JP2008203623A - 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期使用でも抵抗変化が少なく、高い画像濃度の安定性及び画質欠陥抑制効果が得られる静電荷像現像用キャリア及び該静電荷像現像用キャリアを含む静電荷像現像剤、並びに、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【解決手段】フェライト成分を含む芯材と、該芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有し、印加電界103V/cm及び104V/cmにおける体積抵抗率をそれぞれρ1(Ωcm)及びρ2(Ωcm)とし、印加電界が6000V/cmにおける体積抵抗率をρ3(Ωcm)としたとき、これらが下記式(1)及び式(2)の関係を満たす静電荷像現像用キャリアである。
0.98≦ρ2/ρ1≦1.01 ・・・ 式(1)
108≦ρ3≦1011 ・・・ 式(2)
【選択図】なし
Description
しかしながら、キャリアを低抵抗化すると、キャリア飛散が発生しやすいという問題がある。
すなわち請求項1に係る発明は、フェライト成分を含む芯材と、該芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有し、
印加電界103V/cm及び104V/cmにおける前記芯材の体積抵抗率をそれぞれρ1(Ωcm)及びρ2(Ωcm)とし、印加電界が6000V/cmにおける全体の体積抵抗率をρ3(Ωcm)としたとき、これらが下記式(1)及び式(2)の関係を満たす静電荷像現像用キャリアである。
0.98≦ρ2/ρ1≦1.01 ・・・ 式(1)
108≦ρ3≦1011 ・・・ 式(2)
前記キャリアが請求項1〜3のいずれかに記載の静電荷像現像用キャリアである静電荷像現像剤である。
請求項2に係る発明によれば、樹脂被覆層の剥離をさらに抑えることができる。
請求項3に係る発明によれば、より印加電界に対して抵抗変化の少ないキャリアとすることができる。
請求項4に係る発明によれば、長期使用でも抵抗変化が少なく、高い画像濃度の安定性及び画質欠陥抑制効果を有する静電荷像現像剤を得ることができる。
請求項5に係る発明によれば、長期使用でも抵抗変化が少なく、高い画像濃度の安定性及び画質欠陥抑制効果を有する静電荷像現像剤の取り扱いを容易にし、種々の構成の画像形成装置への適応性を高めることができる。
請求項6に係る発明によれば、長期使用でも、高い画像濃度の安定性を有し、画質欠陥の発生のない画像形成を維持することができる。
本発明の静電荷像現像用キャリア(以下、単に「キャリア」という場合がある。)は、 フェライト成分を含む芯材と、該芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有し、印加電界103V/cm及び104V/cmにおける前記芯材の体積抵抗率をそれぞれρ1(Ωcm)及びρ2(Ωcm)とし、印加電界が6000V/cmにおける全体の体積抵抗率をρ3(Ωcm)としたとき、これらが下記式(1)及び式(2)の関係を満たすことを特徴とする。
0.98≦ρ2/ρ1≦1.01 ・・・ 式(1)
108≦ρ3≦1011 ・・・ 式(2)
すなわち、環境変化や、現像器内のトナーとキャリアの比率、キャリア劣化状態により、印加電界が変動するため、この印加電界の変化に対しても抵抗が変動しないキャリア設計を行う必要がある。
印加電界が異なるときの芯材の体積抵抗率の比ρ2/ρ1が式(1)の範囲であると、電界に対する抵抗の変化が少ないため、これを芯材としてキャリアは、環境やプリンターなどのマシン条件に影響を受けにくく、長期にわたって画像が安定し、キャリア飛散による白抜けが抑制される。
ρ2/ρ1は0.98〜1.01の範囲であることが望ましく、0.99〜1.00の範囲であることがより好適である。
ρ3は108〜1011Ωcmの範囲であることが望ましく、109〜1010Ωcmの範囲であることがより好適である。
加えて、理由は明らかでないが、本発明の静電荷像現像用キャリアを用いた場合には、低トナー濃度(3〜5質量%程度)におけるキャリア飛散の発生を抑制できると共に、それを長期にわたって維持することができる。
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、芯材を1〜3mm程度の厚さになるように平坦に載せ、キャリア層(「芯材層」も含む、以下同様)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(芯材)間の空隙をなくすため、キャリア層上に載置した電極板の上に4kgの荷重をかけてからキャリア層の厚み(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。両電極に電界が所定の値となるように高電圧を印加し、このとき流れた電流値(A)を読み取ることにより、キャリア(芯材)の体積抵抗率(Ω・cm)を計算する。キャリアの体積抵抗率(Ω・cm)の計算式は、下式(3)に示す通りである。
ρ=E×20/(I−I0)/L ・・・ 式(3)
(芯材)
本実施形態における芯材は、フェライト成分を含む。フェライトとしては特に限定されないが、一般的に下記式(4)で表されるものである。
(MO)X(Fe2O3)Y ・・・ 式(4)
上記式において、X、Yは質量モル比を示し、かつ、X+Y=100を満たす。
仮焼成の温度は、従来の場合よりも低く抑えることが好ましく、具体的には、用いる材質によって異なるが、500℃〜1200℃程度が好適であり、600℃〜1000℃がより好適である。焼結温度が500℃未満の場合には、キャリアとして必要な磁力が得られず、1200℃を超える場合には、結晶成長が速く、内部構造の不均一化が起こりやすくなり、クラック、ひびが入りやすくなる。
具体的には、結晶粒径(平均粒径)は1〜5μm程度の範囲が望ましく、粒度分布(D85/D50)は1.1〜1.3程度の範囲とすることが望ましい。結晶粒径等を上記範囲とすることにより、粒界が小さく均一で、結晶面の連続性を低くすることができ、前記印加電界に対する抵抗変動を小さくすることができる。
なお、前記D50は前記結晶粒の粒度分布の小径側から累積が50個数%となる粒径を表し、D85は前記結晶粒の粒度分布の小径側から累積が85個数%となる粒径を表す。
平均粒度は集束イオンビーム加工観察装置(FB−2100、日立ハイテクノロジー社製)によりサンプルを白金蒸着し、印加電位40kV、150nAの条件下で切削し、電流値にて切削エネルギーを調整しコア粒子の断面を作製し観察を実施した。
コア粒子断面の画像は、加速電圧5kv、5000倍にて撮影した。次に撮像された画像中に観察される個々の結晶粒子の長径を定規にて測定し、これを実寸長さに換算した。尚、測定および画像処理は15個のコア粒子の断面について実施した。
ここで、平均粒径は、上述したように個々の結晶粒の長径を測定し、粒度分布の小径側から50個数%の粒子の粒径(D50)として求めた。
コア粒子の比表面積が上記範囲であると、樹脂被覆層とコア粒子との接触面が増えるため両者の接着力が増すために樹脂被覆層の剥離が抑えられるため好ましい。比表面積が0.14m2/g未満であると、樹脂被覆層及びコア粒子の接触面が少なく長期使用で樹脂被覆層の剥離が生じ、画像の白抜けやカブリなどが生じることがある。0.28m2/gを超えると、両者の接触面が大きくなりすぎるため、樹脂被覆層のコート膜厚が一定でなくなり、トナーの帯電が均一でなく、画像にムラが出ることがある。
上記表面粗さRa(算術平均粗さ)及び表面粗さSm(凹凸の平均間隔)の具体的な測定は、芯材50個について、超深度カラー3D形状測定顕微鏡(VK−9500、キーエンス社製)を用い、倍率3000倍で表面を観察して求めることができる。
樹脂被覆層に用いられる樹脂(マトリックス樹脂)は、キャリア用の樹脂被覆層材料として用いられているものであれば公知の樹脂が利用でき、二種類以上の樹脂をブレンドして用いても良い。樹脂被覆層を構成する樹脂としては大別すると、トナーに帯電性を付与するための帯電付与樹脂と、トナー成分のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂とが挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、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;ポリビニルおよ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およ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またはその変性品;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;ポリカーボネート等が挙げられる。
一方、樹脂粒子の粒径が2.0μmを超えると、樹脂被覆層から樹脂粒子が脱離し易くなり、帯電付与の機能が発揮できない場合がある。また、粒径如何によっては樹脂被覆層の強度を低下させてしまう場合がある。
前記導電性粉末としては、例えば、金、銀、銅のような金属;カーボンブラック;更に酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、チタン酸カルシウム粉末等の金属酸化物;酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム粉末等の表面を、酸化錫、カーボンブラック、または金属で覆った微粉末;等を挙げることができる。これらは、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。導電性粉末として金属酸化物を用いると、帯電性の環境依存性をより低減できるので好ましく、特に酸化チタンが好ましい。
導電性粉末の体積平均粒径が0.5μmを超えると、被覆樹脂層からの脱落が生じ易く、安定した帯電性が得られない場合があるため好ましくない。
また、樹脂被覆層を形成するための樹脂層形成用溶液に使用する溶剤としては、マトリックス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いが、例えば、キシレン、トルエ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、ジオキサン等のエーテル類、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化物などを使用することができる。
・測定機:日本電子株式会社製 JPS−9000MX
・条件:測定強度;10.0kV20mV
・Source;MgKa
・Fe atomic%;原子番号が3以上の全元素のうちの鉄原子の百分率を求める。 なお、後述する実施例においても、上記同様の測定機及び条件によりキャリア表面の芯材被覆率を測定した。
磁気特性の測定としての装置は振動試料型磁気測定装置VSMP10−15(東英工業社製)を用いる。測定試料は内径7mm、高さ5mmのセルに詰めて前記装置にセットする。測定は印加磁場を加え、最大1000エルステッドまで掃引する。ついで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製する。カーブのデータより、飽和磁化、残留磁化、保持力を求める。本発明においては、飽和磁化は1000エルステッドの磁場において測定された磁化を示す。
本発明の静電荷像現像用現像剤は、トナー及び既述の本発明のキャリアを含んで構成されるいわゆる二成分現像剤である。以下、トナーについて実施形態により説明する。
本実施形態に用いるトナーは、特に制限されないが、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有する。
これらの中でも特に代表的な結着樹脂としては、例えばポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン等が挙げられる。
無機粒子としてはSiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等を使用することができる。これらのうち、特にシリカ粒子、チタニア粒子の場合には、流動性が良好となるため好ましい。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
次に、本発明の静電荷像現像用キャリアを含む現像剤を用いた本発明の画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、像保持体と、該像保持体上に形成された静電荷像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤として本発明の静電荷像現像剤を用いるものである。
以下、本発明の画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給可能である。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って所定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1ユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2〜第4ユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
図2は、本発明の静電荷像現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電ローラ108、現像装置111、感光体クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。なお、300は記録紙である。
(フェライト芯材1)
Fe2O3 80部、MnO2 10部及びLi2O 10部(Li含有量:6.7%)を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、7時間の第1の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物1を、湿式ボールミルで20時間粉砕し、平均粒径を0.8μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、6時間の第2の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物2を、湿式ボールミルで9時間粉砕し、平均粒径を4.8μmとした。
なお、作製したフェライト芯材1におけるρ2/ρ1は0.98、BET比表面積は0.2m2/gであった。
Fe2O3 80部、MnO2 10部及びLi2O 10部(Li含有量:6.7%)を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、7時間の第1の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物1を、湿式ボールミルで20時間粉砕し、平均粒径を0.9μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、6時間の第2の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物2を、湿式ボールミルで10時間粉砕し、平均粒径を4.6μmとした。
なお、作製したフェライト芯材2におけるρ2/ρ1は0.98、BET比表面積は0.20m2/gであった。
Fe2O3 84部、MnO2 4部及びLi2O 12部(Li含有量:8.2%)を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、7時間の第1の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物1を、湿式ボールミルで20時間粉砕し、平均粒径を0.6μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、6時間の第2の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物2を、湿式ボールミルで10時間粉砕し、平均粒径を4.6μmとした。
なお、作製したフェライト芯材3におけるρ2/ρ1は0.98、BET比表面積は0.15m2/gであった。
Fe2O3 85部、MnO2 10部及びLi2O 5部(Li含有量:3.5%)を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、7時間の第1の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物1を、湿式ボールミルで20時間粉砕し、平均粒径を0.8μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、6時間の第2の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物2を、湿式ボールミルで10時間粉砕し、平均粒径を4.4μmとした。
なお、作製したフェライト芯材4におけるρ2/ρ1は0.98、BET比表面積は0.27m2/gであった。
Fe2O3 75部、MnO2 10部及びMg(OH)2 15部を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて950℃、10時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで8時間粉砕し、平均粒径を3.0μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、電気炉で温度1100℃の条件の下8時間の本焼成を行った。その後、解砕工程、分級工程を経て粒径35μmのフェライト芯材5を作製した。
Fe2O3 80部、MnO2 10部及びLi2O 10部(Li含有量:6.7%)を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて950℃、7時間の第1の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物1を、湿式ボールミルで8時間粉砕し、平均粒径を1.3μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、6時間の第2の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物2を、湿式ボールミルで6時間粉砕し、平均粒径を5.6μmとした。
なお、作製したフェライト芯材6におけるρ2/ρ1は1.02、BET比表面積は0.28m2/gであった。
Fe2O3 81部、MnO2 4部及びLi2O 15部(Li含有量:10%)を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて950℃、7時間の第1の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物1を、湿式ボールミルで9時間粉砕し、平均粒径を1.3μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて900℃、6時間の第2の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物2を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒径を5.8μmとした。
なお、作製したフェライト芯材7におけるρ2/ρ1は1.00、BET比表面積は0.10m2/gであった。
Fe2O3 85部、MnO2 10部及びLi2O 5部(Li含有量:3.5%)を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて950℃、7時間の第1の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物1を、湿式ボールミルで9時間粉砕し、平均粒径を1.4μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて950℃、6時間の第2の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物2を、湿式ボールミルで8時間粉砕し、平均粒径を5.2μmとした。
なお、作製したフェライト芯材8におけるρ2/ρ1は1.00、BET比表面積は0.30m2/gであった。
(コート液1)
・スチレンアクリル樹脂(スチレン/メチルメタクリレート:20モル%/80モル%、Mw:78000):50部
・カーボンブラック(VXC72、キャボット社製):9部
・トルエン(和光純薬工業):261部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、トルエンと同量)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し、回転速度1200rpmで30分間攪拌し、固形分18%のコート液1を調製した。
・スチレンアクリル樹脂(スチレン/メチルメタクリレート:20モル%/80モル%、Mw:78000):50部
・カーボンブラック(VXC72、キャボット社製):8部
・トルエン(和光純薬工業):262部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、トルエンと同量)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し、回転速度1200rpmで30分間攪拌し、固形分18%のコート液2を調製した。
・スチレンアクリル樹脂(スチレン/メチルメタクリレート:20モル%/80モル%、Mw:78000):50部
・カーボンブラック(VXC72、キャボット社製):7部
・トルエン(和光純薬工業):263部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、トルエンと同量)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し、回転速度1200rpmで30分間攪拌し、固形分18%のコート液3を調製した。
(キャリア1)
真空脱気型5Lニーダーにフェライト芯材1を2000部入れ、更にコート液1を330部を入れ、攪拌しながら、60℃にて7.47×104Pa(−200mmHg)まで減圧し、20分間混合した後昇温/減圧させ、90℃、5.33×103Pa(−720mHg)で30分間攪拌、乾燥させ、樹脂被覆粒子を得た。更に、75μmメッシュの篩分網で篩分を行い、キャリア1を得た。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材2を用いた以外は、同様にしてキャリア2を得た。
キャリア2におけるコート量は2.7%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、96%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は109Ωcmであった。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材3を用いた以外は、同様にしてキャリア3を得た。
キャリア3におけるコート量は2.9%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、98%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は1010Ωcmであった。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材4を用い、コート液1の代わりにコート液2:356部を用いた以外は、同様にしてキャリア4を得た。
キャリア4におけるコート量は2.9%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、98%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は108Ωcmであった。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材5を用い、コート液1の量を390部とした以外は、同様にしてキャリア5を得た。
キャリア5におけるコート量は2.9%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、98%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は1011Ωcmであった。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材6を用い、コート液1の代わりにコート液3:330部を用いた以外は、同様にしてキャリア6を得た。
キャリア6におけるコート量は2.6%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、96%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は1010Ωcmであった。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材7を用い、コート液1の代わりにコート液3:330部を用いた以外は、同様にしてキャリア7を得た。
キャリア7におけるコート量は2.9%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、99%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は1016Ωcmであった。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材4を用い、コート液1の代わりにコート液3:330部を用いた以外は、同様にしてキャリア8を得た。
キャリア8におけるコート量は2.5%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、94%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は107Ωcmであった。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材8を用いた以外は、同様にしてキャリア9を得た。
キャリア9におけるコート量は2.5%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、92%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は108Ωcmであった。
キャリア1の作製において、フェライト芯材1の代わりにフェライト芯材7を用い以外は、同様にしてキャリア10を得た。
キャリア10におけるコート量は2.9%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、98%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は109Ωcmであった。
キャリア1の作製において、複合型流動層コーティング装置MP01−SFP(パウレック製)にフェライト芯材1を1000重量部仕込み、コート液1をトルエンで3倍に希釈したのち、スクリーンメッシュ0.5mm、回転インペラ1000rpm、排風量1.2m3/min、塗布速度5g/min、温度80℃の条件のもと、110分間、コートした。取り出し後、75μmメッシュの篩分網で篩分を行ないキャリア11を得た。
キャリア11におけるコート量は3.2%であり、前述の方法で芯材被覆率を求めたところ、100%であった。また、6000V/cmの電界印加時の体積抵抗率は1010Ωcmであった。
(樹脂分散液の調製)
−油層−
・スチレン(和光純薬(株)製):30部
・アクリル酸n−ブチル(和光純薬(株)製):10部
・β−カルボキシエチルアクリレート(ローディア日華(株)製):1.3部
・ドデカンチオール(和光純薬(株)製):0.4部
−水層1−
・イオン交換水:17部
・アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ダウケミカル製):0.4部
−水層2−
・イオン交換水:40部
・アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ダウケミカル製):0.05部
・ペルオキソ二硫酸アンモニウム(和光純薬(株)製):0.4部
得られた樹脂粒子の体積平均粒径D50vを、レーザー回析式粒度分布測定装置LA−700(株)堀場製作所製)で測定したところ250nmであり、また、示差走査熱量計(DSC−50島津製作所製)を用いて昇温速度10℃/分で樹脂のガラス転移点を測定したところ52℃であった。これにより、体積平均粒径250nm、固形分42%、ガラス転移点52℃の樹脂粒子分散液を得た。
・シアン顔料(C.I.ピグメントブルー 15:3、銅フタロシアニン、大日精化製):50部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬製):5部
・イオン交換水:200部
上記を混合し、IKA社製ウルトラタラックスにより5分間分散し、更に超音波バスにより10分間分散して、固形分が21%の着色剤分散液を得た。
・パラフィンワックス(HNP−9、日本精鑞製):19部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬製):1部
・イオン交換水:80部
上記成分を耐熱容器中で混合し、90℃に昇温して30分間攪拌を行った。次いで、容器底部より溶融液をゴーリンホモジナイザーへと流通し、5MPaの圧力条件のもと、3パス相当の循環運転を行った後、圧力を35MPaに昇圧し、更に3パス相当の循環運転を行った。こうして得られた乳化液を、前記耐熱溶液中で40℃以下になるまで冷却し、離型剤分散液を得た。
・樹脂分散液:150部
・着色剤分散液:30部
・離型剤分散液:40部
・ポリ塩化アルミニウム: 0.4部
上記の成分をステンレス製フラスコに投入し、IKA社製のウルトラタラックスを用い十分に混合、分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら48℃まで加熱した。48℃で80分保持した後、ここに上記と同じ樹脂分散液を緩やかに70部追加した。
更に、このトナー粒子に、ヘキサメチルジシラザン(以下、「HMDS」と略す場合がある)で表面疎水化処理した一次粒子平均粒径40nmのシリカ(SiO2)粒子と、メタチタン酸とイソブチルトリメトキシシランの反応生成物である一次粒子平均粒径20nmのメタチタン酸化合物粒子とを、トナー粒子の表面に対する被覆率が40%となるように添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、トナーを作製した。
Docu Centre Color400(富士ゼロックス社製)の現像器と該現像器をから回しできる改良ベンチとを用意し、現像器にキャリア1単独を200部入れ、5時間から回しを行った。次に、前記トナーを12部用意し、少しずつ前記キャリア入り現像器に添加し、現像器内で攪拌を行った。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア2を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、10万枚まで画像濃度に差、むらがなく、白抜け、背景部かぶりの発生もなかった。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア3を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、10万枚まで画像濃度に差はないものの、9万枚目位より目視で表面にむらが僅かに確認された。但し、実用上は問題ないレベルである。なお、白抜け、背景部かぶりの発生はなかった。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア4を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、10万枚まで画像濃度に差、むら、背景部かぶりはなかったが、10万枚までの最後の10枚において、1枚に白抜けが1点認められた。但し、実用上は問題ないレベルである。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア9を用いた以外は、同様にして評価を行った。その結果、10万枚まで画像濃度に差、むら、背景部かぶりはなかったが、9万枚位から白抜けが1点程度認められるようになった。但し、実用上問題ないレベルである。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア10を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、10万枚まで画像濃度に差はないものの、9万枚目位より目視で表面にむらが僅かに確認された。但し、実用上は問題ないレベルである。なお、白抜け、背景部かぶりの発生はなかった。但し、実用上問題ないレベルである。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア11を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、10万枚まで画像濃度に差はないものの、9万枚目位より目視で表面にむらが僅かに確認された。但し、実用上は問題ないレベルである。なお、白抜け、背景部かぶりの発生はなかった。但し、実用上問題ないレベルである。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア5を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、1万枚位から画像濃度にむらが明確に生じ、同時に白抜けもそれ以降すべてで発生した。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア6を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、画像濃度、むらは生じなかったが、4万枚位から背景部にかぶり汚れが発生した。。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア7を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、4万枚位から画像濃度にむらが生じ、同時に背景部のかぶりもそれ以降すべてで発生した。
実施例1において、キャリア1の代わりにキャリア8を用いた以外は、同様にして評価を行った。
その結果、画像濃度、むらは生じなかったが、5万枚位から画像白抜けが生じ、同時に背景部のかぶり汚れもそれ以降すべてで発生した。
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3 露光装置
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段)
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
30 中間転写体クリーニング装置
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P、300 記録紙(被転写体)
Claims (6)
- フェライト成分を含む芯材と、該芯材表面に形成された樹脂被覆層とを有し、
印加電界103V/cm及び104V/cmにおける前記芯材の体積抵抗率をそれぞれρ1(Ωcm)及びρ2(Ωcm)とし、印加電界が6000V/cmにおける全体の体積抵抗率をρ3(Ωcm)としたとき、これらが下記式(1)及び式(2)の関係を満たすことを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
0.98≦ρ2/ρ1≦1.01 ・・・ 式(1)
108≦ρ3≦1011 ・・・ 式(2) - 前記芯材の比表面積が、0.14〜0.28m2/gの範囲であることを特徴とする請求項12に記載の静電荷像現像用キャリア。
- 芯材被覆率が90〜98%の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷像現像用キャリア。
- トナー及びキャリアを含み、
前記キャリアが請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用キャリアであることを特徴とする静電荷像現像剤。 - 現像剤保持体を少なくとも備え、請求項4に記載の静電荷像現像剤を収めることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 像保持体と、該像保持体上に形成された静電荷像を現像剤によりトナー像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤が請求項4に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
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