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

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 Download PDF

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本発明は、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。
乾式現像方式に用いられるトナーに関して、例えば、特許文献1には、電子吸引基により置換された芳香環を有する重合性単量体を構成単位として含有する重合体からなる粉体トナー用荷電制御剤、およびその荷電制御剤を含有する電子写真用粉体トナーが記載されている。
一方、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2には、半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分とを繰り返し単位として有する共重合体および非水溶媒に可溶な酸性基含有重合体を含む静電写真用液体現像剤が記載されている。
特開平08−095305号公報 特開昭60−179750号公報
本発明の目的は、優れた帯電制御特性を有する液体現像剤、その液体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、画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
請求項1に係る発明は、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、を含有する液体現像剤である。
請求項2に係る発明は、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、請求項1に記載の液体現像剤である。
(I)
(式中、Xは−R、−OR、−CHCOOR、または−C(CH)COOR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−OR、−NHRまたは−NRを示し、R,R,R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。)
請求項3に係る発明は、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、請求項1または2に記載の液体現像剤である。
請求項4に係る発明は、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、請求項3に記載の液体現像剤である。
請求項5に係る発明は、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現像剤カートリッジである。
請求項6に係る発明は、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プロセスカートリッジである。
請求項7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、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、を備える画像形成装置である。
請求項8に係る発明は、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、を含む画像形成方法である。
請求項1に係る発明によると、帯電制御剤が半マレイン酸アミド成分とマレインイミド成分とを繰り返し単位として有する共重合体を含む場合と比較して、優れた帯電制御特性を有する液体現像剤が提供される。
請求項2に係る発明によると、帯電制御剤が上記一般式(I)で示される共重合体ではない場合と比較して、優れた帯電制御特性を有する液体現像剤が提供される。
請求項3に係る発明によると、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エステル系単量体との共重合体である場合と比較して、キャリア液等に対する溶解性が向上した液体現像剤が提供される。
請求項4に係る発明によると、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つではない場合と比較して、優れた帯電制御特性を有す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、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またはマレイン酸モノエステル系単量体との共重合体ではない場合と比較して、優れた帯電制御特性を有する液体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6に係る発明によると、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またはマレイン酸モノエステル系単量体との共重合体ではない場合と比較して、優れた帯電制御特性を有する液体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7に係る発明によると、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またはマレイン酸モノエステル系単量体との共重合体ではない場合と比較して、優れた帯電制御特性を有する液体現像剤を用いる画像形成装置が提供される。
請求項8に係る発明によると、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またはマレイン酸モノエステル系単量体との共重合体ではない場合と比較して、優れた帯電制御特性を有する液体現像剤を用いる画像形成方法が提供される。
本発明の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。
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。
<液体現像剤>
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では、帯電制御剤として特定の高分子共重合体を用いることにより、優れた帯電制御特性を発現する。特にトナー粒子を構成する樹脂として、少なくとも分子内に芳香環を有する樹脂を含有する樹脂を含むトナー粒子、その中でもスチレン−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つを含むトナー粒子を含有する液体現像剤に対して、優れた帯電制御特性を発現する。
この帯電制御剤において、オレフィン系単量体により構成される部分は、主にキャリア液に対する溶解性の向上に関連し、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により構成される部分が、主に帯電制御特性、また溶解性に関連すると考えられる。
以下、本実施形態に係る液体現像剤の構成成分について、詳細に説明する。
[帯電制御剤]
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。
オレフィン系単量体としては、特に制限はないが、プロピレン、ブチレン、ブタジエン、イソプレン等の炭素数3以上22以下のオレフィン系炭化水素や、エチレンの一方の炭素原子に−OR、−CHCOOR、−C(CH)COOR(R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す。)等の非芳香族性の置換基を有する単量体等が挙げられる。
N−フェニルマレイミド系単量体としては、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であればよく、特に制限はないが、フェニル基に水素原子、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等の置換基を有するN−フェニルマレイミド系単量体等が挙げられる。
マレイン酸モノアミド系単量体としては、マレイン酸モノアミドであればよく、特に制限はないが、アミド基が−C(=O)−NHRまたは−C(=O)−NR(R,R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等を示す。)等のモノアルキルアミド基またはジアルキルアミド基であるマレイン酸モノアミド系単量体等が挙げられる。
マレイン酸モノエステル系単量体としては、マレイン酸モノエステルであればよく、特に制限はないが、エステル基が−C(=O)−OR(Rは、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基等を示す。)等のアルキルエステル基であるマレイン酸モノエステル系単量体等が挙げられる。
帯電制御剤の重量平均分子量Mwは、例えば、2,000以上100,000以下の範囲であり、5,000以上20,000以下の範囲であることが好ましい。帯電制御剤の重量平均分子量Mwが5,000未満であると、帯電制御特性が十分でない場合があり、20,000を超えると、溶解性が十分でない場合がある。
帯電制御剤としては、帯電制御特性とキャリア液に対する溶解性とのバランス等の点から、下記一般式(I)で示される共重合体であることが好ましい。
(I)
(式中、Xは−R、−OR、−CHCOOR、または−C(CH)COOR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−OR、−NHRまたは−NRを示し、R,R,R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。)
Xとしては、溶解性および帯電制御特性等の点から、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素数4以上20以下の脂肪族炭化水素基がより好ましい。
Yとしては、溶解性および帯電制御特性等の点から、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が好ましく、水素原子または炭素数1以上10以下の脂肪族炭化水素基がより好ましい。
Zとしては、溶解性等の点から、−NHRまたは−NRが好ましく、−NHRがより好ましい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、溶解性および帯電制御特性等の点から、フッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、塩素原子がより好ましい。
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、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基等の炭素数1以上20以下の直鎖、分岐または環状の脂肪族炭化水素基が挙げられる。
XのRにおける炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基としては、キャリア液に対する溶解性等の点から、炭素数4以上20以下の直鎖、分岐または環状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
Yにおける炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基としては、溶解性等の点から、炭素数1以上10以下の直鎖、分岐または環状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
ZのRまたはRにおける炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基としては、溶解性等の点から、炭素数1以上20以下の直鎖、分岐または環状の脂肪族炭化水素基が好ましく、炭素数2以上20以下の直鎖、分岐または環状の脂肪族炭化水素基が好ましい。
j,k,lはそれぞれ独立して1以上1,000以下の整数を示すが、溶解性および帯電制御特性等の点から10以上100以下の整数であることが好ましい。
j,k,lの比率は、溶解性および帯電制御特性等の点から、j/(k+l)の比率が50/50以上70/30以下の範囲が好ましく、k/lの比率が10/40以上40/10以下の範囲が好ましい。
[トナー粒子]
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)
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。
これらのうち、定着性、画像強度、帯電制御特性等の点から、結着樹脂が、スチレン系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂等の少なくとも分子内に芳香環を有する樹脂を含有することが好ましく、分子内に芳香環を有する樹脂が、スチレン−アクリル樹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つであることが好ましく、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であることがより好ましい。
スチレン系熱可塑性樹脂とは、スチレン骨格を有する単量体(以下「スチレン系単量体」と称する場合がある)に由来する繰り返し単位を有する熱可塑性樹脂である。ここで「スチレ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、スチレ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。
上記スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン等が挙げられる。
また、スチレン系熱可塑性樹脂は、スチレン系単量体と他の単量体との共重合体であってもよい。他の単量体としては、例えば、アクリル酸エステル構造を有する単量体(以下「アクリル酸エステル系単量体」と称する場合がある)、その他のビニル基を有する単量体(以下「ビニル系単量体」と称する場合がある)等が挙げられる。
アクリル酸エステル系単量体の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸のアルキルエステルの他、アクリル酸2−クロルエチル、(メタ)アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、ビスグリシジルメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、メタクリロキシエチルホスフェート等が挙げられ、1種のみ用いてもよいし、2種以上の単量体を併用してもよい。なお、上記「(メタ)アクリル」とは、アクリルまたはメタクリルのいずれかまたは両方であることを意味する。
その他のビニル系単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン系単量体、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸等のアクリル酸およびそのα−またはβ−アルキル誘導体;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸およびそのモノエステル誘導体またはジエステル誘導体;コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシエチルエステル、(メタ)アクリロニトリル、アクリルアミド等が挙げられる。
熱可塑性樹脂の重量平均分子量(Mw)としては、例えば15万以上50万以下の範囲が挙げられる。また、熱可塑性樹脂の分子量分布(Mw/Mn)としては、例えば2以上20以下の範囲が挙げられる。なお、熱可塑性樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)で測定される分子量分布において、複数のピークや肩部を有していてもよい。
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、測定装置として東ソー製GPC・HLC−8120を用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM−M(15cm)を使用し、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。重量平均分子量の測定については、以下同様である。また、数平均分子量(Mn)の測定も上記重量平均分子量(Mw)と同様にして行い、それらの値から分子量分布(Mw/Mn)が算出される。
トナー粒子中のスチレン系熱可塑性樹脂の含有率は、粉砕性等の観点から、全結着樹脂に対して、50質量%以上95質量%以下の範囲であることが好ましく、60質量%以上90質量%以下の範囲がより好ましい。
スチレン系熱可塑性エラストマ樹脂は、少なくともスチレン系単量体に由来する繰り返し単位を有する熱可塑性エラストマ樹脂である。熱可塑性エラストマ樹脂としては、例えば、常温(例えば25℃)においてゴムの性質を有し、高温において熱可塑性プラスチックと同様に軟化する性質を有するものが挙げられる。
スチレン系熱可塑性エラストマ樹脂の具体例としては、例えば、上記スチレン系単量体と上記オレフィン系単量体とのブロック共重合体等が挙げられ、さらに具体的には、例えば、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリブタジエン/ブチレン−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリエチレン/ブチレン−ポリスチレン、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン、ポリスチレン−水添ポリブタジエン−ポリスチレン、ポリスチレン−水添ポリイソプレン−ポリスチレン、ポリスチレン−水添ポリ(イソプレン/ブタジエン)−ポリスチレン等が挙げられる。
なお、上記具体例において、例えば「ポリスチレン−ポリブタジエン/ブチレン−ポリスチレン」とは、ポリスチレンのブロック、ポリブタジエンのブロック、およびポリスチレンのブロックがこの順に結合したブロック共重合体において、ブタジエンのブロックが部分的に水添された構造であることを示す。すなわち、上記「ポリブタジエン/ブチレン」は、ブタジエン部位と、ブタジエンが水添されたブチレン部位と、が混在したブロックを意味する。また上記具体例において、例えば「水添ポリブタジエン」とは、ポリブタジエンの二重結合に水素を添加したものであることを示す。
また、これらのブロック共重合体において、ポリスチレンに挟まれたソフトセグメント部に極性基を導入したブロック共重合体を使用してもよい。極性基としては、例えば、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、アシル基等が挙げられる。
スチレン系熱可塑性エラストマ樹脂の重量平均分子量Mwとしては、例えば、3万以上30万以下の範囲が挙げられる。
スチレン系熱可塑性エラストマ樹脂の市販品としては、例えば、旭化成社製のタフテックM1911、タフテックM1943、タフテックMP10、アサプレンT439、タフプレンA、S.O.E.L605、クラレ社製のDYNARON8630P等が挙げられる。
結着樹脂が熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマ樹脂との混合物である場合、熱可塑性樹脂の含有量としては、例えばトナー粒子全体に対して50質量%以上90質量%以下の範囲であり、50質量%以上70質量%以下の範囲であってもよい。また熱可塑性エラストマ樹脂の含有量としては、例えばトナー粒子全体に対して5質量%以上50質量%以下の範囲であり、10質量%以上40質量%以下の範囲であってもよい。
本実施形態に係るトナー粒子は、必要に応じて、着色剤、離型剤、上記帯電制御剤以外の帯電制御剤、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。
上記帯電制御剤以外の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。上記帯電制御剤以外の帯電制御剤は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。
(トナー粒子の製造方法)
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。
例えば、結着樹脂、必要に応じて、着色剤、他の添加剤等をヘンシェルミキサー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、結着樹脂、必要に応じて、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濾過、乾燥することによって液中乳化乾燥トナーが得られる。
また、結着樹脂を形成する重合性単量体、着色剤、重合開始剤(例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、イソプロピルパーオキシカーボネート、クメンハイドロパーオキサイド、2,4−ジクロリルベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド等)および他の添加剤等を含有する組成物を水相中に撹拌下で加えて造粒し、重合反応後、粒子を濾過、乾燥することによって重合トナーが得られる。
なお、トナーを得る際の各材料(結着樹脂、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本実施形態の液体現像剤用のトナー粒子が得られる。
(トナー粒子の特性)
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。
トナー粒子の体積平均粒径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。
[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)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。
キャリア液中のトナー粒子の濃度は、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濾過し、ゴミおよび粗大粒子等を除去してもよい。
<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、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を収容し、像保持体上に形成された潜像を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を収容し、像保持体上に形成された潜像を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、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粒子と、上記帯電制御剤とを含む。
液体現像剤24中では、トナー粒子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中のトナー粒子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、トナー粒子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粒子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。
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粒子がクリーナ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、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。
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。
[合成例]
(前駆体(II−1)の合成)
1−オクタデセン:24.0質量部、N−フェニルマレイミド:10.95質量部、無水マレイン酸:2.6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、84℃で15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注加し、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:14.1質量部(収率38%)を得た。
(前駆体(II−2)の合成)
1−オクタデセン:24.0質量部、N−フェニルマレイミド:7.7質量部、無水マレイン酸:4.4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、84℃で15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注加し、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:8.7質量部(収率24%)を得た。
(前駆体(II−3)の合成)
1−オクタデセン:24.0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、84℃で15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注加し、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:4.9質量部(収率14%)を得た。
(前駆体(II−4)の合成)
1−オクタデセン:24.0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30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:21.4質量部(収率61%)を得た。
(前駆体(II−5)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。
(前駆体(II−6)の合成)
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。
(前駆体(II−7)の合成)
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。
(前駆体(II−8)の合成)
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。
(前駆体(II−9)の合成)
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。
(前駆体(II−10)の合成)
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。
(前駆体(II−11)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−1)の合成)
上記で得られた前駆体(II−1):4.1質量部、ヘキサデシルアミン:0.8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:3.0質量部(収率62%)を得た。得られた帯電制御剤(I−1)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:11,200(ポリスチレン換算)であった。
(帯電制御剤(I−2)の合成)
上記で得られた前駆体(II−2):4.1質量部、ヘキサデシルアミン:1.35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:2.7質量部(収率50%)を得た。得られた帯電制御剤(I−2)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:9,600(ポリスチレン換算)であった。
(帯電制御剤(I−3)の合成)
上記で得られた前駆体(II−3):4.1質量部、ヘキサデシルアミン:1.9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(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:5.2質量部(収率88%)を得た。得られた帯電制御剤(I−3)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:7,400(ポリスチレン換算)であった。
(帯電制御剤(I−4)の合成)
上記で得られた前駆体(II−4):4.3質量部、ヘキサデシルアミン:2.0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:4.3質量部(収率69%)を得た。得られた帯電制御剤(I−4)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:16,900(ポリスチレン換算)であった。
(帯電制御剤(I−5)の合成)
上記で得られた前駆体(II−4):4.3質量部、ヘキサデカノール:2.0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:3.7質量部(収率59%)を得た。得られた帯電制御剤(I−5)の重量平均分子量をGPCで測定したところ、Mw:16,700(ポリスチレン換算)であった。
(帯電制御剤(I−6)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−7)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−8)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−9)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−10)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−11)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−12)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−13)の合成)
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。
(帯電制御剤(I−14)の合成)
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。
(帯電制御剤(III)の合成)
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。
上記で得られた前駆体:1.76質量部、ヘキサデシルアミン:1.33質量部、およびピリジン:0.01質量部にキシレン20質量部を加え、80℃のオイルバス中で1時間撹拌した。次にオイルバスを160℃に昇温し、さらに5時間撹拌を続けた。反応終了後、混合物をメタノール(50質量部)中に撹拌しながら滴下、析出した淡黄色沈澱を吸引濾過し、メタノール30質量部で洗浄後、減圧乾燥して淡黄色粉末2.17質量部を得た。得られた帯電制御剤(III)の重量平均分子量をGPCで測定したところMw:12,000(ポリスチレン換算)であった。
(帯電制御剤(IV)の合成)
1−オクタデセン:24.2質量部、N−フェニルマレイミド:16.5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、84℃で15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注加し、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:24.8質量部(収率61%)を得た。
(帯電制御剤の溶解性評価)
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
[実施例1]
(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。
次に以下の組成の混合物を加圧ニーダーで混練した。
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。
この分散液を約20重量%まで濃縮した後、合成例で得られた帯電制御剤(I−1)をホワイトオイル(モレスコホワイトMT−30P)に溶解した溶液(1.0質量%)を加え、固形分濃度18質量%、帯電制御剤の濃度0.1質量%になるように調整し、以下の特性評価に供した。
(帯電制御特性の評価)
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
なお、帯電制御剤は液体現像剤から以下の方法により採取することができる。液体現像剤を遠心分離(1,000rpm×5分)により沈降させ、上澄み液をデカンテーションによって取り除き、トナーを取り出す。取り出したトナーをヘキサン/酢酸エチル=1/1の混合溶媒で洗浄する(混合溶媒は、トナー樹脂により適宜変更すればよい)。洗浄した液を150℃で減圧乾燥することで、帯電制御剤を採取する。
[実施例2〜実施例14]
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。
[実施例15]
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
得られた液体現像剤(シアン)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。
[実施例16]
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
得られた液体現像剤(シアン)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。
[比較例1]
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。
[比較例2]
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。
[比較例3]
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。
[比較例4]
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。
このように、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を用いた実施例では、比較例に比べて、優れた帯電制御特性を有した。
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)、100 画像形成装置。

Claims (8)

  1. 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。
  2. 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。
    (I)
    (式中、Xは−R、−OR、−CHCOOR、または−C(CH)COOR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−OR、−NHRまたは−NRを示し、R,R,R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。)
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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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