JP2012128194A - 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、画像形成方法、及び、画像形成装置 - Google Patents

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、画像形成方法、及び、画像形成装置 Download PDF

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慎太郎 安野
Yosuke Tsurumi
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Abstract

【課題】高温高湿の環境において連続印刷した後に、低温低湿下の環境において低い画像密度で印刷をしても、安定した画像濃度が得られる静電荷像現像用キャリアを提供すること。
【解決手段】フェライト粒子を含有し、前記フェライト粒子中でFeに対するマンガンのモル比が25〜50モル%であり、前記フェライト粒子中でFeに対するTiのモル比が1.0〜5.0モル%であり、前記フェライト粒子中でFeに対するSrのモル比が0.06〜5.0でああり、前記フェライト粒子中でSrに対するTiのモル比(Ti/Sr)が1.0〜16.0である、ことを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
【選択図】なし

Description

本発明は、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、画像形成方法、及び、画像形成装置に関する。
電子写真法等のように、静電潜像を経て画像情報を可視化する方法は、現在各種の分野で広く利用されている。前記電子写真法においては、帯電工程、露光工程等を経て感光体(像保持体)表面の静電潜像をトナーを含む現像剤により現像し、転写工程、定着工程等を経て前記静電潜像が可視化される。
現像剤には、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤と、磁性トナーなどのようにトナー単独で用いられる一成分現像剤とがある。その中でも二成分現像剤は、キャリアが現像剤の撹拌・搬送・帯電などの機能を分担し、現像剤として機能分離されているため、制御性がよいなどの特徴があり、現在広く用いられている。
キャリアの芯材として種々のフェライトが検討されてきた。
マンガンフェライトを含むキャリアとしては、例えば、特許文献1が知られており、マンガンを含まないフェライトを使用したキャリアとしては、特許文献2〜6が知られている。
特許文献1には、表面が溝又は筋で10μm四方あたり2〜50の領域に分割されており、マンガンフェライトを主成分とする電子写真用フェライトキャリア芯材が開示されている。このフェライトキャリア芯材は、結晶子径の大きさが130〜400Åで、かつFeとMnのモル比(Fe/Mn)が4〜16であることが好ましい。また、上記マンガンフェライト組成のFe、Mnの一部がMg、Ca、Sr及びTiから選ばれる1種類以上の元素に置換されており、その含有量の合計が4モル%以下であることも好ましい旨開示されている。
特開2006−337828号公報 特表2003−533743号公報 特表2003−533744号公報 特表2003−533745号公報 特開平6−317936号公報 特開2010−39368号公報
本発明が解決しようとする課題は、高温高湿の環境において連続印刷した後に、低温低湿下の環境において低い画像密度で印刷をしても、安定した画像濃度が得られる静電荷像現像用キャリアを提供することである。
本発明の上記課題は、以下の<1>〜<5>に記載の手段によって解決された。
<1>フェライト粒子を含有し、前記フェライト粒子中でFeに対するマンガンのモル比が25〜50モル%であり、前記フェライト粒子中でFeに対するTiのモル比が1.0〜5.0モル%であり、前記フェライト粒子中でFeに対するSrのモル比が0.06〜5.0モル%であり、前記フェライト粒子中でSrに対するTiのモル比(Ti/Sr)が1.0〜16.0である、ことを特徴とする静電荷像現像用キャリア、
<2><1>に記載の静電荷像現像用キャリアと、静電荷像現像用トナーと、を含有することを特徴とする静電荷像現像剤、
<3><2>に記載の静電荷像現像剤を収納すると共に、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、像保持体、前記像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び、前記像保持体表面に残存したトナーを除去するためのクリーニング手段からなる群より選ばれる少なくとも一種と、を備えるプロセスカートリッジ、
<4>潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記静電潜像を二成分現像剤により現像して現像像を形成する現像工程、前記現像像を被転写体表面に転写して転写像を形成する転写工程、及び、前記転写像を定着する定着工程、を含み、前記二成分現像剤として、<2>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成方法、
<5>潜像保持体と、前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記潜像保持体を露光して前記潜像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、二成分現像剤により前記静電潜像を現像して現像像を形成させる現像手段と、前記現像像を前記潜像保持体から被転写材に転写する転写手段と、を有し、前記二成分現像剤として、<2>に記載の静電荷像現像剤を用いる画像形成装置。
前記<1>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿の環境において連続印刷した後に、低温低湿下の環境において低い画像密度で印刷をしても、安定した画像濃度が得られる静電荷像現像用キャリアを提供することができる。
前記<2>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿の環境において連続印刷した後に、低温低湿下の環境において低い画像密度で印刷をしても、安定した画像濃度が得られる静電荷像現像剤を提供することができる。
前記<3>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿の環境において連続印刷した後に、低温低湿下の環境において低い画像密度で印刷をしても、安定した画像濃度が得られるプロセスカートリッジを提供することができる。
前記<4>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿の環境において連続印刷した後に、低温低湿下の環境において低い画像密度で印刷をしても、安定した画像濃度が得られる画像形成方法を提供することができる。
前記<5>に記載の発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、高温高湿の環境において連続印刷した後に、低温低湿下の環境において低い画像密度で印刷をしても、安定した画像濃度が得られる画像形成装置を提供することができる。
(静電荷像現像用キャリア)
本実施形態の静電荷像現像用キャリア(以下、単に「キャリア」ともいう。)は、フェライト粒子を含有する静電荷像現像用キャリアであって、前記フェライト粒子中でFeに対するマンガンのモル比が25〜50モル%であり、前記フェライト粒子中でFeに対するTiのモル比が1.0〜5.0モル%であり、前記フェライト粒子中でFeに対するSrのモル比が0.06〜5.0モル%であり、前記フェライト粒子中でSrに対するTiのモル比(Ti/Sr)が1.0〜16.0である、ことを特徴とする。
本実施形態のキャリアは、フェライト粒子を含有する。
このフェライトは、一般的に下記式で表される。
(MO)X(Fe23Y
式中、Mは、Mnを主体とするが、Li、Ca、Sr、Sn、Cu、Zn、Ba、Fe、Ti、Ni、Al、Co及びMoよりなる群から選ばれた少なくとも1種又は数種を組み合わせることも可能である。また、X、Yはモル比を示し、かつ条件X+Y=100を満たす。
一般にフェライト粒子は、その組成及び構造によって電気抵抗が変化する。フェライト組成で全ての金属が鉄であるマグネタイトは、電気抵抗が低いことが知られている。これは、Fe3+とFe2+との間で電子が動きやすいためであると考えられる。鉄以外の金属元素を用いた、例えばマンガンフェライトや銅−亜鉛フェライトなどは、全ての金属が鉄であるマグネタイトに比べて電気抵抗が高くなる。これは、前記のFe3+とFe2+との間の電子移動が、全ての金属が鉄であるマグネタイトに比べて少なくなるためと考えられる。
特許文献1は、FeとMnのモル比(Fe/Mn)が4〜16であるマンガンフェライトであって、Mg、Ca、Sr、Tiから選ばれた1種類以上の元素により、Fe、Mnの一部が置換されており、その含有量の合計が4重量%以下であるキャリア芯材を開示している。本発明者らは、FeとMnのモル比(Fe/Mn)が4〜16では、Mnが少ないためにマグネタイトが偏在することに由来して抵抗が低下するため、キャリアの一部が静電吸引力によって像保持体表面に転移してしまうという所謂BCO(Beads Carry Over)の発生と関係があることことを見いだした。さらに、フェライト粒子中のSrの含有量及びSrに対するTiのモル比(Ti/Sr)が安定した画質を得るために重要であることを見いだした。
近年、電子写真装置は高速化が求められており、キャリアとして高速印刷に適した性能が要求されている。キャリア用のフェライト粒子は、フェライト組成にストロンチウム化合物を含有させることにより硬質性が、また、チタン化合物を含有させることによりフェライト化が進行して、キャリア自体が分極し易くなり、高温高湿環境下でも高帯電性が得られる傾向にある。しかしストロンチウム量が多すぎると結晶化が進行せず帯電特性が得られにくく、またチタン化合物が多いと磁化が低下しBCOを発生させる傾向にある。さらにチタン化合物を含有するフェライトは電荷を蓄積し易く、それに起因する放電現象により画像中に白点が発生する場合がある。
本発明者らは、鋭意検討の結果、前記フェライト粒子中でFeに対するマンガンのモル比が25〜50モル%であり、前記フェライト粒子中でFeに対するTiのモル比が1.0〜5.0モル%であり、前記フェライト粒子中でFeに対するSrのモル比が0.06〜5.0モル%であり、前記フェライト粒子中でSrに対するTiのモル比(Ti/Sr)が1.0〜16.0であるキャリアにより、高温高湿(30℃88%RHを意味する。)の環境において連続印刷した後に、低温低湿(10℃20%RHを意味する。)下の環境において低い画像密度で印刷をしても、安定した画像濃度が得られることを見いだし、本実施形態を完成するに至った。
マンガンフェライト組成にTi、Srを加えることで、フェライト中でSrTiO3化が進行する。請求項の範囲のTi、Srを加えることで、SrTiO3が偏在することなく結晶化が進行し、高温高湿環境下でも高い帯電レベル得ることができるものと推測される。また、結晶性物質であるため、現像機内での摩擦による、帯電の立ち上がりが早く高速印刷でも安定した画質を得ることができるものと推測される。Ti、Srが多すぎるとフェライト中でTiO2、Sr23が不純物として偏在し帯電レベルが上がらず、白点も発生する傾向があり、逆に少ない場合にも、SrTiO3の寄与が少なく帯電レベルが上がらない傾向にある。
前記フェライト粒子中でFeに対するマンガンのモル比は25〜50モル%である。このモル比が25モル%未満では、相対的に磁化の高いマンガンフェライト成分が少なくなり十分な磁化が得難くなる。またFe2+イオン−Fe3+イオン間での電子移動が起こり易くなり抵抗が低下する。なお、結晶性を落とすと抵抗は上がる傾向にあるが、磁化が下がりBCOが発生し易くなったり、放電現象による白点を発生し易くなる場合がある。50モル%を超えると、Mn4+イオン−Mn2+イオン間の電子移動によって抵抗が低下する傾向がある。また、焼成条件によっては十分な磁化が得難くなる場合がある。Feに対するマンガンのモル比は、好ましくは30〜45モル%である。
前記フェライト粒子中でFeに対するTiのモル比は1.0〜5.0モル%である。このモル比が1.0モル%未満ではフェライト中のSrTiO3成分が少なく帯電への影響が小さい傾向がある。特に高温高湿環境において帯電レベルが上がらない場合がある。5.0モル%を超えると、フェライト中でTiO2が不純物として偏在しフェライトの結晶構造を形成しにくく、分極低下により帯電レベルが上がらない場合がある。Feに対するTiのモル比は、好ましくは、1.4〜2.5モル%である。
前記フェライト粒子中でFeに対するSrのモル比は0.06〜5.0モル%である。このモル比が0.06モル%未満では、フェライト中のSrTiO3成分が少なく帯電への影響が小さい場合があり、5.0モル%を超えると、融点が高く、焼成条件によっては結晶化が進みにくく分極低下にともなう帯電低下や、Sr23が不純物として偏在することによって結晶構造を形成しにくくなり帯電低下をひきおこす場合がある。Feに対するSrのモル比は、好ましくは、0.1〜2モル%である。
前記フェライト粒子中でSrに対するTiのモル比(Ti/Sr)は、1.0〜16.0である。このモル比が1.0未満ではフェライト中のSrTiO3成分が少なく帯電への影響が小さい場合があり、16.0を超えると融点が高く、焼成条件によっては結晶化が進みにくく分極低下にともなう帯電低下や、Sr23が不純物として偏在することによって結晶構造を形成しにくくなり帯電低下をひきおこす場合がある。Feに対するSrのモル比は、好ましくは、2.0〜10である。
また、本実施態様に用いることができるフェライト粒子の体積平均粒径としては、10〜500μmであることが好ましく、15〜120μmであることがより好ましく、20〜100μmであることが更に好ましく、25〜80μmであることが特に好ましい。
キャリアのフェライト粒子中のマンガン元素含有量、チタン元素含有量及びストロンチウム元素含有量は、蛍光X線法により測定される。
蛍光X線による測定方法について説明する。
試料の前処理は、フェライト粒子を加圧成型器を用いて10t、1分間の加圧成型を行い、(株)島津製作所の蛍光X線(SRF−1500)を使用し、測定条件は管電圧49kV、管電流90mA、測定時間30分で測定する。
なお、キャリアからフェライト粒子を単離する方法としては、樹脂被覆キャリアを、例えば200℃に加熱して被覆樹脂成分を炭化し、イオン交換水で洗浄した後、蛍光X線にて元素分析を行えばよい。マンガン、チタン及びストロンチウムそれぞれの元素の検量線を作製することにより、含有量が定量的に測定される。
また、フェライト粒子中の鉄元素等の含有量についても、測定可能な範囲で同様に蛍光X線により測定することができる。
本実施形態のキャリアは、前記フェライト粒子を芯材とし、前記芯材を被覆する樹脂層を有することが好ましい。
前記樹脂層は、その主成分(樹脂層の50重量%以上の成分)として、結着樹脂を含有することが好ましい。
結着樹脂としては、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、モノクロロトリフルオロエチレン、トリフルオロエチレンなどのビニル系フッ素含有モノマーの共重合体;スチレン、クロロスチレン、メチルスチレンなどのスチレン類;(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸フェニルなどの(メタ)アクリル酸エステル類;ジメチルアミノエチルメタクリレートなどの含窒素アクリル類;(メタ)アクリロニトリルなどのニトリル類;2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジンなどのビニルピリジン類;ビニルエーテル類;ビニルケトン類;エチレン、モノクロロエチレン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類;メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーンなどのシリコーン類などの単独重合体、又は、共重合体を使用することができ、さらに、ビスフェノール、グリコール等を含むポリエステル類を使用することもできる。また、結着樹脂は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、結着樹脂としては、スチレン類の単独重合体、又は、共重合体を含むことが好ましく、スチレン類と(メタ)アクリル酸エステル類との共重合体であることがより好ましく、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体であることが更に好ましい。
本実施形態のキャリアにおける樹脂の被覆量は、前記芯材に対して、0.5〜5重量%であることが好ましく、1.0〜3.5重量%であることがより好ましい。
樹脂層には、抵抗を制御するためなどの目的で、必要に応じて導電性粒子を含んでもよい。
導電性粒子として、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。
導電性粒子としては、金属又は金属化合物でないことが好ましく、製造安定性、コスト、導電性等が良好である点で、カーボンブラック粒子であることがより好ましい。
カーボンブラックの種類としては、特に制限はないが、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が50ml/100g以上250ml/100g以下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。
導電性粒子の体積平均粒子径は、0.5μm以下のものが好ましく、0.05μm以上0.5μm以下のものがより好ましく、0.05μm以上0.35μm以下のものがさらに好ましい。体積平均粒子径が0.5μm以下であると、導電性粒子が樹脂層から脱落しにくく、安定した帯電性が得られる。
導電性粒子の体積平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700:(株)堀場製作所製)を用いて測定する。
測定法としては、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、測定する。
得られたチャンネルごとの体積平均粒子径を、体積平均粒子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子径とする。
導電性粒子の体積電気抵抗は、101Ω・cm以上1011Ω・cm以下であることが好ましく、103Ω・cm以上109Ω・cm以下がより好ましい。
また、導電性粒子の体積電気抵抗は、芯材の体積電気抵抗と同様にして測定する。
導電性粒子の含有量は、樹脂層全体に対し、1容量%以上50容量%以下が好ましく、2容量%以上20容量%以下がより好ましい。含有量が50容量%以下であると、キャリア抵抗が低下せず、現像像へのキャリア付着などによる画像欠損を抑制できる。一方、含有量が1容量%以上であると、キャリアの電気抵抗が適度な値であり、現像時、キャリアが現像電極として十分に働き、特に黒のベタ画像を形成した際にエッジ効果を抑制できる等、ソリッド画像の再現性に優れる。
また、樹脂層は、他に樹脂粒子を含有してもよい。
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挙げられる。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。
樹脂粒子の体積平均粒子径としては、0.1μm以上2.0μm以下が好ましく、0.2μm以上1.0μm以下がより好ましい。樹脂粒子の平均粒径が0.1μm以上であると、樹脂層における樹脂粒子の分散性に優れる。一方、2.0μm以下であると、樹脂層から樹脂粒子の脱落が生じにくく、本来の効果を十分発揮できる。
樹脂粒子の体積平均粒子径は、導電性粒子の体積平均粒子径と同様な測定によって求めることができる。
樹脂粒子の含有量は、樹脂層全体に対し、1重量%以上50重量%以下であることが好ましく、1重量%以上30重量%以下であることがより好ましく、1重量%以上20重量%以下であることがさらに好ましい。樹脂粒子の含有率が1重量%以上であると、樹脂粒子の効果が十分得られ、50重量%以下であると、樹脂層からの脱落が生じにくく、安定した帯電性が得られる。
樹脂層は、ワックスや帯電制御剤などの公知の添加剤を含有していてもよい。
また、樹脂層は、単層に限られず、2層以上の構成としてもよい。
<静電荷像現像用キャリアの製造方法>
本実施形態の静電荷像現像用キャリアの製造方法は、特に制限はないが、鉄化合物、マンガン化合物、チタン化合物及びストロンチウム化合物を含むキャリア材料を準備する準備工程、前記キャリア材料を焼成する仮焼成工程、前記仮焼成工程の後、焼成したキャリア材料を粉砕する粉砕工程1、前記粉砕工程1の後、粉砕したキャリア材料を造粒する造粒工程1、前記造粒工程1の後、前記仮焼成工程での焼成温度より高い温度で焼成する本焼成工程、並びに、前記本焼成工程を経て得られたフェライト粒子の表面に被覆樹脂溶液により樹脂を被覆する被覆工程を含む製造方法であることが好ましい。
また、前記本焼成工程の後、前記被覆工程の前に、焼成したキャリア材料を粉砕する粉砕工程2、前記粉砕工程2の後、粉砕したキャリア材料を分級する分級工程をさらに含むことがより好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用キャリアの製造方法は、本焼成工程以外に、鉄化合物、マンガン化合物、チタン化合物及びストロンチウム化合物を含むキャリア材料を焼成する仮焼成工程を1回以上含むことが好ましい。
キャリア材料としては、特に制限はなく、公知の材料を用いることができる。例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩などが例示できる。
これらの中でも、Fe23とMnO2とを少なくとも用いることが好ましく、Fe23と、MnO2、TiO2、又はSrCO3とを用いることがより好ましい。
鉄化合物、マンガン化合物、チタン化合物、及びストロンチウム化合物、必要に応じてその他の元素を含む化合物の使用量は、所望のフェライト組成に応じて、適宜調整することができる。
前記仮焼成工程における焼成温度は、800℃以上1,200℃以下であることが好ましい。
前記仮焼成工程における焼成時間としては、キャリア材料の組成や、焼成温度、乾燥の程度などにもよるが、0.5〜48時間であることが好ましく、1〜12時間であることがより好ましい。
前記仮焼成工程、前記本焼成工程、及び、前記追加焼成工程の焼成は、公知の装置を用いて行うことができ、例えば、電気炉やロータリーキルン等が挙げられる。
前記仮焼成工程の前においては、キャリア材料を粉砕し、混合しておくことが好ましい。また、前記仮焼成工程の前においては、粉砕混合したキャリア材料を、スプレードライヤーなどを使用して造粒し、乾燥させることがより好ましい。
また、本実施形態の静電荷像現像用キャリアの製造方法においては、仮焼成を1回のみ行っても複数回行ってもよい。
前記仮焼成工程と前記本焼成工程との間に行ってもよい前記粉砕工程1においては、焼成したキャリア材料の体積平均粒径が0.5〜5μmになるまで粉砕することが好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用キャリアの製造方法は、前記仮焼成工程の後、焼成したキャリア材料を焼成する本焼成工程を含むことが好ましい。
前記本焼成工程における焼成温度は、800〜1,400℃であることが好ましく、800〜1,200℃であることがより好ましい。
前記本焼成工程における焼成時間としては、キャリア材料の組成や、焼成温度、乾燥の程度などにもよるが、1〜24時間であることが好ましく、2〜12時間であることがより好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用キャリアの製造方法は、前記本焼成工程の後、前記本焼成工程での焼成温度より低い温度で焼成する追加焼成工程を含んでもよい。
前記追加焼成工程における焼成温度は、前記本焼成工程での焼成温度より高い温度であればよいが、900〜1,400℃であることが好ましく、1,000〜1,250℃であることがより好ましく、1,100〜1,200℃であることが更に好ましい。
前記追加焼成工程における焼成時間としては、キャリア材料の組成や、焼成温度などにもよるが、0.5〜24時間であることが好ましく、1〜6時間であることがより好ましい。
また、前記本焼成工程と前記追加焼成工程とは、連続して行うことが好ましい。
本実施形態の静電荷像現像用キャリアの製造方法は、前記仮焼成工程の後、焼成したキャリア材料を粉砕する粉砕工程、及び、前記粉砕工程の後、粉砕したキャリア材料を造粒する造粒工程を含むことが好ましい。
前記粉砕工程においては、公知の装置を用いることができ、例えば、湿式ボールミル等を好ましく挙げることができる。
前記造粒工程においては、公知の装置を用いることができ、例えば、スプレードライヤー等を好ましく挙げることができる。
前記粉砕工程においては、焼成したキャリア材料の体積平均粒径が1〜10μmになるまで粉砕することが好ましく、体積平均粒径が2〜8μmになるまで粉砕することがより好ましい。
また、前記本焼成工程後における粉砕工程においては、所望のキャリア粒径に合わせて粉砕すればよく、体積平均粒径が10〜500μmになるまで粉砕することが好ましく、体積平均粒径が20〜100μmになるまで粉砕することがより好ましい。
また、前記造粒工程の後、造粒したキャリア材料を乾燥する乾燥工程を含むことが好ましい。
また、本実施形態の静電荷像現像用キャリアの製造方法は、前記追加焼成工程を経て得られたフェライト粒子の表面に樹脂及びトルエンを含む液により樹脂を被覆する被覆工程を含むことが好ましい。
フェライト粒子の表面に樹脂を被覆する方法としては、前記被覆樹脂、及び、必要に応じて各種添加剤を、これらの被覆樹脂及び添加剤を溶解するトルエン等の溶媒に加えた樹脂層形成用液(「コート液」ともいう。)により被覆する方法が挙げられる。溶媒としては、特に限定はなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して適宜選択すればよいが、トルエンを50重量%以上を含む溶媒であることが好ましく、トルエン80重量%以上を含む溶媒であることがより好ましく、トルエンであることが特に好ましい。
具体的な樹脂被覆方法としては、フェライト粒子を樹脂層形成用液中に浸漬する浸漬法、樹脂層形成用液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、フェライト粒子を流動エアーにより浮遊させた状態で樹脂層形成用液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でフェライト粒子と樹脂層形成用液とを混合し、溶媒を除去するニーダーコーター法が挙げられる。
樹脂層形成用液に用いられるトルエン以外の溶媒としては、被覆樹脂を溶解することが可能なものであれば、特に制限はなく、公知の溶媒の中から選択することができる。具体的には例えば、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;これらの混合物などが挙げられる。
(静電荷像現像剤)
本実施形態の静電荷像現像剤(「現像剤」ともいう。)は、本実施形態の静電荷像現像用キャリアと静電荷像現像用トナーとを含んでいればよい。
本実施形態の静電荷像現像剤における本実施形態の静電荷像現像用キャリアと静電荷像現像用トナーとの混合比(重量比)は、トナー:キャリア=1:99〜20:80の範囲であることが好ましく、3:97〜12:88の範囲であることがより好ましい。
キャリアとトナーとの混合方法としては、特に制限はなく、例えば、Vブレンダー等の公知の装置や方法により混合することができる。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に用いることができる静電荷像現像用トナー(「トナー」ともいう。)は、特に規定されるものではないが、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。トナーとしては例えば、結着樹脂と着色剤を有する着色トナーを挙げることができる。その他にも、結着樹脂と赤外線吸収剤を有する赤外線吸収トナーなどを用いることも可能である。
本実施形態に用いることができるトナーとしては、トナー母粒子と外部添加剤(外添剤)とからなる外添トナーであることが、流動性、帯電特性を制御するために好ましい。
〔トナー母粒子〕
本実施形態に用いることができるトナーのトナー母粒子は、結着樹脂と着色剤を含有し、必要に応じて離型剤及び帯電制御剤も含有するものであることが好ましい。
結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類;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類;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類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、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(メタ)アクリル酸エステル類;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;等の単独重合体及び共重合体を例示することができ、代表的な結着樹脂としては、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−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。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、パラフィンワックス等を挙げることができる。これらの中では、特にスチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、ポリエステル樹脂が好ましい。
また、トナーに用いられる結着樹脂には、必要に応じて結晶性樹脂を用いてもよい。結晶性を持つ樹脂であれば特に制限はなく、具体的には、結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ビニル系樹脂が挙げられるが、定着時の紙への接着性や帯電性、及び好ましい範囲での融点調整の観点から結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。また、適度な融点をもつ脂肪族系の結晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。
また、トナーの着色剤としては、例えば、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、ランプブラック、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、パーマネントオレンジ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、デュポンオイルレッド、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、ウルトラマリンブルー、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ート等の種々の顔料、又は、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、チオインジコ系、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、キサンテン系等の各種染料を単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。
また、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を例示することができる。
トナーに対する前記着色剤の含有量としては、トナー結着樹脂100重量部に対して、1〜30重量部の範囲であることが好ましい。また、必要に応じて表面処理された着色剤を使用したり、顔料分散剤を使用することも有効である。前記着色剤の種類を適宜選択することにより、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナー等を得ることができる。
また、トナーには、必要に応じて離型剤や帯電制御剤を添加してもよい。
離型剤の例としては、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;エステルワックス、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、ホホバ油等のような植物系ワックス;ミツロウのような動物系ワックス;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ような鉱物系ワックス;石油系ワックス;及びそれらの変性物等を使用することができる。
離型剤の添加量は、トナー全量に対して50重量%以下の範囲で添加することが好ましい。
帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減との点で、水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。なお、本実施形態におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナー及び磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。
トナー母粒子の製造は、例えば、結着樹脂と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等とを混練、粉砕、分級する混練粉砕法;混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法;結着樹脂を乳化して分散した分散液と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化凝集法;結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法;結着樹脂を得るための重合性単量体と、着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法;結着樹脂と着色剤、及び必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液とを水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法;等が使用できる。また上記方法で得られたトナー母粒子をコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造を持たせる製造方法を行ってもよい。
これらの中でも、本実施形態のトナーは、乳化凝集法、又は、乳化重合凝集法により得られたトナー(乳化凝集トナー)であることが好ましい。
以上のようにして製造したトナー母粒子の粒径は、体積平均粒径で2〜8μmの範囲であることが好ましく、3〜7μmの範囲であることがより好ましい。
本実施形態に用いられるトナー母粒子は、特に製造方法により限定されるものではなく、公知の方法を使用することができる。
〔外添剤〕
本実施形態におけるトナーの外部添加剤(外添剤)は特に限定されないが、少なくとも1種は、粉体流動性、帯電制御等の機能を担う、1次粒径が平均粒径で7〜40nmの小径無機酸化物であることが好ましい。小径無機酸化物としては、例えば、シリカ、アルミナ、チタン酸化物(酸化チタン、メタチタン酸等)、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、カーボンブラック等を挙げることができる。
これらのうち、特にシリカ粒子、酸化チタン粒子が好ましい。
特に、体積平均粒径が15〜40nmの酸化チタンを用いることが好ましい。
また、外添剤は、表面が予め疎水化処理されていることが好ましい。この疎水化処理により分散性が高くなり、トナーの粉体流動性改善に対してより効果的であるので好ましい。
表面処理としては、具体的に、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等による疎水化処理が好ましく用いられる。
さらに、当該小径無機酸化物に、付着力低減や帯電制御のため、体積平均粒径が20〜300nmの大径無機酸化物を添加してもよい。これらの大径無機酸化物微粒子としては、シリカ、酸化チタン、メタチタン酸、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化クロム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等の微粒子が挙げられる。これらの中では、滑剤粒子や酸化セリウムを添加したトナーの精密な帯電制御を行う観点から、シリカ、酸化チタン、メタチタン酸から選ばれるものを用いること望ましい。
前記小径無機酸化物の添加量は、トナー母粒子100重量部に対し、0.5〜2.0重量部の範囲であることが好ましい。また、前記大径無機酸化物を添加する場合、該大粒径無機酸化物の添加量は、トナー母粒子100重量部に対し、1.0〜5.0重量部であることが好ましい。
さらに外添剤として滑剤粒子を使用することもできる。
滑剤粒子としてグラファイト、二硫化モリブデン、滑石、脂肪酸、高級アルコール、脂肪族アルコール、脂肪酸金属塩等の固体潤滑剤や、ポリプロピレン、ポリエチレン、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ような脂肪族アミド類;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス;ミツロウのような動物系ワックス;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ような鉱物、石油系ワックス;及びそれらの変性物を併用してもよい。
これら滑剤粒子の形状係数SF1は、優れたクリーニング性を得るために、140以上であることがより好ましい。
また、外添剤として、研磨剤を使用することもできる。
研磨剤としては、公知の無機酸化物を使用することができる。例えば、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化マグネシウム、アルミナ、炭化ケイ素、酸化亜鉛、シリカ、酸化チタン、窒化ホウ素、ピロリン酸カルシウム、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、炭酸カルシウム等を挙げることができる。また、これらの複合材料を用いてもよい。
(プロセスカートリッジ)
本実施形態のプロセスカートリッジは、本実施形態の静電荷像現像剤を収納すると共に、像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、像保持体、前記像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び、前記像保持体表面に残存したトナーを除去するためのクリーニング手段からなる群より選ばれる少なくとも一種と、を備えるプロセスカートリッジであることが好ましい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、画像形成装置に脱着されることが好ましい。
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等、その他の部材を含んでもよい。
本実施形態のプロセスカートリッジは、公知の構成を採用してもよく、例えば、特開2008−209489号公報、及び、特開2008−233736号公報等を参照することができる。
(画像形成方法)
本実施形態の画像形成方法は、像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、前記像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程、前記像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程、及び、前記被転写体表面に転写されたトナー像を定着する定着工程、を含み、前記現像剤として本実施形態の静電荷像現像剤を用いる方法であることが好ましい。また、必要に応じて潜像保持体表面に残ったトナーをクリーニングするクリーニング工程を含んでもよい。
前記潜像形成工程とは、潜像保持体の表面を、帯電手段により一様に帯電した後、レーザー光学系やLEDアレイなどで像保持体に露光し、静電潜像を形成する工程である。前記帯電手段としては、コロトロン、スコロトロンなどの非接触方式の帯電機、及び、潜像保持体表面に接触させた導電性部材に電圧を印加することにより、像保持体表面を帯電させる接触方式の帯電機が挙げられ、いかなる方式の帯電機でもよい。前記接触帯電方式の帯電機においては、導電性部材の形状はブラシ状、ブレード状、ピン電極状、ローラ状等のいずれでもよいが、ローラ状部材が好ましい。本実施形態の画像形成方法は、潜像形成工程において何ら特別の制限を受けるものではない。
前記現像工程とは、像保持体表面に、少なくともトナーを含む現像剤層を表面に形成させた現像剤保持体を接触若しくは近接させて、前記像保持体表面の静電潜像にトナーの粒子を付着させ、像保持体表面にトナー画像を形成する工程である。現像方式は、既知の方式を用いて行うことができるが、本実施形態に用いられる二成分現像剤による現像方式としては、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。本実施形態の画像形成方法は、現像方式に関し、特に制限を受けるものではない。
前記転写工程とは、像保持体表面に形成されたトナー画像を、被記録体に直接転写、或いは中間転写体に一度転写した画像を被転写体に再度転写して転写画像を形成する工程である。
像保持体からのトナー画像を紙等に転写する転写装置としては、コロトロン方式や、弾性材料からなる導電性の転写ロールを像保持体に圧接して、用紙にトナー画像を転写する接触転写方式が利用できる。本実施形態の画像形成方法においては、転写装置に関し、特に制限を受けるものではない。
前記定着工程とは、被記録体表面に転写されたトナー画像を定着装置にて定着する工程である。定着装置としては、ロールやベルト等を用いる加熱定着装置が好ましく用いられる。本実施形態の画像形成方法においては、定着方式については特に制限を受けるものではない。
前記クリーニング工程とは、ブレード、ブラシ、ロール等を像保持体表面に直接接触させ、像保持体表面に付着しているトナー、紙粉、ゴミなどを除去する工程である。
本実施形態の画像形成方法においては、クリーニング方式については少なくともブレードを有するクリーニング工程である。
なお、本実施形態の画像形成方法において、フルカラー画像を作製する場合には、複数の像保持体がそれぞれ各色の現像剤保持体を有しており、その複数の像保持体及び現像剤保持体それぞれによる潜像形成工程、現像工程、転写工程及びクリーニング工程からなる一連の工程により、同一の被記録体表面に前記工程ごとの各色トナー画像が順次積層形成され、その積層されたフルカラーのトナー画像を、定着工程で熱定着する画像形成方法が好ましく用いられる。
トナー画像を転写する被転写体(被記録体)としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙、OHPシート、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が挙げられる。
(画像形成装置)
本実施形態の画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像保持体を露光して前記像保持体表面に静電潜像を形成させる露光手段と、トナーを含む現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を前記像保持体から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像を定着する定着手段と、を有し、前記現像剤として本実施形態の静電荷像現像剤を用いる装置であることが好ましい。
前記転写手段では、中間転写体を用いて2回以上の転写を行ってもよい。
前記像保持体、及び、前記の各手段は、前記の画像形成方法の各工程で述べた構成を好ましく用いることができる。
前記の各手段は、いずれも画像形成装置において公知の手段が利用できる。また、本実施形態で用いる画像形成装置は、前記した構成以外の手段や装置等を含むものであってもよい。また、本実施形態の画像形成装置は前記した手段のうちの複数を同時に行ってもよい。
以下、実施例により本実施形態を詳しく説明するが、本実施形態を何ら限定するものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「重量部」を意味する。
(各種特性の測定方法)
まず、実施例、比較例で用いたキャリア等の物性測定方法について説明する。
<フェライト粒子中の元素含有量>
フェライト粒子のMn、Ti及びSr各元素の含有量は、蛍光X線法により測定した。蛍光X線による測定方法について説明する。
試料の前処理は、フェライト粒子を加圧成型器で10t、1分間の加圧成型を行い、(株)島津製作所の蛍光X線(SRF−1500)を使用し、測定条件は管電圧49KV、管電流90mAとして、測定時間は30分とした。
Mn、Ti及びSr各元素の含有量が既知のサンプルを数種用意して、予め測定して検量線を作製し、その後、測定サンプルを測定して、検量線からその含有量を計算した。
<フェライト粒子の体積平均粒径の測定>
フェライト粒子の体積平均粒径測定には、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)を用いた。この場合、50μmのアパーチャーを用いて測定した。測定した粒子の粒径は、特に断りのない場合、体積平均粒径を表すものとする。
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1.0mg加える。これを前記電解液100ml中に添加して試料を懸濁した電解液を作製した。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザー−II型により、アパーチャー径として50μmアパーチャーを用いて1〜50μm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る。測定する粒子数は50000であった。
(フェライト芯材1の調製)
Fe23を100重量部、MnO2を20.7重量部、SrCO3を0.50重量部、TiO2を1.85重量部混合し、湿式ボールミルで10時間粉砕し混合し、乾燥させた後にロータリーキルンを用いて950℃、4時間の仮焼成を行なった。こうして得られた仮焼成物に水を加えて、湿式ボールミルで7時間粉砕して得られたスラリーに分散剤及びバインダーを適量添加し、次いでスプレードライヤーにより造粒及び乾燥し、造粒物を得た。得られた造粒物を電気炉で1,050℃で6時間の焼成を行なった。解砕工程、分級工程を経て上記の測定方法による体積平均粒径が35μmのフェライト芯材1を調製した。
(樹脂層用被覆液の作製)
スチレン−アクリル酸−メチルメタクリル酸共重合体(84.5:0.5:15)
重量平均分子量4万 36重量部
カーボンブラック VX72(キャボット) 4重量部
トルエン 250重量部
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1,200rpmで30分間撹拌し固形分11%の樹脂層用被覆液(コート液)1を調製した。
(キャリア1の作製)
真空脱気型ニーダーにフェライト芯材1を2,000部入れ、更にコート液1を380部入れ、撹拌しながら、60℃にて(760−200)mmHgまで減圧し20分混合した。その後、減圧化に昇温し、90℃にて(760−720)mmHgまで減圧して、30分間撹拌乾燥させ、樹脂被覆フェライト粒子を得た。次に75μmメッシュの篩分網で篩分けを行い、キャリア1を得た。
フェライト芯材に対する樹脂層の被覆量は、フェライト芯材に対して2重量%であった。
(フェライト芯材2〜21の作製)
フェライト芯材2〜21を、表1に示した組成に変化させた以外は、フェライト芯材1と全く同様にして、体積平均粒径35μmのフェライト芯材2〜21として調製した。
(キャリア2〜21の作製)
続いて上記のフェライト芯材2〜21に、上記のコート液1を用いて樹脂層を被覆し、キャリア2〜21を作製した。被覆樹脂の被覆量は同じであった。
(着色剤粒子分散液1の調製)
・シアン顔料:銅フタロシアニンC.I.ピグメントブルー15:3(大日精化工業(株)製) 50重量部
・アニオン性界面活性剤:ネオゲンSC(第一工業製薬(株)製) 5重量部
・イオン交換水 200重量部
上記を混合し、IKA社製ウルトラタラックスにより5分間、更に超音波バスにより10分間分散し、固形分21%の着色剤粒子分散液1を得た。(株)堀場製作所製粒度測定器LA−700にて体積平均粒径を測定したところ、160nmであった。
(離型剤粒子分散液1の調製)
・パラフィンワックス:HNP−9(日本精蝋(株)製) 19重量部
・アニオン性界面活性剤:ネオゲンSC(第一工業製薬(株)製) 1重量部
・イオン交換水 80重量部
上記を耐熱容器中で混合し、90℃に昇温して30分、撹拌を行った。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。こうして出来た乳化液を前記耐熱溶液中で40℃以下になるまで冷却し、離型剤粒子分散液1を得た。(株)堀場製作所製粒度測定器LA−700にて体積平均粒径を測定したところ240nmであった。
(樹脂粒子分散液1の調製)
<油層>
・スチレン(和光純薬工業(株)製) 30重量部
・アクリル酸n−ブチル(和光純薬工業(株)製) 10重量部
・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重量部
・ドデカンチオール(和光純薬工業(株)製) 0.4重量部
<水層1>
・イオン交換水 17重量部
・アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ダウケミカル社製) 0.4重量部
<水層2>
・イオン交換水 40重量部
・アニオン性界面活性剤(ダウファックス、ダウケミカル社製) 0.05重量部
・ペルオキソ二硫酸アンモニウム(和光純薬工業(株)製) 0.4重量部
上記の油層成分と水層1の成分をフラスコに入れて撹拌混合し単量体乳化分散液とした。反応容器に上記水層2の成分を投入し、容器内を窒素で十分に置換し、撹拌をしながらオイルバスで反応系内が75℃になるまで加熱した。反応容器内に上記の単量体乳化分散液を3時間かけて徐々に滴下し、乳化重合を行った。滴下終了後更に75℃で重合を継続し、3時間後に重合を終了させ、樹脂粒子分散液1を得た。
(トナー1の作製)
・樹脂粒子分散液1 150重量部
・着色剤粒子分散液1 30重量部
・離型剤粒子分散液1 40重量部
・ポリ塩化アルミニウム 0.4重量部
上記の成分をステンレス製フラスコ中で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撹拌しながら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粒子分散液1を緩やかに70重量部追加した。
その後、濃度0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて系内のpHを6.0に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、撹拌軸のシールを磁力シールして撹拌を継続しながら97℃まで加熱して3時間保持した。反応終了後、降温速度を1℃/分で冷却し、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を行った。これをさらに40℃のイオン交換水3,000重量部を用いて再分散し、15分間300rpmで撹拌、洗浄した。この洗浄操作をさらに5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー母粒子を得た。
このトナー母粒子に、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と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、トナー母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1を作製した。
(実施例1)
キャリア1とトナー1とが100:8の重量比になるように混合して、現像剤1を調製し、以下の方法により、画像濃度、BCO及び白点の三項目について評価を行った。
(画像濃度の評価方法)
DocuCenterColor400(富士ゼロックス(株)製)の改造機を用いた。30℃88%RH環境下で網点面積20%(Cin20%)でA4サイズの普通紙(富士ゼロックス(株)製、C2紙)を使用し、10,000枚連続印刷した後に、5cm×10cmのソリッドパッチを印刷し、画像濃度を反射濃度計X−Rite404(X−Rite、Inc社製)を使用して測定した。12時間放置した後に5cm×10cmのソリッドパッチを印刷し、画像濃度を測定した。直ちに10℃20%RH環境下に設置し、Cin1%で1,000枚連続印刷し、5cm×10cmのソリッドパッチを印刷して画像濃度を測定した。
(画像濃度差)
画像濃度差を以下の基準により4段階評価した。
◎:3回の濃度測定の平均値と測定結果の濃度差が0.2未満
○:3回の濃度測定の平均値と測定結果の濃度差が0.2以上0.4未満
×:3回の濃度測定の平均値と測定結果の濃度差が0.4以上0.6未満
××:3回の濃度測定の平均値と測定結果の濃度差が0.6以上
(BCOの評価方法)
室温30℃、湿度88%RHにおいて、3,000枚画像を出力する試験を実施し、感光体上の未転写の潜像をテープ転写しキャリア飛散があるか観察した。
BCOを以下の基準により3段階評価した。
○:キャリア飛散は散見されなかった。
△:キャリア飛散がわずかに観察された。
×:キャリア飛散がかなり観察された。
(白点の評価方法)
室温25℃、湿度55%RHにおいて、3,000枚画像を出力する試験を実施し、チャート上に白点があるか観察した。
観察結果を以下の3段階評価した。
○:白点は発生しなかった。
△:白点がわずかに観測された。
×:白点がかなり観察された。
(実施例2〜13及び比較例1〜8)
キャリア2〜21のそれぞれにトナー1を、現像剤1と同じく、100:8の重量比になるように混合して、現像剤2〜21を調製した。
これらの現像剤を用いて、実施例1と同じ評価を行った。
表1にフェライト粒子の原料配合重量比及び焼成条件を示した。
また、表2にフェライト粒子中の構成金属の相対モル比を、フェライト組成中のFeのモル数を100とした際のMn、Ti及びSrのモル数で示し、Ti/Srのモル比と得られた評価結果を表した。
Figure 2012128194
Figure 2012128194

Claims (5)

  1. フェライト粒子を含有し、
    前記フェライト粒子中でFeに対するマンガンのモル比が25〜50モル%であり、
    前記フェライト粒子中でFeに対するTiのモル比が1.0〜5.0モル%であり、
    前記フェライト粒子中でFeに対するSrのモル比が0.06〜5.0モル%であり、
    前記フェライト粒子中でSrに対するTiのモル比(Ti/Sr)が1.0〜16.0である、ことを特徴とする
    静電荷像現像用キャリア。
  2. 請求項1に記載の静電荷像現像用キャリアと、静電荷像現像用トナーと、を含有することを特徴とする静電荷像現像剤。
  3. 請求項2に記載の静電荷像現像剤を収納すると共に、
    像保持体表面上に形成された静電潜像を前記静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、
    像保持体、前記像保持体表面を帯電させるための帯電手段、及び、前記像保持体表面に残存したトナーを除去するためのクリーニング手段からなる群より選ばれる少なくとも一種と、を備える
    プロセスカートリッジ。
  4. 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程、
    前記静電潜像を二成分現像剤により現像して現像像を形成する現像工程、
    前記現像像を被転写体表面に転写して転写像を形成する転写工程、及び、
    前記転写像を定着する定着工程、を含み、
    前記二成分現像剤として、請求項2に記載の静電荷像現像剤を用いる
    画像形成方法。
  5. 潜像保持体と、
    前記潜像保持体を帯電させる帯電手段と、
    帯電した前記潜像保持体を露光して前記潜像保持体上に静電潜像を形成させる露光手段と、
    二成分現像剤により前記静電潜像を現像して現像像を形成させる現像手段と、
    前記現像像を前記潜像保持体から被転写材に転写する転写手段と、を有し、
    前記二成分現像剤として、請求項2に記載の静電荷像現像剤を用いる
    画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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