JP6409425B2 - 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
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 Download PDFInfo
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Description
アルキル鎖の炭素数が1以上10以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを重合した樹脂を含まず、エチレン性不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、
2価以上の金属イオンと、
アルキル鎖の炭素数が1以上10以下であり且つ、トナー中の含有量が50ppm以上500ppm以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、
を含むトナー粒子を有する静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子に含まれる前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル鎖の炭素数が、3以上6以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量が、トナー中に100ppm以上300ppm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2価以上の金属イオンが、3価の金属イオンである請求項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。
請求項1〜請求項4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4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5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5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5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。
請求項2に係る発明によれば、トナー粒子に、アルキル鎖の炭素数が2以下又は7以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルをトナー粒子が含む場合に比べ、高温且つ紫外線に曝された環境下において放置したときに生じる画像のグロスの変化を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項3に係る発明によれば、トナー粒子に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルを100ppm未満又は300ppm超えで含む場合に比べ、高温且つ紫外線に曝された環境下において放置したときに生じる画像のグロスの変化を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
請求項4に係る発明によれば、トナー粒子に、2価又は3価の金属イオンを含む場合に比べ、高温且つ紫外線に曝された環境下において放置したときに生じる画像のグロスの変化を抑制する静電荷像現像用トナーが提供される。
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、トナー粒子を有している。トナーは、必要に応じて、外添剤を有していてもよい。
そして、トナー粒子は、エチレン性不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂(以下、「不飽和ポリエステル樹脂」とも称する)を含む結着樹脂と、2価以上の金属イオンと、アルキル鎖の炭素数が1以上10以下の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、を含む。(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、トナー中に50ppm以上500ppm以下である。
(メタ)アクリル酸ラジカルは、画像の表層部において、2価以上の金属イオンと架橋し、かつ不飽和ポリエステル樹脂のエチレン性二重結合部と架橋すると考えられ、この結果、画像の表層部では微細な三次元架橋構造が形成される。このため、画像が熱及び紫外線に曝されても、ポリエステル樹脂の分子鎖の切断、及び劣化が生じ難くなり、画像の荒れといった表面性の変化が抑制される。
トナー粒子は、例えば、結着樹脂、2価以上の金属イオン、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルを含む。トナー粒子には、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んでもよい。
結着樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂を含む。不飽和ポリエステル樹脂は、分子中にエチレン性不飽和二重結合(例えばビニル基やビニレン基)を有するポリエステル樹脂である。
具体的には、不飽和ポリエステル樹脂としては、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体であって、多価カルボン酸及び多価アルコールの少なくとも一方として、不飽和ポリエステル成分となるエチレン性不飽二重和結合を持つ単量体を用いたポリエステル樹脂が挙げられる。
特に、不飽和ポリエステル樹脂としては、安定性の観点から、非晶性不飽和ポリエステル樹脂として、エチレン性不飽和二重結合を持つ多価カルボン酸と、多価アルコールと、の重縮合体であることが好ましく、エチレン性不飽和二重結合(例えばビニル基やビニレン基)を持つ2価のカルボン酸と、2価のアルコールと、の重縮合体(つまり、直鎖状ポリエステル樹脂)であることが好ましい。
エチレン性不飽和二重結合を持つ3価以上のカルボン酸としては、アコニット酸、3−ブテン−1,2,3−トリカルボン酸、4−ペンテン−1,2,4,−トリカルボン酸、1−ペンテン−1,1,4,4,−テトラカルボン酸、これらの低級(炭素数1以上4以下)アルキルエステルが挙げられる。
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などが挙げられる。
なお、多価アルコールと共に、必要に応じて、酸価および水酸基価の調整等の目的で、酢酸、安息香酸等の1価の酸;シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等の1価のアルコールを併用してもよい。
また、多価カルボン酸の合計に占めるエチレン性不飽和二重結合を持つ単量体(多価カルボン酸)の割合は、12.5モル%以上60モル%以下が好ましく、12.5モル%以上45モル%以下がより好ましい。
なお、樹脂のエチレン性不飽和二重結合当量は以下の方法により測定された値である。樹脂のNMR分析(H分析)を実施し、単量体種、組成比を同定し、そのうち、エチレン性不飽和二重結合を有する単量体の割合を求めることにより、エチレン性不飽和二重結合1つあたりの分子量を算出する。
なお、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。
不飽和ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
不飽和ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
なお、重量平均分子量及び数平均分子量は、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−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。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。
なお、原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。重縮合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを重縮合させておいてから主成分と共に重縮合させるとよい。
他の結着樹脂としては、例えば、ビニル樹脂(例えばスチレンアクリル樹脂等)、非ビニル樹脂(例えばエポキシ樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有さないポリエステル樹脂、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、変性ロジン等)などが挙げられる。
2価以上の金属イオン(以下、単に「金属イオン」とも称する)としては、例えば、2価以上4価以下の金属イオンが挙げられる。具体的には、金属イオンとしては、例えば、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン、鉄イオン、亜鉛イオン、及びカルシウムイオンからなる群より選択される少なくとも1種の金属イオンが挙げられる。
金属塩としては、例えば、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化鉄(II)、塩化亜鉛、塩化カルシウム、硫酸カルシウム等が挙げられる。
無機金属塩重合体としては、例えば、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、ポリ硫酸鉄(II)、多硫化カルシウム等が挙げられる。
金属錯体としては、例えば、アミノカルボン酸の金属塩等が挙げられる。金属錯体として、具体的には、例えば、エチレンジアミン4酢酸、プロパンジアミン4酢酸、ニトリル3酢酸、トリエチレンテトラミン6酢酸、ジエチレントリアミン5酢酸等の公知のキレートをベースにした金属塩(例えば、カルシウム塩、マグネシウム塩、鉄塩、アルミニウム塩等)などが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、アルキル鎖の炭素数が1以上10以下のメタ)アクリル酸アルキルエステルである。
なお、「(メタ)アクリル」等の記述は、「アクリル」及び「メタクリル」等のいずれをも含む表現である。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル鎖の炭素数は、画像のグロス変化抑制の点から、3以上6以下が好ましく、3以上5以下がより好ましい。
なお、ガスクロマトグラフィー分析条件は、以下の通りである。
・ガスクロマトグラフ装置;株式会社島津製作所製 GC−2010
・ヘッドスペースサンプラー;パーキンエルマー社製 TurboMatrix HS40
・分離カラム:株式会社島津ジーエルシー製 RTX−1
・ヘッドスペース条件:130℃、3分間加熱
・カラム昇温条件:10℃/min
・気化室温度:220℃
・検出器温度:260℃
・注入モード:スプリット
・キャリアガス:N2
・トナー量:0.5g
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などの種々の顔料、又は、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、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類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。
なお、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 K−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。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周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。
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。
ここで、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%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、アパーチャー径として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。なお、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(チャンネル)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。
式:SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
上記式中、MLはトナーの絶対最大長、Aはトナーの投影面積を各々示す。
具体的には、形状係数SF1は、主に顕微鏡画像又は走査型電子顕微鏡(SEM)画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス表面に散布した粒子の光学顕微鏡像をビデオカメラによりルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個の粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、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等が挙げられる。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
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。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
まず、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。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。これらは、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。
界面活性剤は、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。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー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、樹脂粒子分散液と共に、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℃)で上記凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2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、上記加熱を行ってもよい。
なお、凝集終了後、凝集剤の金属イオンと錯体又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。このキレート剤の添加により、凝集剤を過剰に添加した場合、粉体粒子の金属イオンの含有量の調整が実現される。
キレート剤の添加量としては、例えば、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に対して、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。
洗浄工程は、帯電性の点から充分にイオン交換水による置換洗浄を施すことがよい。また、固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、フラッシュジェット乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
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混合した二成分現像剤であってもよい。
なお、磁性粉分散型キャリア、樹脂含浸型キャリア、及び導電性粒子分散型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
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、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/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。
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。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して脱着するプロセスカートリッジであってもよい。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)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4色のトナーを含むトナーの供給がなされる。
なお、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。更に、各一次転写ロール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を可変する。
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3Y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を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー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される。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可視像(現像像)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にてイエロートナー画像の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。
なお、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。
(ポリエステル樹脂(A)の合成)
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物: 100モル部
・テレフタル酸: 30モル部
・無水トリメリット酸: 20モル部
・フマル酸: 50モル部
・ジブチルスズオキサイド: 0.6モル部
記成分を加熱乾燥した三口フラスコに入れた後、フラスコ内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、210℃で3時間、重縮合反応させ、その後230℃で除々に減圧してポリエステル樹脂(A)を合成した。
この樹脂において、多価カルボン酸及び多価アルコールの合計に占めるエチレン性不飽和二重結合を持つ単量体の割合は、25モル%であり、エチレン性不飽和二重結合当量は800g/eqであった。なお、ポリエステル樹脂(A)は不飽和である。
テレフタル酸60モル部、無水トリメリット酸46モル部、フマル酸4モル部に変更した以外は、ポリエステル樹脂(A)と同様の手順で、ポリエステル樹脂(B)を合成した。
この樹脂において、多価カルボン酸及び多価アルコールの合計に占めるエチレン性不飽和二重結合を持つ単量体の割合は、4モル%であり、エチレン性不飽和二重結合当量は4200g/eqであった。なお、ポリエステル樹脂(B)は不飽和である。
テレフタル酸60モル部、無水トリメリット酸40モル部、フマル酸0モル部に変更した以外は、ポリエステル樹脂(A)と同様の手順でポリエステル樹脂(C)を合成した。なお、ポリエステル樹脂(C)は飽和である。
(ポリエステル樹脂粒子分散液(1)の調製)
ポリエステル樹脂(A)171質量部、およびメチルエチルケトン800質量部をセパラブルフラスコに入れ、これを75℃で混合および溶解した後、10質量%アンモニア水溶液を6.0質量部滴下した。加熱温度を60℃に下げ、撹拌しながらイオン交換水を送液ポンプにより送液速度6g/minで滴下し、液が白濁したのち、送液速度25g/minに上げ、滴下総液量が400質量部になったところで、イオン交換水の滴下を止めた。その後、減圧下で溶媒の除去を行った。その後、得られた分散液にイオン交換水、及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしてアクリル酸n−ブチル0.05質量部を添加して固形分濃度を調整して、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を得た。得られたポリエステル樹脂粒子分散液(1)の体積平均粒径は168nm、固形分濃度は30質量%であった
アクリル酸n−ブチルの代わりにアクリル酸メチルを用いた以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(2)を得た。
アクリル酸n−ブチルの代わりにアクリル酸デシルを用いた以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(3)を得た。
アクリル酸n−ブチルの代わりにアクリル酸ドデシルを用いた以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(4)を得た。
ポリエステル樹脂(A)の代わりにポリエステル樹脂(C)を用いた以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(5)を得た。
アクリル酸n−ブチルの量を0.01質量部とした以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(6)を得た。
アクリル酸n−ブチルの量を0.02質量部とした以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(7)を得た。
アクリル酸n−ブチルの量を0.03質量部とした以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(8)を得た。
アクリル酸n−ブチルの量を0.08質量部とした以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(9)を得た。
アクリル酸n−ブチルの量を0.12質量部とした以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(10)を得た。
アクリル酸n−ブチルの量を0.13質量部とした以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(11)を得た。
ポリエステル樹脂(A)の代わりにポリエステル樹脂(B)を用いた以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液(1)と同様にして、ポリエステル樹脂粒子分散液(12)を得た。
(着色剤粒子分散液(1)の調製)
・シアン顔料: 10質量部
〔PigmentBlue15:3、大日精化工業(株)製〕
・アニオン性界面活性剤: 2質量部
〔ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製〕
・イオン交換水: 80質量部
上記の成分を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー〔HJP30006、(株)スギノマシン製〕により1時間分散し、体積平均粒径180nm、固形分20質量%の着色剤粒子分散液(1)を得た。
(離型剤粒子分散液(1))
・カルナバワックス: 50質量部
〔RC−160、融解温度84℃、東亜化成(株)製〕
・アニオン性界面活性剤: 2質量部
〔ネオゲンSC、第一工業製薬製〕
・イオン交換水: 200質量部
上記成分を120℃に加熱して、IKA社製、ウルトラタラックスT50で混合・分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径が200nm、固形分20質量%の離型剤粒子分散液(1)を得た。
(トナー(1)の作製)
・ポリエステル樹脂粒子分散液(1): 400質量部
・着色剤粒子分散液(1): 15質量部
・離型剤粒子分散液(1): 25質量部
・イオン交換水: 1000質量部
上記の成分を、丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA製、ウルトラタラックスT50)で各成分が十分に混合するように分散する。その後、分散液に10%ポリ塩化アルミニウム水溶液5質量部を加え、ウォーターバスを用いてフラスコ内の内容物を攪拌した。分散されたことを確認し、スリーワンモーター(新東科学株式会社製BLh300)を用いて、攪拌回転数150rpmで攪拌した後、0.5℃/分の昇温速度で45℃まで加熱攪拌し、45℃で60分間保持した。その後、追加のポリエステル樹脂粒子分散液(1)250質量部を添加し、60分間攪拌した。得られた内容物を光学顕微鏡で観察すると、粒径が4.0μmの凝集粒子が生成していることが確認された。30%EDTA水溶液を0.5質量部添加したのちに、0.8M水酸化ナトリウム水溶液で、pHを7.5に調整した。その後、温度を上げて95℃において5時間かけて凝集粒子を融合合一させ、冷却後、ろ過し、イオン交換水で充分洗浄後、乾燥して、体積平均粒径が5.1μmのトナー粒子(1)を得た。
(トナー(2)〜(11)(13)の作製)
ポリエステル樹脂粒子分散液(1)(追加分含む)に代えて、表1に従って、ポリエステル樹脂粒子分散液(表中「PE分散液」と表記)の種類を変更した以外は、トナー(1)と同様にしてトナー(2)〜(11)、(13)を作製した。
(トナー(12)、(14)〜(15)の作製)
表1に従った金属イオンの種及び含有量に従って、ポリ塩化アルミニウムの量、又は金属イオンを含む化合物の種及び量を変更した以外は、実施例1と同様にしてトナー(12)(14)〜(15)を作製した。
上記で作製したトナー(1)〜(15) 8質量部と下記キャリア(A)92質量部をVブレンダーにいれ20分間撹拌した後、105μmメッシュで篩分し、各々、現像剤(1)〜(15)を作製した。
・フェライト粒子(体積平均粒径50μm) :100質量部
・トルエン :100質量部15質量部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体(成分モル比:90/10) :2質量部
・カーボンブラック(R330、キャボット社製) :0.25質量部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を10分間スターラで撹拌させ、分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子を真空脱気型ニーダに入れ、60℃で25分撹拌した後、更に加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリアAを作製した。このキャリア(A)は、形状係数=120、真比重=4.4、飽和磁化=63emu/g、1000V/cmの印加電界時の体積固有抵抗値が1000Ω・cmであった。
得られた現像剤を、富士ゼロックス(株)製「VersantTM 2100 Press」の現像器に充填した。この装置により、A4サイズ白色紙(富士ゼロックス社製J−A4紙)に、1cm×1cmで、トナー載り量が0.3mg/cm2のべた画像を形成した。
べた画像が形成された白色紙を、温度50℃、湿度80%RHで、強度2000のmJ/cm2が照射される環境下に240時間放置した。そして、グロス計(micro−TRI−Gloss:Gardner社)を用いて、放置前の初期画像と放置後の放置画像との60°グロスを測定した。
この放置前後のべた画像の60°グロス変化を以下の基準により評価した。
−評価基準−
A(◎): 初期画像と放置画像とのグロス変化が全く見られず良好である。
B(○): 初期画像と比較して放置画像のグロスの変化は5%未満であり、ほとんど差がみられない。
C(△): 初期画像と比較して放置画像のグロス変化は5%以上、10%未満であり、画像のグロスとして問題ない程度である。
D(×): 初期画像と比べて放置画像のグロス変化は10%以上で明らかに差がある。
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 二次次転写ロール(二次転写手段の一例)
30 中間転写体クリーニング装置
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
118 露光のための開口部
117 筐体
200 プロセスカートリッジ
300 記録紙(記録媒体の一例)
P 記録紙(記録媒体の一例)
Claims (9)
- アルキル鎖の炭素数が1以上10以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルを重合した樹脂を含まず、エチレン性不飽和二重結合を有するポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、
2価以上の金属イオンと、
アルキル鎖の炭素数が1以上10以下であり且つ、トナー中の含有量が50ppm以上500ppm以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルと、
を含むトナー粒子を有する静電荷像現像用トナー。 - 前記トナー粒子に含まれる前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル鎖の炭素数が、3以上6以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子に含まれる前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量が、トナー粒子に対して100ppm以上300ppm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2価以上の金属イオンが、3価の金属イオンである請求項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。
- 請求項1〜請求項4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4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5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5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5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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