JP2013064856A - 現像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】直前画像のトナー消費履歴の影響を受けず、安定したトナー量を現像し、色再現性に優れた均一な画像を長期にわたり得ることができる二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置の提供。
【解決手段】静電潜像担持体100上に形成された静電潜像に対して二成分系現像剤を供給する現像剤担持体102を有する現像装置100であって、前記現像剤担持体の表面が、窒化チタンによりコーティングされ、前記二成分系現像剤が、トナーと静電潜像現像剤用キャリアとを含み、前記静電潜像現像剤用キャリアが、磁性を有する芯粒子と該芯粒子表面を被覆する被覆層とを含み、前記被覆層が、結着樹脂と、該結着樹脂100質量部に対して100質量部〜500質量部の導電性微粒子とを含有し、前記芯粒子表面の露出面積比率が0.1%〜5.0%であり、かつ、芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率が0.03%以下である現像装置である。
【選択図】図4

Description

本発明は、現像装置に関する。
電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等の像担持体上に静電荷による潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させて可視像を形成した後、該トナー像を紙等の記録媒体に転写し、定着され、出力画像となる。
近年、電子写真方式を用いた複写機やプリンタの技術は、モノクロからフルカラーへの展開が急速になりつつあり、フルカラーの市場は拡大する傾向にある。フルカラー電子写真法によるカラー画像形成は、一般に3原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの3色のカラートナー又はそれに黒色を加えた4色のカラートナーを積層させて全ての色の再現を行うものである。
従来、画像形成装置で使用される現像方式としては、一成分現像方式、二成分現像方式、ハイブリッド現像方式などが用いられているが、色再現性に優れ、均一で鮮明なフルカラー画像を得るためには、静電潜像担持体上のトナー量を静電潜像に忠実に保つ必要がある。なぜならば、静電潜像担持体上のトナー量が変動すると、記録媒体上で画像濃度が変わったり、画像の色調が変動してしまうからである。
静電潜像担持体上のトナー量が変動する原因としては、トナー帯電量の変動などの要因もあるが、例えば、ハイブリッド現像において前画像履歴を次画像が引き継ぐ、いわゆる履歴現象(ゴースト現象)が報告されている(例えば、特許文献1参照)。
この履歴現象は、ハイブリッド現像方式固有の課題であり、トナー担持体上のトナー量が、直前画像のトナー消費パターンに応じて変化するために、次画像の画像濃度が変動する現象である。これは、ハイブリッド現像方式では、常に一定量のトナーがトナー担持体へ供給されるため、トナー担持体上のトナー量がトナー供給を受ける回数によって変動してしまうことに起因する。即ち、前画像がトナー消費の少ない画像を印刷時には、トナー担持体上の残トナー量は多く、トナー供給後にはトナー担持体上のトナー量は更に多くなってしまい画像濃度は濃くなる。一方、トナー消費の多い画像を印刷後には、トナー担持体上の残トナー量が少なく、トナー供給後にはトナー担持体上のトナー量が少なくなり画像濃度が薄くなる。
以上のように、ハイブリッド現像における履歴現象は、二成分現像剤からトナー担持体上にトナーを転移させるときに、トナーが現像されトナー担持体上からトナーが無くなった部分と、トナーが現像されずトナー担持体上のトナーがそのまま残る部分のトナー量を均一になるように再塗布することが困難で、直前画像の履歴に応じて次画像印刷時のトナー担持体上のトナー量が変動してしまうことに起因している。
これらを解決するために、トナー担持体上の残トナーを現像後かつトナー再供給前にスクレーパーやトナー回収ロールにより掻きとることが提案されている(例えば、特許文献2〜4参照)。また、コピーとコピーの間や紙間を利用して、トナー担持体上の残トナーを電位差により磁気ロールに回収し、トナー担持体上のトナー量を安定させる方法が提案されている(例えば、特許文献5参照)。さらに磁気ブラシを用いた履歴現象の対応策として、磁気ロールの磁束密度の半値幅領域を広く設定することにより、現像ロール上のトナーの回収と供給を図る提案がなされている(例えば、特許文献6参照)。また、二成分現像剤用のキャリアとして非球形状のキャリアを使用することで、磁気ブラシ先端のキャリアまで電荷注入し、現像剤担持体とトナー担持体との実質的な間隔を狭めることで、トナー担持体への一回でのトナー供給量を増やし、トナー担持体上のトナー飽和量までトナーを供給することで、直前画像の履歴の影響を受けずに、トナー担持体上のトナー量を一定に保つ方法が提案されている(例えば、特許文献7参照)。
上述した履歴現象は、ハイブリッド現像方式に特有の課題であるとされているが、二成分現像方式においても、現像剤を長期間使用すると、現像能力が低下して、画像濃度が減少する履歴現象が生じることが報告されている(例えば、特許文献8参照)。
二成分現像方式における履歴現象は、二成分現像剤の剥離が正常に行われないことに起因する。現像剤の剥離は、現像スリーブ内のマグネットを奇数個とし現像スリーブの回転軸よりも下側の位置に同極のマグネット対を設けて磁力が殆どゼロとなる剥離領域を作り、その領域で重力を用いて現像後の現像剤を自然落下させることにより行う。しかし、直前画像でのトナー消費時にキャリアにカウンターチャージが発生することで、キャリアと現像剤担持体との間に鏡像力が発生し、現像剤が正常に離れない。そのため、トナー消費によりトナー濃度の低下した現像剤が再度現像領域に搬送され、現像能力が低下する。即ち、スリーブ一周分は画像濃度が正常であるのに対し、二周目以降は、画像濃度が薄くなるという問題である。
これらを解決するために、内部にマグネットを有した汲上ロールを現像スリーブ上の剥離領域付近に配置し、その磁力をもって現像後の現像剤の剥離を行う構成が記載されている(例えば、特許文献8参照)。剥離された現像剤は、さらにもう1本の汲上ロールによって汲み上げられた後、スクリューを有した現像剤攪拌室に搬送され、トナー濃度の再調製とトナーの帯電が行われる。
しかしながら、上記提案によっても、長期間連続使用すると、履歴現象による影響を受けるため、安定したトナー量を静電潜像現像担持体に供給することできないという問題がある。
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、直前画像のトナー消費履歴の影響を受けず、安定したトナー量を現像し、色再現性に優れた均一な画像を長期にわたり得ることができる二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置を提供することを目的とする。
本発明が課題とする履歴現象は、上記履歴現象における発生メカニズムと異なる。
本発明におけるゴースト現象の発生メカニズムは、詳細は明らかではないが以下のように考えている。直前の画像履歴に応じ現像剤担持体上へトナーが付着し、現像剤担持体上に付着したトナーが持つ電位に応じ、次画像のトナー現像量が変動する。つまり、直前の画像履歴によって次画像のトナー現像量が変動することに起因すると考えている。
より詳細に述べると、非画像部では、画像部とは逆に、静電潜像担持体から現像スリーブ方向へトナーが移動するポテンシャルが形成されるため、トナーが現像剤担持体上へ直接付着してしまう(現像剤担持体上へのトナー付着が発生する。)。このように現像剤担持体上にトナーが付着した状態で、次回現像時に画像部を現像する場合、現像剤担持体上へ直接付着したトナーは帯電しているため、現像剤担持体上のトナーによる電位分だけ現像ポテンシャルが嵩上げされ、トナー現像量が増加してしまう。
また、現像剤担持体上へ直接付着したトナーは、現像時に消費されるため、付着しているトナー量は一定ではなく、直前画像の履歴により変動する。
即ち、直前に、非画像部や用紙と用紙の間隔部がある場合は、その後の画像部の現像には、上述の現像ポテンシャルの嵩上げが起こり、その後の画像濃度は高くなる。一方、直前画像が画像面積の多い画像の場合には、現像剤担持体上に直接付着したトナーは、直前画像を現像した際に消費され、上述の現像ポテンシャルの嵩上げの効果は少なくなるため、その後の画像濃度は高くならない。
以上のように、本発明が課題とする履歴現象は、直前画像の影響により現像剤担持体上のトナー付着量が変動し、その変動の影響を受け、次画像の濃度変動が現れる現象である。
本発明者らは、前記目的を解決すべく、鋭意検討した結果、静電潜像担持体上に形成された静電潜像に対して二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置であって、前記現像剤担持体の表面が、窒化チタンによりコーティングされ、前記二成分系現像剤が、トナーと静電潜像現像剤用キャリアとを含み、前記静電潜像現像剤用キャリアが、磁性を有する芯粒子と該芯粒子表面を被覆する被覆層とを含み、前記被覆層が、結着樹脂と、該結着樹脂100質量部に対して100質量部〜500質量部の導電性微粒子とを含有し、前記芯粒子表面の露出面積比率が0.1%〜5.0%であり、かつ、芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率が0.03%以下である現像装置が、直前画像のトナー消費履歴の影響を受けず、安定したトナー量を現像し、色再現性に優れた均一な画像を長期にわたり得ることができることを見出し、本発明の完成に至った。
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の現像装置は、静電潜像担持体上に形成された静電潜像に対して二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置であって、
前記現像剤担持体の表面が、窒化チタンによりコーティングされ、
前記二成分系現像剤が、トナーと静電潜像現像剤用キャリアとを含み、
前記静電潜像現像剤用キャリアが、磁性を有する芯粒子と該芯粒子表面を被覆する被覆層とを含み、
前記被覆層が、結着樹脂と、該結着樹脂100質量部に対して100質量部〜500質量部の導電性微粒子とを含有し、
前記芯粒子表面の露出面積比率が0.1%〜5.0%であり、かつ、芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率が0.03%以下であることを特徴とする。
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、直前画像のトナー消費履歴の影響を受けず、安定したトナー量を現像し、色再現性に優れた均一な画像を長期にわたり得ることができる二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置を提供することができる。
図1は、キャリアの粉体比抵抗の測定方法を説明するための図である。 図2は、本発明の画像形成装置の一例を表す図である。 図3は、図2に示す画像形成装置の一部拡大概略構成図である。 図4は、本発明のプロセスカートリッジの一例を表す図である。 図5は、縦帯チャートにおける正常な画像、及び異常画像の一例を表す図である。
(現像装置)
本発明の現像装置は、静電潜像担持体上に形成された静電潜像に対して二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置である。
以下、本発明の現像装置について詳細に説明する。
<現像剤担持体>
前記現像剤担持体は、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、静電潜像担持体上に形成された静電潜像に対して二成分系現像剤を供給する現像剤担持体であって、その表面に金属化合物からなる金属被覆層を有することが好ましい。トナーによる現像剤担持体表面の汚れは、トナーと現像剤担持体表面の間に働く付着力の寄与が大きく、その付着力はトナーと現像剤担持体表面の材料との相性に大きく影響を受ける。そのため、基体と表面で機能を分離させることは、現像剤担持体表面の原材料選択の自由度を広げることになり、より現像剤担持体表面の汚れ防止の効果がある原材料を選択することが可能となる。
前記現像担持体の表面に有する金属被覆層としては、窒化チタンを含む金属被覆層であれば、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。前記窒化チタンを含む金属被覆層とすることにより、トナー汚れ抑制効果と共に耐久性が高くなる。また、現像剤担持体表面のトナー汚れを抑制することを目的として、前記金属被覆層に任意の非磁性金属、合金、金属化合物などを用いることができるが、現像剤担持体表面のトナー汚れを抑制する効果が大きい点で、二硫化モリブデン等のモリブデン化合物が好ましい。
前記窒化チタン(TiN)は、金に似た色調を有し、融点3,000℃、電気伝導率が高く、高硬度で滑り特性、耐熱性に優れ、付着力が強く、金属的特性を示す物質である。
前記窒化チタンとしては、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。
前記窒化チタンによるコーティング方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオンプレーティング、スパッタリング等の化学的蒸着(CVD)法;物理的蒸着(PVD)法などが挙げられる。
前記窒化チタンによるコート層の抵抗値としては、特に制限はなく、厚み等に応じて適宜選択することができるが、10Ω・cm以下が好ましい。
前記窒化チタンを、前記現像剤担持体の素管であるスリーブローラの表面に塗布することで、所望の現像剤担持体が得られる。理由については明らかではないが、前記現像剤担持体表面が窒化チタンによりコーティングされたことにより、前記現像剤担持体表面へのトナーの蓄積を回避することができ、実機における経時でのトナー現像量の変動を防ぎ、安定したトナー量を現像することができる。
前記現像剤担持体の素管としては、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、アルミローラ、SUSなどが挙げられる。これらの中でも、アルミローラが好ましい。
<二成分系現像剤>
前記二成分系現像剤は、少なくともトナーと静電潜像現像剤用キャリアとを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
<<静電潜像現像剤用キャリア>>
前記静電潜像現像剤用キャリア(以下、「キャリア」と称することがある。)は、少なくとも磁性を有する芯粒子と該芯粒子表面を被覆する被覆層とを含み、更に必要に応じてその他の成分を含む。
前記静電潜像現像剤用キャリアにおいて、前記被覆層は、結着樹脂と、該結着樹脂100質量部に対して100質量部〜500質量部の導電性微粒子とを含有し、前記芯粒子表面の露出面積比率が0.1%〜5.0%であり、かつ、芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率が0.03%以下である。
前記キャリアの重量平均粒径としては、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、20μm〜65μmが好ましく、35μm〜50μmがより好ましい。前記重量平均粒径が、20μm〜65μmであると、キャリア付着や画質などに対する改善効果が顕著となる。一方、前記重量平均粒径が、20μm未満の場合は、粒子の均一性が低下すること、及びマシン側で充分使いこなす技術が確立できていないことにより、キャリア付着などの問題が生じ好ましくない。また、前記重量平均粒径が、65μmを超える場合には、画像細部の再現性が悪く精細な画像が得られないので好ましくない。
前記キャリアの重量平均粒径の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、マイクロトラック粒度分析計(日機装社製)のSRAタイプを用いて測定することができる。測定条件としては、0.7μm以上125μm以下のレンジ設定で行ったものを用いる。また、分散液にはメタノールを使用し、屈折率を1.33に設定し、キャリア及び芯材の屈折率を2.42に設定する。
前記キャリアの体積固有抵抗としては、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、体積固有抵抗が1×10Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下が好ましく、1×10Ω・cm以上1×1012Ω・cm以下がより好ましい。前記体積固有抵抗が1×10Ω・cm未満であると、非画像時に現像担持体上へ現像されるトナー量が増えてしまい、画像の均一性が得られないことがある。前記体積固有抵抗が1×1015Ω・cmを超えると、印刷時に現像剤担持体上に現像されたトナーが消費されてしまい、画像の均一性が得られないことがある。なお、ハイレジスト計の測定可能下限を下回った場合には、実質的には体積固有抵抗値は得られず、ブレークダウンしたものとして扱うことにする。
本明細書でいう「体積固有抵抗」とは、以下の方法により測定した値を指す。
まず、電極間距離2mm、表面積2cm×4cmの電極、電極を収容したフッ素樹脂製容器からなるセルにキャリアを充填し、タッピングマシンPTM−1型(三協パイオテク社製)を用いて、タッピングスピード30回/minにて1分間タッピング操作を行う。次いで、両極間に1,000Vの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター4329A(4329A+LJK5HVLVWDQFH 0HWHU;横川ヒューレットパッカード株式会社製)により直流抵抗を測定して電気抵抗率RΩ・cmを求め、LogRを算出する。
−芯粒子−
前記芯粒子としては、磁性を有する芯粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜、電子写真用二成分キャリアとして公知のものを選択することができ、例えば、フェライト、Cu−Znフェライト、Mnフェライト、Mn−Mgフェライト、Mn−Mg−Srフェライト、マグネタイト、鉄、ニッケルなどが挙げられる。
前記芯粒子の形状としては、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、形状係数SF−2が形状係数SF−1よりも大きいことが好ましく、芯粒子の形状係数SF−2が、120〜150であることがより好ましい。SF−1がSF−2よりも大きいと、凹凸による芯材露出部よりもキャリア全体の形状が大きく影響するため、局所的な抵抗の効果が得られにくい。
芯材の形状係数SF−1、及びSF−2は以下のものを意味する。形状係数を示すSF−1、SF−2とは、例えば、日立製作所製FE−SEM(S−800)を用い300倍に拡大したキャリア粒子像を100個無作為にサンプリングし、その画像情報はインターフェースを介して、例えばニレコ社製画像解析装置(Luzex AP)に導入し解析を行い、下記式より算出し得られた値を、それぞれ形状係数SF−1及びSF−2と定義する。
形状係数SF−1=(L/A)×(π/4)×100
形状係数SF−2=(P/A)×(1/4π)×100
前記式中、Lは粒子の絶対最大長(外接円の長さ)を示し、Pは粒子の周囲長を示し、Aは粒子の投影面積を示す。
なお、形状係数SF−1は、トナー粒子の丸さの度合いを示し、形状係数SF−2は、トナー粒子の凹凸の度合いを示している。円(球形)から離れるとSF−1は値が大きくなる。また、表面の凹凸の起伏が激しくなるとSF−2の値も大きくなる。一方、それぞれの値は、真円(球)に近づくにつれて100に近い値となる。
−被覆層−
前記被覆層は、少なくとも結着樹脂と導電性微粒子とを含み、更に必要に応じてシランカップリング剤などのその他の成分を含む。
前記被覆層が、導電性微粒子を含むことにより、キャリアの体積固有抵抗を調整することができる。
−−結着樹脂−−
前記結着樹脂としては、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、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、アミノ樹脂などが挙げられる。これらの中でも、シリコーン樹脂が好ましい。前記結着樹脂が少なくともシリコーン樹脂を含むことにより、キャリアコート表面へのトナー付着(以後スペント)への改善効果が顕著となる。これは、前記シリコーン樹脂の表面エネルギーが低いためにトナー成分のスペントが発生し難く、スペント成分の蓄積が進み難い効果が得られるためである。一方、スペントが発生すると、スペントによる抵抗上昇の影響で、画像の均一性が得られない。
前記シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜、一般的に知られているシリコーン樹脂を選択することができ、例えば、オルガノシロサン結合のみからなるストレートシリコーン;アルキド、ポリエステル、エポキシ、アクリル、ウレタン等で変性したシリコーン樹脂などが挙げられる。
前記シリコーン樹脂としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、信越化学製のKR271、KR255、KR152、東レ・ダウコーニング株式会社製のSR2400、SR2406、SR2410等のストレートシリコーン樹脂;信越化学製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性)、東レ・ダウコーニング株式会社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)等の変性シリコーン樹脂などが挙げられる。この場合、シリコーン樹脂単体で用いることも可能であるが、架橋反応する他成分や、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
また、前記結着樹脂としては、少なくとも下記一般式(A)で表されるA部分(及びそのためのモノマーA成分)、及び下記一般式(B)で表されるB部分(及びそのためのモノマーB成分)とをラジカル共重合して得られる共重合体を含むこと好ましい。
ただし、前記一般式(A)中、Rは、水素原子、及びメチル基のいずれかを示し、mは、1〜8の整数を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Xは、前記共重合体におけるモル比を示し、10モル%〜90モル%を示す。
ただし、前記一般式(B)中、Rは、水素原子及びメチル基のいずれかを示し、mは、1〜8の整数を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Rは、炭素原子数1〜8のアルキル基及び炭素原子数1〜4のアルコキシ基のいずれかを示し、Yは、前記共重合体におけるモル比を示し、10モル%〜90モル%を示す。
前記共重合体は、例えば、下記一般式(1)で示す共重合体である。
ただし、前記一般式(1)中、Rは、水素原子及びメチル基のいずれかを示し、mは、1〜8の整数を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Rは、炭素原子数1〜8のアルキル基及び炭素原子数1〜4のアルコキシ基のいずれかを示し、Xは、モル比を示し、10モル%〜90モル%を示し、及びYは、モル比を示し、10モル%〜90モル%を示す。
前記共重合体は、下記一般式(C)で表されるC部分を更に含むことが好ましい。この場合、前記共重合体は、少なくとも下記一般式(A)で表されるA部分(及びそのためのモノマーA成分)と、下記一般式(B)で表されるB部分(及びそのためのモノマーB成分)と、下記一般式(C)で表されるC部分(及びそのためのモノマーC成分)とをラジカル共重合して得られるアクリル系共重合体であり、例えば、前記一般式(2)で示す共重合体である。
ただし、前記一般式(2)中、Rは、水素原子及びメチル基のいずれかを示し、mは、1〜8の整数を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Rは、炭素原子数1〜8のアルキル基及び炭素原子数1〜4のアルコキシ基のいずれかを示し、Xは、モル比を示し、10モル%〜40モル%を示し、Yは、モル比を示し、10モル%〜40モル%を示し、及びZは、モル比を示し、30モル%〜80モル%であり、60モル%<Y+Z<90モル%を示す。
以下に、一般式(A)で表されるA部分(及びモノマーA成分)、一般式(B)で表されるB部分(及びモノマーB成分)、及び一般式(C)で表されるC部分(及びモノマーC成分)について説明する。
A部分(及びモノマーA成分):
ただし、前記一般式(A)中、Rは、水素原子、及びメチル基のいずれかを示し、mは、1〜8の整数を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基のいずれか)を示し、Xは、前記共重合体におけるモル比を示す。
前記Xにおけるモル比としては、10モル%〜90モル%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が、30モル%〜70モル%が好ましい。
前記A部分(及びモノマーA成分)は、例えば、側鎖にメチル基が多数存在する原子団・トリス(トリメチルシロキシ)シランを有しており、前記共重合体に対して前記A部分(及びモノマーA成分)の比率が高くなると表面エネルギーが小さくなり、トナーの樹脂成分、ワックス成分、添加剤などとの付着が少なくなる。
前記Xが、10モル%未満であると、十分な撥水効果が得られず、トナー成分の付着が急増する。これによってトナーの添加剤がキャリアに付着しやすくなり、トナーから添加剤が離脱しやすくなり、転写性が落ちることがある。また、90モル%を超えると、B部分(及びモノマーB成分)並びにC部分(及びモノマーC成分)が減り、架橋が進まず、強靭性が不足すると共に、芯粒子と樹脂層の接着性が低下し、キャリア被膜の耐久性が悪くなることがある。
前記A部分を生じるモノマーA成分としては、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、以下の構造式(1)〜(9)で示されるトリス(トリアルキルシロキシ)シラン化合物が挙げられる。
なお、以下の構造式(1)〜(9)中、Meは、メチル基を示し、Etは、エチル基を示し、Prは、プロピル基を示す。
CH=CMe−COO−C−Si(OSiMe ・・・構造式(1)
CH=CH−COO−C−Si(OSiMe ・・・構造式(2)
CH=CMe−COO−C−Si(OSiMe ・・・構造式(3)
CH=CMe−COO−C−Si(OSiEt ・・・構造式(4)
CH=CH−COO−C−Si(OSiEt ・・・構造式(5)
CH=CMe−COO−C−Si(OSiEt ・・・構造式(6)
CH=CMe−COO−C−Si(OSiPr ・・・構造式(7)
CH=CH−COO−C−Si(OSiPr ・・・構造式(8)
CH=CMe−COO−C−Si(OSiPr ・・・構造式(9)
前記A部分を生じるモノマーA成分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、例えば、トリス(トリアルキルシロキシ)シランを白金触媒の存在下にアリルアクリレート乃至アリルメタクリレートと反応させる方法、特開平11−217389号公報に記載されている、カルボン酸と酸触媒の存在下で、メタクリロキシアルキルトリアルコキシシランとヘキサアルキルジシロキサンとを反応させる方法などが挙げられる。
B部分(及びモノマーB成分/前駆体モノマーB):(架橋成分)
ただし、前記一般式(B)中、Rは、水素原子及びメチル基のいずれかを示し、mは、1〜8の整数を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基のいずれか)を示し、Rは、炭素原子数1〜8のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)及び炭素原子数1〜4のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、及びブトキシ基のいずれか)のいずれかを示し、Yは、前記共重合体におけるモル比を示す。
前記B成分は、架橋成分として機能する。B部分のためのモノマーB成分(前駆体を含む)は、ラジカル重合性の2官能(Rがアルキル基の場合)、乃至3官能性(Rがアルコキシ基の場合)のシラン化合物である。
前記Yにおけるモル比としては、10モル%〜90モル%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が、30モル%〜70モル%が好ましい。
前記Yが、10モル%未満だと、強靭さが十分得られないことがあり、90モル%を超えると、前記樹脂層は、固くて脆くなり、膜削れが発生し易くなることがあるまた、環境特性が悪化する。加水分解した架橋成分がシラノール基として多数残り、環境特性(湿度依存性)を悪化させていることも考えられる。
一方、前記Yが、30モル%〜70モル%であると、A成分とのバランスにより、前記被覆層の膜強度及びトナー成分の付着がいずれも良好となる点で有利である。
前記B部分を生じるモノマーB成分としては、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、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリトキシプロピルトリ(イソプロペキシ)シラン、3−アクリロキシプロピルトリ(イソプロペキシ)シランなどが挙げられる。
C部分(及びモノマーC成分):(アクリル成分)
ただし、前記一般式(C)中、Rは、水素原子及びメチル基のいずれかを示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Zは、前記共重合体におけるモル比を示す。
更に前記一般式(C)で表されるC部分(及びモノマーC成分)を含むことにより、十分なに可とう性を付与し、かつ、芯材と樹脂層、及び樹脂層と導電性微粒子との接着性を良好にすることができる。
前記C部分を含む場合の、前記A部分及び前記B部分の前記共重合体における含有量としては、X=10モル%〜40モル%、かつY=10〜40モル%であり、前記C部分の含有量は、Z=30モル%〜80モル%であり、かつ60モル%<Y+Z<90モル%である。
前記X、Y及びZの値としては、そのような範囲である限り特に制限なく、適宜選択することができるが、Z=35モル%〜75モル%が好ましく、70モル%<Y+Z<85モル%がより好ましい。
前記C部分(モノマーC成分)の含有量Zが、30モル%未満だと十分な接着性が得られず、80モル%を超えると、X、及びYのいずれかが10モル%以下となるため、キャリア被膜の撥水性、硬さ、及び可とう性(膜削れの防止)を両立させることが難しくなる。
前記C部分を生じるモノマーC成分としては、アクリル系化合物のモノマー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が、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどが好ましい。
前記アクリル酸エステル乃至メタクリル酸エステルとしては、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、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、2−(ジメチルアミノ)エチルアクリレート、3−(ジメチルアミノ)プロピルメタクリレート、3−(ジメチルアミノ)プロピルアクリレート、2−(ジエチルアミノ)エチルメタクリレート、2−(ジエチルアミノ)エチルアクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、アルキルメタクリレートが好ましく、特にメチルメタクリレートが好ましい。また、これらのアクリル酸エステル乃至メタクリル酸エステルは、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。
前記樹脂層の架橋による高耐久化技術としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の方法を適宜選択することができ、例えば、特許第3691115号公報に記載の事項を適用することができる。
ここで、特許第3691115号公報には、磁性粒子表面を、少なくとも末端にビニル基を有するオルガノポリシロキサンとヒドロキシル基、アミノ基、アミド基及びイミド基からなる群から選択される少なくとも1つの官能基を有するラジカル共重合性単量体との共重合体をイソシアネート系化合物により架橋させた熱硬化性樹脂で被覆したことを特徴とする静電荷像現像用キャリアが記載されている。しかしながら、特許第3691115号公報に記載の材料では、前記樹脂層の剥がれ乃至削れにおいて十分な耐久性が得られない。
その理由としては、十分明らかになっているとは言えないが、前述の共重合体をイソシアネート系化合物により架橋させた熱硬化性樹脂の場合、構造式からも分かるように、共重合体樹脂中のイソシアネート化合物と反応(架橋)する単位重量当りの官能基が少なく、架橋点において、二次元的乃至三次元的な緻密な架橋構造を形成することができない。その為に長時間使用すると、樹脂層の剥がれ、削れなどが生じ易く(つまり、樹脂層の耐磨耗性が小さく)、十分な耐久性が得られていないと推察される。
前記樹脂層の剥がれ乃至削れが生じると、キャリア抵抗低下による画像品質の変化、キャリア付着が起こる。また、前記樹脂層の剥がれ乃至削れは、現像剤の流動性を低下させ、汲み上げ量低下を引き起こし、画像濃度低下、トナー濃度の上昇に伴う地汚れ、トナー飛散の原因となる。
一方、本発明の静電潜像現像用現像剤における前記樹脂層(キャリア樹脂層)は、単位質量当たり、二官能、乃至三官能の架橋可能な官能基(反応点)を多数(特許第3691115号公報の共重合体に比べて、2倍〜3倍多く)有した共重合体であり、これを更に、縮重合により架橋させた架橋物であるため、前記樹脂層が極めて強靭で削れ難いと考えられる。
また、特許第3691115号公報に記載のイソシアネート化合物による架橋より、本発明におけるシロキサン結合による架橋の方が、結合エネルギーが大きく熱ストレスに対しても安定しているため、前記樹脂層の経時安定性が保たれると推察される。
−−導電性微粒子−−
前記導電性微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜、公知の導電性微粒子を選択することができ、例えば、カーボンブラック、ITO、酸化錫、硫酸バリウム、酸化亜鉛、ポリアニリンなどが挙げられる。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。
前記導電性微粒子の含有量としては、前記結着樹脂100質量部に対して、100質量部〜500質量部であり、100質量部〜300質量部が好ましい。前記含有量が、100質量部未満であると、被覆層の強度が劣るため膜が削れてしまい、抵抗低下して画像の均一性が得られないことがあり、また、高画像面積率印字時のキャリア飛散が悪化することがある。前記含有量が、500質量部を超えると、樹脂に対して微粒子が多すぎるため微粒子を保持するのが難しくなり、膜が脆くなるため、抵抗低下して画像の均一性が得られないことがある。
前記導電性微粒子の体積平均粒径としては、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、100nm〜700nmが好ましい。前記体積平均粒径が、100nm未満であると、芯粒子露出部にも結着樹脂や導電性微粒子が付着してしまい、芯粒子を露出させることが難しいことがあり、700nmを超えると、導電性微粒子を保持するのが難しくなり、膜が削れて抵抗低下してしまい、画像の均一性が得られないことがある。
前記導電性微粒子の体積平均粒径を測定する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、自動粒度分布測定装置CAPA−700(堀場製作所製)にて以下の手順により測定することができる。
測定の前処理として、ジューサーミキサーにアミノシラン(SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製)30mLにトルエン溶液300mLを入れる。試料を6.0g加え、ミキサー回転速度をlowにセットし、3分間分散する。1,000mLビーカーに予め用意されたトルエン溶液500mLの中に、分散液を適量加えて希釈する。希釈液はホモジナイザーにて常に攪拌を続ける。この希釈溶液を超遠心式自動粒度分布測定装置CAPA―700にて測定する。
[測定条件]
回転速度 :2,000rpm
最大粒度 :2.0μm
最小粒度 :0.1μm
粒度間隔 :0.1μm
分散媒粘度:0.59mPa・s
分散媒密度:0.87g/cm
粒子密度 :無機微粒子の密度は乾式自動嵩密度計アキュピック1330(島津製作所株式会社製)を用い測定した真比重値を入力
前記キャリアにおいて、前記導電性微粒子の粉体比抵抗を2(LogΩ・cm)以下にすることが好ましい。前記粉体比抵抗が2を超えると、キャリア全体の抵抗を十分に調整することができないことがある。
キャリア抵抗調整は、画像品質の点等より従来から求められている。例えば、キャリアの抵抗調節が十分でないと、電荷リーク速度が遅い為、現像後にキャリアに発生するカウンターチャージのリークが遅く、新たなトナーに対する電荷付与能力が劣るため、未帯電トナーが発生し易くなり、非画像部へのトナーチリが多くなる。或いは、現像後発生するカウンターチャージによって、現像剤担持体のスリーブに鏡像力が発生してしまい、本来現像剤担持体のスリーブから離れるべき二成分系現像剤が、該スリーブに連れまわってしまう。連れまわった現像後のトナー濃度が下がった現像剤と、トナー消費前の現像剤が混ざりトナー濃度むらが発生する。このことにより、特にベタ画像等の高画像現像時に、場所による濃度のむらが顕著にあらわれてしまう。
これに対して、前記現像剤担持体の表面が、窒化チタンによりコーティングされ、且つ、前記現像剤担持体と前記二成分系現像剤とを組み合わせて用いることにより、キャリア抵抗調整効果が大きいだけではなく、電荷のリークが早いので新しいトナーへの帯電付与能力も高くトナーチリに対する余裕度も高いことが分かった。更に、現像後スリーブに連れまわることも無いことから、直前画像のトナー消費履歴の影響を受けず、安定したトナー量を現像し、色再現性に優れた均一な画像を長期にわたり得ることができることが分かった。
前記導電性微粒子の粉体比抵抗の測定方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、以下の手順により測定することができる(図1参照)。
まず、上皿天秤で試料5gを取り、内径1インチの塩ビ管の下部に鋼鉄製電極を当て、塩ビ管内に試料を入れる。次にポリ塩化ビニル管上部にも鋼鉄製電極を当てる。電極の上下に2mm厚テフロン(登録商標)板を敷き、油圧プレス機にて油圧ゲージ目盛で10kg/cmの加重を加える。10kg/cmで加圧した状態で、LCRメータ(横川−HEWLETT−PACKARD社製、4261A又は同等以上の性能を有する測定器)を接続する。接続直後の抵抗r(Ω)を読み取りノギスで全長L(cm)を測定し粉体比抵抗(Ω・cm)を算出する。計算式は、以下の式に示すものである。
粉体の比抵抗(Ω・cm)=
{(2.54/2)2×π}×r/(L−11.35)
r :接続直後の抵抗
L :試料を充填した場合の全長
11.35:試料を充填しない場合の全長
[芯粒子表面の露出面積比率]
前記キャリアにおける芯粒子表面の露出面積比率は、0.1%〜5.0%であり、0.1〜2.0%が好ましい。このとき、前記芯粒子表面の露出面積比率が0.1%未満であると、低抵抗部が少ないため、印刷時に現像剤担持体上に現像されたトナーが消費されてしまう。また、前記芯粒子表面の露出面積比率が5.0%を超えると、キャリア全体の抵抗が低抵抗となるために、非画像時に現像担持体上へ現像されるトナー量が増えてしまい、画像の均一性が得られないことがある。
[芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率]
前記キャリアにおける芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率は、0.03%以下であり、0.01%以下が好ましい。前記最大露出面積の比率が0.03%を超えると電荷リーク回路が出来やすくなり、非画像時に現像担持体上へ現像されるトナー量が増えてしまい、画像の均一性が得られないことがある。
前記芯粒子表面の露出面積比率と最大露出面積の比率は、例えば、以下の方法で測定することができる。
日立製走査型電子顕微鏡S−4200を用いて、印加電圧1KV、倍率1000倍の条件で反射電子像を撮影する。これをTIFF画像に取り込み、Media Cybernetics社製のImage−Pro Plusを用いて、粒子だけの画像にした後、二値化処理を行い、白色の部分(芯材露出部分)と黒色の部分(樹脂によって被覆されている部分)にわけ、それぞれの面積と白色の部分で最も広い箇所の面積を測定する。この結果を以下の計算式によって計算し、数値を算出する。
芯粒子表面の露出面積比率(%)=
{白色部の面積/(白色部の面積+黒色部の面積)}×100
芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率(%)=
{白色部で最も広い箇所の面積/(白色部の面積+黒色部の面積)}×100
芯粒子表面の露出面積比率を0.1%〜5.0%とし、さらに芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率を0.03%以下とすることにより、直前画像のトナー消費履歴の影響を受けず、画像均一性の改善が確認された。詳細は明らかではないが、芯粒子の凹凸を利用し、局所的に芯粒子の抵抗に近い低抵抗部を作ることで、非画像時に現像剤担持体上へ現像されたトナーが、印刷時に消費されにくくなるために、現像剤担持体上のトナー量が直前画像に寄らず安定し、画像の均一性が得られたと考えている。
−−その他の成分−−
−−−シランカップリング剤−−−
前記被覆層には、キャリアの経時での安定性が良好となり、耐久性を向上させることができることから、シランカップリング剤をさらに含有することが好ましい。
前記シランカップリング剤としては、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、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらの中でも、アミノシランが好ましい。
前記アミノシランとしては、特に限定されないが、下記の化学式で表される化合物が挙げられる。
N(CHSi(OCH
N(CHSi(OC
N(CHSi(CH(OC)、
N(CHSi(CH)(OC
N(CH(NH)(CH)Si(OCH
N(CH(NH)(CHSi(CH)(OCH
N(CH(NH)(CHSi(OCH
(CHN(CHSi(CH)(OC
(CN(CHSi(OCH
前記被覆層における前記アミノシランの含有量としては、0.001質量%〜30質量%が好ましく、0.001質量%〜15質量%がより好ましい。前記含有量が0.001質量%未満であると、キャリアの耐久性を向上させる効果が不十分となることがあり、30質量%を超えると、導電性粒子や無機粒子を被覆層中に保持することが困難となることがある。
<<トナー>>
前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤を含み、更に必要に応じて、定着助剤、帯電制御剤、外添剤などのその他の成分を含む。
前記トナーは、カラートナーであることが好ましい。
−結着樹脂−
前記結着樹脂としては、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、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及び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体、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、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、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。
−着色剤−
前記着色剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な公知の顔料や染料を選択することができ、例えば、黄色顔料、橙色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、黒色顔料などが挙げられる。
前記黄色顔料としては、例えば、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどが挙げられる。
前記橙色顔料としては、例えば、モリブデンオレンジ、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、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKなどが挙げられる。
前記赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどが挙げられる。
前記紫色顔料としては、例えば、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。
前記青色顔料としては、例えば、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCなどが挙げられる。
前記緑色顔料としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキなどが挙げられる。
前記黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物などが挙げられる。
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。
−その他の成分−
−−定着助剤−−
前記トナーには、前記結着樹脂、着色剤の他に、定着助剤を含有することもできる。これにより、定着ロールにトナー固着防止用オイルを塗布しない定着システム、いわゆるオイルレスシステムにおいても使用できる。
前記定着助剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜公知の定着助剤を選択することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン;脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、パラフィンワックス、アミド系ワックス、多価アルコールワックス、シリコーンワニス、カルナウバワックス、エステルワックスなどが挙げられる。
−−帯電制御剤−−
前記トナーには、必要に応じ、荷電制御剤をトナー中に含有させることができる。
前記帯電制御剤としては、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、ニグロシン、炭素数2〜16のアルキル基を含むアジン系染料(特公昭42−1627号公報)、塩基性染料〔例えばC.I.Basic Yello 2(C.I.41000)、C.I.Basic Yello 3、C.I.Basic Red 1(C.I.45160)、C.I.BasicRed 9(C.I.42500)、C.I.Basic Violet 1(C.I.42535)、C.I.Basic Violet 3(C.I.42555)、C.I.Basic Violet 10(C.I.45170)、C.I.Basic Violet 14(C.I.42510)、C.I.Basic Blue 1(C.I.42025)、C.I.Basic Blue 3(C.I.51005)、C.I.Basic Blue 5(C.I.42140)、C.I.Basic Blue 7(C.I.42595)、C.I.Basic Blue 9(C.I.52015)、C.I.Basic Blue 24(C.I.52030)、C.I.Basic Blue25(C.I.52025)、C.I.Basic Blue 26(C.I.44045)、C.I.Basic Green 1(C.I.42040)、C.I.Basic Green 4(C.I.42000)等〕、これら塩基性染料のレーキ顔料、C.I.Solvent Black 8(C.I.26150)、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド等の4級アンモニウム塩、或いはジブチル又はジオクチルなどのジアルキルスズ化合物、ジアルキルスズボレート化合物、グアニジン誘導体、アミノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂、特公昭41−20153号公報、特公昭43−27596号公報、特公昭44−6397号公報、特公昭45−26478号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯塩、特公昭55−42752号公報、特公昭59−7385号公報に記載されているサルチル酸、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のZn、Al、Co、Cr、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物などが挙げられる。
ブラック以外のカラートナーには、当然目的の色を損なう荷電制御剤の使用は避けるべきであり、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好適に使用される。
−−外添剤−−
前記外添剤としては、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、シリカや酸化チタン、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素等の無機微粒子;樹脂微粒子などが挙げられる。
前記外添剤を母体トナー粒子に外添することにより、転写性、耐久性をさらに向上させている。転写性や耐久性を低下させるワックスをこれらの外添剤で覆い隠すこととトナー表面が微粒子で覆われることによる接触面積が低下することによりこの効果が得られる。
前記無機微粒子は、その表面が疎水化処理されていることが好ましく、疎水化処理されたシリカや酸化チタンなどの金属酸化物微粒子が好適に用いられる。
前記樹脂微粒子としては、ソープフリー乳化重合法により得られた平均粒径0.05μm〜1μm程度のポリメチルメタクリレートやポリスチレン微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理されたシリカ及び疎水化処理された酸化チタンを併用し、疎水化処理されたシリカの外添量より疎水化処理された酸化チタンの外添量を多くすることにより湿度に対する帯電の安定性にも優れたトナーとすることができる。
前記無機微粒子と併用して、比表面積20m/g〜50m/gのシリカや平均粒径がトナーの平均粒径の1/100〜1/8である樹脂微粒子のように従来用いられていた外添剤より大きな粒径の外添剤をトナーに外添することにより、耐久性を向上させることができる。これは、トナーが現像装置内でキャリアと混合乃至攪拌され、帯電して現像に供される過程で、トナーに外添された金属酸化物微粒子が母体トナー粒子に埋め込まれていく傾向にあるが、これらの金属酸化物微粒子より大きな粒径の外添剤をトナーに外添することにより、金属酸化物微粒子が埋め込まれることを抑制することができるためである。
前記無機微粒子や前記樹脂微粒子は、トナー中に含有(内添)させる場合、外添した場合より効果が減少するが転写性や耐久性を向上させる効果が得られるとともにトナーの粉砕性を向上させることができる。また、外添と内添を併用することにより外添した微粒子が埋め込まれることを抑制することができるため優れた転写性が安定して得られるとともに耐久性も向上する。
なお、前記疎水化処理剤としては、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、ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、p−クロルフェニルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリクロルシラン、3−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル−トリス(β−メトキシエトキシ)シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−トリクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−トリクロルシラン、ジベンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、(4−t−ブチルフェニル)−オクチル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−2−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−3,3−ジメチルベンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、(4−t−プロピルフェニル)−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザンなどが挙げられる。この他、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤も使用可能である。
また、クリーニング性の向上等を目的とした外添剤として、脂肪酸金属塩やポリフッ化ビニリデンの微粒子等の滑剤等も併用可能である。
本発明のトナー製造法としては、粉砕法、重合法など従来公知の方法が適用できる。
前記粉砕法の場合、トナーを混練する装置としては、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等が好適に用いられる。以上により得られた溶融混練物は冷却した後粉砕されるが、粉砕は、例えば、ハンマーミルやロートプレックス等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式の微粉砕機などを使用することができる。粉砕は、平均粒径が3μm〜15μmになるように行なうのが望ましい。さらに、粉砕物は風力式分級機等により、5μm〜20μmに粒度調整されることが好ましい。次いで、外添剤の母体トナーへ外添が行われるが、母体トナーと外添剤をミキサー類を用い混合・攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー表面に被覆される。このとき、無機微粒子や樹脂微粒子等の外添剤が均一にかつ強固に母体トナーに付着させることが耐久性の点で重要である。以上は、あくまでも例でありこれに限るものではない。
(補給用現像剤)
前記キャリアを、キャリアとトナーから成る補給用現像剤とし、現像装置内の余剰の現像剤を排出しながら画像形成を行う画像形成装置に適用することで、極めて長期に渡って安定した画像品質が得られる。つまり、現像装置内の劣化したキャリアと、補給用現像剤中の劣化していないキャリアを入れ替え、長期間に渡って帯電量を安定に保ち、安定した画像が得られる。本方式は、特に高画像面積印字時に有効である。高画像面積印字時は、キャリアへのトナースペントによるキャリア帯電劣化が主なキャリア劣化であるが、本方式を用いることで、高画像面積時には、キャリア補給量も多くなるため、劣化したキャリアが入れ替わる頻度があがる。これにより、極めて長期間に渡って安定した画像を得られる。
前記補給用現像剤の混合比率としては、キャリア1質量部に対してトナーを2質量部〜50質量部の配合割合とすることが好ましい。トナーが2質量部未満の場合には、補給キャリア量が多すぎ、キャリア供給過多となり現像装置中のキャリア濃度が高くなりすぎるため、現像剤の帯電量が増加しやすい。又、現像剤帯電量が上がる事により、現像能力が下がり画像濃度が低下してしまう。また50質量部を超えると、補給用現像剤中のキャリア割合が少なくなるため、画像形成装置中のキャリアの入れ替わりが少なくなり、キャリア劣化に対する効果が期待できなくなる。
(プロセスカートリッジ)
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に形成された静電潜像をトナー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、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記現像手段が、上述した本発明の現像装置である。
(画像形成装置)
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を、二成分系現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を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転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記現像手段が、上述した本発明の現像装置である。
図2に本発明の現像剤を有するプロセスカートリッジを有する画像形成装置の概略構成を示す。
図2に示す画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置である。タンデム画像形成装置は、複写装置本体150と、給紙テーブル200と、スキャナ300と、原稿自動搬送装置(ADF)400とを備えている。
複写装置本体150には、無端ベルト状の中間転写体50が中央部に設けられている。そして、中間転写体50は、支持ローラ14、15及び16に張架され、図2中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ15の近傍には、中間転写体50上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング装置17が配置されている。支持ローラ14と支持ローラ15とにより張架された中間転写体50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18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21が配置されている。中間転写体50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22が配置されている。二次転写装置22においては、無端ベルトである二次転写ベルト24が一対のローラ23に張架されており、二次転写ベルト24上を搬送される転写紙と中間転写体50とは互いに接触可能である。二次転写装置22の近傍には定着装置25が配置されている。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26と、これに押圧されて配置された加圧ローラ27とを備えている。
なお、タンデム画像形成装置においては、二次転写装置22及び定着装置25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28が配置されている。
次に、タンデム型現像器120を用いたフルカラー画像の形成(カラーコピー)について説明する。即ち、先ず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台30上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。
スタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ300が駆動し、第1走行体33及び第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第2走行体34におけるミラーで反射し、結像レンズ35を通して読取りセンサ36で受光されてカラー原稿(カラー画像)が読取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報とされる。
そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、タンデム型現像器120における各画像形成手段18(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段、及びシアン用画像形成手段)にそれぞれ伝達され、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。即ち、タンデム型現像器120における各画像形成手段18(ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段)は、図3に示すように、それぞれ、静電潜像担持体10(ブラック用静電潜像担持体10K、イエロー用静電潜像担持体10Y、マゼンタ用静電潜像担持体10M、及びシアン用静電潜像担持体10C)と、該静電潜像担持体10を一様に帯電させる帯電装置20と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像用に前記静電潜像担持体を露光(図3中、L)し、該静電潜像担持体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を各カラートナー(ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナー)を用いて現像して各カラートナーによるトナー画像を形成する現像装置61と、該トナー画像を中間転写体50上に転写させるための転写帯電器62と、クリーニング装置63と、除電器64とを備えており、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像(ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像)を形成可能である。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14、15及び16により回転移動される中間転写体50上にそれぞれ、ブラック用静電潜像担持体10K上に形成されたブラック画像、イエロー用静電潜像担持体10Y上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用静電潜像担持体10M上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用静電潜像担持体10C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50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。
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ42の1つを選択的に回転させ、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシート(記録紙)を繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に送出し、搬送ローラ47で搬送して複写機本体150内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラ42を回転して手差しトレイ51上のシート(記録紙)を繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。なお、レジストローラ49は、一般には接地されて使用されるが、シートの紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。そして、中間転写体50上に合成された合成カラー画像(カラー転写像)にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させ、中間転写体50と二次転写装置22との間にシート(記録紙)を送出させ、二次転写装置22により該合成カラー画像(カラー転写像)を該シート(記録紙)上に転写(二次転写)することにより、該シート(記録紙)上にカラー画像が転写され形成される。なお、画像転写後の中間転写体50上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置17によりクリーニングされる。
カラー画像が転写され形成された前記シート(記録紙)は、二次転写装置22により搬送されて、定着装置25へと送出され、定着装置25において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像(カラー転写像)が該シート(記録紙)上に定着される。その後、該シート(記録紙)は、切換爪55で切り換えて排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされ、あるいは、切換爪55で切り換えてシート反転装置28により反転されて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ56により排出され、排紙トレイ57上にスタックされる。
本発明の画像形成方法及び前記画像形成装置では、シャープな粒度分布を有し、帯電性、環境性、経時安定性などのトナー特性が良好である本発明の前記トナーを用いているので、高画質画像を形成することができる。
図4は、プロセスカートリッジ100全体を示し、感光体101、帯電手段102、現像手段103及びクリーニング手段104を備えている。
本実施形態においては、上述の感光体、帯電手段、現像手段、及びクリーニング手段等の構成要素のうち、本発明の現像剤を用いる現像手段と、他の単数又は複数の手段とをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。
本発明の現像剤を用いる現像手段を有するプロセスカートリッジを搭載する画像形成装置は、感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、帯電手段によりその周面に正または負の所定電位の均一耐電を受け、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されていく。像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物(コピー)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体表面は、クリーニング手段によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、さらに除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるものではない。
<芯粒子の製造>
〔製造例1:芯粒子1の製造〕
MnCO、Mg(OH)、Fe、及びSrCOの粉を秤量し、混合して混合粉を得た。この混合粉を、加熱炉により850℃、1時間、大気雰囲気下で仮焼し、得られた仮焼物を冷却後、粉砕装置を用いて粉砕し、体積平均粒径3μm以下の粉体とした。この粉体に、1質量%の分散剤を水と共に加えてスラリーとし、このスラリーをスプレードライヤに供給して造粒し、体積平均粒径約40μmの造粒物を得た。この造粒物を焼成炉に装填し、窒素雰囲気下で、1,120℃、4時間焼成した。得られた焼成物を解砕機で解砕した後、篩い分けにより粒度調整を行い、体積平均粒径が約35μmの球形フェライト粒子である[芯粒子1]を得た。
[芯粒子1]の成分分析を行ったところ、MnO 38モル%、MgO 12モル%、Fe 51モル%、SrO 0.5モル%であった。また、このときのSF−1は144、SF−2は156であった。
〔製造例2:芯粒子2の製造〕
製造例1において、造粒物を焼成炉に装填し、窒素雰囲気下で、1,120℃、4時間焼成することに代えて、窒素雰囲気下で、1,180℃、4時間焼成したこと以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が約35μmの球形フェライト粒子である[芯粒子2]を得た。
[芯粒子2]のSF−1は144、SF−2は156であった。
〔製造例3:芯粒子3の製造〕
MnCO、Mg(OH)、及びFeの粉を秤量し、混合して混合粉を得た。この混合粉を、加熱炉により900℃、3時間、大気雰囲気下で仮焼し、得られた仮焼物を冷却後、粉砕装置を用いて粉砕し、体積平均粒径8μm程度の粉体とした。この粉体に、1質量%の分散剤を水と共に加えてスラリーとし、このスラリーをスプレードライヤに供給して造粒し、体積平均粒径約40μmの造粒物を得た。この造粒物を焼成炉に装填し、窒素雰囲気下で、1,300℃、5時間焼成した。得られた焼成物を解砕機で解砕した後、篩い分けにより粒度調整を行い、体積平均粒径が約35μmの球形フェライト粒子である[芯粒子3]を得た。
[芯粒子3]の成分分析を行ったところ、MnO 45.6モル%、MgO 0.6モル%、Fe 53.7モル%であった。また、このときのSF−1は141、SF−2は148であった。
〔製造例4:芯粒子4の製造〕
製造例1の粉体に代えて、製造例3の仮焼物を冷却後、粉砕して、体積平均粒径1μm程度とした粉体を用いたこと以外は、、製造例1と同様にして、体積平均粒径が約35μmの球形フェライト粒子である[芯粒子4]を得た。
[芯粒子4]のSF−1は129、SF−2は128であった。
〔製造例5:芯粒子5の製造〕
製造例1において、造粒物を焼成炉に装填し、窒素雰囲気下で、1,120℃、4時間焼成することに代えて、窒素雰囲気下で、1,040℃、4時間焼成したこと以外は、製造例1と同様にして、体積平均粒径が約35μmの球形フェライト粒子である[芯粒子5]を得た。
[芯粒子5]のSF−1は153、SF−2は171であった。
<現像剤担持体の製造>
現像剤担持体の製造は、以下の手順で行った。まず、アルミローラ(外径:25mm)を画像形成装置(RICOH Pro C901、株式会社リコー製)に合うよう適正なサイジングを施し、次いで、コート材料として窒化チタンを用いて、物理的蒸着(PVD)法により、サイジングしたアルミローラ表面をコートし、[現像剤担持体1]を得た。
得られた[現像剤担持体1]を、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 RICOH Pro C901)にセットして以下の実施例に用いた。
<キャリア被覆層の結着樹脂の調製>
撹拌機付きフラスコにトルエン300gを投入して、窒素ガス気流下で90℃まで昇温した。次いでこれに、下記化学式で表される3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン84.4g(200ミリモル:サイラプレーン TM−0701T、チッソ株式会社製)、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン39g(150ミリモル)、メタクリル酸メチル65.0g(650ミリモル)、及び2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル0.58g(3ミリモル)の混合物を1時間かけて滴下した。
CH=CMe−COO−C−Si(OSiMe
(式中、Meはメチル基を示す。)
滴下終了後、さらに、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル0.06g(0.3ミリモル)をトルエン15gに溶解した溶液を加えて(2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリルの合計量0.64g=3.3ミリモル)、90℃〜100℃で3時間混合し、ラジカル共重合させて[メタクリル系共重合体1]を得た。
得られた[メタクリル系共重合体1]の重量平均分子量は、33,000であった。次いで、この[メタクリル系共重合体1]の不揮発分が25質量%になるようにトルエンで希釈した。このようにして得られた共重合体溶液は、粘度が8.8mm/sであり、比重が0.91であった。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを用いて標準ポリスチレン換算で求めた。粘度は、25℃でJIS−K2283に準じて測定した。また、不揮発分は、コーティング剤組成物1gをアルミ皿に秤取り、150℃で1時間加熱した後の質量を測定して、次式に従って算出した。
不揮発分(%)=100−〔(加熱前の質量−加熱後の質量)×100/加熱前の質量〕
(実施例1)
〔キャリア被覆層形成溶液1の調製〕
下記組成物を0.5mmZrビーズ1,000部とともに、ペイントシェイカーで1時間分散した後、メッシュでビーズを除去し、[キャリア被覆層形成溶液1]を得た。
・[メタクリル系共重合体1](固形分100質量%) 18.0質量部
・シリコーン樹脂溶液(固形分20質量%、
SR2410、東レ・ダウコーニング株式会社製) 360.0質量部
・アミノシラン(固形分100質量%、
SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製) 4.0質量部
・EC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm) 180質量部
・トルエン 900質量部
〔キャリア1の製造〕
芯粒子として[芯粒子1]5,000質量部を用い、[キャリア被覆層形成溶液1]にTC−750(マツモトファインケミカル株式会社製)10.5質量部を加えた溶液を芯粒子表面にスピラコーター(岡田精工株式会社製)によりコーター内温度70℃で塗布し乾燥した。得られた乾燥物を電気炉中にて210℃で1時間放置して焼成した。冷却後、得られた焼成物を目開き63μmの篩を用いて解砕し、[キャリア1]を得た。
〔トナー1の製造〕
−トナーバインダーの合成−
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724質量部、イソフタル酸276質量部及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧で230℃、8時間反応し、さらに10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32質量部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188質量部と2時間反応を行い、[イソシアネート含有プレポリマー1]を得た。
次いで、[イソシアネート含有プレポリマー1]267質量部とイソホロンジアミン14部を50℃で2時間反応させ、重量平均分子量64,000の[ウレア変性ポリエステル1]を得た。上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724質量部、テレフタル酸276質量部を常圧下、230℃で8時間重縮合し、次いで10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応して、ピーク分子量5,000の[未変性ポリエステルa]を得た。
[ウレア変性ポリエステル1]200質量部と[未変性ポリエステルa]800質量部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2,000質量部に溶解、混合し、[トナーバインダー1]の酢酸エチル/MEK溶液を得た。一部、減圧乾燥して[トナーバインダー1]を単離した。Tgは62℃であった。
−トナーの作製−
ビーカー内に[トナーバインダー1]の酢酸エチル/MEK溶液240質量部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20質量部、C.I.Pigment Yellow154の生顔料4質量部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させた。ビーカー内にイオン交換水706質量部、ハイドロキシアパタイト10質量%懸濁液(スーパタイト10、日本化学工業株式会社製)294質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2質量部を入れ均一に溶解した。次いで、60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し、10分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒及び温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去した。分散スラリーを減圧濾過した後、濾過ケーキを得た。
−洗浄・乾燥・フッ素処理−
下記の手順により、得られた濾過ケーキの洗浄、乾燥及びフッ素処理を行い、トナー母体粒子を製造した。
1:濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後、濾過した。
2:上記1の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
3:上記2の濾過ケーキに10質量%塩酸100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後、濾過した。
4:上記3の濾過ケーキにイオン交換水300質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後、濾過する操作を2回行い、ケーキ状物である[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。
その後、水90部に対して[濾過ケーキ1]15質量部を加えて、これにフッ素化合物を0.0005質量部分散させることで、トナー粒子表面にフッ素化合物(2)を付着させた後、循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。その後目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体粒子1]を得た。
得られた[トナー母体粒子1]100質量部に対して、外添剤として疎水性シリカ1.5質量部と、疎水化酸化チタン0.7質量部をヘンシェルミキサーにて2,000rpm、30秒間、5サイクルで混合処理し、[トナー1]を得た。
〔現像剤1の製造〕
[トナー1]7質量部と[キャリア1]93質量部を混合攪拌して[現像剤1]を得た。
<評価>
実施例1において得られた[現像剤1]に対して、現像剤担持体について窒化チタンでコーティングした[現像剤担持体1]を用いて下記評価を行った。キャリアの性質を表1に、評価結果を表2に示す。
<<芯粒子表面の露出面積比率及び最大露出面積の比率の測定>>
前記芯粒子表面の露出面積比率と最大露出面積の比率は、以下の方法で測定した。
日立製走査型電子顕微鏡S−4200を用いて、印加電圧1KV、倍率1,000倍の条件で反射電子像を撮影した。これをTIFF画像に取り込み、Media Cybernetics社製のImage−Pro Plusを用いて、粒子だけの画像にした後、二値化処理を行い、白色の部分(芯材露出部分)と黒色の部分(樹脂によって被覆されている部分)にわけ、それぞれの面積と白色の部分で最も広い箇所の面積を測定した。この結果を以下の計算式によって計算し、数値を算出した。結果を表1に示す。
芯粒子表面の露出面積比率(%)=
{白色部の面積/(白色部の面積+黒色部の面積)}×100
芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率(%)=
{白色部で最も広い箇所の面積/(白色部の面積+黒色部の面積)}×100
<<導電性粒子の体積平均粒径>>
前記導電性粒子の体積平均粒径は、自動粒度分布測定装置CAPA―700(堀場製作所製)にて以下の手順により測定した。
測定の前処理として、ジューサーミキサーにアミノシラン(SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製)30mLにトルエン溶液300mLを入れた。試料を6.0g加え、ミキサー回転速度をlowにセットし、3分間分散した。1,000mLビーカーに予め用意されたトルエン溶液500mLの中に、分散液を適量加えて希釈する。希釈液はホモジナイザーにて常に攪拌を続けた。この希釈溶液を超遠心式自動粒度分布測定装置CAPA―700にて測定した。結果を表1に示す。
[測定条件]
回転速度 :2,000rpm
最大粒度 :2.0μm
最小粒度 :0.1μm
粒度間隔 :0.1μm
分散媒粘度:0.59mPa・s
分散媒密度:0.87g/cm
粒子密度:無機微粒子の密度は乾式自動嵩密度計アキュピック1330(島津製作所株式会社製)を用い測定した真比重値を入力
<<導電性粒子の粉体比抵抗>>
前記導電性粒子の粉体比抵抗は、以下の手順により測定した(図1参照)。
まず、上皿天秤で試料5gを取り、内径1インチの塩ビ管の下部に鋼鉄製電極を当て、塩ビ管内に試料を入れた。次に、ポリ塩化ビニル管上部にも鋼鉄製電極を当てた。電極の上下に2mm厚テフロン(登録商標)板を敷き、油圧プレス機にて油圧ゲージ目盛で10kg/cmの加重を加えた。10kg/cmで加圧した状態で、LCRメータ(横川−HEWLETT−PACKARD社製、4261A又は同等以上の性能を有する測定器)を接続した。接続直後の抵抗r(Ω)を読み取りノギスで全長L(cm)を測定し粉体比抵抗(Ω・cm)を算出した。計算式は、以下の式に示すものである。結果を表1に示す。
粉体の比抵抗(Ω・cm)=
{(2.54/2)2×π}×r/(L−11.35)
r :接続直後の抵抗
L :試料を充填した場合の全長
11.35:試料を充填しない場合の全長
<<キャリアの重量平均粒径>>
前記キャリアの重量平均粒径は、マイクロトラック粒度分析計(日機装社製)のSRAタイプを用いて測定を行った。測定条件としては、0.7μm以上、125μm以下のレンジ設定で行ったものを用いた。また、分散液にはメタノールを使用し、屈折率1.33、キャリア及び芯材の屈折率は、2.42に設定した。結果を表1に示す。
<<キャリアの体積固有抵抗>>
前記キャリアの体積固有抵抗は、以下の方法により測定した。
まず、電極間距離2mm、表面積2cm×4cmの電極、電極を収容したフッ素樹脂製容器からなるセルにキャリアを充填し、タッピングマシンPTM−1型(三協パイオテク社製)を用いて、タッピングスピード30回/minにて1分間タッピング操作を行った。次いで、両極間に1,000Vの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター4329A(4329A+LJK5HVLVWDQFH 0HWHU;横川ヒューレットパッカード株式会社製)により直流抵抗を測定して電気抵抗率RΩ・cmを求め、LogRを算出した。結果を表1に示す。
<<履歴現象による影響>>
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 RICOH Pro C901)に現像剤をセットし、画像面積率8%のA4サイズの画像チャートを50,000枚出力後、及び500,000枚出力後に、それぞれ図5に示す縦帯チャートを印刷し、スリーブ一周分(a)と一周後(b)の濃度差を測定することにより、履歴現象による影響の有無を評価した。前記測定には、色彩値測定器(X−Rite938、X−Rite社製)を用いた。前記スリーブのセンター、リア、及びフロントを3箇所測定して得られた平均濃度差をΔIDとし、下記評価基準により評価した。なお、ΔIDの値が小さいものほど、直前画像の履歴による影響が小さいことを示し、「◎:非常に良好」、「○:良好」、「△:許容」を合格とし、「×:実用上使用できないレベル」を不合格とした。
〔評価基準〕
◎: ΔID≦0.01
○:0.01<ΔID≦0.03
△:0.03<ΔID≦0.06
×:0.06<ΔID
<<耐久性>>
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 RICOH Pro C901)に現像剤をセットし、画像面積率3%のA4サイズの画像チャートを800,000枚出力した。このときの初期及びランニング後のキャリア抵抗を測定し、抵抗変化量を算出した。
ここでいう抵抗変化量とは、初期のキャリアを前述した抵抗測定方法にて求めた抵抗値(R1)から、ランニング後の現像剤中のトナーをブローオフ装置にて除去し得たキャリアを、前記抵抗測定方法と同様の方法で測定した値(R2)を差し引いた量のことを言う。
また、抵抗変化の原因は、キャリアの結着樹脂膜の削れ、トナー成分のスペント、キャリア被覆膜中の粒子脱離などであるため、これらを減らすことで、抵抗変化量を抑えることができる。
なお、抵抗変化量は、下記評価基準により評価し、「◎:非常に良好」、「○:良好」、「△:許容」を合格とし、「×:実用上使用できないレベル」を不合格とした。
〔評価基準〕
◎: 抵抗変化量≦0.5
○:0.5<抵抗変化量≦1.0
△:1.0<抵抗変化量≦2.0
×:2.0<抵抗変化量
(実施例2)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に代えて下記[キャリア被覆層形成溶液2]を用いたこと、及び下記手順により[キャリア2]を製造したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア2]及び[現像剤2]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
〔キャリア被覆層形成溶液2の調製〕
下記組成物を0.5mmZrビーズ1,000部とともに、ペイントシェイカーで1時間分散した後、メッシュでビーズを除去し、[キャリア被覆層形成溶液2]を得た。
・[メタクリル系共重合体1](固形分100質量%) 30.0質量部
・シリコーン樹脂溶液(固形分20質量%、
SR2410、東レ・ダウコーニング株式会社製) 600.0質量部
・アミノシラン(固形分100質量%、
SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製) 6.7質量部
・EC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm) 300質量部
・トルエン 1,500質量部
〔キャリア2の製造〕
芯粒子として[芯粒子1]5,000質量部を用い、[キャリア被覆層形成溶液2]にTC−750(マツモトファインケミカル株式会社製)17.5質量部を加えた溶液を芯粒子表面にスピラコーター(岡田精工株式会社製)によりコーター内温度70℃で塗布し乾燥した。得られた乾燥物を電気炉中にて210℃で1時間放置して焼成した。冷却後、得られた焼成物を目開き63μmの篩を用いて解砕し、[キャリア2]を得た。
(実施例3)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に代えて下記[キャリア被覆層形成溶液3]を用いたこと、及び下記手順により[キャリア3]を製造したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア3]及び[現像剤3]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
〔キャリア被覆層形成溶液3の調製〕
下記組成物を0.5mmZrビーズ1,000部とともに、ペイントシェイカーで1時間分散した後、メッシュでビーズを除去し、[キャリア被覆層形成溶液3]を得た。
・[メタクリル系共重合体1](固形分100質量%) 12.0質量部
・シリコーン樹脂溶液(固形分20質量%、
SR2410、東レ・ダウコーニング株式会社製) 240.0質量部
・アミノシラン(固形分100質量%、
SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製) 2.7質量部
・EC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm) 120質量部
・トルエン 600質量部
〔キャリア3の製造〕
芯粒子として[芯粒子1]5,000質量部を用い、[キャリア被覆層形成溶液3]にTC−750(マツモトファインケミカル株式会社製)7.0質量部を加えた溶液を芯粒子表面にスピラコーター(岡田精工株式会社製)によりコーター内温度70℃で塗布し乾燥した。得られた乾燥物を電気炉中にて210℃で1時間放置して焼成した。冷却後、得られた焼成物を目開き63μmの篩を用いて解砕し、[キャリア3]を得た。
(実施例4)
実施例1において、[芯粒子1]に代えて[芯粒子2]を用いたこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア4]及び[現像剤4]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例5)
実施例1において、[芯粒子1]に代えて[芯粒子3]を用いたこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア5]及び[現像剤5]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例6)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)を180質量部から450質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア6]及び[現像剤6]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例7)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)を180質量部から270質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア7]及び[現像剤7]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例8)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)を180質量部から90質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア8]及び[現像剤8]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例9)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)を酸化アルミニウムAA−03(住友化学株式会社製)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア9]及び[現像剤9]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例10)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)を酸素欠損型酸化スズ被覆硫酸バリウム粉末(パストラン4310、三井金属鉱業株式会社製)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア10]及び[現像剤10]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例11)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)に代えて、粒径を0.70μmに大径化したEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.70μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア11]及び[現像剤11]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例12)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)に代えて、粒径を0.80μmに大径化したEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.80μm)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア12]及び[現像剤12]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例13)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)をスズ系化合物(S−2000、株式会社ジェムコ製)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア13]及び[現像剤13]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(実施例14)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に代えて下記[キャリア被覆層形成溶液4]を用いたこと、及び下記手順により[キャリア14]を製造したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア14]及び[現像剤14]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
〔キャリア被覆層形成溶液4の調製〕
下記組成物を0.5mmZrビーズ1,000部とともに、ペイントシェイカーで1時間分散した後、メッシュでビーズを除去し、[キャリア被覆層形成溶液4]を得た。
・シリコーン樹脂溶液(固形分20質量%、
SR2410、東レ・ダウコーニング株式会社製) 450.0質量部
・アミノシラン(固形分100質量%、
SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製) 4.0質量部
・EC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm) 180質量部
・トルエン 900質量部
〔キャリア14の製造〕
芯粒子として[芯粒子1]5,000質量部を用い、[キャリア被覆層形成溶液4]にTC−750(マツモトファインケミカル株式会社製)10.5質量部を加えた溶液を芯粒子表面にスピラコーター(岡田精工株式会社製)によりコーター内温度70℃で塗布し乾燥した。得られた乾燥物を電気炉中にて210℃で1時間放置して焼成した。冷却後、得られた焼成物を目開き63μmの篩を用いて解砕し、[キャリア14]を得た。
(実施例15)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に代えて下記[キャリア被覆層形成溶液5]を用いたこと、及び下記手順により[キャリア15]を製造したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア15]及び[現像剤15]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
〔キャリア被覆層形成溶液5の調製〕
下記組成物を0.5mmZrビーズ1,000部とともに、ペイントシェイカーで1時間分散した後、メッシュでビーズを除去し、[キャリア被覆層形成溶液5]を得た。
・[メタクリル系共重合体1](固形分100質量%) 90.0質量部
・アミノシラン(固形分100質量%、
SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製) 4.0質量部
・EC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm) 180質量部
・トルエン 900質量部
〔キャリア15の製造〕
芯粒子として[芯粒子1]5,000質量部を用い、[キャリア被覆層形成溶液5]にTC−750(マツモトファインケミカル株式会社製)17.5質量部を加えた溶液を芯粒子表面にスピラコーター(岡田精工株式会社製)によりコーター内温度70℃で塗布し乾燥した。得られた乾燥物を電気炉中にて210℃で1時間放置して焼成した。冷却後、得られた焼成物を目開き63μmの篩を用いて解砕し、[キャリア15]を得た。
(実施例16)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に代えて下記[キャリア被覆層形成溶液6]を用いたこと、及び下記手順により[キャリア16]を製造したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリア16]及び[現像剤16]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
〔キャリア被覆層形成溶液6の調製〕
下記組成物を0.5mmZrビーズ1,000部とともに、ペイントシェイカーで1時間分散した後、メッシュでビーズを除去し、[キャリア被覆層形成溶液6]を得た。
・[メタクリル系共重合体1](固形分100質量%) 12.0質量部
・シリコーン樹脂溶液(固形分20質量%、
SR2410、東レ・ダウコーニング株式会社製) 240.0質量部
・アミノシラン(固形分100質量%、
SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製) 2.7質量部
・EC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm) 300質量部
・トルエン 600質量部
〔キャリア16の製造〕
芯粒子として[芯粒子1]5,000質量部を用い、[キャリア被覆層形成溶液6]にTC−750(マツモトファインケミカル株式会社製)7.0質量部を加えた溶液を芯粒子表面にスピラコーター(岡田精工株式会社製)によりコーター内温度70℃で塗布し乾燥した。得られた乾燥物を電気炉中にて210℃で1時間放置して焼成した。冷却後、得られた焼成物を目開き63μmの篩を用いて解砕し、[キャリア16]を得た。
(比較例1)
実施例1において、[芯粒子1]に代えて[芯粒子4]を用いたこと以外は、実施例1と同様にして[キャリアa]及び[現像剤a]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(比較例2)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に代えて下記[キャリア被覆層形成溶液7]を用いたこと、及び下記手順により[キャリアb]を製造したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリアb]及び[現像剤b]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
〔キャリア被覆層形成溶液7の調製〕
下記組成物を0.5mmZrビーズ1,000部とともに、ペイントシェイカーで1時間分散した後、メッシュでビーズを除去し、[キャリア被覆層形成溶液7]を得た。
・[メタクリル系共重合体1](固形分100質量%) 36.0質量部
・シリコーン樹脂溶液(固形分20質量%、
SR2410、東レ・ダウコーニング株式会社製) 720.0質量部
・アミノシラン(固形分100質量%、
SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製) 8.0質量部
・EC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm) 360質量部
・トルエン 1,800質量部
〔キャリアbの製造〕
芯粒子として[芯粒子1]5,000質量部を用い、[キャリア被覆層形成溶液7]にTC−750(マツモトファインケミカル株式会社製)21.0質量部を加えた溶液を芯粒子表面にスピラコーター(岡田精工株式会社製)によりコーター内温度70℃で塗布し乾燥した。得られた乾燥物を電気炉中にて210℃で1時間放置して焼成した。冷却後、得られた焼成物を目開き63μmの篩を用いて解砕し、[キャリアb]を得た。
(比較例3)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に代えて下記[キャリア被覆層形成溶液8]を用いたこと、及び下記手順により[キャリアc]を製造したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリアc]及び[現像剤c]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
〔キャリア被覆層形成溶液8の調製〕
下記組成物を0.5mmZrビーズ1,000部とともに、ペイントシェイカーで1時間分散した後、メッシュでビーズを除去し、[キャリア被覆層形成溶液8]を得た。
・[メタクリル系共重合体1](固形分100質量%) 6.0質量部
・シリコーン樹脂溶液(固形分20質量%、
SR2410、東レ・ダウコーニング株式会社製) 120.0質量部
・アミノシラン(固形分100質量%
SH6020、東レ・ダウコーニング株式会社製) 1.3質量部
・EC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm) 60質量部
・トルエン 300質量部
〔キャリアcの製造〕
芯粒子として[芯粒子1]5,000質量部を用い、[キャリア被覆層形成溶液8]にTC−750(マツモトファインケミカル株式会社製)3.5質量部を加えた溶液を芯粒子表面にスピラコーター(岡田精工株式会社製)によりコーター内温度70℃で塗布し乾燥した。得られた乾燥物を電気炉中にて210℃で1時間放置して焼成した。冷却後、得られた焼成物を目開き63μmの篩を用いて解砕し、[キャリアc]を得た。
(比較例4)
実施例1において、[芯粒子1]に代えて[芯粒子5]を用いたこと以外は、実施例1と同様にして[キャリアd]及び[現像剤d]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(比較例5)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)を180質量部から495質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリアe]及び[現像剤e]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(比較例6)
実施例1において、[キャリア被覆層形成溶液1]に含まれるEC−700(チタン工業株式会社製、粒径:0.35μm)を180質量部から45質量部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして[キャリアf]及び[現像剤f]を製造し、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(比較例7)
実施例1において、[現像剤担持体1]に代えて、表面のコーティングを施さない現像剤担持体を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
(比較例8)
実施例2において、[現像剤担持体1]に代えて、表面のコーティングを施さない現像剤担持体を用いたこと以外は、実施例2と同様にして、評価を行った。結果を表1及び2に示す。
以上、本発明の実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。
10 静電潜像担持体(感光体ドラム)
10K ブラック用静電潜像担持体
10Y イエロー用静電潜像担持体
10M マゼンタ用静電潜像担持体
10C シアン用静電潜像担持体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電装置
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
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
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ
48 給紙路
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
61 現像装置
62 転写帯電器
63 クリーニング装置
64 除電器
100 プロセスカートリッジ
101 感光体
102 帯電手段
103 現像手段
104 クリーニング手段
特開2007−25693号公報 特許3356948号公報 特開2005−157002号公報 特開平11−231652号公報 特開平07−072733号公報 特開平07−128983号公報 特開平07−092813号公報 特開平11−065247号公報

Claims (10)

  1. 静電潜像担持体上に形成された静電潜像に対して二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置であって、
    前記現像剤担持体の表面が、窒化チタンによりコーティングされ、
    前記二成分系現像剤が、トナーと静電潜像現像剤用キャリアとを含み、
    前記静電潜像現像剤用キャリアが、磁性を有する芯粒子と該芯粒子表面を被覆する被覆層とを含み、
    前記被覆層が、結着樹脂と、該結着樹脂100質量部に対して100質量部〜500質量部の導電性微粒子とを含有し、
    前記芯粒子表面の露出面積比率が0.1%〜5.0%であり、かつ、芯粒子露出箇所のうち最大露出面積の比率が0.03%以下であることを特徴とする現像装置。
  2. 静電潜像現像剤用キャリアの重量平均粒径が、35μm〜50μmである請求項1に記載の現像装置。
  3. 導電性微粒子の体積平均粒径が、100nm〜700nmである請求項1から2のいずれかに記載の現像装置。
  4. 導電性微粒子の粉体比抵抗が、2(LogΩ・cm)以下である請求項1から3のいずれかに記載の現像装置。
  5. 芯粒子の形状係数SF−2が、芯粒子の形状係数SF−1よりも大きい請求項1から4のいずれかに記載の現像装置。
  6. 芯粒子の形状係数SF−2が、120〜150である請求項1から5のいずれかに記載の現像装置。
  7. 結着樹脂が、シリコーン樹脂を含む請求項1から6のいずれかに記載の現像装置。
  8. 結着樹脂が、少なくとも下記一般式(A)で表されるA部分、及び下記一般式(B)で表されるB部分をラジカル共重合して得られる共重合体を含む請求項1から7のいずれかに記載の現像装置。
    ただし、前記一般式(A)中、Rは、水素原子、及びメチル基のいずれかを示し、mは、1〜8の整数を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Xは、前記共重合体におけるモル比を示し、10モル%〜90モル%を示す。
    ただし、前記一般式(B)中、Rは、水素原子及びメチル基のいずれかを示し、mは、1〜8の整数を示し、Rは、炭素原子数1〜4のアルキル基を示し、Rは、炭素原子数1〜8のアルキル基及び炭素原子数1〜4のアルコキシ基のいずれかを示し、Yは、前記共重合体におけるモル比を示し、10モル%〜90モル%を示す。
  9. 静電潜像現像剤用キャリアの体積固有抵抗が、1×10Ω・cm〜1×1015Ω・cmである請求項1から8のいずれかに記載の現像装置。
  10. トナーが、カラートナーである請求項1から9のいずれかに記載の現像装置。
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