JP2023005605A - キャリア、現像剤、補給用現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法 - Google Patents

キャリア、現像剤、補給用現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法 Download PDF

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Kento Takeuchi
健一 増子
Kenichi Masuko
真人 大光司
Masato Taikoji
桂 庭山
Kei Niwayama
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【課題】長期印刷時に地肌かぶりやトナー飛散などの画像品質問題を抑制し、キャリア劣化時の帯電変動が少なく、攪拌するトナー量によらず安定した帯電付与能力に優れるキャリアを提供する。【解決手段】芯材粒子と該芯材粒子を被覆する被覆層を有するキャリアであって、前記被覆層は、樹脂、無機微粒子及びアルミニウム触媒を含有し、前記アルミニウム触媒は、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、イソプロポキシビスエチルアセトアセテートアルミニウム、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート及びアルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテートからなる群より選択される1種又は2種以上のアルミニウムキレート化合物を含有することを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、キャリア、現像剤、補給用現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法に関する。
電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等の静電潜像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナーを付着させてトナー像を形成した後、トナー像を記録媒体に転写し、定着して、出力画像を得る。近年はプリント速度の高速化も相まって、キャリアのトナーへの素早い帯電付与能力が強く要求されているのが現状である。
このような現状から、長期印刷の際には劣化したトナーがキャリア表面に付着するトナースペントや、キャリアが強い負荷を受けることで芯材を被覆する被覆樹脂が削れ、芯材が露出し、帯電が変動することがある。そのため、現像剤に補給されたトナーがキャリアと十分に摩擦帯電されないために帯電せず、現像器外にトナーが堆積してしまうトナー飛散や、白紙部にトナーが現像されてしまう地汚れ(地肌かぶり)といった画像品質の問題が発生している。このため、長期印刷におけるキャリアの帯電の安定性を高め、経時での帯電の変動を抑制し、トナーの帯電量を一定に制御することがこれまで以上に求められている。
キャリアの耐トナースペントや長期印刷での耐久性の向上を目的に、様々な試みが行われている。例えば、特許文献1、2では適当な樹脂材料で被覆する方法が挙げられている。しかしながら、近年ではプリント速度の高速化やトナーの低温定着化によりキャリアのトナースペントや被覆樹脂の摩耗がより発生しやすいものになっており、被覆樹脂を変えるだけでは不十分である。特許文献3~5には、長期印刷でも帯電を維持するために、キャリア被覆樹脂層(被覆層、樹脂層などとも称される)に種々の添加剤を添加する方法が行なわれている。また、特許文献6では、被覆樹脂に高耐久の樹脂を使用し、さらに樹脂層表面近傍に導電性微粒子を多く存在させることで、長期印刷下での耐久性を上げる方法が挙げられている。また、特許文献7では、樹脂層に有機アルミニウム触媒を用いて縮合架橋させることが開示されている。
本発明者らの検討によれば、上記のように被覆層(樹脂層)に導電性微粒子を添加する技術では長期印刷時のキャリア帯電の変動に対して一定の効果が期待できる。しかし、キャリアとともに攪拌されるトナーの量や攪拌される時間により、キャリアがトナーに与える帯電量が変動し、十分に帯電されていないトナーにより地肌かぶりやトナー飛散といった画像品質問題を生じてしまう。また、被覆層に有機アルミニウム触媒を用いて樹脂を縮合架橋させる技術においては、樹脂層の剥がれや剥離を長期にわたって抑制することが望まれている。
そこで本発明は、長期印刷時に地肌かぶりやトナー飛散などの画像品質問題を抑制し、キャリア劣化時の帯電変動が少なく、攪拌するトナー量によらず安定した帯電付与能力に優れるキャリアを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明のキャリアは、芯材粒子と該芯材粒子を被覆する被覆層を有するキャリアであって、前記被覆層は、樹脂、無機微粒子及びアルミニウム触媒を含有し、前記アルミニウム触媒は、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、イソプロポキシビスエチルアセトアセテートアルミニウム、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート及びアルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテートからなる群より選択される1種又は2種以上のアルミニウムキレート化合物を含有することを特徴とする。
本発明によれば、長期印刷時に地肌かぶりやトナー飛散などの画像品質問題を抑制し、キャリア劣化時の帯電変動が少なく、攪拌するトナー量によらず安定した帯電付与能力に優れるキャリアを提供することができる。
本発明の画像形成装置の一例を示す概略説明図である。 本発明の画像形成装置の他の例を示す概略説明図である。 本発明の画像形成装置のタンデム型カラー画像形成装置を用いた一例を示す概略説明図である。 本発明の画像形成装置の他の例を示す概略説明図である。 現像装置の他の例を示す概略説明図である。 本発明の画像形成装置の他の例を示す概略説明図である。 本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
以下、本発明に係るキャリア、現像剤、補給用現像剤、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
(キャリア)
本発明のキャリアは、芯材粒子と該芯材粒子を被覆する被覆層を有するキャリアであって、前記被覆層は、樹脂、無機微粒子及びアルミニウム触媒を含有し、前記アルミニウム触媒は、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、イソプロポキシビスエチルアセトアセテートアルミニウム、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート及びアルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテートからなる群より選択される1種又は2種以上のアルミニウムキレート化合物を含有することを特徴とする。本発明のキャリアは電子写真画像形成に好適に用いられる。
また本発明のキャリアは、下記2)~4)の構成を好適な実施形態として含むものである。
2)前記アルミニウム触媒の固形分は、前記樹脂100質量部に対して1質量部以上10質量部以下である。
3)前記無機微粒子は、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム及びハイドロタルサイトから選択される1種以上である。
4)前記無機微粒子は、前記樹脂100質量部に対して30質量部以上100質量部以下含まれる。
<被覆層>
本発明のキャリアは、芯材粒子を被覆する被覆層を有し、被覆層は、樹脂、無機微粒子及びアルミニウム触媒を含有する。なお、被覆層を樹脂層、被覆樹脂層などと称することがある。
電子写真画像形成用キャリアにおいて、長期の印刷において地肌かぶりやトナー飛散の発生を抑制し、キャリアの帯電変動を抑制し、攪拌するトナー量によらず安定して帯電を付与することを目的として、以下の2点が本発明の重要なポイントとして挙げられる。
まず一つ目に、キャリアの被覆層に無機微粒子を含むことである。無機微粒子を含むことにより、長期印刷時に無機粒子が露出し、スペーサー効果により攪拌のストレスによる被覆層の削れや剥離を顕著に抑制することができる。
前記無機微粒子は、特にその材質に限定はないが、負帯電トナーを用いた場合、無機微粒子に正帯電性を持つ材料を用いると、長期での帯電付与能力が安定する。
無機微粒子としては、金、銀、銅、シリカ、アルミニウム等の金属微粒子や、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化カルシウム、ITO、酸化シリコーン、コロイダルシリカ、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化コバルト、酸化銅、酸化鉄、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化セレン、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、窒化硼素、窒化珪素、チタン酸カリウム、イドロタルサイト、アンチモンやタングステンをドープした酸化錫、錫をドープした酸化インジウム等が挙げられ、二種類以上併用してもよい。特に好ましい材料としては、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイトが挙げられる。特に硫酸バリウムは、負帯電トナーに対する帯電能力が高いこと、白色であり被覆樹脂から脱離した場合でも、トナーの色味への影響が少ないため、良好である。
前記無機微粒子は、被覆層に含まれる樹脂100質量部に対して30質量部以上100質量部以下含まれることが好ましく、50質量部以上80質量部以下含まれるのがより好ましい。30質量部以上である場合、長期印刷時における被覆層の削れを抑制するための十分な耐久性が得られる。100質量部以下である場合、無機微粒子が露出した場合に帯電の過度な上昇を抑制できる。
本発明において使用される無機微粒子の体積平均粒径は特に制限するものではないが、スペーサー効果や被覆層の耐久性の向上の観点から体積平均粒径が0.1μm以上であるものが好ましく、被覆層からの無機微粒子の脱離を防止する観点から、1μm以下のものが好ましい。特に、0.2μm以上0.8μm以下のものを用いることで、キャリアの優れた耐久性を得ることができる。
二つ目に、被覆層にアルミニウム触媒を含有し、該アルミニウム触媒がジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、イソプロポキシビスエチルアセトアセテートアルミニウム、アルミニウムトリスエチルアセトアセテートおよびアルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテートからなる群より選択される1種又は2種以上のアルミニウムキレート化合物を含有することが重要である。
被覆層に無機微粒子を添加することで、長期印刷時のキャリア帯電の変動に対して一定の効果を上げることができる。一方、無機微粒子を添加するだけでは、キャリアとともに攪拌されるトナーの量や攪拌される時間に対してキャリアがトナーに与える帯電量が変動し、十分に帯電されていないトナーが地肌かぶりやトナー飛散といった画像品質問題を生じることがある。
本発明では、さらに被覆層にアルミニウム触媒を含有し、該アルミニウム触媒がジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、イソプロポキシビスエチルアセトアセテートアルミニウム、アルミニウムトリスエチルアセトアセテートおよびアルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテートからなる群より選択される1種又は2種以上のアルミニウムキレート化合物を含有する。これにより、長期の印刷において地肌かぶりやトナー飛散の発生を抑制し、キャリアの帯電変動を抑制し、攪拌するトナー量によらず安定して帯電を付与することができる。
繰り返しになるが、本発明では、被覆層にアルミニウム触媒と無機微粒子を含有させることで、経時の帯電の変動を抑制でき、帯電の安定性を高め、画像品質を維持できる等の利点が得られる。また、画像濃度を良好にできるといった利点も得られる。触媒を入れる主目的は樹脂を硬化させることが挙げられるが、本発明者らの検討により、アルミニウム触媒を入れることで帯電の安定性が向上することが判明した。そこで、アルミニウム触媒を添加することで帯電の安定性を高め、さらに無機微粒子により経時の帯電低下を抑え、帯電機能を向上させることができる。
被覆層に含まれる樹脂(被覆樹脂などとも称することがある)としてはシリコーン樹脂、アクリル樹脂、またはこれらを併用して使用することができる。これは、アクリル樹脂は接着性が強く脆性が低いので耐磨耗性に非常に優れた性質を持つが、その反面、表面エネルギーが高いため、スペントし易いトナーとの組み合わせでは、トナー成分スペントが蓄積することによる帯電量低下など不具合が生じる場合がある。その場合、表面エネルギーが低いためトナー成分のスペントがし難く、膜削れが生じるためのスペント成分の蓄積が進み難い効果が得られるシリコーン樹脂を併用することで、この問題を解消することができる。
しかし、シリコーン樹脂は接着性が弱く脆性が高いので、耐磨耗性が悪いという弱点も有する。このため、この2種の樹脂の性質をバランス良く得ることが重要であり、これによりスペントがし難く耐摩耗性も有する被覆膜を得ることが可能であり、改善効果が顕著である。これは、シリコーン樹脂は表面エネルギーが低いためトナー成分のスペントがし難く、膜削れが生じるための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。
本明細書でいうシリコーン樹脂とは、一般的に知られているシリコーン樹脂全てを指し、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や、アルキド、ポリエステル、エポキシ、アクリル、ウレタンなどで変性したシリコーン樹脂などが挙げられるが、これに限るものではない。例えば、市販品としてストレートシリコーン樹脂としては、信越化学製のKR271、KR255、KR152、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のSR2400、SR2406、SR2410等が挙げられる。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、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。さらに、変性シリコーン樹脂としては、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・シリコーン社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)などが挙げられる。
本明細書でいうアクリル樹脂とは、アクリル成分を有する樹脂全てを指し、特に限定するものではない。また、アクリル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を少なくとも1つ以上同時に用いることも可能である。ここでいう架橋反応する他成分とは、例えばアミノ樹脂、酸性触媒などが挙げられるが、これに限るものではない。ここでいうアミノ樹脂とはグアナミン、メラミン樹脂等を指すが、これらに限るものではない。また、ここでいう酸性触媒とは、触媒作用を持つもの全てを用いることができる。例えば、完全アルキル化型、メチロール基型、イミノ基型、メチロール/イミノ基型等の反応性基を有するものであるが、これらに限るものではない。
芯材粒子の表面に被覆層を形成するための方法としては、例えばスプレードライ法、浸漬法、あるいはパウダーコーティング法等が可能である。特に、流動床型コーティング装置を用いる方法は、均一な塗付膜を形成するのに有効である。
また、本発明では、無機微粒子の分散性向上、及びトナー帯電量調整などのために、シランカップリング剤を用いることも可能である。
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン、r-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-β-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-r-アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、r-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ-クロルプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシルジメチル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、γ-クロルプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロルシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、アリルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、1,3-ジビニルテトラメチルジシラザン、メタクリルオキシエチルジメチル(3-トリメトキシシリルプロピル)アンモニウムクロライド等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
シランカップリング剤の市販品としては、AY43-059、SR6020、SZ6023、SH6026、SZ6032、SZ6050、AY43-310M、SZ6030、SH6040、AY43-026、AY43-031、sh6062、Z-6911、sz6300、sz6075、sz6079、sz6083、sz6070、sz6072、Z-6721、AY43-004、Z-6187、AY43-021、AY43-043、AY43-040、AY43-047、Z-6265、AY43-204M、AY43-048、Z-6403、AY43-206M、AY43-206E、Z6341、AY43-210MC、AY43-083、AY43-101、AY43-013、AY43-158E、Z-6920、Z-6940(東レ・シリコーン社製)等が挙げられる。
シランカップリング剤の添加量は、シリコーン樹脂に対して、0.1~10質量%であることが好ましい。シランカップリング剤の添加量が0.1質量%以上であることにより、芯材粒子や無機微粒子とシリコーン樹脂の接着性が向上し、長期間の印刷中の被覆層の脱落を防止でき、10質量%以下であることにより、長期間の印刷中のトナーのフィルミングが抑制される。
また、通常は分子量の大きい樹脂は粘度が非常に高く、粒径の小さい芯材粒子に塗布する場合、粒子の凝集、被覆層の不均一化などが生じ易く、コートキャリアを製造することが極めて難しい。したがって、被覆樹脂は、重量平均分子量が5,000~100,000であることが好ましく、10,000~70,000であることがより好ましく、30,000~40,000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が5,000以上であることにより、被覆層の強度が向上し、100,000以下であることにより、被覆層用組成物の液粘度の上昇が抑制され、キャリア製造性が向上する。
本発明においては、被覆層用組成物を芯材粒子に被覆した後、使用する芯材粒子のキュリー点未満の温度、好ましくは100~350℃の温度で熱処理することにより、縮合による架橋反応が促進される。熱処理温度が100℃以上であることにより、縮合による架橋反応が進み、被覆層の十分な強度が得られる。一方、350℃以下であることにより、被覆樹脂の炭化等が防止され、被覆層が削れにくくなる。
被覆層の厚みは、0.05μm~4μmが好ましく、0.2μm~1μmがさらに好ましい。上記厚みとしては、複数個所を測定して求めた平均厚さとする。
<芯材粒子>
本発明において、芯材粒子としては、磁性体であれば、特に限定されないが、鉄、コバルト等の強磁性金属;マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄;各種合金や化合物;これらの磁性体を樹脂中に分散させた樹脂粒子等が挙げられる。中でも、環境面への配慮から、Mn系フェライト、Mn-Mg系フェライト、Mn-Mg-Srフェライト等が好ましい。
本発明において使用されるキャリアの芯材粒子の体積平均粒径は特に制限するものではないが、キャリア付着、キャリア飛散防止の点から、体積平均粒径が20μm以上であるものが好ましく、キャリアスジ等の異常画像発生を防止して、画像品質の低下を防止する観点から、100μm以下のものが好ましく、特に、28~40μmのものを用いることで、近年の高画質化に対して、より好適に応えることができる。
(現像剤)
本発明の現像剤は、上記本発明のキャリアを用いた電子写真画像形成用現像剤であり、本発明のキャリア及びトナーを有する二成分現像剤として用いることができる。トナーは負帯電トナーであることが好ましい。
<トナー>
本発明に用いられるトナーは、例えば結着樹脂と着色剤を含有し、モノクロトナー及びカラートナーのいずれであってもよい。また、定着ローラにトナー固着防止用オイルを塗布しないオイルレスシステムに適用するために、トナーは離型剤を含有してもよい。このようなトナーは、一般に、フィルミングが発生しやすいが、本発明のキャリアは、フィルミングを抑制することができ、本発明の現像剤は、長期に亘り、良好な品質を維持することができる。また、カラートナー、特にイエロートナーは、一般に、キャリアの被覆層の削れによる色汚れが発生しやすいが、本発明の現像剤は、色汚れの発生を抑制することができる。
トナーは、粉砕法、重合法等の公知の方法を用いて製造することができる。例えば、粉砕法を用いてトナーを製造する場合、まず、トナー材料を混練することにより得られる溶融混練物を冷却した後、粉砕し、分級して、母体粒子を作製する。次に、転写性、耐久性をさらに向上させるために、母体粒子に外添剤を添加し、トナーを作製する。
このとき、トナー材料を混練する装置としては、特に限定されないが、バッチ式の2本ロール;バンバリーミキサー;KTK型2軸押出し機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出し機(東芝機械社製)、2軸押出し機(KCK社製)、PCM型2軸押出し機(池貝鉄工社製)、KEX型2軸押出し機(栗本鉄工所社製)等の連続式の2軸押出し機;コ・ニーダ(ブッス社製)等の連続式の1軸混練機等が挙げられる。
また、冷却した溶融混練物を粉砕する際には、ハンマーミル、ロートプレックス等を用いて粗粉砕した後、ジェット気流を用いた微粉砕機、機械式の微粉砕機等を用いて微粉砕することができる。なお、平均粒径が3~15μmとなるように粉砕することが好ましい。
さらに、粉砕された溶融混練物を分級する際には、風力式分級機等を用いることができる。なお、母体粒子の平均粒径が5~20μmとなるように分級することが好ましい。
また、母体粒子に外添剤を添加する際には、ミキサー類を用いて混合攪拌することにより、外添剤が解砕されながら母体粒子の表面に付着する。
結着樹脂としては、特に限定されないが、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独重合体;スチレン-p-クロロスチレン共重合体、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-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-α-クロロメタ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-イソプレン共重合体、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;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、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、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、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等のポリオレフィン;エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸共重合体、エチレン-メタクリル酸エステル共重合体、エチレン-塩化ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂等のオレフィン共重合体;エポキシ樹脂、ポリエステル、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリビニルピロリドン、メチルビニルエーテル-無水マレイン酸共重合体、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノール変性テルペン樹脂等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
着色剤(顔料又は染料)としては、特に限定されないが、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等の黄色顔料;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等の橙色顔料;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等の赤色顔料;ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等の紫色顔料;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等の青色顔料;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等の緑色顔料;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、複合金属酸化物等の黒色顔料等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。
離型剤としては、特に限定されないが、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、エステルワックス等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
また、トナーは、帯電制御剤をさらに含有してもよい。帯電制御剤としては、特に限定されないが、ニグロシン;炭素数が2~16のアルキル基を有するアジン系染料;C.I.Basic Yello 2(C.I.41000)、C.I.Basic Yello 3、C.I.Basic Red 1(C.I.45160)、C.I.Basic Red 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)等の塩基性染料;これらの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;ジブチル、ジオクチル等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;アミノ基を有するビニル系ポリマー、アミノ基を有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂;モノアゾ染料の金属錯塩;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4級アンモニウム塩;カリックスアレン系化合物等が挙げられるが、二種以上併用してもよい。なお、ブラック以外のカラートナーにおいては、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好ましい。
外添剤としては、特に限定されないが、シリカ、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粒子;ソープフリー乳化重合法により得られる平均粒径が0.05~1μmのポリメタクリル酸メチル粒子、ポリスチレン粒子等の樹脂粒子などが挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、表面が疎水化処理されているシリカ、酸化チタン等の金属酸化物粒子が好ましい。さらに、疎水化処理されているシリカ及び疎水化処理されている酸化チタンを併用し、疎水化処理されているシリカよりも疎水化処理されている酸化チタンの添加量を多くすることにより、湿度に対する帯電安定性に優れるトナーが得られる。
(補給用現像剤)
本発明の補給用現像剤は、上記本発明のキャリアとトナーを含む。本発明のキャリアを、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。そのため、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に有効である。高画像面積印字は、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上がる。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。
補給用現像剤の混合比率は、キャリア1質量部に対してトナーを2質量部以上50質量部以下の配合割合とすることが好ましい。トナーが2質量部以上の場合、補給キャリア量が多すぎることを防止し、キャリア供給過多を抑え、現像装置中のキャリア濃度が高くなりすぎることを抑えられる。このため、現像剤の帯電量が増加することを抑えられる。また、現像剤帯電量が上がりすぎることを抑え、現像能力が下がり画像濃度が低下することを抑えられる。50質量部以下の場合、補給用現像剤中のキャリア割合が少なくなることを抑え、画像形成装置中のキャリアの入れ替わりを十分に行うことができ、キャリア劣化に対する効果が低下することを抑えることができる。
(画像形成装置及び画像形成方法)
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を帯電させる帯電手段と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を本発明の現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー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トナー像を定着させる定着手段とを有することを特徴とする。更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有する。
本発明の画像形成方法は、静電潜像担持体を帯電させる帯電工程と、前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像を本発明の現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着工程とを有することを特徴とする。更に必要に応じて適宜選択したその他の手工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を有していてもよい。
また、現像手段では、前記静電潜像担持体に近接した状態で回転し本発明の現像剤を担持する現像剤担持体により、前記静電潜像を本発明の現像剤を用いて現像してトナー像を形成してもよい。同様に、現像工程では、前記静電潜像担持体に近接した状態で回転し本発明の現像剤を担持する現像剤担持体により、前記静電潜像を本発明の現像剤を用いて現像してトナー像を形成してもよい。
図1に、本発明の画像形成装置の第一例を示す。画像形成装置100Aは、感光体ドラム10と、帯電ローラ20と、露光装置と、現像装置40と、中間転写ベルト50と、クリーニングブレードを有するクリーニング装置60と、除電ランプ70とを備える。
中間転写ベルト50は、内側に配置されている3個のローラ51で張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。3個のローラ51の一部は、中間転写ベルト50に転写バイアス(一次転写バイアス)を印加することが可能な転写バイアスローラとしても機能する。また、中間転写ベルト50の近傍に、クリーニングブレードを有するクリーニング装置90が配置されている。さらに、転写紙95にトナー像を転写するための転写バイアス(二次転写バイアス)を印加することが可能な転写ローラ80が中間転写ベルト50と対向して配置されている。
また、中間転写ベルト50の周囲には、中間転写ベルト50に転写されたトナー像に電荷を付与するためのコロナ帯電装置58が、中間転写ベルト50の回転方向に対して、感光体ドラム10と中間転写ベルト50の接触部と、中間転写ベルト50と転写紙95の接触部との間に配置されている。
現像装置40は、現像ベルト41と、現像ベルト41の周囲に併設したブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cから構成されている。なお、各色の現像ユニット45は、現像剤収容部42、現像剤供給ローラ43及び現像ローラ(現像剤担持体)44を備える。また、現像ベルト41は、複数のベルトローラで張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。さらに、現像ベルト41の一部が感光体ドラム10と接触している。
次に、画像形成装置100Aを用いて画像を形成する方法について説明する。まず、帯電ローラ20を用いて、感光体ドラム10の表面を一様に帯電させた後、露光装置を用いて、感光ドラム10に露光光Lを露光し、静電潜像を形成する。次に、感光ドラム10上に形成された静電潜像を、現像装置40から供給されたトナーで現像してトナー像を形成する。さらに、感光体ドラム10上に形成されたトナー像が、ローラ51から印加された転写バイアスにより、中間転写ベルト50上に転写(一次転写)された後、転写ローラ80から印加された転写バイアスにより、転写紙95上に転写(二次転写)される。一方、トナー像が中間転写ベルト50に転写された感光体ドラム10は、表面に残留したトナーがクリーニング装置60により除去された後、除電ランプ70により除電される。
図2に、本発明で用いられる画像形成装置の第二例を示す。画像形成装置100Bは、現像ベルト41を設けずに、感光体ドラム10の周囲に、ブラック現像ユニット45K、イエロー現像ユニット45Y、マゼンタ現像ユニット45M及びシアン現像ユニット45Cが直接対向して配置されている以外は、画像形成装置100Aと同様の構成を有する。
図3に、本発明で用いられる画像形成装置の第三例を示す。画像形成装置100Cは、タンデム型カラー画像形成装置であり、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とを備える。
複写装置本体150の中央部に設けられている中間転写ベルト50は、3個のローラ14、15及び16に張架されている無端ベルトであり、図中、矢印方向に移動することができる。ローラ15の近傍には、トナー像が記録紙に転写された中間転写ベルト50上に残留したトナーを除去するためのクリーニングブレードを有するクリーニング装置17が配置されている。ローラ14及び15により張架された中間転写ベルト50に対向すると共に、搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像形成ユニット120Y、120C、120M及び120Kが並置されている。
また、画像形成ユニット120の近傍には、露光装置21が配置されている。さらに、中間転写ベルト50の画像形成ユニット120が配置されている側とは反対側には、二次転写ベルト24が配置されている。なお、二次転写ベルト24は、一対のローラ23に張架されている無端ベルトであり、二次転写ベルト24上を搬送される記録紙と中間転写ベルト50は、ローラ16と23の間で接触することができる。
また、二次転写ベルト24の近傍には、一対のローラに張架されている無端ベルトである定着ベルト26と、定着ベルト26に押圧されて配置された加圧ローラ27とを備える定着装置25が配置されている。なお、二次転写ベルト24及び定着装置25の近傍に、記録紙の両面に画像を形成する場合に、記録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、画像形成装置100Cを用いて、フルカラー画像を形成する方法について説明する。まず、原稿自動搬送装置(ADF)400の原稿台130上に、カラー原稿をセットするか、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、カラー原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じる。スタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした場合は、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場合は、直ちに、スキャナ300が駆動し、光源を備える第1走行体33及びミラーを備える第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33から照射された光の原稿面からの反射光を第2走行体34で反射した後、結像レンズ35を介して、読み取りセンサ36で受光することにより、原稿が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報が得られる。
各色の画像情報は、各色の画像形成ユニット120に伝達され、各色のトナー像が形成される。各色の画像形成ユニット120は、図3に示すように、それぞれ、感光体ドラム10と、感光体ドラム10を一様に帯電させる帯電ローラ160と、各色の画像情報に基づいて、感光体ドラム10に露光光Lを露光し、各色の静電潜像を形成する露光装置と、静電潜像を各色の現像剤で現像して各色のトナー像を形成する現像装置61と、トナー像を中間転写ベルト50上に転写させるための転写ローラ62と、クリーニングブレードを有するクリーニング装置63と、除電ランプ64とを備える。
各色の画像形成ユニット120で形成された各色のトナー像は、ローラ14、15及び16に張架されて移動する中間転写体50上に順次転写(一次転写)され、重ね合わされて複合トナー像が形成される。
一方、給紙テーブル200においては、給紙ローラ142の一つを選択的に回転させ、ペーパーバンク143に多段に備える給紙カセット144の一つから記録紙を繰り出し、分離ローラ145で1枚ずつ分離して給紙路146に送出し、搬送ローラ147で搬送して複写機本体150内の給紙路148に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラを回転して手差しトレイ54上の記録紙を繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に導き、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、記録紙の紙粉を除去するためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。次に、中間転写ベルト50上に形成された複合トナー像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転させることにより、中間転写ベルト50と二次転写ベルト24との間に記録紙を送出させ、複合トナー像を記録紙上に転写(二次転写)する。なお、複合トナー像を転写した中間転写ベルト50上に残留したトナーは、クリーニング装置17により除去される。
複合トナー像が転写された記録紙は、二次転写ベルト24により搬送された後、定着装置25により複合トナー像が定着される。次に、記録紙は、切換爪55により搬送経路が切り換えられ、排出ローラ56により排紙トレイ57上に排出される。あるいは、記録紙は、切換爪55により搬送経路が切り換えられ、シート反転装置28により反転され、裏面にも同様にして画像が形成された後、排出ローラ56により排紙トレイ57上に排出される。
次に、本発明の画像形成方法におけるその他の実施形態について説明する。
まず、本発明に係る画像形成装置の他の例を挙げて説明する。図4は本発明の画像形成装置における他の例である。図4の符号101Aは駆動ローラ、101Bは従動ローラ、102は感光体ベルト、103は帯電器、104はレーザー書き込み系ユニット、105A~105Dはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを収容する現像ユニット、106は給紙カセット、107は中間転写ベルト、107Aは中間転写ベルト駆動用の駆動軸ローラ、107Bは中間転写ベルトを支持する従動軸ローラ、108はクリーニング装置、109は定着ローラ、109Aは加圧ローラ、110は排紙トレイ、113は紙転写ローラを示している。
このカラー画像形成装置では、前記転写ドラムに対して可撓性の中間転写ベルト107が使用されており、該中間転写体たる中間転写ベルト107は駆動軸ローラ107Aと一対の従動軸ローラ107Bに張架されて時計方向に循環搬送されていて、一対の従動軸ローラ107B間のベルト面を駆動ローラ101Aの外周の感光体ベルト102に対して水平方向から当接させた状態としている。
通常のカラー画像出力時は、感光体ベルト102上に形成される各色のトナー像は、形成の都度前記中間転写ベルト107に転写されて、カラーのトナー像を合成する。これを給紙カセット106から搬送される転写紙に対し紙転写ローラ113によって一括転写し、転写後の転写紙は定着装置の定着ローラ109と加圧ローラ109Aの間へと搬送され、定着ローラ109と加圧ローラ109Aによる定着後、排紙トレイ110に排紙される。
105A~105Dの現像ユニットがトナーを現像すると、現像ユニットに収容されている現像剤のトナー濃度が低下する。現像剤のトナー濃度の低下はトナー濃度センサにより検知される。トナー濃度の低下が検知されると、各現像ユニットにそれぞれ接続されているトナー補給装置が稼動し、トナーを補給してトナー濃度を上昇させる。このとき、補給されるトナーは、現像ユニットに現像剤排出機構が備わっていれば、キャリアとトナーが混合されている、いわゆるトリクル現像方式用現像剤であってもよい。
図4では中間転写ベルト上にトナー像を重ねて画像を形成しているが、中間転写ベルトを用いることなく転写ドラムから直接に記録媒体へ転写を行なうシステムにおいても、同様に本発明の画像形成装置に含まれる。
図5は、本発明で用いられる現像装置の一例を示す図であり、後述するような変形例も本発明の範疇に属するものである。本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体に近接した状態で回転し、上記本発明の現像剤を担持する現像剤担持体を有していてもよい。本発明では、攪拌するトナー量や時間によらず安定した帯電付与能力に優れる。
図5に示される例では、潜像担持体(静電潜像担持体)である感光体20に対向して配設された現像装置40は、現像剤担持体としての現像スリーブ41、現像剤収容部材42、規制部材としてのドクターブレード43、支持ケース44等から主に構成されている。
感光体20側に開口を有する支持ケース44には、内部にトナー21を収容するトナー収容部としてのトナーホッパー45が接合されている。トナーホッパー45に隣接した、トナー21と、キャリア23からなる現像剤を収容する現像剤収容部46には、トナー21とキャリア23を撹拌し、トナー21に摩擦/剥離電荷を付与するための、現像剤撹拌機構47が設けられている。
トナーホッパー45の内部には、駆動手段によって回動されるトナー供給手段としてのトナーアジテータ48及びトナー補給機構49が配設されている。トナーアジテータ48及びトナー補給機構49は、トナーホッパー45内のトナー21を現像剤収容部46に向けて撹拌しながら送り出す。
感光体20とトナーホッパー45との間の空間には、現像スリーブ41が配設されている。駆動手段で図の矢印方向に回転駆動される現像スリーブ41は、キャリア23による磁気ブラシを形成するために、その内部に現像装置40に対して相対位置不変に配設された、磁界発生手段としての磁石を有する。
現像剤収容部材42の、支持ケース44に取り付けられた側と対向する側には、ドクターブレード43が一体的に取り付けられている。ドクターブレード43は、この例では、その先端と現像スリーブ41の外周面との間に一定の隙間を保った状態で配設されている。
このような装置を適宜変更して用い、例えば次のように画像形成が遂行される。トナーホッパー45の内部からトナーアジテータ48、トナー補給機構49によって送り出されたトナー21は、現像剤収容部46へ運ばれ、現像剤撹拌機構47で撹拌される。これにより、所望の摩擦/剥離電荷が付与され、キャリア23と共に現像剤として、現像スリーブ41に担持されて感光体20の外周面と対向する位置まで搬送される。そして、トナー21のみが感光体20上に形成された静電潜像と静電的に結合することにより、感光体20上にトナー像が形成される。
図6は、図5の現像装置を有する画像形成装置の一例を示す図である。ドラム状の感光体20の周囲に、帯電部材32、像露光系33、現像装置40、転写装置50、クリーニング装置60、除電ランプ70が配置されている。この例の場合、帯電部材32の表面は、感光体20の表面とは約0.2mmの間隙を置いて非接触状態にあり、帯電部材32により感光体20に帯電を施す際、帯電部材32に図示してない電圧印加手段によって直流成分に交流成分を重畳した電界により、感光体20を帯電させる。この場合、帯電ムラを低減することが可能であり、効果的である。
現像方法を含む画像形成方法は、例えば以下の動作で行われる。
画像形成の一連のプロセスは、ネガ-ポジプロセスで説明を行なうことができる。有機光導電層を有する感光体(OPC)に代表される感光体20は、除電ランプ70で除電され、帯電チャージャ、帯電ローラ等の帯電部材32で均一にマイナスに帯電され、レーザー光学系等の像露光系33から照射されるレーザー光で潜像形成(この例では、露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる)が行われる。
レーザー光は、例えば半導体レーザーから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡(ポリゴン)等により、感光体20の表面を、感光体20の回転軸方向に走査する。このようにして形成された潜像が、現像装置40にある現像剤担持体である現像スリーブ41上に供給されたトナー及びキャリアの混合物からなる現像剤により現像され、トナー像が形成される。潜像の現像時には、電圧印加機構から現像スリーブ41に、感光体20の露光部と非露光部の間に、ある適当な大きさの直流電圧又はこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
一方、転写媒体80(例えば紙)が、給紙機構から給送され、上下一対のレジストローラで画像先端と同期をとって、感光体20と転写装置50との間に給送され、トナー像が転写される。このとき、転写装置50には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、転写媒体80は、感光体20より分離され、転写像が得られる。
また、感光体20上に残存するトナーは、クリーニング部材としてのクリーニングブレード61により、クリーニング装置60内のトナー回収室62に回収される。回収されたトナーは、トナーリサイクル手段により現像剤収容部46及び/又はトナーホッパー45に搬送され、再使用されてもよい。
画像形成装置は、上述の現像装置を複数配置し、転写媒体上へトナー像を順次転写した後、定着機構へ送り、熱等によってトナーを定着する装置であってもよく、一端中間転写媒体上へ複数のトナー像を転写し、これを一括して転写媒体に転写後同様の定着を行う装置であってもよい。
(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、前記静電潜像担持体を帯電させる帯電部材と、前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を本発明の現像剤を用いて現像する現像部と、前記静電潜像担持体をクリーニングするクリーニング部材とを有することを特徴とする。更に必要に応じてその他の手段を有していてもよい。
図7に、本発明のプロセスカートリッジの一例を示す。プロセスカートリッジ110は、感光体10、帯電装置112、現像装置113及びクリーニング装置114が一体に支持されている。帯電装置112は、感光体10を帯電する。現像装置113は、感光体10上に形成された静電潜像を本発明の現像剤を用いて現像してトナー像を形成する。クリーニング装置114は、感光体10上に形成されたトナー像を記録媒体に転写した後、感光体10上に残留したトナーを除去する。プロセスカートリッジ110は、複写機、プリンタ等の画像形成装置の本体に対して着脱可能である。
以下、プロセスカートリッジ110を搭載した画像形成装置を用いて画像を形成する方法について説明する。
まず、感光体10が所定の周速度で回転駆動され、帯電装置112により、感光体10の周面が正又は負の所定電位に均一に帯電される。次に、スリット露光方式の露光装置、レーザービームで走査露光する露光装置等の露光装置から感光体10の周面に露光光が照射され、静電潜像が順次形成される。さらに、感光体10の周面に形成された静電潜像は、現像装置113により、本発明の現像剤を用いて現像され、トナー像が形成される。
次に、感光体10の周面に形成されたトナー像は、感光体10の回転と同期されて、給紙部から感光体10と転写装置の間に給紙された転写紙に、順次転写される。さらに、トナー像が転写された転写紙は、感光体10の周面から分離されて定着装置に導入されて定着された後、複写物(コピー)として、画像形成装置の外部へプリントアウトされる。一方、トナー像が転写された後の感光体10の表面は、クリーニング装置114により、残留したトナーが除去されて清浄化された後、除電装置により除電され、繰り返し画像形成に使用される。
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、「部」は、質量部を表す。また、無機微粒子において、平均粒径とあるのは体積平均粒径を表す。
(キャリアの製造)
<キャリア製造例1>
<<樹脂液1の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液1]を調合した。
<<被覆層を有するキャリアの製造>>
キャリア芯材として[芯材粒子1](Mn系フェライト、Dv:35μm、見掛密度2.10g/cm)を用い、上記[樹脂液1]を芯材表面に厚みが0.50μmとなるようにスピラコーター(岡田精工社製)により60℃の雰囲気下で30g/minに割合で塗布し、その後、乾燥させた。得られたキャリアを、電気炉中にて230℃で1時間放置して焼成し、冷却後に目開き100μmの篩を用いて解砕して、[キャリア1]を得た。被覆層の平均厚さTは0.50μmであった。上記の処方量から逆算し、被覆層中の樹脂100質量部あたりに含まれる無機微粒子は77質量部であった。
芯材粒子の体積平均粒径の測定は、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会社)のSRAタイプを使用し、0.7μm以上、125μm以下のレンジ設定で行ったものを用いた。
芯材粒子の表面から被覆層の表面までの厚みT(μm)は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、キャリア断面を観察して求めた。また、芯材粒子の表面から被覆層の表面までの厚みTを、キャリア表面に沿って0.2μm間隔で50点測定し、得られた測定値を平均して求めた。
<キャリア製造例2>
<<樹脂液2の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒2](イソプロポキシビスエチルアセトアセテートアルミニウム)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液2]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液2]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア2]を得た。
<キャリア製造例3>
<<樹脂液3の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒3](アルミニウムトリスエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液3]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液3]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア3]を得た。
<キャリア製造例4>
<<樹脂液4の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒4](アルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液4]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液4]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア4]を得た。
<キャリア製造例5>
<<樹脂液5の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を9部加え、被覆層形成用の[樹脂液5]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液5]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア5]を得た。
<キャリア製造例6>
<<樹脂液6の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を84部加え、被覆層形成用の[樹脂液6]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液6]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア6]を得た。
<キャリア製造例7>
<<樹脂液7の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・酸化マグネシウム(平均粒径0.55[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液7]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液7]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア7]を得た。
<キャリア製造例8>
<<樹脂液8の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・ハイドロタルサイト(平均粒径0.58[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液8]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液8]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア8]を得た。
<キャリア製造例9>
<<樹脂液9の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・水酸化マグネシウム(平均粒径0.61[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液9]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液9]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア9]を得た。
<キャリア製造例10>
<<樹脂液10の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・酸化アルミニウム(平均粒径0.4[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液10]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液10]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア10]を得た。
<キャリア製造例11>
<<樹脂液11の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・酸化チタン(平均粒径0.25[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液11]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液11]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア11]を得た。
<キャリア製造例12>
<<樹脂液12の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 840部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液12]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液12]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア12]を得た。
<キャリア製造例13>
<<樹脂液13の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 252部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液13]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液13]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア13]を得た。
<キャリア製造例14>
<<樹脂液14の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を4部加え、被覆層形成用の[樹脂液14]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液14]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア14]を得た。
<キャリア製造例15>
<<樹脂液15の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を126部加え、被覆層形成用の[樹脂液15]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液15]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア15]を得た。
<キャリア製造例16>
<<樹脂液16の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 1008部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液16]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液16]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア16]を得た。
<キャリア製造例17>
<<樹脂液17の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 84部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液17]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液17]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア17]を得た。
<キャリア製造例18>
<<樹脂液18の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・硫酸バリウム(平均粒径:0.6[μm]) 650部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒5](チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート))を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液18]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液18]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア18]を得た。
<キャリア製造例19>
<<樹脂液19の製造>>
・シリコーン樹脂溶液(固形分濃度:40%) 2100部
・アミノシラン(固形分濃度:100%) 30部
・トルエン 6100部
以上の各材料をホモミキサーにて10分間分散し、[触媒1](ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート)を34部加え、被覆層形成用の[樹脂液19]を調合した。
キャリア製造例1において、[樹脂液1]を上記[樹脂液19]に変更したこと以外はキャリア製造例1と同様にして[キャリア19]を得た。
(トナー製造例)
<ポリエステル樹脂A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のエチレンオキシド2モル付加物65部、ビスフェノールAのプロピオンオキシド3モル付加物86部、テレフタル酸274部及びジブチルスズオキシド2部を投入し、常圧下、230℃で15時間反応させた。次に、5~10mmHgの減圧下、6時間反応させて、[ポリエステル樹脂A]を合成した。得られた[ポリエステル樹脂A]は、数平均分子量(Mn)が2,300、重量平均分子量(Mw)が8,000、ガラス転移温度(Tg)が58℃、酸価が25mgKOH/g、水酸基価が35mgKOH/gであった。
<プレポリマー(活性水素基含有化合物と反応可能な重合体)の合成>
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部、及びジブチルチンオキサイド2部を仕込み、常圧下で、230℃にて8時間反応させた。次いで、10~15mHgの減圧下で、5時間反応させて、中間体ポリエステルを合成した。
得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量(Mn)が2,100、重量平均分子量(Mw)が9,600、ガラス転移温度(Tg)が55℃、酸価が0.5、水酸基価が49であった。
次に、冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、前記中間体ポリエステル411部、イソホロンジイソシアネート89部、及び酢酸エチル500部を仕込み、100℃にて5時間反応させて、[プレポリマー](活性水素基含有化合物と反応可能な重合体)を合成した。
得られた[プレポリマー]の遊離イソシアネート含有量は、1.60質量%であり、[プレポリマー]の固形分濃度(150℃、45分間放置後)は50質量%であった。
<ケチミン(活性水素基含有化合物)の合成>
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、イソホロンジアミン30部及びメチルエチルケトン70部を仕込み、50℃にて5時間反応を行い、[ケチミン](活性水素基含有化合物)を合成した。得られた[ケチミン](活性水素機含有化合物)のアミン価は423であった。
<マスターバッチの作製>
水1,000部、DBP吸油量が42mL/100g、pHが9.5のカーボンブラックPrintex35(デグサ社製)540部、及び1,200部のポリエステル樹脂Aを、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。次に、二本ロールを用いて、得られた混合物を150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、[マスターバッチ]を作製した。
<水系媒体の調製>
イオン交換水306部、リン酸三カルシウムの10質量%懸濁液265部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.0部を混合攪拌し、均一に溶解させて、[水系媒体]を調製した。
<臨界ミセル濃度の測定>
界面活性剤の臨界ミセル濃度は以下の方法で測定した。表面張力計Sigma(KSV Instruments社製)を用いて、Sigmaシステム中の解析プログラムを用いて解析を行なった。界面活性剤を[水系媒体]に対して0.01%ずつ滴下し、攪拌、静置後の界面張力を測定した。得られた表面張力カーブから、界面活性剤の滴下によっても界面張力が低下しなくなる界面活性剤濃度を臨界ミセル濃度として算出した。[水系媒体]に対するドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの臨界ミセル濃度を表面張力計Sigmaで測定を行ったところ、[水系媒体]の質量に対して0.05%であった。
<トナー材料液の調製>
ビーカー内に、[ポリエステル樹脂A]を70部、[プレポリマー]を10部及び酢酸エチル100部を入れ、攪拌して溶解させた。離型剤としてパラフィンワックス5部(日本精鑞社製 HNP-9 融点75℃)、MEK-ST(日産化学工業社製)2部、及び[マスターバッチ]10部を加えて、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/時、ディスクの周速度6m/秒で、粒径0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスした後、前記[ケチミン]2.7部を加えて溶解させ、[トナー材料液]を調製した。
<乳化乃至分散液の調製>
前記[水系媒体]150部を容器に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用い、回転数12,000rpmで攪拌し、これに前記[トナー材料液]100部を添加し、10分間混合して[乳化スラリー](乳化乃至分散液)を調製した。
<有機溶剤の除去>
攪拌機及び温度計をセットしたコルベンに、前記[乳化スラリー]100部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら30℃にて12時間脱溶剤し、[分散スラリー]を調製した。
<洗浄>
前記[分散スラリー]100部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過する操作を2回行った。得られた濾過ケーキに10質量%水酸化ナトリウム水溶液20部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて30分間)した後減圧濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過する操作を2回行った。更に得られた濾過ケーキに10質量%塩酸20部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。
<界面活性剤量調整>
上記洗浄により得られた濾過ケーキに、イオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した際のトナー分散液の電気伝導度を測定し、事前に作成した界面活性剤濃度の検量線より、トナー分散液の界面活性剤濃度を算出した。その値から、界面活性剤濃度が狙いの界面活性剤濃度0.05%になるように、イオン交換水を追加し、[トナー分散液]を得た。
<表面処理工程>
前記所定の界面活性剤濃度に調整された[トナー分散液]を、TK式ホモミキサーで5000rpmで混合しながら、ウォーターバスで加熱温度T1=55℃で10時間加熱を行なった。その後[トナー分散液]を25℃まで冷却し、濾過を行なった。更に得られた濾過ケーキに、イオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーで混合(回転数12,000rpmにて10分間)した後濾過した。
<乾燥>
得られた最終濾過ケーキを循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー母体粒子1]を得た。
<外添処理>
さらに、[トナー母体粒子1]を100部に対して、平均粒径100nmの疎水性シリカ3.0部と、平均粒径20nmの酸化チタン1.0部と、平均粒径15nmの疎水性シリカ微粉体を1.5部とをヘンシェルミキサーにて混合し、[トナー1]を得た。
(実施例1)
トナー製造例で得た[トナー1]を7質量部と、キャリア製造例1で得た[キャリア1]を93質量部用い、ミキサーで3分攪拌して[現像剤1]を作製した。
(実施例2~17)
表2に示すように、実施例1において[キャリア1]を[キャリア2~17]に変更したこと以外は実施例1と同様にして[現像剤2~17]を作製した。
(比較例1)
[キャリア1]を[キャリア18]に変更したこと以外は実施例1と同様にして[現像剤18]を作製した。
(比較例2)
[キャリア1]を[キャリア19]に変更したこと以外は実施例1と同様にして[現像剤19]を作製した。
得られた現像剤について、各キャリアの被覆層の構成を表1に示した。なお、表1中、触媒の含有量とあるのは、樹脂100質量部に対する含有量であり、無機微粒子の含有量とあるのは、樹脂100質量部に対する含有量である。
Figure 2023005605000002
(評価)
得られた現像剤を用いて、下記の評価を行った。
長期印刷時におけるキャリアの削れ、抵抗の変動の評価としてエッジキャリア付着、ベタキャリア付着の評価を行い、長期印刷時の帯電安定性の評価として、トナー飛散、地肌かぶり、画像濃度(ID)、帯電立ち上がり性、経時帯電安定性の評価を行った。
また、得られた現像剤を用いて市販のデジタルフルカラー複合機(株式会社リコー製、Pro C9100)にセットし、画像評価を実施した。用いた装置は図5等に示す現像剤担持体を有している。
<トナー飛散>
100万枚ランニング後に現像剤担持体の下部に溜まったトナーの量を吸引、回収し、トナー重量を測定した。評価基準を以下に示す。
[評価基準]
0mg以上 50mg未満:◎(大変良好)
50mg以上100mg未満:○(良好)
100mg以上250mg未満:△(使用可能)
250mg以上 :×(不良)
<地肌かぶり>
本発明の重要な狙いの一つに、無機微粒子を用いることで、印刷開始から長期間に渡って安定した帯電能力が得られるということがある。その狙いを評価する方法の一つとして、地肌かぶり評価がある。地肌かぶり評価は、以下の測定を行うことで評価した。
100万枚ランニング後に白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上のトナーをテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差(ΔID)を938スペクトロデンシトメーター(X-Rite社製)により測定を行なった。評価基準を以下に示す。
[評価基準]
0以上0.005未満:◎(大変良好)
0.005以上0.01未満 :○(良好)
0.01以上 0.02未満 :△(使用可能)
0.02以上 :×(不良)
<エッジキャリア付着>
100万枚ランニング後にマシンを環境評価室(10℃15%の低温低湿環境)に入れて一日放置し、その後、各現像剤を用いてエッジキャリア付着を評価した。
現像条件(帯電電位(Vd):-630V、現像バイアス:DC-500V)にて170μm×170μmを1マスとして、ベタ部と白紙を縦横交互に配置させた画像をA3サイズで出力し、1マス1マスの境目にあるキャリア付着による画像の白抜け個数をカウントした。評価基準を下記に示す。
[評価基準]
0個:◎(大変良好)
1~3個:○(良好)
4~10個:△(使用可能)
11個以上:×(不良)
<ベタキャリア付着>
100万枚ランニング後にマシンを実験室環境(25℃60%環境)にて、各現像剤を用いてベタキャリア付着を評価した。
ベタ画像を所定の現像条件(帯電電位(Vd):-600V、画像部(ベタ原稿)にあたる部分の感光後の電位:-100V、現像バイアス:DC -500V)にて作像中に電源をOFFにする等の方法で作像を中断し、転写後の感光体上のキャリア付着の個数を数えて評価を実施した。なお、評価する領域は感光体上の10mm×100mmの領域とした。評価基準を下記に示す。
[評価基準]
0個:◎(大変良好)
1~3個:○(良好)
4~10個:△(使用可能)
11個以上:×(不良)
<画像濃度(ID)>
マシンを環境評価室(10℃15%の低温低湿環境)に入れて100K枚(100000枚)ラン後、白ベタ、及び黒ベタ画像、A3紙(銘柄:RICOH MyPaper)を各3枚を印字し、画像サンプル上の画像濃度(目視評価)を評価した。評価結果を次の4段階でランク付けした。
[評価基準]
色が非常に濃い :◎(大変良い)
色が濃い :○(良い)
色がわずかに薄い:△(使用可能)
色が薄い :×(悪い)
<帯電立ち上がり性>
初期のキャリア93質量%に対しトナー7質量%の割合で混合し、摩擦帯電させたサンプルを、ブローオフTB-200(東芝ケミカル社製)を用いて測定する。このとき、キャリアとトナーの混合を開始し、15秒時点での帯電量をQ1とし、混合開始後600秒時点での帯電量をQ2とする。
帯電立ち上がり性は、(Q1-Q2)/(Q1)×100の絶対値と規定した。
評価基準を以下に示す。
[評価基準]
15以上 :◎(大変良好)
10以上15未満:○(良好)
5以上10未満:△(使用可能)
0以上5未満 :×(不良)
<経時帯電安定性>
リコー社製Pro C9100(リコー製デジタルカラー複写機・プリンタ複合機)に実施例及び比較例の[現像剤1~17]と、それらの補給用現像剤を用いて、画像面積率40%で100万枚のランニング後のキャリアで評価を行った。
まず、初期のキャリアの帯電量(Q1)は、[キャリア1~17]と[トナー1]を質量比93:7で混合し、摩擦帯電させたサンプルを、ブローオフ装置TB-200(東芝ケミカル社製)を用いて測定した。また、100万枚ランニング後のキャリアの帯電量(Q2)は、ブローオフ装置を用いてランニング後の現像剤中の各色のトナーを除去したキャリアを用いた以外は、上記と同様にして測定した。
帯電量の変化率は、(Q1-Q2)/(Q1)×100の絶対値と規定した。
評価基準を以下に示す。
[評価基準]
0以上5未満:◎(大変良好)
5以上10未満:○(良好)
10以上20未満:△(使用可能)
20以上 :×(不良)
評価結果を表2に示す。
Figure 2023005605000003
(図1~図3、図7)
10 感光体
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
24 二次転写ベルト
25 定着装置
40 現像装置
50 中間転写体
60 クリーニング装置
61 現像器
62 転写帯電器
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 記録紙
110 プロセスカートリッジ
112 帯電装置
113 現像装置
114 クリーニング装置
(図4)
102 感光体ベルト
103 帯電器
104 レーザー書き込み系ユニット
105 現像ユニット
107 中間転写ベルト
108 クリーニング装置
109 定着ローラ
(図5、図6)
20 感光体
21 トナー
23 キャリア
32 帯電部材
33 像露光系
40 現像装置
41 現像スリーブ
42 現像剤収容部材
43 ドクターブレード
45 トナーホッパー
46 現像剤収容部
47 現像剤撹拌機構
49 トナー補給機構
50 転写装置
60 クリーニング装置
61 クリーニングブレード
62 トナー回収室
80 転写媒体
特開昭58-108548号公報 特許第3691115号公報 特公平1-19584号公報 特公平3-628号公報 特開平6-202381号公報 特開2012-58448号公報 特開2012-58421号公報

Claims (9)

  1. 芯材粒子と該芯材粒子を被覆する被覆層を有するキャリアであって、
    前記被覆層は、樹脂、無機微粒子及びアルミニウム触媒を含有し、
    前記アルミニウム触媒は、ジイソプロポキシアルミニウムエチルアセトアセテート、イソプロポキシビスエチルアセトアセテートアルミニウム、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート及びアルミニウムジブトキシドエチルアセトアセテートからなる群より選択される1種又は2種以上のアルミニウムキレート化合物を含有することを特徴とするキャリア。
  2. 前記アルミニウム触媒の固形分は、前記樹脂100質量部に対して1質量部以上10質量部以下であることを特徴とする請求項1に記載のキャリア。
  3. 前記無機微粒子は、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム及びハイドロタルサイトから選択される1種以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のキャリア。
  4. 前記無機微粒子は、前記樹脂100質量部に対して30質量部以上100質量部以下含まれることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のキャリア。
  5. 請求項1~4のいずれかに記載のキャリアを用いることを特徴とする現像剤。
  6. 請求項1~4のいずれかに記載のキャリア及びトナーを含む補給用現像剤であって、
    前記キャリア1質量部に対して前記トナーを2質量部以上50質量部以下含有することを特徴とする補給用現像剤。
  7. 静電潜像担持体と、
    前記静電潜像担持体を帯電させる帯電手段と、
    前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
    前記静電潜像担持体に近接した状態で回転し請求項5に記載の現像剤を担持する現像剤担持体により、前記静電潜像を請求項5に記載の現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、
    前記静電潜像担持体上に形成されたトナー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トナー像を定着させる定着手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
  8. 静電潜像担持体と、
    前記静電潜像担持体を帯電させる帯電部材と、
    前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を請求項5に記載の現像剤を用いて現像する現像部と、
    前記静電潜像担持体をクリーニングするクリーニング部材とを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  9. 静電潜像担持体を帯電させる帯電工程と、
    前記静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光工程と、
    前記静電潜像担持体に近接した状態で回転し請求項5に記載の現像剤を担持する現像剤担持体により、前記静電潜像を請求項5に記載の現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、
    前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写工程と、
    前記記録媒体に転写されたトナー像を定着させる定着工程とを有することを特徴とする画像形成方法。
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