Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7767797B2 - 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
[go: Go Back, main page]

JP7767797B2 - 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

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

Info

Publication number
JP7767797B2
JP7767797B2 JP2021153563A JP2021153563A JP7767797B2 JP 7767797 B2 JP7767797 B2 JP 7767797B2 JP 2021153563 A JP2021153563 A JP 2021153563A JP 2021153563 A JP2021153563 A JP 2021153563A JP 7767797 B2 JP7767797 B2 JP 7767797B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner
image
titanium oxide
release agent
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021153563A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2023045266A (ja
Inventor
鉄兵 八和田
麻史 藤田
宏太郎 吉原
毅 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2021153563A priority Critical patent/JP7767797B2/ja
Priority to US17/665,577 priority patent/US12189335B2/en
Priority to CN202210279462.6A priority patent/CN115840340A/zh
Publication of JP2023045266A publication Critical patent/JP2023045266A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7767797B2 publication Critical patent/JP7767797B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/0822Arrangements for preparing, mixing, supplying or dispensing developer
    • G03G15/0865Arrangements for supplying new developer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0819Developers with toner particles characterised by the dimensions of the particles
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0825Developers with toner particles characterised by their structure; characterised by non-homogenuous distribution of components
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08775Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • G03G9/08782Waxes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09708Inorganic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • G03G9/09733Organic compounds

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

本開示は、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。
特許文献1には、結着樹脂及び少なくとも異なる2種以上の白色顔料を含有し、白色顔料の10~30重量%が、体積平均粒子径0.01~1μm、粒度分布1.1~1.3且つBET比表面積250~500m/gの多孔質酸化チタンであるトナーが開示されている。
特許文献2には、白色トナー粒子と、有機黄色顔料を含む黄色トナー粒子と、を含有し、全トナー粒子における黄色トナー粒子の含有率が0.01個数%以上3個数%以下である白色トナーが開示されている。
特許文献3には、結着樹脂と離型剤と白色顔料とを含むトナー粒子を有し、白色顔料の含有量がトナー粒子全体に対して30質量%以上であり、トナー粒子の体積平均粒径をdとした場合、トナー粒子表面からの距離が0.075d以下の部分に、離型剤がトナー粒子中の離型剤の全質量に対し50質量%以上90質量%以下存在し、トナー粒子中における離型剤ドメインの最大フェレ径の平均が0.05d以上0.15d以下である白色トナーが開示されている。
特開2012-128008号公報 特開2017-146497号公報 特開2018-018035号公報
本開示は、トナー粒子の平均長軸長Dtと離型剤ドメインの平均長軸長Dwと離型剤ドメイン中にある酸化チタンの平均長軸長Dpとが式(1)から外れる又は式(2)から外れる白色トナーに比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成する白色トナーを提供することを課題とする。ここで、式(1):2×Dp≦Dw≦10×Dp、式(2):0.1×Dt≦Dw≦0.5×Dtである。
前記課題を解決するための手段には、下記の態様が含まれる。
<1> 結着樹脂、離型剤及び酸化チタンを含有し且つ前記酸化チタンの少なくとも一部が離型剤ドメイン中にあるトナー粒子を含み、前記トナー粒子の断面観察において、前記トナー粒子の平均長軸長Dtと、前記離型剤ドメインの平均長軸長Dwと、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの平均長軸長Dpとが下記の式(1)及び式(2)を満たす、白色トナー。
式(1):2×Dp≦Dw≦10×Dp
式(2):0.1×Dt≦Dw≦0.5×Dt
<2> 前記トナー粒子の断面観察において、前記トナー粒子の平均長軸長Dtと、前記離型剤ドメインの平均長軸長Dwと、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの平均長軸長Dpとが下記の式(1-1)及び式(2-1)を満たす、<1>に記載の白色トナー。
式(1-1):2.5×Dp≦Dw≦8×Dp
式(2-1):0.125×Dt≦Dw≦0.4×Dt
<3> 前記トナー粒子の断面観察において、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの個数割合が前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタン全体の50個数%以上である、<1>又は<2>に記載の白色トナー。
<4> 前記トナー粒子の断面観察において、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの個数割合が前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタン全体の60個数%以上である、<1>~<3>のいずれか1項に記載の白色トナー。
<5> 前記トナー粒子に含まれる前記離型剤と前記酸化チタンとの質量比(離型剤/酸化チタン)が0.01以上0.3以下である、<1>~<4>のいずれか1項に記載の白色トナー。
<6> 前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタンの含有量が前記トナー粒子全体の30質量%以上70質量%以下である、<1>~<5>のいずれか1項に記載の白色トナー。
<7> 前記トナー粒子の断面観察において、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの平均長軸長Dpが100nm以上300nm以下である、<1>~<6>のいずれか1項に記載の白色トナー。
<8> 前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタンはBET比表面積が4m/g以上12m/g以下である、<1>~<7>のいずれか1項に記載の白色トナー。
<9> 前記離型剤がエステルワックスを含む、<1>~<8>のいずれか1項に記載の白色トナー。
<10> <1>~<9>いずれか1項に記載の白色トナーを含む静電荷像現像剤。
<11> <1>~<9>のいずれか1項に記載の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。
<12> <10>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。
<13> 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、
<10>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。
<14> 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、
<10>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>、<6>、<7>、<8>又は<9>に係る発明によれば、式(1)から外れる又は式(2)から外れる白色トナーに比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成する白色トナーが提供される。
<2>に係る発明によれば、式(1-1)から外れる又は式(2-1)から外れる白色トナーに比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成する白色トナーが提供される。
<3>又は<4>に係る発明によれば、離型剤ドメイン内にある酸化チタンの個数割合が50個数%未満である白色トナーに比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成する白色トナーが提供される。
<5>に係る発明によれば、トナー粒子に含まれる離型剤と酸化チタンとの質量比(離型剤/酸化チタン)が0.01未満である白色トナーに比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成する白色トナーが提供され、0.3超である白色トナーに比べて、白色度及び隠蔽性に優れる画像を形成する白色トナーが提供される。
<10>に係る発明によれば、式(1)から外れる又は式(2)から外れる白色トナーを適用した静電荷像現像剤に比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成する静電荷像現像剤が提供される。
<11>に係る発明によれば、式(1)から外れる又は式(2)から外れる白色トナーを適用したトナーカートリッジに比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成するトナーカートリッジが提供される。
<12>に係る発明によれば、式(1)から外れる又は式(2)から外れる白色トナーを適用したプロセスカートリッジに比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成するプロセスカートリッジが提供される。
<13>に係る発明によれば、式(1)から外れる又は式(2)から外れる白色トナーを適用した画像形成装置に比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成する画像形成装置が提供される。
<14>に係る発明によれば、式(1)から外れる又は式(2)から外れる白色トナーを適用した画像形成方法に比べて、チョーキング現象が発生しにくい画像を形成する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。 本実施形態に係る画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本開示において、「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタクリルのいずれをも含む表現であり、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートのいずれをも含む表現である。
本開示において、「静電荷像現像用トナー」を「トナー」ともいい、「静電荷像現像剤」を「現像剤」ともいい、「静電荷像現像用キャリア」を「キャリア」ともいう。
<白色トナー>
本実施形態に係る白色トナーは、結着樹脂、離型剤及び酸化チタンを含有するトナー粒子であって、酸化チタンの少なくとも一部が離型剤ドメイン中にあるトナー粒子を含む。
本実施形態に係る白色トナーは、トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の平均長軸長Dtと、離型剤ドメインの平均長軸長Dwと、離型剤ドメイン中にある酸化チタンの平均長軸長Dpとが下記の式(1)及び式(2)を満たす。
式(1):2×Dp≦Dw≦10×Dp
式(2):0.1×Dt≦Dw≦0.5×Dt
本実施形態に係る白色トナーによって形成された画像は、チョーキング現象が発生しにくい。その機序として、下記が推測される。
トナーの白色顔料として酸化チタンが普及している。白色画像の白色度及び隠蔽性を上げる手段として、トナー粒子に含まれる酸化チタン量を増量する手段がある。ただし、酸化チタンは光触媒活性を有するので、白色画像が光(特に紫外線)を長時間あびるとチョーキング現象(画像強度の低下、画像のひび割れ、画像の剥落、退色など)が発生する。トナー粒子に含まれる酸化チタン量が多いほどチョーキング現象は顕著である。
上記の事象に対して本発明者は、トナー粒子において酸化チタンの少なくとも一部を離型剤ドメイン中に内包させ、トナー粒子と離型剤ドメインと離型剤ドメイン中にある酸化チタンの各寸法について式(1)及び式(2)を特定することにより、白色画像の離型性、白色度及び隠蔽性を良化しつつ、チョーキング現象を抑制できることを見出した。
式(1)は、離型剤ドメインの平均長軸長Dwと、離型剤ドメイン中にある酸化チタンの平均長軸長Dpとについて、DwがDpの2倍以上10倍以下であることを特定する。
DwがDpの2倍以上であると、白色画像において酸化チタンが離型剤に被覆された形態で存在し得、酸化チタンと結着樹脂との接触が抑制され、酸化チタンの光触媒活性による結着樹脂の分解が抑制され、チョーキング現象が抑制されるものと推測される。DwがDpの2倍に満たないと、白色画像において離型剤による酸化チタンの被覆が不十分であり、チョーキング現象が発生しやすい。
一方で、DwがDpの10倍を超えると、白色画像の白色度及び隠蔽性が不足する。
上記の観点から、式(1)は下記の式(1-1)が好ましく、式(1-2)がより好ましい。
式(1-1):2.5×Dp≦Dw≦8×Dp
式(1-2):3×Dp≦Dw≦7×Dp
式(2)は、トナー粒子の平均長軸長Dtと、離型剤ドメインの平均長軸長Dwとについて、DwがDtの0.1倍以上0.5倍以下であること、すなわちDwがDtの1/10以上1/2以下であることを特定する。
DwがDtの1/10に満たないと、白色画像を記録媒体に定着する際において定着部材に対する白色画像の離型性に劣る。その結果、白色画像の表面が荒れ、チョーキング現象が発生しやすい。
一方、DwがDtの1/2を超えると、白色画像の強度が不足し、チョーキング現象が発生しやすい。
上記の観点から、式(2)は下記の式(2-1)が好ましく、式(2-2)がより好ましい。
式(2-1):0.125×Dt≦Dw≦0.4×Dt
式(2-2):0.15×Dt≦Dw≦0.35×Dt
本実施形態に係る白色トナーは、チョーキング現象がより発生しにくい画像を形成する観点から、トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の平均長軸長Dtと、離型剤ドメインの平均長軸長Dwと、離型剤ドメイン中にある酸化チタンの平均長軸長Dpとが、式(1-1)及び式(2-1)を満たすことが好ましく、式(1-2)及び式(2-2)を満たすことがより好ましい。
本実施形態に係る白色トナーは、チョーキング現象がより発生しにくい画像を形成する観点から、トナー粒子の断面観察において、離型剤ドメイン中にある酸化チタンの個数割合が、トナー粒子に含まれる酸化チタン全体に対し、50個数%以上であることが好ましく、60個数%以上であることがより好ましく、80個数%以上であることが更に好ましい。上記の個数割合(本開示において、酸化チタンの包摂割合という。)の上限値は、100個数%である。
本実施形態に係る白色トナーは、トナー粒子の断面観察において、離型剤ドメイン中にある酸化チタンの平均長軸長Dpが下記の範囲であることが好ましい。
Dpは、酸化チタンの凝集を抑制し、離型剤ドメインに包摂される酸化チタンの個数を増やす観点から、100nm以上が好ましく、150nm以上がより好ましく、180nm以上が更に好ましい。
Dpは、酸化チタンが離型剤ドメインに包摂されやすい観点から、300nm以下が好ましく、250nm以下がより好ましく、220nm以下が更に好ましい。
本実施形態に係る白色トナーは、トナー粒子の断面観察において、離型剤ドメインの平均長軸長Dwが下記の範囲であることが好ましい。
Dwは、酸化チタンを内包しやすい観点から、600nm以上が好ましく、800nm以上がより好ましく、1000nm以上が更に好ましい。
Dwは、白色画像の強度を確保する観点から、3000nm以下が好ましく、2500nm以下がより好ましく、2000nm以下が更に好ましい。
本実施形態に係る白色トナーは、トナー粒子の断面観察において、トナー粒子の平均長軸長Dtが下記の範囲であることが好ましい。
Dtは、トナー粒子造粒の容易さの観点から、3.5μm以上が好ましく、4.0μm以上がより好ましく、4.5μm以上が更に好ましい。
Dtは、精細な白色画像を形成する観点から、10μm以下が好ましく、9.0μm以下がより好ましく、8.0μm以下が更に好ましい。
以下、トナー粒子の断面観察の方法及び幾何学的諸量の測定方法を説明する。
トナー粒子(外添剤が付着していてもよい。)を、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂及び硬化剤を用いて包埋し、切削用試料を作製する。ダイヤモンドナイフを備えた切削機(例えば、LEICAウルトラミクロトーム、日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、-100℃下、切削用試料を切削し、観察用試料を作製する。観察用試料は、必要に応じて、四酸化ルテニウム雰囲気下のデシケーター内に放置し染色する。
観察用試料を、走査型透過電子顕微鏡(STEM)にて観察し、トナー粒子1個の断面が視野に入る倍率でSTEM画像を記録する。記録されたSTEM画像について、画像解析ソフト(例えば、WinROOF2015、三谷商事株式会社)を用いて、0.010μm/pixel条件で画像解析を行う。
トナー粒子の断面形状は、包埋用エポキシ樹脂とトナー粒子の結着樹脂との輝度差(コントラスト)により決定する。STEM画像においては、結着樹脂及び離型剤と酸化チタンとの輝度差(コントラスト)により酸化チタンは黒色に見えるので、トナー粒子の断面内の黒色の粒子が酸化チタンである。
STEM画像には様々な大きさのトナー粒子断面が含まれるところ、長軸長がトナー粒子の体積平均粒径の80%以上であるトナー粒子断面を選択し、その中から無作為に200個のトナー粒子断面を選択し、これを観察する。
長軸長が体積平均粒径の80%以上である断面を選択する理由は、長軸長が体積平均粒径の80%未満の断面はトナー粒子端部の断面であると予測され、トナー粒子端部の断面には、トナー粒子中のドメインの状態がよく反映されていないからである。
本開示において、長軸長とは、輪郭線上の2点を結ぶすべての直線のうち最も長い直線の長さである。
トナー粒子の平均長軸長Dtは、トナー粒子200個の長軸長の算術平均である。
離型剤ドメインの平均長軸長Dwは、トナー粒子200個に含まれる離型剤ドメインすべてを計測対象にしたときの(すなわち、離型剤ドメインは、内部に酸化チタンを有するか否かにかかわらず計測対象になる。)、それら離型剤ドメインの長軸長の算術平均である。
離型剤ドメイン中にある酸化チタンの平均長軸長Dpは、トナー粒子200個において、離型剤ドメインに包摂されている酸化チタン(すなわち、離型剤ドメイン中にあり且つ離型剤ドメインの輪郭に接していない酸化チタン)すべてを計測対象にしたときの、それら酸化チタンの長軸長の算術平均である。
酸化チタンの包摂割合は、トナー粒子200個に含まれる酸化チタンすべてを母集団とし、離型剤ドメインに包摂されている酸化チタン(すなわち、離型剤ドメイン中にあり且つ離型剤ドメインの輪郭に接していない酸化チタン)の個数%である。
本実施形態に係る白色トナーにおいてトナー粒子に含まれる離型剤と酸化チタンとの質量比(離型剤/酸化チタン)は、白色画像の離型性、白色度及び隠蔽性のバランスをとり且つチョーキング現象を抑制する観点から、0.01以上0.3以下が好ましく、0.015以上0.25以下がより好ましく、0.02以上0.2以下が更に好ましい。
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、結着樹脂と離型剤と酸化チタンとを含有し、必要に応じてその他の添加剤を含んで構成される。
-結着樹脂-
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(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂としては、例えば、公知の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂と共に、結晶性ポリエステル樹脂を併用してもよい。結晶性ポリエステル樹脂は、全結着樹脂に対して2質量%以上40質量%以下(好ましくは2質量%以上20質量%以下)の範囲で用いることがよい。
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。
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。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。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 K7121-1987「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。重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
・結晶性ポリエステル樹脂
結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重縮合体が挙げられる。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。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、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,14-エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。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。
結着樹脂の含有量は、トナー粒子全体に対して、40質量%以上70質量%以下が好ましく、50質量%以上65質量%以下がより好ましく、60質量%以上60質量%以下が更に好ましい。
-離型剤-
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステルワックス;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。
離型剤としては、酸化チタンとの親和性が高く酸化チタンを内包しやすい観点から、エステルワックスが好ましく、脂肪酸エステルワックスがより好ましい。
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。離型剤の融解温度は、示差走査熱量測定により得られたDSC曲線から、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」及び「融解ピーク温度」に従って求める。
離型剤の含有量は、トナー粒子全体に対して、0.3質量%以上20質量%以下が好ましく、0.5質量%以上15質量%以下がより好ましく、0.7質量%以上10質量%以下が更に好ましい。
-酸化チタン-
酸化チタン(TiO)は、トナーに白色を付与する顔料であり、粒子状の物質である。酸化チタンの結晶構造は、アナタース、ルチル、ブルッカイト、これらの混晶構造又は非晶質構造のいずれでもよい。
酸化チタンの製法としては、例えば、塩素法(気相法)、硫酸法(液相法)、チタンアルコキシドを用いたゾルゲル法、メタチタン酸を焼成する方法が挙げられる。
塩素法(気相法)の一例は、次の通りである。原料であるルチル鉱石をコークス及び塩素と反応させ、ガス状の四塩化チタンにした後、冷却して、液状の四塩化チタンを得る。次に、高温で、ガス状又は蒸気状の四塩化チタンを酸素ガスと反応させ、塩素ガスを分離することによって、酸化チタンを得る。
酸化チタンは、結着樹脂に対する分散性、白色画像の耐候性などの観点から、無機化合物及び有機化合物の少なくとも1種で表面処理された酸化チタンであることが好ましい。
酸化チタンの表面処理方法及び表面処理剤は、結着樹脂に対する分散性、白色画像の耐候性などの観点から、公知の方法及び処理剤から選択してよい。酸化チタンの表面処理方法は、湿式処理、乾式処理に大別される。
湿式処理は、酸化チタンを水系溶媒又は有機溶媒に分散したスラリーに、表面処理剤を加え、酸化チタン表面を被覆する処理方法である。
乾式処理は、流動する酸化チタンに表面処理剤の蒸気又はガスをあて、酸化チタン表面を被覆する処理方法である。
酸化チタンの表面処理剤としては、Alを含む金属酸化物、Siを含む金属酸化物、Zrを含む金属酸化物、脂肪酸、シリコーン等が挙げられる。
酸化チタンは、離型剤ドメインに包摂されやすい観点から、アルミナ(Al)で被覆された酸化チタンであることが好ましい。アルミナで被覆された酸化チタンは、アルミナと酸化チタンとの間に他の化学物質(例えば、シリカ、ジルコニア、脂肪酸、シリコーン)が配置されていてもよく、アルミナが最表面にあることが好ましい。本開示において「被覆」とは、対象物の表面の少なくとも一部に付着していることを指す。
酸化チタンの平均長軸長は、離型剤ドメインに包摂されやすい観点から、100nm以上300nm以下が好ましく、150nm以上250nm以下がより好ましく、180nm以上220nm以下が更に好ましい。
酸化チタンのBET比表面積は、離型剤への分散性を向上させる観点から、4m/g以上が好ましく、6m/g以上がより好ましい。
酸化チタンのBET比表面積は、白色度に優れる観点から、12m/g以下が好ましく、10m/g以下がより好ましい。
酸化チタンのBET比表面積は、下記の測定方法により求める。
白色トナーが外添剤を含む場合、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量%水溶液に白色トナーを投入し攪拌する。次いで、浴槽型の超音波分散器で超音波を印加し、外添剤をトナー粒子の表面から遊離させる。次いで、遠心分離によりトナー粒子を沈降させ、外添剤が遊離し分散している上澄み液を取り除く。超音波処理から上澄み液除去までの操作を3回繰り返す。次いで、トナー粒子をトルエンに懸濁させて結着樹脂及び離型剤を溶解させ、濾過して固液分離する。固体を水で充分に洗浄したあと乾燥させ、粉体を得る。この粉体をBET比表面積の測定用試料とする。
BET比表面積は、試料1gを精秤し、BET比表面積計(例えば、ベックマンコールター社製SA3100)にて窒素ガスを用いたBET多点法により測定した値である。
トナー粒子は、酸化チタン以外のその他の白色顔料を含有していてもよい。その他の白色顔料としては、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、アルミナ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、サチンホワイト、タルク、硫酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、ホワイトカーボン、カオリン、アルミノ珪酸塩、セリサイト、ベントナイト、スメクタイト等が挙げられる。これらの白色顔料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの白色顔料は、着色以外の用途(例えばトナーの帯電制御等の用途)でトナー粒子中に添加されていてもよい。
トナー粒子に含まれる酸化チタンの含有量は、トナー粒子に含まれる白色顔料の全量に対して、85質量%以上100質量%以下が好ましく、90質量%以上100質量%以下がより好ましく、95質量%以上100質量%以下が更に好ましい。
トナー粒子に含まれる酸化チタンの含有量は、白色度及び隠蔽性の観点から、トナー粒子全体に対して、30質量%以上70質量%以下が好ましく、40質量%以上70質量%以下がより好ましく、50質量%以上70質量%以下が更に好ましい。
-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、無機粉体等の公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。コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と離型剤と酸化チタンとを含む芯部と、結着樹脂を含む被覆層とで構成されていることがよい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)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。
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質量%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。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。
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、超音波処理を行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。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、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、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。
外添剤の外添量は、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。
[白色トナーの製造方法]
本実施形態に係る白色トナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子は、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。これらの製法に特に制限はなく、公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。
トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、離型剤ドメイン中に酸化チタンを包摂させる観点から、下記の製造方法が好ましい。
結着樹脂となる樹脂粒子が分散し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;
離型剤と酸化チタンとを含む粒子が分散した酸化チタン含有離型剤粒子分散液を準備する工程と;
樹脂粒子分散液と酸化チタン含有離型剤粒子分散液とを混合した混合分散液中で、混合した粒子を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と;
凝集粒子が分散した凝集粒子分散液を加熱し、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;を有する製造方法。
-樹脂粒子分散液準備工程-
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、転相乳化法によって分散媒に樹脂粒子を分散させてもよい。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、水系媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの転相を行い、樹脂を水系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以下が更に好ましい。樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ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は、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。
-酸化チタン含有離型剤粒子分散液を準備する工程-
まず、加熱しながら離型剤と酸化チタンとを混錬し、離型剤の中に酸化チタンを混ぜ込んだ混錬物を得る。混練物を冷却し固化させ、固化した混練物を粗粉砕機(例えば、ハンマーミル、カッターミル)で粗粉砕して粗粉砕物を得る。粗粉砕物を微粉砕機(例えば、ジェットミル)で微粉砕して微粉砕物を得る。
次に、微粉砕物と水系媒体と界面活性剤とを混合し、分散機(例えば、圧力吐出型ホモジナイザー、回転せん断型ホモジナイザー)で分散処理を行う。水系媒体及び界面活性剤はそれぞれ、樹脂粒子分散液について先述した水系媒体及び界面活性剤とそれぞれ同様である。
酸化チタン含有離型剤粒子分散液中に分散する粒子の体積平均粒径は、0.2μm以上1μm以下が好ましい。
酸化チタン含有離型剤粒子分散液に含まれる粒子の含有量は、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。
-凝集粒子形成工程-
次に、樹脂粒子分散液と酸化チタン含有離型剤粒子分散液とを混合する。そして、混合分散液中で、樹脂粒子と酸化チタン含有離型剤粒子分散液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、樹脂粒子と酸化チタン含有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pH2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に近い温度(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)に加熱し、混合分散液に分散し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℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2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、加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に含まれ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。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。
凝集剤と共に、該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;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;などが挙げられる。
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;イミノ二酸酢(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、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、凝集粒子が分散した凝集粒子分散液を、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)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。
凝集粒子が分散し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分散液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凝集粒子が分散した第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。
融合・合一工程終了後、分散液中のトナー粒子に、公知の洗浄工程、固液分離工程、及び乾燥工程を施して乾燥した状態のトナー粒子を得る。洗浄工程は、帯電性の観点から、イオン交換水による置換洗浄を充分に施すことがよい。固液分離工程は、生産性の観点から、吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。乾燥工程は、生産性の観点から、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、本実施形態に係る白色トナーを少なくとも含む。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係る白色トナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該白色トナーとキャリアとを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して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;などが挙げられる。磁性粉分散型キャリア又は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、この表面を樹脂で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;などが挙げられる。
被覆用の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。被覆用の樹脂及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等の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。
芯材の表面を樹脂で被覆するには、被覆用の樹脂、及び各種添加剤(必要に応じて使用する)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、使用する樹脂の種類や、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、次いで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;など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、本実施形態に係る白色トナーに加えて、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー及びブラックトナーから選ばれる少なくとも一つをさらに用いる画像形成装置であってもよい。
以下、本実施形態に係る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。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ユニット10Yから第5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(中間転写体クリーニング手段の一例)21が備えられている。
中間転写ベルト20は、例えば、基材層と、基材層の外周面に配置された表面層との積層体である。基材層は、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂と、導電剤とを含む。表面層は、例えば、上記樹脂の少なくとも1種と、フッ素樹脂と、導電剤とを含む。中間転写ベルト20の厚さは、例えば50μm以上100μm以下である。
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、動作、及び作用を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエローの画像を形成する第1ユニット10Yについて代表して説明する。
第1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(像保持体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。
トナー画像を中間転写ベルト20に転写した後の感光体1Yは、回転を続け、感光体クリーニング装置6Yが備えるクリーニングブレードと接触する。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ユニットに準じて制御されている。
こうして、第1ユニット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。
トナー画像を記録紙Pに転写した後の中間転写ベルト20は、走行を続け、中間転写体クリーニング装置21が備えるクリーニングブレードと接触する。中間転写ベルト20上に残留したトナーは、中間転写体クリーニング装置21で除去されて回収される。
トナー画像が転写された記録紙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。
図1に示す画像形成装置による画像形成の形態は、上記に限定されない。画像形成の形態としては、例えば、
第5ユニット10Wのみを稼働させて記録紙Pの片面に白色画像を形成したのち、記録紙Pを中間転写ベルト走行方向の上流に送り、第1ユニット10Yから第4ユニット10Kを稼働させて記録紙Pの白色画像上にカラー画像を形成する形態;
第5ユニット10Wのみを稼働させて記録紙Pの片面に白色画像を形成したのち、記録紙Pを中間転写ベルト走行方向の上流に送り、第1ユニット10Yから第5ユニット10Wを稼働させて記録紙Pの白色画像上に白色画像及びカラー画像を形成する形態;
第5ユニット10Wのみを稼働させて記録紙Pの片面に白色画像を形成したのち、記録紙Pを中間転写ベルト走行方向の上流に送り、再び第5ユニット10Wのみを稼働させて記録紙Pの白色画像上に白色画像を重ね、記録紙Pを中間転写ベルト走行方向の上流に戻し、第1ユニット10Yから第4ユニット10Kを稼働させて記録紙Pの多層白色画像上にカラー画像を形成する形態;なども挙げられる。
<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、上記構成に限らず、現像手段と、その他、必要に応じて、例えば、像保持体、帯電手段、静電荷像形成手段、及び転写手段等のその他手段から選択される少なくとも一つと、を備える構成であってもよい。
以下、本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示すが、これに限定されるわけではない。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(像保持体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、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に限定されるものではない。
以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
合成、処理、製造などは、特に断りのない限り、室温(25℃±3℃)で行った。
<樹脂粒子分散液の作製>
[非晶性ポリステル樹脂粒子分散液(A)]
・テレフタル酸 :70部
・フマル酸 :30部
・エチレングリコール :41部
・1,5-ペンタンジオール:48部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えた反応槽に上記の材料を入れ、窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記の材料の合計100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量96000、ガラス転移温度61℃の非晶性ポリエステル樹脂(A)を得た。
温度調節手段及び窒素置換手段を備えた槽に、酢酸エチル40部及び2-ブタノール25部を入れ混合溶剤とした後、非晶性ポリエステル樹脂(A)100部を徐々に投入し溶解させ、ここに、10%アンモニア水溶液(樹脂の酸価に対してモル比で3倍量相当量)を入れて30分間攪拌した。次いで、反応容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を攪拌しながらイオン交換水400部を2部/分の速度で滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を25℃に戻し、減圧下で溶剤を除去して体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A)を得た。
[結晶性ポリステル樹脂粒子分散液(C)]
・1,10-デカンジカルボン酸:265部
・1,6-ヘキサンジオール :168部
・ジブチル錫オキサイド(触媒):0.3部
加熱乾燥した反応槽に上記の材料を入れ、反応槽内の空気を窒素ガスで置換して不活性雰囲気とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌還流を行った。次いで、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、反応を停止させた。こうして、重量平均分子量12700、融解温度73℃の結晶性ポリエステル樹脂(C)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂(C)90部とアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK)1.8部とイオン交換水210部とを混合し、120℃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、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C)を得た。
<酸化チタン含有離型剤粒子分散液の作製>
[酸化チタン含有離型剤粒子分散液(1)]
・エステルワックス(融解温度82℃、日油社製) :16.0部
・酸化チタン粒子(表面処理品、市販品、粒径のカタログ値200nm):84.0部
上記の材料を加熱しながら混錬し、冷却し固化させた。固化した混練物をカッターミルで粗粉砕し、次いでジェットミルで微粉砕し、酸化チタン含有離型剤パウダーを得た。
・酸化チタン含有離型剤パウダー : 45部
・イオン交換水 :200部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK): 5部
上記の材料を混合し、120℃に加熱し、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリン社製ゴーリンホモジナイザー)で、分散圧力5MPaで120分間、続いて40MPaで360分間分散処理し、冷却した。イオン交換水を加えて固形分量が20%になるように調整し、酸化チタン含有離型剤粒子分散液(1)を得た。分散液中の粒子の体積平均粒径は1800nmであった。
[酸化チタン含有離型剤粒子分散液(2)~(18)]
酸化チタン含有離型剤粒子分散液(1)の作製と同様にして、ただし、表1に記載のとおり離型剤の種類及び使用量、酸化チタンの粒径及び使用量、分散液中の粒子の体積平均粒径を変更して、酸化チタン含有離型剤粒子分散液(2)~(18)を作製した。
<トナー及び現像剤の作製>
[実施例1]
-トナー粒子の作製-
・イオン交換水 :200部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A)(固形分量20%) :130部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C)(固形分量20%) : 10部
・酸化チタン含有離型剤粒子分散液(1)(固形分量20%) :200部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK) :3.0部
上記の材料を攪拌槽に入れ、0.1N硝酸を添加してpHを3.5に調整した。硫酸アルミニウム2.5部をイオン交換水30部に溶解させた硫酸アルミニウム水溶液を用意し、攪拌槽に添加した。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45℃まで加熱し、凝集粒子の体積平均粒径が5.4μmとなるまで保持した。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A)(固形分量20%)15部を攪拌槽に投入し、30分間保持した。これを合計6回行い、第二の凝集粒子を含む分散液を得た。第二の凝集粒子を含む分散液に10質量%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70、キレスト(株)製)を20部加えた。
攪拌槽内の攪拌を継続しながら、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK)1.0部を投入し、85℃まで昇温し5時間保持した。次いで、降温速度0.5℃/分で30℃まで冷却した。次いで、固形分を濾別し、イオン交換水で充分に洗浄し、乾燥させ、体積平均粒径6.0μmのトナー粒子を得た。
-疎水性シリカ粒子の外添-
トナー粒子100部に疎水性シリカ粒子(日本アエロジル社製RY50)1.5部を加え、サンプルミルを用いて13000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して外添トナーを得た。
-キャリアとの混合-
外添トナー10部とキャリア100部とをVブレンダーに入れ、20分間攪拌した。その後、目開き212μmの篩で篩分して現像剤を得た。キャリアは、下記のとおりに作製した。
-キャリアの作製-
・フェライト粒子(体積平均粒径35μm) :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(キャボット社、Regal330) :0.2部
フェライト粒子を除く上記の材料をサンドミルにて分散して分散液を調製した。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樹脂被覆キャリアを得た。
[実施例2~14、比較例1~4]
実施例1と同様にして、ただし、表2に記載とおり酸化チタン含有離型剤粒子分散液の種類を変更して、各例のトナー粒子、外添トナー及び現像剤を作製した。
<性能評価>
[白色画像の形成]
電子写真方式の画像形成装置を用いて、普通紙上に濃度100%の白色画像を形成した。1層のトナー載り量を9.0g/mとし、単層又は二層の白色画像を形成した。
[紫外線暴露]
紫外線照射装置(紫外線LED照射器LX405S、アズワン社製)を用いて、光源:365nm且つ放射照度:9500W/mの条件で紫外線照射を72時間行った。
[白色度の測定]
紫外線暴露を行う前後において、分光測色計(X-Rite Ci62、X-Rite社製)を用いて、D50光源下で、白色画像のL値(明度)を測定した。測定したL値を下記のとおりA~Eに分類した。表3に結果を示す。
A:L値が、75以上。
B:L値が、72以上75未満。
C:L値が、69以上72未満。
D:L値が、65以上69未満。
E:L値が、65未満。
[耐退色性の評価]
下記の式から退色の度合いを求め、下記のとおりA~Eに分類した。表3に結果を示す。
退色度=(当初のL値-紫外線暴露後のL値)/当初のL値×100
A:退色度が、1未満。
B:退色度が、1以上3未満。
C:退色度が、3以上5未満。
D:退色度が、5以上10未満。
E:退色度が、10以上。
[画像強度の測定]
紫外線暴露を行う前後において、白色画像の強度をJIS K5600-5-4:1999「引っかき硬度(鉛筆法)」に従って評価した。鉛筆は、三菱鉛筆ハイユニ(硬度は、10H、9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B、7B、8B、9B、10B)を使用した。白色画像に傷跡が生じなかった最も硬い硬度を表3に示す。
10Y、10M、10C、10K、10W 画像形成ユニット
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
8Y、8M、8C、8K、8W トナーカートリッジ
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
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 (14)

  1. 結着樹脂、離型剤及び酸化チタンを含有し且つ前記酸化チタンの少なくとも一部が離型剤ドメイン中にあるトナー粒子を含み、
    前記トナー粒子の断面観察において、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの個数割合が前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタン全体の23個数%以上であり、
    前記トナー粒子の断面観察において、前記トナー粒子の平均長軸長Dtと、前記離型剤ドメインの平均長軸長Dwと、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの平均長軸長Dpとが下記の式(1)及び式(2)を満たす、
    白色トナー。
    式(1):2×Dp≦Dw≦10×Dp
    式(2):0.1×Dt≦Dw≦0.5×Dt
  2. 前記トナー粒子の断面観察において、前記トナー粒子の平均長軸長Dtと、前記離型剤ドメインの平均長軸長Dwと、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの平均長軸長Dpとが下記の式(1-1)及び式(2-1)を満たす、請求項1に記載の白色トナー。
    式(1-1):2.5×Dp≦Dw≦8×Dp
    式(2-1):0.125×Dt≦Dw≦0.4×Dt
  3. 前記トナー粒子の断面観察において、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの個数割合が前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタン全体の50個数%以上である、請求項1又は請求項2に記載の白色トナー。
  4. 前記トナー粒子の断面観察において、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの個数割合が前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタン全体の60個数%以上である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の白色トナー。
  5. 前記トナー粒子に含まれる前記離型剤と前記酸化チタンとの質量比(離型剤/酸化チタン)が0.01以上0.3以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の白色トナー。
  6. 前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタンの含有量が前記トナー粒子全体の30質量%以上70質量%以下である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の白色トナー。
  7. 前記トナー粒子の断面観察において、前記離型剤ドメイン中にある前記酸化チタンの平均長軸長Dpが100nm以上300nm以下である、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の白色トナー。
  8. 前記トナー粒子に含まれる前記酸化チタンはBET比表面積が4m/g以上12m/g以下である、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の白色トナー。
  9. 前記離型剤がエステルワックスを含む、請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の白色トナー。
  10. 請求項1~請求項9いずれか1項に記載の白色トナーを含む静電荷像現像剤。
  11. 請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の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。
  12. 請求項10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。
  13. 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10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。
  14. 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10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。
JP2021153563A 2021-09-21 2021-09-21 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 Active JP7767797B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021153563A JP7767797B2 (ja) 2021-09-21 2021-09-21 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
US17/665,577 US12189335B2 (en) 2021-09-21 2022-02-06 White toner, electrostatic charge image developer, and toner cartridge
CN202210279462.6A CN115840340A (zh) 2021-09-21 2022-03-21 白色调色剂、静电潜像显影剂、调色剂盒

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021153563A JP7767797B2 (ja) 2021-09-21 2021-09-21 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

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023045266A JP2023045266A (ja) 2023-04-03
JP7767797B2 true JP7767797B2 (ja) 2025-11-12

Family

ID=85571780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021153563A Active JP7767797B2 (ja) 2021-09-21 2021-09-21 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

Country Status (3)

Country Link
US (1) US12189335B2 (ja)
JP (1) JP7767797B2 (ja)
CN (1) CN115840340A (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014016598A (ja) 2012-06-11 2014-01-30 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用白色トナー及びその製造方法、該白色トナーを用いた現像剤、記録媒体、印刷物、並びに画像形成装置
JP2018018035A (ja) 2016-07-29 2018-02-01 富士ゼロックス株式会社 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、並びに、画像形成方法
JP2021012265A (ja) 2019-07-05 2021-02-04 キヤノン株式会社 白色トナー

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05341562A (ja) * 1992-06-10 1993-12-24 Minolta Camera Co Ltd 電子写真用白トナーおよびその製造法
JP5640713B2 (ja) 2010-12-13 2014-12-17 富士ゼロックス株式会社 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法、及び、画像形成装置
JP6194970B2 (ja) 2016-02-18 2017-09-13 富士ゼロックス株式会社 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
JP6972739B2 (ja) * 2016-09-29 2021-11-24 コニカミノルタ株式会社 静電荷像現像用白色トナー、その製造方法、画像形成装置及び画像形成方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014016598A (ja) 2012-06-11 2014-01-30 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用白色トナー及びその製造方法、該白色トナーを用いた現像剤、記録媒体、印刷物、並びに画像形成装置
JP2018018035A (ja) 2016-07-29 2018-02-01 富士ゼロックス株式会社 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、並びに、画像形成方法
JP2021012265A (ja) 2019-07-05 2021-02-04 キヤノン株式会社 白色トナー

Also Published As

Publication number Publication date
CN115840340A (zh) 2023-03-24
US20230092262A1 (en) 2023-03-23
US12189335B2 (en) 2025-01-07
JP2023045266A (ja) 2023-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6269221B2 (ja) 静電荷像現像トナー、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、及び画像形成装置
JP6123685B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP7722089B2 (ja) 光輝性トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP2019061040A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、現像剤カートリッジ、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7661787B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP2021047320A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7581729B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP2021144123A (ja) 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7673451B2 (ja) 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7767797B2 (ja) 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
JP7673450B2 (ja) 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7577954B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7415666B2 (ja) 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP7524543B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7443793B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7331576B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7508772B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP7338346B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7477024B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP7214338B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、トナーセット、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
JP7775606B2 (ja) 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
JP7673486B2 (ja) 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7613265B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7608905B2 (ja) 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7613261B2 (ja) 静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240826

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250711

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250722

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250918

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250930

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20251013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7767797

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150