JP2006313323A - キャリア及び二成分現像剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャリアは、芯材及び芯材を被覆する被覆膜を有し、被覆膜は、結着樹脂及び粒子を含有し、被覆膜の平均膜厚に対する粒子の平均粒子径の比は、0.01以上1以下であり、表面に平均高低差が0.05μm以上2.0μm以下の凹凸を有する。
【選択図】なし
Description
最大粒度:2.0μm
最小粒度:0.1μm
粒度間隔:0.1μm
分散媒の粘度:0.59mPa・秒
分散媒の密度:0.87g/cm3
粒子密度:乾式自動嵩密度計アキュピック1330(島津製作所社製)を用いて測定した真比重を入力
本発明のキャリアの表面における凹凸の平均高低差は、0.05〜2.0μmである。平均高低差が2.0μmより大きくなると、凹部でトナーが固着しやすくなり、帯電性能が低下しやすくなる。また、凸部を形成する粒子が剥離して、抵抗が低下することがある。また、平均高低差が0.05μmよりも小さくなると、トナーのかき取り効果が減少するため、トナーが固着し帯電性能が低下しやすくなる。
粒子の被覆率=(Ds×ρs×W)/(4×Df×ρf)
から求められる。ここで、Dsは、芯材の平均粒子径、ρsは、芯材の真比重、Wは、芯材の重量に対する粒子の重量の比、Dfは、粒子の平均粒子径、ρfは、粒子の真比重である。すなわち、芯材の表面積は、直径がDsの球の表面積、芯材の個数は、直径がDs、真比重がρsの球の重量に対する芯材の重量の比、粒子の断面積は、直径がDfの円の面積、粒子の個数は、直径がDf、真比重がρfの球の重量に対する芯材の重量の比である。なお、なお、芯材の平均粒子径は、前述の粒子の平均粒子径と同様に測定される。
本発明において、粒子は、特に限定されないが、亜鉛、バリウム等の無機粒子が挙げられる。中でも、アルミナ、シリカ及びチタンのいずれかを含有することが好ましい。
サンプル量:5mg
リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
雰囲気:窒素(流量50ml/分)
温度条件
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/分
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
測定した結果は、データ解析ソフトTA−60、バージョン1.52(島津製作所社製)を用いて解析する。解析方法は、2度目の昇温のDSC微分曲線であるDrDSC曲線の最も低温側に最大ピークを示す点を中心として±5℃の範囲を指定し、解析ソフトのピーク解析機能を用いて、ピーク温度を求める。次に、DSC曲線で、ピーク温度+5℃及び−5℃の範囲で解析ソフトのピーク解析機能を用いて、DSC曲線の最大吸熱温度を求める。ここで示された温度がTgに相当する。
(実施例1)
20重量%のシリコーン樹脂溶液SR2410(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)425部、アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)0.858部、非導電性粒子として、平均粒子径Dが0.3μmのアルミナ85.4部及びトルエン300部を、ホモミキサーを用いて15分間分散させることにより、被覆膜形成液を得た。芯材として、重量平均粒子径が35μmの焼成フェライト粉を用い、被覆膜の平均膜厚hが0.5μmになるように、スピラコーター(岡田精工社製)を用いて、コーター内温度40℃で被覆膜形成液を芯材の表面に塗布し、乾燥した。得られたキャリアを電気炉中に、300℃で1時間放置して焼成した。冷却後、目開きが63μmの篩を用いて解砕し、アルミナ粒子の含有率が50%、D/hが0.6、凹凸の平均高低差が0.08μm、体積固有抵抗が1014.2Ω・cm、磁化が68Am2/kgのキャリアを得た。
(実施例2)
118.69部の50重量%のアクリル樹脂溶液ヒタロイド3001、37.18部の70重量%のグアナミン溶液マイコート106、0.68部の40重量%の酸性触媒キャタリスト4040、平均粒子径Dが0.3μmのアルミナ85.4部及びトルエン800部を、ホモミキサーを用いて15分間分散させることにより、被覆膜形成液を得た。芯材として、重量平均粒子径が35μmの焼成フェライト粉を用い、被覆膜の平均膜厚hが0.5μmになるように、スピラコーターを用いて、コーター内温度40℃で被覆膜形成液を芯材表面に塗布し、乾燥した。得られたキャリアを電気炉中、150℃で1時間放置して焼成した。冷却後、目開き63μmの篩を用いて解砕し、アルミナ粒子の含有率が50%、D/hが0.6、凹凸の平均高低差が0.08μm、体積固有抵抗が1014.4Ω・cm、磁化が68Am2/kgのキャリアを得た。
(実施例3)
51.61部のヒタロイド3001、16.12部のマイコート106、0.28部のキャタリスト4040、241.5部のSR2410、0.55部のSH6020、平均粒子径Dが0.3μmのアルミナ86.1部及びトルエン800部を、ホモミキサーを用いて15分間分散させることにより、被覆膜形成液を得た。
(実施例4)
平均粒子径Dが0.3μmのアルミナの添加量を8.6部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が9%、D/hが0.7、凹凸の平均高低差が1.5μm、体積固有抵抗が1012.2Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(実施例5)
平均粒子径Dが0.3μmのアルミナの添加量を344.4部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が80.1%、D/hが0.3、凹凸の平均高低差が1.8μm、体積固有抵抗が1016.6Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(実施例6)
平均粒子径Dが0.3μmのアルミナの添加量を50部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が37%、被覆率が25、D/hが0.66、凹凸の平均高低差が1.3μm、体積固有抵抗が1012.3Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(実施例7)
平均粒子径Dが0.3μmのアルミナの添加量を250部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が74.5%、D/hが0.33、凹凸の平均高低差が1.5μm、体積固有抵抗が1016.6Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(実施例8)
平均粒子径Dが0.3μmのアルミナの添加量を29部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が25.2%、被覆率が19.9、D/hが0.65、凹凸の平均高低差が1.1μm、体積固有抵抗が1013.0Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(実施例9)
非導電性粒子を平均粒子径Dが0.02μmの酸化チタンに変更し、添加量を15部としたこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、酸化チタン粒子の含有率が14.9%、被覆率が32.8、D/hが0.05、凹凸の平均高低差が0.08μm、体積固有抵抗が1014.4Ω・cm、磁化が66Am2/kgであった。
(実施例10)
非導電性粒子の代わりに導電性粒子として、平均粒子径Dが0.35μm、体積固有抵抗が3.5Ω・cmの表面処理アルミナを用い、添加量を86.1部としたこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。ここで、表面処理層は、二酸化スズを下層、二酸化スズを含有する酸化インジウムを上層とする二層構造からなる。なお、キャリアは、表面処理アルミナ粒子の含有率が50%、D/hが0.63、凹凸の平均高低差が0.08μm、体積固有抵抗が109.8Ω・cmであった。
(実施例11)
SR2410の添加量を350.5部、平均粒子径Dが0.3μmのアルミナの添加量を360.4部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が77%、D/hが0.38、凹凸の平均高低差が1.8μm、体積固有抵抗が1017.2Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(実施例12)
ヒタロイド3001の添加量を5.2部、マイコート106の添加量を1.6部、キャタリスト4040の添加量を0.14部、SR2410の添加量を24.15部、非導電性粒子を平均粒子径Dが0.02μmの酸化チタンに変更し、添加量を8.5部としたこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、酸化チタン粒子の含有率が50%、D/hが0.5、凹凸の平均高低差が0.05μm、体積固有抵抗が1013.0Ω・cmであった。
(実施例13)
ヒタロイド3001の添加量を206.4部、マイコート106の添加量を64.4部、SR2410の添加量を966部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が50%、D/hが0.07、凹凸の平均高低差が0.09μm、体積固有抵抗が1016.9Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(実施例14)
ヒタロイド3001の添加量を103.2部、マイコート106の添加量を32.2部、SR2410の添加量を483部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が33.5%、D/hが0.07、凹凸の平均高低差が0.06μm、体積固有抵抗が1016.8Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(実施例15)
芯材として、磁化の低い重量平均粒子径が35μm焼成フェライトを用いたこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が50%、D/hが0.55、凹凸の平均高低差が0.08μm、体積固有抵抗が1015.2Ω・cm、磁化が36Am2/kgであった。
(実施例16)
芯材として、磁化の高い重量平均粒子径が35μm焼成フェライトを用いたこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が50%、D/hが0.55、凹凸の平均高低差が0.08μm、体積固有抵抗が1015.3Ω・cm、磁化が94Am2/kgであった。
(実施例17)
キャリアの重量平均粒子径を19μmに変更し、ヒタロイド3001の添加量を206.4部、マイコート106の添加量を64.4部、SR2410の添加量を966部、アルミナの添加量を172.2部に変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が53%、D/hが0.52、凹凸の平均高低差が1.1μm、体積固有抵抗が1015.0Ω・cm、磁化が66Am2/kgであった。
(実施例18)
キャリアの重量平均粒子径を67μmに変更したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が49%、D/hが0.27、凹凸の平均高低差が0.055μm、体積固有抵抗が1012.5Ω・cm、磁化が69Am2/kgであった。
(比較例1)
ヒタロイド3001の添加量を25部、マイコート106の添加量を8部、キャタリスト4040の添加量を0.14部、SR2410の添加量を120.5部、平均粒子径Dが0.3μmのアルミナの添加量を28.7部に変更したこと以外は、実施例3と同様に
して、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が40.5%、D/hが1.13、凹凸の平均高低差が1.95μm、体積固有抵抗が1013.2Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(比較例2)
キャリアの重量平均粒子径を19μmに変更し、ヒタロイド3001の添加量を206.4部、マイコート106の添加量を64.4部、SR2410の添加量を966部、非導電性粒子を平均粒子径Dが0.02μmの酸化チタンに変更し、添加量を430部にしたこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、酸化チタン粒子の含有率が71.6%、D/hが0.009、凹凸の平均高低差が0.055μm、体積固有抵抗が1016.5Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(比較例3)
固形分が50重量%のアクリル樹脂溶液56.0部、固形分が77重量%のグアナミン溶液15.6部、平均粒子径Dが0.3μm、体積固有抵抗が1014Ω・cmのアルミナ粒子160.0部、トルエン900部及びブチルセロソルブ900部を、ホモミキサーで10分間分散して被覆膜形成液を調合し、膜厚0.15μmになるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し、乾燥したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が80%、D/hが2.0、凹凸の平均高低差が0.01μm、体積固有抵抗が1015.1Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(比較例4)
固形分が50重量%のアクリル樹脂溶液56.0部、固形分が77重量%のグアナミン溶液15.6部、固形分が20重量%のシリコーン樹脂溶液SR2410(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)241.5部、平均粒子径Dが0.3μm、体積固有抵抗が1014Ω・cmのアルミナ粒子88.3部及びトルエン900部を、ホモミキサーで10分間分散して被覆膜形成液を調合し、膜厚0.55μmになるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し、乾燥したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が50%、D/hが0.55、凹凸の平均高低差が0.008μm、体積固有抵抗が1015.1Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(比較例5)
アルミナの添加量を258.1部に変更し、ホモミキサーで10分間分散したこと以外は、実施例3と同様にして、現像剤を得た。なお、キャリアは、アルミナ粒子の含有率が68%、D/hが0.41、凹凸の平均高低差が2.2μm、体積固有抵抗が1015.2Ω・cm、磁化が68Am2/kgであった。
(評価方法及び評価結果)
実施例及び比較例で得られた現像剤を用いて、色汚れ、キャリア付着、エッジ効果、画像の精細性及び耐久性(帯電低下量、抵抗変化量)を評価した。この結果を表1に示す。
20 帯電手段
30 露光手段
40 現像手段
41 現像スリーブ
42 現像剤収容部材
43 ドクターブレード
44 支持ケース
45 トナーホッパー
46 現像剤収容部
47 現像剤攪拌機構
48 トナーアジテータ
49 トナー補給機構
50 転写手段
51 転写部材
52 除電機構
60 クリーニング手段
61 クリーニング部材
62 トナー回収室
70 除電手段
80 定着手段
90 転写材
100 トナー
110 キャリア
120 現像剤
130 現像剤入り容器
140 現像剤送流手段
Claims (19)
- 芯材及び該芯材を被覆する被覆膜を有するキャリアにおいて、
該被覆膜は、結着樹脂及び粒子を含有し、
該被覆膜の平均膜厚に対する該粒子の平均粒子径の比は、0.01以上1以下であり、
表面に平均高低差が0.05μm以上2.0μm以下の凹凸を有することを特徴とするキャリア。 - 前記結着樹脂及び前記粒子の重量の和に対する前記粒子の重量の比は、10%以上80%以下であることを特徴とする請求項1に記載のキャリア。
- 前記結着樹脂及び前記粒子の総重量に対する前記粒子の重量の比は、40%以上70%以下であることを特徴とする請求項2に記載のキャリア。
- 前記芯材の表面積と前記芯材の個数の積に対する前記粒子の断面積と前記粒子の個数の積の比は、0.3以上30以下である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キャリア。
- 体積固有抵抗は、1×1010Ω・cm以上1×1017Ω・cm以下である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キャリア。
- 前記粒子は、アルミナ、シリカ及びチタンのいずれかを含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のキャリア。
- 前記被覆膜の平均膜厚は、0.05μm以上4.00μm以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のキャリア。
- 前記被覆膜の平均膜厚は、0.05μm以上1.00μm以下であることを特徴とする請求項7に記載のキャリア。
- 前記結着樹脂のガラス転移温度は、20℃以上100℃以下であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のキャリア。
- 重量平均粒子径が20μm以上65μm以下であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のキャリア。
- 前記結着樹脂は、シリコーン樹脂を含有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のキャリア。
- 前記結着樹脂は、アクリル樹脂を含有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載のキャリア。
- 前記結着樹脂は、シリコーン樹脂及びアクリル樹脂を含有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載のキャリア。
- 1kOeの磁場における磁化が40Am2/kg以上90Am2/kg以下であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載のキャリア。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載のキャリア及びトナーを含有することを特徴とする二成分現像剤。
- 前記トナーは、カラートナーであることを特徴とする請求項15に記載の現像剤。
- 請求項15又は16に記載の二成分現像剤を有することを特徴とする現像剤入り容器。
- 請求項15又は16に記載の二成分現像剤を用いて画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
- 少なくとも、請求項15又は16に記載の現像剤を有する現像手段と感光体が一体に支持されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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