IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ コニカミノルタ株式会社の特許一覧

<>
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-25
(45)【発行日】2024-04-02
(54)【発明の名称】静電荷像現像用トナー
(51)【国際特許分類】
   G03G 9/08 20060101AFI20240326BHJP
   G03G 9/087 20060101ALI20240326BHJP
   G03G 9/09 20060101ALI20240326BHJP
   G03G 9/097 20060101ALI20240326BHJP
【FI】
G03G9/08 391
G03G9/087 331
G03G9/09
G03G9/097 374
G03G9/097 375
【請求項の数】 6
(21)【出願番号】P 2020119268
(22)【出願日】2020-07-10
(65)【公開番号】P2022016020
(43)【公開日】2022-01-21
【審査請求日】2023-05-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】飯岡 淳
【審査官】高草木 綾音
(56)【参考文献】
【文献】特開2015-025929(JP,A)
【文献】特開2019-113828(JP,A)
【文献】特開2019-184795(JP,A)
【文献】特開2019-028428(JP,A)
【文献】特開2010-032598(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G03G 9/00-9/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
結着樹脂およびランタノイド元素を含有する蛍光色材を含むトナー母体粒子と、
ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含む外添剤と、
を含む、静電荷像現像用トナー。
【請求項2】
前記蛍光色材が、ユウロピウム、テルビウム、サマリウム、およびジスプロシウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含む、
請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項3】
前記蛍光色材がユウロピウムを含む、
請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項4】
前記ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムが、ランタンドープチタン酸ストロンチウムである、
請求項1~3のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項5】
前記外添剤が、個数平均粒径20~55nmの球形状シリカをさらに含む、
請求項1~4のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項6】
前記結着樹脂がポリエステル樹脂である、
請求項1~5のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電荷像現像用トナーに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子写真方式による画像形成装置の普及に伴い、その用途も多様化し、従来のシアン、マゼンタ、イエローの3色のカラートナーだけでは再現できない色のニーズが高まっている。中でも紫外光や可視光を吸収して蛍光を発する蛍光色のトナーは、セキュリティの分野等でニーズが高まっている。
【0003】
例えば、特許文献1には、ユウロピウム(Eu)およびビスマス(Bi)を含む静電荷像現像用トナーが開示されている。一方、特許文献2には、各種蛍光顔料を含む静電荷像現像用トナーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2013-174696号公報
【文献】特開2019-132993号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1や特許文献2に記載されているような、蛍光色材を含むトナーから得られる画像では、蛍光色材由来の発光が十分に発揮され難い、という課題があった。さらに、当該トナーから得られる画像では、下地(記録媒体)の影響で画像の色がくすんで見えやすい、という課題もあった。
【0006】
本発明は、このような課題を鑑みてなされたものである。具体的には、下地の影響によるくすみが少なく、かつ発光輝度の高い画像を形成可能な静電荷像現像用トナーの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、以下の静電荷像現像用トナーを提供する。
結着樹脂およびランタノイド元素を含有する蛍光色材を含むトナー母体粒子と、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含む外添剤と、を含む、静電荷像現像用トナー。
【発明の効果】
【0008】
本発明の静電荷像現像用トナーによれば、下地の影響によるくすみが生じ難く、かつ発光輝度の高い画像を形成可能である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。ただし、本発明は当該実施の形態に限定されない。
【0010】
前述のように、従来の蛍光色材を含む静電潜像現像用トナーでは、蛍光色材由来の発光が十分に得られなかったり、下地(記録媒体)の色によって、画像がくすみやすい、という課題があった。
【0011】
当該課題に対し、本発明者らの鋭意検討によれば、ランタノイド元素を含有する蛍光色材を含むトナー母体粒子と共に、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含む外添剤を使用すると、静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」とも称する)から得られる画像の蛍光強度が高まり、下地の影響を受け難くなる、すなわち色がくすみ難くなることが見いだされた。
【0012】
その理由は、以下のように考えられる。ランタノイド元素を含む蛍光色材は、通常、ランタノイド元素を含む無機化合物や、ランタノイドイオンに有機配位子が配位したランタノイド錯体等から構成される。このような蛍光色材では、紫外光や可視光を受けて配位子等が励起される。そして、その励起エネルギーが発光中心であるランタノイドイオンに移動し、ランタノイドイオンが基底状態から励起状態に変化する。この励起状態になったランタノイドイオンが基底状態に戻る際に蛍光を発する。したがって、蛍光色材からより強い蛍光を得るためには、効率よくランタノイドイオンに励起エネルギーを移動させることが重要である。
【0013】
しかしながら、一般的なトナーでは、紫外光や可視光によって発生したトナー母体粒子表層付近の励起エネルギーが、ランタノイドイオンではなく、トナー母体粒子の周囲に存在する外添剤や空気中の酸素分子等に移動しやすい。そのため、励起エネルギーが蛍光発光に関与せずに失活しやすかった、と推測される。
【0014】
これに対し、本発明のように外添剤が、ランタノイド元素がドープされたチタン酸ストロンチウム、すなわちランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含むと、上述の励起エネルギーが失活することなく、ランタノイドイオンに移動しやすくなる。具体的には、蛍光色材中のランタノイド元素、およびチタン酸ストロンチウムにドープされたランタノイド元素は、エネルギー準位が近い。そのため、トナー母体粒子表層付近で励起されたエネルギーが外添剤中のランタノイド元素に移動する。そして、エネルギーが、当該外添剤中のランタノイド元素から、他のトナー母体粒子中の蛍光色材(ランタノイドイオン)に受け渡される。したがって、蛍光発光が良好になると推測される。
【0015】
また通常、チタン酸ストロンチウムは直方状の構造を有するが、ランタノイドをドープすると、その構造が球形状に近くなる。そのため、外添剤がランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含む、トナーの流動性が向上する。そして、トナーが記録媒体上に転写された際に、トナー同士が密に詰まりやすく、最終的な画像において、複数のトナー間に微小な空隙が生じ難くなる。したがって、トナーによる下地(記録媒体)の隠蔽性が高まり、下地の色が見え難くなる。その結果、得られる画像にくすみが生じ難くなる。またさらに、複数のトナー母体粒子どうしの距離が近くなるため、上述の励起エネルギーの受け渡しが効率よく行われやすく、強い蛍光が得られると推測される。
【0016】
本発明のトナーは、トナー母体粒子、および外添剤を少なくとも含んでいればよく、本発明の目的および効果を損なわない範囲において、他の成分を含んでいてもよい。本発明のトナーは、一成分現像剤であってもよく、二成分現像剤であってもよい。トナーが二成分現像剤である場合には、トナー母体粒子および外添剤(以下、これらをまとめて「トナー粒子」とも称する)の他に、キャリア粒子をさらに含む。
【0017】
(1)トナー母体粒子
トナー母体粒子は、少なくとも結着樹脂およびランタノイド元素を含有する蛍光色材を少なくとも含み、通常離型剤をさらに含む。
【0018】
(結着樹脂)
結着樹脂は、トナー粒子を記録媒体に結着させる機能を担う樹脂である。結着樹脂は、非晶性樹脂と結晶性樹脂とを含むことが好ましい。
【0019】
結着樹脂の含有量は、トナー母体粒子の総量に対して50~95質量%が好ましく、70~90質量%がより好ましい。結着樹脂の量が当該範囲であると、トナーを用いて形成した画像が記録媒体に定着しやすくなる。
【0020】
・非晶性樹脂
結着樹脂が含む非晶性樹脂は、結晶性を実質的に有さない樹脂であればよい。本明細書において、結晶性を実質的に示さないとは、当該樹脂について示差走査熱量測定(DSC)を行った時に、融点を有さないことをいう。
【0021】
当該非晶性樹脂は、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂であることが好ましい。非晶性樹脂のDSC測定における1度目の昇温過程におけるガラス転移温度をTgとし、2度目の昇温過程におけるガラス転移温度をTgとしたとき、トナーの低温定着性やトナーの耐熱保管性を高める観点から、非晶性樹脂のTgは35℃以上80℃以下が好ましく、特に45℃以上65℃以下が好ましい。また上記と同様の観点から、上記非晶性樹脂のTgは20℃以上70℃以下が好ましく、30℃以上55℃以下がより好ましい。
【0022】
結着樹脂中の非晶性樹脂の含有量は、特に制限されないが、得られる画像の強度の観点から、結着樹脂の総量に対して、20質量%以上99質量%以下が好ましく、30質量%以上95質量%以下がより好ましく、40質量%以上90質量%以下がさらに好ましい。なお、結着樹脂が非晶性樹脂を2種以上含む場合は、これらの合計量が、上記範囲であることが好ましい。
【0023】
非晶性樹脂の例には、非晶性ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂、オレフィン系樹脂、エポキシ樹脂、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が含まれる。結着樹脂は、非晶性樹脂を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。これらの中でも、非晶性ポリエステル樹脂、またはビニル系樹脂が好ましい。また、非晶性ポリエステル樹脂とビニル系樹脂との併用も好ましい。
【0024】
非晶性のポリエステル樹脂は、例えば2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られる。
【0025】
多価カルボン酸の例には、不飽和脂肪族多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸、およびこれらの誘導体が含まれる。必要に応じて飽和脂肪族多価カルボン酸を併用してもよい。また、非晶性ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸由来の構造を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0026】
不飽和脂肪族多価カルボン酸の例には、メチレンコハク酸、フマル酸、マレイン酸、3-ヘキセンジオイック酸、3-オクテンジオイック酸、炭素数2~20のアルケニル基で置換されたコハク酸等の不飽和脂肪族ジカルボン酸;3-ブテン-1,2,3-トリカルボン酸、4-ペンテン-1,2,4-トリカルボン酸、アコニット酸等の不飽和脂肪族トリカルボン酸;4-ペンテン-1,2,3,4-テトラカルボン酸等の不飽和脂肪族テトラカルボン酸等が含まれる。また、これらの低級アルキルエステルや酸無水物を用いてもよい。
【0027】
芳香族多価カルボン酸の例には、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、t-ブチルイソフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロロフタル酸、ニトロフタル酸、p-フェニレン二酢酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4’-ビフェニルジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸;1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸(トリメシン酸)、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸、ヘミメリット酸等の芳香族トリカルボン酸;ピロメリット酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸等の芳香族テトラカルボン酸;メリト酸等の芳香族ヘキサカルボン酸等が挙げられる。また、これらの低級アルキルエステルや酸無水物を用いてもよい。
【0028】
一方、多価アルコールの例には、トナー粒子の帯電性やトナー粒子の強度の観点から、不飽和脂肪族多価アルコール、芳香族多価アルコール、およびこれらの誘導体が含まれる。必要に応じて飽和脂肪族多価アルコールを併用してもよい。また、非晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコール由来の構造を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0029】
不飽和脂肪族多価アルコールの例には、2-ブテン-1,4-ジオール、3-ブテン-1,4-ジオール、2-ブチン-1,4-ジオール、3-ブチン-1,4-ジオール、9-オクタデセン-7,12-ジオール等の不飽和脂肪族ジオールや、これらの誘導体が含まれる。
【0030】
また、芳香族多価アルコールの例には、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール類、これらのエチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物等のビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、1,3,5-ベンゼントリオール、1,2,4-ベンゼントリオール、1,3,5-トリヒドロキシメチルベンゼン等が含まれる。また、これらの誘導体を用いてもよい。これらの中でも、トナー粒子の熱的特性を制御しやすいとの観点で、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物やプロピレンオキサイド付加物等、ビスフェノールA化合物が好ましい。
【0031】
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に制限されないが、5000~100000が好ましく、5000~50000がより好ましい。上記重量平均分子量(Mw)が5000以上であると、トナー粒子の耐熱保管性が向上する。一方、100000以下であると、トナー粒子の低温定着性が高まる。
【0032】
非晶性ポリエステル樹脂の製造方法に特に限定はなく、公知のエステル化触媒を利用して、上記多価カルボン酸および多価アルコールを重縮合する(エステル化する)方法が挙げられる。反応触媒や反応条件については、公知の方法と同様である。
【0033】
なお、非晶性ポリエステル樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂由来のセグメント(以下、「非晶性ポリエステル樹脂セグメント」とも称する)と、非晶性ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント(以下、「非晶性樹脂セグメント」とも称する)と、を有するハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂であってもよい。非晶性ポリエステル樹脂が、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂であると、トナー粒子の可塑性を制御しやすくなる。
【0034】
非晶性ポリエステル樹脂セグメントとは、上述の非晶性ポリエステル樹脂に由来する部分を意味し、上述の非晶性ポリエステル樹脂を構成する分子鎖と同じ化学構造の分子鎖を有する。また、非晶性樹脂セグメントとは、非晶性ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂に由来する部分を意味する。非晶性樹脂セグメントの例には、ビニル系樹脂セグメント、ウレタン樹脂セグメント、およびウレア樹脂セグメントが含まれる。中でも、可塑性を制御しやすいと観点から、ビニル系樹脂セグメントが好ましく、特にスチレン-(メタ)アクリル系樹脂セグメントが好ましい。本明細書にて(メタ)アクリルとは、メタクリル、アクリル、およびこれらの両方を意味する。
【0035】
当該非晶性樹脂セグメントは、非晶性ポリエステル樹脂セグメントの特性を損なわないように結合していればよく、例えば非晶性ポリエステル樹脂セグメント同士の間に、非晶性樹脂セグメントが結合していてもよい。すなわち、非晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが鎖状に結合していてもよい。また、非晶性ポリエステル樹脂セグメントからなる主鎖に、非晶性樹脂セグメントがグラフト結合していてもよい。非晶性樹脂セグメントに非晶性ポリエステル樹脂がグラフト結合していてもよい。非晶性ポリエステル樹脂セグメントおよび非晶性樹脂セグメントは、例えばエステル結合や、不飽和基の付加反応による共有結合等によって結合させることができるが、結合方法はこれらに限定されない。
【0036】
なお、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂における非晶性ポリエステル樹脂セグメントの含有量は、非晶性ポリエステル樹脂本来の特性を活かす観点から、80~98質量%が好ましく、90~95質量%がより好ましく、91~93質量%がさらに好ましい。なお、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂中(またはトナー粒子中)の各樹脂セグメントの構成成分、およびその含有量は、例えば、核磁気共鳴(NMR)やメチル化反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法(Py-GC/MS)などの公知の分析方法により特定できる。
【0037】
一方、ビニル系樹脂は、ビニル基を有するビニル系単量体を重合、もしくはビニル系単量体と他の単量体とを重合した樹脂である。非結晶性のビニル系樹脂の例には、(メタ)アクリル樹脂やスチレン-(メタ)アクリル樹脂等が含まれる。中でも、非結晶性のビニル系樹脂は、スチレン系単量体および(メタ)アクリル酸エステル系単量体の重合体であるスチレン-(メタ)アクリル樹脂が好ましい。
【0038】
スチレン系単量体の例には、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、およびこれらの誘導体が含まれる。スチレン-(メタ)アクリル樹脂は、スチレン系単量体由来の構造単位を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0039】
一方、(メタ)アクリル酸エステル系単量体の例には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等が含まれる。スチレン-(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル系単量体由来の構造単位を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0040】
スチレン-(メタ)アクリル樹脂は、上記以外の単量体由来の構造を含んでいてもよい。上記以外の単量体の例には、カルボキシ基またはヒドロキシ基と、不飽和二重結合を有する化合物(本明細書において「両性化合物」とも称する)が含まれ、その例には、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、ビニル酢酸等の酸単量体が含まれる。また、上記以外の単量体の例には、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、エチレン、プロピレン、ブチレン塩化ビニル、N-ビニルピロリドン、ブタジエン等も含まれる。さらに、上記以外の単量体は、多官能ビニル単量体であってもよい。その例には、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール等のジアクリレート、ジビニルベンゼン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の三級以上のアルコールのジメタクリレート、トリメタクリレート等が含まれる。
【0041】
ただし、スチレン-(メタ)アクリル系樹脂中のスチレンおよび/またはその誘導体由来の構造単位の量は、40~90質量%が好ましく、(メタ)アクリル酸エステル由来の構造単位の量は、10~60質量%が好ましく、上記以外の単量体由来の構造単位の量は0.5~20質量%が好ましい。
【0042】
スチレン-(メタ)アクリル樹脂は、その可塑性を制御しやすいという観点から、重量平均分子量(Mw)は5000~150000が好ましく、10000~70000がより好ましい。
【0043】
上記スチレン-(メタ)アクリル樹脂は、公知の方法で調製でき、例えば乳化重合等によって調製できる。重合の際には、公知の界面活性剤、重合開始剤、連鎖移動剤等を用いることができる。
【0044】
・結晶性樹脂
結着樹脂が、結晶性樹脂を含むと、トナー母体粒子の柔軟性が高まりやすく、外添剤がトナー母体粒子の周囲に固着しやすくなる。なお、本明細書において「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを意味する。「明確な吸熱ピーク」とは、DSCにおいて、昇温速度10℃/分で測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークを意味する。なお、吸熱ピークの半値幅が小さいほど結晶化度が高いといえる。
【0045】
結着樹脂中の結晶性樹脂の含有量は、特に制限されないが、得られる画像の強度の観点から、結着樹脂の総量に対して、1質量%以上80質量%以下が好ましく、5質量%以上70質量%以下がより好ましく、10質量%以上60質量%以下がさらに好ましい。なお、結着樹脂が結晶性樹脂を2種以上含む場合は、これらの合計量が、上記範囲であることが好ましい。
【0046】
ここで、結晶性樹脂の種類は特に制限されないが、結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。結着樹脂が結晶性ポリエステル樹脂を含有すると、トナー母体粒子が溶けやすくなり、低温定着性が良好になる。
【0047】
結晶性ポリエステル樹脂は、エステル構造を複数有し、かつ結晶性を有する樹脂であればよい。結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。上記結晶性ポリエステル樹脂は、通常、多価カルボン酸と多価アルコールとを公知の方法によって脱水縮合反応させて得られる。
【0048】
結晶性ポリエステル樹脂を得るための多価カルボン酸は、2価以上のカルボン酸であればよく、例えばトリメリット酸やピロメリット酸等の3価以上のカルボン酸であってもよい。ただし、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性の観点から、ジカルボン酸が好ましい。ジカルボン酸の例には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、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、1,11-ウンデカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、1,13-トリデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,16-ヘキサデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、t-ブチルイソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、および4,4’-ビフェニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が含まれる。結晶性ポリエステル樹脂は、これらの多価カルボン酸由来の構造単位を1種のみを含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0049】
一方、結晶性ポリエステル樹脂を得るための多価アルコールは、2価以上のアルコールであればよく、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、およびソルビトール等の3価以上のアルコールであってもよい。ただし、結晶性ポリエステル樹脂の結晶性の観点から、2価のアルコールが好ましい。2価のアルコールの例には、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、1,20-エイコサンジオール等の脂肪族ジオール;2-ブテン-1,4-ジオール、3-ヘキセン-1,6-ジオール、4-オクテン-1,8-ジオール等の不飽和二重結合を有するジオール、さらにはスルホン酸基を有するジオール等が含まれる。結晶性ポリエステル樹脂は、これらの多価アルコール由来の構造単位を1種のみを含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0050】
ここで、結晶性ポリエステル樹脂の融点は、トナー母体粒子を十分に軟化させて十分な低温定着性を確保する観点から、50℃以上85℃以下が好ましく、さらに種々の特性をバランスよく向上させる観点から、60℃以上80℃以下がより好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の融点は、樹脂の構造(例えばモノマーの種類)によって制御できる。
【0051】
また、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は5000~50000が好ましく、数平均分子量(Mn)は2000~20000が好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)や数平均分子量(Mn)が当該範囲であると、低温定着性が良好になる。
【0052】
また、結晶性ポリエステル樹脂は、上記結晶性ポリエステル樹脂由来のセグメント(以下、「結晶性ポリエステル樹脂セグメント」とも称する)と、非晶性樹脂由来のセグメント(以下、「非晶性樹脂セグメント」とも称する)と、を有するハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂であってもよい。結晶性ポリエステル樹脂が、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂であると、結晶性ポリエステル樹脂と、結着樹脂中の非晶性樹脂との親和性が高まり、トナー粒子の低温定着性が高まる。
【0053】
結晶性ポリエステル樹脂セグメントとは、上述の結晶性ポリエステル樹脂に由来する部分を意味し、上述の結晶性ポリエステル樹脂を構成する分子鎖と同じ化学構造の分子鎖を有する。また、非晶性樹脂セグメントとは、後述の非晶性樹脂に由来する部分を意味し、後述の非晶性樹脂を構成する分子鎖と同じ化学構造の分子鎖を有する。
【0054】
非晶性樹脂セグメントの具体例には、ビニル系樹脂セグメント、ウレタン樹脂セグメント、およびウレア樹脂セグメントが含まれる。中でも、熱可塑性を制御しやすいと観点から、ビニル系樹脂セグメントが好ましく、特にスチレン-(メタ)アクリル系樹脂セグメントが好ましい。
【0055】
当該非晶性樹脂セグメントは、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの結晶性を損なわないように結合していればよく、例えば結晶性ポリエステル樹脂セグメント同士の間に、非晶性樹脂セグメントが結合していてもよい。すなわち、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが鎖状に結合していてもよい。また、結晶性ポリエステル樹脂セグメントからなる主鎖に、非晶性樹脂セグメントがグラフト結合していてもよい。非晶性樹脂セグメントに結晶性ポリエステル樹脂がグラフト結合していてもよい。結晶性ポリエステル樹脂セグメントおよび非晶性樹脂セグメントは、例えばエステル結合や、不飽和基の付加反応による共有結合等によって結合させることができるが、結合方法はこれらに限定されない。
【0056】
なお、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂における結晶性ポリエステル樹脂セグメントの含有量は、ハイブリッド樹脂に十分な結晶性を付与すると共に、上記結晶性ポリエステル樹脂本来の特性を維持するとの観点で、80~98質量%が好ましく、90~95質量%が好ましく、91~93質量%がさらに好ましい。なお、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂中(またはトナー粒子中)の各樹脂セグメントの構成成分およびその含有量は、例えば、核磁気共鳴(NMR)やメチル化反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法(Py-GC/MS)等、公知の分析方法によって特定できる。
【0057】
(蛍光色材)
蛍光色材は、ランタノイド元素を含み、かつ蛍光を発する材料であればよい。具体的には、紫外光や可視光等を吸収して、当該吸収波長とは異なる波長の光(例えば赤色、橙色、黄色、緑色、青色領域等の光)を発する材料である。
【0058】
蛍光色材の含有量は、トナー母体粒子の総量に対して3~50質量%が好ましく、5~25質量%がより好ましい。蛍光色材の量が当該範囲であると、トナーを用いて形成した画像において、蛍光強度が十分に高くなり、意匠性の高い画像が得られる。
【0059】
蛍光色材は、ランタノイド元素を含んでいればよく、例えば無機材料で構成されていてもよく、有機化合物からなる配位子を有していてもよい。
【0060】
ここで、蛍光色材が含むランタノイド元素の種類は特に制限されず、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuのいずれであってもよい。蛍光色材は、これらを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。さらに、蛍光の量子収量の高いSm、Eu、Tb、またはDyが好ましく、Euが特に好ましい。
【0061】
無機材料からなり、赤色を発する蛍光色材の例には、Y:Eu、YS:Eu、Y(P,V)O:Eu、(Y,Gd)BO:Eu、YVO:Eu、CaSnSi:Sm等が含まれる。
【0062】
無機材料からなり、かつ緑色を発する蛍光色材の例には、LaPO:Ce,Tb、(Y,Gd)BO:Tb、(Ba,Eu)(Mg,Mn)Al1017:Eu、SrAl:Eu,Dy等が含まれる。
【0063】
無機材料からなり、かつ青色を発する蛍光色材の例には、YSiO:Tb、Sr:Eu、BaMgAl1017:Eu等が含まれる。
【0064】
また、蛍光色材の例には、ランタノイド(Ln)に有機系の配位子が配位した蛍光色材(ランタノイド錯体)の例には、Ln(III)イオンに二座配位子のβ-ジケトンが配位したLn(III)-β-ジケトナト錯体;Ln(III)イオンに三座配位子のピリジン-2,6-ジカルボン酸(ジピコリン酸、DPA)が配位したLn(III)-DPA錯体;Ln(III)イオンに四座配位子のエチレンジアミン四酢酸(EDTA)が配位したLn(III)-EDTA錯体;Ln(III)イオンに五座配位子のジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)が配位したLn(III)-DTPA錯体等が含まれる。
【0065】
蛍光色材の体積平均粒径は特に制限されないが、通常100~2000nmが好ましく、200~600nmがより好ましい。当該体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置によって測定される値である。蛍光色材の体積平均粒径が当該範囲であると、得られる画像において、発光特性が良好になりやすい。
【0066】
(離型剤)
トナー母体粒子は、離型剤を含むことが好ましい。離型剤は、現像時にトナー粒子から染み出し、定着離型性等を高めるための成分である。離型剤の含有量は、上述の結着樹脂100質量部の量に対して1~30質量部が好ましい。離型剤の量が当該範囲であると、定着離型性が良好になりやすい。
【0067】
離型剤には、通常ワックスが用いられる。離型剤の具体例には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス;パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス;ジステアリルケトン等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、ベヘン酸ベヘネート、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ベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等のエステル系ワックス;エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等のアミド系ワックス;等が含まれる。トナー母体粒子は、これらの離型剤を、1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0068】
(その他)
トナー母体粒子は、上記結着樹脂、蛍光色材、および離型剤の他に、さらに必要に応じて必要な成分を含んでいてもよい。他の成分の例には、蛍光色材以外の着色剤や、荷電制御剤等が含まれる。
【0069】
着色剤の例には、カーボンブラック、磁性体、顔料および染料等が含まれる。トナー母体粒子は、着色剤を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。着色剤の量は、所望の色や、着色剤の種類等に合わせて適宜選択される。
【0070】
一方、荷電制御剤は、摩擦帯電により正または負の帯電を与えることのできる物質であれば特に限定されず、公知の種々の正帯電制御剤および負帯電制御剤を用いることができる。荷電制御剤の例には、ニグロシン系染料、ナフテン酸また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、および、サリチル酸金属塩またはその金属錯体等が含まれる。トナー母体粒子は、荷電制御剤を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。荷電制御剤の量は、結着樹脂の総量100質量部に対して2~20質量部が好ましい。
【0071】
(トナー母体粒子の構造)
トナー母体粒子の構造は、単層構造であってもよいし、コアとその表面を被覆するシェル層とを備えるコア・シェル構造のような多層構造であってもよい。シェル層は、コアの全表面を被覆していなくてもよく、部分的にコアが露出していてもよい。コア・シェル構造の断面は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM:TransmissionElectronMicroscope)、走査型プローブ顕微鏡(SPM:ScanningProbeMicroscope)等の公知の観察手段によって、確認できる。なお、本明細書でいうコア・シェル構造には、三重以上の構造も含む。
【0072】
コア・シェル構造の場合は、コアとシェル層でガラス転移点、融点、硬度などの特性を異ならせることができ、目的に応じたトナー母体粒子の設計が可能である。例えば、結着樹脂、蛍光色材、離型剤等を含有し、ガラス転移点が比較的低いコアの表面に、ガラス転移点が比較的高い樹脂を凝集、融着させて、シェル層を形成することができる。
【0073】
トナー母体粒子の平均円形度は、0.935~0.995であることが好ましく、0.945~0.990であることがより好ましく、0.955~0.980であることがさらに好ましい。このような範囲の平均円形度であれば、個々のトナー母体粒子が破砕しにくく、帯電量が安定し、画質が高くなりやすい。なお、平均円形度は、例えば、フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(Sysmex社製)を用いて測定できる。
【0074】
具体的には、トナー母体粒子を界面活性剤水溶液に湿潤させ、超音波分散を1分間行い、分散した後、「FPIA-2100」を用い、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数4000個の適正濃度で測定を行う。円形度は下記式で計算される。
円形度=(粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
また平均円形度は、各トナー母体粒子の円形度を合計し、測定した全粒子数で割った算術平均値である。
【0075】
トナー母体粒子の体積平均粒径は、体積基準のメジアン径(D50)で、3~10μmであることが好ましい。体積基準のメジアン径を上記範囲とすることにより、細線の再現性や、画像の高画質化が達成できると共に、トナーの消費量を、大粒径トナーを用いた場合と比較して削減できる。また、トナー流動性も確保できる。ここで、トナーの体積基準のメジアン径(D50)は、たとえば、「マルチサイザー3(ベックマン・コールター株式会社製)」に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。
【0076】
(2)外添剤
外添剤は、トナー粒子の流動性や帯電性等を制御する機能を果たす。外添剤は、少なくともランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含んでいればよいが、個数平均粒径が20~55nmの球形状シリカ粒子をさらに含むことが好ましい。またさらに、他の化合物を含んでいてもよい。
【0077】
(ランタノイドドープチタン酸ストロンチウム)
ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムは、チタン酸ストロンチウムにランタノイドがドープされた化合物である。チタン酸ストロンチウムをドープするランタノイド元素は、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbおよびLuのいずれであってもよい。ただし、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの形状を制御しやすいとの観点で、Laが好ましい。
【0078】
ランタノイドドープチタン酸ストロンチウム中のランタノイドの量は特に制限されないが、3.4~14.9質量%が好ましい。
【0079】
ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの個数平均粒径は、300nm以下が好ましい、すなわち、300nmより大きなランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含まないことが好ましい。ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの個数平均粒径は、特に、10~100nmが好ましい。ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの個数平均粒径を、10nm以上とすることで、帯電制御剤としての機能を効果的に発現させることができる。一方、個数平均粒径を100nm以下とすることで、二成分現像剤としたときに、トナー粒子とキャリア粒子とを十分に接触させ、帯電性能を安定化させることができる。粒径が大きなランタノイドドープチタン酸ストロンチウムが含まれると、体積当たりの表面積が小さく、トナー粒子とキャリア粒子との接触点が十分に得られないために、帯電能力を十分に発揮できないことがある。また、トナーの帯電量にばらつきが生じてしまうことから、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの個数平均粒径は300nm以下が好ましい。
【0080】
ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの個数平均粒径は、トナー母体粒子と外添剤とを混合した後、外添剤の一次粒子100個を走査型電子顕微鏡「JSM-7401F」(日本電子(株)製)にて40000倍で観察し、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径および最短径を測定し、この中間値から球相当径として測定する。そして、測定した一次粒径の100個の平均を、個数平均粒径とする。なお、外添剤に後述の球形状シリカ粒子を含む場合、外添剤粒子ごとの元素分析を、エネルギー分散型X線分光法(SEM-EDX)等によって行い、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを特定し、当該ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの個数平均粒径を特定する。
【0081】
ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含有する外添剤の平均円形度は、0.82~0.95が好ましい。平均円形度が0.82以上であると、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの形状が直方体に近くなることを防ぐことができる。その結果、キャリア表面に付着したり、埋没したりし難くなる。さらに、トナーの流動性が向上する。一方、前記平均円形度が、0.95以下であると、トナーに対する付着力が良好になりやすい。
【0082】
ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの平均円形度の測定は、100個のランタン含有チタン酸化合物を含有する外添剤について走査型電子顕微鏡「JSM-7401F」(日本電子(株)製)にて40000倍の写真を撮影し、この写真画像をスキャナーにより取り込む。画像処理解析装置「LUZEX(登録商標)AP」((株)ニレコ製)を用いて画像解析することにより行う。解析された画像から円相当径周囲長および周囲長を求めた上で、下記式に従って各々のランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの円形度を求め、それらを平均して求める。
円形度=円相当径周囲長/周囲長=[2×(Aπ)1/2]/PM
上式において、Aはランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの投影面積、PMはランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの周囲長を表す。円形度は、1.0の場合は真球であり、数値が低いほど外周に凹凸があり、異形の度合いが高くなる。
【0083】
外添剤の総量に対するランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの含有量は、1~40質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。外添剤中のランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの量が当該範囲であると、上述のように、発光強度が良好になりやすく、トナーによる隠蔽性も良好になりやすい。
【0084】
ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの製造方法は特に制限されず、公知の方法で製造でき、市販品を用いてもよい。
【0085】
また、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムは、表面修飾剤で表面修飾されていてもよい。表面修飾剤の例には、ヘキサメチルジシラザンのようなアルキルシラザン系化合物;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシランのようなアルキルアルコキシシラン系化合物;ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシランのようなクロロシラン系化合物;シリコーンオイル;シリコーンワニス;等が含まれる。これらの表面修飾剤は1種であってもよく、2種以上であってもよい。
【0086】
(個数平均粒径20~55nmの球形状シリカ粒子)
また、外添剤は、個数平均粒径20~55nmの球形状シリカ粒子を含むことが好ましい。本明細書において、球形状とは、平均円形度が0.80~1.00であることをいい、平均円形度は0.90~1.00がより好ましい。平均円形度の測定方法は、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの平均円形度の測定方法と同様である。外添剤が当形状シリカ粒子を含有すると、トナー粒子の流動性が高くなり、トナーが密に敷き詰まって定着される。その結果、下地の隠ぺい性が向上し、蛍光色のくすみが抑制されやすい。
【0087】
ここで、当該球形状シリカ粒子の個数平均粒径は20~55nmであり、30~45nmがより好ましい。シリカ粒子の個数平均粒径が55nmよりも大きいと、当該シリカ粒子によって、トナー母体粒子同士の接触が阻害されることがある。一方、シリカ粒子の個数平均粒径が20nmよりも小さいと、トナー粒子同士の接着力が大きくなってしまい、流動性が低下したり、記録媒体上で密に敷き詰まりづらくなることがある。シリカ粒子の個数平均粒径の測定方法は、上記ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムの個数平均粒径の測定方法と同様である。
【0088】
外添剤の総量に対する上記個数平均粒径を満たす球形状シリカ粒子の含有量は、5~50質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましい。外添剤中の上記球形状シリカ粒子の量が当該範囲であると、トナー粒子の流動性が良好になりやすく、トナーによる下地の隠蔽性が良好になりやすい。
【0089】
(その他)
外添剤は、トナーの流動性や帯電性を制御する目的で、さらに他の成分を含んでいてもよい。他の成分の例には、チタニア粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、酸化亜鉛粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、酸化テルル粒子、酸化マンガン粒子、および酸化ホウ素粒子等が含まれる。これらは、外添剤は、これらを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
【0090】
また、スチレン、メタクリル酸メチル等の単独重合体やこれらの共重合体等の有機微粒子を外添剤として含んでいてもよい。
【0091】
クリーニング性や転写性をさらに向上させるために外添剤として滑剤を使用することも可能である。滑剤の例には、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩;オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩;パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩;リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩;リシノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩;等、高級脂肪酸の金属塩が含まれる。
【0092】
その他の成分の添加量は、トナー粒子全体に対して0.1~10質量%が好ましく、1~5質量%がより好ましい。
【0093】
(3)トナー粒子の物性
上記トナー母体粒子および外添剤を含むトナー粒子の大きさおよび形状は、本発明の効果および目的を損なわない範囲であれば特に制限されない。通常、トナー粒子の体積基準のメジアン径(D50)は、3μm以上10μm以下が好ましく、トナー粒子の平均円形度は、0.920以上1.000以下が好ましい。トナー粒子の体積基準のメジアン径(D50)の測定方法やトナー粒子の平均円形度の測定方法は、トナー母体粒子の体積平均粒径の測定方法やトナー粒子の平均円形度の測定方法と同様である。
【0094】
(4)トナー粒子の製造方法
上記トナー粒子の製造方法は特に制限されず、公知の方法で製造することができる。例えば、トナー母体粒子を調整する工程と、当該トナー母体粒子の表面に外添剤を添加する工程とを含む。
【0095】
トナー母体粒子の調製方法は特に制限されず、トナー母体粒子の種類や構造に応じて適宜選択される。粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法等が含まれる。これらの中でも、粒径の均一性、形状の制御性観点からは、乳化凝集法が好ましい。
【0096】
乳化凝集法とは、結着樹脂や蛍光色材、離型剤等を、それぞれ界面活性剤や分散安定剤を用いて分散媒に分散させ、これらを所望のトナー粒径となるまで凝集させる方法である。
【0097】
乳化凝集法を用いてコア・シェル構造のトナー母体粒子を調製する方法を以下説明するが、トナー母体粒子の調製方法は当該方法に限定されない。上述のように、トナー母体粒子は、必ずしもコア・シェル構造を有さなくてもよい。
【0098】
まず、水系媒体中に蛍光色材を分散させた蛍光色材分散液や、水系媒体中に離型剤を分散させた離型剤分散液を調製する。さらに、水系媒体中にコアを構成する結着樹脂を分散させたコア用分散液と、水系溶媒中にシェルを構成する結着樹脂を分散させたシェル層用分散液も調製する。そして、コア用分散液と、離型剤分散液、蛍光色材分散液を凝集、融着させてコアを形成する。その後、当該コアを含む分散液中に、シェル層用分散液を添加して、コア表面にシェル層用の結着樹脂を凝集、融着させてシェル層を形成する。そして、形成された粒子(トナー母体粒子)を濾別し、不要な成分を除去したり、乾燥させたりする。
【0099】
なお、上記トナー母体粒子のコアは、組成の異なる結着樹脂を組み合わせて、2層以上の多層構造を有していてもよい。例えば3層構造を有するコアを作製する場合、第1段重合(内層の形成)、第2段重合(中間層の形成)および第3段重合(外層の形成)の3段階に分けて結着樹脂を合成する重合反応を行う。このとき、第1段重合~第3段重合のそれぞれの重合反応において、重合性単量体の組成を変更することで、組成の異なる3層構成のコアを作製できる。
【0100】
一方、上述のトナー母体粒子の表面に外添剤を付着させる方法は特に制限されず、トナー母体粒子の調製後、外添剤と混合すればよい。トナー母体粒子と外添剤との混合には、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機等の公知の混合装置を使用できる。
【0101】
得られたトナー粒子は、そのままトナー(一成分現像剤)として使用してもよいが、以下のようにキャリア粒子と混合して二成分現像剤として使用することが好ましい。
【0102】
(5)二成分現像剤
二成分現像剤は、上述のトナー粒子と、キャリア粒子等とを混合することにより調製できる。
【0103】
二成分現像剤が含むキャリア粒子は、従来公知の磁性粒子であってもよく、その例には、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属や、これらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金を含む粒子が含まれる。キャリア粒子は、磁性体からなる芯材粒子と、その表面を被覆する被覆材の層とを有する被覆型キャリア粒子であってもよい。さらに、樹脂中に磁性体の微粉末が分散された樹脂分散型のキャリア粒子であってもよい。キャリア粒子は、感光体へのキャリア粒子の付着を抑制する観点から、被覆型キャリア粒子が好ましい。
【0104】
キャリア粒子の平均粒径は、体積基準のメジアン径で15μm以上100μm以下が好ましく、25μm以上80μm以下がより好ましい。キャリア粒子の体積基準のメジアン径は、例えば、湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置(HELOS;SYMPATEC社)で測定できる。
【0105】
なお、キャリア粒子は、上述のトナー粒子に適量混合すればよい。当該混合に用いられる混合装置の例には、ナウターミキサー、WコーンおよびV型混合機等が含まれる。
【0106】
二成分現像剤中のキャリア粒子およびトナー粒子の合計に対するトナー粒子の比率(トナー濃度)は4.0~8.0質量%が好ましい。トナー粒子の比率が4.0~8.0質量%であると、トナーの帯電量が適切となり、初期および連続印字後の画質がより良好となる。
【実施例
【0107】
以下、本発明の具体的な実施例を比較例とともに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中において「部」および「%」は、特に断りのない限り「質量部」および「質量%」を意味する。
【0108】
<トナーおよび現像剤の作製>
[コア用非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)の調製]
(コア用非晶性ポリエステル樹脂の調製)
重縮合系樹脂(非晶性ポリエステル樹脂)の原料モノマーである下記の成分を、窒素導入管、脱水管、撹拌機、および熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱して溶解させた。
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:285.7質量部
テレフタル酸:66.9質量部
フマル酸:47.4質量部
【0109】
次いで、撹拌下でドデセニルコハク酸無水物:40質量部を90分かけて滴下し、60分間熟成を行った。その後、減圧下(8kPa)にて未反応の付加重合モノマーを除去した。そして、エステル化触媒としてTi(OBu)を0.4質量部投入し、235℃まで昇温、常圧下(101.3kPa)にて5時間、更に減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。次に、200℃まで冷却した後、減圧下(20kPa)にて所望の軟化点に達するまで反応を行った。次いで、脱溶剤を行い、コア用非晶性ポリエステル樹脂(c1)を得た。得られたコア用非晶性ポリエステル樹脂(c1)は、ガラス転移温度(Tg)が60℃、重量平均分子量(Mw)が30000であった。
【0110】
(分散液の調製)
上記で得られたコア用非晶性ポリエステル樹脂(c1)100質量部を、酢酸エチル(関東化学社製)400質量部に溶解させた。そして、0.26質量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液638質量部と混合し、撹拌しながら超音波ホモジナイザー「US-150T」(日本精機製作所製)にてV-LEVEL 300μAで30分間超音波分散した。その後、40℃に加温した状態でダイヤフラム真空ポンプ「V-700」(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去して、固形分量が13.5質量%のコア用非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)を調製した。このとき、上記コア用非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)に含まれる粒子は、体積基準のメジアン径が210nmであった。
【0111】
[シェル層用非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(S1)の調製]
(シェル層用非晶性ポリエステル樹脂の合成)
両反応性モノマーを含む、下記の付加重合系樹脂(スチレン-アクリル樹脂:StAc)の原料モノマーおよびラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
スチレン:80質量部
n-ブチルアクリレート:20質量部
アクリル酸:10質量部
重合開始剤(ジ-t-ブチルパーオキサイド):16質量部
【0112】
また、下記の重縮合系樹脂(非晶性ポリエステル樹脂)の原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌機、および熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:285.7質量部
テレフタル酸:66.9質量部
フマル酸:47.4質量部
【0113】
次いで、上記重縮合系樹脂を含む分散液を撹拌しながら、上記付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーを90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応の付加重合モノマーを除去した。その後、エステル化触媒としてTi(OBu)を0.4質量部投入し、235℃まで昇温、常圧下(101.3kPa)にて5時間、更に減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。次に、200℃まで冷却した後、減圧下(20kPa)にて所望の軟化点に達するまで反応を行った。次いで、脱溶剤を行い、非晶性樹脂であるシェル層用樹脂(s1)を得た。得られたシェル層用非晶性ポリエステル樹脂(s1)は、ガラス転移温度(Tg)が65℃、重量平均分子量(Mw)が35000であった。
【0114】
(分散液の調製)
得られたシェル層用非晶性ポリエステル樹脂(s1)100質量部を、400質量部の酢酸エチル(関東化学社製)に溶解させ、0.26質量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液638質量部と混合した。撹拌しながら超音波ホモジナイザー「US-150T」(日本精機製作所製)でV-LEVEL 300μAで30分間超音波分散し、40℃に加温した状態でダイヤフラム真空ポンプ「V-700」(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去した。これにより、固形分量が13.5質量%のシェル層用非晶性ポリエステル樹脂分散液(S1)を調製した。このとき、上記シェル層用非晶性ポリエステル樹脂分散液(S1)に含まれる粒子は、体積基準のメジアン径が140nmであった。
【0115】
[結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液1の調製]
(結晶性ポリエステル樹脂の合成)
ドデカン二酸281質量部、および1,6-ヘキサンジオール283質量部を、撹拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れた。反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、Ti(OBu)を0.1質量部添加し、窒素ガス気流下、約180℃で8時間撹拌反応を行った。さらに、Ti(OBu)を0.2質量部添加し、温度を約220℃に上げ6時間撹拌反応を行った。その後、反応容器内を1333.2Paまで減圧し、減圧下で反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂を得た。結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は5500、数平均分子量(Mn)は18000、融点(Tc)は67℃であった。
【0116】
(結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂を30質量部溶融させて溶融状態のまま、乳化分散機キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に対して毎分100質量部の移送速度で移送した。また、この溶融状態の結晶性ポリエステル樹脂の移送と同時に、当該乳化分散機キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)に対して、水性溶媒タンクにおいて試薬アンモニア水70質量部をイオン交換水で希釈した、濃度0.37質量%の希アンモニア水を、熱交換機で100℃に加熱しながら毎分0.1リットルの移送速度で移送した。そして、この乳化分散機キャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック製)を、回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cmの条件で運転することにより、固形分量が30質量部である結晶性ポリエステル樹脂の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を調製した。このとき、当該結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は200nmであった。
【0117】
[コア用ビニル樹脂粒子分散液(C2)の調製]
(第1段重合)
撹拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム(C1021(OCHCHSONa)よりなるアニオン系界面活性剤4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤水溶液を仕込んだ。さらに、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、液温を75℃に昇温させた。当該混合液に、下記組成からなる重合性単量体混合溶液を1時間かけて滴下した。滴下後、75℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合(第1段重合)を行い、スチレン-アクリル樹脂粒子分散液(1-a)を調製した。
スチレン:532質量部
n-ブチルアクリル酸:200質量部
メタクリル酸:68質量部
n-オクチルメルカプタン:16.4質量部
【0118】
(第2段重合)
撹拌装置を取り付けたフラスコ内に、下記組成からなる重合性単量体溶液を仕込んだ。さらに、離型剤としてパラフィンワックスHNP-57(日本製蝋社製)93.8質量部を添加し、内温を90℃に加温して溶解させることによって、単量体溶液を調製した。
スチレン:101.1質量部
n-ブチルアクリル酸:62.2質量部
メタクリル酸:12.3質量部
n-オクチルメルカプタン 1.75質量部
【0119】
別の容器に、第1段重合において用いたアニオン系界面活性剤3質量部をイオン交換水1560質量部に溶解させた界面活性剤水溶液を仕込み、内温が98℃となるよう加熱した。この界面活性剤水溶液に、第1段重合により得られたスチレン-アクリル樹脂粒子分散液(1-a)32.8質量部(固形分換算)を添加し、さらにパラフィンワックスを含有する単量体溶液を添加した。循環経路を有する機械式分散機クレアミックス(エムテクニック社製)を用い、8時間かけて混合分散することにより、粒径340nmの乳化粒子(油滴)の分散液を調製した。
【0120】
この分散液に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加した。この系を98℃にて12時間にわたって加熱撹拌することにより重合(第2段重合)を行い、スチレン-アクリル樹脂粒子分散液(1-b)を調製した。
【0121】
(第3段重合)
第2段重合において得られたスチレン-アクリル樹脂粒子分散液(1-b)に、過硫酸カリウム5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加した。この分散液に、80℃の温度条件下で、下記組成からなる重合性単量体溶液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたって加熱撹拌することにより重合(第3段重合)を行った後、28℃まで冷却し、スチレン-アクリル樹脂粒子の分散液(コア用ビニル樹脂粒子分散液(C2))を得た。
スチレン:293.8質量部
n-ブチルアクリル酸:154.1質量部
n-オクチルメルカプタン:7.08質量部
【0122】
[離型剤分散液(W1)の調製]
下記の材料を混合し、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)で、内液温度120℃にて離型剤を溶解した後、分散圧力5MPaで120分間、続いて40MPaで360分間分散処理し、冷却して、分散液を得た。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、これを離型剤分散液(W1)とした。離型剤分散液(W1)中の粒子の体積平均粒径は215nmであった。
パラフィン系ワックス(日本精蝋製HNP0190、融解温度85℃):270質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製ネオゲンRK):13.5質量部(有効成分60%、離型剤に対して3%)
イオン交換水:21.6質量部
【0123】
[蛍光色材粒子分散液]
(蛍光色材粒子分散液1の調製)
下記の成分を混合し、分散機(アシザワファインテック社製、MGF10)を用いて約1時間分散して、分散液を調製した。分散液の体積平均粒径は400nm、粒子濃度は20%であった。
:Eu
ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム塩
イオン交換水
【0124】
(蛍光色材粒子分散液2の調製)
:Euの代わりにCaSnSi:Smを用いた以外は蛍光色材分散液1の調製と同様に調製した。分散液の体積平均粒径は380nm、粒子濃度は20%であった。
【0125】
(蛍光色材粒子分散液3の調製)
:Euの代わりにLaPO:Ce,Tbを用いた以外は蛍光色材分散液1の調製と同様に調製した。分散液の体積平均粒径は410nm、粒子濃度は20%であった。
【0126】
(蛍光色材粒子分散液4の調製)
:Euの代わりにSrAl:Eu,Dyを用いた以外は蛍光色材分散液1の調製と同様に調製した。分散液の体積平均粒径は400nm、粒子濃度は20%であった。
【0127】
(蛍光色材粒子分散液5の調製)
:Euの代わりにZnS:Mnを用いた以外は蛍光色材分散液1の調製と同様に調製した。分散液の体積平均粒径は380nm、粒子濃度は20%であった。
【0128】
(トナー粒子1の製造)
撹拌装置、温度センサーおよび冷却管を取り付けた反応容器に、コア用ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)321質量部(固形分換算)、離型剤分散液(W1)30質量部、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液30質量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム塩 樹脂総量に対して1質量%(固形分換算)、およびイオン交換水2000質量部を投入した。室温(25℃)下、5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10に調整した。さらに、蛍光色材粒子分散液1 30質量部(固形分換算)を投入し、塩化マグネシウム60質量部をイオン交換水60質量部に溶解させた溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。3分間放置した後、60分間かけて80℃まで昇温し、液温が80℃に到達した後、粒径の成長速度が0.01μm/分となるように撹拌速度を調整し、コールターマルチサイザー3(コールター・ベックマン社製)により測定した体積基準のメジアン径が6.0μmになるまで成長させた。
【0129】
次いで、シェル層用非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(S1)37質量部(固形分換算)を30分間かけて投入し、分散液(反応液)の上澄みが透明になった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解させた水溶液を添加して、粒径の成長を停止させた。さらに、80℃の状態で加熱撹拌することにより、粒子の融着を進行させ、粒子の平均円形度の測定装置「FPIA-3000」(Sysmex社製)を用いて平均円形度が0.970になった時点で2.5℃/分の冷却速度で30℃に冷却した。次いで、固液分離し、脱水したトナーケーキをイオン交換水に再分散し固液分離する操作を3回繰り返して洗浄した後、40℃で24時間乾燥させることにより、トナー母体粒子を得た。
【0130】
得られたトナー母体粒子100質量部にランタンドープチタン酸ストロンチウム粒子(個数平均粒径:30nm)0.75質量部、球形状ゾルゲルシリカ(個数平均粒径=40nm)1.0質量部、およびチタン酸カルシウム(個数平均粒径=100nm)0.9質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井三池化工機社製)により回転翼周速35m/秒、32℃で20分間混合した。混合後、45μmの目開きのふるいを用いて粗大粒子を除去した。なお、当該トナー粒子1の体積基準のメジアン径は、5.9μmであった。
【0131】
(トナー粒子2の製造)
トナー粒子1の製造において、球形状ゾルゲルシリカを個数平均粒径40nmのものの代わりに25nmのものを用いたほかは同様にしてトナー粒子2を製造した。
【0132】
(トナー粒子3の製造)
トナー粒子1の製造において、球形状ゾルゲルシリカを個数平均粒径40nmのものの代わりに20nmのものを用いたほかは同様にしてトナー粒子3を製造した。
【0133】
(トナー粒子4の製造)
トナー粒子1の製造において、球形状ゾルゲルシリカを個数平均粒径40nmのものの代わりに55nmのものを用いたほかは同様にしてトナー粒子4を製造した。
【0134】
(トナー粒子5の製造)
トナー粒子1の製造において、球形状ゾルゲルシリカを個数平均粒径40nmのものの代わりに10nmのものを用いたほかは同様にしてトナー粒子5を製造した。
【0135】
(トナー粒子6の製造)
トナー粒子1の製造において、球形状ゾルゲルシリカを個数平均粒径40nmのものの代わりに70nmのものを用いたほかは同様にしてトナー粒子6を製造した。
【0136】
(トナー粒子7の製造)
トナー粒子1の製造において、蛍光色材粒子分散液1の代わりに蛍光色材粒子分散液2を用いたほかは同様にしてトナー粒子7を製造した。
【0137】
(トナー粒子8の製造)
トナー粒子1の製造において、蛍光色材粒子分散液1の代わりに蛍光色材粒子分散液3を用いたほかは同様にしてトナー粒子8を製造した。
【0138】
(トナー粒子9の製造)
トナー粒子1の製造において、蛍光色材粒子分散液1の代わりに蛍光色材粒子分散液4を用いたほかは同様にしてトナー粒子9を製造した。
【0139】
(トナー粒子10の製造)
トナー粒子1の製造において、離型剤分散液(W1)を添加せず、コア用ポリエステル樹脂粒子分散液(C1)の代わりにコア用ビニル樹脂粒子分散液(C2)を用いたほかは同様にしてトナー粒子10を製造した。
【0140】
(トナー粒子11の製造)
トナー粒子1の製造において、ランタンドープチタン酸ストロンチウム粒子の代わりにチタン酸ストロンチウム粒子(個数平均粒径30nm)を用いたほかは同様にしてトナー粒子11を製造した。
【0141】
(トナー粒子12の製造)
トナー粒子1の製造において、蛍光色材粒子分散液1の代わりに蛍光色材粒子分散液5を用いたほかは同様にしてトナー粒子12を製造した。
【0142】
[実施例1~10、比較例1、2の作製]
上記で作製したトナー粒子1~12に対し、シリコーン樹脂を被覆したキャリア粒子(体積基準のメジアン径=60μmのフェライトキャリア)を混合した。キャリア粒子の量は、二成分現像剤におけるトナー粒子の濃度(トナー濃度)が6質量%となるよう調整した。
【0143】
<評価方法>
トナーに対する評価は、下記の蛍光強度測定および隠ぺい特性評価で行った。結果を表1に示す。
【0144】
[蛍光強度測定]
上記各トナーをコニカミノルタ社製複合機bizhubC360iにそれぞれセットし、付着量5mg/cmとなるように5cm角ベタ画像をOHP用紙に、定着温度180℃で出力した。この画像のM1光源でのL値と、M2光源でのL値と、を測定した。そして、下記式にて蛍光強度の指標ΔLを求めた。L値の測定には、コニカミノルタ社製蛍光分光濃度計FD-7を使用し、測色ステータスTの条件で測色して求めた。
ΔL=(M2光源で測定したL値)-(M1光源で測定したL値)
ΔLが大きいほど蛍光強度が高いといえる。評価は以下の基準とした。また、「×」を不合格とした。
○:ΔLが0.2以上
△:ΔLが0.1以上0.2未満
×:ΔLが0.1未満
【0145】
[隠ぺい特性評価]
上記各トナーをコニカミノルタ社製複合機bizhubC360iにそれぞれセットし、付着量5mg/cmとなるように5cm角ベタ画像をOHP用紙に、定着温度180℃で出力した。この後、当該OHP用紙の背景に黒板を設置し、コニカミノルタ社製蛍光分光濃度計FD-7を用いて画像濃度を3点測定した。そして、ブラック濃度の3点の平均値を求めた。蛍光画像の隠ぺい力が高いほど下地のブラックは透けにくく濃度が低くなる。評価は以下の基準とした。また、「×」を不合格とした。
◎:1.40以上
○:1.30以上1.40未満
△:1.15以上1.30未満
×:1.15未満
【0146】
【表1】
【0147】
上記表1に示されるように、ランタノイド元素を含有する蛍光色材を含むトナー母体粒子と、ランタノイドドープチタン酸ストロンチウムを含む外添剤とを組み合わせたトナーでは、蛍光強度が非常に高く、かつ隠蔽特性が良好であった(実施例1~10)。一方、ランタノイド元素をドープしていない外添剤を用いた場合には、蛍光強度および隠蔽特性がともに良好でなかった(比較例1)。また、トナー母体粒子が含む蛍光色材がランタノイド元素を含まない場合には、蛍光強度が低かった(比較例2)。
【産業上の利用可能性】
【0148】
本発明の静電荷像現像用トナーによれば、下地の影響によるくすみが少なく、かつ発光輝度の高い画像を形成可能である。よって、本発明によれば、電子写真方式の画像形成方法のさらなる普及に寄与することが期待される。