JP2017122877A - 磁性キャリア、二成分系現像剤、画像形成方法、補給用現像剤 - Google Patents
磁性キャリア、二成分系現像剤、画像形成方法、補給用現像剤 Download PDFInfo
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Abstract
Description
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する方法のうち、トナーを磁性キャリアと混合した二成分系現像剤を使用する二成分系現像方法が高画質を要求されるフルカラー複写機又はプリンタに好適に用いられている。二成分系現像方法において、磁性キャリアは摩擦帯電により適当量の正又は負の帯電量をトナーに付与し、また、該摩擦帯電の静電引力により磁性キャリア表面にトナーを担持する。
上記二成分系現像剤を構成する磁性キャリアとトナーに対して要求される特性は種々あるが、磁性キャリアに対して特に重要な特性として、適当な帯電付与性、交番電圧に対する耐圧性、耐衝撃性、耐摩耗性、耐スペント性、現像性等が挙げられる。
磁性キャリアには、粉体特性、電気特性及び磁気特性といった特性があり、現像システムに合わせた各性能が要求される。近年では、環境安定性及び耐久性向上のためにコア材(芯材)をコート樹脂(被覆材)で被覆したキャリアが広く使用されている。
例えば、芯材に少なくとも2層以上の樹脂被覆層を有し、最表層にカーボンブラックを含み、芯材に最も近い樹脂被覆層に金属化合物子、カーボンブラックを含有する提案がなされている(特許文献1)。これにより、長期の使用によっても表面の電荷の漏洩がなく、安定した帯電付与能力を維持させている。
また、最表層にカーボンブラックを含み、芯材に最も近い樹脂被覆層にAlを含む化合物が含有する提案がなされている(特許文献2)。これにより、画像へのキャリア付着を抑制し、且つ画像部における白抜けの発生が抑制させている。
また、中間樹脂層にアルミニウム、マグネシウム、亜鉛及び鉛のうち少なくとも一種の金属酸化物を有し、最表面の被覆樹脂層に水酸基、カルボキシル基を有するモノマーを共重合させる提案がなされている(特許文献3)。これにより、負帯電維持性の向上、且つ、塗膜強度が強く、被覆樹脂の剥離を防止し、長寿命化を達成させている。
しかし、昨今、現像器の小型化に伴う現像剤容量の減少や出力速度の高速化による現像剤撹拌スピードの高速化等、現像器内での現像剤にかかる負担は増大する傾向にある。その結果、特に高温高湿環境下においては、磁性キャリアとトナー間にて働く水架橋力によって、磁性キャリア表面にはトナーや外添剤のスペントが進行し、磁性キャリアの帯電付与性が低下する。また、磁性キャリア表面に対する水分吸着が進行し、磁性キャリア被覆樹脂の強度が一時的に低下することによって、磁性キャリア被覆樹脂の剥がれ・削れが発生し、帯電付与能が低下するといった課題が生じる。これらを満足する磁性キャリア、二成分系現像剤、及びそれを用いた画像形成方法の開発が急務となった。
前記樹脂被覆層は、表面樹脂層と、前記磁性体分散型樹脂キャリア芯材と前記表面樹脂層との間に存在する樹脂組成物とを有し、
前記樹脂組成物は、
(i)樹脂と、
(ii)親水性処理された金属元素の酸化物粒子、親水性処理されたシリカ粒子、及び親水性処理されたカーボンブラックから選択される一種または二種以上の親水性処理された粒子
とを含有することを特徴とする磁性キャリアに関する。
また、本発明は、前記親水性処理された粒子のメタノール濡れ性が、85%以下である磁性キャリアに関する。
また、本発明は、前記親水性処理された粒子はその表面にエステル基またはカルボキシル基を有し、前記エステル基または前記カルボキシルの官能基濃度が20%以上である磁性キャリアに関する。
また、本発明は、前記親水性処理された金属元素の酸化物粒子が、TiO2、Al2O3、MgO、及びSrTiO3から選択される一種または二種以上である磁性キャリアに関する。
また、本発明は、前記親水性処理された粒子の一次粒子の体積平均径は、10nm以上1000nm以下である磁性キャリアに関する。
また、本発明は、前記樹脂組成物が、前記樹脂を100質量部としたとき、前記親水性処理された粒子を1.0質量部以上20.0質量部以下含有する磁性キャリアに関する。
また、本発明は、前記樹脂被覆層の膜厚は、0.01μm以上4.00μm以下である磁性キャリアに関する。
また、本発明は、前記樹脂組成物の樹脂は、アクリル酸エステルモノマー又はメタクリル酸エステルモノマーを含むモノマーを重合して得られる重合体及び/または熱硬化性シリコーン樹脂である磁性キャリアに関する。
また、本発明は、前記樹脂被覆層は、アクリル酸エステルモノマー又はメタクリル酸エステルモノマーを含むモノマーを重合して得られる重合体を含有する磁性キャリアに関する。
また、本発明は、温度30℃、湿度80%の環境下に24時間放置したときの前記磁性キャリアの水分率(A)質量%と、温度30℃、湿度80%の環境下に24時間放置後、温度23℃、湿度5%の環境下に24時間放置したときの前記磁性キャリアの水分率(B)質量%との水分率変化(A−B)が0.80質量%以下である磁性キャリアに関する。
また、本発明は、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーと、前記磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤に関する。
また、本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を前記二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、及び転写された前記トナー像を前記転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法に関する。
また、本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を現像器内の二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、転写されたトナー像を転写材に定着する定着工程を有し、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低減に応じて、補給用現像剤が現像器に補給され、現像器内で過剰になった前記磁性キャリアが必要に応じて現像器から排出される画像形成方法に使用するための補給用現像剤であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーとを含有し、
前記補給用現像剤は、前記補給用磁性キャリア1質量部に対して前記トナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有している補給用現像剤に関する。
また、本発明は、静電潜像担持体を帯電する帯電工程、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を現像器内の二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、転写されたトナー像を転写材に定着する定着工程を有し、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低減に応じて、補給用現像剤が現像器に補給され、現像器内で過剰になった前記磁性キャリアが必要に応じて現像器から排出される画像形成方法であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーとを含有し、
前記補給用現像剤は、前記補給用磁性キャリア1質量部に対して前記トナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有している画像形成方法に関する。
本発明の磁性キャリアは、磁性体と結着樹脂とを有する磁性体分散型樹脂キャリア芯材、及び前記磁性体分散型樹脂キャリア芯材の表面に樹脂被覆層を有する磁性キャリアであって、
前記樹脂被覆層は、表面樹脂層と、前記磁性体分散型樹脂キャリア芯材と前記表面樹脂層との間に存在する樹脂組成物とを有し、
前記樹脂組成物は、
(i)樹脂と、
(ii)親水性処理された金属元素の酸化物粒子、親水性処理されたシリカ粒子、及び親水性処理されたカーボンブラックから選択される一種または二種以上の親水性処理された粒子
とを含有する。以下の説明において、前記キャリア芯材と前記表面樹脂との間に存在する樹脂組成物による層を、中間樹脂層と称する。
本発明の充填材に含有される金属元素の酸化物粒子、シリカ粒子、及びカーボンブラックは、粒子表面を親水性処理することを要件とする。
本発明に用いられる磁性キャリアコアは、結着樹脂中に磁性体を分散させた磁性体分散型樹脂キャリア芯材粒子であれば、混練粉砕法、重合法のいずれで製造したものでもよい。
磁性体分散型樹脂キャリア芯材粒子表面を樹脂組成物で被覆する方法としては、特に限定されないが、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、乾式法、及び流動床の如き塗布方法により被覆する方法が挙げられる。被覆する樹脂の量としては、磁性体分散型樹脂キャリア芯材粒子100質量部に対し、0.1質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。
樹脂組成物被覆粒子の表面を樹脂被覆層組成物で被覆する方法としては、特に限定されないが、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、乾式法、及び流動床の如き塗布方法により処理する方法が挙げられる。
本発明においてその目的を達成するに好ましいトナーの構成を以下に詳述する。
図1において、静電潜像担持体1は図中矢印方向に回転する。静電潜像担持体1は帯電手段である帯電器2により帯電され、帯電した静電潜像担持体1表面には、静電潜像形成手段である露光器3により露光させ、静電潜像を形成する。現像器4は、二成分系現像剤を収容する現像容器5を有し、現像剤担持体6は回転可能な状態で配置され、且つ、現像剤担持体6内部に磁界発生手段をしてマグネット7を内包している。マグネット7の少なくとも一つは潜像担持体に対して対向の位置になるように設置されている。二成分系現像剤は、マグネット7の磁界により現像剤担持体6上に保持され、規制部材8により、二成分系現像剤量が規制され、静電潜像担持体1と対向する現像部に搬送される。現像部においては、マグネット7の発生する磁界により磁気ブラシを形成する。その後、直流電界に交番電界を重畳してなる現像バイアスを印加することにより静電潜像はトナー像として可視像化される。静電潜像担持体1上に形成されたトナー像は、転写帯電器11によって記録媒体12に静電的に転写される。ここで、図2に示すように、静電潜像担持体1から中間転写体9に一旦転写し、その後、転写材(記録媒体)12へ静電的に転写してもよい。その後記録媒体12は、定着器13に搬送され、ここで加熱、加圧されることにより、記録媒体12上にトナーが定着される。その後、記録媒体12は、出力画像として装置外へ排出される。尚、転写工程後、静電潜像担持体1上に残留したトナーは、クリーナー15により除去される。その後、クリーナー15により清掃された静電潜像担持体1は、前露光16からの光照射により電気的に初期化され、上記画像形成動作が繰り返される。
本発明における親水性処理された粒子の一次粒子の体積平均粒子径は、透過型電子顕微鏡にて観察し、粒子の長軸と短軸の平均値を粒径とした。また粒子100個の粒径を測定してその平均値を一次粒子の体積平均粒子径とした。
粒度分布測定は、レーザー回折・散乱方式の粒度分布測定装置「マイクロトラックMT3300EX」(日機装社製)にて測定を行った。
SetZero時間 :10秒
測定時間 :10秒
測定回数 :1回
粒子屈折率 :1.81%
粒子形状 :非球形
測定上限 :1408μm
測定下限 :0.243μm
測定環境 :23℃、50%RH
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いた。実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れる。この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
トナー中の個数基準の微粉量(個数%)は、以下のようにして算出する。例えば、トナー中の4.0μm以下の粒子の個数%は、前記のMultisizer 3の測定を行った後、(1)専用ソフトでグラフ/個数%に設定して測定結果のチャートを個数%表示とする。(2)書式/粒径/粒径統計画面における粒径設定部分の「<」にチェック、その下の粒径入力部に「4」を入力する。そして、(3)分析/個数統計値(算術平均)画面を表示したときの「<4μm」表示部の数値が、トナー中の4.0μm以下の粒子の個数%である。
トナー中の体積基準の粗粉量(体積%)は、以下のようにして算出する。例えば、トナー中の10.0μm以上の粒子の体積%は、前記のMultisizer 3の測定を行った後、(1)専用ソフトでグラフ/体積%に設定して測定結果のチャートを体積%表示とする。(2)書式/粒径/粒径統計画面における粒径設定部分の「>」にチェック、その下の粒径入力部に「10」を入力する。そして、(3)分析/体積統計値(算術平均)画面を表示したときの「>10μm」表示部の数値が、トナー中の10.0μm以上の粒子の体積%である。
500mlビーカーに親水性処理をした粒子0.20gを精量する。続いて純粋50mlを加え、マグネチックスターラーで撹拌しながら、親水性処理した粒子が液面に浮いた状態で液面下にメタノールを4.0ml/minの滴下速度で連続的に添加しながら注入する。親水性処理した粒子全量が溶液中に懸濁し、液面上に親水性処理した粒子が認められなくなったときを終点として、添加したメタノール量からメタノール濡れ性を算出し、親水性処理した粒子の親水性を示す指標とした。
メタノール濡れ性(%)=X/(50+X)・100
磁性キャリアをステンレス皿に精密天秤で10g秤量し、設定温度60℃、減圧した乾燥機に5時間放置したときのキャリア質量をW1とする。その後、得られた磁性キャリアを温度30℃、湿度80%の雰囲気下に24時間放置したときのキャリア質量をW2とする。また、このときの磁性キャリアの水分率を(A)質量%とする。その後、続けて温度23℃、湿度5%の環境下に24時間放置したときのキャリア質量をW3とする。また、このときの磁性キャリアの水分率を(B)質量%とする。下記式(1)に従い、磁性キャリアの水分率変化を算出した。
磁性キャリアの水分率変化(質量%)
=[(W2−W1)×100/W1]−[(W3−W1)×100/W1]
=[A]−[B]
=(A−B) (式1)
中間樹脂層および表面樹脂層の膜厚の測定方法は、磁性キャリアの断面を透過電子顕微鏡(TEM)(各50,000倍)で観察し、樹脂被覆層の厚みを計測した。
・カルボキシル基濃度の測定法
インジウム箔上に粒子10mg張り付ける。その際、インジウム箔部が露出しないように粒子を均一に張り付ける。30mlスクリュー管瓶に2,2,2−トリフルオロエタノール1.0mlを滴下し、系中を蒸気で飽和させる。系中にインジウム箔ごと粒子を入れ、2,2,2−トリフルオロエタノール雰囲気中に粒子を晒した状態で12時間放置する。この際、粒子が2,2,2−トリフルオロエタノール液に直接付着しないように注意する。粒子をインジウム箔ごと系中から取り出し、設定温度25℃、減圧した乾燥機中に6時間放置した。得られた粒子に対して、XPS分析を行うと、2,2,2−トリフルオロエチルエステル由来のC1SXPSピーク(P1)と粒子由来元素のXPSピーク(P2)が検出されるため、下記式(2)に従い、粒子の表面官能基濃度を算出した。尚、測定条件は以下の通りである。
装置 :PHI5000VERSAPROBEII(アルバック・ファイ
株式会社)
照射線 :Al Kd線
出力 :25W 15kV
PassEnergy:29.35eV
Stepsize :0.125eV
XPSピーク(P2):C1S(CB)、Ti2P(TiO2、SrTiO2)、Al2P(Al2O3)、Si2P(SiO2)、Mg2P(MgO)、Zn2P3/2(ZnO)
粒子の表面官能基濃度[%]=P1/P2×100 (式2)
反応試薬を2,2,2−トリフルオロエタノールからジアミンに変更する以外は、エステル基(カルボキシル基)濃度の測定と同様の方法にて、XPS分析を行った。イミノ基由来のN1SXPSピーク(P3)が検出されるため、下記式(3)に従い、粒子の表面官能基濃度を算出した。
粒子の表面官能基濃度[%]=P3/P2×100 (式3)
真密度は、乾式自動密度計オートピクノメータ(ユアサアイオニクス社製)を用いて測定した。
磁性キャリアコア粒子の抵抗は、図3に概略される測定装置を用いて測定する。電界強度300(V/cm)における比抵抗を測定する。
d=d2−d1(mm)
比抵抗(Ω・cm)=(印加電圧(V)/測定電流(A))×S(cm2)/d(cm)
電界強度(V/cm)=印加電圧(V)/d(cm)
個数平均粒径0.30μmのマグネタイト粉と、個数平均粒径0.30μmのヘマタイト粉に対して、それぞれ4.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内にて100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を処理した。
・ホルムアルデヒド溶液 6質量部
(ホルムアルデヒド40%、メタノール10%、水50%)
・処理したマグネタイト 80質量部
・処理したヘマタイト 4質量部
上記材料と、28%アンモニア水5質量部、水20質量部をフラスコに入れ、撹拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて、生成するフェノール樹脂を硬化させた。その後、硬化したフェノール樹脂を30℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、60℃の温度で乾燥して、磁性体が分散された状態の球状の磁性体含有樹脂キャリアコア粒子を得た。
添加粒子1を次のように調製した。
添加粒子6を次のように調製した。
添加粒子9を以下のように調製した。
添加粒子16は、チタン酸ストロンチウム(商品名:SW540、チタン工業社製)を特別な処理をしない状態で使用した。得られた添加粒子16の処理条件を表1に示す。
添加粒子17を以下のように調製した。
(中間樹脂層形成工程)
減圧下(1.5kPa)、温度60℃で維持されている遊星運動型混合機(ホソカワミクロン社製のナウタミキサVN型)に、表3に示す樹脂溶液5を磁性体分散型樹脂キャリア芯材粒子100質量部に対して、樹脂成分の固形分として2.0質量部になるように投入した。投入の仕方として、1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行った。次いで、さらに1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行い、さらに1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行った。
同様に、表3に示す樹脂溶液を用いて、樹脂組成物被覆粒子2乃至20を得た。
減圧下(1.5kPa)、温度60℃で維持されている遊星運動型混合機(ホソカワミクロン社製のナウタミキサVN型)に、表4に示す樹脂溶液1を前述の樹脂組成物被覆粒子1、100質量部に対して、樹脂成分の固形分として2.0質量部になるように投入した。投入の仕方として、1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行った。次いで、さらに1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行い、さらに1/3の量の樹脂溶液を投入し、20分間溶媒除去及び塗布操作を行った。
・結着樹脂(ポリエステル樹脂) 100質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 4.5質量部
・1,4−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.5質量部
・ノルマルパラフィンワックス(融点:78℃) 6質量部
上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサー(FM−75J型、三井鉱山(株)製)でよく混合した後、温度130℃に設定した2軸混練機(PCM−30型、池貝鉄鋼(株)製)にて10kg/hのFeed量で混練(吐出時の混練物温度は約150℃)した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗砕した後、機械式粉砕機(T−250:ターボ工業(株)製)にて15kg/hrのFeed量で微粉砕した。そして、重量平均粒径が5.5μmであり、粒径4.0μm以下の粒子を55.6個数%含有し、且つ粒径10.0μm以上の粒子を0.8体積%含有する粒子を得た。
・シアントナー粒子1 100質量部
・シリカ 3.5質量部
(ゾルゲル法で作製したシリカ微粒子にヘキサメチルジシラザン処理1.5質量%で表面処理した後、分級によって所望の粒度分布に調整したもの。)
・酸化チタン 0.5質量部
(アナターゼ形の結晶性を有するメタチタン酸をオクチルシラン化合物で表面処理したもの。)
90質量部の磁性キャリア1に対し、各色トナー1を10質量部加え、振とう機(YS−8D型:(株)ヤヨイ製)にて振とうし、二成分系現像剤300gを調製した。振とう機の振幅条件は200rpm、2分間とした。
条件:
紙 レーザービームプリンター用紙CS−814(81.4g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)
画像形成速度 A4サイズ、フルカラーで80(枚/min)で出力できるように改造し
た。
現像条件 現像コントラストを任意値で調整可能にし、本体による自動補正が作動し
ないように改造した。
交番電界のピーク間の電圧(Vpp)は、周波数2.0kHz、Vppが
0.7kVから1.8kVまで0.1kV刻みで変えられるように改造し
た。
各色とも、単色で画像が出力できるように改造した。
H/Ha環境下で初期、及び連続通紙2000枚直後、転写紙の搬送方向に対して、ハーフトーン横帯(30H 幅10mm)とベタ横帯(FFH 幅10mm)を交互に並べたチャートを出力する。その画像をスキャナで読みとり、二値化処理を行う。二値化画像の搬送方向におけるあるラインの輝度分布(256階調)をとった。そのときのハーフトーンの輝度に接線を引き、ベタ部輝度と交わるまでのハーフトーン部後端の接線からずれた輝度の領域(面積:輝度数の和)をもって、白抜け度とし、以下の基準に基づき評価した。評価はシアン単色で行った。
A:20未満
B:20以上30未満
C:30以上40未満
D:40以上50未満
E:50以上
H/Ha環境下で各パターンを以下に示す濃度に設定した画像を10枚出力する。画像はX−Riteカラー反射濃度計(Color reflection densitometer X−Rite 404A)により、H/Ha環境下で出力した、10枚の画像の各パターンの平均値を算出する。
パターン1:0.10乃至0.15
パターン2:0.25乃至0.30
パターン3:0.45乃至0.50
パターン4:0.65乃至0.70
パターン5:0.85乃至0.90
パターン6:1.05乃至1.10
パターン7:1.25乃至1.30
パターン8:1.45乃至1.50
A:すべてのパターン画像が上記の濃度範囲を満足する
B:一つのパターン画像が上記の濃度範囲をはずれる
C:二つのパターン画像が上記の濃度範囲をはずれる
D:三つのパターン画像が上記の濃度範囲をはずれる
E:四つ以上のパターン画像が上記の濃度範囲をはずれる
イエローとマゼンタの混色である、レッドの色味変動を評価した。
色味変動差はa*、b*をSpectroScan Transmission(GretagMacbeth社製)を用いて測定することによって求められる。以下に具体的な測定条件の一例を示す。
観測光源:D50
観測視野:2°
濃度:DIN NB
白色基準:Pap
フィルター:なし
一般に、a*、b*とは、色を数値化して表現するのに有用な手段であるL*a*b*表色系で用いられている値である。a*及びb*は、両者で色相を表す。色相とは、赤、黄、緑、青、紫等、色あいを尺度化したものである。a*及びb*のそれぞれは、色の方向を示しており、a*は赤−緑方向、b*は黄−青方向を表している。本発明において色味変動の差(ΔC)を以下のように定義した。
ΔC={(HH環境耐久後の画像のa*−HH環境の初期画像のa*)2
+(HH環境耐久後の画像のb*−HH環境の初期画像のb*)2}1/2
測定は、画像中の任意の5点を測定してその平均値を求めた。評価方法は、それぞれの環境で出力したベタ画像のa*、b*を測定し、上記式によってΔCを求めた。
A:0≦ΔC<2.0
B:2.0≦ΔC<3.5
C:3.5≦ΔC<5.0
D:5.0≦ΔC<6.5
E:6.5≦ΔC
H/H環境下耐久画像出力評価を行った後、キャリア付着を評価した。00H画像、及びFFH画像を出力し、画像出力途中で電源を切り、クリーニングされる前の静電潜像担持体上を透明な粘着テープを密着させてサンプリングした。そして、3cm×3cm中の静電荷潜像担持体上に付着していた磁性キャリア粒子の個数をカウントし、1cm2当りの付着キャリア粒子の個数を算出し、以下の基準により評価した。評価はシアン単色で行った。
A:2個以下
B:3個以上4個以下
C:5個以上6個以下
D:7個以上8個以下
E:8個以上
H/H環境下で初期、及び耐久画像出力評価(5万枚)を行った後、ハーフトーン画像(30H)をA4で1枚印刷した。画像はデジタルマイクロスコープVHX−500(レンズワイドレンジズームレンズVH−Z100 キーエンス社製)を用い、ドット1000個の面積を測定した。ドット面積の個数平均(S)とドット面積の標準偏差(σ)を算出し、ドット再現性指数を下記式により算出した。そして、ハーフトーン画像のガサツキをドット再現性指数(I)とし、初期との差を比較した。
ドット再現性指数(I)=σ/S×100
A:初期との差が3.0未満
B:初期との差が3.0以上5.0未満
C:初期との差が5.0以上8.0未満
D:初期との差が8.0以上10.0未満
E:初期との差が10.0以上
耐久後現像性の評価は、H/H環境下、初期Vppを1.3kVに固定し、シアン単色ベタ画像の濃度が1.50(反射濃度)になるときのコンストラスト電位を設定した。その設定で2万枚耐久後、Vppは1.3kVで、画像濃度1.50になるコントラスト電位を求め、初期との差を比較した。評価はシアン単色で行った。反射濃度は、分光濃度計500シリーズ(X−Rite社製)を用いて測定した。
A:初期との差が、40V未満
B:初期との差が、40V以上60V未満
C:初期との差が、60V以上80V未満
D:初期との差が、80V以上100V未満
E:初期との差が、100V以上
初期設定で、各パターンを以下に示す濃度に設定した画像を、H/H環境下で、2000枚通紙直後に、出力し、初期と2000枚通紙直後の階調性のズレを確認した。画像はX−Riteカラー反射濃度計(Color reflection densitometer X−Rite 404A)によりそれぞれの画像濃度を測定することにより判断した。評価はシアン単色で行った。
パターン1:0.10乃至0.13
パターン2:0.25乃至0.28
パターン3:0.45乃至0.48
パターン4:0.65乃至0.68
パターン5:0.85乃至0.88
パターン6:1.05乃至1.08
パターン7:1.25乃至1.28
パターン8:1.45乃至1.48
A:すべてのパターン画像が上記の濃度範囲を満足する
B:一つのパターン画像が上記の濃度範囲をはずれる
C:二つのパターン画像が上記の濃度範囲をはずれる
D:三つのパターン画像が上記の濃度範囲をはずれる
E:四つ以上のパターン画像が上記の濃度範囲をはずれる
上記評価項目(1)乃至(7)における評価ランクを数値化し、合計値を以下の基準により判定を行った。尚、評価項目(6)以外の評価ランクは、「A=5、B=4、C=3、D=2、E=0」とし、評価項目(6)の評価ランクは、「A=10、B=8、C=6、D=4、E=2」とする。
A:35以上
B:28以上34以下
C:20以上27以下
D:15以上19以下
E:14以下
実施例1と同様に、磁性キャリア2、3、4を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア5、6を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア7を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア8を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア9を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア10、11を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア12、13を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア14を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア15を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア16を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア17を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア18を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア19を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア20を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1と同様に、磁性キャリア21を使用して実施例1と同じ比率で二成分系現像剤及び補給用現像剤を調製した。得られた現像剤を用いる以外は実施例1と同様にして評価を行った。
Claims (14)
- 磁性体と結着樹脂とを有する磁性体分散型樹脂キャリア芯材、及び前記磁性体分散型樹脂キャリア芯材の表面に樹脂被覆層を有する磁性キャリアであって、
前記樹脂被覆層は、表面樹脂層と、前記磁性体分散型樹脂キャリア芯材と前記表面樹脂層との間に存在する樹脂組成物とを有し、
前記樹脂組成物は、
(i)樹脂と、
(ii)親水性処理された金属元素の酸化物粒子、親水性処理されたシリカ粒子、及び親水性処理されたカーボンブラックから選択される一種または二種以上の親水性処理された粒子
とを含有することを特徴とする磁性キャリア。 - 前記親水性処理された粒子のメタノール濡れ性が、85%以下である請求項1に記載の磁性キャリア。
- 前記親水性処理された粒子は、その表面にエステル基、または、カルボキシル基を有し、前記エステル基または前記カルボキシル基の官能基濃度が20%以上である請求項1または2に記載の磁性キャリア。
- 前記親水性処理された金属元素の酸化物粒子が、TiO2、Al2O3、MgO、及びSrTiO3から選択される一種または二種以上である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁性キャリア。
- 前記親水性処理された粒子の一次粒子の体積平均径は、10nm以上1000nm以下である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁性キャリア。
- 前記樹脂組成物が、前記樹脂を100質量部としたとき、前記親水性処理された粒子を1.0質量部以上、20.0質量部以下含有する請求項1乃至5のいずれか一項に記載の磁性キャリア。
- 前記樹脂被覆層の膜厚は、0.01μm以上4.00μm以下である請求項1乃至6のいずれか一項に記載の磁性キャリア。
- 前記樹脂組成物の樹脂は、アクリル酸エステルモノマー又はメタクリル酸エステルモノマーを含むモノマーを重合して得られる重合体または熱硬化性シリコーン樹脂である請求項1乃至7のいずれか一項に記載の磁性キャリア。
- 前記樹脂被覆層は、アクリル酸エステルモノマー又はメタクリル酸エステルモノマーを含むモノマーを重合して得られる重合体を含有する請求項1乃至8のいずれか一項に記載の磁性キャリア。
- 前記磁性キャリアは、温度30℃、湿度80%の環境下に24時間放置したときの前記磁性キャリアの水分率(A)と、温度30℃、湿度80%の環境下に24時間放置後、温度23℃、湿度5%の環境下に24時間放置したときの前記磁性キャリアの水分率(B)との水分率変化(A−B)が0.80質量%以下である請求項1乃至9のいずれか一項に記載の磁性キャリア。
- 結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーと、磁性キャリアとを含有する二成分系現像剤であって、
前記磁性キャリアが、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の磁性キャリアであることを特徴とする二成分系現像剤。 - 静電潜像担持体を帯電する帯電工程、前記静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、及び転写された前記トナー像を前記転写材に定着する定着工程を有する画像形成方法であって、
前記二成分系現像剤として、請求項11に記載の二成分系現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。 - 静電潜像担持体を帯電する帯電工程、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を現像器内の二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、転写されたトナー像を転写材に定着する定着工程を有し、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて、補給用現像剤が現像器に補給され、現像器内で過剰になった磁性キャリアが必要に応じて現像器から排出される画像形成方法に使用するための補給用現像剤であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと、結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーとを含有し、
前記補給用現像剤は、前記補給用磁性キャリア1質量部に対して前記トナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有しており、
前記補給用磁性キャリアは、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の磁性キャリアであることを特徴とする補給用現像剤。 - 静電潜像担持体を帯電する帯電工程、静電潜像担持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程、前記静電潜像を現像器内の二成分系現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像工程、前記トナー像を中間転写体を介して又は介さずに、転写材に転写する転写工程、転写されたトナー像を転写材に定着する定着工程を有し、現像器内の二成分系現像剤のトナー濃度の低下に応じて、補給用現像剤が現像器に補給され、現像器内で過剰になった磁性キャリアが必要に応じて現像器から排出される画像形成方法であって、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリアと結着樹脂、着色剤及び離型剤を含有するトナー粒子を有するトナーとを含有し、
前記補給用現像剤は、補給用磁性キャリア1質量部に対して前記トナー量を2質量部以上50質量部以下の配合割合で含有しており、
前記補給用磁性キャリアは、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の磁性キャリアであることを特徴とする画像形成方法。
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