JP2015004935A - 二成分現像剤及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】感光体表面のレコード傷の発生を防止することが可能な二成分現像剤及びそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】コア粒子と該コア粒子表面を被覆した樹脂を含むコート層とを備えるキャリアと、ワックスを含有するトナーとを含む二成分現像剤において、前記キャリアは、コート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下であり、前記ワックスは、融点が75℃以上90℃以下であることを特徴とする二成分現像剤である。また、かかる二成分現像剤を用いた画像形成装置100である。
【選択図】図1

Description

本発明は、二成分現像剤及び該二成分現像剤を用いた画像形成装置に関し、特には、感光体表面のレコード傷の発生を防止することが可能な二成分現像剤に関するものである。
電子写真方式を利用する画像形成装置においては、一般的に、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程及び定着工程を含む一連の過程を経て、記録媒体上に画像が形成される。
具体的に、帯電工程では、像形成体である有機感光体(OPCと呼ぶこともある)の表面を暗所で均一に帯電する。露光工程では、帯電した有機感光体に原稿像の信号光が投射され、露光部分の帯電を除去し、有機感光体の表面に静電荷像が形成される。現像工程では、有機感光体表面の静電荷像に現像剤を供給してトナー像を形成させる。転写工程では、有機感光体表面のトナー像に紙等の記録媒体を接触させ、トナー像に接触する記録媒体にトナーとは逆極性の電荷を与えることによりトナー像を記録媒体に転写させる。クリーニング工程では、有機感光体表面にクリーニングブレードを押し当てて、記録媒体に転写されずに残ったトナーを回収する。定着工程では、加熱ローラと加圧ローラを用いて、記録媒体上のトナー像に熱と圧力を加えることにより、記録媒体上のトナー像を定着させる。電子写真方式を利用する画像形成装置は、このような工程を経て、記録媒体上に所望の画像を形成することができる。
ここで、現像工程において使用される現像剤としては、トナーのみからなる一成分現像剤と、トナーとキャリアからなる二成分現像剤が知られている。二成分現像剤は、トナーの帯電量が安定し、高画質画像を得やすいことからカラー画像形成装置において一般に使用される。
二成分現像剤に使用されるキャリアは、トナーを所望の帯電量に安定して帯電させる機能を有しており、一般的には、フェライト等の磁性体粒子(コア粒子と呼ぶこともある)の表面に樹脂が被覆されてなる樹脂被覆キャリアが使用されている。一方、トナーには、定着工程においてトナーが加熱ローラに付着しないようするため、離型剤としてワックスが一般に添加される。例えば、特開平5−249745号公報(特許文献1)には、フェライト等の磁性体粒子表面をシリコーン樹脂で被覆したキャリアと、ポリエステル樹脂等の結着樹脂にカルナウバワックス等の離型剤を添加したトナーからなる二成分現像剤が記載されている。
また、クリーニング工程において使用されるクリーニングブレードは、一般に、ウレタンゴム等の弾性部材を備えており、この弾性部材を有機感光体表面に押し当てて、残留トナーを掻き取り、回収している。
特開平5−249745号公報
しかしながら、特許文献1に記載されるような二成分現像剤、即ち、コア粒子表面が樹脂で被覆されたキャリアとワックスを含有するトナーとからなる二成分現像剤を、画像形成装置に形成される現像剤として、用いると、クリーニング工程において残留トナーを回収する際に、有機感光体の表面を削る現象、即ち有機感光体の周方向にレコード傷が発生するといった課題がある。とりわけ、発明者は、ウレタン製クリーニングブレードを用いた場合にシリコーン樹脂が固着し、深刻なレコード傷が有機感光体の周方向表面に発生した例を確認している。
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、感光体表面のレコード傷の発生を防止することが可能な二成分現像剤を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる二成分現像剤を用いることにより、高画質画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することにある。
上記の有機感光体の周方向にレコード傷が発生するといった課題の原因として次のことがある。すなわち、特許文献1に記載されるような二成分現像剤、即ち、コア粒子表面が樹脂で被覆されたキャリアとワックスを含有するトナーとからなる二成分現像剤は、上述した電子写真プロセスの中で劣化が進むと、キャリアから樹脂が離脱し、トナーからワックスが離脱する。それ故に、画像形成装置に形成される現像剤として、例えば特許文献1に記載される二成分現像剤を用いると、キャリアから離脱したシリコーン樹脂が、トナーから離脱したワックス(粘着性成分)と一緒になって、クリーニングブレードの弾性部材に付着する。このため、上述したように、クリーニング工程において残留トナーを回収する際に、有機感光体の表面を削る現象、即ち有機感光体の周方向にレコード傷が発生するといった課題が発生する。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、コア粒子表面が樹脂で被覆されたキャリアとワックスを含有するトナーとを含む二成分現像剤において、キャリアから樹脂の離脱を抑え、ワックスの融点を特定範囲に設定することによって、感光体表面のレコード傷の発生を防止することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明の二成分現像剤は、コア粒子と該コア粒子表面を被覆した樹脂を含むコート層とを備えるキャリアと、ワックスを含有するトナーとを含む二成分現像剤において、前記キャリアは、コート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下であり、前記ワックスは、融点が75℃以上90℃以下であることを特徴とする。
本発明の二成分現像剤の好適例においては、前記コア粒子が、主成分としてフェライトを含み、前記樹脂が、シリコーン樹脂である。
本発明の二成分現像剤の他の好適例においては、前記ワックスが、エステルワックスである。
本発明の二成分現像剤の他の好適例においては、前記ワックスの含有量が、トナー中、2.0質量%以上5.0質量%以下である。
また、本発明の画像形成装置は、上記の二成分現像剤を用いたことを特徴とする。
本発明の二成分現像剤によれば、キャリアのコート層削れ指数及びワックスの融点を特定範囲に設定することで、感光体表面のレコード傷の発生を防止することが可能な二成分現像剤を提供することができる。また、本発明の画像形成装置によれば、かかる二成分現像剤を用いることにより、高画質画像を安定して形成することが可能な画像形成装置を提供することができる。
本発明の画像形成装置の一例の概略断面図である。
<二成分現像剤>
以下に、本発明の二成分現像剤を詳細に説明する。本発明の二成分現像剤は、コア粒子と該コア粒子表面を被覆した樹脂を含むコート層とを備えるキャリアと、ワックスを含有するトナーとを含む二成分現像剤であり、ここで、上記キャリアは、コート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下であり、上記ワックスは、融点が75℃以上90℃以下であることを特徴とする。キャリアのコート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下であれば、コア粒子表面を被覆したコート層からの樹脂の離脱を抑えることができ、離脱した樹脂がクリーニングブレードの弾性部材に付着する現象の発生を抑えることができる。また、仮にキャリアから樹脂が離脱しても、ワックスの融点が75℃以上90℃以下であれば、離脱した樹脂は、クリーニングブレードに付着し難くなるか又は付着してもクリーニングブレードから剥がれ易くなるため、有機感光体の表面を削る現象の発生を抑えることができる。このように、本発明によれば、2つの要因が効果的に作用することにより、感光体表面のレコード傷の発生を防止することができる。
[キャリア]
本発明の二成分現像剤において、上記キャリアは、コア粒子と、該コア粒子表面を被覆したコート層とを備えており、該コート層には樹脂が含まれる。
(コート層削れ指数)
本発明の二成分現像剤において、上記キャリアは、コート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下であることを要し、0.03%以下であることが好ましい。キャリアのコート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下であれば、コア粒子表面を被覆したコート層からの樹脂の離脱を抑えることができ、離脱した樹脂がクリーニングブレードの弾性部材に付着する現象の発生を抑えることができ、延いては、感光体表面のレコード傷の発生を防止することができる。
特に、離脱した樹脂微粉の大きさが1〜3μm前後の場合、クリーニングブレードに付着したまま長時間留まり、感光体表面を削り続ける傾向があるため、離脱した樹脂微粉がクリーニングブレードに付着しても速やかに離脱するように、トナー材料(ワックス材料)を設計することと、1〜3μm前後の遊離した樹脂微粉の発生量を少なくすることにより、感光体表面のレコード傷の発生を効果的に低減できる。
本発明の二成分現像剤においては、コート層削れ指数を特定の範囲内に調整するため、キャリア表面に凹凸形状を設けることが好ましい。さらに、キャリア表面のコート層を形成する樹脂として架橋型の樹脂を使用することによりコート層の機械的強度を高める方法や、該架橋型の樹脂として架橋型シリコーン樹脂を選択し、架橋型シリコーン樹脂中に含まれる珪素(Si)と炭素(C)の元素質量比(Si/C)を最適化することにより、脆性を抑制する方法などを併用することが好ましい。
二成分現像剤は、現像装置の内部で撹拌および搬送される際に、キャリア粒子どうしが圧力を受けた状態で、スリップ(摩擦)するように動く。この時、キャリア表面が凹凸形状を有する場合、スリップしにくくなるので、コート層の摩耗が抑えられる。
また、キャリア粒子間に働く付勢力(圧力)は、突起部に集中するため、コート層に亀裂が生じて、コート層を形成する樹脂が剥離することを低減できる。
ただし、コート層を形成する樹脂が突起部をカバーするようにコートされている場合、そこの部分の樹脂は剥離しやすくなるため、予め、トナーと混合して二成分現像剤を調製する前に、ナウターミキサー(ホソカワミクロン社製)などの混合撹拌装置で1〜2時間撹拌することにより、突起部の樹脂を剥離させて取り除く方法や、コート層を形成する樹脂とコア粒子の配合比を調整することにより、突起部をコートする樹脂量が少なくなるようにコート層を形成することが好ましい。
(コア粒子)
上記キャリアを構成するコア粒子としては、特に限定されるものではないが、例えば、鉄、銅、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性金属酸化物等が挙げられる。これらコア粒子であれば、磁気ブラシ現像法に用いる現像剤に好適なキャリアが得られる。なお、これらコア粒子は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の二成分現像剤においては、上記コア粒子が、フェライトを主成分として(具体的には90質量%以上)含むことが好ましい。フェライトは、飽和磁化が高く、密度の小さいキャリアを得ることができるので、現像剤におけるその使用により、有機感光体へのキャリア付着が起こり難く、ソフトな磁気ブラシが形成されてドット再現の高い画像が得られる。また、コア粒子がフェライトを主成分として含む場合、コア粒子とコート層の密着性が高いキャリアが得られるため、レコード傷の発生を防止する効果を向上させることができる。
フェライトとしては、例えば、亜鉛系フェライト、ニッケル系フェライト、銅系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、銅−マグネシウム系フェライト、マンガン−亜鉛系フェライト、マンガン−銅−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム−ストロンチウム系フェライト等が挙げられる。
フェライトは、公知の方法で作製できる。例えば、FeやMg(OH)等のフェライト原料を混合し、この混合粉を加熱炉で加熱して仮焼する。得られた仮焼品を冷却後、振動ミルでほぼ1μm程度の粒子となるように粉砕し、粉砕粉に分散剤と水を加えてスラリーを作製する。このスラリーを湿式ボールミルで湿式粉砕し、得られた懸濁液をスプレードライヤーで造粒乾燥することによって、フェライトの粒子が得られる。
なお、コア粒子の体積平均粒子径は、25〜90μmであることが好ましい。体積平均粒子径は、粒度測定器(商品名:マイクロトラックMT3000、日機装(株)製)を用いて測定される値である。
(表面に凹凸を有するコア粒子)
キャリア表面に凹凸形状を設ける場合、表面に凹凸を有するコア粒子を用いることが好ましい。表面に凹凸を有するコア粒子(フェライト粒子)の製造方法としては、特に制限はなく、公知の方法により製造できる。製造方法の一例として、例えば、特開2010−181525号公報に開示された製造方法、すなわち、Mg化合物、Ti化合物及びFeを非酸化性雰囲気又は弱還元性雰囲気下、混合、焼成して2価のFeを含む混合物を得る第1焼成工程と、得られた混合物をスラリー化した後、スラリー粒子を造粒する造粒工程と、造粒物を非酸化性雰囲気又は弱還元性雰囲気下で焼成し、フェライト化させる第2焼成工程と、再度、非酸化性雰囲気又は弱還元性雰囲気下で焼成し、磁化及び表面性を調整する第3焼成工程と、粒子表面に酸化皮膜を形成する酸化皮膜処理工程によりフェライト粒子を製造する方法などがある。
(コート層)
上記キャリアを構成するコート層は、樹脂を含むが、コート層の機械的強度を高める観点から、架橋型の樹脂を含むことが好ましい。また、該樹脂としては、シリコーン樹脂が好ましい。コート層がシリコーン樹脂を含む場合、コア粒子とコート層の密着性が高いキャリアが得られるため、レコード傷の発生を防止する効果を向上させることができる。
シリコーン樹脂は、特に限定されるものではないが、架橋型シリコーン樹脂が好ましい。架橋型シリコーン樹脂は、下記に示すように、Si原子に結合する水酸基同士又は水酸基とOX基とが加熱脱水反応、常温硬化反応等によって架橋して硬化する公知のシリコーン樹脂である。
(式中、複数のRは、同一でも異なってもよいが、1価の有機基を示す。OX基は、アセトキシ基、アミノキシ基、アルコキシ基、オキシム基等である。)
架橋型シリコーン樹脂としては、加熱硬化型シリコーン樹脂、常温硬化型シリコーン樹脂のいずれをも使用できる。加熱硬化型シリコーン樹脂を架橋させるには、該樹脂を200〜250℃程度に加熱するのが通常であり、一方、常温硬化型シリコーン樹脂の架橋には加熱の必要がないものの、本発明においては、コート層削れ指数を特定の範囲内に調整するために加熱温度が適宜設定される。
架橋型シリコーン樹脂の中でも、上記化学反応式中のRで示される1価の有機基がメチル基であるものが好ましい。Rがメチル基である架橋型シリコーン樹脂は架橋構造が緻密であることから、該架橋型シリコーン樹脂を用いてコート層を形成することによって、撥水性、耐湿性等の良好なキャリアが得られる。ただし、架橋構造が緻密になりすぎるとコート層が脆くなる傾向があるので、架橋型シリコーン樹脂の分子量を適宜設定する必要がある。
また、架橋型シリコーン樹脂中に含まれる珪素(Si)と炭素(C)の元素質量比(Si/C)が0.3以上2.2以下であることが好ましい。元素質量比(Si/C)が0.3未満では、コート層の硬さが低下し、キャリアの耐摩耗性が低下するおそれがある。一方、元素質量比が2.2を超えると、コート層が脆化するおそれがあり、キャリアのトナーへの帯電付与能力が、温度変化による影響を受け易くなる。
架橋型シリコーン樹脂としては、市販の架橋型シリコーン樹脂を使用でき、例えば、SR2400、SR2410、SR2411、SR2510、SR2405、840RESIN、804RESIN(いずれも商品名、東レダウコーニング株式会社製)、KR271、KR272、KR274、KR216、KR280、KR282、KR261、KR260、KR255、KR266、KR251、KR155、KR152、KR214、KR220、X−4040−171、KR201、KR5202、KR3093(いずれも商品名、信越化学工業株式会社製)等が挙げられる。
なお、これらシリコーン樹脂は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記キャリアを構成するコート層は、シリコーン樹脂以外の樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、これらの共重合体樹脂(これら樹脂を構成する少なくとも2種のモノマーを共重合して得られる樹脂)、配合樹脂(これら樹脂を混合してなる樹脂)等を含んでもよい。上記コート層がシリコーン樹脂以外の樹脂を含む場合、シリコーン樹脂(特には架橋型シリコーン樹脂)も一緒に含まれるのが好ましい。この場合、樹脂成分中に占めるシリコーン樹脂の含有率は、90質量%以上で且つ100質量%未満であることが好ましい。
上記キャリアを構成するコート層は、導電性微粒子を更に含むことが好ましい。コート層が導電性微粒子を含むと、キャリアのトナーへの帯電付与能力がより安定して向上し、即ち、キャリアのチャージアップ現象の発生を防止することができる。
導電性微粒子としては、当該技術分野で常用される導電性微粒子であれば特に限定されるものではないが、例えば、導電性カーボンブラックの他、導電性酸化チタン及び導電性酸化スズ等の導電性酸化物等が挙げられる。カーボンブラックは、少ない添加量で導電性を発現させることができ、ブラックトナーには好適である。一方、コート層からのカーボンブラックの脱離が懸念されるため、カラートナーには、アンチモンをドープさせた導電性酸化チタン等が好適である。なお、これら導電性微粒子は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
導電性微粒子の配合量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して0.1〜30質量部であることが好ましく、1〜20質量部であることが更に好ましい。該導電性微粒子の配合量が0.1質量部未満では、上述の効果が十分に得られない場合がある。一方、該導電性微粒子の配合量が30質量部を超えると、コート層を均一に形成できない場合がある。
上記キャリアを構成するコート層は、トナー帯電量を調整する観点から、シランカップリング剤のようなカップリング剤を更に含んでもよい。シランカップリング剤の中でも、電子供与性の官能基を有するシランカップリング剤が好ましく、例えば、次式で示されるアミノ基含有シランカップリング剤が挙げられる。
(Y)Si(R)
(式中、Rは、アルキル基、アルコキシ基又は塩素原子を示すが、Rが複数ある場合、これらRは、同一でも異なってもよく、Yは、アミノ基を含有する炭化水素基を示すが、Yが複数ある場合、これらYは、同一でも異なってもよく、m及びnはそれぞれ独立して1〜3の整数であるが、m+n=4である。)
上記式において、Rは、アルキル基、アルコキシ基又は塩素原子を示す。ここで、アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖又は分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、これらの中でも、メチル基、エチル基が好ましい。また、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基等の炭素数1〜4の直鎖又は分岐鎖状のアルコキシ基が挙げられ、これらの中でも、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
上記式において、Yは、アミノ基を含有する炭化水素基を示す。ここで、アミノ基を含有する炭化水素基としては、例えば、−(CH)−X(式中、Xは、アミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アミノアルキルアミノ基、フェニルアミノ基又はジアルキルアミノ基を示し、aは1〜4の整数である)、−Ph−X(式中、Xは、上記と同義であり、−Ph−は、フェニレン基を示す)等が挙げられる。
アミノ基含有シランカップリング剤の具体例としては、次のようなものが挙げられる。
N(HC)Si(OCH)
N(HC)Si(OC)
N(HC)Si(CH)(OCH)
N(HC)HN(HC)Si(CH)(OCH)
NOCHN(HC)Si(OC)
N(HC)HN(HC)Si(OCH)
N−Ph−Si(OCH)(式中、−Ph−はp−フェニレン基を示す)
Ph−HN(HC)Si(OCH)(式中、Ph−はフェニル基を示す)
(H)N(HC)Si(OCH)
なお、これらカップリング剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
カップリング剤の配合量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して0.01〜10質量部であることが好ましく、0.05〜10質量部であることが更に好ましい。カップリング剤の配合量が上記特定した範囲内にあれば、トナーに充分な電荷を付与でき、更にはコート層の機械的強度等を著しく低下させることもない。
(コート層形成方法)
本発明の二成分現像剤において、上記キャリアは、コア粒子の表面に、上記コート層の構成材料を溶剤中に溶解又は分散させた樹脂液を塗布した後、溶剤を揮発除去して未硬化層を形成し、これを加熱硬化することによってコート層を形成させることで製造できる。
ここで、樹脂液に用いる溶剤としては、使用する樹脂を溶解又は分散できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、高級アルコール類のような有機溶剤が挙げられる。なお、これら溶剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、コア粒子表面に樹脂液を塗布する方法としては、公知の方法が採用できる。例えば、樹脂液中にコア粒子を浸漬させる浸漬法、樹脂液をコア粒子に噴霧するスプレー法、コア粒子を流動エアにより浮遊させた状態で樹脂液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でコア粒子と樹脂液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。これらの中でも、膜形成が容易である点で浸漬法が好ましい。
上記樹脂液には、乾燥促進剤を用いてもよい。乾燥促進剤としては、公知のものを使用できるが、例えば、ナフチル酸、オクチル酸等の鉛、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛塩等の金属石鹸、エタノールアミン等の有機アミン類等が挙げられる。これら乾燥促進剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は、溶剤100質量部に対して0.1〜5質量部程度が好ましい。
上記樹脂液の全固形分濃度としては、コア粒子への塗布作業性等を考慮して、10重量%〜30重量%程度が好ましい。
また、コア粒子表面に樹脂液を塗布する際のコア粒子と樹脂の配合比は、コート層の膜厚が、通常5μm以下、好ましくは0.5〜3μm程度になるように、コア粒子100質量部に対して樹脂の配合量が2質量部〜10質量部となるように調整すればよい。
本発明の二成分現像剤においては、コート層削れ指数を特定の範囲内に調整するため、コート層形成時の未硬化層の加熱温度及び加熱時間は、使用する樹脂や溶剤の種類に応じて調整する必要があるものの、加熱温度は、200〜300℃の範囲が好ましく、加熱時間は、1〜2時間の範囲が好ましい。
[トナー]
本発明の二成分現像剤において、トナーは、ワックスを含有することを要するが、通常、ワックスに加えて、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子からなる。また、トナー粒子は、荷電制御剤等の公知の添加剤を含んでもよいし、必要に応じて外添剤が添加されている。
(ワックス)
本発明の二成分現像剤において、ワックスは、融点が75℃以上90℃以下であることを要する。ワックスの融点が75℃未満の場合、クリーニングブレードにより感光体表面に残るトナーが掻き捕られる際に、トナー表面のワックス成分がクリーニングブレードにフィルミング(溶融付着)しやすくなり、キャリア粒子表面から剥離した樹脂(例えばシリコーン樹脂)の破片を吸着しやすくなると予想される。ワックスの融点が90℃を超える場合、トナー表面のワックス成分がクリーニングブレードに一度付着すると、剥離しにくくなるため、キャリア粒子表面から剥離したシリコーン樹脂の破片を吸着して長時間保持しやすくなると予想される。ワックスの融点が75℃以上90℃以下であれば、トナー表面のワックス成分がクリーニングブレードにフィルミング(溶融付着)しにくく、キャリア粒子表面から剥離した樹脂(例えばシリコーン樹脂)の破片をワックスを介して吸着しても短時間で離脱しやすいことから、感光体表面のレコードキズの発生を抑制できると推定される。なお、ワックスの融点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定できる。
本発明の二成分現像剤において、ワックスは、融点が75〜90℃である限り特に限定されず、当該技術分野において離型剤として常用されるワックスを使用できるが、エステルワックスであることが好ましい。ワックスとしてエステルワックスを用いることによって、クリーニングブレードへの固着力が小さくなるため、レコード傷の発生を防止する効果を更に向上させることができる。エステルワックスとしては、例えば、植物由来のカルナバワックス(加藤洋行社製)や合成エステルワックス(日油社製)などがあげられる。
本発明の二成分現像剤において、ワックスの含有量が、トナー中、2.0質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。トナー中におけるワックスの含有量が上記特定した範囲内にあれば、耐ホットオフセット性を損なうことなく、ワックスの離脱量を低減できるため、レコード傷の発生を防止する効果を更に向上させることができる。
(結着樹脂)
本発明の二成分現像剤において、トナーに使用できる結着樹脂は、当該技術分野で常用されるトナー用の樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体樹脂等のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂等が挙げられる。また、原料モノマー混合物にワックスを混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いてもよい。これら樹脂は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これら結着樹脂の中でも、ポリエステル系樹脂(以下「ポリエステル樹脂」という)が好適である。ポリエステル樹脂は、通常、2価のアルコール成分及び3価以上の多価アルコール成分から選ばれる1種以上のアルコール成分と、2価のカルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸から選ばれる1種以上のカルボン酸とを、公知の方法により縮重合反応、エステル化、又はエステル交換反応させることによって得られる。縮重合反応における条件は、モノマー成分の反応性により適宜設定すればよく、また重合体が好適な物性になった時点で反応を終了させればよい。例えば、反応温度は170〜250℃程度、反応圧力は5mmHg〜常圧程度である。
2価のアルコール成分としては、例えば、ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のジオール類;ビスフェノールA;ビスフェノールAのプロピレン付加物;ビスフェノールAのエチレン付加物;水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
3価以上の多価アルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、スクロース(蔗糖)、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
本発明において、上記の2価のアルコール成分及び3価以上の多価アルコール成分は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
2価のカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、n−オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸、及びこれらの酸無水物又は低級アルキルエステル等が挙げられる。
3価以上の多価カルボン酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、及びこれらの酸無水物又は低級アルキルエステル等が挙げられる。
本発明において、上記の2価のカルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明において、結着樹脂は、3000〜50000の重量平均分子量を有することが好ましい。結着樹脂の重量平均分子量が3000未満では、定着高温側での剥離性が悪くなるおそれがある。一方、重量平均分子量が50000を超えると、低温定着性が悪くなるおそれがある。
本発明において、結着樹脂は、5〜30mgKOH/gの酸価を有することが好ましい。結着樹脂の酸価が5mgKOH/g未満では、樹脂の帯電特性が低下し、また荷電制御剤が結着樹脂中に分散し難くなり、帯電立ち上がり性や連続使用時の帯電安定性に悪影響を及ぼすことがある。一方、結着樹脂の酸価が30mgKOH/gを超えると、吸湿性が高くなり帯電性が不安定になることがある。
本発明の二成分現像剤において、トナーに使用できる着色剤は、当該技術分野で常用されるトナー用の顔料や染料であれば特に限定されず、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの着色剤が挙げられる。
ブラックの着色剤としては、例えば、カーボンブラック及び複合酸化物ブラック等の無機顔料;アニリンブラックのような有機顔料が挙げられ、また、その製造法等によって、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック及びアセチレンブラック等に分類される。これら着色剤の中から、所望のトナー特性に応じて、適切な着色剤を適宜選択すればよい。
イエローの着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー5、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185等の有機顔料;C.I.アシッドイエロー1等のニトロ系染料、C.I.ソルベントイエロー2、C.I.ソルベントイエロー6、C.I.ソルベントイエロー14、C.I.ソルベントイエロー15、C.I.ソルベントイエロー19、C.I.ソルベントイエロー21等の油溶性染料などが挙げられる。
マゼンタの着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントレッド49、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ソルベントレッド19、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド52、C.I.ベーシックレッド10、C.I.ディスパーズレッド15等の有機顔料が挙げられる。
シアンの着色剤としては、例えば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ソルベントブルー55、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ダイレクトブルー25、C.I.ダイレクトブルー86、KET.BLUE111等の有機顔料が挙げられる。
本発明においては、結着樹脂中に着色剤を均一に分散させるため、着色剤をマスターバッチの形態で用いてもよい。マスターバッチの乾式混合には、当該技術分野で常用される公知の装置を使用でき、例えば、ヘンシェルミキサ(商品名、三井鉱山株式会社(現 日本コークス工業株式会社)製)、スーパーミキサ(商品名、株式会社カワタ製)、メカノミル(商品名、岡田精工株式会社製)等のヘンシェルタイプの混合装置、オングミル(商品名、ホソカワミクロン株式会社製)、ハイブリダイゼーションシステム(商品名、株式会社奈良機械製作所製)、コスモシステム(商品名、川崎重工業株式会社製)等の混合機が挙げられる。
本発明の二成分現像剤を構成するトナーにおいて、着色剤の配合量は、特に限定されないが、結着樹脂100質量部に対して1〜10質量部であることが好ましい。
本発明の二成分現像剤において、トナーに使用できる荷電制御剤は、特に限定されず、当該技術分野で常用される正電荷制御用及び負電荷制御用の荷電制御剤を使用できる。正電荷制御用の荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料及びその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩等が挙げられる。負電荷制御用の荷電制御剤としては、例えば、オイルブラック、スピロンブラック等の油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸及びその誘導体の金属錯体及び金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウム等)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸等が挙げられる。荷電制御剤の配合量は、特に限定されないが、結着樹脂100質量部に対して0.1〜3質量部であることが好ましく、0.2〜2質量部であることが特に好ましい。
本発明の二成分現像剤において、トナーは、一般的なトナーの製造方法、例えば粉砕法等の乾式法、懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、溶解懸濁法及び溶融乳化法等の湿式法のような公知の方法によって作製できる。これらの中でも、粉砕法は、湿式法等と比較して工程が少なく設備投資額も少なく済むなどの点で特に好ましい。粉砕法によるトナーの作製では、結着樹脂、着色剤、ワックス、荷電制御剤等のトナー材料を混合・溶融混練して混練物を得、次いで混練物を冷却固化・粉砕し、その後必要に応じて分級等の粒度調整を行い、トナー粒子を得る。
本発明の二成分現像剤において、トナーは、トナー粒子に外添剤が添加されてもよい。該外添剤は、トナーに流動性を付与すると共にトナーの帯電量を制御する機能を有しており、例えば、シリカ、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等が挙げられ、シリコーン樹脂、シランカップリング剤等により表面処理(疎水化処理)されているものが好ましい。
外添剤の一次粒子径としては、一般に7nm〜20nmの粒子が使用できるが、転写効率を向上させる目的で、20nm〜50nmの粒子を使用してもよい。
本発明の二成分現像剤を構成するトナーにおいて、外添剤の添加量は、特に限定されないが、トナー粒子100質量部に対して0.1〜3.0質量部であることが好ましく、0.5〜10質量部であることが特に好ましい。
[二成分現像剤の調製方法]
本発明の二成分現像剤は、上記トナーと上記キャリアとを、例えばV型混合機(株式会社徳寿工作所製、型式:V−5)で10〜30分間攪拌混合することにより調製できる。トナーとキャリアの配合比としては、一般に5:95〜10:90の重量配合比で混合される。
<画像形成装置>
本発明の画像形成装置は、上述した二成分現像剤を用いることを特徴とする。本発明の画像形成装置は、上記二成分現像剤を用いる以外、特に制限は無く、公知の方法で製造することができる。
以下に、図を参照して本発明の画像形成装置を詳細に説明する。図1は、本発明の画像形成装置の一例の概略断面図である。図示例の画像形成装置100は、外部から伝達される画像データに応じてシート状の記録媒体(記録用紙)にカラー画像を形成することができるフルカラープリンターである。なお、図示例の画像形成装置100は、プリンターであるが、本発明の画像形成装置は、これに限定されるものではなく、外部から伝達される画像データ及び/又はスキャナによって原稿から読み取った画像データに応じても記録媒体に多色又は単色の画像を形成することができるコピー機、ファクシミリ装置又はこれらの機能を備えた複合機であってもよい。
図示例の画像形成装置100は、4つの感光体ドラム3a〜3d、各感光体ドラム3a〜3dの表面を帯電させる4つの帯電器(帯電装置)5a〜5d、各感光体ドラム3a〜3dの表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成するレーザースキャナーユニット(露光装置)1、黒画像形成用現像剤、シアン画像形成用現像剤、マゼンタ画像形成用現像剤及びイエロー画像形成用現像剤を個別に収容して各感光体ドラム3a〜3dの表面の静電潜像を現像してトナー像を形成する4つの現像装置2a〜2d、現像及び画像転写後の各感光体ドラム3a〜3dの表面に残存する残留トナーをクリーニングブレードで除去するクリーナユニット4a〜4d、各現像装置2a〜2dに上記4色の画像形成用現像剤を個別に補給する4つのトナー補給装置(トナーカートリッジ)9a〜9d、各感光体ドラム3a〜3dの表面のトナー像が転写される中間転写ベルト7、各感光体ドラム3a〜3dの表面のトナー像を中間転写ベルト7の表面に転写する中間転写ローラー6a〜6d、記録媒体を収容する給紙トレイ10、給紙トレイ10から記録媒体をピックアップするピックアップローラー16、中間転写ベルト7の表面のトナー像を記録媒体に転写する転写ローラー11、給紙トレイ10から転写ローラー11へ記録媒体を搬送する搬送ローラー17a、記録媒体上に転写されたトナー画像を定着させる定着装置12、定着装置12から記録媒体を画像形成装置100外部へ搬送する搬送ローラー17b〜17c等が収容されている。画像形成装置100の上面は排紙トレイ15とされている。なお、a〜dを有する符号で示された各部材において、aは黒画像形成用の部材、bはシアン画像形成用の部材、cはマゼンタ画像形成用の部材、dはイエロー画像形成用の部材である(但し、搬送ローラーは除く)。図示例の画像形成装置100における転写装置は、中間転写ローラー6a〜6d、中間転写ベルト7、及び転写ローラー11から構成されている。図1に示されるように、各感光体ドラム3の上方に配置された中間転写ベルト7は、駆動ローラー71と従動ローラー72により架張されて、図1の矢印方向に回転する。また、本発明の画像形成装置は、図示しないが、各現像装置2a〜2dに4色のトナー及びキャリアを個別に補給することが可能な補給装置を備えることもできる。
図示例の画像形成装置100は、黒、シアン、マゼンタ及びイエローの色成分毎の画像データに基づいて、各感光体ドラム3a〜3dの表面に、黒トナー画像、シアントナー画像、マゼンタトナー画像及びイエロートナー画像が選択的に形成され、形成された各トナー画像が中間転写ベルト7上で重ねられ、記録媒体上にカラー画像が形成されるように構成されている。
ここで、本発明の画像形成装置においては、黒画像形成用現像剤、シアン画像形成用現像剤、マゼンタ画像形成用現像剤及びイエロー画像形成用現像剤の少なくともいずれかに、好ましくは全ての現像剤に、上述した本発明の二成分現像剤を用いることで、高画質画像を安定して形成することが可能となる。また、本発明の二成分現像剤によって奏される効果は、弾性部材がウレタンゴムで構成されるウレタン製クリーニングブレードの場合により顕著に発揮される。
以下に、製造例、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これら製造例及び実施例に何ら限定されるものではない。
<トナーの製造例>
(トナー1)
ポリエステル樹脂[三菱レイヨン社製、製品名:ダイヤクロン、ガラス転移温度60度]100質量部と、着色剤[DIC社製、C.I.Pigment Blue 15:1]5質量部と、合成エステルワックス[日油社製、製品名:ニッサンエレクトールWEP−5、融点82℃]3質量部と、荷電制御剤[オリエント化学社製、製品名:ボントロンE−84]1.5質量部を、ヘンシェルミキサ(日本コークス工業社製)を用いて予備混合し、その後、二軸押出機(株式会社池貝製、型式:PCM−30)を用いて、溶融混練して、溶融混練物を得た。得られた溶融混練物を冷却ベルトで冷却させた後、カッティングミルを用いて粗粉砕し、次いでジェット式粉砕機[ホソカワミクロン社製、製品名:カウンタジェットミル AFG]を用いて微粉砕し、更に風力分級機[ホソカワミクロン社製、製品名:TTSPセパレータ]を用いて分級して、平均粒子径6.5μmのトナー粒子を得た。
次いで、トナー粒子100質量部に、シリカ微粒子(アエロジル社製、製品名:R974、一次粒子径12nm)2.0質量部を加え、ヘンシェルミキサ(日本コークス工業社製)を用いて混合する外添処理を行い、トナー1(シアントナー)を得た。
(トナー2〜6)
トナー1で用いたエステルワックス[日油社製、製品名:ニッサンエレクトールWEP−5、融点82℃]の代わりに、表1に示すワックスを用いた以外は、上記(トナー1)と同様にして、トナー2〜6を得た。
なお、トナー粒子の平均粒子径及びワックスの融点は、以下の方法で測定された。
[トナー粒子の平均粒子径の測定方法]
電解液(ベックマン・コールター株式会社製、商品名:ISOTON−II)50mlに、トナー粒子20mg及びアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散機(株式会社エスエムテー製、型式:UH−50)を用いて周波数20kHzで3分間分散処理する。得られた分散液約1mLを粒度分布測定装置(ベックマン・コールター株式会社製、型式:コールターカウンターMultisizer3)の専用セルに充填した後、1分間撹拌して、散乱光強度が安定したことを確認し、アパーチャ径100μm、測定粒子数500000カウントの条件下で体積粒度分布を測定し、その結果から体積平均粒径を求める。
[ワックスの融点の測定方法]
示差走査熱量計(株式会社パーキンエルマージャパン製、型式:Diamond DSC)を用いて、試料0.01gを温度20℃から昇温速度10℃/分で200℃まで加熱し、次いで200℃から20℃に急冷する操作を2回繰返し、DSC曲線を測定する。2回目の操作で測定したDSC曲線の融解に相当する吸熱ピークの温度をワックスの融点とする。
<キャリアの製造例>
(フェライト粒子1)
Feが7.048モル、Mgが0.73モル、Tiが0.125モル、Srが0.075モル、Mnが0.075モルとなるようにFe、Mg(OH)、TiO、SrCO及びMnを秤量し、固形分が50重量%となるように水を加えビーズミルで混合し、混合したスラリーをスプレードライヤーで造粒した。得られた造粒物を1050℃にて非酸化性雰囲気にてロータリーキルンで焼成し、焼成物を得た。
得られた焼成物をビーズミルにてスラリー粒径のD50が2μmとなるように粉砕した。このとき、バインダー成分としてポリビニルアルコール(PVA)をスラリーの固形分の0.3質量%となるように添加し、ポリカルボン酸系分散剤をスラリーの粘度が2〜3ポイズになるように添加し、得られた粉砕スラリーをスプレードライヤーにて再度造粒した。950℃にて非酸化性雰囲気下、得られた造粒物に対して木炭を質量比で0.5質量%添加し、ロータリーキルンで焼成を行い、有機物を除去しながらフェライト化を進めると同時に酸化鉄の一部を還元した。
焼成したものを80メッシュの篩を使って粗大粒子を除去した後、非酸化性雰囲気下、1200℃で16時間焼成し焼成物を得た。得られた焼成物の解砕、分級、磁力選鉱を行い、体積平均粒径が35μmのフェライト粒子1(コア粒子)を得た。
フェライト粒子1を電子顕微鏡(SEM)で観察すると、表面に凹凸が形成されていることが確認された。
(フェライト粒子2)
フェライト粒子1の最後の焼成工程における焼成温度を1200℃から1300℃に変更した点を除いて、キャリア1と同様の方法で体積平均粒径が35μmのフェライト粒子2を得た。
フェライト粒子2を電子顕微鏡(SEM)で観察すると、表面が平滑であることが確認された。
(キャリア1)
シリコーン樹脂[東レダウコーニング株製、製品名:SR2411(架橋型シリコーン樹脂)]のトルエン溶液250質量部(樹脂固形濃度20質量%)と、カーボンブラック[キャボット株式会社製、製品名:VULCAN XC72]のトルエン分散液200質量部(固形濃度15質量%)を汎用撹拌機(神東科学株式会社製、型式:スリーワンモータBLh1200)に投入し、回転数500rpmで5分間攪拌して、コート層形成用の樹脂液を調製した。
コア粒子100質量部に対してシリコーン樹脂固形分が5質量部となるように、上記で得られた樹脂液450質量部に、フェライト粒子1(平均粒子径35μm)1000質量部を投入し、更に上記の撹拌機を用いて、回転数500rpmで5分間混合した。得られた混合物を減圧(6.0×104Pa程度)下で加熱(100℃程度)することにより、溶剤のトルエンを除去して、コア粒子表面に未硬化層を形成した。得られた未硬化層を備えたコア粒子を、セーフティーオーブン(エスペック株式会社製、型式:SPH(H)102)を用いて、250℃で2時間加熱して未硬化層を硬化させて、コート層を形成し、100メッシュのふるいにかけ、磁気選別を行ってコートキャリア1を得た。
次に、コートキャリア1をナウターミキサー(ホソカワミクロン社製)に投入し、2時間撹拌することにより、キャリア表面の突起にコートされたシリコーン樹脂を摩耗処理した後、磁力選鉱を行い、体積平均粒径が35μmのキャリア1を得た。
キャリア1を電子顕微鏡(SEM)で観察すると、フェライト粒子1の表面凹凸形状に起因する突起が残っていることが確認された。
(キャリア2)
シリコーン樹脂[東レダウコーニング株製、製品名:SR2411(架橋型シリコーン樹脂)]のトルエン溶液350質量部(樹脂固形濃度20質量%)と、カーボンブラック[キャボット株式会社製、製品名:VULCAN XC72]のトルエン分散液280質量部(固形濃度15質量%)を混合して樹脂液630質量部を調製し、コア粒子100質量部に対してシリコーン樹脂固形分が7質量部となるように、得られた樹脂液630質量部に、フェライト粒子1(平均粒子径35μm)1000質量部を混合した点を除いて、キャリア1と同じ方法で体積平均粒径が35μmのキャリア2を得た。
キャリア2を電子顕微鏡(SEM)で観察すると、フェライト粒子1の表面凹凸形状に起因する突起が残っていることが確認された。
(キャリア3)
摩耗処理を行わなかった点を除いて、キャリア1と同じ方法で体積平均粒径が35μmのキャリア3を得た。
キャリア3を電子顕微鏡(SEM)で観察すると、フェライト粒子1の表面凹凸形状に起因する突起が残っていることが確認された。
(キャリア4)
摩耗処理を行わなかった点を除いて、キャリア2と同じ方法で体積平均粒径が35μmのキャリア4を得た。
キャリア4を電子顕微鏡(SEM)で観察すると、フェライト粒子1の表面凹凸形状に起因する突起がほぼ消失していることが確認された。
(キャリア5)
フェライト粒子1の代わりにフェライト粒子2を用い、更には摩耗処理を行わなかった点を除いて、キャリア1と同じ方法で体積平均粒径が35μmのキャリア5を得た。
キャリア5を電子顕微鏡(SEM)で観察すると、表面が平滑であることが確認された。
キャリア1〜5に対して、下記コート層削れ指数の算出方法に従いコート層削れ指数を求めた。結果を表2に示す。
[コート層削れ指数の算出方法]
本発明において、コート層削れ指数とは、キャリア粒子表面からコート層を形成する樹脂が剥離する程度を示す指標であり、コート層削れ指数が高くなる程、キャリア粒子から離脱した樹脂の硬質粉体が多くなる。
ここで、コート層削れ指数は、摩耗処理前のキャリアの質量と、摩耗処理により離脱したコート層樹脂の質量とを測定し、下記式(1)で求められる。
(コート層削れ指数(%))={(摩耗処理により離脱したコート層樹脂の質量(g))÷(摩耗処理前のキャリアの質量(g)}×100 (1)
なお、コート層削れ指数を算出するための摩耗処理は、厚さ2mmのステンレス製の中空円柱容器(底面の直径が150mm高さ180mm)にキャリア1000gを入れ、中空円柱容器の軸心を水平にした状態で1分間に30回転の回転速度にて常温(25℃)、常湿(50%)環境下で3時間撹拌することによって行われた。
また、摩耗処理により離脱したコート層樹脂の質量の測定は、以下の方法で行った。上記摩耗処理後、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1質量%水溶液と磁石を用いて、中空円柱容器内部の離脱したコート層樹脂のみを洗い出し、孔径サイズが1μmのメンブレンフィルターを用いて水溶液からコート層樹脂を分離し、乾燥させることにより、離脱したコート層樹脂を単離し、その質量を測定した。
(実施例1)
キャリア1(94質量部)とトナー1(6質量部)をV型混合機(株式会社徳寿工作所製、型式:V−5)で20分間攪拌混合することにより、実施例1の二成分現像剤を得た。
(実施例2〜12及び比較例1〜12)
表3に示す組み合わせを用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜12及び比較例1〜12の二成分現像剤を得た。
[レコード傷の評価方法]
実施例1の二成分現像剤およびトナー1を、シャープ製カラー複合機(製品名:MX−4110)のシアン現像装置およびシアントナーカートリッジに入れて、カバレージが5%のA4サイズのテキストデータを50K枚連続プリントした。
50K枚連続プリント後に、画像濃度(ID)が1.0のグレー画像を1枚プリントすることにより、レコードキズに起因する画像不具合がないか調べるとともに、感光体表面にレコードキズがないか目視で観察した。結果を表3に示す。
レコードキズ評価方法には、以下の評価基準を採用した。
○:画像および感光体の両方でレコードキズを全く確認できない
△:画像または感光体のいずれかでレコードキズをわずかに確認できる
×:画像および感光体の両方でレコードキズを確認できる
同様に、実施例2〜12及び比較例1〜12の二成分現像剤について、感光体のレコード傷を評価した。結果を表3に示す。
実施例1〜12から分かるように、コート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下のキャリアと、融点が75℃以上90℃以下のワックスとを用いた二成分現像剤においては、レコードキズの発生がなかった。一方、比較例7〜12に示されるようなコート層削れ指数が0.10%を超えるキャリアを用いた二成分現像剤(特に比較例9〜10では、ワックスの融点も75℃未満であるか又は90℃を超える)、および比較例1〜6に示されるようなコート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下のキャリアを用いるものの、融点が75℃未満であるか又は90℃を超えるワックスを含むトナーを用いた二成分現像剤においては、レコードキズが発生した。
1 レーザースキャナーユニット(露光装置)
2 現像装置
3 感光体ドラム
4 クリーナユニット
5 帯電器(帯電装置)
6 中間転写ローラー
7 中間転写ベルト
9 トナー補給装置(トナーカートリッジ)
10 給紙トレイ
11 転写ローラー
12 定着装置
15 排紙トレイ
16 ピックアップローラー
17 搬送ローラー
71 駆動ローラー
72 従動ローラー
100 画像形成装置

Claims (5)

  1. コア粒子と該コア粒子表面を被覆した樹脂を含むコート層とを備えるキャリアと、ワックスを含有するトナーとを含む二成分現像剤において、前記キャリアは、コート層削れ指数が0.00%を超え且つ0.10%以下であり、前記ワックスは、融点が75℃以上90℃以下であることを特徴とする二成分現像剤。
  2. 前記コア粒子が、主成分としてフェライトを含み、前記樹脂が、シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の二成分現像剤。
  3. 前記ワックスが、エステルワックスであることを特徴とする請求項1又は2に記載の二成分現像剤。
  4. 前記ワックスの含有量が、トナー中、2.0質量%以上5.0質量%以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに1項に記載の二成分現像剤。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の二成分現像剤を用いた画像形成装置。
JP2013131678A 2013-06-24 2013-06-24 二成分現像剤及びそれを用いた画像形成装置 Pending JP2015004935A (ja)

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JP2018189833A (ja) * 2017-05-09 2018-11-29 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 静電潜像現像用キャリア及びその製造方法

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