JP6168086B2 - 静電潜像現像用二成分現像剤 - Google Patents
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Description
を含む静電潜像現像用二成分現像剤であって、トナー粒子の体積平均粒径が3.0μm以上5.0μm以下であり、芯材粒子の印加磁場1kエレステッドにおける一粒子当たりの平均磁化が3.5×10−10AM2/個以上5.0×10−9AM2/個以下であり、キャリア粒子の体積平均粒径が15.0μm以上30.0μm以下であり、体積抵抗率が1.0×108Ω・cm以上5.0×1010Ω・cm以下であり、かつ、キャリア粒子表面における芯材粒子の露出面積比率が10.0%以上18.0%以下である、静電潜像現像用二成分現像剤である。
本発明に係るキャリア粒子は、芯材粒子表面を被覆用樹脂で被覆されてなるものである。ここで、本発明においてはキャリア粒子において芯材粒子が一部露出している形態であるため、被覆とはキャリア粒子を被覆用樹脂が一部被覆している状態も含む。
キャリア粒子の体積平均粒径は、15.0μm以上30.0μm以下である。体積平均粒径が15.0μm未満の場合、連続印字後の画質が低下する。これは、以下のようなメカニズムによるものと推定される。キャリア粒子の体積平均粒径が15.0μm未満の場合、遠心力により静電潜像担持体(「電子写真感光体」または単に「感光体」とも称する)へキャリア粒子が付着しやすくなり、静電潜像担持体に傷が生じやすくなる。かような傷の発生により静電潜像担持体の表面電位が低下する。表面電位が低下した部分にトナーが現像し、連続印字後にかぶりが発生しやすくなることに伴い、GI値も悪化する。一方、30.0μmを超える場合、キャリア粒子の表面積が小さくなり、トナー粒子が十分に帯電しなくなる。このため、初期および高画像濃度での連続印字の際の画質が低下する。
本発明に係る体積抵抗率とは、磁気ブラシによる現像条件下に動的に測定される抵抗である。
キャリア粒子表面における芯材粒子の露出面積比率(以下、単に露出面積比率とも称する)は、10.0%以上18.0%以下である。露出面積比率が10.0%未満であると、キャリア粒子の抵抗値が高くなりすぎ、初期および連続印字後での画像欠陥が生じやすくなる。露出面積比率が18.0%より大きくなると、連続印字後の画質が低下する。これは、以下のようなメカニズムによるものと推定される;露出面積比率が18.0%より大きくなると、静電潜像担持体へキャリア粒子が付着しやすくなり、静電潜像担持体に傷が生じやすくなる。かような傷の発生は静電潜像担持体の表面電位が低下する。表面電位が低下した部分にトナーが現像し、連続印字後にかぶりが発生しやすくなることに伴い、GI値も悪化する。
本発明のキャリア粒子は、芯材粒子表面を被覆用樹脂で被覆してなる。一方、例えば、特許文献1に記載のキャリアは樹脂中に磁性微粒子(個数基準でピーク値が10〜60nmの微粒子)が分散されている樹脂分散型のキャリアであり、比重が比較的低い(例えば、特許文献1では、見かけ比重が1.5g/cm2以上2.0g/cm2以下)。一方、本発明のキャリア粒子は、キャリア芯材を被覆用樹脂で被覆しているため、比重は、樹脂分散型のキャリアと比較して高い。本発明のキャリア粒子のみかけ比重は、2.05g/cm3以上であることが好ましく、2.05〜2.50g/cm3であることがより好ましい。キャリア粒子のみかけ比重は、JIS−Z2504:2012によって測定することができる。また、本発明のキャリア粒子の真比重は、3.0g/cm3以上であることが好ましく、4.0〜6.0g/cm3であることがより好ましい。なお、真比重は、真密度測定機(エステック株式会社製、VOLUMETER.VM−100型)により測定することができる。
芯材粒子の印加磁場1kエレステッドにおける一粒子当たりの平均磁化(以下、単に平均磁化とする)は3.5×10−10AM2/個以上5.0×10−9AM2/個以下である。芯材粒子の平均磁化が5.0×10−9AM2/個を超えると、連続印字での画質が低下する。これは、以下のようなメカニズムであると推定される。芯材粒子の平均磁化が5.0×10−9AM2/個を超えると、現像ローラ(現像スリーブ)上に現像剤により形成される磁気ブラシの密度が高くなり、静電潜像担持体への磁気ブラシの接触頻度が増し、静電潜像担持体に傷が生じやすくなる。かような傷の発生は静電潜像担持体の表面電位が低下する。表面電位が低下した部分にトナーが現像し、連続印字後にかぶりが発生しやすくなることに伴い、GI値も悪化する。一方、芯材粒子の平均磁化が3.5×10−10AM2/個未満の場合も、連続印字での画質が低下する。これは、以下のようなメカニズムであると推定される。芯材粒子の平均磁化が3.5×10−10AM2/個未満の場合、遠心力により静電潜像担持体へキャリア粒子が付着しやすくなり、静電潜像担持体に傷が生じやすくなる。かような傷の発生は静電潜像担持体の表面電位が低下する。表面電位が低下した部分にトナーが現像し、連続印字後にかぶりが発生しやすくなることに伴い、GI値も悪化する。
Fe2O3、Mn(OH)2、Mg(OH)2などのフェライト原料を、例えば、湿式メディアミル、ボールミルまたは振動ミルを用いて粉砕、混合して粉砕物を得る。この際の粉砕、混合時間としては0.5時間以上であることが好ましく、1〜30時間であることがより好ましい。粉砕後、仮焼成する。
粉砕後の仮焼成粒子に対して、本焼成を行う。本焼成の際には、水、および必要に応じ分散剤、ポリビニルアルコール(PVA)等のバインダー等を添加してスラリーとし、このスラリーをスプレードライヤー等を用い造粒乾燥してもよい。
[被覆用樹脂]
被覆用樹脂に含まれる構成単位としては、脂環式(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位を含むことが好ましい。脂環式(メタ)アクリル酸エステル化合物由来の構成単位を含むことにより、樹脂の疎水性が高まり、キャリア粒子の水分吸着量が低減され、帯電性の環境差が低減され、特に高温高湿環境下における帯電量の低下が抑制される。また、脂環式(メタ)アクリル酸エステル化合物由来の構成単位を含む樹脂は、適度な機械的強度を有し、被覆材として適度に摩耗されることにより、キャリア粒子表面がリフレッシュされるという利点も有する。なお、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリルまたはメタクリルを意味するものとする。
芯材粒子の表面を被覆用樹脂で被覆する方法としては、湿式塗布法、乾式塗布法が挙げられ、いずれの方法でも樹脂被覆層を設けることができる。以下に各方法について説明する。
湿式被覆法としては、
(1)流動層式スプレー被覆法
被覆用樹脂を溶剤に溶解した塗布液を、流動性スプレー塗布装置を用いて芯材粒子の表面にスプレー塗布し、次いで乾燥することで、芯材粒子の表面を被覆用樹脂で被覆したキャリア粒子を作製する方法;
(2)浸漬式被覆法
被覆用樹脂を溶剤に溶解した塗布液中に、芯材粒子を浸漬して塗布処理し、次いで乾燥することで、芯材粒子の表面を被覆用樹脂で被覆したキャリア粒子を作製する方法;
(3)重合法
被覆用樹脂形成用の反応性化合物(被覆用樹脂を合成するための単量体の他に、重合開始剤などを含む)を溶剤に溶解した塗布液中に、芯材粒子を浸漬して塗布処理し、次いで熱等を加えて重合反応を行い、樹脂被覆層を形成することで、芯材粒子の表面を被覆用樹脂で被覆したキャリア粒子を作製する方法;
等を挙げることができる。
乾式塗布法は、機械的衝撃や熱を加えて被覆用樹脂を芯材粒子の表面に塗布する方法(以下、メカノケミカル法ともいう。)であり、下記の工程1、2および3により樹脂被覆層を形成する方法である。
トナー粒子としては、トナー母体粒子に外添剤を付着させて得られたものが好ましい。なお、トナー母体粒子に外添剤を付着させて得られたトナーは、二成分現像剤の流動性が向上し好ましい。
トナー粒子の体積平均粒径は、3.0μm以上5.0μm以下である。体積平均粒径が3.0μm未満の場合、トナー粒子の流動性が低下し、トナー粒子の帯電量の立ち上がりが低下する。したがって、初期および連続印字後の画質が低下する。一方、5.0μmを超える場合、画像を形成するトナードットが不均一になるため、初期および連続印字後の画質の低下が発生する。トナー粒子の体積平均粒径は、好ましくは3.5μm以上4.5μm以下である。
トナー粒子の平均円形度は、0.970以上であることが好ましい。トナー粒子の平均円形度を0.970以上とすることで、初期および連続印字後の画質が向上する。これは、トナー粒子とキャリア粒子との接触面積が小さくなり、非静電的付着力を下げることができるためであると考えられる。また、トナー粒子の平均円形度を0.970以上とすることで、トナー粒子の流動性が高くなり、帯電立ち上がりが有利になるためであると考えられる。トナー粒子の平均円形度は、0.970以上0.990以下であることがより好ましい。
トナー母体粒子としては、具体的には少なくとも結着樹脂(以下、「トナー用樹脂」とも称する)を含有することが好ましく、必要に応じて着色剤、離型剤及び荷電制御剤などの他の成分(内添剤)を含有することもできる。
トナー母体粒子を構成する結着樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の吸熱ピーク温度は、ASTM D3418に準拠して、示差走査熱量計(島津製作所製:DSC−60A)を用いて得る。この装置(DSC−60A)の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い、熱量の補正にはインジウムの融解熱を用いた。サンプルは、アルミニウム製パンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/分で昇温し、200℃で5分間ホールドし、200℃から0℃まで液体窒素を用いて−10℃/分で降温し、0℃で5分間ホールドし、再度0℃から200℃まで10℃/分で昇温を行う。2度目の昇温時の吸熱曲線から解析をおこない、結晶性ポリエステル樹脂については極大ピークより吸熱ピーク温度とする。
トナー母体粒子には、必要に応じて着色剤、離型剤および荷電制御剤などの内添剤が含有されていてもよい。
外添剤としては、流動性や帯電性を制御する目的で、従来公知の金属酸化物粒子を使用することができ、例えば、シリカ粒子、チタニア粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、酸化亜鉛粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、酸化テルル粒子、酸化マンガン粒子、および酸化ホウ素粒子等が挙げられる。これらは、単独でもまたは2種以上を併用してもよい。
<トナー母体粒子の製造方法>
本発明に係るトナー母体粒子、すなわち、外添剤を添加する前の段階の粒子は、公知のトナー製造方法により製造が可能である。トナー母体粒子を製造する方法としては、特に限定されるものではなく、粉砕法、懸濁重合法、ミニエマルション重合凝集法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル分子伸長法、およびその他の公知の方法などを挙げることができる。中でも、生産性、低温定着性などのトナー物性の観点からは粉砕法または乳化重合凝集法であることが好ましい。この中でも、乳化重合凝集法は、大きさや形状を制御しながら粒子形成を行えるので、微細なドット画像や細線画像の様な高画質画像形成用の小粒径のトナーの作製に有利な方法といえる。
トナー母体粒子に外添剤を添加する方法としては特に限定されないが、上記で得られた乾燥済みのトナー母体粒子に外添剤を粉体で添加して混合する乾式法などが挙げられる。外添剤の混合装置としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの公知の種々の混合装置を使用することができる。例えばヘンシェルミキサーを用いる場合は、攪拌羽根の先端の周速を好ましくは30〜80m/sとし、20〜50℃で10〜30分程度攪拌混合する。
二成分現像剤は、キャリア粒子とトナー粒子とを含む。好ましくは、二成分現像剤は、キャリア粒子とトナー粒子とから構成される。
本発明の二成分現像剤は、電子写真方式の公知の種々の画像形成方法において用いることができ、例えば、モノクロの画像形成方法やフルカラーの画像形成方法に用いることができる。フルカラーの画像形成方法では、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの各々に係る4種類のカラー現像装置と、一つの静電潜像担持体と、により構成される4サイクル方式の画像形成方法や、各色に係るカラー現像装置および静電潜像担持体を有する画像形成ユニットを、それぞれ色別に搭載するタンデム方式の画像形成方法など、いずれの画像形成方法も用いることができる。
<トナー母体粒子1の作製>
(着色剤微粒子分散液の調製)
n−ドデシル硫酸ナトリウム 11.5質量部をイオン交換水 160質量部に攪拌、溶解させた溶液を準備し、該溶液を攪拌しながら、銅フタロシアニン(C.I.ピグメントブルー15:3)24.5質量部を徐々に添加した。次いで、撹拌装置「クレアミックス(登録商標)Wモーション CLM−0.8」(エム・テクニック株式会社製)を用いて分散処理を行うことにより、着色剤微粒子の体積基準のメジアン径が126nmである「着色剤微粒子分散液〔A1〕」を調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂の作製)
三ツ口フラスコに、1,9−ノナンジオール 300g、ドデカン二酸 250g、および触媒Ti(OBu)4をドデカン二酸に対し0.014質量%の量で入れた後、減圧操作により容器内の空気を減圧した。さらに、窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械式撹拌にて180℃で6時間還流を行った。その後、減圧蒸留にて未反応のモノマー成分を除去し、220℃まで徐々に昇温を行って12時間撹拌を行った。粘稠な状態となったところで冷却することにより、結晶性ポリエステル樹脂〔B1〕を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂〔B1〕は、重量平均分子量(Mw)が19,500であり、融点が75℃であった。
撹拌装置、温度センサ、冷却管、および窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム 4gおよびイオン交換水 3000gを仕込み、窒素気流下、230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解させたものを添加し、液温75℃とし、
・スチレン 568g
・アクリル酸n−ブチル 164g
・メタクリル酸 68g
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下後、75℃にて2時間加熱、撹拌し重合を行うことにより、樹脂粒子〔C1〕の分散液を調製した。
撹拌装置、温度センサ、冷却管、および窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム 2gをイオン交換水 3000gに溶解させた溶液を仕込んだ。80℃に加熱後、上記の樹脂粒子〔C1〕の分散液 42g(固形分換算)、パラフィンワックス「HNP−0190」(日本精蝋株式会社製) 70gおよび上記結晶性ポリエステル樹脂〔B1〕70gを仕込み、さらに、
・スチレン 195g
・アクリル酸n−ブチル 91g
・メタクリル酸 20g
・n−オクチルメルカプタン 3g
からなる単量体溶液を80℃にて添加し、溶解させた。その後、循環経路を有する機械式分散機「CLEARMIX(登録商標)」(エム・テクニック株式会社社製)を用いて、1時間混合分散させることにより、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
上記の樹脂粒子〔C2〕の分散液に、さらに、過硫酸カリウム 10gをイオン交換水 200gに溶解させた溶液を添加し、80℃の温度条件下で、
・スチレン 298g
・アクリル酸n−ブチル 137g
・アクリル酸n−ステアリル 50g
・メタクリル酸 64g
・n−オクチルメルカプタン 6g
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたって加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却することにより、コア用樹脂微粒子〔C3〕の分散液を得た。
撹拌装置、温度センサ、冷却管、および窒素導入装置を付けた反応容器に、ポリオキシエチレンドデシルエーテル硫酸ナトリウム 2.0gをイオン交換水 3000gに溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。
・スチレン 564g
・アクリル酸n−ブチル 140g
・メタクリル酸 96g
・n−オクチルメルカプタン 12g
からなる化合物を混合してなる重合性単量体混合液を3時間かけて滴下した。滴下後、この系を80℃にて1時間にわたって加熱、撹拌して重合を行うことにより、シェル用樹脂微粒子〔D1〕の分散液を得た。
撹拌装置、温度センサ、冷却管、および窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、コア用樹脂微粒子〔C3〕の分散液 360g(固形分換算)、イオン交換水 1100g、および着色剤微粒子の分散液〔A1〕50g(固形分濃度25質量%)を仕込み、液温を30℃に調整した後、5Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを10に調整した。次いで、塩化マグネシウム 60gをイオン交換水 60gに溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間保持した後に昇温を開始し、この系を60分間かけて85℃まで昇温し、85℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。この状態で、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が3.8μmになった時点で、塩化ナトリウム 40gをイオン交換水 160gに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させ、さらに、熟成工程として液温度80℃にて1時間にわたって加熱、撹拌することにより粒子間の融着を進行させ、これにより、コア粒子〔1〕を形成した。
凝集・融着工程にて生成したトナー母体粒子1の分散液を遠心分離機で固液分離し、トナー母体粒子1のウェットケーキを形成した。該ウェットケーキを、前記遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで35℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(株式会社セイシン企業製)に移し、水分量が0.8質量%となるまで乾燥して「トナー母体粒子1」を作製した。
平均円形度がそれぞれ0.970(トナー母体粒子2)、および0.975(トナー母体粒子3)になった時点で冷却を開始したこと以外は、上記<トナー母体粒子1の作製>と同様にして、トナー母体粒子2〜3を作製した。
塩化ナトリウム 40gをイオン交換水 160gに溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させるタイミングを変更して、トナー母体粒子の体積基準のメジアン径を、それぞれ3.0μm(トナー母体粒子4)、5.0μm(トナー母体粒子5)、2.8μm(トナー母体粒子6)、および5.2μm(トナー母体粒子7)としたこと、および平均円形度がそれぞれ0.971(トナー母体粒子4)、0.970(トナー母体粒子5)、0.972(トナー母体粒子6)、0.971(トナー母体粒子7)になった時点で冷却を開始したこと以外は、上記<トナー母体粒子1の作製>同様にして、トナー母体粒子4〜7を作製した。
(外添剤処理工程)
上記のようにして作製した各「トナー母体粒子1〜7」および
・ゾルゲルシリカ(HMDS処理、疎水化度72%、個数平均一次粒子径130nm) トナー母体粒子に対して2.0質量%
・疎水性シリカ(HMDS処理、疎水化度72%、個数平均一次粒子径=40nm) トナー母体粒子に対して2.5質量%
・疎水性酸化チタン(HMDS処理、疎水化度55%、個数平均一次粒子径=20nm) トナー母体粒子に対して0.5質量%
を、ヘンシェルミキサー型式「FM20C/I」(日本コークス工業株式会社製)に仕込み、羽根先端周速が40m/sとなるようにして回転数を設定して15分間撹拌し、「トナー粒子1〜7」を作製した。
トナー粒子の体積基準のメジアン径(D50)は、「マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)」に、データ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いて測定、算出することができる。測定手順としては、トナー粒子 0.02gを、界面活性剤溶液 20ml(トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)で馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー粒子分散液を作製する。このトナー粒子分散液を、サンプルスタンド内のISOTON II(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定濃度5〜10%になるまでピペットにて注入し、測定機カウントを25000個に設定して測定する。なお、マルチサイザー3のアパチャー径は100μmのものを使用する。測定範囲1〜30μmの範囲を256分割しての頻度数を算出し、体積積算分率が大きい方から50%の粒子径を体積基準のメジアン径(D50)とする。
トナー粒子を界面活性剤水溶液に湿潤させ、超音波分散を1分間行い、分散した後、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(Sysmex社製)を用い、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3000〜10000個の適正濃度で測定を行う。この範囲であれば、再現性のある測定値が得られる。円形度は下記式で算出される。
(芯材粒子1の作製)
MnO:35mol%、MgO:14.5mol%、Fe2O3:50mol%およびSrO:0.5mol%になるように原料を秤量し、水と混合した後、湿式メディアミルで5時間粉砕してスラリーを得た。
芯材粒子1の作製において、仮焼成後の粉砕時間を30時間としたこと以外は、芯材粒子1と同様にして芯材粒子2を作製した。
芯材粒子1の作製において、仮焼成後の粉砕時間を25時間としたこと以外は、芯材粒子1と同様にして芯材粒子3を作製した。
芯材粒子2の作製において、本焼成温度を900℃としたこと以外は、芯材粒子2と同様にして芯材粒子4を作製した。
芯材粒子2の作製において、本焼成温度を1250℃としたこと以外は、芯材粒子2と同様にして芯材粒子5を作製した。
芯材粒子2の作製において、本焼成温度を850℃としたこと以外は、芯材粒子2と同様にして芯材粒子6を作製した。
芯材粒子1の作製において、本焼成温度を1350℃としたこと以外は、芯材粒子1と同様にして芯材粒子7を作製した。
芯材粒子1の作製において、MnO:40.0mol%、MgO:9.5mol%、Fe2O3:50mol%およびSrO:0.5mol%になるように原料を秤量したこと、仮焼成後の粉砕時間を38時間としたこと、および本焼成時間を25時間としたこと以外は、芯材粒子1と同様にして芯材粒子8を作製した。
芯材粒子1の作製において、MnO:30.0mol%、MgO:19.5mol%、Fe2O3:50mol%およびSrO:0.5mol%になるように原料を秤量したこと、仮焼成後の粉砕時間を23時間としたこと、および本焼成時間を15時間としたこと以外は、芯材粒子1と同様にして芯材粒子9を作製した。
芯材粒子1の作製において、MnO:15.0mol%、MgO:34.5mol%、Fe2O3:50mol%およびSrO:0.5mol%になるように原料を秤量したこと、仮焼成後の粉砕時間を33時間としたこと、および本焼成時間を10時間としたこと以外は、芯材粒子1と同様にして芯材粒子10を作製した。
芯材粒子1の作製において、MnO:44.5mol%、MgO:5.0mol%、Fe2O3:50mol%およびSrO:0.5mol%になるように原料を秤量したこと、仮焼成後の粉砕時間を25時間としたこと、および本焼成時間を30時間としたこと以外は、芯材粒子1と同様にして芯材粒子11を作製した。
芯材粒子の形状係数(SF−1)とは、下記式により算出される数値である。
芯材粒子を、走査型電子顕微鏡により、150倍にてランダムに100個以上の粒子の写真を撮影し、スキャナーにより取り込んだ写真画像を、画像処理解析装置LUZEX AP((株)ニレコ)を用いて測定する。個数平均粒子径は水平方向フェレ径の平均値として算出し、形状係数は、式1によって算出される形状係数SF−1の平均値によって算出される値とする。
印加磁場1kエルステッドにおける一粒子当たりの平均磁化σs(AM2/個)は、次式で表される。
(被覆用樹脂1の作製)
0.3質量%のベンゼンスルホン酸ナトリウムの水溶液中に、メタクリル酸シクロヘキシルおよびメタクリル酸メチルを「質量比=50:50」(共重合比)で添加し、単量体総量の0.5質量%にあたる量の過硫酸カリウムを添加して乳化重合を行い、スプレードライで乾燥することで、被覆用樹脂1を作製した。得られた被覆用樹脂1における重量平均分子量は50万であった。
被覆用樹脂1の作製において、被覆用樹脂1の作製において、メタクリル酸シクロヘキシルの変わりに、スチレンを用いることの他は同様にして被覆用樹脂2を得た。
(キャリア粒子1の作製)
水平撹拌羽根付き高速撹拌混合機に、芯材粒子として上記で準備した芯材粒子1 100質量部、および被覆用樹脂1 4.5質量部投入し、水平回転翼の周速が8m/secとなる条件で、22℃で15分間混合撹拌した後、120℃で50分混合して機械的衝撃力(メカノケミカル法)の作用で芯材粒子の表面に被覆材を被覆させた後、室温まで冷却して、「キャリア粒子1」を製造した。
キャリア1の作製において、芯材粒子1の代わりに芯材粒子2を用い、また、被覆用樹脂1の代わりに、被覆用樹脂2を用いたこと以外はキャリア1の作製と同様にして、キャリア粒子2を作製した。
キャリア1の作製において、芯材粒子1の代わりに表3に示す芯材粒子を用いたこと以外はキャリア粒子1の作製と同様にして、キャリア粒子3〜12を作製した。
キャリア粒子3の作製において、被覆用樹脂1の添加量および120℃での処理時間を表3に示すように変更したこと以外はキャリア粒子3の作製と同様にして、キャリア粒子13〜16を作製した。
キャリア粒子の体積平均粒径(D50)は、レーザー回折式粒度分布測定装置「HEROS KA」(日本レーザー株式会社製)を用いて、湿式法にて測定した。具体的には、まず、焦点位置200mmの光学系を選択し、測定時間を5秒に設定する。そして、測定用の磁性体粒子を0.2質量%ドデシル硫酸ナトリウム水溶液に加え、超音波洗浄機「US−1」(asone社製)を用いて3分間分散させて測定用試料分散液を作製し、これを「HEROS KA」に数滴供給し、試料濃度ゲージが測定可能領域に達した時点で測定を開始する。得られた粒度分布を粒度範囲(チャンネル)に対して、小径側から累積分布を作成し、累積50%となる粒径を体積平均粒径(D50)とした。
市販のデジタルフルカラー複合機「bizhub PRO(登録商標) C6500」(コニカミノルタ株式会社製)の感光体ドラムを感光体ドラムと同寸法のアルミ製電極ドラムに置き換え、現像スリーブ上にキャリア粒子を供給して磁気ブラシを形成させる。
上記のようにして作製したトナー粒子1およびキャリア粒子1を、トナー濃度が9質量%となるようにして混合し、現像剤1を作製した。混合機はV型混合機(株式会社徳寿工作所製)を用い、25℃で30分間混合した。
トナー粒子とキャリア粒子との組み合わせを下記表4に示すようにしたこと以外は、上記現像剤1の作製と同様にして、現像剤2〜8および19〜26を作製した。
トナー粒子とキャリア粒子との組み合わせを下記表4に示すようにしたこと以外は、上記現像剤3の作製と同様にして、現像剤9〜12および17〜18を作製した。
トナー濃度を下記表4に示すようにしたこと以外は、上記現像剤3の作製と同様にして、現像剤13〜16を作製した。
評価装置として、市販のデジタルフルカラー複合機「bizhub PRO(登録商標) C6500」(コニカミノルタ株式会社製)を用い、上記で作製した現像剤をそれぞれ順次装填し、高温高湿(30℃、相対湿度80%RH)環境下で、A4版の上質紙(65g/m2)上にテスト画像として印字率5%の帯状ベタ画像を形成する印刷を10万枚プリントした。
10万枚印刷後、A4サイズの記録用紙に全面40%平網画像を連続で100枚出力した。そして、1枚目および100枚目の画像の反射濃度を、マクベス反射濃度計「RD907」(マクベス社製)によって測定し、その1枚目と100枚目との濃度差によって画像濃度ムラの評価を行った。本評価においては、濃度差が0.05以下であれば合格とした。
○:0.03より大きく0.05以下
×:0.05より大きい
<画質(粒状性GI値)>
初期および10万枚印刷後に、印字率40%の帯状ベタ画像を形成する印刷を500枚プリントした後、階調率32段階の階調パターンを出力し、この階調パターンの粒状性について、下記評価基準に従って評価した。粒状性の評価は、階調パターンのCCDによる読み取り値にMTF(Modulation Transfer Function)補正を考慮したフーリエ変換処理を施し、人間の比視感度にあわせたGI値(Graininess Index)を測定し、最大GI値を求めた。GI値は小さいほどよい。なお、このGI値は、日本画像学会誌39(2)、84・93(2000)に掲載されている値である。本評価においては、GI値が0.195未満であれば合格とした。
○:0.170以上0.195未満
×:0.195以上。
10万枚印刷後に、白紙をプリントし、10万枚印刷後の転写材の白紙濃度で評価した。A4判の転写材において20か所の濃度を測定し、その平均値を白紙濃度とする。濃度測定は反射濃度計「RD−918」(マクベス社製)を用いて行った。白紙濃度が0.01以下であれば合格とした。
○:0.005より大きく0.01以下
×:0.01より大きい。
Claims (5)
- トナー粒子と、
芯材粒子表面を被覆用樹脂で被覆してなるキャリア粒子と、
を含む静電潜像現像用二成分現像剤であって、
前記トナー粒子の体積平均粒径が3.0μm以上5.0μm以下であり、
前記芯材粒子の印加磁場1kエレステッドにおける一粒子当たりの平均磁化が3.5×10−10AM2/個以上5.0×10−9AM2/個以下であり、
前記キャリア粒子の体積平均粒径が15.0μm以上30.0μm以下であり、体積抵抗率が1.0×108Ω・cm以上5.0×1010Ω・cm以下であり、かつ、キャリア粒子表面における前記芯材粒子の露出面積比率が10.0%以上18.0%以下である、静電潜像現像用二成分現像剤。 - 前記被覆用樹脂が脂環式(メタ)アクリル酸エステル由来の構成単位を含む、請求項1に記載の静電潜像現像用二成分現像剤。
- 前記キャリア粒子および前記トナー粒子の合計に対する前記トナー粒子の比率が8.0〜10.0質量%である、請求項1から2に記載の静電潜像現像用二成分現像剤。
- 前記トナー粒子が少なくとも結晶性ポリエステル樹脂を含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電潜像現像用二成分現像剤。
- 前記トナー粒子の平均円形度が0.970以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電潜像現像用二成分現像剤。
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