JP2015087577A - 2成分現像剤、及び2成分現像剤の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】帯電性及び耐久性に優れ、加えてスペントの発生を抑制する2成分現像剤を提供する。
【解決手段】本発明の2成分現像剤は、キャリアとトナー粒子とを含む。キャリアは、キャリア芯材と、キャリア芯材の表面を被覆する第1層と、第1層の表面を被覆する第2層とを含む。第1層はフッ素系樹脂から構成され、第2層はメラミン樹脂から構成される。トナー粒子は、結着樹脂を含むトナーコアと、トナーコアの表面を被覆するシェル層とを含み、シェル層は熱硬化性樹脂を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、トナー粒子とキャリアとを含む2成分現像剤、及び2成分現像剤の製造方法に関する。
電子写真法が採用された画像形成において、トナー粒子とキャリアとを含む2成分現像剤が用いられる。キャリアとして、キャリア芯材の表面が混合樹脂で被覆されたキャリアが知られている(特許文献1)。特許文献1には、この混合樹脂が、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、及びフッ素系樹脂から選択される1種以上の樹脂と、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、及びメラミン樹脂から選択される1種以上の樹脂とを含むこと、並びに、この混合樹脂に導電性微粉末が分散されることが記載されている。
また、キャリアとして、キャリア芯材の表面に下層及び表面層からなる2層の被覆膜が形成されたキャリアが知られている(特許文献2)。特許文献2には、上記の下層がポリアミドイミド樹脂を含む四フッ化エチレン系樹脂、エポキシ樹脂を含む四フッ化エチレン系樹脂、及びフッ化ビニリデンを含有するフッ素系樹脂より選ばれた少なくとも一種のフッ素系樹脂から構成されること、及び上記の表面層がシリコーン樹脂から構成されることが記載されている。
特開2009−098348号公報 特開平4−333861号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたキャリアは、混合樹脂に含まれる各々の樹脂の硬化温度が異なることに起因して、均一な被覆膜を形成することが困難と考えられる。その結果、得られた被覆膜の耐久性が不十分となるため、このキャリアを含む2成分現像剤は、耐久性に劣ると考えられる。
また、特許文献2に記載された2成分現像剤においては、キャリアに形成された表面層を構成するシリコーン樹脂に起因して帯電性が過度に高くなると考えられる。そのため、画像形成において形成している画像の印字率が変化した場合に高品質な画像を得ることが困難と考えられる。
さらに、特許文献1及び特許文献2に記載された2成分現像剤においては、スペント(2成分現像剤においてトナー粒子の成分がキャリアに付着する現象)が発生しやすくなると考えられる。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、印字条件(例えば、印字率)が変化した場合であっても安定して高品質な画像を得ることが可能であり、スペントの発生を抑制でき、さらに耐久性に優れる2成分現像剤を提供することを目的とする。
本発明の2成分現像剤は、キャリアとトナー粒子とを含む。キャリアは、キャリア芯材と、キャリア芯材の表面を被覆する第1層と、第1層の表面を被覆する第2層とを含む。第1層はフッ素系樹脂から構成され、第2層はメラミン樹脂から構成される。トナー粒子は、結着樹脂を含むトナーコアと、トナーコアの表面を被覆するシェル層とを含み、シェル層は熱硬化性樹脂を含む。
さらに、本発明の2成分現像剤の製造方法は、キャリアとトナー粒子とを含む、2成分現像剤の製造方法である。キャリアを調製する工程と、トナー粒子を調製する工程と、キャリアとトナー粒子とを混合する工程とを包含する。トナー粒子は、結着樹脂を含むトナーコアと、トナーコアの表面を被覆するシェル層とを含み、シェル層が熱硬化性樹脂を含む。キャリアを調製する工程が、キャリア芯材を準備する工程と、キャリア芯材の表面に第1層形成用液を供給する工程と、第1層形成用液が供給されたキャリア芯材の表面に第2層形成用液を供給する工程と、第1層形成用液及び第2層形成用液が供給された前記キャリア芯材を熱処理する工程とを包含する。第1層形成用液がフッ素系樹脂を含み、第2層形成用液がメラミン樹脂を含む。
本発明の2成分現像剤によれば、印字条件(例えば、印字率)が変化した場合であっても、安定して良好な画像を得ることが可能であり、スペントの発生を抑制できる。さらに、本発明の2成分現像剤は、耐久性に優れる。
本実施形態の2成分現像剤に含まれるキャリアを示す図である。 本実施形態の2成分現像剤に含まれるキャリアの別の態様を示す図である。 本実施形態の2成分現像剤に含まれるトナー粒子を示す図である。 結着樹脂の軟化点Tmの読み取り方を説明する図である。 本実施形態の2成分現像剤を示す図である。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。
本実施形態の2成分現像剤は、キャリアとトナー粒子とを含む。以下にキャリア、トナー粒子、及び2成分現像剤の詳細について、この順に説明する。
[キャリア]
図1を参照して、キャリアについて以下に説明する。図1は、本実施形態の2成分現像剤に含まれるキャリア100を示す。図1に示すようにキャリア100は、キャリア芯材110と、キャリア芯材110の表面を被覆する第1層120と、第1層120を被覆する第2層130とを含む。第1層120がフッ素系樹脂から構成され、第2層130がメラミン樹脂から構成される。
第1層120を構成するフッ素系樹脂が帯電性に優れるため、キャリア100は、適切な帯電性を維持できる。また、第2層130を構成するメラミン樹脂が強度及び硬度に優れるため、キャリア100の耐久性を向上させるとともにスペントを抑制できる。
なお、第1層120と第2層130との2層構成とせず、フッ素系樹脂とメラミン樹脂との混合樹脂から構成される層のみでキャリア芯材110を被覆した場合は、比較的硬度の低いフッ素系樹脂の一部が表面に露出する。そのため、耐久性に劣るキャリアしか得られない。
キャリア芯材110の材質としては、2成分現像剤のキャリアに用いられ得る公知のものが挙げられる。例えば、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル、又はコバルトのような金属;上記の金属と、銅、亜鉛、アンチモン、アルミニウム、鉛、スズ、ビスマス、ベリリウム、マンガン、マグネシウム、セレン、タングステン、ジルコニウム、又はバナジウムのような金属との合金又は混合物;フェライト、酸化鉄、酸化チタン、又は酸化マグネシウムのような金属酸化物;上記の金属又は金属酸化物と、窒化クロム又は窒化バナジウムのような窒化物との混合物;上記の金属又は金属酸化物と、炭化ケイ素又は炭化タングステンのような炭化物との混合物;強磁性フェライトが挙げられる。キャリア芯材の材質は、必要な磁気特性を得ることが容易であるために、フェライト又はマグネタイトが好ましい。
キャリア芯材110の平均粒子径は、30μm以上100μm以下であることが好ましい。キャリア芯材110の平均粒子径が30μm以上100μm以下である場合、キャリア100が含まれる本実施形態の2成分現像剤は、良好な現像性を達成できる。上記の平均粒子径は、レーザー回折散乱式粒子径測定装置(堀場製作所社製「LA−700」)を用いて測定できる。
第1層120について以下に説明する。本実施形態においては、上述のように、第1層120がフッ素系樹脂で構成されるため、キャリア100の帯電性を向上させることができる。
フッ素系樹脂としては、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリテトラフロロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリレン(PVDF)、及びポリフッ化ビニル(PVF)が挙げられる。帯電性を十分に向上させるために、フッ素系樹脂はテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、及びポリテトラフルオロエチレンから選択される1種以上であることが好ましい。
キャリア100における第1層120の形成に用いるフッ素系樹脂の使用量は、100質量部のキャリア芯材110に対して1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。フッ素系樹脂の使用量が1質量部以上である場合は、キャリア100の帯電性が低下しないため、かぶり(非露光部においてもトナー粒子が付着する現象)を抑制できる。さらに、現像中にトナー粒子のみが過度に飛翔することを抑制できる。また、フッ素系樹脂の使用量が15質量部以下である場合は、帯電性が高くなり過ぎることがないため、現像性の低下に起因する画像濃度の低下を抑制できる。
第1層120の厚さは、帯電性を向上させるために、100nm以上2000nm以下であることが好ましい。
第2層130について以下に説明する。第2層130はメラミン樹脂から構成される。メラミン樹脂は、その他の熱硬化性樹脂(例えば、フェノール樹脂)と比較すると硬度が高いため、キャリア100の耐久性を向上させることができる。加えて、メラミン樹脂は強いカチオン性を有するため、カチオン性を有するシェル層を有するトナー粒子のキャリア100への付着(スペント)を抑制できる。
第2層130の形成に用いるメラミン樹脂の使用量は、100質量部のキャリア芯材110に対して、1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。メラミン樹脂の使用量が1質量部以上である場合は、キャリア100の強度を十分に向上させることができる。一方、メラミン樹脂の使用量が15質量部以下である場合は、カチオン性が強すぎることがなく、2成分現像剤においてトナー粒子とキャリア100とが均一に混合される。15質量部以下の場合、第1層のフッ素のトナー粒子に対する帯電付与性能が十分に得られる為、トナーを好適に帯電させることができる。なお、第2層が厚くなりすぎると第1層のフッ素系樹脂の有するトナーを帯電させる機能が損なわれてしまう。
第2層130の厚さは、良好なカチオン性及び耐久性を達成するために、100nm以上2000nm以下であることが好ましい。
図2を参照して、本実施形態の2成分現像剤についてさらに説明する。図2は、本実施形態の2成分現像剤に含まれるキャリアの別の態様を示す。図2に示すようにキャリア200は、キャリア芯材110と、第1層120と、第2層130と、無機微粒子層240とを含む。無機微粒子層240は無機微粒子を含み、第1層120と第2層130との層間に形成される。
無機微粒子層240は、無機微粒子が有する導電性に起因して、現像電極として作用する。そのため、エッジ効果(画像の周辺部では濃度が高く、画像の中心部では濃度が低くなる効果)が抑制され、高画質な画像を形成し得るキャリア200とすることができる。また、無機微粒子層240が形成される場合は、無機微粒子が有する導電性に起因して、トナー粒子が過剰に帯電することを抑制できる。一般に、低印字率で連続して記録媒体に対して印字した場合においては、画像濃度が低下する傾向にある。しかし、無機微粒子層240が形成されることにより、低印字率での連続印刷時に発現する画像濃度の低下を抑制し得るキャリアを得ることが出来る。また、一般に、フッ素系樹脂は他の樹脂との相溶性(なじみ)が不十分であるため、第1層120の表面に、均一な第2層130を成膜することができない場合がある。しかし、第1層120と第2層130との層間に無機微粒子層240が形成される場合は、無機微粒子が基点となり第1層120の表面にメラミン樹脂が良好に拡散するため、均一に成膜された第2層130を得ることができる。
無機微粒子層240に含まれる無機微粒子としては、例えば、マグネタイト微粒子、酸化チタン微粒子、シリカ微粒子、又はアルミナ微粒子が挙げられる。無機微粒子としては、高い導電性を有するため、マグネタイト微粒子が好ましい。
無機微粒子層240に含まれる無機微粒子の平均粒子径は、一次粒子径で、1000nm以下であることが好ましく、10nm以上500nm以下がより好ましく、50nm以上300nm以下が特に好ましい。無機微粒子の平均粒子径が1000nm以下である場合は、無機微粒子層240からの無機微粒子の脱落を抑制できる。また、無機微粒子の平均粒子径が50nm以上である場合は、導電性を良好にすることができる。
無機微粒子層240の形成に用いる無機微粒子の使用量は、キャリア芯材に対して0.1質量%以上10質量%以下が好ましい。無機微粒子の使用量が0.1質量%以上である場合は、キャリア200におけるエッジ効果及びチャージアップを抑制し、高画質な画像を形成できる。一方、無機微粒子の使用量が10質量%以下である場合は、無機微粒子の脱落が抑制された均一な無機微粒子層240を形成できる。
なお、図2に示すように、無機微粒子層240は、無機微粒子同士が間隙を有するように形成されていることが好ましい。なぜなら、このような場合は、第1層と第2層が無機微粒子層240で完全に隔てられていないため、第1層と第2層との密着性が損なわれず、第1層に第2層が良好に付着して脱落しないためである。
[トナー粒子]
図3を参照して、トナー粒子について説明する。図3はトナー粒子300を示す。トナー粒子300は、キャリア100又はキャリア200と混合されて、2成分現像剤に含まれる。トナー粒子300は、トナーコア310とシェル層320とを含む。
トナーコア310を構成する成分について、以下に説明する。トナーコア310は、アニオン性を有する結着樹脂を必須成分として含有する。結着樹脂の具体例としては、熱可塑性樹脂(スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、又はスチレン−ブタジエン系樹脂)が挙げられる。結着樹脂としては、トナー粒子300中の着色剤の分散性、帯電性、及び記録媒体に対する定着性を向上させるため、スチレンアクリル系樹脂又はポリエステル樹脂が好ましい。
結着樹脂は、例えば、官能基としてエステル基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エーテル基、酸基、又はメチル基を有する樹脂である。結着樹脂としては、分子中に水酸基、カルボキシル基、又はアミノ基のような官能基を持つ樹脂が好ましく、分子中に水酸基及び/又はカルボキシル基を持つ樹脂がより好ましい。なぜなら、このような官能基は、シェル層を構成する樹脂に含まれる熱硬化性樹脂のモノマーに由来する単位(例えば、メチロールメラミン)と反応して化学的に結合するからである。その結果、このような官能基を有する結着樹脂から製造されたトナーコア310を含むトナー粒子300においては、シェル層320とトナーコア310とが強固に結合する。
トナーコア310がアニオン性であることの指標は、pHが4に調整された水性媒体中で測定されるゼータ電位が負極性であることである。トナーコア310が良好なアニオン性を有するために、ゼータ電位は−10mV以下の値を示すことが好ましい。また、トナーコア310がアニオン性であることの別の指標として、標準キャリアとの摩擦帯電量が−10μC/g以下の値を示すことが挙げられる。
結着樹脂のガラス転移点Tgは、低温定着性を向上させるために、シェル層320に含まれる熱硬化性樹脂の硬化開始温度以下であることが好ましい。結着樹脂のガラス転移点Tgが上記硬化開始温度以下であることで、高速定着時においても十分な定着性が得られる。
結着樹脂のガラス転移点Tgは、示差走査熱量計(DSC)を用い、結着樹脂の比熱の変化点から求めることができる。例えば、測定装置として示差走査熱量計(例えば、セイコーインスツルメンツ社製「DSC−6200」)を用い、結着樹脂の吸熱曲線を測定することで、ガラス転移点Tgを求める。より具体的には、測定試料10mgをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを使用し、測定温度範囲25℃以上200℃以下かつ昇温速度10℃/分の条件で結着樹脂の吸熱曲線を得、この吸熱曲線に基づいてガラス転移点Tgを求める方法が挙げられる。
結着樹脂の軟化点Tmは100℃以下が好ましく、95℃以下がより好ましい。軟化点Tmが100℃以下であることで、高速定着時においても十分な定着性を確保できる。結着樹脂の軟化点Tmを調整するには、例えば、異なる軟化点Tmを有する複数の結着樹脂を組み合わせればよい。
結着樹脂の軟化点Tmの測定には、高架式フローテスター(例えば、島津製作所社製「CFT−500D」)を用いることができる。具体的には、測定試料を高架式フローテスターにセットし、所定の条件(ダイス細孔経1mm、プランジャー荷重20kg/cm2、昇温速度6℃/分)で、1cm3の試料を溶融流出させてS字カーブ(つまり、温度(℃)/ストローク(mm)に関するS字カーブ)を得、このS字カーブから結着樹脂の軟化点Tmを読み取る。
図4を参照して、結着樹脂の軟化点Tmの読み取り方を説明する。図4において、ストロークの最大値をS1とし、S1の温度より低温側のベースラインのストローク値をS2とする。S字カーブ中のストロークの値が、(S1+S2)/2となる温度を測定試料の軟化点Tmとする。
図3に戻って、トナー粒子300の説明を続ける。トナーコア310は、着色剤を含有してもよい。着色剤としては、トナー粒子300の色に合わせて、公知の顔料や染料を用いることができる。黒色着色剤としては、カーボンブラックが挙げられる。また、後述のイエロー着色剤、マゼンタ着色剤、又はシアン着色剤のような着色剤を用いて黒色に調色された着色剤も、黒色着色剤として利用できる。
トナー粒子300がカラートナー粒子である場合、トナーコア310は、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、又はシアン着色剤を含有することができる。これらの着色剤としては、公知の顔料や染料を用いることができる。
トナーコア310における着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して1質量部以上20質量部以下が好ましく、3質量部以上10質量部以下がより好ましい。
トナーコア310は、トナー粒子300の定着性及び耐オフセット性を向上させるために、離型剤を含有することができる。離型剤の例としては、各種のワックス類が挙げられる。
トナーコア310における離型剤の使用量は、トナー粒子300の定着性及び耐オフセット性の向上のために、結着樹脂100質量部に対して1質量部以上30質量部以下が好ましく、5質量部以上20質量部以下がより好ましい。
トナーコア310は、帯電レベルや帯電立ち上がり性を向上させ、耐久性及び安定性に優れるトナー粒子を得るために、電荷制御剤を含有することができる。帯電立ち上がり性とは、短時間で所定の帯電レベルに帯電可能か否かの指標である。トナーコア310はアニオン性(負帯電性)であるので、負帯電性の電荷制御剤が使用される。
次いで、シェル層320について説明する。シェル層320はトナーコア310の表面を被覆するように形成されている。強度及び硬度を向上させシェル層320に十分なカチオン性を付与するために、シェル層320を構成する樹脂は、熱硬化性樹脂を含む。なお、本明細書において、熱硬化性樹脂は、例えば、メラミンのモノマーにホルムアルデヒドに由来するメチレン基(−CH2−)が導入された単位を有する。
熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、スルホアミド樹脂、尿素樹脂、グリオキザール樹脂、アニリン樹脂、又はポリイミド樹脂が挙げられる。中でも、キャリア100の第2層を構成するメラミン樹脂と同程度のアニオン性を付与し、スペントを効果的に抑制することから、メラミン樹脂が好ましい。
メラミン樹脂はメラミンとホルムアルデヒドとの重縮合物であり、メラミン樹脂の形成に使用されるモノマーはメラミンである。尿素樹脂は尿素とホルムアルデヒドとの重縮合物であり、尿素樹脂の形成に使用されるモノマーは尿素である。グリオキザール樹脂はグリオキザールと尿素との反応物、又はホルムアルデヒドの重縮合物である。グリオキザール樹脂の形成に使用されるモノマーは、グリオキザールと尿素との反応物である。メラミン又は尿素は、周知の変性を受けていてもよい。なお、シェル層320を構成する樹脂に熱可塑性樹脂が含まれる場合、この熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂との反応前にホルムアルデヒドを用いてメチロール化された誘導体を含有してもよい。
シェル層320は、メラミン又は尿素等に由来する窒素原子を含むことが好ましい。窒素原子を含む材質は正帯電されやすくトナー粒子300を所望の帯電量に正帯電させやすいことから、シェル層320中の窒素原子の含有量は10質量%以上が好ましい。また、シェル層320には、熱可塑性樹脂が含有されていてもよい。
シェル層320の厚さは1nm以上20nm以下が好ましく、1nm以上10nm以下がより好ましい。シェル層320の厚さが20nm以下である場合は、トナー粒子300を記録媒体へ定着させる際に、例えば、加熱及び加圧によりシェル層320が容易に破壊される。その結果、トナーコア310に含まれる結着樹脂等の軟化又は溶融が速やかに進行し、低温域でトナー粒子300を記録媒体に定着できる。さらに、シェル層320の帯電性が高くなり過ぎないため画像形成が適正に行われる。一方、シェル層320の厚さが1nm以上である場合は、十分な強度を有するため、輸送時の衝撃等によってシェル層320が破壊されることを抑制できる。
シェル層320の厚さは、市販の画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事社製「Win ROOF」)を用いて計測できる。
シェル層320は電荷制御剤を含有してもよい。シェル層320はカチオン性(正帯電性)であるので、正帯電性の電荷制御剤を含有することができる。
トナー粒子300の体積平均粒子径は、定着性及び取扱性を向上させるために、4.0μm以上10μm以下であることが好ましい。また、同様の理由から、トナー粒子300の数平均粒子径は、3.0μm以上9.0μm以下であることが好ましい。
トナー粒子300においては、流動性及び取扱性を向上させるために、シェル層320の表面に外添剤が外添されていてもよい。外添剤としては、シリカ又は金属酸化物(アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、又はチタン酸バリウム)の粒子が挙げられる。外添剤の粒子径は、流動性及び取扱性の向上のために、0.01μm以上1.0μm以下が好ましい。なお、本明細書においては、外添剤を用いて外添処理される前のトナー粒子300を「トナー母粒子」と記載する場合がある。
外添剤の使用量は、流動性及び取扱性の向上のために、トナー母粒子100質量部に対して1質量部以上10質量部以下が好ましく、2質量部以上5質量部以下がより好ましい。
[2成分現像剤]
図5を参照し、本実施形態の2成分現像剤について説明する。図5は、本実施形態の2成分現像剤400を示す。図5に示すように、本実施形態の2成分現像剤400は、キャリア100と、トナー粒子300とを含む。
2成分現像剤400において、トナー粒子300の含有量は、100質量部のキャリア100に対して1質量部以上20質量部以下が好ましく、3質量部以上15質量部以下がより好ましい。トナー粒子300の含有量を1質量部以上20質量部以下とすることで、2成分現像剤400においては、良好なトナー飛散の防止性と帯電性とを両立することができる。
2成分現像剤400の製造方法は、キャリア100を調製する工程(キャリア調製工程)と、トナー粒子300を調製する工程(トナー粒子調製工程)と、キャリア100とトナー粒子300とを混合する工程(混合工程)とを包含する。
図1を参照して、キャリア調製工程について説明する。キャリア調製工程においては、キャリア100を調製する。キャリア調製工程は、キャリア芯材を準備する工程(キャリア芯材準備工程)と、第1層形成用液を供給する工程(第1層形成用液供給工程)と、第2層形成用液を供給する工程(第2層形成用液供給工程)と、熱処理工程とを包含する。
キャリア芯材準備工程においては、キャリア芯材110を準備する。具体的には、フェライトやマグネタイトのような金属を、ボールミルなどの粉砕機を用いて粉砕し、次いで焼成することで、キャリア芯材110を準備できる。焼成には、例えば、バーナー式焼成炉、ロータリー式焼成炉、又は電気炉を用いることができる。キャリア芯材準備工程の焼成温度は、例えば、900℃以上1200℃以下とすることができる。同様に、焼成時間は、例えば、1時間以上24時間以下とすることができる。また、キャリア芯材準備工程においては、市販のキャリア芯材を準備してもよい。
第1層形成用液供給工程においては、第1層形成用液を調製し、この第1層形成用液をキャリア芯材110の表面に供給する。第1層形成用液はフッ素系樹脂を含み、フッ素系樹脂を適切な溶剤に分散させて調製される。フッ素系樹脂を含む第1層形成用液に対して後述の熱処理工程を実行しキャリア芯材110の表面でフッ素系樹脂を硬化させることで、第1層120を形成することができる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン又はテトラヒドロフランが挙げられる。これらの溶剤は混合して用いられてもよい。
キャリア芯材110の表面に第1層形成用液を供給するには、例えば、第1層形成用液にキャリア芯材110を浸漬するか、又は、予めキャリア芯材110を流動化させた状態で第1層形成用液を噴霧する方法を採用できる。
第2層形成用液供給工程においては、第2層形成用液を調製し、第1層形成用液が供給されたキャリア芯材110の表面に、この第2層形成用液を供給する。第2層形成用液はメラミン樹脂を含み、メラミン樹脂を適切な溶剤に分散させて調製される。そして、メラミン樹脂を含む第2層形成用液に対して後述の熱処理工程を実行し、第1層形成用液が供給されたキャリア芯材110の表面にてメラミン樹脂を硬化させることで第2層230を形成することができる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン又はテトラヒドロフランが挙げられる。これらの溶剤は混合して用いられてもよい。
第2層形成用液を供給するには、例えば、第1層形成用液が供給されたキャリア芯材110を第2層形成用液に浸漬する方法、又は、第1層形成用液が供給されたキャリア芯材110を予め流動化させた状態で、このキャリア芯材110に対して第2層形成用液を噴霧する方法を採用できる。
熱処理工程においては、第2層形成用液を供給した後のキャリア芯材110に対して、熱処理を実行する。これにより、第1層形成用液、第2層形成用液に含まれる樹脂(つまり、フッ素系樹脂、メラミン樹脂)を硬化させ、第1層、第2層を形成する。具体的には、第1層形成用液及び第2層形成用液がこの順で供給されたキャリア芯材110を公知の方法で流動化させつつ熱処理することで、熱処理工程を実行することができる。熱処理温度は、例えば200℃以上300℃以下とすることができる。熱処理時間は、例えば30分以上90分以下とすることができる。
なお、図2に示すように第1層120と第2層130との層間に無機微粒子層240が形成される場合は、第1層形成用液供給工程と第2層形成用液供給工程との間に、無機微粒子層240を形成する工程(無機微粒子層形成工程)を実行すればよい。具体的には、無機微粒子層形成工程においては、第1層形成用液を供給した後のキャリア芯材110と無機微粒子とを公知の混合撹拌機を用いて撹拌することで、無機微粒子を第1層形成用液の表面に付着させ、無機微粒子層240を形成できる。混合攪拌機としては、例えば、ボールミル、V型混合機、又はヘンシェルミキサーが挙げられる。
図3を参照して、トナー粒子調製工程について説明する。トナー粒子300を調製する工程は、結着樹脂を含むトナーコア310を調製する工程(トナーコア調製工程)と、トナーコア310をシェル層320で被覆する工程(シェル層形成工程)とを包含する。トナーコア調製工程及びシェル層形成工程を実行することで、トナーコア310をシェル層320で被覆してトナー粒子300を得ることができる。
トナーコア調製工程を実行するには、結着樹脂中に、必要に応じて結着樹脂以外の成分(例えば、着色剤、電荷制御剤、又は離型剤)を良好に分散させることができる方法を用いればよい。このような方法としては、具体的には、溶融混練法が挙げられる。
溶融混練法を用いたトナーコア調製工程を以下に説明する。溶融混練法を用いたトナーコア調製工程は、溶融混練工程、粉砕工程、及び分級工程を実施することによって実行される。溶融混練工程においては、結着樹脂と必要に応じて結着樹脂以外の成分とを混合し、得られた混合物を溶融混練し、溶融混練物を得る。粉砕工程では、得られた溶融混練物を適宜に冷却固化等した後、公知の手法で粉砕して粉砕物を得る。分級工程では、得られた粉砕物を公知の手法で分級し、所望の粒子径のトナーコア310を得る。
図3を参照して、トナー粒子調製工程におけるシェル層形成工程を説明する。シェル層形成工程ではトナーコア310の表面に、シェル層320を形成することで、トナーコア310がシェル層320で被覆されたトナー粒子300を製造する。
シェル層320は、例えば、メラミン、尿素、又はグリオキザールと尿素とを反応させたり、又は、これらとホルムアルデヒドとの付加反応によって生成される前駆体(メチロール化物)を反応させたりして形成される。また、シェル層320の形成は水のような溶媒中で行われることが好ましい。水のような溶媒を使用することで、この溶媒に対する結着樹脂の溶解及びトナーコア310に含まれる離型剤のような成分の溶出を抑制できる。
シェル層形成工程におけるシェル層320の形成は、トナーコア310を含む水性分散液にシェル層320を形成するための材料を添加し、この材料を分散させて行うことが好ましい。水性分散液中にトナーコア310を良好に分散させる具体的な方法としては、分散液を強力に撹拌できる装置を用いて機械的に分散させる方法、分散剤を含有する水性媒体中で分散させる方法が挙げられる。分散剤を用いる方法を採用した場合は、水性媒体中にトナーコア310が均一に分散されるため、均一なシェル層320を形成しやすい。
上記の分散液を強力に撹拌できる装置としては、例えば、ハイビスミックス(プライミックス社製)が挙げられる。分散剤としては、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムが挙げられる。
シェル層形成工程で分散剤を使用する場合は、分散剤の使用量は、100質量部のトナーコア310に対して75質量部以下が好ましい。
シェル層形成工程において、トナーコア310を含む水性分散液のpHは4程度に調整されることが好ましい。分散液のpHを4程度の酸性側に調整することで、シェル層320の形成に用いられる材料の重縮合反応が促進される。トナーコア310を含む水性分散液のpHの調整は、シェル層320の形成前に行われることが好ましい。
必要に応じてトナーコア310を含む水性分散液のpHを調整した後、トナーコア310を含む水性分散液に、シェル層320を形成させるための材料を溶解させる。その後、水性分散液中で、例えば上記のメチロール化物の反応を進行させ、トナーコア310の表面を被覆するシェル層320を形成する。
シェル層形成工程は40℃以上95℃以下で実行することが好ましく、50℃以上80℃以下で実行することがより好ましい。シェル層形成工程が40℃以上95℃以下で実行する場合は、シェル層320の形成が良好に進行する。
なお、結着樹脂が水酸基やカルボキシル基を有する樹脂(例えば、ポリエステル樹脂)を含む場合は、40℃以上95℃以下でシェル層320を形成すると、トナーコア310の表面に露出する水酸基又はカルボキシル基と、熱硬化性樹脂が有するメチロール基とが反応する。この反応によりトナーコア310を構成する結着樹脂とシェル層320を構成する樹脂との間に共有結合が形成されるため、トナーコア310にシェル層320を強固に付着させることができる。
シェル層形成工程においてシェル層320を形成した後、シェル層320で被覆されたトナーコア310を含む水性分散液を常温まで冷却し、トナー粒子300(トナー母粒子)の分散液を得ることができる。その後、必要に応じて、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程から選択される1以上の工程を経て、トナー粒子300の分散液からトナー粒子300を回収する。
洗浄工程においては、水を用いてトナー粒子300(トナー母粒子)を洗浄する。好適な洗浄方法としては、例えば、固液分離により、トナー粒子300を含む水性分散液から、トナー粒子300をウエットケーキとして回収し、得られるウエットケーキを水で洗浄する方法、トナー粒子300を含む分散液中のトナー粒子300を沈降させ、上澄み液を水と置換し、置換後にトナー粒子300(トナー母粒子)を水に再分散させる方法が挙げられる。
乾燥工程においては、例えば乾燥機(スプレードライヤー、流動層乾燥機、真空凍結乾燥器、又は減圧乾燥機)で、回収後又は洗浄後のトナー粒子300(トナー母粒子)を乾燥する。
外添工程においては、トナー粒子300(トナー母粒子)の表面に外添剤を外添させる。好適な外添方法としては、外添剤がトナー母粒子の表面に完全に埋没しないように外添条件を調整して、混合機(例えば、ヘンシェルミキサー又はナウターミキサー)を用い、トナー母粒子と外添剤とを混合する方法が挙げられる。
本実施形態の製造方法における混合工程では、適宜な条件で、キャリア100とトナー粒子300とを混合し、上述のような本実施形態の2成分現像剤を得る。混合工程には、ボールミル、ナウターミキサー又はロッキングミキサーのような混合機を用いることができる。
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例の範囲に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
トナー粒子aの作製
まず、以下のようにしてトナーコアを調製した。ポリエステル樹脂(三井化学社製「XPE258」)100質量部に対し、離型剤としてのポリプロピレンワックス(三洋化学社「660P」)を5質量部、及び着色剤としてのカーボンブラック(キャボット社製「REGAL330R」)を5質量部の割合で配合し、ヘンシェルミキサーで混合した後、二軸押出機にて溶融混練して溶融混練物を得た。得られた溶融混練物を冷却して粉砕・分級し、体積平均粒子径が7μmであるトナーコアを得た。このトナーコアに関し標準キャリア(N−01)を用いて帯電性を測定すると−20μC/gであった。さらに、トナーコアのpHが4でのゼータ電位は−30mVであり、明らかなアニオン性を示した。
次いで、以下のようにしてトナーコアの表面にシェル層を形成した。具体的には、トナーコア100質量部と、分散剤としてアクリル酸ナトリウム(東亜合成社製「ジュリマーAC−103」)1.0質量部と、熱硬化性樹脂であるメチロール化尿素樹脂溶液(昭和電工社製「ミルベンレジンSUM−100(固形分濃度80質量%)」1質量部と塩酸にてpH4に調整したイオン交換水300質量部とを、回転数1200rpmで攪拌して分散液を得た。引き続き分散液の撹拌を行いつつ、0.4℃/分の昇温速度で温度を70℃まで昇温させ、70℃を1時間保持した。その後、常温まで冷却してトナーコアを被覆するようにシェル層を形成し、トナー母粒子を得た。
次いで、以下のようにして洗浄工程を行った。トナー母粒子を含む液から、ブフナーロートを用いて、このトナー母粒子のウエットケーキをろ取した。このウエットケーキを再度イオン交換水に分散させてトナー母粒子を洗浄した。そして、トナー粒子のイオン交換水による同様の洗浄を、5回繰り返した。
そして、以下のようにして乾燥工程を実行した。つまり、回収したトナー母粒子2gを水20gに分散させたときの分散液の導電度が10μS/cm以下となった時点で、回収したトナー母粒子を40℃雰囲気中に48時間放置して乾燥させた。
得られたトナー母粒子の全量に対して、外添剤として酸化チタン微粒子(チタン工業社製「EC−100」)1.0質量%、及び疎水性シリカ微粒子(日本エアロジル社製「RA−200H」)0.7質量%をそれぞれ加えた。その後、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業社製、「FM−10B」)を用いて回転数3500rpmにて5分間混合して外添処理を実行し、トナー粒子aを得た。
(キャリアAの作製)
まず、キャリア芯材準備工程を実行した。酸化マンガン(II)40質量部、酸化マグネシウム9質量部、酸化鉄(III)50質量部、及び酸化ストロンチウム1質量部を混合し、ボールミルにて2時間粉砕した。その後、1000℃で5時間焼成して、マンガン系フェライトキャリア芯材を得た。得られたマンガン系フェライトキャリア芯材は粒子径が40μm、3000×103/4π・A/mでの印加時の飽和磁化が65Am2/kgであった。
次いで、第1層形成用液供給工程を実行した。メチルエチルケトン100質量部に、フッ素系樹脂としてテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)10質量部を分散させた第1層形成用液を調製した。固形分が5質量部の第1層形成用液を、100質量部の上記マンガン系フェライトキャリア芯材に対して流動コーティング装置を用いてスプレーコートした。
次いで、第2層形成用液供給工程を実行した。メラミン樹脂溶液(メチロール化尿素樹脂溶液(昭和電工社製「ミルベンレジンSUM−100(固形分濃度80質量%)」2質量部と塩酸にてpH4に調整したイオン交換水300質量部を第2層形成用液として用いた。上記のように第1層が形成された100質量部のマンガン系フェライトキャリア芯材を流動化しつつ、固形分が5質量部の第2層形成用液をスプレーコートした。
その後、流動槽にて280℃で1時間の熱処理工程を実行して、フッ素系樹脂及びメラミン樹脂を硬化させ、キャリアAを得た。
(混合工程)
トナー粒子aとキャリアAとを、トナー粒子aの割合が10質量%となるように(すなわちトナー粒子aの添加量が、トナー粒子aとキャリアAとの合計量100質量部に対して10質量部となるように)混合し、ロッキングミキサーにて1時間攪拌混合して、実施例1の2成分現像剤を得た。
(実施例2)
第1層形成用液に配合されるフッ素系樹脂として、FEPに代えてテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例2の2成分現像剤を得た。
(実施例3)
第1層形成用液に配合されるフッ素系樹脂として、FEPに代えてポリテトラフロロエチレン(PTFE)を使用した以外は,実施例1と同様の操作を行って、実施例3の2成分現像剤を得た。
(実施例4)
第1層形成用液に配合されるフッ素系樹脂として、FEPに代えてテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体[FEP(4.6フッ化)]とポリテトラフロロエチレン(PTFE)とが1:1(質量比)の割合で混合された混合樹脂を使用した以外は、実施例1と同様の処理を行って、実施例4の2成分現像剤を得た。
(実施例5)
第1層形成用液供給工程後に無機微粒子層形成工程を実施した以外は、実施例1と同様の操作を行って、2成分現像剤を得た。つまり、第1層形成用液供給工程を経た後のキャリア芯材100質量部を流動層にて流動化させつつ、これにマグネタイト微粒子(チタン工業社製「RB−BL−P」、体積平均粒子径0.1μm)を3.0質量部添加し、このマグネタイト微粒子を第1層形成用液の表面に付着させて無機微粒子層を形成し、次いで第2層形成用液供給工程を実行した以外は、実施例1と同様の操作を行って、実施例5の2成分現像剤を得た。
(実施例6)
第1層形成用液に配合されるフッ素系樹脂として、FEPに代えてテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)を使用した以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例6の2成分現像剤を得た。
(実施例7)
第1層形成用液に配合されるフッ素系樹脂として、FEPに代えてポリテトラフロロエチレン(PTFE)を使用した以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例7の2成分現像剤を得た。
(実施例8)
第1層形成用液に配合されるフッ素系樹脂として、FEPに代えてテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体[(FEP)(4.6フッ化)]とポリテトラフロロエチレン(PTFE)とが1:1(質量比)の割合で混合された混合樹脂を使用した以外は、実施例5と同様の操作を行って、実施例8の2成分現像剤を得た。
(実施例9)
無機微粒子層形成工程において用いられるマグネタイト微粒子を、三井金属鉱業社製「TN−15」(体積平均粒子径0.17μm)のマグネタイト微粒子に変更した以外は、実施例8と同様の操作を行って、実施例9の2成分現像剤を得た。
(実施例10)
無機微粒子層形成工程において用いられるマグネタイト微粒子を、酸化チタン微粒子(テイカ社製「JA−C」、体積平均粒子径0.18μm)に変更した以外は、実施例8と同様の操作を行って、実施例10の2成分現像剤を得た。
(比較例1)
シェル層形成工程が実行されておらずシェル層が形成されていないトナーコアをトナー粒子として使用した以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例1の2成分現像剤を得た。
(比較例2)
キャリアAの表面に第1層(フッ素系樹脂から構成される層)のみを形成し、第1層の表面を被覆する第2層を形成しなかった以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例2の2成分現像剤を得た。
(比較例3)
キャリアAの表面に第2層(メラミン樹脂から構成される層)のみを形成し、第1層を形成しなかった以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例3の2成分現像剤を得た。
(比較例4)
テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)とメラミン樹脂とを混合分散させた樹脂溶液をキャリア芯材に付与し、フッ素系樹脂とメラミン樹脂とから構成される層のみを形成した以外は、つまり、キャリアAの表面に第1層及び第2層が積層された2層構成を採用せず、フッ素系樹脂とメラミン樹脂との混合樹脂から構成される被覆層を形成した以外は、実施例1と同様の操作を行って、比較例4の2成分現像剤を得た。なお、比較例4にて用いられた樹脂溶液は、イオン交換水100質量部に対して、FEP5質量部とメラミン樹脂5質量部とを混合して調製された。
(比較例5)
実施例1における第2層形成用液をキャリア芯材に供給し、実施例1における第1層形成用液を無機微粒子層上に供給した以外は、つまり、実施例5に対して、第1層と第2層との積層順を入れ替えた以外は、実施例5と同様の操作を行って、比較例5の2成分現像剤を得た。
(比較例6)
第2層形成用液において、メラミン樹脂に代えて尿素樹脂(昭和電工社製「ミルベンレジン3HSP−H」)を使用した以外は、実施例5と同様の操作を行って、比較例6の2成分現像剤を得た。
(比較例7)
第2層形成用液において、メラミン樹脂に代えてシリコーン樹脂(東レダウコーニング社製「SR2410」)を使用した以外は、実施例5と同様の操作を行って、比較例7の2成分現像剤を得た。
実施例及び比較例にて得られた2成分現像剤の評価方法は、以下の通りである。
(1)画像濃度(ID)
実施例及び比較例にて得られた2成分現像剤と補充用のトナー粒子とを用い、通常環境(温度20℃、相対湿度50%)にて、複合機(京セラドキュメントソリューションズ社製「Taskalfa 500ci」)を用いて、初期評価用の画像サンプルAを出力した。その後、1.0%の印字率で10,000枚連続印刷を行った。そして、10,000枚連続印刷後の画像サンプル(画像サンプルB)を出力した。その後、5.0%の印字率で100,000枚連続印刷を行った。そして、100,000枚連続印刷後の画像サンプル(画像サンプルC)を出力した。なお、画像サンプルには5cm角のベタ画像と非印字領域とが含まれる。画像サンプルA、画像サンプルB及び画像サンプルCのベタ画像の画像濃度(ID)を、マクベス反射濃度計(グレタグ・マクベス社製「RD914」)を用いて測定した。5箇所の測定値の平均を測定対象の画像の画像濃度とした。そして、以下の基準で画像濃度を評価した。
◎:IDが1.3(−)以上である。この場合は、画像濃度が特に高く、画像品質が極めて良好である。
○:IDが1.0(−)以上1.3(−)未満である。この場合は、画像濃度が高く、画像品質が良好である。
×:IDが1.0(−)未満である。この場合は、画像濃度が非常に薄く、画像品質が悪い。
(2)かぶり値(FD)
上記画像濃度評価で得た、画像サンプルA、画像サンプルB及び画像サンプルCの非印字領域のかぶり値(FD)を反射濃度計(IHARA社製「R710」)にて測定した。なお、FDは下記式にて算出した。なお、5箇所の測定値の平均をかぶり値とした。
FD=(印刷を施した紙の白紙部の反射濃度)―(印刷を施していない紙の反射濃度)
以下の基準でかぶり値を評価した。
◎(非常に良い):FDが0.005(−)以下である。この場合は、FDが特に低く、極めて良好である。
○(良い):FDが0.005(−)を超え0.010(−)以下である。この場合は、FDが低く、良好である。
×(不良):FDが0.010(−)を超える。この場合は、FDが非常に高く、画像品質が悪い。
(3)スペント抑制評価
実施例及び比較例にて得られた2成分現像剤について、スペント発生の有無を確認した。上記の(1)又は(2)のような耐刷後の2成分現像剤(画像濃度評価における5.0%の印字率での連続印刷後)から、795メッシュの網を用いてトナーを吸引除去し、耐刷後のキャリアを抽出した。その耐刷後のキャリアと初期のキャリアとにおける炭素量を、全炭素分析装置(堀場製作所製「EMIA−110」)を用いて測定し、下記式からスペント量を算出した。
スペント量(%)={(耐刷後のキャリアにおける炭素量)−(初期のキャリアにおける炭素量)/初期のキャリアにおける炭素量}×100
以下の基準で評価した。
○(良い):スペント量が20%未満である。
×(悪い):スペント量が20%以上である。
表1に、実施例及び比較例にて得られた2成分現像剤の評価結果をまとめて示す。
Figure 2015087577
なお、表1中、「−」は、無機微粒子層を形成しなかったことを示す。「※1」は、キャリアAにおいて第1層のみを形成し、第2層を形成しなかったことを示す。「※2」は、キャリアAにおいて第2層のみを形成し、第1層を形成しなかったことを示す。「※3」は、キャリアAにおいて第1層及び第2層が積層された2層構成とせず、フッ素系樹脂及びメラミン樹脂から構成される被覆層を形成したことを示す。
表1から明らかなように、実施例1〜4で得られた2成分現像剤は、キャリア芯材の表面を被覆する第1層と第1層の表面を被覆する第2層とを含むキャリアを含むものであった。そのため、印字率を変更して連続で印刷を行った場合においてもトナー粒子の帯電性が安定し、形成した画像の画像濃度が所望する値よりも低下せず、かぶりが抑制されていた。また、スペントの発生が抑制されていた。
実施例5〜8で得られた2成分現像剤は、キャリアにおいて、第1層と第2層との層間にマグネタイト微粒子を含む無機微粒子層が形成された。そのため、キャリアにおいて無機微粒子層が形成されていない実施例1〜4と比較すると、キャリアにおける第2層の均一性が良好となり、1.0%の印字率での連続印刷後のかぶりが抑制されていた。さらに、マグネタイト微粒子が高い導電性を有するためチャージアップが抑制されたことに起因して、1.0%の印字率での連続印刷後に形成した画像の画像濃度が所望する値よりも低下すること抑制されていた。なお、実施例9で得られた2成分現像剤は、第1層と第2層との層間にマグネタイト微粒子を含む無機微粒子層が形成されたキャリアを含有していた。しかし、第1層に付着させた無機微粒子の粒子径が過大であったために、キャリアの製造時に無機微粒子が第1層からかなり脱落したためと思われ、画像濃度及びかぶり抑制効果は、無機微粒子層が形成されていないキャリアが含まれる実施例1〜4の2成分現像剤を用いた場合の画像濃度及びかぶり抑制効果と同程度であった。
実施例10で得られた2成分現像剤は、キャリアにおいて、第1層と第2層との層間に酸化チタン微粒子を含む無機微粒子層が形成された。そのため、キャリアにおいて無機微粒子層が形成されていない実施例1〜4の2成分現像剤と比較すると、キャリアにおける第2層の均一性が良好となり、1.0%の印字率での連続印刷後のかぶりが抑制されていた。しかしながら、酸化チタン微粒子の導電性はマグネタイト微粒子の導電性と比較すると低いため、1.0%の印字率での連続印刷後の画像濃度は、無機微粒子層が形成されていないキャリアが含まれる実施例1〜4の2成分現像剤を用いた場合の画像濃度と同程度であった。
比較例1で得られた2成分現像剤は、シェル層が形成されていないトナーコアをトナー粒子として含有したため、スペントが発生した。さらに、トナー粒子の帯電性が低下したことに起因して、5.0%の印字率での連続印刷後にかぶりが発生した。
比較例2で得られた2成分現像剤は、第2層が形成されていないキャリアを含んでいた。そのため、帯電性が高くなり過ぎたことに起因して、初期印刷時から画像濃度が低かった。また、スペントが発生していた。
比較例3で得られた2成分現像剤は、第1層が形成されていないキャリアを含んでいた。そのため、帯電性が極端に低くなり、初期印刷時から画像濃度が低く、かぶりが発生した。さらに連続印刷時には、トナー粒子が現像機内に飛翔し、評価を継続することができなかった。
比較例4で得られた2成分現像剤は、フッ素系樹脂とメラミン樹脂との混合樹脂から構成される層が形成されたキャリアを含んでいた。そのため、この被覆層が不均一になり帯電性が安定せず、1.0%の印字率での連続印刷後に画像濃度が低下したさらに、1.0%の印字率での連続印刷後にかぶりが発生した。また、フッ素系樹脂が表面に露出することに起因して、スペントが発生した。
比較例5で得られた2成分現像剤は、第1層と第2層との積層順が逆であるキャリアを含んでいた。そのため、キャリアにおいて無機微粒子層を形成しても帯電性が高くなり過ぎてしまい、初期印刷時から画像濃度が低くなった。また、フッ素系樹脂が表面に露出することに起因して、スペントが発生した。
比較例6で得られた2成分現像剤は、第2層を構成する樹脂としてメラミン樹脂ではなく尿素樹脂を使用したため、帯電性が低下した。その結果、5.0%の印字率での連続印刷後にかぶりが発生した。また、スペントが発生していた。
比較例7で得られた2成分現像剤は、第2層を構成する樹脂としてメラミン樹脂ではなくシリコーン樹脂を使用した。そのため、帯電性が高くなりすぎたことに起因して、初期印刷時から画像濃度が低下した。
本実施形態の2成分現像剤は、帯電性及び耐久性に優れ、加えてスペントの発生を抑制できる。そのため、本実施形態の2成分現像剤は、電子写真法が採用された画像印刷において好適に利用できる。
100 キャリア
110 キャリア芯材
120 第1層
130 第2層
200 キャリア
240 無機微粒子層
300 トナー粒子
310 トナーコア
320 シェル層
400 2成分現像剤

Claims (5)

  1. キャリアとトナー粒子とを含む2成分現像剤であって、
    前記キャリアは、キャリア芯材と、前記キャリア芯材の表面を被覆する第1層と、前記第1層の表面を被覆する第2層とを含み、
    前記第1層がフッ素系樹脂から構成され、前記第2層がメラミン樹脂から構成され、
    前記トナー粒子は、結着樹脂を含むトナーコアと、前記トナーコアの表面を被覆するシェル層とを含み、
    前記シェル層が熱硬化性樹脂を含む、2成分現像剤。
  2. 前記フッ素系樹脂が、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、及びポリテトラフルオロエチレンから選択される1種以上である、請求項1に記載の2成分現像剤。
  3. 前記第1層と前記第2層との層間に無機微粒子を含む無機微粒子層が形成される、請求項1又は2に記載の2成分現像剤。
  4. 前記無機微粒子がマグネタイト微粒子である、請求項3に記載の2成分現像剤。
  5. キャリアとトナー粒子とを含む、2成分現像剤の製造方法であって、
    前記キャリアを調製する工程と、
    前記トナー粒子を調製する工程と、
    前記キャリアと前記トナー粒子とを混合する工程とを包含し、
    前記トナー粒子が、結着樹脂を含むトナーコアと、前記トナーコアの表面を被覆するシェル層とを含み、前記シェル層が熱硬化性樹脂を含み
    前記キャリアを調製する工程が、
    キャリア芯材を準備する工程と、
    前記キャリア芯材の表面に第1層形成用液を供給する工程と、
    前記第1層形成用液が供給された前記キャリア芯材の表面に第2層形成用液を供給する工程と、
    前記第1層形成用液及び前記第2層形成用液が供給された前記キャリア芯材を熱処理する工程と
    を包含し、
    前記第1層形成用液がフッ素系樹脂を含み、前記第2層形成用液がメラミン樹脂を含む、2成分現像剤の製造方法。
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