JP2017003651A - 静電荷像現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
請求項1に係る発明は、
結着樹脂(A)を含むトナー粒子と、樹脂粒子(B)を含む外添剤とを有するトナーと、
芯材粒子と、前記芯材粒子の表面を被覆する被覆樹脂(C)を含む被覆樹脂層とを有するキャリアと、
を有し、
前記結着樹脂(A)が、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第一の重合体(A1)を含み、
前記樹脂粒子(B)が、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第二の重合体(B1)を含み、
前記被覆樹脂(C)が、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第三の重合体(C1)を含む静電荷像現像剤。
前記第三の重合体(C1)が、前記アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体とともに、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル単量体を少なくとも重合した共重合体である請求項1に記載の静電荷像現像剤。
前記第一の重合体(A1)及び前記第二の重合体(B1)の重合に使用する前記アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体が、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、
前記第一の重合体(A1)の重合に使用する前記アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基の炭素数CAと、前記第二の重合体(B1)の重合に使用する前記アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基の炭素数CBとが、1≦CA−CB≦5の関係を満たす請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像剤。
前記第一の重合体(A1)が、前記アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体とともに、芳香族ビニル系単量体を少なくとも重合した共重合体である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤が収容された現像剤カートリッジ。
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。
像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以下、単に「現像剤」とも称する)は、結着樹脂(A)を含むトナー粒子と、樹脂粒子(B)を含む外添剤とを有するトナーと、芯材粒子と前記芯材粒子の表面を被覆する被覆樹脂(C)を含む被覆樹脂層とを有するキャリアと、を有する。そして、結着樹脂(A)、樹脂粒子(B)、及び被覆樹脂(C)は、それぞれ以下の重合体を含む。
結着樹脂(A)は、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第一の重合体(A1)を含む。
樹脂粒子(B)は、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第二の重合体(B1)を含む。
被覆樹脂(C)は、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第三の重合体(C1)を含む。
一方、樹脂粒子は無機粒子と比べ、トナー粒子表面に埋没しにくい性質を有するため、外添剤として樹脂粒子を適用すると、トナー粒子及びキャリア間の非静電的付着力が低減されやすくなり、画像濃度が高く維持されやすくなる。しかしながら、画像形成装置を高温低湿環境下に設置し、長期にわたり画像出力を停止する状態と、少部数の画像出力を行う状態とを繰り返すと、現像剤の撹拌及び停止が繰り返されることとなり、樹脂粒子がトナー粒子表面を転がる現象が生じやすくなる。この現象により、樹脂粒子がトナー粒子の表面の凹部に移行し易くなる。この結果、外添剤として樹脂粒子を適用しても、トナー粒子及びキャリア間の非静電的付着力の低減効果は得られにくくなり、画像濃度が低下しやすくなる。さらに、トナーの帯電量が高い低湿環境下では、画像濃度の低下がより生じやすくなる。
上記のように、結着樹脂(A)、樹脂粒子(B)、及び被覆樹脂(C)は、共に(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構造を有する重合体を含有するため、樹脂粒子(B)は、結着樹脂(A)及び被覆樹脂(C)のどちらに対しても付着力が高まる。つまり、樹脂粒子(B)は、トナー粒子及びキャリアのどちらにも付着しやすくなる。
更に、本実施形態では、樹脂粒子(B)及び被覆樹脂(C)間の付着力を、樹脂粒子(B)及び結着樹脂(A)間の付着力よりも、大きくなるように制御する。
具体的には、結着樹脂(A)及び樹脂粒子(B)に含まれる重合体には、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構造を含有させ、被覆樹脂(C)に含まれる重合体には、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構造を含有させる。そして、樹脂粒子(B)に含まれるエステル基と、被覆樹脂(C)に含まれるアミノ基との間で静電的相互作用を生じさせ、両樹脂間に静電的付着力を付与する。この静電的付着力により、樹脂粒子(B)及び被覆樹脂(C)間の付着力を、樹脂粒子(B)及び結着樹脂(A)間の付着力よりも大きくする。つまり、樹脂粒子(B)及びキャリア間の付着力を、樹脂粒子(B)及びトナー粒子間の付着力よりも大きくする。本実施形態では、上記付着力の関係を作り出すことで、以下の作用機構が生じる。
高温低湿環境下において、長期にわたり画像出力を停止する状態では、結着樹脂(A)及び被覆樹脂(C)のどちらに対しても付着力が高い樹脂粒子(B)(外添剤)は、トナー粒子表面及びキャリア表面と適度な付着力で、トナー粒子及びキャリア間に介在する。これにより、現像剤中に空隙が形成されやすくなり、トナー粒子及びキャリア間の非静電的付着力が低減されやすくなる。さらに、トナー粒子表面への樹脂粒子(B)の埋没もより生じにくくなる。
一方、長期にわたり画像出力を停止した後、少部数の画像出力を行う際に現像剤が撹拌されると、アミノ基を有する被覆樹脂(C)と、アミノ基を有さない樹脂粒子(B)との間の静電的付着力はより大きくなる。つまり、樹脂粒子(B)は、トナー粒子表面よりキャリア表面に移行しやすくなり、キャリア表面側に多くとどまると考えられる。これにより、樹脂粒子(B)がトナー粒子表面を転がる現象が抑制される。
そして、現像剤の撹拌が停止され、再度長期にわたり画像出力を停止する状態となると、樹脂粒子(B)は、上述のように、トナー粒子表面及びキャリア表面と適度な付着力で両者間に介在するため、現像剤中に適度な空隙が保たれ、トナー粒子及びキャリア間の非静電的付着力が低減されやすくなる。
したがって、本実施形態に係る現像剤では、高温低湿環境下で現像剤の撹拌及び停止を繰り返しても、トナー粒子及びキャリア間に樹脂粒子(B)が安定して介在する。
以上のことから、本実施形態に係る現像剤を画像形成装置に適用すると、高温低湿環境下において、長期の画像出力停止と少部数の画像出力とを繰り返すときに生じる画像濃度の低下が抑制されることとなる。
トナーは、トナー粒子と、外添剤と、を含む。
トナー粒子は、結着樹脂(A)を含む。トナー粒子は、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んでもよい。
結着樹脂(A)は、第一の重合体(A1)を含む。ここで、第一の重合体(A1)の含有量は、例えば、結着樹脂(A)全体に対して、10質量%以上がよく、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。
第一の重合体(A1)は、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した重合体である。
ここで、本実施形態における重合体とは、1種の単量体からなる単独重合体、又は2種以上の単量体からなる共重合体を意味する。以下同様である。また、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸及びメタクリル酸のいずれをも含む表現である。
アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
これらの中でも、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、長期の画像出力停止と少部数の画像出力とを繰り返すときに生じる画像濃度の低下を抑制する観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基は、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよいが、樹脂粒子(B)との付着力を適度に保つ観点から、直鎖状が好ましい。なお、アルキル基は、アルコキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等で置換された置換アルキル基も含む。
前記アルキル基の炭素数CAと前記アルキル基の炭素数CBとがCA−CB≧1であると、樹脂粒子(B)及び結着樹脂(A)間の付着力が適度に高まり、トナー粒子表面から樹脂粒子(B)がキャリア表面に過剰に移動してしまうのを抑制し易くする。CA−CB≦5であると、樹脂粒子(B)及び被覆樹脂(C)間の付着力が過剰とならず、トナー粒子及びキャリア間の非静電的付着力の低減効果が得られやすくなる。このため、1≦CA−CB≦5の関係を満たすと、画像濃度の低下がさらに抑制される。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
これらの中でも、その他の単量体としては、トナー粒子及びキャリア間の非静電的付着力が過剰となるのを抑制する観点から、芳香族ビニル系単量体が好ましい。
つまり、第一の重合体(A1)は、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体とともに、芳香族ビニル系単量体を少なくとも重合した共重合体(以下、「特定の共重合体(A2)」とも称する)であることが好ましい。
第一の重合体(A1)が、特定の共重合体(A2)であることにより、トナー粒子及びキャリア間の非静電的付着力が低減されやすくなる。
スチレン系単量体(スチレン骨格を有する単量体)としては、例えば、スチレン、アルキル置換スチレン(例えば、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2−エチルスチレン、3−エチルスチレン、4−エチルスチレン等)、ハロゲン置換スチレン(例えば、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン等)、ビニルナフタレン等が挙げられる。中でも、反応し易さ、反応の制御の容易さ、さらに入手性の点で、スチレンが好ましい。
芳香族ビニル系単量体は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
なお、融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K 7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」により求める。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積平均粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数平均粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナー粒子の絶対最大長、Aはトナー粒子の投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
外添剤は、樹脂粒子(B)を含む。また、樹脂粒子(B)は、第二の重合体(B1)を含む。ここで、第二の重合体(B1)の含有量は、例えば、樹脂粒子(B)全体に対して、90質量%以上がよく、好ましくは95質量%以上、より好ましくは100質量%である。
第二の重合体(B1)は、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した重合体である。第二の重合体(B1)の例示、及びアミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体の例示としては、上述した第一の重合体(A1)と同様のものが挙げられる。
なお、第二の重合体(B1)も、長期の画像出力停止と少部数の画像出力とを繰り返すときに生じる画像濃度の低下を抑制する観点から、架橋構造を有してもよい。架橋構造を有する第二の重合体(B1)は、例えば、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体と架橋性単量体とを少なくとも共重合して、架橋した架橋物が挙げられる。
樹脂粒子(B)の体積平均粒径D50Bは、次の方法により測定された値である。
まず、測定対象となるトナーを走査型電子顕微鏡(SEM)により観察する。そして、画像解析によって、測定対象となる樹脂粒子(B)100個それぞれの円相当径を求め、その体積基準の分布における小径側から体積累積50%の円相当径を体積平均粒径とする。
測定対象となる樹脂粒子(B)100個の円相当径を求める画像解析は、解析装置(ERA−8900:エリオニクス社製)を用いて、倍率10,000倍の二次元画像を撮影し、画像解析ソフトWinROOF(三谷商事社製)を用いて、0.010000μm/pixel条件で投影面積を求め、式:円相当径=2√(投影面積/π)で円相当径を求める。
外添剤としては、樹脂粒子(B)以外の他の外添剤を併用してもよい。
他の外添剤としては、無機粒子が挙げられる。無機粒子としては、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上50質量部である。
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
本実施形態に係るトナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
結着樹脂(本実施形態では結着樹脂(A)に相当。以下同様。)となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
まず、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と共に、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液を準備する。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤は、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。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA−700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
次に、樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合する。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤の金属イオンと錯体もしくは類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
なお、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を得た後、当該凝集粒子分散液と、樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液と、をさらに混合し、凝集粒子の表面にさらに樹脂粒子を付着するように凝集して、第2凝集粒子を形成する工程と、第2凝集粒子が分散された第2凝集粒子分散液に対して加熱をし、第2凝集粒子を融合・合一して、コア/シェル構造のトナー粒子を形成する工程と、を経て、トナー粒子を製造してもよい。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
キャリアは、芯材粒子と、芯材粒子の表面を被覆する被覆樹脂(C)を含む被覆樹脂層とを有する被覆型キャリアである。
芯材粒子としては、特に限定されるものではなく、例えば、磁性粒子、磁性粒子が樹脂中に分散された磁性粒子分散樹脂粒子等の周知のものが挙げられる。
磁性粒子分散樹脂粒子に含まれる磁性粒子の体積平均粒径は、例えば、0.05μm以上5.0μm以下が挙げられ、0.1μm以上1.0μm以下であってもよい。なお、磁性粒子の体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により測定される。
磁性粒子分散樹脂粒子に含まれる磁性粒子は、必要に応じて表面改質剤としてカップリング剤も用いてもよい。
磁性粒子分散樹脂粒子には、目的に応じて、さらに、帯電制御剤やフッ素含有粒子等のその他の成分を含有させてもよい。
被覆樹脂層は、被覆樹脂(C)と、必要に応じて、その他添加剤と、を含む。
被覆樹脂(C)は、第三の重合体(C1)を含む。ここで、第三の重合体(C1)の含有量は、例えば、被覆樹脂(C)全体に対して、90質量%以上がよく、好ましくは95質量%以上、より好ましくは100質量%である。
第三の重合体(C1)は、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した重合体である。
アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
これらの中でも、その他の単量体としては、第三の重合体(C1)に含まれる重合成分(アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構造)の帯電付与能力を阻害しにくくする観点から、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル単量体が好ましい。
つまり、第三の重合体(C1)は、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体とともに、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル単量体を少なくとも重合した共重合体(以下、「特定の共重合体(C2)」とも称する)であることが好ましい。
第三の重合体(C1)が特定の共重合体(C2)であることにより、第三の重合体(C1)に含まれる重合成分(アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構造)の帯電付与能力が阻害されにくくなり、樹脂粒子(B)との静電的付着力が安定化する。
このメカニズムは、定かではないが、以下に示す理由によるものと推測される。
アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基が直鎖アルキル基である場合は、アルキル基が柔軟なため分子運動が大きくなりやすく、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体と接触することによって電荷が減衰しやすくなる。これに対し、前記アルキル基がシクロアルキル基である場合は、分子運動が制限されるために分子鎖同士の接触が起こりにくく、帯電を良好に保持しやすくなると考えられる。
シクロアルキル基の炭素数CCを上記範囲とすることで、特定の共重合体(C2)は良好な帯電付与能力が得られやすくなる。
アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル単量体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。
これらの中でも、(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル単量体としては、上記帯電付与能力を阻害しにくくする観点から、(メタ)アクリル酸シクロブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルが好ましい。なお、シクロアルキル基は、アルコキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、ハロゲン原子等で置換された置換シクロアルキル基も含む。
結着樹脂(A)、樹脂粒子(B)及び被覆樹脂(C)を上記構成で組み合わせることにより、各樹脂に含まれるアルキル基の分子運動により、樹脂粒子(B)及び結着樹脂(A)間の付着力、並びに、樹脂粒子(B)及び被覆樹脂(C)間の付着力を制御することができる。特に高温低湿環境下において、樹脂粒子(B)及び結着樹脂(A)間、並びに、樹脂粒子(B)及び被覆樹脂(C)間に適度な付着力を付与することができる。
公知の樹脂としては、例えば、第三の重合体を除くアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルケトン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、第三の重合体を除くスチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を有するストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
樹脂粒子は、帯電制御付与性のあるものが好ましく、例えば、メラミン樹脂粒子、尿素樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、アクリル樹脂粒子などが挙げられる。
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等、公知の界面活性剤が挙げられる。
被覆樹脂層の被覆率は、芯材粒子の表面に対して80%以上であることがよく、90%以上が好ましい。被覆率は、芯材粒子の表面に対する被覆樹脂(C)の被覆の程度として示され、蛍光X線測定において被覆されていない部分の元素分析による測定された元素(例えば鉄)が、より広い範囲(例えばキャリア1個の投影面積に対して1/3〜2/3程度)に照射したとき、20%以下になっていれば被覆が十分であると言える。10%以下がより好ましい。
被覆樹脂層における芯材粒子に対する被覆量は、例えば、3質量%以上5質量%以下がよく、好ましくは3.5質量%以上4.5質量%以下、である。
この被覆量の測定は、キャリア2g、トルエン20mlを100mlビーカーに投入し、超音波洗浄器(Sharp製:UT−105)に出力100%で10分間処理した後、キャリアを磁石でビーカー下部に固定した状態で上澄液を取り除く。この処理を3回繰り返した後、残渣分を乾燥させて質量を測定し、初期の質量からの減量分を求め、被覆量とする。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
キャリアの個数平均粒径としては、例えば、15μm以上50μm以下が挙げられ、20μm以上40μm以下であってもよい。
個数平均粒径の測定は、電子顕微鏡SEM写真からその一つ一つの粒子の最大径を求め、この粒子の100個の粒径から平均値を求めることで行う。
本実施形態に係る画像形成装置/画像形成方法について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、を備える。そして、静電荷像現像剤として、本実施形態に係る静電荷像現像剤が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー画像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー画像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー画像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
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乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
なお、一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線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、イエロー画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー画像として可視像(現像像)化される。
なお、排出されるキャリアは、現像装置4Y内で攪拌される等により劣化したキャリアを含む。
一方、感光体1Y上に残留したトナーは感光体クリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー画像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー画像が重ねられて多重転写される。
本実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容し、静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジである。
図2に示すプロセスカートリッジ200は、例えば、取り付けレール116及び露光のための開口部118が備えられた筐体117により、感光体107(像保持体の一例)と、感光体107の周囲に備えられた帯電ロール108(帯電手段の一例)、現像装置111(現像手段の一例)、及び感光体クリーニング装置113(クリーニング手段の一例)を一体的に組み合わせて保持して構成し、カートリッジ化されている。
なお、図2中、109は露光装置(静電荷像形成手段の一例)、112は転写装置(転写手段の一例)、115は定着装置(定着手段の一例)、300は記録紙(記録媒体の一例)を示している。
本実施形態に係る現像剤カートリッジは、本実施形態に係る現像剤を収容し、画像形成装置に着脱される現像剤カートリッジである。現像剤カートリッジは、画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用現像剤を収容するものである。
例えば、図1に示す画像形成装置において、トナーカートリッジ8Y,8M,8C,8Kを、本実施形態に係る現像剤カートリッジに代え、かかる現像剤カートリッジから現像剤を現像装置4Y,4M,4C,4Kに補給し、現像装置4Y、4M、4C、4Kに収容されているキャリアを入れ替えながら現像を行う画像形成装置としてもよい。
また、現像剤カートリッジ内に収容されている現像剤が少なくなった場合には、この現像剤カートリッジが交換される。
還流冷却管、攪拌機、窒素導入管、モノマー滴下口の付いた反応器に下記成分を入れ、室温(25℃)でよく攪拌し、乳化液1を作製した。
・スチレン(和光純薬工業社製) : 8部
・n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製): 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:488部
・スチレン(和光純薬工業社製) :390部
・n−ブチルアクリレート(和光純薬工業社製): 98部
・ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:968部
体積平均粒径は、既述の方法で測定した。以下の樹脂粒子分散液中の樹脂粒子についても同様の方法で体積平均粒径を測定した。
なお、樹脂粒子分散液(1)の調製で使用したn−ブチルアクリレート(アクリル酸n−ブチル)及びスチレンが、表1及び表5に示すトナー粒子種の結着樹脂(A)重合成分に相当する。
n−ブチルアクリレートをメタクリル酸メチル(和光純薬工業社製)に変更した以外は、樹脂粒子分散液(1)と同様にして、体積平均粒径110nm、固形分25質量%の樹脂粒子分散液(2)を得た。
なお、樹脂粒子分散液(2)の調製で使用したメタクリル酸メチル及びスチレンが、表1及び表5に示すトナー粒子種の結着樹脂(A)重合成分に相当する。
n−ブチルアクリレートをメタクリル酸2-エチルヘキシル(和光純薬工業社製)に変更した以外は、樹脂粒子分散液(1)と同様にして、体積平均粒径130nm、固形分25質量%の樹脂粒子分散液(3)を得た。
なお、樹脂粒子分散液(3)の調製で使用したメタクリル酸2-エチルヘキシル及びスチレンが、表1及び表5に示すトナー粒子種の結着樹脂(A)重合成分に相当する。
還流冷却管、攪拌機、窒素導入管、モノマー滴下口の付いた反応器に下記成分を入れ、室温(25℃)でよく攪拌し、乳化液1を作製した。
・メタクリル酸エチル(和光純薬工業社製): 10部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:488部
・メタクリル酸エチル(和光純薬工業社製) :488部
・ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:968部
なお、樹脂粒子分散液(4)の調製で使用したメタクリル酸エチルが、表1及び表5に示すトナー粒子種の結着樹脂(A)重合成分に相当する。
還流冷却管、攪拌機、窒素導入管、モノマー滴下口の付いた反応器に下記成分を入れ、室温(25℃)でよく攪拌し、乳化液1を作製した。
・スチレン(和光純薬工業社製) : 7部
・アクリル酸n−ヘキシル(和光純薬工業社製): 3部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:488部
・スチレン(和光純薬工業社製) :360部
・アクリル酸n−ヘキシル(和光純薬工業社製):128部
・ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:968部
なお、樹脂粒子分散液(5)の調製で使用したアクリル酸n−ヘキシル及びスチレンが、表1及び表5に示すトナー粒子種の結着樹脂(A)重合成分に相当する。
還流冷却管、攪拌機、窒素導入管、モノマー滴下口の付いた反応器に下記成分を入れ、室温(25℃)でよく攪拌し、乳化液1を作製した。
・スチレン(和光純薬工業社製) : 8部
・アクリル酸エチル(和光純薬工業社製): 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:488部
・スチレン(和光純薬工業社製) :410部
・アクリル酸エチル(和光純薬工業社製): 78部
・ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:968部
なお、樹脂粒子分散液(6)の調製で使用したアクリル酸エチル及びスチレンが、表1及び表5に示すトナー粒子種の結着樹脂(A)重合成分に相当する。
還流冷却管、攪拌機、窒素導入管、モノマー滴下口の付いた反応器に下記成分を入れ、室温(25℃)でよく攪拌し、乳化液1を作製した。
・スチレン(和光純薬工業社製) : 10部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:488部
・スチレン(和光純薬工業社製) :488部
・ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):2部
・イオン交換水:968部
なお、樹脂粒子分散液(7)の調製で使用したスチレンが、表1及び表5に示すトナー粒子種の結着樹脂(A)重合成分に相当する。
・カーボンブラック(三菱化学社製、商品名#25B) :20部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬社製): 2部
・イオン交換水:80部
上記成分を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006、スギノマシン社製)により1時間分散し、体積平均粒径180nm、固形分20質量%の着色剤粒子分散液を得た。
・パラフィンワックス(東洋アドレ社製、商品名ポリワックス500):20部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬社製) : 2部
・イオン交換水:80部
上記成分を混合し、100℃に加熱して、IKA社製ウルトラタラックスT50にて十分分散後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径200nm、固形分20質量%の離型剤粒子分散液を得た。
・樹脂粒子分散液(1) :240部
・着色剤分散液 : 25部
・離型剤分散液 : 25部
・イオン交換水 :300部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックス(T50、IKA社製)を用いて十分に混合・分散した。次いで、得られた分散液にポリ塩化アルミニウム0.4質量部を加え、ウルトラタラックスで分散操作を継続した。
その後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら50℃まで加熱した。50℃で60分間保持した後、さらに樹脂粒子分散液(1)120部を追加した。その後、1規定の水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.5に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら95℃まで加熱し、3時間保持した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。分離された固体をさらに40℃のイオン交換水3リットルに再分散し、300rpmで15分間攪拌・洗浄した。これをさらに5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5Aのろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続して、体積平均粒径6.2μmのトナー粒子(a1)を得た。
なお、体積平均粒径は既述の方法で測定した。以下のトナー粒子についても同様の方法で体積平均粒径を測定した。
樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(2)に変更した以外は、トナー粒子(a1)と同様にして、体積平均粒径6.5μmのトナー粒子(a2)を得た。
樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(3)に変更した以外は、トナー粒子(a1)と同様にして、体積平均粒径6.1μmのトナー粒子(a3)を得た。
樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(4)に変更した以外は、トナー粒子(a1)と同様にして、体積平均粒径6.6μmのトナー粒子(a4)を得た。
樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(5)に変更した以外は、トナー粒子(a1)と同様にして、体積平均粒径6.2μmのトナー粒子(a5)を得た。
樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(6)に変更した以外は、トナー粒子(a1)と同様にして、体積平均粒径7.0μmのトナー粒子(a6)を得た。
樹脂粒子分散液(1)を樹脂粒子分散液(7)に変更した以外は、トナー粒子(a1)と同様にして、体積平均粒径6.3μmのトナー粒子(a7)を得た。
−樹脂粒子(B1)−
単量体としてメタクリル酸メチルを100部と、重合開始剤として過硫酸アンモニウムを1部と、懸濁助剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.5部とイオン交換水200部を混合し、単量体分散溶液を得た。前記単量体分散溶液を70℃で7時間にわたって撹拌することにより、ポリメタクリル酸メチル粒子が水中に分散した懸濁液を得た。この懸濁液を乾燥して、体積平均粒径350nmのポリメタクリル酸メチル粒子(B1)を得た。得られたポリメタクリル酸メチル粒子(B1)の体積平均粒径D50Bを既述の方法により測定した。以下のポリメタクリル酸エチル粒子(B2)、ポリメタクリル酸t−ブチル粒子(B3)及びポリスチレン粒子(B4)についても同様の方法で体積平均粒径D50Bを測定した。
なお、樹脂粒子(B1)の作製で使用したメタクリル酸メチルが、表2及び表5に示す樹脂粒子(B)重合成分に相当する。
単量体としてメタクリル酸メチルをメタクリル酸エチルに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(B1)と同様にして、体積平均粒径290nmのポリメタクリル酸エチル粒子(B2)を得た。
なお、樹脂粒子(B2)の作製で使用したメタクリル酸エチルが、表2及び表5に示す樹脂粒子(B)重合成分に相当する。
単量体としてメタクリル酸メチルをメタクリル酸t-ブチルに変更した以外はポリメタクリル酸メチル粒子(B1)と同様にして、体積平均粒径380nmのポリメタクリル酸t-ブチル粒子(B3)を得た。
なお、樹脂粒子(B3)の作製で使用したメタクリル酸t-ブチルが、表2及び表5に示す樹脂粒子(B)重合成分に相当する。
還流冷却管、攪拌機、窒素導入管、モノマー滴下口の付いた反応器に下記成分を入れ、室温(25℃)でよく攪拌し、乳化液1を作製した。
・スチレン(和光純薬工業社製) : 10部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):1部
・イオン交換水:488部
・スチレン(和光純薬工業社製) :488部
・ドデカンチオール(和光純薬工業社製) : 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤社製):1.5部
・イオン交換水:968部
なお、樹脂粒子(B4)の作製で使用したスチレンが、表2及び表5に示す樹脂粒子(B)重合成分に相当する。
・トナー粒子(a1): 100部
・疎水性シリカ粒子(トクヤマ社製、商品名PM20、体積平均粒径12nm):1.0部
・樹脂粒子(B1)(ポリメタクリル酸メチル粒子): 0.4部
上記組成をヘンシェルミキサーで混合し、トナー(T1)を得た。
トナー粒子種及び樹脂粒子種を、表3に従って変更した以外はトナー(T1)と同様にして、トナー(T2)〜(T9)を得た。
・メタクリル酸シクロヘキシル: 970部
・メタクリル酸ジメチルアミノエチル:30部
・ベンゼン :1000部
・アゾビスイソブチロニトリル:20部
上記成分を混合し、60℃に加熱して8時間振とうし、重合させた。反応物をメチルエチルケトンに溶解し、7倍量のヘキサンで沈殿させ、被覆樹脂層形成用溶液(1)を得た。
なお、被覆樹脂層形成用溶液(1)の調製で使用したメタクリル酸シクロヘキシル及びメタクリル酸ジメチルアミノエチルが、表4に示す被覆樹脂(C)重合成分に相当する。
メタクリル酸シクロヘキシルをメタクリル酸メチルに変更した以外は、被覆樹脂層形成用溶液(1)と同様にして、被覆樹脂層形成用溶液(2)を得た。
なお、被覆樹脂層形成用溶液(2)の調製で使用したメタクリル酸メチル及びメタクリル酸ジメチルアミノエチルが、表4及び表5に示すキャリア種の被覆樹脂(C)重合成分に相当する。
メタクリル酸ジメチルアミノエチルをメタクリル酸ジエチルアミノエチルに変更した以外は、被覆樹脂層形成用溶液(1)と同様にして、被覆樹脂層形成用溶液(3)を得た。
なお、被覆樹脂層形成用溶液(3)の調製で使用したメタクリル酸シクロヘキシル及びメタクリル酸ジエチルアミノエチルが、表4及び表5に示すキャリア種の被覆樹脂(C)重合成分に相当する。
・メタクリル酸シクロオクチル: 980部
・メタクリル酸ジメチルアミノエチル:20部
・ベンゼン :1000部
・アゾビスイソブチロニトリル:20部
上記成分を混合し、60℃に加熱して8時間振とうし、重合させた。反応物をメチルエチルケトンに溶解し、7倍量のヘキサンで沈殿させ、被覆樹脂層形成用溶液(4)を得た。
なお、被覆樹脂層形成用溶液(4)の調製で使用したメタクリル酸シクロオクチル及びメタクリル酸ジメチルアミノエチルが、表4及び表5に示すキャリア種の被覆樹脂(C)重合成分に相当する。
・メタクリル酸シクロヘキシル: 1000部
・ベンゼン :1000部
・アゾビスイソブチロニトリル:20部
上記成分を混合し、60℃に加熱して8時間振とうし、重合させた。反応物をメチルエチルケトンに溶解し、7倍量のヘキサンで沈殿させ、被覆樹脂層形成用溶液(5)を得た。
なお、被覆樹脂層形成用溶液(5)の調製で使用したメタクリル酸シクロヘキシルが、表4及び表5に示すキャリア種の被覆樹脂(C)重合成分に相当する。
・キャリア用磁性体粒子A:1000部
・トルエン:100部
・被覆樹脂層形成用溶液(1):25質量部
・カーボンブラック(VXC 72;キャボット社製):2.2部
上記材料のうち、被覆樹脂層形成用溶液(1)をトルエンにて希釈した後、カーボンブラックを加え、ホモジナイザーで5分間攪拌し、被覆樹脂層形成用溶液(1)を調製した。本被覆樹脂層形成用溶液(1)とキャリア用磁性体粒子Aとを真空脱気型ニーダーに入れ、90℃で20分間攪拌した後、減圧してトルエンを除去し、温度が60℃になるまで冷却攪拌を行い、被覆樹脂層を有するキャリアを取り出し、75μmの篩分網で篩分し、キャリア(c1)を得た
被覆樹脂層形成用溶液(1)を被覆樹脂層形成用溶液(2)に変更した以外は、キャリア(c1)と同様にして、キャリア(c2)を得た。
被覆樹脂層形成用溶液(1)を被覆樹脂層形成用溶液(3)に変更した以外は、キャリア(c1)と同様にして、キャリア(c3)を得た。
被覆樹脂層形成用溶液(1)を被覆樹脂層形成用溶液(4)に変更した以外は、キャリア(c1)と同様にして、キャリア(c4)を得た。
被覆樹脂層形成用溶液(1)を被覆樹脂層形成用溶液(5)に変更した以外は、キャリア(c1)と同様にして、キャリア(c5)を得た。
トナー(T1)8部と、キャリア(c1)92部とをVブレンダーにて混合し、実施例1の現像剤(1)を作製した。
トナー種、及びキャリア種を、表5に従って変更した以外は実施例1の現像剤(1)と同様にして、各例の現像剤を作製した。
各例で得られた現像剤を、富士ゼロックス社製Docu Print P350d改造機の現像装置に充填し、画像濃度安定性評価を実施した。
(画像濃度安定性評価)
上記改造機を温度37℃、湿度20%RHの環境下で、1ヶ月間放置した後、画像密度2%のA4画像を5枚出力した後、30mm×30mmのベタ画像を出力し、そのベタ画像濃度SAD(1)測定した。
その後、上記改造機を温度37℃、湿度20%RHの環境下で、さらに、1週間放置した後、画像密度2%のA4画像を5枚出力した。このサイクルを計5回繰り返した後、再度30mm×30mmのベタ画像を出力し、そのベタ画像濃度SAD(2)を測定した。
ベタ画像濃度SAD(1)と、ベタ画像濃度SAD(2)との差から、画像濃度の安定性を評価した。結果を表5に示す。なお、SAD(1)及びSAD(2)は、X−Rite分光測色計962(エックスライト社製)を用いて測定した。
評価基準は以下の通りである。G1(◎)は、画像濃度安定性が非常に良好であることを示す。G2(○)は、画像濃度安定性が良好であることを示す。G3(△)は、画像濃度安定性がG2(○)よりは低いが、許容範囲内であることを示す。G4(×)は、画像濃度安定性が低いことを示す。
−評価基準−
G1(◎):|SAD(1)−SAD(2)|≦0.05
G2(○):0.05<|SAD(1)−SAD(2)|≦0.10
G3(△):0.10<|SAD(1)−SAD(2)|≦0.15
G4(×):0.15<|SAD(1)−SAD(2)|
また、被覆樹脂(C)が、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体と、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル単量体を重合した共重合体である実施例1、6〜10は、被覆樹脂(C)が、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体と、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸の直鎖アルキルエステル単量体を重合した共重合体である実施例2に比べ、画像濃度安定性がより良好であることがわかる。
また、結着樹脂(A)の重合成分として含まれるアミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基の炭素数CAと、樹脂粒子(B)の重合成分として含まれるアミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基の炭素数CBとが、1≦CA−CB≦5の関係を満たす実施例1、6〜10は、前記アルキル基の炭素数CAと前記アルキル基の炭素数CBとが、CA−CB=0の関係を満たす実施例3、及びCA−CB>5の関係を満たす実施例4に比べ、画像濃度安定性がより良好であることがわかる。
また、結着樹脂(A)が、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体と、芳香族ビニル系単量体を重合した共重合体である実施例1、6〜10は、結着樹脂(A)が、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体のみを重合した単独重合体である実施例5に比べ、画像濃度安定性がより良好であることがわかる。
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
107 感光体(像保持体の一例)
108 帯電ロール(帯電手段の一例)
109 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
111 現像装置(現像手段の一例)
112 転写装置(転写手段の一例)
113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段の一例)
115 定着装置(定着手段の一例)
116 取り付けレール
117 筐体
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (8)
- 結着樹脂(A)を含むトナー粒子と、樹脂粒子(B)を含む外添剤とを有するトナーと、
芯材粒子と、前記芯材粒子の表面を被覆する被覆樹脂(C)を含む被覆樹脂層とを有するキャリアと、
を有し、
前記結着樹脂(A)が、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第一の重合体(A1)を含み、
前記樹脂粒子(B)が、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第二の重合体(B1)を含み、
前記被覆樹脂(C)が、アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体を少なくとも重合した第三の重合体(C1)を含む静電荷像現像剤。 - 前記第三の重合体(C1)が、前記アミノ基を有する(メタ)アクリル酸エステル単量体とともに、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸シクロアルキルエステル単量体を少なくとも重合した共重合体である請求項1に記載の静電荷像現像剤。
- 前記第一の重合体(A1)及び前記第二の重合体(B1)の重合に使用する前記アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体が、アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、
前記第一の重合体(A1)の重合に使用する前記アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基の炭素数CAと、前記第二の重合体(B1)の重合に使用する前記アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体のアルキル基の炭素数CBとが、1≦CA−CB≦5の関係を満たす請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像剤。 - 前記第一の重合体(A1)が、前記アミノ基を有さない(メタ)アクリル酸エステル単量体とともに、芳香族ビニル系単量体を少なくとも重合した共重合体である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤が収容された現像剤カートリッジ。
- 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 像保持体の表面を帯電する帯電工程と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成工程と、
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー画像として現像する現像工程と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、
前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。
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