説明

クリアトナー及び画像形成方法

【課題】高光沢(例えば、測定角度20°で、光沢度80以上)を有するプリント物を作成することができ、更に、プリント物を重ねて置いてもドキュメントオフセットが発生せず、耐熱保管性にも優れた特性を有するクリアトナーを提供する。
【解決手段】コア部の表面にシェル層を有して成るコア・シェル構造を有するクリアトナーにおいて、該シェル層を構成する樹脂が、少なくとも共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上含有するビニル系樹脂であることを特徴とするクリアトナー。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コア・シェル構造のクリアトナー及び該クリアトナーを用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
写真画像やポスター等に代表されるプリント物は、従来からの銀塩写真方式やグラビヤ印刷等の印刷方式に加え、電子写真方式の画像形成装置でも作製されている。
【0003】
例えば、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成技術の分野では、露光系等のデジタル化やトナーの小径化等の技術の進展に伴い、1200dpi(dpi;1インチ(2.54cm)当たりのドット数)レベルの微小ドット画像の再現を可能にしている。
【0004】
又、複数の感光体ドラム上にトナー画像をそれぞれ形成し、形成したトナー画像を中間転写体に一次転写して重ね合わせ、中間転写体に形成したトナー画像を画像支持体に二次転写する方法等により、フルカラー画像形成を可能にする技術も展開されている。この様に、画像形成技術の進展により、写真画像の様な高解像度が要求されるフルカラー画像も銀塩写真や従来の印刷技術に加えて、これらの画像形成技術により作製できる様になった。
【0005】
しかしながら、トナーを用いてトナー画像を形成すると、トナー画像領域はある程度の光沢を有するが、白地部(無画像部)は光沢がない仕上がりになる。この様なアンバランスな光沢の仕上がりは、プリント物の画像品質を損ねることになるので、その対策が求められていた。
【0006】
この様な背景から、画像上の光沢ムラをなくす(バランスを取る)ための技術として、クリアトナーあるいは透明トナーとも呼ばれる通常の着色トナーより着色剤成分をぬいたトナーを用いて画像形成を行う技術が検討される様になった。詳細には、画像が形成された画像支持体全面にクリアトナーを供給し、これを加熱定着することで画像全面にクリアトナー層を形成し、画像全面に均一な光沢度を有するプリント物を作製する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0007】
又、電子写真方式のプリンタ等により形成された画像上に、光沢付与装置を用いてクリアトナー層を形成し、光沢を有するプリント物を作成する技術が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
【0008】
この技術では、プリンタで作成した画像全面にクリアトナー層を形成した後、クリアトナー層の面をベルトに密着させた状態で加熱を行ってクリアトナーを溶融し、その後、クリアトナー層面をベルトに密着させた状態で冷却し、その後、ベルトより自然剥離することにより、光沢を有するプリント物を作成している。
【0009】
又、カラートナーとクリアトナーの粒径差に着目することにより、ムラのない均一な光沢を得られる様にしたプリント画像形成技術が開示されている(例えば、特許文献4参照)。
【0010】
上記で開示されたクリアトナーを用いると、クリアトナー層を形成した画像面上には、ある程度の平滑性を有する光沢面を形成できる様になり、光沢を有するプリント物が得られるようになった。
【0011】
しかしながら、上記で提案されたクリアトナーでは、保存安定性と低温定着性が十分と言えるものではなかった。
【0012】
保存安定性と低温定着性を向上させるためにコア・シェル構造のトナーが検討されている(例えば、特許文献5参照)。
【0013】
コア・シェル構造のトナーでは、コア部の定着性を十分発揮させるために、シェル層を形成する樹脂の軟化点やガラス転移点を下げて対応している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特開平11−7174号公報
【特許文献2】特開2002−341619号公報
【特許文献3】特開2004−258537号公報
【特許文献4】特開2007−140037号公報
【特許文献5】特開2005−99079号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
しかしながら、上記で開示されたクリアトナーを用いると、ある程度光沢度を有するプリント物を得ることはできるが、高光沢(例えば、測定角度20°で、光沢度80以上)のプリント物を得ることができず、更に、プリント物を重ねて放置するとプリント物の上に重なった他のプリント物の裏面にクリアトナーが一部転写してしまう所謂ドキュメントオフセットという現象が発生し、その部分の光沢が失われてしまうという問題があった。また、保存中にクリアトナーが凝集してしまうという問題もあった。
【0016】
又、このクリアトナーを用いたのでは光沢付与装置を低速で通さなければならず、高速で通しても高光沢のプリント物を作成することができるクリアトナーは未だ開発されていないのが実状であった。
【0017】
本発明の目的は、高光沢(例えば、測定角度20°で、光沢度80以上)を有するプリント物を作成することができ、更に、プリント物を重ねて置いてもドキュメントオフセットが発生せず、耐熱保管性にも優れた特性を有するクリアトナーを提供することにある。
【0018】
又、本発明のもうひとつの目的は光沢付与装置を用い、高速で高光沢を有するプリント物を作成する画像形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の目的は、下記構成を採ることにより達成される。
1.
コア部の表面にシェル層を有して成るコア・シェル構造を有するクリアトナーにおいて、該シェル層を構成する樹脂が、少なくとも共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上含有するビニル系樹脂であることを特徴とするクリアトナー。
2.
前記シェル層を構成するビニル系樹脂が共重合成分として、メタクリル酸メチルを55質量%以上95質量%以下含有し、メタクリル酸を5質量%以上15質量%以下含有するビニル系樹脂であることを特徴とする前記1に記載のクリアトナー。
3.
前記シェル層を構成するビニル系樹脂のガラス転移点が45℃以上60℃以下であることを特徴とする前記1または2に記載のクリアトナー。
4.
前記シェル層を構成するビニル系樹脂の重量平均分子量が8,000以上15,000以下であることを特徴とする前記1から3の何れかに記載のクリアトナー。
5.
前記コア部を構成する樹脂のガラス転移点が25℃以上40℃以下であることを特徴とする前記1から4の何れかに記載のクリアトナー。
6.
前記コア部を構成する樹脂の重量平均分子量が、15,000以上25,000以下であることを特徴とする前記1から5の何れかに記載のクリアトナー。
7.
少なくとも、画像支持体上にクリアトナーを供給してクリアトナー粒子層を有するプリント画像を作成する工程、該プリント画像の該クリアトナー粒子層面を加熱加圧してクリアトナー層を形成し、その後、ベルトに密着させた状態で該クリアトナー層を冷却する工程を経てプリント物を作成する画像形成方法において、該画像形成方法に使用されるクリアトナーは、コア部の表面にシェル層を有してなるコア・シェル構造を有し、該シェル層が少なくとも共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上含有するビニル系樹脂であることを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【0020】
本発明のクリアトナーは、以上の構成とすることによって、高光沢(例えば、測定角度20°で、光沢度80以上)を有するプリント物を作成することができ、更に、プリント物を重ねて置いてもドキュメントオフセットが発生せず、耐熱保管性にも優れた効果を有する。
【0021】
又、本発明に係る画像形成方法は、光沢付与装置を用い、高速で高光沢(例えば、測定角度20°で、光沢度80以上)を有するプリント物を作成することができる優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】トナー画像を有する画像支持体上にクリアトナー粒子層を形成する工程、クリアトナー粒子層を加熱加圧して光沢クリアトナー層を形成する工程を経て光沢プリント物を作成する方法の一例を示す模式図である。
【図2】光沢クリアトナー層を有する光沢プリント物を、高光沢付与装置を通して高光沢プリント物を作成する方法の一例を示す模式図である。
【図3】高光沢プリント物の作成に用いられる高光沢付与装置の一例を示す模式図である。
【図4】トナー画像の作成と同時に、画像支持体上にクリアトナー粒子層を形成し、その後、加熱加圧定着装置でクリアトナー粒子層を溶融して光沢クリアトナー層を形成し、光沢プリント物を作成することができる電子写真画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図5】図2の電子写真画像形成装置に高光沢付与装置を取り付けた装置の一例を示す模式図である。
【図6】図2の電子写真画像形成装置の加熱加圧定着装置の替わりに高光沢付与装置を取り付けた装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
光沢付与装置を用いて高光沢プリント物を高速で作成する方法として、クリアトナーを構成する樹脂の軟化点やガラス転移点を下げて対応することが考えられる。又、ガラス転移点を下げることに伴う耐熱保管性の低下に対しては、コア・シェル構造で対応を図ることが考えられる。しかしながら、コア・シェル構造という技術だけではシェル層の存在により高速で高光沢のプリント物を作成することは困難である。
【0024】
この課題に対してこれまでシェル層を形成する樹脂の分子量や軟化点、あるいはガラス転移点に着目し、相反する2つの特性(耐熱保管性と低温定着性)のバランスを取る検討が進められてきたが満足する結果が得られていないのが現状である。
【0025】
本発明者等は、高光沢を有するプリント物(以下、高光沢プリント物ともいう)を作成することができ、更に、プリント物を重ねて置いてもドキュメントオフセットが発生せず、耐熱保管性にも優れた特性を有するクリアトナーの提供について検討を行った。又、光沢付与装置を用い、高速で高光沢を有するプリント物を作成する画像形成方法の提供についても検討を行った。本発明者らは上記目的を達成するため、クリアトナーを構成する樹脂自体の熱の伝わり易さ(熱伝導率)に着目し、該樹脂について検討を行った。
【0026】
種々検討の結果、コア・シェル構造のシェル層に熱伝導率の良好なメタクリル酸メチルを共重合成分として55質量%以上含有するビニル系樹脂を用いて作製したクリアトナーを用いると、本発明の目的が達成できることを見出した。
【0027】
即ち、コア・シェル構造のシェル層に共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上含有するビニル系樹脂を用いることによって、シェル層の熱伝導率が高くなり、このクリアトナー粒子層が、光沢付与装置を用いて加熱されると、樹脂が高速で軟化或いは溶融して平滑な表面を有するクリアトナー層が形成できることで得られるようになったと推察している。
【0028】
このクリアトナーが耐熱保管性に優れている理由は、クリアトナーの表面にガラス転移点が45℃以上60℃以下のガラス転移点を有するメタクリル酸メチルを主成分とするビニル系樹脂を含有するシェル層を有しているため、コア部(例えば、スチレン−アクリル系樹脂)がクリアトナー粒子表面にブリードアウトしにくくなり、保存時に凝集の発生を抑制できることによると推察している。
【0029】
プリント物を重ね合わせたときドキュメントオフセットが発生しない理由は、プリント物の表面が溶融したガラス転移点の高い上記ビニル系樹脂で覆われることによると推察している。
【0030】
本発明に係る光沢付与装置は、画像支持体上のクリアトナー粒子層を加熱加圧して表面が平滑なクリアトナー層を形成する加熱加圧装置と、加熱加圧した後、画像支持体を密着させた状態で冷却する冷却装置とを有する。この光沢付与装置では、画像支持体表面のクリアトナー層を構成する樹脂の弾性が回復した後にプリント物を剥離するのでプリント物表面の平滑性が維持でき、測定角度20°で測定したとき光沢度が80以上の高光沢プリント物を得ることができる。
【0031】
又、本発明の画像形成方法で作成したプリント物は、その表面強度が向上するので、屋外掲示用のポスター等の用途に好ましく用いられる。
【0032】
先ず、本発明で用いる用語について説明する。
【0033】
《プリント物》
本発明でいう「プリント物」とは、画像支持体上の画像の全面にクリトナー層を形成した物をいう。
【0034】
《画像支持体》
本発明のクリアトナーを用いて高光沢プリント物を形成することが可能な「画像支持体」としては、公知の方法で画像形成が行えるとともに、クリアトナー層を保持することができるものであれば特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。公知のものとしては、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙、あるいは、コート紙等の塗工された印刷用紙、市販の和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布等が挙げられる。
【0035】
《画像》
本発明でいう「画像」とは、たとえば文字画像やイメージ画像の様に、ユーザに情報を提供する媒体としての形態をなすものをいう。すなわち、画像支持体上でトナーやインク等が存在しているいわゆる画像領域のみを指すのではなく、白地と呼ばれるトナーやインク等が存在していない非画像領域と呼ばれる領域も含めたもので、ユーザに情報提供できる形態になっているものである。つまり、本発明でいう「画像」とは、トナーやインク等を用いて形成された「画像領域」と、トナーやインク等が存在しない白地と呼ばれる「非画像領域」から構成されるものということもできる。
【0036】
本発明では、クリアトナー層を形成する前の画像を作製する方法は特に限定するものではなく、電子写真方式、印刷方式、インクジェット方式、銀塩写真方式等、公知の画像形成方法により作製されたものが対象になる。
【0037】
《クリアトナー》
本発明でいう「クリアトナー」とは、光吸収や光散乱の作用により着色を示す着色剤(例えば、着色顔料、着色染料、黒色カーボン粒子、黒色磁性粉等)を含有しない粒子のことである。尚、「クリアトナー」は、通常、無色透明であるが、クリアトナーを構成する結着樹脂やワックス、外添剤の種類や添加量によっては透明度が若干低くなるものもあるが、本発明では着色剤を含有しないものを「クリアトナー」と言う。
【0038】
《クリアトナー粒子層》
本発明でいう「クリアトナー粒子層」とは、画像支持体全面にクリアトナーにより形成された層のことで、光沢処理前のものをいう。クリアトナー粒子層は画像支持体上に2g/m以上15g/m以下のクリアトナーを用いて形成されることが好ましい。
【0039】
前述の範囲のクリアトナー量で形成されたクリアトナー層は、高光沢が得られ。且つ耐ドキュメントオフセット性にも優れ好ましい。
【0040】
《プリント物の光沢度》
本発明でいう「プリント物の光沢度」とは、プリント物表面に所定条件の下で光を照射した時に得られるプリント物表面における反射の程度を定量測定して得られた値である。
【0041】
プリント物の光沢度は、以下の手順で定量測定する。
【0042】
すなわち、図3に示す光沢付与装置を通して作成したプリント物のクリアトナー層の領域を、「JIS Z8741 1997」により、入射角20°にて光沢度測定装置(グロスメーター)「GMX−203」(村上色彩技術研究所社製)を用いてランダムに5点測定し、その平均値をプリント物の光沢度とするものである。
【0043】
《樹脂の熱伝導率》
本発明でいう「樹脂の熱伝導率」とは、「レーザーフラッシュ法」で測定して得られた値である。
【0044】
レーザーフラッシュ法とは、平板状の樹脂試験辺の片面に、レーザーでパルス状に加熱し、裏面の温度上昇から熱拡散率を求める方法である。
【0045】
樹脂の熱伝導率の測定は、レーザー発振器からレーザー光を発射し試料(樹脂試験片)の表面に直接照射し、試料の裏面から出てくる、熱量とその時間を測定する。
【0046】
得られた熱量とその時間から比熱(Cp)と熱拡散率(α)を導き出し、次式によって熱伝導率(λ)を算出する。
【0047】
熱伝導率:λ=α・Cp・ρ
(ρ:試料の密度)
本発明において、熱伝導率は、「LF/TCM−FA8510B」((株)リガク製)を用い、下記測定条件で測定して得られた値である。
【0048】
測定条件
試料の大きさ:直径1cm、厚さ1mmの円板
測定する温度範囲:室温〜300℃
次に、本発明のクリアトナーについて説明する。
1.本発明のクリアトナーは、コア部とシェル層からなるコア・シェル構造を有するものである。
2.コア部は、スチレン−アクリル系樹脂を用いて形成されることが好ましい。
3.シェル層は、熱伝導率の高いビニル系樹脂(以下、特定のビニル系樹脂とも言う)を含有する。シェル層中の特定のビニル系樹脂は共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上含有するものであって、その含有量は55質量%以上95質量%以下が好ましい。また、特定のビニル系樹脂は共重合成分としてメタクリル酸を5質量%以上15質量%以下含有することが好ましい。
4.特定のビニル系樹脂のガラス転移点は45℃以上60℃以下のものが好ましい。
5.特定のビニル系樹脂の重量平均分子量は8,000以上15,000以下が好ましい。
【0049】
特定のビニル系樹脂はメタクリル酸メチルを55質量%以上95質量%以下含有させることで、光沢付与装置を用い高速で均一な光沢度を有するプリント物を作成することができ、耐熱保管性と耐タッキング性を満足させることができ好ましい。
【0050】
ガラス転移点が45℃以上の樹脂を用いることで耐熱保管性と耐ドキュメントオフセット性を満足させることができ、60℃以下の樹脂を用いることで光沢付与装置を用い、均一な光沢度を有するプリント物を高速で作成することができ好ましい。
【0051】
《コア・シェル構造を有するクリアトナー》
本発明のクリアトナーは、コア部の表面を特定のビニル系樹脂を有するシェル層で被覆したコア・シェル構造を有するものである。
【0052】
本発明のクリアトナーは、平均円形度が0.70以上のコア部の表面に、厚さ100nm以上1.0μm以下のシェル層を形成したものが好ましい。
【0053】
本発明では、平均円形度が0.70以上のコア部表面に、体積基準メディアン径が60nm以上400nm以下のシェル層用樹脂粒子を用いてシェル層を形成した構造のクリアトナーが好ましい。体積基準メディアン径が60nm以上400nm以下のシェル層用樹脂粒子を用いると、コア部表面では付着したシェル層用樹脂粒子間のすき間面積が小さくなり、ムラのない均一なシェル層が形成されるので好ましい。
【0054】
シェル層用樹脂粒子の体積基準メディアン径は、当該樹脂粒子を界面活性剤水溶液中に分散させた状態において測定することが可能である。この様な測定方法を実現する測定手段としては、例えば、動的光散乱式ナノトラック粒度分布測定装置「マイクロトラックUPA150」(マイクロトラック社製)の様な動的光散乱法を利用した粒度分析装置を用いて測定することができる。
【0055】
本発明では、コア部表面にできるだけムラのない均一な厚さのシェル層を形成することが好ましい。そのため、シェル層用樹脂粒子の製造方法は、粒径分布がシャープ、即ち、個々の樹脂粒子の粒径を揃えられる様に樹脂粒子を作製することが可能な製造方法が求められる。好ましくは、乳化重合や懸濁重合等の重合法により水系媒体中で樹脂粒子を作製する方法を挙げることができる。重合法による樹脂粒子製造方法は、製造時における各種条件を公知の方法で制御し易く、又、樹脂粒子の粒径を公知の方法で測定しながら作製することが可能なので、所定の体積基準メディアン径を有するシェル層用樹脂粒子を作製するのに好ましい方法である。
【0056】
《コア部》
コア部は、定着性の観点からスチレン−アクリル系樹脂を用いて作製することが好ましい。
【0057】
スチレン−アクリル系樹脂を形成することが可能なスチレン単量体とアクリル酸エステル単量体、メタクリル酸エステルの例を下記に示すが、下記に示すもののみに限定されるものではない。
【0058】
スチレン単量体としては、例えば、以下のものが挙げられる。すなわち、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を挙げることができる。
【0059】
アクリル酸エステル単量体としては、例えば、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が挙げられる。
【0060】
メタクリル酸エステル単量体としては、例えば、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が挙げられる。
【0061】
これらのアクリル酸エステル単量体あるいはメタクリル酸エステル単量体は、1種類単独で使用することができる他に、2種以上を組み合わせて使用することも可能である。すなわち、スチレン単量体と2種類以上のアクリル酸エステル単量体を用いて共重合体を形成すること、スチレン単量体と2種類以上のメタクリル酸エステル単量体を用いて共重合体を形成すること、あるいは、スチレン単量体とアクリル酸エステル単量体及びメタクリル酸エステル単量体とを併用して共重合体を形成することのいずれも可能である。
【0062】
コア部を構成する樹脂のガラス転移点は、25℃以上40℃以下が好ましく、重量平均分子量は、15,000以上25,000以下が好ましい。ガラス転移点と重量平均分子量が上記範囲であると好ましい定着特性が得られる。
【0063】
《コア部の平均円形度》
コア部の平均円形度は0.70以上であることが好ましい。
【0064】
「コア部の平均円形度」は、下記式で定義される「コア部の円形度」を足し合わせた値を、測定を行った全コア部数で除して算出した値である。即ち、
コア部の平均円形度=(コア部投影像と同じ投影面積を有する円の周囲長)/(コア部投影像の周囲長)
「コア部の平均円形度」は、例えば「FPIA−2100(Sysmex社製)」に代表されるフロー式粒子像分析装置を用いて算出することができる。
【0065】
好ましくは、コア部を分散させた液に超音波分散処理を1分間行い、コア部を均一に分散させた状態にする。その後、前述した「FPIA−2100」を用いて測定を行う。測定条件は、HPF(高倍率撮像)モードに設定して、HPF検出数を3000〜10000個の適正濃度にして測定を行う。この範囲にすることにより再現性のある同一測定値が得られる。尚、本発明においてコア部の平均円形度とは、上記で測定して得られた値を言う。
【0066】
《シェル層》
シェル層は、メタクリル酸メチルを共重合成分として55質量%以上含有する特定のビニル系樹脂を含有する。尚、シェル層は、必要に応じ他の樹脂を含有させてもよい。
【0067】
シェル層のビニル系樹脂は、共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上95質量%以下含有していることが好ましい。また、シェル層のビニル系樹脂は共重合成分としてメタクリル酸メチルの他にメタクリル酸を5質量%以上15質量%以下含有することが更に好ましい。更にシェル層を構成するビニル系樹脂は共重合成分として、メタクリル酸メチルとメタクリル酸を含有し、該ビニル系樹脂のガラス転移点が、45℃以上60℃以下であることが好ましい。
【0068】
シェル層のビニル系樹脂の熱伝導率は、共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上含有すると高くなる。55質量%以下だと十分な熱伝導性が得られない。また、シェル層を構成する樹脂は、共重合成分として他のビニル系単量体を含有させてもよい。
【0069】
本発明のシェル層に用いられる他のビニル系単量体としては、スチレン単量体、アクリル酸エステル単量体、メタクリル酸エステル単量体、アクリル酸等が挙げられる。これらの具体的な単量体としては、コア部に用いられる単量体と同じものが挙げられる。
【0070】
本発明で用いられるシェル層のビニル系樹脂の重量平均分子量は、8000以上15,000以下が好ましい。
【0071】
次に、本発明のクリアトナーの製造方法について説明する。
【0072】
《クリアトナーの製造方法》
本発明のクリアトナーの好ましい製造方法としては、種々の態様の製造方法を採ることができるが、その一例として樹脂粒子を凝集させてコア部を作製する工程と、当該コア部の表面にシェル層用樹脂粒子を添加して、シェル層を形成する工程を経て、コア・シェル構造のクリアトナーを作製する方法を挙げることができる。
【0073】
クリアトナーの製造方法の一例を挙げて詳細に説明する。
【0074】
本発明のクリアトナーは、例えば、以下のような工程を経て作製することができる。
(1)離型剤をラジカル重合性単量体に溶解或いは分散する溶解/分散工程
(2)ラジカル重合性単量体を重合して樹脂粒子の分散液を調製する重合工程
(3)分散液中で樹脂粒子を凝集、融着してコア部(以下、コア粒子とも言う)を作製する凝集、融着工程
(4)コア粒子を熱エネルギーにより熟成して形状を調整する第1の熟成工程
(5)コア粒子の分散液中に、シェル層用の樹脂粒子を添加してコア粒子表面にシェル層用樹脂粒子を凝集、融着させてコア・シェル構造の粒子を形成するシェル化工程
(6)コア・シェル構造の粒子を熱エネルギーにより熟成して、コア・シェル構造の粒子の形状を調整する第2の熟成工程
(7)形状が調整された粒子の分散液を冷却し、分散液から粒子を固液分離し、当該粒子から界面活性剤などを除去する洗浄工程
(8)洗浄処理された粒子を乾燥する乾燥工程
(9)乾燥処理された粒子に外添剤を必要に応じ添加する工程。
【0075】
本発明のクリアトナーを製造する場合、先ず、樹脂粒子を凝集、融着させてコアとなるコア粒子を作製する。次に、コア粒子の分散液中にシェル層用樹脂粒子を添加して、コア粒子表面にこのシェル層用樹脂粒子を凝集、融着させてシェル層を形成することによりコア粒子表面をシェル層で被覆したコア・シェル構造を有する粒子を作製する。
【0076】
本発明のクリアトナーはシェル層の厚さが薄くかつ膜厚が均一で一定していることが好ましく、シェル層形成後は粒径の一定した小粒径で形状の揃ったクリアトナーが好ましい。このような構造と形状を有するクリアトナーを作製するためには、コア粒子は極めて粒径の揃った、均一な形状にしておき、そこにシェル層用樹脂粒子を添加してシェル化を行うことになる。そして、シェル化を行う時に最終的にクリアトナーの形状制御を行って適切な形状を付与させるものであるが、それには粒径が揃った均一な形状を有するコア粒子を作製するのが重要である。この様なコア粒子であれば、その表面にシェル層を形成する樹脂粒子が均一に付着し、結果として極めて均一な膜厚を有するクリアトナー粒子を作製することができる。
【0077】
本発明のクリアトナーを構成するコア粒子は、樹脂粒子を凝集、融着させる製法により作製される。コア粒子の形状は、例えば、凝集、融着工程の加熱温度、第1の熟成工程の加熱温度と時間を制御することにより制御される。
【0078】
この中で、第1の熟成工程における時間制御が最も効果的である。熟成工程は、コア粒子の円形度を調整することを目的としていることから、この時間を制御することにより、目的の円形度に到達する。
【0079】
本発明のクリアトナーを構成するコア部は、例えば、樹脂を形成する重合性単量体に離型剤成分を溶解或いは分散させた後、水系媒体中に機械的に微粒分散させ、ミニエマルジョン重合法によりラジカル重合性単量体(以下、単に重合性単量体とも言う)を重合させる工程を経て形成した複合樹脂粒子を後述する塩析、融着して得る方法が好ましく用いられる。重合性単量体中に離型剤成分を溶かすときは、離型剤成分を溶解させて溶かしても溶融して溶かしてもよい。
【0080】
次に、本発明のクリアトナーを作製する際に使用する離型剤、荷電制御剤について説明する。
【0081】
(離型剤)
本発明で使用される離型剤としては、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、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、ペンタエリスル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などのエステル系ワックス、エチレンジアミンジベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。
【0082】
中でも、離型剤としては、融点が50℃以上100℃以下のものが好ましい。
【0083】
離型剤の添加量は、クリアトナー全体に対して1質量%以上15質量%以下が好ましく、3質量%以上12質量%以下がより好ましい。
【0084】
融点が50℃以上100℃以下の離型剤を1質量%以上15質量%以下添加すると、定着温度低温時でのオフセット性の向上がはかれ好ましい。
【0085】
離型剤の融点は、「DSC−7示差走査カロリメーター」(パーキンエルマー製)を用いて行うことができる。
【0086】
測定手順としては、離型剤4.5〜5.0mgを小数点以下2桁まで精秤しアルミニウム製パンに封入し、DSC−7サンプルホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行い、離型剤吸熱ピークのピークトップの温度を離型剤融点とした。
【0087】
(荷電制御剤)
本発明のクリアトナーには、必要に応じて荷電制御剤を添加することができる。荷電制御剤としては、公知の化合物を用いることができ、例えば、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩或いはその金属錯体等が挙げられる。含有される金属としては、Al、B、Ti、Fe、Co、Niなどが挙げられる。尚、荷電制御剤は、クリアトナーを作製する観点から無色のものが好ましい。荷電制御剤の量はクリアトナー全体に対して0.1質量%以上20.0質量%以下の含有率とすると、良好な結果を得ることができる。
【0088】
《現像剤》
本発明のクリアトナーは、一成分クリアトナー現像剤、二成分クリアトナー現像剤として用いることができる。キャリアと混合して二成分クリアトナー現像剤として用いる場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の鉄含有磁性粒子に代表される従来から公知の材料を用いることができるが、特に好ましくはフェライト粒子もしくはマグネタイト粒子である。上記磁性粒子は、その体積平均粒径としては15μm以上100μm以下、より好ましくは20μm以上80μm以下のものである。
【0089】
キャリアの体積平均粒径の測定は、レーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
【0090】
キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているコーティングキャリア、或いは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等を使用することができる。又、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。
【0091】
又、キャリアとクリアトナーの混合比は、質量比でキャリア:クリアトナー=95:5〜85:15の範囲とするのが良い。
【0092】
《プリント物の作成方法》
〈光沢プリント物を作成する方法〉
本発明のクリアトナーを用いて光沢プリント物を作成する方法としては、電子写真画像形成装置により作成したトナー画像を有する画像支持体の全面にクリアトナーを供給してクリアトナー粒子層を形成した後、該クリアトナー粒子層を加熱加圧定着装置で加熱加圧して光沢クリアトナー層を形成して作成する方法を挙げることができる。
【0093】
図1は、トナー画像を有する画像支持体上にクリアトナー粒子層を形成する工程、クリアトナー粒子層を加熱加圧して光沢クリアトナー層を形成する工程を経て「光沢プリント物」を作成する方法の一例を示す模式図である。
【0094】
図1において、Pは画像支持体、Tはトナー画像、Aは光沢プリント物、Bはクリアトナー粒子層、Cは光沢クリアトナー層、1pはクリアトナー粒子層の形成工程、2pは光沢クリアトナー層の形成工程を示す。
【0095】
図1に示す「光沢プリント物」の作成方法は、先ず、電子写真画像形成装置を用いて画像支持体Pの上にトナー画像Tを作成した後、画像支持体P上にクリアトナー粒子層Bを作成し、その後、加熱加圧定着装置を通してクリアトナー粒子層Bを加熱加圧して光沢クリアトナー層Cを形成し、「光沢プリント物A」を作成する方法である。
【0096】
〈高光沢プリント物を作成する方法〉
本発明のクリアトナーを用いて「高光沢プリント物」を作成する方法としては、上記で作製した光沢クリアトナー層を有する光沢プリント物を、高光沢付与装置により加熱加圧して高光沢クリアトナー層を形成し、「高光沢プリント物」を作成する方法を挙げることができる。
【0097】
図2は、光沢クリアトナー層を有する「光沢プリント物」を、高光沢付与装置を通して「高光沢プリント物」を作成する方法の一例を示す模式図である。
【0098】
図2において、Pは画像支持体、Tはトナー画像、Aは光沢プリント物、Cは光沢クリアトナー層、Dは高光沢クリアトナー層、Eは「高光沢プリント物」、3pは高光沢クリアトナー層の形成工程を示す。
【0099】
図2に示す「高光沢プリント物」の作成方法では、光沢クリアトナー層Cを有する「光沢プリント物A」を、高光沢付与装置を通し、光沢クリアトナー層面を加熱加圧後、冷却・剥離して高光沢クリアトナー層Dを形成し、「高光沢プリント物E」を作成する方法である。
【0100】
図3は、高光沢プリント物を作成することができる高光沢付与装置の一例を示す模式図である。
【0101】
高光沢付与装置においては、加熱ロール或いは加熱ベルトにシリコーンオイルを塗布すると、光沢度が低下するのでシリコーンオイルを塗布する手段を有さない高光沢付与装置を用いることが好ましい。
【0102】
図3において、Pは画像支持体、Tはトナー画像、Cは光沢クリアトナー層、Dは高光沢クリアトナー層、Eは「高光沢プリント物」、1は高光沢付与装置、10aは加熱加圧部、11aは加熱ロール、12aは加圧ロール、13は加熱源、14aは加圧バネ、20aは冷却搬送部、21aはベルト、22aは冷却ファン、23aは冷風、24aは搬送ロール、25aは分離ロール、30aはプリント物の搬送方向、T1は加熱加圧部で画像支持体がニップされる直前のベルトの表面温度、T2は搬送ベルトと分離ベルトから画像支持体が排出されるところの高光沢クリアトナー層面の温度を示す。
【0103】
図3に示す高光沢付与装置1は、加熱加圧部10aと冷却搬送部20aとからなる。加熱加圧部では一定速度で駆動する加熱ロール11aと加圧ロール12aとの間に、「光沢プリント物A」を挟持して搬送し、搬送されてきた光沢クリアトナー層Cを加熱加圧するものである。すなわち、画像支持体Pの上に形成された光沢クリアトナー層Cが加熱加圧されて溶融し、その後冷却されて高光沢クリアトナー層Dが形成され、「高光沢プリント物E」が得られる。
【0104】
加熱ロール11aの内部には加熱源13を、加圧ロール12aには加圧バネ14aを組み込んだ構造のものである。尚、加圧ロール12aの内部に加熱源13を組み込んだものでもよい。
【0105】
加熱ロールと加圧ロールのニップ部の幅は2〜18mm程度とすることが好ましく、9〜15mm程度とすることがより好ましい。
【0106】
加熱ロールと加圧ロールのニップ部の面圧は、100〜1000kPaとすることが望ましい。
【0107】
加熱ロールは、アルミニウム等の金属製の基体表面に、シリコーンゴム等からなる弾性体層を被覆した所定の外径に形成されたものが好ましい。加熱ロールの内部には、加熱源としてたとえば300〜350Wのハロゲンランプを配設しておき、当該加熱ロールの表面温度が目的とする温度となる様に内部から加熱する。
【0108】
加圧ロールは、アルミニウム等の金属製の基体表面に、シリコーンゴム等からなる弾性体層を被覆してなり、さらに、当該弾性体層表面にPFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)製のチューブ等による離型層を被覆して、所定の外径に形成されたものが好ましい。加圧ロールの内部にも、加熱源としてたとえば300〜350Wのハロゲンランプを配設することができ、当該加圧ロールの表面温度が目的とする温度になる様に内部から加熱することも好ましい。
【0109】
次に、冷却搬送部20aについて説明する。冷却搬送部20aは、加熱ロール11aと複数のロール24aにより回動可能に支持されている無端ベルト状のベルト21aと冷却手段22aとから構成される。
【0110】
ベルトは、加熱ロールと複数のロールにより回動可能に懸回張設され、図示しない駆動源により所定の移動速度で駆動する様になっている。
【0111】
ベルトは、溶融したクリアトナー層面との間で接着面を形成し、溶融したクリアトナー層面を介して画像支持体Pを搬送するものであるので、ある程度の耐熱性と機械的強度を有する耐熱性フィルムと離型層で構成される。例えば、耐熱性フィルム樹脂としてポリイミド、ポリエーテルポリイミド、PES(ポリエーテルサルフォン樹脂)、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂)等が挙げられる。離型性としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)やPFA等のフッ素樹脂やシリコーンゴムが設けることが好ましい。
【0112】
ベルトの厚さは、溶融したクリアトナー層面との接着面を介して画像支持体Pの搬送が行えるものであれば特に限定されるものではなく、公知の厚さのもので使用することができる。例えば、耐熱性フィルム樹脂の厚さは20〜80μm、離型層の厚さは10〜30μmが好ましく、また、総厚は20〜110μmが好ましい。好ましい形態としては、厚さ80μmのポリイミド製無端状フィルム上に、厚さ30μmのシリコーンゴム層を被覆したものを挙げることができる。
【0113】
次に、冷却手段について説明する。冷却手段は、前記ベルトの内面側とベルトの下側に冷却ファン22aを設けたもので、冷却ファンの冷風でクリアトナー層が形成された画像支持体Pをベルト21aに担持搬送されている状態で強制的に冷却する。
【0114】
画像支持体P上のクリアトナー層は、ベルトにより搬送される間に冷却ファンの冷風で強制冷却され、固化が促進させる。そして、クリアトナー層は分離ロール25aが配置されているベルトの端部付近に搬送される頃には十分に冷却、固化され、端部において高光沢プリント物Eはベルトより剥離される。
【0115】
図4は、カラートナー画像の作成と同時に、画像支持体上全面にクリアトナー粒子層を形成した後、該クリアトナー粒子層を加熱加圧定着装置を通して光沢クリアトナー層を形成することができる電子写真画像形成装置の一例を示す模式図である。
【0116】
図4に示す電子写真画像形成装置2は、通常「タンデム型カラー画像形成装置」とも呼ばれるもので、クリアトナー粒子層形成部20Sと、複数組のトナー画像形成部20Y、20M、20C、20Bk、ベルト状の中間転写ベルト26と給紙装置40及び加熱加圧定着装置50等から構成されるものである。
【0117】
電子写真画像形成装置2の上部には、画像読取部23が設置されている。原稿台上に載置された原稿は画像読取部23の原稿画像走査露光装置の光学系により画像が走査露光され、ラインイメージセンサに読み込まれる。ラインイメージセンサにより光電変換されたアナログ信号は、制御手段において、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光部30S、30Y、30M、30C、30Bkに入力される。
【0118】
本発明では、構成要素を総称する場合にはアルファベットの添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成要素を指す場合にはS(クリアトナー)、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、Bk(ブラック)の添え字を付した参照符号で示す。
【0119】
図4の電子写真画像形成装置2は、中間転写ベルト26を介して画像支持体上全面にクリアトナー粒子層を作成するクリアトナー粒子層形成部20S、イエロー色のトナー画像形成を行うイエロー画像形成部20Y、マゼンタ色のトナー画像形成を行うマゼンタ画像形成部20M、シアン色のトナー画像形成を行うシアン画像形成部20C、及び黒色のトナー画像を形成する黒色画像形成部20Bkを有する。画像形成部20は、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体21(21S、21Y、21M、21C、21Bk)の周囲に配置された帯電極22(22S、22Y、22M、22C、22Bk)、露光部30(30S、30Y、30M、30C、30Bk)、現像装置24(24S、24Y、24M、24C、24Bk)及びクリーニング装置25(25S、25Y、25M、25C、25Bk)を有する。
【0120】
感光体21は、例えば、有機光導電体を含有させた樹脂よりなる感光層がドラム状の金属基体の外周面に形成されてなる有機感光体よりなり、搬送される画像支持体Pの幅方向(図4において紙面に対して垂直方向)に伸びる状態で配設されている。感光層を構成する樹脂には、例えば、ポリカーボネート樹脂等の公知の感光層形成用樹脂が用いられる。なお、図4に示す実施形態では、ドラム状の感光体21を用いた構成例を説明しているが、これに限られずベルト状の感光体を用いてもよい。
【0121】
現像装置24は、それぞれ本発明に係るクリアトナー(S)、イエロートナー(Y)、マゼンタトナー(M)、シアントナー(C)及び黒色トナー(Bk)の異なる色のトナーとキャリアからなる2成分現像剤を内包してなる。
【0122】
中間転写体である中間転写ベルト26は、複数のローラにより回転可能に支持されている。中間転写ベルト26としては、例えば、10〜1012Ω・cmの体積抵抗を有する無端形状のベルである。中間転写ベルト26は、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)等の公知の樹脂材料を用いて形成することができる。中間転写ベルトの厚みは50〜200μmが好ましい。
【0123】
クリアトナー粒子層形成部20S、トナー画像形成部20Y、20M、20C、20Bkより各感光体21(21S、21Y、21M、21C、21Bk)上に形成されたクリアトナー粒子層と各色トナー画像は、回転する中間転写ベルト26上に一次転写ローラ27(27S、27Y、27M、27C、27Bk)により順次転写され(一次転写)、中間転写ベルト26上にはクリアトナー粒子層と合成されたフルカラー画像が形成される。一方、画像転写後、感光体21(21Y、21M、21C、21Bk)は各色のクリーニング装置25(25S、25Y、25M、25C、25Bk)により残留トナーが除去される。
【0124】
給紙装置40の用紙収納部(トレイ)41内に収容された画像支持体Pは、第1給紙部42により給紙され、給紙ローラ43、44、45A、45B、レジストローラ(第2給紙部)46等を経て、2次転写ローラ29に搬送され、画像支持体P上にクリアトナー粒子層とカラー画像が転写される(二次転写)。
【0125】
なお、電子写真画像形成装置2の下部に鉛直方向に縦列配置された3段の用紙収納部41は、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付した。又、3段の給紙部42も、ほぼ同一の構成をなすから、同符号を付してある。用紙収納部41、給紙部42を含めて給紙装置40と称す。
【0126】
クリアトナー粒子層とフルカラー画像が転写された画像支持体Pは、加熱加圧定着装置50の加熱ロールと加圧ロールにより挟持され、加熱、加圧の作用でクリアトナーと各トナーは溶融、固化する。この様に、加熱加圧定着装置50は、画像支持体全面にクリアトナー粒子層が形成されたフルカラーのトナー画像を画像支持体P上に固定する。画像支持体Pは、搬送ローラ対57に挟持されて搬送され、排紙搬送路に設けられた排紙ローラ47から排出され、装置外の排紙トレイ90上に載置される。
【0127】
一方、二次転写ローラ29により画像支持体P上にクリアトナー粒子層とカラートナー画像を転写した後、さらに、画像支持体Pを曲率分離させた中間転写ベルト26は、中間転写ベルト用のクリーニング装置261により残留したトナーが除去される。
【0128】
図5は、図4の電子写真画像形成装置に高光沢付与装置を取り付けた装置の一例を示す模式図である。
【0129】
図5において、図4の電子写真画像形成装置2の排紙部90の個所に図3の高光沢付与装置1を配置したもので、図4の電子写真画像形成装置2に内蔵された加熱加圧定着装置50で定着処理された光沢クリアトナー層を有する画像支持体Pは、高光沢付与装置1を通して光沢クリアトナー層の高光沢処理が行われる。
【0130】
図6は、図4に示す電子写真画像形成装置2の加熱加圧定着装置の替わりに高光沢付与装置を取り付けた装置の一例を示す模式図である。
【0131】
図6において、図4に示す電子写真画像形成装置2の加熱加圧定着装置50の替わりに図3の高光沢付与装置1を取り付けたもので、二次転写ローラ29により画像支持体P上に転写されたクリアトナー粒子層を高光沢付与装置1により高光沢クリアトナー層を形成することができる。図6の装置によれば、高光沢付与装置1が電子写真画像形成装置2に内蔵される形態をとることができるので、装置のコンパクト化を実現する上で好ましい。
【0132】
クリアトナーを用いて作成した高光沢プリント物は、高光沢が要求される用途、表面の耐久性が要求される用途に用いることができる。特に、屋外掲示用のポスター等の用途に好ましく用いられる。
【実施例】
【0133】
以下本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明の実施の態様はこれらに限定されるものではない。
【0134】
(実施例1:クリアトナー粒子1の作製)
<コア部用樹脂粒子分散液A1の調液>
(第1段重合)
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反応容器に、
界面活性剤(ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム)
12質量部
イオン交換水 1185質量部
に溶解させた溶液を仕込み、82℃に加熱後、
スチレン 218質量部
n−ブチルアクリレート 97質量部
メタクリル酸 18質量部
連鎖移動剤(n−オクチルメルカプタン) 6.4質量部
ワックス(パラフィンワックス) 180質量部
を80℃にて溶解させた重合性単量体溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機「CREARMIX(エム・テクニック社製)により1時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
【0135】
次いで、この分散液に、
重合開始剤(過硫酸カリウム) 12質量部を
イオン交換水 230質量部
に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を82℃にて1時間にわたって加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂粒子分散液1を調製した。
【0136】
(第2段重合)
上記の樹脂粒子分散液1に
重合開始剤(過硫酸カリウム) 10質量部を
イオン交換水 220質量部
に溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下に、
スチレン 393質量部
n−ブチルアクリレート 147質量部
連鎖移動剤(n−オクチルメルカプタン) 7.0質量部
からなる重合性単量体溶液を1.5時間かけて滴下した。
【0137】
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を行った後、28℃まで冷却しコア部用樹脂粒子分散液A1を得た。
【0138】
<シェル層用樹脂粒子分散液B1の調液>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた反応容器に
界面活性剤(ドデシルエーテル硫酸ナトリウム) 2.1質量部を
イオン交換水 2770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。
【0139】
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、
メタクリル酸メチル 496質量部
n−ブチルアクリレート 208質量部
メタクリル酸 96質量部
n−オクチルメルカプタン 23質量部
からなる単量体混合液を3時間かけて滴下し、この系を80℃にて1時間にわたり加熱、攪拌することによって重合を行い、シェル層用樹脂粒子分散液B1を得た。シェル層用樹脂粒子B1の重量平均分子量は1.1万、Tgは52℃であった。
【0140】
(コア粒子の形成)
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反応容器に、
コア部用樹脂粒子分散液A1(固形分換算) 415質量部
界面活性剤(ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム)
7.6質量部
イオン交換水 1020質量部
とを仕込み、液温を25℃に調整した後、25質量%の水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。
【0141】
次いで、
塩化マグネシウム 70質量部を
イオン交換水 70質量部
に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて30分間かけて添加し、3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて88℃まで昇温し、88℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。この状態で、「コールターマルチサイザー3」にて凝集粒子の粒径を測定し、所望の粒子径になった時点で、塩化ナトリウム7.3質量部をイオン交換水29質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させてコア粒子を形成した。
【0142】
(シェル層の形成)
次いで、液温88℃にて過熱攪拌を行い、「FPIA−2100」による測定で円形度が0.910になるまで熟成を進め、シェル層用樹脂粒子分散液B1を固形分換算で46質量部を系に25分かけて添加した。得られた分散液を少量サンプリングして遠心分離機にかけ、上澄みが透明になっていることを確認後、塩化ナトリウム65.7質量部をイオン交換水263質量部に溶解した水溶液を添加してシェル化を完了させ、さらに、熟成工程として液温度88℃にて加熱撹拌することにより、「FPIA−2100」による測定で平均円形度0.960になるまで、粒子間の融着を進行させつつ、トナー粒子を形成させ、その後、液温30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを2.0に調整し、撹拌を停止した。
【0143】
上記の工程にて生成したトナー粒子をバスケット型遠心分離機「MARKIII型式番号60×40」(松本機械(株)製)で固液分離し、トナー粒子のウェットケーキを形成し、このウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで45℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が1.0質量%となるまで乾燥して実施例1のクリアトナー粒子1を得た。
【0144】
(実施例2:クリアトナー粒子2の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B2の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ571質量部、188質量部、40質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B2を作製した。
【0145】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B2に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例2のクリアトナー粒子2を作製した。
【0146】
(実施例3:クリアトナー粒子3の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B3の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ560質量部、192質量部、48質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B3を作製した。
【0147】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B3に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例3のクリアトナー粒子3を作製した。
【0148】
(実施例4:クリアトナー粒子4の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B4の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ464質量部、216質量部、120質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B4を作製した。
【0149】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B4に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例4のクリアトナー粒子4を作製した。
【0150】
(実施例5:クリアトナー粒子5の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B5の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ452質量部、220質量部、128質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B5を作製した。
【0151】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B5に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例5のクリアトナー粒子5を作製した。
【0152】
(実施例6:クリアトナー粒子6の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B6の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ460質量部、243質量部、96質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B6を作製した。
【0153】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B6に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例6のクリアトナー粒子6を作製した。
【0154】
(実施例7:クリアトナー粒子7の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B7の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ470質量部、234質量部、96質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B7を作製した。
【0155】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B7に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例7のクリアトナー粒子7を作製した。
【0156】
(実施例8:クリアトナー粒子8の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B8の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ524質量部、180質量部、96質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B8を作製した。
【0157】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B4に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例8のクリアトナー粒子8を作製した。
【0158】
(実施例9:クリアトナー粒子9の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B9の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ533質量部、171質量部、96質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B9を作製した。
【0159】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B9に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例9のクリアトナー粒子9を作製した。
【0160】
(実施例10:クリアトナー粒子10の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B10の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、n−オクチルメルカプタンの仕込み量を39.5質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B10を作製した。
【0161】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B10に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例10のクリアトナー粒子10を作製した。
【0162】
(実施例11:クリアトナー粒子11の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B11の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、n−オクチルメルカプタンの仕込み量を33.8質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B11を作製した。
【0163】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B10に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例11のクリアトナー粒子11を作製した。
【0164】
(実施例12:クリアトナー粒子12の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B12の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、n−オクチルメルカプタンの仕込み量を18.6質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B12を作製した。
【0165】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B12に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例12のクリアトナー粒子12を作製した。
【0166】
(実施例13:クリアトナー粒子13の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B13の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、n−オクチルメルカプタンの仕込み量を14質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B13を作製した。
【0167】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B13に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、実施例13のクリアトナー粒子13を作製した。
【0168】
(比較例1:クリアトナー粒子14の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B14の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、メタクリル酸メチル、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ435質量部、244質量部、120質量部に変えた他はシェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B14を作製した。
【0169】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B14に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、比較例1のクリアトナー粒子14を作製した。
【0170】
(比較例2:クリアトナー粒子15の作製)
<シェル層用樹脂粒子分散液B15の調液>
シェル層用樹脂粒子分散液B1において、スチレン、n−ブチルアクリレート、メタクリル酸の仕込み量をそれぞれ530質量部、173質量部、96質量部に変えた他は、シェル層用樹脂粒子分散液B1と同様にして、シェル層用樹脂粒子分散液B15を作製した。
【0171】
クリアトナー粒子1の作製において、シェル用樹脂粒子分散液B1をシェル用樹脂粒子分散液B15に変えた他はクリアトナー粒子1と同様にして、比較例2のクリアトナー15を作製した。
【0172】
(比較例3:クリアトナー粒子16の作製)
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反応容器に、
コア部用樹脂粒子分散液A1(固形分換算) 461質量部
界面活性剤(ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム)
7.6質量部
イオン交換水 1020質量部
とを仕込み、液温を25℃に調整した後、25質量%の水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。
【0173】
次いで、
塩化マグネシウム 70質量部を
イオン交換水 70質量部
に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて30分間かけて添加し、3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて88℃まで昇温し、88℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。この状態で、「コールターマルチサイザー3」にて凝集粒子の粒径を測定し、所望の粒子径になった時点で、塩化ナトリウム36.0質量部をイオン交換水328質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させる。
【0174】
次いで、液温88℃にて過熱攪拌を行い、「FPIA−2100」による測定で円形度が0.960になるまで粒子間の融着を進行させつつ、トナー粒子を形成させ、その後、液温30℃まで冷却し、塩酸を添加してpHを2.0に調整し、撹拌を停止した。
【0175】
上記の工程にて生成したトナー粒子をバスケット型遠心分離機「MARKIII型式番号60×40」(松本機械(株)製)で固液分離し、トナー粒子のウェットケーキを形成し、このウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで45℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)に移し、水分量が1.0質量%となるまで乾燥してコア・シェル構造を有しないクリアトナー粒子16を得た。
【0176】
(外添剤混合:クリアトナー〔1〕〜〔16〕の作製)
上記のようにして作製したクリアトナー粒子1〜16の各々100質量部に下記外添剤を添加して、「ヘンシェルミキサー」(三井三池鉱業社製)にて撹拌羽根の周速35m/秒、処理温度35℃、処理時間8分の条件の下で外添処理を行い、クリアトナー〔1〕〜クリアトナー〔16〕を作製した。
・ヘキサメチルジシラザン処理したシリカ(平均一次粒径12nm) 0.4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
【0177】
【表1】

【0178】
《評価》
(現像剤の作製)
前述のようにして作製したクリアトナー〔1〕〜〔16〕各7質量部をシリコーン樹脂で被覆した体積平均粒径50μmのフェライトキャリア93質量部に混合し、二成分現像剤を作製し以下の評価に供した。
【0179】
図5に示す装置を下記条件に設定し、上記で作製した現像剤を順次装填し、A4サイズの画像支持体全面にクリアトナー層を有するプリント物を作成した。
【0180】
設定条件
(a)画像支持体上のクリアトナーの現像量:4g/m
(b)ベルトの材質:ポリイミドフィルム(厚さ50μm)上にPFA層(厚さ10μm)を配置したもの
(c)ベルトの表面粗さ(初期表面粗さ):Ra 0.4μm
(d)加熱、加圧ロールの仕様
・加熱ロール:外径100mm、厚さ10mmのアルミニウム製基体に厚さ3mmのシリコーンゴム層を設けたもの
・加圧ロール:外径80mm、厚さ10mmのアルミニウム製基体上に厚さ3mmのシリコーンゴム層を設けたもの
・加熱ロールの内部にハロゲンランプを各々配置したもので、加熱ロールの表面温度は180℃、加圧ロールの表面温度は80℃に設定(サーミスタにより温度制御)
・加熱ロールと加圧ロールのニップ幅:9mm
(e)剥離ロール位置での画像支持体の表面温度:50±5℃になるように設定
(f)加熱、加圧ロールニップ部より剥離ロール位置までの距離:620mm
(g)画像支持体搬送速度:135mm/秒
(h)画像支持体搬送方向:A4サイズの上記画像支持体を縦方向に搬送させる
(i)評価環境:常温常湿環境(温度20℃、相対湿度50%RH)
尚、画像支持体としては、市販の「OKトップコート紙(坪量157g/m、紙厚131μm)(王子製紙(株)製)」を使用した。
【0181】
(プリント物の光沢度の評価)
プリント物の光沢度は、グロスメータ「GMX−203(村上色彩技術研究所社製)」を用い、「JIS Z8741 1997」に基づいて入射角20°で、測定した。なお、光沢度は、プリント物をランダムに5点選んで測定し、その平均値とした。光沢度の評価は、80以上のものを合格とした。
【0182】
(耐ドキュメントオフセットの評価)
上記光沢性評価の際に作成した定着画像を用いて、画像部と非画像部及び画像部とが重なりあるように向かい合わせて重ね、重ねた部分に対して80g/cm相当になるように重りを載せ、60℃湿度50%の高温高湿槽で7日間放置した。放置後、重ねた2枚の定着画像の画像欠陥度合いを以下に示す。
【0183】
評価基準
5:画像部、非画像部ともに全く画像移行が見られない。
【0184】
4:重ねた2枚の画像を離す時に、パリッと音がし、定着画像部に微小なグロス向上部分非画像部にわずかに画像移行が見られるが、画像欠損はなく、全く問題ないレベル。
【0185】
3:重ねた2枚の画像を離す際、互いの定着画像に画像あれやグロス低下が発生する。
【0186】
2:重ねた2枚のプリント物が接着していたため、画像部のところどころに画像欠陥の白抜けが発生したり、非定着部の紙の表面が画像部に付着する。
【0187】
1:重ねた2枚のプリント物が接着したため剥がれなくなっていて、無理やり剥がすと紙の表層ごと剥がれて画像欠損が激しい。
【0188】
(耐熱保管性の評価)
耐熱保管性の評価は、各クリアトナー100gを55℃、90%RHの条件下で24時間放置した後、目開き45μmのフルイで篩い、フルイ上に残った凝集物の量(割合)で評価した。尚、◎、○を合格とする。
【0189】
評価基準
◎:フルイ上の量が、5%未満で凝集非常に少なく優良(断熱梱包材全く無しで夏場に輸送を行っても凝集物の発生なし)
○:フルイ上の量が、5〜30%で凝集量少なく良好(ダンボール梱包のみで夏場に輸送を行っても凝集物の発生なし)
×:フルイ上の量が、30%より多く、凝集量が多く実用上問題(保冷輸送の必要有り)
表2に、評価結果を示す。
【0190】
【表2】

【0191】
表2の結果から明らかなように、本発明のクリアトナー〔1〕〜〔13〕を用いた「実施例1〜13」は、全ての評価項目を満足していることが判る。一方、比較用のクリアトナー〔14〕〜〔16〕を用いた「比較例1〜3」は、20°光沢度において劣っていることが判る。
【符号の説明】
【0192】
1p クリアトナー粒子層の形成工程
2p 光沢クリアトナー層の形成工程
3p 高光沢クリアトナー層の形成工程
P 画像支持体
A 光沢プリント物
B クリアトナー粒子層
C 光沢クリアトナー層
D 高光沢クリアトナー層
E 高光沢プリント物
T トナー画像
21S、21Y、21M、21C、21Bk 感光体
22S、22Y、22M、22C、22Bk 帯電極
30S、30Y、30M、30C、30Bk 露光部
24S、24Y、24M、24C、24Bk 現像装置
25S、25Y、25M、25C、25Bk クリーニング装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コア部の表面にシェル層を有して成るコア・シェル構造を有するクリアトナーにおいて、該シェル層を構成する樹脂が、少なくとも共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上含有するビニル系樹脂であることを特徴とするクリアトナー。
【請求項2】
前記シェル層を構成するビニル系樹脂が共重合成分として、メタクリル酸メチルを55質量%以上95質量%以下含有し、メタクリル酸を5質量%以上15質量%以下含有するビニル系樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のクリアトナー。
【請求項3】
前記シェル層を構成するビニル系樹脂のガラス転移点が45℃以上60℃以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のクリアトナー。
【請求項4】
前記シェル層を構成するビニル系樹脂の重量平均分子量が8,000以上15,000以下であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のクリアトナー。
【請求項5】
前記コア部を構成する樹脂のガラス転移点が25℃以上40℃以下であることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のクリアトナー。
【請求項6】
前記コア部を構成する樹脂の重量平均分子量が、15,000以上25,000以下であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のクリアトナー。
【請求項7】
少なくとも、画像支持体上にクリアトナーを供給してクリアトナー粒子層を有するプリント画像を作成する工程、該プリント画像の該クリアトナー粒子層面を加熱加圧してクリアトナー層を形成し、その後、ベルトに密着させた状態で該クリアトナー層を冷却する工程を経てプリント物を作成する画像形成方法において、該画像形成方法に使用されるクリアトナーは、コア部の表面にシェル層を有してなるコア・シェル構造を有し、該シェル層が少なくとも共重合成分としてメタクリル酸メチルを55質量%以上含有するビニル系樹脂であることを特徴とする画像形成方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−123237(P2012−123237A)
【公開日】平成24年6月28日(2012.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−274481(P2010−274481)
【出願日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】