JP5900372B2 - 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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Description
また、特許文献2には、分光吸収極大波長が750nm以上1100nm以下、かつ650nmにおける吸光度が、前記分光吸収極大波長における吸光度の5%以下である赤外線吸収材料を含有することを特徴とする不可視パターン形成用電子写真用トナーが開示されている。
請求項1に係る発明は、
結着樹脂と、下記一般式(I)で表される赤外線吸収剤と、を含む静電荷像現像用トナーである。
着色剤を含む請求項1に記載の静電荷像現像用トナーである。
前記赤外線吸収剤の極大吸収波長が、760nm以上1200nm以下の範囲である請求項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用トナーを含む静電荷像現像剤である。
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である。
請求項4に記載の静電荷像現像剤を収納し、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である。
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4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光定着する定着手段と、
を備える画像形成装置である。
前記定着手段は、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像をレーザー光で定着する手段である請求項7に記載の画像形成装置である。
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4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光定着する定着工程と、
を有する画像形成方法である。
前記定着工程は、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像をレーザー光で定着する工程である請求項9に記載の画像形成方法である。
請求項2に係る発明によれば、トナーが比較化合物(1)で表される赤外線吸収剤を同量含む場合に比べ、着色剤を含み定着性に優れた静電荷像現像用トナーを提供できる。
請求項3に係る発明によれば、トナーが含有する一般式(I)で表される赤外線吸収剤の極大吸収波長が上記範囲外である場合に比べ、色にごりの発生を抑制した静電荷像現像用トナーを提供できる。
請求項8、10によれば、比較化合物(1)で表される赤外線吸収剤を含むトナーを適用する場合に比べ、レーザー光によるトナー画像の定着性に優れた画像形成装置、及び画像形成方法を提供できる。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と称する)は、結着樹脂と、一般式(I)で表される赤外線吸収剤と、を含んで構成される。
この理由は定かではないが、以下に示す理由によるものと考えられる。
これに対し本実施形態に係るトナーに使用する一般式(I)で表される赤外線吸収剤は、R1とR2の炭素数の和が8以上であるために結着樹脂中での分散性が高まると考えられる。このため、結着樹脂全体に赤外線吸収剤が広く分布し、トナー全体で赤外線を吸収・発熱し、その結果、過剰な赤外線吸収剤を用いなくともトナーの定着性が高まると考えられる。
以上から、本実施形態に係るトナーは、定着性に優れると考えられる。
トナー粒子は、例えば、赤外吸収剤と、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、その他の添加剤と、を含んで構成される。
赤外線吸収剤は、下記一般式(I)で表される赤外線吸収剤である。
n2は、0以上5以下の整数を表し、n4は、0以上4以下の整数を表す。
Xは、酸素原子、又は硫黄原子を表す。
n2が0を表す場合、R1が表すアルキル基の炭素数は8以上である。
n2が1以上5以下の整数を表す場合、R1とR2が表すアルキル基の炭素数の和は8以上である。
R1及びR2が表すアルキル基の炭素数の和は8以上である。
n2が2以上5以下の整数を表す場合、同一のベンゼン環に結合する複数のR2は、互いに、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。
n4が2以上4以下の整数を表す場合、同一のベンゼン環に結合する複数のR4は、互いに、同一でも異なっていてもよい。
一般式(I)におけるn2が0を表す場合、R1が表すアルキル基の炭素数は、8以上であり、望ましくは8以上18以下であり、より望ましくは8以上12以下である。n2が1以上5以下の整数を表す場合、R1及びR2が表すアルキル基の炭素数の和は、8以上であり、望ましくは8以上20以下であり、より望ましくは8以上16以下である。これらアルキル基の炭素数(又はその和)が8以上である場合、一般式(I)で表される赤外線吸収剤は結着樹脂中での分散性が高まるため、トナーの定着性が向上する。
R1が表すアルキル基の炭素数とは、一般式(I)で表される赤外線吸収剤が有する一方のヘテロ環に結合した1つのアルキル基の炭素数であり、一般式(I)で表される赤外線吸収剤が有する2つのR1のアルキル基の炭素数の和ではない。
R2が表すアルキル基の炭素数とは、一般式(I)で表される赤外線吸収剤が有する一方のベンゼン環に結合したアルキル基の炭素数であり、一般式(I)で表される赤外線吸収剤が有する2つのベンゼン環に結合した全てのR2のアルキル基の炭素数の和ではない。そして、複数のR2が同一のベンゼン環に結合している場合(つまり、n2が2以上5以下の整数を示す場合)、R2が表すアルキル基の炭素数は、同一のベンゼン環に結合する複数のR2の各々が表すアルキル基の炭素数の和を表す。
但し、同一のベンゼン環に結合する複数のR2が、互いに結合して環を形成している場合、その環を構成する基の炭素数を当該複数のR2のアルキル基の炭素数とする。
ここで、未置換のアルキル基、及び未置換のアルコキシ基に置換しうる置換基としては、例えば、ハロゲン基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、ヒドロキシ基、アルコキシカルボニル基等が挙げられる。
また、n2が0を表しn4が1以上4以下を表す場合、複数のR4のベンゼン環への結合位置は、少なくとも、p−、o−位がよい。
また、一般式(I)におけるR2及びR4が共に同一のベンゼン環に結合している場合(n2が1以上を表し、かつn4が1以上を表す場合)、R2のベンゼン環への結合位置は、R2は少なくともp−位、R4は少なくともo−位がよい。
一般式(I)中のn4は、0以上4以下の整数を表し、0以上3以下の整数がよく、0以上1以下の整数が望ましい。
一般式(I)で表される赤外線吸収剤は、例えば、以下のスキーム1に従って合成される。但し、スキーム1は、一般式(I)において、X=硫黄原子、n2=1、n4=0、R3=Hである赤外線吸収剤の合成経路について示し、アルキル化剤としてメチル化剤を用いる。
一般式(I)で表わされる赤外線吸収剤が固体分散状態でトナー粒子中に存在する場合、その質量平均粒径は、10nm以上1000nm以下がよく、10nm以上500nmが望ましく、20nm以上300nm以下がより望ましい。
なお、一般式(I)で表される赤外線吸収剤は、分子レベルで分散する分子分散状態でトナー粒子中に存在してもよい。
これらの中では、ジイモニウム化合物又はクロコニウム化合物が好適である。
結着樹脂としては特に限定されず、公知の結着樹脂を使用してもよい。結着樹脂の主成分としては、スチレンとアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体、ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂等が、単独で又は併用して用いられる。
結着樹脂は、耐久性や透光性等の点から、ポリエステル樹脂又はポリオレフィン樹脂が好適であり、ポリエステル樹脂又はノルボルネンポリオレフィン樹脂を使用することがより好適である。また、光照射時の樹脂分解によるガス発生が少ない観点からは、ポリエステル樹脂が好適である。
ポリエステル樹脂は、カルボン酸成分とアルコール成分との縮重合により得られるものであり、具体的には、二価または三価以上のカルボン酸と、二価または三価以上のアルコール成分とが用いられる。
三価以上のカルボン酸成分としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、その他のポリカルボン酸、及びこれらの無水物等が挙げられる。
他のアルコール成分として、例えば、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、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のジオール類、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
着色剤としては、公知の顔料、染料等が用いられる。
具体的には、下記に示すものをトナーの色彩に対応させて選択して用いられる。
シアントナーにおいては、その着色剤として、例えば、C.I.ピグメントブルー1、同2、同3、同4、同5、同6、同7、同10、同11、同12、同13、同14、同15、同15:1、同15:2、同15:3、同15:4、同15:6、同16、同17、同23、同60、同65、同73、同83、同180、C.I.バットシアン1、同3、同20等や、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルーの部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBCのシアン顔料、C.I.ソルベントシアン79、162等のシアン染料等が挙げられる。
また、イエロー、マゼンタ、シアン、レッド、グリーン、ブルーの各顔料を混合して、ブラックトナーとしてもよい。
特に、着色剤の含有量は、トナー粒子全質量に対して、0.5質量%以上25質量%以下の範囲であることが望ましく、1質量%以上15質量%以下の範囲であることがより望ましい。
トナーの定着性をより高める目的で、トナー粒子は、その他添加剤として、帯電制御剤、離型剤を含有してもよい。
帯電制御剤としては、正帯電性及び負帯電性の帯電制御剤がある。
正帯電性の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、およびこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩、およびこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料;高級脂肪酸の金属塩;ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;ジブチルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;グアニジン化合物、イミダゾール化合物、アミノアクリル系樹脂等が挙げられる。
帯電制御剤は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
次に、トナー粒子の表面に付着させ得る外添剤について説明する。
トナー粒子が外添剤を付着することで、トナー粒子の流動性を向上し、トナー粒子のべたつきを抑制して、トナー粒子同士の凝集を抑制し得る。
本実施形態に係るトナーは、少なくとも、一般式(I)で表される赤外線吸収剤および結着樹脂を少なくとも含む構成成分を原料として製造し得る。具体的には、例えば、一般式(I)で表される赤外線吸収剤および結着樹脂を少なくとも含むトナー粒子作製後、外添剤を外添することで製造し得る。
次に、原料分散液中で、各粒子を凝集して凝集粒子を形成する凝集粒子形成工程と、凝集粒子を融合する融合工程とを経て、トナー粒子を得る。
なお、コア粒子と、このコア粒子を被覆するシェル層とを有するいわゆるコアシェル構造型のトナーを作製する場合には、凝集粒子形成工程を終えた後の原料分散液に、樹脂粒子分散液を添加して、トナー化した際にコア粒子となる凝集粒子表面に樹脂粒子を付着させて、トナー化した際にシェル層となる被覆層を形成する被覆層形成工程を実施し、その後に融合工程を実施する。なお、被覆層形成工程に用いる樹脂成分は、コア粒子を構成する樹脂成分と同一であっても異なっていてもよい。
本実施形態に係るトナーは、光定着用のトナーであっても、熱定着用のトナーであってもよい。また、本実施形態に係るトナーは、着色剤を含む着色トナーであってもよいし、着色剤を含まない透明トナー(いわゆる不可視トナー)であってもよい。ここで、不可視トナーとは、例えば、赤外線などの不可視の光を用いて解読(読み取り)するための画像を形成するトナーであって、記録媒体(例えば、用紙等)にトナー画像として定着した場合、目視により認識され難い(理想的にはまったく認識されない)トナーを意味する。
なお、不可視トナーには、存在を認識されないレベルの添加量(例えば、1質量%以下)であれば、着色剤を含んでもよい。
本実施形態に係るトナーを含む静電荷像現像剤(以下、「現像剤」と称する場合がある)は、前記トナーで構成される一成分現像剤、またはキャリアと前記トナーとを含む二成分現像剤のいずれであってもよい。
二成分現像剤を用いる二成分現像方式は、トナーとキャリアとを接触させ、摩擦帯電を利用してキャリアにトナーを付着させ、さらにこのトナーを潜像部分に案内して現像を行う磁気ブラシ現像法が代表的である。
キャリアの芯材としては、公知のマグネタイト、フェライト、鉄粉、ガラスビーズ等が用いられる。キャリアのコート剤としては、特に制限されないが、シリコーン樹脂系が特に望ましい。
架橋性樹脂としては、例えば架橋性フッ素系樹脂、エポキシ樹脂、架橋性シリコーン樹脂等が挙げられる。中でも、エポキシ樹脂、架橋性シリコーン樹脂が望ましく、架橋性シリコーン樹脂としては、架橋性のストレートシリコーン樹脂、フッ素変性シリコーン樹脂が望ましい。
樹脂被覆層は、トナー粒子の外添剤がキャリア表面に埋没し、トナー粒子の外添構造が変化することを抑制する観点から、最表面が架橋性樹脂で構成されていることが望ましい。
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比(トナー:キャリア)としては、質量基準で、1:100以上30:100以下の範囲であることが望ましく、3:100以上20:100以下の範囲であることがより望ましい。
次に、本実施形態に係るトナーを用いた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、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記静電潜像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、本実施形態に係る静電荷像現像剤を収容すると共に、前記静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写したトナー像を光定着する定着手段と、を備えて構成される。
トナーとして、正帯電性トナーを用いる場合は、一般に、アモルファスシリコン(「a−Si」と略称されることもある)に代表される無機感光体が用いられ、負帯電性トナーを用いる場合は、一般に、有機感光体(Organic Photconductor;OPCとも称される)が用いられる。
光定着装置に用いられる光源としては、通常のハロゲンランプ、水銀ランプ、フラッシュランプ、赤外線レーザー等が挙げられる。
加熱ロール定着器としては、一般的に一対の定着ロールが対向して圧接された加加熱ロール型定着装置が用いられる。一対の定着ロールとしては、加熱ロール及び加圧ロールが対向して設けられ、圧接してニップが形成されている。加熱ロールは、内部にヒーターランプを有する金属製の中空芯金コアに耐油耐熱性弾性体層(弾性層)及びフッ素樹脂等よりなる表面層が順次形成されてなり、加圧ロールは、必要に応じて内部にヒーターランプを有する金属製の中空芯金コアに耐油耐熱性弾性体層及び表面層が順次形成されてなる。これらの加熱ロールと加圧ロールとが形成するニップ域に、トナー像が形成された記録媒体を通過させることで、トナー像を定着させる。
また、一般式(I)で表される赤外線吸収剤は、この860nm以上の波長領域に極大吸収波長を有しており、前記赤外線吸収剤による前記赤外線レーザー光の吸収効率が向上し、トナーに対する添加する前記赤外線吸収剤の添加量を低減しやすくなる。
なお、白黒プリント用として用いる場合には、画像形成ユニット312としてブラック(K)のみを設けてもよい。
本実施形態に係るプロセスカートリッジは、現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体の表面に形成された静電潜像を前記静電荷像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、画像形成装置に脱着されるものである。そして、当該現像剤として、上記実施形態に係る現像剤が適用される。
次に、本実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する。本実施形態に係るトナーカートリッジは、トナーを収納し、画像形成装置に脱着されるトナーカートリッジである。そして、当該トナーとして、本実施形態に係るトナーが適用される。
(化合物(4)の合成)
−中間体A4の合成−
下記スキームAに従って、化合物(4)を合成した。
氷水冷却下、臭化エチルマグネシウム(1.0M、THF溶液)42mlに4−エチニルフェニルオクタン(出発化合物1−4)8.8gとTHF10mlの混合物を滴下した。滴下終了後、室温(25℃)で2時間撹拌し、2−オクチナール5.0gとTHF5mlの混合物を添加した。添加終了後、室温で1時間撹拌を行い、溶液A−4を得た。得られた溶液A−4を0℃に冷却し、6M 塩酸14mlを加え、室温まで戻し、エーテル20mlを加え、有機層を分取した。分取した有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧濃縮で溶媒を留去し、残渣を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、中間体A4を11.2g得た。
得られた中間体A4: 6.8gをトルエン60mlに溶解し、二酸化マンガン粉末3.5gを加えて40℃で1時間撹拌を行った。二酸化マンガン3.5gを加え、更に40℃で2時間撹拌を行った。更に二酸化マンガン3.5gを加え、40℃で3時間撹拌を行った後、溶液B−4を得た。得られた溶液B−4をろ過し、ろ液を減圧濃縮で留去することにより中間体B4を6.4g得た。
得られた中間体B4: 4.7gをエタノール100mlに溶解し、ナトリウムエトキシド(20%エタノール溶液)を3.4g加え、室温(25℃)で1時間撹拌を行い、溶液C−4を得た。
一方、硫黄1.0gにエタノール140mlを加え、更にナトリウムエトキシド(20%エタノール溶液)を4.7g、水素化ホウ素ナトリウム0.6gを加え、60℃に加熱して30分撹拌を行った後、加熱を止め、溶液D−4を得た。
得られた溶液D−4に溶液C−4を添加した。室温で30分間撹拌を行った後、減圧濃縮でエタノール180mlを留去し、反応溶液に飽和塩化ナトリウム水溶液を加えた。酢酸エチル50mlを加え、有機層を分取し、飽和塩化ナトリウム水溶液、水、飽和塩化ナトリウム水溶液で順次洗浄を行った。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮で溶媒を留去し、残渣を得た。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、中間体C4を3.7g得た。
窒素雰囲気下、中間体C4: 3.7gをTHF26mlに溶解した。臭化メチルマグネシウム(1MTHF溶液)12mlを滴下し、60℃で2時間撹拌した。反応液を室温(25℃)に冷却し、飽和臭化アンモニウム水溶液30mlをゆっくりと加えた後、酢酸エチル20mlを加え、有機層を分取した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した後、減圧濃縮で溶媒を留去し、中間体D4を4.3g得た。
得られた中間体D4: 3.9g、四角酸0.5g、ブタノール30ml、トルエン30ml、ピリジン0.6gを順次混合し、130℃で3時間攪拌した。反応溶液を放冷後、液量を半分まで濃縮し、メタノールを30ml加え、氷水冷却下で2時間撹拌を行い、析出結晶をろ取した。得られた析出結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することにより、化合物(4)を1.8g得た。
化合物(4)のTHF溶液での極大吸収波長は865nmであった。
なお、赤外線吸収剤の同定方法、赤外線吸収剤の極大吸収波長の算出、及び赤外線吸収剤の質量平均粒径については後述する。以下同様である。
化合物(4)の合成において、出発化合物1−4である4−エチニルフェニルオクタン8.8gを4−エチニルフェニルブタン6.5gに変え、2−オクチナール5.0gを4,4−ジメチル−2−ペンチナール4.4gに変えた以外は同様にして、化合物(1)の固体を得た。
化合物(4)の合成において、出発化合物1−4である4−エチニルフェニルオクタン8.8gを4−エチニルフェニルブタン6.5gに変え、2−オクチナール5.0gを2−ヘプチナール4.4gに変えた以外は同様にして、化合物(2)の固体を得た。
化合物(4)の合成において、出発化合物1−4である4−エチニルフェニルオクタン8.8gを4−フルオロフェニルアセチレン4.9gに変え、2−オクチナール5.0gを2−ウンデカナール6.7gに変えた以外は同様にして、化合物(7)の固体を得た。
化合物(4)の合成において、出発化合物1−4である4−エチニルフェニルオクタン8.8gを4−メトキシフェニルアセチレン5.4gに変え、2−オクチナール5.0gを2−ウンデカナール6.7gに変えた以外は同様にして、化合物(8)の固体を得た。
化合物(1)の1H−NMRスペクトル(CDCl3):9.2(2H)、6.8〜8.0(10H)、6.3(2H)、2.6〜2.8(4H)、1.5〜1.9(4H)、1.0〜1.5(22H)及び0.7〜1.0(6H)。
化合物(2)の1H−NMRスペクトル(CDCl3):9.2(2H)、6.8〜8.0(10H)、6.3(2H)、2.6〜2.8(4H)、1.5〜1.9(4H)、1.0〜1.5(38H)、0.7〜1.0(6H)。
化合物(7)の1H−NMRスペクトル(CDCl3):9.7(1H)、9.1(1H)、6.8(2H)、7.3〜7.8(10H)、6.3(2H)、2.5〜2.8(4H)、1.5〜2.0(4H)、1.0〜1.5(20H)、0.6〜1.0(6H)
。
化合物(8)の1H−NMRスペクトル(CDCl3):9.2(2H)、6.8〜8.0(10H)、6.3(2H)、 3.8(9H)、 2.6〜2.8(4H)、1.5〜1.9(4H)、1.0〜1.5(20H)、0.7〜1.0(6H)。
また、得られた例示化合物のTHF溶液における吸収スペクトルを測定し、極大吸収波長λmaxを得た;λmax(化合物(1))897nm、λmax(化合物(2))896nmで、λmax(化合物(7))856nm、λmax(化合物(8))879nm。
下記比較化合物(1)を、特開平2006−2511755号公報に開示されている方法により合成した。
−極大吸収波長の算出−
赤外線吸収剤の極大吸収波長は、赤外線吸収剤のテトラヒドロフラン(THF)溶液中の吸収スペクトルを(日立製作所製社製U4100)にて測定し、得られた吸収スペクトルから、算出した。
赤外線吸収剤の質量平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製、LA−910)を用いて測定された体積分布から、質量基準の質量平均粒径を換算して求めた。
−第一の樹脂粒子分散液の調製−
スチレン320部、n−ブチルアクリレート80部、アクリル酸10部、ドデカンチオール10部、非イオン性界面活性剤(三洋化成社製ノニポール400)6部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンR)10部、及びイオン交換水550部をフラスコ中に入れて分散し乳化し、10分間ゆっくりと攪拌混合しながら、過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で置換し、攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、第一の樹脂粒子分散液を得た。
レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製LA−700)で樹脂粒子の体積平均粒子径(D50)を測定したところ155nmであり、示差走査熱量計(島津制作所社製DSC−50)を用いて昇温速度10℃/minで樹脂のガラス転移温度を測定したところ54℃であり、分子量測定器(東ソー社製HLC−8020)を用いTHFを溶媒として重量平均分子量(ポリスチレン換算)を測定したところ33000であった。
第二の樹脂粒子分散液として、重合ロジンエステル樹脂粒子分散液(ハリマ化成社製ハリエスターSK−385NS(軟化温度85℃、酸価8.0mgKOH/g、固形分量50%))を用意した。
[着色分散液(C)]
シアン顔料(大日精化社製Pigment Blue15:3)50部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンR)5部、及びイオン交換水200部を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(スギノマシン社製HJP30006)を用いて1時間分散処理を行い、着色剤分散液(C)を得た。着色剤分散液(C)は、着色剤粒子の平均粒径185nm、固形分量20%であった。
パラフィンワックス(日本精蝋社製HNP0190、溶融温度85℃)40部、カチオン性界面活性剤(花王社製サニゾールB50)5部、及びイオン交換水200部を混合し95℃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、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理を行い、平均粒径550nm、離型剤濃度2質量%の離型剤分散液を得た。
[赤外線吸収剤分散液(1)]
赤外線吸収剤(化合物(1))10部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製ネオゲンR)1部、及びイオン交換水89部を混合し、超音波ホモジナイザー(日本精機社製US−150T)を用いて150Wで30分間分散処理を行い、体積平均粒子径250nm、固形分量11%の赤外線吸収剤分散液(1)を得た。
赤外線吸収剤(化合物(1))に代えて、赤外線吸収剤(化合物(2))、(化合物(4))、(化合物(7))、(化合物(8))、(比較化合物(1))を、各々使用した以外は、赤外線吸収剤分散液(1)と同様にして、赤外線吸収剤分散液(2)〜(5)、(20)を得た。
フェライト粒子(平均粒径35μm、体積電気抵抗108Ω・cm)100部、トルエン14部、パーフルオロオクチルエチルアクリレート/メチルメタクリレート共重合体(共重合比10/90、重量平均分子量8万)1.6部、カーボンブラック(キャボット社製VXC−72)0.12部、及び架橋メラミン樹脂粒子(数平均粒径0.3μm)0.3部のうち、フェライト粒子以外の上記材料をスターラーで10分間分散し、被覆層形成用溶液を調製した。この被覆層形成用溶液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れ、60℃で30分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して、フェライト粒子表面に樹脂被覆層を有するキャリアを得た。
(トナー粒子(1)の作製)
第一の樹脂粒子分散液260部、第二の樹脂粒子分散液20部、着色剤分散溶液(C)32.7部、赤外線吸収剤分散液(1)2.2部、離型剤分散液70部、カチオン性界面活性剤(花王社製サニゾールB50)1.5部、ポリ塩化アルミニウム0・36部、及びイオン交換水1000部を丸型ステンレス製フラスコに収容して、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて混合し分散した後、攪拌しながら48℃まで加熱した。48℃で30分保持した後、光学顕微鏡にて凝集粒子が形成されていることを確認した。その後、濃度0.5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液で液のpHを8.0に調製した後、90℃まで加熱し、更に3時間攪拌した。
反応終了後、冷却し、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。固形分を30℃のイオン交換水1000部に再分散し、攪拌翼によって300rpmで15分間攪拌し、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を施した。この再分散と吸引濾過を繰り返し、濾液が電気伝導度10.0μS/cmt以下となったところで洗浄を終了した。次いで真空乾燥機に仕込んで12時間継続して乾燥し、体積平均粒径5.8μmのトナー粒子(1)を得た。
トナー粒子(1)100部、及び疎水性シリカ(日本アエロジル社製T805)1部を、ヘンシェルミキサーを用いて周速32m/秒で10分間撹拌した後、45μmの網目のシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナー(1)を得た。
キャリア94部とトナー(1)6部とを、V−ブレンダーを用いて40rpmで20分間攪拌した後、177μmの網目のシーブで篩い、現像剤(1)を得た。
−画像形成−
発光波長880nmのレーザー照射装置を光定着装置の光源として装着した、画像形成装置(富士ゼロックス社製、商品名:Docu Center Color 2220)により、現像剤(1C)及び現像剤(1K)を用いて用紙上に定着画像を得た。なお、定着画像の形成における上記半導体レーザーの単位面積当たりの照射エネルギーを1.4J/cm2に設定し、搬送速度500mm/secでトナー画像の定着を行った。
トナーの定着性は画像の目視観察、および、画像のぬけがなく良好な画像が得られた場合には、下記に示すクリース評価によって行った。クリース評価は上記画像形成により得られた定着画像を形成した用紙を一度折り曲げ、開いて折れた画像部を綿で拭き、画像のはがれ具合を官能的に数値で表した。具体的には、トナーが一層となった20mm径の画像を一度折り、開いて折れた画像部を綿で軽く拭き、白く抜けた画像幅をμmの単位で表したものを指標とし、40μm以下を許容範囲とした。クリース評価の数値(クリース値)より、以下の判定基準に従って定着性を判定した。
A:良好な定着画像が得られ、クリース値40以下
B:良好な定着画像が得られ、クリース値40を越える
C:定着しない部分が多く、良好な定着画像が得られない
−トナー2〜6、比較トナー20の作製−
トナー2〜6、比較トナー20は、表1の記載に基づいて、赤外線吸収剤分散液の種類及び量を変える以外は、トナー1と同様にして作製した。
−現像剤2〜6、比較現像剤20の作製−
現像剤2〜6、比較現像剤20は、トナー1に代えて、トナー2〜6、比較トナー20を、各々使用した以外は、現像剤1と同様にして、現像剤2〜6、比較現像剤20を作製した。
また、実施例1と同様にして、トナー2〜6、比較トナー20の定着性の評価を行い、赤外線吸収剤の種類及び添加量と共に、評価結果を表1にまとめた。
以下、評価結果とともに、赤外線吸収剤の特性、添加量を、表1にまとめて示す。
−トナー6の作製−
トナー6は、以下に示す混錬粉砕法にて作製した。赤外線吸収剤分散液(3)1.8部、ポリエステル樹脂(ビスフェノール−プロピレンオキサイド付加物とフマル酸との縮合物(花王社製))を95部、顔料:PigmentBlue15:3(大日精化製)を5部、帯電制御剤(CCA100、中央合成化学製)を1部、ワックス:NP105(三井化学)を0.5部、それぞれ着色トナー成分として用意した。着色トナー成分の全量をヘンシェルミキサーに投入し、予備混合を行った後、エクストルーダーにより溶融混練した。次いで、得られた混合物を冷却固化した後、ハンマーミルで粗粉砕し、さらにジェットミルで微粉砕した。得られた微粉末を気流分級機にて分級を行い、体積平均粒径が7.4μmの青色着色粒子(着色トナー粒子)を得た。引き続いて、得られた着色トナー粒子に、疎水性シリカ粒子(商品名:H3004、クラリアントジャパン社製)を0.5部添加し、ヘンシェルミキサーで外添処理を行って、着色トナー6を作製した。
−現像剤6の作製−
現像剤6は、トナー1に代えて、トナー6を使用した以外は、現像剤1と同様にして、現像剤6を作製した。
また、実施例1と同様にして、トナー6の定着性の評価を行い、赤外線吸収剤の種類及び添加量とともに、赤外線吸収剤の特性、添加量を、表1にまとめて示す。
314Y,314M、314C、314K 感光体
316Y,316M、316C、316K 帯電器
318Y、318M、318C、318K 露光手段
320Y,320M、320C、320K 現像器
322Y,322M、322C、322K クリーナ
324Y,324M、324C、324K 転写器
326 定着装置
328 紙送りローラ
P 記録媒体
Claims (10)
- 結着樹脂と、下記一般式(I)で表される赤外線吸収剤と、を含む静電荷像現像用トナー。
(一般式(I)中、R1、及びR2は、各々独立にアルキル基を表し、R3は、水素原子又はアルキル基を表し、R4は、ハロゲン基、又はアルコキシ基を表し、n2は、0以上5以下の整数を表し、n4は、0以上4以下の整数を表す。Xは、酸素原子、又は硫黄原子を表す。n2が0を表す場合、R1が表すアルキル基の炭素数は8以上である。n2が1以上5以下の整数を表す場合、R1とR2が表すアルキル基の炭素数の和は8以上である。但し、n2が2以上5以下の整数を表す場合、R2が表すアルキル基の炭素数は、同一のベンゼン環に結合する複数のR2の各々が表すアルキル基の炭素数の和を表す。n2が2以上5以下の整数を表す場合、同一のベンゼン環に結合する複数のR2は、互いに、同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。n4が2以上4以下の整数を表す場合、同一のベンゼン環に結合する複数のR4は、互いに、同一でも異なっていてもよい。) - 着色剤を含む請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記赤外線吸収剤の極大吸収波長が、760nm以上1200nm以下の範囲である請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 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を含む静電荷像現像剤。
- 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4に記載の静電荷像現像剤を収納し、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4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光定着する定着手段と、
を備える画像形成装置。 - 前記定着手段は、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像をレーザー光で定着する手段である請求項7に記載の画像形成装置。
- 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4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光定着する定着工程と、
を有する画像形成方法。 - 前記定着工程は、前記記録媒体の表面に転写されたトナー画像をレーザー光で定着する工程である請求項9に記載の画像形成方法。
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