JP4103517B2 - Electrostatic latent image developing carrier, electrostatic latent image developer, and image forming method - Google Patents

Electrostatic latent image developing carrier, electrostatic latent image developer, and image forming method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセス、静電記録プロセスにおいて用いられる静電潜像現像用キャリア、静電潜像現像剤、及び画像形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真プロセスにおいては、感光体や静電記録体の表面に種々の手段を用いて静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーと呼ばれる帯電性微粒子を付着させて、静電潜像を現像する方法が従来から一般的に用いられている。この方法においては、キャリアと呼ばれる担体粒子(磁性粒子)をトナーと混合し、両者を相互に摩擦帯電させて、前記トナーに適当量の正または負の電荷を付与することによって、トナーを前記静電潜像に付着させている。
【0003】
前記キャリアは、一般に表面に被覆層を有する被覆型キャリアと、表面に被覆層を有しない非被覆型キャリアとに大別されるが、現像剤の寿命等を考慮した場合には、前記被覆型キャリアの方が優れているため、種々の被覆型キャリアが開発され、かつ実用化されている。
【0004】
前記被覆型キャリアには、前記トナーに適当な帯電性(電荷量や電荷分布)を付与すること、その帯電性を長期間維持させ得る特性が求められ、このためには、キャリアの耐衝撃性、耐摩耗性、そして湿度や温度等の環境変化に対しても、トナーの帯電性を変化させないことが要求され、種々の被覆型キャリアが提案されている。
【0005】
キャリアの劣化原因としては、従来より主に以下の2つが考えられている。
1つには、キャリア被覆樹脂表面へのトナー成分の固着が挙げられる。すなわち、キャリアとは逆極性のトナーや外添剤がキャリア被覆樹脂表面に付着すると、キャリアの帯電付与能力が低下する。また、絶縁性のトナーが付着することによりキャリアの抵抗が上昇する。
【0006】
さらには、経時的なストレスによる被覆樹脂の剥がれが挙げられる。すなわち、キャリア表面の被覆樹脂量の少なくなると帯電付与能力が低下し、また、芯材(芯材)が露出すると同様に帯電付与能力が低下し、キャリアの抵抗も低下してしまう。
【0007】
これらの問題に対し、フッ素樹脂やシリコーン樹脂等を用いて被覆樹脂の表面エネルギーを下げ、キャリア表面の汚染を防止したり、被覆樹脂の強度を向上させて、被覆樹脂の剥がれや欠けを抑制したりすることが提案されている。しかし、低表面エネルギー材料は芯材との密着性が悪く、被覆樹脂の耐汚染性と耐剥離性を同時に備えることは困難であった。
【0008】
そこで、被覆樹脂の密着性を向上させて帯電付与維持性を改善する目的で、(メタ)アクリル酸エステル単量体とカルボキシル基を有する単量体との共重合体を被覆したキャリアが提案された(例えば、特許文献1参照)。ここで使用するカルボキシル基は、キャリアの負帯電性付与能力を向上させ、金属等の芯材との密着性を高めて耐久性を向上させるのに有効であるが、被覆樹脂の表面に、親水性基であるカルボキシル基が露出して吸湿性を呈するため、帯電付与能力が低下し、汚染され易いという欠点があった。
【0009】
また、キャリア芯材(芯材)表面を、含窒素フッ化アルキル(メタ)アクリレートとビニル系モノマーとの共重合体や、フッ化アルキル(メタ)アクリレートと含窒素ビニル系モノマーとの共重合体などで被覆した、トナーや外添剤に汚染され難く、比較的長寿命の被覆型キャリアが提案されている(例えば、特許文献2〜4参照)。しかし、上記フッ素系樹脂は帯電付与能力が乏しく、例えば高帯電性の極性基を有する含窒素ビニル系モノマーやメチルメタクリル酸エステルモノマーを共重合させると、環境依存性が悪化するという問題があった。
【0010】
そこで、上記環境依存性悪化という問題を解決するために、メタクリル酸エステルモノマーに着目し、耐湿性に優れたメタクリル酸シクロアルキルエステル重合体を被覆したキャリアが提案された(例えば、特許文献5参照)。しかし、このキャリアは、メチルメタクリル酸重合体を被覆したキャリアに比べ帯電レベルが低く、加えて脆いため、芯材との密着性が悪い等の問題があった。
【0011】
これを改善するため、メタクリル酸シクロアルキルエステルとメチルメタクリル酸との共重合体を被覆したキャリアが提案された(例えば、特許文献6参照)。しかし、シクロアルキルエステルは脆いため剥がれ易く、メチルメタクリル酸の組成比を上げると、環境依存性が悪化することなどから、耐久性及び環境依存性を両立させることは困難であった。
【0012】
また、アクリル酸ターシャルブチル成分とアクリル酸メチル成分とを含む共重合体を被覆したキャリアが提案されているが(特許文献7)、これらの(メタ)アクリル酸エステル種を2種以上含有させると、ホモポリマーを単独で用いる被覆型キャリアより、帯電付与特性の制御が容易である。しかし、シクロアルキルエステルを用いた場合同様、芯材との密着性が低下し脆くなるため、耐久性が劣り、帯電付与維持性に問題があった。
このように、キャリアの信頼性の要求項目である、帯電レベル、帯電付与維持性、環境依存性、耐汚染性、及び耐久性を同時に満たすことは非常に困難であった。
【0013】
一方、被覆樹脂層の表面に関し、表面のF/N比(フッ素原子/窒素原子比)を規定したキャリアが提案された(例えば、特許文献8参照)。被覆樹脂層の表面を一定範囲のF/N比にすることにより、被覆樹脂層の耐スペント性とトナーへの帯電付与能力の向上が見られ、帯電性が経時変化せず安定して良好な状態の画像を形成することができる。しかし、被覆樹脂層表面が一定範囲のF/N比に保たれていても、原子レベルでは不均一な分散になっており、トナーへの均一帯電性、耐スペント性、帯電付与維持性をより向上させるには、さらなる均一分散が必要である。
【0014】
また別の改善手段として、樹脂中に磁性粉末を分散させた軽量キャリアが多数提案されており、例えば、ポリオレフィン系樹脂に磁性粉を溶融混合し、噴霧冷却することにより、磁性粉分散型球形キャリアを得ることが提案されている(例えば、特許文献9参照)。しかし、このキャリアはキャリア表面へのトナー汚染を防止する上では有効であるものの、帯電付与能力が十分でないため、補給トナーの帯電不良を改善できない。
【0015】
また、アミノ樹脂などの機能性材料を、重合性単量体と磁性粉とともに混合し、懸濁重合してキャリア化する方法が提案されている(例えば、特許文献10、11参照)。これらのキャリアは、中心より表面側ののアミノ樹脂濃度が高く、帯電立ち上がり速度の向上による補給トナーの帯電不良の改善には有効ではあるものの、キャリア表面へのトナー汚染を十分に防止することができず、満足なものとなっていない。さらに、このような機能性材料が濃度勾配を有するキャリアは、キャリア表面の摩耗によって、表面組成が変化しやすく、帯電劣化の要因となる。
【0016】
さらに、表面にビニル基を導入したアミノ樹脂粉末、ビニル単量体及び磁性粉を混合し、懸濁重合してキャリア化する方法が提案されている(例えば、特許文献12参照)。このキャリアも、帯電立ち上がり速度の向上による補給トナーの帯電不良の改善には有効ではあるものの、キャリア表面へのトナー汚染が防止しきれず満足なものとなっていない。
【0017】
【特許文献1】
特開平2−114271号公報
【特許文献2】
特開昭61−80161号公報
【特許文献3】
特開昭61−80161号公報
【特許文献4】
特開昭61−80163号公報
【特許文献5】
特開昭59−104664号公報
【特許文献6】
特開平7−114219号公報
【特許文献7】
特開昭60−66264号公報
【特許文献8】
特開平9−319157号公報
【特許文献9】
特公平7−46236号公報
【特許文献10】
特開平5−197209号公報
【特許文献11】
特開平5−197210号公報
【特許文献12】
特開平7−46236号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、帯電性、帯電付与維持性、環境安定性、耐久性、耐汚染性に優れた静電潜像現像用キャリア、該キャリアを用いた現像剤、及び、高画質の画像を形成することができる画像形成方法を提供しようとするものである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
<1> 表面に樹脂を有する静電潜像現像用キャリアであって、フッ素原子含有樹脂及び液状の分散媒を含む媒体に接触させることで、前記樹脂を膨潤させ、前記フッ素原子含有樹脂が該樹脂に入り込んだ後、前記分散媒を除去することにより、フッ素原子含有樹脂を前記樹脂中に分散させたことを特徴とする静電潜像現像用キャリアである。
【0020】
<2> トナーとキャリアとを含有する静電潜像現像剤であって、前記キャリアが<1>に記載の静電潜像現像用キャリアであることを特徴とする静電潜像現像剤である。
【0021】
<3> 前記トナーが、結着樹脂中にカルボキシル基含有単量体を含むことを特徴とする<2>に記載の静電潜像現像剤である。
【0022】
<4> 前記トナーが、湿式法で製造されてなることを特徴とする<2>に記載の静電潜像現像剤である。
【0023】
<5> 静電潜像荷担持体表面に静電潜像を形成する工程、現像剤担持体表面の現像剤で前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程、該トナー画像を被記録体表面へ転写して転写画像を形成する転写工程、及び被記録体表面に転写された転写画像を定着する定着工程を含む画像形成方法であって、前記現像剤が、<2>〜<4>のいずれかに記載の静電潜像現像剤であることを特徴とする画像形成方法である。
【0024】
本発明者等は、キャリア表面の樹脂を膨潤させ、フッ素原子含有樹脂を入り込ませる製法により作製したキャリア、つまりは表面組成が均一かつ低表面エネルギーであり、材料の密着性が改善されているキャリアを用いることにより、トナーに均一帯電を与え、表面にトナーや外添剤が付着し難く、フッ素原子含有樹脂を含む表面の摩耗が少なく、帯電付与維持性に優れた静電潜像現像用キャリアの提供を可能にした。また、前記キャリアに対して特定のトナーを使用することにより、さらに均一帯電性、帯電付与維持性を向上することができ、高画質の画像形成を可能にした。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
<<静電潜像現像用キャリア>>
本発明の静電潜像現像用キャリアは、表面に樹脂を有する静電潜像現像用キャリアであって、フッ素原子含有樹脂及び液状の分散媒を含む媒体に接触させることで、前記樹脂を膨潤させ、前記フッ素原子含有樹脂が該樹脂に入り込んだ後、前記分散媒を除去することにより、フッ素原子含有樹脂を前記樹脂中に残存させたことを特徴とする。
【0026】
前記表面に樹脂を有する静電潜像現像用キャリアとしては、樹脂被覆キャリアと樹脂キャリアとがある。
<樹脂被覆キャリア>
本発明に用いる樹脂被覆キャリアとは、芯材の表面を被覆樹脂層で被覆したキャリアである。
−芯材−
前記芯材はキャリアのコアとなるものであり、その材質は特に制限されるものではないが、例えば、鉄、鋼、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酸化物、ガラスビーズなどを挙げることができる。その中でも現像に磁気ブラシ法を採用する場合には、磁性材料を使用することが好ましい。
【0027】
上記芯材の体積平均粒径は、10〜150μmの範囲であることが好ましく、20〜100μmの範囲であることがより好ましい。なお、芯材の真比重は、4〜6g/cm3程度の範囲である。
【0028】
本発明に用いられるもう1つのキャリア用芯材として、樹脂中に磁性粉を分散した球形コア(磁性粉分散型コア)を挙げることができる。この球形コアは比重が小さいため、トナー及びキャリアに対するストレスを抑制することができる利点があり、後述する被覆樹脂層と組み合わせることにより、帯電付与維持性及び環境安定性を確保する上で有効である。
【0029】
上記、磁性粉分散型コアに用いる樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の架橋系樹脂や、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。
【0030】
上記磁性粉分散型コアは、平均粒径が前記の芯材と同じ範囲のものを使用することができ、形状係数SF1は、125以下であることが好ましい。また、真比重は3〜5g/cm3の範囲であることが好ましく、飽和磁化は40emu/g以上であることが好ましい。
【0031】
なお、前記形状係数SF1は、スライドガラス表面に散布した磁性体分散型コアの光学顕微鏡像を、ビデオカメラを介してルーゼックス画像解析装置に取り込み、100個以上の球形コアについて最大長(ML)と投影面積(A)を測定し、ML2/Aの平均値として求めたものである。
【0032】
−被覆樹脂層−
本発明における被覆樹脂層のマトリックス樹脂としては、例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン系樹脂、ポリビニリデン系樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル樹酸共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリビニルカルバゾール、ポリウレタン、アミノ樹脂、ポリメタクリル酸メチル、フッ素樹脂、スチレン系ゴム、ブチル系ゴム、ブタジエン系ゴム、ニトリル系ゴム、エチレン−プロピレン系ゴム、ハイパロン系、アクリル系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム、またはそれらの混合物が挙げられる。また、後述するフッ素原子含有樹脂として挙げた樹脂も用いることができる。
【0033】
前記の中では、帯電付与性の高い樹脂である窒素原子含有樹脂をバインダーに用いることが好ましく、これにより高帯電付与が可能になる。上記窒素原子含有樹脂としては、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂であってもよいが、比較的硬度が高いという点で熱硬化性樹脂の方が好ましい。
【0034】
前記窒素原子含有樹脂としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリビニルカルバゾール、ポリウレタン、アミノ樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、スチレン−ジメチルアミノアクリレート共重合体(以下「St/DMAA」と略記することがある)などが挙げられる。これらの中では、耐摩耗性の点で、メラミン樹脂、スチレン−ジメチルアミノアクリレート共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタンが好ましく用いられ、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂が特に好ましく用いられる。
【0035】
上記樹脂には導電性成分または添加物が含有される。該電導性成分としては金、銀、銅といった金属や、カーボンブラック、さらに酸化チタン、酸化亜鉛といった半導電性酸化物、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム粉末等の表面を酸化スズやカーボンブラック、金属で覆ったもの等がある。これらの中では、製造安定性、コスト、導電性の良さからカーボンブラックが好ましい。
【0036】
カーボンブラックの種類としては特に制限されるものではなく、公知のものが使用でき、特に製造安定性のよいDBP吸油量が50〜250ml/gの範囲のカーボンブラックが好ましい。具体的には、例えばVulcan XC−72(Cabot社製)、KETJEN black EC(LIONNAKUZO社製)、TOKABLACK 5500、同4500(東海カーボン(株)社製)、CONDUCTEX 975(COLUMBIAN CARBON社製)、Printex L(Degussa社製)等の導電性カーボンブラック;例えばEPT−1 Powder(小笠原工業(株)製)等の導電グラファイト;その他粉末として、導電性酸化亜鉛T−1(三菱マテリアル社製)等のアンチモンなどにより表面処理された酸化スズ、SE−0326(BASF社製)等の四三酸化鉄粉などが挙げられる。
なお、これらの導電性材料の体積平均粒径は、0.01〜5μmの範囲であることが好ましい。
【0037】
被覆樹脂層形成用溶液に使用する溶剤は、マトリックス樹脂を溶解するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、キシレン、トルエ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;クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化物;などを使用することができる。
【0038】
被覆樹脂をキャリアの芯材表面に形成する代表的な方法としては、被覆樹脂層形成用原料溶液(溶剤中にマトリックス樹脂、樹脂微粒子、導電性微粉末等を適宜含む)を用い、例えば、芯材の粉末を被覆樹脂層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆樹脂層形成用溶液を芯材の表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆樹脂層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中で芯材と被覆樹脂層形成用溶液とを混合し、次いで溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられるが、特に溶液を用いたものに限定されるものではなく、用いる芯材及び帯電付与部材によっては、樹脂粉末と共に加熱混合するパウダーコート法などを適宜に採用することができる。
【0039】
本発明における芯材への被覆樹脂の塗布量は、キャリア総質量に対して0.05〜5.0質量%の範囲であることが、画質、二次障害、帯電性をバランスさせるために好ましいが、必ずしもこの範囲に限定されるものではない。
【0040】
<樹脂キャリア>
本発明に用いられる樹脂キャリアとは、結着樹脂中に磁性微粒子を分散させたものである。
−磁性微粒子−
磁性微粒子としては、通常用いられる強磁性体、具体的には、鉄、コバルト、ニッケル等の磁性金属;これらの合金;Fe34 、γ−Fe23、コバルト添加酸化物、酸化クロム等の金属酸化物;Mn−Znフェライト、Ni−Znフェライト、マグネタイト、ヘマタイト等の粉末;を使用することができる。これらの磁性微粒子は、粒径が0.05〜1.0μmの範囲のものが好ましい。また、磁性微粒子の含有量は、樹脂キャリアの総重量に対して、通常30〜95質量%の範囲であるのが好ましい。
【0041】
−結着樹脂−
上記磁性微粒子を分散させる結着樹脂としては、一般に使用される可塑性樹脂ならば、どの様なものでも使用できる。本発明で使用する結着樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどの重合体であるポリオレフィン系化合物の他、以下のモノマーを単独重合または共重合させた樹脂が使用可能である。すなわち、スチレン、クロルスチレン、ビニルスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、アセチレン、ブチレン、イソブチレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類:などの単独重合体あるいは共重合体を例示することができる。
【0042】
特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレンなどを挙げることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィン、ワックス類を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0043】
また、帯電性制御、分散性向上、強度補強、流動性向上、その他の目的で樹脂キャリアには、樹脂、帯電制御剤、カップリング剤、フィラー、その他の微粉末を添加することができる。
【0044】
樹脂キャリアは、前記結着樹脂、磁性微粒子、その他の成分を、混練、粉砕、分級すること等により得ることができ、また、前記の成分を、溶剤または加熱により液状化し、スプレードライ法等を用いて製造することもできる。磁性微粒子と結着樹脂とを溶融混合する装置としては、アトライター、加圧ニーダー、バンバリー、ロールミル、サンドミル、ヘンシェルミキサー等を使用することができる。
【0045】
また、混練物の粉砕には、衝突板型、ジェット式などを用いることができ、例えば、板型のものでは、マイクロアナライザー、ウルマックス、ジェット−0−マイザー、ジェット式のものでは、KTM(クリプトン)、ターボミル等が用いられる。また、これら両方の特性を併せもつものとして、I式ジェットミル等が使用できる。その体積平均粒径は、10〜400μmの範囲であることが好ましく、30〜200μmの範囲であることがより好ましい。
【0046】
<フッ素原子含有樹脂の表面樹脂への分散>
本発明において、キャリアの表面の樹脂中にフッ素原子含有樹脂を分散させるには、下記のような方法で行う。
まず、芯材に被覆樹脂層を形成したもの、もしくは結着樹脂中に磁性微粒子を分散させたものを、フッ素原子含有樹脂及び液状の分散媒を含む媒体に接触させることで、表面の樹脂(樹脂被覆キャリアの場合は被覆樹脂層)が膨潤し、フッ素原子含有樹脂と液状の分散媒とが樹脂に入り込む。次いで分散媒を除去すると、フッ素原子含有樹脂のみが表面の樹脂中に残ることとなる。
【0047】
上記方法によりフッ素原子含有樹脂を表面の樹脂中に残存させた場合には、膨潤した網目状の樹脂中にフッ素原子含有樹脂が分子レベルで均一に入り込むため、フッ素原子含有樹脂そのものの脆さに基づく剥離を防ぐことができる。また、フッ素原子含有樹脂が均一に樹脂表面に分散されているため、トナーの帯電性も均一化することができる。
【0048】
前記媒体は、フッ素原子含有樹脂及び分散媒を含む。
−フッ素原子含有樹脂−
上記フッ素原子含有樹脂としては、その臨界表面張力γcが35mN/m以下であることが好ましく、30mN/m以下であることがより好ましい。前記臨界表面張力が、35mN/mを越えると、静電潜像現像用キャリアの表面におけるトナーなどの汚染を抑制することができず、帯電付与性の低下や経時変化が大きくなり易い場合がある。
【0049】
上記臨界表面張力は、具体的には以下のようにして求めることができる。
まず、表面張力が既知のn−アルカン族液体を数種類(表面張力が20〜40mN/mの範囲の程度のもの)用意し、20℃の環境下でこれらを注射器で液滴としたものを、フッ素原子含有樹脂表面に滴下し、各々の液滴のフッ素原子含有樹脂表面に対する接触角θを接触角計(例えば自動接触角計CA−Z、協和界面科学社製)により測定する。
【0050】
次に、上記接触角値θのcosθ値を、前記各々の液体の表面張力に対しプロットし(Zismanプロット)、該プロットの外挿線がcosθ=1.0のラインと交わる点の表面張力値を臨界表面張力とする。
【0051】
このようなフッ素原子含有樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル(γc=28mN/m)、ポリフッ化ビニリデン(γc=25mN/m)、ポリトリフルオロエチレン(γc=22mN/m)、ポリテトラフルオロエチレン(γc=18mN/m)、ポリヘキサフルオロプロピレン(γc=16mN/m)などのほか、フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデン及び非フッ素化単量体とのターポリマーのようなフルオロターポリマー、パーフルオロアクリレート−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下「HEMA」と略記することがある)共重合体のようなパーフルオロアクリレート共重合体、パーフルオロスルフォニルアミド共重合体等であって、その臨界表面張力が35mN/m以下のものが挙げられる。
【0052】
また、これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、また、適宜合成したものであってもよいし、市販品を用いてもよい。
上記の中では、特にテトラフルオロエチレンやフッ化ビニリデンのホモポリマーとこれらの共重合体と混合して用いることが好ましい。
【0053】
−分散媒−
前記分散媒は、上記フッ素原子含有樹脂を一定の形状で分散させるものであるが、本発明における分散媒は、フッ素原子含有樹脂を微粒子状に分散させる分散媒であってもよいし、フッ素含有樹脂をほとんど溶解する(分子レベルに分散する)分散媒であってもよい。なお、分散媒は液状である。
【0054】
上記分散媒としては、水以外にキャリアの表面樹脂を膨潤させることが可能な有機溶媒であれば、特に制限されず、例えば前記被覆樹脂層形成用溶液に用いた溶剤であるトルエン、キシレン、アルコール類等を用いることができる。
【0055】
また、フッ素原子含有樹脂の分散性(溶解性)及びキャリア表面の樹脂を膨潤させるという特性を両立させるため、水と有機溶媒を一定比率で混合して用いることが好ましい。この場合、水と混合して用いる有機溶媒としては、特にパラフィン系有機溶剤が好ましく、水(A)と該有機溶剤(B)の混合比(A)/(B)は、5/1〜3/1の範囲であることが好ましい。
【0056】
前記フッ素原子含有樹脂は、媒体中において均一に分散(溶解)していることが好ましく、また、キャリア表面の樹脂とフッ素原子含有樹脂との親和性も向上させる必要がある。このような観点から、媒体中にはフッ素原子含有樹脂及び分散媒以外に以下のようなものを添加することができる。
【0057】
例えば、媒体が水性分散液である場合は、該水性分散液にはさらにワックス及び/または低表面エネルギー材料(シリコーンなど)を含有させることが可能である。ここで、上記ワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなどを挙げることができ、上記シリコーンとしては、シリコーンオイル、シリコーングロス、オイルコンパウンド、シリコーンワニスなどを挙げることができる。その他、フッ素原子含有樹脂の水性分散液には、フッ素系界面活性剤、その他アニオン系、カチオン系、ノニオン系または両性界面活性剤、pH調節剤、多価アルコール、粘度調整剤、安定剤、光沢剤などが含有されてもよい。また、水性分散液であっても、前記のように適当な量の有機溶剤を併用することが望ましい。このように、分散媒や界面活性剤を最適なものに設定することにより、水性分散液中におけるフッ素原子含有樹脂の均一かつ安定な分散が図られる。
【0058】
また、水性分散液の場合は、固形分の濃度は0.2〜70質量%程度の範囲に設定し、水性分散液中のフッ素原子含有樹脂の濃度は0.2〜50質量%程度の範囲に設定することが好ましいが、本発明において、他の分散媒を用いる等の場合には、必ずしもこの範囲に限られるものではない。
【0059】
−キャリアと媒体との接触−
芯材に被覆樹脂層を形成したもの、もしくは結着樹脂中に磁性微粒子を分散させたものを、前記媒体に接触させる際には、キャリア全体に均一に接触させることが好ましい。例えば、液状の媒体中にキャリアを浸漬することによって容易に行うことができ、特に減圧下、例えば8.0×104Pa以下、より好ましく6.7×104Pa以下の条件下で行うことが望ましい。
【0060】
また上記接触は、芯材に被覆樹脂層を形成したもの、もしくは結着樹脂中に磁性微粒子を分散させたものに、フッ素原子含有樹脂の水性分散液をスプレーしたり(スプレー法)、コーティングする(コート法)ことによっても達成できる。
【0061】
キャリア表面の樹脂が膨潤しフッ素原子含有樹脂が浸透する速度は、前記媒体中のフッ素原子含有樹脂の濃度、膨潤時の媒体温度などによりコントロールすることができる。キャリアが液状媒体に接触する場合の媒体の温度は、20〜150℃の範囲が好ましく、接触時間は15分以上、好ましくは30分以上であることが好ましいが、それに限定されない。また、浸漬(接触)を複数回繰り返すこともできる。
【0062】
表面の樹脂中へのフッ素原子含有樹脂の含有量は、1〜65質量%の範囲であることが好ましく、20〜35質量%の範囲であることがより好ましい。含有量が1質量%に満たないと、樹脂表面の表面エネルギーを低下させる効果が得られない場合があり、含有量が65質量%を超えると、フッ素原子含有樹脂の表面樹脂からの離脱が起きやすくなる場合がある。
【0063】
また、上記フッ素原子含有樹脂の分散された樹脂表面の臨海表面張力は、35mN/m以下であることが好ましい。
【0064】
この製法は、高分子の膨潤する性質を利用したものであり、網目状高分子のように分子間に架橋があるものでは、ある程度溶媒を吸ってゲル状になり、それ以上は平衡に達し変化しなくなる。線状高分子では膨潤するにつれ、個々の分子がファンデルワールス力で凝集しているに過ぎないので、次第に解きほぐされ、最後には完全に溶解してしまう。しかし、本発明においては、前記のように媒体中の水と有機溶剤との比率を適切な範囲とすること等により、線状高分子においても上記膨潤状態で止めることが可能であり、本発明に用いることができる。
【0065】
以上の操作により、芯材に被覆樹脂層を形成したもの、もしくは結着樹脂中に磁性微粒子を分散させたものの表面の樹脂中にフッ素原子含有樹脂が入り込んだ後、表面に付着した水性分散液(媒体)を洗浄または拭き取りにより除去することがより好ましい。キャリアの表面にフッ素原子含有樹脂が残ると表面性が悪化し、かえって均一帯電性などが劣る場合がある。上記洗浄または拭き取り後は、キャリアを加熱下または室温下で乾燥して水(分散媒)を除去する必要がある。キャリア表面近傍に水が残留すると、帯電付与性、環境安定性が劣ることとなる。
【0066】
<<静電潜像現像剤>>
本発明の静電潜像現像剤は、トナーとキャリアとを含有し、該キャリアが前記本発明の静電潜像現像用キャリアである。
【0067】
前記トナーとしては、特に制限はなく、通常用いられる公知のトナーの中から、好適に選択することができ、通常、結着樹脂及び着色剤を有し、必要に応じてその他の成分(内添剤)を有する。
【0068】
<結着樹脂>
本発明におけるトナーに用いる結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリル酸、ビニル酢酸、アリル酢酸、10−ウンデセン酸等の不飽和カルボン酸類;カルボキシルスチレン等のカルボキシル基を有するスチレン誘導体類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体及び共重合体を例示することができ、特に、代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。
【0069】
さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。この中でも、ポリエステルを結着樹脂とした場合が特に有効である。例えば、ビスフェノールAと多価芳香族カルボン酸とを主単量体成分とした重縮合物よりなる線状ポリエステル樹脂が好ましく使用できる。また、軟化点が90〜150℃、ガラス転移点が50〜70℃、数平均分子量が2000〜6000、重量平均分子量が8000〜150000、酸価が5〜30、水酸基価が5〜40の範囲を示す樹脂が特に好ましく使用できる。
【0070】
本発明では、トナーとキャリアとからなる2成分現像剤を使用することできるが、キャリアとして前記本発明の静電潜像現像用キャリアを使用する場合には、トナーの結着樹脂がカルボキシル基含有単量体含むことが好ましい。これにより、トナー側の負帯電性を向上させ、キャリアの耐スペント性を向上させ、現像剤としての帯電付与特性を維持することができる。
【0071】
上記カルボキシル基含有単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、ビニル酢酸、アリル酢酸、10−ウンデセン酸等の不飽和カルボン酸、カルボキシルスチレンのようなカルボキシル基を有するスチレン誘導体や、p−カルボキシルスチレンのようにカルボキシル基を2つ以上含むもの等が挙げられる。
【0072】
<着色剤>
また、本発明におけるトナーに用いる着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー128、C.I.ピグメント・イエロー151、C.I.ピグメント・イエロー155、C.I.ピグメント・イエロー173、C.I.ピグメント・イエロー180、C.I.ピグメント・イエロー185、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3等を代表的なものとして例示することができる。
【0073】
<その他の成分>
前記その他の成分としては、トナーの帯電性制御を目的として添加可能な帯電制御剤や、トナー定着工程でのホットオフセット防止を目的として添加可能なワックス等の離型剤等が挙げられる。
【0074】
上記離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。
【0075】
また、本発明におけるトナーには、前記のように、必要に応じて帯電制御剤などの添加剤を含有させてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。なお、イオン強度の制御と廃水汚染の低減との点で水に溶解し難い材料を使用するのが好ましい。
【0076】
<トナーの作製>
前記トナーとしては、特に制限はないが、以下のようにして作製することができる。
例えば、以上述べた各成分(結着樹脂、着色剤、その他の成分)を混合し、溶融混練した後、粉砕して、体積平均粒径が3〜20μmのトナーを作製する。 前記溶融混練においては、特に制限はないが、バンバリーミキサー、ニーダー、エクストリューダー等が好適に用いられる。前記粉砕においては、特に制限はないが、ジェットミル等が好適に用いられる。
【0077】
本発明のトナー粒子は、前記形状係数SF1が100〜135の範囲のものが適当であり、そのようなトナーを製造するには湿式法を用いることが好ましい。湿式法には、1)結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させた樹脂微粒子分散液と、着色剤分散液、離型剤分散液、必要に応じて帯電制御剤等の分散液を混合し、凝集粒子を形成し、加熱融合合一させてトナー粒子を得る乳化重合凝集法、b)結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合してトナー粒子を得る懸濁重合法、c)結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法などがある。その中でも、乳化重合凝集法が最適である。球形トナーを用いることにより、キャリアとの接触面積が減少するため、さらに耐スペント性を向上させることができる。
【0078】
本発明におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナー、磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよく、これらトナー粒子には、公知の帯電制御剤、流動性向上剤、定着助剤等の添加剤の他に、必要に応じて磁性体粉末を含有させてもよい。トナー粒径は高画質化に伴い小径とする傾向に有り、体積平均粒径で2〜12μm、好ましくは5〜10μmの範囲とすることが望ましい。
【0079】
得られたトナーには、必要に応じてその他の成分(外添剤)を表面に付着させ、トナーとする。
かかるその他の成分(外添剤)としては、例えば、体積平均粒子径5〜200nmの表面疎水化処理された酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機微粒子や、ポリメチルメタアクリレート微粒子等の有機微粒子等が挙げられる。
【0080】
本発明の静電潜像現像剤は、以上説明したトナーとキャリアとを混合することで製造される。当該現像剤における前記トナーと上記キャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100〜20:100程度の範囲であることが好ましく、3:100〜12:100の範囲であることがより好ましい。
【0081】
<<画像形成方法>>
本発明の画像形成方法は、静電潜像荷担持体表面に静電潜像を形成する工程、現像剤担持体表面の現像剤で前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程、該トナー画像を被記録体表面へ転写して転写画像を形成する転写工程、及び被記録体表面に転写された転写画像を定着する定着工程を含む画像形成方法であって、前記現像剤が、前記本発明の静電潜像現像剤であることを特徴とする。
【0082】
前記静電潜像を形成する工程とは、静電潜像担持体の表面を、帯電手段により一様に帯電した後、レーザー光学系やLEDアレイなどで静電潜像担持体に露光し、静電潜像を形成する工程である。前記帯電手段としては、コロトロン、スコロトロンなどの非接触方式の帯電器、及び、静電潜像担持体表面に接触させた導電性部材に電圧を印加することにより、静電潜像担持体表面を帯電させる接触方式の帯電器が挙げられ、いかなる方式の帯電器でもよい。しかし、オゾンの発生量が少なく、環境に優しく、かつ耐刷性に優れるという効果を発揮するという観点から、接触帯電方式の帯電器が好ましい。前記接触帯電方式の帯電器においては、導電性部材の形状はブラシ状、ブレード状、ピン電極状、ローラー状等の何れでもよいが、ローラー状部材が好ましい。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程においてなんら特別の制限を受けるものではない。
【0083】
前記トナー画像を形成する工程とは、静電潜像担持体表面に、少なくともトナーを含む現像剤層を表面に形成させた現像剤担持体を接触若しくは近接させて、前記静電潜像担持体表面の静電潜像にトナーの粒子を付着させ、静電潜像担持体表面にトナー画像を形成する工程である。現像方式は、既知の方式を用いて行うことができるが、本発明に用いられる二成分現像剤による現像方式としては、カスケード方式、磁気ブラシ方式などがある。本発明の画像形成方法は、現像方式に関し、特に制限を受けるものではない。
【0084】
前記転写工程とは、静電潜像担持体表面に形成されたトナー画像を、被記録体に転写して転写画像を形成する工程である。カラー画像形成の場合は、中間転写ドラムまたはベルトに各色トナーを1次転写したのち、紙等の被記録体に2次転写するのが好ましい。
【0085】
感光体からのトナー画像を紙あるいは中間転写体に転写する転写装置としては、コロトロンが利用できる。コロトロンは用紙を均一に帯電する手段としては有効であるが、被記録体である用紙に所定の電荷を与えるために、数kVという高圧を印加しなければならず、高圧電源を必要とする。また、コロナ放電によってオゾンが発生するため、ゴム部品や感光体の劣化を引き起こすので、弾性材料からなる導電性の転写ロールを像担持体に圧接して、用紙にトナー画像を転写する接触転写方式が好ましい。
本発明の画像形成方法においては、転写装置に関し、特に制限を受けるものではない。
【0086】
前記定着工程とは、被記録体表面に転写されたトナー画像を定着装置にて定着する工程である。定着装置としては、ヒートロールを用いる加熱定着装置が好ましく用いられる。加熱定着装置は、円筒状芯金の内部に加熱用のヒータランプを備え、その外周面に耐熱性樹脂被膜層あるいは耐熱性ゴム被膜層により、いわゆる離型層を形成した定着ローラと、この定着ローラに対し圧接して配置され、円筒状芯金の外周面あるいはベルト状基材表面に耐熱弾性体層を形成した加圧ローラあるいは加圧ベルトと、で構成される。未定着トナー画像の定着プロセスは、定着ローラと加圧ローラあるいは加圧ベルトとの間に未定着トナー画像が形成された被記録体を挿通させて、トナー中の結着樹脂、添加剤等の熱溶融による定着を行う。
本発明の画像形成方法においては、定着方式については特に制限を受けるものではない。
【0087】
トナー画像を転写する被記録体としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。定着後における画像表面の平滑性をさらに向上させるには、前記被転写体の表面もできるだけ平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等を好適に使用することができる。
【0088】
以上のような画像形成方法において、現像剤として前記本発明の静電潜像現像用キャリアを含有するものを使用することにより、環境依存性を抑制し良好な画像の形成を行うことができる。
【0089】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、これらにより本発明が制限されるものではない。
(キャリアA、Dの作製)
・フェライト粒子(Mn−Mgフェライト、体積平均粒径:40μm):100質量部
・ポリメチルメタクリレート:1.2質量部
・トルエン:14質量部
【0090】
上記ポリメチルメタクリレートをトルエンに溶解して被覆樹脂層形成用溶液を調製し、フェライト粒子とともに真空脱気型ニーダーに入れて温度を60℃に保ち10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去してフェライト粒子表面に被覆樹脂層を形成し、目開き75μmの網で篩分してキャリアDを得た。
【0091】
キャリアD50質量部をフッ素系樹脂水性分散液(組成:水80質量%、フッ素系界面活性剤7質量%、ポリテトラフルオロエチレン3質量%(γc:28mN/m)、パラフィンワックス1質量%、パラフィン系中沸点溶剤6質量%、エチレングリコール3質量%)50質量部とともに真空脱気型ニーダーに入れて十分接触させ、温度を75℃に保ち60分間攪拌した後、−100kPaに減圧してトルエンと水とを除去し、フッ素原子含有樹脂が分散された樹脂層を形成し、目開き75μmの網で篩分してキャリアAを得た。
【0092】
(キャリアFの作製)
・フェライト粒子(Mn−Mgフェライト、体積平均粒径:40μm):100質量部
・パーフルオロアクリレート共重合体(γc:28mN/m、パーフルオロオクチルエチルアクリレート/メチルメタクリレート共重合体、共重合比60:40、質量平均分子量Mw:70000):1.2質量部
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒径:0.3μm):0.25質量部
・カーボンブラック(VXC72:キャボット社製):0.12質量部
・トルエン:14質量部
【0093】
芯材としてのフェライト粒子を除く、前記各成分を10分間スターラーで溶解・分散して被覆樹脂層形成用液を調製し、フェライト粒子とともに真空脱気型ニーダーに入れて温度を60℃に保ち10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去してフェライト粒子表面に被覆樹脂層を形成し、目開き75μmの網で篩分してキャリアFを得た。
【0094】
(キャリアB、Hの作製)
・磁性微粒子分散型キャリアコア(戸田工業社製、マトリックス樹脂:フェノール樹脂、真比重3.7g/cm3 、体積平均粒径40μm、飽和磁化60emu/g、形状係数SF1:105):100質量部
・ポリイソブチルメタクリレート:0.7質量部
・トルエン:14質量部
【0095】
上記ポリイソブチルメタクリレートをトルエンに溶解して被覆樹脂層形成用溶液を調製し、上記磁性微粒子分散型キャリアコアとともにの真空脱気型ニーダーに入れて温度を60℃に保ち10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して、上記磁性微粒子分散型キャリアコア表面に被覆樹脂層を形成し、目開き75μmの網で篩分してキャリアHを得た。
【0096】
キャリアH50質量部をフッ素系樹脂水性分散液(Z−100、エコオイル社製)40質量部とともに真空脱気型ニーダーに入れて、温度を75℃に保ち60分間攪拌した後、減圧してトルエンと水を除去し、フッ素原子含有樹脂が分散された樹脂層を形成し、目開き75μmの網で篩分してキャリアBを得た。
【0097】
(キャリアEの作製)
・フェライト粒子(Mn−Mgフェライト、体積平均粒径:40μm):100質量部
・パーフルオロオクチルエチルアクリレート重合体(γc:25mN/m):1.7質量部
・トルエン:14質量部
【0098】
パーフルオロオクチルエチルアクリレート重合体をトルエンに溶解して被覆樹脂層形成用溶液を調製し、フェライト粒子とともに真空脱気型ニーダーに入れて温度を60℃に保ち10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去してフェライト粒子表面に被覆樹脂層を形成し、目開き75μmの網で篩分してキャリアEを得た。
【0099】
(キャリアC、Gの作製)
・磁性微粒子分散型キャリアコア(戸田工業社製、マトリックス樹脂:フェノール樹脂、真比重:3.7g/cm3 、体積平均粒径:40μm、飽和磁化:60emu/g、形状係数SF1:105):100質量部
・パーフルオロアクリレート共重合体(γc:28mN/m、パーフルオロオクチルエチルアクリレート/メチルメタクリレート共重合体、共重合比60:40、重量平均分子量Mw:70000):1.2質量部
・架橋メラミン樹脂粒子(平均粒径:0.3μm):0.3質量部
・カーボンブラック(VXC72:キャボット社製):0.15質量部
・トルエン:14質量部
【0100】
芯材としての磁性微粒子分散型キャリアコアを除く、前記各成分を10分間スターラーで溶解・分散して被覆樹脂層形成用液を調製し、磁性微粒子分散型キャリアコアとともに真空脱気型ニーダーに入れて温度を60℃に保ち10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去して磁性微粒子分散型キャリアコア表面に被覆樹脂層を形成し、目開き75μmの網で篩分してキャリアGを得た。
【0101】
キャリアG50質量部をフッ素系樹脂水性分散液(組成:パーフルオロアクリレート重合体(γc:28mN/m)11質量%、パラフィン系中沸点溶剤20質量%、界面活性剤と粘度調整剤と安定剤10質量%、水59質量%)30質量部とともに真空脱気型ニーダーに入れて温度を75℃に保ち60分間攪拌した後、減圧してトルエンと水を除去し、フッ素原子含有樹脂を分散した樹脂層を形成し、目開き75μmの網で篩分してキャリアCを得た。
【0102】
(トナーaの作製)
−樹脂微粒子分散液(1)の調製−
・スチレン:370質量部
・n−ブチルアクリレート:30質量部
・アクリル酸:8質量部
・ドデカンチオール:24質量部
・四臭化炭素:4質量部
【0103】
以上の成分を混合し溶解して原料溶液を調製し、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)6質量部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)10質量部をイオン交換水550質量部に溶解したものに、上記の原料溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化し、10分ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、70℃で5時間そのまま乳化重合を継続して、樹脂微粒子分散液(1)を得た。この樹脂微粒子は、体積平均粒径が155nm、Tgが59℃、重量平均分子量Mwが12,000であった。
【0104】
−樹脂微粒子分散液(2)の調製−
・スチレン:280質量部
・n−ブチルアクリレート:120質量部
・アクリル酸:8質量部
【0105】
以上の成分を混合し溶解して原料溶液を調製し、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)6質量部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)12質量部をイオン交換水550質量部に溶解したものに、上記の原料溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化し、10分ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム3質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、70℃で5時間そのまま乳化重合を継続して、樹脂微粒子分散液(2)を得た。この樹脂微粒子は、体積平均粒径が105nm、Tgが53℃、質量平均分子量Mwが550,000であった。
【0106】
−着色剤分散液(1)の調製−
・カーボンブラック(キャボット社製:モーガルL):50質量部
・非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400):5質量部
・イオン交換水:200質量部
【0107】
以上の成分を混合し溶解し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて10分間分散し、体積平均粒径が250nmの着色剤(カーボンブラック)を分散してなる着色剤分散液(1)を得た。
【0108】
−離型剤分散液(1)の調製−
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製:HNP0190、融点85℃):50質量部
・カチオン性界面活性剤 (花王(株)製:サニゾールB50):5質量部
・イオン交換水:200質量部
【0109】
以上の成分を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径が550nmの離型剤を分散してなる離型剤分散液(1)を得た。
【0110】
−凝集粒子分散液の調製−
・樹脂微粒子分散液(1):120質量部
・樹脂微粒子分散液(2):80質量部
・着色剤分散液(1):30質量部
・離型剤分散液(1):40質量部
・カチオン性界面活性剤(花王(株)製:サニゾールB50):1.5質量部
【0111】
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら50℃まで加熱した。その後45℃に冷却して25分間保持して凝集粒子分散液を得た。得られた凝集粒子を光学顕微鏡で観察すると、平均粒径が約5.0μmであった。
【0112】
−付着粒子分散液の調製−
上記の凝集粒子分散液に、前記樹脂微粒子分散液(1)60質量部を緩やかに追加した。そして、加熱用オイルバスの温度を50℃に上げて40分間保持して付着粒子分散液を得た。得られた付着粒子を光学顕微鏡で観察すると、平均粒径が約5.8μmであった。
【0113】
−トナー粒子の製造−
上記の付着粒子分散液に、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)を3質量部追加し、前記ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら、105℃まで加熱して4時間保持した。その後、冷却し、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥してトナーを得た。得られたトナーの体積平均粒径D50は6.0μm、形状係数SF1は106であった。
【0114】
(トナーb(溶融混練トナー)の作製)
・スチレン/n−ブチルメタクリレート樹脂(共重合比70:30、重量平均分子量Mw:200000、三洋化成社製):89質量部
・カーボンブラック(モーガルL、キャボット社製):6質量部
・ポリプロピレンワックス(660P、三洋化成社製):5質量部
上記成分を用いて溶融混練粉砕法で体積平均粒径D50が6μmのトナーbを得た。
【0115】
−外部添加剤(1)−
針状のルチル型酸化チタンのデシルシラン処理化合物(体積平均粒径:15nm、粉体抵抗:1015Ω・cm)
【0116】
−外部添加剤(2)−
ゾルゲル法で得たシリカゾルにHMDS処理を行い、乾燥、粉砕することにより得られた球形単分散シリカ(形状係数SF1:105、体積平均粒径:135nm、粉体抵抗:1015Ω・cm)
【0117】
(静電潜像現像剤1〜9の作製)
上記の各トナー100質量部に対して、外部添加剤(1)を1質量部及び外部添加剤(2)を1質量部加え、ヘンシェルミキサーを用いて30m/秒で10分間ブレンドした後、45μm網目のシーブを用いて粗大粒子を除去し、外添トナーa及びbを作製した。
【0118】
表1に示した組み合わせで、外添トナーaまたはbを7質量部と、キャリア(A)〜(G)各100質量部とを、Vブレンダーを用いて40rpmで20分間攪拌し、125μm網目のシーブを用いて篩分を行い、現像剤1〜9を得た。
【0119】
【表1】

Figure 0004103517
【0120】
(実施例1〜3、比較例1〜6)
トナーとして前記外添トナーaまたはbを用いた現像剤1〜9を、高温高湿環境(28℃、80RH%)と低温低湿環境(10℃、15RH%)とにそれぞれ一昼夜放置した後、富士ゼロックス社製Aカラー936の現像器に適用し、それぞれの環境下で50,000枚画像出しを行い、初期(1枚目)と、50,000枚目について画像サンプルの画質評価と帯電性評価とを行った。
【0121】
なお、上記帯電性評価は、ブローオフ法によるトナー帯電量の測定によって行い、画質評価は、主にカブリについて目視評価を行った。評価基準は以下の通りである。
【0122】
−画質評価基準−
◎:カブリが全くなく、非常に良好。
○:カブリが多少あるが、実用上問題なし。
△:カブリがやや多く、実用上問題あり。
×:カブリが目立つ。
結果を表2に示す。なお、表2中、被膜剥離は走査型電子顕微鏡を用いてキャリア表面を観察することにより確認した。
【0123】
【表2】
Figure 0004103517
【0124】
表2の結果から明らかなように、実施例1〜3の本発明の静電潜像現像用キャリアを用いた現像剤では、高温高湿環境及び低温低湿環境における初期のトナー帯電性及び画質はいずれも非常に良好であり、50,000枚目時のトナー帯電性及び画質も良好であった。
【0125】
一方、比較例1の現像剤は、高温高湿環境及び低温低湿環境における初期のトナー帯電性及び画質はいずれも良好であったが、高温高湿環境における50,000枚目時のトナー帯電量が低下し、キャリア表面にトナー汚染が認められ、画像にカブリが認められた。比較例2の現像剤は、低温低湿環境における初期のトナー帯電性及び画質はほぼ良好であったが、高温高湿環境における初期のトナー帯電量が低下し、画質はやや悪いものであった。50,000枚目時にはキャリアの被覆樹脂が剥離し、キャリア飛散が認められた。
【0126】
比較例3の現像剤は、初期、50,000枚目時のトナー帯電性及び画質は悪くはないが、比較例1よりは発生時期は遅いもののトナー飛散が生じた。高温高湿環境及び低温低湿環境における50,000枚目時のトナー帯電量、画質にも実用上やや問題が生じた。比較例4の現像剤は、比較例3以上のトナー帯電性及び画質を示したが、高温高湿環境における50,000枚目時のトナー帯電量、画質に実用上問題があった。
【0127】
比較例5の現像剤は、初期のトナー帯電性画質は悪くないが、高温高湿環境における50,000枚目時のトナー帯電性及び画質が低下し、低温低湿環境でも実用上問題が生じた。
【0128】
【発明の効果】
本発明によれば、帯電性、帯電付与維持性、環境安定性、耐久性、耐汚染性に優れた静電潜像現像用キャリア及びそれを用いた現像剤を提供することができ、高画質の画像を形成し得る画像形成方法をも提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrostatic latent image developing carrier used in an electrophotographic process and an electrostatic recording process, an electrostatic latent image developer, and an image forming method.
[0002]
[Prior art]
In the electrophotographic process, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photosensitive member or electrostatic recording member by using various means, and charged fine particles called toner are attached to the electrostatic latent image. Conventionally, a method for developing an image has been generally used. In this method, carrier particles (magnetic particles) called carriers are mixed with toner, both are frictionally charged with each other, and an appropriate amount of positive or negative charge is imparted to the toner to thereby remove the toner. It is attached to the electrostatic latent image.
[0003]
The carrier is generally classified into a coated carrier having a coating layer on the surface and an uncoated carrier having no coating layer on the surface. Since the carrier is superior, various coated carriers have been developed and put into practical use.
[0004]
The coated carrier is required to have an appropriate chargeability (charge amount and charge distribution) to the toner and to maintain the chargeability for a long period of time. For this purpose, the impact resistance of the carrier is required. In addition, it is required that the chargeability of the toner is not changed even with respect to wear resistance and environmental changes such as humidity and temperature, and various coated carriers have been proposed.
[0005]
As the cause of carrier deterioration, the following two are considered conventionally.
One is fixing of the toner component to the surface of the carrier coating resin. That is, when toner or an external additive having a polarity opposite to that of the carrier adheres to the surface of the carrier coating resin, the charge imparting ability of the carrier is lowered. Further, the adhesion of the insulating toner increases the resistance of the carrier.
[0006]
Furthermore, peeling of the coating resin due to stress over time can be mentioned. That is, when the amount of the coating resin on the carrier surface decreases, the charge imparting ability decreases, and when the core material (core material) is exposed, the charge imparting ability similarly decreases, and the resistance of the carrier also decreases.
[0007]
In response to these problems, the surface energy of the coating resin is reduced using fluorine resin, silicone resin, etc. to prevent the carrier surface from being contaminated, and the strength of the coating resin is improved to prevent peeling or chipping of the coating resin. Has been proposed. However, the low surface energy material has poor adhesion to the core material, and it has been difficult to simultaneously provide the stain resistance and peel resistance of the coating resin.
[0008]
Therefore, a carrier coated with a copolymer of a (meth) acrylic acid ester monomer and a monomer having a carboxyl group has been proposed for the purpose of improving the adhesion imparting property by improving the adhesion of the coating resin. (For example, see Patent Document 1). The carboxyl group used here is effective for improving the negative chargeability imparting ability of the carrier and improving the durability by improving the adhesion with a core material such as a metal. Since the carboxyl group, which is a functional group, is exposed and exhibits hygroscopicity, there is a drawback in that the ability to impart charge is reduced and the product is easily contaminated.
[0009]
Also, the carrier core material (core material) surface has a copolymer of nitrogen-containing fluorinated alkyl (meth) acrylate and vinyl monomer, or a copolymer of fluorinated alkyl (meth) acrylate and nitrogen-containing vinyl monomer. For example, patent documents 2 to 4 have been proposed which are coated with a toner and are not easily contaminated with toner and external additives and have a relatively long life. However, the above-mentioned fluororesins have poor charge-imparting ability. For example, copolymerization of a nitrogen-containing vinyl monomer having a highly charged polar group or a methyl methacrylate monomer has a problem that the environmental dependency deteriorates. .
[0010]
Therefore, in order to solve the problem of deterioration of the environmental dependency, a carrier coated with a methacrylic acid cycloalkyl ester polymer excellent in moisture resistance has been proposed by paying attention to a methacrylic acid ester monomer (see, for example, Patent Document 5). ). However, since this carrier has a lower charge level than a carrier coated with a methylmethacrylic acid polymer and is brittle, it has problems such as poor adhesion to the core material.
[0011]
In order to improve this, a carrier coated with a copolymer of methacrylic acid cycloalkyl ester and methyl methacrylic acid has been proposed (for example, see Patent Document 6). However, since the cycloalkyl ester is brittle, it is easy to peel off. When the composition ratio of methyl methacrylic acid is increased, the environmental dependency deteriorates, and it is difficult to achieve both durability and environmental dependency.
[0012]
Moreover, although the carrier which coat | covered the copolymer containing the tertiary butyl acrylate component and the methyl acrylate component is proposed (patent document 7), these (meth) acrylic acid ester seed | species is contained 2 or more types. Therefore, it is easier to control charge imparting characteristics than a coated carrier using a homopolymer alone. However, as in the case of using a cycloalkyl ester, the adhesiveness with the core material is lowered and becomes brittle, so that the durability is inferior and there is a problem in the charge-maintaining property.
As described above, it has been extremely difficult to satisfy simultaneously the charge level, the charge-maintaining property, the environment dependency, the contamination resistance, and the durability, which are requirements for carrier reliability.
[0013]
On the other hand, with respect to the surface of the coating resin layer, a carrier that defines the surface F / N ratio (fluorine atom / nitrogen atom ratio) has been proposed (see, for example, Patent Document 8). By setting the surface of the coating resin layer to a certain range of F / N ratio, the coating resin layer can be improved in the spent resistance and the charge imparting ability to the toner, and the charging property is stable and good with no change over time. A state image can be formed. However, even when the surface of the coating resin layer is maintained within a certain range of F / N ratio, the dispersion is non-uniform at the atomic level, and the toner has a uniform chargeability, a spent resistance, and a charge-maintaining property. To improve, further uniform dispersion is required.
[0014]
As another improvement means, a number of lightweight carriers in which magnetic powder is dispersed in a resin have been proposed. For example, a magnetic powder-dispersed spherical carrier is obtained by melting and mixing magnetic powder in a polyolefin resin and spray cooling. Has been proposed (see, for example, Patent Document 9). However, although this carrier is effective in preventing toner contamination on the carrier surface, the charge imparting ability is not sufficient, so that charging failure of the replenishment toner cannot be improved.
[0015]
In addition, a method has been proposed in which a functional material such as an amino resin is mixed with a polymerizable monomer and magnetic powder, and suspension polymerization is performed to form a carrier (see, for example, Patent Documents 10 and 11). Although these carriers have a high amino resin concentration on the surface side from the center and are effective in improving the charging failure of the replenishment toner by improving the charge rising speed, they can sufficiently prevent toner contamination on the carrier surface. I can't do it and I'm not satisfied. Furthermore, the carrier in which such a functional material has a concentration gradient is liable to change in surface composition due to wear of the carrier surface, and causes deterioration of charging.
[0016]
Furthermore, a method has been proposed in which amino resin powder having a vinyl group introduced on the surface, vinyl monomer and magnetic powder are mixed and subjected to suspension polymerization to form a carrier (for example, see Patent Document 12). Although this carrier is effective in improving the charging failure of the replenishment toner by increasing the charge rising speed, it is not satisfactory because toner contamination on the carrier surface cannot be prevented.
[0017]
[Patent Document 1]
JP-A-2-114271
[Patent Document 2]
JP 61-80161 A
[Patent Document 3]
JP 61-80161 A
[Patent Document 4]
JP 61-80163 A
[Patent Document 5]
JP 59-104664 A
[Patent Document 6]
JP-A-7-114219
[Patent Document 7]
JP 60-66264 A
[Patent Document 8]
JP 9-319157 A
[Patent Document 9]
Japanese Patent Publication No. 7-46236
[Patent Document 10]
JP-A-5-197209
[Patent Document 11]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-197210
[Patent Document 12]
JP 7-46236 A
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art.
That is, the present invention provides a carrier for developing an electrostatic latent image having excellent chargeability, charge retention, environmental stability, durability, and stain resistance, a developer using the carrier, and a high-quality image. An object of the present invention is to provide an image forming method that can be formed.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
  The above-mentioned subject is achieved by the following present invention. That is, the present invention
<1> A carrier for developing an electrostatic latent image having a resin on the surface, the fluorine atom-containing resin andLiquidThe resin is swollen by contacting with a medium containing a dispersion medium, and after the fluorine atom-containing resin has entered the resin, the dispersion medium is removed to disperse the fluorine atom-containing resin in the resin. This is a carrier for developing an electrostatic latent image.
[0020]
<2> An electrostatic latent image developer containing a toner and a carrier, wherein the carrier is the electrostatic latent image developing carrier according to <1>. is there.
[0021]
<3> The electrostatic latent image developer according to <2>, wherein the toner contains a carboxyl group-containing monomer in a binder resin.
[0022]
<4> The electrostatic latent image developer according to <2>, wherein the toner is produced by a wet method.
[0023]
<5> A step of forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier, a step of developing the electrostatic latent image with a developer on the surface of the developer carrier to form a toner image, An image forming method comprising a transfer step of forming a transfer image by transferring to a surface of a recording material, and a fixing step of fixing the transfer image transferred to the surface of the recording material, wherein the developer is <2> to <4> An image forming method comprising the electrostatic latent image developer according to any one of <4>.
[0024]
The present inventors have made a carrier produced by a method of swelling a resin on the surface of a carrier and incorporating a fluorine atom-containing resin, that is, a carrier having a uniform surface composition, low surface energy, and improved material adhesion. By using the carrier for electrostatic latent image development, the toner is uniformly charged, the toner and external additives are less likely to adhere to the surface, the surface containing the fluorine atom-containing resin is less worn, and the charge imparting maintenance is excellent. Made it possible to provide Further, by using a specific toner for the carrier, it is possible to further improve the uniform chargeability and the charge-maintaining property, thereby enabling high-quality image formation.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<< Carrier for electrostatic latent image development >>
  The carrier for developing an electrostatic latent image of the present invention is a carrier for developing an electrostatic latent image having a resin on the surface, the fluorine atom-containing resin andLiquidThe resin is swollen by contact with a medium containing a dispersion medium, and after the fluorine atom-containing resin has entered the resin, the dispersion medium is removed to leave the fluorine atom-containing resin in the resin. It is characterized by that.
[0026]
As the electrostatic latent image developing carrier having a resin on the surface, there are a resin-coated carrier and a resin carrier.
<Resin coated carrier>
The resin-coated carrier used in the present invention is a carrier obtained by coating the surface of a core material with a coating resin layer.
−Core material−
The core material is a core of the carrier, and the material thereof is not particularly limited. For example, magnetic metal such as iron, steel, nickel and cobalt, magnetic oxide such as ferrite and magnetite, and glass beads And so on. Among these, when the magnetic brush method is adopted for development, it is preferable to use a magnetic material.
[0027]
The volume average particle diameter of the core material is preferably in the range of 10 to 150 μm, and more preferably in the range of 20 to 100 μm. The true specific gravity of the core material is 4-6 g / cm.ThreeThe range of the degree.
[0028]
As another carrier core material used in the present invention, a spherical core (magnetic powder-dispersed core) in which magnetic powder is dispersed in a resin can be exemplified. Since this spherical core has a small specific gravity, there is an advantage that it is possible to suppress stress on the toner and carrier, and in combination with a coating resin layer, which will be described later, it is effective in securing charge imparting maintenance and environmental stability. .
[0029]
Examples of the resin used for the magnetic powder-dispersed core include cross-linked resins such as phenol resins and melamine resins, and thermoplastic resins such as polyethylene and polymethyl methacrylate.
[0030]
As the magnetic powder-dispersed core, those having an average particle diameter in the same range as the core material can be used, and the shape factor SF1 is preferably 125 or less. The true specific gravity is 3 to 5 g / cm.ThreeThe saturation magnetization is preferably 40 emu / g or more.
[0031]
The shape factor SF1 is obtained by taking an optical microscope image of the magnetic material dispersed core dispersed on the surface of the slide glass into a Luzex image analyzer via a video camera, and obtaining a maximum length (ML) of 100 or more spherical cores. Measure the projected area (A), ML2It is obtained as an average value of / A.
[0032]
-Coating resin layer-
As the matrix resin of the coating resin layer in the present invention, for example, urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, phenol resin, epoxy resin, silicone resin, polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, Polyvinylidene resin, polystyrene, acrylic resin, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl chloride, polyvinyl carbazole, polyvinyl ether, polyvinyl ketone, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, styrene-acrylic acid copolymer, Polyacrylonitrile, polyvinylcarbazole, polyurethane, amino resin, polymethyl methacrylate, fluororesin, styrene rubber, butyl rubber, butadiene rubber , Nitrile rubbers, ethylene - propylene rubber, Hypalon, acrylic rubber, urethane rubber, silicone rubber, fluorine rubber, or mixtures thereof. Moreover, the resin mentioned as a fluorine atom containing resin mentioned later can also be used.
[0033]
Among the above, it is preferable to use a nitrogen atom-containing resin, which is a highly charge-providing resin, as a binder, and this makes it possible to impart a high charge. The nitrogen atom-containing resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin, but a thermosetting resin is preferred in terms of relatively high hardness.
[0034]
Examples of the nitrogen atom-containing resin include polyacrylonitrile, polyvinyl carbazole, polyurethane, amino resin, urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, styrene-dimethylaminoacrylate copolymer (hereinafter referred to as “St”). / DMAA ”may be abbreviated). Among these, melamine resin, styrene-dimethylaminoacrylate copolymer, benzoguanamine resin, urea resin, and polyurethane are preferably used, and melamine resin and benzoguanamine resin are particularly preferably used in terms of wear resistance.
[0035]
The resin contains a conductive component or additive. Examples of the conductive component include metals such as gold, silver and copper, carbon black, semiconductive oxides such as titanium oxide and zinc oxide, titanium oxide, zinc oxide, barium sulfate, aluminum borate, and potassium titanate powder. There are tin oxide, carbon black, and metal covered on the surface. Among these, carbon black is preferable from the viewpoint of production stability, cost, and conductivity.
[0036]
The type of carbon black is not particularly limited, and known ones can be used, and carbon black having a DBP oil absorption in the range of 50 to 250 ml / g with particularly good production stability is preferred. Specifically, for example, Vulcan XC-72 (manufactured by Cabot), KETJEN black EC (manufactured by LIONNAKUZO), TOKABLACK 5500, 4500 (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), CONDUCTEX 975 (manufactured by COLUMBIAN CARBON), Print Conductive carbon black such as L (manufactured by Degussa); conductive graphite such as EPT-1 Powder (manufactured by Ogasawara Industrial Co., Ltd.); and other powders such as conductive zinc oxide T-1 (manufactured by Mitsubishi Materials) Examples thereof include tin oxide surface-treated with antimony and the like, and iron trioxide powder such as SE-0326 (manufactured by BASF).
In addition, it is preferable that the volume average particle diameter of these electroconductive materials is the range of 0.01-5 micrometers.
[0037]
The solvent used in the coating resin layer forming solution is not particularly limited as long as it dissolves the matrix resin. For example, aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; halides such as chloroform and carbon tetrachloride; and the like can be used.
[0038]
As a typical method of forming the coating resin on the surface of the core material of the carrier, a raw material solution for forming the coating resin layer (a matrix resin, resin fine particles, conductive fine powder, etc. are appropriately contained in a solvent) is used. Immersion method in which the powder of the material is immersed in the coating resin layer forming solution, spray method in which the coating resin layer forming solution is sprayed onto the surface of the core material, and for the coating resin layer formation in a state where the core material is suspended by flowing air Examples include a fluidized bed method in which a solution is sprayed, a kneader coater method in which a core material and a coating resin layer forming solution are mixed in a kneader coater, and then a solvent is removed, but the method is particularly limited to those using a solution. However, depending on the core material and the charge imparting member to be used, a powder coating method of heating and mixing together with the resin powder can be appropriately employed.
[0039]
The coating amount of the coating resin on the core material in the present invention is preferably in the range of 0.05 to 5.0% by mass with respect to the total mass of the carrier in order to balance image quality, secondary obstruction and chargeability. However, it is not necessarily limited to this range.
[0040]
<Resin carrier>
The resin carrier used in the present invention is obtained by dispersing magnetic fine particles in a binder resin.
-Magnetic particles-
Magnetic fine particles include usually used ferromagnetic materials, specifically, magnetic metals such as iron, cobalt and nickel; alloys thereof; FeThreeOFour , Γ-Fe2OThreeFurther, metal oxides such as cobalt-added oxide and chromium oxide; powders such as Mn—Zn ferrite, Ni—Zn ferrite, magnetite, and hematite can be used. These magnetic fine particles preferably have a particle size in the range of 0.05 to 1.0 μm. The content of the magnetic fine particles is preferably in the range of usually 30 to 95% by mass with respect to the total weight of the resin carrier.
[0041]
-Binder resin-
As the binder resin for dispersing the magnetic fine particles, any plastic resin that is generally used can be used. As the binder resin used in the present invention, a resin obtained by homopolymerizing or copolymerizing the following monomers in addition to a polyolefin-based compound that is a polymer such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene can be used. That is, styrenes such as styrene, chlorostyrene, and vinyl styrene; monoolefins such as ethylene, propylene, acetylene, butylene, and isobutylene; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, and vinyl butyrate; acrylic acid Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters such as methyl, ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dodecyl methacrylate; Homopolymers such as vinyl ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl butyl ether; vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone and methyl isopropenyl ketone: It can be exemplified coalescence.
[0042]
Particularly representative binder resins include polystyrene, styrene-alkyl acrylate copolymer, styrene-alkyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer. Examples thereof include a polymer, polyethylene, and polypropylene. Furthermore, polyesters, polyurethanes, epoxy resins, silicone resins, polyamides, modified rosins, paraffins, and waxes can be mentioned, but are not limited thereto.
[0043]
Moreover, resin, a charge control agent, a coupling agent, a filler, and other fine powders can be added to the resin carrier for chargeability control, dispersibility improvement, strength reinforcement, fluidity improvement, and other purposes.
[0044]
The resin carrier can be obtained by kneading, pulverizing, and classifying the binder resin, magnetic fine particles, and other components, and the components are liquefied by a solvent or heating, and a spray drying method or the like is performed. It can also be manufactured. As an apparatus for melting and mixing the magnetic fine particles and the binder resin, an attritor, a pressure kneader, a Banbury, a roll mill, a sand mill, a Henschel mixer, or the like can be used.
[0045]
Further, for the pulverization of the kneaded material, a collision plate type, a jet type or the like can be used. For example, in the case of a plate type, a microanalyzer, ulmax, jet-0-mizer, or a jet type has a KTM ( Krypton), turbo mill, etc. are used. Moreover, an I type jet mill etc. can be used as what has both these characteristics. The volume average particle diameter is preferably in the range of 10 to 400 μm, and more preferably in the range of 30 to 200 μm.
[0046]
<Dispersion of fluorine atom-containing resin on surface resin>
  In the present invention, the fluorine atom-containing resin is dispersed in the resin on the surface of the carrier by the following method.
  First, a core material in which a coating resin layer is formed or a magnetic resin dispersed in a binder resin is used as a fluorine atom-containing resin andLiquidBy contacting with a medium containing a dispersion medium, the surface resin (in the case of a resin-coated carrier, the coated resin layer) swells, and the fluorine atom-containing resinLiquidThe dispersion medium enters the resin. Next, when the dispersion medium is removed, only the fluorine atom-containing resin remains in the resin on the surface.
[0047]
When the fluorine atom-containing resin is left in the resin on the surface by the above method, the fluorine atom-containing resin penetrates uniformly into the swollen network-like resin at the molecular level. The peeling based on can be prevented. Further, since the fluorine atom-containing resin is uniformly dispersed on the resin surface, the chargeability of the toner can be made uniform.
[0048]
The medium includes a fluorine atom-containing resin and a dispersion medium.
-Fluorine atom-containing resin-
The fluorine atom-containing resin preferably has a critical surface tension γc of 35 mN / m or less, and more preferably 30 mN / m or less. If the critical surface tension exceeds 35 mN / m, the contamination of the toner on the surface of the electrostatic latent image developing carrier cannot be suppressed, and the chargeability and the change with time may tend to increase. .
[0049]
Specifically, the critical surface tension can be determined as follows.
First, several types of n-alkane liquids with known surface tensions (with surface tensions in the range of 20 to 40 mN / m) were prepared, and these were used as droplets with a syringe under an environment of 20 ° C. It is dropped on the fluorine atom-containing resin surface, and the contact angle θ of each droplet with respect to the fluorine atom-containing resin surface is measured by a contact angle meter (for example, automatic contact angle meter CA-Z, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
[0050]
Next, the cos θ value of the contact angle value θ is plotted against the surface tension of each liquid (Zisman plot), and the surface tension value at the point where the extrapolated line of the plot intersects the line of cos θ = 1.0. Is the critical surface tension.
[0051]
Examples of such fluorine atom-containing resins include polyvinyl fluoride (γc = 28 mN / m), polyvinylidene fluoride (γc = 25 mN / m), polytrifluoroethylene (γc = 22 mN / m), polytetrafluoroethylene. (Γc = 18 mN / m), polyhexafluoropropylene (γc = 16 mN / m), a copolymer of vinylidene fluoride and an acrylic monomer, a copolymer of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, Fluoroterpolymers such as terpolymers of tetrafluoroethylene with vinylidene fluoride and non-fluorinated monomers, such as perfluoroacrylate-hydroxyethyl methacrylate (hereinafter sometimes abbreviated as “HEMA”) copolymers Perfluoroacrylate copolymer, perfluorosulfonylamide copolymer And the critical surface tension is 35 mN / m or less.
[0052]
Moreover, these may be used individually by 1 type, may use 2 or more types together, may synthesize | combine suitably, and may use a commercial item.
Among the above, it is particularly preferable to use a mixture of a homopolymer of tetrafluoroethylene or vinylidene fluoride and a copolymer thereof.
[0053]
-Dispersion medium-
  The dispersion medium is one that disperses the fluorine atom-containing resin in a certain shape. However, the dispersion medium in the present invention may be a dispersion medium in which the fluorine atom-containing resin is dispersed in the form of fine particles. A dispersion medium in which the resin is almost dissolved (dispersed at the molecular level) may be used. The dispersion medium is liquidThe
[0054]
The dispersion medium is not particularly limited as long as it is an organic solvent that can swell the surface resin of the carrier other than water. For example, toluene, xylene, and alcohol that are solvents used in the coating resin layer forming solution Etc. can be used.
[0055]
In order to achieve both the dispersibility (solubility) of the fluorine atom-containing resin and the property of swelling the resin on the carrier surface, it is preferable to use a mixture of water and an organic solvent in a certain ratio. In this case, the organic solvent used by mixing with water is particularly preferably a paraffinic organic solvent, and the mixing ratio (A) / (B) of water (A) to the organic solvent (B) is 5/1 to 3 / 1 is preferable.
[0056]
The fluorine atom-containing resin is preferably uniformly dispersed (dissolved) in the medium, and the affinity between the resin on the carrier surface and the fluorine atom-containing resin needs to be improved. From such a viewpoint, the following can be added to the medium in addition to the fluorine atom-containing resin and the dispersion medium.
[0057]
For example, when the medium is an aqueous dispersion, the aqueous dispersion may further contain a wax and / or a low surface energy material (such as silicone). Here, examples of the wax include paraffin wax, microcrystalline wax, and petrolatum, and examples of the silicone include silicone oil, silicone gloss, oil compound, and silicone varnish. In addition, aqueous dispersions of fluorine atom-containing resins include fluorosurfactants, other anionic, cationic, nonionic or amphoteric surfactants, pH regulators, polyhydric alcohols, viscosity modifiers, stabilizers, and gloss. An agent or the like may be contained. Even in the case of an aqueous dispersion, it is desirable to use an appropriate amount of an organic solvent in combination as described above. Thus, by setting the dispersion medium and the surfactant to an optimum one, uniform and stable dispersion of the fluorine atom-containing resin in the aqueous dispersion can be achieved.
[0058]
In the case of an aqueous dispersion, the solid content concentration is set in the range of about 0.2 to 70% by mass, and the concentration of the fluorine atom-containing resin in the aqueous dispersion is in the range of about 0.2 to 50% by mass. However, in the present invention, when other dispersion medium is used, it is not necessarily limited to this range.
[0059]
-Contact between carrier and medium-
When the core material in which the coating resin layer is formed or in which the magnetic fine particles are dispersed in the binder resin is brought into contact with the medium, it is preferable to uniformly contact the entire carrier. For example, it can be easily carried out by immersing the carrier in a liquid medium, and in particular under reduced pressure, for example 8.0 × 10FourPa or less, more preferably 6.7 × 10FourIt is desirable to carry out under the conditions of Pa or less.
[0060]
The contact is performed by spraying an aqueous dispersion of a fluorine atom-containing resin (spray method) or coating a core resin with a coating resin layer or a magnetic resin dispersed in a binder resin. (Coating method) can also be achieved.
[0061]
The speed at which the resin on the carrier surface swells and penetrates by the fluorine atom-containing resin can be controlled by the concentration of the fluorine atom-containing resin in the medium, the medium temperature at the time of swelling, and the like. The temperature of the medium when the carrier is in contact with the liquid medium is preferably in the range of 20 to 150 ° C., and the contact time is preferably 15 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer, but is not limited thereto. Moreover, immersion (contact) can also be repeated several times.
[0062]
The fluorine atom-containing resin content in the resin on the surface is preferably in the range of 1 to 65% by mass, and more preferably in the range of 20 to 35% by mass. If the content is less than 1% by mass, the effect of lowering the surface energy of the resin surface may not be obtained. If the content exceeds 65% by mass, the fluorine atom-containing resin is detached from the surface resin. It may be easier.
[0063]
Moreover, it is preferable that the sea surface tension of the resin surface in which the fluorine atom-containing resin is dispersed is 35 mN / m or less.
[0064]
This method uses the swelling property of polymers, and in the case of crosslinks between molecules like a network polymer, it absorbs a certain amount of solvent to form a gel, and beyond that, it reaches equilibrium and changes. No longer. As the linear polymer swells, the individual molecules are merely agglomerated by van der Waals forces, so that they are gradually disentangled and finally completely dissolved. However, in the present invention, the linear polymer can be stopped in the swollen state by adjusting the ratio of water and organic solvent in the medium to an appropriate range as described above. Can be used.
[0065]
Through the above operation, the aqueous dispersion liquid in which the fluorine atom-containing resin has entered the surface resin after the coating resin layer is formed on the core material or the magnetic fine particles are dispersed in the binder resin and then adhered to the surface. It is more preferable to remove (medium) by washing or wiping. If the fluorine atom-containing resin remains on the surface of the carrier, the surface properties are deteriorated, and the uniform chargeability may be inferior. After the washing or wiping, it is necessary to remove the water (dispersion medium) by drying the carrier under heating or at room temperature. If water remains in the vicinity of the carrier surface, the charge imparting property and the environmental stability are inferior.
[0066]
<< Electrostatic latent image developer >>
The electrostatic latent image developer of the present invention contains a toner and a carrier, and the carrier is the electrostatic latent image developing carrier of the present invention.
[0067]
The toner is not particularly limited and can be suitably selected from commonly used known toners. Usually, the toner has a binder resin and a colorant, and other components (internal additives) as necessary. Agent).
[0068]
<Binder resin>
Examples of the binder resin used in the toner in the present invention include styrenes such as styrene and chlorostyrene; monoolefins such as ethylene, propylene, butylene, and isoprene; vinyls such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, and vinyl butyrate. Esters; (meth) acrylic acid, vinyl acetic acid, allyl acetic acid, unsaturated carboxylic acids such as 10-undecenoic acid; styrene derivatives having a carboxyl group such as carboxyl styrene; methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, Α-methylene aliphatic monocarboxylic acid esters such as dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dodecyl methacrylate; vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, Examples of vinyl ethers such as nylbutyl ether; homopolymers and copolymers of vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, vinyl isopropenyl ketone, etc. In particular, as representative binder resins, List polystyrene, styrene-alkyl acrylate copolymer, styrene-alkyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyethylene, polypropylene, etc. Can do.
[0069]
Further examples include polyester, polyurethane, epoxy resin, silicone resin, polyamide, modified rosin, paraffin wax and the like. Among these, the case where polyester is used as a binder resin is particularly effective. For example, a linear polyester resin made of a polycondensate containing bisphenol A and polyvalent aromatic carboxylic acid as main monomer components can be preferably used. Moreover, the softening point is 90 to 150 ° C., the glass transition point is 50 to 70 ° C., the number average molecular weight is 2000 to 6000, the weight average molecular weight is 8000 to 150,000, the acid value is 5 to 30, and the hydroxyl value is 5 to 40. A resin exhibiting can be particularly preferably used.
[0070]
In the present invention, a two-component developer composed of a toner and a carrier can be used. However, when the electrostatic latent image developing carrier of the present invention is used as a carrier, the toner binder resin contains a carboxyl group. It is preferable to contain a monomer. Thereby, the negative charging property on the toner side can be improved, the spent resistance of the carrier can be improved, and the charge imparting characteristics as a developer can be maintained.
[0071]
Examples of the carboxyl group-containing monomer include unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, vinyl acetic acid, allyl acetic acid, and 10-undecenoic acid, styrene derivatives having a carboxyl group such as carboxyl styrene, p- Examples thereof include those containing two or more carboxyl groups such as carboxyl styrene.
[0072]
<Colorant>
Examples of the colorant used in the toner of the present invention include magnetic powders such as magnetite and ferrite, carbon black, aniline blue, caryl blue, chrome yellow, ultramarine blue, DuPont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, and phthalocyanine blue. , Malachite green oxalate, lamp black, rose bengal, C.I. I. Pigment red 48: 1, C.I. I. Pigment red 122, C.I. I. Pigment red 57: 1, C.I. I. Pigment yellow 97, C.I. I. Pigment yellow 17, C.I. I. Pigment yellow 12, C.I. I. Pigment yellow 128, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I. Pigment yellow 155, C.I. I. Pigment yellow 173, C.I. I. Pigment yellow 180, C.I. I. Pigment yellow 185, C.I. I. Pigment blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 can be exemplified as a representative one.
[0073]
<Other ingredients>
Examples of the other components include a charge control agent that can be added for the purpose of controlling the chargeability of the toner, and a release agent such as wax that can be added for the purpose of preventing hot offset in the toner fixing step.
[0074]
Typical examples of the release agent include low molecular polyethylene, low molecular polypropylene, Fischer-Tropsch wax, montan wax, carnauba wax, rice wax, and candelilla wax.
[0075]
Further, as described above, the toner in the present invention may contain an additive such as a charge control agent as necessary. Known charge control agents can be used, but azo metal complex compounds, metal complex compounds of salicylic acid, and resin type charge control agents containing polar groups can be used. It is preferable to use a material that is difficult to dissolve in water in terms of controlling ionic strength and reducing wastewater contamination.
[0076]
<Production of toner>
The toner is not particularly limited, but can be prepared as follows.
For example, the above-described components (binder resin, colorant, and other components) are mixed, melt-kneaded, and then pulverized to produce a toner having a volume average particle size of 3 to 20 μm. The melt kneading is not particularly limited, but a Banbury mixer, a kneader, an extruder, etc. are preferably used. Although there is no restriction | limiting in particular in the said grinding | pulverization, A jet mill etc. are used suitably.
[0077]
The toner particles of the present invention suitably have a shape factor SF1 in the range of 100 to 135, and it is preferable to use a wet method for producing such toner. In the wet method, 1) a resin fine particle dispersion obtained by emulsion polymerization of a polymerizable monomer of a binder resin, a colorant dispersion, a release agent dispersion, and a dispersion such as a charge control agent as required An emulsion polymerization aggregation method in which toner particles are obtained by mixing, forming aggregated particles, and fusing and coalescing, b) a polymerizable monomer and a colorant, a release agent, and a binder resin, if necessary Suspension polymerization method in which a solution such as a charge control agent is suspended in an aqueous solvent and polymerized to obtain toner particles, c) a binder resin and a colorant, a release agent, and a solution such as a charge control agent as required. There is a dissolution suspension method in which the mixture is suspended in an aqueous solvent and granulated. Among these, the emulsion polymerization aggregation method is most suitable. By using the spherical toner, the contact area with the carrier is reduced, so that the spent resistance can be further improved.
[0078]
The toner in the present invention may be either a magnetic toner containing a magnetic material or a non-magnetic toner containing no magnetic material. These toner particles include known charge control agents, fluidity improvers, and fixing aids. In addition to such additives, magnetic powder may be included as necessary. The particle diameter of the toner tends to become smaller as the image quality becomes higher, and the volume average particle diameter is desirably 2 to 12 μm, preferably 5 to 10 μm.
[0079]
If necessary, other components (external additives) are attached to the surface of the obtained toner to obtain a toner.
Examples of such other components (external additives) include inorganic fine particles such as silicon oxide, titanium oxide, and aluminum oxide that have been subjected to surface hydrophobization treatment with a volume average particle diameter of 5 to 200 nm, and organic materials such as polymethyl methacrylate fine particles. Examples thereof include fine particles.
[0080]
The electrostatic latent image developer of the present invention is produced by mixing the above-described toner and carrier. The mixing ratio (mass ratio) of the toner and the carrier in the developer is preferably in the range of toner: carrier = 1: 100 to 20: 100, preferably in the range of 3: 100 to 12: 100. It is more preferable.
[0081]
<< Image Forming Method >>
The image forming method of the present invention includes a step of forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image load bearing member, and a step of developing the electrostatic latent image with a developer on the surface of the developer bearing member to form a toner image. An image forming method comprising: a transfer step of transferring the toner image to a surface of a recording medium to form a transfer image; and a fixing step of fixing the transfer image transferred to the surface of the recording medium. The electrostatic latent image developer of the present invention.
[0082]
The step of forming the electrostatic latent image means that the surface of the electrostatic latent image carrier is uniformly charged by a charging means, and then exposed to the electrostatic latent image carrier with a laser optical system or an LED array, This is a step of forming an electrostatic latent image. As the charging means, the surface of the electrostatic latent image carrier is applied by applying a voltage to a non-contact charger such as corotron or scorotron, and a conductive member brought into contact with the surface of the electrostatic latent image carrier. Examples of the charging device include a contact type charging device, and any type of charging device may be used. However, a contact charging type charger is preferable from the viewpoint that the amount of ozone generated is small, environmentally friendly, and excellent printing durability. In the contact charging type charger, the shape of the conductive member may be any of a brush shape, a blade shape, a pin electrode shape, a roller shape, and the like, but a roller-like member is preferable.
The image forming method of the present invention is not subject to any particular limitation in the electrostatic latent image forming process.
[0083]
The step of forming the toner image includes bringing a developer carrier having a developer layer containing at least toner on the surface thereof into contact with or approaching the surface of the electrostatic latent image carrier. In this step, toner particles are attached to the electrostatic latent image on the surface to form a toner image on the surface of the electrostatic latent image carrier. The development method can be performed using a known method, and examples of the development method using the two-component developer used in the present invention include a cascade method and a magnetic brush method. The image forming method of the present invention is not particularly limited with respect to the developing method.
[0084]
The transfer step is a step of transferring a toner image formed on the surface of the electrostatic latent image carrier to a recording medium to form a transfer image. In the case of color image formation, it is preferable that each color toner is primarily transferred to an intermediate transfer drum or belt and then secondarily transferred to a recording medium such as paper.
[0085]
A corotron can be used as a transfer device for transferring a toner image from the photosensitive member to paper or an intermediate transfer member. The corotron is effective as a means for uniformly charging the paper, but a high voltage of several kV must be applied and a high voltage power source is required in order to give a predetermined charge to the paper as a recording medium. In addition, ozone is generated by corona discharge, which causes deterioration of rubber parts and photoreceptors. Contact transfer system that transfers a toner image onto paper by pressing a conductive transfer roll made of an elastic material against the image carrier. Is preferred.
In the image forming method of the present invention, the transfer device is not particularly limited.
[0086]
The fixing step is a step of fixing the toner image transferred to the surface of the recording medium with a fixing device. As the fixing device, a heat fixing device using a heat roll is preferably used. The heat fixing device includes a fixing roller having a heater lamp for heating inside a cylindrical metal core, a so-called release layer formed on the outer peripheral surface by a heat resistant resin film layer or a heat resistant rubber film layer, and the fixing roller. The pressure roller or pressure belt is disposed in pressure contact with the roller and has a heat-resistant elastic body layer formed on the outer peripheral surface of the cylindrical metal core or the surface of the belt-like base material. The fixing process of the unfixed toner image is performed by inserting a recording material on which an unfixed toner image is formed between a fixing roller and a pressure roller or a pressure belt, and using a binder resin, an additive, and the like in the toner. Fix by heat melting.
In the image forming method of the present invention, the fixing method is not particularly limited.
[0087]
Examples of the recording material to which the toner image is transferred include plain paper, OHP sheet, and the like used in electrophotographic copying machines and printers. In order to further improve the smoothness of the image surface after fixing, it is preferable that the surface of the transfer object is as smooth as possible. For example, coated paper in which the surface of plain paper is coated with a resin or the like, art paper for printing Etc. can be used suitably.
[0088]
In the image forming method as described above, by using the developer containing the electrostatic latent image developing carrier of the present invention as described above, it is possible to suppress the environmental dependency and form a good image.
[0089]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not restrict | limited by these.
(Preparation of carriers A and D)
Ferrite particles (Mn—Mg ferrite, volume average particle size: 40 μm): 100 parts by mass
・ Polymethyl methacrylate: 1.2 parts by mass
・ Toluene: 14 parts by mass
[0090]
Prepare the coating resin layer forming solution by dissolving the above polymethyl methacrylate in toluene, put it in a vacuum degassing type kneader with ferrite particles, keep the temperature at 60 ° C and stir for 10 minutes, then depressurize and distill off the toluene Then, a coating resin layer was formed on the surface of the ferrite particles, and sieved with a mesh having a mesh opening of 75 μm to obtain a carrier D.
[0091]
50 parts by mass of carrier D was dispersed in an aqueous fluororesin dispersion (composition: water 80% by mass, fluorosurfactant 7% by mass, polytetrafluoroethylene 3% by mass (γc: 28 mN / m), paraffin wax 1% by mass, paraffin After putting in a vacuum degassing type kneader together with 50 parts by mass of a medium-boiling solvent (6% by mass, ethylene glycol 3% by mass) and sufficiently contacting the mixture, stirring at 60 ° C. for 60 minutes, reducing the pressure to −100 kPa and toluene. Water was removed, a resin layer in which the fluorine atom-containing resin was dispersed was formed, and sieved with a mesh having an opening of 75 μm to obtain carrier A.
[0092]
(Preparation of carrier F)
Ferrite particles (Mn—Mg ferrite, volume average particle size: 40 μm): 100 parts by mass
Perfluoroacrylate copolymer (γc: 28 mN / m, perfluorooctylethyl acrylate / methyl methacrylate copolymer, copolymerization ratio 60:40, mass average molecular weight Mw: 70000): 1.2 parts by mass
Cross-linked melamine resin particles (average particle size: 0.3 μm): 0.25 parts by mass
Carbon black (VXC72: manufactured by Cabot): 0.12 parts by mass
・ Toluene: 14 parts by mass
[0093]
The above components except for the ferrite particles as a core material are dissolved and dispersed with a stirrer for 10 minutes to prepare a coating resin layer forming solution, and placed in a vacuum degassing type kneader together with the ferrite particles to maintain the temperature at 60 ° C. 10 After stirring for a minute, toluene was distilled off under reduced pressure to form a coating resin layer on the surface of the ferrite particles, and sieved with a mesh having an opening of 75 μm to obtain Carrier F.
[0094]
(Preparation of carriers B and H)
-Magnetic fine particle dispersed carrier core (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., matrix resin: phenol resin, true specific gravity 3.7 g / cmThree , Volume average particle size 40 μm, saturation magnetization 60 emu / g, shape factor SF1: 105): 100 parts by mass
・ Polyisobutyl methacrylate: 0.7 parts by mass
・ Toluene: 14 parts by mass
[0095]
The polyisobutyl methacrylate is dissolved in toluene to prepare a solution for forming a coating resin layer. The solution is placed in a vacuum degassing kneader with the magnetic fine particle dispersed carrier core and stirred at a temperature of 60 ° C. for 10 minutes. Then, toluene was distilled off to form a coating resin layer on the surface of the above-mentioned magnetic fine particle-dispersed carrier core, and sieved with a mesh having an opening of 75 μm to obtain carrier H.
[0096]
50 parts by mass of carrier H is placed in a vacuum degassing type kneader together with 40 parts by mass of a fluororesin aqueous dispersion (Z-100, manufactured by Eco Oil Co.), kept at a temperature of 75 ° C. and stirred for 60 minutes, and then reduced in pressure to toluene. And water were removed, a resin layer in which the fluorine atom-containing resin was dispersed was formed, and sieved with a mesh having an opening of 75 μm to obtain carrier B.
[0097]
(Preparation of carrier E)
Ferrite particles (Mn—Mg ferrite, volume average particle size: 40 μm): 100 parts by mass
-Perfluorooctyl ethyl acrylate polymer (γc: 25 mN / m): 1.7 parts by mass
・ Toluene: 14 parts by mass
[0098]
A perfluorooctylethyl acrylate polymer is dissolved in toluene to prepare a coating resin layer forming solution. The solution is placed in a vacuum degassing type kneader together with ferrite particles and stirred at a temperature of 60 ° C. for 10 minutes. The carrier resin E was obtained by forming a coating resin layer on the surface of the ferrite particles and sieving with a mesh having an opening of 75 μm.
[0099]
(Preparation of carriers C and G)
Magnetic core dispersed carrier core (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd., matrix resin: phenol resin, true specific gravity: 3.7 g / cmThree , Volume average particle size: 40 μm, saturation magnetization: 60 emu / g, shape factor SF1: 105): 100 parts by mass
Perfluoroacrylate copolymer (γc: 28 mN / m, perfluorooctylethyl acrylate / methyl methacrylate copolymer, copolymerization ratio 60:40, weight average molecular weight Mw: 70000): 1.2 parts by mass
Crosslinked melamine resin particles (average particle size: 0.3 μm): 0.3 parts by mass
Carbon black (VXC72: manufactured by Cabot): 0.15 parts by mass
・ Toluene: 14 parts by mass
[0100]
Except for the magnetic fine particle-dispersed carrier core as a core material, the above components are dissolved and dispersed with a stirrer for 10 minutes to prepare a coating resin layer forming liquid, and put into a vacuum degassing kneader together with the magnetic fine particle-dispersed carrier core. After maintaining the temperature at 60 ° C. and stirring for 10 minutes, the pressure is reduced and toluene is distilled off to form a coating resin layer on the surface of the magnetic fine particle-dispersed carrier core. Obtained.
[0101]
50 parts by mass of carrier G was mixed with an aqueous fluororesin dispersion (composition: 11% by mass perfluoroacrylate polymer (γc: 28 mN / m), 20% by mass paraffinic medium boiling point solvent, surfactant, viscosity modifier and stabilizer 10 (Mass%, water 59 mass%) A resin in which 30 parts by mass is placed in a vacuum degassing kneader and the temperature is kept at 75 ° C. and stirred for 60 minutes, then the pressure is reduced to remove toluene and water, and a fluorine atom-containing resin is dispersed. A layer was formed and sieved with a mesh having an opening of 75 μm to obtain Carrier C.
[0102]
(Preparation of toner a)
-Preparation of resin fine particle dispersion (1)-
・ Styrene: 370 parts by mass
-N-butyl acrylate: 30 parts by mass
-Acrylic acid: 8 parts by mass
・ Dodecanethiol: 24 parts by mass
・ Carbon tetrabromide: 4 parts by mass
[0103]
The above components are mixed and dissolved to prepare a raw material solution, and 6 parts by weight of a nonionic surfactant (Sanyo Kasei Co., Ltd .: Nonipol 400) and an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) : Neogen SC) To 10 parts by mass dissolved in 550 parts by mass of ion-exchanged water, the above raw material solution was added, dispersed and emulsified in a flask, mixed slowly for 10 minutes, and 4 parts by mass of ammonium persulfate. After adding 50 parts by mass of ion-exchanged water dissolved in nitrogen, and performing nitrogen substitution, the contents in the flask were heated with an oil bath until the contents reached 70 ° C. while stirring, and the emulsion polymerization was carried out at 70 ° C. for 5 hours. Continuously, a resin fine particle dispersion (1) was obtained. The resin fine particles had a volume average particle size of 155 nm, a Tg of 59 ° C., and a weight average molecular weight Mw of 12,000.
[0104]
-Preparation of resin fine particle dispersion (2)-
・ Styrene: 280 parts by mass
N-butyl acrylate: 120 parts by mass
-Acrylic acid: 8 parts by mass
[0105]
The above components are mixed and dissolved to prepare a raw material solution, and 6 parts by weight of a nonionic surfactant (Sanyo Kasei Co., Ltd .: Nonipol 400) and an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) : Neogen SC) 12 parts by mass dissolved in 550 parts by mass of ion-exchanged water, the above raw material solution was added, dispersed and emulsified in a flask, mixed slowly for 10 minutes, and 3 parts by mass of ammonium persulfate. After adding 50 parts by mass of ion-exchanged water dissolved in nitrogen, and performing nitrogen substitution, the contents in the flask were heated with an oil bath until the contents reached 70 ° C. while stirring, and the emulsion polymerization was carried out at 70 ° C. for 5 hours. Continuously, a resin fine particle dispersion (2) was obtained. The resin fine particles had a volume average particle size of 105 nm, a Tg of 53 ° C., and a mass average molecular weight Mw of 550,000.
[0106]
-Preparation of colorant dispersion (1)-
Carbon black (Cabot Corporation: Mogal L): 50 parts by mass
Nonionic surfactant (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd .: Nonipol 400): 5 parts by mass
・ Ion exchange water: 200 parts by mass
[0107]
A colorant dispersion obtained by mixing and dissolving the above components, dispersing for 10 minutes using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Turrax T50), and dispersing a colorant (carbon black) having a volume average particle size of 250 nm. (1) was obtained.
[0108]
-Preparation of release agent dispersion (1)-
Paraffin wax (Nippon Seiwa Co., Ltd .: HNP0190, melting point 85 ° C.): 50 parts by mass
Cationic surfactant (manufactured by Kao Corporation: Sanizol B50): 5 parts by mass
・ Ion exchange water: 200 parts by mass
[0109]
The above components are heated to 95 ° C. and dispersed using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Tarrax T50), and then dispersed with a pressure discharge homogenizer to disperse a release agent having a volume average particle size of 550 nm. A release agent dispersion (1) was obtained.
[0110]
-Preparation of aggregated particle dispersion-
・ Resin fine particle dispersion (1): 120 parts by mass
・ Resin fine particle dispersion (2): 80 parts by mass
Colorant dispersion (1): 30 parts by mass
-Release agent dispersion (1): 40 parts by mass
Cationic surfactant (manufactured by Kao Corporation: Sanizol B50): 1.5 parts by mass
[0111]
The above components were mixed and dispersed in a round stainless steel flask using a homogenizer (manufactured by IKA: Ultra Tarrax T50), and then heated to 50 ° C. while stirring the inside of the flask in an oil bath for heating. Thereafter, the mixture was cooled to 45 ° C. and held for 25 minutes to obtain an aggregated particle dispersion. When the obtained aggregated particles were observed with an optical microscope, the average particle size was about 5.0 μm.
[0112]
-Preparation of adhered particle dispersion-
To the above aggregated particle dispersion, 60 parts by mass of the resin fine particle dispersion (1) was gently added. And the temperature of the oil bath for heating was raised to 50 degreeC, and it hold | maintained for 40 minutes, and obtained the adhesion particle dispersion liquid. When the obtained adhered particles were observed with an optical microscope, the average particle size was about 5.8 μm.
[0113]
-Manufacture of toner particles-
3 parts by mass of an anionic surfactant (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Neogen SC) is added to the above adhering particle dispersion, the stainless steel flask is sealed, and stirring is continued using a magnetic seal. However, it heated to 105 degreeC and hold | maintained for 4 hours. Thereafter, the mixture was cooled, the reaction product was filtered, thoroughly washed with ion exchange water, and dried to obtain a toner. The obtained toner had a volume average particle diameter D50 of 6.0 μm and a shape factor SF1 of 106.
[0114]
(Preparation of toner b (melt kneaded toner))
Styrene / n-butyl methacrylate resin (copolymerization ratio 70:30, weight average molecular weight Mw: 200000, manufactured by Sanyo Chemical Industries): 89 parts by mass
Carbon black (Mogal L, manufactured by Cabot): 6 parts by mass
Polypropylene wax (660P, manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.): 5 parts by mass
A toner b having a volume average particle diameter D50 of 6 μm was obtained by a melt-kneading pulverization method using the above components.
[0115]
-External additive (1)-
Needle-shaped rutile-type titanium oxide decylsilane-treated compound (volume average particle diameter: 15 nm, powder resistance: 1015Ω · cm)
[0116]
-External additive (2)-
Spherical monodispersed silica obtained by subjecting silica sol obtained by the sol-gel method to HMDS treatment, drying and pulverization (shape factor SF1: 105, volume average particle size: 135 nm, powder resistance: 1015Ω · cm)
[0117]
(Preparation of electrostatic latent image developers 1 to 9)
After adding 1 part by mass of external additive (1) and 1 part by mass of external additive (2) to 100 parts by mass of each of the toners described above, blending for 10 minutes at 30 m / sec using a Henschel mixer, then 45 μm Coarse particles were removed using a mesh sieve to prepare externally added toners a and b.
[0118]
In the combinations shown in Table 1, 7 parts by mass of the externally added toner a or b and 100 parts by mass of each of the carriers (A) to (G) were stirred for 20 minutes at 40 rpm using a V blender, and a 125 μm mesh was obtained. Sieving was performed using a sieve to obtain developers 1 to 9.
[0119]
[Table 1]
Figure 0004103517
[0120]
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-6)
Developers 1 to 9 using the externally added toner a or b as toner are left in a high temperature and high humidity environment (28 ° C., 80 RH%) and a low temperature and low humidity environment (10 ° C., 15 RH%) respectively for a day and night. Applicable to Xerox A-color 936 developer, 50,000 images were printed in each environment. Image quality evaluation and chargeability evaluation of initial (first image) and 50,000th image samples And went.
[0121]
The chargeability evaluation was performed by measuring the toner charge amount by the blow-off method, and the image quality evaluation was performed mainly by visual evaluation of fog. The evaluation criteria are as follows.
[0122]
-Image quality evaluation criteria-
A: There is no fog and it is very good.
○: There is some fog, but there is no practical problem.
Δ: Slightly more fog and practical problems.
X: fog is conspicuous.
The results are shown in Table 2. In Table 2, film peeling was confirmed by observing the carrier surface using a scanning electron microscope.
[0123]
[Table 2]
Figure 0004103517
[0124]
As is clear from the results in Table 2, in the developers using the electrostatic latent image developing carriers of Examples 1 to 3 of the present invention, the initial toner chargeability and image quality in the high temperature and high humidity environment and the low temperature and low humidity environment are as follows. Both were very good, and the toner chargeability and image quality at the 50,000th sheet were also good.
[0125]
On the other hand, the developer of Comparative Example 1 had good initial toner chargeability and image quality in a high temperature and high humidity environment and a low temperature and low humidity environment, but the toner charge amount at the 50,000th sheet in a high temperature and high humidity environment. The toner surface was contaminated with toner, and the image was fogged. The developer of Comparative Example 2 had good initial toner chargeability and image quality in a low-temperature and low-humidity environment, but the initial toner charge amount in a high-temperature and high-humidity environment was low, and the image quality was somewhat poor. At the 50,000th sheet, the coating resin of the carrier was peeled off and carrier scattering was observed.
[0126]
The developer of Comparative Example 3 was not bad in initial toner chargeability and image quality at the 50,000th sheet, but although the generation time was later than that of Comparative Example 1, toner scattering occurred. Some practical problems occurred in the toner charge amount and image quality at the 50,000th sheet in the high temperature and high humidity environment and the low temperature and low humidity environment. The developer of Comparative Example 4 showed toner chargeability and image quality higher than those of Comparative Example 3, but there were practical problems in the toner charge amount and image quality at the 50,000th sheet in a high temperature and high humidity environment.
[0127]
The developer of Comparative Example 5 was not bad in initial toner chargeability image quality, but the toner chargeability and image quality at the time of the 50,000th sheet in a high temperature and high humidity environment were lowered, and there were practical problems even in a low temperature and low humidity environment. .
[0128]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an electrostatic latent image developing carrier excellent in chargeability, charge imparting maintenance property, environmental stability, durability, and stain resistance, and a developer using the carrier. It is also possible to provide an image forming method capable of forming the above image.

Claims (3)

表面に樹脂を有する静電潜像現像用キャリアであって、フッ素原子含有樹脂及び液状の分散媒を含む媒体に接触させることで、前記樹脂を膨潤させ、前記フッ素原子含有樹脂が該樹脂に入り込んだ後、前記分散媒を除去することにより、フッ素原子含有樹脂を前記樹脂中に分散させたことを特徴とする静電潜像現像用キャリア。A carrier for developing an electrostatic latent image having a resin on the surface, wherein the resin is swollen by contacting with a medium containing a fluorine atom-containing resin and a liquid dispersion medium, and the fluorine atom-containing resin enters the resin. Thereafter, the carrier for developing an electrostatic latent image is characterized in that a fluorine atom-containing resin is dispersed in the resin by removing the dispersion medium. トナーとキャリアとを含有する静電潜像現像剤であって、前記キャリアが請求項1に記載の静電潜像現像用キャリアであることを特徴とする静電潜像現像剤。  An electrostatic latent image developer comprising a toner and a carrier, wherein the carrier is the electrostatic latent image developing carrier according to claim 1. 静電潜像荷担持体表面に静電潜像を形成する工程、現像剤担持体表面の現像剤で前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程、該トナー画像を被記録体表面へ転写して転写画像を形成する転写工程、及び被記録体表面に転写された転写画像を定着する定着工程を含む画像形成方法であって、
前記現像剤が、請求項2に記載の静電潜像現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
A step of forming an electrostatic latent image on the surface of the electrostatic latent image carrier, a step of developing the electrostatic latent image with a developer on the surface of the developer carrier, and forming a toner image; An image forming method comprising a transfer step of transferring to a surface to form a transferred image, and a fixing step of fixing the transferred image transferred to the surface of the recording medium,
The image forming method according to claim 2, wherein the developer is the electrostatic latent image developer according to claim 2.
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