は102nm、質量平均分子量(Mw)は23,000であった。
3)第3段重合(外層の形成):
上記のようにして得られた樹脂粒子〔A2〕に、重合開始剤(KPS)5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に、スチレン293.8質量部、N−ブチルアクリレート154.1質量部、N−オクチルメルカプタン7.08質量部からなる単量体混合液を1時間かけて満下した。滴下終了後、2時間にわたって加熱、撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却し、多層構造を有する複合樹脂粒子よりなるコア形成用樹脂粒子〔A〕の分散液であるラテックス〔A3〕を得た。このコア形成用樹脂粒子〔A〕の重量平均分子量(Mw)は26,800であった。また、このコア形成用樹脂粒子〔A〕を構成する複合樹脂粒子の体積基準のメディアン径は125nmであった。また、このコア形成用樹脂粒子〔A〕のガラス転移点温度(Tg)は28.1℃であった。
1−4.シェル形成用樹脂粒子の調製例1
コア形成用樹脂粒子の調製例1において、第1段重合(核粒子の形成)に用いた単量体混合液を、スチレン624質量部、2−エチルヘキシルアクリレート120質量部、メタクリル酸56質量部、N−オクチルメルカプタン16.4質量部よりなるものに変更したことの他は同様にして、シェル形成用樹脂粒子〔F〕のラテックスを調製した。
3)第3段重合(外層の形成):
上記のようにして得られた樹脂粒子〔A2〕に、重合開始剤(KPS)5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、80℃の温度条件下に、スチレン293.8質量部、N−ブチルアクリレート154.1質量部、N−オクチルメルカプタン7.08質量部からなる単量体混合液を1時間かけて満下した。滴下終了後、2時間にわたって加熱、撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却し、多層構造を有する複合樹脂粒子よりなるコア形成用樹脂粒子〔A〕の分散液であるラテックス〔A3〕を得た。このコア形成用樹脂粒子〔A〕の重量平均分子量(Mw)は26,800であった。また、このコア形成用樹脂粒子〔A〕を構成する複合樹脂粒子の体積基準のメディアン径は125nmであった。また、このコア形成用樹脂粒子〔A〕のガラス転移点温度(Tg)は28.1℃であった。
1−4.シェル形成用樹脂粒子の調製例1
コア形成用樹脂粒子の調製例1において、第1段重合(核粒子の形成)に用いた単量体混合液を、スチレン624質量部、2−エチルヘキシルアクリレート120質量部、メタクリル酸56質量部、N−オクチルメルカプタン16.4質量部よりなるものに変更したことの他は同様にして、シェル形成用樹脂粒子〔F〕のラテックスを調製した。
このシェル形成用樹脂粒子〔F〕の重量平均分子量(Mw)は16,400であった。また、シェル形成用樹脂粒子〔F〕を構成する複合樹脂粒子の体積基準のメディアン径は95nmであった。また、このシェル形成用樹脂粒子〔F〕のガラス転移点温度(Tg)は62.6℃であった。
2.シアントナー2の作製例
1)コア粒子の形成:
上記のコア形成用樹脂粒子〔A〕のラテックス〔A3〕を固形分換算で420.7質量部と、イオン交換水900質量部と、シアン着色剤微粒子分散液2の200質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。
2.シアントナー2の作製例
1)コア粒子の形成:
上記のコア形成用樹脂粒子〔A〕のラテックス〔A3〕を固形分換算で420.7質量部と、イオン交換水900質量部と、シアン着色剤微粒子分散液2の200質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。
次いで、塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて65℃まで昇温した。その状態で「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメディアン径が5.5μmになった時点で、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を添加して粒径成長を停止させ、さらに、熟成処理として液温度70℃にて1時間にわたって加熱撹拌することにより融着を継続させ、コア粒子〔1〕を形成した。このコア粒子〔1〕の円形度を「FPIA2100」(システックス社製)にて測定したところ、その平均値は0.962であった。さらに、体積基準のメディアン径は5.5μmであった。シアントナー2の質量平均分子量(Mw)は16,500であった。
2)シェル層の形成:
次いで、65℃においてシェル形成用樹脂粒子〔F〕のラテックス96質量部を添加し、さらに塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、70℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたって撹拌を継続し、コア粒子〔1〕の表面に、シェル形成用樹脂粒子〔F〕を融着させた後、75℃で20分熟成処理を行い、シェル層を形成させた。
次いで、65℃においてシェル形成用樹脂粒子〔F〕のラテックス96質量部を添加し、さらに塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、70℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたって撹拌を継続し、コア粒子〔1〕の表面に、シェル形成用樹脂粒子〔F〕を融着させた後、75℃で20分熟成処理を行い、シェル層を形成させた。
ここで、塩化ナトリウム40.2質量部を加え、6℃/分の条件で30℃まで冷却し、生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥した。さらにシアントナー1と同様に、外添処理を行い、シアントナー2を作製した。シアントナー2の円形度を「FPIA2100」(システックス社製)にて測定したところ、その平均値は0.966、さらに体積基準のメヂィアン径は、5.7μm、体積基準CV値18.2であった。
〔シアントナーの作製例3〜12,比較用シアントナーの作製例13〜16〕
シアントナーの作製例2において、シアン着色剤微粒子分散液2をシアン着色剤微粒子分散液3に変更したことの他は同様に、表1の組み合わせでシアントナー3〜12および比較用シアントナー13〜16を作製した。
〔シアントナーの作製例3〜12,比較用シアントナーの作製例13〜16〕
シアントナーの作製例2において、シアン着色剤微粒子分散液2をシアン着色剤微粒子分散液3に変更したことの他は同様に、表1の組み合わせでシアントナー3〜12および比較用シアントナー13〜16を作製した。
尚、本発明外の比較用のフタロシアニン系着色剤の化学構造を下記に示す。
〔イエロートナーの作製〕
イエロー着色剤微粒子分散液の調製例1
N−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に撹拌、溶解し、C.I.PIGMENT YELLOW 65;17.5質量部およびC.I.PIGMENT YELLOW 83;7.5質量部をそれぞれ徐々に添加し、次いで、「クリアミックスWモーションCLM−0.8」(エムテクニック杜製)を用いて分散して体積基準のメディアン径が126nmであるイエロー着色剤微粒子〔1〕を含有する着色剤微粒子分散液〔1〕を得た。
イエロー着色剤微粒子分散液の調製例1
N−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に撹拌、溶解し、C.I.PIGMENT YELLOW 65;17.5質量部およびC.I.PIGMENT YELLOW 83;7.5質量部をそれぞれ徐々に添加し、次いで、「クリアミックスWモーションCLM−0.8」(エムテクニック杜製)を用いて分散して体積基準のメディアン径が126nmであるイエロー着色剤微粒子〔1〕を含有する着色剤微粒子分散液〔1〕を得た。
なお、体積基準のメディアン径は「MICROTRAC UPA 150」(HONEYWELL社製)により下記の測定条件で測定したものである。
[測定条件]
・サンプル屈折率:1.59
・サンプル比重:1.05(球状粒子換算)
・溶媒屈折率:1.33
・溶媒粘度:30℃にて0.797Pa・s、20℃にて1.002Pa・s
・測定セルにイオン交換水を入れ、ゼロ点調整を行った。
イエロートナー1の作製
シアントナーの作製例2において、シアン着色剤微粒子分散液2をイエロー着色剤微粒子分散液1に変更したことの他は同様にしてイエロートナー1を作製した。
〔マゼンタトナーの作製〕
マゼンタ着色剤微粒子分散液の調製例1
N−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に撹拌、溶解し、C.I.SOLVENT RED 49 ;9質量部をそれぞれ徐々に添加し、次いで、「クリアミックスWモーションCLM−0.8」(エムテクニック杜製)を用いて分散して体積基準のメディアン径が66nmである着色剤微粒子分散液1を得た。
[測定条件]
・サンプル屈折率:1.59
・サンプル比重:1.05(球状粒子換算)
・溶媒屈折率:1.33
・溶媒粘度:30℃にて0.797Pa・s、20℃にて1.002Pa・s
・測定セルにイオン交換水を入れ、ゼロ点調整を行った。
イエロートナー1の作製
シアントナーの作製例2において、シアン着色剤微粒子分散液2をイエロー着色剤微粒子分散液1に変更したことの他は同様にしてイエロートナー1を作製した。
〔マゼンタトナーの作製〕
マゼンタ着色剤微粒子分散液の調製例1
N−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に撹拌、溶解し、C.I.SOLVENT RED 49 ;9質量部をそれぞれ徐々に添加し、次いで、「クリアミックスWモーションCLM−0.8」(エムテクニック杜製)を用いて分散して体積基準のメディアン径が66nmである着色剤微粒子分散液1を得た。
なお、体積基準のメディアン径は「MICROTRAC UPA 150」(HONEYWELL社製)により測定したものである。
マゼンタトナー1の作製
シアントナーの作製例2において、シアン着色剤微粒子分散液〔2〕をマゼンタ着色剤微粒子分散液1に変更したことの他は同様にしてマゼンタトナー1を作製した。
〔評価条件〕
(現像剤の調製)
上記のシアントナー1〜12、比較用シアントナー13〜16、イエロートナー1、およびマゼンタトナー1の各々に、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径50μmのフェライトキャリアを、前記トナー濃度が6質量%になるよう混合し、二成分現像剤であるシアン現像剤1〜12、比較用シアン現像剤13〜16、イエロー現像剤1、およびマゼンタ現像剤1を調製した。
マゼンタトナー1の作製
シアントナーの作製例2において、シアン着色剤微粒子分散液〔2〕をマゼンタ着色剤微粒子分散液1に変更したことの他は同様にしてマゼンタトナー1を作製した。
〔評価条件〕
(現像剤の調製)
上記のシアントナー1〜12、比較用シアントナー13〜16、イエロートナー1、およびマゼンタトナー1の各々に、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径50μmのフェライトキャリアを、前記トナー濃度が6質量%になるよう混合し、二成分現像剤であるシアン現像剤1〜12、比較用シアン現像剤13〜16、イエロー現像剤1、およびマゼンタ現像剤1を調製した。
シアン現像剤1〜12及び比較用シアン現像剤13〜16と、イエロー現像剤1、マゼンタ現像剤1を各々組み合わせて、下記の評価実験を行った。
(実施例1〜13、比較例13〜16)
シアン現像剤1〜12及び比較用シアン現像剤13〜16と、イエロー現像剤1、マゼンタ現像剤1を各々組み合わせて、下記の評価実験を行った。
(実施例1〜13、比較例13〜16)
シアン現像剤1〜12及び比較用シアン現像剤13〜16と、イエロー現像剤1、マゼンタ現像剤1を各々組み合わせて、下記の評価実験を行った。
市販のフルカラー高速複合機Bizhub PRO C6500(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)、定着線速が310mm/min(約65枚/分)に設定された条件下でプリント画像形成動作を行い、下記(1)〜(3)の実機評価を行った。
転写紙は、PODグロスコート紙128g/m2(王子製紙社製)を用いた。
結果を表2に示す。
(評価項目)
(1)透明性
OHT画像の透明性について、下記方法にて評価を行った。評価は、日立製作所製「330型自記分光光度計」によりトナーが担持されていないOHTシートをレファレンスとして画像の可視分光透過率を測定し、450nmでの分光透過率を求め、OHT画像の透明性の尺度とした。数値が大きいほど、透明性に優れており、本発明では、80%以上であれば良好な透明性を持つと判断した。
(2)定着温度による色調の変化
定着温度設定を140〜220℃まで10℃刻みに変化させ、トナー付着量は0.4mg/cm2となるシアン像を形成した。マクベス社製カラーアイ7000を使用し、光源=ASTM−D65、観察視野=2°、SCEモードにて実施した。色味の変化は、140〜220℃まで10℃刻みに変化させた画像のB*の最大値と最小値の幅で評価した。この変動幅が大きいと色再現性が不安定で所望の色が得られず、カラーマッチングにズレを生じてしまう。実用的には変動幅が1.0未満、好ましくは0.5未満である必要がある。
(3)水色および青色系ロゴマークの色味評価
ライトブルー及びダークブルーの色再現性評価法としては、水色及び青色系ロゴマークをそれぞれ採用しているメーカー各50社のロゴマークを、各社ホームページより下記に詳細を記すコンピュータディスプレー上に表示し、それを転写紙「和紙コピー大王」(小津産業社製)にプリントし、無作為に抽出した10代〜70代のパネラー100人中、「ディスプレー上のその会社のロゴマーク色が、違和感なく転写紙上に再現されている」と評価した人の数によって以下の基準で評価した。
評価基準
優良:「再現されている」と評価した人が90人以上
良好:「再現されている」と評価した人が80人以上90人未満
実用可:「再現されている」と評価した人が60人以上80人未満
不良:「再現されている」と評価した人が60人未満
[コンピュータ]
・iMac(アップルコンピュータ株式会社)
・24インチワイドスクリーンLCD
・解像度1920×1200ピクセル
・2.16
・HZ INTEL CORE 2 DUO プロセッサ1
・4MB共有2次キャッシュ
・メモリ(2×512MB SO−DIMM)
・250GBシリアルATAハードドライブ2
・8X 二層式 SUPERDRIVE (DVD+R DL、DVD±RW、CD−RW)
・NVIDIA GEFORCE 7300 GT 128MB GDDR3メモリ
・AirMac ExtremeおよびBluetooth 2.0内蔵
・Apple Remote
(評価項目)
(1)透明性
OHT画像の透明性について、下記方法にて評価を行った。評価は、日立製作所製「330型自記分光光度計」によりトナーが担持されていないOHTシートをレファレンスとして画像の可視分光透過率を測定し、450nmでの分光透過率を求め、OHT画像の透明性の尺度とした。数値が大きいほど、透明性に優れており、本発明では、80%以上であれば良好な透明性を持つと判断した。
(2)定着温度による色調の変化
定着温度設定を140〜220℃まで10℃刻みに変化させ、トナー付着量は0.4mg/cm2となるシアン像を形成した。マクベス社製カラーアイ7000を使用し、光源=ASTM−D65、観察視野=2°、SCEモードにて実施した。色味の変化は、140〜220℃まで10℃刻みに変化させた画像のB*の最大値と最小値の幅で評価した。この変動幅が大きいと色再現性が不安定で所望の色が得られず、カラーマッチングにズレを生じてしまう。実用的には変動幅が1.0未満、好ましくは0.5未満である必要がある。
(3)水色および青色系ロゴマークの色味評価
ライトブルー及びダークブルーの色再現性評価法としては、水色及び青色系ロゴマークをそれぞれ採用しているメーカー各50社のロゴマークを、各社ホームページより下記に詳細を記すコンピュータディスプレー上に表示し、それを転写紙「和紙コピー大王」(小津産業社製)にプリントし、無作為に抽出した10代〜70代のパネラー100人中、「ディスプレー上のその会社のロゴマーク色が、違和感なく転写紙上に再現されている」と評価した人の数によって以下の基準で評価した。
評価基準
優良:「再現されている」と評価した人が90人以上
良好:「再現されている」と評価した人が80人以上90人未満
実用可:「再現されている」と評価した人が60人以上80人未満
不良:「再現されている」と評価した人が60人未満
[コンピュータ]
・iMac(アップルコンピュータ株式会社)
・24インチワイドスクリーンLCD
・解像度1920×1200ピクセル
・2.16
・HZ INTEL CORE 2 DUO プロセッサ1
・4MB共有2次キャッシュ
・メモリ(2×512MB SO−DIMM)
・250GBシリアルATAハードドライブ2
・8X 二層式 SUPERDRIVE (DVD+R DL、DVD±RW、CD−RW)
・NVIDIA GEFORCE 7300 GT 128MB GDDR3メモリ
・AirMac ExtremeおよびBluetooth 2.0内蔵
・Apple Remote
本発明内の実施例1〜12は何れの特性も良好であるが、本発明外の比較例13〜16は、少なくても何れかの特性に問題があることがわかる。
1 感光体(感光体ドラム)
4Y、4M、4C、4Bk(4K) 現像装置(トナーカートリッジ)
6、6Y、6M、6C、6K クリーニング装置
70 中間転写体
10Y、10M、10C、10K 画像形成部
24 定着装置
P 転写材(記録材)
4Y、4M、4C、4Bk(4K) 現像装置(トナーカートリッジ)
6、6Y、6M、6C、6K クリーニング装置
70 中間転写体
10Y、10M、10C、10K 画像形成部
24 定着装置
P 転写材(記録材)
Claims (4)
- 前記M1が、ケイ素原子であることを特徴とする請求項1記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記Zは各々独立に塩素基、ヒドロキシ基、炭素数1〜5のアルコキシ基のいずれかであることを特徴とする請求項1又は2記載の静電潜像現像用トナー。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の静電潜像現像用トナーを用いて画像形成することを特徴とする画像形成方法。
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2008
- 2008-10-21 JP JP2008270663A patent/JP2009139933A/ja active Pending
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