JP2017049485A - トナー、液体現像剤、現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マレイミド基を有さない光重合開始剤を含むトナーと比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減されるトナーを提供する。【解決手段】不飽和二重結合を有する樹脂と、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料とを含むトナーである。【選択図】なし
Description
本発明は、トナー、液体現像剤、現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置に関する。
電子写真法など静電荷像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法においては、帯電、露光工程により像保持体上に潜像(静電潜像)を形成し(潜像形成工程)、静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」と呼ぶ場合がある。)を含む静電荷像現像用現像剤(以下、単に「現像剤」と呼ぶ場合がある。)で静電潜像を現像し(現像工程)、転写工程、定着工程を経て可視化される。乾式現像方式で用いられる現像剤には、トナーとキャリアからなる2成分現像剤と、磁性トナーまたは非磁性トナーを単独で用いる1成分現像剤とがある。
湿式現像方式で用いられる液体現像剤は、絶縁性のキャリア液中にトナー粒子を分散させたものであり、揮発性のキャリア液中に熱可塑性樹脂を含むトナー粒子が分散されたタイプや、難揮発性のキャリア液中に熱可塑性樹脂を含むトナー粒子が分散されたタイプ等が知られている。
例えば、特許文献1には、結晶性ポリエステル樹脂と、非晶性ポリエステル樹脂と、熱重合開始剤と、を含有し、結晶性ポリエステル樹脂および非晶性ポリエステル樹脂の少なくとも一方が、エチレン性不飽和結合を持つジカルボン酸成分を有する静電荷像現像用トナーが記載されている。
特許文献2には、結着樹脂、2以上の芳香環を有する芳香族化合物、着色剤、離型剤および重合開始剤を含有し、結着樹脂がエチレン性不飽和基を有する不飽和ポリエステル樹脂を含有し、2以上の芳香環を有する芳香族化合物が、ベンゾフェノン化合物、ビスアシルホスフィンオキサイド化合物、ジフェニル化合物、ターフェニル化合物、および、クオーターフェニル化合物よりなる群から選ばれた化合物であり、重合開始剤が、脂肪族アゾ系熱重合開始剤であるか、または、ビスアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤である静電荷像現像用トナーが記載されている。
特許文献3には、不飽和2重結合を有する結晶性ポリエステル樹脂と、2官能以上のチオール基を含むチオール化合物と、光重合開始剤とを含むトナーが記載されている。
本発明の目的は、マレイミド基を有さない光重合開始剤を含むトナーと比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減されるトナー、そのトナーを含む液体現像剤、現像剤、その液体現像剤または現像剤を用いる現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を提供することにある。
請求項1に係る発明は、不飽和二重結合を有する樹脂と、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料とを含むトナーである。
請求項2に係る発明は、前記活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度が、40℃以上150℃以下の範囲である、請求項1に記載のトナーである。
請求項3に係る発明は、ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されている、請求項1または2に記載のトナーである。
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナーと、キャリア液とを含有する液体現像剤である。
請求項5に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナーを含有する現像剤である。
請求項6に係る発明は、請求項4に記載の液体現像剤または請求項5に記載の現像剤が収容されている現像剤カートリッジである。
請求項7に係る発明は、請求項4に記載の液体現像剤または請求項5に記載の現像剤が収容されているプロセスカートリッジである。
請求項8に係る発明は、像保持体と、前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記像保持体の表面に形成された前記潜像を、請求項4に記載の液体現像剤または請求項5に記載の現像剤により現像して、トナー像を形成する現像手段と、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させて定着画像を形成する定着手段と、前記定着画像を硬化させる硬化手段と、を備える画像形成装置である。
請求項1に係る発明によると、マレイミド基を有さない光重合開始剤を含むトナーと比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減されるトナーが提供される。
請求項2に係る発明によると、活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度が40℃以上150℃以下の範囲ではない場合と比較して、硬化性に優れるトナーが提供される。
請求項3に係る発明によると、トナーがポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されていない場合と比較して、硬化性に優れるトナーが提供される。
請求項4に係る発明によると、マレイミド基を有さない光重合開始剤を含むトナーを用いる場合と比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減される液体現像剤が提供される。
請求項5に係る発明によると、マレイミド基を有さない光重合開始剤を含むトナーを用いる場合と比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減される現像剤が提供される。
請求項6に係る発明によると、マレイミド基を有さない光重合開始剤を含むトナーを用いる場合と比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減される現像剤が収容されている現像剤カートリッジが提供される。
請求項7に係る発明によると、マレイミド基を有さない光重合開始剤を含むトナーを用いる場合と比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減される現像剤が収容されているプロセスカートリッジが提供される。
請求項8に係る発明によると、マレイミド基を有さない光重合開始剤を含むトナーを用いる場合と比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減される現像剤を用いる画像形成装置が提供される。
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
<トナー>
本実施形態に係るトナーは、不飽和二重結合を有する樹脂と、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料とを含む。
本実施形態に係るトナーは、不飽和二重結合を有する樹脂と、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料とを含む。
不揮発性オイル等のキャリア液を含む液体現像剤を用いて、フィルム等の液体非浸透記録媒体上に画像を形成した場合、定着後もオイルおよびオイル溶出分等が残存する場合がある。そのため、液体現像剤を用いて画像を形成し、定着したフィルム等を食料品や医薬品等の包装に使用した場合、内容物へオイルやオイル溶出分等が転移してしまう可能性がある。モノマ等の紫外線硬化材料と光重合開始剤とを含むトナーを用い、画像定着後に紫外線硬化してオイルやオイル溶出分等を画像中に封止する方法も考えられるが、一般的に光重合開始剤の分解物や未反応の紫外線硬化材料等の水中溶出成分が残存して、時間経過と共に浮き出る、いわゆるブリードアウトが発生する場合がある。これら光重合開始剤の分解物や未反応の紫外線硬化材料等による臭気発生や内容物との接触等の問題のため、紫外線硬化材料と光重合開始剤とを含むトナーは、食料品や医薬品等には使用が避けられている。
本発明者らは、不飽和二重結合を有する樹脂と、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料とを含むトナーにより、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減されることを見出した。光重合開始剤およびモノマ等の紫外線硬化材料を使用しない構成のトナーを用い、画像を加熱とともに活性エネルギー線によって硬化させることにより、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減される。開始剤の機能としては、マレイミド基を用いる。マレイミド基はラジカル重合反応を起こすことが知られており、さらにそれ自身が樹脂鎖に組み込まれることから分解物が残りにくい。本実施形態に係るトナーでは、トナーの結着樹脂として不飽和二重結合を有する樹脂を用い、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料を開始剤として、結着樹脂の不飽和二重結合を加熱とともに活性エネルギー線によりラジカル重合反応を起こして硬化させることで、画像を硬化させる。また、結着樹脂の不飽和二重結合を硬化反応させることで、得られた画像はキャリア液にほとんど溶解しないオイル不溶物となる。また、液体現像剤の場合は、キャリア液を充分に除去し、その後、巻きとりラミネートする手段等を用いればフィルム等の液体非浸透記録媒体へのオイル残存が抑えられる。
[マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料]
マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料(以下、単に「活性エネルギー線硬化材料」と呼ぶ場合がある)としては、マレイミド基を有し、紫外線(UV)、可視光等の活性エネルギー線によって、不飽和二重結合を有する樹脂のラジカル重合反応を進行させる材料であればよく、特に制限はない。マレイミド基としては、マレイミド基の炭素−炭素二重結合(C=C)部分が無置換である無置換体、一置換である一置換体、二置換である二置換体が挙げられるが、マレイミド基同士の光二量化反応よりもラジカル重合反応が主反応として進行するという点から、無置換体が好ましい。一置換体、二置換体の場合は、ラジカル重合反応よりもマレイミド基同士の光二量化反応が主反応として進行する場合がある。
マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料(以下、単に「活性エネルギー線硬化材料」と呼ぶ場合がある)としては、マレイミド基を有し、紫外線(UV)、可視光等の活性エネルギー線によって、不飽和二重結合を有する樹脂のラジカル重合反応を進行させる材料であればよく、特に制限はない。マレイミド基としては、マレイミド基の炭素−炭素二重結合(C=C)部分が無置換である無置換体、一置換である一置換体、二置換である二置換体が挙げられるが、マレイミド基同士の光二量化反応よりもラジカル重合反応が主反応として進行するという点から、無置換体が好ましい。一置換体、二置換体の場合は、ラジカル重合反応よりもマレイミド基同士の光二量化反応が主反応として進行する場合がある。
マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料は、トナーの定着温度(例えば、80℃以上160℃以下)において溶融する材料であることが好ましい。活性エネルギー線硬化材料がトナーの定着温度において溶融することにより、定着のときにトナー中で活性エネルギー線硬化材料が溶融して均一になるように分散され、硬化のときにラジカル重合反応が進行しやすくなると考えられる。この点から、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度は、40℃以上170℃以下の範囲であることが好ましく、40℃以上150℃以下の範囲であることがより好ましく、40℃以上100℃以下の範囲であることがさらに好ましい。活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度が40℃未満であると、ハンドリングしにくい場合があり、170℃を超えると、トナーの定着温度において溶融しにくくなり、トナー硬化性に劣る場合がある。
マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料としては、吸収波長が比較的長波長(例えば365nm以上)の、N−フェニルマレイミド誘導体が好ましい。吸収波長が短波長であると、高圧水銀灯やLED光源の強度を有効に活用しにくい場合がある。N−フェニルマレイミド誘導体としては、例えば、N−フェニルマレイミド、N−フェニルマレイミドの2以上10以下の多量体等が挙げられ、N−フェニルマレイミドの2以上5以下の多量体が好ましい。N−フェニルマレイミドの多量体としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
(1)
(式(1)において、nは、0以上8以下の整数、好ましくは0以上3以下の整数、より好ましくは0以上2以下の整数であり、各フェニル基には、メチル基、エチル基等の炭素数1以上6以下の直鎖アルキル基を1つ以上4つ以下有していてもよい。)
(1)
(式(1)において、nは、0以上8以下の整数、好ましくは0以上3以下の整数、より好ましくは0以上2以下の整数であり、各フェニル基には、メチル基、エチル基等の炭素数1以上6以下の直鎖アルキル基を1つ以上4つ以下有していてもよい。)
トナーに対するマレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料の量は、例えば、トナー100質量部に対して1質量部以上30質量部以下の範囲であることが好ましく、3質量部以上20質量部以下の範囲であることがより好ましい。トナーに対する活性エネルギー線硬化材料の量がトナー粒子100質量部に対して1質量部未満であると、硬化性が不十分となる場合があり、30質量部を超えると、定着不良による硬化不良となる場合がある。
本実施形態の不飽和二重結合を有する樹脂と、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料とを含むトナーは、紫外線(UV)、可視光等の活性エネルギー線を照射することによって硬化される。用いられる活性エネルギー線の波長は、280nm以上420nm以下の範囲であることが好ましく、UV光源の強度等の点から、300nm以上400nm以下の範囲であることがより好ましい。また、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料をトナー成分に分散あるいは相溶させる等の点から、加熱とともに活性エネルギー線を照射することが好ましい。この場合の加熱温度は、例えば50℃以上150℃以下の範囲であり、定着性等の点から、70℃以上130℃以下の範囲であることが好ましい。加熱および硬化は、例えば、大気下において行われればよい。
[結着樹脂]
本実施形態に係るトナーは、結着樹脂として、不飽和二重結合(例えば、炭素炭素二重結合)を有する樹脂を含む。不飽和二重結合を有する樹脂としては、例えば、不飽和二重結合を有する結晶性または非晶性のポリエステル樹脂等が挙げられる。不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂としては、特に制限はないが、例えば、不飽和脂肪族ジカルボン酸と不飽和脂肪族ジオールとを縮重合させて得られるポリエステル樹脂、不飽和脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを縮重合させて得られるポリエステル樹脂、脂肪族ジカルボン酸と不飽和脂肪族ジオールとを縮重合させて得られるポリエステル樹脂等が挙げられる。これらのうち、反応性等の点から、不飽和脂肪族ジカルボン酸と不飽和脂肪族ジオールとを縮重合させて得られるポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル主鎖に対して他成分を共重合したポリマの場合、他成分が50質量%以下の場合、この共重合体もポリエステル樹脂と呼ぶ。
本実施形態に係るトナーは、結着樹脂として、不飽和二重結合(例えば、炭素炭素二重結合)を有する樹脂を含む。不飽和二重結合を有する樹脂としては、例えば、不飽和二重結合を有する結晶性または非晶性のポリエステル樹脂等が挙げられる。不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂としては、特に制限はないが、例えば、不飽和脂肪族ジカルボン酸と不飽和脂肪族ジオールとを縮重合させて得られるポリエステル樹脂、不飽和脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを縮重合させて得られるポリエステル樹脂、脂肪族ジカルボン酸と不飽和脂肪族ジオールとを縮重合させて得られるポリエステル樹脂等が挙げられる。これらのうち、反応性等の点から、不飽和脂肪族ジカルボン酸と不飽和脂肪族ジオールとを縮重合させて得られるポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル主鎖に対して他成分を共重合したポリマの場合、他成分が50質量%以下の場合、この共重合体もポリエステル樹脂と呼ぶ。
結着樹脂として不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂を含むことで融点が低下し、定着性が高まり、硬化速度が高くなると考えられる。
不飽和脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、イタコン酸、3−ヘキセン二酸等、これらの酸無水物、およびこれらの低級アルキルエステル等が挙げられるが、これらに限定されない。これらのうち、炭素数4以上8以下の不飽和脂肪族ジカルボン酸が好ましい。
不飽和脂肪族ジオールとしては、例えば、2−ブテン−1,4−ジオール等が挙げられるが、これらに限定されない。これらのうち、炭素数2以上8以下の不飽和脂肪族ジオールが好ましい。また、不飽和脂肪族ジオールは、幾何異性体の混合物であってもよい。
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、蓚酸、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、アゼリン酸、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、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、これらの酸無水物、およびこれらの低級アルキルエステル等が挙げられるが、これらに限定されない。
脂肪族ジオールとしては、例えば、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が挙げられるが、これらに限定されない。
不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂の重量平均分子量は、5,000以上200,000以下が好ましい。不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂の重量平均分子量が5,000未満であると、硬化不足で耐熱性が劣る場合があり、200,000を超えると、定着不良を起こす場合がある。
上記重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定される。GPCによる分子量測定は、測定装置として島津製作所社製LC−10ADを用い、カラム(昭和電工社製、KF−805L)を使用し、テトラヒドロフラン(THF)溶媒で行う。そして上記重量平均分子量は、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したものである。
不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂の酸価は、例えば、1mgKOH/g以上80mgKOH/g以下の範囲であり、5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下の範囲が好ましい。不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂の酸価が1mgKOH/g未満であると、粒子が成長しない場合があり、80mgKOH/gを超えると、凝集する場合がある。なお、酸価は、KOH/EtOH水溶液による中和滴定により測定する。
不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂の製造方法としては特に制限はなく、ジカルボン酸成分とジオール成分を反応させる一般的なポリエステル重合法で製造すればよい。
本実施形態において、「結晶性樹脂」の「結晶性」とは、樹脂またはトナーの示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指す。具体的には、自動接線処理システムを備えた島津製作所社製の示差走査熱量計(装置名:DSC−50型)を用いた示差走査熱量測定(DSC)において、10℃/minの昇温速度で昇温した後、液体窒素で冷却し、再度10℃/minで昇温した際のオンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が10℃以内であるときに「明確な」吸熱ピークであるとする。DSC曲線におけるベースラインの平坦部の点およびベースラインからの立ち下がり部の平坦部の点を指定し、その両点間の平坦部の接線の交点が「オンセット点」として自動接線処理システムにより求められる。一方、明確な吸熱ピークではなく、階段状の吸熱量変化が認められる樹脂は、「非晶性樹脂」を意味し、常温固体で、ガラス転移温度以上の温度において熱可塑化するものを指す。また、「非晶性樹脂」は、示差走査熱量測定(DSC)において、ガラス転移に対応した階段状の吸熱点の他に、結晶融点に対応した吸熱ピークを示さない。
用いるジカルボン酸のうち、不飽和脂肪族ジカルボン酸と、脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸等とを併用してもよいが、硬化性等の点から、不飽和脂肪族ジカルボン酸が80mol%以上含まれていることが好ましい。
用いるジオールのうち、不飽和脂肪族ジオールと、脂肪族ジオール、ビスフェノールAやビスフェノールAのアルコール変性物等の芳香族ジオール等とを併用してもよいが、硬化性等の点から、不飽和脂肪族ジオールが80mol%以上含まれていることが好ましい。
本実施形態に係るトナーにおいて用いられる、不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂以外の不飽和二重結合を有する樹脂としては、例えば、不飽和二重結合を有する、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体やスチレン−メタクリル酸アルキル共重合体等のスチレン−アクリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等が挙げられる。
トナー中の不飽和二重結合を有する樹脂の含有量は、特に制限はないが、例えば、トナー全体の量に対して、30質量%以上80質量%以下の範囲である。トナー中の不飽和二重結合を有する樹脂の含有量が30質量%未満であると、硬化不良の場合があり、80質量%を超えると、定着不良の場合がある。
本実施形態に係るトナーにおいて、不飽和二重結合を有する樹脂を構成する単量体単位の30モル%以上が不飽和二重結合を含むことが好ましい。これにより、光硬化性が優れる。
[ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類]
本実施形態に係るトナーは、ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されていることが好ましい。トナーは、例えば、ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されて、トナー表面を覆うポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つの層が形成されたものである。ポリアルキレンイミン類、ポリアリルアミン類は、カチオン性が高く、正帯電化しやすい。また、トナーがポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されていることにより、大気下でのトナー硬化性に優れる。これは、ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類が三級アミンを有し、この三級アミンが酸素によるラジカル捕捉を抑制するためと考えられる。
本実施形態に係るトナーは、ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されていることが好ましい。トナーは、例えば、ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されて、トナー表面を覆うポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つの層が形成されたものである。ポリアルキレンイミン類、ポリアリルアミン類は、カチオン性が高く、正帯電化しやすい。また、トナーがポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されていることにより、大気下でのトナー硬化性に優れる。これは、ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類が三級アミンを有し、この三級アミンが酸素によるラジカル捕捉を抑制するためと考えられる。
ポリアルキレンイミン類としては、ポリエチレンイミン等が挙げられる。
ポリアリルアミン類としては、下記一般式(2)で示されるポリアリルアミン類等が挙げられる。
(2)
(式(2)中、R4およびR5は、それぞれ独立して水素原子または炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基を示し、aおよびbは、それぞれ独立して100以上1,000以下の整数を示す。)
(2)
(式(2)中、R4およびR5は、それぞれ独立して水素原子または炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基を示し、aおよびbは、それぞれ独立して100以上1,000以下の整数を示す。)
R4およびR5は、水素原子または炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基であり、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基が好ましい。炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、直鎖または分岐のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基等が挙げられ、メチル基が好ましい。
aおよびbは、それぞれ独立して1以上10,000以下の整数であり、5以上1,000以下の整数が好ましい。
トナー粒子に対するポリアルキレンイミン類またはポリアリルアミン類の量は、例えば、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下の範囲であることが好ましく、0.5質量部以上5質量部以下の範囲であることがより好ましい。トナー粒子に対するポリアルキレンイミン類またはポリアリルアミン類の量がトナー粒子100質量部に対して0.1質量部未満であると、樹脂同士が凝集する場合があり、10質量部を超えると、ポリアルキレンイミン類またはポリアリルアミン類が凝集剤として作用して凝集する場合がある。
ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類の重量平均分子量は、5,000以上100,000以下の範囲であることが好ましく、10,000以上80,000以下の範囲であることがより好ましい。ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類の重量平均分子量が5,000未満であると、樹脂に対して吸着不良を起こす場合があり、100,000を超えると、凝集しやすくなる場合がある。
[その他の成分]
以下、本実施形態に係るトナーのその他の構成成分について説明する。
以下、本実施形態に係るトナーのその他の構成成分について説明する。
本実施形態に係るトナーは、必要に応じて、着色剤、離型剤、帯電制御剤、シリカ粉末、金属酸化物等の他の添加剤を含有してもよい。これら添加剤は、結着樹脂に混練するなどして内添してもよいし、粒子としてトナー粒子を得たのち混合処理を施すなどして外添してもよい。なお、通常、着色剤を含むが、透明のトナーとする場合は、着色剤を含まなくてもよい。
着色剤としては、特に制限はなく、公知の顔料または染料が用いられる。具体的には、以下に示すイエロー、マゼンタ、シアン、黒等の各顔料が用いられる。
イエローの顔料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯化合物、メチン化合物、アリルアミド化合物等に代表される化合物が用いられる。
マゼンタの顔料としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物等が用いられる。
シアンの顔料としては、銅フタロシアニン化合物およびその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が用いられる。
黒の顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、鉄黒等が用いられる。
離型剤としては、特に制限はなく、例えば、カルナバワックス、木蝋、米糠蝋等の植物性ワックス;蜜ワックス、昆虫ワックス、鯨ワックス、羊毛ワックスなどの動物性ワックス;モンタンワックス、オゾケライトなどの鉱物性ワックス、エステルを側鎖に有するフィッシャートロプシュワックス(FTワックス)、特殊脂肪酸エステル、多価アルコールエステル等の合成脂肪酸固体エステルワックス;パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリテトラフルオロエチレンワックス、ポリアミドワックス、およびシリコーン化合物等の合成ワックス;等が挙げられる。離型剤は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
帯電制御剤としては、特に制限はなく、従来公知の帯電制御剤が使用される。例えば、ニグロシン染料、脂肪酸変性ニグロシン染料、カルボキシル基含有脂肪酸変性ニグロシン染料、四級アンモニウム塩、アミン系化合物、アミド系化合物、イミド系化合物、有機金属化合物等の正帯電性帯電制御剤;オキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、金属錯塩染料やサリチル酸誘導体等の負帯電性帯電制御剤;等が挙げられる。帯電制御剤は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
金属酸化物としては、特に制限はなく、例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム等が挙げられる。金属酸化物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
[トナーの製造方法]
本実施形態で用いるトナーを製造する方法としては、特に制限はなく、例えば、粉砕トナー、液中乳化乾燥トナー等の製造方法が挙げられる。また、例えば、粉砕トナー、液中乳化乾燥トナー等の製造方法で製造したトナーをキャリア液中で粉砕してもよい。
本実施形態で用いるトナーを製造する方法としては、特に制限はなく、例えば、粉砕トナー、液中乳化乾燥トナー等の製造方法が挙げられる。また、例えば、粉砕トナー、液中乳化乾燥トナー等の製造方法で製造したトナーをキャリア液中で粉砕してもよい。
具体的には、例えば結着樹脂と、活性エネルギー線硬化材料と、必要に応じて着色剤、離型剤および帯電制御剤等とを混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法等の乾式製法や、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、活性エネルギー線硬化材料と、必要に応じて着色剤、離型剤および帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー母粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と、活性エネルギー線硬化材料と、必要に応じて着色剤、離型剤、帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と、必要に応じて着色剤、離型剤および帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等の湿式製法が挙げられる。
例えば、不飽和二重結合を有する樹脂、活性エネルギー線硬化材料と、必要に応じて、他の樹脂、着色剤、他の添加剤等をヘンシェルミキサ等の混合装置に投入して混合し、この混合物を二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミル、ニーダー等で溶融混練した後、ドラムフレーカー等で冷却し、ハンマーミル等の粉砕機で粗粉砕し、さらにジェットミル等の粉砕機で粉砕した後、風力分級機等を用いて分級することにより、粉砕トナーが得られる。
また、不飽和二重結合を有する樹脂、活性エネルギー線硬化材料と、必要に応じて、他の樹脂、着色剤、他の添加剤を酢酸エチル等の溶剤に溶解し、炭酸カルシウム等の分散安定剤が添加された水中に乳化、懸濁し、溶剤を除去した後、分散安定剤を除去して得られた粒子をろ過、乾燥することによって液中乳化乾燥トナーが得られる。
なお、トナーを得る際の各材料(樹脂、着色剤、その他の添加剤等)の配合割合は、要求される特性、低温定着性、色等を考慮して設定すればよい。得られたトナーは、ボールミル、ビーズミル、高圧湿式微粒化装置等の公知の粉砕装置を用いて、キャリアオイル中で粉砕することにより液体現像剤用のトナー粒子が得られる。
表面改質トナーは、例えば、トナーをポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質して、トナー表面を覆うポリアルキレンイミン類またはポリアリルアミン類の層を形成する工程を含む方法等により作製すればよい。
ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類は水溶性高分子であるので、液中で造粒する湿式製法では乾燥工程前の水洗浄後にそのままポリアルキレンイミン類またはポリアリルアミン類をトナー粒子表面に吸着すればよい。
[トナーの特性]
トナーの体積平均粒径D50vは、0.5μm以上6.0μm以下であることが好ましい。上記範囲内であることで、付着力が高く、現像性の向上が図られる。また、画像の解像性の向上も図られる。トナーの体積平均粒径D50vは、0.8μm以上5.0μm以下の範囲であることがより好ましく、1.0μm以上4.0μm以下の範囲であることがさらに好ましい。
トナーの体積平均粒径D50vは、0.5μm以上6.0μm以下であることが好ましい。上記範囲内であることで、付着力が高く、現像性の向上が図られる。また、画像の解像性の向上も図られる。トナーの体積平均粒径D50vは、0.8μm以上5.0μm以下の範囲であることがより好ましく、1.0μm以上4.0μm以下の範囲であることがさらに好ましい。
トナーの体積平均粒径D50v、数平均粒度分布指標(GSDp)、体積平均粒度分布指標(GSDv)等は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置、例えば、LA920(堀場製作所社製)を用いて測定される。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き、累積16%となる粒子径を体積D16v、数D16p、累積50%となる粒子径を体積D50v、数D50p、累積84%となる粒子径を体積D84v、数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。
<液体現像剤>
本実施形態において、液体現像剤は、前記本実施形態に係るトナーと、キャリア液とを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとればよい。
本実施形態において、液体現像剤は、前記本実施形態に係るトナーと、キャリア液とを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとればよい。
(キャリア液)
キャリア液は、トナー粒子を分散させるための絶縁性の液体であり、特に制限はないが、例えば、パラフィンオイル等の脂肪族炭化水素を主成分とする脂肪族系炭化水素溶媒(市販品では、松村石油社製モレスコホワイトMT−30P、モレスコホワイトP40、モレスコホワイトP70、エクソン化学社製アイソパーL、アイソパーM等)、ナフテン系オイル等の炭化水素系溶媒(市販品では、エクソン化学社製エクソールD80、エクソールD110、エクソールD130、日本石油化学社製ナフテゾールL、ナフテゾールM、ナフテゾールH、Newナフテゾール160、Newナフテゾール200、Newナフテゾール220、NewナフテゾールMS−20P等)等の鉱物油等の炭化水素系溶媒が挙げられ、それらの中に、トルエン等の芳香族化合物等を含有させてもよい。また、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン等のシリコーンオイル(シリコーン系溶剤)が挙げられる。これらのうち、製造安定性等の観点から、デカン等の炭化水素系溶媒が好ましい。
キャリア液は、トナー粒子を分散させるための絶縁性の液体であり、特に制限はないが、例えば、パラフィンオイル等の脂肪族炭化水素を主成分とする脂肪族系炭化水素溶媒(市販品では、松村石油社製モレスコホワイトMT−30P、モレスコホワイトP40、モレスコホワイトP70、エクソン化学社製アイソパーL、アイソパーM等)、ナフテン系オイル等の炭化水素系溶媒(市販品では、エクソン化学社製エクソールD80、エクソールD110、エクソールD130、日本石油化学社製ナフテゾールL、ナフテゾールM、ナフテゾールH、Newナフテゾール160、Newナフテゾール200、Newナフテゾール220、NewナフテゾールMS−20P等)等の鉱物油等の炭化水素系溶媒が挙げられ、それらの中に、トルエン等の芳香族化合物等を含有させてもよい。また、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルハイドロジェンシリコーン等のシリコーンオイル(シリコーン系溶剤)が挙げられる。これらのうち、製造安定性等の観点から、デカン等の炭化水素系溶媒が好ましい。
本実施形態に係る液体現像剤に含まれるキャリア液は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。キャリア液を2種以上の混合系として用いる場合は、例えば、パラフィン系溶剤と植物油との混合系や、シリコーン系溶剤と植物油との混合系等が挙げられる。
キャリア液の体積抵抗率としては、例えば1.0×1010Ω・cm以上1.0×1014Ω・cm以下の範囲が挙げられ、1.0×1010Ω・cm以上1.0×1013Ω・cm以下の範囲であってもよい。
キャリア液は、各種副資材、例えば、分散剤、乳化剤、界面活性剤、安定化剤、湿潤剤、増粘剤、起泡剤、消泡剤、凝固剤、ゲル化剤、沈降防止剤、帯電制御剤、帯電防止剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、付香剤、粘着防止剤、離型剤等を含んでいてもよい。
[液体現像剤の製造方法]
本実施形態に係る液体現像剤は、上記トナーとキャリア液とを、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ビーズミル等の分散機を用いて混合し、粉砕して、トナーをキャリア液中に分散することにより得られる。なお、トナーのキャリア液中への分散は分散機に限られず、ミキサのごとく、特殊な撹拌羽根を高速で回転させ分散してもよいし、ホモジナイザーとして知られるローター・ステーターの剪断力で分散してもよいし、超音波によって分散してもよい。
本実施形態に係る液体現像剤は、上記トナーとキャリア液とを、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ビーズミル等の分散機を用いて混合し、粉砕して、トナーをキャリア液中に分散することにより得られる。なお、トナーのキャリア液中への分散は分散機に限られず、ミキサのごとく、特殊な撹拌羽根を高速で回転させ分散してもよいし、ホモジナイザーとして知られるローター・ステーターの剪断力で分散してもよいし、超音波によって分散してもよい。
キャリア液中のトナーの濃度は、現像剤の粘度を適性に制御し、現像機内の現像液循環を円滑にする等の観点から、0.5質量%以上40質量%以下の範囲とすることが好ましく、1質量%以上30質量%以下の範囲とすることがより好ましい。
その後、得られた分散液を、例えば孔径100μm程度の膜フィルタ等のフィルタ等を用いてろ過し、ゴミおよび粗大粒子等を除去してもよい。
<現像剤>
本実施形態において、乾式の現像剤は、前記本実施形態に係るトナーを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとればよい。本実施形態における現像剤は、トナーを、単独で用いると一成分系の現像剤となり、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の現像剤となる。
本実施形態において、乾式の現像剤は、前記本実施形態に係るトナーを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとればよい。本実施形態における現像剤は、トナーを、単独で用いると一成分系の現像剤となり、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の現像剤となる。
例えばキャリアを用いる場合のそのキャリアとしては、特に制限はなく、それ自体公知のキャリアが挙げられ、例えば、特開昭62−39879号公報、特開昭56−11461号公報等に記載された樹脂被覆キャリア等の公知のキャリアが挙げられる。
キャリアの具体例としては、以下の樹脂被覆キャリアが挙げられる。該キャリアの核体粒子としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などが挙げられ、その体積平均粒径は、30μm以上200μm以下程度の範囲である。
また、上記樹脂被覆キャリアの被覆樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類;ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のビニルピリジン類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロぺニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン等のオレフィン類;弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマ;などの単独重合体、または2種類以上のモノマからなる共重合体、さらに、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等を含むシリコーン樹脂類、ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル類、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、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で用いてもよいし、あるいは2種以上併用してもよい。被覆樹脂の被覆量としては、前記核体粒子100重量部に対して0.1重量部以上10重量部以下程度の範囲が好ましく、0.5重量部以上3.0重量部以下の範囲がより好ましい。
キャリアの製造には、加熱型ニーダ、加熱型ヘンシェルミキサ、UMミキサなどを使用すればよく、前記被覆樹脂の量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用してもよい。
現像剤における前記本実施形態のトナーとキャリアとの混合比としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すればよい。
<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>
本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、像保持体(以下、「感光体」という場合がある)と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、像保持体の表面に潜像(静電潜像)を形成する潜像形成手段と、像保持体の表面に形成された潜像を、現像剤保持体の表面に保持された上記本実施形態に係る液体現像剤により現像して、トナー像を形成する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着させて定着画像を形成する定着手段と、定着画像を硬化させる硬化手段とを備える。
本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、像保持体(以下、「感光体」という場合がある)と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、像保持体の表面に潜像(静電潜像)を形成する潜像形成手段と、像保持体の表面に形成された潜像を、現像剤保持体の表面に保持された上記本実施形態に係る液体現像剤により現像して、トナー像を形成する現像手段と、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着させて定着画像を形成する定着手段と、定着画像を硬化させる硬化手段とを備える。
上記画像形成装置において、例えば現像手段を含む部分が、画像形成装置本体に対して脱着するカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。このプロセスカートリッジとしては、上記本実施形態に係る液体現像剤または現像剤が収容されているものであればよく、特に制限はない。プロセスカートリッジは、例えば、上記本実施形態に係る液体現像剤または現像剤を収容し、像保持体上に形成された潜像を液体現像剤または現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備え、画像形成装置に着脱されるものである。
また、本実施形態に係る現像剤カートリッジは、上記本実施形態に係る液体現像剤または現像剤が収容されているものであればよく、特に制限はない。現像剤カートリッジは、例えば、上記本実施形態に係る液体現像剤または現像剤を収容し、像保持体上に形成された潜像を液体現像剤または現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段を備える画像形成装置に着脱されるものである。
以下、本実施形態における、液体現像剤を用いた画像形成装置を例として、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。画像形成装置100は、感光体(像保持体)10と、帯電装置(帯電手段)20と、露光装置(潜像形成手段)12と、現像装置(現像手段)14と、中間転写体(転写手段)16と、クリーナ(清掃手段)18と、転写定着ローラ(転写手段、定着手段)28と、硬化装置(硬化手段)32とを含んで構成される。感光体10は円筒形状を有し、感光体10の外周に、帯電装置20、露光装置12、現像装置14、中間転写体16、および、クリーナ18が順次に設けられている。
以下、この画像形成装置100の動作について説明する。
帯電装置20が感光体10の表面を予め定められた電位に帯電させ(帯電工程)、帯電された表面を画像信号に基づき、露光装置12が、例えばレーザ光線等によって露光して潜像(静電潜像)を形成する(潜像形成工程)。
現像装置14は、現像ローラ14aと現像剤収納容器14bとを含んで構成される。現像ローラ14aは、現像剤収納容器14bに収納される液体現像剤24に一部が浸るようにして設けられる。液体現像剤24は、絶縁性のキャリア液と、結着樹脂を含むトナーと、上記帯電制御剤とを含む。
液体現像剤24中では、トナーは分散されているが、例えば液体現像剤24を、さらに現像剤収納容器14b内に設けられる撹拌部材によって撹拌し続けることで、液体現像剤24中のトナーの濃度の位置ばらつきは低減される。これにより図の矢印A方向に回転する現像ローラ14aには、トナーの濃度バラツキが低減された液体現像剤24が供給される。
現像ローラ14aに供給された液体現像剤24は、規制部材によって一定の供給量に制限された状態で感光体10に搬送され、現像ローラ14aと感光体10とが近接(あるいは接触)する位置で静電潜像に供給される。これによって静電潜像は顕像化されてトナー像26となる(現像工程)。
現像されたトナー像26は、図の矢印B方向に回転する感光体10に搬送され、用紙(記録媒体)30に転写されるが、本実施形態では、用紙30に転写する前に、感光体10からのトナー像の剥離効率を含めた記録媒体への転写効率を向上させ、さらに記録媒体への転写と同時に定着を行うため、一旦中間転写体16にトナー像を転写する(中間転写工程)。このとき、感光体10および中間転写体16間に周速差を設けてもよい。
次いで、中間転写体16により矢印C方向に搬送されたトナー像は、転写定着ローラ28との接触位置において用紙30に転写されると共に定着される(転写工程、定着工程)。転写定着ローラ28は、中間転写体16と共に用紙30を挟み、中間転写体16上のトナー像を用紙30に密着させる。これによって用紙30にトナー像を転写し、用紙上にトナー像が定着され、定着画像29となる。トナー像の定着は、転写定着ローラ28に発熱体を設けて加圧および加熱により行うことが好ましい。定着温度は、通常、120℃以上200℃以下の範囲である。
中間転写体16が図1に示すようにローラ形状であれば、転写定着ローラ28とローラ対を構成するため、中間転写体16、転写定着ローラ28が各々定着装置における定着ローラ、押圧ローラに準じた構成となって定着機能を発揮する。すなわち、用紙30が中間転写体16と転写定着ローラ28との間で形成されるニップを通過する際、トナー像が転写されると共に転写定着ローラ28により中間転写体16に対して加熱および押圧される。これにより、トナー像を構成するトナー中の結着樹脂が軟化すると共に、トナー像が用紙30の繊維中に浸潤して、用紙30に定着画像29が形成される。
本実施形態では用紙30への転写と同時に定着を行っているが、転写工程と定着工程とを別々として、転写を行った後に定着を行ってもよい。この場合には、感光体10からトナー像を転写する転写ローラが、中間転写体16に準じた機能を有することとなる。
定着画像はその後、硬化装置32により硬化される(硬化工程)。硬化は、紫外線(UV)、可視光等の活性エネルギー線を照射することにより行われる。硬化装置32としては、UV照射装置等が挙げられる。硬化装置32は、加熱手段を備えてもよい。
一方、中間転写体16にトナー像26を転写した感光体10では、転写されずに残留したトナーがクリーナ18との接触位置まで運ばれ、クリーナ18によって回収される。なお、転写効率が100%に近く、残留トナーが問題とならない場合は、クリーナ18は設けなくてもよい。
画像形成装置100は、さらに、転写後かつ次の帯電までに感光体10の表面を除電する除電装置(図示せず)を備えていてもよい。
画像形成装置100に備えられる帯電装置20、露光装置12、現像装置14、中間転写体16、転写定着ローラ28、硬化装置32、および、クリーナ18等は、例えば、すべてが感光体10の回転速度と同期をとって動作されてもよい。
乾式の現像剤を用いる場合には、現像手段は、感光体10上に形成された静電潜像を、トナーを含む一成分現像剤あるいは二成分現像剤により現像してトナー像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すればよく、トナー層が感光体10に接触する方式のものでも、接触しない方式のものでもよい。例えば、ローラ、ブラシなどを用いてトナーを感光体10に付着させる機能を有する現像器など、公知の現像器などが挙げられる。
本実施形態に係る画像形成装置は、ブランケット、転写ローラ、転写ベルト等の画像支持体上に本実施形態に係るトナーを透明トナーとして用いて透明画像を形成する透明画像形成手段と、透明画像上に1色以上の着色粒子を含有する着色画像(下地層)を形成する着色画像形成手段と、形成した画像を記録媒体に転写する転写手段と、透明画像を記録媒体上で溶融させる溶融手段と、溶融させた画像を紫外線照射、加熱等により硬化させる硬化手段とを含むものであってもよい。
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
<ポリエステル樹脂1の合成>
フマル酸:40mol%
テレフタル酸:10mol%
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:20mol%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:30mol%
触媒(松本ファインケミカル社製、品名:オルガチックスTC−400):0.3mol%
以上の成分をフラスコ内で混合し、窒素雰囲気で170℃に加熱して1時間撹拌した後、200Pa、200℃でさらに5時間脱水縮合して、不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂1を得た。得られたポリエステル樹脂1の酸価は13mgKOH/g、GPCによる重量平均分子量(Mw)は、33,000であった。
フマル酸:40mol%
テレフタル酸:10mol%
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:20mol%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:30mol%
触媒(松本ファインケミカル社製、品名:オルガチックスTC−400):0.3mol%
以上の成分をフラスコ内で混合し、窒素雰囲気で170℃に加熱して1時間撹拌した後、200Pa、200℃でさらに5時間脱水縮合して、不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂1を得た。得られたポリエステル樹脂1の酸価は13mgKOH/g、GPCによる重量平均分子量(Mw)は、33,000であった。
<ポリエステル樹脂2の合成>
テレフタル酸:50mol%
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:20mol%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:30mol%
触媒(松本ファインケミカル社製、品名:オルガチックスTC−400):0.3mol%
以上の成分をフラスコ内で混合し、窒素雰囲気で170℃に加熱して1時間撹拌した後、200Pa、200℃でさらに5時間脱水縮合して、ポリエステル樹脂2を得た。得られたポリエステル樹脂2の酸価は12mgKOH/g、GPCによる重量平均分子量(Mw)は、57,000であった。
テレフタル酸:50mol%
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:20mol%
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物:30mol%
触媒(松本ファインケミカル社製、品名:オルガチックスTC−400):0.3mol%
以上の成分をフラスコ内で混合し、窒素雰囲気で170℃に加熱して1時間撹拌した後、200Pa、200℃でさらに5時間脱水縮合して、ポリエステル樹脂2を得た。得られたポリエステル樹脂2の酸価は12mgKOH/g、GPCによる重量平均分子量(Mw)は、57,000であった。
(微粒子1の作製)
ポリエステル樹脂1 120質量部、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料として、下記構造式のビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン(東京化成工業社製、吸熱開始温度165℃)25質量部をセパラブルフラスコに入れ、メチルエチルケトン(140質量部、関東化学社製)、イソプロピルアルコール(10質量部、純正化学社製)を加え溶解させた。10質量%アンモニア水を4質量部滴下して乳化し、さらに水を300質量部滴下した後、界面活性剤として、ペレックス 10質量%水溶液(花王社製)1質量部を加えて、微粒子1を得た。なお、活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度は、島津製作所社装置(示差走査熱量計(DSC)、DSC−50型)を用いて、10℃/minの昇温速度により測定した。
ポリエステル樹脂1 120質量部、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料として、下記構造式のビス(3−エチル−5−メチル−4−マレイミドフェニル)メタン(東京化成工業社製、吸熱開始温度165℃)25質量部をセパラブルフラスコに入れ、メチルエチルケトン(140質量部、関東化学社製)、イソプロピルアルコール(10質量部、純正化学社製)を加え溶解させた。10質量%アンモニア水を4質量部滴下して乳化し、さらに水を300質量部滴下した後、界面活性剤として、ペレックス 10質量%水溶液(花王社製)1質量部を加えて、微粒子1を得た。なお、活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度は、島津製作所社装置(示差走査熱量計(DSC)、DSC−50型)を用いて、10℃/minの昇温速度により測定した。
(微粒子2の作製)
ポリエステル樹脂1 120質量部、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料として、下記構造式の化合物(大和化成社製、商品名BMI2300、n=0以上2以下、吸熱開始温度70℃)25質量部をセパラブルフラスコに入れ、メチルエチルケトン(140質量部、関東化学社製)、イソプロピルアルコール(10質量部、純正化学社製)を加え溶解させた。10質量%アンモニア水を4質量部滴下して乳化し、さらに水を300質量部滴下した後、界面活性剤として、ペレックス 10質量%水溶液(花王社製)1質量部を加えて、微粒子2を得た。
ポリエステル樹脂1 120質量部、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料として、下記構造式の化合物(大和化成社製、商品名BMI2300、n=0以上2以下、吸熱開始温度70℃)25質量部をセパラブルフラスコに入れ、メチルエチルケトン(140質量部、関東化学社製)、イソプロピルアルコール(10質量部、純正化学社製)を加え溶解させた。10質量%アンモニア水を4質量部滴下して乳化し、さらに水を300質量部滴下した後、界面活性剤として、ペレックス 10質量%水溶液(花王社製)1質量部を加えて、微粒子2を得た。
[実施例1]
<トナー1の作製>
セパラブルフラスコに微粒子1を100質量部入れ、3質量%硫酸ナトリウム水溶液を体積平均粒径4.0μmとなるまで滴下した。その後、停止水100質量部を添加して反応を停止した。続いて、25℃で空気を送りながらメチルエチルケトンおよびイソプロピルアルコールを脱溶剤し、トナー分散液を得た。このトナー分散液を吸引ろ過してケーキ1を得た。このケーキ1を水2000質量部で洗浄した後、40時間凍結乾燥することで体積平均粒径Dv50:4.0μmのトナー1を70質量部得た。
<トナー1の作製>
セパラブルフラスコに微粒子1を100質量部入れ、3質量%硫酸ナトリウム水溶液を体積平均粒径4.0μmとなるまで滴下した。その後、停止水100質量部を添加して反応を停止した。続いて、25℃で空気を送りながらメチルエチルケトンおよびイソプロピルアルコールを脱溶剤し、トナー分散液を得た。このトナー分散液を吸引ろ過してケーキ1を得た。このケーキ1を水2000質量部で洗浄した後、40時間凍結乾燥することで体積平均粒径Dv50:4.0μmのトナー1を70質量部得た。
[実施例2]
<トナー2の作製>
トナー1の作製で得られたケーキ1 50質量部に水50質量部を加え、超音波の下で10分間撹拌した。1N塩酸でpH3とした後、トナーに対して1質量%ポリエチレンイミン(PEI)(純正化学社製、重量平均分子量:70,000)の30質量%水溶液を添加して1時間撹拌後、水洗して40時間凍結乾燥することで、体積平均粒径Dv50:4.0μmのトナー2を30質量部得た。
<トナー2の作製>
トナー1の作製で得られたケーキ1 50質量部に水50質量部を加え、超音波の下で10分間撹拌した。1N塩酸でpH3とした後、トナーに対して1質量%ポリエチレンイミン(PEI)(純正化学社製、重量平均分子量:70,000)の30質量%水溶液を添加して1時間撹拌後、水洗して40時間凍結乾燥することで、体積平均粒径Dv50:4.0μmのトナー2を30質量部得た。
[実施例3]
<トナー3の作製>
トナー1の作製で用いた微粒子1の代わりに微粒子2を用いた以外は、トナー1の作製と同様にしてケーキ2を得た。ケーキ2を水洗して40時間凍結乾燥することで、体積平均粒径Dv50:4.0μmのトナー3を30質量部得た。
<トナー3の作製>
トナー1の作製で用いた微粒子1の代わりに微粒子2を用いた以外は、トナー1の作製と同様にしてケーキ2を得た。ケーキ2を水洗して40時間凍結乾燥することで、体積平均粒径Dv50:4.0μmのトナー3を30質量部得た。
[実施例4]
<トナー4の作製>
トナー2の作製で用いたケーキ1の代わりにケーキ2を用いた以外は、トナー2の作製と同様にして、体積平均粒径Dv50:4.0μmのトナー4を30質量部得た。
<トナー4の作製>
トナー2の作製で用いたケーキ1の代わりにケーキ2を用いた以外は、トナー2の作製と同様にして、体積平均粒径Dv50:4.0μmのトナー4を30質量部得た。
[実施例5]
<液体現像剤1の作製>
実施例4で得られたトナー4(15質量部)に、キャリア液としてデカン(和光純薬社製)を加え、全量で60質量部とした。さらに、ウルトラタラックスT50により1分間8800rpmで撹拌することで液体現像剤1を得た。
<液体現像剤1の作製>
実施例4で得られたトナー4(15質量部)に、キャリア液としてデカン(和光純薬社製)を加え、全量で60質量部とした。さらに、ウルトラタラックスT50により1分間8800rpmで撹拌することで液体現像剤1を得た。
[比較例1]
<比較トナー1の作製>
樹脂2 90質量部、不飽和二重結合を有するアクリルモノマとして、カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート(東亜合成社製、商品名アロニックスM325)10質量部、光重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製、融点49℃、吸収波長末端:約370nm、下記構造式)10質量部をセパラブルフラスコに入れ、メチルエチルケトン(100質量部、関東化学社製)、イソプロピルアルコール(5質量部、純正化学社製)を加え溶解させた。10質量%アンモニア水を3質量部滴下して乳化し、さらに水を100質量部滴下した後、界面活性剤として、ペレックス 10質量%水溶液(花王社製)1質量部を加えて、微粒子3を得た。これに、3質量%硫酸ナトリウム水溶液を体積平均粒径4.0μmとなるまで滴下した。その後、停止水100質量部を添加して反応を停止した。続いて、25℃で空気を送りながらメチルエチルケトンおよびイソプロピルアルコールを脱溶剤し、トナー分散液を得た。このトナー分散液を吸引ろ過してケーキ3を得た。このケーキ3を水2000質量部で洗浄した後、40時間凍結乾燥することで体積平均粒径Dv50:4.0μmの比較トナー1を90質量部得た。
<比較トナー1の作製>
樹脂2 90質量部、不飽和二重結合を有するアクリルモノマとして、カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート(東亜合成社製、商品名アロニックスM325)10質量部、光重合開始剤として、イルガキュア184(BASF社製、融点49℃、吸収波長末端:約370nm、下記構造式)10質量部をセパラブルフラスコに入れ、メチルエチルケトン(100質量部、関東化学社製)、イソプロピルアルコール(5質量部、純正化学社製)を加え溶解させた。10質量%アンモニア水を3質量部滴下して乳化し、さらに水を100質量部滴下した後、界面活性剤として、ペレックス 10質量%水溶液(花王社製)1質量部を加えて、微粒子3を得た。これに、3質量%硫酸ナトリウム水溶液を体積平均粒径4.0μmとなるまで滴下した。その後、停止水100質量部を添加して反応を停止した。続いて、25℃で空気を送りながらメチルエチルケトンおよびイソプロピルアルコールを脱溶剤し、トナー分散液を得た。このトナー分散液を吸引ろ過してケーキ3を得た。このケーキ3を水2000質量部で洗浄した後、40時間凍結乾燥することで体積平均粒径Dv50:4.0μmの比較トナー1を90質量部得た。
[比較例2]
<比較トナー2の作製>
比較例1で用いたイルガキュア184の代わりに、イルガキュア651(BASF社製、融点64℃から67℃、吸収波長末端:約390nm、下記構造式)10質量部を用いた以外は比較例1と同様にして、体積平均粒径Dv50:4.0μmの比較トナー2を50質量部得た。
<比較トナー2の作製>
比較例1で用いたイルガキュア184の代わりに、イルガキュア651(BASF社製、融点64℃から67℃、吸収波長末端:約390nm、下記構造式)10質量部を用いた以外は比較例1と同様にして、体積平均粒径Dv50:4.0μmの比較トナー2を50質量部得た。
[比較例3]
<比較トナー3の作製>
比較トナー1の作製で用いた樹脂2、カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレートの代わりに、樹脂1を用いた以外は、比較トナー1の作製と同様にしてケーキ4を得た。ケーキ4を水洗して40時間凍結乾燥することで、体積平均粒径Dv50:4.0μmの比較トナー3を30質量部得た。
<比較トナー3の作製>
比較トナー1の作製で用いた樹脂2、カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレートの代わりに、樹脂1を用いた以外は、比較トナー1の作製と同様にしてケーキ4を得た。ケーキ4を水洗して40時間凍結乾燥することで、体積平均粒径Dv50:4.0μmの比較トナー3を30質量部得た。
[評価]
(画像硬化後の水中溶出)
実施例および比較例で得られた各トナーをオーバーヘッドプロジェクタ用フィルム(コクヨ製)上にケーキプリンタでTMA(トナー載り量)=4(g/m2)となるように画像を形成して、ホットプレート130℃で加熱してトナーを溶融させながら、LEDランプ(波長385nm)を30秒露光した。露光後にこの画像を水中に1時間浸漬し、水中へ溶出する硬化成分があるか重量変化により、以下の基準で確認した。なお、実施例5の液体現像剤の硬化後の画像の水中溶出については、硬化後の画像の表面をウエスで充分ふきとった後の重量変化より判断した。結果を表1に示す。
〇:重量変化が1質量%未満
×:重量変化が1質量%以上
(画像硬化後の水中溶出)
実施例および比較例で得られた各トナーをオーバーヘッドプロジェクタ用フィルム(コクヨ製)上にケーキプリンタでTMA(トナー載り量)=4(g/m2)となるように画像を形成して、ホットプレート130℃で加熱してトナーを溶融させながら、LEDランプ(波長385nm)を30秒露光した。露光後にこの画像を水中に1時間浸漬し、水中へ溶出する硬化成分があるか重量変化により、以下の基準で確認した。なお、実施例5の液体現像剤の硬化後の画像の水中溶出については、硬化後の画像の表面をウエスで充分ふきとった後の重量変化より判断した。結果を表1に示す。
〇:重量変化が1質量%未満
×:重量変化が1質量%以上
(トナー硬化性)
画像ひっかき試験方法(ライナックス社製、ひっかき試験機500g荷重で5本別々に引っ掻いたときの画像の変化(グロスの変化または画像が残らないなどの変化)により、トナーの硬化性を下記基準で評価した。結果を表1に示す。
◎:画像に変化がない。
〇:画像残存があるが、わずかなグロス低下がある
△:1本以上4本未満で画像残存がない
×:4本以上画像残存がない
画像ひっかき試験方法(ライナックス社製、ひっかき試験機500g荷重で5本別々に引っ掻いたときの画像の変化(グロスの変化または画像が残らないなどの変化)により、トナーの硬化性を下記基準で評価した。結果を表1に示す。
◎:画像に変化がない。
〇:画像残存があるが、わずかなグロス低下がある
△:1本以上4本未満で画像残存がない
×:4本以上画像残存がない
実施例のトナーおよび液体現像剤は、マレイミド基を有さない光重合開始剤を含む比較例のトナーと比較して、得られた硬化画像からの水中溶出成分の量が低減された。
比較例1のトナーでは、光重合開始剤の吸収波長が短く、十分硬化しないため画像が水に溶出した。
比較例2のトナーでは、わずかにUV硬化するものの、画像から成分が水に溶出した。実施例3,4のトナーは、活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度が実施例3,4のトナーに比べて低い実施例1,2のトナーにそれぞれ比べて、トナー硬化性が良好であった。ポリエチレンイミンで表面改質した実施例2,4のトナーは、ポリエチレンイミンで表面改質していない実施例1,3のトナーにそれぞれ比べて、トナー硬化性が良好であった。
比較例1のトナーでは、光重合開始剤の吸収波長が短く、十分硬化しないため画像が水に溶出した。
比較例2のトナーでは、わずかにUV硬化するものの、画像から成分が水に溶出した。実施例3,4のトナーは、活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度が実施例3,4のトナーに比べて低い実施例1,2のトナーにそれぞれ比べて、トナー硬化性が良好であった。ポリエチレンイミンで表面改質した実施例2,4のトナーは、ポリエチレンイミンで表面改質していない実施例1,3のトナーにそれぞれ比べて、トナー硬化性が良好であった。
10 感光体(像保持体)、12 露光装置(潜像形成手段)、14 現像装置(現像手段)、14a 現像ローラ(現像剤保持体)、14b 現像剤収納容器、16 中間転写体(転写手段)、18 クリーナ(清掃手段)、20 帯電装置(帯電手段)、24 液体現像剤、26 トナー像、28 転写定着ローラ(転写手段、定着手段)、29 定着画像、30 用紙(記録媒体)、32 硬化装置(硬化手段)、100 画像形成装置。
Claims (8)
- 不飽和二重結合を有する樹脂と、マレイミド基を有する活性エネルギー線硬化材料とを含むことを特徴とするトナー。
- 前記活性エネルギー線硬化材料の吸熱開始温度が、40℃以上150℃以下の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- ポリアルキレンイミン類およびポリアリルアミン類のうちの少なくとも1つにより表面改質されていることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナーと、キャリア液とを含有することを特徴とする液体現像剤。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤。
- 請求項4に記載の液体現像剤または請求項5に記載の現像剤が収容されていることを特徴とする、現像剤カートリッジ。
- 請求項4に記載の液体現像剤または請求項5に記載の現像剤が収容されていることを特徴とする、プロセスカートリッジ。
- 像保持体と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記潜像を、請求項4に記載の液体現像剤または請求項5に記載の現像剤により現像して、トナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を前記記録媒体に定着させて定着画像を形成する定着手段と、
前記定着画像を硬化させる硬化手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015174072A JP2017049485A (ja) | 2015-09-03 | 2015-09-03 | トナー、液体現像剤、現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015174072A JP2017049485A (ja) | 2015-09-03 | 2015-09-03 | トナー、液体現像剤、現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 |
Publications (1)
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JP2017049485A true JP2017049485A (ja) | 2017-03-09 |
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ID=58279599
Family Applications (1)
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JP2015174072A Pending JP2017049485A (ja) | 2015-09-03 | 2015-09-03 | トナー、液体現像剤、現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、および画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2017049485A (ja) |
-
2015
- 2015-09-03 JP JP2015174072A patent/JP2017049485A/ja active Pending
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