JP2015225123A - 静電潜像用現像剤 - Google Patents

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Abstract

【課題】色相を満足させるとともに、転写不良の問題をも防止し、かつ定着性に優れた静電潜像用現像剤を提供する。
【解決手段】トナー粒子を含み、トナー粒子は樹脂と着色剤とを含み、着色剤は、第1着色剤と、第2着色剤と、第3着色剤とを含み、第1着色剤はカーボンブラックであり、第2着色剤はC.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23のうちの1種以上であり、第3着色剤はC.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25のうちの1種以上であり、第2着色剤は、着色剤の全量に対して8質量%以上25質量%以下含まれる、静電潜像用現像剤である。
【選択図】なし

Description

本発明は、画像形成装置等に用いられる静電潜像用現像剤に関する。
電子写真方式の画像形成装置に用いられる静電潜像用現像剤において、黒色の画像を得る着色剤としてはカーボンブラックが広く用いられている。しかし、カーボンブラックが呈する黒色の色相は、理想とされる黒色の色相に対して色調が異なる場合がある。そこで、特表2007−528006号公報(特許文献1)には、カーボンブラックとブルー着色剤とバイオレット着色剤とを併用することにより、カーボンブラックのみを用いた場合と比して、黒色の色相を向上させる技術が開示されている。
特表2007−528006号公報
しかしながら、カーボンブラックとブルー着色剤とバイオレット着色剤とを併用した場合、トナー粒子の色相は青みよりとなる傾向がある。このため、特許文献1に開示される静電潜像用現像剤は色相の点で未だ改良の余地がある。
また、カーボンブラックは導電性を有するため、これを単独で用いてトナー粒子中に高濃度に含有させた場合、トナー粒子の電気抵抗が低くなり、電子写真方式の画像形成において転写不良が発生する傾向がある。カーボンブラックが存在することによって引き上げられたトナー粒子の導電性を低下させるためには、他の着色剤を併用してカーボンブラックの含有量を低減させることが有効であるが、特許文献1に開示されるブルー着色剤は銅フタロシアニン骨格を有し、その電気抵抗は低いため、これを併用することによってトナー粒子の導電性を十分に低下させることは難しい。
さらに、特許文献1に開示されるブルー着色剤は、カーボンブラックと比して黒色の着色力が低いため、これを併用してカーボンブラック単独の場合と同様の画像濃度を実現するためには、添加する着色剤の含有量の全量を増やす必要がある。着色剤の含有量の全量が増えると、相対的に樹脂の割合が低下し、結果的にトナー粒子の定着性が低下してしまう。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、黒色の色相を呈する静電潜像用現像剤であって、色相を満足させるとともに、転写不良の問題をも防止し、かつ定着性に優れた静電潜像用現像剤を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するためには、電気抵抗が比較的高く、黒色としての着色力が高く、かつ黒色の色相をニュートラルにし得る着色剤をカーボンブラックと併用する必要があると考えた。そして、鋭意検討の結果、電気抵抗が比較的高く、黒色としての着色力が比較的高いという条件を満たすだけの着色剤を併用しただけでは色相、転写性および定着性の全てを満たすことはできず、カーボンブラックの色相に対して青みよりの着色剤と、カーボンブラックの色相に対して赤みよりの着色剤とを併用することが有効であるとの知見を得た。そして、この知見に基づきさらに検討を重ねたことにより、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、トナー粒子を含み、トナー粒子は、樹脂と着色剤とを含み、着色剤は、第1着色剤と、第2着色剤と、第3着色剤とを含み、第1着色剤はカーボンブラックであり、第2着色剤はC.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23のうちの1種以上であり、第3着色剤はC.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25のうちの1種以上であり、第2着色剤は、着色剤の全量に対して8質量%以上25質量%以下含まれる、静電潜像用現像剤である。
上記静電潜像用現像剤において、好ましくはカーボンブラックは酸性カーボンブラックである。
上記静電潜像用現像剤は、好ましくはトナー粒子が絶縁性液体に分散されてなる液体現像剤であり、樹脂はポリエステル樹脂であり、ポリエステル樹脂の酸価は5mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である。
上記静電潜像用現像剤は、好ましくはトナー粒子が絶縁性液体に分散されてなる液体現像剤であり、着色剤は、トナー粒子中に20質量%以上40質量%以下含まれる。
本発明の静電潜像用現像剤は、色相を満足させるとともに、転写不良の問題をも防止し、かつ定着性に優れるという効果を奏する。
電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略概念図である。 実施例で用いた画像形成装置の概略概念図である。 実施例の評価で用いる画像を示す図である。
以下、本発明に係る実施形態についてさらに詳細に説明する。なお、本発明の図面において、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
[静電潜像用現像剤の構成]
本実施形態に係る静電潜像用現像剤(以下、「現像剤」という)は、乾式現像剤または液体現像剤であり、複写機、プリンタ、デジタル印刷機もしくは簡易印刷機などの電子写真方式の画像形成装置(後述)において用いられる電子写真用現像剤、塗料、静電記録用現像剤、インクジェットプリンタ用油性インクまたは電子ペーパー用インクとして有用である。
乾式現像剤には、1成分系現像剤と2成分系現像剤とが含まれる。1成分系現像剤はトナー粒子から構成され、2成分系現像剤はトナー粒子とキャリアとを含む。2成分系現像剤において、トナー粒子はトナー母体粒子と外添剤粒子とにより構成される。一方、液体現像剤は、トナー粒子と絶縁性液体(以下「キャリア」ともいう)とを含む。液体現像剤において、トナー粒子を10質量%以上50質量%以下含むことが好ましく、絶縁性液体を50質量%以上90質量%以下含むことが好ましい。
したがって、乾式現像剤は、少なくともトナー粒子を含む限り、現像剤に一般に使用される他の任意の成分が含まれていてもよく、液体現像剤は、少なくともトナー粒子と絶縁性液体とを含む限り、現像剤に一般に使用される他の任意の成分が含まれていてもよい。現像剤に一般に使用される他の任意の成分としては、たとえば着色剤用分散剤、ワックス、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の従来公知の任意の添加剤を含むことができる。このような任意の添加剤は、トナー粒子中に含まれていてもよいし、それ以外の部分に含まれていてもよい。また、液体現像剤においては、さらにトナー分散剤(トナー粒子中に含まれる着色剤用分散剤ではなくトナー粒子自体を分散させるもの)や増粘剤を絶縁性液体中に含むことができる。
なお、本明細書において単に「トナー粒子」という場合は、特に断らない限り、液体現像剤のトナー粒子、および乾式現像剤のトナー母体粒子を示すものとする。また、本明細書においては、外添剤を付加する前のトナー粒子を「トナー母体粒子」とし、外添剤を付加した後のトナー粒子を「外添剤付加トナー粒子」として両者を区別する場合がある。なお、本明細書において、トナー粒子の質量は、液体現像剤の「トナー粒子」の質量、および乾式現像剤の「トナー母体粒子」の質量とする。
以下、現像剤に含まれるトナー粒子、キャリア、その他の成分について説明する。また、トナー粒子に関しては、トナー粒子中に含まれる必須成分である樹脂および着色剤の他、着色剤用分散剤、離型剤、外添剤についても説明する。
<トナー粒子>
本実施形態に係る現像剤に含まれるトナー粒子は、樹脂と着色剤とを含む。上記着色剤は、カーボンブラックからなる第1着色剤、C.I.(カラーインデックス)ピグメントバイオレット(C.I.Pigment Violet)19およびC.I.ピグメントバイオレット23のうちの1種以上からなる第2着色剤、C.I.ピグメントブラウン(C.I.Pigment Brown)23およびC.I.ピグメントブラウン25のうちの1種以上からなる第3着色剤を含む。さらに、第2着色剤は、着色剤の全量に対して8質量%以上25質量%以下含まれる。着色剤は樹脂に分散される。
トナー粒子のメジアン径D50は特に制限されず、たとえば0.5μm以上5.0μm以下とすることが好ましい。メジアン径D50が0.5μm未満の場合、トナー粒子の粒径が小さすぎるために電界中でのトナー粒子の移動性が低下する傾向があり、現像性の低下を招く恐れがある。また、メジアン径D50が5.0μmを超える場合、トナー粒子の粒径の均一性が低下する傾向があり、画質の低下を招く恐れがある。
ここで、「トナー粒子のメジアン径D50」とは、トナー粒子の粒度分布を体積基準で測定したときのメジアン径D50を意味する。乾式現像剤に含まれるトナー粒子のメジアン径D50は、たとえば、粒径分布測定装置(商品名:「マルチサイザー3」、ベックマン・コールター社製)を用いて測定することができる。一方、液体現像剤に含まれるトナー粒子のメジアン径D50は、たとえばフロー式粒子像分析装置(商品名:「FPIA−3000S」、シスメックス株式会社製)を用いて測定することができる。
また、乾式現像剤および液体現像剤いずれの場合においても、トナー粒子はコア/シェル構造を有することが好ましい。トナー粒子がコア/シェル構造を有することにより、トナー粒子のメジアン径D50およびトナー粒子の円形度等を制御し易くなる。また、トナー粒子表面への着色剤の露出が抑制されることにより、耐フィルミング性を向上させることができる。
なお、コア/シェル構造とは、一般に、コア粒子を構成する樹脂(以下「コア樹脂」ともいう)の表面をシェル層を構成する樹脂(以下、「シェル樹脂」ともいう)が被覆する構造をいうが、シェル樹脂によりコア樹脂が完全に被覆された構造のものに限定されることはなく、コア樹脂の表面が一部露出しているものであってもよく、着色剤は、多くはコア樹脂中に分散されているが、一部がシェル樹脂中に分散されていてもよい。
(着色剤)
本実施形態に係る現像剤に含まれる着色剤は、第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤を含む限り、他の着色剤(第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤以外のもの)を含んでもよい。また、本実施形態において、第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤の合計量が着色剤の全量と一致する、すなわち、トナー粒子に含まれる着色剤が、第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤からなることが好ましい。この場合、後述する作用効果をより顕著に発揮することができる。
なお、本明細書において単に「着色剤」という場合は、第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤等の着色剤と染料とを含む包括的表現(トナー粒子に含まれる着色剤成分の全体を表わす表現)とする。また、トナー粒子における着色剤の含有量とは、トナー粒子の全量に対する着色剤の含有量(質量%)を意味する。
(1)第1着色剤
第1着色剤は、カーボンブラックである。カーボンブラックとは、炭素を主成分とする黒色微粒子の総称であり、化学的には炭素の単体として分類されることもあるが、周知の通り、各種の官能基を含み得るものである。カーボンブラックは種々の着色剤の中でも特に高い着色力を有するため、黒色を呈するトナー粒子を得るうえで重要である。
カーボンブラックの種類は特に限定されず、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、アニリンブラック等を挙げることができる。好ましい具体例としては、三菱化学社製の「#2400」、「#2400B」、「#2650」、「OIL7B」、「MA−77」、「MA−100」、「MA−100S」、「PCF#10」、キャボット社製の「Black Pearls L」、「Mogul L」、「MONARCH1300」、「MONARCH1400」、「REGAL330R」、「REGAL400R」、「MONARCH1100」、デグサ社製の「Printex V」、「スペシャルブラック4」、「Printex 140V」等を挙げることができる(以上「」内は商品名を示す)。
また、第1着色剤は、好ましくは酸性カーボンブラックである。この場合、第2着色剤および第3着色剤と相互に作用してそれぞれの分散性が良好となる。また、この場合、後述する特定の酸価を有する樹脂中でのカーボンブラックの分散性も良好となる。カーボンブラックの分散性が良好となることにより、トナー粒子の定着性が向上する。さらに、分散されたカーボンブラックからなる第1着色剤の粒子間に第2着色剤および第3着色剤が位置することにより、カーボンブラックの粒子が連なることによる導電性の増加が抑制される。このため、カーボンブラックの分散性が良好となることにより、転写性の改善に対しても有利となる。
ここで、酸性カーボンブラックとは、カーボンブラックと純粋とを1:1の割合で混合した混合物を5分間煮沸したのち室温まで冷却し、泥状の混合物のpHが6以下になるものをいう。このような酸性カーボンブラックは、通常、湿式の表面処理方法、乾式の表面処理方法等の公知の方法を用いて、カーボンブラックの表面に酸性の酸素含有官能基を付与させることによって得られる。
好ましい湿式の表面処理方法としては、酢酸溶液、スルホン酸溶液等の酸性溶液中にカーボンブラックを浸漬処理する方法が挙げられる。また、好ましい乾式の表面処理方法としては、硝酸、窒素酸化物等の酸性ガスと空気との混合ガス、またはオゾン等の酸化剤に接触させる方法が挙げられる。また、空気酸化法を挙げることもできる。
市販の酸性カーボンブラックとしては、たとえば、三菱化学社製の「MA−100」、「MA−100S」、キャボット社製の「Mogul L」等を挙げることができる。
第1着色剤は、トナー粒子中に含まれる着色剤の全量に対して40質量%以上65質量%以下含まれることが好ましい。着色剤の全量に対する第1着色剤の含有量が40質量%未満の場合、画像濃度が低下する傾向があり、65質量%を超える場合、トナー粒子の電気抵抗の調整が困難となり転写性が悪化する傾向を示す。第1着色剤の上記含有量は、45質量%以上60質量%以下がより好ましく、45質量%以上55質量%以下がさらに好ましい。なお、本実施形態の第1着色剤として2種以上のカーボンブラックを用いる場合は、その合計量が上記の範囲内に含まれることが好ましい。
本実施形態において、このように高濃度のカーボンブラックを含有できるのは、トナー粒子中にカーボンブラックだけでなく、第2着色剤である特定のバイオレット顔料と第3着色剤である特定のブラウン顔料を共に添加したためであり、本実施形態の大きな特徴である。これは、後述する特定のバイオレット顔料がカーボンブラックの分散性を向上させる作用を有することと、後述する特定のブラウン顔料がカーボンブラックの導電性を緩和させて低下させるためと考えられる。
(2)第2着色剤
第2着色剤は、C.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23のうちの1種以上からなるバイオレット顔料である。この特定のバイオレット顔料は、高い着色力を有し、かつその色相は黒色に近似する。さらに、カーボンブラックの分散性を向上させるという助剤的な作用を示すことができる。
市販のC.I.ピグメントバイオレット19としては、クラリアントジャパン社製の「Cromophtal(登録商標) Violet D 5800」、「Cinquasia Violet K 5350FP」、DIC社製の「QUINDO Violet 19 228−1119」等を挙げることができる。また、市販のC.I.ピグメントバイオレット23としては、DIC社製の「FASTOGEN Super Violet RZS」、トーヨーカラー社製の「LIONOGEN VIOLET FG6141G」等を挙げることができる(以上「」内は商品名を示す)。
また、第1着色剤として酸性カーボンブラック用いた場合、C.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23の分散性は良好となり、かつカーボンブラックの分散性も良好となる。第1着色剤および第2着色剤の分散性が共に良好となることにより、分散されたカーボンブラックの粒子間に第2着色剤が位置することができるため、結果的に、カーボンブラックの粒子が連なることによる導電性の増加が抑制される。さらに、トナー粒子中の着色剤の含有量を従来と比して高く設定した場合であっても、十分な定着性を維持することができる。
第1着色剤として酸性カーボンブラック用いた場合にC.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23の分散性が良好となる理由は明確ではないが、次のように考えられる。すなわち、C.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23が電子供与基を有するために、酸性カーボンブラックとの相互作用によって互いの分散性が向上するものと考えられる。
第2着色剤は、トナー粒子中に含まれる着色剤の全量に対して8質量%以上25質量%以下含まれる。第2着色剤の含有量が着色剤の全量に対して上記範囲外の場合に、上述の効果を奏し得ない理由については明確ではないが、第2着色剤の含有量が着色剤の全量に対して上記範囲に含まれる場合に、色相、導電性、分散性、着色剤の全量等のバランスが崩れ、結果的に現像剤の色相、転写性および定着性の全てを満たすことができないと考えられる。
着色剤の全量に対する第2着色剤の含有量が8質量%未満の場合、特に色再現性の調整が不十分となる傾向があり、また転写特性が特に低下する傾向がある。また、第2着色剤の上記含有量が25質量%を超える場合、色相が青みよりとなる傾向がある。上記着色剤の全量に対する第2着色剤の含有量は、15質量%以上20質量%以下がより好ましい。なお、第2着色剤として上記の2種のバイオレット顔料を用いる場合は、それらの合計量を上記の範囲内とすることが好ましい。
(3)第3着色剤
第3着色剤は、C.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25のうちの1種以上からなるブラウン顔料である。この特定のブラウン顔料は、高い着色力を有し、かつその色相は黒色に近似する。さらに、高い電気抵抗を有するため、カーボンブラックの導電性を緩和させて低下させることができる。
市販のC.I.ピグメントブラウン23としては、BASF社製の「Cromophtal(登録商標) Brown 5R」を挙げることができ、市販のC.I.ピグメントブラウン25としては、クラリアントジャパン社製の「PV Fast Brown HFR」を挙げることができる。
また、第1着色剤として酸性カーボンブラック用いた場合、C.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25の分散性は良好となり、かつ酸性カーボンブラックの分散性も良好となる。このように、第1着色剤および第3着色剤の分散性が共に良好となることにより、分散されたカーボンブラックの粒子間に第3着色剤が位置することができるため、結果的に、カーボンブラックの粒子が連なることによる導電性の増加が抑制される。さらに、トナー粒子中の着色剤の含有量を従来と比して高く設定した場合であっても、十分な定着性を維持することができる。
第1着色剤として酸性カーボンブラックを用いた場合にC.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25の分散性が良好となる理由は明確ではないが、次のように考えられる。すなわち、C.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25が電子供与基を有するために、酸性カーボンブラックとの相互作用によって互いの分散性が向上するものと考えられる。
第3着色剤は、トナー粒子中に含まれる着色剤の全量に対して20質量%以上40質量%以下含まれることが好ましい。着色剤の全量に対する第3着色剤の含有量が20質量%未満の場合、トナー粒子の電気抵抗の調整(低減)が不十分となって、転写特性が低下する傾向があり、40質量%を超える場合、トナー粒子の色相がブラウン顔料の色相に近づき、所望の黒色の色相が得られなくなる傾向がある。着色剤の全量に対する第3着色剤の含有量は、24質量%以上35質量%以下がより好ましい。なお、第3着色剤として上記の2種のブラウン顔料を用いる場合は、それらの合計量を上記の範囲内とすることが好ましい。
(4)他の着色剤
本実施形態に係るトナー粒子は、第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤以外の他の着色剤を含んでもよい。他の着色剤としては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー155、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.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド269、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド209などを挙げることができる。ただし、本実施形態に係るトナー粒子に含まれる着色剤は、第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤からなることが好ましい。この場合に、後述する作用効果を特に顕著に発揮することができる。
以上(1)〜(4)に詳述した着色剤のメジアン径D50は、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下である。着色剤の粒径が200μmを超えると画像の色彩値がずれ、所望の色彩が得られない場合がある。さらに、樹脂中での着色剤の分散性が低下する傾向があるため、所望の画像濃度が得られない場合や、定着性が低下する場合がある。着色剤の粒径の下限値は特に限定されず、製造可能な粒径の下限値とすることができる。なお、着色剤のメジアン径D50は、超音波方式粒度分布・ゼータ電位測定装置(商品名:「DT1200」、Dispertion Technology社製)により測定できる。
現像剤が乾式現像剤の場合、トナー粒子中における着色剤の全量は、8質量%以上30質量%以下であることが好ましく、10質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。乾式現像剤のトナー粒子中において、着色剤の全量が8質量%以上であることにより、約4.5g/m2以下という少ない付着量であっても適正な画像濃度が得られる。また、トナー粒子中における着色剤の全量が30質量%を超えると、トナー粒子中に占める樹脂の含有量が少なくなるため十分な定着強度が得難くなる傾向がある。
一方、現像剤が液体現像剤の場合、トナー粒子中における着色剤の全量は、20質量%以上40質量%以下であることが好ましく、25質量%以上35質量%以下であることがより好ましい。液体現像剤のトナー粒子中において、着色剤の全量が20質量%以上であることにより、約1.5g/m2以下という少ない付着量であっても適正な画像濃度が得られる。また、トナー粒子中における着色剤の全量が40質量%を超えると、トナー粒子中に占める樹脂の含有量が少なくなるため十分な定着強度が得難くなる傾向がある。
本実施形態に係る現像剤よれば、トナー粒子中に第1着色剤と共に第2着色剤および第3着色剤が含まれることにより、トナー粒子中における着色剤の全量を上述のように高く設計しても、定着性の低下や転写不良の問題を十分に防止することができる。
(樹脂)
本実施形態に係る現像剤に含まれる樹脂は、着色剤同士を結着させるとともに、結着させた着色剤を記録媒体上に定着させる作用を有するものであり、この種の用途に用いられる樹脂として従来公知の樹脂を特に限定することなく使用することができる。たとえば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレンアクリル系共重合樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アニリン樹脂、ユリア樹脂、ケイ素樹脂、イミド樹脂等を挙げることができる。
なかでも、シャープメルト性を有するポリエステル樹脂が好ましく用いられる。ポリエステル樹脂は、熱特性等の各特性を広範囲に変化させることができるとともに、透光性、延展性、粘弾性に優れるためである。このようにポリエステル樹脂は、透光性に優れることから、カラー画像を得る場合に美しい色彩を得ることができ、また延展性および粘弾性に優れることから紙等の記録媒体上に形成された画像(樹脂膜)が強靭で、しかもその記録媒体と強力に接着することができる。
ポリエステル樹脂は、数平均分子量(Mn)が500以上5000以下であることが好ましく、より好ましくは500以上3500以下である。数平均分子量が500未満では着色剤との均一分散が困難となる場合がある。一方、数平均分子量が5000を超えると、記録媒体への定着時に要するエネルギが大きくなり好ましくない場合がある。樹脂のMnは、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により測定することができる。
また、ポリエステル樹脂は、熱可塑性を示し、60℃以上85℃以下のガラス転移点(Tg)を有することが好ましい。ガラス転移点が60℃未満の場合、保管安定性が悪化する場合があり、85℃を超えると、画像を定着させるエネルギが著しく増加し経済的に不利であるばかりか画像形成装置の各部に熱的ダメージを与えやすく、また定着温度が低い場合には画像の光沢が低下する場合がある。より好ましいガラス転移点は、60℃以上75℃以下である。本実施の形態において、樹脂のガラス転移温度は示差走査熱量計「DSC−6200」(セイコーインスツルメンツ社製)を用いて測定される値である。
このようなポリエステル樹脂は、公知の方法で、たとえば多価アルコールと多塩基酸(典型的には多価カルボン酸)とを重縮合することにより得ることができる。
ここで、多価アルコールとしては、特に限定されず、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール等のプロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール等のブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール等のヘキサンジオール等のアルキレングリコール(脂肪族グリコール)およびこれらのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノール等のビスフェノール類およびこれらのアルキレンオキサイド付加物のフェノール系グリコール類、単環あるいは多環ジオール等の脂環式および芳香族ジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等のトリオール等が挙げられ、これらを単独でまたは2種以上混合して用いることができる。特に、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド2〜3モル付加物が、生成物であるポリエステル樹脂の溶解性、安定性の点で現像剤のトナー粒子用樹脂として適し、かつ低コストであることからも好ましい。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等が挙げられる。
また、多塩基酸(多価カルボン酸)としては、たとえばマロン酸、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸およびその変性酸(たとえば、ヘキサヒドロ無水フタル酸)、イソフタル酸、テレフタル酸等の飽和または不飽和(あるいは芳香族)の2価塩基酸およびこれらの酸無水物、および、低級アルキルエステル等、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、メチルナディック酸の3価塩基酸およびこれらの酸無水物、低級アルキルエステル等を挙げることができ、これらを各単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。これらの中でも、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸が、生成物であるポリエステル樹脂の溶解性、安定性の点で現像剤のトナー粒子用樹脂として適し、かつ低コストであることからも好ましい。
また、ポリエステル樹脂は、その酸価が5mgKOH/g以上40mgKOH/g以下であることが好ましい。このような特定の酸価を有するポリエステル樹脂をトナー粒子中に含有させた場合、第2着色剤および第3着色剤の分散性がより良好となる。これは、上述のように、第2着色剤および第3着色剤は電子供与基を有するために、特定の酸価を有するポリエステル樹脂との相互作用によって分散性が向上するためと考えられる。上記酸価は、10mgKOH/g以上20mgKOH/g以下であることがより好ましい。
さらに、上記のような特定の酸価を有するポリエステル樹脂を用いた場合、樹脂中へ絶縁性液体が浸入しにくくなる、樹脂が膨潤しにくくなる、トナー粒子の凝集が抑制されるといった作用を発揮することもできる。なお、ポリエステル樹脂の酸価は、JIS K5400に規定された条件で測定される。
上記の特定の酸価を有するポリエステル樹脂は、多塩基酸のモノマーとして3官能以上の多塩基酸を用いることにより製造することができる。具体的には、多塩基酸のうちの一部を3官能以上の多塩基酸にすることで、重縮合反応において未反応のカルボン酸がポリエステル中に残り、これにより、上記の特定の酸価を発現することができる。
上述の樹脂は、1種単独で、または2種以上を組合わせて用いることができ、コア/シェル型の構造を構成し得るものであってもよい。トナー粒子に含まれる樹脂がコア/シェル型の構造を構成する場合は、通常トナー粒子全体としてコア/シェル型の構造となる。この場合、着色剤はそのコア部分およびシェル部分のいずれに含まれていてもよく、またコア部分とシェル部分の双方に含まれていてもよい。トナー粒子がコア/シェル構造を有することにより、トナー粒子のメジアン径およびトナー粒子の円形度等を制御し易くなる。
(着色剤用分散剤)
本実施形態に係るトナー粒子は、上記のように第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤とが共存することにより、着色剤の分散性が向上し、もってその定着性が適正となるものであるが、乾式現像剤および液体現像剤のいずれの場合であっても、着色剤をさらに均一に分散させるために、任意の成分として着色剤用分散剤を含むことができる。なかでも、塩基性高分子からなる塩基性分散剤が好ましい。塩基性分散剤はトナー粒子中の着色剤を安定に均一に分散させ易いためである。
ここで、塩基性分散剤とは、以下に定義されるものをいう。すなわち、着色剤用分散剤0.5gと蒸留水20mlとをガラス製スクリュー管に入れ、ペイントシェーカーを用いて30分間振り混ぜた後、ろ過することにより得られた濾液のpHをpHメータ(商品名:「D−51」、堀場製作所社製)を用いて測定し、そのpHが7より大きい場合を塩基性分散剤とする。なお、そのpHが7より小さい場合は、酸性分散剤と呼ぶものとする。
このような塩基性分散剤としては、たとえば、着色剤用分散剤の分子内にアミン基、アミノ基、アミド基、ピロリドン基、イミン基、ウレタン基等の官能基を有する化合物(着色剤用分散剤)を挙げることができる。なお着色剤用分散剤とは、通常、分子中に親水性の部分と疎水性の部分とを有するいわゆる界面活性剤が該当するが、着色剤を分散させる作用を有する限り、種々の化合物を用いることができる。
塩基性分散剤の市販品としては、たとえば、味の素ファインテクノ社製の「アジスパーPB−821」、「アジスパーPB−822」、「アジスパーPB−881」や、日本ルーブリゾール社製の「ソルスパーズ32000」、「ソルスパーズ32500」、「ソルスパーズ35100」、「ソルスパーズ37500」、「ソルスパーズ71000」等を挙げることができる(以上「」内は商品名を示す)。
上述の着色剤用分散剤の添加量は、着色剤の全量に対して、1質量%以上100質量%以下添加することが好ましい。より好ましくは、1質量%以上40質量%以下である。1質量%未満では、着色剤の分散性が不十分となる場合があり、必要なID(画像濃度)が達成できないとともに、転写性、定着強度が低下する場合がある。また100質量%を超えると、着色剤の分散に対する必要量以上の着色剤用分散剤が添加されることになり、トナー粒子の荷電性や定着強度に悪影響を及ぼす場合がある。
(離型剤)
本実施形態に係るトナー粒子は、乾式現像剤の場合に、任意の成分として離型剤を含むことができる。離型剤としてはワックスが好ましく、たとえば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等のポリオレフィン系ワックス;パラフィンワックス、サゾールワックス等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;カルナウバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラミリステート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等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等のアミド系ワックスが挙げられる。
ワックスの融点は、通常40〜125℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点を上記範囲内にすることにより、トナー粒子の耐熱保存性が確保されるとともに、低温で定着を行う場合でもコールドオフセットなどを起こさずに安定した画像形成が行える。また、トナー粒子中のワックスの含有量は、1質量%以上30質量%以下が好ましく、さらに好ましくは5質量%以上20質量%以下である。
(外添剤)
本実施形態に係る現像剤が乾式現像剤の場合、トナー母体粒子であるトナー粒子は、任意の成分として外添剤を含むことができる。外添剤は、乾式現像剤のトナー粒子の流動性を向上させる作用を有する。
外添剤としては、公知の外添剤を使用することができ、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化錫等の無機酸化物粒子を好適に用いることができる。このような外添剤は、疎水化処理が行われたものであることが好ましい。外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下が好ましい。0.1質量部未満では所望する効果が不十分であり、10質量部を超えると、トナー粒子の流動性の低下を引き起こす傾向がある。また、外添剤は1種でもよく、2種以上を用いてもよい。
<キャリア>
本実施形態に係る現像剤は、上述のトナー粒子の他、キャリアを含むことができる。
現像剤が乾式現像剤の場合、キャリアの種類は特に制限されず、乾式現像剤に用いられる公知のキャリア、たとえば特開昭62−039879号公報や特開昭56−011461号公報等に記載される樹脂コートキャリアを好適に用いることができる。
ここで、樹脂コートキャリアとは、粒子状の芯材の表面に樹脂層が形成された構造を有するものであり、このような構造を有することにより、トナー粒子への良好な帯電付与性能を安定的に発現することができる。
芯材を構成する材料としては、酸化鉄、ニッケル、およびコバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられ、特に、フェライト、マグネタイトが好ましい。また、フェライトとしては、銅、亜鉛、ニッケル、マンガン等の重金属を含有するフェライトやアルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を含有する軽金属フェライトが好ましい。
樹脂層を構成する材料としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、共重合体、オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂又はその変成樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。特に、アルキルメタクリレート系であってアルキル基が2〜3級に枝分かれしているものが、含水量を適性化でき、かつ、帯電保持能力を高く保つことができる点で好適である。
具体的な化合物としては、2−エチルヘキシルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、シクロプロピルメタクリレート、シクロブチルメタクリレート、シクロペンチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロヘプチルメタクリレートなどがあるが、これらの中で特にシクロヘキシルメタアクリレートが好ましい。これらを用いた場合、帯電付与能力と、樹脂層のガラス転移点温度とを、より適正な範囲に収めることができるからである。
また、樹脂コートキャリアのメジアン径D50は25μm以上50μm以下であることが好ましい。さらに、樹脂コートキャリアは1種でもよく、2種以上を用いてもよい。
一方、現像剤が液体現像剤の場合、キャリアとして絶縁性液体が用いられる。なお、液体現像剤においてキャリアは必須の成分である。絶縁性液体は、静電潜像を乱さない程度(1011〜1016Ω・cm程度)の抵抗値を有する溶媒であって臭気および毒性が低い溶媒であることが好ましい。
具体的な化合物としては、一般に、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、または、ポリシロキサン等を挙げることができ、臭気、毒性およびコスト等の観点から、ノルマルパラフィン系溶媒またはイソパラフィン系溶媒等を用いることが好ましい。
たとえば、松村石油研究所社製の「モレスコホワイト」、エクソンモービル社製の「アイソパー」、シェル石油化学社製の「シェルゾール」、出光興産社製の「IPソルベント1620」、「IPソルベント2028」などを挙げることができる(以上「」内は商品名を示す)。なお、これらを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<他の任意の成分>
本実施形態に係る現像剤は、液体現像剤の場合に、上述のトナー粒子やキャリアの他、他の任意の成分としてトナー分散剤を含んでもよい。トナー分散剤はトナー粒子を絶縁性液体中に安定的に分散させる作用を有するものであり、このため、通常はトナー粒子の表面部に存在(吸着)している。このようなトナー分散剤は、絶縁性液体に対して可溶性であることが好ましく、たとえば界面活性剤、高分子分散剤等を用いることができる。
なかでも、トナー粒子を構成する樹脂との関係から、トナー分散剤としては塩基性の高分子分散剤を用いることが好ましい。これは、トナー粒子を構成するポリエステル樹脂の酸価が高くなる場合(たとえば5mgKOH/g以上)において、塩基性の高分子分散剤を用いることにより、これら両者の相互作用によりトナー粒子の良好な分散性が長期間に亘り安定化されるためと考えられる。
トナー分散剤の市販品としては、たとえば味の素ファインテクノ社製の「アジスパーPB−821」(商品名)、「アジスパーPB−822」(商品名)、「アジスパーPB−881」(商品名)や日本ルーブリゾール社製の「ソルスパーズ28000」(商品名)、「ソルスパーズ32000」(商品名)、「ソルスパーズ32500」(商品名)、「ソルスパーズ35100」(商品名)、「ソルスパーズ37500」(商品名)、「ソルスパーズ71000」(商品名)等を挙げることができる。
[静電潜像用現像剤の作用効果]
本実施形態に係る現像剤に含まれるトナー粒子は、樹脂と、着色剤とを含み、着色剤は、カーボンブラックからなる第1着色剤、C.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23のうちの1種以上からなる第2着色剤、C.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25のうちの1種以上からなる第3着色剤を含む。さらに、第2着色剤は、着色剤の全量に対して8質量%以上25質量%以下含まれる。
上記のようなトナー粒子を含む現像剤によれば、色相を満足させるとともに、転写不良の問題をも防止し、かつ定着性に優れることができる。これについて、従来の現像剤と比較しながら説明する。
たとえば、着色剤としてカーボンブラックのみを用いた従来の現像剤(以下、「現像剤A」ともいう)では、カーボンブラックの電気抵抗が低いために、トナー粒子の荷電性が損なわれ、転写不良が発生することが懸念される。特に、近年、高画質および低コストの要求を満たすために、トナー粒子に含まれる着色剤の割合を高めて、より少ないトナー付着量で、高い画像濃度を実現することが求められているが、上記のような転写不良の発生頻度との兼ね合いから、現像剤Aではこれを実現することは困難なのが実情である。
また、たとえば、特許文献1に開示されるような、カーボンブラックとブルー着色剤とバイオレット着色剤とを併用した現像剤(以下、「現像剤B」ともいう)に関し、ブルー顔料の電気抵抗は比較的低い。このため、現像剤Bにおいても、カーボンブラックによるトナー粒子の導電性を十分に低下させることは難しく、故に導電性に起因する転写不良の問題を十分に防止することができない。
また、上記ブルー着色剤は、カーボンブラックと比して黒色の着色力が低い。このため、これを併用してカーボンブラック単独の場合と同様の画像濃度を実現するためには、添加する着色剤の含有量を増やす必要があるが、これによって相対的に樹脂の割合が低下し、結果的にトナー粒子の定着性が低下する。
また、トナー粒子の「色相」は、JIS Z 8729で規定されているL***表色系の均等色空間において、L*軸、a*軸、b*軸の各値により表わすことができる。黒色画像の理想的な色相としては、オフセット枚葉印刷色標準 Japan Color色再現印刷 2001により示されている色相(用紙種:コート紙、態様:ブラック網点面積率100%部位)を挙げることができる。一般的に、許容色差はΔE<6と提示されており、より好ましくはΔE<3となる。なお、ΔEは、JIS Z 8729で規定されているL***表色系の均等色空間におけるある色と他の色との色差であり、L*軸、a*軸、b*軸の差をそれぞれ二乗したものの和の平方根で表わされる。
上記のような色相に関し、本発明者らは、カーボンブラック、ブルー着色剤およびバイオレット着色剤とを併用した場合、その色相は青みよりとなる傾向にあることを知見している。このため、現像剤Bにおいて、ブルー着色剤およびバイオレット着色剤の含有量を増やした場合、色相はさらに青みよりとなり、黒色の許容色差を超えることとなる。特に、現像剤Bにおいて、カーボンブラックに起因する電気特性をブルー着色剤、バイオレット着色剤のみで改善する場合は、さらに多量のブルー着色剤、バイオレット着色剤を添加する必要があり適正な色相範囲を超え、青味寄りの色相となる。また、ブルー着色剤、バイオレット着色剤以外の着色剤で電気特性を改善する場合は、元のカーボンブラック色相(赤味寄りの色相)の調色したい方向とは異なるために適正な色相とならない。
これに対し、本実施形態に係る現像剤に含まれるトナー粒子は、カーボンブラック(第1着色剤)、C.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23のうちの1種以上からなるバイオレット顔料(第2着色剤)、C.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25のうちの1種以上からなるブラウン顔料(第3着色剤)を含む。さらに、上記バイオレット顔料は、着色剤の全量に対して8質量%以上25質量%以下含まれる。
上記バイオレット顔料および上記ブラウン顔料は、上記ブルー顔料とは異なり、その化学構造中に金属原子を有さない。すなわち、上記バイオレット顔料からなる第2着色剤および上記ブラウン顔料からなる第3着色剤の導電性は低い。このため、本実施形態に係る現像剤は、従来の現像剤(現像剤Aおよび現像剤B等)に含まれるトナー粒子と比して、導電性を十分に低く保つことができるため、転写不良の問題を防止することができる。
また、上記バイオレット顔料および上記ブラウン顔料は、種々の着色剤の中でも高い着色力を有するという特徴を有する。このため、本実施形態に係る現像剤に含まれるトナー粒子によれば、カーボンブラック以外の着色剤の添加量を、従来の現像剤Bと比して少なくすることができるため、樹脂の割合を十分量に維持することができる。したがって、本実施形態に係る現像剤は定着性に優れることができる。
また、上記バイオレット顔料は、カーボンブラックと比して青みよりの色相を有しており、上記ブラウン顔料は、カーボンブラックと比して赤みよりの色相を有している。このため、これらを併用することにより、現像剤Bのように色相が青みよりとなることを防止することができ、ニュートラルに近づけることができる。
したがって、本実施形態に係る現像剤によれば、色相を満足させるとともに、転写不良の問題をも防止し、かつ定着性に優れることができる。
特に、上記ブラウン顔料は高い電気抵抗を有するため、これを併用することによってカーボンブラックの導電性を緩和させて低下させることができる。すなわち、本実施形態に係る現像剤によれば、カーボンブラックの含有量を過剰に低減させることなく、十分な荷電性を発揮することができる。また、上記バイオレット顔料は、カーボンブラックと併用することにより、カーボンブラックの分散性を向上させることができる。すなわち、本実施形態に係る現像剤によれば、カーボンブラックの含有量を従来では不適正とされていた含有量にまで増加させたとしても、カーボンブラックの分散性を維持することができるため、カーボンブラックの含有量に起因する定着性の低下、色再現性の低下を抑制することができる。
したがって、本実施形態に係る現像剤によれば、カーボンブラックの含有量を高めた場合であっても、上記効果を発揮でき、さらには、カーボンブラックの含有量を高めることによる高い画像濃度の実現できるとともに、優れた色再現性の維持が可能となる。
なお、たとえば、カーボンブラックとバイオレット顔料のみを併用した場合、黒色の理想値に対する色差に関し、ΔE<6を達成することが難しいことはもちろん、導電性を十分に低下させることができないために、転写性の問題を防止することもできない。また、カーボンブラックとブラウン顔料のみを併用した場合、黒色の理想値に対する色差に関し、ΔE<6を達成することが難しいことはもちろん、カーボンブラックの分散性を向上させることができないために、定着性の向上を図ることもできない。
[静電潜像用現像剤の製造方法]
本実施形態に係る現像剤は、従来のトナー粒子の製造方法により製造されたトナー粒子を用いて製造することができる。従来のトナー粒子の製造方法としては、たとえば造粒法、粉砕法等を挙げることができる。造粒法は、粉砕法に比べエネルギー効率に優れ、工程数も少なくなるため最も好適な製造方法の一つである。このような造粒法は、均一な粒径分布の小径のトナー粒子を容易に得ることができるという観点からも好適な製造方法である。
中でも、造粒法は、その製造工程で粒子の形状や大きさを制御しながら所望のトナー粒子を形成することが可能で、微小なドット画像を忠実に再現することが可能な小径のトナー粒子の作製に最適である。また、造粒法により、コア/シェル構造を有するトナー粒子を容易に高い精度で製造することができる。造粒法には、懸濁重合法、乳化重合法、微粒子凝集法、樹脂溶液に貧溶媒を添加し液滴を形成する液滴法、スプレードライ法等がある。
以下に、乾式現像剤の製造方法の一例として、乳化重合法を用いて、コア/シェル構造のトナー粒子および樹脂コートキャリアを含む乾式現像剤の製造方法について説明し、液体現像剤の製造方法の一例として、液滴法を用いて、コア/シェル構造のトナー粒子およびキャリアとしての絶縁性液体を含む液体現像剤の製造方法について説明する。
(乾式現像剤の製造方法)
乳化重合法を用いた乾式現像剤の製造方法では、主に、コア樹脂分散液の作製工程、着色剤分散液の作製工程、コア樹脂の凝集・融着工程(コア粒子の作製工程)、第1熟成工程、シェル化工程、第2熟成工程、冷却工程、洗浄工程、乾燥工程、外添剤処理工程の各工程を経ることにより、コア/シェル構造のトナー粒子が製造される。そして、製造されたトナー粒子と樹脂コートキャリアとを混合する混合工程を経ることにより、乾式現像剤が製造される。以下、各工程について順に説明する。
(1)コア樹脂分散液の作製工程
本工程では、スチレンアクリル共重合体からなるコア樹脂分散液が作製される。なお、コア樹脂分散液とは、トナー粒子のコアを構成する樹脂が粒子状に分散されたものである。
具体的には、スチレン単量体およびアクリル酸エステル単量体を界面活性剤とともに水系媒体中に投入して分散させ、さらに、重合開始剤を添加して単量体の重合を行う。これにより、スチレンアクリル共重合体からなるコア樹脂からなる粒子(以下、「コア樹脂粒子」ともいう)が水系媒体中に分散されたコア樹脂分散液が作製される。コア樹脂粒子のメジアン径は50nm以上300nm以下が好ましい。
好適なスチレン単量体としては、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−ドデシルスチレン等が挙げられる。
好適なアクリル酸エステル単量体としては、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のアクリル酸エステル単量体が挙げられる。また、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のメタクリル酸エステル単量体が挙げられる。
これらのア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およ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。
また、重合開始剤としては、公知の油溶性または水溶性の重合開始剤を用いることができる。油溶性の重合開始剤としては、アゾ系またはジアゾ系重合開始剤や過酸化物系重合開始剤がある。具体的には、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンペルオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキサイド、t−ブチルヒドロペルオキサイド、ジ−t−ブチルペルオキサイド、ジクミルペルオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキサイド、ラウロイルペルオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルペルオキシ)トリアジン等の過酸化物系重合開始剤を挙げることができる。また、水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸およびその塩、過酸化水素等がある。
また、コア樹脂粒子の分子量の調整のために、公知の連鎖移動剤を用いることもできる。具体的には、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン、n−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステル、四臭化炭素、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられる。
また、本工程では、重合性単量体の油滴を水系媒体中に均一に分散させるために界面活性剤を使用することが好ましい。ここで用いられる界面活性剤は、特に限定されるものではないが、たとえば、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、脂肪酸塩等のイオン性界面活性剤が好ましいものとして使用できる。
好適なスルホン酸塩としては、たとえば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、o−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
好適な硫酸エステル塩としては、たとえば、ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム等があり、脂肪酸塩には、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等が挙げられる。
また、界面活性剤としてノニオン性界面活性剤を使用することも可能で、具体的には、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等が挙げられる。
(2)着色剤分散液の作製工程
本工程では、水系媒体中に界面活性剤と共に着色剤を投入して分散させる。これにより、着色剤からなる粒子(以下、「着色剤粒子」ともいう)が分散された着色剤分散液が作製される。着色剤粒子のメジアン径D50は50nm以上200nm以下が好ましい。
(3)コア樹脂の凝集・融着工程(コア粒子の作製工程)
本工程では、水系媒体中でコア樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させ、かつ凝集させると同時にこれら粒子を融着させてコア粒子を作製する。ここでのコア粒子とは、コアを構成する樹脂中に着色剤粒子が分散されたものである。
具体的には、作製したコア樹脂粒子と着色剤粒子とを混合させた水系媒体中に、凝集剤を添加する。これにより、コア樹脂粒子と着色剤粒子とが凝集すると同時に粒子同士が融着する。そして、コア粒子の大きさが所望の大きさになったときに、食塩水等の塩を添加して凝集を停止させる。これにより、コア樹脂と着色剤とからなる、所望の大きさのコア粒子が作製される。コア粒子のメジアン径D50は3.0μm以上7.0μm以下が好ましい。
凝集剤としては、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等、たとえば、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩等の1価の金属の塩、カルシウム、マグネシウム、マンガン、銅等の2価の金属の塩、鉄、アルミニウム等の3価の金属の塩等を用いることができる。具体的には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等が挙げられる。中でも、より少量で凝集を進めることができる点で、2価の金属の塩が好ましい。これらは1種または2種以上を組み合わせて使用してもよい。
また、本工程において、反応系である水系媒体の温度を、コア樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱することが好ましい。これにより、凝集を進行させることができるとともに、融着を促進させることができる。また、着色剤粒子の添加量は、固形分換算でトナー粒子全量(後段で添加される他の材料も含む)に対して1質量%以上40質量%以下が好ましい。
また、本工程において、反応系に分散安定剤を添加することが好ましい。これにより、反応液中にコア樹脂粒子、着色剤粒子を均一に分散させることができるため、その後の凝集、融着を均一に起させることができる。
上記分散安定剤としては、たとえば、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等が挙げられる。また、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、エチレンオキサイド付加物、高級アルコール硫酸ナトリウム等、一般に界面活性剤として使用されるものを用いることもできる。
なお、本工程では、水系媒体の温度を高めに設定し、融着時間を長めに設定した場合、コア粒子は丸みを帯びた形状になり、同時に表面が平滑になる。このため、表面が平滑なコア粒子を作製することが可能である。
(4)第1熟成工程
本工程では、上述の凝集・融着工程に引き続き、反応系を加熱処理することによりコア粒子の形状を所望の形状にするまで熟成を行う。この工程でも、加熱温度を高めに設定し、処理時間を長めに設定することにより、表面が平滑なコア粒子を作製することが可能である。
(5)シェル化工程
本工程では、第1熟成工程で形成されたコア粒子の分散液中に、シェル樹脂からなる粒子(以下、「シェル樹脂粒子」という)を添加して、コア粒子表面をシェル樹脂粒子で被覆することによりコア粒子の表面にシェル層を形成する。
シェル樹脂としては、たとえば、ポリエステル分子鎖(ポリエステルセグメントともいう)に、スチレンアクリル共重合分子鎖(スチレンアクリル共重合体セグメントともいう)を分子結合させた構造の変性ポリエステル樹脂を用いることができる。中でも、スチレンアクリル共重合体セグメントの含有割合が5質量%以上30質量%以下のものが好ましい。
ここで、変性ポリエステル樹脂(スチレンアクリル変性ポリエステル分子)中に占めるスチレンアクリル共重合体セグメントの含有割合は「スチレンアクリル変性量」とも呼ばれ、変性ポリエステル樹脂に占めるスチレンアクリル共重合体セグメントの比率(質量比)である。具体的には、変性ポリエステル樹脂を合成する際に使用される重合性単量体全質量に対するスチレンアクリル共重合体形成に使用される重合性単量体質量の比をいうものである。「スチレンアクリル変性量」を上記範囲とすることにより、シェル層の形成がより確実となる。この理由は以下のように考えられる。
すなわち、シェル樹脂として、上記の変性ポリエステル樹脂を用いることにより、コア粒子表面に対して適度な親和性を発現させてコア粒子とシェル層との間に強固な結合を形成することができる。また、シェル樹脂粒子間に適度な分散性が作用しているため、シェル樹脂粒子同士での凝集が起こりにくく、コア粒子表面へ均一に薄いシェル層が形成される。
本工程における変性ポリエステル樹脂の添加量は、シェル層の厚みが20nm以上500nm以下程度となるように設定することが好ましく、具体的には、シェル樹脂粒子の添加量は固形分換算でトナー粒子全量中の1質量%以上40質量%以下が好ましく、5質量%以上30質量%以下が好ましい。
(6)第2熟成工程
本工程では、上記シェル化工程に引き続き、反応系を加熱処理することによりコア粒子表面へのシェル層の被覆を強化するとともに、トナー粒子の形状が所望の形状になるまで熟成を行う。この工程において、加熱温度を高めに設定し、処理時間を長めに設定することにより、円形度が高く、表面が平滑化されたトナー粒子を作製することが可能となる。
(7)冷却工程
本工程では、第2熟成工程後の分散液、すなわちコア/シェル構造のトナー粒子が分散された分散液(以下、「トナー粒子分散液」という)が冷却される。具体的には、1〜20℃/minの冷却速度で分散液を冷却することが好ましい。冷却方法は特に限定されず、たとえば分散液を収容する容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接分散液に投入して冷却する方法を挙げることができる。
(8)洗浄工程
本工程では、冷却工程後のトナー粒子分散液からトナー粒子が固液分離され、さらにトナー粒子の表面から界面活性剤や凝集剤等の付着物が除去される。具体的には、まず、固液分離によりトナー粒子分散液からトナー粒子が分離される。分離されたトナー粒子はウェットのケーキ状集合体となる。次に、このケーキ状の集合体に対し、そのろ液の電気伝導度が所望の値以下、たとえば10μS/cmレベルになるまで水を用いた洗浄処理を実行する。これにより、不要な付着物が除去されたウェットのトナー粒子が得られる。なお、固液分離および洗浄処理としては、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタプレス等を使用するろ過法等、公知の処理方法を用いることができる。
(9)乾燥工程
本工程では、洗浄工程後のトナー粒子を乾燥処理し、乾燥したトナー粒子を得る。この工程で使用される乾燥機としては、スプレイドライヤ、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等の公知の乾燥機が挙げられ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機等を使用することも可能である。また、乾燥処理されたトナー粒子に含有される水分量は、好ましくは5質量%以下であり、さらに好ましくは2質量%以下である。なお、乾燥処理されたトナー粒子同士が弱い粒子間引力で凝集している場合には、当該凝集体を解砕処理してもよい。解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサ、コーヒーミル、フードプロセッサ等の機械式の解砕装置を使用することができる。
(10)外添剤処理工程
本工程では、トナー粒子に乾燥処理を施した後に、必要に応じ外添剤を添加、混合してトナー粒子表面へ外添剤を付加する。外添剤は、好ましくは個数平均1次粒径が5nm以上150nmである単分散球状粒子からなる。
(11)混合工程
本工程では、上述の(1)〜(10)の工程を実施することにより製造された、コア/シェル構造のトナー粒子と、樹脂コートキャリアとを混合させることにより、トナー粒子を含む乾式現像剤を製造する。なお、シェル化工程を実施しないコア粒子をトナー粒子として用いた場合、トナー粒子はコア/シェル構造を有さないものとなる。トナー粒子と樹脂コートキャリアとの混合方法は特に制限されず、公知の混合方法を用いることができる。
また、樹脂コートキャリアは、公知のキャリア製造装置を用いて作製することができる。キャリア製造装置は、芯材用の粒子(以下、「芯材粒子」ともいう)と樹脂層用の粒子(以下、「樹脂粒子」ともいう)とを混合および撹拌して芯材粒子の表面に樹脂粒子を静電的に付着させ、次いで樹脂粒子を付着させた芯材粒子を加熱しながらストレスを加え、樹脂粒子を芯材粒子の表面に延展させることにより、芯材の表面に樹脂層が形成された樹脂コートキャリアを作製する装置である。
なお、樹脂コートキャリアを作製する際、原料である芯材粒子と樹脂粒子とは、原料投入口より容器本体内部に供給される。芯材粒子と樹脂粒子とは、駆動手段であるモータにより回転した回転羽根により撹拌される。回転羽根の作動を制御することで、芯材粒子表面への樹脂粒子の静電付着を行なう操作と、静電付着した樹脂粒子を芯材粒子表面に強く固着させる操作とを段階的に行なうことができる。
すなわち、(A)芯材粒子と樹脂粒子とを室温下で撹拌および混合して、静電気の作用で芯材粒子表面に樹脂粒子を付着させる工程、(B)樹脂粒子のガラス転移温度以上にチャンバーを加熱しながら機械的衝撃力を加え、芯材粒子表面に樹脂粒子を延展、被覆させて樹脂コート層を形成する工程、(C)チャンバーを室温まで冷却する工程を少なくとも経ることにより、芯材粒子表面を樹脂層でコートした構造の樹脂コートキャリアを作製することができる。また、上記(A)、(B)、(C)の工程は、必要に応じて複数回繰り返すことも可能である。
(液体現像剤の製造方法)
液滴法を用いた液体現像剤の製造方法では、以下のようにしてコア/シェル構造のトナー粒子が製造され、かつこのトナー粒子が絶縁性液体中に分散された液体現像剤が製造される。
まず、良溶媒に樹脂を溶解させてコア樹脂を含むコア樹脂形成用溶液を得る。次に、良溶媒とはSP値の異なる貧溶媒に上記コア樹脂形成用溶液を界面張力調整剤(シェル樹脂)とともに混合し、せん断を与えて液滴を形成する。その後、良溶媒を揮発させる。このようにして、コア/シェル構造からなるトナー粒子を得る。さらに、貧溶媒として絶縁性液体を用いることにより、良溶媒揮発後の溶液は、絶縁性液体中にコア/シェル構造のトナー粒子が分散された液体現像剤とすることができる。この方法では、せん断の与え方、界面張力差または界面張力調整剤等を変えることにより、トナー粒子の粒径またはトナー粒子の形状を容易に制御できる。
[画像形成装置]
本実施形態に係る現像剤は、画像形成装置を用いて画像を形成することができる。画像形成装置の構成は、特に限定されず、たとえば、図1に示すような、二成分系の乾式現像剤に好適に用いられる画像形成装置や、図2に示すような、液体現像剤に好適に用いられる画像形成装置を挙げることができる。
<乾式現像剤に用いられる画像形成装置>
図1において、画像形成装置100は、タンデム型カラー画像形成装置と呼ばれるもので、複数組の画像形成部10Y、10M、10C、10Kと、転写部としての無端ベルト状中間転写体ユニット7と、記録媒体Pを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段21および定着手段としての熱ロール式定着装置24とを有する。画像形成装置の本体Aの上部には、原稿画像読み取り装置SCが配置されている。また、11Y、11M、11C、11Kは感光体、14Y、14M、14C、14Kは現像装置、15Y、15M、15C、15Kは1次転写手段としての1次転写ロール、15Aは2次転写手段としての2次転写ロール、16Y、16M、16C、16Kはクリーニング装置、70は中間転写体を示す。
各感光体に形成される異なる色のトナー像の1つとしてイエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、第1の感光体としてのドラム状の感光体11Y、感光体11Yの周囲に配置された帯電手段12Y、露光手段13Y、現像手段14Y、1次転写手段としての1次転写ロール15Y、クリーニング装置16Yを有する。
クリーニング装置16Yには、主たるクリーニング部材であるクリーニングブレードを設けるとともに、クリーニングブレードによる転写残トナー除去の前に転写残トナーに接触させるクリーニングローラを設置することが好ましい。クリーニングローラは、芯金表面をシリコーンゴムやウレタンフォーム等の弾性体で被覆したものが好ましい。クリーニングローラは、感光体に接触して従動するものでよいが、感光体周速の1.1〜2.0倍の速度で駆動するものは、感光体表面を減耗させることなくフィルミング発生を防止できるので好ましい。
また、別の異なる色のトナー像の1つとしてマゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、第1の感光体としてのドラム状の感光体11M、感光体11Mの周囲に配置された帯電手段12M、露光手段13M、現像手段14M、1次転写手段としての1次転写ロール15M、クリーニング装置16Mを有する。なお、クリーニング装置16Mは前述のクリーニング装置16Yと同様の構成のものがよい。
また、別の異なる色のトナー像の1つとしてシアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、第1の感光体としてのドラム状の感光体11C、感光体11Cの周囲に配置された帯電手段12C、露光手段13C、現像手段14C、1次転写手段としての1次転写ロール15C、クリーニング装置16Cを有する。なお、クリーニング装置16Cは前述のクリーニング装置16Yと同様の構成のものがよい。
さらに、他の異なる色のトナー像の1つとして黒色の画像を形成する画像形成部10Kは、第1の感光体としてのドラム状の感光体11K、感光体11Kの周囲に配置された帯電手段12K、露光手段13K、現像手段14K、1次転写手段としての1次転写ロール15K、クリーニング装置16Kを有する。なお、クリーニング装置16Kは前述のクリーニング装置16Yと同様の構成のものがよい。
無端ベルト状中間転写体ユニット7は、複数のロール71,72,73,74,76,77等により巻回され、回動可能に支持された中間転写エンドレスベルト状の第2の像担持体としての無端ベルト状中間転写体70を有する。
画像形成部10Y、10M、10C、10Kより形成された各色の画像は、1次転写ロール15Y、15M、15C、15Kにより、回動する無端ベルト状中間転写体70上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20内に収容された転写材として用紙等の記録媒体Pは、給紙搬送手段21により給紙され、複数の中間ロール22A、22B、22C、22D、レジストロール23を経て、2次転写手段としての2次転写ロール15Aに搬送され、記録媒体P上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された記録媒体Pは、熱ロール式定着装置24により定着処理され、排紙ロール25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
一方、2次転写ロール15Aにより記録媒体Pにカラー画像を転写した後、記録媒体Pを曲率分離した無端ベルト状中間転写体70は、クリーニング装置16Aにより残留トナーが除去される。クリーニング装置16Aには、主たるクリーニング部材であるクリーニングブレードを設けるとともに、クリーニングブレードによる残留トナー除去の前に残留トナーに接触させるクリーニングローラを設置することが好ましい。クリーニングローラは、芯金表面をシリコーンゴムやウレタンフォーム等の弾性体で被覆したものが好ましい。クリーニングローラは、無端ベルト状中間転写体70に接触して従動するものでよいが、無端ベルト状中間転写体70周速の1.1〜2.0倍の速度で駆動するものは、無端ベルト状中間転写体70表面を減耗させることなくフィルミング発生を防止できるので好ましい。
画像形成処理中、1次転写ロール15Kは常時、感光体11Kに圧接している。他の1次転写ロール15Y、15M、15Cはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体11Y、11M、11Cに圧接する。これに対し、2次転写ロール15Aは、ここを記録媒体Pが通過して2次転写が行われるときにのみ、無端ベルト状中間転写体70に圧接する。
この様に感光体11Y、11M、11C、11K上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体70上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録媒体Pに転写し、熱ロール式定着装置24で加圧および加熱により固定して定着する。トナー像を記録媒体Pに転移させた後の感光体11Y、11M、11C、11Kは、クリーニング装置16Y、16M、16C、16Kで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
なお、たとえば非磁性一成分系現像剤を用いるフルカラー画像形成方法は、たとえば、前述した二成分系現像剤用の現像手段14Y、14M、14C、14Kを公知の非磁性一成分系現像剤用の現像手段に交換した画像形成装置を用いることにより実現が可能である。
<液体現像剤に用いられる画像形成装置>
図2において、画像形成装置500は、ヒートローラ51、現像ローラ53、規制ブレード54、感光体55、中間転写体56、クリーニングブレード57、荷電装置58、バックアップローラ59を主に備えている。画像形成装置500において、まず、液体現像剤52が規制ブレード54によりすりきられ、現像ローラ53上に液体現像剤52の薄層が形成される。その後、現像ローラ53と感光体55とのニップでトナー粒子が移動し、感光体55上にトナー画像が形成される。
次いで、感光体55と中間転写体56とのニップでトナー粒子が移動し、中間転写体56上にトナー画像が形成される。続いて、中間転写体56上でトナーは重ね合わせられ、記録媒体50上へ画像が形成される。そして、記録媒体50上の画像がヒートローラ51で定着される。
画像形成装置100および画像形成装置500に関し、画像形成時に使用される記録媒体Pおよび記録媒体50は、電子写真方式の画像形成方法によりトナー画像の形成が可能なものであれば特に限定されるものではない。具体的な記録媒体Pとしては、公知のものが挙げられ、たとえば、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。
また、本実施形態に係る現像剤を用いる画像形成装置で実施可能な定着方法は、特に限定されるものではなく、公知の定着方式により対応が可能である。公知の定着方式としては、加熱ローラと加圧ローラからなるローラ定着方式、加熱ローラと加圧ベルトからなる定着方式、加熱ベルトと加圧ローラで構成される定着方式、加熱ベルトと加圧ベルトからなるベルト定着方式等がありいずれの方式でもよい。また加熱方式としてはハロゲンランプによる方式、IH定着方式など、公知のいずれの加熱方式を採用することができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、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「部」とあるのは特に断らない限り「質量部」を示す。
[液体現像剤の製造]
実施例1〜13において、本発明に係る液体現像剤を製造し、比較例1〜9において、比較となる液体現像剤を製造した。また、実施例1〜13および比較例1〜9では、コア/シェル構造のトナー粒子を含む液体現像剤を製造した。
<ポリエステル樹脂1の製造>
かきまぜ棒、パーシャルコンデンサー、窒素ガス導入管、温度計を備えた四つ口フラスコ中に原料モノマーとして、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(以下の一般式(I))を750部(多価アルコール)、テレフタル酸を300部(多塩基酸)、トリメリット酸を18部(多塩基酸)入れ、攪拌しながら窒素ガスを導入し、約170℃の温度で重縮合を行なった。Mnが約3000になったところで温度を100℃程度に下げ、重合禁止剤としてヒドロキノンを0.012部添加して重縮合を停止させた。
Figure 2015225123
式(I)中、R1およびR2は、プロピレン基を示し、mおよびnは、それぞれ独立して、0または正の整数を示し、両者の和が1〜16の混合物である。
このようにしてポリエステル樹脂1を得た。ポリエステル樹脂1のMnを測定したところ3500であり、酸価は18mgKOH/gであり、ガラス転移温度(Tg)は64℃であった。なお、樹脂のMn、酸価およびガラス転移温度の測定方法は、下記の通りであり、他の樹脂においても同様である。
(分子量の測定方法)
ポリエステル樹脂のMnは、GPCにより測定した。測定条件は以下の通りである。
DETECTOR:RI(屈折率)検出器
COLUMN:ShodexKF-404HQ(商品名、昭和電工社製)+ShodexKF-402HQ(商品名、昭和電工社製)
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.4ml/min.
較正曲線:標準ポリスチレン。
(酸価の測定)
ポリエステル樹脂の酸価(mgKOH/g)は、JIS K5400に規定された条件で測定した。
(ガラス転移点の測定)
ポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量計「DSC−6200」(セイコーインスツルメンツ社製)を用い、試料量20mg、昇温速度10℃/min.の条件で測定した。
<ポリエステル樹脂2の製造>
テレフタル酸を320部用いた点、トリメリット酸を17部用いた点、Mnが約2800になったところで温度を下げて重縮合を停止させた点以外は、ポリエステル樹脂1と同様の方法によりポリエステル樹脂2を製造した。ポリエステル樹脂2のMnを測定したところ2850であり、酸価は12mgKOH/gであり、Tgは66℃であった。
<ポリエステル樹脂3の製造>
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(一般式(I))を800部用いた点、テレフタル酸を350部用いた点、トリメット酸を12部用いた点以外は、ポリエステル樹脂1と同様の方法によりポリエステル樹脂3を製造した。ポリエステル樹脂3のMnを測定したところ3100であり、酸価は8mgKOH/gであり、Tgは62℃であった。
<ポリエステル樹脂4の製造>
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(一般式(I))を820部用いた点、テレフタル酸を350部用いた点、トリメット酸を12部用いた点以外は、ポリエステル樹脂1と同様の方法によりポリエステル樹脂4を製造した。ポリエステル樹脂4のMnを測定したところ3050であり、酸価は5mgKOH/gであり、Tgは62℃であった。
<ポリエステル樹脂5の製造>
トリメット酸を60部用いた点、Mnが約2800になったところで温度を下げて重縮合を停止させた点以外は、ポリエステル樹脂1と同様の方法によりポリエステル樹脂5を製造した。ポリエステル樹脂5のMnを測定したところ2900であり、酸価は40mgKOH/gであり、Tgは67℃であった。
<ポリエステル樹脂6の製造>
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(一般式(I))を820部用いた点、テレフタル酸を360部用いた点、トリメット酸を10部用いた点以外は、ポリエステル樹脂1と同様の方法によりポリエステル樹脂6を製造した。ポリエステル樹脂6のMnを測定したところ3050であり、酸価は4mgKOH/gであり、Tgは61℃であった。
<ポリエステル樹脂7の製造>
トリメット酸を63部用いた点、Mnが約2800になったところで温度を下げて重縮合を停止させた点以外は、ポリエステル樹脂1と同様の方法によりポリエステル樹脂7を製造した。ポリエステル樹脂7のMnを測定したところ3000であり、酸価は42mgKOH/gであり、Tgは69℃であった。
<実施例1>
ポリエステル樹脂1を51部、第1着色剤としてのカーボンブラック(商品名:「Mogul L」、キャボット株式会社製)18.0部、第2着色剤としてのC.I.ピグメントバイオレット23(商品名:「Cromophtal(登録商標) Violet D 5800」、クラリアントジャパン社製)6部、第3着色剤としてのC.I.ピグメントブラウン25(商品名:「PV Fast Brown HFR」、クラリアントジャパン社製)11部、アセトン480部、着色剤用分散剤(商品名:「アジスパーPB−822」、味の素ファインテクノ社製)10部に対し、ガラスビーズ500部を加え、ペイントコンディショナーを用いて3時間分散した。その後、ガラスビーズを取り除くことにより、着色剤(第1着色剤、第2着色剤および第3着色剤)がポリエステル樹脂1に分散された樹脂溶解液Xを作製した。
次いで、界面張力調整剤(シェル樹脂)としてN−ビニルピロリドン/アルキレン共重合体(商品名:「Antaron V−216」、GAF/ISP Chemicals社製)4部を絶縁性液体(商品名:「IPソルベント2028」、出光石油化学社製)400部中に溶解させ、ホモジナイザーを起動させた。起動中のホモジナイザーに上記の樹脂溶解液Xを576部投入し、5分間分散させることにより、液体現像剤前駆体を作製した。
次いで、エバポレーターにより上記の液体現像剤前駆体からアセトンを除去した後、50℃の恒温槽にて4時間保管することにより、トナー粒子と絶縁性液体とを含む液体現像剤を作製した。トナー粒子は、樹脂(ポリエステル樹脂1)と、カーボンブラック、C.I.ピグメントバイオレット23(着色剤の全量に対して17.1質量%)およびC.I.ピグメントブラウン25とからなる着色剤を含むトナー粒子(トナー粒子中の着色剤の総含有量は35質量%)であり、体積平均粒径(メジアン径D50)が1.3μmであった。
なお、トナー粒子の平均粒径は、粒径分布測定装置(商品名:「FPIA−3000S」、シスメックス社製)を用いて測定した体積平均粒径である(以下において同じ)。
<実施例2〜13および比較例1〜9>
樹脂の種類、樹脂の添加量(含有量)、カーボンブラック(第1着色剤)の種類、カーボンブラックの添加量、着色剤(第2着色剤、第3着色剤および他の着色剤)の種類、各着色剤の添加量を表1に記載したものとすることを除き、実施例1と同様にして液体現像剤を作製した。各液体現像剤に含まれる各トナー粒子の平均粒径もほぼ1.3μmであった。
Figure 2015225123
表1中、各種の符号は以下の内容を意味する。
PES1:ポリエステル樹脂1
PES2:ポリエステル樹脂2
PES3:ポリエステル樹脂3
PES4:ポリエステル樹脂4
PES5:ポリエステル樹脂5
PES6:ポリエステル樹脂6
CB1:カーボンブラック(キャボット株式会社製の「Mogul L」)
CB2:カーボンブラック(三菱化学社製の「MA 77」)
V1: C.I.Pigment Violet 23(クラリアントジャパン社製の「Cromophtal(登録商標) Violet D 5800」)
V2:C.I.Pigment Violet 19(クラリアントジャパン社製の「Cinquasia Violet K 5350FP」)
V3:C.I.Pigment Violet 27(BASF社製の「Basoflex Violet 6140」)
BR1:C.I.Pigment Brown 25(クラリアントジャパン社製の「PV Fast Brown HFR」)
BR2:C.I.Pigment Brown 23(BASF社製の「Cromophtal(登録商標) Brown 5R」)
M1:C.I.Pigment Red 122(DIC社製の「FASTOGEN Super Magenta RTS」)
C1:C.I.Pigment Blue 15:3(DIC株式会社製の「Fastogen Blue GNPT」)
なお、表1中、空欄(「−」)は、該当物を含んでいないことを示す。
また、表1中、「第2着色剤の比率」は、トナー粒子に含まれる着色剤の全量に対する第2着色剤の比率(質量%)を示し、「着色剤の全量」はトナー粒子の質量に対する着色剤の全量の比率(質量%)を示している。
[液体現像剤の特性評価]
実施例1〜13および比較例1〜9の各液体現像剤に関し、図2に示す画像形成装置を用いて画像を形成し、各画像を用いて転写性、画像濃度、定着性、色再現性について評価した。
<画像形成装置のプロセスおよびプロセス条件>
図2に示す画像形成装置を使用して、温度35℃、相対湿度65%RHの環境下で、実施例14〜24および比較例10〜18の各乾式現像剤をブラックトナーとして使用し、他の色のトナーは使用せずに、各乾式現像剤1種類につき2000枚の連続プリントを実施し、画像を作成した。
連続プリントで作成する画像は、A4サイズの記録媒体(コート紙)上に、人物顔写真画像、相対反射濃度0.4のハーフトーン画像、白地画像、相対反射濃度1.3のベタ画像を4等分に出力させたものにした。なお、ハーフトーン画像およびベタ画像の相対反射濃度はマクベス反射濃度計(商品名:「RD918」、サカタインクスエンジニアリング社製)による測定値である。
そして、2000枚の連続プリント終了時に図3に示す画像を記録媒体(コート紙)上に付着量が4.5g/m2となるように10枚連続でプリントし、これを各評価に用いた。なお、プロセスの詳細は上述のとおりであり、プロセス条件は以下のとおりである。
システム速度:40cm/s
感光体:負帯電OPC
帯電電位:−700V
現像電圧(現像ローラ印加電圧):−450V
1次転写電圧(転写ローラ印加電圧):+600V
2次転写電圧:+1200V
現像前コロナCHG:針印加電圧−3〜5kVで適宜調整。
<転写性>
図2に示した画像形成装置を用い、実施例および比較例の各液体現像剤の単色ソリッド(ベタ)パターン(10cm×10cm、トナー粒子の付着量:1.2g/m2)を記録媒体(コート紙)上に形成し、引き続き、ヒートローラで定着した(180℃×ニップ時間30msec.)。
その後、マクベス反射濃度計(商品名:「RD918」、サカタインクスエンジニアリング社製)を用いて、プリント作成を行なっていない記録材(コート紙)の濃度を20箇所で測定し、その平均値を白紙濃度とした。次に、上記で得られた10枚のプリントの白地画像の濃度を20箇所で測定し、その平均濃度から上記で測定した白紙濃度を引いた値をカブリ濃度とし、以下の3段階のランク評価を行なった。
A:カブリ濃度が0.005未満
B:カブリ濃度が0.005以上0.01未満
C:カブリ濃度が0.01以上
カブリ濃度が低いものほど、転写性に優れていること(すなわち転写不良の問題が低減されていること)を示す。その結果を表2に示す。
<画像濃度>
図2に示した画像形成装置を用い、実施例および比較例の各液体現像剤の単色ソリッド(ベタ)パターン(10cm×10cm、トナー粒子の付着量:1.2g/m2)を記録媒体(コート紙)上に形成し、引き続き、ヒートローラで定着した(180℃×ニップ時間30msec.)。
その後、上記で得られた定着画像のブラックソリッド部の画像濃度を反射濃度計「X−Rite model 404」(商品名、X−Rite社製)により測定し、以下の2段階のランク評価を行なった。
A:画像濃度1.7以上
B:画像濃度1.5未満
画像濃度の数値が高いものほど、画像濃度が高いことを示す。その結果を表2に示す。
<定着性>
図2の画像形成装置を用い、実施例および比較例の各液体現像剤の単色ソリッド(ベタ)パターン(10cm×10cm、トナー粒子の付着量:1.2g/m2)を記録媒体(コート紙)上に形成し、引き続き、ヒートローラで定着した(180℃×ニップ時間40msec.)。
その後、上記で得られた単色ソリッドパターンに対して消しゴム(商品名:砂消し「LION 26111」、ライオン事務器社製)を押圧荷重1kgfで2回擦り、画像濃度の残存率を反射濃度計「X−Rite model 404」(商品名、X−Rite社製)により測定し、以下の3段階のランク評価を行なった。
A:画像濃度残存率が90%以上
B:画像濃度残存率が80%以上90%未満
C:画像濃度残存率が80%未満
画像濃度残存率が高いものほど、画像の定着強度に優れ、高い定着性を有することを示す。その結果を表2に示す。
<色再現性>
図2に示した画像形成装置を用い、実施例および比較例の各液体現像剤の単色ソリッド(ベタ)パターン(10cm×10cm、トナー粒子の付着量:1.2g/m2)を記録媒体(コート紙)上に形成し、引き続き、ヒートローラで定着した(180℃×ニップ時間30msec.)。
その後、色彩色差計(商品名:「CM−3700d」、コニカミノルタ社製)を用いて、この単色ソリッドパターンの色相評価を行なった。具体的には、この単色ソリッドパターンとオフセット枚葉印刷色標準 Japan Color色再現印刷 2007チャート(用紙種:コート紙、態様:ブラック単色ソリッド部)との色差ΔEを算出してその平均値を求めた。各平均値に対し、以下の3段落のランク評価を行った。なお、色差ΔEは、JIS Z 8729で規定されているL***表色系の均等色空間における、L*軸、a*軸、b*軸の差をそれぞれ二乗したものの和の平方根とした。
A:色差ΔEが3未満
B:色差ΔEが3以上6未満
C:色差ΔEが6以上
色差ΔEが小さいものほど、色相に優れていることを示す。その結果を表2に示す。
なお、実施例12および比較例8の各液体現像剤については、上述の各評価に関し、トナー粒子の付着量を1.5g/m2とした。
Figure 2015225123
表2を参照し、実施例1〜13の液体現像剤は、定着性、転写性および色相の全てに優れていることが分かった。なお、画像濃度の評価において、「A」であれば実情上問題がなく、定着性、転写性および色相の評価において、「A」または「B」であれば実用上問題がない。
[乾式現像剤の製造]
実施例14〜24において、本発明に係る乾式現像剤を製造し、比較例10〜18において、比較となる乾式現像剤を製造した。また、実施例14〜24および比較例10〜18では、コア/シェル構造のトナー粒子を含む2成分系の乾式現像剤とした。
<外添剤粒子1の準備>
ゾルゲル法を用いて、以下の手順により外添剤粒子1としてのシリカ粒子を作製した。
まず、撹拌装置、滴下ロート、温度計を備えた反応容器に、メタノールを625部、水を40部、28質量%アンモニア水を50部を投入して、アンモニア水を含有したメタノール−水混合溶媒を準備した。
次に、この混合溶媒の温度を35℃に調整して撹拌を行いながら、テトラメトキシシランを800部、5.4質量%アンモニア水を420部を、混合溶媒中に滴下し、シリカ微粒子分散液を調製した。なお、これら化合物の滴下開始は同時とし、テトラメトキシシランを3.5時間かけて滴下し、5.4質量%アンモニア水を5時間かけて滴下した。
次に、上記シリカ微粒子分散液中に、ヘキサメチルジシラザンをシリカ微粒子(SiO2)1モルに対して3モル添加した後、60℃に加熱して3時間の反応処理を行うことにより、シリカ微粒子の疎水化処理を行った。疎水化処理後、混合溶媒を減圧下で留去することにより、個数平均1次粒径が50nmの疎水性シリカ粒子(外添剤粒子1)が得られた。
<外添剤粒子2の準備>
市販品の金属酸化物粒子(個数平均1次粒径7nm、BET値300、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理したシリカ粒子)を用意した。
<樹脂コートキャリアの準備>
以下の手順により、樹脂コートキャリアを作製した。
まず、芯材粒子として、体積平均粒径が35μmのフェライト粒子(市販品)を用意した。このフェライト粒子は、マンガン含有量がMnO換算で21.0モル%、マグネシウム含有量がMgO換算で3.3モル%、ストロンチウム含有量がSrO換算で0.7モル%、鉄含有量がFe23換算で75.0モル%のものであった。なお、体積平均粒径は湿式分散器を備えた市販のレーザ回折式粒度分布測定装置(商品名:「HELOS」、シンパテック社製)により測定したものであり、上述のメジアン径D50と一致する。
また、樹脂層用の樹脂粒子を次のようにして作製した。まず、撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器にドデシル硫酸ナトリウム1.7部をイオン交換水3000部に溶解させた界面活性剤水溶液を投入した。この界面活性剤水溶液を窒素気流下で230rpmの撹拌速度で撹拌しながら内温を80℃に昇温させた。この界面活性剤水溶液中に、過硫酸カリウム(KPS)10質量部をイオン交換水400部に溶解させた開始剤溶液を添加し、液温を80℃にして、下記化合物よりなる単量体混合液を2時間かけて滴下した。
シクロヘキシルメタクリレート 400部
メタクリル酸メチル 400部。
滴下終了後、80℃の温度下で2時間加熱と撹拌を行い、重合反応を進行させることより、被覆用の樹脂粒子が分散された分散液を作製した。そして、この分散液をスプレイドライヤで乾燥処理することにより、樹脂粒子を作製した。
そして、フェライト粒子3000部および樹脂粒子120部をキャリア水平回転翼型のキャリア装置へ投入し、水平回転翼の周速を4m/秒に設定して、22℃の温度下で15分間混合撹拌を行った。その後、120℃に加熱した状態で40分間撹拌処理を行い、体積平均粒径38μmの樹脂コートキャリアを作製した。
<実施例14>
上述の(1)〜(10)の工程を実施してトナー母体粒子を作製し、さらに上記(11)の工程を実施して2成分式の乾式現像剤を製造した。以下、本実施例14において実施された各工程を具体的に説明する。
(1)コア樹脂用分散液の作製工程
撹拌装置、温度センサ、温度制御装置、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、アニオン性界面活性剤であるラウリル硫酸ナトリウム2部とイオン交換水2900部を投入して界面活性剤水溶液を作製した。この界面活性剤水溶液を窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら温度を80℃に昇温させた。
昇温後、過硫酸カリウム(KPS)9部をイオン交換水200部に溶解させた開始剤溶液を添加し、界面活性剤水溶液の液温を78℃にして、下記化合物からなる単量体混合液を3時間かけて滴下した。
スチレン 540部
n−ブチルアクリレート 270部
メタクリル酸 65部。
滴下終了後、78℃の温度下で1時間加熱と撹拌を行い、重合反応(第一段重合)を進行させることにより、「樹脂微粒子A1」の分散液を作製した。
次に、循環経路を有する機械式分散装置(商品名:「クレアミックス」、エム・テクニック(株)製)を用いて、下記化合物からなる単量体混合液を1時間混合分散処理した。これにより、乳化粒子を含む「乳化分散液B1」を作製した。なお、エステル結合を有するワックスであるペンタエリスリトールテトラベヘネートは、上記3種の単量体と連鎖移動剤であるn−オクチルメルカプタンとを溶解させた後に添加し、85℃に加温して溶解させた。
スチレン 94部
n−ブチルアクリレート 60部
メタクリル酸 11部
n−オクチルメルカプタン 5部
ペンタエリスリトールテトラベヘネート 51部。
次に、撹拌装置、温度センサ、温度制御装置、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、イオン交換水を1100部、ラウリル硫酸ナトリウムを2部を投入して界面活性剤水溶液を作製し、これを90℃に加温した。加温後、この界面活性剤水溶液中へ「樹脂微粒子A1」を固形分換算で28部を添加し、さらに液温を80℃にした後、「乳化分散液B1」を220部添加した。ここに、2.5部の過硫酸カリウム(KPS)を110部のイオン交換水に溶解させた開始剤溶液を添加し、90℃の温度下で2時間加熱と撹拌を行い、重合反応(第二段重合)を進行させることにより、「樹脂微粒子A2」の分散液を作製した。
次に、上記「樹脂微粒子A2」の分散液中に、過硫酸カリウム(KPS)2.5部をイオン交換水110部に溶解させた開始剤溶液を添加し、液温を80℃にして下記化合物からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。
スチレン 230部
n−ブチルアクリレート 100部
n−オクチルメルカプタン 13部。
滴下終了後、80℃の温度下で3時間加熱と撹拌を行い、重合反応(第三段重合)を進行させ、その後、28℃まで冷却することにより、コア樹脂粒子が分散されたコア樹脂分散液として、「コア用樹脂粒子A」の分散液を作製した。この「コア用樹脂粒子A」は、エステル結合を有する重合性単量体であるn−ブチルアクリレートの質量比を31質量%にして形成されたスチレンアクリル共重合体で、ガラス転移温度は43℃であった。
(2)着色剤分散液の作製工程
90部のドデシル硫酸ナトリウムを1600部のイオン交換水に溶解した溶液を撹拌しながら、カーボンブラック(商品名:「MogulL」、キャボット社製)を171部、C.I.ピグメントバイオレット23(商品名:「Cromophtal Violet D 5800」、クラリアントジャパン社製)を43部、C.I.ピグメントブラウン23(商品名:「Cromophtal Brown 5R」、BASF社製)を71部、徐々に添加した。
次いで、撹拌装置(商品名:「クレアミックス」、エム・テクニック社製)を用いて分散処理を行うことにより、着色剤分散液として「着色剤微粒子分散液C1」を調製した。この着色剤微粒子分散液C1に含まれる着色剤粒子の粒子径を、マイクロトラック粒度分布測定装置(商品名:「UPA−150」、日機装社製)を用いて測定したところ、126nmであった。
(3)コア樹脂の凝集・融着工程(コア粒子の作製工程)
撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、「コア用樹脂粒子A」の分散液を288部(固形分換算)、イオン交換水を1500部、着色剤微粒子分散液C1を40部(固形分換算)投入した。さらに、反応容器内に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3部をイオン交換水120部に溶解した分散安定剤溶液を添加し、液温を30℃にした後、5モル/リットル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。
次いで、35部の塩化マグネシウム・6水和物を35部のイオン交換水に溶解した凝集剤水溶液を、撹拌状態の下で30℃にて10分間かけて添加し、添加後3分間保持してから昇温を開始した。昇温は60分かけて90℃まで行い、90℃に保持した状態で、コア用樹脂粒子Aと着色剤微粒子とを凝集させ、同時に融着させた。
(4)第1熟成工程
上記凝集・融着工程に引き続き、コア樹脂粒子および着色剤粒子とからなるコア粒子を含む反応系を90℃に保持した。そして、随時粒径分布測定装置(商品名:「マルチサイザー3」、ベックマン・コールター社製)を用いて反応容器内で成長する凝集粒子の粒径を測定し、その体積平均粒径が5.4μmになったとき、次のシェル化工程を実行した。
(5)シェル化工程
上記第1熟成工程に引き続き、上述のように、凝集粒子の体積平均粒径が5.4μmになったときに、「シェル樹脂粒子B」の分散液を72部(固形分換算)添加し、シェル樹脂粒子Bが凝集粒子の表面に付着するまで加熱撹拌を続けた。そして、随時反応溶液を少量取り出し、これを遠心分離して上澄みが透明になった時点で、塩化ナトリウム150部をイオン交換水600部に溶解した水溶液を添加して粒子の成長を停止させた。
本工程で用いたシェル樹脂粒子Bは、ポリエステル分子鎖末端にスチレンアクリル共重合体分子鎖を分子結合させたスチレンアクリル変性ポリエステル樹脂の粒子であり、このシェル樹脂粒子Bの分散液は次のようにして準備した。
すなわち、窒素導入装置、脱水管、撹拌装置および熱電対を取り付けた反応容器へ、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物を500部、テレフタル酸を154部、フマル酸を45部、オクチル酸スズを2部投入した。そして、温度230℃の温度下で8時間の重縮合反応を進行させ、さらに、8kPaで1時間重縮合反応を継続後、160℃に冷却した。これにより、ポリエステル分子を形成させた。
次に、上記ポリエステル分子を含む反応系に対し、さらに160℃の温度下でアクリル酸を10部混合させて15分間保持した後、下記化合物からなる混合液を滴下ロートにより1時間かけて滴下した。
スチレン 142質量部
n−ブチルアクリレート 35質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 10質量部。
滴下終了後、160℃の温度を維持した状態で1時間の付加重合反応を進行させた後、200℃に昇温させ、10kPaで1時間保持した。これにより、スチレンアクリル共重合体分子鎖の含有割合が20質量%の「スチレンアクリル変性ポリエステル樹脂B1」を作製した。
次に、100部の「スチレンアクリル変性ポリエステル樹脂B1」を市販の粉砕処理装置(商品名:「ランデルミル」、形式:RM、徳寿工作所社製)を用いて粉砕処理した。続いて、予め作製しておいたラウリル硫酸ナトリウム溶液(濃度0.26質量%)638部と混合し、撹拌処理を行いながら超音波ホモジナイザー(商品名:「US−150T、日本精機製作所製)を用い、V−LEVEL、300μAで30分間超音波分散処理した。これにより、体積平均粒径250nmの「シェル用樹脂粒子B」の分散液が作製された。
(6)第2熟成工程
次に、上記シェル化工程に引き続き、90℃の温度下で加熱と撹拌を行い、粒子の成長を進行させた。この状態で粒子像分析装置(商品名:「FPIA−2100」、シスメックス社製)による測定で平均円形度が0.965になるまで粒子の融着を進行させた。
(7)冷却工程
その後、液温を30℃まで冷却し、塩酸を使用して反応系のpHを2に調整して撹拌を停止させた。これにより、コア/シェル構造のトナー母体粒子が分散された分散液が調整された。
(8)洗浄工程
次に、トナー母体粒子の分散液をバスケット型遠心分離機(商品名:「MARK III」、型式番号:60×40、松本機械(株)製)を用いて固液分離し、トナー母体粒子のウェットケーキを形成した。次に、このウェットケーキを、上記バスケット型遠心分離機でろ液の電気伝導度が5μS/cmになるまで45℃のイオン交換水で洗浄処理した。
(9)乾燥工程
次に、洗浄処理後のトナー母体粒子を乾燥機(商品名:「フラッシュジェットドライヤ」、セイシン企業(株)製)に移し、水分量が0.5質量%になるまで乾燥処理を行った。
以上(1)〜(9)の工程を実施することにより、体積平均粒径が5.7μmのトナー母体粒子が作製された。このトナー母体粒子は、コア用樹脂粒子Aの分散液を固形分換算で288部、着色剤微粒子分散液C1を固形分換算で40部、シェル用樹脂粒子Bの分散液を固形分換算で72部添加して作製されたものである。したがってトナー粒子(トナー母体粒子)中の着色剤の総含有量は10質量%である。なお、トナー母体粒子の体積平均粒径は粒径分布測定装置「マルチサイザー3」により測定した。
(10)外添剤処理工程
次に、乾燥処理後のトナー母体粒子100部に対し、外添剤粒子1を1.0部、外添剤粒子2を1.5部添加し、ヘンシェルミキサ(商品名:「FM10B」、三井三池化工(株)製)の撹拌羽根周速を40m/秒、処理温度30℃、処理時間20分に設定して外添処理を行った。外添処理を行った後、目開き90μmのふるいを用いて粗大粒子を除去することにより、外添処理トナー粒子を作製した。
(11)混合工程
次に、外添処理トナー粒子と樹脂コートキャリアを用いて、現像剤に含まれるトナー粒子の濃度が7.0質量%となるように、実施例14の乾式現像剤を調製した。具体的には、100部の樹脂コートキャリアに対して7部の外添処理トナー粒子を配合し、常温常湿(20℃、50%RH)環境下で、Vブレンダを用い、回転数を20rpm、攪拌時間を20分にして処理を行った。その後、混合物を目開き125μmのメッシュで篩い分けし、篩を通過した粒子を乾式現像剤とした。
<実施例15〜24、比較例10〜18>
カーボンブラック(第1着色剤)の種類、カーボンブラックの添加量、着色剤(第2着色剤、第3着色剤および他の着色剤)の種類、各着色剤の添加量を表3に記載したものとすることを除き、実施例14と同様にして着色剤微粒子分散液C2〜C20を作製した以外は、実施例1と同様の方法により、実施例15〜24および比較例10〜18に係る乾式現像剤を作製した。表4に乾式現像剤中における各成分の配合割合を示す。
なお、実施例14〜24および比較例10〜18の各乾式現像剤に関し、トナー母体粒子の体積平均粒径を粒径分布測定装置(商品名:「FPIA−2100」、シスメックス社製)により測定したところ、いずれも5.5〜5.8μmであった。
Figure 2015225123
Figure 2015225123
表3および表4中、各種の符号の内容は表2と同様である。また、表4中、「第2着色剤の比率」は、トナー粒子に含まれる着色剤の全量に対する第2着色剤の比率(質量%)を示し、「着色剤の全量」はトナー粒子の質量に対する着色剤の全量の比率(質量%)を示している。
[乾式現像剤の特性評価]
実施例14〜24および比較例10〜18の各乾式現像剤に関し、図1に示す画像形成装置を用いて画像を形成し、各画像を用いて転写性、画像濃度、定着性、色再現性について評価した。
<画像形成装置のプロセスおよびプロセス条件>
図1に示す画像形成装置に対応する市販の複合機(商品名:bizhub PRO C6500、コニカミノルタビジネステクノロジーズ(株)製)を使用して、温度35℃、相対湿度65%RHの環境下で、実施例14〜24および比較例10〜18の各乾式現像剤をブラックトナーとして使用し、他の色のトナーは使用せずに、各乾式現像剤1種類につき2000枚の連続プリントを実施し、画像を作成した。
連続プリントで作成する画像は、A4サイズの記録媒体(コート紙)上に、人物顔写真画像、相対反射濃度0.4のハーフトーン画像、白地画像、相対反射濃度1.3のベタ画像を4等分に出力させたものにした。なお、ハーフトーン画像およびベタ画像の相対反射濃度はマクベス反射濃度計(商品名:「RD918」、サカタインクスエンジニアリング社製)による測定値である。
そして、2000枚の連続プリント終了時に図3に示す画像を記録媒体(コート紙)上に付着量が4.5g/m2となるように10枚連続でプリントし、これを各評価に用いた。なお、プロセスの詳細は上述のとおりであり、プロセス条件は以下のとおりである。
システム速度:40cm/s
感光体:負帯電OPC
帯電電位:−700V
現像電圧(現像ローラ印加電圧):−450V
1次転写電圧(転写ローラ印加電圧):+600V
2次転写電圧:+1200V
現像前コロナCHG:針印加電圧−3〜5kVで適宜調整。
<特性評価>
転写性、画像濃度、定着性および色再現性の評価方法は、液体現像剤と同様とした。その結果を表5に示す。
Figure 2015225123
表5を参照し、実施例14〜24の乾式現像剤は、定着性、転写性および色相の全てに優れていることが分かった。なお、画像濃度の評価において、「A」であれば実情上問題がなく、定着性、転写性および色相の評価において、「A」または「B」であれば実用上問題がない。
以上のように、本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
7 中間体転写ユニット、10Y,10M,10C,10K 画像形成部、11Y,11M,11C,11K 感光体、12Y,12M,12C,12K 帯電手段、13Y,13M,13C,13K 露光手段、14Y,14M,14C,14K 現像手段、15Y,15M,15C,15K,15A 転写ロール、16Y,16M,16C,16K,16A クリーニング装置、21 給紙搬送手段、22A 中間ロール、24 熱ロール式定着装置、25 排紙ロール、26 排紙トレイ、50 記録媒体、51 ヒートローラ、52 液体現像剤、53 現像ローラ、54 規制ブレード、56 中間転写体、57 クリーニングブレード、58 荷電装置、59 バックアップローラ、70 無端ベルト状中間転写体、100,500 画像形成装置。

Claims (4)

  1. トナー粒子を含み、
    前記トナー粒子は、樹脂と着色剤とを含み、
    前記着色剤は、第1着色剤と第2着色剤と第3着色剤とを含み、
    前記第1着色剤はカーボンブラックであり、
    前記第2着色剤はC.I.ピグメントバイオレット19およびC.I.ピグメントバイオレット23のうちの1種以上であり、
    前記第3着色剤はC.I.ピグメントブラウン23およびC.I.ピグメントブラウン25のうちの1種以上であり、
    前記第2着色剤は、前記着色剤の全量に対して8質量%以上25質量%以下含まれる、静電潜像用現像剤。
  2. 前記カーボンブラックは酸性カーボンブラックである、請求項1に記載の静電潜像用現像剤。
  3. 前記静電潜像用現像剤は、前記トナー粒子が絶縁性液体に分散されてなる液体現像剤であり、
    前記樹脂はポリエステル樹脂であり、
    前記ポリエステル樹脂の酸価は5mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である、請求項1または請求項2に記載の静電潜像用現像剤。
  4. 前記静電潜像用現像剤は、前記トナー粒子が絶縁性液体に分散されてなる液体現像剤であり、
    前記着色剤は、前記トナー粒子中に20質量%以上40質量%以下含まれる、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の静電潜像用現像剤。
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