説明

トナー、静電潜像現像剤、磁気潜像現像剤、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

【課題】プラズモン周波数に光を吸収する特性を有する金属粒子を含む新規なトナーの提供。
【解決手段】体積平均粒子径が1nm以上300nm以下又は平均最大長が10nm以上200nm以下のAu、Ag、Cu若しくはPt又はこれらの合金を含む金属粒子と、結着樹脂と、を含有するトナー。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トナー、静電潜像現像剤、磁気潜像現像剤、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に関する。
【背景技術】
【0002】
金属の粒子(数nm以上数十nm以下)は波長選択的(プラズモン周波数)に光を吸収する特性があり、その光特性を利用した色材として利用され始めている。金属粒子の色は、金属の種類や粒子のサイズ・形状に大きく依存し、それらを制御することによって様々な色材を得ることが可能となる(非特許文献1乃至3参照。)。以下、本明細書においてプラズモン周波数に光を吸収する特性を有する金属粒子を「プラズモン発色粒子」と称することがある。
【非特許文献1】J.Phys.Chem.B,1999,103,3529−3533
【非特許文献2】Chem.Cmmun., 2376(2003)
【非特許文献3】2003 The American Physical Society 057401−1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、プラズモン発色粒子を含む新規なトナー、このトナーを含む静電潜像現像剤及び磁気潜像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、並びに、画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明者等は、以下の本発明により当該課題を解決できることを見出した。
【0005】
すなわち請求項1に係る発明は、体積平均粒子径が1nm以上300nm以下又は平均最大長が10nm以上200nm以下のAu、Ag、Cu若しくはPt又はこれらの合金を含む金属粒子と、結着樹脂と、を含有するトナーである。
【0006】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の金属粒子が、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが30nm以上40nm以下の略三角形形状の銀粒子であるトナーである。
【0007】
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の金属粒子が、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが50nm以上70nm以下の略三角形形状の銀粒子であるトナーである。
【0008】
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の金属粒子が、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが80nm以上100nm以下の略三角形形状の銀粒子であるトナーである。
【0009】
請求項5に係る発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の体積平均粒子径が1μm以上5μm以下であるトナーである。
【0010】
請求項6に係る発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナーにおいて、磁性体をさらに含み、体積平均粒子径が1μm以上3μm以下であるトナーである。
【0011】
請求項7に係る発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナーを含有する静電潜像現像剤である。
【0012】
請求項8に係る発明は、請求項6に記載のトナーと、前記トナーを分散する分散媒と、を含有する磁気潜像現像剤である。
【0013】
請求項9に係る発明は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、請求項7に記載の静電潜像現像剤を用いて前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、前記静電潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、転写後の前記静電潜像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置である。
【0014】
請求項10に係る発明は、画像形成装置に着脱可能に装着され、前記画像形成装置内に設けられた画像形成手段に供給するための請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナーを収容したトナーカートリッジである。
【0015】
請求項11に係る発明は、請求項7に記載の静電潜像現像剤を収納すると共に、前記静電潜像現像剤を用いて静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、静電潜像保持体、前記静電潜像保持体を帯電する帯電手段、及び、前記静電潜像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段からなる群より選ばれる少なくとも一種と、を備え、画像形成装置本体から脱着可能とされたプロセスカートリッジである。
【0016】
請求項12に係る発明は、磁気潜像保持体と、前記磁気潜像保持体表面に磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、請求項8に記載の磁気潜像現像剤を貯留する現像剤貯留手段と、前記磁気潜像をトナー像として顕像化するために前記磁気潜像現像剤を磁気潜像が形成された前記磁気潜像保持体表面に供給する現像剤供給手段と、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写手段と、前記磁気潜像保持体表面の磁気潜像を消磁する消磁手段と、を有する画像形成装置である。
【0017】
請求項13に係る発明は、磁気潜像保持体と、請求項8に記載の磁気潜像現像剤を貯留する現像剤貯留手段と、前記磁気潜像現像剤を磁気潜像が形成された前記磁気潜像保持体表面に供給する現像剤供給手段と、を備え、画像形成装置本体から脱着可能とされたプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【0018】
請求項1に係る発明によれば、プラズモン発色粒子を含む新規な発色濃度の高いトナーを得ることができる。
【0019】
請求項2に係る発明によれば、イエロートナーを得ることができる。
【0020】
請求項3に係る発明によれば、マゼンタトナーを得ることができる。
【0021】
請求項4に係る発明によれば、シアントナーを得ることができる。
【0022】
請求項5に係る発明によれば、電子写真方式(ゼログラフィ)による高精細な画像を形成可能なトナーを得ることができる。
【0023】
請求項6に係る発明によれば、磁気印写方式(マグネトグラフィ)による高精細な画像を形成可能なトナーを得ることができる。
【0024】
請求項7に係る発明によれば、発色濃度の高い静電潜像現像剤を得ることができる。
【0025】
請求項8に係る発明によれば、発色濃度の高い磁気潜像現像剤を得ることができる。
【0026】
請求項9に係る発明によれば、電子写真方式(ゼログラフィ)による発色濃度の高い画像を形成可能な画像形成装置を得ることができる。
【0027】
請求項10に係る発明によれば、発色濃度の高いトナーの供給を容易にするトナーカートリッジを得ることができる。
【0028】
請求項11に係る発明によれば、発色濃度の高い静電潜像現像剤の取り扱いを容易にし、種々の構成の画像形成装置への適応性を高めることができる。
【0029】
請求項12に係る発明によれば、磁気印写方式(マグネトグラフィ)による発色濃度の高い画像を形成可能な画像形成装置を得ることができる。
【0030】
請求項13に係る発明によれば、発色濃度の高い磁気潜像現像剤の取り扱いを容易にし、種々の構成の画像形成装置への適応性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
以下、本発明のトナー、静電潜像現像剤、磁気潜像現像剤、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の実施形態について詳細に説明する。
【0032】
<トナー>
本実施形態のトナーは、体積平均粒子径が1nm以上300nm以下又は平均最大長が10nm以上200nm以下のAu、Ag、Cu若しくはPt又はこれらの合金を含む金属粒子(以下、本実施形態のプラズモン発色粒子と称することがある。)と、結着樹脂と、を含有する。
本実施形態のトナーは発色濃度が高く、電子写真方式又は磁気印写方式により画像を形成する際に、単位面積あたりのトナーのり量が少なくても画像濃度を高くすることができる。これは、本実施形態のプラズモン発色粒子は従来公知の有機顔料や無機顔料等の着色剤と比較して単位体積あたりの吸光度が大きいため、従来公知の着色剤と比較して少ない添加量で高い発色濃度(画像濃度)が実現できるためである。
【0033】
以下、本実施形態のトナーを構成する各成分について説明する。本実施形態のトナーは本実施形態のプラズモン発色粒子と結着樹脂とを含有し、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。
【0034】
−本実施形態のプラズモン発色粒子−
本実施形態のプラズモン発色粒子は、Au、Ag、Cu若しくはPt又はこれらの合金を含む金属粒子である。その形状としては、体積平均粒子径が1nm以上300nm以下の略球形の金属粒子でもよいし、平均最大長が10nm以上200nm以下のロッド状又は円形若しくは三角形等のディスク状の金属粒子でもよい。
なお、本発明におけるプラズモン発色粒子の体積平均粒子径とは、TEMもしくはSEM等で粒子形状を観測し、球・円柱・多角柱のうち最も近い形状に近似し、見積もった体積と同じ体積の球の直径の平均値をいう。
本発明におけるプラズモン発色粒子の最大長とは、ロッド状の金属粒子においては長軸方向の長さをいい、ディスク状の金属粒子においてはディスク面の直径をいう。また、本発明におけるプラズモン発色粒子の平均最大径とは、TEMもしくはSEM等で粒子形状を観測し、見積もった値をいう。
【0035】
本実施形態のプラズモン発色粒子が略球形の金属粒子であった場合の好ましい体積平均粒子径は、5nm以上100nm以下である。また、本実施形態のプラズモン発色粒子がディスク状の金属粒子であった場合の好ましい平均最大長は、20nm以上100nm以下である。
【0036】
本実施形態のプラズモン発色粒子は、該粒子に含まれる金属の種類、形状及び大きさ(体積平均粒子径又は平均最大長)等により吸収波長が変化し様々な色に発色させることができる。例えば、金属粒子がAuからなる場合には、粒子径が15nm前後では赤色に、粒子径が45nmでは青色に発色する。金属粒子の種類、形状及び大きさが上記範囲外であると、金属粒子のプラズモン吸収に起因する発色が困難となり、金属粒子を着色剤として利用することができなくなる場合がある。
電子写真方式又は磁気印写方式により本実施形態のトナーを用いてフルカラー画像を形成する場合、イエロートナー、マゼンタトナー及びシアントナーが用いられる。
本実施形態のトナーをイエロートナーとして用いる際のプラズモン発色粒子としては、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが30nm以上40nm以下の略三角形形状の銀粒子が挙げられる。本実施形態のトナーをマゼンタトナーとして用いる際のプラズモン発色粒子としては、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが50nm以上70nm以下の略三角形形状の銀粒子が挙げられる。本実施形態のトナーをシアントナーとして用いる際のプラズモン発色粒子としては、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが80nm以上100nm以下の略三角形形状の銀粒子が挙げられる。
【0037】
本実施形態のプラズモン発色粒子の製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、特開2004−027347号公報及び特開2005−036309号公報に記載のごとくアルキルアミン等の有機溶媒中にて、銀塩等の金属塩を還元して作製する方法が挙げられる。ロッド状の金属粒子の製造方法としては、例えば「プラズモンナノ材料の設計と応用技術 第4章(シーエムシー出版)」等に記載の方法を用いることができる。ディスク状の金属粒子の製造方法としては、Nature 2003 Vol.425 p487等に記載の方法を用いることができる。
【0038】
プラズモン発色粒子は粒子同士が近づくとそれぞれが相互作用し、その結果、プラズモン発色粒子の吸収スペクトルが大きく変化することがある。この現象は粒子間距離がおよそ50nm以下になると顕著となることから、粒子間の距離は50nm以上を維持することが望ましい。
そこで、プラズモン発色粒子表面をシリカなどの酸化物を用いて一定以上の厚さで被覆することにより、トナー化プロセス中のプラズモン発色粒子の凝集による彩度、発色性の低下を防ぐことが好ましい。酸化物被膜の厚さは、3nm以上300nm以下が好ましく、5nm以上100nm以下がさらに好ましい。
【0039】
プラズモン発色粒子を被覆する酸化物としては、可視光に対して透明である酸化物が用いられる。透明酸化物としては、例えば、シリカ(SiO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化セリウム(Ce)、酸化インジウム(In)、酸化ランタン(La)、酸化スズ(SnO)、酸化タンタル(Ta)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO)、酸化イットリウム(Y)、酸化ジルコニウム(ZrO)、スズ(Sn)がドープされた酸化インジウム、アンチモン(Sb)がドープされた酸化スズ、アルミニウム(Al)がドープされた酸化スズを挙げることができる。
プラズモン発色粒子を上述した酸化物で被覆する方法は特に限定されるものではなく、例えば特開2001−288467号公報の段落番号0025乃至0029に記載の方法を用いることができる。
【0040】
しかしながら、特に粒子径が50nm以上のプラズモン発色粒子を酸化物で被覆すると、全体の粒子サイズは100nmを超え、散乱による色濁りが大きくなることがある。ここで被覆用の酸化物と後述する結着樹脂との屈折率差(Δn)が小さくなるような酸化物と結着樹脂との組み合わせ(Δn≦0.2)を選択することで、散乱による彩度低下を低減することが可能となる。なお、本発明において、屈折率とは分光エリプソメーターを用いて測定された屈折率をいう。
【0041】
なお、プラズモン発色粒子が上述した酸化物で被覆されている場合の該プラズモン発色粒子の体積平均粒子径又は平均最大長とは、酸化物による被覆膜厚を含まないプラズモン発色粒子そのものの大きさに係る値をいう。
【0042】
本実施形態のトナー中における本実施形態のプラズモン発色粒子の含有量は、質量基準でトナー全質量に対して1質量%以上50質量%以下が好ましく、5質量%以上40質量%以下がさらに好ましく、10質量%以上30質量%以下が特に好ましい。なお、従来公知の有機顔料や無機顔料等の着色剤の含有量はトナー全質量に対して3質量%以上10質量%以下含有されるのが一般的である。
【0043】
また、本実施形態のトナー中における本実施形態のプラズモン発色粒子の含有量は、体積基準でトナー全体積に対して1体積%以上20体積%以下が好ましく、1体積%以上15体積%以下がさらに好ましく、1体積%以上10体積%以下が特に好ましい。なお、従来公知の有機顔料や無機顔料等の着色剤の含有量はトナー全体積に対して5体積%以上10体積%以下含有されるのが一般的である。
【0044】
−結着樹脂−
本実施形態のトナーに含有される結着樹脂は特に制限されず、結晶性樹脂、あるいは、無定形樹脂(非結晶性樹脂)のいずれを用いても良く、両者を組合せて用いてもよい。
なお、両者を併用する場合の結晶性樹脂と、無定形樹脂(非結晶性樹脂)との混合割合は、用途や目的に応じて低温定着性や、カブリ、画像の保存性等の種々の特性のバランスが取れるように適宜選択することができる。また、両者を併用する場合、通常は、全結着樹脂に対する結晶性樹脂の割合を20質量%以上60質量%以下の範囲内とすることが好ましい。さらに、結晶性樹脂を含むコア層と、コア層を被覆し、無定形樹脂を含むシェル層とからなるいわゆるコアシェル構造を有するトナーを作製することもできる。
【0045】
なお、本実施形態のトナーに用いることができる結晶性樹脂の『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℃以内であることを意味する。一方、半値幅が10℃を超える樹脂や、明確な吸熱ピークが認められない樹脂は、非結晶性樹脂(無定形樹脂)を意味する。
【0046】
−非結晶性樹脂−
非結晶性樹脂としては、特に限定されるわけではないが、公知の樹脂材料を用いることができる。例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸エチルヘキシル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニル基を有するエステル類;マレイン酸メチル、マレイン酸エチル、マレイン酸ブチル等の二重結合を有するカルボン酸類;エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン等のオレフィン類;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の二重結合を有するカルボン酸類;などを単独で重合、またはこれらを2種類以上組み合わせて共重合したもの、さらにはこれらの混合物を挙げることができる。
【0047】
さらにはエポキシ樹脂、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、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合系樹脂、あるいはこれらと前記ビニル系樹脂との混合物やこれらの共存下でビニル系単量体を重合する際に得られるグラフト重合体等が挙げられる。
【0048】
本発明における非結晶性樹脂には、重合度の制御等のために、解離性ビニル系単量体を非結晶性樹脂を構成する単量体とともに重合時に含有させても良い。前記解離性ビニル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸、エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミンなど高分子酸、高分子塩基の原料となる単量体をいずれも使用することができる。重合体形成反応の容易性などから、中でもアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸などのカルボキシル基を有する解離性ビニル系単量体が重合度の制御、ガラス転移温度の制御の観点から好ましい。なお、これら解離性ビニル系単量体は通常非結晶性樹脂重合時に、共重合して、用いることができる。
【0049】
ビニル系単量体の場合、イオン性界面活性剤などを用いて乳化重合やシード重合を実施して樹脂粒子分散液を作製することができる。その他の樹脂の場合、その樹脂が油性であって水への溶解度が比較的低い溶剤に溶解するものであれば、該樹脂をそれらの溶剤に溶解し、水にイオン性界面活性剤及び/又は高分子電解質を溶解し、それらと共にホモジナイザーなどの分散機により水中に粒子分散するのがよい。その後、加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子分散液を調製するのがよい。
【0050】
非結晶性樹脂の重量平均分子量Mwは10000以上100000以下の範囲であることが好ましく、20000以上50000以下の範囲がより好ましく、20000以上35000以下の範囲であることがさらに好ましい。Mwが10000未満であると可塑化が生じやすくオフセットの発生を防止できない場合があり、100000を超えると通常の定着を行うことができない場合がある。
【0051】
前記Mwの測定は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。測定条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて行った。また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
【0052】
本実施形態においては、非結晶性樹脂の重合時に連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては特に制限はないが、チオール成分を有する化合物を用いることができる。具体的には、ヘキシルメルカプタン、ヘプチルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類が好ましい。連鎖移動剤を用いることにより、非結晶性樹脂の分子量分布を狭くすることができ、そのため高温時のトナーの保存性が良好になる。
【0053】
非結晶性樹脂は、重合性単量体のラジカル重合により製造することができる。
ここで用いるラジカル重合用開始剤としては、特に制限はない。具体的には、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル、過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル、過酸化ラウロイル、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、ペルオキシ炭酸ジイソプロピル、テトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイル)カルバミン酸tert−ブチル等の過酸化物類、2,2’−アゾビスプロパン、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスプロパン、1,1’−アゾ(メチルエチル)ジアセテート、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)硝酸塩、2,2’−アゾビスイソブタン、2,2’−アゾビスイソブチルアミド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオン酸メチル、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスブタン、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、2−(4−メチルフェニルアゾ)−2−メチルマロノジニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸、3,5−ジヒドロキシメチルフェニルアゾ−2−メチルマロノジニトリル、2−(4−ブロモフェニルアゾ)−2−アリルマロノジニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルバレロニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸ジメチル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンニトリル、2,2’−アゾビス−2−プロピルブチロニトリル、1,1’−アゾビス−1−クロロフェニルエタン、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、1,1’−アゾビス−1−シクロへプタンニトリル、1,1’−アゾビス−1−フェニルエタン、1,1’−アゾビスクメン、4−ニトロフェニルアゾベンジルシアノ酢酸エチル、フェニルアゾジフェニルメタン、フェニルアゾトリフェニルメタン、4−ニトロフェニルアゾトリフェニルメタン、1,1’−アゾビス−1,2−ジフェニルエタン、ポリ(ビスフェノールA−4,4’−アゾビス−4−シアノペンタノエート)、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2’−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物類、1,4−ビス(ペンタエチレン)−2−テトラゼン、1,4−ジメトキシカルボニル−1,4−ジフェニル−2−テトラゼン等が挙げられる。
【0054】
上記重合時において、主に前記重合開始剤量が分子量制御に影響し、一般的に重合開始剤量を減少させると分子量は増加する。
【0055】
非結晶性樹脂のガラス転移温度は、45℃以上60℃以下の範囲であることが好ましく、50℃以上60℃以下の範囲であることがより好ましい。ガラス転移温度が45℃未満であると、トナーが貯蔵中又は現像器中でブロッキング(トナーの粒子が凝集して塊になる現象)を起こしやすい傾向にある。一方、ガラス転移温度が60℃を超えると、トナーの定着温度が高くなってしまい好ましくない。
本実施形態においてガラス転移温度(Tg)とは、示差走査熱量計を用い、昇温速度3℃/分の条件下で測定することにより得られた値をいう。なお、ガラス転移温度は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とした。
【0056】
−結晶性樹脂−
結晶性樹脂としては、結晶性を有する樹脂であれば特に制限はなく、具体的には、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル系樹脂が挙げられるが、定着時の紙への定着性や帯電性、及び好ましい範囲での融点調整の観点から、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。また、適度な融点をもつ直鎖脂肪族系の結晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。
【0057】
上記結晶性ポリエステル樹脂は、酸(ジカルボン酸)成分と、アルコール(ジオール)成分とから合成されるものである。なお、本発明では、結晶性のポリエステル主鎖に対して、他成分を50質量%以下の割合で共重合した共重合体も結晶性ポリエステル樹脂とする。
【0058】
結晶性ポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、酸成分とアルコール成分とを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造することができ、例えば、直接重縮合、エステル交換法等が挙げられ、モノマーの種類によって使い分けて製造することができる。
【0059】
結晶性ポリエステル樹脂の製造は、重合温度180℃以上230℃以下の間で行うことができ、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。モノマーが反応温度下で溶解または相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させても良い。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマーと重縮合予定の酸またはアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させると良い。
【0060】
結晶性ポリエステル樹脂の製造時に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物;亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物、リン酸化合物、及びアミン化合物等が挙げられる。
【0061】
具体的には、例えば、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロポキシド、チタンテトラブトキシド、三酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジルコニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニール、酸化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス(2,4−t−ブチルフェニル)ホスファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等の化合物が挙げられる。
【0062】
本実施形態に用いられ得る結晶性ポリエステル樹脂の具体例としては、ポリ−1,2−シクロプロペンジメチレンイソフタレート、ポリデカメチレンアジペート、ポリデカメチレンアゼレート、ポリデカメチレンオキサート、ポリデカメチレンセバケート、ポリデカメチレンサクシネート、ポリエイコサメチレンマロネート、ポリエチレン−p−(カルボフェノキシ)ブチレート、ポリエチレン−p−(カルボフェノキシ)ウンデカノエート、ポリエチレン−p−フェニレンジアセテート、ポリエチレンセバケート、ポリエチレンサクシネート、ポリヘキサメチレンカーボネート、ポリヘキサメチレン−p−(カルボフェノキシ)ウンデカノエート、ポリヘキサメチレンオキサレート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリヘキサメチレンスベレート、ポリヘキサメチレンサクシネート、ポリ−4,4−イソプロピリデンジフェニレンアジペート、ポリ−4,4−イソプロピリデンジフェニレンマロネート等が挙げられる。
【0063】
さらに、トランス−ポリ−4,4−イソプロピリデンジフェニレン−1−メチルシクロプロパンジカルボキシレート、ポリノナメチレンアゼレート、ポリノナメチレンテレフタレート、ポリオクタメチレンドデカンジエート、ポリペンタメチレンテレフタレート、トランス−ポリ−m−フェニレンシクロプロパンジカルボキシレート、シス−ポリ−m−フェニレンシクロプロパンジカルボキシレート、ポリテトラメチレンカーボネート、ポリテトラメチレン−p−フェニレンジアセテート、ポリテトラメチレンセバケート、ポリトリメチレンドデカンジオエート、ポリトリメチレンオクタデカンジオエート、ポリトリメチレンオキサレート、ポリトリメチレンウンデカンジオエート、ポリ−p−キシレンアジペート、ポリ−p−キシレンアゼレート、ポリ−p−キシレンセバケート、ポリジエチレングリコールテレフタレート、シス−ポリ−1,4−(2−ブテン)セバケート、ポリカプロラクトン等が挙げられる。
なお、これらの重合体において使用される複数のエステル系モノマーの共重合体、エステル系モノマー及びこれと共重合可能な他のモノマーとの共重合体等も使用することができる。
【0064】
結晶性樹脂の融点は、40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましい。但し、上限としては100℃以下が好ましく、90℃以下がより好ましい。また、特に低温定着性のためには結晶性樹脂の融点は60℃以上95℃以下の範囲であることが好ましい。
結晶性樹脂の融点が40℃より低い場合は、トナーの保存時や使用時に、トナーがブロッキングを起こすおそれがある。また、結晶性樹脂の融点が100℃より高い場合は、低温定着性が達成されないおそれがある。
【0065】
結晶性樹脂の融点の測定には、前記示差走査熱量計(DSC)を用い、室温から150℃まで毎分10℃の昇温速度で測定を行った時の、ASTM D3418−8に準拠した示差熱分析測定の融解ピーク温度として求めることができる。なお、上記測定において複数の融解ピークを示す場合があるが、本発明においては、最大のピーク温度をもって融点とみなす。
【0066】
結晶性樹脂の分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量Mwが8,000以上80,000以下の範囲であることが好ましく、10,000以上50,000以下の範囲がより好ましく、15,000以上30,000以下の範囲であることがさらに好ましい。結晶性樹脂の重量平均分子量が8,000より小さいと、定着像の強度不足、現像器攪拌中の破砕等が生じるおそれがある。また、結晶性樹脂の重量平均分子量が80,000より大きいと、定着温度が上昇するおそれがある。
なお、上記分子量の測定は、非結晶性樹脂の分子量測定法と同様に行うことができる。
【0067】
本実施形態のトナーにおいて、非晶性樹脂と結晶性樹脂とは適度に相溶することが望ましい。非晶性樹脂と結晶性樹脂とが相溶してしまうと、溶融時にトナー粘度が下がりすぎて、耐ホットオフセット性が悪化する場合がある。また、両者が非相溶であると、結晶性樹脂がトナー内部に取り込まれず、表面に吐き出されて(リジェクション)しまい、その結果、トナーの帯電・粉体・定着特性に悪影響を与える場合がある。
【0068】
−その他の成分−
本実施形態のトナーは本実施形態のプラズモン発色粒子及び結着樹脂以外に必要に応じてその他の成分を含有していてもよい。
1)着色剤
本実施形態においては、プラズモン発色粒子が着色剤として機能するが、トナー画像の色調等の調整のために公知の着色剤を併用することもできる。
着色剤としては、公知の有機、もしくは、無機の顔料や染料、油溶性染料を使用することができる。
例えばC.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:3、ランプブラック(C.I.No.77266)、ローズベンガル(C.I.No.45432)、カーボンブラック、ニグロシン染料(C.I.No.50415B)、金属錯塩染料、金属錯塩染料の誘導体これらの混合物等を挙げることができる。
【0069】
さらにはシリカ、酸化アルミニウム、マグネタイトや各種フェライト類、酸化第二銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、及び酸化マグネシウムなどの種々の金属酸化物及びこれらの混合物などが挙げられる。用いる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐候性、OHP透過性、トナー中での分散性の観点から選択される。
【0070】
これらの着色剤は、公知の方法で分散されるが、例えば、回転せん断型ホモジナイザーやボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等が好ましく用いられる。
更に、これらの着色剤が乳化凝集法等に用いられる場合には、極性を有する界面活性剤を用い、前記ホモジナイザーによって水系に分散される。
【0071】
2)外添剤
本実施形態においては、転写性、流動性、クリーニング性及び帯電量の制御性、特に流動性を改善するため、トナーに外添剤を含有させることが好ましい。なお、外添剤とは、上記トナー表面に付着させる無機粒子をいう。
無機粒子としてはSiO2、TiO2、Ti(OH)2、Al23、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe23、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2n(nは1以上4以下の整数)、Al23・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等を使用することができる。これらのうち、特にシリカ粒子、チタニア粒子を用いると、流動性が良好となるため好ましい。
【0072】
外添剤の体積平均粒子径は、5nm以上40nm以下であることが好ましい。
外添剤の体積平均粒子径は、レーザー回析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、体積について小粒子径側から累積分布を引き、累積50%となる粒子径を体積平均粒子径D50vとして求めることができる。
【0073】
外添剤の無機粒子の表面は、予め疎水化処理されていることが望ましい。この疎水化処理によりトナーの粉体流動性が改善されるほか、帯電の環境依存性、及び耐キャリア汚染性に対しても有効である。疎水化処理は疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行うことができる。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。これらの中でもシラン系カップリング剤が好適である。
【0074】
3)離型剤
離型剤としては、以下のような具体例が挙げられる。
例えば、ロウ類及びワックス類として、カルナウバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等である。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックスも使用できる。
【0075】
さらに、他の離型剤としては、ポリ−n−ステアリルメタクリレート、ポリ−n−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート/エチルメタクリレートの共重合体等)等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子が挙げられる。これらの中でより好ましいものとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックスあるいは合成ワックスが挙げられる。
【0076】
離型剤の含有量は、トナー全体の10質量%以上40質量%以下の範囲であることが好ましく、10質量%以上30質量%以下の範囲がより好ましく、15質量%以上30質量%以下の範囲がさらに好ましく、15質量%以上25質量%以下の範囲が特に好ましい。離型剤の含有率が10質量%以上であれば、充分な離型性を確保することができ、ホットオフセットの発生が防止できる。一方、40質量%以下であればトナー表面への離型剤の露出がなく、良好な流動性や帯電性を得ることができる。
【0077】
またその他に、本実施形態のトナーには、必要により滑剤や帯電制御剤を加えても良い。
使用できる滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩を挙げることができる。
【0078】
前記帯電制御剤は、帯電性をより向上安定化させるために添加するものであり、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料やトリフェニルメタン系顔料など通常使用される種々の帯電制御剤を使用することができるが、後述する乳化凝集法等によりトナーを作製する場合の凝集工程や融合・合一工程において、凝集粒子の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染減少の点から、水に溶解しにくい材料が好適である。
【0079】
特に、帯電制御剤としては、粉体トナーにおいて使用されている、安息香酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩からなる群より選ばれる化合物、さらにこれらを適宣組合せたものが好ましく使用できる。
【0080】
また、帯電制御剤として、湿式で無機粒子をトナーに添加する場合、このような無機粒子の例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウムなど通常トナー表面の外添剤として使うすべての無機粒子を挙げることができる。この場合、これら無機粒子はイオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基等を用いて溶媒中に分散させて利用することができる。
【0081】
本実施形態のトナーは、コア/シェル構造を有するものであってもよい。コア部分を形成する結着樹脂としては特に制限はないが、上記結晶性樹脂、非結晶性樹脂、或いはこれらの組み合わせであってもよい。シェル部分を形成する結着樹脂としても特に制限はないが、非結晶性樹脂であることが好ましく、コア部分とシェル部の非晶性樹脂は同じであって、異なるものであってもよい。
【0082】
−磁性体−
本実施形態のトナーが磁気印写方式(マグネトグラフィ)に適用される場合、本実施形態のトナーには磁性体が含有される。磁性体としては、磁性を示すMO・FeまたはM・Feの一般式で表されるマグネタイト、フェライト等を好ましく用いることができる。ここで、Mは2価あるいは1価の金属イオン(Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Mg、Zn、Cd、Li等)であり、Mとしては単独あるいは複数の金属を用いることができる。例えばマグネタイト、γ酸化鉄、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Li系フェライト、Cu−Zn系フェライトの如き鉄系酸化物を挙げることができる。中でも安価なマグネタイトをより好ましく用いることができる。
【0083】
また、他の金属酸化物として、イットリウム鉄ガーネット等が挙げられる。
【0084】
磁性体の平均一次粒子径は、0.02μm以上2.0μm以下の範囲であることが好ましい。磁性体の平均一次粒子径が上記範囲にないと、磁性体が凝集し易くなり、結着樹脂中への均一な分散が難しくなる場合がある。
【0085】
磁性体の含有量は求められる磁力によって決定されるが、トナー全体に対して2質量%以上50質量%以下とすることが望ましく、4質量%以上30質量%以下とすることがより好適である。含有量を上記範囲とすることにより、十分な磁力が得られる。
【0086】
磁性体の多くは黒色を呈するため、イエロー、マゼンタ又はシアン等のカラートナーが磁性体を含有する場合には磁性体由来の色(黒色)を隠蔽する必要がある。本実施形態のプラズモン発色粒子は従来公知の有機顔料や無機顔料等の着色剤と比較して単位体積あたりの吸光度が大きいため、磁性体由来の色を隠蔽するのに有効である。
【0087】
本実施形態のトナーの体積平均粒子径は特に限定されるものではないが、1μm以上5μm以下が好ましく、1μm以上3μm以下がさらに好ましい。また、本実施形態のトナーが磁気印写方式(マグネトグラフィ)に適用される場合の好ましい体積平均粒子径は1μm以上3μm以下であり、1μm以上2μm以下がさらに好ましい。トナーの体積平均粒子径の測定方法は、上述した外添剤に係る測定方法の場合と同様である。
【0088】
−トナーの製造方法−
トナーの製造方法については特に制限されず、混練粉砕法、懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化凝集法などを適用することができるが、好適な形状係数や粒子径を有するトナーを作製するためには湿式粒造法を用いることが好ましい。前記湿式造粒法としては、公知の溶融懸濁法、乳化凝集法、溶解懸濁法等の方法が挙げられ、本発明においては、これらの中でも乳化凝集法が好適に用いられる。
【0089】
混練粉砕法とは、結着樹脂、本実施形態のプラズモン発色粒子その他添加剤を混練、粉砕、分級する方法である。混練粉砕によって作製された粒子は、粒度分布が比較的広く、形状が不定形である。混練粉砕によって作製された粒子を分級して粒度分布を狭くし、更に熱処理を行うことで形状を球形に整えることが好ましい。
本発明において、混練粉砕の方法は、公知の方法を適宜適用することができる。また、分級には、重力式の分級機、遠心分離式の分級機、慣性方式の分級機、あるいは、篩による選別等を適宜適用することができる。熱処理には、流動層、スプレードライヤーなどを用いることができる。
【0090】
懸濁重合法とは、結着樹脂を得るための重合性単量体と本実施形態のプラズモン発色粒子、その他添加物を含む溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する方法である。
また、溶解懸濁法とは、結着樹脂と本実施形態のプラズモン発色粒子、その他添加物を含む溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する方法である。
乳化凝集法とは、乳化重合などにより作製した樹脂粒子分散液と、溶媒に本実施形態のプラズモン発色粒子を分散させて作製した着色剤分散液とを混合して、トナー粒子径に相当する凝集体を形成し、次いで、この凝集体を加熱することによって融合・合一させトナーを作製する方法である。すなわち、乳化凝集法は混練粉砕法に比較して、粒度分布を狭く保ちながらトナーの小径化を行うことが容易であるとともに、液中で融合合一化する条件を調整することによりトナー表面の平滑化や球形度制御を図ることができる。
【0091】
<静電潜像現像剤>
本実施形態の静電潜像現像剤は、本実施形態のトナーを含有するものである。本実施形態のトナーを単独で用いると一成分系の静電潜像現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電潜像現像剤として調製される。本実施形態の静電潜像現像剤としては、二成分系の静電潜像現像剤が好ましい。
【0092】
本実施形態に用いられるキャリアは特に規定されないが、キャリアの芯材としては例えば、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、これらとマンガン、クロム、希土類等との合金、及びフェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられるが、芯材表面性、芯材抵抗の観点から、好ましくはフェライト、特にマンガン、リチウム、ストロンチウム、マグネシウム等との合金が挙げられる。
【0093】
本実施形態で用いるキャリアは、芯材表面に樹脂を被覆してなることが好ましく、該樹脂としては、マトリックス樹脂として使用できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて選択することができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、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、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン等のポリビニル系樹脂及びポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂又はその変性品;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;シリコーン樹脂;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂、等のそれ自体公知の樹脂が挙げられる。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。本実施形態においては、これらの樹脂の中でも、フッ素系樹脂及び/又はシリコーン樹脂を少なくとも使用することが好ましい。前記樹脂として、フッ素系樹脂及び/又はシリコーン樹脂を少なくとも使用すると、トナーや外添剤によるキャリア汚染(インパクション)を防止できる効果が高い点で有利である。
【0094】
前記樹脂による被膜中には、樹脂粒子及び/又は導電性粒子が分散されていてもよい。前記樹脂粒子としては、例えば、熱可塑性樹脂粒子、熱硬化性樹脂粒子等が挙げられる。これらの中でも、比較的硬度を上げることが容易な観点から熱硬化性樹脂が好ましく、トナーに負帯電性を付与する観点からは、N原子を含有する含窒素樹脂による樹脂粒子が好ましい。尚、これらの樹脂粒子は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。前記樹脂粒子の平均粒子径としては、0.1μm以上2μm以下程度が好ましく、より好ましくは0.2μm以上1μm以下である。前記樹脂粒子の平均粒子径が0.1μm以上であれば、前記被膜における樹脂粒子の分散性に優れ、一方、2μm以下であれば前記被膜から樹脂粒子の脱落が生じにくい。
【0095】
前記導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属粒子、カーボンブラック粒子、酸化チタン、酸化亜鉛等の半導電性酸化物粒子、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム粉末等の表面を酸化スズ、カーボンブラック、金属等で覆った粒子等が挙げられる。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。これらの中でも、製造安定性、コスト、導電性等の良好な点で、カーボンブラック粒子が好ましい。前記カーボンブラックの種類としては、特に制限はないが、DBP吸油量が50ml/100g以上250ml/100g以下程度であるカーボンブラックが製造安定性に優れて好ましい。
【0096】
前記被膜を形成する方法としては、特に制限はないが、例えば、架橋性樹脂粒子等の前記樹脂粒子及び/又は前記導電性粒子と、マトリックス樹脂としてのスチレンアクリル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂等の前記樹脂とを溶剤中に含む被膜形成用液を用いる方法等が挙げられる。
具体的には前記キャリア芯材を、前記被膜形成用液に浸漬する浸漬法、被膜形成用液を前記キャリア芯材の表面に噴霧するスプレー法、前記キャリア芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で前記被膜形成用液を混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
【0097】
前記被膜形成用液に用いる溶剤としては、マトリックス樹脂としての前記樹脂のみを溶解することが可能なものであれば、特に制限はなく、それ自体公知の溶剤の中から選択することができ、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類等が挙げられる。
【0098】
<磁気潜像現像剤>
本実施形態の磁気潜像現像剤は、本実施形態の磁性体を含むトナーと、該トナーを分散する分散媒と、を含有するものである。
分散媒としては、水、若しくは水にメタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒を加えたものが好適に用いられる。この中でも水単独が特に好ましい。水溶性有機溶媒を添加する場合の添加量は、全分散媒に対し30質量%以下が望ましく、10質量%以下がより好適である。
【0099】
磁気潜像現像剤の製造に当たっては、通常の水系の粒子分散体に使用することのできる各種副資材、例えば、分散剤、乳化剤、界面活性剤、安定化剤、湿潤剤、増粘剤、起泡剤、消泡剤、凝固剤、ゲル化剤、沈降防止剤、帯電制御剤、帯電防止剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、着色剤、付香剤、粘着防止剤、離型剤等を併用してもよい。
具体的に、上記界面活性剤としては、例えばアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤等、公知の界面活性剤を使用可能である。また、ポリシロキサンオキシエチレン付加物等のシリコーン系界面活性剤;パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテル等のフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸やラムノリピド、リゾレシチン等のバイオサーファクタント;等も挙げられる。
【0100】
前記分散剤としては、親水性構造部と疎水性構造部とを有する重合体であれば有効に用いることができる。例えば、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、ビニルナフタレン−メタクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸アルキルエステル−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニルエステル−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸シクロヘキシルエステル−メタクリル酸共重合体等が挙げられ、これら共重合体は、ランダム、ブロックおよびグラフト共重合体等いずれの構造でもあってもよい。
【0101】
また、本実施形態において、蒸発性制御や界面特性制御の目的で、水溶性有機溶媒の使用が可能である。水溶性有機溶媒としては、水に添加したときに2相に分離しない有機溶剤であって、例えば一価もしくは多価のアルコール類、含窒素溶媒、含硫黄溶媒、その他その誘導体等が挙げられる。
さらに、水性媒体に導電率、pHの調整等を目的として、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属類の化合物、水酸化アンモニウム、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、エタノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール等の含窒素化合物、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属類の化合物、硫酸、塩酸、硝酸等の酸、硫酸アンモニウム等の強酸と弱アルカリの塩等の添加が可能である。
【0102】
また、その他に、必要に応じて、防カビ、防腐、防錆等を目的として安息香酸、ジクロロフェン、ヘキサクロロフェン、ソルビン酸等を添加してもよい。また、酸化防止剤、粘度調整剤、導電剤、紫外線吸収剤、キレート化剤等も添加してもよい。
【0103】
本実施形態における磁気潜像現像剤の粘度は、用いる画像形成システムにもよるが、1mPa・s以上500mPa・s以下が好ましい。磁気潜像現像剤の粘度が1mPa・s未満の場合、本実施形態の磁性体を含むトナーの量や添加剤の量が十分でないことから十分な画像の濃度が得られない場合がある。また、磁気潜像現像剤の粘度が500mPa・sより大きいと、粘度が高すぎるためハンドリングが難しくなったり、現像性が低下したりする場合がある。
【0104】
<画像形成装置>
次に、本実施形態の静電潜像現像剤を用いた本実施形態の画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、本実施形態の静電潜像現像剤を用いて前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、前記静電潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、転写後の前記静電潜像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段と、を有するものである。
【0105】
なお、この画像形成装置において、例えば前記画像形成手段を含む部分が、画像形成装置本体に対して脱着可能に装着されたカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。
以下、本実施形態の画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0106】
図1は、4連タンデム方式のフルカラー画像形成装置を示す概略構成図である。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)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1〜第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K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)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに所定距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。
【0107】
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ローラ22および中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24に巻回されて設けられ、第1ユニット10Yから第4ユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。尚、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ22から離れる方向に付勢されており、両者に巻回された中間転写ベルト20に所定の張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(画像形成手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給可能とされている。イエロートナー、マゼンタトナー及びシアントナーのうちの少なくとも一種のトナーとして本実施形態のトナーが用いられる。
【0108】
上述した第1〜第4ユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、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。尚、第1ユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2〜第4ユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
【0109】
第1ユニット10Yは、静電潜像保持体として機能する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を所定の電位に帯電させる帯電ローラ2Y(帯電手段)、帯電された感光体1Yの表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電潜像を形成する露光装置3(静電潜像形成手段)、静電潜像に帯電したトナーを供給して静電潜像を現像する現像装置(画像形成手段)4Y、トナー像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ5Y(1次転写手段)、および1次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段)6Yが配設されている。
尚、1次転写ローラ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。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
【0110】
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー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、帯電ローラ2Yによって感光体1Yの表面が−600Vから−800V程度の電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Y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3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電潜像が感光体1Yの表面に形成される。
【0111】
静電潜像とは、電荷によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Y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消失し、一方、レーザ光線3Y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。
このようにして感光体1Y上に形成された静電潜像は、感光体1Yの回転に従って所定の現像位置まで搬送される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電潜像が、現像装置4Yによって可視像(トナー像)化される。
【0112】
現像装置4Y内には、イエロートナーとキャリアとを含む静電潜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)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、静電潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き所定速度で回転し、感光体1Y上に現像されたトナー像が所定の1次転写位置へ搬送される。
【0113】
感光体1Y上のイエロートナー像が1次転写位置へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに所定の1次転写バイアスが印加され、感光体1Yから1次転写ローラ5Yに向う静電気力がトナー像に作用し、感光体1Y上のトナー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、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μA程度に制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
【0114】
以下、同様にして第2ユニット10Mではマゼンタトナー像が、第3ユニット10Cではシアントナー像が、第4ユニット10Kではブラックトナー像が順次形成され、中間転写ベルト20において重ね合わせられて、多重トナー像が形成される。
【0115】
4色のトナー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20内面に接する支持ローラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙P(被転写体)が供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に所定のタイミングで給紙され、所定の2次転写バイアスが支持ローラ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像に作用し、中間転写ベルト20上のトナー像が記録紙P上に転写される。尚、この際の2次転写バイアスは2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。
【0116】
この後、記録紙Pは定着装置(定着手段)28へと送り込まれてトナー像が加熱され、色重ねしたトナー像が溶融して記録紙P上へ定着される。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する。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
【0117】
<プロセスカートリッジ、トナーカートリッジ>
図2は、本実施形態の静電潜像現像剤を収容する本実施形態のプロセスカートリッジの好適な一例を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電装置108、現像装置111、感光体クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。なお、300は記録紙である。
【0118】
図2で示すプロセスカートリッジでは、感光体107、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせることが可能である。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成手段(現像装置111)と、静電潜像保持体(感光体107)、静電潜像保持体を帯電する帯電手段(帯電装置108)、及び、静電潜像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段(クリーニング装置113)からなる群より選ばれる少なくとも一種と、を備え、画像形成装置本体から脱着可能とされていればよい。
【0119】
次に、本実施形態のトナーカートリッジについて説明する。本実施形態のトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能に装着され、前記画像形成装置内に設けられた画像形成手段に供給するための本実施形態のトナーを収めるトナーカートリッジである。なお、本発明のトナーカートリッジには少なくともトナーが収容されていればよく、画像形成装置の機構によっては、例えば現像剤が収められていてもよい。
【0120】
なお、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の着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(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納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を交換することができる。
【0121】
次に、本実施形態の磁気潜像現像剤を用いた本実施形態の画像形成装置について説明する。
本実施形態の画像形成装置は、磁気潜像保持体と、前記磁気潜像保持体表面に磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、本実施形態の磁気潜像現像剤を貯留する現像剤貯留手段と、前記磁気潜像をトナー像として顕像化するために前記磁気潜像現像剤を磁気潜像が形成された前記磁気潜像保持体表面に供給する現像剤供給手段と、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写手段と、前記磁気潜像保持体表面の磁気潜像を消磁する消磁手段と、を有するものである。
【0122】
図3は、本実施形態の磁気潜像現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置の主要部の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置は、図に示すように磁気潜像現像剤を保持した現像ロール310(現像剤供給手段)を磁気潜像保持体である磁気記録ドラム320に接触させて画像を形成するものである。
【0123】
まず、Co−Ni系の磁性メッキを主体として作られた磁気記録ドラム320に、画像信号に応じてラインスキャン方式により磁気潜像形成手段である磁気記録ヘッド322で磁気記録ドラム上に磁気潜像を記録する。
次に、磁気記録ドラム320に磁気潜像現像剤を保持した現像ロール310を接触させて、磁気潜像をトナー像として顕像化する。現像ロール310への磁気潜像現像剤の供給は、現像剤貯留手段である貯留槽312に貯留された磁気潜像現像剤314に一部が接触し磁気潜像現像剤314を保持した状態で他の部分が現像ロール310に接触して磁気潜像現像剤314を塗布する現像剤塗布ロール316によって行われる。なお、現像剤塗布ロール316の現像剤保持量の調整は、メータリングブレード317により行われる。
【0124】
次いで、磁気記録ドラム320上のトナー像を転写ロール324(転写手段)との接触部に移動させ、同時に電圧を印加した転写ロール324と磁気記録ドラム320とのニップ部に記録媒体300(被転写体)を挿通することにより、記録媒体300上にトナー像を転写する。転写されたトナー像は、そのまま搬送され、図示しない定着器により圧力、熱を加えられて記録媒体300に定着される。
【0125】
一方、転写後の磁気記録ドラム320上の残留トナーはブレード326により除去され、磁気記録ドラム320表面の磁気潜像は消磁ヘッド328(消磁手段)により消去される。なお、現像後に現像ロール310表面に残った磁気潜像現像剤は、現像ロール310表面に接触するクリーニングブレード318により掻き取られ、貯留槽312に回収される。
【0126】
本実施形態の画像形成装置においては、磁気潜像保持体(磁気記録ドラム320)と、本実施形態の磁気潜像現像剤を貯留する現像剤貯留手段(貯留槽312)と、磁気潜像現像剤を磁気潜像が形成された磁気潜像保持体表面に供給する現像剤供給手段(現像ロール310)と、が画像形成装置本体から脱着可能とされたプロセスカートリッジとして構成されていてもよい。
【実施例】
【0127】
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例により限定されるものではない。なお「部」及び「%」は特に断りのない限り「質量部」及び「質量%」を表す。
【0128】
<プラズモン発色粒子1分散液の調製>
下記方法により、イエロー色を呈するプラズモン発色粒子1分散液を調製した。得られたプラズモン発色粒子1の形状は厚みが9nmで、一辺の長さが35nmの略三角形の形状であった。プラズモン発色粒子1のTEM写真(日立 H−9000を用いて加速電圧200kV 倍率100,000倍の条件で撮影)を図4に示す。
95mLの蒸留水に1mL(30mM)のクエン酸ナトリウムと2mL(5mM)の硝酸銀を加え氷冷する。さらにスターラーで激しく撹拌(800rpm)した状態で、1mL(50mM)の水素化ホウ素ナトリウムを一気に加える。その後、撹拌したまま2分おきに10分間、50mMの水素化ホウ素ナトリウムを5滴滴下する。10分経過したら、1mL(5mM)のBis(p−sulfonatophenyl)phenylphosphine dehydrate dipottasiumと0.5mL(50mM)の水素化ホウ素ナトリウムを加えて、12時間光が照射されない状態で撹拌(200rpm)しながら放置することにより、約4nmの銀微粒子の分散液が得られる。さらにこの分散液を全面がミラー加工されている容器に移し、その容器内に340nm(20mW)と435nm(50mW)の光を10時間以上入射させることにより、上記三角形状の銀微粒子を得た。さらに、得られた分散液を遠心分離機(HITACHI社製HIMAC SCR20B)にかけ(10000rpm×30min)、上澄みを除去することにより、0.5%の分散液を得る。同様に遠心分離と上澄み除去を行うことにより5%の分散液を得る。
【0129】
<プラズモン発色粒子2分散液の調製>
下記方法により、マゼンタ色を呈するプラズモン発色粒子2分散液を調製した。得られたプラズモン発色粒子2の形状厚みが9nmで、一辺の長さが50nmの略三角形の形状であった。プラズモン発色粒子2のTEM写真(日立 H−9000を用いて加速電圧200kV 倍率100,000倍の条件で撮影)を図5に示す。
95mLの蒸留水に1mL(30mM)のクエン酸ナトリウムと2mL(5mM)の硝酸銀を加え氷冷する。さらにスターラーで激しく撹拌(800rpm)した状態で、1mL(50mM)の水素化ホウ素ナトリウムを一気に加える。その後、撹拌したまま2分おきに10分間、50mMの水素化ホウ素ナトリウムを5滴滴下する。10分経過したら、1mL(5mM)のBis(p−sulfonatophenyl)phenylphosphine dehydrate dipottasiumと0.5mL(50mM)の水素化ホウ素ナトリウムを加えて、12時間光が照射されない状態で撹拌(200rpm)しながら放置することにより、約4nmの銀微粒子の分散液が得られる。さらにこの分散液を全面がミラー加工されている容器に移し、その容器内に340nm(20mW)と490nm(50mW)の光を10時間以上入射させることにより、上記三角形状の銀微粒子を得た。さらに、得られた分散液を遠心分離機(HITACHI社製HIMAC SCR20B)にかけ(10000rpm×30min)、上澄みを除去することにより、0.5%の分散液を得る。同様に遠心分離と上澄み除去を行うことにより5%の分散液を得る。
【0130】
<プラズモン発色粒子3分散液の調製>
下記方法により、シアン色を呈するプラズモン発色粒子3分散液を調製した。得られたプラズモン発色粒子3の形状は厚みが9nmで、一辺の長さが70nmの略三角形の形状であった。プラズモン発色粒子3のTEM写真(日立 H−9000を用いて加速電圧200kV 倍率100,000倍の条件で撮影)を図6に示す。
95mLの蒸留水に1mL(30mM)のクエン酸ナトリウムと2mL(5mM)の硝酸銀を加え氷冷する。さらにスターラーで激しく撹拌(800rpm)した状態で、1mL(50mM)の水素化ホウ素ナトリウムを一気に加える。その後、撹拌したまま2分おきに10分間、50mMの水素化ホウ素ナトリウムを5滴滴下する。10分経過したら、1mL(5mM)のBis(p−sulfonatophenyl)phenylphosphine dehydrate dipottasiumと0.5mL(50mM)の水素化ホウ素ナトリウムを加えて、12時間光が照射されない状態で撹拌(200rpm)しながら放置することにより、約4nmの銀微粒子の分散液が得られる。さらにこの分散液を全面がミラー加工されている容器に移し、その容器内に340nm(20mW)と550nm(50mW)の光を10時間以上入射させることにより、上記三角形状の銀微粒子を得た。さらに、得られた分散液を遠心分離機(HITACHI社製HIMAC SCR20B)にかけ(10000rpm×30min)、上澄みを除去することにより、0.5%の分散液を得る。同様に遠心分離と上澄み除去を行うことにより5%の分散液を得る。
【0131】
<イエロー顔料分散液の調製>
下記組成を混合し、ホモジナイザー(IKA製、ウルトラタラックスT50)と超音波照射とにより分散し体積平均粒子径150nmのイエロー顔料分散液を得た。
・イエロー顔料 C.I.Pigment Yellow 74
(大日精化社製) 50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンSC) 5部
・イオン交換水 200部
【0132】
<マゼンタ顔料分散液の調製>
下記組成を混合し、ホモジナイザー(IKA製、ウルトラタラックスT50)と超音波照射とにより分散し体積平均粒子径150nmのマゼンタ顔料分散液を得た。
・マゼンタ顔料 C.I.Pigment Red 122
(大日精化社製) 50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンSC) 5部
・イオン交換水 200部
【0133】
<シアン顔料分散液の調製>
下記組成を混合し、ホモジナイザー(IKA製、ウルトラタラックスT50)と超音波照射とにより分散し体積平均粒子径150nmのシアン顔料分散液を得た。
・シアン顔料 C.I.Pigment Blue15:3
(銅フタロシアニン、大日本インク製) 50部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンSC) 5部
・イオン交換水 200部
【0134】
<樹脂ラテックスの調製>
下記方法によりスチレン−アクリル共重合体樹脂ラテックス(重量平均分子量13000、樹脂固形分40%、体積平均粒子径200nm、ガラス転移温度59℃)を調製した。
スチレン 330部
nブチルアクリレート 70部
アクリル酸 6部
ドデカンチオール 24部
四臭化炭素 4部
【0135】
上記成分を混合した溶液と、非イオン性界面活性剤(三洋化成社製、ノニポール400)6部及びアニオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンR)10部をイオン交換水550部に溶解した溶液と、をフラスコ内に入れて分散、乳化し、10分間ゆっくりと撹拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分に置換してから、撹拌しながらオイルバスで70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。
【0136】
[実施例1]
下記の組成を、丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA製、ウルトラタラックスT50)で混合分散した後、フラスコ内の内容物を攪拌しながら45℃まで加熱攪拌し、45℃で30分間保持した。その後、水酸化ナトリウム水溶液で、pHを7.5に調整し、その後、温度を上げて90℃にしたのち2時間かけて凝集粒子を合一させ、冷却後、ろ過し、イオン交換水で充分洗浄後、乾燥して、イエロートナー粒子を得た。
【0137】
樹脂ラテックス 160部
プラズモン発色粒子1分散液 128部
PAC凝集剤(浅田化学社製PAC100W) 1.5部
【0138】
イエロートナー粒子に対し、外添剤としてヘキサメチルジシラザン処理したシリカ(体積平均粒子径40nm)0.5%、メタチタン酸にイソブチルトリメトキシシラン50%処理後焼成して得られたチタン化合物(体積平均粒子径30nm)0.7%を加え(何れもトナーに対する質量比)、75Lヘンシェルミキサーにて10分間混合し、その後、風力篩分機ハイボルター300(新東京機械社製)にて篩分し、イエロートナーを作成した。このトナーの体積平均粒子径は5μmであった。イエロートナー全質量に占めるプラズモン発色粒子1の割合は10%であり、イエロートナー全体積に占めるプラズモン発色粒子1の割合は1体積%であった。
【0139】
体積平均粒子径50μmのフェライトコア100部に対して、0.15部にあたる弗化ビニリデン、及び1.35部にあたるメチルメタアクリレートとトリフロロエチレンとの共重合体(重合比(モル比率)80:20)樹脂をニーダー装置を用いコーティングし、キャリアを作製した。得られたキャリアとイエロートナーとを、それぞれ100部:8部の割合で2リッターのVブレンダーで混合し、静電潜像現像剤(イエロー)を作成した。
【0140】
[実施例2]
プラズモン発色粒子1分散液をプラズモン発色粒子2分散液に変更した以外は実施例1と同様にして、マゼンタトナー及び静電潜像現像剤(マゼンタ)を作成した。このトナーの体積平均粒子径は5μmであった。マゼンタトナー全質量に占めるプラズモン発色粒子2の割合は10%であり、マゼンタトナー全体積に占めるプラズモン発色粒子2の割合は1体積%であった。
【0141】
[実施例3]
プラズモン発色粒子1分散液をプラズモン発色粒子3分散液に変更した以外は実施例1と同様にして、シアントナー及び静電潜像現像剤(シアン)を作成した。このトナーの体積平均粒子径は5μmであった。シアントナー全質量に占めるプラズモン発色粒子3の割合は10%であり、シアントナー全体積に占めるプラズモン発色粒子3の割合は1体積%であった。
【0142】
[比較例1]
プラズモン発色粒子1分散液をイエロー顔料分散液3.3部に変更した以外は実施例1と同様にして、イエロートナー及び静電潜像現像剤(イエロー)を作成した。このトナーの体積平均粒子径は5μmであった。イエロートナー全質量に占めるイエロー顔料の割合は1%であり、イエロートナー全体積に占めるイエロー顔料の割合は1体積%であった。
【0143】
[比較例2]
プラズモン発色粒子1分散液をマゼンタ顔料分散液3.3部に変更した以外は実施例1と同様にして、マゼンタトナー及び静電潜像現像剤(マゼンタ)を作成した。このトナーの体積平均粒子径は5μmであった。マゼンタトナー全質量に占めるマゼンタ顔料の割合は1%であり、マゼンタトナー全体積に占めるマゼンタ顔料の割合は1体積%であった。
【0144】
[比較例3]
プラズモン発色粒子1分散液をシアン顔料分散液3.3部に変更した以外は実施例1と同様にして、シアントナー及び静電潜像現像剤(シアン)を作成した。このトナーの体積平均粒子径は5μmであった。シアントナー全質量に占めるシアン顔料の割合は1%であり、シアントナー全体積に占めるシアン顔料の割合は1体積%であった。
【0145】
<評価>
得られたトナーそれぞれを紙上に2(g/m)になるように印刷し、分光光度計(日立ハイテクノロジーズ社製 U4100)で反射スペクトルを測定し、可視領域での反射率の最低値で発色濃度を比較した。その結果、イエロー顔料が反射率77.3%に対して、イエロープラズモン発色粒子は11.3%、マゼンタ顔料が反射率74.5%に対して、マゼンタプラズモン発色粒子は12.2%%、シアン顔料が反射率86.3%に対して、シアンプラズモン発色粒子は8.5%となり、各色ともプラズモン発色粒子を用いたトナーの方が高い発色を示した。
【図面の簡単な説明】
【0146】
【図1】4連タンデム方式のフルカラー画像形成装置を示す概略構成図である。
【図2】本実施形態のプロセスカートリッジの好適な一例を示す概略構成図である。
【図3】本実施形態の磁気潜像現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置の主要部の一例を示す概略構成図である。
【図4】プラズモン発色粒子1のTEM写真である。
【図5】プラズモン発色粒子2のTEM写真である。
【図6】プラズモン発色粒子3のTEM写真である。
【符号の説明】
【0147】
1、107 感光体
2、108 帯電ローラ
3、108 露光装置
4、111 現像装置
5 1次転写ローラ
6、113 クリーニング装置
8 トナーカートリッジ
10 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ
28、115 定着装置
30 中間転写体クリーニング装置
116 レール
117、118開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録媒体
310 現像ロール
312 貯留槽
314 磁気潜像現像剤
316 現像剤塗布ロール
317 メータリングブレード
318 クリーニングブレード
320 磁気記録ドラム
322 磁気記録ヘッド
324 転写ロール
326 ブレード
328 消磁ヘッド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
体積平均粒子径が1nm以上300nm以下又は平均最大長が10nm以上200nm以下のAu、Ag、Cu若しくはPt又はこれらの合金を含む金属粒子と、結着樹脂と、を含有するトナー。
【請求項2】
前記金属粒子が、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが30nm以上40nm以下の略三角形形状の銀粒子である請求項1に記載のトナー。
【請求項3】
前記金属粒子が、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが50nm以上70nm以下の略三角形形状の銀粒子である請求項1に記載のトナー。
【請求項4】
前記金属粒子が、厚みが8nm以上12nm以下で、一辺の長さが80nm以上100nm以下の略三角形形状の銀粒子である請求項1に記載のトナー。
【請求項5】
体積平均粒子径が1μm以上5μm以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項6】
磁性体をさらに含み、体積平均粒子径が1μm以上3μm以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項7】
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナーを含有する静電潜像現像剤。
【請求項8】
請求項6に記載のトナーと、前記トナーを分散する分散媒と、を含有する磁気潜像現像剤。
【請求項9】
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、請求項7に記載の静電潜像現像剤を用いて前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、前記静電潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、転写後の前記静電潜像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段と、を有する画像形成装置。
【請求項10】
画像形成装置に着脱可能に装着され、前記画像形成装置内に設けられた画像形成手段に供給するための請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナーを収容したトナーカートリッジ。
【請求項11】
請求項7に記載の静電潜像現像剤を収納すると共に、前記静電潜像現像剤を用いて静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する画像形成手段と、
静電潜像保持体、前記静電潜像保持体を帯電する帯電手段、及び、前記静電潜像保持体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段からなる群より選ばれる少なくとも一種と、を備え、
画像形成装置本体から脱着可能とされたプロセスカートリッジ。
【請求項12】
磁気潜像保持体と、前記磁気潜像保持体表面に磁気潜像を形成する磁気潜像形成手段と、請求項8に記載の磁気潜像現像剤を貯留する現像剤貯留手段と、前記磁気潜像をトナー像として顕像化するために前記磁気潜像現像剤を磁気潜像が形成された前記磁気潜像保持体表面に供給する現像剤供給手段と、前記トナー像を被転写体表面に転写する転写手段と、前記磁気潜像保持体表面の磁気潜像を消磁する消磁手段と、を有する画像形成装置。
【請求項13】
磁気潜像保持体と、
請求項8に記載の磁気潜像現像剤を貯留する現像剤貯留手段と、
前記磁気潜像現像剤を磁気潜像が形成された前記磁気潜像保持体表面に供給する現像剤供給手段と、を備え、
画像形成装置本体から脱着可能とされたプロセスカートリッジ。

【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2009−69516(P2009−69516A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−238361(P2007−238361)
【出願日】平成19年9月13日(2007.9.13)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】