JP5070323B2 - 2成分現像剤および画像形成方法 - Google Patents
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Description
体積平均粒子径が25μm以上90μm以下のフェライトからなるキャリア芯材と、キャリア芯材の表面に形成され、体積平均粒子径が0.1μm以上2μm以下の磁性微粒子とシリコーン樹脂とを含む樹脂被覆層であって、シリコーン樹脂100重量部に対して磁性微粒子を40重量部以上100重量部以下含む樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアと、を含み、
前記樹脂被覆キャリアの総表面積に対する前記トナーの総投影面積の比率で表される、前記樹脂被覆キャリアと前記トナーとの混合比が30%以上70%以下であることを特徴とする2成分現像剤である。
前記2成分現像剤を用いて、像担持体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する工程とを含むことを特徴とする画像形成方法である。
本発明の実施の一形態である2成分現像剤は、トナーと樹脂被覆キャリアとを含む。
トナーは、トナー母粒子を含む。トナー母粒子原料としては、結着樹脂および着色剤を必須成分とし、それ以外に、荷電制御剤、ワックスなどを使用できる。また、トナー母粒子には、平均一次粒子径がそれぞれ異なる複数種の外添剤が外添される。
樹脂被覆キャリアは、キャリア芯材とキャリア芯材の表面に形成される樹脂被覆層とを含む。
(Y)nSi(R)m …(1)
〔式中、m個のRは同一または異なってアルキル基、アルコキシ基または塩素原子を示す。n個のYは同一または異なってアミノ基を含有する炭化水素基を示す。mおよびnはそれぞれ1〜3の整数を示す。ただし、m+n=4である。〕
H2N(H2C)3Si(OCH3)3
H2N(H2C)3Si(OC2H5)3
H2N(H2C)3Si(CH3)(OCH3)2
H2N(H2C)2HN(H2C)3Si(CH3)(OCH3)2
H2NOCHN(H2C)3Si(OC2H5)3
H2N(H2C)2HN(H2C)3Si(OCH3)3
H2N−Ph−Si(OCH3)3(式中−Ph−はp−フェニレン基を示す。)
Ph−HN(H2C)3Si(OCH3)3(式中Ph−はフェニル基を示す。)
(H9C4)2N(H2C)3Si(OCH3)3
0.01〜10重量部である。
本発明の実施の一形態である多色画像形成方法は、本発明の2成分現像剤を用いる。
(キャリア芯材、磁性微粒子、非磁性微粒子、有機微粒子の体積平均粒子径)
エマルゲン109P(花王株式会社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテルHLB13.6)5% 10mLに測定試料約10〜15mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散した。このうち約1mLをマイクロトラックMT3000(日機装株式会社製)の所定箇所に加えた後、1分間撹拌し散乱光強度が安定したのを確認して測定を行った。
外添剤を樹脂中に分散して固定化する固定化処理を行い、TEMで観察し、任意の30個を抽出し、それらの外添剤の粒子径を平均して外添剤の平均一次粒子径を求めた。
電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター株式会社製)50mlに、試料20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散器(商品名:UH−50、株式会社エスエムテー社製)によって、超音波周波数20kHzで3分間分散処理して、測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名:マイクロトラックMT3000、日機装株式会社製)を用い、アパーチャ径100μm、測定粒子数50000カウントの条件下に測定を行い、試料の体積粒度分布から試料の体積平均粒径(μm)を求めた。
示差走査熱量計(商品名:Diamond DSC、パーキンエルマージャパン株式会社製)を用い、試料0.01gを温度20℃から昇温速度毎分10℃で200℃まで加熱し、次いで200℃から20℃に急冷する操作を2回繰返し、DSC曲線を測定した。2回目の操作で測定したDSC曲線の融解に相当する吸熱ピークの温度を融点(℃)とした。
下記表1に示す使用量(重量部)のシリコーン樹脂(カッコ内は、シリコーン樹脂の固形分を示す)、磁性微粒子、導電性粒子、有機微粒子、カップリング剤およびトルエンを含む混合物をスリーワンモータにて5分間撹拌し、コート樹脂液を調製した。なお、導電性微粒子はあらかじめ分散剤を用いて、トルエン溶媒中に分散させたものを用いた。このコート樹脂液に、下記表1に示す体積平均粒子径(μm)のフェライト芯材(キャリア芯材)を、下記表1に示す含有量で添加して混合し、撹拌機に投入してさらに混合した。得られた混合物から、減圧および加熱することでトルエンを除去し、フェライト芯材表面に塗布層を形成した。これを、200℃で1時間加熱して塗布層を硬化させて樹脂被覆層を形成し、100メッシュのふるいにかけて樹脂被覆キャリア1〜8,10〜12を製造した。
シリコーン樹脂(イ) 商品名:KR350、信越化学株式会社製、シリコーン樹脂20%溶液
導電性粒子(ロ) 商品名:VULCANXC72、キャボット株式会社製、導電性カーボンブラックトルエン分散液、固形濃度15%液
有機微粒子(ハ) 商品名:エポスター、株式会社日本触媒社製、トリアジン環を有する樹脂からなる有機架橋微粒子、体積平均粒子径:0.4μm
磁性微粒子(ニ) 商品名:BL−400、チタン工業株式会社製、バリウムフェライト微粒子、体積平均粒子径:0.2μm
磁性微粒子(ホ) 商品名:BL−10、チタン工業株式会社製、マグネタイト微粒子、体積平均粒子径:1.3μm
磁性微粒子(へ) 商品名:RB−BL、チタン工業株式会社製、マグネタイト微粒子、体積平均粒子径:2.0μm
磁性微粒子(ト) 商品名:RB−SP、チタン工業株式会社製、マグネタイト微粒子、体積平均粒子径:3.0μm
カップリング剤(リ) 商品名:SH6020、東レダウコーニング株式会社製、100%溶液
磁性微粒子の代わりに非磁性微粒子(商品名:バイカロックス0.3CR、バイコウスキー社製、アルミナ微粒子、粒子径:0.3μm)を16重量部用い、この非磁性微粒子の他に、下記表1に示すコート樹脂溶液原料を用いて、樹脂被覆キャリア1〜8,10〜12を製造した方法と同様の方法で樹脂被覆キャリア9を得た。
・ポリエステル樹脂(酸価:21mgKOH/g)
芳香族系アルコール成分:PO−BPAとEP−BPA
酸成分:フマル酸と無水メリット酸 87.5重量%
・C.I.Pigment Blue 15:1(着色剤) 5重量%
・無極性パラフィンワックス (融点:78℃、重量平均分子量(Mw)8.32×102) 6重量%
・荷電制御剤(商品名:ボントロンE−84、オリエント化学社製) 1.5重量%
C.I.Pigment Blue 15:1をカーボンブラックに変更したこと以外はトナー1の製造と同様にしてトナー2を得た。
商品名がE−81の荷電制御剤を、商品名がLR−147(日本カーリット社製)の荷電制御剤に変更したこと以外はトナー1の製造と同様にしてトナー3を得た。
平均一次粒子径が100nmの疎水化処理したシリカを用いなかったこと以外はトナー1の製造と同様にしてトナー4を得た。
下記表2に示すように、トナーと、樹脂被覆キャリアとを組合せることによって、実施例1〜13および比較例1〜9の2成分現像剤を得た。
この2成分現像剤を用いて以下の評価を行った。
i.初期の帯電性
上記2成分現像剤を市販の2成分現像装置を有する複写機(シャープ株式会社製、MX−6000N)にセットし、常温常湿下において3分間空転した後、2成分現像剤を採取し、吸引式帯電量測定装置(TREK社:210H−2A Q/M Meter)で帯電量を測定した。帯電量が−25μC/g以上であれば良好(○)、帯電量が−20μC/g以上−25μC/g未満であれば利用可(△)、帯電量が−20μC/g未満であれば不良(×)と判断した。
上記樹脂被覆キャリア0.95gとトナー0.05gとが入った5mlのガラス瓶を32rpmの回転培養機で1分間撹拌した後、2成分現像剤を採取し、吸引式帯電量測定装置で帯電量を測定した。また前記樹脂被覆キャリアと前記トナーとを撹拌時間を3分間に変更して同様に撹拌した後、同様に帯電量を測定した。1分後と3分後の帯電量の差が絶対値で5μC/g以下であれば良好(○)、5μC/gを超えて7μC/g以下であれば利用可(△)、7μC/gを超えれば不良(×)と判断した。
上記2成分現像剤を市販の2成分現像装置を有する複写機(シャープ株式会社製、MX−6000N)にセットし、常温常湿下においてベタ画像を50000枚実写した後、画像部の画像濃度および非画像部の白色度、2成分現像剤の帯電量を測定した。画像濃度は、X−Rite938分光測色濃度計により測定し、画像濃度が1.4以上であれば良好(○)、画像濃度が1.4未満であれば不良(×)と判断した。白色度は、日本電色工業株式会社製SZ90型分光式色差計を用いて三刺激値X、Y、Zを求め、Zの値が0.5以下であれば良好(○)、Zの値が0.5を超えて0.7以下であれば利用可(△)、Zの値が0.7を超えれば不良(×)と判断した。2成分現像剤の帯電量は吸引式帯電量測定装置にて測定し、前記初期の帯電性における初期の帯電量との差が絶対値で5μC/g以下であれば良好(○)、5μC/gを超えて7μC/g以下であれば利用可(△)、7μC/gを超えれば不良(×)と判断した。
転写効率T(%)は下記式(2)から算出した。転写効率Tが90%以上であれば良好(○)、90%未満であれば不良(×)と判断した。
T(%)=[Mp/(Md+Mp)]×100 …(2)
まず、表1に示す製造直後の樹脂被覆キャリアを電子顕微鏡で観察し、樹脂被覆層の状態を確認した。その結果、樹脂被覆キャリア8,10はいずれもキャリア芯材の露出部分が観察されたので、被覆状態を不良(×)と判断した。
上記評価結果を用いて総合評価を行った。上記評価結果がすべて○の場合は◎とし、上記評価に×がなく1つでも△がある場合は○とし、上記評価結果に1つでも×がある場合は×とした。
組合せるトナーおよび樹脂被覆キャリアの種類、ならびに評価結果および総合評価結果を表2に示す。
Claims (4)
- 平均一次粒子径がそれぞれ異なる複数種の外添剤が外添されたトナーであって、前記複数種の外添剤のうち、少なくとも1種の外添剤の平均一次粒子径が0.1μm以上であるトナーと、
体積平均粒子径が25μm以上90μm以下のフェライトからなるキャリア芯材と、キャリア芯材の表面に形成され、体積平均粒子径が0.1μm以上2μm以下の磁性微粒子とシリコーン樹脂とを含む樹脂被覆層であって、シリコーン樹脂100重量部に対して磁性微粒子を40重量部以上100重量部以下含む樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアと、を含み、
前記樹脂被覆キャリアの総表面積に対する前記トナーの総投影面積の比率で表される、前記樹脂被覆キャリアと前記トナーとの混合比が30%以上70%以下であることを特徴とする2成分現像剤。 - 前記樹脂被覆層は、さらに有機物からなる有機微粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載の2成分現像剤。
- 前記有機微粒子は、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂およびトリアジン環を有する樹脂から選ばれる樹脂により構成されることを特徴とする請求項2に記載の2成分現像剤。
- 像担持体に潜像を形成する工程と、
請求項1〜3のいずれか1つに記載の2成分現像剤を用いて、像担持体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する工程とを含むことを特徴とする画像形成方法。
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