JP2005227723A

JP2005227723A - マゼンタ現像剤用樹脂キャリヤ

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Publication number: JP2005227723A
Application number: JP2004038900A
Authority: JP
Inventors: Kaneyuki Matsui; 謙之松井
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】樹脂キャリアの負帯電性を向上させて、正帯電性トナーの帯電付与性を向上させた上で、特にフルカラー画像形成用としてマゼンタトナーの色相を阻害するおそれのない、新規なマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤを提供する
【解決手段】マゼンタトナーとともに二成分マゼンタ現像剤を構成するためのマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤであって、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を含有することを特徴とするマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は、特にフルカラー画像形成用として好適な、マゼンタトナーとともに二成分マゼンタ現像剤を構成するためのマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤに関するものである。

いわゆる電子写真法を利用した、フルカラー画像対応の静電式複写機、レーザープリンタ、普通紙ファクシミリ装置、及びこれらの機能を２つ以上有する複合機等の画像形成装置においては、シアン、マゼンタ及びイエローの３色、またはこの３色にブラックを加えた４色の静電潜像現像用カラートナーを重ね合わせて、その混色によりフルカラー画像を表現するのが一般的である。

また各色のトナーの現像方式としては、通常の、単色の画像形成装置の場合と同様に、トナーとキャリヤとを所定の比率で配合した二成分現像剤を混合することでトナーを摩擦帯電させるとともに、キャリヤによってトナーを搬送して感光体表面の静電潜像と接触させる、いわゆる二成分現像方式が広く行われている。

前記キャリヤとしては、耐久性を向上させるために、磁性体粒子等の芯材の表面を、例えばシリコン系やフッ素系樹脂の被覆層で被覆したコート型キャリヤと、磁性体粒子を結着樹脂中に分散させた樹脂キャリヤが一般的に用いられている。特に、樹脂キャリヤの使用は、キャリヤとしての磁気力が小さいために、現像マグネットローラ上で磁気ブラシがソフトに形成され、高画質が求められるフルカラー画像形成に非常に有利である。

しかし、樹脂キャリヤに使用される結着樹脂としては、ポリエステル系樹脂やスチレン−アクリル共重合体系樹脂が一般的に使用され、シリコン系やフッ素系樹脂に比較して負帯電性が弱く、前記コート型キャリアと比較してトナーに対する帯電付与性が低くなる傾向がある。

このため、特許文献１では、樹脂キャリアの結着樹脂（ポリエステル樹脂）中に、アゾ染料のクロム錯体や有機酸の金属錯体等の負帯電制御剤を含有させることにより、樹脂キャリアの負帯電性を向上させて、正帯電性トナーに対する帯電付与性を向上させている。
特開平８−０１５８９２号公報

しかし、本発明者の検討によると、上記の有色の電荷制御剤を樹脂キャリヤに含有させた場合、トナーに対する帯電付与性は向上するが、帯電長期にわたって画像形成を繰返す間に画像の色相を阻害することが判明した。

これは、フルカラー画像形成用の画像形成装置に使用して、長期間に亘って画像形成を繰返す間に、装置内の現像装置中で攪拌され続けるために、樹脂キャリアの結着樹脂中から有色の電荷制御剤が脱落してトナー中に混入するとトナーの色相を阻害してしまったことが原因であると考えた。

本発明の目的は、樹脂キャリアの負帯電性を向上させて、正帯電性トナーに対する帯電付与性を向上させるとともに、特にフルカラー画像形成用として、長期間に亘って画像形成を繰返しても、マゼンタトナーの色相を阻害するおそれのない、新規なマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明者は、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を含有するマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤを使用することで、長期間に亘って良好なフルカラー画像を形成できることを見出した。

Ｃ．Ｉピグメントレッド５７：１は、アゾレーキ系顔料であり、マゼンタ色記録剤に使用される赤色顔料の中では標準的なマゼンタ色相に近く、且つ、負帯電性が強い。

本発明者は、上記特性に着目し、樹脂キャリヤにＣ．Ｉピグメントレッド５７：１を含有させることで、樹脂キャリアの負帯電性を向上させて正帯電性トナーに対する帯電付与性を向上させるとともに、フルカラー画像形成用として、長期間に亘って画像形成を繰返してもマゼンタトナーの色相を阻害しないことを見出したのである。

樹脂キャリヤに、負帯電性の強い顔料であるＣ．Ｉピグメントレッド５７：１を含有させることで、樹脂キャリアの負帯電性を向上させて、正帯電性トナーに対する帯電付与性を向上させることができる。更に、Ｃ．Ｉピグメントレッド５７：１はマゼンタトナーと同系色であって、画像形成の繰返しにより、被覆層から脱落してトナー中に混入してもその色相を阻害しないため、長期間に亘り良好なフルカラー画像を形成することができる。

以下に、本発明を説明する。
＜マゼンタ現像剤用樹脂キャリヤ＞
本発明のマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤは、結着樹脂中に少なくとも磁性粒子を分散させた樹脂キャリヤであって、Ｃ．Ｉピグメントレッド５７：１を含有することを特徴とする。

本発明の樹脂キャリヤに含有されるＣ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１は、前述のように、アゾレーキ系顔料であり、マゼンタ色記録剤に使用される赤色顔料の中では標準的なマゼンタ色相に近く、且つ、負帯電性が強いという特性を有する。Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１の構造を以下に示す。

Ｃ. Ｉ. ピグメントレッド５７：１の製造方法自体は周知であり、例えば、ｐ−トルイジン−ｍ−スルホン酸をベンゼン系アミンにより置換して混合ジアゾ成分とし、これを常法によりジアゾ化し、得られるジアゾ化物とβ−オキシナフトエ酸とをカップリングして染料を合成し、該染料をカルシウムでレーキ化するか、またはジアゾ化液に予めカルシウムを添加してカップリングと同時にレーキ化して得られるアゾレーキ顔料組成物を使用することで製造される。また、アゾレーキ顔料組成物は、その製造時におけるジアゾ液、下漬液、染料あるいは顔料スラリーの適当な段階で、各種の脂肪族アミン、水溶性樹脂、界面活性剤、その他の添加剤を加えて顔料組成物の更なる処理を行うこともできる。

本発明者は、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を前述のコート型キャリヤの被覆樹脂に添加してトナーのチャージアップを防止する検討も試みたが、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１は負帯電性が強く、逆にトナーに対する正帯電付与性が強くなり過ぎて、コート型キャリヤへの適用は困難であることが判明した。従って、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１は樹脂キャリヤに含有させて、キャリア自体の負帯電性を向上させ、トナーに対する正帯電性付与の増大が適していることが明確となった。

また、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１の、樹脂キャリアへの含有割合は、適宣設定可能であるが、結着樹脂１００重量部に対して０．５〜６．０重量部であるのが好ましい。

Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１の含有割合が０．５重量部未満では、樹脂キャリアの負帯電性向上が少なく正帯電性トナーに対する十分な帯電付与性が不足するおそれがあり、それに伴って帯電不良のトナーの飛散による機内汚れや、感光体表面のフィルミング等が発生する可能性がある。また、含有割合が６．０重量部を超えると、樹脂キャリヤの負帯電性向上が著しく正帯電性トナーに対する帯電付与性が強くなり過ぎるおそれがあり（チャージアップ）、それに伴って画像濃度低下等が発生する可能性がある。

本発明の樹脂キャリヤに使用する結着樹脂としては、熱可塑性樹脂や、未硬化或いは初期縮合物の形の熱硬化性樹脂が何れも使用され、例えばポリスチレン等のビニル芳香族樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ポリオレフィン樹脂等の周知の樹脂が挙げられ、これらの内でも、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂或いはスチレン−アクリル系共重合体樹脂が好適に使用される。

本発明の樹脂キャリヤに使用する磁性粒子としては、従来樹脂キャリア等に使用されている磁性粉、例えば、四三酸化鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）、三二酸化鉄（γ−Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化鉄亜鉛（ＺｎＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄イットリウム（Ｙ₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂）、酸化鉄カドミウム（ＣｄＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄ガドリウム（Ｇｄ₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂）、酸化鉄銅（ＣｕＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄鉛（ＰｂＦｅ₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄ニッケル（ＮｉＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄ネオジウム（ＮｄＦｅＯ₃）、酸化鉄バリウム（ＢａＦｅ₁₂Ｏ₁₉）、酸化鉄マグネシウム（ＭｇＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄マンガン（ＭｎＦｅ₂Ｏ₄）、酸化鉄ランタン（ＬａＦｅＯ₃）、鉄粉（Ｆｅ）、コバルト粉（Ｃｏ）、ニッケル粉（Ｎｉ）等を用いることができる。

好適な磁性粒子は微粒子状四三酸化鉄（マグネタイト）である。好適なマグネタイトは正８面体状で、粒子径が０．０５〜１．０μｍのものである。このマグネタイト粒子は、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤等で表面処理されていてもよい。

上記の磁性粒子は、前記の結着樹脂１００重量部当たり２００〜１０００重量部、特に３００〜５００重量部の量で使用するのが好ましい。

本発明の樹脂キャリヤは、上記の各成分を配合し、粉砕分級法、溶融造粒法、スプレー造粒法、重合法等のそれ自体公知の方法で製造し得るが、粉砕分級法が特に好適である。すなわち、前述の各成分を、ヘンシェルミキサー等の混合機で前混合（乾式混合）したのち、二軸押出機等の混練装置を用いて混練し、この混練組成物を冷却した後、粉砕して製造ざれる。

このようにして製造される本発明のマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤの粒径は、使用する装置のシステム等に応じて適宜、選択すればよいが、通常は、体積基準の中心粒径が１０〜１００μｍであるのが好ましく、１５〜６０μｍであるのがさらに好ましい。
＜マゼンタトナー＞
上記本発明のマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤとともに二成分マゼンタ現像剤を構成するマゼンタトナーは、従来同様に形成することができる。

すなわち粉砕、分級法等で製造した、ポリエステル等の定着用樹脂中に、マゼンタ系の着色剤、電荷制御剤、オフセット制御剤、及び必要に応じてその他の添加剤を分散させた構造を有するマゼンタトナー粒子を、シリカ等の外添剤で表面処理してマゼンタトナーを形成することができる。

二成分マゼンタ現像剤におけるトナー濃度は２〜１５重量％であるのが好ましい。

本発明のマゼンタ現像剤用キャリヤは、フルカラー画像形成装置用の二成分マゼンタ現像剤として使用するのが好ましい。これによりマゼンタトナーの正帯電性を向上させ、長期に亘って良好な色相のフルカラー画像を形成することができる。

ただし本発明のマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤは、単色の画像形成装置用のカラートナー等として使用することも可能である。
＜実施例＞
以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
〔樹脂キャリアの作製〕
（実施例１〜３）
以下に示す所定量の材料をヘンシェルミキサーにて前混合した後、混練温度１７０℃に設定したニ軸押出機にて溶融混練し、ジェットミルにて粉砕、風力分級機にて分級して、体積基準の中心粒径が６０μｍの樹脂キャリアを作製した。

結着樹脂⇒ポリエステル樹脂（花王(株)社製・製品名：タフトンＮＥ−６０００）１００重量部
磁性粒子⇒マグネタイト（戸田工業社製・製品名：ＭＴＳ−１０６）４００重量部
添加剤⇒Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１０．５〜６重量部
（実施例４〜６）
結着樹脂として、スチレン−アクリル系共重合樹脂（三井東圧株式会社製・製品名：ＰＡ−５３５）を用いた以外は、実施例１〜３と同様にして樹脂キャリヤを作製した。
（比較例１）
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を添加しない以外は、実施例１と同様にして樹脂キャリヤを作製した。
（比較例２）
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を添加しない以外は、実施例４と同様にして樹脂キャリヤを作製した。
（比較例３〜５）
添加剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１の代りに、下記に構造を示す、マゼンタ顔料であるＣ．Ｉ．ピグメントレッド１１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４９を用いた以外は、実施例２と同様にして樹脂キャリヤを作製した。

Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１１２

Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２

Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４９

（比較例６〜８）
添加剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１の代りに、負帯電制御剤である亜鉛錯体（オリエント(株)社製・製品名：ボントロンＥ−８４）を用いた以外は、実施例１〜３と同様にして樹脂キャリヤを作製した。
（比較例９〜１１）
添加剤として、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１の代りに、負帯電制御剤であるクロム錯体（オリエント(株)社製・製品名：ボントロンＥ−８１）を用いた以外は、実施例１〜３と同様にして樹脂キャリヤを作製した。
〔マゼンタトナーの作製〕
以下に示す所定量の材料をヘンシェルミキサーにて前混合した後、混練温度１９０℃に設定したニ軸押出機にて溶融混練し、ジェットミルにて粉砕、風力分級機にて分級して、体積基準の中心粒径が８．０μｍのマゼンタトナー粒子を作製した。

結着樹脂⇒ポリエステル樹脂（花王（株）社製・製品名：タフトンＮＥ−６０００）１００重量部
着色剤⇒Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１５重量部
電荷制御剤⇒電荷制御樹脂（藤倉化成(株)社製・製品名：ＦＣＡ２０１ＰＳ）５重量部
離型剤⇒ポリプロピレンワックス（三洋化成(株)社製・製品名：ユーメックス１００ＴＳ）２重量部
更に、上記マゼンタトナー粒子１００重量部に、外添剤としてのシリカ（日本アエロジル(株)製・製品名：ＲＥＡ２００ＨＳ）０．５重量部を加え、ヘンシェルミキサーで混合することによって、マゼンタトナー粒子の表面をシリカで表面処理してマゼンタトナーを作製した。
〔二成分マゼンタ現像剤の調製〕
上記マゼンタトナーを、各実施例、比較例で作製したマゼンタ現像剤用キャリヤと混合して二成分マゼンタ現像剤を調製した。トナー濃度は５重量％とした。
〔実機試験〕
上記二成分マゼンタ現像剤を、フルカラーレーザープリンタ（京セラミタ(株)製・製品名：ＦＳ８０００Ｃ）に使用して、温度２３℃、相対湿度６５％の常温、常湿環境下で、マゼンタ単色のベタ画像を３００００枚、連続して出力した。

そして出力１枚目と３００００枚目の画像の、それぞれベタ部の画像濃度と、余白部のカブリ濃度とを反射濃度計（東京電色(株)製・製品名：ＴＣ−６ＤＳ）を使用して測定した。

また上記１枚目と３００００枚目の画像のベタ部を、それぞれ分光測色計（ミノルタ(株)製・製品名：ＣＭ−３７００α）を用いて測色して、その明度Ｌ＊を求めた。測色の条件は、光源：Ｄ６５、視野：１０°とした。
〔帯電量測定〕
二成分マゼンタ現像剤中のトナーの、上記連続画像出力前と連続画像出力後の、それぞれの時点での帯電量Ｑ／Ｍ〔μＣ／ｇ〕を、ＱＭメータ〔ＴＲＥＫ社製・製品名：モデル２１０ＨＳ〕を用いて測定した。

以上の結果を表１、２、３に示す。

表１より、樹脂キャリア中にＣ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を添加した実施例１〜６については、連続画像出力によって帯電量は殆ど変化せず、画像濃度、画像かぶりも変化が無く、且つ画像の明度も変化が無いことが確認された。

表２より、樹脂キャリア中にＣ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を添加しなかった比較例１、２はいずれも、画像の明度は勿論変化しないが、連続画像出力によってトナーの帯電量が大きく低下するとともに、画像かぶりが著しく増加しており、トナーに対する帯電付与性が低下することが確認された。

また、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１の代りに、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４９を添加した比較例３〜５については、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を添加した場合と同様に画像の明度は殆ど変化しないが、比較例１、２同様に、連続画像出力によってトナーの帯電量が大きく低下するとともに、画像かぶりが著しく増加した。

これは、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１は負帯電性が強いために樹脂キャリアの負帯電性が向上し、トナーに対する正帯電付与性が増大するが、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１１２、２２２、４９は負帯電性を殆ど示さないためと考えられる。また、前記したこれらマゼンタ顔料の構造を比較することにより、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１は分子内にＳＯ₃ ^-やＣＯＯ^-を有し、当該顔料の負帯電性を強めているものと推察できる。

表３より、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１の代りに負帯電制御剤である、亜鉛錯体、クロム錯体を添加した比較例６〜１１については、連続画像出力によって帯電量は殆ど変化せず、画像濃度、画像かぶりも変化が無いものの、画像の明度が著しく低下した。

これは、連続画像出力により樹脂キャリア中の白色の亜鉛錯体またはクロム錯体が樹脂キャリヤから脱落してマゼンタトナーに混入し、画像の明度を低下させたと考えられる。

以上の実験により、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１をマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤ中に含有させることにより、連続画像出力により、帯電量が変化せず、画像濃度、画像かぶりが変化しない上に、画像の明度も殆ど変化せず、非常に有用であることが確証された。

Claims

マゼンタトナーとともに二成分マゼンタ現像剤を構成するためのマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤであって、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１を含有することを特徴とするマゼンタ現像剤用樹脂キャリヤ。