JP2020148822A - 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、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
特許文献2には、結着樹脂と着色剤と5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドとを含有し、前記着色剤がPigment Red 238及びPigment Red 269の少なくとも一方を含有し、前記着色剤の含有率が1質量%以上20質量%以下であり、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1ppm以上300ppm以下である静電荷像現像用トナーが開示されている。
5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下である静電荷像現像用トナー。
<2> 前記結着樹脂が結晶性樹脂をさらに含む、<1>に記載の静電荷像現像用トナー。
<3> 前記非晶性樹脂において前記ポリエステル樹脂セグメントと前記スチレンアクリル樹脂セグメントとの合計量に占める前記スチレンアクリル樹脂セグメントの割合が20質量%以上60質量%以下である、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナー。
<4> 前記トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方を含有する、<1>〜<3>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<5> 前記トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド122をさらに含有する、<4>に記載の静電荷像現像用トナー。
<6> 前記離型剤がパラフィンワックス及びエステルワックスからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>〜<5>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<7> 5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で300ppm以下である、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
<8> <1>〜<7>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<9> <1>〜<7>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。
<10> <8>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。
<11> 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、<8>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。
<12> 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、<8>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。
<3>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂においてポリエステル樹脂セグメントとスチレンアクリル樹脂セグメントとの合計量に占めるスチレンアクリル樹脂セグメントの割合が20質量%未満又は60質量%超である場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる静電荷像現像用トナーが提供される。
<5>に係る発明によれば、トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド238のみ又はC.I.ピグメントレッド269のみを含有する場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる静電荷像現像用トナーが提供される。
<7>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が300ppm超である静電荷像現像用トナーに比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる静電荷像現像用トナーが提供される。
<9>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを適用した場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうるトナーカートリッジが提供される。
<10>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用した場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうるプロセスカートリッジが提供される。
<11>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用した場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる画像形成装置が提供される。
<12>に係る発明によれば、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂と離型剤とを含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が1000ppm超である静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤を適用した場合に比べて、引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成しうる画像形成方法が提供される。
本実施形態に係るトナーは、ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂を含む結着樹脂と、離型剤と、を含有するトナー粒子を含み、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下である。
しかし、画像が記録媒体から剥がれやすい条件(例えば、記録媒体が樹脂製シートである場合、画像がハーフトーン画像である場合、画像が経年する場合)が重なると、ハイブリッド非晶性樹脂を含むトナー粒子によって形成された画像であっても、引っ掻きによる画像欠損が発生した。
本発明の発明者らが検討したところ、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量を1000ppm以下に減らすことで、引っ掻きに対する耐性が向上することが分かった。
5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドは、極性を有する分子であるので、ハイブリッド非晶性樹脂に対する離型剤の分散を妨げるものと推測される。したがって、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量を減らすことで離型剤の分散が良化し、画像の定着性及び堅牢性が向上したものと推測される。
引っ掻きに対する耐性に優れる画像を形成する観点から、トナーに含まれる5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量は少ないほど好ましい。本実施形態に係るトナーは、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下であり、800ppm以下であることが好ましく、500ppm以下であることがより好ましく、300ppm以下であることが更に好ましく、100ppm以下であることが更に好ましく、検出限界を下回ること(すなわち、実質的に0ppm)が更に好ましい。
トナー0.1gを採取し、テトラヒドロフランを加えた後、15分間超音波で処理する。抽出液をロータリーエバポレーターで濃縮し、アセトニトリルで20mLに定容した液を試験液とする。試験液をバイアルに移し、高速液体クロマトグラフィーで分析する。5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドに当たるピークの面積と、検量線とから、5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドを定量し、さらに、トナー全量に対する5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量(ppm)を算出する。
トナー粒子は、ハイブリッド非晶性樹脂と離型剤とを含有する。トナー粒子は、さらに、その他の樹脂、着色剤、その他添加剤を含有していてもよい。
本実施形態におけるトナー粒子は、結着樹脂として、少なくとも1種のハイブリッド非晶性樹脂を含有する。
本実施形態においてトナー粒子に含まれるハイブリッド非晶性樹脂は、1分子中にポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂であれば特に限定されるものではない。
本実施形態において「ポリエステル樹脂」とは、主鎖にエステル結合(−COO−)を有する高分子を意味する。
多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。
多価アルコールは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価カルボン酸としては、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下、好ましくは炭素数1以上3以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
非芳香族性の炭素−炭素不飽和結合を有するジカルボン酸としては、フマル酸、マレイン酸、1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸、アルケニルコハク酸(例えば、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸等)、及びこれらの無水物が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点からフマル酸が好ましい。
本実施形態におけるハイブリッド非晶性樹脂のスチレンアクリル樹脂セグメントとしては、例えば、付加重合性単量体を付加重合してなるセグメントが挙げられる。スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する付加重合性単量体としては、スチレンアクリル樹脂の合成に一般的に用いられる、スチレン類、(メタ)アクリル酸エステル類、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体が挙げられる。
本開示における樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量は、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。重量平均分子量及び数平均分子量は、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。
本開示における樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
(i)多価アルコールと多価カルボン酸との縮重合によってポリエステル樹脂セグメントを作製した後、スチレンアクリル樹脂セグメントを構成する単量体を付加重合させる。
(ii)付加重合性単量体の付加重合によってスチレンアクリル樹脂セグメントを作製した後、多価アルコールと多価カルボン酸とを縮重合させる。
(iii)多価アルコールと多価カルボン酸との縮重合と、付加重合性単量体の付加重合とを並行して行う。
本実施形態においてトナー粒子は、ハイブリッド非晶性樹脂以外のその他の非晶性樹脂を含んでいてもよい。その他の非晶性樹脂としては、例えばポリエステル樹脂が挙げられる。
本実施形態においてトナー粒子は、結晶性樹脂を含有することが好ましく、結晶性ポリエステル樹脂を含有することがより好ましい。
ここで、結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、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。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
多価アルコールは、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。
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 K7121:1987「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。
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等の顔料;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、チアゾール系等の染料;が挙げられる。
着色剤は、1種を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;カルナウバワックス、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。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の公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。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質量%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。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、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。無機粒子として、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等の無機粒子が挙げられる。
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。
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。
樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザ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、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℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpH2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、加熱を行ってもよい。
凝集剤と共に、該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。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸;イミノ二酸酢(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
キレート剤の添加量は、樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液を、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。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーを少なくとも含むものである。
本実施形態に係る静電荷像現像剤は、本実施形態に係るトナーのみを含む一成分現像剤であってもよいし、当該トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよい。
磁性粉分散型キャリア、樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、この表面を樹脂で被覆したキャリアであってもよい。
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、その後に溶剤を除去するニーダーコーター法;等が挙げられる。
本実施形態に係る画像形成装置及び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。
本実施形態に係る画像形成装置が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。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に着脱するプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)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、ブラックの各トナーの供給がなされる。
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。各ユニットの一次転写ロール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の値を変える。
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からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの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する。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現像され可視化される。
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にてイエローのトナー画像が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。
定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、記録紙Pの表面も平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
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。
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。
本実施形態に係るトナーカートリッジは、本実施形態に係るトナーを収容し、画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジである。トナーカートリッジは、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のトナーを収容するものである。
[ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の合成]
−スチレンアクリル樹脂の合成−
冷却管付き反応容器にトルエン100質量部を入れ、そこにスチレン306質量部、n−ブチルアクリレート94質量部、アクリル酸6質量部、及びβ−カルボキシエチルアクリレート0.2質量部を投入してトルエンに溶解した。さらにラジカル重合開始剤であるアゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)0.75質量部を加え、窒素気流下、70℃で16時間攪拌した。反応物をメタノールに沈殿させ、乾燥して、スチレンアクリル樹脂(SA1)を得た。
攪拌機、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物45モル部、エチレングリコール30モル部、ネオペンチルグリコール25モル部、テレフタル酸90モル部、ドデセニルコハク酸無水物10モル部を投入し、反応容器内を乾燥窒素ガスで置換した。次いで、触媒であるジブチル錫オキサイドをモノマー合計量100質量部に対して1.0質量部投入し、窒素ガス気流下、190℃で5時間攪し、次いで温度を240℃に上げて6時間攪拌した。次いで、反応容器内を10.0mmHgまで減圧し、減圧下で0.5時間攪拌して、非晶性ポリエステル樹脂(PE1)を得た。
非晶性ポリエステル樹脂(PE1)60質量部とスチレンアクリル樹脂(SA1)40質量部とをトルエン70質量部に溶解した後、冷却管付き反応容器に入れ、窒素気流下、120℃で5時間攪拌を行って重合させ、ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の重量平均分子量(Mw)は36,000、ガラス転移温度(Tg)は55℃であった。
ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の合成と同様にして、但し、複合化の工程において非晶性ポリエステル樹脂(PE1)40質量部とスチレンアクリル樹脂(SA1)60質量部とを使用してハイブリッド非晶性樹脂(HB2)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂(HB2)の重量平均分子量(Mw)は37,000、ガラス転移温度(Tg)は53℃であった。
ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の合成と同様にして、但し、複合化の工程において非晶性ポリエステル樹脂(PE1)80質量部とスチレンアクリル樹脂(SA1)20質量部とを使用してハイブリッド非晶性樹脂(HB3)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂(HB3)の重量平均分子量(Mw)は38,000、ガラス転移温度(Tg)は57℃であった。
[ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の調製]
ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)3000質量部、イオン交換水10000質量部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム90質量部を、高温高圧乳化装置(キャビトロンCD1010)の乳化タンクに入れ、130℃に加熱溶融した後、110℃に加熱しながら流量3L/分且つ回転速度10000rpmの条件で30分間分散させ、次いで冷却タンクを通過させて、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)は、固形分量30質量%、樹脂粒子の体積平均粒径115nmであった。
ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の調製と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の代わりにハイブリッド非晶性樹脂(HB2)を使用してハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB2)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB2)は、固形分量30質量%、樹脂粒子の体積平均粒径125nmであった。
ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の調製と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂(HB1)の代わりにハイブリッド非晶性樹脂(HB3)を使用してハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB3)を得た。ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB3)は、固形分量30質量%、樹脂粒子の体積平均粒径120nmであった。
溶融状態の非晶性ポリエステル樹脂(PE1)を高温高圧乳化装置(キャビトロンCD1010)の乳化タンクに入れ、さらに濃度0.37質量%の希アンモニア水を入れ、120℃に加熱しながら回転速度60Hz、圧力5kg/cm2の条件で30分間分散させ、次いで冷却タンクを通過させて、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(PE1)を得た。非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(PE1)は、固形分量30質量%、樹脂粒子の体積平均粒径130nmであった。
攪拌器、温度計、コンデンサー及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に、1,6−ヘキサンジオール1モル部とドデカン二酸1モル部とを投入し、反応容器内を乾燥窒素ガスで置換した。次いで、触媒であるチタンテトラブトキサイドをモノマー合計量100質量部に対して0.25質量部投入した。窒素ガス気流下、170℃で3時間攪拌した後、温度を210℃まで1時間かけて昇温し、反応容器内を3kPaまで減圧し、減圧下で13時間攪拌して、結晶性ポリエステル樹脂(Cr1)を得た。
コンデンサー、温度計、水滴下装置及びアンカー翼を備えたジャケット付き反応槽に、結晶性ポリエステル樹脂(Cr1)300質量部と、メチルエチルケトン160質量部と、イソプロピルアルコール100質量部とを入れ、水循環式恒温槽にて70℃に維持しながら、回転速度100rpmで攪拌しつつ樹脂を溶解させた。次いで、回転速度を150rpmにし、水循環式恒温槽を66℃に設定し、10質量%アンモニア水(試薬)17質量部を10分間かけて投入した後、66℃に保温されたイオン交換水を7質量部/分の速度で、合計900質量部滴下し転相させて、乳化液を得た。乳化液800質量部とイオン交換水700質量部とをナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーターに設置した。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1100質量部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷して分散液を得た。イオン交換水を加えて、固形分量を20質量%に調製し、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)を得た。結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)は、樹脂粒子の体積平均粒径140nmであった。
[離型剤粒子分散液(P)の調製]
パラフィンワックス(融解温度88℃、日本精蝋株式会社製)50質量部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンRK)5質量部、及びイオン交換水200質量部を混合し110℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー(ゴーリン社)で分散処理し、離型剤粒子分散液(P)を得た。離型剤粒子分散液(P)は、固形分量26質量%、粒子の体積平均粒径150nmであった。
離型剤粒子分散液(P)の調製と同様にして、但し、パラフィンワックスの代わりにエステルワックス(融解温度90℃)を用いて、離型剤粒子分散液(E)を得た。離型剤粒子分散液(E)は、固形分量26質量%、粒子の体積平均粒160nmであった。
[着色剤粒子分散液(NM)の調製]
C.I.ピグメントレッド238(市販品)を70質量部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンRK)を1質量部、及びイオン交換水200質量部を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散した。分散液中の固形分量が20質量%となるようにイオン交換水を加え、着色剤粒子分散液(NM)を得た。着色剤粒子分散液(NM)は、着色剤粒子の体積平均粒径190nmであった。
着色剤粒子分散液(NM)の調製と同様にして、但し、C.I.ピグメントレッド238をイオン交換水で洗浄した後に着色剤粒子分散液の調製に用いて、着色剤粒子分散液(M1)、(M2)、(M3)、(M4)、(M5)及び(M6)をそれぞれ調製した。イオン交換水を用いたC.I.ピグメントレッド238の洗浄回数を変えることで着色剤粒子分散液(M1)、(M2)、(M3)、(M4)、(M5)及び(M6)を作り分けた。着色剤粒子分散液(M1)、(M2)、(M3)、(M4)、(M5)及び(M6)はそれぞれ、着色剤粒子の体積平均粒径190nmであった。
着色剤粒子分散液(NM)の調製と同様にして、但し、C.I.ピグメントレッド238の代わりにC.I.ピグメントレッド122(市販品)を用いて、着色剤粒子分散液(R)を得た。着色剤粒子分散液(R)は、着色剤粒子の体積平均粒径190nmであった。
トルエン14質量部とスチレン−メチルメタクリレート共重合体(重合質量比90:10、重量平均分子量8万)2質量部とカーボンブラック(キャボット社製R330)0.2質量部とを混合しスターラーで10分間攪拌し分散液を調製した。次いで、分散液とフェライト粒子(体積平均粒径36μm)100質量部とを真空脱気型ニーダーに入れて60℃において30分間攪拌し、次いで、加温しながら減圧して脱気し乾燥させてキャリアを得た。
・ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1):100質量部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1): 15質量部
・離型剤粒子分散液(P) : 15質量部
・着色剤粒子分散液(M1) : 10質量部
・着色剤粒子分散液(R) : 10質量部
・アニオン性界面活性剤水溶液 :0.1質量部
・0.3M硝酸水溶液 : 5質量部
・イオン交換水 :100質量部
実施例1と同様にして、但し、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M2)、(M3)、(M4)、(M5)又は(M6)を用いて、トナー粒子(2)〜(6)、トナー(2)〜(6)及び現像剤(2)〜(6)を得た。
実施例1と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の代わりにハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB2)を用い、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用いて、トナー粒子(7)、トナー(7)及び現像剤(7)を得た。
実施例1と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の代わりにハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB3)を用い、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用いて、トナー粒子(8)、トナー(8)及び現像剤(8)を得た。
実施例1と同様にして、但し、離型剤粒子分散液(P)の代わりに離型剤粒子分散液(E)を用い、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用いて、トナー粒子(9)、トナー(9)及び現像剤(9)を得た。
実施例1と同様にして、但し、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用い、着色剤粒子分散液(R)を用いず、その分、着色剤粒子分散液(M4)を増量して(つまり、着色剤粒子分散液(M4)を20質量部使用した。)、トナー粒子(10)、トナー(10)及び現像剤(10)を得た。
実施例1と同様にして、但し、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(Cr1)を用いず、その分、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)を増量し、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(M4)を用いて、トナー粒子(11)、トナー(11)及び現像剤(11)を得た。
実施例1と同様にして、但し、着色剤粒子分散液(M1)の代わりに着色剤粒子分散液(NM)を用いて、トナー粒子(C1)、トナー(C1)及び現像剤(C1)を得た。
比較例1と同様にして、但し、ハイブリッド非晶性樹脂粒子分散液(HB1)の代わりに非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(PE1)を用いて、トナー粒子(C2)、トナー(C2)及び現像剤(C2)を得た。
上記で製造した現像剤を画像形成装置(富士ゼロックス(株)社製、DocuCentre color 400)のマゼンタ色の現像器に充填した。シアン色、イエロー色及び黒色の各現像剤として従来品を各色の現像器に充填した。
記録媒体としてユポ デジタル印刷用紙(厚さ150μm)を用い、電子写真学会テストチャートNo.5−1を1枚出力した。
温度42℃の環境下で、画像形成面に対して、照度550mW/cm2の紫外線を6時間照射した。
紫外線照射後、画像形成面におけるマゼンタの階調パッチを引掻き式硬度計318型(エリクセン社製)で1秒間に5mm〜10mmの速度で5mm〜10mmの長さの直線を引っ掻いた。画像の剥れが肉眼で認められない最大の圧縮力(単位N)を引掻き強度とした。実用上問題ない強度は2.5N以上である。
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)
28 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
P 記録紙(記録媒体の一例)
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)
Claims (12)
- ポリエステル樹脂セグメント及びスチレンアクリル樹脂セグメントを有する非晶性樹脂を含む結着樹脂と、離型剤と、を含有するトナー粒子を含み、
5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で1000ppm以下である静電荷像現像用トナー。 - 前記結着樹脂が結晶性樹脂をさらに含む、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記非晶性樹脂において前記ポリエステル樹脂セグメントと前記スチレンアクリル樹脂セグメントとの合計量に占める前記スチレンアクリル樹脂セグメントの割合が20質量%以上60質量%以下である、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド238及びC.I.ピグメントレッド269の少なくとも一方を含有する、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用トナー。
- 前記トナー粒子が着色剤としてC.I.ピグメントレッド122をさらに含有する、請求項4に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記離型剤がパラフィンワックス及びエステルワックスからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 5’−クロロ−3−ヒドロキシ−2’−メトキシ−2−ナフトアニリドの含有量が質量基準で300ppm以下である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを収容し、
画像形成装置に着脱されるトナーカートリッジ。 - 請求項8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8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8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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