JP2008122489A - 静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像用現像剤及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期の使用にわたり、感光体表面に対する傷の発生を抑制し、かつ画像出力の際の後端部白抜け現象の発生を抑制する。
【解決手段】静電潜像現像用キャリアは、磁性粉を樹脂中に分散せしめた磁性粒子の表面に被覆樹脂層を形成してなり、該磁性粒子の絶縁破壊電界がlog3.5V/cm以上であり、該キャリアの、log3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗をlogAとし、体積固有抵抗をlogBとすると、0.8≦logA/logB≦1.2を満たす。
【選択図】なし
【解決手段】静電潜像現像用キャリアは、磁性粉を樹脂中に分散せしめた磁性粒子の表面に被覆樹脂層を形成してなり、該磁性粒子の絶縁破壊電界がlog3.5V/cm以上であり、該キャリアの、log3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗をlogAとし、体積固有抵抗をlogBとすると、0.8≦logA/logB≦1.2を満たす。
【選択図】なし
Description
本発明は、電子写真法及び静電記録等に用いられる画像形成装置と、これに用いられる静電潜像現像用キャリア及び静電潜像現像用現像剤に関する。
電子写真法では、帯電、露光工程により潜像保持体(感光体)に静電潜像を形成しトナーで現像し、現像像を転写体上に転写し、加熱等により定着し画像を得る。この様な電子写真法で用いられる現像剤は、結着樹脂中に着色剤を分散させたトナーを単独で用いる一成分現像剤と前記トナーとキャリアからなる二成分現像剤とに大別することができる。二成分現像剤は、キャリアが帯電・搬送の機能を有するため制御性が高いことから現在広く用いられている。二成分現像剤はキャリアが現像剤の攪拌・搬送・帯電などの機能を有し、現像剤としての機能は分離されているため制御性が良いなどの特徴があり、現在広く用いられている。
キャリアとしては古くから鉄粉キャリアが用いられてきたが、鉄粉キャリアには多くの欠点が認められているため、最近ではフェライトやニッケル、磁性体分散型樹脂等の表面を樹脂で被覆したキャリアが提案されている。
特に、低比重で比較的球状のキャリアを提供し易い磁性粉分散型樹脂キャリアは、現像器内での攪拌によるトナーへのストレス低減に効果が期待できるため、長寿命化現像剤を開発する上で好ましい。
磁性粉分散型キャリア技術が提案され始めた当初のキャリアは、磁性粉の含有率を高める技術が十分ではなかったが、近年では磁性粉含有率を高めるキャリアが多く提案されている。しかし、磁性粉の含有率を高めたキャリアは、絶縁破壊電圧(ブレークダウン電圧)が低下するという問題が発生した。この問題を解決するため、例えば特許文献1では、強磁性粒子と弱磁性粒子を併用することで高抵抗化したキャリアを提案している。
上記のキャリアは、絶縁破壊電圧の低下を抑制できたが、一方で、高速機における磁力が十分でなくキャリア飛散が発生したり、キャリアの抵抗が高抵抗化することによる画質欠陥が発生する場合があった。また、高抵抗である弱磁性粒子が表層に存在した構造となっており、磁気ブラシ中のトナーが消費された時に発生する残留電荷の緩和速度が遅く、画像後端部白抜け現象の発生が生じる場合があった。
特に、磁性粉分散型キャリアは、従来の鉄粉キャリア、フェライトキャリアに代表されるキャリアと比較して画像後端部白抜け現象が発生するキャリアの抵抗域がより低抵抗領域に移動しているという現象が多く見られるという問題があった。
本発明は、長期の使用にわたり、感光体表面に対する傷の発生を抑制し、かつ画像出力の際の後端部白抜け現象の発生を抑制することができる静電荷像現像用キャリア及び当該キャリアを用いた静電潜像現像用現像剤、画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明者等は前記課題に対し詳細な検討を重ねた結果、以下の発明の構成により上記の目的を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の特徴は以下の通りである。
(1)磁性粉を樹脂中に分散せしめた磁性粒子の表面に被覆樹脂層を形成してなり、該磁性粒子の絶縁破壊電界がlog3.5V/cm以上であり、該キャリアの、log3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗をlogAとし、体積固有抵抗をlogBとすると、0.8≦logA/logB≦1.2を満たす、静電潜像現像用キャリア。
(2)前記被覆樹脂層中に導電性粉末を含有する、上記(1)に記載の静電潜像現像用キャリア。
(3)前記導電性粉末が、カーボンブラックである、上記(2)に記載の静電潜像現像用キャリア。
(4)前記磁性粉の体積平均粒径が0.03〜0.50μmである、上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の静電潜像現像用キャリア。
(5)上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の静電潜像現像用キャリアと、トナー粒子と、からなる、静電潜像現像用現像剤。
(6)潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、現像剤保持体に保持された現像剤を用い、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を熱定着する定着手段と、を備え、前記現像剤は、上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の静電潜像現像用キャリアを含有する、画像形成装置。
本発明によれば、長期の使用にわたり、感光体表面に対する傷の発生を抑制し、かつ現像時の後端部白抜け現象の発生を抑制することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
二成分現像剤においては現像剤保持体上の現像剤は磁気ブラシを形成し、現像可能な領域に移動することにより、潜像保持体上の潜像へトナーを現像し、現像像を作製する。このときキャリアには適度な電気抵抗が必要とされる。
電気抵抗が低い場合、現像時に潜像以外へのトナーが付着するのを防止するため、バイアスが現像剤保持体にかかるが、このバイアスがキャリアに注入してしまい、該磁気ブラシ先端のキャリアが逆に帯電し、潜像保持体上の潜像部分へ付着してしまう。その結果キャリアは転写されず、クリーニングブレード等に挟まってしまい、感光体に傷をつけてしまう。
逆に電気抵抗が高い場合、現像後のキャリアにはトナーとは逆の電荷が残留し、そのため一度現像したトナーを再び磁気ブラシの方へ戻してしまう場合がある。例えばソリッド部のようにトナーの消費量が多い画像部分を作製した後、ハーフトーンのようなトナー消費量が少ない画像部分がある画像を出力すると、ソリッド画像の現像により残留電荷が多くなったキャリアが、ソリッド画像直後のハーフトーン部のトナーを付着してしまい、ソリッド画像の直後にトナーが抜けたような画像が現れる。これが画像後端部白抜け現象である(図2を参照のこと)。
これらの問題を生じさせないためには、キャリアの電気抵抗を適切な範囲にする必要があるものの、該電気抵抗を1種で表すことは極めて困難である。前述のバイアスがキャリアに注入する現象はキャリア内部の抵抗に依存するものであり、トナーを再び磁気ブラシの方へ戻す現象はキャリアの表面抵抗に依存するためである。
そこでトナー内部の抵抗、より具体的には磁性粉を樹脂中に分散せしめた磁性粒子の表面に被覆樹脂層を形成してなる該磁性粒子の絶縁破壊電界を適切な範囲とし、かつ該キャリアの、log3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗と体積固有抵抗の比をある範囲にすることにより、前述の潜像保持体へのキャリア付着、画像後端部白抜けが生じにくいキャリアを得ることが出来た。
[静電潜像現像用キャリア]
以下、本発明の静電潜像現像用キャリアについて説明する。なお、「静電潜像現像用キャリア」を以下「キャリア」と略す。
以下、本発明の静電潜像現像用キャリアについて説明する。なお、「静電潜像現像用キャリア」を以下「キャリア」と略す。
本実施の形態のキャリアは、磁性粉を樹脂中に分散せしめた磁性粒子の表面に被覆樹脂層を形成してなる。該磁性粒子の絶縁破壊電界は、log3.5V/cm以上であり、好ましくはlog3.5V/cm以上log4.4V/cm以下である。また、該キャリアの、log3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗をlogAとし、体積固有抵抗をlogBとすると、0.8≦logA/logB≦1.2を満たす。
上記磁性粒子の絶縁破壊電界がlog3.5V/cm未満である場合には、前述のように感光体にキャリアが付着し、感光体に傷がつきやすくなる。一方、上記磁性粒子の絶縁破壊電界がlog4.4V/cmを超えると、磁気ブラシを形成しにくくなる場合がある。
また、上記logA/logBが1.2を越える場合には、キャリアの動的電気抵抗に比較して、キャリアの体積固有抵抗が低すぎることを表し、感光体へのキャリア付着が制御できなくなる。一方、logA/logBが0.8未満であると、キャリアのブラシ状態での動的電気抵抗が、キャリアの体積固有抵抗に比較して高いことを表し、画像後端部白抜け現象を制御することは困難となる。
上記磁性粉としては、従来公知のいずれのものも使用することができるが、特に好ましくはフェライトやマグネタイト、マグヘマタイトが選ばれる。特に、強磁性の磁性粉としては、マグネタイト、マグヘマタイトが選択され、他の磁性粉として、例えば鉄粉が知られている。鉄粉の場合は比重が大きいためトナーを劣化させやすいので、フェライトやマグネタイト、マグヘマタイトの方が安定性に優れている。フェライトの例としては、一般的に下記式で表される。
(MO)X (Fe2 O3 )Y
(式中、Mは、Cu、Zn、Fe、Mg、Mn、Ca、Li、Ti、Ni、Sn、Sr、Al、Ba、Co、Mo等から選ばれる少なくとも1種を含有する:またX、Yは重量mol比を示し、かつ条件X+Y=100を満たす)
(式中、Mは、Cu、Zn、Fe、Mg、Mn、Ca、Li、Ti、Ni、Sn、Sr、Al、Ba、Co、Mo等から選ばれる少なくとも1種を含有する:またX、Yは重量mol比を示し、かつ条件X+Y=100を満たす)
上記Mは、Li、Mg、Ca、Mn、Sr、Snの1種もしくは数種の組み合わせで、それら以外の成分の含有量が1重量%以下であるフェライト粒子であることが好ましい。Cu、Zn、Ni元素は添加することにより低抵抗になり易く、電荷リークが起こり易い。また、被覆樹脂し難い傾向にあり、また環境依存性も悪くなる傾向にある。さらに、重金属であり、比重が大きいためかキャリアに与えられるストレスが強くなり、ライフ性に対し悪影響を与えることがある。
また、安全性の観点から近年ではMnやMg元素を含有するものが一般に普及している。磁性粒子の原料としては、Fe2O3を必須成分として用いられるフェライト芯材が好適であり、磁性粉分散型樹脂コアに含有される磁性粉としては、マグネタイト、マグヘマイトなどの強磁性酸化鉄粒子粉末、鉄以外の金属(Mn、Ni、Zn、Mg、Cu等)を1種又は2種以上含有するスピネルフェライト粒子粉末、バリウムフェライトなどのマグネットプランバイト型フェライト粒子粉末、表面に酸化被膜を有する鉄や鉄合金の粒子粉末を用いることができる。
磁性粉として、具体的には、例えばマグネタイト、γ−酸化鉄、Mn−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Li系フェライト、Cu−Zn系フェライトなどの鉄系酸化物を挙げることができる。中でも安価なマグネタイトが、より好ましく用いることができる。
本実施の形態において、磁性粉の粒径は、0.03〜0.5μmの範囲にすることが好ましく、0.05〜0.4μmの範囲がより好ましい。磁性粉の粒径が0.5μmを超えると絶縁破壊電圧が十分でない場合が発生したり、感光体へのキャリア付着・ブラシマークなどの画質欠陥が生じる場合がある。一方、磁性粉の粒径が0.03μmより小さいと製造上制御が困難となるばかりでなく、抵抗が高くなりすぎて、経時により白抜け現象が発生するおそれがある。
また、上述のように調製される複合磁性粒子の磁性粒子の磁化率σは、1kOeの磁場中で、VSM(バイブレーションサンプルメソッド)測定器を用いてBHトレーサー法で測定され、その磁化値σ1000は50〜90Am2/kg(emu/g)、好ましくは70〜85Am2/kg(emu/g)の範囲が適当である。σ1000が50Am2/kg(emu/g)を下回ると、現像ロールへの磁気吸着力が弱くなり、感光体に付着して画像欠陥の原因となるので好ましくない。また、σ1000が90Am2/kg(emu/g)を上回ると、磁気ブラシが硬くなりすぎ、感光体を強く摺擦して傷をつけやすくなるので好ましくない。
本発明のキャリアの体積平均粒径は、10〜100μm、好ましくは20〜50μmが適当である。平均粒径が10μmより小さいと現像剤の現像装置からの飛び散りが発生しやすく、100μmより大きいと十分な画像濃度を得ることが困難になる。
さらに、本実施の形態のキャリアは、上記複合磁性粒子の表面に被覆された被覆樹脂層中に導電性粉末が含有されていることが好ましい。
これにより、磁性粒子表面を被覆樹脂層により隠蔽し、キャリア表面の凹凸を小さくすることにより、摩擦エネルギーが低減できるだけでなく、また、電気抵抗特性を維持しながら、磁性粒子による被覆樹脂層のアンカー効果がより効果的に機能し、被覆樹脂層の脱離を改善できる。
キャリアにおいて、上述した複合磁性粒子上に被覆される被覆樹脂層は、帯電制御、抵抗制御の観点から導電性粉末をバインダー樹脂に分散している。該導電性粉末の材質としては、所望の形状および動的電気抵抗を有するものであれば特に限定されないが、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウム等の微粒子の表面を導電性の金属酸化物で被覆した複合系のものや、カーボンブラック、マグネタイト、導電性の金属酸化物の単体系のものが好ましい。ここで、導電性の金属酸化物としては、アンチモン等でドープした金属酸化物(例えばアンチモンドープ型酸化スズ)や、酸素欠損型の金属酸化物(例えば酸素欠損型酸化スズ)等が挙げられる。
上述の導電性粉末としては、形状が針状及び球状のものが好ましく用いられが、より好ましくは針状のものである。ここでいう「針状」とは、長軸(繊維長)と短軸(繊維径)の比(長軸/短軸;以下、「アスペクト比」という。)であり、このアスペクト比は3以上であることが好ましく、より好ましくは5以上である。針状導電性粉末は、その長軸が0.05〜20μmのものが好ましい。アスペクト比が3以上であっても、長軸が0.05μmより短いと、バインダー樹脂中に分散する過程でフィラーが破壊してその効果が低減してしまうことがあり、一方、長軸が20μmより長いと、コート層から導電性粉末が離脱しやすくなることがある。針状無機粉の短軸は0.01〜1μmが好ましい。この範囲を外れると分散性が悪くなり、キャリアの特性が不均一になることがある。球状導電性粉末は、平均粒径が0.01〜1μmが好ましい。これらの範囲を外れると分散性が悪くなったり、コート層から導電性粉末が離脱しやすくなったりすることがあり好ましくない。
上述の導電性粉末は、カーボンブラックであることがより好ましい。導電性粉末としてカーボンブラックを用いることにより、磁気ブラシ中のトナーが現像された時に発生する残留電荷の消滅速度を促進することができる。このとき、カーボンブラックの分散径は0.3〜1.5μmの範囲にするのが好ましい。導電性粉末の分散径は、0.4μm〜1.0μmであると、残留電荷の消滅促進実効効果が十分に発揮されるだけでなく、logA/logBの比が一定の範囲内になるため、より好ましい。また、必要に応じて、導電性粉末を予め分散または壊砕させてから使用することも可能であるが、導電性粉末の分散径が小さすぎると残留電荷消滅促進場の実行面積が小さくなり抵抗の高い絶縁樹脂層部により効果が発揮されなくなるおそれがある。
導電性粉末の分散径を一定以上の大きさに制御することで、残留電荷消滅の実行部が大きくなり、残留電荷の消滅速度を速くするために効果が発揮される。画像後端部白抜け現象の発生を抑えるためには、残留電荷の消滅をある一定の時間内に行う必要があるが、被覆樹脂層中の導電性粉末の分散径を一定以上にすることで達成することが可能となる。一方、被覆樹脂層中の導電性粉末の分散径が小さいと、磁気ブラシ中のトナーが現像された時に発生する残留電荷の消滅が遅くなるため、芯材の抵抗をさらに低抵抗化する必要があり、その結果よりキャリアの潜像保持体上への付着は生じやすくなる。
芯材中に分散している磁性粒子と被覆樹脂中の導電性粉末の分散径を一定の範囲内に収めることで、動的電気抵抗と体積固有抵抗の比を一定の範囲内にすることができることが明らかとなった。磁性粉分散型キャリアの被覆樹脂層中の導電性粉末の分散径を一定以上の大きさにすることで、リークサイト実行面積を大きくすることができ、芯材中に分散している磁性粒子の大きさも一定の範囲内に制御することで、磁場印加時と磁場無印加時の電荷リーク状態を近似できるだけでなく、残留電荷の消滅の促進速度が加速されたと推定される。
また、キャリアにおいて、導電性粉末の静的電気抵抗としては、1〜1×106Ω・cmが好ましい。導電性粉末の静的電気抵抗を好ましい範囲とすることで、所定の抵抗を得やすくなる。静的電気抵抗が1Ω・cmより小さい、あるいは1×106Ω・cmを越えると、導電性粉末の含有量を減少させても(例えば0.1体積%以下)、導電性粉末の含有量を多くしても(例えば40体積%以上を添加)しても所定の抵抗を得ることができないことがある。
このように、被覆樹脂層に含まれる導電性粉末の抵抗及び分散径は残留電荷の消滅の速度と、ブラシ状態での動的電気抵抗と体積固有抵抗の比を一定の範囲内にするために重要な因子となり得る。
キャリアにおいて、導電性粉末の被覆樹脂層中の含有量は20〜40体積%が好ましく、好ましくは30〜40体積%である。この含有量が20体積%未満であると、所定の抵抗を得ることができないことがあり、一方、40体積%を超えると、被覆樹脂層の膜形成が悪く、電荷リークが起こりやすくなって、キャリアの潜像保持体への付着が生じやすくなることがある。
被覆樹脂層を形成した、キャリアの電気抵抗は測定電界が104V/cmの電界の時に1×105〜1×1014Ω・cm、好ましくは1×109〜1×1012Ω・cmの範囲が適当である。
被覆樹脂層を形成した、キャリアの帯電性は15〜50μC/gが好ましい。キャリアの帯電性が15μC/g未満の場合には、被画像部位のトナー汚れが発生し(カブリが発生し)高品位なカラー画像が得られない可能性が高く、一方キャリアの帯電性が50μC/gを超えると、十分な画像濃度が得られにくくなる。
被覆樹脂層を形成したキャリアの電気抵抗が1×105Ω・cmより小さいとキャリア表面を電荷が移動しやすくなってブラシマーク等の画像欠陥が発生しやすいことやプリント動作を暫らくしないで放置しておくと帯電性が低くなりすぎて最初の1枚目のプリントで地汚れなどが発生する。被覆樹脂層を形成したキャリアの電気抵抗が1×1014Ω・cmより大きいと良好なソリッド画像は得られないばかりか、連続プリントを多数回繰り返すとトナー電荷が大きくなりすぎて画像濃度が下がってしまう場合がある。
キャリアの磁気ブラシの形にして測定した時の動的電気抵抗は104V/cmの電界の下で1×10〜1×109Ω・cm、好ましくは1×103〜1×108Ω・cmの範囲が適当である。動的電気抵抗が1×10Ω・cmより小さいとブラシマーク等の画像欠陥が発生しやすく、1×108Ω・cmより大きいと良好なソリッド画像を得るのが困難である。104V/cmの電界とは実機での現像電界に近く、上記の動的電気抵抗はこの電界下での値である。
以上より、キャリアとトナーが混合された時の動的電気抵抗は104V/cmの電界の下で1×105〜1×109Ω・cmの範囲が適当である。そして、1×105Ω・cmを下回るとプリント放置後トナー帯電性の低下による地汚れや、過現像による線画像の太りで解像度が悪くなる。1×109Ω・cmを超えるとソリッド画像端部の現像性低下で高品位画像が得られなくなる等の問題が発生する場合がある。
キャリアの動的電気抵抗は次のようにして求める。現像ロール(現像ロールのスリ−ブ表面の磁場が1kOe発生する。)上に約30cm3のキャリアをのせて磁気ブラシを形成し、面積3cm2の平板電極を2.5mmの間隔で現像ロールに対向させる。120rpmの回転速度で現像ロールを回転しながら現像ロールと平板電極の間に電圧を印加して、その時に流れる電流を測定する。得られた電流−電圧特性からオームの法則の式を用いて動的電気抵抗を求める。なお、この時の印加電圧Vと電流Iとの間には一般的にln(I/V) ∝V×1/2 の関係があることはよく知られている。本発明に用いられるキャリアのように動的電気抵抗がかなり低い場合には、103V/cm以上の高電界では大電流が流れて測定できないことがある。そのような場合は低電界で3点以上測定し、先の関係式を使って最小2乗法により104V/cmの電界まで外挿して求める。
磁性粒子上に形成する被覆樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン;ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂又はその変性品;フッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート、アミノ樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂;エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、複数の樹脂を混合して使用してもよい。
被覆樹脂層の厚みは、0.1〜5μm、好ましくは0.3〜3μmの範囲が適当である。被覆樹脂層の厚みが0.1μmより小さいと磁性粒子表面に均一で平坦な被覆樹脂層を形成することが難しい。また、5μmより大きいとキャリア同士が凝集したりして均一なキャリアを得ることが難しい。
被覆樹脂層を磁性粒子上に形成する方法は、被覆樹脂層形成用溶液中に磁性粒子を浸漬する浸漬法、被覆樹脂層形成用溶液を磁性粒子表面に噴霧するスプレー法、磁性粒子を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆樹脂層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中で磁性粒子と被覆樹脂層形成用溶液を混合し溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
被覆樹脂層形成用溶液に使用する溶剤は、前記の被覆樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類を使用できる。また、導電性粉末の分散方法としては、サンドミル、ダイノミル、ホモミキサー等がある。
[静電潜像現像用現像剤]
ここで、用いられる静電潜像現像用現像剤には、トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤である。但し、以下に述べるトナーは、磁性トナーまたは非磁性トナーであっても。なお、「静電潜像現像用現像剤」を以下「現像剤」と略す。
ここで、用いられる静電潜像現像用現像剤には、トナーおよびキャリアからなる二成分現像剤である。但し、以下に述べるトナーは、磁性トナーまたは非磁性トナーであっても。なお、「静電潜像現像用現像剤」を以下「現像剤」と略す。
本発明において、トナーとして、例えば、少なくとも樹脂粒子を分散させてなる分散液中で、該樹脂粒子のガラス転移点以下の温度に加熱して凝集粒子を形成し、凝集粒子分散液を調製する第1工程と、前記凝集粒子分散液中に、微粒子を分散させてなる微粒子分散液を添加混合して前記凝集粒子に前記微粒子を付着させて付着粒子を形成する第2工程と、前記付着粒子を加熱して融合する第3工程とを含むいわゆる凝集合一法で作成されるトナーを用いることができる。
このトナーの特徴は、粒子の形状が比較的丸く、粒度分布が狭い事、トナー表面が比較的均一で帯電性が高く、帯電分布も狭く良好であることなどが挙げられる。
従って、前記キャリアとの混合で得られる静電荷像現像用現像剤は極めて流動性が高く現像性が良好であるため高品位カラ−現像剤としては良好な物が得られる。
なお、他のトナーとしては重合トナー、溶解懸濁トナー、乳化凝集トナー、または混練/粉砕/分級/球形化トナー等も利用できる。
ここでは、現像剤に使用するトナーとして、乳化凝集トナーを例に取り以下に説明する。
例えば、特開平10−026842号公報、特開平10−133423号公報、特開平10−198070号公報、特開平11−231570号公報等に開示されるように、このトナーは少なくとも樹脂粒子を分散させてなる分散液中で、該樹脂粒子のガラス転移点以下の温度に加熱して凝集粒子を形成し、凝集粒子分散液を調製する第1工程と、前記凝集粒子分散液中に、微粒子を分散させてなる微粒子分散液を添加混合して前記凝集粒子に前記微粒子を付着させて付着粒子を形成する第2工程と、前記付着粒子を加熱して融合する第3工程と、を含むことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法にて作製されたものである。
体積平均粒径および形状、分布は、凝集粒子分散液の調製条件や付着粒子を形成する時の条件及び前記付着粒子を加熱して融合する時の条件で調整できる。
前記分散液は、少なくとも樹脂粒子を分散させてなるものである。前記樹脂粒子は、樹脂製の粒子である。前記樹脂としては、例えば熱可塑性結着樹脂などが挙げられ、具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類の単独重合体又は共重合体(スチレン系樹脂);アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれらの非ビニル縮合系樹脂とビニル系単量体とのグラフト重合体などが挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの樹脂の中でも、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、オレフィン系樹脂が好ましく、スチレンとアクリル酸n−ブチルとの共重合体、アクリル酸n−ブチル、ビスフェノールA・フマル酸共重合体、スチレンとオレフィンとの共重合体が特に好ましい。
前記樹脂粒子の平均粒径としては、通常1μm以下であり、0.01〜1μmであるのが好ましい。前記平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られる静電荷像現像用トナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、前記平均粒径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。なお、前記平均粒径は、例えばレーザー回折法(堀場製作所製:LA−700)を用いて測定することができる。
前記着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、 ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレレーとなどの種々の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料;などが挙げられる。これらの着色剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記着色剤の体積平均粒径としては、通常1μm以下であり、0.01〜1μmであるのが好ましい。体積平均粒径が1μmを越えると、最終的に得られる静電荷像現像用トナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じ、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、体積平均粒径が前記範囲内にあると前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。なお、前記体積平均粒径は、例えばレーザー回折法(堀場製作所製:LA−700)を用いて測定することができる。
なお、本発明においては目的に応じて、前記分散液に、離型剤、内添剤、帯電制御剤、無機粒体、滑剤、研磨材などのその他の成分が分散させていてもよい。なお、その場合、樹脂粒子を分散させてなる分散液中にその他の粒子を分散させてもよいし、樹脂粒子を分散させてなる分散液に、その他の粒子を分散させてなる分散液を混合してもよい。
前記離型剤としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;及びそれらの変性物などが挙げられる。
なお、これらのワックス類は、水中にイオン性界面活性剤、高分子酸、高分子塩基等の高分子電解質と共に分散し、融点以上に加熱し、強い剪断力を印加可能なホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて処理すると、容易に1μm以下の微粒子にされ得る。
前記帯電制御剤としては、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが挙げられる。なお、本発明における帯電制御剤としては、凝集時や融合時の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染減少の点で、水に溶解しにくい素材のものが好ましい。
前記無機粒体としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、酸化セリウム等の通常トナー表面の外添剤として使用される総ての粒子が挙げられる。前記滑剤としては、例えば、エチレンビスステアラミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩が挙げられる。前記研磨材としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
本実施の形態においては、各色成分トナーとして、樹脂粒子と各々イエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラックの顔料粒子を凝集・合一して体積平均粒径約3〜7μm、球形度が0.96〜1.0のトナーを用いられる。
トナーとキャリアを混合して現像剤を作製する際のトナーの比率は、現像剤全体の1〜15重量%、好ましくは3〜12重量%の範囲が適当である。
トナーの比率が1重量%を切ると十分な画像濃度が得られにくくなることや、ベタ画像が均一になりにくくなる。また、15重量%を超えるとキャリア表面のトナー被覆率が100%を超えるため帯電量が下がり(平均帯電量の絶対値が15μC/g未満になると)非画像部位のトナー汚れが発生して(かぶり)高品位なカラ−画像が得られなくなる。例えば、3重量%を超えるとキャリア表面のトナー被覆率が100%に近づいて来るために現像剤としての抵抗値が極端に上がり、1×105〜1×108Ω・cmの範囲のなかに収まり難くなり画像エッジ部位のボケなど良好で高品位なカラ−画像が得られなくなる場合がある。
但し、低湿環境ではトナー比率が1重量%未満になると高帯電量(平均帯電量の絶対値が25μC/g超える)になりやすくなり十分な画像濃度が得られにくくなる可能性がある。したがって、環境に応じて、帯電性の絶対値が15〜50μC/gの範囲にあるようにトナーの比率を選ぶことが好ましい。
トナーの製造方法において、上述した樹脂粒子分散液、着色剤分散液などを混合し、均一な混合粒子分散液を調整した後、分散媒体に可溶な無機金属塩を添加混合して所望の凝集粒子を得る。その際、樹脂微粒子、着色剤、必要に応じて上記の無機粒子などを一度に添加してもよいし、分割して粒子成分を段階的に添加し、凝集粒子の構成を例えばコアシェル構造や、粒子の半径方向に成分を傾斜させた構造を付与してもよい。その場合は樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液及び離型剤粒子分散液などを混合分散し、一定水準の粒径になるまで凝集粒子を成長させる。必要に応じて、樹脂粒子分散液などをさらに加えて凝集粒子表面に追加樹脂粒子を付着させてもよい。追加樹脂粒子が凝集粒子表面を覆うことにより、着色剤、離型剤などがトナー表面に露出することを防止することができ、これらの露出による帯電不良、不均一帯電を抑制するのに有効である。
上述の凝集粒子を形成する凝集工程では、凝集剤として2価以上の無機金属塩を用いるが、3価以上、特に4価であることが好ましい。前記無機金属は価数が大きいほど凝集力が強く、安定に凝集を制御することができるため、未凝集物を生ずることが少なく、優れた粒度分布を得ることができる。4価以上の無機金属塩重合体としては、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウムなどを用いることができる。
このようにして所望の粒子径を有する凝集粒子を得た後、樹脂のガラス転移点以上の温度に加熱することにより凝集粒子を融合して所望のトナー粒子を得ることができる。ここで、融合加熱条件の選択により、トナー形状を不定形から球形まで制御することができる。高温で長時間融合させると、トナー形状は、より真球に近くなる。
[画像形成方法]
次に、本発明の現像剤を用いた画像形成方法について説明する。
次に、本発明の現像剤を用いた画像形成方法について説明する。
本発明の画像形成方法は、潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像剤担持体に担持された現像剤を用い、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を熱定着する定着工程と、を有する画像形成方法であって、前記現像剤は、少なくとも、本発明の電子写真用キャリアを含有する現像剤である。
上記の各工程は、いずれも画像形成方法において公知の工程が利用できる。
潜像保持体としては、例えば、電子写真感光体及び誘電記録体等が使用できる。電子写真感光体の場合、該電子写真感光体の表面を、コロトロン帯電器、接触帯電器等により一様に帯電した後、露光し、静電潜像を形成する(潜像形成工程)。次いで、表面に現像剤層を形成させた現像ロールと接触若しくは近接させて、静電潜像にトナーの粒子を付着させ、電子写真感光体上にトナー画像を形成する(現像工程)。形成されたトナー画像は、コロトロン帯電器等を利用して紙等の被転写体表面に転写される(転写工程)。さらに、被転写体表面に転写されたトナー画像は、定着機により熱定着され、最終的なトナー画像が形成される。
尚、前記定着機による熱定着の際には、オフセット等を防止するため、前記定着機における定着部材に離型剤が供給される装置でも良い。
熱定着に用いる定着部材であるローラあるいはベルトの表面に、剥離性を得る為に低表面エネルギーを有する材料を用いることができる。また、離型剤を供給する方法としては、特に制限はなく、例えば、液体離型剤を含浸したパッドを用いるパッド方式、ウエブ方式、ローラ方式、非接触型のシャワー方式(スプレー方式)等が挙げられ、なかでも、ウエブ方式、ローラ方式が好ましい。これらの方式の場合、前記離型剤を均一に供給でき、しかも供給量をコントロールすることが容易な点で有利である。尚、シャワー方式により前記定着部材の全体に均一に前記離型剤を供給するには、別途ブレード等を用いる必要がある。
図1は、本発明の画像形成方法により画像を形成するための、画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置200は、ハウジング400内において4つの電子写真感光体401a〜401dが中間転写ベルト409に沿って相互に並列に配置されている。電子写真感光体401a〜401dは、例えば、電子写真感光体401aがイエロー、電子写真感光体401bがマゼンタ、電子写真感光体401cがシアン、電子写真感光体401dがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成することが可能である。
電子写真感光体401a〜401dのそれぞれは所定の方向(紙面上は反時計回り)に回転可能であり、その回転方向に沿って帯電ロール402a〜402d、現像装置404a〜404d、1次転写ロール410a〜410d、クリーニングブレード415a〜415dが配置されている。現像装置404a〜404dのそれぞれにはトナーカートリッジ405a〜405dに収容されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のトナーが供給可能であり、また、1次転写ロール410a〜410dはそれぞれ中間転写ベルト409を介して電子写真感光体401a〜401dに当接している。
さらに、ハウジング400内の所定の位置には露光装置403が配置されており、露光装置403から出射された光ビームを帯電後の電子写真感光体401a〜401dの表面に照射することが可能となっている。これにより、電子写真感光体401a〜401dの回転工程において帯電、露光、現像、1次転写、クリーニングの各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト409上に重ねて転写される。
ここで、帯電ロール402a〜402dは、電子写真感光体401a〜401dの表面に導電性部材(帯電ロール)を接触させて感光体に電圧を均一に印加し、感光体表面を所定の電位に帯電させるものである(帯電工程)。なお、本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
露光装置403としては、電子写真感光体401a〜401dの表面に、半導体レーザー、LED(light emitting diode)、液晶シャッター等の光源を所望の像様に露光できる光学系装置等を用いることができる。これらの中でも、非干渉光を露光可能な露光装置を用いると、電子写真感光体401a〜401dの導電性基体と感光層との間での干渉縞を防止することができる。
一次転写工程では、1次転写ロール410a〜410dに、像保持体に保持されたトナーと逆極性の1次転写バイアスが印加されることで、像保持体から中間転写ベルト409へ各色のトナーが順次1次転写される。
クリーニングブレード415a〜415dは、転写工程後の電子写真感光体の表面に付着した残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。
中間転写ベルト409は駆動ロール406、バックアップロール408及びテンションロール407により所定の張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転可能となっている。また、2次転写ロール413は、中間転写ベルト409を介してバックアップロール408と当接するように配置されている。
2次転写ロール413に、中間転写体上のトナーと逆極性の2次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルトから記録媒体へトナーが2次転写される。バックアップロール408と2次転写ロール413との間を通った中間転写ベルト409は、例えば駆動ロール406の近傍に配置されたクリーニングブレード416或いは、除電器(不図示)により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。また、ハウジング400内の所定の位置にはトレイ(被転写媒体トレイ)411が設けられており、トレイ411内の紙などの被転写媒体500が移送ロール412により中間転写ベルト409と2次転写ロール413との間、さらには相互に当接する2個の定着ロール414の間に順次移送された後、ハウジング400の外部に排紙される。
以下、実施例及び比較例によって本発明を具体的に説明する。なお、以下「部」は、断りのない限り「重量部」の意味である。
本実施例において、各測定は次のように行った。
−粒度及び粒度分布測定方法−
粒径(「粒度」ともいう。)及び粒径分布測定(「粒度分布測定」ともいう。)について述べる。
粒径(「粒度」ともいう。)及び粒径分布測定(「粒度分布測定」ともいう。)について述べる。
測定する粒子直径が2μm以上の場合、測定装置としてはコールターマルチサイザー−II型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
測定法としては、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2mL中に測定試料を0.5〜50mg加える。これを前記電解液100mL中に添加した。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1分間分散処理を行い、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求めた。測定する粒子数は50,000であった。
また、トナーの粒度分布は以下の方法により求めた。測定された粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、粒度の小さいほうから体積累積分布を描き、累積16%となる累積個数粒径をD16pと定義し、累積50%となる累積体積粒径をD50vと定義する。さらに累積84%となる累積個数粒径をD84pと定義する。
本発明における体積平均粒径は該D50vであり、小径側個数平均粒度指標下GSDpは以下の式によって算出した。
式:下GSDp={(D84p)/(D16p)}0.5
式:下GSDp={(D84p)/(D16p)}0.5
また、測定する粒子直径が2μm未満の場合、レーザー回折式粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用いて測定した。測定法としては分散液となっている状態の試料を固形分で約2gになるように調整し、これにイオン交換水を添加して、約40mLにする。これをセルに適当な濃度になるまで投入し、約2分待って、セル内の濃度がほぼ安定になったところで測定する。得られたチャンネルごとの体積平均粒径を、体積平均粒径の小さい方から累積し、累積50%になったところを体積平均粒径(D50v)とした。
なお、外添剤などの粉体を測定する場合は、界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液50mL中に測定試料を2g加え、超音波分散機(1,000Hz)にて2分間分散して、試料を作製し、前述の分散液と同様の方法で、測定した。
−融点、ガラス転移温度の測定方法−
融点及びトナーのガラス転移温度は、DSC(示差走査型熱量計)測定法により決定し、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。
融点及びトナーのガラス転移温度は、DSC(示差走査型熱量計)測定法により決定し、ASTMD3418−8に準拠して測定された主体極大ピークより求めた。
主体極大ピークの測定には、パーキンエルマー社製のDSC−7を用いることができる。この装置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る。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℃/minで測定を行った。
−キャリアの断面観察−
ミクロトームで切断して薄片を作製した後、キャリアの断面構造を走査型電子顕微鏡(FE−SEM)により観察し、画像解析装置を用いてカーボン分散径を求めた。なお、カーボン平均分散径はキャリア50個以上を画像解析装置に取り込み平均値を求めた。
ミクロトームで切断して薄片を作製した後、キャリアの断面構造を走査型電子顕微鏡(FE−SEM)により観察し、画像解析装置を用いてカーボン分散径を求めた。なお、カーボン平均分散径はキャリア50個以上を画像解析装置に取り込み平均値を求めた。
−磁場電気抵抗測定−
上記キャリアの磁場電気抵抗(Ω・cm)は以下のように測定する。なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとする。
上記キャリアの磁場電気抵抗(Ω・cm)は以下のように測定する。なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとする。
測定装置としては、例えばSM8210型スーパーメガオームメーター(東亜電波工業製)を用いることができる。
キャリアサンプルを電子天秤で200mg精秤し、このサンプルをギャップが6.5mmの測定用電極の間に挟み入れ、その電極の左右に磁力1500ガウスのマグネットを装着する。マグネットを装着したら揺動させることでサンプルをならし、試料が電極の間で偏りのないようにする。メガオームメーターのvoltageが103.7V/cmとなるような高電圧、rangeが「CAL」である事を確認した後、電極と測定端子を接続する。充放電スイッチを「discharge」にし、5秒放電させた後、「MEASURE」にする。「CAL」から針が適正な目盛りになるようにrangeを選択し、「MEASURE」後10秒後の値を読み取る。この読み値の常用対数の値を試料の抵抗値とする。
−体積抵抗測定−
上記キャリアの体積電気抵抗(Ω・cm)は以下のように測定する。なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとする。
上記キャリアの体積電気抵抗(Ω・cm)は以下のように測定する。なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとする。
20cm2の電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象となるキャリアを1〜3mm程度の厚さになるように平坦に載せ、キャリア層を形成する。この上に前記同様の20cm2の電極板を載せキャリア層を挟み込む。キャリア間の空隙をなくすため、キャリア層上に載せた電極板の上に4kgの荷重をかけてからキャリア層の厚みL(cm)を測定する。キャリア層上下の両電極には、エレクトロメーターおよび高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が103.7V/cmとなるように高電圧を印加(このときの印加電圧をE(ボルト)とする)し、このとき流れた電流値I(A)を読み取ることにより、キャリアの体積電気抵抗R(Ω・cm)を計算する。キャリアの体積電気抵抗R(Ω・cm)の計算式は、下式に示す通りである。
式: R=E×20/I/L
式: R=E×20/I/L
(磁性粒子(1)の調製)
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.10μmの球形マグネタイト粒子粉末、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(1)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog4.2V/cmであった。
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.10μmの球形マグネタイト粒子粉末、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(1)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog4.2V/cmであった。
(磁性粒子(2)の調製)
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.25μmの球形マグネタイト粒子粉末、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(2)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.8V/cmであった。
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.25μmの球形マグネタイト粒子粉末、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(2)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.8V/cmであった。
(磁性粒子(3)の調製)
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.40μmの球形マグネタイト粒子粉末、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(3)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.6V/cmであった。
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.40μmの球形マグネタイト粒子粉末、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(3)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.6V/cmであった。
(磁性粒子(4)の調製)
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.60μmの球形マグネタイト粒子、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(4)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.5V/cmであった。
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.60μmの球形マグネタイト粒子、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(4)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.5V/cmであった。
(磁性粒子(5)の調製)
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.03μmの球形マグネタイト粒子、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(5)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog4.3V/cmであった。
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.03μmの球形マグネタイト粒子、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(5)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog4.3V/cmであった。
(磁性粒子(6)の調製)
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.65μmの球形マグネタイト粒子、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(6)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.2V/cmであった。
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、マグネタイト(体積平均粒径0.65μmの球形マグネタイト粒子、1重量%KBM403処理品(戸田工業社製))430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(6)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.2V/cmであった。
(磁性粒子(7)の調製)
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、フェライト(体積平均粒子径0.40μmの球状フェライト粒子粉末(パウダーテック社製)の分級粒子、430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(7)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.5V/cmであった。
フェノール40重量部、ホルマリン60重量部、フェライト(体積平均粒子径0.40μmの球状フェライト粒子粉末(パウダーテック社製)の分級粒子、430重量部、30%アンモニア水12重量部、イオン交換水60重量部を加え、混合攪拌しながら、85℃まで徐々に昇温させ、5時間反応、硬化させた後、冷却、ろ過、洗浄、乾燥し、粒径35μmの球状の磁性粒子(7)を得た。この磁性粒子の絶縁破壊電界はlog3.5V/cmであった。
このようにして得られた磁性粒子(1)〜(7)について、表1にまとめた。
(樹脂コート溶液(1)の調製)
トルエン100部、スチレンーメタクリレート共重合体(成分比30:70)2.7部、カーボンブラック(Regal330;キャボット社製)0.6部を60分間スターラーにて攪拌/分散し、被覆樹脂層を形成するために用いられる樹脂コート溶液(1)を調製した。
トルエン100部、スチレンーメタクリレート共重合体(成分比30:70)2.7部、カーボンブラック(Regal330;キャボット社製)0.6部を60分間スターラーにて攪拌/分散し、被覆樹脂層を形成するために用いられる樹脂コート溶液(1)を調製した。
(樹脂コート溶液(2)の調製)
トルエン100部、ジメチルシリコーンSR2411(東レ−ダウコーニングシリコーン社製)2.0重量部、カーボンブラック(Regal330;キャボット社製)0.6部を60分間スターラーにて攪拌/分散し、樹脂コート溶液(2)を調製した。
トルエン100部、ジメチルシリコーンSR2411(東レ−ダウコーニングシリコーン社製)2.0重量部、カーボンブラック(Regal330;キャボット社製)0.6部を60分間スターラーにて攪拌/分散し、樹脂コート溶液(2)を調製した。
(樹脂コート溶液(3)の調製)
トルエン100部、スチレンーメタクリレート共重合体(成分比30:70)2.7部、カーボンブラック(Regal330;キャボット社製)0.8部を60分間スターラーにて攪拌/分散し、被覆樹脂層を形成するために用いられる樹脂コート溶液(3)を調製した。
トルエン100部、スチレンーメタクリレート共重合体(成分比30:70)2.7部、カーボンブラック(Regal330;キャボット社製)0.8部を60分間スターラーにて攪拌/分散し、被覆樹脂層を形成するために用いられる樹脂コート溶液(3)を調製した。
実施例1)
[キャリア1の製造]
磁性粒子(2)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度30rpmで15分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア1を作製した。
[キャリア1の製造]
磁性粒子(2)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度30rpmで15分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア1を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog10.8(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog10.5(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.60μmであった。
[シアントナーAの製造]
<樹脂微粒子分散液の調製>
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・296重量部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・・104重量部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・・・6重量部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・・10重量部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・1.6重量部
(以上、和光純薬(株)製)
以上の成分を混合し溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)12部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)8部をイオン交換水610部に溶解した溶液に加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム(和光純薬(株)製)8部を溶解したイオン交換水50部を投入し、窒素置換を0.1リットル/分で20分行った。その後、フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が200nm、固形分濃度が40%となる樹脂微粒子分散液(1)を調製した。その分散液の一部を100℃のオーブン上に放置して水分を除去したものをDSC(示差走査型熱量計)測定を実施したところ、ガラス転移点は53℃、重量平均分子量は32,000であった。
<樹脂微粒子分散液の調製>
・スチレン・・・・・・・・・・・・・・・296重量部
・アクリル酸n−ブチル・・・・・・・・・104重量部
・アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・・・6重量部
・ドデカンチオール・・・・・・・・・・・・10重量部
・アジピン酸ジビニル・・・・・・・・・・1.6重量部
(以上、和光純薬(株)製)
以上の成分を混合し溶解した混合物を、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)12部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)8部をイオン交換水610部に溶解した溶液に加えて、フラスコ中で分散し、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム(和光純薬(株)製)8部を溶解したイオン交換水50部を投入し、窒素置換を0.1リットル/分で20分行った。その後、フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が200nm、固形分濃度が40%となる樹脂微粒子分散液(1)を調製した。その分散液の一部を100℃のオーブン上に放置して水分を除去したものをDSC(示差走査型熱量計)測定を実施したところ、ガラス転移点は53℃、重量平均分子量は32,000であった。
<着色剤分散液(C)の調製>
C.I.ピグメントブルー15:3・・・・・・・・・・・・・・・100重量部
(フタロシアニン系顔料:大日精化社製:シアニンブルー4937)
アニオン性界面活性剤(ネオゲンRK:第一工業製薬社製)・・・・・・10重量部
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・490重量部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて10分間分散し、着色剤分散液(C)を調製した。
C.I.ピグメントブルー15:3・・・・・・・・・・・・・・・100重量部
(フタロシアニン系顔料:大日精化社製:シアニンブルー4937)
アニオン性界面活性剤(ネオゲンRK:第一工業製薬社製)・・・・・・10重量部
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・490重量部
以上の成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて10分間分散し、着色剤分散液(C)を調製した。
<離型剤粒子分散液の調製>
・パラフィンワックス(日本精蝋社製:HNP−9)・・・・・・・・・100重量部
・アニオン界面活性剤(ライオン(株)社製:リパール860K)・・・・10重量部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・390重量部
上記成分を混合して溶解した後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理して、平均粒径が220nmである離型剤粒子(パラフィンワックス)を分散してなる離型剤粒子分散液を調製した。
・パラフィンワックス(日本精蝋社製:HNP−9)・・・・・・・・・100重量部
・アニオン界面活性剤(ライオン(株)社製:リパール860K)・・・・10重量部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・390重量部
上記成分を混合して溶解した後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックス)を用いて分散し、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理して、平均粒径が220nmである離型剤粒子(パラフィンワックス)を分散してなる離型剤粒子分散液を調製した。
(シアントナーAの製造)
・樹脂粒子分散液・・・・・・・・・・・・・・・・320重量部
・着色剤分散液(C)・・・・・・・・・・・・・・・80重量部
・離型剤粒子分散液・・・・・・・・・・・・・・・・96重量部
・硫酸アルミニウム(和光純薬(株)製)・・・・・1.5重量部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・1270重量部
以上の成分を温度調節用ジャケット付き丸型ステンレス製フラスコ中に収容し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて5,000rpmで5分間分散させた後、フラスコに移動し、25℃、20分間4枚パドルで撹拌しながら放置した。その後撹拌しながらマントルヒーターで加熱し1℃/分の昇温速度で内部が48℃になるまで加熱し、48℃で20分間保持した。次に追加で樹脂粒子分散液80部を緩やかに投入し、48℃で30分間保持したのち、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、pHを6.5に調整した。
・樹脂粒子分散液・・・・・・・・・・・・・・・・320重量部
・着色剤分散液(C)・・・・・・・・・・・・・・・80重量部
・離型剤粒子分散液・・・・・・・・・・・・・・・・96重量部
・硫酸アルミニウム(和光純薬(株)製)・・・・・1.5重量部
・イオン交換水・・・・・・・・・・・・・・・・1270重量部
以上の成分を温度調節用ジャケット付き丸型ステンレス製フラスコ中に収容し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)を用いて5,000rpmで5分間分散させた後、フラスコに移動し、25℃、20分間4枚パドルで撹拌しながら放置した。その後撹拌しながらマントルヒーターで加熱し1℃/分の昇温速度で内部が48℃になるまで加熱し、48℃で20分間保持した。次に追加で樹脂粒子分散液80部を緩やかに投入し、48℃で30分間保持したのち、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、pHを6.5に調整した。
その後1℃/分の昇温速度で95℃まで昇温し、30分間保持した。0.1N硝酸水溶液を添加してpHを4.8に調整し、95℃で2時間放置した。その後更に前記1N水酸化ナトリウム水溶液を添加し、pHを6.5に調整し95℃で5時間放置した。その後5℃/分で30℃まで冷却した。
出来上がったトナー粒子分散液をろ過し、(A)得られたトナー粒子に35℃のイオン交換水2,000部を添加し、(B)20分撹拌放置し、(C)その後ろ過した。(A)から(C)までの操作を5回繰り返した後、ろ紙上のトナー粒子を真空乾燥機に移し、45℃、1,000Pa以下で10時間乾燥した。なお1,000Pa以下としたのは前述のトナー粒子は含水状態であり、乾燥初期においては45℃でおいても水分が凍結し、その後該水分が昇華するため、減圧時の乾燥機の内部圧力が一定にならないためである。ただし乾燥終了時には100Paで安定した。乾燥機内部を常圧に戻した後、これを取り出して、トナー母粒子を得、このトナー母粒子100部に対してシリカ外添剤(日本アエロシル社製、RY−50)を1.5部添加して、ヘンシェルミキサーにて3,000rpm、3分間で混合し、シアントナーAを得た。
得られたシアントナーAはD50vが5.8μm、GSDpが1.22、酸価が25mgKOH/g、ガラス転移温度が53℃であった。また、球形度は0.98であった。
[現像剤1の調製]
キャリア1を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤1を作製した。
キャリア1を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤1を作製した。
実施例2)
[キャリア2の製造]
磁性粒子(5)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度10rpmで25分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア2を作製した。
[キャリア2の製造]
磁性粒子(5)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度10rpmで25分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア2を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog11.2(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog13.5(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.80μmであった。
[現像剤2の調製]
キャリア2を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤2を作製した。
キャリア2を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤2を作製した。
実施例3)
[キャリア3の製造]
磁性粒子(3)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度15rpmで35分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア3を作製した。
[キャリア3の製造]
磁性粒子(3)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度15rpmで35分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア3を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog10.7(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog9.15(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.50μmであった。
[現像剤3の調製]
キャリア3を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤3を作製した。
キャリア3を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤3を作製した。
実施例4)
[キャリア4の製造]
磁性粒子(4)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度40rpmで20分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア4を作製した。
[キャリア4の製造]
磁性粒子(4)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度40rpmで20分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア4を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog10.8(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog9.08(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.40μmであった。
[現像剤4の調製]
キャリア4を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤4を作製した。
キャリア4を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤4を作製した。
実施例5)
[キャリア5の製造]
磁性粒子(7)100部と樹脂コート溶液(3)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度15rpmで35分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア5を作製した。
[キャリア5の製造]
磁性粒子(7)100部と樹脂コート溶液(3)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度15rpmで35分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア5を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog10.9(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog9.4(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.55μmであった。
[現像剤5の調製]
キャリア5を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤5を作製した。
キャリア5を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤5を作製した。
実施例6)
[キャリア6の製造]
磁性粒子(2)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度15rpmで10分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア6を作製した。
[キャリア6の製造]
磁性粒子(2)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度15rpmで10分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア6を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog9.6(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog10.6(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は1.1μmであった。
[現像剤6の調製]
キャリア6を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤6を作製した。
キャリア6を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤6を作製した。
実施例7)
[キャリア7の製造]
磁性粒子(2)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度40rpmで20分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア7を作製した。
[キャリア7の製造]
磁性粒子(2)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度40rpmで20分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア7を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog11.3(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog10.4(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.40μmであった。
[現像剤7の調製]
キャリア7を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤7を作製した。
キャリア7を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤7を作製した。
比較例1)
[キャリア8の製造]
磁性粒子(1)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度35rpmで30分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア8を作製した。
[キャリア8の製造]
磁性粒子(1)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度35rpmで30分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア8を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog11.4(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog15.2(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.20μmであった。
[現像剤8の調製]
キャリア8を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤8を作製した。
キャリア8を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤8を作製した。
比較例2)
[キャリア9の製造]
磁性粒子(4)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度35rpmで30分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア9を作製した。
[キャリア9の製造]
磁性粒子(4)100部と樹脂コート溶液(1)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度35rpmで30分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア9を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog10.9(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog9.2(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.20μmであった。
[現像剤9の調製]
キャリア3を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤9を作製した。
キャリア3を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤9を作製した。
比較例3)
[キャリア10の製造]
磁性粒子(6)100部と樹脂コート溶液(2)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度35rpmで15分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア10を作製した。
[キャリア10の製造]
磁性粒子(6)100部と樹脂コート溶液(2)とを真空脱気型ニーダに入れ、常温、回転速度35rpmで15分間攪拌した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することにより、キャリア10を作製した。
得られたキャリアのlog3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗はlog11.1(Ω・cm)であり、体積固有抵抗はlog9.57(Ω・cm)であった。また、被覆樹脂層中のカーボンブラックの平均分散径は0.40μmであった。
[現像剤10の調製]
キャリア10を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤10を作製した。
キャリア10を100重量部、トナーとしてシアントナーAを8重量部、Vブレンダーで混合し、篩分して現像剤10を作製した。
<評価方法>
[後端白抜け評価]
後端白抜け現象は、一般に、低濃度ハーフトーン画像と高濃度画像の境界を有し、プロセス方向に対して、低濃度部から高濃度部への急激な変化を持つようなパターンで、網点面積率は、低濃度部が10%〜40%で、高濃度部が100%である画像を出力することにより、評価可能である。
[後端白抜け評価]
後端白抜け現象は、一般に、低濃度ハーフトーン画像と高濃度画像の境界を有し、プロセス方向に対して、低濃度部から高濃度部への急激な変化を持つようなパターンで、網点面積率は、低濃度部が10%〜40%で、高濃度部が100%である画像を出力することにより、評価可能である。
本実施例では、図1に示すDocu Center Color 400改造機(富士ゼロックス社製)の現像装置404cにのみ上記実施例1〜7および比較例1〜3の現像剤1〜10を収納し、現像剤担持体磁気スリーブを装着して、常温常湿(20℃、50RH%)の下で、図4に示すように、A4用紙上に5cm×5cmの大きさで画像密度が50%となるハーフトーン画像を出力した。より具体的には、1cm×1.5cmの単色同系色の画像密度100%のソリッド画像の周囲に4cm×4.5cmの単色同系色の、画像密度40%の低濃度画像を出力した。そして、ソリッド画像の先端部側の低濃度画像の濃度低下の幅または濃度低下の度合いを、限度見本を作製して、目視で評価した。評価基準は以下の通りである。
G0:後端白抜けが全く見られない状態。
G1:ルーペ使用下で後端白抜けが確認されるが、目視では、後端白抜けが見られず、実使用上問題ない状態。
G2:目視で後端白抜けが見られるが、実使用上問題ない状態。(白抜け幅0.2mm未満)
G3:目視で後端白抜けが見られる状態。(白抜け幅0.2mm〜0.35mm未満)
G4:目視で明らかに後端白抜けが見られる状態。(白抜け幅0.35mm〜0.5mm未満)
G5:目視で明らかに後端白抜けが見られる状態。(白抜け幅0.5mm〜0.65mm未満)
G6:目視で明らかに後端白抜けが見られる状態。(白抜け幅0.65mm以上)
G0:後端白抜けが全く見られない状態。
G1:ルーペ使用下で後端白抜けが確認されるが、目視では、後端白抜けが見られず、実使用上問題ない状態。
G2:目視で後端白抜けが見られるが、実使用上問題ない状態。(白抜け幅0.2mm未満)
G3:目視で後端白抜けが見られる状態。(白抜け幅0.2mm〜0.35mm未満)
G4:目視で明らかに後端白抜けが見られる状態。(白抜け幅0.35mm〜0.5mm未満)
G5:目視で明らかに後端白抜けが見られる状態。(白抜け幅0.5mm〜0.65mm未満)
G6:目視で明らかに後端白抜けが見られる状態。(白抜け幅0.65mm以上)
[感光体表面の傷の評価]
上述した図1に示すDocu Centre Color 400改造機(富士ゼロックス社製)を用いて、感光体上に発生した傷を下記基準にしたがい目視により相対評価を行った。具体的な評価基準は以下の通りである。
○:感光体上のキャリア起因による傷なし。
△:感光体上へのキャリア起因による傷は認められるが実使用上問題ない。
×:感光体上へのキャリア起因による傷が目立ち、実使用上問題あり。
上述した図1に示すDocu Centre Color 400改造機(富士ゼロックス社製)を用いて、感光体上に発生した傷を下記基準にしたがい目視により相対評価を行った。具体的な評価基準は以下の通りである。
○:感光体上のキャリア起因による傷なし。
△:感光体上へのキャリア起因による傷は認められるが実使用上問題ない。
×:感光体上へのキャリア起因による傷が目立ち、実使用上問題あり。
このようにして得られた結果について、表2にまとめた。
上記プリントテストにより、本発明のキャリア及び現像剤は、長期の使用にわたり、感光体表面に対する傷の発生を抑制し、かつ画像出力の際の後端部白抜け現象の発生を抑制することができる。
本発明の静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、およびこれらを用いた画像形成方法は、特に、電子写真法など静電潜像を経て画像情報を可視化する方法に好適に用いることができる。
200 画像形成装置、400 ハウジング、401a〜401d 電子写真感光体、402a〜402d 帯電ロール、403 露光装置、404a〜404d 現像装置、405a〜405d トナーカートリッジ、409 中間転写ベルト、410a〜410d 1次転写ロール、411 トレイ(被転写媒体トレイ)、413 2次転写ロール、414 定着ロール、415a〜415d,416 クリーニングブレード、500 被転写媒体。
Claims (6)
- 磁性粉を樹脂中に分散せしめた磁性粒子の表面に被覆樹脂層を形成してなり、
該磁性粒子の絶縁破壊電圧がlog3.5V/cm以上であり、
該キャリアの、log3.7V/cmの電界下における動的電気抵抗をlogAとし、体積固有抵抗をlogBとすると、
0.8≦logA/logB≦1.2
を満たすことを特徴とする静電潜像現像用キャリア。 - 前記被覆樹脂層中に導電性粉末を含有することを特徴とする請求項1に記載の静電潜像現像用キャリア。
- 前記導電性粉末が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項2に記載の静電潜像現像用キャリア。
- 前記磁性粉の体積平均粒径が0.03〜0.50μmであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の静電潜像現像用キャリア。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の静電潜像現像用キャリアと、
トナー粒子と、からなることを特徴とする静電潜像現像用現像剤。 - 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
現像剤保持体に保持された現像剤を用い、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像手段と、
前記潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写手段と、
前記被転写体表面に転写されたトナー画像を熱定着する定着手段と、
を備え、
前記現像剤は、請求項1から4のいずれか1項に記載の静電潜像現像用キャリアを含有することを特徴とする画像形成装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006303547A JP2008122489A (ja) | 2006-11-09 | 2006-11-09 | 静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像用現像剤及び画像形成装置 |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8385623B2 (en) | 2007-07-11 | 2013-02-26 | Shimadzu Corporation | Radiographic apparatus |
JP2013178506A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-09-09 | Canon Inc | 磁性キャリア、二成分系現像剤及び補給用現像剤 |
-
2006
- 2006-11-09 JP JP2006303547A patent/JP2008122489A/ja active Pending
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