JP5915236B2 - 液体現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Description
(式中、Xは−R1、−OR1、−CHCOOR1、または−C(CH3)COOR1を示し、Yは水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基を示し、Zは−OR2、−NHR2または−NR2R3を示し、R1,R2,R3はそれぞれ独立して炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基を示し、j,k,lはそれぞれ独立して1以上1,000以下の整数を示す。)
本実施形態に係る液体現像剤は、キャリア液と、結着樹脂を含むトナー粒子と、帯電制御剤として、オレフィン系単量体とN−フェニルマレイミド系単量体とマレイン酸モノアミド系単量体またはマレイン酸モノエステル系単量体との共重合体と、を含有する。電子写真法等に用いられる液体現像剤は、通常、トナー粒子の帯電性を制御する目的で、キャリア液中に可溶性の帯電制御剤を含有しているが、従来の帯電制御剤では、トナー粒子の構成材料もしくはキャリア液の種類によっては、帯電制御の効果が十分でない場合があった。
本実施形態に係る液体現像剤に含まれる帯電制御剤は、オレフィン系単量体と、N−フェニルマレイミド系単量体と、マレイン酸モノアミド系単量体またはマレイン酸モノエステル系単量体との共重合体を含有する。この共重合体は、オレフィン系炭化水素(オレフィン系単量体)に由来する繰り返し単位と、フェニル基に置換基を有していてもよいN−フェニルマレイミド(N−フェニルマレイミド系単量体)に由来する繰り返し単位と、マレイン酸モノアミド(マレイン酸モノアミド系単量体)またはマレイン酸モノエステル(マレイン酸モノエステル系単量体)に由来する繰り返し単位とを有する共重合体である。ここで、マレイン酸モノアミドまたはマレイン酸モノエステルに由来する繰り返し単位は、オレフィン系単量体とN−フェニルマレイミド系単量体と無水マレイン酸との共重合体の形成後に、無水マレイン酸部分をアミド化またはエステル化したものであってもよい。また、「オレフィン系単量体に由来する繰り返し単位」とは、重合体を構成する繰り返し単位のうち、オレフィン系単量体が反応した結果生成した繰り返し単位を意味する。他の単量体に由来する繰り返し単位についても同様である。帯電制御剤は、オレフィン系単量体とN−フェニルマレイミド系単量体とマレイン酸モノエステル系単量体との共重合体に比べてキャリア液に対する溶解性が良好である等の点から、オレフィン系単量体とN−フェニルマレイミド系単量体とマレイン酸モノアミド系単量体との共重合体であることが好ましい。
(式中、Xは−R1、−OR1、−CHCOOR1、または−C(CH3)COOR1を示し、Yは水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基を示し、Zは−OR2、−NHR2または−NR2R3を示し、R1,R2,R3はそれぞれ独立して炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基を示し、j,k,lはそれぞれ独立して1以上1,000以下の整数を示す。)
本実施形態に係る液体現像剤に含まれるトナー粒子は、結着樹脂を含み、必要に応じて、着色剤、離型剤等のその他成分を含んでもよい。
結着樹脂としては、特に制限はないが、例えば、ポリエステル、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。結着樹脂は、上記樹脂を単独で用いてもよいし、2種以上の樹脂を混合して用いてもよい。2種以上の樹脂を混合して用いる形態としては、例えば、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマとの混合物等が挙げられ、さらに具体的には、例えば、スチレン−アクリル樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマとの混合物等のスチレン系熱可塑性樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマとの混合物等が挙げられる。
本実施形態で用いるトナー粒子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、もしくは重合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得られる。
トナー粒子の体積平均粒径D50vは、0.5μm以上5.0μm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。トナー粒子の体積平均粒径D50vは、0.8μm以上4.0μm以下の範囲であることがより好ましく、1.0μm以上3.0μm以下の範囲であることがさらに好ましい。
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)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。これらのうち、分散性、定着性、帯電制御特性等の点から、脂肪族炭化水素を主成分とする脂肪族系炭化水素溶媒が好ましい。
本実施形態に係る液体現像剤は、上記トナー粒子とキャリア液とを、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、トナー粒子をキャリア液中に分散することにより得られる。なお、トナー粒子のキャリア液中への分散は分散機に限られず、ミキサーのごとく、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、を備える。
(前駆体(II−1)の合成)
1−エイコセン:26.0質量部、N−フェニルマレイミド:4.6質量部、無水マレイン酸:6.2質量部、および過酸化ベンゾイル:0.62質量部をメチルエチルケトン:45質量部に溶解し、窒素置換した後、75℃で25時間ゆるやかに撹拌を続けた。室温まで放冷後、混合物を2−プロパノール(1200質量部)中に撹拌しながら少しずつ滴下し、析出した沈澱を濾別、2−プロパノールで洗浄後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:19.9質量部(収率54%)を得た。
1−トリデセン:25.0質量部、N−フェニルマレイミド:4.0質量部、無水マレイン酸:6.7質量部、および過酸化ベンゾイル:0.76質量部をメチルエチルケトン:45質量部に溶解し、窒素置換した後、75℃で25時間ゆるやかに撹拌を続けた。室温まで放冷後、混合物を2−プロパノール(1200質量部)中に撹拌しながら少しずつ滴下し、析出した沈澱を濾別、2−プロパノールで洗浄後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:22.4質量部(収率63%)を得た。
1−ドデセン:24.0質量部、N−フェニルマレイミド:4.1質量部、無水マレイン酸:6.9質量部、および過酸化ベンゾイル:0.80質量部をメチルエチルケトン:45質量部に溶解し、窒素置換した後、75℃で25時間ゆるやかに撹拌を続けた。室温まで放冷後、混合物を2−プロパノール(1200質量部)中に撹拌しながら少しずつ滴下し、析出した沈澱を濾別、2−プロパノールで洗浄後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:17.7質量部(収率51%)を得た。
n−ブチルビニルエーテル:10.0質量部、N−(4−メチルフェニル)マレイミド:5.6質量部、無水マレイン酸:6.8質量部、および過酸化ベンゾイル:0.62質量部をメチルエチルケトン:30質量部に溶解し、窒素置換した後、75℃で25時間ゆるやかに撹拌を続けた。室温まで放冷後、混合物を2−プロパノール(800質量部)中に撹拌しながら少しずつ滴下し、析出した沈澱を濾別、2−プロパノールで洗浄後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:14.5質量部(収率65%)を得た。
ビニルシクロヘキサン:10.0質量部、N−(4−メチルフェニル)マレイミド:5.1質量部、無水マレイン酸:6.2質量部、および過酸化ベンゾイル:0.60質量部をメチルエチルケトン:30質量部に溶解し、窒素置換した後、75℃で25時間ゆるやかに撹拌を続けた。室温まで放冷後、混合物を2−プロパノール(800質量部)中に撹拌しながら少しずつ滴下し、析出した沈澱を濾別、2−プロパノールで洗浄後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:13.6質量部(収率64%)を得た。
1−オクタデセン:24.0質量部、N−(4−メチルフェニル)マレイミド:8.8質量部、無水マレイン酸:4.6質量部、および過酸化ベンゾイル:0.64質量部をメチルエチルケトン:45質量部に溶解し、窒素置換した後、75℃で25時間ゆるやかに撹拌を続けた。室温まで放冷後、混合物を2−プロパノール(1200質量部)中に撹拌しながら少しずつ滴下し、析出した沈澱を濾別、2−プロパノールで洗浄後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:19.7質量部(収率53%)を得た。
2−エチルヘキシルビニルエーテル:15.0質量部、N−(4−エチルフェニル)マレイミド:9.5質量部、無水マレイン酸:4.6質量部、および過酸化ベンゾイル:0.64質量部をメチルエチルケトン:35質量部に溶解し、窒素置換した後、75℃で25時間ゆるやかに撹拌を続けた。室温まで放冷後、混合物を2−プロパノール(1000質量部)中に撹拌しながら少しずつ滴下し、析出した沈澱を濾別、2−プロパノールで洗浄後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:16.3質量部(収率56%)を得た。
上記で得られた前駆体(II−4):4.0質量部、n−オクタノール:1.5質量部、ピリジン:0.044質量部をトルエン40質量部に溶解し、トルエンの還流温度で5時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら滴下し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:3.2質量部(収率64%)を得た。得られた帯電制御剤(I−6)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:15,600(ポリスチレン換算)であった。
上記で得られた前駆体(II−4):4.0質量部、n−ブタノール:1.0質量部、ピリジン:0.044質量部をトルエン40質量部に溶解し、トルエンの還流温度で5時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら滴下し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:3.0質量部(収率66%)を得た。得られた帯電制御剤(I−7)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:14,900(ポリスチレン換算)であった。
上記で得られた前駆体(II−5):4.4質量部、ヘキサデシルアミン:2.0質量部(東京化成工業社製)、ピリジン:0.044質量部をトルエン40質量部に溶解し、還流温度(115℃)で3時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら注加し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:3.6質量部(収率58%)を得た。得られた帯電制御剤(I−8)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:15,600(ポリスチレン換算)であった。
上記で得られた前駆体(II−6):4.0質量部、ヘキサデシルアミン:2.0質量部(東京化成工業社製)、ピリジン:0.044質量部をトルエン40質量部に溶解し、還流温度(115℃)で3時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら注加し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:3.3質量部(収率56%)を得た。得られた帯電制御剤(I−9)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:12,600(ポリスチレン換算)であった。
上記で得られた前駆体(II−7):4.0質量部、ヘキサデシルアミン:2.0質量部(東京化成工業社製)、ピリジン:0.044質量部をトルエン30質量部に溶解し、還流温度(115℃)で3時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら注加し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:3.3質量部(収率56%)を得た。得られた帯電制御剤(I−10)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:15,100(ポリスチレン換算)であった。
上記で得られた前駆体(II−8):4.0質量部、ヘキサデシルアミン:2.1質量部(東京化成工業社製)、ピリジン:0.044質量部をトルエン40質量部に溶解し、還流温度(115℃)で3時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら注加し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:3.5質量部(収率59%)を得た。得られた帯電制御剤(I−11)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:13,800(ポリスチレン換算)であった。
上記で得られた前駆体(II−9):2.5質量部、ヘキサデシルアミン:2.0質量部(東京化成工業社製)、ピリジン:0.044質量部をトルエン30質量部に溶解し、還流温度(115℃)で3時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら注加し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:2.3質量部(収率53%)を得た。得られた帯電制御剤(I−12)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:10,900(ポリスチレン換算)であった。
上記で得られた前駆体(II−10):6.0質量部、ヘキサデシルアミン:2.0質量部(東京化成工業社製)、ピリジン:0.044質量部をトルエン50質量部に溶解し、還流温度(115℃)で3時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら注加し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:4.5質量部(収率57%)を得た。得られた帯電制御剤(I−13)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:11,000(ポリスチレン換算)であった。
上記で得られた前駆体(II−11):4.5質量部、ヘキサデシルアミン:2.0質量部(東京化成工業社製)、ピリジン:0.044質量部をトルエン40質量部に溶解し、還流温度(115℃)で3時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(800質量部)中に撹拌しながら注加し、析出した沈澱を濾別、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥して、淡黄色粉末:3.5質量部(収率56%)を得た。得られた帯電制御剤(I−14)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:11,500(ポリスチレン換算)であった。
1−オクタデセン:50.5質量部、無水マレイン酸:19.6質量部にトルエン:50質量部を加え、窒素置換した後に70℃まで加温し、この溶液中に過酸化ベンゾイル:1.60質量部をトルエン40質量部に溶解した溶液を加えた。混合物を90℃で2時間撹拌した後、過酸化ベンゾイル:0.80質量部をトルエン15質量部に溶解した溶液を加え、100℃で3時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物を2−プロパノール(1000質量部)中に撹拌しながら注加し、析出した白色沈澱を濾別、2−プロパノールで洗浄した後、減圧乾燥して下記に示す帯電制御剤(III)の前駆体:54.1質量部(収率76%)を得た。
帯電制御剤(I−2)〜(I−14),(III),(IV)のキャリア液に対する溶解性を評価した。以下の基準で判定した。その結果を表1に示す。
◎:モレスコホワイトMT−30Pに25℃で10質量%以上溶解する
○:モレスコホワイトMT−30Pに25℃で1質量%以上溶解する
△:モレスコホワイトMT−30Pに25℃で0.1質量%以上溶解する
×:モレスコホワイトMT−30Pに25℃で溶解しない
(液体現像剤(シアン)の調製)
スチレン−ブチルメタクリレート共重合体(藤倉化成(株)製品;重量平均分子量38万)60質量部にシアン顔料C.I.ピグメントブルー15:3(クラリアント(株)製)40質量部を加え、加圧ニーダーで混練した。この混練物を粗粉砕して、シアン顔料マスターバッチ1を作製した。
スチレン−ブチルメタクリレート共重合体(藤倉化成(株)製品;重量平均分子量32万):57質量部
スチレン−ブタジエンブロック共重合体(S.O.E.L605 旭化成製):18質量部
シアン顔料マスターバッチ1:25質量部
得られた混練物をサンプルミルで粗粉砕した後、得られた粗粉末15質量部、およびホワイトオイル(松村石油(株)製モレスコホワイトMT−30P)85質量部を含む混合物をボールミルで24時間粉砕して、平均粒径(体積基準メジアン径)2.7μmのトナー粒子を含む分散液を得た。
5cm×1cmに加工したITO付ガラス基板(EHC社製:100Ω/□)2枚を、絶縁スペーサとしてナフロンシート(アズワン社製:1cm×1cm×1.0mm)を挟んで、電極面が内向きになるように固定した。ディスポーザブルセル(アズワン社製:12×12×45mm)に液体現像剤サンプル1mLを入れ、上記の電極基板を浸漬して、250Vの直流電圧を30秒間印加し、電圧を印加したままの状態で電極を引き上げて、正極および負極のITO電極面の粒子の付着状態を観察して、帯電制御特性を以下の基準で判定した。その結果を表1に示す。
<帯電極性>
+:負極のみに付着する
−:正極のみに付着する
±:両極に付着する
―:両極とも付着しない
<帯電強度>
○:極板に濃く付着する
△:極板に薄く付着する
×:極板に付着しない
液体現像剤として、実施例1で得られた液体現像剤(シアン)を用い、帯電制御剤として合成例で得られた帯電制御剤(I−2)〜(I−14)を用いた以外は、実施例1と同様にして液体現像剤サンプルを調製し、帯電制御特性および画像濃度の評価を行った。その結果を表1に示す。
芳香族ポリエステル樹脂(花王(株)製、重量平均分子量14,000):60質量部を用いてシアン顔料マスターバッチ2を作製し、以下の組成の混合物を加圧ニーダーで混練した以外は、実施例1と同様にして、液体現像剤(シアン)を得た。
芳香族ポリエステル樹脂(花王(株)製、重量平均分子量14,000):75質量部
シアン顔料マスターバッチ2:25質量部
以下の組成の混合物を加圧ニーダーで混練した以外は、実施例1と同様にして、液体現像剤(シアン)を得た。
スチレン−ブチルメタクリレート共重合体(藤倉化成(株)製品;重量平均分子量32万):75質量部
シアン顔料マスターバッチ1:25質量部
液体現像剤として、実施例1で得られた液体現像剤(シアン)を用い、帯電制御剤を添加することなく、固形分濃度18質量%に調整し、以下、実施例1と同様にして帯電制御特性および画像濃度の評価を行った。その結果を表1に示す。
液体現像剤として、実施例1で得られた液体現像剤(シアン)を用い、帯電制御剤として合成例で得られた帯電制御剤(III)を用いた以外は、実施例1と同様にして液体現像剤サンプルを調製し、帯電制御特性および画像濃度の評価を行った。その結果を表1に示す。
液体現像剤として、実施例1で得られた液体現像剤(シアン)を用い、帯電制御剤として合成例で得られた帯電制御剤(IV)を用いた以外は、実施例1と同様にして液体現像剤サンプルを調製し、帯電制御特性および画像濃度の評価を行った。その結果を表1に示す。
液体現像剤として、実施例1で得られた液体現像剤(シアン)を用い、帯電制御剤として合成例で得られた前駆体(II−1)をそのまま用いた以外は、実施例1と同様にして液体現像剤サンプルを調製し、帯電制御特性および画像濃度の評価を行った。その結果を表1に示す。
Claims (8)
- キャリア液と、
結着樹脂を含むトナー粒子と、
帯電制御剤として、オレフィン系単量体とN−フェニルマレイミド系単量体とマレイン酸モノアミド系単量体またはマレイン酸モノエステル系単量体との共重合体と、
を含有することを特徴とする液体現像剤。 - 前記共重合体が、下記一般式(I)で示される共重合体であることを特徴とする、請求項1に記載の液体現像剤。
(式中、Xは−R1、−OR1、−CHCOOR1、または−C(CH3)COOR1を示し、Yは水素原子、ハロゲン原子、または炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基を示し、Zは−OR2、−NHR2または−NR2R3を示し、R1,R2,R3はそれぞれ独立して炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基を示し、j,k,lはそれぞれ独立して1以上1,000以下の整数を示す。) - 前記帯電制御剤が、オレフィン系単量体とN−フェニルマレイミド系単量体とマレイン酸モノアミド系単量体との共重合体であることを特徴とする、請求項1または2に記載の液体現像剤。
- 前記結着樹脂が、スチレン−アクリル樹脂およびスチレン系熱可塑性エラストマのうちの少なくとも1つであることを特徴とする、請求項3に記載の液体現像剤。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の液体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1〜4のいずれか1項に記載の液体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、現像剤保持体の表面に保持された請求項1〜4のいずれか1項に記載の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、
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、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成工程と、
前記像保持体の表面に形成された前記潜像を、現像剤保持体の表面に保持された請求項1〜4のいずれか1項に記載の液体現像剤により現像して、トナー像を形成する現像工程と、
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工程と、
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工程と、
を含むことを特徴とする画像形成方法。
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