JP2016161910A - 静電潜像現像用キャリア、及び2成分現像剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】印刷条件を変化させた場合であっても、高画質の画像を形成できる2成分現像剤を提供する。【解決手段】静電潜像現像用キャリアは、キャリアコアと、第1層と、第2層とを含有する複数のキャリア粒子を含む。第1層が、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なる群から選択される1種以上のフッ素系樹脂を含む。第2層が、ポリアミドイミド樹脂を含む。キャリアコアの表面粗さが、0.3μm以上2μm以下である。キャリアコア非露出部とキャリアコア露出部との合計面積に対する、キャリアコア露出部の面積の割合は5%以上20%以下である。キャリアコア露出部の面積が5μm2以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、静電潜像現像用キャリア及び2成分現像剤に関する。
静電潜像現像用キャリアと、トナーとを混合して2成分現像剤は調製され、調製された2成分現像剤は、画像形成のために用いられることが知られている。また、静電潜像現像用キャリアは、複数のキャリア粒子を含む。静電潜像現像用キャリアの耐久性を向上させるために、樹脂で被覆されたキャリア粒子が知られている。例えば、特許文献1には、第1層と、第2層とで被覆されたキャリアコアを含有するキャリア粒子を含む静電潜像現像用キャリアが記載されている。さらに、特許文献1には、第1層はフッ素系樹脂であり、第2層はシリコーン系樹脂であることが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載されるキャリアでは、第2層を形成するシリコーン系樹脂に起因して、キャリアの帯電量が過度に高くなるおそれがある。こうしたキャリアとトナーとを含む2成分現像剤を用いて画像を形成する場合には、トナーの帯電性が不安定になり、印刷条件(例えば、印字率)によっては、高画質の画像を形成することが困難になると考えられる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、印刷条件(例えば、印字率)を変化させた場合であっても、高画質の画像を形成できる静電潜像現像用キャリアを提供することを目的とする。
本発明に係る静電潜像現像用キャリアは、キャリアコアと、前記キャリアコアの表面に形成されている第1層と、前記第1層の表面に形成されている第2層とを含有する複数のキャリア粒子を含む。前記第1層が、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なる群から選択される1種以上のフッ素系樹脂を含む。前記第2層が、ポリアミドイミド樹脂を含む。前記キャリアコアの表面粗さが、0.3μm以上2μm以下である。前記キャリアコアの表面は、前記第1層が形成されているキャリアコア非露出部と、前記第1層が形成されていないキャリアコア露出部とを有する。前記キャリアコア非露出部と前記キャリアコア露出部との合計面積に対する、前記キャリアコア露出部の面積の割合は5%以上20%以下である。前記キャリアコア露出部の面積が5μm2以下である。
本発明によれば、印刷条件(例えば、印字率)を変化させた場合であっても、高画質の画像を形成できる静電潜像現像用キャリアを提供することが可能になる。
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る静電潜像現像用キャリア(以下、単にキャリアともいう)は、複数のキャリア粒子を含む。キャリアは、トナーと混合して静電潜像の現像に用いることができる。本実施形態に係るキャリアは、例えば電子写真装置(画像形成装置)で用いることができる。
以下、電子写真装置による画像形成方法の一例について説明する。まず、画像データに基づいて感光体に静電潜像を形成する。次に、形成された静電潜像を、キャリアとトナーとを含む2成分現像剤を用いて現像する。現像工程では、帯電したトナーを静電潜像に付着させる。そして、付着したトナーを転写ベルトに転写した後、さらに転写ベルト上のトナー像を記録媒体(例えば、紙)に転写する。その後、トナーを加熱して、記録媒体にトナーを定着させる。これにより、記録媒体に画像が形成される。例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの4色のトナー像を重ね合わせることで、フルカラー画像を形成することができる。
本実施形態に係るキャリアは、キャリアコアと、キャリアコアの表面に形成されている第1層と、第1層の表面に形成されている第2層とを含有する複数のキャリア粒子を含む。
本実施形態に係るキャリアに含まれるキャリア粒子は、次に示す構成(1)〜(4)を有する。本実施形態に係るキャリアに含まれるキャリア粒子のうち、80質量%以上のキャリア粒子が構成(1)〜(4)を有することが好ましく、90質量%以上のキャリア粒子が構成(1)〜(4)を有することがより好ましく、100質量%のキャリア粒子が構成(1)〜(4)を有することがさらに好ましい。
(1)キャリア粒子は、キャリアコアと、キャリアコアの表面に形成されている第1層と、第1層の表面に形成されている第2層とを含有する。第1層が、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(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)、及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる群から選択される1種以上のフッ素系樹脂を含む。第2層が、ポリアミドイミド樹脂を含む。
(2)キャリアコアの表面粗さが、0.3μm以上2μm以下である。
(3)キャリアコアの表面は、第1層が形成されているキャリアコア非露出部と、第1層が形成されていないキャリアコア露出部とを有する。キャリアコア非露出部とキャリアコア露出部との合計面積に対する、キャリアコア露出部の面積の割合は5%以上20%以下である。
(4)キャリアコア露出部の面積が5μm2以下である。
(2)キャリアコアの表面粗さが、0.3μm以上2μm以下である。
(3)キャリアコアの表面は、第1層が形成されているキャリアコア非露出部と、第1層が形成されていないキャリアコア露出部とを有する。キャリアコア非露出部とキャリアコア露出部との合計面積に対する、キャリアコア露出部の面積の割合は5%以上20%以下である。
(4)キャリアコア露出部の面積が5μm2以下である。
構成(1)を有するキャリア粒子では、第1層に含有されるフッ素系樹脂が、キャリア粒子の帯電量を好適に維持しやすい。また、第2層に含有されるポリアミドイミド樹脂は強度及び硬度に優れるため、キャリア粒子の耐久性を向上させやすい。したがって、構成(1)を有するキャリア粒子は、帯電性と耐久性とに優れる。このため、構成(1)を有するキャリア粒子を含むキャリアとトナーとを含む2成分現像剤を用いて画像を形成する場合には、印刷条件を変化させても、高画質の画像を形成しやすい。なお、キャリアの帯電性は、キャリアの帯電量が好適に維持されやすい性質をいう。
構成(2)を有するキャリア粒子は、キャリアコア表面に適度な凹凸を有している。キャリアコア表面の凸部が多ければ、キャリアの帯電量が過度に高くなりにくいため、構成(2)を有するキャリア粒子は、帯電性を向上させやすい。したがって、キャリアとトナーとを混合した2成分現像剤のチャージアップが抑制される。2成分現像剤のチャージアップを抑制することでカブリの発生が抑制され、高画質の画像を形成しやすくなると考えられる。なお、構成(2)で規定されるキャリアコアの表面粗さは、第1層及び第2層が被覆される前のキャリアコアの表面粗さであってもよく、キャリア粒子から第1層及び第2層を除去することで得られるキャリアコアの表面粗さであってもよい。
キャリアコアの表面粗さは、例えば、走査型プローブ顕微鏡及びカンチレバーを用いて測定できる。具体的には、走査型プローブ顕微鏡(SPM、株式会社日立ハイテクサイエンス製「AFM5000」)及びカンチレバー(株式会社日立ハイテクサイエンス製「OMCL―AC−240TS―C3」)を用いて、観察エリア3μm×3μm、走査周波数1Hz、Qカーブ測定倍率1.001、且つ振幅減衰率−0.4の条件で、測定対象(キャリアコア)の表面形状を測定し、画素数512×512の画像を得る。そして、得られた画像について粗さ解析を行い、測定対象(キャリアコア)の表面粗さ(十点平均粗さ)を測定する。粗さ解析には、株式会社日立ハイテクサイエンス製「AFM5000」付属のソフトウェアを用いることができる。測定対象10個についてそれぞれ表面粗さ(十点平均粗さ)を測定し、10個の個数平均値を、キャリアコアの表面粗さとする。
また、キャリアコアの表面粗さは、原料の体積中位径、焼成温度、又は焼成時間により調整することができる。原料の体積中位径が大きいとキャリアコアの表面粗さは大きくなる傾向を示し、原料の体積中位径が小さいとキャリアコアの表面粗さは小さくなる傾向を示す。また、キャリアコアの焼成温度を高くすれば、キャリアコアの表面粗さは小さくなる傾向があり、キャリアコアの焼成温度を低くすれば、キャリアコアの表面粗さは大きくなる傾向がある。また、キャリアコアの焼成時間を長くすれば、キャリアコアの表面粗さは小さくなる傾向があり、キャリアコアの焼成時間を短くすれば、キャリアコアの表面粗さは大きくなる傾向がある。
構成(3)及び(4)は、キャリア粒子上に微小なキャリアコア露出部が多数形成されていることを表す。キャリアコア露出部が広ければ、帯電量が過度に高くなりにくいため、構成(3)及び(4)を有するキャリア粒子の帯電性を向上させやすい。これにより、キャリアとトナーとを混合した2成分現像剤のチャージアップが抑制される。2成分現像剤のチャージアップを抑制することでカブリの発生が抑制され、高画質の画像を形成しやすくなると考えられる。
キャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積は、キャリア粒子の表面のSEM撮影画像を市販の画像解析ソフトウェアを用いて、画像の輝度差を解析することによってそれぞれ計測できる。市販の画像解析ソフトウェアとしては、WinROOF(三谷商事株式会社製)のようなソフトウェアを用いることができる。なお、キャリアコアの露出率(%)は、キャリアコア非露出部とキャリアコア露出部との面積から、下記式により求められる。
式:キャリアコアの露出率(%)=(キャリアコア露出部の面積/キャリアコア非露出部とキャリアコア露出部との合計面積)×100
式:キャリアコアの露出率(%)=(キャリアコア露出部の面積/キャリアコア非露出部とキャリアコア露出部との合計面積)×100
[キャリア]
本実施形態に係るキャリアは、前述の構成(1)〜(4)を有するキャリア粒子を含む。キャリアとしては、磁性キャリアが好ましい。
本実施形態に係るキャリアは、前述の構成(1)〜(4)を有するキャリア粒子を含む。キャリアとしては、磁性キャリアが好ましい。
キャリアコアの材料としては、フェライト(より具体的には、強磁性フェライト)、マグネタイト、鉄、ニッケル、又はコバルトのような金属を好適に使用できる。また、これらの金属と、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、もしくはバナジウムとの合金又は混合物も、キャリアコアの材料として好適に使用できる。また、上記金属に、金属酸化物(例えば、酸化鉄、酸化チタン、又は酸化マグネシウム)、窒化物(例えば、窒化クロム又は窒化バナジウム)、又は炭化物(例えば、炭化ケイ素又は炭化タングステン)を混ぜて、得られた混合物をキャリアコアの材料として使用してもよい。これらの材料の中でも、フェライト又はマグネタイトが、キャリアコアの材料として特に好ましい。1種類の材料を単独で使用してもよいし、2種類以上の材料を併用してもよい。
キャリアコアの表面粗さは、0.3μm以上2.0μm以下である。キャリアコアの表面粗さが0.3μm以上2.0μm以下であれば、チャージアップの発生を抑制し、キャリアコアと第1層及び第2層との密着性を向上させ、コートはがれを抑制できる。なお、キャリアコアの表面粗さは、第1層及び第2層が被覆される前のキャリアコアであってもよく、キャリア粒子から第1層及び第2層を除去することで得られるキャリアコアの表面粗さであってもよい。
2成分現像剤の現像性を向上させるためには、キャリアコアの体積中位径(D50)が30μm以上100μm以下であることが好ましい。キャリアコアの体積中位径(D50)は、例えば、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製「LA−700」)を用いて測定できる。
キャリアコアを被覆する第1層は、PFA、FEP、及びPTFEからなる群から選択される1種以上のフッ素系樹脂を含む。第1層を形成する上記フッ素系樹脂が、好適な帯電量を維持できるため、キャリアは帯電性を向上させやすい。
キャリア粒子の第1層における上記フッ素系樹脂の含有量は、キャリアコア100質量部に対して1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。フッ素系樹脂の含有量が1質量部以上である場合は、キャリア粒子の帯電量が過度に低下しないため、カブリ(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、フッ素系樹脂の含有量が1質量部以上である場合は、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、フッ素系樹脂の含有量が15質量部以下である場合は、帯電量が過度に低くなりにくい。このため、現像性の低下に起因する画像濃度の低下を抑制できる。
キャリアの帯電性を向上させるためには、第1層の厚さは100nm以上2000nm以下であることが好ましい。
キャリア粒子の第2層は、ポリアミドイミド樹脂を含む。ポリアミドイミド樹脂は強度及び硬度に優れる。このため、第2層にポリアミドイミド樹脂を含ませることで、キャリア粒子の耐久性を向上させるとともにスペントを抑制できる。
ポリアミドイミド樹脂は、例えば、イソシアネート法又はアミン法(酸クロリド法、低温溶液重合法、又は室温溶液重合法)により製造できる。なかでも、ポリアミドイミド樹脂溶液としてポリアミドイミド樹脂を得ることができるため、イソシアネート法を用いることが好ましい。ポリアミドイミド樹脂溶液は有機溶剤に可溶であるため、第2層を形成する際の取扱性等に優れる。イソシアネート法の具体例としては、極性溶媒と、トリメリット酸無水物(TMA)と、イソシアネート化合物とを混合し、適切な条件(例えば、反応温度又は反応時間)でこれらを共重合させる方法が挙げられる。極性溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドンが挙げられる。イソシアネート化合物としては、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。
第2層におけるポリアミドイミド樹脂の含有量は、キャリアコア100質量部に対して、1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。ポリアミドイミド樹脂の含有量が1質量部以上である場合は、キャリア粒子の強度及び耐久性を十分に向上させることができる。一方、ポリアミドイミド樹脂の含有量が15質量部以下である場合は、第1層のフッ素樹脂の効果が十分に得られるため、トナーに必要とされる十分な帯電量を与えることができる。
電子顕微鏡により測定されるキャリア粒子の体積中位径は、20μm以上120μm以下であることが好ましく、25μm以上80μm以下であることがより好ましい。
キャリアコアを第1層で被覆する方法は、例えば、溶剤(例えば、メチルエチルケトンもしくはテトラヒドロフラン、又はこれら混合溶剤)にフッ素系樹脂を分散させた樹脂溶液を調製し、これにキャリアコアを浸漬する方法が挙げられる。また、別の方法としては、流動コーティング装置を用いて、キャリアコアを流動させ、続けて、流動しているキャリアコアにフッ素系樹脂溶液をスプレーすることによって第1層を形成する方法が挙げられる。
第1層で被覆されたキャリアコアを第2層で被覆する方法の一例として、以下の方法が挙げられる。まず、流動コーティング装置を用いて、第1層で被覆されたキャリアコアを流動させる。続けて、流動しているキャリアコアにポリアミド樹脂溶液をスプレーして、第1層の表面に第2層を形成する。そして、形成された第2層を加熱して硬化させる。
第2層を硬化させる温度(硬化温度)は、200℃以上300℃以下であることが好ましい。また、第2層を硬化させる時間(硬化時間)は、30分以上90分以下であることが好ましい。
本実施形態に係るキャリアをトナーと混合して2成分現像剤を調製してもよい。トナーは、複数のトナー粒子を含有する。トナー粒子は、トナーコアと、トナーコアを被覆するシェル層とを含むことが好ましい。また、トナー粒子の表面に外添剤を付着させてもよい。以下、外添剤が付着する前のトナー粒子を、トナー母粒子と記載する。
さらに、トナーコアがアニオン性を有し、シェル層の材料(以下、シェル材料と記載する)がカチオン性を有する場合には、シェル層の形成時にカチオン性のシェル材料をトナーコアの表面に引き付けることが可能になる。詳しくは、例えば、水性媒体中で負に帯電するトナーコアに、水性媒体中で正に帯電するシェル材料が電気的に引き寄せられ、in−situ重合によりトナーコアの表面にシェル層が形成されると考えられる。シェル材料がトナーコアに引き寄せられることで、分散剤を用いなくても、トナーコアの表面に均一なシェル層を形成しやすくなると考えられる。
以下、トナーコア(結着樹脂及び内添剤)、シェル層、及び外添剤について、順に説明する。なお、トナーの用途に応じて、トナーの成分(例えば、着色剤、離型剤、電荷制御剤、又は磁性粉)を割愛してもよい。
[トナーコア]
トナー粒子のトナーコアは、結着樹脂を含む。また、トナー粒子のトナーコアは、内添剤(例えば、着色剤、離型剤、電荷制御剤、及び磁性粉)を含んでもよい。
トナー粒子のトナーコアは、結着樹脂を含む。また、トナー粒子のトナーコアは、内添剤(例えば、着色剤、離型剤、電荷制御剤、及び磁性粉)を含んでもよい。
(トナーコアの結着樹脂)
トナー粒子のトナーコアにおいては、一般的に、トナーコア成分の大部分(例えば、85質量%以上)を結着樹脂が占める。このため、結着樹脂の性質がトナーコア全体の性質に大きな影響を与えると考えられる。例えば、結着樹脂がエステル基、水酸基、エーテル基、酸基、又はメチル基を有する場合には、トナーコアはアニオン性になる傾向が強くなり、結着樹脂がアミノ基、又はアミド基を有する場合には、トナーコアはカチオン性になる傾向が強くなる。結着樹脂が強いアニオン性を有するためには、結着樹脂の水酸基価(OHV値)及び酸価(AV値)がそれぞれ10mgKOH/g以上であることが好ましく、それぞれ20mgKOH/g以上であることがより好ましい。
トナー粒子のトナーコアにおいては、一般的に、トナーコア成分の大部分(例えば、85質量%以上)を結着樹脂が占める。このため、結着樹脂の性質がトナーコア全体の性質に大きな影響を与えると考えられる。例えば、結着樹脂がエステル基、水酸基、エーテル基、酸基、又はメチル基を有する場合には、トナーコアはアニオン性になる傾向が強くなり、結着樹脂がアミノ基、又はアミド基を有する場合には、トナーコアはカチオン性になる傾向が強くなる。結着樹脂が強いアニオン性を有するためには、結着樹脂の水酸基価(OHV値)及び酸価(AV値)がそれぞれ10mgKOH/g以上であることが好ましく、それぞれ20mgKOH/g以上であることがより好ましい。
結着樹脂としては、エステル基、水酸基、エーテル基、酸基、メチル基、及びカルボキシル基からなる群から選択される1以上の官能基を有する樹脂が好ましく、水酸基及び/又はカルボキシル基を有する樹脂がより好ましい。このような官能基を有する結着樹脂は、シェル材料(例えば、メチロールメラミン)と反応して化学的に結合しやすい。こうした化学的な結合が生じると、トナーコアとシェル層との結合が強固になる。また、結着樹脂としては、活性水素を含む官能基を分子中に有する樹脂も好ましい。
結着樹脂のガラス転移点(Tg)は、シェル材料の硬化開始温度以下であることが好ましい。こうしたTgを有する結着樹脂を用いる場合には、高速定着時においてもトナーの定着性が低下しにくいと考えられる。
結着樹脂のTgは、例えば示差走査熱量計を用いて測定できる。より具体的には、示差走査熱量計(セイコーインスツル株式会社製「DSC−6220」)を用いて試料(結着樹脂)の吸熱曲線を測定することで、得られた吸熱曲線における比熱の変化点から結着樹脂のTgを求めることができる。
結着樹脂の軟化点(Tm)は100℃以下であることが好ましく、95℃以下であることがより好ましい。結着樹脂のTmが100℃以下(より好ましくは95℃以下)であることで、記録媒体に対するトナーの高速定着時においてもトナーの定着性が低下しにくくなる。また、結着樹脂のTmが100℃以下(より好ましくは95℃以下)である場合には、水性媒体中でトナーコアの表面にシェル層を形成する際に、シェル層の硬化反応中にトナーコアが部分的に軟化しやすくなるため、トナーコアが表面張力により丸みを帯びやすくなる。なお、異なるTmを有する複数の樹脂を組み合わせることで、結着樹脂のTmを調整することができる。
結着樹脂のTmは、例えば高化式フローテスターを用いて測定できる。より具体的には、高化式フローテスター(株式会社島津製作所製「CFT−500D」)に試料(結着樹脂)をセットし、所定の条件で結着樹脂を溶融させ、流出させる。そして、結着樹脂のS字カーブを測定する。得られたS字カーブから結着樹脂のTmを読み取ることができる。得られたS字カーブにおいて、ストロークの最大値をS1とし、低温側のベースラインのストローク値をS2とすると、S字カーブ中のストロークの値が「(S1+S2)/2」となる温度が、測定試料(結着樹脂)のTmに相当する。
結着樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましい。結着樹脂として用いることのできる熱可塑性樹脂の好適な例としては、スチレン系樹脂、アクリル酸系樹脂、オレフィン系樹脂(より具体的には、ポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂)、ビニル系樹脂(より具体的には、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ビニルエーテル樹脂、又はN−ビニル樹脂)、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、スチレンアクリル酸系樹脂、又はスチレンブタジエン系樹脂が挙げられる。中でも、スチレンアクリル酸系樹脂及びポリエステル樹脂はそれぞれ、トナー中の着色剤の分散性、トナーの帯電性、及び記録媒体に対するトナーの定着性に優れる。
以下、結着樹脂として用いることのできるスチレンアクリル酸系樹脂について説明する。なお、スチレンアクリル酸系樹脂は、スチレン系モノマーとアクリル酸系モノマーとの共重合体である。
スチレン系モノマーの好適な例としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、ビニルトルエン、α−クロロスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、又はp−エチルスチレンが挙げられる。
アクリル酸系モノマーの好適な例としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、又は(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルの例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸iso−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸iso−ブチル、又は(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルが挙げられる。(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルの例としては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、又は(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルが挙げられる。なお、アクリル酸及びメタクリル酸を包括的に「(メタ)アクリル酸」と総称する場合がある。
スチレンアクリル酸系樹脂を調製する際に、水酸基を有するモノマー(例えば、p−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、又は(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル)を用いることで、スチレンアクリル酸系樹脂に水酸基を導入できる。また、水酸基を有するモノマーの使用量を調整することで、得られるスチレンアクリル酸系樹脂の水酸基価を調整できる。
スチレンアクリル酸系樹脂を調製する際に、(メタ)アクリル酸(モノマー)を用いることで、スチレンアクリル酸系樹脂にカルボキシル基を導入できる。また、(メタ)アクリル酸の使用量を調整することで、得られるスチレンアクリル酸系樹脂の酸価を調整することができる。
結着樹脂がスチレンアクリル酸系樹脂である場合、トナーコアの強度及びトナーの定着性を向上させるためには、スチレンアクリル酸系樹脂の数平均分子量(Mn)が2000以上3000以下であることが好ましい。スチレンアクリル酸系樹脂の分子量分布(数平均分子量(Mn)に対する質量平均分子量(Mw)の比率Mw/Mn)は10以上20以下であることが好ましい。スチレンアクリル酸系樹脂のMnとMwの測定には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いることができる。
以下、結着樹脂として用いることのできるポリエステル樹脂について説明する。なお、ポリエステル樹脂は、2価又は3価以上のアルコールと2価又は3価以上のカルボン酸とを重合させることで得られる。
ポリエステル樹脂を調製するために用いることができる2価アルコールの例としては、ジオール類又はビスフェノール類が挙げられる。
ジオール類の好適な例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又はポリテトラメチレングリコールが挙げられる。
ビスフェノール類の好適な例としては、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレンビスフェノールAエーテル、又はポリオキシプロピレンビスフェノールAエーテルが挙げられる。
ポリエステル樹脂を調製するために用いることができる3価以上のアルコールの好適な例としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、又は1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
ポリエステル樹脂を調製するために用いることができる2価カルボン酸の好適な例としては、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マロン酸、コハク酸、アルキルコハク酸(より具体的には、n−ブチルコハク酸、イソブチルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、又はイソドデシルコハク酸)、又はアルケニルコハク酸(より具体的には、n−ブテニルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、又はイソドデセニルコハク酸)が挙げられる。
ポリエステル樹脂を調製するために用いることができる3価以上のカルボン酸の好適な例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、又はエンポール三量体酸が挙げられる。
上記2価又は3価以上のカルボン酸は、エステル形成性の誘導体(例えば、酸ハライド、酸無水物、又は低級アルキルエステル)として用いてもよい。ここで、「低級アルキル」とは、炭素原子数1〜6のアルキル基を意味する。
ポリエステル樹脂を調製する際に、アルコールの使用量とカルボン酸の使用量とをそれぞれ変更することで、ポリエステル樹脂の酸価及び水酸基価を調整することができる。ポリエステル樹脂の分子量を上げると、ポリエステル樹脂の酸価及び水酸基価は低下する傾向がある。
結着樹脂がポリエステル樹脂である場合、トナーコアの強度及びトナーの定着性を向上させるためには、ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)が1000以上2000以下であることが好ましい。ポリエステル樹脂の分子量分布(数平均分子量(Mn)に対する質量平均分子量(Mw)の比率Mw/Mn)は9以上21以下であることが好ましい。ポリエステル樹脂のMnとMwの測定には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いることができる。
(トナーコアの着色剤)
トナー粒子のトナーコアは、着色剤を含んでいてもよい。着色剤としては、トナーの色に合わせて公知の顔料又は染料を用いることができる。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質量部以下であることが好ましく、3質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
トナー粒子のトナーコアは、着色剤を含んでいてもよい。着色剤としては、トナーの色に合わせて公知の顔料又は染料を用いることができる。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質量部以下であることが好ましく、3質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
トナー粒子のトナーコアは、黒色着色剤を含有していてもよい。黒色着色剤の例としては、カーボンブラックが挙げられる。また、黒色着色剤は、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤を用いて黒色に調色された着色剤であってもよい。
トナー粒子のトナーコアは、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カラー着色剤を含有していてもよい。
イエロー着色剤の例としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、又はアリールアミド化合物が挙げられる。イエロー着色剤の好適な例としては、C.I.ピグメントイエロー(3、12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、191、又は194)、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、又はC.I.バットイエローが挙げられる。
マゼンタ着色剤の例としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、又はペリレン化合物が挙げられる。マゼンタ着色剤の好適な例としては、C.I.ピグメントレッド(2、3、5、6、7、19、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、又は254)が挙げられる。
シアン着色剤の例としては、銅フタロシアニン化合物、銅フタロシアニン誘導体、アントラキノン化合物、又は塩基染料レーキ化合物が挙げられる。シアン着色剤の好適な例としては、C.I.ピグメントブルー(1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、又は66)、フタロシアニンブルー、C.I.バットブルー、又はC.I.アシッドブルーが挙げられる。
(トナーコアの離型剤)
トナー粒子のトナーコアは、離型剤を含有していてもよい。離型剤は、例えばトナーの定着性又は耐オフセット性を向上させる目的で使用される。トナーコアのアニオン性を強めるためには、アニオン性を有するワックスを用いてトナーコアを作製することが好ましい。トナーの定着性又は耐オフセット性を向上させるためには、離型剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下であることが好ましく、5質量部以上20質量部以下であることがより好ましい。
トナー粒子のトナーコアは、離型剤を含有していてもよい。離型剤は、例えばトナーの定着性又は耐オフセット性を向上させる目的で使用される。トナーコアのアニオン性を強めるためには、アニオン性を有するワックスを用いてトナーコアを作製することが好ましい。トナーの定着性又は耐オフセット性を向上させるためには、離型剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下であることが好ましく、5質量部以上20質量部以下であることがより好ましい。
離型剤の好適な例としては、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、又はフィッシャートロプシュワックスのような脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックス又は酸化ポリエチレンワックスのブロック共重合体のような脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう、又はライスワックスのような植物系ワックス;みつろう、ラノリン、又は鯨ろうのような動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、又はペトロラタムのような鉱物系ワックス;モンタン酸エステルワックス又はカスターワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスのような、脂肪酸エステルの一部又は全部が脱酸化したワックスが挙げられる。
なお、結着樹脂と離型剤との相溶性を改善するために、相溶化剤をトナー粒子のトナーコアに添加してもよい。
(トナーコアの電荷制御剤)
トナー粒子のトナーコアは、電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、例えばトナーの帯電安定性又は帯電立ち上がり特性を向上させる目的で使用される。また、トナーコアに負帯電性の電荷制御剤を含ませることで、トナーコアのアニオン性を強めることができる。トナーの帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーを帯電可能か否かの指標になる。
トナー粒子のトナーコアは、電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、例えばトナーの帯電安定性又は帯電立ち上がり特性を向上させる目的で使用される。また、トナーコアに負帯電性の電荷制御剤を含ませることで、トナーコアのアニオン性を強めることができる。トナーの帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーを帯電可能か否かの指標になる。
(トナーコアの磁性粉)
トナー粒子のトナーコアは、磁性粉を含んでいてもよい。磁性粉の例としては、鉄(より具体的には、フェライト又はマグネタイト)、強磁性金属(より具体的には、コバルト又はニッケル)、鉄及び/又は強磁性金属を含む化合物(より具体的には、合金)、強磁性化処理(例えば、熱処理)が施された強磁性合金、又は二酸化クロムが挙げられる。
トナー粒子のトナーコアは、磁性粉を含んでいてもよい。磁性粉の例としては、鉄(より具体的には、フェライト又はマグネタイト)、強磁性金属(より具体的には、コバルト又はニッケル)、鉄及び/又は強磁性金属を含む化合物(より具体的には、合金)、強磁性化処理(例えば、熱処理)が施された強磁性合金、又は二酸化クロムが挙げられる。
磁性粉からの金属イオン(例えば、鉄イオン)の溶出を抑制するため、磁性粉を表面処理することが好ましい。酸性条件下でトナーコアの表面にシェル層を形成する場合に、トナーコアの表面に金属イオンが溶出すると、トナーコアと他のトナーコアとが固着しやすくなる。磁性粉からの金属イオンの溶出を抑制することで、トナーコアと他のトナーコアとの固着を抑制することができる。
[シェル層]
シェル層は、実質的に熱硬化性樹脂のみから構成されてもよいし、実質的に熱可塑性樹脂のみから構成されてもよいし、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との両方を含有してもよい。また、シェル層において、熱可塑性樹脂が、架橋性を有するモノマー又はプレポリマー(例えば、後述する熱硬化性樹脂の調製に用いられ得るモノマー)で架橋されてもよい。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との割合は任意である。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との割合の例としては、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、2:1、3:1、4:1、又は5:1(それぞれ質量比で、熱可塑性樹脂:熱硬化性樹脂)が挙げられる。
シェル層は、実質的に熱硬化性樹脂のみから構成されてもよいし、実質的に熱可塑性樹脂のみから構成されてもよいし、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との両方を含有してもよい。また、シェル層において、熱可塑性樹脂が、架橋性を有するモノマー又はプレポリマー(例えば、後述する熱硬化性樹脂の調製に用いられ得るモノマー)で架橋されてもよい。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との割合は任意である。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との割合の例としては、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、2:1、3:1、4:1、又は5:1(それぞれ質量比で、熱可塑性樹脂:熱硬化性樹脂)が挙げられる。
シェル層に含まれる熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、尿素樹脂、スルホンアミド樹脂、グリオキザール樹脂、グアナミン樹脂、アニリン樹脂、ポリイミド樹脂、又はこれら各樹脂の誘導体が好ましい。ポリイミド樹脂は、窒素元素を分子骨格に有する。このため、ポリイミド樹脂を含むシェル層は、強いカチオン性を有しやすい。シェル層に含まれるポリイミド樹脂としては、マレイミド系重合体、又はビスマレイミド系重合体(より具体的には、アミノビスマレイミド重合体又はビスマレイミドトリアジン重合体)が好ましい。
シェル層に含まれる熱硬化性樹脂としては、アミノ基を含む化合物とアルデヒド(例えば、ホルムアルデヒド)との重縮合によって生成される樹脂が特に好ましい。なお、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る。グリオキザール樹脂は、グリオキサールと尿素との反応生成物と、ホルムアルデヒドとの重縮合物である。シェル層がメラミン樹脂又は尿素樹脂を含む場合には、トナーを乾燥する際にトナーが凝集しにくくなると考えられる。メラミン樹脂及び尿素樹脂の各々の吸水性が低いためである。このため、トナーの保存性を向上させるためには、シェル層がメラミン樹脂又は尿素樹脂を含むことが好ましい。
シェル層に含まれる熱硬化性樹脂の調製には、メチロールメラミン、ベンゾグアナミン、アセトグアナミン、スピログアナミン、及びジメチロールジヒドロキシエチレン尿素(DMDHEU)からなる群から選択される1種以上のモノマーを好適に使用できる。
熱硬化性樹脂に窒素元素を含ませることで、熱硬化性樹脂の架橋硬化機能を向上させることができる。熱硬化性樹脂の反応性を高めるためには、メラミン樹脂では40質量%以上55質量%以下に、尿素樹脂では40質量%程度に、グリオキザール樹脂では15質量%程度に、窒素元素の含有量を調整することが好ましい。
シェル層に含まれる熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂の官能基(例えば、メチロール基又はアミノ基)と反応しやすい官能基(例えば、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、カルボジイミド基、オキサゾリン基、又はグリシジル基)を有することが好ましい。アミノ基は、カルバモイル基(−CONH2)として熱可塑性樹脂中に含まれてもよい。
シェル層に含まれる熱可塑性樹脂としては、親水性を有する樹脂が好ましく、極性官能基を有する単位(例えば、グリコール、カルボン酸、又はマレイン酸)を含む親水性の樹脂が特に好ましい。極性官能基を有する熱可塑性樹脂は、高い反応性を有する。シェル層に含まれる親水性の熱可塑性樹脂としては、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース(又はその誘導体)、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、又はポリエチレンオキサイドが好ましい。
シェル層に含まれる熱可塑性樹脂はアクリル成分を含むことが好ましく、反応性アクリレートを含むことがより好ましい。アクリル成分を含む熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂と反応しやすいため、シェル層の膜質を向上させることができると考えられる。シェル層に含まれる熱可塑性樹脂は、2HEMA(メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)を含むことが特に好ましい。
シェル層に含まれる熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、スチレンアクリル酸系共重合体樹脂、シリコーンアクリル酸系グラフト共重合体、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、又はエチレンビニルアルコール共重合体が好ましい。シェル層に含まれる熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂、スチレンアクリル酸系共重合体樹脂、又はシリコーンアクリル酸系グラフト共重合体が好ましく、アクリル樹脂がより好ましい。
シェル層に含まれる熱可塑性樹脂の調製には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、又は(メタ)アクリル酸n−ブチルのような(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸フェニルのような(メタ)アクリル酸アリールエステル;(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、又は(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルのような(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;(メタ)アクリルアミド;(メタ)アクリル酸のエチレンオキシド付加物;(メタ)アクリル酸エステルのエチレンオキシド付加物のアルキルエーテル(より具体的には、メチルエーテル、エチルエーテル、n−プロピルエーテル、又はn−ブチルエーテル)のようなアクリル酸系モノマーを好適に使用できる。一種のアクリル酸系モノマーを単独で使用してもよいし、複数種のアクリル酸系モノマーを併用してもよい。
シェル層の材料は上記材料に限られず任意である。例えば、シェル層がゼラチン・アラビアゴムを含んでいてもよい。
シェル層が実質的に熱硬化性樹脂から構成される場合、シェル層の厚さは、1nm以上30nm以下であることが好ましい。また、シェル層が熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含有する場合、シェル層の厚さは、20nm以上45nm以下であることが好ましい。こうした厚さのシェル層を有するトナー粒子を含むトナーは、定着性及び保存性の両方に優れると考えられる。なお、シェル層の厚さは、市販の画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いてトナー粒子の断面のTEM撮影像を解析することによって計測できる。
[外添剤]
トナー粒子の表面には、必要に応じて外添剤を付着させてもよい。外添剤としては、金属酸化物(例えば、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)、又はシリカの粒子が挙げられる。
トナー粒子の表面には、必要に応じて外添剤を付着させてもよい。外添剤としては、金属酸化物(例えば、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)、又はシリカの粒子が挙げられる。
外添剤の体積中位径は、0.01μm以上1.0μm以下であることが好ましい。外添剤の使用量は、トナー母粒子100質量部に対して0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましく、1質量部以上5質量部以下であることがより好ましい。
トナーの含有量は、キャリアの質量に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましく、3質量部以上15質量部以下であることが好ましい。また、混合及び攪拌には、例えば、ボールミル、ナウタ―ミキサー(登録商標)又はロッキングミキサー(登録商標)を用いることができる。
本発明の実施例について説明する。以下、実施例1〜8及び比較例1〜6の2成分現像剤の製造方法、評価方法、及び評価結果について、順に説明する。なお、粉体(例えば、キャリア、トナーコア又はトナー)に関する評価結果(形状又は物性などを示す値)は、何ら規定していなければ、相当数の粒子について測定した値の平均である。
[キャリアAの作製]
(キャリアコア準備工程)
MnO(体積中位径0.9μm)換算で40質量部、MgO(体積中位径0.9μm)換算で10質量部、Fe2O3(体積中位径0.8μm)換算で50質量部になるように各原材料(MnO、MgO及びFe2O3)を適量配合し、原材料に水を加えた。次に、湿式ボールミルで2時間かけて原材料を粉砕し、混合した。その後、スプレードライヤーを用いて、得られた混合物を造粒させ、乾燥させた。その後、1000℃(以下、焼成温度と記載する)で5時間(以下、焼成時間と記載する)焼成して、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化が65Am2/kgである体積中位径40μmのキャリアコアA(マンガン系フェライトキャリア)を得た。
(キャリアコア準備工程)
MnO(体積中位径0.9μm)換算で40質量部、MgO(体積中位径0.9μm)換算で10質量部、Fe2O3(体積中位径0.8μm)換算で50質量部になるように各原材料(MnO、MgO及びFe2O3)を適量配合し、原材料に水を加えた。次に、湿式ボールミルで2時間かけて原材料を粉砕し、混合した。その後、スプレードライヤーを用いて、得られた混合物を造粒させ、乾燥させた。その後、1000℃(以下、焼成温度と記載する)で5時間(以下、焼成時間と記載する)焼成して、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化が65Am2/kgである体積中位径40μmのキャリアコアA(マンガン系フェライトキャリア)を得た。
(第1層形成用液供給工程)
メチルエチルケトンにFEP(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)を分散させて、第1層形成用液を得た。流動コーティング装置にキャリアコアAを投入し、キャリアコアAを流動させた。そして、流動コーティング装置を用いて、流動している100質量部のキャリアコアAに対して、5質量部のFEPを含む第1層形成用液をスプレーコートした。
メチルエチルケトンにFEP(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)を分散させて、第1層形成用液を得た。流動コーティング装置にキャリアコアAを投入し、キャリアコアAを流動させた。そして、流動コーティング装置を用いて、流動している100質量部のキャリアコアAに対して、5質量部のFEPを含む第1層形成用液をスプレーコートした。
(第2層形成用液供給工程)
第2層形成用液としてポリアミドイミド樹脂溶液を用いた。このポリアミドイミド樹脂溶液は、極性溶液中でトリメット酸無水物(TMA)と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とを共重合させて得た。流動コーティング装置を用いて、上記キャリアコアAを100質量部流動させた。流動している100質量部のキャリアコアAに対して、5質量部のポリアミドイミド樹脂を含む第2層形成用液をスプレーコートした。その後、流動層を280℃(硬化温度)で1時間(硬化時間)加熱処理して、ポリアミドイミド樹脂を硬化させた。これにより、キャリアAが得られた。
第2層形成用液としてポリアミドイミド樹脂溶液を用いた。このポリアミドイミド樹脂溶液は、極性溶液中でトリメット酸無水物(TMA)と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)とを共重合させて得た。流動コーティング装置を用いて、上記キャリアコアAを100質量部流動させた。流動している100質量部のキャリアコアAに対して、5質量部のポリアミドイミド樹脂を含む第2層形成用液をスプレーコートした。その後、流動層を280℃(硬化温度)で1時間(硬化時間)加熱処理して、ポリアミドイミド樹脂を硬化させた。これにより、キャリアAが得られた。
[キャリアBの作製]
第1層形成用液供給工程において、FEPの代わりに、PFA(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)を使用して第1層形成用液を調製した。100質量部のキャリアコアAに対して、5質量部のPFAを含む第1層形成用液をスプレーコートした以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアBを作製した。
第1層形成用液供給工程において、FEPの代わりに、PFA(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)を使用して第1層形成用液を調製した。100質量部のキャリアコアAに対して、5質量部のPFAを含む第1層形成用液をスプレーコートした以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアBを作製した。
[キャリアCの作製]
第1層形成用液供給工程において、FEPの代わりに、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を使用して第1層形成用液を調製した。100質量部のキャリアコアAに対して、5質量部のPTFEを含む第1層形成用液をスプレーコートした以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアCを作製した。
第1層形成用液供給工程において、FEPの代わりに、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)を使用して第1層形成用液を調製した。100質量部のキャリアコアAに対して、5質量部のPTFEを含む第1層形成用液をスプレーコートした以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアCを作製した。
[キャリアDの作製]
第1層形成用液供給工程において、FEPの代わりに、FEP及びPTFEを使用して第1形成用液を調製した。100質量部のキャリアコアAに対して、2.5質量部のFEP及び2.5質量部のPTFEを含む第1層形成用液をスプレーコートした以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアDを作製した。
第1層形成用液供給工程において、FEPの代わりに、FEP及びPTFEを使用して第1形成用液を調製した。100質量部のキャリアコアAに対して、2.5質量部のFEP及び2.5質量部のPTFEを含む第1層形成用液をスプレーコートした以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアDを作製した。
[キャリアEの作製]
(キャリアコア準備工程)
MnO(体積中位径0.7μm)換算で40質量部、MgO(体積中位径0.7μm)換算で10質量部、Fe2O3(体積中位径0.6μm)換算で50質量部になるように各原材料(MnO、MgO及びFe2O3)を適量配合し、原材料に水を加えた。次に、湿式ボールミルで2時間かけて原材料を粉砕し、混合した。その後、スプレードライヤーを用いて、得られた混合物を造粒させ、乾燥させた。続けて、焼成温度が1300℃、焼成時間7時間の条件で焼成して、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化が65Am2/kgである体積中位径40μmのキャリアコアE(マンガン系フェライトキャリア)を作製した。
(キャリアコア準備工程)
MnO(体積中位径0.7μm)換算で40質量部、MgO(体積中位径0.7μm)換算で10質量部、Fe2O3(体積中位径0.6μm)換算で50質量部になるように各原材料(MnO、MgO及びFe2O3)を適量配合し、原材料に水を加えた。次に、湿式ボールミルで2時間かけて原材料を粉砕し、混合した。その後、スプレードライヤーを用いて、得られた混合物を造粒させ、乾燥させた。続けて、焼成温度が1300℃、焼成時間7時間の条件で焼成して、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化が65Am2/kgである体積中位径40μmのキャリアコアE(マンガン系フェライトキャリア)を作製した。
第1層形成用液供給工程及び第2層形成用液供給工程において、キャリアコアAの代わりにキャリアコアEを使用し、100質量部のキャリアコアEに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から2質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアEを作製した。
[キャリアFの作製]
(キャリアコア準備工程)
MnO(体積中位径1.2μm)換算で40質量部、MgO(体積中位径1.2μm)換算で10質量部、Fe2O3(体積中位径1.0μm)換算で50質量部を配合し、これら原材料(MnO、MgO及びFe2O3)に水を加えた。次に、湿式ボールミルで2時間かけて原材料を粉砕し、混合した。その後、スプレードライヤーを用いて、得られた混合物を造粒させ、乾燥させた。続けて、焼成温度が800℃、焼成時間4時間の条件で焼成して、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化が65Am2/kgである体積中位径40μmのキャリアコアF(マンガン系フェライトキャリア)を作製した。
(キャリアコア準備工程)
MnO(体積中位径1.2μm)換算で40質量部、MgO(体積中位径1.2μm)換算で10質量部、Fe2O3(体積中位径1.0μm)換算で50質量部を配合し、これら原材料(MnO、MgO及びFe2O3)に水を加えた。次に、湿式ボールミルで2時間かけて原材料を粉砕し、混合した。その後、スプレードライヤーを用いて、得られた混合物を造粒させ、乾燥させた。続けて、焼成温度が800℃、焼成時間4時間の条件で焼成して、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化が65Am2/kgである体積中位径40μmのキャリアコアF(マンガン系フェライトキャリア)を作製した。
第1層形成用液供給工程及び第2層形成用液供給工程において、キャリアコアAの代わりにキャリアコアFを使用し、100質量部のキャリアコアFに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から2質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアFを作製した。
[キャリアGの作製]
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から8質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアGを作製した。
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から8質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアGを作製した。
[キャリアHの作製]
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から3質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアHを作製した。
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から3質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアHを作製した。
[キャリアIの作製]
焼成温度を1300℃から1500℃に変更した以外は、キャリアコアEと同様の方法でキャリアコアIを得た。得られたキャリアコアIの、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化は65Am2/kgであり、体積中位径は40μmであった。
焼成温度を1300℃から1500℃に変更した以外は、キャリアコアEと同様の方法でキャリアコアIを得た。得られたキャリアコアIの、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化は65Am2/kgであり、体積中位径は40μmであった。
第1層形成用液供給工程及び第2層形成用液供給工程において、キャリアコアEの代わりにキャリアコアIを使用し、100質量部のキャリアコアIに対して、スプレーコートするFEPの量を2質量部から1.5質量部に変更した以外は、キャリアEと同様の方法でキャリアIを作製した。
[キャリアJの作製]
焼成温度を800℃から700℃に変更し、焼成時間を4時間から3時間に変更した以外は、キャリアコアFと同様の方法でキャリアコアJを得た。得られたキャリアコアJの、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化は65Am2/kgであり、体積中位径は40μmであった。
焼成温度を800℃から700℃に変更し、焼成時間を4時間から3時間に変更した以外は、キャリアコアFと同様の方法でキャリアコアJを得た。得られたキャリアコアJの、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化は65Am2/kgであり、体積中位径は40μmであった。
第1層形成用液供給工程及び第2層形成用液供給工程において、キャリアコアFの代わりにキャリアコアJを使用し、100質量部のキャリアコアJに対して、スプレーコートするFEPの量を2質量部から9質量部に変更した以外は、キャリアFと同様の方法でキャリアJを作製した。
[キャリアKの作製]
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から9質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアKを作製した。
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から9質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアKを作製した。
[キャリアLの作製]
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から2質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアLを作製した。
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から2質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアLを作製した。
[キャリアMの作製]
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から10質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアMを作製した。
100質量部のキャリアコアAに対して、スプレーコートするFEPの量を5質量部から10質量部に変更した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアMを作製した。
[キャリアNの作製]
100質量部の第1層で被覆されたキャリアコアAに対して、スプレーコートするポリアミドイミド樹脂溶液5質量部の代わりに、シリコーン樹脂溶液(東レダウコーニング株式会社製「SR 2410」)5質量部を使用した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアNを作製した。
100質量部の第1層で被覆されたキャリアコアAに対して、スプレーコートするポリアミドイミド樹脂溶液5質量部の代わりに、シリコーン樹脂溶液(東レダウコーニング株式会社製「SR 2410」)5質量部を使用した以外は、キャリアAと同様の方法でキャリアNを作製した。
[トナーAの作製]
(トナーコア作製工程)
FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて、ポリエステル樹脂(三井化学株式会社製「XPE258」)100質量部と、ポリプロピレンワックス(三洋化成工業株式会社製「ビスコール(登録商標)660P」)5質量部と、カーボンブラック(キャボット社製「REGAL(登録商標)330R」)5質量部と、4級アンモニウム塩(オリヱント化学工業株式会社製「BONTRON(登録商標)P−51」)1質量部とを、攪拌速度2400rpmで混合した。
(トナーコア作製工程)
FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて、ポリエステル樹脂(三井化学株式会社製「XPE258」)100質量部と、ポリプロピレンワックス(三洋化成工業株式会社製「ビスコール(登録商標)660P」)5質量部と、カーボンブラック(キャボット社製「REGAL(登録商標)330R」)5質量部と、4級アンモニウム塩(オリヱント化学工業株式会社製「BONTRON(登録商標)P−51」)1質量部とを、攪拌速度2400rpmで混合した。
続けて、得られた混合物を、材料投入量5kg/時、軸回転速度160rpm、設定温度範囲80℃以上110℃以下の条件で、2軸押出機(株式会社池貝製「PCM−30」)を用いて溶融し、混練した。その後、得られた混練物を冷却した。
続けて、粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて混練物を粗粉砕した。さらに、得られた粗粉砕物を、ジェットミル(日本ニューマチック工業株式会社製「超音波ジェットミルI型」)を用いて微粉砕した。続けて、得られた微粉砕物を、分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)を用いて分級した。その結果、体積中位径7μmのトナーコアを得た。得られたトナーコアと標準キャリアN−01(日本画像学会から提供される負帯電極性トナー用標準キャリア)との摩擦帯電量は−20μC/gであった。また、ゼータ電位・粒度分布測定装置(ベックマン・コールター社製「Delsa Nano HC」)により、pH4に調整された分散液中のトナーコアのゼータ電位を測定したところ、トナーコアのpH4におけるゼータ電位は−30mVであった。
(シェル層形成工程)
温度計及び攪拌羽根を備えた容量1Lの3つ口フラスコを準備し、フラスコをウォーターバスにセットした。そして、ウォーターバスを用いてフラスコ内の温度を30℃に保った。続けて、フラスコ内に、イオン交換水500mLと、ポリアクリル酸ナトリウム(東亞合成株式会社製「ジュリマー(登録商標)AC−103」)50gとを添加した。その結果、フラスコ内にポリアクリル酸ナトリウム水溶液が得られた。
温度計及び攪拌羽根を備えた容量1Lの3つ口フラスコを準備し、フラスコをウォーターバスにセットした。そして、ウォーターバスを用いてフラスコ内の温度を30℃に保った。続けて、フラスコ内に、イオン交換水500mLと、ポリアクリル酸ナトリウム(東亞合成株式会社製「ジュリマー(登録商標)AC−103」)50gとを添加した。その結果、フラスコ内にポリアクリル酸ナトリウム水溶液が得られた。
続けて、得られたポリアクリル酸ナトリウム水溶液に、前述の手順で作製したトナーコア100gを添加した。続けて、フラスコ内容物を室温で十分攪拌した。その結果、フラスコ内にトナーコアの分散液が得られた。
続けて、得られたトナーコアの分散液を、目開き3μmの濾紙を用いて濾過した。続けて、濾別されたトナーコアを、イオン交換水に再分散した。その後、濾過と再分散とを5回繰り返すことにより、トナーコアを洗浄した。そして、500mLのイオン交換水に対して100gのトナーコアが分散した懸濁液をフラスコ内で調製した。
続けて、フラスコ内に、尿素メラミンホルムアルデヒド共縮合樹脂の水溶液(昭和電工株式会社製「ミルベン(登録商標)レジンSUM−100」、固形分濃度80質量%)1gを添加した。続けて、フラスコ内に希塩酸を加えて、フラスコ内の懸濁液のpHを4に調整した。
続けて、pHが調整された懸濁液を、1Lのセパラブルフラスコに移した。続けて、フラスコ内容物(トナーコアとシェル材料との混合液)を回転速度1200rpmで攪拌しながら昇温速度0.5℃/分でフラスコ内の温度を70℃まで上げた。続けて、フラスコ内容物を回転速度150rpmで攪拌しながらフラスコ内の温度を70℃に1時間保った。フラスコ内の温度を高温(70℃)に保つことで、シェル材料が重合反応するとともに、トナーコアとシェル材料とが相互に反応し、シェル層がトナーコアの表面に形成された。その結果、トナー母粒子を含む分散液が得られた。その後、トナー母粒子の分散液を常温まで冷却し、水酸化ナトリウムを用いてトナー母粒子の分散液のpHを7に調整した。
(洗浄工程及び乾燥工程)
上記のようにして得られたトナー母粒子の分散液をろ過(固液分離)して、トナー母粒子を得た。その後、得られたトナー母粒子をイオン交換水に再分散させた。さらに、分散とろ過とを繰り返して、トナー母粒子を洗浄した。続けて、トナー母粒子を乾燥した。
上記のようにして得られたトナー母粒子の分散液をろ過(固液分離)して、トナー母粒子を得た。その後、得られたトナー母粒子をイオン交換水に再分散させた。さらに、分散とろ過とを繰り返して、トナー母粒子を洗浄した。続けて、トナー母粒子を乾燥した。
(外添工程)
上記乾燥後、トナー母粒子に外添を行った。トナー母粒子100質量部と、導電性酸化チタン微粒子(チタン工業株式会社製「EC−100」)1.0質量部と、疎水性シリカ微粒子(日本アエロジル株式会社製「RA−200H」)0.7質量部とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて攪拌速度3500rpmで5分間混合した。その結果、トナー母粒子の表面に外添剤が付着した。これにより、多数のトナー粒子を含むトナーAが得られた。
上記乾燥後、トナー母粒子に外添を行った。トナー母粒子100質量部と、導電性酸化チタン微粒子(チタン工業株式会社製「EC−100」)1.0質量部と、疎水性シリカ微粒子(日本アエロジル株式会社製「RA−200H」)0.7質量部とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて攪拌速度3500rpmで5分間混合した。その結果、トナー母粒子の表面に外添剤が付着した。これにより、多数のトナー粒子を含むトナーAが得られた。
実施例1
トナーAとキャリアAとの合計量100質量部に対して、トナーAの量が10質量部となるようにトナーAとキャリアAとを混合した。続けて、粉体混合機(愛知電機株式会社製「ロッキングミキサー(登録商標)」)にて、トナーAとキャリアAとを1時間攪拌した。これにより、実施例1の2成分現像剤が得られた。
トナーAとキャリアAとの合計量100質量部に対して、トナーAの量が10質量部となるようにトナーAとキャリアAとを混合した。続けて、粉体混合機(愛知電機株式会社製「ロッキングミキサー(登録商標)」)にて、トナーAとキャリアAとを1時間攪拌した。これにより、実施例1の2成分現像剤が得られた。
実施例2
キャリアAの代わりにキャリアBを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例2の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアBを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例2の2成分現像剤を得た。
実施例3
キャリアAの代わりにキャリアCを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例3の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアCを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例3の2成分現像剤を得た。
実施例4
キャリアAの代わりにキャリアDを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例4の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアDを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例4の2成分現像剤を得た。
実施例5
キャリアAの代わりにキャリアEを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例5の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアEを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例5の2成分現像剤を得た。
実施例6
キャリアAの代わりにキャリアFを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例6の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアFを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例6の2成分現像剤を得た。
実施例7
キャリアAの代わりにキャリアGを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例7の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアGを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例7の2成分現像剤を得た。
実施例8
キャリアAの代わりにキャリアHを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例8の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアHを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、実施例8の2成分現像剤を得た。
比較例1
キャリアAの代わりにキャリアIを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例1の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアIを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例1の2成分現像剤を得た。
比較例2
キャリアAの代わりにキャリアJを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例2の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアJを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例2の2成分現像剤を得た。
比較例3
キャリアAの代わりにキャリアKを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例3の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアKを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例3の2成分現像剤を得た。
比較例4
キャリアAの代わりにキャリアLを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例4の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアLを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例4の2成分現像剤を得た。
比較例5
キャリアAの代わりにキャリアMを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例5の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアMを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例5の2成分現像剤を得た。
比較例6
キャリアAの代わりにキャリアNを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例6の2成分現像剤を得た。
キャリアAの代わりにキャリアNを使用した以外は、実施例1の2成分現像剤と同様に、比較例6の2成分現像剤を得た。
[評価方法]
各試料(実施例1〜8及び比較例1〜6の2成分現像剤)の評価方法は、以下の通りである。
各試料(実施例1〜8及び比較例1〜6の2成分現像剤)の評価方法は、以下の通りである。
<表面粗さ>
以下に示す方法により、第1層及び第2層形成前のキャリアコアA、E、F、I及びJの表面粗さをそれぞれ測定した。走査型プローブ顕微鏡(SPM、株式会社日立ハイテクサイエンス製「AFM5000」)及びカンチレバー(株式会社日立ハイテクサイエンス製「OMCL―AC−240TS―C3」)を用いて、観察エリア3μm×3μm、走査周波数1Hz、Qカーブ測定倍率1.001、且つ振幅減衰率−0.4の条件で、測定対象(キャリアコア)の表面形状を測定し、画素数512×512の画像を得た。そして、得られた画像について粗さ解析を行い、測定対象(キャリアコア)の表面粗さ(十点平均粗さ)を測定した。粗さ解析には、株式会社日立ハイテクサイエンス製「AFM5000」付属のソフトウェアを用いた。測定対象10個についてそれぞれ表面粗さ(十点平均粗さ)を測定し、10個の個数平均値を評価値(キャリアコアA、E、F、I及びJそれぞれの表面粗さ)とした。
以下に示す方法により、第1層及び第2層形成前のキャリアコアA、E、F、I及びJの表面粗さをそれぞれ測定した。走査型プローブ顕微鏡(SPM、株式会社日立ハイテクサイエンス製「AFM5000」)及びカンチレバー(株式会社日立ハイテクサイエンス製「OMCL―AC−240TS―C3」)を用いて、観察エリア3μm×3μm、走査周波数1Hz、Qカーブ測定倍率1.001、且つ振幅減衰率−0.4の条件で、測定対象(キャリアコア)の表面形状を測定し、画素数512×512の画像を得た。そして、得られた画像について粗さ解析を行い、測定対象(キャリアコア)の表面粗さ(十点平均粗さ)を測定した。粗さ解析には、株式会社日立ハイテクサイエンス製「AFM5000」付属のソフトウェアを用いた。測定対象10個についてそれぞれ表面粗さ(十点平均粗さ)を測定し、10個の個数平均値を評価値(キャリアコアA、E、F、I及びJそれぞれの表面粗さ)とした。
<キャリアコア露出部の面積及びキャリアコア露出率>
フィールドエミッション走査電子顕微鏡(日本電子株式会社「JSM−7700F」)を用いて、試料に含まれるキャリアの表面を2万倍に拡大したSEM撮影画像を得た。画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、得られたSEM撮影像を解析することで、キャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積を計測した。具体的には、試料(2成分現像剤)に含まれる10個のキャリア粒子についてそれぞれキャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積を測定した。そして、キャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積について、それぞれ得られた10個の測定値の平均値(μm2)を算出した。得られたキャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積(それぞれ10個の個数平均値)から下記式を用いて、キャリアコアの露出率(%)を求めた。
式:キャリアコアの露出率(%)=(キャリアコア露出部の面積/キャリアコア非露出部とキャリアコア露出部との合計面積)×100
フィールドエミッション走査電子顕微鏡(日本電子株式会社「JSM−7700F」)を用いて、試料に含まれるキャリアの表面を2万倍に拡大したSEM撮影画像を得た。画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、得られたSEM撮影像を解析することで、キャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積を計測した。具体的には、試料(2成分現像剤)に含まれる10個のキャリア粒子についてそれぞれキャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積を測定した。そして、キャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積について、それぞれ得られた10個の測定値の平均値(μm2)を算出した。得られたキャリアコア非露出部及びキャリアコア露出部の面積(それぞれ10個の個数平均値)から下記式を用いて、キャリアコアの露出率(%)を求めた。
式:キャリアコアの露出率(%)=(キャリアコア露出部の面積/キャリアコア非露出部とキャリアコア露出部との合計面積)×100
<画像濃度(ID)>
試料(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℃、湿度50%RH)にて、複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「Taskalfa 500ci」)を用いて、初期評価用の画像サンプルを記録媒体(紙)に印刷し、画像サンプルAが得られた。その後、1.0%の印字率の条件で1万枚の記録媒体に連続して印刷した。そして、10万枚印刷後に画像サンプルを記録媒体に印刷し、画像サンプルBが得られた。引き続き、20%の印字率の条件で5千枚の記録媒体に連続して印刷した。そして、5千枚印刷後に画像サンプルを記録媒体に印刷し、画像サンプルCが得られた。引き続き、5.0%の印字率の条件で10万枚の記録媒体に連続して印刷した。そして、10万枚印刷後の画像サンプルを記録媒体に印刷し、画像サンプルDが得られた。
試料(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℃、湿度50%RH)にて、複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「Taskalfa 500ci」)を用いて、初期評価用の画像サンプルを記録媒体(紙)に印刷し、画像サンプルAが得られた。その後、1.0%の印字率の条件で1万枚の記録媒体に連続して印刷した。そして、10万枚印刷後に画像サンプルを記録媒体に印刷し、画像サンプルBが得られた。引き続き、20%の印字率の条件で5千枚の記録媒体に連続して印刷した。そして、5千枚印刷後に画像サンプルを記録媒体に印刷し、画像サンプルCが得られた。引き続き、5.0%の印字率の条件で10万枚の記録媒体に連続して印刷した。そして、10万枚印刷後の画像サンプルを記録媒体に印刷し、画像サンプルDが得られた。
なお、画像サンプルA〜Dには5cm角のソリッド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Dを対象として、ソリッド画像の画像濃度(ID)を、反射濃度計(サカタインクスエンジニアリング株式会社製「RD914」)を用いて測定した。画像サンプルA、B及びDそれぞれの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。
非常に良い(◎):画像濃度(ID)が1.3以上であった。
良い(○) :画像濃度(ID)が1.0以上1.3未満であった。
悪い(×) :画像濃度(ID)が1.0未満であった。
非常に良い(◎):画像濃度(ID)が1.3以上であった。
良い(○) :画像濃度(ID)が1.0以上1.3未満であった。
悪い(×) :画像濃度(ID)が1.0未満であった。
<カブリ濃度(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C、及び画像サンプルDを対象として、非印字領域のカブリ濃度(FD)を反射濃度計(IHARA社製「R710」)にて測定した。FDは下記式にて算出した。なお、画像サンプルA、C及びDそれぞれの5箇所の測定値の平均をカブリ濃度とした。そして、以下の基準でカブリ濃度を評価した。
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)
非常に良い(◎):カブリ濃度(FD)が0.005以下であった。
良い(○) :カブリ濃度(FD)が0.005超0.010以下であった。
悪い(×) :カブリ濃度(FD)が0.010超であった。
上記画像濃度評価で得た画像サンプルA、画像サンプルC、及び画像サンプルDを対象として、非印字領域のカブリ濃度(FD)を反射濃度計(IHARA社製「R710」)にて測定した。FDは下記式にて算出した。なお、画像サンプルA、C及びDそれぞれの5箇所の測定値の平均をカブリ濃度とした。そして、以下の基準でカブリ濃度を評価した。
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)
非常に良い(◎):カブリ濃度(FD)が0.005以下であった。
良い(○) :カブリ濃度(FD)が0.005超0.010以下であった。
悪い(×) :カブリ濃度(FD)が0.010超であった。
[評価結果]
実施例1〜8及び比較例1〜6の2成分現像剤の各々についての評価結果は以下のとおりである。表1に、キャリアコアの表面粗さ(Ra)と、キャリアコア露出率と、キャリアコア露出部の面積とを示す。表2に、画像濃度及びカブリ濃度の評価結果を示す。
実施例1〜8及び比較例1〜6の2成分現像剤の各々についての評価結果は以下のとおりである。表1に、キャリアコアの表面粗さ(Ra)と、キャリアコア露出率と、キャリアコア露出部の面積とを示す。表2に、画像濃度及びカブリ濃度の評価結果を示す。
実施例1〜8の2成分現像剤に含まれるキャリアに含まれるキャリア粒子は、上述の構成(1)〜(4)の全てを有していた。実施例1〜8の2成分現像剤は、印字率を変化させた場合であっても、画像濃度とカブリ濃度とに優れていた。
比較例1の2成分現像剤では、画像サンプルC及び画像サンプルDにカブリが発生した。キャリアコアの表面粗さが小さく、第1層の量が少なかったため、キャリアの帯電量が安定せず、カブリが発生したと考えられる。
比較例2の2成分現像剤では、画像サンプルB及び画像サンプルDの画像濃度が低下した。キャリアコアの表面粗さが大きく、第1層の量が多かったため、画像サンプルB及び画像サンプルDを形成する時にキャリアのチャージアップが発生し、画像濃度が低下したと考えられる。
比較例3の2成分現像剤では、画像サンプルBの画像濃度が低下した。キャリアコア露出部の面積が小さいため、画像サンプルBを形成する時にキャリアのチャージアップが発生し、画像濃度が低下したと考えられる。
比較例4の2成分現像剤では、画像サンプルC及び画像サンプルDにカブリが発生した。キャリアコア露出部の面積が大きいため、画像サンプルC及び画像サンプルDを形成する時にキャリアの帯電量が低下し、カブリが発生したと考えられる。
比較例5の2成分現像剤では、画像サンプルB及び画像サンプルDの画像濃度が低下した。キャリアコア露出部の面積がないため、画像サンプルB及び画像サンプルDを形成する時にキャリアのチャージアップが発生し、画像濃度が低下したと考えられる。
比較例6の2成分現像剤に含まれるキャリアは、第2層にシリコーン樹脂を使用し、ポリアミドイミド樹脂を使用しなかったため、初期評価用の画像サンプルAから画像濃度が低かった。
本発明に係る2成分現像剤は、例えば複合機又はプリンターにおいて画像を形成するために用いることができる。
Claims (6)
- キャリアコアと、前記キャリアコアの表面に形成されている第1層と、前記第1層の表面に形成されている第2層とを含有する複数のキャリア粒子を含む静電潜像現像用キャリアであって、
前記第1層が、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なる群から選択される1種以上のフッ素系樹脂を含み、
前記第2層が、ポリアミドイミド樹脂を含み、
前記キャリアコアの表面粗さが、0.3μm以上2μm以下であり、
前記キャリアコアの表面は、前記第1層が形成されているキャリアコア非露出部と、前記第1層が形成されていないキャリアコア露出部とを有し、
前記キャリアコア非露出部と前記キャリアコア露出部との合計面積に対する、前記キャリアコア露出部の面積の割合は5%以上20%以下であり、
前記キャリアコア露出部の面積が5μm2以下である、静電潜像現像用キャリア。 - 前記フッ素系樹脂の含有量が、前記キャリアコア100質量部に対して1質量部以上15質量部以下であり、
前記ポリアミドイミド樹脂の含有量が、前記キャリアコア100質量部に対して、1質量部以上15質量部以下である、請求項1に記載の静電潜像現像用キャリア。 - 前記キャリア粒子の体積中位径が、20μm以上120μm以下である、請求項1又は2に記載の静電潜像現像用キャリア。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載の静電潜像現像用キャリアと、
トナーと
を含有する、2成分現像剤。 - 前記トナーは、複数のトナー粒子を含有し、
前記トナー粒子は、トナーコアと、前記トナーコアを被覆するシェル層とを含む、請求項4に記載の2成分現像剤。 - 前記トナーコアがアニオン性を有し、
前記シェル層がカチオン性を有する、請求項5に記載の2成分現像剤。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018189833A (ja) * | 2017-05-09 | 2018-11-29 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用キャリア及びその製造方法 |
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-
2015
- 2015-03-05 JP JP2015043660A patent/JP2016161910A/ja active Pending
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