JP2009103787A - 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像用現像剤、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像用現像剤、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置および画像形成方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上であることを特徴とする静電荷像現像用キャリアである。
【選択図】なし
Description
これに加えて、トナー供給ボックス内のトナーが消費されることにより現像器内のトナー濃度が低下して現像剤の電気抵抗が低下(キャリア粒子への電荷注入)が起こると、キャリア付着が発生し易くなる。
また、この他にも、キャリアの平均粒径、粒度分布の小径側および大径側成分の存在割合、芯材を被覆する樹脂層の組成、および、芯材の流動度とキャリアの流動度との相対的関係を規定したキャリア(特許文献2参照)や、キャリアの粒度分布の小径側および大径側成分の存在割合を規定したキャリア(特許文献3参照)なども提案されている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加を抑制する静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像用現像剤、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置および画像形成方法を提供することを課題とする。
請求項1に係わる発明は、
キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、
前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、
前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上であることを特徴とする静電荷像現像用キャリアである。
全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子が、5個数%以上15個数%以下の範囲内で含まれることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用キャリアである。
会合粒子の平均粒径D2が全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上であり、且つ、下式(1)を満たす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。
・式(1) 1≦t1−t2≦8
〔式(1)中、t1は、全キャリア粒子の流動度(秒/50g)を表し、t2は全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子の流動度(秒/50g)を表す。〕
トナーと請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリアを含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤である。
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像剤により現像して前記静電潜像保持体表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置に対して脱着可能であり、
前記トナー像形成手段に供給するための現像剤を収納し、
前記現像剤が請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤カートリッジである。
画像形成装置に対して脱着可能であり、静電潜像保持体と、現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、を備え、
前記現像剤が請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記静電荷像現像用現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段とを有することを特徴とする画像形成装置である。
静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤により前記潜像保持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着工程とを有することを特徴とする画像形成方法である。
請求項2に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加をより確実に抑制する静電荷像現像用キャリアを提供することができる。
請求項3に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加をより確実に抑制する静電荷像現像用キャリアを提供することができる。
請求項6に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制するプロセスカートリッジを提供することができる。
請求項7に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制する画像形成装置を提供することができる。
請求項8に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制する画像形成方法を提供することができる。
本発明の静電荷像現像用キャリア(以下、「キャリア」と略す場合がある)は、キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上であることを特徴とする。
まず、既述したように現像器内のトナー濃度が低下してしまう場合にキャリア付着が発生する。この理由は、以下の通りである。すなわち、静電荷像現像用現像剤(以下、「現像剤」と略す場合がある)中のトナー濃度の低下により現像剤の流動性が向上し、静電潜像保持体と現像剤保持体との間に形成される磁気ブラシが柔らかくなる。この場合、静電潜像保持体と現像剤スリーブと間のギャップの変動や、静電潜像保持体や現像剤スリーブの回転などにより、磁気ブラシの先端部が折れ曲がり易くなる。そして折れ曲がった磁気ブラシ先端部の磁気力の低下や電荷注入によりキャリア付着が発生する。
それゆえ、本発明者らは、トナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加を抑制できるキャリアを用いることが必要であると考えた。
しかし、キャリアが単体粒子と会合粒子とからなる場合、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下して現像剤の流動性がキャリアの流動性により支配される傾向が強くなっても、キャリアが単体粒子のみからなる場合と比べると、現像剤の流動性の増加が抑制される。これは、キャリア中に不定形状で流動性の低い会合粒子が一定の割合で存在するためである。このため、本発明では、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下しても、キャリア付着の発生を抑制できる。
従って、本発明では、単体粒子の平均粒径D1が会合粒子の平均粒径D2よりも小さいことが必要である。なお、平均粒径D2は、平均粒径D1の1.5倍以上であることが好ましく、1.7倍以上であることがより好ましい。
一方、平均粒径D2が、平均粒径D1に対して大きすぎる場合は、現像剤全体の流動性が、会合粒子の流動性の影響をより強く受けるようになる。このため、現像器内でのトナー濃度によらず現像剤の流動性が低下し、現像に適さなくなる場合がある。このような観点からは、平均粒径D2は、平均粒径D1の3.0倍以下であることが好ましく、2.5倍以下であることがより好ましい。
従って、単体粒子の粒子数N1と会合粒子の粒子数N2との総和(すなわち全キャリア粒子の個数)に対する会合粒子の粒子数N2の割合(粒子数比N2/(N1+N2))は、5個数%以上であることが必要であり、7個数%以上であることが好ましく、10個数%以上であることがより好ましい。
一方、粒子数比N2/(N1+N2)が大きすぎる場合は、現像剤全体の流動性が、会合粒子の流動性の影響をより強く受けるようになる。このため、現像器内でのトナー濃度によらず現像剤の流動性が低下し、現像に適さなくなる場合がある。このような観点からは、粒子数比N2/(N1+N2)は20個数%以下であることが好ましく、15個数%以下であることがより好ましい。
単体粒子と比べるとその形状が著しく不定形である会合粒子は、単体粒子と比べると流動性が低い。それゆえ、会合粒子のみからなるキャリアでは、現像剤として必要な流動性が全く確保できない。また、画質欠陥が発生しやすい。このため、従来、会合粒子は、キャリア粒子としては不良品として扱われ、キャリアの作製に際しては会合粒子が実質的に発生しない条件で作製されていたものである。
図1に示す会合粒子340は、2つの単体粒子310、320を有し、芯材312とこれを被覆する樹脂層314とからなる第1の単体粒子310の樹脂層314の一部分と、芯材322とこれを被覆する樹脂層324とからなる第2の単体粒子320の樹脂層324の一部分とが、連結して結着部330を形成してなるものである。
キャリア粒子が会合粒子、単体粒子のいずれであるのかは、走査型電子顕微鏡を用いてキャリアを観察した際に、キャリア粒子に結着部330が存在するか否かにより容易に判別することができる。
・式(1) Dt=D1×N1/(N1+N2)+D2×N2/(N1+N2)
但し、式(1)中、D1は単体粒子の平均粒径、D2は会合粒子の平均粒径、N1は単体粒子の粒子数、N2は会合粒子の粒子数を意味し、これらのパラメーターの測定方法は既述した通りである。
平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子の含有量が5個数%未満では、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下した際に、キャリア付着の発生をより一層抑制することが困難となる場合がある。
一方、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子の含有量が20個数%を超えると、現像器内の現像剤中のトナー濃度に関係なく、現像剤の流動性が低下して、現像性を低下させてしまう場合があったり、画質欠陥が発生し易い。
・式(2) 1≦t1−t2≦8
但し、式(2)中、t1は、全キャリア粒子の流動度(秒/50g)を表し、t2は全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子の流動度(秒/50g)を表す。
まず、式(1)を利用して、平均粒径Dtを求めておく。続いて、キャリアを数水準の目開きを有するメッシュで分級して粗大成分を除去した分級サンプルを準備する。続いて、各分級サンプルに含まれるキャリア粒子を走査型電子顕微鏡で観察して観察視野内のうち、粒度分布の上限側から5個数%の粒子を選択してその平均粒径(粒度分布上限側平均粒径)を求める。そして粒度分布上限側平均粒径が平均粒径Dtの1.5倍に最も近い分級サンプルを、全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子とした。
なお、分級処理に使用するメッシュの目開きは、規格サイズの中から連続した範囲を選択する。例えば、目開きの規格サイズが、・・・10、20、30、40μm・・・である場合、・・・10μm、40μm・・・と選択するのではなく、・・・10μm、20μm、30μm、40μm・・・の全てを選択する。
キャリアを構成する芯材としては、特に制限はなく、公知のキャリア用の芯材を用いることができる。例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、磁性微粒子を樹脂中に分散させた磁性粒子分散型粒子、ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが好ましい。キャリアの芯材の体積平均粒径としては、一般的には10〜150μmであり、好ましくは30〜100μmである。
芯材を被覆する樹脂層に用いられる樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、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、ポリビニルエーテル、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ーン樹脂またはその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
樹脂量が0.5質量部より少ないと、芯材の表面露出が多すぎるため、現像電界が注入しやすくなる可能性がある。また樹脂量が10質量部より大きいと、樹脂層から遊離する樹脂粉が多くなり、初期から現像剤中に剥がれたキャリア樹脂粉が含有されるようになってしまう可能性がある。
導電粉として具体的には例えば、金、銀、銅等の金属粒子;カーボンブラック;ケッチェンブラック;アセチレンブラック;酸化チタン、酸化亜鉛等の体積抵抗率が108Ω・cm〜1012Ω・cmの範囲内の半導電性酸化物粒子(;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スズ、カーボンブラック、金属等で覆った粒子;などが挙げられる。
これらは、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。
カーボンブラックの種類としては、特に制限はないが、DBP吸油量が50〜250ml/100g程度であるカーボンブラックが、製造安定性に優れて好ましい。
また導電粉の体積電気抵抗は、芯材の体積電気抵抗と同様にして測定する。
また樹脂層は、他に樹脂粒子を含有しても良い。樹脂粒子としては、例えば、熱可塑性樹脂粒子、熱硬化性樹脂粒子等があげられる。これらの中でも、比較的硬度を上げることが容易な観点から熱硬化性樹脂が好ましく、トナーに負帯電性を付与する観点からは、N原子を含有する含窒素樹脂による樹脂粒子が好ましい。なお、これらの樹脂粒子は、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。
・式(3)
鉄量率(atomic%)=AFe/(AC+AO+AFe)×100
・式(4)
被覆率(%)={1−(キャリアの鉄量率)/(芯材単体の鉄量率)}×100
・式(5)
平均膜厚(μm)=[キャリア1個当たりの被覆樹脂量(導電粉等の添加物もすべて含む)/キャリア1個当たりの表面積]÷樹脂層の平均比重
=[4/3π・(d/2)3・ρ・WC]/[4π・(d/2)2]÷ρC
=(1/6)・(d・ρ・WC/ρC)
キャリアの飽和磁化は、40emu/g以上であることが好ましく、50emu/g以上であることがより好ましい。
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。
キャリアの体積電気抵抗が1×1015Ω・cmを超える場合、高抵抗になり、現像時に現像電極として働きにくくなるため、特にベタ画像部でエッジ効果が出るなど、ソリッド再現性が低下する場合がある。一方、1×105Ω・cm未満の場合、低抵抗になるため、現像剤中のトナー濃度が低下した時に現像ロールからキャリアへ電荷が注入し、キャリア自体が現像されてしまう不具合が発生しやすくなる場合がある。
またキャリアの体積電気抵抗は、磁性粒子の体積電気抵抗と同様にして測定を行う。
キャリアの作製に際して、芯材の表面に樹脂層を形成する場合、樹脂層を構成する樹脂等の各種成分を適当な溶媒に溶解した樹脂層形成用溶液を用いる。
樹脂層形成用溶液の溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する樹脂や、芯材への樹脂層形成用溶液の塗布方法等を勘案して適宜選択すればよいが、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、ジオキサン等のエーテル類;などが挙げられる。
本発明の静電荷像現像用現像剤は、本発明のキャリアとトナーを含む二成分現像剤である。二成分現像剤における本発明のトナーと上記キャリアとの混合比(重量比)としては、トナー:キャリア=1:100〜30:100程度の範囲であり、3:100〜20:100程度の範囲がより好ましい。
現像剤に用いられるトナーとしては、特に制限はなく、公知のトナーを用いることができる。トナーとしては、代表的には、結着樹脂と着色剤とを含む着色トナーを挙げることができるが、着色剤の代わりに赤外線吸収剤を用いた赤外線吸収トナーなどを用いることも可能である。また、これらの成分に加えて、必要に応じて離型剤や各種の内添剤、外添剤等のその他の成分を更に添加することもできる。
トナーの結着樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル;アクリル酸メチル、アクリル酸フェニル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単独重合体又は共重合体等が挙げられる。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。
離型剤は例えば、次のものが挙げられる。パラフィンワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体等である。誘導体とは酸化物、ビニルモノマーとの重合体、グラフト変性物を含む。この他に、アルコール、脂肪酸、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、エステルワックス、酸アミド等も利用できる。
測定に際しては、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。これを電解液100〜150ml中に添加する。
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、前記コールターマルチマイザーII型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
ここで上記トナー粒子の形状係数は、キャリアの形状係数SF1と同様にして求められる。
但し、トリクル現像方式などに利用される補給用現像剤として本発明の現像剤を利用する場合における、トナーとキャリアの混合質量比としては、トナー重量/キャリア重量が2以上が好ましく、3以上が好ましく、5以上が更に好ましい。
本発明の現像剤は、公知の電子写真方式の画像形成方法に利用できる。
なお、画像形成方法は、具体的には、静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、本発明の現像剤により前記潜像保持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着工程とを有することが好ましい。
加えて、上述した工程以外にも必要に応じて静電潜像保持体表面をクリーニングするクリーニング工程等の公知の工程が含まれていてもよい。また、転写工程は、静電潜像保持体から中間転写体を介して記録媒体へとトナー像を転写するいわゆる中間転写方式であってもよい。
本発明の画像形成方法を利用すれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制できる。
また、本発明の現像剤は、公知の静電荷像現像用現像剤用カートリッジ、画像形成装置、及びプロセスカートリッジに利用できる。これにより、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制できる。
このような画像形成装置としては、具体的には、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、本発明の現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記静電荷像現像用現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段とを有するものであることが好ましい。
この場合、補給用現像剤として本発明の現像剤を用いれば、より長期に渡って現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制できる。
なお、トナー像形成手段18中に収納される現像剤およびカートリッジ28中に収納される補給用現像剤は、本発明の現像剤である。
感光体としては例えば、単層構造の感光体または多層構造の感光体等を用いることができる。また感光体の材質としては、セレンやアモルファスシリコン等の無機感光体や、有機感光体等が考えられる。
露光手段としては、例えば、半導体レーザー及び走査装置の組み合わせ、光学系からなるレーザー走査書き込み装置、あるいは、LEDヘッドなど、従来公知の露光手段を使用することができる。均一で、解像度の高い露光像を作るという好ましい態様を実現させるためには、レーザー走査書き込み装置またはLEDヘッドを使うことが好ましい。
加熱ロールまたは加圧ロール等のロール表面を形成する材料は、トナーを付着させない目的で、例えばトナーに対して離型性の優れた材料、シリコンゴムやフッ素系樹脂などであることが好ましい。
−顔料分散液の調整−
・着色剤(C.I.ピグメントブルーB15:3):20質量部
・酢酸エチル:75質量部
・溶媒除去したディスパロンDA−703−50(ポリエステル酸アマイドアミン塩、楠本化成(株)社製):4質量部
・ソルスパース5000(顔料誘導体、ゼネカ(株)社製):1質量部
以上の成分をサンドミルを用いて溶解/分散し、顔料分散液を作製した。
・離型剤(パラフィンワックス、融点89℃):30質量部
・酢酸エチル:270質量部
以上の成分をDCPミルを用い10℃に冷却した状態で、湿式粉砕し、離型剤分散液を作製した。
・非晶性ポリエステル樹脂(重量平均分子量Mw:12000、ガラス転移温度Tg:65℃、軟化点:100℃):120質量部
・結晶性ポリエステル樹脂(重量平均分子量Mw:10000、融点:70℃):16質量部
・顔料分散液:34質量部
・酢酸エチル:56質量部
以上の成分を混合攪拌した後、更に離型剤分散液75質量部を加え、均一になるまでよく撹拌した溶液を調整した(この液をA液とした)。
・セロゲンBS−H(第一工業製薬(株))の2%水溶液:99質量部
・水:157質量部
以上の成分をホモジナイザー(ウルトラタラックス:IKA社製)を用いて5分間攪拌した溶液を調整した(この液をB液とした)。
次に塩酸を加えて、炭酸カルシウムを除去した後水洗、乾燥した。引き続き得られたトナーをスプレードライヤー中に投入して瞬間的に加熱して表面張力により球形化する処理を行った後、再びエルボジェット分級機を用いて微粉を除き体積平均粒径6.0μmのトナー母粒子を得た。
トナー母粒子100質量部と疎水性シリカ(キャボット社製、TS720)1.2質量部とをヘンシェルミキサーにより混合し、外添剤を添加したトナーを得た。
芯材粒子(1)の作製
体積平均粒径35.1μmのMn−Mg−Sr系フェライト粒子500部を、フェニルトリエトキシシラン5部をメタノール500部に希釈した溶液中に浸漬して、フェライト粒子表面をシランカップリング剤により表面処理し十分に乾燥させ、芯材粒子(1)を得た。
ヘンシェルミキサーに体積平均粒径0.5μmの球状マグネタイト粒子粉500部を投入し、十分に攪拌した後、チタンネートカップリング剤25部を添加し、約100℃まで昇温し30分間混合攪拌することによりチタネート系カップリング剤被覆された球状マグネタイト粒子を得た。
次に、1Lの四つ口フラスコに、フェノール40部、ホルマリン60部、親油化処理された上記球状マグネタイト粒子500部とアンモニア水12部、水60部を攪拌混合した。次に、攪拌しながら1時間で85℃に上昇させ、同温度で3時間反応させた。その後、25℃まで冷却し、500mlの水を添加した後、上澄み液を除去、沈殿物を水洗、乾燥させ、体積平均粒径35.3μmの球状芯材粒子(2)を得た。
体積平均粒径46.5μmのMn−Mg−Sr系フェライト粒子500部を、フェニルトリエトキシシラン5部をメタノール500部に希釈した溶液中に浸漬して、フェライト粒子表面をシランカップリング剤により表面処理し十分に乾燥させ、芯材粒子(3)を得た。
体積平均粒径17.5.μmのMn−Mg−Sr系フェライト粒子500部を、フェニルトリエトキシシラン5部をメタノール500部に希釈した溶液中に浸漬して、フェライト粒子表面をシランカップリング剤により表面処理し十分に乾燥させ、芯材粒子(4)を得た。
・トルエン:100質量部
・シクロヘキシルメタクリレート/ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体(共重合質量比9.5:0.5、重量平均分子量Mw=8万):10質量部
・カーボンブラック(R330:キャボット製):0.72質量部
・ガラスビーズ(φ1mm):100質量部
上記成分を、関西ペイント社製サンドミルを用いて1200ppm/30min攪拌し、樹脂層形成用溶液を調整した。
(1)キャリアA1の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数25rpmで10分間攪拌した後、減圧して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A1を得た。
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数35rpmで10分間攪拌した後、減圧して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A2を得た。
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数24rpmで10分間攪拌した後、減圧して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A3を得た。
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数27rpmで10分間攪拌した後、減圧して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A4を得た。
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数42rpmで10分間攪拌した後、減圧して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A5を得た。
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、親油化処理された球状マグネタイト粒子(2)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数25rpmで10分間攪拌した後、減圧して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A6を得た。
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数42rpmで10分間攪拌した後、減圧して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B1を得た。
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数26rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、53μmの篩を用いて分粒、することによりキャリアB2を得た。
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(3)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1Hに入れ温度60℃を保って羽回転数60rpmで10分間攪拌した後、減圧して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B−3’を得た。
また、樹脂層形成用液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(4)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1Hに入れ温度60℃を保って羽回転数25rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、53μmの篩を用いて分粒、することによりキャリアB−3’’を得た。
続いて、B−3’82質量部とB−3’’18質量部とを調合して、キャリアB3を得た。
トナー10質量部とキャリア100質量部とを混合したものを、V−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより実施例1〜実施例6、比較例1〜3の現像剤を得た。
また、実施例1〜6、比較例1〜3の現像剤のトナー濃度を8%、4%に調整したものについて、その流動度T1、T2を測定した。
得られた現像剤を、Fuji Xerox社製Docu Centre Color f450改造機に最大充填量となるまで充填した。次に、定着温度180℃、プロセススピード400mm/sにてA4用紙を短手方向を給紙方向として給紙することにより、下記コピーテストを行った。
かかるコピーテストは、常温常湿(26℃,55%RH)の環境下で画像面積率5%の画像を、A4用紙(210×297mm、富士ゼロックス社製社製、PPC用紙)に連続して、トナーとキャリアの混合質量比が0.06になるまで形成した後、一旦装置を停止して感光体上のキャリア付着について評価し、その後、続いて連続してトナーとキャリアの混合質量比が0.04になるまで形成するテストを実施し、感光体上のキャリア付着について評価した。結果を表1に示す。
−キャリア付着の評価方法および評価基準−
トナーとキャリアの混合質量比が0.06および0.04となるまでの連続画像形成テスト後に、2cm×2cmのパッチを2個所有する画像を形成した後に、装置を強制停止させ、感光体上の現像部分について粘着テープを押し当て、テープの粘着面を光学顕微鏡により観察することにより、粘着面1cm2当たりに付着しているキャリア(破砕された微粉も含む)の付着個数をカウントした。これを、感光体上の2箇所の現像部分について評価し、その平均値を求めた。なお、表1中に示す評価結果の評価基準は以下の通りである。
◎:3個未満
○:3個〜5個未満
△:5個〜10個まで
×:11個以上
12、110、212・・・静電潜像保持体
14、120、214・・・帯電手段
16、130、216・・・静電潜像形成手段
18、140、218・・・トナー像形成手段
141・・・現像剤収容容器
146・・・現像剤供給手段
148・・・現像剤排出手段
20、220・・・転写手段
152・・・2次転写ローラ
26、180、226・・・定着手段
28、147・・・カートリッジ
210・・・プロセスカートリッジ
310 第1の単体粒子
312 芯材
314 樹脂層
320 第2の単体粒子
322 芯材
324 樹脂層
330 結着部
340 会合粒子
Claims (8)
- キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、
前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、
前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上であることを特徴とする静電荷像現像用キャリア。 - 全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子が、5個数%以上15個数%以下の範囲内で含まれることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用キャリア。
- 会合粒子の平均粒径D2が全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上であり、且つ、下式(1)を満たす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。
・式(1) 1≦t1−t2≦8
〔式(1)中、t1は、全キャリア粒子の流動度(秒/50g)を表し、t2は全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子の流動度(秒/50g)を表す。〕 - トナーと請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリアを含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
- 静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像剤により現像して前記静電潜像保持体表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置に対して脱着可能であり、
前記トナー像形成手段に供給するための現像剤を収納し、
前記現像剤が請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤カートリッジ。 - 画像形成装置に対して脱着可能であり、静電潜像保持体と、現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、を備え、
前記現像剤が請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤であることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記静電荷像現像用現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤により前記潜像保持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着工程とを有することを特徴とする画像形成方法。
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- 2007-10-22 JP JP2007273561A patent/JP2009103787A/ja active Pending
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