JP2021096328A - 2成分現像剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像流れの発生を抑制しつつ、多数枚の印刷後において、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】2成分現像剤は、トナー粒子10及びステアリン酸亜鉛粒子20を含むトナー30と、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する。トナー粒子10は、結着樹脂を含むトナー母粒子11を含有する。キャリア粒子は、キャリアコアと、キャリアコアの表面を覆うコート層とを備える。コート層は、シリコーン樹脂を含む。ステアリン酸亜鉛粒子20の体積基準における50%累積径は、3.0μm以上6.0μm以下である。ステアリン酸亜鉛粒子20の体積基準における10%累積径は、1.0μm以上である。ステアリン酸亜鉛粒子20の体積基準における90%累積径は、7.5μm以下である。ステアリン酸亜鉛粒子20の帯電量は、20μC/g以上60μC/g以下である。【選択図】図1
Description
本発明は、2成分現像剤に関する。
樹脂被覆キャリアが知られている。樹脂被覆キャリアに含まれるキャリア粒子は、キャリアコアと、キャリアコアの表面を覆う樹脂層(コート層)とを備える(例えば、特許文献1参照)。また、キャリアとトナーとを含む2成分現像剤が知られている。
しかしながら、特許文献1に開示される技術だけでは、画像流れ(詳しくは、画像が擦れたように流れてぼやける現象)の発生を抑制しつつ、多数枚(例えば1万枚)の印刷後において、高画質の画像を形成できる2成分現像剤を提供することは困難である。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、画像流れの発生を抑制しつつ、多数枚(例えば1万枚)の印刷後において、高画質の画像を形成できる2成分現像剤を提供することを目的とする。
本発明に係る2成分現像剤は、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子を含むトナーと、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する。前記トナー粒子は、結着樹脂を含むトナー母粒子を含有する。前記キャリア粒子は、キャリアコアと、前記キャリアコアの表面を覆うコート層とを備える。前記コート層は、シリコーン樹脂を含む。前記ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における50%累積径は、3.0μm以上6.0μm以下である。前記ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における10%累積径は、1.0μm以上である。前記ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における90%累積径は、7.5μm以下である。温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、前記キャリア粒子100質量部と前記ステアリン酸亜鉛粒子8質量部とを、容器回転揺動型粉体混合機を用いて回転速度75rpmの条件で30分間混合した後の前記ステアリン酸亜鉛粒子の帯電量は、20μC/g以上60μC/g以下である。
本発明によれば、画像流れの発生を抑制しつつ、多数枚(例えば1万枚)の印刷後において、高画質の画像を形成できる2成分現像剤を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。まず、本明細書中で使用される用語について説明する。トナーは、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子の集合体(例えば、トナー粒子の粉体とステアリン酸亜鉛粒子の粉体とを含む混合粉体)である。キャリアは、キャリア粒子の集合体(例えば粉体)である。2成分現像剤は、トナーとキャリアとを含む集合体(例えば、トナーとキャリアとを含む混合粉体)である。外添剤は、外添剤粒子の集合体(例えば粉体)である。粉体(より具体的には、トナー粒子の粉体、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体、外添剤粒子の粉体、キャリア粒子の粉体等)に関する評価結果(形状、物性等を示す値)は、何ら規定していなければ、粉体から粒子を相当数選び取って、それら粒子の各々について測定した値の個数平均である。
「体積基準における50%累積径」は、体積基準の粒度分布(体積粒度分布)における、小粒径側からの頻度の累積が50%になる粒子径である。「体積基準における10%累積径」は、体積粒度分布における小粒径側からの頻度の累積が10%になる粒子径である。「体積基準における90%累積径」は、体積粒度分布における小粒径側からの頻度の累積が90%になる粒子径である。
粉体の体積中位径(D50)の測定値は、何ら規定していなければ、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−950」)を用いて測定した、体積基準のメディアン径(体積基準における50%累積径)である。粉体の個数平均一次粒子径は、何ら規定していなければ、走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製「JSM−7401F」)及び画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて測定した、100個の一次粒子の円相当径(ヘイウッド径:一次粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径)の個数平均値である。なお、粒子の個数平均一次粒子径は、特に断りがない限り、粉体中の粒子の個数平均一次粒子径(粉体の個数平均一次粒子径)を指す。
帯電性の強さは、何ら規定していなければ、摩擦帯電のし易さである。例えば、日本画像学会から提供される標準キャリア(負帯電極性トナー用標準キャリア:N−01、正帯電極性トナー用標準キャリア:P−01)と測定対象(例えばトナー)とを混ぜて攪拌することで、測定対象を摩擦帯電させる。摩擦帯電させる前と後とでそれぞれ、例えば吸引式小型帯電量測定装置(トレック社製「MODEL 212HS」)で測定対象の帯電量を測定する。摩擦帯電の前後での帯電量の変化が大きい測定対象ほど帯電性が強いことを示す。
軟化点(Tm)の測定値は、何ら規定していなければ、高化式フローテスター(株式会社島津製作所製「CFT−500D」)を用いて測定した値である。高化式フローテスターで測定されたS字カーブ(横軸:温度、縦軸:ストローク)において、「(ベースラインストローク値+最大ストローク値)/2」となる温度が、Tm(軟化点)に相当する。
「容器回転揺動型粉体混合機」とは、混合する対象物(粉体)が入った容器を揺動させつつ回転させることにより、対象物(粉体)を混合する粉体混合機を指す。
以下、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。
<2成分現像剤>
本実施形態に係る2成分現像剤(以下、現像剤と記載することがある)は、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子を含むトナーと、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する。本実施形態に係る現像剤は、静電潜像の現像に好適に用いることができる。本実施形態に係る現像剤に含まれるトナーは、例えば正帯電性トナーとして用いることができる。正帯電性トナーは、キャリアと一緒に攪拌されることで、キャリアとの摩擦により正に帯電する。
本実施形態に係る2成分現像剤(以下、現像剤と記載することがある)は、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子を含むトナーと、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する。本実施形態に係る現像剤は、静電潜像の現像に好適に用いることができる。本実施形態に係る現像剤に含まれるトナーは、例えば正帯電性トナーとして用いることができる。正帯電性トナーは、キャリアと一緒に攪拌されることで、キャリアとの摩擦により正に帯電する。
本実施形態に係る現像剤では、トナー粒子は、結着樹脂を含むトナー母粒子を含有する。本実施形態に係る現像剤では、キャリア粒子は、キャリアコアと、キャリアコアの表面を覆うコート層とを備える。コート層は、シリコーン樹脂を含む。現像剤中のトナーに含まれるステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における50%累積径は、3.0μm以上6.0μm以下である。現像剤中のトナーに含まれるステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における10%累積径は、1.0μm以上である。現像剤中のトナーに含まれるステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における90%累積径は、7.5μm以下である。本実施形態に係る現像剤において、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、キャリア粒子100質量部とステアリン酸亜鉛粒子8質量部とを、容器回転揺動型粉体混合機を用いて回転速度75rpmの条件で30分間混合した後のステアリン酸亜鉛粒子の帯電量は、20μC/g以上60μC/g以下である。
以下、ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における50%累積径(単位:μm)を、「StD50」と記載することがある。ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における10%累積径を、「StD10」と記載することがある。ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における90%累積径を、「StD90」と記載することがある。温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、キャリア粒子100質量部とステアリン酸亜鉛粒子8質量部とを、容器回転揺動型粉体混合機を用いて回転速度75rpmの条件で30分間混合した後のステアリン酸亜鉛粒子の帯電量を、単に「ステアリン酸亜鉛粒子の帯電量」、又は「StQ」と記載することがある。StD50、StD10及びStD90は、いずれもレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて、後述する実施例と同じ測定方法又はそれに準ずる測定方法により測定される。StQは、吸引式帯電量測定装置を用いて、後述する実施例と同じ測定方法又はそれに準ずる測定方法により測定される。
本実施形態に係る現像剤は、上述の構成を備えることにより、画像流れの発生を抑制しつつ、多数枚(例えば1万枚)の印刷後において、高画質の画像を形成できる。その理由は、以下のように推測される。
本実施形態に係る現像剤では、StD50が3.0μm以上であるため、ステアリン酸亜鉛粒子のトナー粒子への付着性が低くなる傾向がある。また、本実施形態に係る現像剤では、キャリア粒子のコート層がシリコーン樹脂を含むため、ステアリン酸亜鉛粒子のキャリア粒子への付着性が低くなる傾向がある。これらのことから、本実施形態に係る現像剤を現像工程に用いると、ステアリン酸亜鉛粒子が、像担持体(例えば感光体ドラム)の表面に相対的に付着しやすくなる。ステアリン酸亜鉛粒子は疎水基(−C17H35)を有しているため、ステアリン酸亜鉛粒子が付着した像担持体の表面は、吸湿が抑制される。また、本実施形態に係る現像剤では、StQが20μC/g以上であるため、現像工程において、像担持体の表面の吸湿を抑制するのに十分な量のステアリン酸亜鉛粒子を、像担持体に供給できる。よって、本実施形態に係る現像剤によれば、像担持体の表面の吸湿に起因する画像流れの発生を抑制できる。
他方、比較的大粒径のステアリン酸亜鉛粒子は、現像工程において像担持体に供給されず、現像装置内に残留する傾向がある。特に、StD90が比較的大きい場合(比較的大粒径のステアリン酸亜鉛粒子の存在比率が高い場合)、現像装置内に比較的大粒径のステアリン酸亜鉛粒子が残留しやすくなる。現像装置内に比較的大粒径のステアリン酸亜鉛粒子が残留すると、多数枚(例えば1万枚)の印刷中において現像装置内でトナー粒子の帯電量が変動する場合がある。多数枚印刷中にトナー粒子の帯電量が変動すると、多数枚印刷後において、高画質の画像(例えば、画像濃度が適度に高い画像)を形成することが困難になる場合がある。
また、StD10が比較的小さい場合(比較的小粒径のステアリン酸亜鉛粒子の存在比率が高い場合)、多数枚(例えば1万枚)の印刷中において現像装置内でステアリン酸亜鉛粒子がキャリア粒子に付着しやすくなる傾向がある。また、StQが高すぎる場合も、多数枚印刷中において現像装置内でステアリン酸亜鉛粒子がキャリア粒子に付着しやすくなる傾向がある。多数枚印刷中において現像装置内でステアリン酸亜鉛粒子がキャリア粒子に付着すると、現像装置内でトナー粒子の帯電が阻害される場合がある。このため、ステアリン酸亜鉛粒子がキャリア粒子に付着すると、多数枚印刷後において、高画質の画像(例えば、画像濃度が適度に高い画像)を形成することが困難になる場合がある。
これに対し、本実施形態に係る現像剤では、StD50が6.0μm以下であり、StD90が7.5μm以下であり、StD10が1.0μm以上であり、StQが60μC/g以下である。このように、本実施形態に係る現像剤では、多数枚(例えば1万枚)の印刷中において、トナー粒子の帯電量の変動又はトナー粒子の帯電阻害を抑制できる程度に、StD50の上限、StD90の上限、StD10の下限、及びStQの上限が設定されている。よって、本実施形態に係る現像剤によれば、多数枚(例えば1万枚)の印刷後において、高画質の画像を形成できる。
本実施形態において、画像流れの発生をより抑制するためには、StD50は、4.0μm以上であることが好ましく、5.0μm以上であることがより好ましい。
本実施形態において、画像流れの発生をより抑制しつつ、多数枚印刷後に、より高画質の画像を形成するためには、ステアリン酸亜鉛粒子の量は、トナー母粒子100質量部に対して、0.10質量部以上0.30質量部以下であることが好ましく、0.10質量部以上0.20質量部以下であることがより好ましい。
本実施形態において、多数枚印刷後に、より高画質の画像を形成するためには、キャリア粒子のコート層の厚さは、0.8μm以上1.5μm以下であることが好ましく、1.0μm以上1.2μm以下であることがより好ましい。キャリア粒子のコート層の厚さの測定方法は、後述する実施例と同じ方法又はそれに準ずる方法である。
本実施形態において、現像剤の製造コストを低減するためには、StD90からStD10を引いた値(StD90−StD10)は、3.5μm以上であることが好ましく、3.7μm以上であることがより好ましい。
本実施形態において、トナー粒子は、外添剤を更に備えていてもよい。トナー粒子が外添剤を更に備える場合には、トナー粒子は、結着樹脂を含むトナー母粒子と、トナー母粒子の表面に付着した外添剤とを備える。なお、必要がなければ外添剤を割愛してもよい。外添剤を割愛する場合には、トナー母粒子がトナー粒子に相当する。
以下、本実施形態に係る現像剤の詳細について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、参照する図1及び図2は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の大きさ、個数、形状等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。
[現像剤の構成]
本実施形態に係る現像剤は、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子を含むトナーと、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する。図1に、本実施形態に係る現像剤に含まれる、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子の断面構造の一例を示す。また、図2に、本実施形態に係る現像剤に含まれる、キャリア粒子の断面構造の一例を示す。
本実施形態に係る現像剤は、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子を含むトナーと、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する。図1に、本実施形態に係る現像剤に含まれる、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子の断面構造の一例を示す。また、図2に、本実施形態に係る現像剤に含まれる、キャリア粒子の断面構造の一例を示す。
図1に示されるトナー30は、トナー粒子10の粉体と、ステアリン酸亜鉛粒子20の粉体とを含む。トナー粒子10は、結着樹脂を含むトナー母粒子11と、トナー母粒子11の表面に付着した外添剤12とを備える。ステアリン酸亜鉛粒子20の体積基準における50%累積径は、3.0μm以上6.0μm以下である。ステアリン酸亜鉛粒子20の体積基準における10%累積径は、1.0μm以上である。ステアリン酸亜鉛粒子20の体積基準における90%累積径は、7.5μm以下である。
ステアリン酸亜鉛粒子20は、トナー母粒子11の表面に付着していてもよく、トナー母粒子11の表面に付着していなくてもよい。
画像形成に適したトナー30を得るためには、トナー母粒子11の体積中位径(D50)は、4μm以上9μm以下であることが好ましい。
トナー粒子10は、シェル層を備えないトナー粒子であってもよいし、シェル層を備えるトナー粒子(以下、カプセルトナー粒子と記載することがある)であってもよい。カプセルトナー粒子では、トナー母粒子11が、結着樹脂を含むトナーコアと、トナーコアの表面を覆うシェル層とを備える。シェル層は、樹脂を含む。例えば、低温で溶融するトナーコアを、耐熱性に優れるシェル層で覆うことで、トナー30の耐熱保存性及び低温定着性の両立を図ることが可能になる。シェル層を構成する樹脂中に添加剤が分散されていてもよい。シェル層は、トナーコアの表面全域を覆っていてもよいし、トナーコアの表面を部分的に覆っていてもよい。
トナー母粒子11は、結着樹脂以外に、必要に応じて、内添剤(例えば、着色剤、離型剤、及び電荷制御剤の少なくとも1つ)を更に含有してもよい。
図2に示されるキャリア粒子50は、キャリアコア51と、キャリアコア51の表面を覆うコート層52とを備える。コート層52は、シリコーン樹脂を含む。
多数枚印刷後において、より高画質の画像を形成するためには、コート層52が、キャリアコア51の表面領域のうち90%以上100%以下の面積を覆っていることが好ましい。
キャリアコア51の表面領域のうちコート層52で覆われた領域が占める面積割合(被覆率)は、キャリア粒子50の断面を電子顕微鏡で撮影し、得られた撮影像を、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」)を用いて解析することで測定できる。
良好な現像性を得るためには、キャリアコア51の体積中位径(D50)は、15μm以上150μm以下であることが好ましく、20μm以上100μm以下であることがより好ましい。
良好な現像性を得るためには、キャリアコア51の3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化は、30A・m2/kg以上90A・m2/kg以下であることが好ましく、40A・m2/kg以上80A・m2/kg以下であることがより好ましい。
また、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、100質量部のキャリア粒子50と8質量部のステアリン酸亜鉛粒子20とを、容器回転揺動型粉体混合機(図示せず)を用いて回転速度75rpmの条件で30分間混合した後のステアリン酸亜鉛粒子20の帯電量は、20μC/g以上60μC/g以下である。
以上、図1及び図2を参照しながら、本実施形態に係る現像剤の構成の一例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、本発明に係る現像剤に含まれるトナー粒子は、外添剤を備えていなくてもよい。ただし、流動性に優れるトナーを得るためには、本発明に係る現像剤に含まれるトナー粒子は、外添剤を備えていることが好ましい。
[現像剤の要素]
次に、本実施形態に係る現像剤の要素について説明する。
次に、本実施形態に係る現像剤の要素について説明する。
{キャリアの要素}
(キャリアコア)
キャリアコアは、磁性材料を含有することが好ましい。キャリアコアは、磁性材料の粒子であってもよいし、キャリアコア用結着樹脂と、キャリアコア用結着樹脂中に分散した磁性材料の粒子とを備えるキャリアコア(以下、樹脂キャリアコアと記載することがある)であってもよい。
(キャリアコア)
キャリアコアは、磁性材料を含有することが好ましい。キャリアコアは、磁性材料の粒子であってもよいし、キャリアコア用結着樹脂と、キャリアコア用結着樹脂中に分散した磁性材料の粒子とを備えるキャリアコア(以下、樹脂キャリアコアと記載することがある)であってもよい。
キャリアコアに含有される磁性材料の例としては、強磁性金属(より具体的には、鉄、コバルト、ニッケル、及びこれら金属の一種以上を含む合金等)、及び強磁性金属酸化物が挙げられる。強磁性金属酸化物の好適な例としては、フェライトが挙げられる。フェライトの好適な例としては、Baフェライト、Mnフェライト、Mn−Znフェライト、Ni−Znフェライト、Mn−Mgフェライト、Ca−Mgフェライト、Liフェライト、Cu−Znフェライト、及びMn−Mg−Srフェライトが挙げられる。また、強磁性金属酸化物の好適な例としては、スピネルフェライトの一種であるマグネタイトも挙げられる。キャリアコアの材料として、一種類の磁性材料を単独で使用してもよいし、二種以上の磁性材料を併用してもよい。キャリアコアを作製する方法としては、例えば磁性材料を粉砕及び焼成する工程を含む方法が挙げられる。なお、キャリアコアとしては、市販品を使用してもよい。
キャリアコアが磁性材料の粒子である場合、磁性材料の粒子の好ましい例としては、フェライト粒子(フェライトコア)が挙げられる。フェライト粒子は、画像形成のために十分な磁性を有する傾向がある。
キャリアコアが樹脂キャリアコアである場合、樹脂キャリアコアに含まれるキャリアコア用結着樹脂としては、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、及びフェノール樹脂からなる群より選択される一種以上の樹脂が好ましく、フェノール樹脂がより好ましい。キャリアコア用結着樹脂中に分散した磁性材料の粒子としては、例えば上記磁性材料の例として挙げられた磁性材料から選択される一種以上を含む粒子が挙げられる。
(コート層)
コート層は、シリコーン樹脂を含む。多数枚印刷後において、より高画質の画像を形成するためには、コート層中のシリコーン樹脂の含有率は、コート層の全質量に対して、80質量%以上100質量%以下であることが好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、100質量であることが特に好ましい。
コート層は、シリコーン樹脂を含む。多数枚印刷後において、より高画質の画像を形成するためには、コート層中のシリコーン樹脂の含有率は、コート層の全質量に対して、80質量%以上100質量%以下であることが好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、100質量であることが特に好ましい。
多数枚印刷後において、より高画質の画像を形成するためには、シリコーン樹脂としては、メチルシリコーン樹脂及びメチルフェニルシリコーン樹脂からなる群より選択される一種以上が好ましく、メチルシリコーン樹脂が特に好ましい。シリコーン樹脂は、主鎖としてシロキサン結合「Si−O−Si」を有し、側鎖として有機基を有する。メチルシリコーン樹脂は、側鎖の有機基としてメチル基のみを有する。メチルフェニルシリコーン樹脂は、側鎖の有機基としてメチル基及びフェニル基のみを有する。シリコーン樹脂が優れた耐久性を有するためには、シリコーン樹脂の主鎖(シロキサン結合:Si−O−Si)同士が3次元的につながっていることが好ましい。
StQを20μC/g以上60μC/g以下の範囲に容易に調整するためには、シリコーン樹脂としては、アミノ変性シリコーン樹脂が好ましい。アミノ変性シリコーン樹脂は、アミノ基含有官能基が、主鎖の末端及び側鎖のうちの少なくとも一方に導入されたシリコーン樹脂である。
StQを20μC/g以上60μC/g以下の範囲により容易に調整するためには、アミノ変性シリコーン樹脂としては、アミノ変性メチルシリコーン樹脂が好ましい。アミノ変性メチルシリコーン樹脂は、アミノ基含有官能基が、主鎖の末端及び側鎖のうちの少なくとも一方に導入されたメチルシリコーン樹脂である。
StQを20μC/g以上60μC/g以下の範囲に容易に調整するためには、シリコーン樹脂に導入されるアミノ基含有官能基としては、アミノアルキル基が好ましく、3−アミノプロピル基がより好ましい。
アミノ変性シリコーン樹脂を含むコート層を容易に形成するためには、後述するキャリアの作製方法において、コート層の原料を含む液(以下、コート液と記載することがある)として、シリコーン樹脂(詳しくは、硬化前のシリコーン樹脂)とアミノアルコキシシランとを含む液を使用して、コート層を形成することが好ましい。
アミノアルコキシシランとは、1分子中に、アミノ基含有官能基を少なくとも1個有し、かつ少なくとも2個のアルコキシ基がケイ素原子に直接結合している化合物を指す。アミノ基含有官能基をシリコーン樹脂に容易に導入するためには、アミノアルコキシシランとしては、1分子中に、アミノ基含有官能基を1個有し、かつ3個のアルコキシ基がケイ素原子に直接結合している化合物が好ましい。
アミノアルコキシシランの具体例としては、3−アミノプロピルトリアルコキシシラン(より具体的には、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン等)、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリアルコキシシラン(より具体的には、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン等)、及び3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルジアルコキシメチルシラン(より具体的には、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルジメトキシメチルシラン等)が挙げられる。シリコーン樹脂にアミノ基含有官能基をより容易に導入するためには、アミノアルコキシシランとしては、3−アミノプロピルトリアルコキシシランが好ましく、3−アミノプロピルトリエトキシシランがより好ましい。
{トナーの要素}
次に、トナーの要素について説明する。
次に、トナーの要素について説明する。
(結着樹脂)
トナー母粒子は、全成分の大部分(例えば、70質量%以上)を結着樹脂が占める。低温定着性に優れるトナーを得るためには、トナー母粒子は、結着樹脂として熱可塑性樹脂を含有することが好ましく、結着樹脂の全量に対して85質量%以上の割合で熱可塑性樹脂を含有することがより好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、オレフィン系樹脂(より具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)、ビニル樹脂(より具体的には、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルエーテル樹脂、N−ビニル樹脂等)、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、及びウレタン樹脂が挙げられる。また、これら各樹脂の共重合体、すなわち上記樹脂中に任意の繰返し単位が導入された共重合体(より具体的には、スチレン−アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂等)も、結着樹脂として使用できる。
トナー母粒子は、全成分の大部分(例えば、70質量%以上)を結着樹脂が占める。低温定着性に優れるトナーを得るためには、トナー母粒子は、結着樹脂として熱可塑性樹脂を含有することが好ましく、結着樹脂の全量に対して85質量%以上の割合で熱可塑性樹脂を含有することがより好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、オレフィン系樹脂(より具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)、ビニル樹脂(より具体的には、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルエーテル樹脂、N−ビニル樹脂等)、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、及びウレタン樹脂が挙げられる。また、これら各樹脂の共重合体、すなわち上記樹脂中に任意の繰返し単位が導入された共重合体(より具体的には、スチレン−アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂等)も、結着樹脂として使用できる。
熱可塑性樹脂は、一種以上の熱可塑性モノマーを、付加重合、共重合、又は縮重合させることで得られる。なお、熱可塑性モノマーは、単独重合により熱可塑性樹脂になるモノマー(より具体的には、アクリル酸エステル系モノマー、スチレン系モノマー等)、又は縮重合により熱可塑性樹脂になるモノマー(例えば、縮重合によりポリエステル樹脂になる多価アルコール及び多価カルボン酸の組合せ)である。
低温定着性に優れるトナーを得るためには、トナー母粒子が、結着樹脂としてポリエステル樹脂を含有することが好ましく、結着樹脂の全量に対して80質量%以上100質量%以下の割合でポリエステル樹脂を含有することがより好ましい。ポリエステル樹脂は、一種以上の多価アルコールと一種以上の多価カルボン酸とを縮重合させることで得られる。ポリエステル樹脂を合成するための多価アルコールとしては、例えば以下に示すような、2価アルコール(より具体的には、脂肪族ジオール、ビスフェノール等)、及び3価以上のアルコールが挙げられる。ポリエステル樹脂を合成するための多価カルボン酸としては、例えば以下に示すような、2価カルボン酸、及び3価以上のカルボン酸が挙げられる。なお、多価カルボン酸の代わりに、縮重合によりエステル結合を形成できる多価カルボン酸誘導体(より具体的には、多価カルボン酸の無水物、多価カルボン酸ハライド等)を使用してもよい。
脂肪族ジオールの好適な例としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、α,ω−アルカンジオール(より具体的には、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,12−ドデカンジオール等)、2−ブテン−1,4−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、及び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、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、及びビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物が挙げられる。
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、及び1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
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、1,10−デカンジカルボン酸、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、イソドデシルコハク酸等)、及び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、イソドデセニルコハク酸等)が挙げられる。
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、及びエンポール三量体酸が挙げられる。
(着色剤)
トナー母粒子は、着色剤を含有していてもよい。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。トナーを用いて高画質の画像を形成するためには、着色剤の量が、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い。
トナー母粒子は、着色剤を含有していてもよい。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。トナーを用いて高画質の画像を形成するためには、着色剤の量が、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い。
トナー母粒子は、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。
トナー母粒子は、カラー着色剤を含有していてもよい。カラー着色剤としては、例えばイエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤が挙げられる。
イエロー着色剤としては、例えば、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、及びアリールアミド化合物からなる群より選択される一種以上の化合物を使用できる。イエロー着色剤としては、例えば、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、及び194)、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、並びにC.I.バットイエローが挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、例えば、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、及びペリレン化合物からなる群より選択される一種以上の化合物を使用できる。マゼンタ着色剤としては、例えば、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、及び254)が挙げられる。
シアン着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、及び塩基染料レーキ化合物からなる群より選択される一種以上の化合物を使用できる。シアン着色剤としては、例えば、C.I.ピグメントブルー(1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、及び66)、フタロシアニンブルー、C.I.バットブルー、並びにC.I.アシッドブルーが挙げられる。
(離型剤)
トナー母粒子は、離型剤を含有していてもよい。離型剤は、例えば、耐オフセット性に優れるトナーを得るために使用される。耐オフセット性に優れるトナーを得るためには、離型剤の量は、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い。
トナー母粒子は、離型剤を含有していてもよい。離型剤は、例えば、耐オフセット性に優れるトナーを得るために使用される。耐オフセット性に優れるトナーを得るためには、離型剤の量は、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い。
離型剤としては、例えば、エステルワックス、ポリオレフィンワックス(より具体的には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等)、マイクロクリスタリンワックス、フッ素樹脂ワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、キャンデリラワックス、モンタンワックス、及びカスターワックスが挙げられる。エステルワックスとしては、天然エステルワックス(より具体的には、カルナバワックス、ライスワックス等)、及び合成エステルワックスが挙げられる。本実施形態では、一種の離型剤を単独で使用してもよいし、複数種の離型剤を併用してもよい。
結着樹脂と離型剤との相溶性を改善するために、相溶化剤をトナー母粒子に添加してもよい。
(電荷制御剤)
トナー母粒子は、電荷制御剤を含有していてもよい。電荷制御剤は、例えば、帯電安定性又は帯電立ち上がり特性に優れるトナーを得るために使用される。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させることができるか否かの指標になる。
トナー母粒子は、電荷制御剤を含有していてもよい。電荷制御剤は、例えば、帯電安定性又は帯電立ち上がり特性に優れるトナーを得るために使用される。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させることができるか否かの指標になる。
トナー母粒子に正帯電性の電荷制御剤を含有させることで、トナー母粒子のカチオン性(正帯電性)を強めることができる。また、トナー母粒子に負帯電性の電荷制御剤を含有させることで、トナー母粒子のアニオン性(負帯電性)を強めることができる。
正帯電性の電荷制御剤の例としては、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、1,2−オキサジン、1,3−オキサジン、1,4−オキサジン、1,2−チアジン、1,3−チアジン、1,4−チアジン、1,2,3−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,3,5−トリアジン、1,2,4−オキサジアジン、1,3,4−オキサジアジン、1,2,6−オキサジアジン、1,3,4−チアジアジン、1,3,5−チアジアジン、1,2,3,4−テトラジン、1,2,4,5−テトラジン、1,2,3,5−テトラジン、1,2,4,6−オキサトリアジン、1,3,4,5−オキサトリアジン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン等のアジン化合物;アジンファストレッドFC、アジンファストレッド12BK、アジンバイオレットBO、アジンブラウン3G、アジンライトブラウンGR、アジンダークグリ−ンBH/C、アジンディープブラックEW、アジンディープブラック3RL等の直接染料;ニグロシンBK、ニグロシンNB、ニグロシンZ等の酸性染料;アルコキシル化アミン;アルキルアミド;ベンジルデシルヘキシルメチルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルアンモニウムクロライド、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化メチル4級塩等の4級アンモニウム塩;4級アンモニウムカチオン基を含む樹脂が挙げられる。これらの電荷制御剤の一種のみを使用してもよく、二種以上の電荷制御剤を組み合わせて使用してもよい。
負帯電性の電荷制御剤の例としては、キレート化合物である有機金属錯体が挙げられる。有機金属錯体としては、アセチルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体、及びこれらの塩からなる群より選択される一種以上が好ましい。
帯電安定性に優れるトナーを得るためには、電荷制御剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
特に、帯電安定性に優れる正帯電性トナーを得るためには、トナー母粒子は、正帯電性の電荷制御剤を含有することが好ましく、結着樹脂100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下の範囲で正帯電性の電荷制御剤を含有することがより好ましい。
(外添剤)
本実施形態に係る現像剤に含まれるトナー粒子は、トナー母粒子の表面に付着した外添剤(外添剤粒子の粉体)を更に備えてもよい。本実施形態では、一種類の外添剤粒子を単独で使用してもよいし、複数種の外添剤粒子を併用してもよい。
本実施形態に係る現像剤に含まれるトナー粒子は、トナー母粒子の表面に付着した外添剤(外添剤粒子の粉体)を更に備えてもよい。本実施形態では、一種類の外添剤粒子を単独で使用してもよいし、複数種の外添剤粒子を併用してもよい。
流動性に優れるトナーを得るためには、外添剤を構成する外添剤粒子としては、無機酸化物粒子が好ましく、シリカ粒子、及び金属酸化物(より具体的には、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、チタン酸バリウム等)の粒子からなる群より選択される一種以上がより好ましい。
流動性に優れるトナーを得るためには、外添剤を構成する外添剤粒子の個数平均一次粒子径は、5nm以上500nm以下であることが好ましい。
外添剤粒子は、表面処理されていてもよい。例えば、外添剤粒子としてシリカ粒子を使用する場合、表面処理剤によりシリカ粒子の表面に疎水性及び/又は正帯電性が付与されていてもよい。表面処理剤としては、例えば、カップリング剤(より具体的には、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤等)、シラザン化合物(より具体的には、鎖状シラザン化合物、環状シラザン化合物等)、及びシリコーンオイル(より具体的には、ジメチルシリコーンオイル等)が挙げられる。表面処理剤としては、シランカップリング剤及びシラザン化合物からなる群より選ばれる一種以上が特に好ましい。シランカップリング剤の好適な例としては、シラン化合物(より具体的には、メチルトリメトキシシラン、アミノシラン等)が挙げられる。シラザン化合物の好適な例としては、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)が挙げられる。シリカ基体(未処理のシリカ粒子)の表面が表面処理剤で処理されると、シリカ基体の表面に存在する多数のヒドロキシ基(−OH)が部分的に又は全体的に、表面処理剤に由来する官能基に置換される。その結果、表面処理剤に由来する官能基(詳しくは、ヒドロキシ基よりも疎水性及び/又は正帯電性の強い官能基)を表面に有するシリカ粒子が得られる。
トナー母粒子からの外添剤の脱離を抑制しながら外添剤の機能を十分に発揮させるためには、外添剤の量が、トナー母粒子100質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。
(ステアリン酸亜鉛粒子)
ステアリン酸亜鉛粒子は、トナー粒子と共にトナーを構成する。ステアリン酸亜鉛粒子の製造方法は、特に限定されない。また、本実施形態に係る現像剤では、市販のステアリン酸亜鉛粒子を使用することもできる。なお、ステアリン酸亜鉛粒子は、表面処理(より具体的には、正帯電化処理等)が施されていてもよい。
ステアリン酸亜鉛粒子は、トナー粒子と共にトナーを構成する。ステアリン酸亜鉛粒子の製造方法は、特に限定されない。また、本実施形態に係る現像剤では、市販のステアリン酸亜鉛粒子を使用することもできる。なお、ステアリン酸亜鉛粒子は、表面処理(より具体的には、正帯電化処理等)が施されていてもよい。
ステアリン酸亜鉛粒子の粒度分布の調整方法(詳しくは、StD10、StD50及びStD90の調整方法)としては、例えば公知の方法(より具体的には、乾式法、湿式法等)で製造されたステアリン酸亜鉛粒子の粉体を、分級する方法が挙げられる。ステアリン酸亜鉛粒子の粉体を分級する際は、分級する前に、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体を粉砕してもよい。
以下、ステアリン酸亜鉛粒子の粒度分布の調整方法の一例として、図面を参照しながら、コアンダ効果を利用した風力分級機によりステアリン酸亜鉛粒子の粉体を分級する方法について説明する。以下、コアンダ効果を利用した風力分級機を、単に「風力分級機」と記載することがある。
参照する図3は、風力分級機の一例を示す部分断面図である。また、参照する図4は、図3に示す風力分級機におけるコアンダブロック及びその周辺部の拡大断面図である。なお、図3及び図4は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の大きさ、個数、形状等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。
図3に示す風力分級機100は、分級室101と、上部壁102と、第1側壁103と、第2側壁104と、第1下部壁105と、第2下部壁106と、コアンダブロック107とを備える。上部壁102、第1側壁103、第2側壁104、第1下部壁105、第2下部壁106、及びコアンダブロック107は、分級室101を囲むように配置されている。
上部壁102と第1側壁103との間には、分級室101に開口する第1入気流路108が設けられている。上部壁102と第2側壁104との間には、分級室101に開口する第2入気流路109が設けられている。第2側壁104とコアンダブロック107との間には、分級室101に開口する粉体供給流路110が設けられている。第2下部壁106とコアンダブロック107との間には、分級室101に開口する第1排出流路111が設けられている。第1下部壁105と第2下部壁106との間には、分級室101に開口する第2排出流路112が設けられている。第1側壁103と第1下部壁105との間には、分級室101に開口する第3排出流路113が設けられている。
また、上部壁102には、入気エッジ114が設けられている。入気エッジ114は、上部壁102の先端に回動可能に設けられている。入気エッジ114の角度を変更することにより、第1入気流路108からの気体の流入量及び第2入気流路109からの気体の流入量を、それぞれ調整できる。第2下部壁106には、第1分級エッジ115が設けられている。第1分級エッジ115は、第2下部壁106の先端に回動可能に設けられている。第1分級エッジ115の角度を変更することにより、後述するFΔR(図4参照)を調整できる。第1下部壁105には、第2分級エッジ116が設けられている。第2分級エッジ116は、第1下部壁105の先端に回動可能に設けられている。第2分級エッジ116の角度を変更することにより、後述するMΔR(図4参照)を調整できる。
次に、風力分級機100を用いて、小粒径粒子121の粉体と中粒径粒子122の粉体と大粒径粒子123の粉体とを含むステアリン酸亜鉛粒子の粉体120を、分級する方法について説明する。なお、小粒径粒子121の粉体、中粒径粒子122の粉体及び大粒径粒子123の粉体は、いずれも所定の粒度分布を有する。
まず、所望の粒度分布(詳しくは、StD10、StD50及びStD90)が得られるように、第1分級エッジ115の角度及び第2分級エッジ116の角度を変更する。図4に示すように、第1分級エッジ115の角度を変更することにより、コアンダブロック107の円弧107Aを含む扇形の中心Cと第1分級エッジ115の先端とを結ぶ直線上における、第1分級エッジ115の先端からコアンダブロック107までの距離(以下、FΔRと記載する)を調整できる。また、第2分級エッジ116の角度を変更することにより、コアンダブロック107の円弧107Aを含む扇形の中心Cと第2分級エッジ116の先端とを結ぶ直線上における、第2分級エッジ116の先端からコアンダブロック107までの距離(以下、MΔRと記載する)を調整できる。
引き続き、図3を参照して、風力分級機100を用いた分級方法について説明する。上述のように第1分級エッジ115の角度及び第2分級エッジ116の角度を変更した後、第1排出流路111、第2排出流路112及び第3排出流路113を介して分級室101内を減圧する。続いて、粉体供給流路110を介してステアリン酸亜鉛粒子の粉体120を分級室101に供給する。これにより、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体120は、コアンダブロック107の作用によるコアンダ効果と、第1入気流路108及び第2入気流路109から流入する気体の作用とにより、湾曲線を描くように移動する。そして、小粒径粒子121は、主に、コアンダブロック107に最も近い第1排出流路111より排出される。また、大粒径粒子123は、主に、コアンダブロック107から最も遠い第3排出流路113より排出される。また、中粒径粒子122は、主に、第1排出流路111と第3排出流路113との間に配置された第2排出流路112より排出される。
以下、第1排出流路111より排出された粉体を、F粉と記載することがある。また、第2排出流路112より排出された粉体を、M粉と記載することがある。また、第3排出流路113より排出された粉体を、G粉と記載することがある。上述した分級方法により、F粉、M粉又はG粉として、StD50が3.0μm以上6.0μm以下であり、StD10が1.0μm以上であり、StD90が7.5μm以下である粒度分布に調整された粉体を得ることができる。
{材料の組合せ}
本実施形態において、画像流れの発生を更に抑制しつつ、多数枚印刷後に、更に高画質の画像を形成するためには、下記条件1及び2を満たすことが好ましく、下記条件1、2及び3を満たすことがより好ましい。
条件1:StD50が、5.0μm以上6.0μm以下である。
条件2:キャリア粒子のコート層が、アミノ変性メチルシリコーン樹脂から構成されている。
条件3:キャリア粒子のコート層の厚さが、1.0μm以上1.2μm以下である。
本実施形態において、画像流れの発生を更に抑制しつつ、多数枚印刷後に、更に高画質の画像を形成するためには、下記条件1及び2を満たすことが好ましく、下記条件1、2及び3を満たすことがより好ましい。
条件1:StD50が、5.0μm以上6.0μm以下である。
条件2:キャリア粒子のコート層が、アミノ変性メチルシリコーン樹脂から構成されている。
条件3:キャリア粒子のコート層の厚さが、1.0μm以上1.2μm以下である。
<現像剤の製造方法>
次に、上述した実施形態に係る現像剤の好適な製造方法について説明する。詳しくは、キャリアの作製方法、トナーの作製方法、及びトナーとキャリアとの混合方法について説明する。以下、上述した実施形態に係る現像剤と重複する構成要素については説明を省略する。
次に、上述した実施形態に係る現像剤の好適な製造方法について説明する。詳しくは、キャリアの作製方法、トナーの作製方法、及びトナーとキャリアとの混合方法について説明する。以下、上述した実施形態に係る現像剤と重複する構成要素については説明を省略する。
[キャリアの作製方法]
キャリアの好適な作製方法について説明する。まず、流動コーティング装置を用いて、コート液を流動層中のキャリアコアに噴霧する。コート液としては、例えば、シリコーン樹脂(詳しくは、硬化前のシリコーン樹脂)と、アミノアルコキシシランとを含む液を使用することができる。コート液をキャリアコアに噴霧する際、例えば、コート液中のシリコーン樹脂とアミノアルコキシシランとの質量比を変更することにより、StQを調整できる。また、コート液をキャリアコアに噴霧する際、例えば、コート液中のシリコーン樹脂の濃度、コート液中のアミノアルコキシシランの濃度、及びコート液の噴霧量の少なくとも1つを変更することにより、得られるコート層の厚さを調整できる。
キャリアの好適な作製方法について説明する。まず、流動コーティング装置を用いて、コート液を流動層中のキャリアコアに噴霧する。コート液としては、例えば、シリコーン樹脂(詳しくは、硬化前のシリコーン樹脂)と、アミノアルコキシシランとを含む液を使用することができる。コート液をキャリアコアに噴霧する際、例えば、コート液中のシリコーン樹脂とアミノアルコキシシランとの質量比を変更することにより、StQを調整できる。また、コート液をキャリアコアに噴霧する際、例えば、コート液中のシリコーン樹脂の濃度、コート液中のアミノアルコキシシランの濃度、及びコート液の噴霧量の少なくとも1つを変更することにより、得られるコート層の厚さを調整できる。
次いで、コート液で覆われたキャリアコアを熱処理することにより、キャリアコアの表面がコート層で覆われたキャリア粒子の粉体(キャリア)が得られる。例えば、コート液として、メチルシリコーン樹脂と3−アミノプロピルトリエトキシシランとを含む液を使用した場合、コート層は、3−アミノプロピル基が主鎖の末端及び側鎖のうちの少なくとも一方に導入されたアミノ変性メチルシリコーン樹脂から構成される。
[トナーの作製方法]
次に、トナーの好適な作製方法について説明する。
次に、トナーの好適な作製方法について説明する。
(トナー母粒子の調製工程)
まず、凝集法又は粉砕法によりトナー母粒子を調製する。
まず、凝集法又は粉砕法によりトナー母粒子を調製する。
凝集法は、例えば、凝集工程及び合一化工程を含む。凝集工程では、トナー母粒子を構成する成分を含む微粒子を水性媒体中で凝集させて、凝集粒子を形成する。合一化工程では、凝集粒子に含まれる成分を水性媒体中で合一化させてトナー母粒子を形成する。
次に粉砕法を説明する。粉砕法によれば、比較的容易にトナー母粒子を調製できる上、製造コストの低減が可能である。粉砕法でトナー母粒子を調製する場合、トナー母粒子の調製工程は、例えば溶融混練工程と、粉砕工程とを備える。トナー母粒子の調製工程は、溶融混練工程の前に混合工程を更に備えてもよい。また、トナー母粒子の調製工程は、粉砕工程後に、微粉砕工程及び分級工程の少なくとも一方を更に備えてもよい。
混合工程では、結着樹脂と、必要に応じて添加する内添剤とを混合して、混合物を得る。溶融混練工程では、トナー材料を溶融し混練して、溶融混練物を得る。トナー材料としては、例えば混合工程で得られる混合物が用いられる。粉砕工程では、得られた溶融混練物を、例えば室温(25℃)まで冷却した後、粉砕して粉砕物を得る。粉砕工程で得られた粉砕物の小径化が必要な場合は、粉砕物を更に粉砕する工程(微粉砕工程)を実施してもよい。また、粉砕物の粒径を揃える場合は、得られた粉砕物を分級する工程(分級工程)を実施してもよい。以上の工程により、粉砕物であるトナー母粒子が得られる。
(外添工程)
その後、必要に応じて、混合機(例えば、日本コークス工業株式会社製のFMミキサー)を用いて、得られたトナー母粒子と外添剤とを混合して、トナー母粒子の表面に外添剤を付着させてもよい。なお、トナー母粒子に外添剤を付着させずに、トナー母粒子をトナー粒子として使用してもよい。こうして、トナー粒子の粉体が得られる。
その後、必要に応じて、混合機(例えば、日本コークス工業株式会社製のFMミキサー)を用いて、得られたトナー母粒子と外添剤とを混合して、トナー母粒子の表面に外添剤を付着させてもよい。なお、トナー母粒子に外添剤を付着させずに、トナー母粒子をトナー粒子として使用してもよい。こうして、トナー粒子の粉体が得られる。
(トナー粒子とステアリン酸亜鉛粒子との混合工程)
続いて、得られたトナー粒子の粉体と、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体とを、混合機(例えば、日本コークス工業株式会社製のFMミキサー)を用いて混合することにより、トナー粒子の粉体とステアリン酸亜鉛粒子の粉体とを含むトナーが得られる。混合工程で使用するステアリン酸亜鉛粒子の粉体は、StD50が3.0μm以上6.0μm以下であり、StD10が1.0μm以上であり、StD90が7.5μm以下である粒度分布に調整された粉体である。
続いて、得られたトナー粒子の粉体と、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体とを、混合機(例えば、日本コークス工業株式会社製のFMミキサー)を用いて混合することにより、トナー粒子の粉体とステアリン酸亜鉛粒子の粉体とを含むトナーが得られる。混合工程で使用するステアリン酸亜鉛粒子の粉体は、StD50が3.0μm以上6.0μm以下であり、StD10が1.0μm以上であり、StD90が7.5μm以下である粒度分布に調整された粉体である。
なお、外添剤を含むトナー粒子を含有するトナーを作製する場合、トナー母粒子の粉体と、外添剤と、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体とを、同時に攪拌しながら混合することにより、トナー粒子の粉体とステアリン酸亜鉛粒子の粉体とを含むトナーを得ることもできる。
[トナーとキャリアとの混合方法]
トナーとキャリアとを混合する方法としては、例えば混合機(より具体的には、ボールミル、ロッキングミキサー(登録商標)等)を用いて、トナーと、キャリアとを攪拌しながら混合する方法が挙げられる。こうした方法により、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子を含むトナーと、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する現像剤(2成分現像剤)が得られる。キャリア粒子100質量部に対するトナー粒子の配合量は、好ましくは1質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは3質量部以上15質量部以下である。
トナーとキャリアとを混合する方法としては、例えば混合機(より具体的には、ボールミル、ロッキングミキサー(登録商標)等)を用いて、トナーと、キャリアとを攪拌しながら混合する方法が挙げられる。こうした方法により、トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子を含むトナーと、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する現像剤(2成分現像剤)が得られる。キャリア粒子100質量部に対するトナー粒子の配合量は、好ましくは1質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは3質量部以上15質量部以下である。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例の範囲に何ら限定されるものではない。まず、StD10、StD50及びStD90の測定方法について説明する。
<StD10、StD50及びStD90の測定方法>
まず、ビーカー(容量100mL)に、エタノール40gと、試料(後述するステアリン酸亜鉛粒子の粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4のいずれか)0.5gとを投入した。次いで、ビーカー中の試料を、超音波洗浄器(アズワン株式会社販売「VS−F100」、発振周波数:50kHz)を用いて、1分間超音波処理し、測定用分散液を得た。次いで、得られた測定用分散液を、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−950」)に投入し、上記レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により試料の体積粒度分布を測定した。そして、測定された体積粒度分布から試料のStD10、StD50及びStD90を求めた。
まず、ビーカー(容量100mL)に、エタノール40gと、試料(後述するステアリン酸亜鉛粒子の粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4のいずれか)0.5gとを投入した。次いで、ビーカー中の試料を、超音波洗浄器(アズワン株式会社販売「VS−F100」、発振周波数:50kHz)を用いて、1分間超音波処理し、測定用分散液を得た。次いで、得られた測定用分散液を、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−950」)に投入し、上記レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置により試料の体積粒度分布を測定した。そして、測定された体積粒度分布から試料のStD10、StD50及びStD90を求めた。
<ステアリン酸亜鉛粒子の粉体の調製>
以下、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4の調製方法について説明する。なお、以下において、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4を、それぞれ粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4と記載することがある。
以下、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4の調製方法について説明する。なお、以下において、ステアリン酸亜鉛粒子の粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4を、それぞれ粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4と記載することがある。
[粉体PA−1の調製]
ステアリン酸亜鉛粒子の粉体(川村化成工業株式会社製)を、風力分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)を用いて下記分級条件で分級することによりM粉のみを分取し、M粉からなる粉体PA−1を得た。
ステアリン酸亜鉛粒子の粉体(川村化成工業株式会社製)を、風力分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)を用いて下記分級条件で分級することによりM粉のみを分取し、M粉からなる粉体PA−1を得た。
(分級条件)
投入周波数:24Hz
風量制御:自動制御
インジェクター圧力:0.5MPa
FΔR:5.0mm
MΔR:14.0mm
投入周波数:24Hz
風量制御:自動制御
インジェクター圧力:0.5MPa
FΔR:5.0mm
MΔR:14.0mm
[粉体PA−2〜PA−5及びPB−1〜PB−4の調製]
FΔR及びMΔRを表1に示すとおりとしたこと以外は、粉体PA−1の調製と同じ方法で、粉体PA−2〜PA−5及びPB−1〜PB−4をそれぞれ得た。
FΔR及びMΔRを表1に示すとおりとしたこと以外は、粉体PA−1の調製と同じ方法で、粉体PA−2〜PA−5及びPB−1〜PB−4をそれぞれ得た。
粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4のそれぞれについて、調製した際のFΔR及びMΔR、並びにStD10、StD50及びStD90を表1に示す。なお、StD10、StD50及びStD90は、後述する方法で現像剤を調製した後、現像剤から分離させた粉体(粉体PA−1〜PA−5及びPB−1〜PB−4のいずれか)を測定対象として測定した場合も同じ結果が得られた。
<キャリア粒子の作製>
以下、キャリア粒子C1〜C6の作製方法について説明する。
以下、キャリア粒子C1〜C6の作製方法について説明する。
[キャリア粒子C1の作製]
キャリアコアとして、フェライトコア(パウダーテック株式会社製「EF−35B」、体積中位径(D50):35μm、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化:68A・m2/kg)を準備した。また、コート層の原料を含むコート液として、加熱硬化型メチルシリコーン樹脂(信越化学工業株式会社製「KR−220L」、硬化開始温度:170℃)10質量部、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE−903」)0.5質量部、及びトルエン100質量部からなるトルエン溶液を準備した。
キャリアコアとして、フェライトコア(パウダーテック株式会社製「EF−35B」、体積中位径(D50):35μm、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化:68A・m2/kg)を準備した。また、コート層の原料を含むコート液として、加熱硬化型メチルシリコーン樹脂(信越化学工業株式会社製「KR−220L」、硬化開始温度:170℃)10質量部、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業株式会社製「KBE−903」)0.5質量部、及びトルエン100質量部からなるトルエン溶液を準備した。
転動流動コーティング装置(株式会社パウレック製「マルチプレックスMP−01」)に上記フェライトコア100質量部を投入し、フェライトコアを流動させながら、フェライトコアに向けて、上記コート液20質量部を噴霧した。続けて、コート液で覆われたフェライトコアを、温度280℃の条件で1時間熱処理することにより、フェライトコアの表面全域がコート層(アミノ変性メチルシリコーン樹脂から構成された層)で覆われたキャリア粒子C1の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C1のコート層の厚さは、1.1μmであった。キャリア粒子C1のコート層の厚さは、下記に示す方法で測定した。
[キャリア粒子C1のコート層の厚さの測定方法]
キャリア粒子C1の粉体を可視光硬化性樹脂(東亞合成株式会社製「アロニックス(登録商標)LCR D−800」)中に分散させた後、可視光照射により樹脂を硬化させて、硬化物を得た。続けて、得られた硬化物を、ナイフ及びヤスリを用いて加工して、所定の寸法(縦:1cm、横:1cm、厚さ:3mm)を有する矩形板状の薄片試料を得た。その後、断面試料作製装置(日本電子株式会社製「クロスセクションポリッシャ(登録商標)SM−09010」、加工方式:イオンビーム)を用いて、次に示す条件で薄片試料を加工して、キャリア粒子C1の断面を得た。
キャリア粒子C1の粉体を可視光硬化性樹脂(東亞合成株式会社製「アロニックス(登録商標)LCR D−800」)中に分散させた後、可視光照射により樹脂を硬化させて、硬化物を得た。続けて、得られた硬化物を、ナイフ及びヤスリを用いて加工して、所定の寸法(縦:1cm、横:1cm、厚さ:3mm)を有する矩形板状の薄片試料を得た。その後、断面試料作製装置(日本電子株式会社製「クロスセクションポリッシャ(登録商標)SM−09010」、加工方式:イオンビーム)を用いて、次に示す条件で薄片試料を加工して、キャリア粒子C1の断面を得た。
(加工条件)
・イオン加速電圧:4.0kV
・使用ガス:アルゴン(純度:99.9999%以上、圧力:0.15MPa)
・加工時間:12時間
・イオン加速電圧:4.0kV
・使用ガス:アルゴン(純度:99.9999%以上、圧力:0.15MPa)
・加工時間:12時間
得られたキャリア粒子C1の断面を、電界放出形走査電子顕微鏡(FE−SEM)(日本電子株式会社製「JSM−7600F」)を用いて、倍率10000倍で撮影した。
続けて、画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いて、撮影したキャリア粒子C1の断面撮影像を解析することで、コート層の厚さを測定した。測定の手順については、まず、得られた断面撮影像において、無作為に10個のキャリア粒子C1を選択した。そして、選択した10個のキャリア粒子C1について、それぞれコート層の厚さを測定し、測定対象(キャリア粒子C1)の評価値(コート層の厚さ)を求めた。より詳しくは、1つのキャリア粒子C1(断面)について、断面の略中心で直交する2本の直線を引き、それら2本の直線がコート層と交差する4箇所の各々で、コート層の厚さを測定した。測定された4箇所の厚さの算術平均値を、そのキャリア粒子C1のコート層の厚さとした。選択した10個のキャリア粒子C1について、それぞれコート層の厚さを測定し、測定された厚さの個数平均値を、測定対象であるキャリア粒子C1の評価値(コート層の厚さ:1.1μm)とした。後述するキャリア粒子C2〜C5のコート層の厚さ(評価値)についても、上記キャリア粒子C1のコート層の厚さの測定方法と同じ方法で測定した。
[キャリア粒子C2の作製]
コート液中の3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を0.7質量部に変更したこと以外は、キャリア粒子C1の作製と同じ方法でキャリア粒子C2の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C2のコート層の厚さは、1.0μmであった。
コート液中の3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を0.7質量部に変更したこと以外は、キャリア粒子C1の作製と同じ方法でキャリア粒子C2の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C2のコート層の厚さは、1.0μmであった。
[キャリア粒子C3の作製]
コート液中の3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を0.3質量部に変更したこと以外は、キャリア粒子C1の作製と同じ方法でキャリア粒子C3の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C3のコート層の厚さは、1.1μmであった。
コート液中の3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を0.3質量部に変更したこと以外は、キャリア粒子C1の作製と同じ方法でキャリア粒子C3の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C3のコート層の厚さは、1.1μmであった。
[キャリア粒子C4の作製]
コート液中の3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を0.8質量部に変更したこと以外は、キャリア粒子C1の作製と同じ方法でキャリア粒子C4の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C4のコート層の厚さは、1.0μmであった。
コート液中の3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を0.8質量部に変更したこと以外は、キャリア粒子C1の作製と同じ方法でキャリア粒子C4の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C4のコート層の厚さは、1.0μmであった。
[キャリア粒子C5の作製]
コート液中の3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を0.2質量部に変更したこと以外は、キャリア粒子C1の作製と同じ方法でキャリア粒子C5の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C5のコート層の厚さは、1.2μmであった。
コート液中の3−アミノプロピルトリエトキシシランの量を0.2質量部に変更したこと以外は、キャリア粒子C1の作製と同じ方法でキャリア粒子C5の粉体(キャリア)を得た。キャリア粒子C5のコート層の厚さは、1.2μmであった。
[キャリア粒子C6の作製]
フェライトコア(パウダーテック株式会社製「EF−35B」、体積中位径(D50):35μm、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化:68A・m2/kg)100質量部と、ポリイミド樹脂粒子(宇部興産株式会社製「UIP−S」)1質量部と、フッ素樹脂粒子(旭硝子株式会社製「Fluon(登録商標)L173」)2.5質量部とを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン株式会社製「ノビルタ(登録商標)NOB−130」)を用いて、回転速度5000rpmで5分間攪拌した。これにより、フェライトコアの表面に、ポリイミド樹脂粒子と、フッ素樹脂粒子とが付着した。その結果、フェライトコアとポリイミド樹脂粒子とフッ素樹脂粒子との複合粒子(粉体)が得られた。
フェライトコア(パウダーテック株式会社製「EF−35B」、体積中位径(D50):35μm、3000(103/4π・A/m)の印加磁場での飽和磁化:68A・m2/kg)100質量部と、ポリイミド樹脂粒子(宇部興産株式会社製「UIP−S」)1質量部と、フッ素樹脂粒子(旭硝子株式会社製「Fluon(登録商標)L173」)2.5質量部とを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン株式会社製「ノビルタ(登録商標)NOB−130」)を用いて、回転速度5000rpmで5分間攪拌した。これにより、フェライトコアの表面に、ポリイミド樹脂粒子と、フッ素樹脂粒子とが付着した。その結果、フェライトコアとポリイミド樹脂粒子とフッ素樹脂粒子との複合粒子(粉体)が得られた。
続けて、上記のようにして得た複合粒子(粉体)に、小型高温チャンバー(エスペック株式会社製「STH−120」)を用いて、温度200℃の条件で、1時間の熱処理を施した。その結果、フェライトコアの表面全域がコート層(ポリイミド樹脂とフッ素樹脂とを含む層)で覆われたキャリア粒子C6の粉体(キャリア)が得られた。
<トナー粒子TAの作製>
[結着樹脂の合成]
温度計(熱電対)、脱水管、窒素導入管、精留塔及び攪拌装置を備えた容量5Lの4つ口フラスコを温調槽に載置し、このフラスコ内に、1,2−プロパンジオール1200gと、テレフタル酸1700gと、ジオクタン酸錫(II)3gとを投入した。続けて、窒素雰囲気下、温度230℃の条件でフラスコ内容物を15時間反応(詳しくは、縮合反応)させた。続けて、フラスコ内を減圧し、減圧雰囲気(圧力8.0kPa)かつ温度230℃の条件で、反応生成物(ポリエステル樹脂)のTmが所定の温度(90℃)になるまで、フラスコ内容物を反応させた。その結果、結着樹脂としてのポリエステル樹脂が得られた。得られたポリエステル樹脂は、Tmが90℃であった。
[結着樹脂の合成]
温度計(熱電対)、脱水管、窒素導入管、精留塔及び攪拌装置を備えた容量5Lの4つ口フラスコを温調槽に載置し、このフラスコ内に、1,2−プロパンジオール1200gと、テレフタル酸1700gと、ジオクタン酸錫(II)3gとを投入した。続けて、窒素雰囲気下、温度230℃の条件でフラスコ内容物を15時間反応(詳しくは、縮合反応)させた。続けて、フラスコ内を減圧し、減圧雰囲気(圧力8.0kPa)かつ温度230℃の条件で、反応生成物(ポリエステル樹脂)のTmが所定の温度(90℃)になるまで、フラスコ内容物を反応させた。その結果、結着樹脂としてのポリエステル樹脂が得られた。得られたポリエステル樹脂は、Tmが90℃であった。
[トナー母粒子の調製]
上述の合成方法により得られたポリエステル樹脂80質量部と、離型剤(日油株式会社製「ニッサンエレクトール(登録商標)WEP−3」、成分:エステルワックス)9質量部と、着色剤(三菱ケミカル株式会社製「MA100」、成分:カーボンブラック)9質量部と、正帯電性の電荷制御剤(オリヱント化学工業株式会社製「BONTRON(登録商標)P−51」)2質量部とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−20B」)を用いて回転速度2000rpmで4分間混合した。
上述の合成方法により得られたポリエステル樹脂80質量部と、離型剤(日油株式会社製「ニッサンエレクトール(登録商標)WEP−3」、成分:エステルワックス)9質量部と、着色剤(三菱ケミカル株式会社製「MA100」、成分:カーボンブラック)9質量部と、正帯電性の電荷制御剤(オリヱント化学工業株式会社製「BONTRON(登録商標)P−51」)2質量部とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−20B」)を用いて回転速度2000rpmで4分間混合した。
続けて、得られた混合物を、2軸押出機(株式会社池貝製「PCM−30」)を用いて、材料供給速度5kg/時、軸回転速度150rpm、シリンダー温度100℃の条件で溶融混練した。その後、得られた溶融混練物を冷却した。続けて、冷却された溶融混練物を、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)」)を用いて粗粉砕した。続けて、得られた粗粉砕物を、粉砕機(フロイント・ターボ株式会社製「ターボミル RS型」)を用いて微粉砕した。続けて、得られた微粉砕物を、風力分級機(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(D50)6.7μmのトナー母粒子が得られた。
[外添剤の外添]
100質量部のトナー母粒子(上述の調製方法で得られたトナー母粒子)と、1.5質量部の疎水性シリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)RA200HS」、個数平均一次粒子径:12nm)と、1.0質量部の導電性酸化チタン粒子(チタン工業株式会社製「EC−100」、個数平均一次粒子径:350nm)とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)に投入した。次いで、上記FMミキサーを用いて、回転速度3000rpmかつジャケット温度20℃の条件で、トナー母粒子と外添剤(疎水性シリカ粒子及び導電性酸化チタン粒子)とを5分間混合した。これにより、トナー母粒子の表面に外添剤の全量を付着させた。
100質量部のトナー母粒子(上述の調製方法で得られたトナー母粒子)と、1.5質量部の疎水性シリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)RA200HS」、個数平均一次粒子径:12nm)と、1.0質量部の導電性酸化チタン粒子(チタン工業株式会社製「EC−100」、個数平均一次粒子径:350nm)とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)に投入した。次いで、上記FMミキサーを用いて、回転速度3000rpmかつジャケット温度20℃の条件で、トナー母粒子と外添剤(疎水性シリカ粒子及び導電性酸化チタン粒子)とを5分間混合した。これにより、トナー母粒子の表面に外添剤の全量を付着させた。
続けて、得られた粉体を、200メッシュ(目開き75μm)の篩を用いて篩別した。その結果、トナー粒子TAの粉体が得られた。なお、篩別の前後で、トナー粒子TAを構成する成分の組成比は変化しなかった。
<トナーの作製>
[トナーTA−1の作製]
上述の作製方法で得られたトナー粒子TAの粉体と、上述の調製方法で得られた粉体PA−1とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)に投入した。粉体PA−1の上記FMミキサーへの投入量は、トナー粒子TAの粉体に含まれるトナー母粒子100質量部に対して、0.15質量部であった。次いで、上記FMミキサーを用いて、回転速度3000rpmかつジャケット温度20℃の条件で、トナー粒子TAの粉体と、粉体PA−1とを5分間混合した。その結果、正帯電性のトナーTA−1が得られた。
[トナーTA−1の作製]
上述の作製方法で得られたトナー粒子TAの粉体と、上述の調製方法で得られた粉体PA−1とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)に投入した。粉体PA−1の上記FMミキサーへの投入量は、トナー粒子TAの粉体に含まれるトナー母粒子100質量部に対して、0.15質量部であった。次いで、上記FMミキサーを用いて、回転速度3000rpmかつジャケット温度20℃の条件で、トナー粒子TAの粉体と、粉体PA−1とを5分間混合した。その結果、正帯電性のトナーTA−1が得られた。
[トナーTA−2〜TA−5及びTB−1〜TB−4の作製]
ステアリン酸亜鉛粒子の粉体の種類を、後述する表2に示すとおりとしたこと以外は、トナーTA−1の作製と同じ方法で、正帯電性のトナーTA−2〜TA−5及びTB−1〜TB−4をそれぞれ作製した。
ステアリン酸亜鉛粒子の粉体の種類を、後述する表2に示すとおりとしたこと以外は、トナーTA−1の作製と同じ方法で、正帯電性のトナーTA−2〜TA−5及びTB−1〜TB−4をそれぞれ作製した。
<現像剤の調製>
[現像剤DA−1の調製]
温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、100質量部のキャリア粒子C1の粉体(キャリア)と、8質量部のトナーTA−1とを、容器回転揺動型粉体混合機(愛知電機株式会社製「ロッキングミキサー(登録商標)RM−10(S)」、揺動速度:10往復/分)を用いて、回転速度75rpmの条件で30分間混合して、現像剤DA−1を調製した。
[現像剤DA−1の調製]
温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、100質量部のキャリア粒子C1の粉体(キャリア)と、8質量部のトナーTA−1とを、容器回転揺動型粉体混合機(愛知電機株式会社製「ロッキングミキサー(登録商標)RM−10(S)」、揺動速度:10往復/分)を用いて、回転速度75rpmの条件で30分間混合して、現像剤DA−1を調製した。
[現像剤DA−2〜DA−7及びDB−1〜DB−7の調製]
容器回転揺動型粉体混合機で混合する際に用いるキャリア粒子及びトナーを、表2に示すとおりとしたこと以外は、現像剤DA−1の調製と同じ方法で現像剤DA−2〜DA−7及びDB−1〜DB−7をそれぞれ調製した。なお、現像剤DA−2〜DA−7及びDB−1〜DB−7を調製する際、100質量部のキャリア粒子の粉体(キャリア)に対するトナーの使用量は、いずれも8質量部であった。
容器回転揺動型粉体混合機で混合する際に用いるキャリア粒子及びトナーを、表2に示すとおりとしたこと以外は、現像剤DA−1の調製と同じ方法で現像剤DA−2〜DA−7及びDB−1〜DB−7をそれぞれ調製した。なお、現像剤DA−2〜DA−7及びDB−1〜DB−7を調製する際、100質量部のキャリア粒子の粉体(キャリア)に対するトナーの使用量は、いずれも8質量部であった。
<ステアリン酸亜鉛粒子の帯電量の測定>
まず、評価対象の現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)に使用されたキャリア粒子と同種のキャリア粒子の粉体を準備した。また、評価対象の現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)に使用されたステアリン酸亜鉛粒子と同種のステアリン酸亜鉛粒子の粉体を準備した。そして、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、上記キャリア粒子100質量部と上記ステアリン酸亜鉛粒子8質量部とを、容器回転揺動型粉体混合機(愛知電機株式会社製「ロッキングミキサー(登録商標)RM−10(S)」、揺動速度:10往復/分)に投入し、投入されたキャリア粒子とステアリン酸亜鉛粒子とを、回転速度75rpmの条件で30分間混合した。次いで、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、上記混合物に含まれるステアリン酸亜鉛粒子の帯電量(単位:μC/g)を、吸引式小型帯電量測定装置(トレック社製「MODEL 212HS」)を用いて測定した。得られた帯電量を、評価対象の現像剤に含まれるステアリン酸亜鉛粒子の帯電量(StQ)とした。StQの測定結果を、後述する表3に示す。
まず、評価対象の現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)に使用されたキャリア粒子と同種のキャリア粒子の粉体を準備した。また、評価対象の現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)に使用されたステアリン酸亜鉛粒子と同種のステアリン酸亜鉛粒子の粉体を準備した。そして、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、上記キャリア粒子100質量部と上記ステアリン酸亜鉛粒子8質量部とを、容器回転揺動型粉体混合機(愛知電機株式会社製「ロッキングミキサー(登録商標)RM−10(S)」、揺動速度:10往復/分)に投入し、投入されたキャリア粒子とステアリン酸亜鉛粒子とを、回転速度75rpmの条件で30分間混合した。次いで、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、上記混合物に含まれるステアリン酸亜鉛粒子の帯電量(単位:μC/g)を、吸引式小型帯電量測定装置(トレック社製「MODEL 212HS」)を用いて測定した。得られた帯電量を、評価対象の現像剤に含まれるステアリン酸亜鉛粒子の帯電量(StQ)とした。StQの測定結果を、後述する表3に示す。
なお、StQは、上述した方法で現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)を調製した後、現像剤から分離させたキャリア粒子の粉体及びステアリン酸亜鉛粒子の粉体を用いて測定した場合も同じ結果が得られた。
<評価方法>
以下、現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7の評価方法について説明する。
以下、現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7の評価方法について説明する。
[画像流れ]
評価機としては、カラー複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa 5550ci」、像担持体:アモルファスシリコンを含む感光層を備えた感光体ドラム)を使用した。評価対象の現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)を評価機のブラック用現像装置に投入し、評価対象の現像剤の調製で使用されたトナーと同種のトナー(トナーTA−1〜TA−5及びTB−1〜TB−4のいずれか)を評価機のブラック用トナーコンテナに投入した。次いで、評価機を用いて、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、印字率1%の画像を印刷用紙(A4サイズの普通紙)に1万枚連続で印刷した。次いで、印刷後の評価機を、温度32.5℃かつ湿度80%RHの環境下に24時間静置した。
評価機としては、カラー複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa 5550ci」、像担持体:アモルファスシリコンを含む感光層を備えた感光体ドラム)を使用した。評価対象の現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)を評価機のブラック用現像装置に投入し、評価対象の現像剤の調製で使用されたトナーと同種のトナー(トナーTA−1〜TA−5及びTB−1〜TB−4のいずれか)を評価機のブラック用トナーコンテナに投入した。次いで、評価機を用いて、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、印字率1%の画像を印刷用紙(A4サイズの普通紙)に1万枚連続で印刷した。次いで、印刷後の評価機を、温度32.5℃かつ湿度80%RHの環境下に24時間静置した。
次いで、24時間静置した評価機を用いて、温度32.5℃かつ湿度80%RHの環境下、1枚の印刷用紙(A4サイズの普通紙)の全面にハーフトーン画像(画像濃度:50%)を出力した。次いで、出力した画像を目視で観察し、画像流れの有無を確認した。画像流れが発生した場合、後述するドラムリフレッシュ操作を1回以上6回以下の範囲で行い、再度、ハーフトーン画像(画像濃度:50%)を1枚の印刷用紙(A4サイズの普通紙)に印刷し、画像流れの有無を確認した。印刷結果より、下記判定基準に基づいて判定した。判定がA又はBの場合を「画像流れの発生を抑制できている」と評価し、判定がCの場合を「画像流れの発生を抑制できていない」と評価した。
(画像流れの判定基準)
A:1回目の印刷で画像流れが発生しなかった。
B:1回目の印刷で画像流れが発生したが、下記に示すドラムリフレッシュ操作を1回以上6回以下の範囲で行った後、再度印刷した際に画像流れが発生しなかった。
C:1回目の印刷で画像流れが発生し、下記に示すドラムリフレッシュ操作を6回行った後、再度印刷した際にも画像流れが発生した。
A:1回目の印刷で画像流れが発生しなかった。
B:1回目の印刷で画像流れが発生したが、下記に示すドラムリフレッシュ操作を1回以上6回以下の範囲で行った後、再度印刷した際に画像流れが発生しなかった。
C:1回目の印刷で画像流れが発生し、下記に示すドラムリフレッシュ操作を6回行った後、再度印刷した際にも画像流れが発生した。
(ドラムリフレッシュ操作)
ドラムリフレッシュ操作は以下の方法で行った。まず、通紙しない状態で評価機の現像スリーブにトナー層を形成した後、評価機の感光体ドラムを露光して感光体ドラムの全周にわたってソリッド画像用の静電潜像を形成した。次いで、現像スリーブに形成されたトナー層のトナーを感光体ドラムに供給して、感光体ドラムの全周にわたってトナー像(黒色のソリッド画像に対応するトナー像)を形成した。次いで、感光体ドラムを1分間空転させることによって、評価機のクリーナーにより回収されたトナーで感光体ドラムの表面を研磨した。
ドラムリフレッシュ操作は以下の方法で行った。まず、通紙しない状態で評価機の現像スリーブにトナー層を形成した後、評価機の感光体ドラムを露光して感光体ドラムの全周にわたってソリッド画像用の静電潜像を形成した。次いで、現像スリーブに形成されたトナー層のトナーを感光体ドラムに供給して、感光体ドラムの全周にわたってトナー像(黒色のソリッド画像に対応するトナー像)を形成した。次いで、感光体ドラムを1分間空転させることによって、評価機のクリーナーにより回収されたトナーで感光体ドラムの表面を研磨した。
[画像濃度]
評価機としては、カラー複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa 3252ci」、像担持体:有機感光体)を使用した。評価対象の現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)を評価機のブラック用現像装置に投入し、評価対象の現像剤の調製で使用されたトナーと同種のトナー(トナーTA−1〜TA−5及びTB−1〜TB−4のいずれか)を評価機のブラック用トナーコンテナに投入した。次いで、評価機を用いて、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、印字率20%の画像を印刷用紙(A4サイズの普通紙)に1万枚連続で印刷した。
評価機としては、カラー複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa 3252ci」、像担持体:有機感光体)を使用した。評価対象の現像剤(現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のいずれか)を評価機のブラック用現像装置に投入し、評価対象の現像剤の調製で使用されたトナーと同種のトナー(トナーTA−1〜TA−5及びTB−1〜TB−4のいずれか)を評価機のブラック用トナーコンテナに投入した。次いで、評価機を用いて、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、印字率20%の画像を印刷用紙(A4サイズの普通紙)に1万枚連続で印刷した。
次いで、温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、上記評価機を用いて、大きさ25mm×25mmのソリッド画像を、1枚の印刷用紙(A4サイズの普通紙)に形成した。次いで、印刷用紙に形成されたソリッド画像の画像濃度(ID)を、反射濃度計(X−Rite社製「RD914」)を用いて測定した。
得られた画像濃度(ID)より、下記判定基準に基づいて判定した。判定がAの場合を「多数枚の印刷後において、高画質の画像を形成できている」と評価し、判定がBの場合を「多数枚の印刷後において、高画質の画像を形成できていない」と評価した。
(画像濃度の判定基準)
A:画像濃度(ID)が1.0以上であった。
B:画像濃度(ID)が1.0未満であった。
A:画像濃度(ID)が1.0以上であった。
B:画像濃度(ID)が1.0未満であった。
<評価結果>
現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のそれぞれについて、StQ、画像流れの判定結果、及び画像濃度の判定結果を表3に示す。
現像剤DA−1〜DA−7及びDB−1〜DB−7のそれぞれについて、StQ、画像流れの判定結果、及び画像濃度の判定結果を表3に示す。
現像剤DA−1〜DA−7では、キャリア粒子のコート層がシリコーン樹脂を含んでいた。表1及び表2に示すように、現像剤DA−1〜DA−7では、StD50が3.0μm以上6.0μm以下であった。現像剤DA−1〜DA−7では、StD10が1.0μm以上であった。現像剤DA−1〜DA−7では、StD90が7.5μm以下であった。表3に示すように、現像剤DA−1〜DA−7では、StQが20μC/g以上60μC/g以下であった。
表3に示すように、現像剤DA−1〜DA−7では、画像流れの判定結果がA又はBであった。よって、現像剤DA−1〜DA−7は、画像流れの発生を抑制できていた。現像剤DA−1〜DA−7では、画像濃度の判定結果がAであった。よって、現像剤DA−1〜DA−7は、多数枚の印刷後において、高画質の画像を形成できていた。
表1及び表2に示すように、現像剤DB−1では、StD50が6.0μmを超えていた。現像剤DB−2では、StD50が3.0μm未満であった。現像剤DB−3では、StD10が1.0μm未満であった。現像剤DB−4では、StD90が7.5μmを超えていた。表3に示すように、現像剤DB−5では、StQが20μC/g未満であった。現像剤DB−6では、StQが60μC/gを超えていた。現像剤DB−7では、キャリア粒子のコート層がシリコーン樹脂を含んでいなかった。
表3に示すように、現像剤DB−2、DB−5及びDB−7では、画像流れの判定結果がCであった。よって、現像剤DB−2、DB−5及びDB−7は、画像流れの発生を抑制できていなかった。現像剤DB−1及びDB−3〜DB−6では、画像濃度の判定結果がBであった。よって、現像剤DB−1及びDB−3〜DB−6は、多数枚の印刷後において、高画質の画像を形成できていなかった。
以上の結果から、本発明によれば、画像流れの発生を抑制しつつ、多数枚(例えば1万枚)の印刷後において、高画質の画像を形成できることが示された。
本発明に係る2成分現像剤は、例えば複写機、プリンター又は複合機において画像を形成するために用いることができる。
10 :トナー粒子
11 :トナー母粒子
12 :外添剤
20 :ステアリン酸亜鉛粒子
30 :トナー
50 :キャリア粒子
51 :キャリアコア
52 :コート層
11 :トナー母粒子
12 :外添剤
20 :ステアリン酸亜鉛粒子
30 :トナー
50 :キャリア粒子
51 :キャリアコア
52 :コート層
Claims (7)
- トナー粒子及びステアリン酸亜鉛粒子を含むトナーと、キャリア粒子を含むキャリアとを含有する2成分現像剤であって、
前記トナー粒子は、結着樹脂を含むトナー母粒子を含有し、
前記キャリア粒子は、キャリアコアと、前記キャリアコアの表面を覆うコート層とを備え、
前記コート層は、シリコーン樹脂を含み、
前記ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における50%累積径は、3.0μm以上6.0μm以下であり、
前記ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における10%累積径は、1.0μm以上であり、
前記ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における90%累積径は、7.5μm以下であり、
温度20℃かつ湿度50%RHの環境下、前記キャリア粒子100質量部と前記ステアリン酸亜鉛粒子8質量部とを、容器回転揺動型粉体混合機を用いて回転速度75rpmの条件で30分間混合した後の前記ステアリン酸亜鉛粒子の帯電量は、20μC/g以上60μC/g以下である、2成分現像剤。 - 前記シリコーン樹脂は、アミノ変性シリコーン樹脂である、請求項1に記載の2成分現像剤。
- 前記アミノ変性シリコーン樹脂は、アミノ変性メチルシリコーン樹脂である、請求項2に記載の2成分現像剤。
- 前記ステアリン酸亜鉛粒子の量は、前記トナー母粒子100質量部に対して、0.10質量部以上0.30質量部以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の2成分現像剤。
- 前記コート層の厚さは、0.8μm以上1.5μm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の2成分現像剤。
- 前記トナー粒子は、前記トナー母粒子の表面に付着した外添剤を更に含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の2成分現像剤。
- 前記ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における90%累積径から前記ステアリン酸亜鉛粒子の体積基準における10%累積径を引いた値は、3.5μm以上である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の2成分現像剤。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019226520A JP2021096328A (ja) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 2成分現像剤 |
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- 2019-12-16 JP JP2019226520A patent/JP2021096328A/ja active Pending
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