JP2006259705A - 現像剤及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナー母体粒子に、一次粒子径5〜25nmの疎水性小粒径外添剤Aと、一次粒子径30〜500nmの大粒径添加剤と一次粒子径5〜25nmの疎水性小粒径外添剤Bとを混合した二成分系現像剤であって、前記トナー母体粒子と前記疎水性小粒径外添剤Aとの混合物aとキャリアとの摩擦帯電量Qaと、前記トナー母体粒子と前記疎水性小粒径外添剤Bとの混合物bとキャリアとの摩擦帯電量Qbが、前記トナー母体粒子とキャリアとの摩擦帯電量をQoとした時、下記式を満たすことを特徴とする。
Qa×Qb>0
|Qb|>|Qo|>|Qa|
【選択図】 図2
Description
Qa×Qb>0
|Qb|>|Qo|>|Qa|
Qa×Qb>0
|Qb|>|Qo|>|Qa|
QA×QB>0
|QB|>|QC|>|QA|
図1では、本発明のトナー構成材料と、キャリア又はトナー搬送部材との帯電系列の関係は、トナー構成材料の帯電系列がキャリア又はトナー搬送部材に対して正負のトナーにおいてそれぞれ片側にあり、混合品・母体粒子とキャリア又はトナー搬送部材との摩擦帯電量(単位質量あたりの摩擦電荷量:摩擦比電荷量)Qa、Qb、QoあるいはQA、QB、QCは、前記式に示すように、それぞれキャリア又はトナー搬送部材からの帯電系列で、それぞれ、Qb>Qo>Qa(以上、キャリアとの摩擦の場合)、|QB|>|QC|>|QA|(以上、トナー搬送部材との摩擦の場合)の関係であることを示している。
バインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、単独又は混合して使用することができる。
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレトVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物を使用することができる。その使用量は、一般にバインダー樹脂100質量部に対し、0.1〜50質量部である。
帯電制御剤としても公知のものが使用でき、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等を挙げることができる。
本発明には、トナーに離型性を付与するために離型剤を用いてもよい。用いられる離型剤の軟化点は70〜100℃が好ましい。軟化点が70℃よりも低いと保存安定性が悪化し、逆に、軟化点が100℃より高いと、低温での離型効果に乏しくなるので好ましくない。
使用されるキャリアとしては、鉄粉、フェライト、ガラスビーズ等の従来知られているものを用いることができる。なお、これらキャリアは樹脂により被覆したものであってもよい。この場合、使用される樹脂は、ポリ弗化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、シリコーン樹脂等である。
トナー原材料の混合、混練、圧延冷却、粉砕、分級の製造方法としては、従来公知の方法でよく、例えば、原材料混合後、これを2軸混練機で混練、ベルト式冷却機にて冷却、ジェットミルで粉砕し、分級して得られる。
使用されるトナー搬送部材の表面組成としては、金属、ゴム、樹脂等、従来知られているものを用いることが出来、帯電調整の為、各種添加剤を内添して作ることが可能である。
ポリエステル:43部
スチレン−アクリル酸ブチル共重合体:43部
サリチル酸亜鉛塩(荷電制御剤):3部
カルナウバワックス(離型剤):4部
カーボンブラック:7部
この測定に使用したブローオフ装置は下記の特性を有するものである。
メッシュ種類:ステンレス製25φ,350メッシュ
エア(ガス)種類:窒素ガス(温度23℃)
エア圧(ブロー圧):2.0Kgf/cm2
温度および湿度:23±3℃、60±10RH%
ブロー時間:60sec
また、ブローオフの計測は、現像剤混合後30分以内に計測した。
現像剤作成用キャリア:48.75g
トナー母体粒子:1.25g
を100mlボールミルポットに入れ、150rpmで30分攪拌後、上記したブローオフ法を用いて、ブローオフ帯電量Qoを計測する。
トナー母体粒子:2000g
疎水性小粒径添加剤:20g
次に添加剤混合品とキャリアを下記の比率で計量し、
現像剤作成用キャリア:48.75g
添加剤混合品:1.25g
ポリエステル:43部
スチレン−アクリル酸ブチル共重合体:43部
サリチル酸亜鉛塩(荷電制御剤):3部
カルナウバワックス(離型剤):4部
カーボンブラック:7部
外添剤の粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)で、試料を撮影し、一次粒子をn=200個計測し、その体積平均粒径を外添剤の粒径とした。粒子径が5〜50nmのものは、50万倍、50nmを超えて500nmまでの物は5万倍の倍率で観察した。
現像剤用キャリアとして、シリコンコート銅亜鉛フェライト65μmを選定した。
このキャリアとの帯電特性は、下記のようであった。
・トナー母体粒子帯電特性Qo:−20μc/g
・疎水性小粒径外添剤A
一次粒子径15nm 帯電特性Qa:−18μc/g
(メチルトリメトキシシラン処理酸化チタンを使用した)
・疎水性小粒径外添剤B
一次粒子径16nm 帯電特性Qb:−22μc/g
(ジメチルジクロロシラン処理シリカを使用した)
この現像剤をimagio MF2230に搭載して、耐久性評価を行った。
耐久性評価結果は、表1にまとめた。
・疎水性小粒径外添剤A
一次粒子径21nm Qa:−19μc/g
(オクチルシラン処理酸化チタンを使用した)
・疎水性小粒径外添剤B
一次粒子径7nm Qb:−25μc/g
(ヘキサメチルジシラザン処理シリカを使用した)
・大粒径外添剤:一次粒子径500nm(スチレンアクリル樹脂を使用した)
混合品P(大粒径外添剤):500g
疎水性小粒径外添剤B:50g
混合品F(トナー母体粒子):2000g
疎水性小粒径外添剤A:18g
混合品S,混合品F:2000g
混合品P:30g
この現像剤をimagio MF2230に搭載して、耐久性評価を行った。
スチレン−アクリル酸ブチル共重合体:86部
ニグロシン(荷電制御剤):3部
カルナウバワックス(離型剤):4部
カーボンブラック:7部
トナー母体粒子:
・帯電特性Qo:+21μc/g
・疎水性小粒径外添剤A
一次粒子径21nm 帯電特性Qa:+17μc/g
(オクチルシラン処理酸化チタンを使用した)
・疎水性小粒径外添剤B
一次粒子径15nm 帯電特性Qb:+25μc/g
(ヘキサメチルジシラザン処理+アミノシラン処理シリカを使用した)
・混合品P
大粒径外添剤:250g
疎水性小粒径外添剤B:50g
・混合品F
母体トナー:2000g
疎水性小粒径添加剤A:16g
・混合品S
混合品F:2000g
混合品P:15g
このトナー(混合品S)5部に対して、シリコンコート銅亜鉛フェライトキャリア95部の割合で混合し、現像剤を作成した。この現像剤をimagio MF2230に搭載して、耐久性評価を行った。
帯電量の計測は現像ローラ上のトナー付着量を、0.30±0.05mg/cm2に管理して行った。
また吸引ノズルと現像ローラの距離は0.2〜0.5mmのギャップを形成して電気的な非接触を確保して、現像ローラ上のトナーを吸引した。
・トナー母体粒子(実施例1のトナー母体粒子)
帯電特性Qc:−16μc/g
・疎水性小粒径外添剤A
一次粒子径15nm 帯電特性QA:−13μc/g
(メチルトリメトキシシラン処理酸化チタンを使用した)
・疎水性小粒径外添剤B
一次粒子径16nm 帯電特性QB : −20μc/g
(ジメチルジクロロシラン処理シリカを使用した)
なお、疎水性外添剤の帯電特性QA、QBは、トナー母体粒子2000gと疎水性小粒径外添剤20gを20Lヘンシェルミキサーに投入し、周速30m/sで2分間攪拌しトナー搬送部材との摩擦帯電量を測定した。
次に、トナー母体粒子2000gと疎水性小粒径外添剤A10gを20Lヘンシェルミキサーにて周速40m/sにて2分間混合し、混合品Fを得た。
このトナーを非磁性一成分現像方式の画像試験機で画像試験を行い、耐久評価を行った。
耐久性評価結果のまとめを、表1に示す。
実施例1の疎水性小粒径外添剤Aの帯電特性が−24μc/gである疎水性小粒径添加剤Aを使用し、その他は、実施例1と同様にトナーを試作した。
疎水性小粒径外添剤Aは、ヘキサメチルジシラザン処理シリカで一次粒子径10nmを使用した。
実施例1の疎水性小粒径外添剤Bの帯電特性が−16μc/gである点を除き、実施例1と同様にトナーを試作した。
疎水性小粒径外添剤Bは、ヘキサメチルジシラザン処理+アミノシラン処理シリカの一次粒子径16nmを使用した。
このトナー(混合品S)5部に対して、シリコンコート銅亜鉛フェライトキャリア95部の割合で混合し、現像剤を作成した。
この現像剤をimagio MF2230に搭載して、耐久性評価を行った。
実施例1の疎水性小粒径外添剤A、疎水性小粒径外添剤Bの帯電特性が下記のものを使用した以外は、実施例1と同じにトナーを試作した。
疎水性小粒径外添剤A Qa:−22μc/g
疎水性小粒径外添剤B Qb:−18μc/g
このトナー(混合品S)5部に対して、シリコンコート銅亜鉛フェライトキャリア95部の割合で混合し、現像剤を作成した。
この現像剤をimagio MF2230に搭載して、耐久性評価を行った。
実施例1の疎水性小粒径外添剤Aを使用しないでトナーを作成した。
但し、混合品の処方比率を下記にして作成した。混合条件は上記と同じである。
混合品P(大粒径外添剤):100g
疎水性小粒径外添剤B:300g
混合品S(トナー母体粒子):2000g
混合品P:30g
このトナー(混合品S)5部に対して、シリコンコート銅亜鉛フェライトキャリア95部の割合で混合し、現像剤を作成した。
この現像剤をimagio MF2230に搭載して、耐久性評価を行った。
実施例1の疎水性小粒径添加剤Bを使用しないでトナーを作成した。
混合処方は、下記で行った。
混合品F(トナー母体粒子):2000g
疎水性小粒径外添剤A:10g
混合品S,混合品F:2000g
大粒径外添剤:20g
このトナー(混合品S)5部に対して、シリコンコート銅亜鉛フェライトキャリア95部の割合で混合し、現像剤を作成した。
この現像剤をimagio MF2230に搭載して、耐久性評価を行った。
実施例5の疎水性小粒径外添剤Aの帯電特性が−21μc/gである疎水性小粒径外添剤Aを使用し、その他は、実施例1と同様にトナーを試作した。
疎水性小粒径外添剤Aは、ヘキサメチルジシラザン処理シリカで一次粒子径10nmを使用した。
このトナーを非磁性一成分現像方式の画像試験機にて画像試験を行い、耐久評価を行った。
耐久性評価結果のまとめを、表1に示す。
imagio MF2230あるいは非磁性一成分現像方式の画像試験機を用い、画像面積率6%のテキスト画像を使用してランニングを行い、所定枚数の画像評価用テストチャートを使用し、画像品質を評価した。
画像濃度:ベタ画像を印字し、中央、左右の3点をX-Rite938にて測定し平均値とした。
地肌汚れ:白紙画像を印字し、中央、左右の3点をPhotoVolt Model577により反射濃度を測定し、未使用紙の反射濃度との差の平均値を地肌汚れ品質とした。
2 疎水性小粒径添加剤A
3 疎水性小粒径添加剤B
4 大粒径添加剤
11 現像ローラ
12 トナー薄層
13 吸引式ノズル
14 ガラスフィルター
15 エレクトロメータ
16 吸引ポンプ
17 絶縁パイプ
21 ファラデーケージ
22 ブロア
23 2成分現像剤(トナーとキャリア)
24 トナー
Claims (3)
- 少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナー母体粒子に、一次粒子径5〜25nmの疎水性小粒径外添剤Aと、一次粒子径30〜500nmの大粒径添加剤と一次粒子径5〜25nmの疎水性小粒径外添剤Bとを混合した二成分系現像剤であって、
前記トナー母体粒子と前記疎水性小粒径外添剤Aとの混合物aとキャリアとの摩擦帯電量Qaと、前記トナー母体粒子と前記疎水性小粒径外添剤Bとの混合物bとキャリアとの摩擦帯電量Qbが、前記トナー母体粒子とキャリアとの摩擦帯電量をQoとした時、下記式を満たすことを特徴とする二成分系現像剤。
Qa×Qb>0
|Qb|>|Qo|>|Qa| - 少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナー母体粒子に、一次粒子径5〜25nmの疎水性小粒径外添剤Aと、一次粒子径30〜500nmの大粒径添加剤と一次粒子径5〜25nmの疎水性小粒径外添剤Bとを混合した二成分系現像剤の製造方法であって、
前記トナー母体粒子と前記疎水性小粒径外添剤Aとの混合物aとキャリアとの摩擦帯電量Qaと、
前記トナー母体粒子と前記疎水性小粒径外添剤Bとの混合物bとキャリアとの摩擦帯電量Qbが、前記トナー母体粒子とキャリアとの摩擦帯電量をQoとした時、下記関係になることを特徴とする二成分系現像剤の製造方法。
Qa×Qb>0
|Qb|>|Qo|>|Qa| - 少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナー母体粒子に、一次粒子径5〜25nmの疎水性小粒径外添剤Aを混合し、該混合品に、一次粒子径30〜500nmの大粒径外添剤と一次粒子径5〜25nmの疎水性小粒径外添剤Bを混合した一成分系現像剤であって、
前記トナー母体粒子と前記疎水性小粒径外添剤Aとの混合物aとトナー搬送部材との摩擦帯電量QAと、前記トナー母体粒子と前記疎水性小粒径外添剤Bとの混合物bとトナー搬送部材との摩擦帯電量QBが、前記トナー母体粒子と前記トナー搬送部材との摩擦帯電量をQCとした時、下記関係になることを特徴とする一成分系現像剤。
QA×QB>0
|QB|>|QC|>|QA|
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