JP4873034B2 - 二成分現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
C.I.Pigment Yellow 185を用いたイエロートナーとしては、具体的には、例えば、特許文献1において、結着樹脂と着色剤とを必須成分として用いた静電荷像現像用イエロートナーにおいて、着色剤が、C.I.Pigment Yellow 185とC.I.Pigment Yellow 74、もしくはC.I.Pigment Yellow185とC.I.Pigment Yellow 154、との混合顔料であることを特徴とする静電荷像現像用イエロートナーが開示されている。
すなわち請求項1に係る発明は、
イエロートナーと、キャリアと、を含み、
前記イエロートナーは、C.I.Pigment Yellow 155及びC.IPigmentYellow185の少なくとも一方と、C.I.Pigment Yellow 74と、を含み、
前記キャリアは、樹脂と、前記樹脂に分散された磁性粒子と、を含んで構成され、かつ、前記キャリア中に含まれるCu元素、Zn元素、Ni元素、及びMn元素の含有量がそれぞれ2000ppm以下である、二成分現像剤である。
前記樹脂は架橋系樹脂である、請求項1に記載の二成分現像剤である。
前記樹脂はフェノール樹脂である、請求項1又は請求項2に記載の二成分現像剤である。
現像手段を備えた画像形成装置に脱着され、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の二成分現像剤が収容された、現像剤カートリッジである。
現像手段を備え、前記現像手段に請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の二成分現像剤が収容された、プロセスカートリッジである。
潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記潜像保持体上に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、を有し、
前記現像剤は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の二成分現像剤である、画像形成装置である。
請求項2に係る発明によれば、架橋系樹脂を用いない場合に比較して、キャリアの構成及び各元素の含有量を考慮しない場合に比較して、形成された画像における耐光性の低下が抑制される。
請求項3に係る発明によれば、フェノール樹脂を用いない場合に比較して、キャリアの構成及び各元素の含有量を考慮しない場合に比較して、形成された画像における耐光性の低下が抑制される。
請求項5に係る発明によれば、キャリアの構成及びキャリア中における各元素の含有量を考慮しない場合に比較して、形成された画像における耐光性の低下が抑制される。
請求項6に係る発明によれば、キャリアの構成及びキャリア中における各元素の含有量を考慮しない場合に比較して、形成された画像における耐光性の低下が抑制される。
本実施形態の二成分現像剤は、イエロートナーと、キャリアと、を含んで構成されている。またイエロートナーは、C.I.Pigment Yellow 155(以下、「PY155」と称する場合がある)及びC.IPigmentYellow185(以下、「PY185」と称する場合がある)の少なくとも一方と、アゾ系顔料と、を含む。さらに前記キャリアは、樹脂と、前記樹脂に分散された磁性粒子と、を含んで構成され、かつ、前記キャリア中に含まれるCu元素、Zn元素、Ni元素、及びMn元素の含有量がそれぞれ2000ppm以下である。
本実施形態のトナーでは、着色力を向上させ、色規格であるジャパンカラーの黄色に近い良好な色相を得るために、トナー中に含まれる色材として、PY155及びPY185の少なくとも一方と、アゾ系顔料と、を併用している。PY155及びPY185は優れた色調を有する顔料であるが着色力がやや弱く、また色相が緑味に寄っているため色規格であるジャパンカラーの黄色とは異なる色相を示す。そこで、他の顔料との併用を種々検討した結果、PY155及びPY185とアゾ系顔料とを組合せて使用することにより、着色力及び色相に優れることを見出したが耐光性については十分ではなく、改善の余地があった。そのため、例えばキャリア中に含まれるCu元素、Zn元素、Ni元素、及びMn元素(以下、「特定金属種」と称する場合がある)がトナーに混入し、形成された画像内に含まれてしまうと、画像の耐光性に影響を及ぼすと考えられる。具体的には、例えば、特定金属種及び酸素の存在下における紫外線照射により活性種(例えばラジカル)が発生し、色材(色材の中でも特にアゾ系顔料)の特定官能基(例えばアゾ基等)を破壊することにより、画像の劣化を引き起こすものと考えられる。
イエロートナーは、上記の通り、少なくとも色材として、PY155及びPY185の少なくとも一方と、アゾ系顔料と、を含み、必要に応じてその他の色材を含んでもよい。またイエロートナーは、結着樹脂や離型剤を含んでもよく、必要に応じてその他の成分を含んでもよい。
イエロートナーは、PY155及びPY185の一方のみを含んでもよく、両方を含んでもよい。PY155及びPY185は耐光性に優れるが凝集性が強いため、アゾ系顔料との併用によって凝集が抑制され、発色性が発揮される。
PY155及びPY185は、いずれもイエロー系着色剤であり、それぞれ、下記構造式(1)及び下記構造式(2)で表される化合物である。
また、イエロートナー中における、PY155及びPY185とアゾ系顔料との含有比は、PY155及びPY185:アゾ系顔料=99.5:0.5から5:95であることが好ましく、95:5から80:20であることがより好ましい。上記範囲であると、着色性、色調、及び、長期耐久性に優れる。
イエロートナーは、結着樹脂を含有していることが好ましい。
結着樹脂としては、従来のトナー用樹脂の何れでもよく、公知のものが用いられ、重縮合樹脂や付加重合型樹脂が例示される。その中でも、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、又はエポキシ樹脂が好ましく例示され、スチレン−アクリル樹脂、又は、ポリエステル樹脂がより好ましく例示される。なお、イエロートナーは、結着樹脂として上記樹脂を一種のみ用いてもよいし、複数種組み合わせて用いてもよい。
重縮合性単量体としては、例えば、多価カルボン酸、ポリオール、ヒドロキシカルボン酸、ポリアミン、又はそれらの混合物が挙げられる。特に、重縮合性単量体としては、多価カルボン酸とポリオールとさらにはこれらのエステル化合物(オリゴマー又はプレポリマー)であることが好ましく、直接エステル反応又はエステル交換反応を経て、ポリエステル樹脂を得るものがよい。この場合、重合されるポリエステル樹脂としてはアモルファス(無定形)ポリエステル樹脂(非結晶性ポリエステル樹脂)、結晶性ポリエステル樹脂などのいずれかの形態、又はそれらの混合形態をとる。
重縮合樹脂は、重縮合性単量体、それらのオリゴマー、及びプレポリマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種を重縮合して得られるが、これらの中でも重縮合性単量体を使用することが好ましい。
なお、低級エステルとは、エステルのアルコキシ部分の炭素数が1から8であることを示す。具体的には、メチルエステル、エチルエステル、n−プロピルエステル、イソプロピルエステル、n−ブチルエステル及びイソブチルエステル等が挙げられる。
また、結着樹脂の水分散性を容易にするため、ジオールとして、例えば、2,2−ジメチロールプロピオン酸、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロール吉草酸等を用いてもよい。
これらの重縮合性単量体の組み合わせにより、非結晶性樹脂や結晶性樹脂が容易に得られる。
酸等が挙げられる。
ここで酸価は、JIS K0070に従い、中和滴定法により測定される。具体的には、試料を溶剤(ジエチルエーテル/エタノール混合液)100mlに加え、指示薬(フェノールフタレイン溶液)数滴を加え、水浴上で試料が溶けるまで充分に振り混ぜる。これに、0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の紅色が30秒間続いた時を終点とする。酸価をA、試料量をS(g)、滴定に用いた0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液をB(ml)、fを0.1mol/l水酸化カリウムエタノール溶液のファクターとしたとき、A=(B×f×5.611)/Sとして算出される。
ラジカル重合性単量体としては、スチレン系単量体類、不飽和カルボン酸類、(メタ)アクリレート類(なお、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートを意味するものとし、以下も同様とする。)、N−ビニル化合物類、ビニルエステル類、ハロゲン化ビニル化合物類、N−置換不飽和アミド類、共役ジエン類、多官能ビニル化合物類、多官能(メタ)アクリレート類等が挙げられる。
なお、これらの中で、N−置換不飽和アミド類、共役ジエン類、多官能ビニル化合物類、及び多官能(メタ)アクリレート類等を用いて、生成された重合体に架橋反応を生起させてもよい。ラジカル重合性単量体としては、これらを、単独で、あるいは組み合わせて使用する。
なお、結着樹脂のガラス転移温度は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値をいう。
イエロートナーは、離型剤を含有していることが好ましい。離型剤は、一般に離型性を向上させる目的で使用される。
離型剤の具体例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;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、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル、カルボ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。これらの離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
イエロートナーに含まれるその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて選択され、例えば、帯電制御剤等の公知の各種添加剤等が挙げられる。
帯電制御剤は、一般に帯電性を向上させる目的で使用される。
帯電制御剤としては、例えば、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシンや第四級アンモニウム塩等が挙げられる。
また、イエロートナーは、公知の外添剤が外添されたものであってもよい。
外添剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニアなどの無機粒子等が利用される。例えば、流動性助剤やクリーニング助剤としては、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウムなどの無機粒子や、ビニル系樹脂、ポリエステル、シリコーンなどの樹脂粒子が利用される。外添剤の添加方法は特に限定されないが、例えば、乾燥状態で剪断力を加えて、トナー粒子表面に添加する方法等が挙げられる。
トナーに含まれる外添剤の含有量は、0.01から5重量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.01から2.0重量%の範囲である。
イエロートナーの体積平均粒子径としては、2から10μmが好ましく、3から8μmがより好ましい。また、イエロートナーの数平均粒子径としては、2から10μmが好ましく、3から8μmがより好ましい。
前記体積平均粒子径及び数平均粒子径は、例えば、コールターマルチサイザー−II型(ベックマン・コールター社製)を用いて、50μmのアパーチャー径で測定することにより求められる。体積平均粒子径及び数平均粒子径の測定は、トナーを電解質水溶液(アイソトン水溶液:ベックマン・コールター社製)に分散させ、超音波により30秒以上分散させた後に行うことが好ましい。
イエロートナーは、公知のトナー製造方法により作製されるが、いわゆる湿式製法、すなわち、水若しくは有機溶媒中、又はそれらの混合溶媒中で、着色剤と結着樹脂とを少なくとも含むトナー母粒子を造粒する造粒工程と、トナー母粒子を洗浄・乾燥する洗浄・乾燥工程とを経て製造されることが好ましい。混錬粉砕法で作製したトナーでも効果が得られないわけではないが、一般に混錬粉砕法によるトナーは現像工程、転写工程で画像にむらを生じやすく、特に緑色のような画像ではむらとして検出されやすい場合がある。
なお、原料分散液には必要に応じて、離型剤(離型剤粒子)を分散させた離型剤分散液や、無機粒子分散液等のその他の分散液を加えてもよい。
なお、上述した通り、樹脂粒子分散液は、乳化重合法により調製してもよく、塊状重合した後に溶解懸濁させることによって得てもよい。また、界面活性剤と共に機械的剪断力により分散させることにより調製してもよい。
前記イエロートナーを凝集合一法により作製する場合、既述したように、凝集工程と、融合工程(合一工程)とを少なくとも経て作製されるものであるが、凝集工程を経て形成された凝集粒子(コア粒子)の表面に樹脂粒子を付着させて、コア/シェル構造を有する凝集粒子を形成する、付着工程を設けてもよい。
着色剤粒子の分散方法としては、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどを用いた一般的な分散方法が挙げられ、なんら制限されるものではない。また、これらの着色剤粒子は、その他の粒子成分と共に混合溶媒(原料分散液)中に一度に添加してもよいし、分割して多段階で添加してもよい。
凝集粒子の形成は、回転剪断型ホモジナイザーで撹拌下、具体的には20℃乃至30℃で凝集剤を添加し、原料分散液のpHを酸性にすることによってなされる。
前記凝集工程に用いられる凝集剤は、無機金属塩が好ましい。前記無機金属塩としては、例えば、塩化バリウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムなどの金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等の無機金属塩重合体などが挙げられる。また、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウムなどの金属塩、及び、多硫化カルシウム等の無機金属塩が好ましく用いられる。
また、無機粒子分散液の添加量は、必要とされる金属の種類や架橋構造形成の程度により異なるが、結着樹脂成分100重量部に対して、0.5重量部以上10重量部以下の範囲とすることが好ましく、1重量部以上5重量部以下の範囲とすることがより好ましい。すなわち、原料分散液中の樹脂粒子100質量部に対し、無機粒子が上記範囲(好ましくは0.5重量部以上10重量部以下、より好ましくは1重量部以上5重量部以下)となるように無機粒子分散液を添加することが好ましい。
被覆層(シェル層)の形成は、凝集工程において凝集粒子(コア粒子)が形成された分散液中に、通常、樹脂粒子を含む樹脂粒子分散液を追添加することにより行われる。
pHの調整は、酸やアルカリを添加することによって行われる。使用する酸は特に限定されないが、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸を0.1重量%以上50重量%以下の範囲で含む水溶液が好ましい。また、使用するアルカリも特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物を0.1重量%以上50重量%以下の範囲で含む水溶液が好ましい。
融合時の加熱に際して、あるいは融合が終了した後に、その他の成分により架橋反応を行わせてもよい。また、融合と同時に架橋反応を行わせてもよい。架橋反応を行わせる場合には、トナーの作製に際して、上述した架橋剤や重合開始剤を用いる。
重合開始剤は、原料分散液を作製する段階であらかじめこの分散液に混合しておいてもよいし、凝集工程で凝集粒子に取り込ませてもよい。さらには、融合工程、あるいは、融合工程の後に導入してもよい。凝集工程、付着工程、融合工程、あるいは融合工程の後に導入する場合は、重合開始剤を溶解、又は乳化した液を、分散液に加える。これらの重合開始剤には、重合度を制御する目的で、公知の架橋剤、連鎖移動剤、重合禁止剤等を添加
してもよい。
キャリアは、上記の通り、樹脂と、磁性粒子と、を少なくとも含み、前記磁性粒子が前記樹脂中に分散された磁性粒子分散樹脂粒子を用いた磁性粒子分散型キャリアである。
またキャリア中に含まれるCu元素、Zn元素、Ni元素、及びMn元素(すなわち、特定金属種)の含有量は、それぞれ2,000ppm以下である。
また、キャリア中に含まれる特定金属種の含有量を上記範囲とする方法としては、例えば、磁性粒子に含まれる各元素の含有量を制御する方法等が挙げられる。
以下、本実施形態における磁性粒子分散型キャリアの一例として、上記樹脂被覆キャリアについて説明する。
芯材は、磁性粒子が樹脂中に分散されて構成された磁性粒子分散樹脂粒子である。
磁性粒子の材料としては、磁性を持つ材料であれば特に限定されないが、具体的には、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
その中でも、キャリア中の特定金属種含有量を上記範囲としつつキャリアの磁性を得る観点から、磁性粒子の材料として、Cu元素、Zn元素、Ni元素、及びMn元素を含有するフェライトを用いることが好ましく、Ca元素、Mg元素、Cu元素、Zn元素、Ni元素、及びMn元素を含有するフェライトを用いることが好ましい。
磁性粒子の含有量は、キャリア全質量に対し、80質量%以上であることが、キャリア飛散を生じにくくする点で好ましい。
前記磁性粒子の体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により測定する。なお、樹脂で固められたキャリア中の磁性粒子の堆積平均粒径を測定する場合、有機溶剤などにより樹脂を溶解させる、あるいは加熱して樹脂部を燃焼させるなどにより、磁性粒子を取り出して測定してもよい。また、硬化性樹脂によりキャリアを包埋し、その切片を作成することで、キャリア断面から樹脂粒子の粒径を求めてもよい。この場合、磁性粒子の断面が中心であることを確認するため、わずかに削りながら観察する。
上記樹脂の中でも、耐衝撃性の観点から架橋系樹脂であることが好ましく、耐熱性及び耐酸塩基性の観点からフェノール系樹脂が好ましい。
また、前記芯材には、目的に応じて、更にその他の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、帯電制御剤、フッ素含有粒子などが挙げられる。
尚、前記芯材における磁性粒子の比率は、示差走査熱量計(DSC)を用い、温度600℃まで昇温し、重量変化から求められる。
上記の溶融混練法、懸濁重合法、及びスプレードライ法はいずれも、磁性粒子をあらかじめ何らかの手段により調製しておき、この磁性粒子と樹脂溶液とを混合し、樹脂溶液中に磁性粒子を分散させる工程を含む。
被覆層には、キャリア用の被覆層の材料として用いられているものであれば公知のマトリックス樹脂が利用され、二種類以上の樹脂をブレンドして用いてもよい。被覆層を構成するマトリックス樹脂としては、大別すると、トナーに帯電性を付与するための帯電付与樹脂と、トナー成分のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂とが挙げられる。
また、トナーに正帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。
導電性粒子としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられ、これらの中ではカーボンブラックが好ましい。これらの導電性粒子は体積平均粒径が1μm以下のものが好ましい。更に、必要に応じて、複数の導電性粒子を併用してもよい。
被覆層(2層以上の被覆層の場合には導電性粒子が含まれる各層ごと)における導電性粒子の含有量は、被覆層の強度を保ち、またキャリアの抵抗を調整する観点から、1質量%以上50質量%以下であることが好ましく、3質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。
熱可塑性樹脂の場合、ポリオレフィン系樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン;ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えば、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂又はその変性品;フッ素樹脂、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン;ポリエステル;ポリカーボネート等が挙げられる。
一方、樹脂粒子の粒径が1.5μmを超える場合は、被覆層から樹脂粒子が脱離し易くなり、帯電付与の機能が発揮されない場合がある。また、粒径如何によっては被覆層の強度を低下させてしまう場合がある。
尚、前記被覆量は、トルエンなどの有機溶剤にコート樹脂を溶解させ、その残量と、元のキャリアの重量比から求められる。
即ち、被覆層形成用溶液(溶剤中に、被覆層を形成するマトリックス樹脂の他に、導電性粒子(導電粉)等を含む溶液)を調製し、この被覆層形成用溶液中に芯材を浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材の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芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、次いで、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられるが、特に、溶液を用いたものに限定されるものではない。例えば、キャリアの芯材の種類によっては、芯材と樹脂粉末とを共に加熱混合するパウダー塗布法などを採用してもよい。更に、被覆層を形成した後に、電気炉やキルンなどのような装置により加熱処理してもよい。
キャリア中に含まれる特定金属種の含有量は、上記の通りそれぞれ2,000ppm以下であり、それぞれ0から1,000ppmであることが好ましく、それぞれ0から200ppmであることがより好ましく、それぞれ0.1から100ppmであることがさらに好ましく、それぞれ10から50ppmであることが最も好ましい。
キャリア中に含まれる特定金属種の含有量の測定方法としては、例えば蛍光X線測定装置を用いた方法が挙げられる。
なお、キャリア中に含まれる特定金属種の含有量の合計は、0ppm以上,2000ppm以下が好ましく、0ppm以上1,000ppm以下がより好ましく、0ppm以上150ppm以下がさらに好ましい。
磁気特性の測定としての装置は振動試料型磁気測定装置VSMP10−15(東英工業社製)を用いる。測定試料は内径7mm、高さ5mmのセルに詰めて前記装置にセットする。測定は印加磁場を加え、最大1000エルステッドまで掃引する。ついで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製する。カーブのデータより、飽和磁化、残留磁化、保持力を求める。なお、飽和磁化は、1000エルステッドの磁場において測定された磁化を示す。
次に、本実施形態の現像剤カートリッジ(以下、「カートリッジ」と略す場合がある)について説明する。カートリッジは、画像形成装置に脱着し、少なくとも、画像形成装置の静電潜像保持体表面上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段に供給するための現像剤を収納し、現像剤が既述した本実施形態の現像剤であることを特徴とする。
また転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行っても良い。
さらに現像手段は、本実施形態の現像剤を収容するための現像剤収容容器と、現像剤を現像剤収容容器に供給するための現像剤供給手段と、現像剤収容容器内に収容されている現像剤の少なくとも一部を、排出するための現像剤排出手段とを備える構成、すなわち、トリクル現像方式を採用してもよい。
画像形成装置は、前記手段のうちの複数を同時に行う構成であってもよい。
前記各工程としては公知の工程が採用され、例えば、特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている工程が挙げられる。なお、本実施形態の画像形成方法は、例えば、公知のコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施される。
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、現像剤カートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の現像剤が供給される。
尚、1次転写ローラ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1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1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1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性(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(一般の樹脂程度の抵抗)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、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体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ユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2から第4ユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置(転写手段)112と、定着装置(定着手段)115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。なお、300は記録紙である。
なお、実施例中において「部」及び「%」は、特に断りのない限り「質量部」及び「質量%」を意味する。
まず、実施例、比較例で用いた現像剤等の物性測定方法について説明する。
融点及びガラス転移温度の測定は、「DSC−20」(セイコー電子工業(株)製)を使用し、試料10mgを一定の昇温速度(10℃/min)で加熱して測定した。
結晶性樹脂の融点の測定には、示差走査熱量計(DSC)を用い、室温(25℃)から150℃まで毎分10℃の昇温速度で測定を行った時のJIS K−7121:87に示す入力補償示差走査熱量測定の融解ピーク温度として求めた。
なお、結晶性樹脂には、複数の融解ピークを示す場合があるが、最大のピークをもって融点とみなした。
また、非結晶性樹脂のガラス転移温度は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値である。
トナーの分子量分布は、以下の条件で行ったものである。GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は、東ソー(株)製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
粒子の体積平均粒径測定には、コールターマルチサイザー−II型(ベックマン・コールター社製)を用いた。この場合、50μmのアパーチャーを用いて測定した。測定した粒子の粒径は、特に断りのない場合、体積平均粒径を表すものとする。
測定法としては分散剤として界面活性剤、具体的にはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に測定試料を1.0mg加える。これを前記電解液100ml中に添加して試料を懸濁した電解液を作製した。
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、前記コールターマルチサイザー−II型により、アパーチャー径として50μmアパーチャーを用いて1から30μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布及び個数平均分布を求める。測定する粒子数は50000であった。
得られたチャンネルごとの体積平均粒径を、体積平均粒径の小さい方から累積し、累積50%になったところを体積平均粒径とした。
なお、外添剤などの粉体を測定する場合は、界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液50ml中に測定試料を2g加え、超音波分散機(1000Hz)にて2分分散して、試料を作製し、前述の分散液と同様の方法で、測定した。
蛍光X線測定装置「ASF−40」((株)島津製作所製)を用いて各元素の含有量を測定した。
<キャリア1の作製>
−磁性粒子1の作製−
酸化鉄(Fe3O4)10,000部、酸化カルシウム(CaO)1,700部、酸化マグネシウム(MgO)840部、酸化銅(CuO)0.2部、酸化亜鉛(ZnO)0.25部、酸化ニッケル(NiO)0.25部、酸化マンガン(MgO)0.25部を秤量し、水系のボールミルで5時間粉砕して混合物を得た。得られた混合物をスプレードライヤにて乾燥した後、チタネート系カップリング剤(味の素(株)社製「プレンアクトTTS」3.0部を添加し、約100 ℃まで昇温し約40分間十分に混合攪拌することにより上記チタネート系カップリング剤で被覆された磁性粒子1を得た。
1Lのフラスコに、フェノール50部、40%ホルマリン70部、前記親油化処理された磁性粒子500部、30%アンモニア水17部、水75部を攪拌混合しながら30分間かけて85℃まで徐々に昇温させ、180分間反応・硬化させ、球状芯材粒子の生成を行った。その後、約50℃に冷却した後、尿素6部、ホルマリン20部、塩化アンモニウム12部、水100部を添加し、30分間かけて85℃に昇温させ、60分間反応させ、球状芯材粒子上に樹脂被覆層が形成された粒子を得た。これを30℃まで冷却後、上澄み液を除去し、さらに下層の沈殿物を水洗し、風乾した。次いで、これを減圧下、180℃で乾燥して樹脂被覆層が形成されたキャリア1を得た。なおキャリア1中における樹脂の比率は18%であった。
キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化銅の仕込み量を0.9部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア2を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を0.9部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア3を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を0.9部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア4を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化マンガンの仕込み量を0.9部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア5を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化銅の仕込み量を1.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア6を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を1.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア7を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を1.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア8を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化マンガンの仕込み量を1.1部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア9を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化銅の仕込み量を1.8部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア10を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を1.8部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア11を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を1.8部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア12を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化マンガンの仕込み量を1.9部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア13を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化銅の仕込み量を2.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア14を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を2.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア15を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を2.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア16を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化マンガンの仕込み量を2.1部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア17を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化銅の仕込み量を3.7部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア18を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を3.7部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア19を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を3.8部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア20を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化マンガンの仕込み量を3.8部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア21を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化銅の仕込み量を4.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア22を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を4.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア23を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を4.0部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア24を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表1に示す。
酸化マンガンの仕込み量を4.1部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア25を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化銅の仕込み量を19部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア26を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を18部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア27を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を19部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア28を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化マンガンの仕込み量を18部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア29を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化銅の仕込み量を20部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア30を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を20部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア31を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を20部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア32を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化マンガンの仕込み量を21部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア33を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化銅の仕込み量を38部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア34を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を37部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア35を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を38部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア36を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化マンガンの仕込み量を39部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア37を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化銅の仕込み量を39部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア38を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化亜鉛の仕込み量を39部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア35を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化ニッケルの仕込み量を40部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア40を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
酸化マンガンの仕込み量を40部に変えた以外は、キャリア1と同様にして、キャリア41を作製した。キャリア中における特定金属種の含有量を蛍光X線測定により測定した結果を表2に示す。
<各分散液の作製>
−樹脂粒子分散液1の調製−
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物:40モル%
・1,2−プロパンジオール:10モル%
・テレフタル酸:30モル%
・アジピン酸:20モル%
なお、ビスフェノールAにおけるエチレンオキサイドの付加量は、1つのヒドロキシ基への付加量を示しており、化合物としては、全てのヒドロキシ基にそれぞれ付加されてなる。
・スチレン(和光純薬工業(株)製) 340重量部
・n−ブチルアクリレート(和光純薬工業(株)製) 60重量部
・β−カルボキシエチルアクリレート(ローディア日華(株)製) 7重量部
・1,10−デカンジオールジアクリレート(新中村化学工業(株)製) 1.1重量部
・ドデカンチオール(花王(株)製) 2.8重量部
イエロー顔料として、C.I.ピグメントイエロー185(PY185、BASF社製)を20重量部、アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンSC有効成分として)2重量部、及び、イオン交換水58重量部を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、6,000rpmで5分間分散した後、撹拌器で1昼夜撹拌させて脱泡し、続けて分散液を高圧衝撃式分散機アルティマイザー((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて、圧力240MPaで分散した。分散は25パス相当行った。固形分濃度25重量%にて、得られた着色剤粒子分散液における着色剤粒子の体積平均粒径を測定したところ、0.15μmであった。
イエロー顔料をC.I.ピグメントイエロー74(PY74、大日精化工業(株)製:セイカ ファースト エロー2054)に変更する以外は、イエロー着色剤粒子分散液Y1の調製と同様の条件で分散を行い、イエロー着色剤粒子分散液Y2を調製した。固形分濃度を25重量%にて、得られた着色剤粒子分散液における着色剤粒子の体積平均粒径を測定したところ、0.13μmであった。
イエロー顔料をC.I.ピグメントイエロー155(PY155、BASF社製)に変更する以外は、イエロー着色剤粒子分散液Y1の調製と同様の条件で分散を行い、イエロー着色剤粒子分散液Y3を調製した。固形分濃度を25重量%にて、得られた着色剤粒子分散液における着色剤粒子の体積平均粒径を測定したところ、0.19μmであった。
イエロー顔料をC.I.ピグメントイエロー93(PY93、大日精化工業(株)製:クロモファイン エロー 5930)に変更する以外は、イエロー着色剤粒子分散液Y1の調製と同様の条件で分散を行い、イエロー着色剤粒子分散液Y4を調製した。固形分濃度を25重量%にて、得られた着色剤粒子分散液における着色剤粒子の体積平均粒径を測定したところ、0.18μmであった。
イエロー顔料の代わりに、シアン顔料ピグメントブルー(PB15−3、大日精化工業(株)製)に変更する以外は、イエロー着色剤粒子分散液Y1の調製と同様の条件で分散を行い、シアン着色剤粒子分散液C1を調製した。固形分濃度を25重量%にて、得られた着色剤粒子分散液における着色剤粒子の体積平均粒径を測定したところ、0.15μmであった。
カルナウバワックス(融点:81℃)40重量部、アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンSC)2重量部、及び、イオン交換水58重量部を混合し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて、6,000rpmで5分間分散した後、撹拌器で1昼夜撹拌させて脱泡し、続けて圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、その後イオン交換水を加えて、固形分濃度を25重量%に調整した。得られた離型剤粒子分散液における離型剤粒子の粒度分布を測定したところ、体積平均粒径は0.23μmであった。
−イエロートナーY1の作製−
・イオン交換水:360重量部
・樹脂粒子分散液1:190重量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK、20重量%):2重量
部
イエロー着色剤粒子分散液Y1の代わりに、イエロー着色剤粒子分散液Y3を用いた以外は、イエロートナーY1と同様にして、イエロートナーY2を得た。
イエロー着色剤粒子分散液Y2の代わりに、イエロー着色剤粒子分散液Y4を用いた以外は、イエロートナーY1と同様にして、イエロートナーY3を得た。
樹脂粒子分散液1の代わりに、樹脂粒子分散液2を用いた以外は、イエロートナーY1と同様にして、イエロートナーY4を得た。
イソフタル酸101部とビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物180部及びジブチル錫オキサイド5.4部をフラスコに投入し、窒素雰囲気下温度230℃で脱水縮合反応を行い、16時間継続した。得られたポリエステル樹脂の重量平均分子量は4,800であった。
このポリエステル樹脂174部、C.I.ピグメントイエロー185(PY185、BASF社製)8部、C.I.ピグメントイエロー74(大日精化社製:セイカファストイエロー2054)8部、カルナウバワックス(日本精蝋社製:HNP−9)10部をバンバリーミキサー(神戸製鋼社製)に入れ、内部の温度が110±5℃になるように圧力を加え、80rpmで混練を10分間行った。得られた混練物を冷却後、ハンマーミルにて粗粉砕し、これをジェットミルにて約6.8μmに微粉砕した後、エルボージェット分級機(松坂貿易社製)にて分級し、体積平均粒径7.5μmのイエロートナーY5を得た。
イエロー着色剤粒子分散液Y1及びイエロー着色剤分散液Y2の代わりに、シアン着色剤粒子分散液C1を18質量部用いた以外は、イエロートナーY1と同様にして、シアントナーC1を得た。
イエロー着色剤粒子分散液Y1及びイエロー着色剤分散液Y2の代わりに、シアン着色剤粒子分散液C1を18質量部用いた以外は、イエロートナーY4と同様にして、シアントナーC1を得た。
イエロートナーY5の作成でC.I.ピグメントイエロー185及びC.I.ピグメントイエロー74を用いる代わりにシアン顔料、ピグメントブルー(PB15−3、大日精化工業(株)製)16部にする以外はイエロートナーY5の作製と同様にして体積平均粒径7.5μmのシアントナーC3を作製した。
<二成分現像剤の作製>
下記表3及び表4に示す組み合わせで、トナーとキャリアとの重量比が、8:92になるように秤量した後、両者をVブレンダーにより、30回転/分で20分間撹拌・混合して、イエロー二成分現像剤、及びシアン二成分現像剤を作製した。
下記表3及び表4に示す組み合わせで、イエロー二成分現像剤及びシアン二成分現像剤を用い、緑色の定着画像を作成した後に、規定枚数出力後の画像耐光性評価を行い、経時サンプルの色相を評価した。
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線(静電潜像形成手段)
3 露光装置(静電潜像形成手段)
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置(トナー除去手段)
8Y、8M、8C、8K 現像剤カートリッジ
10Y、10M、10C、10K ユニット
26 2次転写ローラ(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
112 転写装置
200 プロセスカートリッジ、
300、P 記録媒体(被転写体)
Claims (6)
- イエロートナーと、キャリアと、を含み、
前記イエロートナーは、C.I.Pigment Yellow 155及びC.IPigmentYellow185の少なくとも一方と、C.I.Pigment Yellow 74と、を含み、
前記キャリアは、樹脂と、前記樹脂に分散された磁性粒子と、を含んで構成され、かつ、前記キャリア中に含まれるCu元素、Zn元素、Ni元素、及びMn元素の含有量がそれぞれ2000ppm以下である、二成分現像剤。 - 前記樹脂は架橋系樹脂である、請求項1に記載の二成分現像剤。
- 前記樹脂はフェノール樹脂である、請求項1又は請求項2に記載の二成分現像剤。
- 現像手段を備えた画像形成装置に脱着され、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の二成分現像剤が収容された、現像剤カートリッジ。
- 現像手段を備え、前記現像手段に請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の二成分現像剤が収容された、プロセスカートリッジ。
- 潜像保持体と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記潜像保持体上に形成された前記トナー像を記録媒体表面に転写する転写手段と、を有し、
前記現像剤は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の二成分現像剤である、画像形成装置。
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