JP2009169274A - キャリアの製造方法、キャリア、現像剤、画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁性体表面に樹脂被覆層を形成する樹脂被覆層形成工程と、前記樹脂被覆層を導電体前駆体用の処理剤で処理し、前記樹脂被覆層に前記処理剤を付与する樹脂被覆層処理工程と、前記処理剤が付与された樹脂被覆層と、導電体前駆体とを超臨界乃至亜臨界流体中で接触させ、前記樹脂被覆層に導電体を形成する導電体形成工程と、を行う。
【選択図】図1
Description
このため、芯材は長時間の使用中、常にトナーを所望する極性であるので、かつ十分な帯電量に摩擦帯電しなければならない。しかし、粒子間の衝突、粒子と現像装置内での機械的攪拌、又はこれらによる発熱により、芯材表面にトナーが融着する、いわゆるスペントトナーが生じ、芯材の帯電特性が使用時間と共に低下する。その結果、画像の地肌汚れやトナー飛散が生じるため、現像剤全体を取り替える必要が生じる。
本発明のキャリアの製造方法は、磁性体表面に樹脂被覆層を形成する樹脂被覆層形成工程と、前記樹脂被覆層を導電体前駆体用の処理剤で処理し、前記樹脂被覆層に前記処理剤を付与する樹脂被覆層処理工程と、前記処理剤が付与された樹脂被覆層と、導電体前駆体とを超臨界乃至亜臨界流体中で接触させ、前記樹脂被覆層に導電体を形成する導電体形成工程と、を有する。
また、本発明のキャリアの製造方法は、更に、前記樹脂被覆層形成工程は、超臨界乃至亜臨界流体中で、樹脂被覆層用樹脂を溶解又は分散させて、磁性体表面に樹脂被覆層を形成する工程であることを特徴とする。
また、本発明のキャリアの製造方法は、更に、前記導電体が、金属微粒子であることを特徴とする。
また、本発明のキャリアの製造方法は、更に、前記導電体前駆体が、有機金属錯体であることを特徴とする。
また、本発明のキャリアの製造方法は、更に、前記導電体が、ポリマーであることを特徴とする。
また、本発明のキャリアの製造方法は、更に、前記導電体前駆体が、5員環芳香族構造又はアニリン構造を含む化合物であることを特徴とする。
また、本発明のキャリアの製造方法は、更に、前記5員環芳香族構造を含む化合物が、ピロール又はピロール誘導体であることを特徴とする。
また、本発明のキャリアの製造方法は、更に、前記樹脂被覆層処理工程を超臨界乃至亜臨界流体中で行うことを特徴とする。
また、本発明のキャリアの製造方法は、更に、前記超臨界乃至亜臨界流体として二酸化炭素を用いることを特徴とする。
本発明の現像剤は、上記に記載のキャリアと、トナーとを含むことを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を上記に記載の現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を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転写像を定着させる定着工程と、を含むことを特徴とする。
上記解決する手段としての画像形成方法では、静電潜像形成工程において、静電潜像担持体上に静電潜像が形成される。現像工程において、静電潜像が本発明の現像剤を用いて現像され、可視像が形成される。転写工程において、可視像が記録媒体に転写される。定着工程において、記録媒体に転写された転写像が定着される。その結果、トナー飛散及び地汚れがなく、高画像濃度で高鮮鋭な高品質画像が得られる。
本発明のキャリアの製造方法は、樹脂被覆層処理工程と、導電体形成工程とを少なくとも含み、樹脂被覆層形成工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明のキャリアは、本発明の前記キャリアの製造方法により製造される。
以下、本発明のキャリアの製造方法の説明を通じて、本発明のキャリアの詳細についても明らかにする。
前記樹脂被覆層形成工程は、磁性体表面に樹脂被覆層を形成する工程である。該樹脂被覆層の形成方法としては、磁性体表面に樹脂被覆層を形成することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、(1)少なくとも樹脂被覆層塗布液を流動床型コーティング装置等を用いて、磁性体表面に塗布し、加熱処理して、磁性体表面に樹脂被覆層を形成する方法、(2)超臨界乃至亜臨界流体中で、少なくとも樹脂被覆層用樹脂を溶解乃至分散させて、磁性体表面に樹脂被覆層を形成する方法、が挙げられる。これらの中でも、揮発性有機化合物(VOC)規制をクリアでき、廃液が発生せず、乾燥エネルギーもほとんど必要とせず、効率良くキャリアを製造できる点から、前記(2)の超臨界乃至亜臨界流体中で樹脂被覆層を形成する方法が特に好ましい。
前記超臨界流体とは、気体と液体の中間的な性質を持ち、物質移動(液体なみに速く)や熱移動が(液体なみに)速く、粘度が(気体なみに)低いなどの性質を有すると共に、温度、圧力を変化させることによって、その密度、誘電率、溶解度パラメータ、自由体積などを連続的に大きく変化させることができる流体をいう。更に、前記超臨界流体は、有機溶媒と比べて極めて小さな界面張力のため、微少な起伏(表面)であっても追随し、微小な起伏を超臨界流体で濡らす(超臨界流体に接触させる)ことができる。
前記超臨界乃至亜臨界流体は、1種単独で単体として使用してもよいし、2種以上を併用して混合物として使用してもよい。2種以上併用する場合には、当然に超臨界流体又は亜臨界流体を保持していればよい。
また、前記超臨界乃至亜臨界流体に加え、エントレーナ(共沸剤)を添加することもできる。このエントレーナの添加により、被覆用樹脂の溶解度を上げることができる。前記エントレーナとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、極性有機溶媒が好ましい。該極性有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサン、トルエン、酢酸エチル、クロロホルム、ジクロロメタン、アンモニア、メラミン、尿素、チオエチレングリコールが挙げられる。これらの中でも、常温、常圧下で貧溶媒性を示す炭素数1〜6(好ましくは炭素数1〜4)の低級アルコール系溶媒が好適である。
前記被覆用樹脂としては、特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー(フッ化三重(多重)共重合体)、シリコーン樹脂が挙げられる。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。これらの中でも、効果が高い点からシリコーン樹脂が特に好ましい。
前記磁性体として用いる芯材としては、特に制限はなく、電子写真用二成分キャリアとして公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケルが好適に挙げられる。また、近年著しく進む環境面への配慮をし、フェライトであれば、従来の銅−亜鉛系フェライトではなく、例えば、Mn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Mn−Mg−Srフェライトを用いることが好適である。
前記芯材は、静電潜像担持体へのキャリア付着(飛散)防止の点から、体積平均粒径が20μm以上の大きさのものが好ましく、キャリアスジ等の発生防止等画質低下防止の点から100μm以下のものが好ましく、特に、近年の高画質化に対しては、体積平均粒径が20μm〜50μmがより好ましい。
ここで、前記芯材の体積平均粒径は、例えば、「マイクロトラック粒度分析計SRA」(日機装株式会社製)を使用し、0.7μm〜125μmのレンジ設定で測定することができる。
図1の樹脂層被覆装置では、スターラーS1の上にコート剤溶解タンクT1、微粒子処理タンクT2及びキャリア処理タンクT3が設けられている。各タンクT1〜T3には攪拌子Taが設けられている。また、各タンクT1〜T3は温調ジャケットJ1に覆われている。
コート剤溶解タンクT1には、樹脂被覆層を形成するためのコート剤が収容されており、二酸化炭素ボンベB1から二酸化炭素が導入される。二酸化炭素を導入する際は、バルブV1,V3を開け、加圧ポンプP1によりコート剤溶解タンクT1に送り込む。コート剤溶解タンクT1内は、バルブV3〜V5を閉じた状態で、例えば、25MPa、15℃にされ、この状態が2時間維持される。コート剤溶解タンクT1には、必要に応じてエントレーナタンクT5から加圧ポンプP2でエントレーナ(共沸剤)が供給される。この際、バルブV2,V4が開かれる。
微粒子処理タンクT2にも、コート剤処理タンクT1と同様にして、二酸化炭素ボンベB1から二酸化炭素が導入される。この際、バルブV1,V9と加圧ポンプP1が用いられる。
キャリア処理タンクT3内は、例えば、25MPa、40℃にされ、0.5時間維持される。その後、バルブV5〜V7を開け減圧ポンプP3を作動させ、2時間かけて常圧に戻す。次いで、バルブV5〜V7を閉じ、160℃で2時間加熱処理すると、キャリアを製造することができる。
製造されたキャリアは、バルブV7を開け、減圧ポンプP3を作動させることで、原料回収タンクT4に回収される。原料回収タンクT4は冷却ジャケットJ2により覆われている。原料回収タンク内のキャリアは、バルブV8を介して外部へ送られる。
なお、使用されなかった被覆用樹脂及び芯材は、キャリア処理タンクT3と原料回収タンクT4の双方から回収でき、再利用することができる。
樹脂被覆層処理工程は、樹脂被覆層を導電体前駆体用の処理剤で処理して該樹脂被覆層に導電体前駆体用の処理剤を付与する工程である。
前記処理剤付与には、処理剤が樹脂被覆層に何らかの形で含まれていればよく、樹脂被覆層表面に処理剤が付着している態様、処理剤の一部が樹脂被覆層中に導入されている態様、樹脂被覆層中に処理剤が導入されている態様、これらの組み合わせが含まれる。これらの中でも、樹脂被覆層中に処理剤が導入されている態様が好ましく、樹脂被覆層中に処理剤が均一に分散している態様が特に好ましい。
この場合、前記還元剤付与には、還元剤が樹脂被覆層に何らかの形で含まれていればよく、樹脂被覆層表面に還元剤が付着している態様、還元剤の一部が樹脂被覆層中に導入されている態様、樹脂被覆層中に還元剤が導入されている態様、これらの組み合わせが含まれる。これらの中でも、樹脂被覆層中に還元剤が導入されている態様が好ましく、樹脂被覆層中に還元剤が均一に分散している態様が特に好ましい。
前記樹脂被覆層の処理は、まず、キャリアの樹脂被覆層を導電体前駆体用の処理剤で処理する。このときの処理条件としては、樹脂被覆層に対する高い分散性、優れた導電性等を有する導電性樹脂被覆層が得られる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
また、導電体前駆体との接触は、高圧容器中から取り出さずに、導電体前駆体を容器中に添加する形態で行ってもよい。
前記導電体前駆体用の処理剤としては、前記導電体前駆体を導電体に変換させることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、導電体前駆体がポリマー前駆体で、酸化処理により重合しポリマー化する場合は酸化剤を、導電体前駆体が有機金属錯体の場合で還元処理により導電体となる場合は還元剤を選択するなど、導電体前駆体の種類に応じて選択することが必要である。
前記酸化剤の濃度は、前記導電体前駆体が十分に重合される限り特に制限はなく、酸化剤の種類等に応じて適宜選択することができる。
また、前記酸化剤で処理する際の温度、処理時間については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記導電体形成工程は、前記導電体前駆体用の処理剤で処理された該樹脂被覆層と前記導電体前駆体とを超臨界乃至亜臨界流体中で接触させ、該樹脂被覆層に導電体を形成する工程である。前記樹脂被覆層は導電性を示し、導電性材料となる。
前記導電体の存在態様は、樹脂被覆層表面に存在する態様、樹脂被覆層表面に一部が存在する態様、樹脂被覆層中に存在する態様、又はこれらの組み合わせなどが挙げられる。これらの中でも、樹脂被覆層中に均一に分散されて存在する態様が特に好ましい。
前記超臨界乃至亜臨界流体としては、前記超臨界乃至亜臨界流体を用いた樹脂被覆層形成工程と同様のものを用いることができ、図1に示すようなキャリア製造装置を用い、樹脂被覆層の形成に続いて、該樹脂被覆層を導電体前駆体で処理することが好ましい。
なお、少なくとも樹脂被覆層用樹脂を含む樹脂被覆層塗布液を、流動床型コーティング装置等を用いて、芯材表面に塗布し、加熱処理して、樹脂被覆層を形成した芯材を超臨界乃至亜臨界流体中で、導電体前駆体で処理しても構わない。
前記導電体前駆体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
導電体が金属の場合、前記導電体前駆体としては、金属アルコキシド、金属錯体などの炭素−金属間の結合を分子内に有する有機金属化合物が好適である。
前記金属アルコキシドとしては、例えば、アルミニウムトリアセチルアセトナート、チタンテトラアセチルアセトナート、テトラエチルオルトシリカートが挙げられる。
前記金属錯体としては、例えば、銀のFOD(6,6,7,7,8,8,8−ヘプタフルオロ−2,2−ジメチル−3.5−オクタネジアネート)錯体、銀のアセチルアセトン錯体、銅のアセチルアセトン錯体、ニッケルのアセチルアセトン錯体、白金のアセチルアセトン錯体、パラジウムのアセチルアセトン錯体、アルミニウムのアセチルアセトン錯体が挙げられる。
前記金属アルコキシド又は金属錯体における金属の種類としては、例えば、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、チタン(Ti)、シリコン(Si)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、鉄(Fe)、マンガン(Mn)が挙げられる。
前記5員環芳香族複素環構造を少なくとも一部に有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ピロール、チオフェン、フラン、イソインドール、イソベンゾフラン、イソベンゾチオフェン、又はこれらの誘導体が挙げられる。これらの誘導体としては、N−メチルピロール、3−メチルピロール、3−メチルチオフェン、3−メチルフラン、3−メチルインドール、ピロール2量体、などが挙げられる。なお、これらの化合物のオリゴマーを用いることも可能である。
これらの化合物は、1種を単独で使用することもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
ここで、前記樹脂被覆層の厚みは、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、キャリア断面を観察して測定することができる。
本発明の現像剤は、本発明の前記キャリアと、トナーとを含む二成分現像剤である。
前記現像剤におけるトナーとキャリアの混合割合は、キャリア100質量部に対しトナー1.0質量部〜10.0質量部が好ましい。
前記トナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含んでなり、離型剤、帯電制御剤、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、粉砕法、水系媒体中で油相を乳化、懸濁又は凝集させトナー母体粒子を形成させる、懸濁重合法、乳化重合法、ポリマー懸濁法等がある。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、ポリp−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合隊、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリチメルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂が挙げられる。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。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料及び顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンが挙げられる。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。
前記着色剤の前記トナーにおける含有量は、1質量%〜15質量%が好ましく、3質量%〜10質量%がより好ましい。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ワックス類が好適に挙げられる。
前記ワックス類としては、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素が挙げられる。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。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトンが挙げられる。前記ポリアルカン酸エステルとしては、例えば、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートが挙げられる。前記ポリアルカノールエテルとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートが挙げられる。前記ポリアルカン酸アミドとしては、例えば、ジベヘニルアミドが挙げられる。前記ポリアルキルアミドとしては、例えば、トリメリット酸トリステアリルアミドが挙げられる。前記ジアルキルケトンとしては、例えば、ジステアリルケトンが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスが挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスが挙げられる。
前記離型剤の溶融粘度としては、該ワックスの融点より20℃高い温度での測定値として、5cps〜1,000cpsが好ましく、10cps〜100cpsがより好ましい。前記溶融粘度が、5cps未満であると、離型性が低下することがあり、1,000cpsを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が得られなくなることがある。
前記含有量が、40質量%を超えると、トナーの流動性が悪化することがある。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、感光体に帯電される電荷の正負に応じて正又は負の帯電制御剤を適宜選択して用いることができる。
前記負の帯電制御剤としては、例えば、電子供与性の官能基を持つ樹脂又は化合物、アゾ染料、有機酸の金属錯体を用いることができる。具体的には、ボントロン(品番:S−31、S−32、S−34、S−36、S−37、S−39、S−40、S−44、E−81、E−82、E−84、E−86、E−88、A、1−A、2−A、3−A)(いずれも、オリエント化学工業株式会社製);カヤチャージ(品番:N−1、N−2)、カヤセットブラック(品番:T−2、004)(いずれも、日本化薬株式会社製);アイゼンスピロンブラック(T−37、T−77、T−95、TRH、TNS−2)(いずれも保土谷化学工業株式会社製);FCA−1001−N、FCA−1001−NB、FCA−1001−NZ(いずれも、藤倉化成株式会社製)などが挙げられる。
前記正の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料等の塩基性化合物、4級アンモニウム塩等のカチオン性化合物、高級脂肪酸の金属塩を用いることができる。具体的には、ボントロン(品番:N−01、N−02、N−03、N−04、N−05、N−07、N−09、N−10、N−11、N−13、P−51、P−52、AFP−B)(いずれも、オリエント化学工業株式会社製);TP−302、TP−415、TP−4040(いずれも、保土谷化学工業株式会社製);コピーブルーPR、コピーチャージ(品番:PX−VP−435、NX−VP−434)(いずれも、ヘキスト社製);FCA(品番:201、201−B−1、201−B−2、201−B−3、201−PB、201−PZ、301)(いずれも、藤倉化成株式会社製);PLZ(品番:1001、2001、6001、7001)(いずれも、四国化成工業株式会社製)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。
前記シリカ微粒子としては、例えば、アエロジル(品番:130、200V、200CF、300、300CF、380、OX50、TT600、MOX80、MOX170、COK84、RX200、RY200、R972、R974、R976、R805、R811、R812、T805、R202、VT222、RX170、RXC、RA200、RA200H、RA200HS、RM50、RY200、REA200)(いずれも、日本アエロジル株式会社製);HDK(品番:H20、H2000、H3004、H2000/4、H2050EP、H2015EP、H3050EP、KHD50)、HVK2150(いずれも、ワッカーケミカル社製);カボジル(品番:L−90、LM−130、LM−150、M−5、PTG、MS−55、H−5、HS−5、EH−5、LM−150D、M−7D、MS−75D、TS−720、TS−610、TS−530)(いずれも、キャボット社製)を用いることができる。
前記無機微粒子の添加量としては、トナー母体粒子100質量部に対し0.1質量部〜5.0質量部が好ましく、0.8質量部〜3.2質量部がより好ましい。
以上のトナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸の連続混練機、二軸の連続混練機、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、株式会社神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械株式会社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、株式会社池貝製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダーが好適に用いられる。この溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、バインダ樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温すぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナーを製造する。
前記重合性単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸又は無水マレイン酸などの酸類;アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド又はこれらのメチロール化合物;ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のアミノ基を有する(メタ)アクリレートなどを一部用いることによってトナー粒子表面に官能基を導入できる。
また、使用する分散剤として酸基や塩基性基を有するものを選ぶことによって粒子表面に分散剤を吸着残存させ、官能基を導入することができる。
前記トナー材料としては、活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体と、結着樹脂と、帯電制御剤と、着色剤とを反応させて得られる接着性基材などを少なくとも含み、更に必要に応じて、樹脂微粒子、離型剤などのその他の成分を含んでなる。
前記平均円形度が、0.900未満であると、満足できる転写性やチリのない高画質画像が得られないことがあり、0.980を超えると、ブレードクリーニングなどを採用している画像形成システムでは、感光体上及び転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れ、例えば、写真画像等の画像面積率の高い画像形成の場合において、給紙不良等で未転写の画像を形成したトナーが感光体上に転写残トナーとなって蓄積した画像の地汚れが発生することがあり、あるいは、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなることがある。
社製)を用いて計測し、解析ソフト(FPIA−2100 Data Processi
ng Program for FPIA version00−10)を用いて解析を行った。具体的には、ガラス製100mlビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩、ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)を0.1ml〜0.5ml添加し、各トナー0.1g〜0.5g添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水80mlを添加した。得られた分散液を超音波分散器(本多電子株式会社製)で3分間分散処理した。前記分散液を前記FPIA−2100を用いて濃度を5,000個/μl〜15,000個/μlが得られるまでトナーの形状及び分布を測定した。本測定法は平均円形度の測定再現性の点から前記分散液濃度が5,000個/μl〜15,000個/μlにすることが重要である。前記分散液濃度を得るために前記分散液の条件、即ち、添加する界面活性剤量、トナー量を変更する必要がある。界面活性剤量は前述したトナー粒径の測定と同様にトナーの疎水性により必要量が異なり、多く添加すると泡によるノイズが発生し、少ないとトナーを十分に濡らすことができないため、分散が不十分となる。また、トナー添加量は粒径により異なり、小粒径の場合は少なく、また、大粒径の場合は多くする必要があり、トナー粒径が3μm〜10μmの場合、トナー量を0.1g〜0.5g添加することにより分散液濃度を5,000個/μl〜15,000個/μlに合わせることが可能となる。
前記体積平均粒径が、3μm未満であると、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがあり、10μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
前記現像剤入り容器は、本発明の前記現像剤を容器中に収容してなる。
前記容器としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、現像剤容器本体とキャップとを有してなるものが好適に挙げられる。
前記現像剤容器本体としては、その大きさ、形状、構造、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記形状としては、円筒状などが好ましく、内周面にスパイラル状の凹凸が形成され、回転させることにより内容物である現像剤が排出口側に移行可能であり、かつ該スパイラル部の一部又は全部が蛇腹機能を有しているもの、などが特に好ましい。
前記現像剤容器本体の材質としては、特に制限はなく、寸法精度がよいものが好ましく、例えば、樹脂が好適に挙げられ、その中でも、例えば、ポリエステル樹脂,ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール樹脂が好適に挙げられる。
かかる現像剤入り容器は、保存、搬送等が容易であり、取扱性に優れ、後述するプロセスカートリッジ、画像形成装置等に、着脱可能に取り付けて現像剤の補給に好適に使用することができる。
本発明で用いられるプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、現像剤を用いて現像し可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有してなる。
前記現像手段としては、本発明の前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容された現像剤を担持し、かつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に必要に応じて担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置に着脱可能に備えさせることができ、後述する本発明の画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
次に、図2に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、感光体1は、矢印方向に回転しながら、帯電手段2による帯電、露光手段(不図示)による露光により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段3でトナー現像され、該トナー像は転写手段4により、記録媒体Kに転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の感光体表面は、クリーニング手段5によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電される。そして、再び、以上の操作を繰り返すものである。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程を含む。
本発明に用いられる画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段を有してなる。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(「電子写真感光体」、「感光体」、「像担持体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさなどについて特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えば、アモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)が挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器が挙げられる。
前記帯電器としては、静電潜像担持体に接触乃至非接触状態で配置され、直流及び交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
また、前記帯電器が、静電潜像担持体にギャップテープを介して非接触に近接配置された帯電ローラであり、該帯電ローラに直流並びに交流電圧を重畳印加することによって静電潜像担持体表面を帯電するものが好ましい。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、本発明の前記現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を本発明の前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、本発明の前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、本発明の前記現像剤を収容し、前記静電潜像に該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適であり、前記現像剤入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
前記現像器に収容させる現像剤は、本発明の前記現像剤である。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルトが好適に挙げられる。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体(記録紙)の中から適宜選択することができる。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。
前記定着装置が、発熱体を具備する加熱体と、該加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段であることが好ましい。前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80℃〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプが好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナが好適に挙げられる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
図4に示す画像形成装置では、感光体1に除電ランプ9から光が照射され除電される。次いで、クリーニング装置5で感光体表面の転写残トナーが除去される。次いで、帯電ローラ2で感光体1の表面が一様の電位にされる。次いで、光学像を有する露光用光線Lが感光体1に入射する。次いで、現像ユニット13K,13Y,13M,13Cから各色のトナーが感光体1に塗布され、静電潜像が現像される。そして、中間転写体8に画像が転写され、更に、中間転写体8から記録媒体Kに画像が転写される。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体8が中央部に設けられている。そして、中間転写体8は、支持ローラR1〜R3に張架され、図5中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラR2の近傍には、中間転写体8上の残留トナーを除去するための中間転写体用クリーニングブレード10が配置されている。支持ローラR1と支持ローラR2とにより張架された中間転写体8には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段17が対向して並置されたタンデム型現像器120が配置されている。タンデム型現像器120の近傍には、露光装置18が配置されている。中間転写体8における、タンデム型現像器120が配置された側とは反対側には、二次転写装置19が配置されている。二次転写装置19においては、無端ベルトである二次転写ベルト20が一対のローラ21に張架されており、二次転写ベルト20上を搬送される転写紙と中間転写体8とは互いに接触可能である。二次転写装置19の近傍には定着装置22が配置されている。定着装置22は、無端ベルトである定着ベルト23と、これに押圧されて配置された加圧ローラ24とを備えている。
なお、タンデム型画像形成装置においては、二次転写装置19及び定着装置22の近傍に、転写紙の両面に画像形成を行うために該転写紙を反転させるためのシート反転装置25が配置されている。
こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラR1〜R3により回転移動される中間転写体8上にそれぞれ、ブラック用の感光体1K上に形成されたブラック画像、イエロー用の感光体1Y上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用の感光体1M上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用の感光体1C上に形成されたシアン画像が、順次転写(一次転写)される。そして、中間転写体8上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像(カラー転写像)が形成される。
−トナー1の作製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量=12,000)100質量部、銅フタロシアニン顔料2質量部、及び下記構造式(A)(ノニレンパーフルオロエーテル−p−トリメチルアミノプロピルアミドフェニルのヨウ素塩)で表される帯電制御剤2質量部を、熱ロールを用いて120℃で混練し、冷却して固化した後、粉砕し、分級して、体積平均粒径7.1μm、個数平均粒径5.8μm、平均円形度0.953のトナー母体粒子を作製した。
−トナー2の作製−
ポリエステル樹脂(重量平均分子量=12,000)100質量部、カーボンブラック5質量部、及び下記構造式(B)で表される含クロムアゾ染料2質量部を、熱ロールを用いて120℃で混練し、冷却して固化した後、粉砕し、分級して、体積平均粒径7.3μm、個数平均粒径6.0μm、平均円形度0.955のトナー母体粒子を作製した。
<トナー3の作製>
−有機微粒子エマルションの合成−
攪拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、水683質量部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業株式会社製)11質量部、スチレン83質量部、メタクリル酸83質量部、アクリル酸ブチル110質量部、及び過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、400回転/分で15分間攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。この乳濁液を加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。次いで、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部を加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液を得た。これを[微粒子分散液1]とする。
得られた[微粒子分散液1]に含まれる微粒子の体積平均粒径を、レーザー散乱法を用いた粒径分布測定装置(「LA−920」、堀場製作所製)により測定したところ、105nmであった。また、[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分のみを単離した。この樹脂分のガラス転移温度(Tg)は59℃であり、重量平均分子量(Mw)は15万であった。
水990質量部、[微粒子分散液1]83質量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5質量%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業株式会社製)37質量部、及び酢酸エチル90質量部を混合攪拌し、乳白色の液体を得た。この液体を[水相1]とする。
冷却管、攪拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529質量部、テレフタル酸208質量部、アジピン酸46質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応した。次いで、10〜15mmHgの減圧下に5時間反応した後、反応容器内に無水トリメリット酸44質量部を入れ、180℃、常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル1]を合成した。
得られた[低分子ポリエステル1]のガラス転移温度(Tg)は45℃であり、重量平均分子量(Mw)は5,800であり、数平均分子量は2,600であり、酸価は24mgKOH/gであった。
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応した。次いで、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応し、[中間体ポリエステル1]を合成した。
得られた[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2,100、重量平均分子量9,500、ガラス転移温度(Tg)55℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価51mgKOH/gであった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、[中間体ポリエステル1]410質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部、及び酢酸エチル500質量部を入れ、100℃下5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。
得られた[プレポリマー1]の遊離イソシアネート質量%は、1.74%であった。
攪拌棒、及び温度計の付いた反応容器内に、イソホロンジアミン170質量部とメチルエチルケトン75質量部を仕込み、50℃にて5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を合成した。得られた[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
水1,200質量部、カーボンブラック(PBk−7:Printex60、デグサ社製、DBP吸油量=114ml/100mg、pH=10)540質量部、及びポリエステル樹脂(三洋化成工業株式会社製、RS801)1,200質量部を加えて、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合した。得られた混合物を、2本ロールを用いて150℃にて30分間混練後、圧延冷却し、パルペライザーで粉砕してマスターバッチを得た。これを[マスターバッチ1]とする。
攪拌棒、及び温度計の付いた反応容器内に、[低分子ポリエステル1]300質量部、カルナウバワックス90質量部、ライスワックス10質量部、及び酢酸エチル1000質量部を仕込み、攪拌しながら79℃で溶解させた後に一気に4℃まで急冷した。これをビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス株式会社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で分散を行い、体積平均粒径0.6μmのワックス分散液を得た。
次いで、「マスターバッチ1」500質量部と、「低分子ポリエステル1」の70質量%酢酸エチル溶液640質量部を加え、10時間混合した後に前記ビーズミルで5パスし、酢酸エチルを加えて固形分濃度50質量%に調整した「油相1」を作製した。
[油相1]73.2質量部、[プレポリマー1]6.8質量部、及び[ケチミン化合物1]0.48質量部を容器内に入れ、十分混合した[乳化油相1]に[水相1]120質量部を加え、ホモミキサーで1分間混合した後、パドルで1時間ゆっくり攪拌しながら収斂させて、[乳化スラリー1]を得た。
得られた[乳化スラリー1]を、30℃で1時間脱溶剤し、更に60℃で5時間熟成して水洗浄、濾過、乾燥を行った後に、目開き75μmメッシュで篩い、体積平均粒径6.1μm、個数平均粒径5.4μm、平均円形度0.972のトナー母体粒子を作製した。
次に、得られたトナー母体粒子100質量部に疎水性シリカ0.7質量部と、疎水化酸化チタン0.3質量部をヘンシェルミキサを用いて混合した。以上により、「トナー3」を作製した。
−キャリア1の作製−
図1に示すキャリア製造装置を用いて、キャリア処理タンク(内容積400ml)内に、シリコーン樹脂A〔SR2410の脱溶剤品:東レダウコーニング社製〕7質量部、及び体積平均粒径35μmのフェライト芯材(1kガウスでの飽和磁気モーメント=65emu/g)100質量部を仕込み、攪拌しながらバルブを開け、加圧ポンプで二酸化炭素(純度=99.5%、ガステックサービス株式会社製)を供給して25MPa、40℃にした後、バルブを閉じた。
次に、キャリア処理タンク内に処理剤としての塩化第二鉄を10質量部加え、攪拌しながらバルブを開け、加圧ポンプで二酸化炭素(純度=99.5%、ガステックサービス株式会社製)を供給して25MPa、40℃にした後、バルブを閉じた。
次に、キャリア処理タンク内を処理条件(20MPa、40℃)で1時間維持した後、バルブを開け、減圧ポンプで2時間かけて常圧に戻した(樹脂被覆層処理工程)。なお、使用されなかった塩化第二鉄は、原料回収タンクから回収でき、再利用することができた。
次に、キャリア処理タンク内を処理条件1(20MPa、40℃)で1時間維持した後、バルブを開け、減圧ポンプで2時間かけて常圧に戻した(導電体形成工程)。なお、使用されなかったピロールは、原料回収タンクから回収でき、再利用することができた。
以上により「キャリア1」を作製した。
得られたキャリア1について、以下のようにして測定した樹脂被覆層の厚みは0.55μmであり、電気抵抗はLogR=13.2Ω・cmであった。
透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、キャリア断面を観察して、樹脂被覆層の厚みを測定して求めた。
キャリアの電気抵抗は、2mmの間隔で平行に配置した電極を有する容器にキャリアを充填し、両極間の電位差50Vでの直流抵抗を横河・ヒューレット・パッカード株式会社製4329A High Resistance Meterによって測定した。
「キャリア1の作製」において、シリコーン樹脂Aを、シリコーン樹脂B〔KR―220L:信越化学工業社製〕に変えた以外は、「キャリア1の作製」と同様にして、キャリア2を作製した。得られたキャリア2について、「キャリア1の作製」と同様にして測定した樹脂被覆層の厚みは0.52μmであり、電気抵抗はLogR=13.2Ω・cmであった。
「キャリア1の作製」において、ポリマ前駆体としてのピロールをアニリンに変えた以外は、「キャリア1の作製」と同様にして、キャリア3を作製した。
得られたキャリア3について、「キャリア1の作製」と同様にして測定した樹脂被覆層の厚みは0.54μmであり、電気抵抗はLogR=13.4Ω・cmであった。
「キャリア2の作製」において、ポリマー前駆体としてのピロールをアニリンに変えた以外は、「キャリア2の作製」と同様にして、キャリア4を作製した。
得られたキャリア4について、「キャリア1の作製」と同様にして測定した樹脂被覆層の厚みは0.52μmであり、電気抵抗はLogR=13.5Ω・cmであった。
「キャリア1の作製」において、処理条件1を処理条件2(30MPa、40℃)に変えた以外は、「キャリア1の作製」と同様にして、キャリア5を作製した。
得られたキャリア5について、「キャリア1の作製」と同様にして測定した樹脂被覆層の厚みは0.50μmであり、電気抵抗はLogR=12.8Ω・cmであった。
シリコーン樹脂Aのトルエン溶液(固形分濃度10質量%)1,000質量部、及び触媒〔(CH3)2Sn(OCOCH3)2〕5質量部の分散液を攪拌後、体積平均粒径35μmのフェライト芯材(1kガウスでの飽和磁気モーメント=65emu/g)5,000質量部に対して、流動床型コーティング装置を用いて、100℃の雰囲気下で、50g/minの割合で20分間かけて塗布した。得られたシリコーン樹脂を塗布したフェライト粒子を、200℃で1時間加熱した(樹脂被覆層形成工程)。
次に、図1に示したキャリア処理タンク内に処理剤としての塩化第二鉄を10質量部加え、攪拌しながらバルブを開け、加圧ポンプで二酸化炭素(純度=99.5%、ガステックサービス株式会社製)を供給して25MPa、40℃にした後、バルブを閉じた。
次に、キャリア処理タンク内を処理条件1(20MPa、40℃)で1時間維持した後、バルブを開け、減圧ポンプで2時間かけて常圧に戻した(樹脂被覆層処理工程)。なお、使用されなかった塩化第二鉄は、原料回収タンクから回収でき、再利用することができた。
次に、キャリア処理タンク内を処理条件1(20MPa、40℃)で1時間維持した後、バルブを開け、減圧ポンプで2時間かけて常圧に戻した(導電体形成工程)。なお、使用されなかったピロールは、原料回収タンクから回収でき、再利用することができた。
以上により、キャリア6を作製した。
得られたキャリア6について、実施例1と同様にして測定した樹脂被覆層の厚みは0.60μmであり、電気抵抗はLogR=13.6Ω・cmであった。
シリコーン樹脂Aのトルエン溶液(固形分濃度10質量%)1,000質量部、触媒〔(CH3)2Sn(OCOCH3)2〕5質量部の分散液、及びアルミナ(住友化学工業株式会社製、スミコランダムAA−04、0.4μm、軸比1.1)50質量部を攪拌後、体積平均粒径35μmのフェライト芯材(1kガウスでの飽和磁気モーメント=65emu/g)5,000質量部に対して、流動床型コーティング装置を用いて、100℃の雰囲気下で、50g/minの割合で20分間かけて塗布した。
得られたシリコーン樹脂を塗布したフェライト粒子を、200℃で1時間加熱して、比較キャリア1を作製した。
得られた比較キャリア1について、「キャリア1の作製」と同様にして測定した樹脂被覆層の厚みは0.62μmであり、電気抵抗はLogR=14.2Ω・cmであった。
シリコーン樹脂Aのトルエン溶液(固形分濃度10質量%)1,000質量部、及び触媒〔(CH3)2Sn(OCOCH3)2〕5質量部の分散液を攪拌後、体積平均粒径35μmのフェライト芯材(1kガウスでの飽和磁気モーメント=65emu/g)5,000質量部に対して、流動床型コーティング装置を用いて、100℃の雰囲気下で、50g/minの割合で20分間かけて塗布した。
得られたシリコーン樹脂を塗布したフェライト粒子を、200℃で1時間加熱した(樹脂被覆層形成工程)。
次に、キャリア処理タンク内を処理条件1(20MPa、40℃)で1時間維持した後、バルブを開け、減圧ポンプで2時間かけて常圧に戻した(樹脂被覆層処理工程)。なお、使用されなかったピロールは、原料回収タンクから回収でき、再利用することができた。以上により、比較キャリア2を作製した。
得られた比較キャリア2について、「キャリア1の作製」と同様にして測定した樹脂被覆層の厚みは0.62μmであり、電気抵抗はLogR=17.0Ω・cmであった。
−現像剤の作製−
作製したキャリア1〜6及び比較キャリア1、2と、トナー1〜3とを下記表1に示したように組み合わせて、常法により、実施例1〜8及び比較例1、2の各現像剤を作製した。
次に、得られた各現像剤を用いて、以下のようにして、画像濃度、トナー飛散、地汚れ、及びエッジ効果の評価を行った。結果を表1に示す。
得られた各現像剤を、タンデム型カラー画像形成装置(imagio Neo 450、株式会社リコー製)を用いて、複写紙(TYPE6000<70W>、株式会社リコー製)に各現像剤の付着量が1.00±0.05mg/cm2のベタ画像を形成した。該ベタ画像の形成は、前記複写紙100万枚に対して、繰り返し行った。
得られたベタ画像の画像濃度を、初期及び100万枚耐久後について、目視で観察し、下記基準に基づいて評価した。なお、得られた画像濃度が高いほど、高濃度の画像が形成できる。この評価は、本発明の現像剤及び画像形成方法の実施例に相当する。
〔評価基準〕
◎:初期及び100万枚耐久後において、画像濃度に変化がなく、高画質が得られた
○:100万枚耐久後において、やや画像濃度が低下したが、高画質が得られた
△:100万枚耐久後において、画像濃度が低下し、画質が低下した
×:100万枚耐久後において、著しく画像濃度低下し、画質が大きく低下した
画像面積率5%のチャートを、タンデム型カラー画像形成装置(imagio Neo 450、株式会社リコー製)を用いて100万枚連続出力した際の機内のトナー汚染の程度を目視にて、下記基準により4段階で評価した。
〔評価基準〕
◎:機内のトナー汚染がまったくなく、優良な状態である
○:機内のトナー汚染がなく、良好な状態である
△:機内のトナー汚染があるが、実使用可能なレベルである
×:機内のトナー汚染がひどく、実使用不可能なレベルである
画像面積率5%のチャートを、タンデム型カラー画像形成装置(imagio Neo 450、株式会社リコー製)を用いて100万枚連続出力した際の画像背景部の地汚れの程度を目視にて、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
○:画像背景部に地汚れの発生がない
△:画像背景部に地汚れがやや発生している
×:画像背景部に地汚れが発生している
市販のデジタルフルカラープリンター(株式会社リコー製、IPSiO CX8200)改造機に各現像剤をセットし、大面積の画像を有するテストパターンを出力した。得られた画像パターン中央部の画像濃度の薄さ具合と、端部の濃さ具合の差をランクわけし、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:濃度差がない
○:濃度差が若干ある
△:濃度差があるが許容できる
×:濃度差があり許容できない
以上の評価結果から、総合的に判断して、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:非常に良好
○:良好
×:不良
2 帯電手段(帯電ローラ)
3 現像手段(現像装置)
4 転写手段(転写ローラ)
5 クリーニング手段(クリーニング装置)
8 中間転写体
9 除電ランプ
10 中間転写体用クリーニングブレード
11 コロナ帯電器
12 現像ベルト
13K,13Y,13M,13C 現像ユニット
14 現像剤収容部
15 現像剤供給ローラ
16 現像ローラ
17 画像形成手段
18 露光装置
19 二次転写装置
20 二次転写ベルト
21 一対のローラ
22 定着装置
23 定着ベルト
24 加圧ローラ
25 シート反転装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
49 レジストローラ
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
120 タンデム型現像器
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
B1 二酸化炭素ボンベ
J1 温調ジャケット
K 記録媒体
L 露光用光線
P1,P2 加圧ポンプ
P3 減圧ポンプ
R1〜R3 支持ローラ
S1 スターラー
T1 コート剤溶解タンク
T2 微粒子処理タンク
T3 キャリア処理タンク
T4 原料回収タンク
T5 エントレーナタンク
Ta 攪拌子
V1〜V8 バルブ
Claims (12)
- 磁性体表面に樹脂被覆層を形成する樹脂被覆層形成工程と、
前記樹脂被覆層を導電体前駆体用の処理剤で処理し、前記樹脂被覆層に前記処理剤を付与する樹脂被覆層処理工程と、
前記処理剤が付与された樹脂被覆層と、導電体前駆体とを超臨界乃至亜臨界流体中で接触させ、前記樹脂被覆層に導電体を形成する導電体形成工程と、
を有するキャリアの製造方法。 - 請求項1に記載のキャリアの製造方法において、
前記樹脂被覆層形成工程は、超臨界乃至亜臨界流体中で、樹脂被覆層用樹脂を溶解又は分散させて、磁性体表面に樹脂被覆層を形成する工程である
ことを特徴とするキャリアの製造方法。 - 請求項1に記載のキャリアの製造方法において、
前記導電体が、金属微粒子である
ことを特徴とするキャリアの製造方法。 - 請求項1に記載のキャリアの製造方法において、
前記導電体前駆体が、有機金属錯体である
ことを特徴とするキャリアの製造方法。 - 請求項1に記載のキャリアの製造方法において、
前記導電体が、ポリマである
ことを特徴とするキャリアの製造方法。 - 請求項1に記載のキャリアの製造方法において、
前記導電体前駆体が、5員環芳香族構造又はアニリン構造を含む化合物である
ことを特徴とするキャリアの製造方法。 - 請求項6に記載のキャリアの製造方法において、
前記5員環芳香族構造を含む化合物が、ピロール又はピロール誘導体である
ことを特徴とするキャリアの製造方法。 - 請求項1に記載のキャリアの製造方法において、
前記樹脂被覆層処理工程を超臨界乃至亜臨界流体中で行う
ことを特徴とするキャリアの製造方法。 - 請求項1乃至請求項8のいずれかに記載のキャリアの製造方法において、
前記超臨界乃至亜臨界流体として二酸化炭素を用いる
ことを特徴とするキャリアの製造方法。 - 請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の製造方法により製造される
ことを特徴とするキャリア。 - 請求項10に記載のキャリアと、トナーとを含む
ことを特徴とする現像剤。 - 静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を請求項11に記載の現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を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転写像を定着させる定着工程と、を含む
ことを特徴とする画像形成方法。
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