JPWO2008093833A1 - 二成分系現像剤、補給用現像剤及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記シアントナーが、
i)前記シアントナーのクロロホルム溶解液におけるシアントナーの濃度をCc(mg/ml)とし、前記溶解液の波長712nmにおける吸光度をA712としたときに、CcとA712の関係が、下記式(1)を満足し、
2.00<A712/Cc<8.15 (1)
ii)前記シアントナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、25.0≦L*≦40.0及び50.0≦C*≦60.0であり、
iii)前記シアントナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記シアントナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg〜120mC/kgであること、
を特徴とする二成分系現像剤に関するものである。
i)前記マゼンタトナーのクロロホルム溶解液におけるマゼンタトナーの濃度をCm(mg/ml)とし、前記溶解液の波長538nmにおける吸光度をA538としたときに、CmとA538の関係が、下記式(3)を満足し、
2.00<A538/Cm<6.55 (3)
ii)前記マゼンタトナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、35.0≦L*≦45.0及び60.0≦C*≦72.0であり、
iii)前記マゼンダトナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記マゼンダトナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg〜120mC/kgであること、
を特徴とする二成分系現像剤に関するものである。
i)前記イエロートナーのクロロホルム溶解液におけるイエロートナー濃度をCy(mg/ml)とし、前記溶解液の波長422nmにおける吸光度をA422としたときに、CyとA422の関係が、下記式(5)を満足し、
6.00<A422/Cy<14.40 (5)
ii)前記イエロートナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、85.0≦L*≦95.0及び100.0≦C*≦115.0であり、
iii)前記イエロートナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記イエロートナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg〜120mC/kgであることを特徴とする二成分系現像剤に関するものである。
12 上部電極
13 絶縁物
14 電流計
15 電圧計
16 定電圧装置
17 磁性キャリア
18 ガイドリング
61a 感光体
62a 帯電ローラー
63a 現像器
64a 転写ブレード
65a 補給用現像剤容器
67a 露光光
68 転写材担持体
69 分離帯電器
70 定着装置
71 定着ローラー
72 加圧ローラー
75 加熱手段
76 加熱手段
79 クリーニング装置
80 駆動ローラー
81 ベルト従動ローラー
82 ベルト除電器
83 レジストローラー
85 トナー濃度検知センサー
101 補給用現像剤容器
102 現像器
103 クリーニングユニット
104 廃現像剤容器
105 補給用現像剤導入口
106 排出口
Pa 画像形成ユニット
Pb 画像形成ユニット
Pc 画像形成ユニット
Pd 画像形成ユニット
E 抵抗測定セル
L 試料厚み
(1)磁性成分の焼成時の温度を調整することにより、結晶の成長速度をコントロールする。
(2)発泡剤や有機微粒子の空孔形成剤を磁性成分に添加し、空孔を発生させる。
(3)発泡剤の種類・量、焼成時間をコントロールすることにより、空孔径・空孔径分布・空孔比率を調整する。
(4)空孔形成剤の径・径分布・量、焼成時間をコントロールして、空孔径・空孔径分布・空孔比率を調整する。
(LO)w(MO)x(QO)y(Fe2O3)z
[式中、w+x+y+z=100mol%(w,x,yは0でも良いが、全てが0になることは無い。)であって、L、M、Qはそれぞれ、Ni、Cu、Zn、Li、Mg、Mn、Sr、Ca、Baの金属原子である。]
例えば、磁性のLi系フェライト、Mn−Zn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、MnMgSr系フェライト、Cu−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Ba系フェライト、Mn系フェライトが挙げられる。これらのうち、結晶の成長速度のコントロールが容易という観点から、Mn元素を含有する、Mn系フェライトまたはMn−Mg系フェライトが好ましい。
また、上記ポリエステルユニットを有する樹脂の好ましい例には、架橋構造を有するポリエステル樹脂が含まれる。架橋構造を有するポリエステル樹脂は、多価アルコールと、三価以上の多価カルボン酸を含むカルボン酸成分を縮重合反応させることにより得られる。この三価以上の多価カルボン酸成分の例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸、およびこれらの酸無水物やエステル化合物が挙げられるが、これらに限定はされない。縮重合されるエステル系モノマーに含まれる三価以上の多価カルボン酸成分の含有量は、全モノマー基準で0.1〜1.9mol%であることが好ましい。
トナーを50mg秤量し、これにピペットでクロロホルム50mlを加え溶解する。さらに、該溶解液をクロロホルムで5倍に希釈し、0.2mg/mlのトナーのクロロホルム溶解液を得た。該トナーのクロロホルム溶解液を、吸光度測定用試料とした。測定には、紫外可視分光光度計V−500V(日本分光株式会社製)を用い、光路長10mm幅となる石英セルを用い波長350nm〜800nmの範囲で該溶解液の吸光度を測定した。シアントナーでは波長712nm、マゼンタトナーでは波長538nm、イエロートナーでは波長422nmにおける吸光度を測定した。得られた吸光度を上記クロロホルム溶解液のトナーの濃度で除し、単位濃度(mg/ml)あたりの吸光度を算出した。算出した値をそれぞれ(A712/Cc)、(A538/Cm)、及び、(A422/Cy)とした。
50mlのポリビンに、磁性キャリア9.2gを秤量する。その上に、トナー0.8gを秤量し、磁性キャリアとトナーを積層させた状態で、常温常湿環境下(23℃、60%)に24時間調湿する。調湿後、ポリビンの蓋を閉め、ロールミルで、一秒間に1回転の速度で、15回転させた。続いて、試料をポリ瓶ごと振とう機に取り付け、一分間あたり150回のストロークで振とうし、5分間トナーと磁性キャリアを混合し測定用の現像剤を調整した。
摩擦帯電量(mC/kg)=Q/(W1−W2)
付着力の測定は、特開2006−195079号公報に記載された方法に基づいて行った。詳細は以下の通りである。
F’=m×r×(2πf/60)2 (1)
m=(4π/3)×ρ×(d/2)3 (2)
A=Σlog(F’)/ N (3)
F=10A (4)
粉体状態のトナーの明度L*及び彩度C*は、JIS Z−8722に準拠する分光式色差計「SE−2000」(日本電色工業社製)を用い、観測光源としてD50を、観測視野は2度(2°)で測定する。測定は付属の取り扱い説明書に沿って行うが、標準板の標準合わせには、オプションの粉体測定用セル内に2mm厚で直径30mmのガラスを介した状態で行うのが良い。
磁性キャリアを10.0g準備し、るつぼ中に入れる。N2ガス導入口、排気装置ユニットを装着したマッフル炉(FP−310、ヤマト科学製)を用い、N2ガスを導入しながら、900℃で16時間加熱する。その後、磁性キャリアの温度が50℃以下になるまで放置する。
JIS Z 2504に従い、磁性キャリアの磁性成分の固め見掛け密度を測定した。具体的には、常温常湿環境下(23℃、60%)に24時間調湿した磁性キャリアを、JISカサ比重測定器(筒井理化学器械株式会社)により測定する。
磁性キャリアの磁性成分の真密度は、乾式自動密度計オートピクノメーター(ユアサアイオニクス社製)を用い、下記条件で測定した。
セル : SMセル(10ml)
サンプル量 : 2.0g
この測定方法は、気相置換法に基づいて、固体・液体の真密度を測定するものである。液相置換法と同様、アルキメデスの原理に基づいているが、置換媒体としてガス(アルゴンガス)を用いるため、微細孔を有する物質の測定において精度が高い。
磁性キャリアの磁性成分(多孔質磁性コア粒子)の比抵抗は、図10に概略される測定装置を用いて測定される。抵抗測定セルEに磁性キャリアの磁性成分17を充填し、充填された磁性キャリアの磁性成分に接するように下部電極11および上部電極12を配し、これらの電極間に電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって磁性キャリアの磁性成分の比抵抗を求める。
印加条件 I :(0Vから500Vに変更:30秒おき100Vずつステップ状に増大)
II :(500Vで30秒ホールド)
III:(500Vから0Vに変更:30秒おき100Vずつステップ状に減少)
比抵抗(Ω・cm)=(印加電圧(V)/測定電流(A))×S(cm2)/d(cm)
電界強度(V/cm)=印加電圧(V)/d(cm)
磁性キャリアの平均破壊強度P1及びP2は、株式会社島津製作所の微小圧縮試験機MCTM−500を用い、該測定装置の操作マニュアルに従い測定を行う。測定装置の各種設定は以下の通りである。
測定モード 1(圧縮試験)
荷重 300mN
負荷速度 3.87mN/sec
変位スケール 100μm
上部加圧圧子 平面圧子50μm径
下部加圧板 SKS平板
下部加圧板上の磁性キャリアを装置の光学モニタで観察し、体積分布基準の50%粒径をD50とした時に、D50−5μm以上D50+5μm以下の粒径を有する磁性キャリアを無作為に選択し、該当する粒子を100個測定する。その破壊強度の平均値を平均破壊強度P1(MPa)とした。
また、粒径が10μm以上20μm未満の磁性キャリアに関しても、無作為に選択し、該当する粒子を30個測定し、その破壊強度の平均値を平均破壊強度P2(MPa)とした。
上記トナー粒子及びトナーの重量平均粒径は、コールターカウンターTA−IIまたはコールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、該測定装置の操作マニュアルに従い測定を行う。電解液は約1%NaCl水溶液であり、一級塩化ナトリウムを用いて調製されてもよく、またISOTON(登録商標)−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)であってもよい。
上記無機微粒子又は微粒子の個数平均粒径(D1)は、走査型電子顕微鏡FE−SEM(日立製作所社製 S−4700)を用い、該測定装置の操作マニュアルに従い行う。具体的には、10万倍に拡大したトナー表面の写真を撮影し、画像のコントラストを調整後、2値化する。さらに、その2値化画像を更に拡大し、任意の50個の粒子について、定規又はノギスを用い、粒子の長径を計測し、その個数平均粒径を算出する。その際、微粒子の組成の判別には、上記装置付属のX線マイクロアナライザーを用いる。
GPCによる樹脂の分子量は次の条件で測定することができる。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000型」(シスメックス社製)を用い、該測定装置の操作マニュアルに従い、校正作業時と同一の測定・解析条件で測定する。
円相当径=(粒子投影面積/π)1/2×2
円形度=(粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
微粒子のBET比表面積は、比表面積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)を用いて、BET法に従って、試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて算出する。
磁性キャリアの体積分布基準の50%粒径(D50)は、例えばマルチイメージアナライザー(ベックマン・コールター社製)を用いて、以下のようにして測定される。約1%NaCl水溶液とグリセリンとを、50体積%:50体積%で混合した溶液を電解液として用いる。ここでNaCl水溶液は、一級塩化ナトリウムを用いて調製されればよく、例えばISOTON(登録商標)−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)であってもよい。グリセリンは、特級あるいは一級の試薬であればよい。電解液(約30ml)に、分散剤として界面活性剤(好ましくはドデシルベンゼンスルホンナトリウム)を、0.5ml加え、さらに測定試料を10mg加える。試料が懸濁された電解液を、超音波分散器で約1分間分散処理して、分散液を得る。ガラス測定容器に電解液、および前記分散液を入れて、測定容器中の磁性キャリア粒子の濃度を10体積%とする。ガラス測定容器内容物を最大撹拌スピードで撹拌する。サンプルの吸引圧を10kPaにする。磁性キャリア粒子の比重が大きく沈降しやすい場合は、測定時間を20分とする。また、5分ごとに測定を中断して、サンプル液の補充および電解溶液−グリセリン混合溶液の補充を行う。
測定フレーム内平均輝度:220〜230
測定フレーム設定:300
SH(スレシュホールド):50
2値化レベル:180
測定終了後、本体ソフトにより、粒子画像画面でピンぼけ画像、凝集粒子(複数同時測定)などの除去を行う。
円相当径=(4・Area/π)1/2
ビニル系重合体として、スチレン1.9mol、2−エチルヘキシルアクリレート0.21mol、フマル酸0.15mol、α−メチルスチレンの2量体0.03mol、ジクミルパーオキサイド0.05molを滴下ロートに入れた。また、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン7.0mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン3.0mol、テレフタル酸3.0mol、無水トリメリット酸2.0mol、フマル酸5.0mol及び酸化ジブチル錫0.2gをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取り付け、マントルヒーター内においた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、145℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートよりビニル系樹脂のモノマー及び重合開始剤を5時間かけて滴下した。次いで200℃に昇温し、200℃で4.5時間反応させてハイブリッド樹脂(樹脂A)を得た。GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)による分子量測定の結果を表1に示す。なお、表1において、Mwは重量平均分子量であり、Mnは数平均分子量であり、Mpはピーク分子量である。
メタノール、水、アンモニア水を混合した分散媒体を35℃に加温し、攪拌しながら、テトラメトキシシランを該分散媒体に滴下し、シリカ微粒子の懸濁液を得た。溶媒置換を行い、得られた分散液に疎水化処理剤としてヘキサメチルジシラザンを室温で添加し、その後、130℃まで加熱して反応させ、シリカ微粒子表面の疎水化処理を行った。湿式で篩いを通過させ、粗大粒子を除去後、溶媒を除去し、乾燥することにより、無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子)を得た。該無機微粒子の個数平均粒径は76nmであった。同様に、反応温度と攪拌速度を適宜変更することによって個数平均粒径が84nm、110nm、290nm、310nmの無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子)をそれぞれ調製した。
<マゼンタマスターバッチの製造>
・樹脂A(マスターバッチ用) 60質量部
・マゼンタ顔料(C.I.Pigment Red 57) 20質量部
・マゼンタ顔料(C.I.Pigment Red 122) 20質量部
上記の材料をニーダーミキサーにより溶融混練し、マゼンタマスターバッチを作製した。
<マゼンタトナーの製造>
・樹脂A 88.3質量部
・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:70℃、Mw=450、Mn=320) 5.0質量部
・上記マゼンタマスターバッチ(着色剤分40質量%) 19.5質量部
・3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(負荷電制御剤)
1.0質量部
上記の処方でヘンシェルミキサーにより十分に予備混合し、二軸押出し混練機で混練物温度が150℃になるように溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕した。その後、ハンマー形状を変更したハンマーミルを用いて粉砕を行い、粗大粒子をメッシュで除去し、約0.3mm程度の粗粉砕物を作製した。次に、ターボ工業社製のターボ・ミル(RSローター/SNBライナー)を用いて11μm程度の中粉砕物を作った。さらに、ターボ工業社製のターボ・ミル(RSSローター/SNNBライナー)を用いて6μm程度に粉砕後、再度ターボ・ミル(RSSローター/SNNBライナー)を用いて5μm程度の微粉砕物を作製した。その後、ハンマー形状と数を改良したホソカワミクロン社製の粒子設計装置(製品名:ファカルティ)を用いて、分級と同時に球形化を行うことで重量平均粒径5.3μmのマゼンタトナー粒子1を得た。
上記マゼンタトナー粒子1 100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積80m2/g、個数平均粒径(D1):15nm、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)0.9質量部をヘンシェルミキサーを用いて外添した。次いでオイル処理シリカ微粒子(BET比表面積95m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)1.2質量部、上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子:BET比表面積24m2/g、個数平均粒径(D1):110nm)1.5質量部をヘンシェルミキサーに投入し、外添してマゼンタトナー1とした。該マゼンタトナー1の物性値を表2に示す。
上記マゼンタトナー1の製造において、樹脂A、精製パラフィンワックス、マゼンタマスターバッチ及びジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物の配合割合を、表3に示す割合に変更する以外は同様にして、マゼンタトナー2〜8を製造した。マゼンタトナー2〜8の物性値を表2に示す。
<イエローマスターバッチの製造>
・樹脂A 60質量部
・イエロー顔料(C.I.Pigment Yellow 17) 40質量部
上記の材料をニーダーミキサーにより溶融混練し、イエローマスターバッチを作製した。
<イエロートナーの製造>
・樹脂A 89.5質量部
・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:70℃、Mw=450、Mn=320)
5.0質量部
・上記イエローマスターバッチ(着色剤分40質量%) 17.5質量部
・3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(負荷電制御剤)
1.0質量部
上記の処方で、マゼンタトナー1の製造例と同様の方法でイエロートナー1を得た。該イエロートナー1の物性値を表2に示す。
上記イエロートナー1の製造において、樹脂A、精製パラフィンワックス、イエローマスターバッチ及びジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物の配合割合を、表3に示す割合に変更する以外は同様にして、イエロートナー2〜7を製造した。イエロートナー2〜7の物性値を表2に示す。
<シアンマスターバッチの製造>
・樹脂A 60.0質量部
・シアン顔料(C.I.Pigment Blue 15:3) 40.0質量部
上記の処方でニーダーミキサーにより溶融混練し、シアンマスターバッチを作製した。
<シアントナーの製造>
・樹脂A 92.6質量部
・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:70℃、Mw=450、Mn=320)
5.0質量部
・シアンマスターバッチ(着色剤分40質量%) 12.4質量部
・3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(負荷電制御剤)
1.0質量部
上記の処方で、マゼンタトナー1の製造例と同様の方法でシアントナー1を得た。該シアントナー1の物性値を表2に示す。
上記シアントナー1の製造において、樹脂Aを91.6質量部、シアンマスターバッチを14.1質量部と変更する以外は同様にして、シアントナー2を製造した。シアントナー2の物性値を表2に示す。
上記シアントナー1の製造において、樹脂Aを89.9質量部、シアンマスターバッチを16.9質量部と変更する以外は同様にして、シアントナー3を製造した。シアントナー3の物性値を表2に示す。
上記シアントナー1の製造において、樹脂Aを86.5質量部、シアンマスターバッチを22.5質量部と変更する以外は同様にして、シアントナー4を製造した。シアントナー4の物性値を表2に示す。
上記シアントナー4の製造において、個数平均粒径(D1)が110nmの無機微粒子を用いる代わりに、個数平均粒径(D1)が76nmの上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子;BET比表面積34m2/g)を1.5質量部添加する以外は同様にして、シアントナー5を製造した。シアントナー5の物性値を表2に示す。
上記シアントナー4の製造において、個数平均粒径(D1)が110nmの無機微粒子を用いる代わりに、個数平均粒径(D1)が84nmの上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子;BET比表面積32m2/g)を1.5質量部添加する以外は同様にして、シアントナー6を製造した。シアントナー6の物性値を表2に示す。
上記シアントナー4の製造において、個数平均粒径(D1)が110nmの無機微粒子を用いる代わりに、個数平均粒径(D1)が280nmのフュームドシリカ(BET比表面積10m2/g)を1.5質量部添加する以外は同様にして、シアントナー7を製造した。シアントナー7の物性値を表2に示す。
上記シアントナー4の製造において、個数平均粒径(D1)が110nmの無機微粒子を用いる代わりに、個数平均粒径(D1)が290nmの上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子;BET比表面積9.1m2/g)を1.5質量部添加する以外は同様にして、シアントナー8を製造した。シアントナー8の物性値を表2に示す。
上記シアントナー4の製造において、個数平均粒径(D1)が110nmの無機微粒子を用いる代わりに、個数平均粒径(D1)が310nmの上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子;BET比表面積8.5m2/g)を1.5質量部添加する以外は同様にして、シアントナー9を製造した。シアントナー9の物性値を表2に示す。
上記シアントナー1の製造において、樹脂Aを83.1質量部、シアンマスターバッチを28.1質量部とし、個数平均粒径(D1)が110nmの無機微粒子の代わりに、個数平均粒径(D1)が290nmの上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子;BET比表面積9.1m2/g)を1.5質量部添加するように変更する以外は同様にして、シアントナー10を製造した。シアントナー10の物性値を表2に示す。
二軸押出し混練機による混練物温度を110℃とした以外は、シアントナー10の製造例と同様にシアントナー11を製造した。シアントナー11の物性値を表2に示す。
上記シアントナー11の製造において、樹脂Aを79.8質量部、シアンマスターバッチを33.8質量部と変更した以外は同様にして、シアントナー12を製造した。シアントナー12の物性値を表2に示す。
上記シアントナー12の製造において、ホソカワミクロン社製の粒子設計装置(製品名:ファカルティ)を用いて分級及び球形化を行う代わりに、メテオレインボー(日本ニューマチック社製)を用いて、熱処理温度250℃にて熱球形化処理し、エルボージェット分級機を用いて分級した以外は同様にして、シアントナー13を製造した。シアントナー13の物性値を表2に示す。
上記シアントナー13の製造において、メテオレインボー(日本ニューマチック社製)の熱球形化処理において、熱処理温度を50℃高く設定した以外は同様にして、シアントナー14を製造した。シアントナー14の物性値を表2に示す。
上記シアントナー12の製造において、ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕した後、ターボ・ミル(RSローター/SNNBライナー)を用いて一気に5μm程度の微粉砕物を作製した以外は同様にして、シアントナー15を製造した。シアントナー15の物性値を表2に示す。
上記シアントナー15の製造において、ホソカワミクロン社製の粒子設計装置(製品名:ファカルティ)での処理条件に関して、分散回転数を2分の1とした以外は同様にして、シアントナー粒子を製造した。
得られたシアントナー粒子100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積80m2/g、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)0.9質量部をヘンシェルミキサーを用いて外添した。さらに、オイル処理シリカ(BET比表面積147m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)2.5質量部、上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子:個数平均粒径(D1):290nm)0.5質量部をヘンシェルミキサーに投入して外添してシアントナー16とした。シアントナー16の物性値を表2に示す。
上記シアントナー16の製造で得られたシアントナー粒子100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積80m2/g、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)1.0質量部をヘンシェルミキサーを用いて外添した。さらに、オイル処理シリカ(BET比表面積95m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)0.5質量部、上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子:個数平均粒径(D1):290nm)1.5質量部をヘンシェルミキサーに投入して外添してシアントナー17とした。シアントナー17の物性値を表2に示す。
上記シアントナー13の製造で得られたシアントナー粒子100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積80m2/g、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)0.5質量部をヘンシェルミキサーを用いて外添した。さらに、ルチル型酸化チタン微粉末(BET比表面積33m2/g、イソブチルトリメトキシシラン/トリフロロプロピルトリメトキシシラン=6質量%/6質量%)0.5質量部、個数平均粒径(D1):35nm、オイル処理シリカ(BET比表面積95m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)0.5質量部、及び上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子:個数平均粒径(D1):290nm)1.5質量部をヘンシェルミキサーに順次投入して外添してシアントナー18とした。シアントナー18の物性値を表2に示す。
上記シアントナー13の製造で得られたシアントナー粒子100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積80m2/g、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)1.0質量部をヘンシェルミキサーを用いて外添した。さらに、オイル処理シリカ(BET比表面積147m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)0.5質量部、上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子:個数平均粒径(D1):290nm)0.5質量部をヘンシェルミキサーに投入して外添してシアントナー19とした。シアントナー19の物性値を表2に示す。
上記シアントナー1の製造において、樹脂Aを73.0質量部、シアンマスターバッチを45.0質量部と変更した以外は同様にして、シアントナー粒子を得た。該シアントナー粒子100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積80m2/g、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)0.5質量部をヘンシェルミキサーを用いて外添した。さらに、ルチル型酸化チタン微粉末(BET比表面積33m2/g、イソブチルトリメトキシシラン/トリフロロプロピルトリメトキシシラン=6質量%/6質量%)0.5質量部、オイル処理シリカ(BET比表面積95m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)0.5質量部、上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子:個数平均粒径(D1):290nm)1.5質量部をヘンシェルミキサーに投入して、外添してシアントナー20とした。シアントナー20の物性値を表2に示す。
上記シアントナー11の製造において、樹脂Aを66.3質量部、シアンマスターバッチを56.3質量部とした以外は同様にして、シアントナー21を得た。シアントナー21の物性値を表2に示す。
・樹脂A 100.0質量部
・シアン顔料(C.I.Pigment Blue 15:3) 23.4質量部
・精製パラフィンワックス(最大吸熱ピーク:70℃、Mw=450、Mn=320)
5.0質量部
・3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミニウム化合物(負荷電制御剤)
1.0質量部
上記の処方を用い、シアントナー1の製造例と同様の方法でシアントナー粒子を得た。該シアントナー粒子100質量部に対して、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積80m2/g、個数平均粒径(D1):15nm、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)0.9質量部をヘンシェルミキサーを用いて外添した。さらに、オイル処理シリカ微粒子(BET比表面積95m2/g、シリコーンオイル15質量%処理)1.2質量部、上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子:個数平均粒径(D1):290nm)1.5質量部をヘンシェルミキサーに投入して、外添してシアントナー22を得た。該シアントナー22の物性値を表2に示す。
シアントナー22の製造において、シアン顔料(PigmentBlue15:3)を4.5質量部とし、トナー粒子の製造工程において、ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、エアージェット方式による微粉砕機(スーパーソニックジェットミル、日本ニューマチック)を用いて一気に5μm程度の微粉砕物を作製した以外は同様にして、シアントナー23を得た。シアントナー23の物性値を表2に示す。
シアントナー22の製造において、シアン顔料(PigmentBlue15:3)を4.5質量部に変更した。更に、トナー粒子の製造工程において、ハンマーミルを用いて約1〜2mm程度に粗粉砕し、エアージェット方式による微粉砕機(スーパーソニックジェットミル、日本ニューマチック)を用いて一気に5μm程度の微粉砕物を作製し、次いで分級機(エルボージェット、日鉄鉱業社製)を用いて分級するように変更した以外は、シアントナー22の製造と同様にして、シアントナー24を得た。シアントナー24の物性値を表2に示す。
シアントナー22の製造において、シアン顔料(PigmentBlue15:3)を0.6質量部とした以外は同様にして、シアントナー25を得た。シアントナー25の物性値を表2に示す。
<1.秤量・混合>
Fe2O3 76.6質量%
MnO 20.0質量%
MgO 3.0質量%
SrO 0.4質量%
となるように秤量した。
上記組成で配合したフェライト原材料をボールミルで湿式混合した。
<2.仮焼成>
上記混合物を乾燥・粉砕した後、900℃で2時間焼成し、フェライトを作成した。
<3.粉砕>
クラッシャーで0.1〜1.0mmに粉砕した後に、水を加え湿式ボールミルで0.1〜0.5μmに微粉砕し、フェライトスラリーを得た。
<4.造粒>
得られたフェライトスラリーに、空孔形成剤としてポリエステル微粒子(重量平均粒径2μm)を4%、バインダーとしてポリビニルアルコール2%を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で球状粒子に造粒した。
<5.焼成>
上記造粒物を電気炉にて、酸素ガス濃度1.0%の窒素ガス雰囲気下、1200℃で4時間焼成した。
<6.選別1>
得られた焼成物を目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去した。
<7.選別2>
得られた粒子を風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級し、キャリアの磁性成分粒子Aを得た。表4に磁性成分粒子Aの物性を示す。
キャリアの磁性成分粒子Aの製造例において、造粒工程で用いたポリエステル微粒子の添加量を4%から12%に、ポリビニルアルコールの添加量を2%から5%に変更した以外は同様にして、磁性成分粒子Bを得た。また、ポリエステル微粒子の添加量を4%から3%に変更した以外は同様にして、磁性成分粒子Cを得た。更に、ポリエステル微粒子の添加量を4%から15%に、ポリビニルアルコールの添加量を2%から7%に変更した以外は同様にして、磁性成分粒子Fを得た。磁性成分粒子B、C、Fの物性を表4に示す。
キャリアの磁性成分粒子Aの製造例において、焼成工程と選別1工程の間に、焼成2:「得られた焼成物を電気炉にて、窒素雰囲気下、800度で1時間焼成して還元した。」を実施した以外は同様にして、キャリアの磁性成分粒子Dを得た。磁性成分粒子Dの物性を表4に示す。
キャリアの磁性成分粒子Aの製造例において、焼成工程の条件を、「酸素ガス濃度1.5%の窒素ガス雰囲気下、1250℃で4時間焼成した」と変更する以外は同様にして、キャリアの磁性成分粒子Eを得た。磁性成分粒子Eの物性を表4に示す。
キャリアの磁性成分粒子Aの製造例において、造粒工程で用いたポリエステル微粒子の添加量を4%から1%に変更し、焼成工程の条件を、「酸素ガス濃度0.5%の窒素ガス雰囲気下、1100℃で4時間焼成した」と変更する以外は同様にして、キャリアの磁性成分粒子Gを得た。磁性成分粒子Gの物性を表4に示す。
キャリアの磁性成分粒子Aの製造例において、フェライト原材料を以下のように変更する以外は同様にして、キャリアの磁性成分粒子Hを得た。磁性成分粒子Hの物性を表4に示す。
Fe2O3 69.0質量%
ZnO 16.0質量%
CuO 15.0質量%
キャリアの磁性成分粒子Aの製造例において、造粒工程で用いたスプレードライヤーのアトマイザーディスクの回転数を上げ、更に、選別2工程の風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)の分級条件を、より粗粉が除去されるように変更した以外は同様にして、キャリアの磁性成分粒子Iを得た。磁性成分粒子Iの物性を表4に示す。
モル比で、Fe2O3=54モル%、CuO=16モル%、MgO=30モル%になるように秤量し、ボールミルを用いて8時間混合を行った。これを900℃で2時間仮焼した後、ボールミルにより粉砕を行い、更にスプレードライヤーにより造粒を行った。これを1150℃で10時間焼結し、粉砕し、更に分級して磁性成分粒子Jを得た。磁性成分粒子Jの物性を表4に示す。
<1.樹脂液の調製>
ストレートシリコーン樹脂(信越化学社製KR255) 20.0質量%
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン 2.0質量%
キシレン 78.0質量%
上記の3種の材料を混合し、樹脂液1を得た。
<2.樹脂浸透工程>
磁性成分粒子Aの質量に対してシリコーン樹脂の質量が10質量%となるように、磁性成分粒子Aの空孔に樹脂液1を浸透させ、磁性成分粒子Aの空孔を樹脂で充填した。樹脂の充填は、万能混合攪拌機(製品名NDMV;不二パウダル株式会社)を用いて、真空度を50kPaにし、70℃に加熱して行った。樹脂液1は、0分、10分、20分の3回に分け投入し、その後、1時間攪拌した。
<3.乾燥工程>
万能混合攪拌機(製品名NDMV;不二パウダル株式会社)を用いて、真空度を5kPaにし、100℃で5時間加熱してキシレンを除去した。
<4.硬化工程>
200℃で3時間加熱し樹脂を硬化させた。
<5.篩工程>
篩振とう機(300MM−2型、筒井理化学器械株式会社)を用い、目開き75μmの篩で篩い、磁性キャリア1を得た。尚、得られた磁性キャリア1は、多孔質磁性コア粒子の表面が、空孔に充填された樹脂によって覆われていた。得られた磁性キャリア1の物性値を表5に示す。
磁性キャリア1の製造例において、磁性成分粒子Aに変えて、磁性成分粒子Bを用いた。更に、磁性キャリア1の製造例の樹脂浸透工程において、磁性成分粒子の質量に対してシリコーン樹脂の質量が20質量%となるように樹脂液1を浸透させた。それ以外は、磁性キャリア1の製造例と同様にして、磁性キャリア2を得た。得られた磁性キャリア2の物性値を表5に示す。
磁性キャリア1の製造例において、磁性成分粒子Aに変えて、磁性成分粒子Cを用いた。更に、磁性キャリア1の製造例の樹脂浸透工程において、磁性成分粒子の質量に対してシリコーン樹脂の質量が5質量%となるように樹脂液1を浸透させた。それ以外は、磁性キャリア1の製造例と同様にして、磁性キャリア3を得た。得られた磁性キャリア3の物性値を表5に示す。
磁性キャリア1の製造例において、磁性成分粒子Aに変えて、磁性成分粒子D、E或いはHを用いた以外は磁性キャリア1の製造例と同様にして、磁性キャリア4、5、10をそれぞれ得た。得られた磁性キャリア4、5及び10の物性値を表5に示す。
<1.樹脂液の調製工程>
ポリメチルメタクリレート(Mw=58,000) 1.5質量%
トルエン 98.5質量%
以上を混合し、樹脂液2を得た。
<2.樹脂浸透工程>
磁性成分粒子Aの質量に対してポリメチルメタクリレートの質量が4質量%となるように、磁性成分粒子Aの空孔に樹脂液2を浸透させ、磁性成分粒子Aの空孔を樹脂で充填した。樹脂の充填は、万能混合攪拌機(製品名NDMV;不二パウダル株式会社)を用いて、真空度を50kPaにし、60℃に加熱して行った。樹脂液2は、0分、10分、20分の3回に分け投入し、その後、1時間攪拌した。
<3.乾燥工程>
万能混合攪拌機(製品名NDMV;不二パウダル株式会社)を用いて、真空度を5kPaにし、100℃で5時間加熱してトルエンを除去した。
<4.硬化工程>
オーブンを用い、窒素雰囲気下で、220℃で3時間加熱し樹脂を硬化させた。
<5.篩工程>
篩振とう機(300MM−2型、筒井理化学器械株式会社)を用い、目開き75μmの篩で篩い、樹脂含有磁性粒子6を得た。樹脂含有磁性粒子6を磁性キャリア6とした。尚、得られた磁性キャリア6は、多孔質磁性コア粒子の表面が、空孔に充填された樹脂によって覆われていた。得られた磁性キャリア6の物性値を表5に示す。
磁性キャリア1の製造例で得られた磁性キャリア1を、衝突式気流粉砕機を用いて粉砕し、その後、風力分級機(エルボジェットラボEJ−L3、日鉄鉱業社製)で分級して、磁性キャリア7を得た。得られた磁性キャリア7の物性値を表5に示す。
磁性キャリア2の製造例において、キャリアの磁性成分粒子Bからキャリアの磁性成分粒子Fに変更した以外は同様にして、磁性キャリア8を得た。得られた磁性キャリア8の物性値を表5に示す。
磁性キャリア3の製造例において、キャリアの磁性成分粒子Cからキャリアの磁性成分粒子Gに変更した以外は同様にして、磁性キャリア9を得た。得られた磁性キャリア9の物性値を表5に示す。
磁性キャリア6の製造例の樹脂浸透工程において、磁性キャリアコア(磁性成分粒子A)の質量に対してポリメチルメタクリレートを3質量%用いるように変更する以外は同様にして、磁性キャリア11を得た。得られた磁性キャリア11の物性値を表5に示す。
磁性キャリア2の製造例において、キャリアの磁性成分粒子Bからキャリアの磁性成分粒子Iに変更した以外は同様にして、磁性キャリア12’を得た。該磁性キャリア12’と磁性キャリア1を20:80の質量比になるように混合し、磁性キャリア12を得た。得られた磁性キャリア12の物性値を表5に示す。
トルエン20質量部,ブタノール20質量部、水20質量部、氷40質量部を四つ口フラスコにとり、撹拌しながらCH3SiCl315モルと(CH3)2SiCl210モルとの混合物40質量部を加え、更に30分間撹拌した後、60℃で1時間縮合反応を行った。その後シロキサンを水で十分に洗浄し、トルエン−メチルエチルケトン−ブタノール混合溶媒に溶解して固型分10%のシリコーンワニスを調製した。このシリコーンワニスにシロキサン固型分100質量部に対して2.0質量部のイオン交換水および2.0質量部の下記(3)の硬化剤と、3.0質量部の下記アミノシランカップリング剤(4)を同時添加し、キャリア被覆溶液を作製した。
上記磁性キャリアとトナーとを表6に示すように組合せ、スタート用現像剤及び補給用現像剤を作成し、キヤノン(株)製フルカラー複写機CLC5000改造機(改造の内容は後述)に充填し、各種評価を実施した。なお、スタート用現像剤は、磁性キャリア90質量部にトナー10質量部を加え、常温常湿(23℃、50%RH)の環境において、V型混合機により混合して調製した。また、実施例1〜19及び比較例1〜4で用いられる補給用現像剤は、磁性キャリア10質量部にトナー90質量部を加え、常温常湿(23℃、50%RH)の環境において、V型混合機により混合して調製した。さらに、実施例20〜38、および比較例5〜12の補給用現像剤は、磁性キャリアを含有しない。補給用現像剤は、補給用現像剤容器に充填した。
現像器を図6のように、補給用現像剤導入口105より、補給用現像剤を導入し、過剰になった磁性キャリアが、現像室に設置してある排出口106より排出されるように改造した。また、レーザースポット径を絞り、600dpiで出力できるようにした。更に、定着ユニットの定着ローラーの表層をPFA(パーフルオロアルコキシアルカン)チューブに変え、オイル塗布機構を取り外した。
転写材(紙:OKトップコート、127.9g/m2、王子製紙株式会社)上に、単色ベタ画像を形成し、反射濃度が1.5となるトナー載り量を求めた。反射濃度は、分光濃度計500シリーズ(X−Rite社)を用いて画像濃度を測定した。
単色ベタ画像の反射濃度が1.5となるトナー載り量の条件で、常温低湿(23℃、5%RH)の環境下で、画像面積が5%となるチャートを用いて、5万枚の耐久画像出力試験を行った。常温低湿での試験終了後、色味変動(ΔE)、キャリア付着、カブリを評価した。その後、引き続き、高温高湿環境(30℃、80%RH)下で、画像面積が25%となるチャートを用いて、さらに5万枚の耐久画像出力試験を行った。高温高湿での試験終了後、耐久後の転写中抜け、転写性、クリーニング性を評価した。尚、評価項目と評価基準については、下記に示すとおりである。得られた評価結果を表7に示す。
紙の平均反射率Dr(%)をリフレクトメーター(東京電色社製の「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」)によって測定した。次に、5万枚の耐久画像出力試験後にベタ白画像を印刷し(Vback 150Vに設定)、該ベタ白画像の反射率Ds(%)を測定した。下記式を用いてカブリ(%)を算出した。
カブリ(%) = Dr(%)−Ds(%)
得られたカブリ(%)を下記の評価基準に従って評価した。
A: 0.5%未満(良い)
B: 0.5%以上1.0%未満
C: 1.0%以上2.0%未満
D: 2.0%以上(悪い)
耐久試験前に、紙上のベタ定着画像で反射濃度が1.5となるトナー量が紙上に載るように現像電圧を調整した。続いて、定着器を取り外し、ベタ画像(3cm×3cm)を400線で出力し、評価用未定着画像を得た。次いで、5万枚の耐久画像出力試験後に、耐久試験前と同じ現像電圧で、同様の未定着ベタ画像を出力した。
CLC5000の定着器を取り外し、取り外した定着器の定着ローラーを160℃に温調し、300mm/secで通紙し、定着画像を得た。次いで得られた定着画像の色度測定を行った。色度測定には、色度計(Spectrolino、GRETAGMACBETH社製)を用い、観測光源はD50、観測視野は2°にて行い、ΔEを算出し評価を行った。
色味変動は、1976年に国際照明委員会(CIE)で規格された表色系の定義に基づき、耐久前後のベタ画像の色差(ΔE)を以下の通り定量的に評価し、以下の評価基準に基づいて評価した。
ΔE={(L1*−L2*)2+(a1*−a2*)2+(b1*−b2*)2}1/2
L1*: 耐久前の画像の明度
a1*,b1*: 耐久前の画像の色相と彩度を示す色度
L2*: 耐久後の画像の明度
a2*,b2*: 耐久後の画像の色相と彩度を示す色度
(ΔEの評価基準)
A: 0.0以上1.5未満(良い)
B: 1.5以上3.0未満
C: 3.0以上6.0未満
D: 6.0以上(悪い)
常温低湿(23℃、5%RH)の環境下で5万枚の耐久画像出力試験を行った後に評価を実施した。評価は、次のように行う。1画素を1ドットで形成するドット画像を作成した。紙上の1ドットあたりの面積が、20000μm2以上25000μm2未満となるように、キヤノン(株)製のCLC−5000のレーザービームのスポット径を調整した。その後、デジタルマイクロスコープVHX−500(レンズワイドレンジズームレンズVH−Z100を装着・共にキーエンス社製)を用い、ドット1000個あたりの面積を測定した。ドット面積の個数平均(S)とドット面積の標準偏差(σ)を算出し、ドット再現性指数を下式により算出した。
ドット再現性指数(I)=σ/S×100
(ドット再現性の評価基準)
A: Iが4.0未満(良い)
B: Iが4.0以上6.0未満
C: Iが6.0以上8.0未満
D: Iが8.0以上(悪い)
高温高湿環境下(30℃/80%RH)での5万枚の耐久画像出力試験後、紙上のトナー載り量が単色ベタの反射濃度で1.5となるように現像コントラストを調整する。縦横両方向に細線が存在するよう画像を形成し、2、4、6、8、10ドットラインを各二本、各ライン間の非潜像部幅が約1mmになるようプリントし、目視及び20倍ルーペにより観察した。
(中抜けの評価基準)
A: 2ドットラインにおいて、拡大観察によっても中抜けが殆ど観察されない画像。
B: 2ドットラインにおいて、拡大観察によって中抜けが若干観察され、目視では観察されない画像。
C: 2ドットラインにおいて、目視によって中抜けが観察され、4ドットラインにおいて、目視によって中抜けが観察されない画像。
D: 4ドットラインにおいて、目視によって中抜けが観察される画像。
高温高湿環境下(30℃/80%RH)での5万枚の耐久画像出力試験後に、ベタ画像を出力した。ベタ画像形成時の感光体ドラム上の転写残トナーを、透明なポリエステル製の粘着テープによりテーピングしてはぎ取った。はぎ取った粘着テープを紙上に貼り、その濃度を分光濃度計500シリーズ(X−Rite社)で測定した。また、粘着テープのみを紙上に貼り、その際の濃度も測定した。前者の濃度から後者の濃度の値を差し引いた濃度差を算出し、この濃度差に基づいて評価した。
(転写性の評価基準)
A: 非常に良好(濃度差0.05未満)
B: 良好(濃度差0.05以上0.1未満)
C: 普通(濃度差0.1以上0.2未満)
D: 悪い(濃度差0.2以上)
高温高湿環境下(30℃/80%RH)での5万枚の耐久画像出力試験後に、さらに画像面積比率10%の画像を1000枚出力した。1000枚出力後の画像において、クリーニングされない残トナーに起因するたて筋状や斑点状の像の発生の程度を観察した。
(クリーニング性の評価基準)
A: 非常に良好(画像欠陥はまったくない。)
B: 良好(斑点状の模様が2〜3点発生。)
C: 普通(斑点状あるいは筋状の模様が若干発生。)
D: 悪い(斑点状、筋状の模様、濃度ムラが発生。)
CLC5000改造機を用い、記録材上におけるベタ部反射濃度が1.5となるのに必要なトナーの載り量を求め、その2倍量のトナーが記録材上に載るよう現像条件及び転写条件を調整した。この条件で、図11に示す未定着画像(A4)を出力した。尚、記録材としては、127.9g/m2紙(OKトップコート、王子製紙株式会社)を用いた。得られた画像は、低温低湿環境下(15℃/10%RH)にて24時間調湿し、その後、同環境下にてトナーの定着性の評価を行った。定着器としては、CLC5000の定着器を取り外し、取り外した定着器の定着ローラー温度を100〜200℃の範囲で5℃ずつ上げながら、プロセススピード350mm/secにて通紙を行った。トナー画像が定着された記録材をトナー画像部分で十字に折り曲げ、その上を外径60mm、長さ40mmの円柱状のローラー(真鍮製:798g)を5往復させた。その後、折り曲げた箇所を開き、22mm×22mm×47mmの四角柱状のおもり(真鍮製:198g)の断面にシルボン紙(ダスパーK3−半切、小津産業(株)製)を巻き付け10回擦った。この試験で、トナー像の剥離率が25%以下となる温度を、定着下限温度とした。剥離率の測定には、画像処理システム(Personal IAS(登録商標)、QEA社)を用いた。
常温低湿(23℃、5%RH)の環境下で、5万枚の耐久画像出力試験後に、紙上におけるトナーの載り量が0.1mg/cm2となるように現像電圧を調整し、その条件で、ベタ画像(1cm×1cm)用の潜像を感光ドラム上に形成した。感光ドラム上に形成された潜像をトナーで現像した時点で本体電源を切り、感光ドラム上に付着している磁性キャリアの個数を光学顕微鏡で数えた。
(キャリア付着の評価基準)
A: 3個以下(良い)
B: 4個以上10個以下
C: 11個以上20個以下
D: 21個以上(悪い)
実施例1の構成としたマゼンタ二成分系現像剤、実施例7の構成としたイエロー二成分系現像剤、実施例12の構成としたシアン二成分系現像剤を、前述のキヤノン(株)製フルカラー複写機CLC5000改造機に充填した。そして、各色の単色ベタ画像濃度が1.5となるトナー載り量の条件で、フルカラー画像形成を行ったところ、良好なフルカラー画像が得られた。尚、本実施例では、ブラック現像剤を用いずにフルカラー画像の形成を行ったが、ブラック現像剤を用いた場合にも、良好なフルカラー画像が同様に得られる。
上記磁性キャリアとトナーとを表6に示すように組合せ、スタート用現像剤及び補給用現像剤を作成し、キヤノン(株)製フルカラー複写機CLC5000改造機(改造の内容は後述)に充填し、各種評価を実施した。なお、スタート用現像剤は、磁性キャリア90質量部にトナー10質量部を加え、常温常湿(23℃、50%RH)の環境において、V型混合機により混合して調製した。また、参考例1〜11、実施例12〜19及び比較例1〜4で用いられる補給用現像剤は、磁性キャリア10質量部にトナー90質量部を加え、常温常湿(23℃、50%RH)の環境において、V型混合機により混合して調製した。さらに、実施例20〜38、および比較例5〜12の補給用現像剤は、磁性キャリアを含有しない。補給用現像剤は、補給用現像剤容器に充填した。
参考例1の構成としたマゼンタ二成分系現像剤、参考例7の構成としたイエロー二成分系現像剤、実施例12の構成としたシアン二成分系現像剤を、前述のキヤノン(株)製フルカラー複写機CLC5000改造機に充填した。そして、各色の単色ベタ画像濃度が1.5となるトナー載り量の条件で、フルカラー画像形成を行ったところ、良好なフルカラー画像が得られた。尚、本実施例では、ブラック現像剤を用いずにフルカラー画像の形成を行ったが、ブラック現像剤を用いた場合にも、良好なフルカラー画像が同様に得られる。
Claims (34)
- 結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するシアントナー粒子と外添剤とを有するシアントナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤であって、
前記シアントナーが、
i)前記シアントナーのクロロホルム溶解液におけるシアントナーの濃度をCc(mg/ml)とし、前記溶解液の波長712nmにおける吸光度をA712としたときに、CcとA712の関係が、下記式(1)を満足し、
2.00<A712/Cc<8.15 (1)
ii)前記シアントナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、25.0≦L*≦40.0及び50.0≦C*≦60.0であり、
iii)前記シアントナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記シアントナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であること、
を特徴とする二成分系現像剤。 - 前記シアントナーのCcとA712の関係が、下記式(2)を満足し、
2.40<A712/Cc<4.90 (2)
前記シアントナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、28.0≦L*≦40.0及び50.0≦C*≦60.0であることを特徴とする請求項1に記載の二成分系現像剤。 - 前記シアントナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記シアントナーの摩擦帯電量の絶対値が50mC/kgのときの、遠心分離法による前記シアントナーと前記磁性キャリアとの付着力(F50)が11nN以上16nN以下であることを特徴とする請求項1に記載の二成分系現像剤。
- 前記磁性キャリアが、少なくとも磁性コア粒子と樹脂成分を含有する磁性キャリアであり、
前記磁性キャリアの磁性コア粒子の固め見掛け密度をρ1(g/cm3)、真密度をρ2(g/cm3)としたときに、0.80≦ρ1≦2.40、かつ、0.20≦ρ1/ρ2≦0.42であり、
前記磁性キャリアの磁性コア粒子の比抵抗が1.0×103Ω・cm以上5.0×107Ω・cm以下であり、
磁性キャリアの体積分布基準の50%粒径をD50とした時、D50−5μm以上D+5μm以下の粒径を有する前記磁性キャリアの平均破壊強度をP1(MPa)とし、粒径10μm以上20μm未満の粒径を有する前記磁性キャリアの平均破壊強度をP2(MPa)としたときに、0.50≦P2/P1≦1.10であることを特徴とする請求項1に記載の二成分系現像剤。 - 前記シアントナーは、画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm)のフロー式粒子像測定装置によって計測された円相当径(個数基準)2.0μm以上200.00μm以下の前記シアントナーの平均円形度が0.945以上0.970以下であることを特徴とする請求項1に記載の二成分系現像剤。
- 前記外添剤は無機微粒子を含有し、前記無機微粒子の個数平均粒径が80nm以上300nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の二成分系現像剤。
- 前記無機微粒子が、ゾルゲル法により製造された球状シリカであることを特徴とする請求項6に記載の二成分系現像剤。
- 補給用現像剤を現像器に補給しながら現像し、現像器内部で過剰になった磁性キャリアを現像器から排出する二成分現像方法に使用する補給用現像剤において、
前記補給用現像剤は、結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するシアントナー粒子と外添剤とを有するシアントナー、及び、磁性キャリアを、磁性キャリア1質量部に対してシアントナーを2質量部以上50質量部以下の質量比で含有する二成分系現像剤であって、
前記シアントナーが、
i)前記シアントナーのクロロホルム溶解液におけるシアントナーの濃度をCc(mg/ml)とし、前記溶解液の波長712nmにおける吸光度をA712としたときに、CcとA712の関係が、下記式(1)を満足し、
2.00<A712/Cc<8.15 (1)
ii)前記シアントナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、25.0≦L*≦40.0及び50.0≦C*≦60.0であり、
iii)前記シアントナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記シアントナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であること、
を特徴とする補給用現像剤。 - 静電潜像担持体を帯電させる帯電工程;前記帯電工程で帯電された像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程;前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するシアントナー粒子と外添剤とを有するシアントナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤を用いて現像し、シアントナー画像を形成する現像工程;前記静電潜像担持体上のシアントナー画像を、中間転写体を介して又は介さずに転写材に転写する転写工程;及び、前記シアントナー画像を転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
前記転写材に形成される未定着のシアントナー画像において、単色ベタ画像部分(画像濃度1.5)の前記シアントナーの載り量が0.10mg/cm2以上0.50mg/cm2以下の範囲であり、
前記シアントナーが、
i)前記シアントナーのクロロホルム溶解液におけるシアントナーの濃度をCc(mg/ml)とし、前記溶解液の波長712nmにおける吸光度をA712としたときに、CcとA712の関係が、下記式(1)を満足し、
2.00<A712/Cc<8.15 (1)
ii)前記シアントナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、25.0≦L*≦40.0及び50.0≦C*≦60.0であり、
iii)前記シアントナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記シアントナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であること、
を特徴とする画像形成方法。 - 前記転写材に形成される未定着のシアントナー画像において、単色ベタ画像部分(画像濃度1.5)の前記シアントナーの載り量が0.10mg/cm2以上0.35mg/cm2以下の範囲であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成方法。
- 前記シアントナーのCcとA712の関係が、下記式(2)を満足し、
2.40<A712/Cc<4.90 (2)
前記シアントナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、28.0≦L*≦40.0及び50.0≦C*≦60.0であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成方法。 - 結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するマゼンタトナー粒子と外添剤とを有するマゼンタトナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤であって、
前記マゼンタトナーが、
i)前記マゼンタトナーのクロロホルム溶解液におけるマゼンタトナーの濃度をCm(mg/ml)とし、前記溶解液の波長538nmにおける吸光度をA538としたときに、CmとA538の関係が、下記式(3)を満足し、
2.00<A538/Cm<6.55 (3)
ii)前記マゼンタトナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、35.0≦L*≦45.0及び60.0≦C*≦72.0であり、
iii)前記マゼンタトナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記マゼンダトナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であること、
を特徴とする二成分系現像剤。 - 前記マゼンタトナーのCmとA538の関係が、下記式(4)を満足し、
2.40<A538/Cm<4.90 (4)
前記マゼンタトナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、35.0≦L*≦45.0及び62.0≦L*≦72.0であることを特徴とする請求項12に記載の二成分系現像剤。 - 前記マゼンダトナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記マゼンダトナーの摩擦帯電量の絶対値が50mC/kgのときの、遠心分離法による前記マゼンダトナーと前記磁性キャリアとの付着力(F50)が11nN以上16nN以下であることを特徴とする請求項12に記載の二成分系現像剤。
- 前記磁性キャリアが、少なくとも磁性コア粒子と樹脂成分を含有する磁性キャリアであり、
前記磁性キャリアの磁性コア粒子の固め見掛け密度をρ1(g/cm3)、真密度をρ2 (g/cm3)としたときに、
0.80≦ρ1≦2.40、かつ、0.20≦ρ1/ρ2≦0.42であり、
前記磁性キャリアの磁性コア粒子の比抵抗が1.0×103Ω・cm以上5.0×107Ω・cm以下であり、
磁性キャリアの体積分布基準の50%粒径をD50とした時、D50−5μm以上D+5μm以下の粒径を有する前記磁性キャリアの平均破壊強度をP1(MPa)とし、粒径10μm以上20μm未満の粒径を有する前記磁性キャリアの平均破壊強度をP2(MPa)としたときに、0.50≦P2/P1≦1.10であることを特徴とする請求項12に記載の二成分系現像剤。 - 前記マゼンタトナーは、画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm)のフロー式粒子像測定装置によって計測された円相当径(個数基準)2.0μm以上200.00μm以下の前記マゼンタトナーの平均円形度が0.945以上0.970以下であることを特徴とする請求項12に記載の二成分系現像剤。
- 前記外添剤は無機微粒子を含有し、前記無機微粒子の個数平均粒径が80nm以上300nm以下であることを特徴とする請求項12に記載の二成分系現像剤。
- 前記無機微粒子が、ゾルゲル法により製造された球状シリカであることを特徴とする請求項17に記載の二成分系現像剤。
- 補給用現像剤を現像器に補給しながら現像し、現像器内部で過剰になった磁性キャリアを現像器から排出する二成分現像方法に使用する補給用現像剤において、
前記補給用現像剤は、結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するマゼンタトナー粒子と外添剤とを有するマゼンタトナー、及び、磁性キャリアを、磁性キャリア1質量部に対してマゼンタトナーを2質量部以上50質量部以下の質量比で含有する二成分系現像剤であって、
前記マゼンタトナーが、
i)前記マゼンタトナーのクロロホルム溶解液におけるマゼンタトナーの濃度をCm(mg/ml)とし、前記溶解液の波長538nmにおける吸光度をA538としたときに、CmとA538の関係が、下記式(3)を満足し、
2.00<A538/Cm<6.55 (3)
ii)前記マゼンタトナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、35.0≦L*≦45.0及び60.0≦C*≦72.0であり、
iii)前記マゼンダトナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記マゼンタトナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であること、
を特徴とする補給用現像剤。 - 像担持体を帯電させる帯電工程;前記帯電工程で帯電された静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程;前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するマゼンタトナー粒子と外添剤とを有するマゼンタトナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤を用いて現像し、マゼンタトナー画像を形成する現像工程;前記静電潜像担持体上のマゼンタトナー画像を、中間転写体を介して又は介さずに転写材に転写する転写工程;及び、前記マゼンタトナー画像を転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
前記転写材に形成される未定着のマゼンタトナー画像において、単色ベタ画像部分(画像濃度1.5)の前記マゼンタトナーの載り量が0.10mg/cm2以上0.50mg/cm2以下の範囲であり、
前記マゼンタトナーが、
i)前記マゼンタトナーのクロロホルム溶解液におけるマゼンタトナーの濃度をCm(mg/ml)とし、前記溶解液の波長538nmにおける吸光度をA538としたときに、CmとA538の関係が、下記式(3)を満足し、
2.00<A538/Cm<6.55 (3)
ii)前記マゼンタトナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、35.0≦L*≦45.0及び60.0≦C*≦72.0であり、
iii)前記マゼンダトナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記マゼンダトナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であること、
を特徴とする画像形成方法。 - 前記転写材に形成される未定着のマゼンタトナー画像において、単色ベタ画像部分(画像濃度1.5)の前記マゼンタトナーの載り量が0.10mg/cm2以上0.35mg/cm2以下の範囲であることを特徴とする請求項20に記載の画像形成方法。
- 前記マゼンタトナーのCmとA538の関係が、下記式(4)を満足し、
2.40<A538/Cm<4.90 (4)
前記マゼンタトナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、35.0≦L*≦45.0及び62.0≦C*≦72.0であることを特徴とする請求項20に記載の画像形成方法。 - 結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するイエロートナー粒子と外添剤とを有するイエロートナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤であって、
前記イエロートナーが、
i)前記イエロートナーのクロロホルム溶解液におけるイエロートナー濃度をCy(mg/ml)とし、前記溶解液の波長422nmにおける吸光度をA422としたときに、CyとA422の関係が、下記式(5)を満足し、
6.00<A422/Cy<14.40 (5)
ii)前記イエロートナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、85.0≦L*≦95.0及び100.0≦C*≦115.0であり、
iii)前記イエロートナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記イエロートナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であることを特徴とする二成分系現像剤。 - 前記イエロートナーのCyとA422の関係が、下記式(6)を満足し、
7.0<A422/Cy<12.00 (6)
前記イエロートナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、87.0≦L*≦95.0及び100.0≦C*≦115.0であることを特徴とする請求項23に記載の二成分系現像剤。 - 前記イエロートナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記イエロートナーの摩擦帯電量の絶対値が50mC/kgのときの、遠心分離法による前記イエロートナーと前記磁性キャリアとの付着力(F50)が11nN以上16nN以下であることを特徴とする請求項23に記載の二成分系現像剤。
- 前記磁性キャリアが、少なくとも磁性コア粒子と樹脂成分を含有する磁性キャリアであり、
前記磁性キャリアの磁性コア粒子の固め見掛け密度をρ1(g/cm3)、真密度をρ2(g/cm3)としたときに、0.80≦ρ1≦2.40、かつ、0.20≦ρ1/ρ2≦0.42であり、
前記磁性キャリアの磁性コア粒子の比抵抗が1.0×103Ω・cm以上5.0×107Ω・cm以下であり、
磁性キャリアの体積分布基準の50%粒径をD50とした時、D50−5μm以上D+5μm以下の粒径を有する前記磁性キャリアの平均破壊強度をP1(MPa)とし、粒径10μm以上20μm未満の粒径を有する前記磁性キャリアの平均破壊強度をP2(MPa)としたときに、0.50≦P2/P1≦1.10であることを特徴とする請求項23に記載の二成分系現像剤。 - 前記イエロートナーは、画像処理解像度512×512画素(1画素あたり0.37μm×0.37μm)のフロー式粒子像測定装置によって計測された円相当径(個数基準)2.0μm以上200.00μm以下の前記イエロートナーの平均円形度が0.945以上0.970以下であることを特徴とする請求項23に記載の二成分系現像剤。
- 前記外添剤は無機微粒子を含有し、前記無機微粒子の個数平均粒径が80nm以上300nm以下であることを特徴とする請求項23に記載の二成分系現像剤。
- 前記無機微粒子が、ゾルゲル法により製造された球状シリカであることを特徴とする請求項28に記載の二成分系現像剤。
- 補給用現像剤を現像器に補給しながら現像し、現像器内部で過剰になった磁性キャリアを現像器から排出する二成分現像方法に使用する補給用現像剤において、
前記補給用現像剤は、結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するイエロートナー粒子と外添剤とを有するイエロートナー、及び、磁性キャリアを、磁性キャリア1質量部に対してイエロートナーを2質量部以上50質量部以下の質量比で含有する二成分系現像剤であって、
前記イエロートナーが、
i)前記イエロートナーのクロロホルム溶解液におけるイエロートナー濃度をCy(mg/ml)とし、前記溶解液の波長422nmにおける吸光度をA422としたときに、CyとA422の関係が、下記式(5)を満足し、
6.00<A422/Cy<14.40 (5)
ii)前記イエロートナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、85.0≦L*≦95.0及び100.0≦C*≦115.0であり、
iii)前記イエロートナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記イエロートナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であること、
を特徴とする補給用現像剤。 - 像担持体を帯電させる帯電工程;前記帯電工程で帯電された像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成工程;前記像担持体上に形成された静電潜像を、結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するイエロートナー粒子と外添剤とを有するイエロートナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤を用いて現像し、イエロートナー画像を形成する現像工程;前記像担持体上のイエロートナー画像を、中間転写体を介して又は介さずに転写材に転写する転写工程;及び、前記イエロートナー画像を転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
前記転写材に形成される未定着のイエロートナー画像において、単色ベタ画像部分(画像濃度1.5)の前記イエロートナーの載り量が0.10mg/cm2以上0.50mg/cm2以下の範囲であり、
前記イエロートナーが、
i)前記イエロートナーのクロロホルム溶解液におけるイエロートナー濃度をCy(mg/ml)とし、前記溶解液の波長422nmにおける吸光度をA422としたときに、CyとA422の関係が、下記式(5)を満足し、
6.00<A422/Cy<14.40 (5)
ii)前記イエロートナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、85.0≦L*≦95.0及び100.0≦C*≦115.0であり、
iii)前記イエロートナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記イエロートナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であること、
を特徴とする画像形成方法。 - 前記転写材に形成される未定着のイエロートナー画像において、単色ベタ画像部分(画像濃度1.5)の前記イエロートナーの載り量が0.10mg/cm2以上0.35mg/cm2以下の範囲であることを特徴とする請求項31記載の画像形成方法。
- 前記イエロートナーのCyとA422の関係が、下記式(6)を満足し、
7.0<A422/Cy<12.00 (6)
前記イエロートナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、87.0≦L*≦95.0及び100.0≦C*≦115.0であることを特徴とする請求項31に記載の画像形成方法。 - 静電潜像担持体に第1の静電荷像を形成し、
結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するシアントナー粒子と外添剤とを有するシアントナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤a、
結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するマゼンタトナー粒子と外添剤とを有するマゼンタトナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤b、及び、
結着樹脂及び着色剤を少なくとも有するイエロートナー粒子と外添剤とを有するイエロートナー、及び、磁性キャリアを含有する二成分系現像剤c、
からなるグループから選択される第1の二成分系現像剤で前記静電荷像を現像して第1のトナー画像を前記静電潜像担持体上に形成し、前記第1のトナー画像を中間転写体を介して、または、介さずに転写材に転写し、
静電潜像担持体に第2の静電荷像を形成し、
前記二成分系現像剤a、前記二成分系現像剤b及び前記二成分系現像剤cからなるグループから選択される前記第1の二成分系現像剤以外の第2の二成分系現像剤で前記静電荷像を現像して第2のトナー画像を前記静電潜像担持体上に形成し、前記第2のトナー画像を中間転写体を介して、または、介さずに転写材に転写し、
静電潜像担持体に第3の静電荷像を形成し、
前記二成分系現像剤a、前記二成分系現像剤b及び前記二成分系現像剤cからなるグループから選択される前記第1の二成分系現像剤及び前記第2の二成分系現像剤以外の第3の二成分系現像剤で前記静電荷像を現像して第3のトナー画像を前記静電潜像担持体上に形成し、前記第3のトナー画像を中間転写体を介して、または、介さずに転写材に転写し、
前記転写材上の前記第1乃至第3のトナー画像を加熱定着することにより、前記転写材にフルカラー画像を形成するフルカラー画像形成方法であって、
前記転写材に形成される単色ベタ画像部分(画像濃度1.5)の前記シアントナー、マゼンタトナー及びイエロートナーの載り量が0.10mg/cm2以上0.50mg/cm2以下の範囲であり、
前記シアントナーが、
i)前記シアントナーのクロロホルム溶解液におけるシアントナーの濃度をCc(mg/ml)とし、前記溶解液の波長712nmにおける吸光度をA712としたときに、CcとA712の関係が、下記式(1)を満足し、
2.00<A712/Cc<8.15 (1)
ii)前記シアントナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、25.0≦L*≦40.0及び50.0≦C*≦60.0であり、
iii)前記シアントナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記シアントナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であり、前記マゼンタトナーが、
i)前記マゼンタトナーのクロロホルム溶解液におけるマゼンタトナーの濃度をCm(mg/ml)とし、前記溶解液の波長538nmにおける吸光度をA538としたときに、CmとA538の関係が、下記式(3)を満足し、
2.00<A538/Cm<6.55 (3)
ii)前記マゼンタトナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、35.0≦L*≦45.0及び60.0≦C*≦72.0であり、
iii)前記マゼンダトナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記マゼンダトナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下であり、
前記イエロートナーが、
i)前記イエロートナーのクロロホルム溶解液におけるイエロートナー濃度をCy(mg/ml)とし、前記溶解液の波長422nmにおける吸光度をA422としたときに、CyとA422の関係が、下記式(5)を満足し、
6.00<A422/Cy<14.40 (5)
ii)前記イエロートナーの粉体状態で求めた明度L*及び彩度C*が、85.0≦L*≦95.0及び100.0≦C*≦115.0であり、
iii)前記イエロートナーと前記磁性キャリアとを用いて二成分法により測定した前記イエロートナーの摩擦帯電量の絶対値が、50mC/kg以上120mC/kg以下である、
ことを特徴とするフルカラー画像形成方法。
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