JP2019109536A - トナーセット - Google Patents
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Abstract
Description
[摩擦帯電処理]
コーティング処理の無いMn−Mg−Sr系フェライトキャリア9.5gと、測定対象となるトナー0.5gとを、容積30cc(内寸底面直径31mm、高さ54mm)のガラス製容器に入れ、ローラ式撹拌機を用いて30分間、150回転/分の回転を与え、23℃、相対湿度50%の環境において摩擦帯電させる。
[摩擦帯電処理]
コーティング処理の無いMn−Mg−Sr系フェライトキャリア9.5gと、測定対象となるトナー0.5gとを、容積30cc(内寸底面直径31mm、高さ54mm)のガラス製容器に入れ、ローラ式撹拌機を用いて30分間、150回転/分の回転を与え、23℃、相対湿度50%の環境において摩擦帯電させる。
本発明のトナーセットは、イエロートナー、シアントナー、及びマゼンタトナーの計3色のトナーを含む。イエロートナー、シアントナー、及びマゼンタトナーは、いずれも、結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤を含む着色樹脂粒子、並びに外添剤を含有する。
以下、本発明に用いられる着色樹脂粒子の製造方法、当該製造方法により得られる着色樹脂粒子、当該着色樹脂粒子を用いたトナーの製造方法及び当該製造方法により得られるトナー、並びにこれらトナーを組み合わせた本発明のトナーセットについて、順に説明する。
一般に、着色樹脂粒子の製造方法は、粉砕法等の乾式法、並びに乳化重合凝集法、懸濁重合法、及び溶解懸濁法等の湿式法に大別され、画像再現性等の印字特性に優れたトナーが得られ易いことから湿式法が好ましい。湿式法の中でも、ミクロンオーダーで比較的小さい粒径分布を持つトナーを得やすいことから、乳化重合凝集法、及び懸濁重合法等の重合法が好ましく、重合法の中でも懸濁重合法がより好ましい。
(A−1)重合性単量体組成物の調製工程
まず、重合性単量体、着色剤、及び帯電制御剤、さらに必要に応じて添加される離型剤等のその他の添加物を混合し、重合性単量体組成物の調製を行う。重合性単量体組成物を調製する際の混合には、例えば、メディア式分散機を用いる。
本発明では、架橋性の重合性単量体を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常、0.1〜5質量部、好ましくは0.3〜2質量部の割合で用いることが望ましい。
マクロモノマーは、モノビニル単量体100質量部に対して、好ましくは0.03〜5質量部、さらに好ましくは0.05〜1質量部用いることが望ましい。
帯電制御剤としては、一般にトナー用の帯電制御剤として用いられているものであれば、特に限定されないが、帯電制御剤の中でも、重合性単量体との相溶性が高く、高い帯電性をトナー粒子に容易に付与できることから、負帯電性の帯電制御剤が好ましく、さらに、負帯電性トナーを得る観点からは、負帯電性の帯電制御樹脂がより好ましく用いられる。
負帯電性の帯電制御剤としては、Cr、Co、Al、及びFe等の金属を含有するアゾ染料、サリチル酸金属化合物及びアルキルサリチル酸金属化合物等のサリチル酸系化合物、並びに、帯電制御樹脂としてのスルホン酸基含有共重合体、スルホン酸塩基含有共重合体、カルボン酸基含有共重合体及びカルボン酸塩基含有共重合体等が挙げられ、サリチル酸金属化合物及びアルキルサリチル酸金属化合物等のサリチル酸系化合物、並びにスルホン酸基含有共重合体、又はスルホン酸塩基含有共重合体が好ましい。
なお、本発明においてスルホン酸基とは、その塩(スルホン酸塩基)も含む。
また、スルホン酸基含有共重合体を合成した場合には、使用したスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミドの質量を、ビニル芳香族炭化水素、(メタ)アクリレート及びスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミドの総質量により除した値を、スルホン酸基含有共重合体中のスルホン酸基含有(メタ)アクリルアミドの共重合割合(質量%)とすることができる。
離型剤は、エステルワックス及び炭化水素系ワックスの少なくともいずれか1つを含有することが好ましい。これらのワックスを離型剤として使用することにより、低温定着性と保存性とのバランスを好適にすることができる。
本発明において離型剤として好適に用いられるエステルワックスは、多官能エステルワックスがより好適であり、例えば、ペンタエリスリトールテトラパルミネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールテトラステアレート等のペンタエリスリトールエステル化合物;ヘキサグリセリンテトラベヘネートテトラパルミネート、ヘキサグリセリンオクタベヘネート、ペンタグリセリンヘプタベヘネート、テトラグリセリンヘキサベヘネート、トリグリセリンペンタベヘネート、ジグリセリンテトラベヘネート、グリセリントリベヘネート等のグリセリンエステル化合物;ジペンタエリスリトールヘキサミリステート、ジペンタエリスリトールヘキサパルミネート等のジペンタエリスリトールエステル化合物;等が挙げられ、中でもジペンタエリスリトールエステル化合物が好ましく、また、ジペンタエリスリトールヘキサミリステートがより好ましい。
離型剤は、上述した1種又は2種以上のワックスを組み合わせて用いてもよい。
上記離型剤は、モノビニル単量体100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部用いられ、更に好ましくは1〜20質量部用いられる。
分子量調整剤としては、一般にトナー用の分子量調整剤として用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、及び2,2,4,6,6−ペンタメチルヘプタン−4−チオール等のメルカプタン類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、N,N’−ジメチル−N,N’−ジフェニルチウラムジスルフィド、N,N’−ジオクタデシル−N,N’−ジイソプロピルチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類;等が挙げられる。これらの分子量調整剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明では、分子量調整剤を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常0.01〜10質量部、好ましくは0.1〜5質量部の割合で用いることが望ましい。
本発明では、少なくとも重合性単量体、着色剤、及び帯電制御剤を含む重合性単量体組成物を、好ましくは分散安定化剤を含む水系媒体中に分散させ、重合開始剤を添加した後、重合性単量体組成物の液滴形成を行うことが好ましい。液滴形成の方法は特に限定されないが、例えば、(インライン型)乳化分散機(太平洋機工社製、商品名:マイルダー)、高速乳化分散機(プライミクス株式会社製、商品名:T.K.ホモミクサー MARK II型)等の強攪拌が可能な装置を用いて行う。
上記(A−2)のようにして、液滴形成を行い、得られた水系分散媒体を加熱し、重合を開始し、着色樹脂粒子の水分散液を形成する。
重合性単量体組成物の重合温度は、好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは60〜95℃である。また、重合の反応時間は好ましくは1〜20時間であり、更に好ましくは2〜15時間である。
着色樹脂粒子が分散している水系分散媒体中に、シェル層を形成するための重合性単量体(シェル用重合性単量体)と重合開始剤を添加し、重合することでコアシェル型の着色樹脂粒子を得ることができる。
重合により得られた着色樹脂粒子の水分散液は、重合終了後に、常法に従い、ろ過、分散安定化剤の除去を行う洗浄、脱水、及び乾燥の操作が、必要に応じて数回繰り返されることが好ましい。
粉砕法を採用して着色樹脂粒子を製造する場合、以下のようなプロセスにより行われる。
まず、結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤、さらに必要に応じて添加される離型剤等のその他の添加物を混合機、例えば、ボールミル、V型混合機、FMミキサー(:商品名、日本コークス工業社製)、高速ディゾルバ、インターナルミキサー等を用いて混合する。
次に、上記により得られた混合物を、加圧ニーダー、二軸押出混練機、ローラ等を用いて加熱しながら混練する。得られた混練物を、ハンマーミル、カッターミル、ローラミル等の粉砕機を用いて、粗粉砕する。更に、ジェットミル、高速回転式粉砕機等の粉砕機を用いて微粉砕した後、風力分級機、気流式分級機等の分級機により、所望の粒径に分級して粉砕法による着色樹脂粒子を得る。
上述の(A)懸濁重合法、又は(B)粉砕法等の製造方法により、着色樹脂粒子が得られる。
以下、トナーを構成する着色樹脂粒子について述べる。なお、以下で述べる着色樹脂粒子は、コアシェル型のものとそうでないもの両方を含む。
上記着色樹脂粒子の平均円形度が0.96未満の場合、印字の細線再現性が悪くなるおそれがある。
上述した着色樹脂粒子は、外添剤と共に混合攪拌することにより、着色樹脂粒子の表面に、外添剤を均一かつ好適に付着添加(外添)させる。なお、1成分トナーは、さらにキャリア粒子と共に混合攪拌して2成分トナーとしてもよい。
シリカ微粒子Aの個数平均一次粒径が5nm未満である場合には、着色樹脂粒子の表面から内部に、当該シリカ微粒子Aが埋没し易くなり、印字枚数が多い場合、トナー粒子に流動性を十分に付与させることができず、印字性能に悪影響が及ぶおそれがある。一方、シリカ微粒子Aの個数平均一次粒径が25nmを超える場合には、トナー粒子の表面に対して、当該シリカ微粒子Aが占める割合(被覆率)が低下するため、トナー粒子に流動性を十分に付与させることができないおそれがある。
シリカ微粒子Bの個数平均一次粒径が30nm未満である場合には、スペーサー効果が低下し、シリカ微粒子Aが着色樹脂粒子の表面から内部に埋没し易くなり、カブリの発生等印字性能に悪影響を及ぼすおそれがある。一方、シリカ微粒子Bの個数平均一次粒径が90nmを超える場合には、トナー粒子の表面から、当該シリカ微粒子Bが遊離し易くなり、外添剤としての機能が低下し、印字性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
まず、外添剤の個々の粒子について、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope;TEM)や走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope;SEM)等により粒径を測定する。このように30個以上の外添剤粒子の粒径を計測し、その平均値を、その粒子の個数平均一次粒径とする。
また、本発明に使用される外添剤の個数平均一次粒径の他の測定方法としては、外添剤粒子を水などの分散媒中に分散させ、当該分散液を粒度分布測定装置(日機装製、商品名:マイクロトラック3300EXII)等により測定する方法により、個数平均一次粒径を測定する方法等が挙げられる。
シリカ微粒子Aの含有量が、上記範囲未満である場合には、画像再現性が低下する場合がある。一方、シリカ微粒子Aの含有量が、上記範囲を超える場合には、カブリが発生する場合がある。
シリカ微粒子Bの含有量が、上記範囲外である場合には、印字耐久性が低下する場合がある。
外添剤の総添加量が、上記範囲外である場合には、印字耐久性が低下する場合や、画像再現性が低下する場合がある。
酸化チタン微粒子の個数平均一次粒径が10nm未満の場合には、耐久印字において、感光体へのフィルミングが発生し、印字性能の低下を起こすおそれがある。また、酸化チタン微粒子の個数平均一次粒径が90nmを超える場合には、本願の効果である細線再現性や色再現性が得られ難いおそれがある。
着色樹脂粒子100質量部に対して、酸化チタン微粒子の含有量が0.1質量部未満の場合には、本願の効果である細線再現性や色再現性が得られ難いおそれがある。また、着色樹脂粒子100質量部に対して、酸化チタン微粒子の含有量が1質量部を超える場合には、感光体へのフィルミングが発生し、印字性能の低下を起こすおそれがある。
酸化チタン微粒子は、種々の市販品を用いることができ、例えば、日本アエロジル社製のT805(:商品名、個数平均一次粒径:50nm)、富士色素社製のTiO 2−SDS(:商品名、個数平均一次粒径:15nm)等が挙げられる。
酸化亜鉛微粒子の添加量は、着色樹脂粒子100質量部に対して、0.1〜1.5質量部であることが好ましく、0.2〜1.2質量部であることがより好ましく、0.3〜1.0質量部であることがより好ましい。酸化亜鉛微粒子の添加量が0.1質量部未満の場合、酸化亜鉛微粒子を添加する効果が十分享受できず、初期搬送量と耐久搬送量との差が増大するおそれがある。一方、酸化亜鉛微粒子の含有量が1.5質量部を超える場合、低温定着性に劣るおそれがある。
酸化亜鉛微粒子は、種々の市販品を用いることができ、例えば、堺化学工業製のXZ−500F(:商品名、六角板状、平均長径:450nm)、XZ−300F(:商品名、六角板状、平均長径:350nm)、XZ−100F(:商品名、六角板状、平均長径:140nm)等が挙げられる。
本発明のトナーセットにおいては、下記摩擦帯電処理後、電界飛翔方式の電荷量分布測定装置を用いた測定によるトナーの電荷量q(fC)と粒径d(μm)から表されるq/d及びq/dの標準偏差(SD)の値が、以下の条件(a)〜(d)を満たす。
[摩擦帯電処理]
コーティング処理の無いMn−Mg−Sr系フェライトキャリア9.5gと、測定対象となるトナー0.5gとを、容積30cc(内寸底面直径31mm、高さ54mm)のガラス製容器に入れ、ローラ式撹拌機を用いて30分間、150回転/分の回転を与え、23℃、相対湿度50%の環境において摩擦帯電させる。
このうち、(a)及び(b)は本発明を構成する各トナーが満たすべき条件であり、(c)及び(d)はトナーセット全体が満たすべき条件である。
(a)各トナーのq/dの平均の絶対値が2.0〜6.5fC/10μmである。
(b)各トナーのq/dの標準偏差(SD)が13fC/10μm以下である。
(c)異なる2種類のトナー間のq/dの平均値の差Δq/dが2.0fC/10μm以下である。
(d)異なる2種類のトナー間のq/dの標準偏差の差ΔSDが5.0fC/10μm以下である。
以下は、電荷量分布測定の例である。まず、コーティング処理の無いMn−Mg−Sr系フェライトキャリア9.5gと、測定対象となるトナーサンプル0.5gとを、容積30cc(内寸底面直径31mm、高さ54mm)のガラス製容器に入れ、ローラ式撹拌機を用いて30分間、150回転/分の回転を与え、23℃、相対湿度50%の環境において摩擦帯電させる。次に、摩擦帯電した混合物及び電荷量分布測定装置を用いて、下記測定条件により、トナーのq/d及びq/dの標準偏差(SD)を測定する。
エアフロー:160mL/分
印荷電圧:4,000V
トナーのq/dの平均の絶対値は、2.2fC/10μm以上であることが好ましく、2.4fC/10μm以上であることがより好ましい。また、トナーのq/dの平均の絶対値は、6.3fC/10μm以下であることが好ましく、6.2fC/10μm以下であることがより好ましい。
なお、トナーのq/dの標準偏差(SD)は、1fC/10μm以上であってもよい。
トナーのq/dの標準偏差(SD)は、10fC/10μm以下であることが好ましく、5fC/10μm以下であることがより好ましい。
(c1)イエロートナーとシアントナーとの間のq/dの平均値の差Δq/d、
(c2)イエロートナーとマゼンタトナーとの間のq/dの平均値の差Δq/d、及び
(c3)シアントナーとマゼンタトナーとの間のq/dの平均値の差Δq/d
が、いずれも2.0fC/10μm以下であることを意味する。すなわち、条件(c)は、異なる種類のトナーがいずれも同程度の帯電性を有することを求めるものである。
(c1)〜(c3)のq/dの平均値の差Δq/dのうち、どれか1つでも2.0fC/10μmを超える場合には、耐久印字において、色安定性が低下する。
なお、(c1)〜(c3)のq/dの平均値の差Δq/dは、1.5fC/10μm以下であることが好ましく、1.0fC/10μm以下であることがより好ましい。
(d1)イエロートナーとシアントナーとの間のq/dの標準偏差の差ΔSD、
(d2)イエロートナーとマゼンタトナーとの間のq/dの標準偏差の差ΔSD、及び
(d3)シアントナーとマゼンタトナーとの間のq/dの標準偏差の差ΔSD
が、いずれも5.0fC/10μm以下であることを意味する。すなわち、条件(d)は、異なる種類のトナーにおいて帯電性のばらつきの幅が同程度であることを求めるものである。
(d1)〜(d3)のq/dの標準偏差の差ΔSDのうち、どれか1つでも5.0fC/10μmを超える場合には、多色印字において、印字特性が低下する。
なお、(d1)〜(d3)のq/dの標準偏差の差ΔSDは、0fC/10μm以上であってもよい。
(d1)〜(d3)のq/dの標準偏差の差ΔSDは、4.0fC/10μm以下であることが好ましく、3.0fC/10μm以下であることがより好ましい。
本実施例及び比較例において行った試験方法は以下のとおりである。
[合成例1]
3Lの反応容器に、トルエン900部、スチレン72部、ブチルアクリレート26部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸2部、及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)2部を仕込み、攪拌しながら、90℃で8時間共重合反応させた。反応終了後、凍結乾燥により溶剤を除去し、重量平均分子量18,000、ガラス転移温度が58.2℃のスルホン酸基含有共重合体(帯電制御樹脂A)を得た。
合成例1において、スチレン72部、ブチルアクリレート26部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸2部を、スチレン68部、ブチルアクリレート24部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸8部に変更した以外は、合成例1と同様にして、重量平均分子量18,000、ガラス転移温度が57.8℃のスルホン酸基含有共重合体(帯電制御樹脂B)を得た。
2−1.イエロートナーの製造
[製造例Y1]
重合性単量体としてスチレン75部とn−ブチルアクリレート25部、イエロー着色剤としてC.I.ピグメントイエロー155 7部を、メディア型乳化分散機を用いて分散させて、重合性単量体混合物を得た。上記重合性単量体混合物に、上記合成例1で製造した帯電制御樹脂A 1.5部及び合成例2で製造した帯電制御樹脂B 0.7部、離型剤としてエステルワックス(ジペンタエリスリトールヘキサミリステート)5部、マクロモノマーとしてポリメタクリル酸エステルマクロモノマー(東亜合成化学工業社製、商品名:AA6)0.3部、架橋性の重合性単量体としてジビニルベンゼン0.6部、及び分子量調整剤としてt−ドデシルメルカプタン1.6部を添加した後、混合及び溶解して、重合性単量体組成物を調製した。
上記製造例Y1において、負帯電制御樹脂、負帯電制御剤及び外添剤の種類及び添加量を表1に示す通りに変更したこと以外は、製造例Y1と同様にして、イエロートナー2〜5を作製した。イエロートナー2〜5の特性を表1に示す。なお、イエロートナー2には、酸化亜鉛微粒子(堺化学工業製、商品名:XZ−500F、六角板状、平均長径:450nm)を使用した。また、イエロートナー2及び5には、負帯電制御剤C(オリヱント化学工業製、商品名:ボントロンE−88、サリチル酸系化合物)を使用した。また、イエロートナー4及び5には、シリカ微粒子Aとして、上記シリカ微粒子a1の替わりに、シリコーンオイルで疎水化処理された個数平均一次粒径が7nmのシリカ微粒子a2(アエロジル社製、商品名:RX300)を使用した。
[製造例M1]
上記製造例Y1において、イエロー着色剤のC.I.ピグメントイエロー155 7部を、マゼンタ着色剤のC.I.ピグメントレッド122 3部及びC.I.ピグメントレッド150 4部に、負帯電制御樹脂Bの添加量を0.7部から0.4部に、酸化チタン微粒子の添加量を0.45部から0.51部にそれぞれ変更した以外は、製造例Y1と同様にしてマゼンタトナー1を作製した。マゼンタトナー1の特性を表1に示す。
上記製造例M1において、負帯電制御樹脂、負帯電制御剤及び外添剤の種類及び添加量を表1に示す通りに変更したこと以外は、製造例M1と同様にして、マゼンタトナー2〜5を作製した。マゼンタトナー2〜5の特性を表1に示す。なお、マゼンタトナー2には、上記酸化亜鉛微粒子(商品名:XZ−500F)を使用した。また、マゼンタトナー2及び5には、上記負帯電制御剤C(商品名:ボントロンE−88)を使用した。また、マゼンタトナー4及び5には、シリカ微粒子Aとして上記シリカ微粒子a2(商品名:RX300)を使用した。
[製造例C1]
上記製造例Y1において、イエロー着色剤のC.I.ピグメントイエロー155 7部を、シアン着色剤のC.I.ピグメントブルー15:3 5部に、負帯電制御樹脂Bの添加量を0.7部から0.5部に、酸化チタン微粒子の添加量を0.45部から0.47部にそれぞれ変更した以外は、製造例Y1と同様にしてシアントナー1を得た。シアントナー1の特性を表1に示す。
上記製造例C1において、負帯電制御樹脂、負帯電制御剤及び外添剤の種類及び添加量を表1に示す通りに変更したこと以外は、製造例C1と同様にして、シアントナー2〜5を作製した。シアントナー2〜5の特性を表1に示す。なお、シアントナー2には、上記酸化亜鉛微粒子(商品名:XZ−500F)を使用した。また、シアントナー2及び5には、上記負帯電制御剤C(商品名:ボントロンE−88)を使用した。また、シアントナー4及び5には、シリカ微粒子Aとして上記シリカ微粒子a2(商品名:RX300)を使用した。
上記イエロートナー1〜5、マゼンタトナー1〜5、及びシアントナー1〜5、並びにこれらトナーの作製に供した着色樹脂粒子について、特性を調べた。詳細は以下の通りである。評価結果を表1に示す。
着色樹脂粒子の体積平均粒径Dv、個数平均粒径Dn、及び粒径分布Dv/Dnは粒径測定機(ベックマン・コールター社製、商品名:マルチサイザー)により測定した。
このマルチサイザーによる測定は、アパーチャー径:100μm、分散媒体:アイソトンII(:商品名)、濃度10%、測定粒子個数:100,000個の条件で行った。
具体的には、着色樹脂粒子サンプル0.2gをビーカーに取り、その中に分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸水溶液(富士フィルム社製、商品名:ドライウェル)を加えた。そこへ、更に分散媒体を2mL加え、トナーを湿潤させた後、分散媒体を10mL加え、超音波分散器で1分間分散させてから上記の粒径測定器による測定を行った。
着色樹脂粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(FPIA−1000;シスメックス社製)を用いて、水分散系で測定し得られた値である。測定方法としては、容器中に予めイオン交換水10mLを用意し、その中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を加えた後、測定試料0.2gを加え、均一に分散させた。
分散手段としては、超音波分散機を用いて、出力60W、3分間の条件で分散処理を行った。測定時の着色樹脂粒子の濃度は、3,000〜10,000個/μLとなるよう調整した。着色樹脂粒子1,000個から10,000個の円形度を計測した。このデータを用いて、平均円形度を求めた。
コーティング処理の無いMn−Mg−Sr系フェライトキャリア(パウダーテック社製、商品名:EF−80)9.5gとトナー0.5gを秤量し、容積30cc(内寸底面直径31mm、高さ54mm)のガラス製容器に入れ、ローラ式撹拌機を用いて30分間、150回転/分の回転を与え、23℃、相対湿度50%の環境においてフェライトキャリアとトナーを摩擦帯電させた。得られたフェライトキャリアとトナーを、電界飛翔方式の電荷量分布測定装置(エッピング社製、商品名:Q−TEST)を用いて、トナーの電荷量q(fC)と粒径d(μm)から表されるq/dを測定し、q/dの平均値及び標準偏差(SD)を算出した。測定条件は以下に示した通りである。
エアフロー:160mL/分
印荷電圧:4,000V
[実施例1〜3、及び比較例1〜3]
イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを下記表2に示す通り各1種類ずつ選んで組み合わせ、実施例1〜3、及び比較例1〜3のトナーセットを準備した。
実施例1〜3及び比較例1〜3のトナーセットについて、各色を重ねた際の特性を調べた。詳細は以下の通りである。評価結果を表2に示す。
細線再現性試験には、市販の非磁性一成分現像方式のプリンター(印刷スピード:A4サイズ20枚/分)を用い、現像装置のトナーカートリッジに、トナーを充填した後、印字用紙をセットした。
常温常湿(N/N)環境下(温度:23℃、湿度:50%)で、24時間放置した後、同環境下にて、2×2ドットライン(幅約85μm)で連続して線画像を形成し、10,000枚まで連続印字を行った。この時、印刷するドットラインは、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを用いて、レッド、グリーン、及びブルーの各色で行った。
印字500枚毎に、印字評価システム(YA−MA社製、商品名:RT2000)によって測定し、線画像の濃度分布データを採取した。この時、その濃度の最大値の半値における全幅を線幅として、1枚目の線画像の線幅を基準として、その線幅の差が10μm以下のものは1枚目の線画像を再現しているとして、線画像の線幅の差が10μm以下を維持できる枚数を調べた。この時、レッド、グリーン、及びブルーのドットラインのうち1つでも線画像の線幅の差が10μm以下を維持できくなった枚数を細線再現性の評価枚数とした。
上記細線再現性の評価と共に、印字試験後の色再現性についても評価を行った。レッド、グリーン、及びブルーの色相を分光光度計(グレタグマクベス社製、商品名:スペクトロアイ)にて測定を行った。
印字500枚での色相と印字耐久終了時の色相の差から各色のドットラインでのΔEを求め、色再現性を比較した。この時、レッド、グリーン、及びブルーのドットラインのうち、最もΔEが高いものを色安定性の評価値とした。この数値が小さいもの程、色安定性が高いと評価する。
以下、表2を参照しながら、トナー及びトナーセットの評価結果について検討する。
表2より、比較例1に使用された、イエロートナー4(Y4)のq/dの平均の絶対値は8.3fC/10μm、q/dの標準偏差(SD)は15.3fC/10μmであり、マゼンタトナー4(M4)のq/dの平均の絶対値は7.5fC/10μm、q/dの標準偏差(SD)は19.2fC/10μmであり、シアントナー4(C4)のq/dの平均の絶対値は5.8fC/10μm、q/dの標準偏差(SD)は16.3fC/10μmである。また、比較例1のトナーセットについて、最大Δq/dは2.5fC/10μmであり、最大ΔSDは3.9fC/10μmである。
表2より、比較例1において3色を重ねた際の細線再現性の評価枚数は5,000枚と少なく、3色を重ねた際の色の再現性の値は8と大きい。これは、Y4及びM4のq/dの平均の絶対値がいずれも6.5fC/10μmより大きく、トナー3色のq/dの標準偏差(SD)がいずれも13より大きく、さらに最大Δq/dが2.0fC/10μmより大きい結果、主に各色のトナーの転写特性が低くなり、3色重ねた場合のトナーの細線再現性及び色安定性に劣るためと考えられる。
表2より、比較例2において3色を重ねた際の細線再現性の評価枚数は3,000枚と少なく、3色を重ねた際の色の再現性の値は12と大きい。これは、トナー3色のq/dの標準偏差(SD)がいずれも13fC/10μmより大きい結果、各色のトナーの現像特性や転写特性が低くなり、3色重ねた場合のトナーの細線再現性及び色安定性に劣るためと考えられる。
表2より、比較例3において3色を重ねた際の細線再現性の評価枚数は2,000枚と少なく、3色を重ねた際の色の再現性の値は16と大きい。特に、比較例3の細線再現性の評価枚数は、今回評価したトナーの中で最も少ない。また、比較例3の色再現性の値は、今回評価したトナーの中で最も大きい。これは、最大Δq/dが2.0fC/10μmより大きく、かつ最大ΔSDが5.0fC/10μmより大きい結果、特に耐久時に、各色のトナーの現像特性や転写特性が低くなり、3色重ねた場合のトナーの細線再現性及び色安定性に劣るためと考えられる。
表2より、実施例1〜実施例3において3色を重ねた際の細線再現性の評価枚数は8,000枚以上と多く、3色を重ねた際の色の再現性の値は5以下と小さい。
したがって、各トナーのq/dの平均の絶対値が2.0〜6.5fC/10μm、かつq/dの標準偏差(SD)が13fC/10μm以下であり、さらに、各トナー間の最大Δq/dが2.0fC/10μm以下、かつ最大ΔSDが5.0fC/10μm以下である本発明のトナーセットは、3色のトナーを重ねて印刷した場合であっても、細線再現性及び色安定性に優れることが分かる。
[摩擦帯電処理]
コーティング処理の無いMn−Mg−Sr系フェライトキャリア9.5gと、測定対象となるトナー0.5gとを、容積30cc(内寸底面直径31mm、高さ54mm)のガラス製容器に入れ、ローラ式撹拌機を用いて30分間、150回転/分の回転を与え、23℃、相対湿度50%の環境において摩擦帯電させる。
[実施例1、参考例1〜2、及び比較例1〜3]
イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナーを下記表2に示す通り各1種類ずつ選んで組み合わせ、実施例1〜3、及び比較例1〜3のトナーセットを準備した。
実施例1、参考例1〜2、及び比較例1〜3のトナーセットについて、各色を重ねた際の特性を調べた。詳細は以下の通りである。評価結果を表2に示す。
表2より、実施例1、参考例1〜2において3色を重ねた際の細線再現性の評価枚数は8,000枚以上と多く、3色を重ねた際の色の再現性の値は5以下と小さい。
したがって、各トナーのq/dの平均の絶対値が2.0〜6.5fC/10μm、かつq/dの標準偏差(SD)が13fC/10μm以下であり、さらに、各トナー間の最大Δq/dが2.0fC/10μm以下、かつ最大ΔSDが5.0fC/10μm以下である本発明のトナーセットは、3色のトナーを重ねて印刷した場合であっても、細線再現性及び色安定性に優れることが分かる。
Claims (5)
- 結着樹脂、着色剤、及び帯電制御剤を含む着色樹脂粒子、並びに外添剤を含んでなる、イエロートナー、シアントナー、及びマゼンタトナーを含むトナーセットであって、
前記イエロートナー、シアントナー、及びマゼンタトナーは、いずれも、下記摩擦帯電処理後、電界飛翔方式の電荷量分布測定装置を用いた測定により求められる、電荷量q(fC)と粒径d(μm)から表されるq/dの平均の絶対値が2.0〜6.5fC/10μmであり、かつq/dの標準偏差(SD)が13fC/10μm以下であり、
さらに、前記イエロートナー、シアントナー、及びマゼンタトナーのうち異なる2種類のトナー間のq/dの平均値の差Δq/dが2.0fC/10μm以下であり、かつ当該2種類のトナー間のq/dの標準偏差の差ΔSDが5.0fC/10μm以下であることを特徴とするトナーセット。
[摩擦帯電処理]
コーティング処理の無いMn−Mg−Sr系フェライトキャリア9.5gと、測定対象となるトナー0.5gとを、容積30cc(内寸底面直径31mm、高さ54mm)のガラス製容器に入れ、ローラ式撹拌機を用いて30分間、150回転/分の回転を与え、23℃、相対湿度50%の環境において摩擦帯電させる。 - 前記イエロートナー、シアントナー、及びマゼンタトナーが、いずれも負帯電性トナーであることを特徴とする請求項1に記載のトナーセット。
- 着色樹脂粒子100質量部に対し、前記外添剤が、個数平均一次粒径5〜25nmのシリカ微粒子Aを0.1〜1質量部、及び、個数平均一次粒径30〜90nmのシリカ微粒子Bを0.3〜2質量部含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のトナーセット。
- 着色樹脂粒子100質量部に対し、前記外添剤が、更に個数平均一次粒径10〜90nmの酸化チタン微粒子を0.1〜1質量部含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナーセット。
- 着色樹脂粒子100質量部に対し、前記外添剤が、更に平均長径50〜2,000nmの酸化亜鉛微粒子を0.1〜1.5質量部含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナーセット。
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