JP4957088B2 - 静電荷像現像用キャリア、及び静電荷像現像用現像剤、並びに画像形成方法 - Google Patents

静電荷像現像用キャリア、及び静電荷像現像用現像剤、並びに画像形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、電子写真法、静電記録法等により形成される静電潜像を現像する際に用いる静電荷像現像用キャリア、及び静電荷像現像用現像剤、並びに画像形成方法に関する。
電子写真法など静電潜像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々の分野で利用されている。電子写真法においては、帯電、露光工程により感光体上に形成される静電潜像がトナーを含む現像剤により現像されて、転写、定着工程を経て可視化される。現像に用いられる現像剤にはトナーとキャリアからなる二成分現像剤と、磁性トナーなどのようにトナー単独で用いられる一成分現像剤とがある。
二成分現像剤は、キャリアが現像剤の攪拌・搬送・帯電などの機能を分担し、現像剤として機能分離されているため、制御性がよいなどの特徴があり、現在広く用いられている。その中でも、樹脂被覆を施したキャリアを用いる現像剤は、帯電制御性が優れ、環境依存性、経時安定性の改善が比較的容易である。
このような二成分現像剤に対して、様々な提案がされている。
例えば、種類の異なる2種以上の樹脂を複層被膜することで、それぞれに機能を分離し、より高機能なキャリアが考えられている。このとき芯材に接する樹脂に対して、芯材との密着性や保護及び抵抗制御を、更に最上層には耐汚染性、流動性、表面抵抗制御を盛り込むことで、高機能のキャリアを得ることができる。しかしながら、機能の異なる樹脂同士の界面では、その密着性は弱く、強い機械ストレスなどがあると層間から剥離することが多々ある。
これに対して、樹脂層間の密着性を上げる方法として、カップリング剤を中間層に含有させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながらこの方法では、カップリング剤の偏在による接着強度の偏りやカップリング剤が存在することによる帯電量の温湿度環境依存性、具体的には高温高湿下での帯電量低下が問題となる。この問題は、特に樹脂層が劣化したときに顕著となる。
特開平2−051167号公報
本発明の課題は、被覆層間、及び被覆層、芯材間の接着性が高く、高温高湿下での長期画像安定性に優れる静電荷像現像用キャリア、及び該荷像現像用キャリアを含む静電荷像現像用現像剤、並びに該静電荷像現像用現像剤を用いる画像形成方法を提供することにある。
上記課題は、以下の本発明により解決された。
即ち、本発明は、
<1> フェライトを含む芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有してなる静電荷像現像剤用キャリアであって、前記芯材は、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、且つ表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、それぞれの前記樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価と、該樹脂被覆層と隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価との差は、絶対値で0.2〜8.0mgKOH/gであることを特徴とする静電荷像現像用キャリアである。
<2> 前記樹脂被覆層のうち最外層の樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価は、0.1〜25mgKOH/gであることを特徴とする<1>に記載の静電荷像現像用キャリアである。
<3> トナーとキャリアとからなる静電荷像現像用現像剤であって、前記キャリアが<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用キャリアであることを特徴とする静電荷像現像用現像剤である。
<4> 潜像担持体を帯電させる帯電工程と、帯電した前記潜像担持体を露光して、静電潜像を形成させる露光工程と、現像剤によって、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を転写体に転写する転写工程と、前記転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法であって、前記現像剤は、<3>に記載の静電荷像現像用現像剤であることを特徴とする画像形成方法である。
本発明によれば、被覆層間、及び被覆層、芯材間の接着性が高く、高温高湿下での長期画像安定性に優れる静電荷像現像用キャリア、及び該荷像現像用キャリアを含む静電荷像現像用現像剤、並びに該静電荷像現像用現像剤を用いる画像形成方法を提供することができる。
<静電荷像現像用キャリア>
本発明の静電荷像現像用キャリア(以下、単に「本発明のキャリア」という場合がある。)は、フェライトを含む芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有してなる静電荷像現像剤用キャリアであって、前記芯材は、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、且つ表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、それぞれの前記樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価と、該樹脂被覆層と隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価との差は、絶対値で0.2〜8.0mgKOH/gであることを特徴とする。
(芯材)
本発明のキャリアにおける芯材は、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、且つ表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であることを特徴とする。
本発明のキャリアにおける芯材は、表面粗さSmを2.0μm以下、表面粗さRaを0.1μm以上とすることにより、後述するように樹脂被覆層を被覆した場合に、該樹脂被覆層の主成分である樹脂の芯材への投錨効果で、芯材とそれに隣接する樹脂被覆層との接着性は向上する。
磁性体芯材は、造粒、焼結により形成されるが、本発明のキャリアにおける芯材は、前処理として、微細に粉砕することが好ましい。粉砕方法は特に問わず、公知の粉砕方法に従って粉砕等することができ、例えば、乳鉢、ボールミル、ジェットミル等を挙げることができる。前処理での最終的な粉砕状態は、材質等によって異なるが、平均粒径が2μm〜10μm程度であることが好ましい。2μm未満では、所望の粒径を得ることができない場合があり、10μmを超えると、粒径が大きくなり過ぎるか、あるいは円形度が小さくなってしまう場合がある。
また、焼結温度は従来の場合よりも低く抑えることが好ましく、具体的には、用いる材質によって異なるが、500℃〜1200℃程度が好適であり、600℃〜1000℃がより好適である。焼結温度が500℃未満の場合には、キャリアとして必要な磁力が得られず、1200℃を超える場合には、結晶成長が速く、内部構造の不均一化が起こりやすくなり、クラック、ひびが入りやすくなる。
焼結温度を低く抑えるために、焼結工程では、仮焼結を段階的に行うことが好ましい。そのため、全体の焼結にかける時間は長くすることが好ましい。
このように、焼結温度を低く抑え、段階的に仮焼成を行うことで、磁性体コアの表面粗さRa(算術平均粗さ)は0.1μm以上と粗く、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)は2.0μm以下とすることができる。
本発明のキャリアにおける芯材は、表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上である必要があるが、該表面粗さRaは、好ましくは0.2μm以上であり、特に好ましくは0.3μm以上である。また、該表面粗さRaは、0.5μm以下であることが好ましい。
一方、本発明のキャリアにおける芯材は、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下である必要があるが、該表面粗さSmは、好ましくは1.8μm以下であり、特に好ましくは1.6μm以下である。また、該表面粗さSmは、0.5μm以上であることが好ましい。
表面粗さRa(算術平均粗さ)と表面粗さSm(凹凸の平均間隔)の具体的な測定方法は、キャリア50個について、超深度カラー3D形状測定顕微鏡(VK−9500、キーエンス社製)を用い、倍率3000倍で表面を観察して求める方法である。
Ra(算術平均粗さ)は、観察したコア表面の3次元形状から、粗さ曲線を求め、該粗さ曲線の測定値と平均線までの偏差の絶対値を合計し、平均することで求める。Ra(算術平均粗さ)を求める際の基準長さは、10μmであり、カットオフ値は、0.08mmである。
Sm(凹凸の平均間隔)は、粗さ曲線を求め、該粗さ曲線が平均線と交差する交点から求めた山谷−周期の間隔の平均値を求める。Sm(凹凸の平均間隔)を求める際の基準長さは、10μmであり、カットオフ値は、0.08mmである。
これら表面粗さRa(算術平均粗さ)と表面粗さSm(凹凸の平均間隔)の測定は、JIS B 0601(1994年度版)に準じて行う。
本発明のキャリアにおける芯材の材質はフェライトである。該フェライトとしては、特に限定しないが、Mn、Ca、Li、Mg、Cu、Zn、Srなどの金属との混合物であることが好ましい。特に好ましくは、Mn−Mgフェライト、Li-Mnフェライトである。これらは、焼結工程においてコアの強度と結晶成長、表面凹凸のバランスがとりやすいため好ましい。
本発明のキャリアにおける芯材の体積平均粒径は、10μm〜500μmが好ましく、より好ましくは30μm〜150μmであり、更に好ましくは30μm〜100μmである。本発明のキャリアにおける芯材の体積平均粒径が10μm未満であると、静電荷像現像用現像剤に用いた場合にトナー・キャリア間の付着力が高くなり、トナーの現像量が減少する場合がある。一方、500μmを超えると、磁気ブラシが荒くなり、きめ細かい画像が形成され難くなる場合がある。尚、芯材の体積平均粒径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LS Particle Size Analyzer:LS13 320、BECKMAN COULTER社製)を用いて測定された値をいう。得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
(樹脂被覆層)
本発明のキャリアは、前記芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有してなり、それぞれの前記樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価と、該樹脂被覆層と隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価との差は、絶対値で0.2〜8.0mgKOH/gであることを特徴とする。尚、「樹脂被覆層の主成分である」とは、樹脂被覆層における含有量が80質量%以上(好ましくは90質量%以上)であることを意味する。
上述のように2層の樹脂被覆層を有することにより、それぞれの樹脂被覆層に機能を分離できるため、高機能キャリアを作製することができ、更に前記2層の樹脂被覆層以外にも他の樹脂被覆層を有してもよい。しかし、機能の異なる樹脂同士が重なる各樹脂被覆層間は、その接着性が低いことが多い。このとき、それぞれの前記樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価と、隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価との差を、絶対値で0.2〜8.0mgKOH/gの範囲内とすることで、互いの樹脂の濡れ性が向上し、また静電的な部分反発が小さくなり、隣接する樹脂被覆層との接着性が向上すると同時に、静電荷の偏りが小さく、層間剥離抑制と帯電性能が良好で、特に高温高湿下での長期画像安定性に優れ、堅牢性に優れるキャリアを作製することができる。前記それぞれの樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価と、隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価との差は、絶対値で0.5〜8.0mgKOH/gであることが好ましく、絶対値で0.5〜5.0mgKOH/gであることがより好ましい。
ここで、前記樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価は、試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸などを中和するのに要する水酸化カリウムのmg数をいい、以下の方法により求めることができる。
エチルエーテル−エチルアルコール混液(エチルエーテル:エチルアルコール=2:1、モル比)又はベンゼン−エチルアルコール混液(ベンゼン:エチルアルコール=2:1、モル比)を用意する。尚、前記エチルエーテル−エチルアルコール混液又はベンゼン−エチルアルコール混液は、使用直前にフェノールフタレインを指示薬として0.1mol/リットルの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。また、0.1mol/リットルの水酸化カリウムエチルアルコール溶液を用意する。
樹脂の酸価の測定は、試料(樹脂)1〜20gを正確に量りとり、これに前記エチルエーテル−エチルアルコール混液又はベンゼン−エチルアルコール混液100ml、及び指示薬としてフェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。
試料が溶解後、前記アルコール性水酸化カリウム溶液で滴定し、指示薬の薄紅色が30秒間続いたときを中和の終点とし、そのときの使用量より、酸価(AV)は下記式によって求められる。
AV:酸価(mgKOH/g)、B:0.1mol/リットル水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)、M:試料の質量(g)。
AV=(B×5.61)÷M
本発明のキャリアは、前記樹脂被覆層のうち最外層の樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価が0.1〜25mgKOH/gであることが好ましい。前記最外層の樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価が0.1〜25mgKOH/gであると、帯電性能がより良好となる。前記最外層の樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価は、0.1〜15.0mgKOH/gであることがより好ましく、0.1〜10.0mgKOH/gであることが更に好ましい。
また、本発明のキャリアは、それぞれの該樹脂被覆層の主成分である樹脂の溶解性パラメーターと、該樹脂被覆層と隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂の溶解性パラメーターとの差(ΔSP)は、絶対値で0.1〜2.0であることが好ましい。この範囲であると、隣接する樹脂被覆層同士の親和性が増し好ましい。前記ΔSPは、更に好ましくは0.2〜1.6である。ΔSPが0.1未満であると、特に溶剤を用いた2層塗りの際、溶剤による浸漬、層間樹脂の混合、添加微粒子の局在化などが生じる場合がある。また、ΔSPが2.0を超えると、隣接する樹脂被覆層同士の親和性が減る場合がある。
なお、本発明において、SP値(溶解性パラメーター)は、Fedorsの方法により求めた値を意味する。この場合のSP値は下式(3)で定義される。
Figure 0004957088
但し、式(3)において、SPは溶解性パラメーターを表し、ΔEは凝集エネルギー(cal/mol)を表し、Vはモル体積(cm3/mol)を表し、Δeiはi番目の原子又は原子団の蒸発エネルギー(cal/原子又は原子団)を表し、Δviはi番目の原子又は原子団のモル体積(cm3/原子又は原子団)を表し、iは1以上の整数を表す。
なお、式(3)で表されるSP値は、慣行としてその単位がcal1/2/cm3/2となるように求められ、且つ、無次元で表記されるものである。これに加えて、本発明においては、2つの化合物間におけるSP値の相対的な差が意義を持つため、本発明においては、上記した慣行に従い求められた値を用い、無次元で表記することとした。
なお、参考までに、式(3)で示されるSP値をSI単位(J1/2/m3/2)に換算する場合には、2046を乗ずればよい。
前記それぞれの樹脂被覆層の主成分である樹脂は、既述の酸価の規定を満たせば、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、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、ポリビニルケトン等のポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂またはその変性品;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート;フェノール樹脂;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、ポリアミド樹脂等のアミノ樹脂;シリコーン樹脂;エポキシ樹脂等が挙げられる。
これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい
本発明のキャリアにおいては、特に前記樹脂被覆層のうち最外層の樹脂被覆層の主成分である樹脂として、ポリエステル、スチレン、アクリル、スチレンとアクリルの共重合体、ウレタンが挙げられ、この中でもポリエステル、スチレンとアクリルの共重合体で酸価が0.2〜10.0mg/KOHが好ましい。
また、前記樹脂被覆層のうち最外層の樹脂被覆層と隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂として、ポリエステル、スチレン、アクリル、スチレンとアクリルの共重合体、ポリウレタン、ユリア、ポリアミド、ポリカーボネート、フェノール樹脂が挙げられ、この中でもポリエステル、スチレンアクリル、ポリウレタン、ユリア、フェノール樹脂で、酸価が1.0〜20.0mg/KOHが好ましい。
樹脂被覆層には、上述の主成分となる樹脂のほかに、樹脂微粒子を分散させて含有させることができる。
前記樹脂微粒子としては、例えば、熱可塑性樹脂粒子、熱硬化性樹脂粒子等が挙げられる。その中でも、硬度を上げることが比較的容易な熱硬化性樹脂が好適であり、また、トナーに負帯電性を付与するためには、窒素原子を含有する樹脂粒子を用いることが好ましい。なお、これらの樹脂粒子は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
樹脂微粒子は、前記主成分となる樹脂中に、被覆樹脂層の厚み方向、およびキャリア表面への接線方向にできるだけ、均一に分散しているのが好ましい。樹脂微粒子の樹脂と、前記マトリックス樹脂とが高い相溶性を有していると、樹脂微粒子の被覆樹脂層における分散の均一性が向上するので好ましい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、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、ポリビニルケトン等のポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコン樹脂またはその変性品;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等のフッ素樹脂;ポリエステル;ポリウレタン;ポリカーボネート等が挙げられる。
樹脂微粒子に用いられる熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂;尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂等のアミノ樹脂;エポキシ樹脂;等が挙げられる。
尚、樹脂微粒子の樹脂と主成分である樹脂とは、同種の材料であっても、異種の材料であってもよい。特に好ましくは、樹脂微粒子の樹脂と主成分である樹脂とが異種の材料からなる場合である。
上記樹脂微粒子の樹脂として、熱硬化性樹脂粒子を用いると、キャリアの機械的な強度を向上できるので好ましい。特に架橋構造を有する樹脂が好ましい。また、樹脂粒子の帯電サイトとしての機能をより良好にするには、トナー帯電の立ち上がりが速い樹脂を用いるのが好ましく、そのような樹脂粒子としては、ナイロン樹脂、アミノ樹脂、およびメラミン樹脂などの窒素含有の樹脂の粒子が好ましい。
樹脂微粒子は、乳化重合、懸濁重合等の重合を利用して粒状化された樹脂粒子を製造する方法や、モノマーもしくは、オリゴマーを溶媒中に分散して架橋反応を進行させながら粒状化して、樹脂粒子を製造する方法、低分子成分と、架橋剤とを溶融混錬等により混合反応させた後、風力、機械力等により、所定の粒度に粉砕して、樹脂粒子を製造する方法等によって製造することができる。
樹脂微粒子の体積平均粒径は0.1〜2.0μmであるのが好ましく、より好ましくは0.2〜1.0μmである。0.1μmより小さいと被覆樹脂層中での分散が低下し、一方、2μmより大きいと被覆樹脂層からの脱落が生じ易く、安定した帯電性が得られない場合がある。樹脂微粒子の体積平均粒径の測定方法は、上記コアの体積平均粒径の場合と同様である。
樹脂微粒子は、被覆層中に、1〜50容量%で含有されることが好ましく、より好ましくは1〜30容量%、更に好ましくは1〜20容量%で含有される場合である。被覆樹脂層中の樹脂微粒子の含有率が1容量%よりも少ないと、樹脂微粒子の効果が発現しない場合があり、50容量%を超えると、被覆樹脂層からの脱落が生じ易く、安定した帯電性が得られない場合があるため好ましくない。
前記樹脂被覆層には、さらに導電性微粉末を分散させて含有させることができる。
前記導電性微粉末としては、例えば、金、銀、銅のような金属;カーボンブラック;更に酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、チタン酸カルシウム粉末等の金属酸化物;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、酸化錫、カーボンブラック、または金属で覆った微粉末;等を挙げることができる。これらは、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。導電性微粉末として金属酸化物を用いると、帯電性の環境依存性をより低減できるので好ましく、特に酸化チタンが好ましい。
さらに、前記材料からなる微粉末を、カップリング剤で処理することが好ましい。中でも、カップリング剤で処理された金属酸化物が好ましく、特に、カップリング剤処理された酸化チタンが好ましい。カップリング剤で処理された導電性微粉末は、トルエン等の溶剤に未処理の導電性微粉末を分散させ、次いで、カップリング剤を混合し、処理した後、減圧乾燥することにより得ることができる。
さらに、得られたカップリング剤で処理された導電性微粉末から、凝集体を除去するために、必要に応じて、解砕機で解砕してもよい。解砕機としては、ピンミル、ディスクミル、ハンマーミル、遠心分級型ミル、ローラミル、ジェットミル等の公知の解砕機を使用でき、特に、ジェットミルが好ましい。用いられるカップリング剤としてはシランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤など公知のものを使用することができる。
中でも、シランカップリング剤、特にメチルトリメトキシシラン処理された導電性微粉末を用いると帯電の環境安定性に特に効果的である。
導電性微粉末の体積平均粒径は0.5μm以下であることが好ましく、より好ましくは、0.05μm以上0.45μm以下であり、更に好ましくは、0.05μm以上0.35μm以下である。導電性微粉末の体積平均粒径の測定方法は、上記コアの体積平均粒径の測定方法に準ずる。
導電性微粉末の体積平均粒径が0.5μmを超えると、被覆樹脂層からの脱落が生じ易く、安定した帯電性が得られない場合があるため好ましくない。
前記導電性微粉末は、101Ω・cm以上1011Ω・cm以下の体積電気抵抗を有していることが好ましく、103Ω・cm以上109Ω・cm以下の体積電気抵抗を有していることがより好ましい。尚、本明細書において、導電性微粉末の体積電気抵抗は、以下の方法で測定した値をいう。
常温常湿下(温度20℃、湿度50%RH)で、導電性微粉末を2×10-42の断面積を有する容器に厚み約1mm程度になるように充填し、その後、充填した導電性微粉末上に、金属製部材により、1×104kg/m2の荷重をかける。該金属製部材と、容器の底面電極との間に106V/mの電界が生じる電圧を印加し、その際の電流値から算出した値を体積電気抵抗値とする。
導電性微粉末は、被覆樹脂層中に、通常1〜80容量%含有され、好ましくは2〜20容量%、さらに好ましくは3〜10容量%含有される場合である。
前記それぞれの樹脂被覆層の合計コート量は、1.0〜3.0質量%であることが好ましく、1.5〜2.5質量%であることがより好ましい。前記合計コート量が3.0質量%を超えると、経時でキャリアからコート樹脂が剥がれ、不具合を起こす場合があり、1.0質量%未満であると、コアの表面を覆う樹脂成分が足りず、印加電圧に対し、抵抗を保持することが出来ない場合がある。
前記それぞれの樹脂被覆層の平均膜厚は、0.1μm〜10μmであることが好ましく、より好ましくは0.1μm〜3.0μmであり、更に好ましくは0.1μm〜1.0μmである。樹脂被覆層の平均膜厚が0.1μmよりも薄いと、長時間使用時に被覆層剥れによる抵抗低下が発生したり、キャリアの粉砕を充分に制御し難くなる場合があり、一方、10μmを超えると飽和帯電量に達するまでの時間がかかる場合がある。
本発明のキャリアは、円形度が0.970以上であることが好ましく、より好ましくは、0.974以上である。円形度が0.970未満の場合には、歪となっている部分からキャリアが粉砕しやすくなる場合がある。尚、円形度は、0.03gのキャリアをエチレングリコール25質量%水溶液に分散させ、測定装置としてFPIA3000(シスメックス社製)を用い、LPF測定モードにて測定し、10μm未満および50μmを超える粒径の粒子をカットして解析して求める。
本発明のキャリアの飽和磁化は、40emu/g以上であることが好ましく、50emu/g以上であることがより好ましい。
磁気特性の測定としての装置は振動試料型磁気測定装置VSMP10−15(東英工業社製)を用いる。測定試料は内径7mm、高さ5mmのセルに詰めて前記装置にセットする。測定は印加磁場を加え、最大1000エルステッドまで掃引する。ついで、印加磁場を減少させ、記録紙上にヒステリシスカーブを作製する。カーブのデータより、飽和磁化、残留磁化、保持力を求める。本発明においては、飽和磁化は1000エルステッドの磁場において測定された磁化を示す。
本発明のキャリアの体積電気抵抗は、1×107〜1×1015Ωcmの範囲に制御されることが好ましく、1×108〜1×1014Ωcmの範囲であることがより好ましく、1×108〜1×1013Ωcmの範囲であることがさらに好ましい。
キャリアの体積電気抵抗が1×1015Ωcmを超える場合、高抵抗になり、現像時に現像電極として働きにくくなるため、特にベタ画像部でエッジ効果が出るなど、ソリッド再現性が低下する場合がある。一方、1×107Ωcm未満の場合、低抵抗になるため、現像剤中のトナー濃度が低下した時に現像ロールからキャリアへ電荷が注入し、キャリア自体が現像されてしまう不具合が発生しやすくなる場合がある。
上記キャリアの体積電気抵抗(Ω・cm)は以下のように測定する。なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとする。
20cm2の電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象となるキャリアを1〜3mm程度の厚さになるように平坦に載せ、キャリア層を形成する。この上に前記同様の20cm2の電極板を載せキャリア層を挟み込む。キャリア間の空隙をなくすため、キャリア層上に載置した電極板の上に4kgの荷重をかけてからキャリア層の厚み(cm)を測定する。キャリア層上下の両電極には、エレクトロメーターおよび高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が103.8V/cmとなるように高電圧を印加し、このとき流れた電流値(A)を読み取ることにより、キャリアの体積電気抵抗(Ω・cm)を計算する。キャリアの体積電気抵抗(Ω・cm)の計算式は、下式(1)に示す通りである。
式(1): R=E×20/(I−I0)/L
上記式中、Rはキャリアの体積電気抵抗(Ω・cm)、Eは印加電圧(V)、Iは電流値(A)、I0は印加電圧0Vにおける電流値(A)、Lはキャリア層の厚み(cm)をそれぞれ表す。また、20の係数は、電極板の面積(cm2)を表す。
既述の芯材表面に少なくとも2層の樹脂被覆層を有してなる本発明のキャリアは、2層の樹脂被覆層を有する場合、例えば次のようにして作製できる。
まず、下層の樹脂被覆層の主成分となる樹脂をトルエンに固形分10〜25質量%になるように溶解し、樹脂溶液を調製する。次いで、フェライトからなる芯材に対し、該樹脂が1.5〜3.0質量%となるように芯材と樹脂溶液をニーダーに入れ、50〜80℃条件のもと、減圧下で撹拌混合する。トルエンが揮発した後、減圧をやめ、生成キャリアとして取り出す。更に、上層(表面層)の樹脂被覆層の主成分となる樹脂をトルエンに固形分10〜25質量%となるように溶解する。このとき、抵抗調整や、帯電調整の目的で導電性微粒子などを添加してもよい。この場合、サンドミルなどを用いて導電性微粒子の分散を行うことが好ましい。こうしてできた樹脂溶液を、下層となる樹脂被覆層により被覆された芯材に対し、樹脂が1.5〜3.0質量%となるようにニーダーに入れ、50〜70℃の条件のもと、減圧下で撹拌混合する。乾燥が終了後、生成キャリアとして取り出す。
また、次の方法も好ましく用いることができる。
前記方法と同様に下層の樹脂被覆層の主成分となる樹脂をトルエンに固形分4〜20質量%となるように溶解する。更に、上層(表面層)の樹脂被覆層の主成分となる樹脂を固形分4〜20質量%となるように溶解する。このとき、前記方法と同様に導電性微粒子などを添加してもよい。次に、流動層型コーティング装置に芯材を入れ、芯材に対して樹脂が2質量%となる量の下層の樹脂被覆層を形成するための樹脂溶液を、5〜30g/分の速度で塗布する。終了後、引き続き上層の樹脂被覆層を形成するための樹脂溶液を芯材に対して樹脂が3質量%となるように、同様に塗布する。雰囲気温度は60〜90℃とし、乾燥後、生成キャリアを取り出す。
下層の樹脂被覆層と上層の樹脂被覆層のSP値が近い樹脂(差が絶対値で1.0J1/2/m3/2以下)を重ねる場合、下記の方法が好ましく用いられる。前記の流動層型コーティング装置を用い、下層の樹脂被覆層を形成するための樹脂溶液を上記方法と同様に塗布する。一方、上層の樹脂被覆層を形成するための樹脂溶液として、樹脂を界面活性剤による乳化やアルカリ処理による自己乳化をおこなった樹脂を水分散させた樹脂溶液を用い、固形分5〜25質量%で、塗布速度を5〜30g/分にして塗布する。雰囲気温度は70〜90℃とする。
尚、上記の方法では、溶媒としてトルエンを用いたが、これに限定されるものではなく、MEK(メチルエチルケトン)、MIBK(メチルイソブチルケトン)などのケトン類、IPA(イソプロピルアルコール)などのアルコール類、シクロヘキサンなどの炭化水素系、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類などの有機溶媒を用いることができる。
<静電荷像現像用現像剤>
本発明の静電荷像現像用現像剤は、トナー既述の本発明のキャリアとからなる。
次に、本発明に用いるトナーについて説明する。
本発明に用いるトナーは、特に制限されないが、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有する。
トナーに含まれる結着樹脂は、トナー粒子に用いうる公知のものを適宜選択することができる。具体的には、例えば、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、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、アクリル酸フェニル、アクリル酸オクチル、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等の単独重合体又は共重合体等が挙げられる。
これらの中でも特に代表的な結着樹脂としては、例えばポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。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、変性ロジン等が挙げられる。
着色剤については特に制限はないが、例えば、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デユポンオイルレッド、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12、C.I.ピグメント・ブルー15:1、ピグメント・ブルー15:3等が使用できる。
トナーには必要に応じて帯電制御剤を添加することができる。カラートナーに帯電制御剤を添加する場合には、色調に影響を与えることのない無色又は淡色の帯電制御剤が好ましい。その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、アゾ系金属錯体、サルチル酸若しくはアルキルサルチル酸の金属錯体若しくは金属塩を用いることが好ましい。
また、トナーには、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、ワックス等のオフセット防止剤など公知のその他の成分を含むことができる。上記のワックスとしては、パラフィンワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体等を使用できる。誘導体としては酸化物、ビニルモノマーとの重合体、グラフト変性物などを含む。この他に、アルコール、脂肪酸、植物系ワックス、動物系ワックス、鉱物系ワックス、エステルワックス、酸アミド等も使用できる。
本発明においては、転写性、流動性、クリーニング性及び帯電量の制御性、特に流動性を改善するため、トナーに外添剤を含有させてもよい。なお、外添剤とは、上記トナーのコア粒子表面に付着させる無機微粒子をいう。
無機微粒子としてはSiO2、TiO2、Al23、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe23、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2n、Al23・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等を使用することができる。これらのうち、特にシリカ微粒子、チタニア微粒子の場合には、流動性が良好となるため好ましい。
外添剤の無機微粒子の表面は、予め疎水化処理されていることが望ましい。この疎水化処理によりトナーの粉体流動性が改善されるほか、帯電の環境依存性、及び耐キャリア汚染性に対しても有効である。疎水化処理は疎水化処理剤に無機微粒子を浸漬する等して行うことができる。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でもシラン系カップリング剤が好適である。
シラン系カップリング剤としては、例えばクロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤のいずれかのタイプを使用することも可能である。具体的にはメチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、N,O−(ビストリメチルシリル)アセトアミド、N,N−(トリメチルシリル)ウレア、tert−ブチルジメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシピロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。疎水化処理剤の使用量は、無機微粒子の種類等により異なり一概に規定することはできないが、通常無機微粒子100質量部に対して、5〜50質量部の範囲が適当である。
また、疎水化処理剤による外添剤の疎水化度は、40%〜100%が好ましく、50%〜90%がより好ましく、60%〜90%が更に好ましい。
本発明における疎水化度は、水50ccに微粒子を0.2g加え、スターラーで攪拌後、メタノールで滴定し、微粒子が全て溶媒に懸濁したときのメタノール滴定量をTccとしたときに、以下の式で表される疎水化度(M)と定義する。
疎水化度(M)=[T/(50+T)]×100(vol.%)
トナー粒子の体積平均粒径は、2μm〜12μmが好ましく、より好ましくは3μm〜10μmであり、更に好ましくは4μm〜9μmである。トナー粒子の体積平均粒径が2μm未満であると、流動性が著しく低下するため、層規制部材等による現像剤層の形成が不充分となり、画像にカブリやダートが発生する場合がある。一方、12μmを超える場合は、解像度が低下し、高画質の画像が得られない場合や、現像剤単位重量当たりの帯電量が低下し、現像剤層の層形成維持性が低下し、画像にカブリやダートが発生する場合がある。
トナー粒子の体積平均粒径の測定法としては、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5〜50mg加え、これを前記電解液100〜150ml中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザーII型(ベックマンーコールター社製)により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0〜60μmの範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
得られた粒度分布を分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、小粒径側から体積累積分布を引いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
トナーの製造方法は特に制限されず、混練粉砕法のような乾式製法や、溶融懸濁法、乳化凝集法、溶解懸濁法等の湿式造粒法など、公知の方法を適宜適用することができる。
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法は、潜像担持体を帯電させる帯電工程と、帯電した前記潜像担持体を露光して、静電潜像を形成させる露光工程と、現像剤によって、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を転写体に転写する転写工程と、前記転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程とを有し、前記現像剤が既述の本発明の静電荷像現像用現像剤であることを特徴とする。
上記の各工程は、いずれも画像形成方法における公知の工程が利用できる。また、適宜、上記工程以外の工程を含むものであってもよい。
トナー像を転写する転写体(記録材)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。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、以下の実施例において、特に断らない限り、「部」は「質量部」を意味するものとする。
(フェライト芯材1の作製)
Fe 72部、MnO 18部、LiOH 10部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒径を3.0μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度1250℃、10時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て粒径37.6μmのMnフェライト粒子であるフェライト芯材1を作製した。尚、作製したフェライト芯材1の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが2.8μm、表面粗さRaが0.06μmであった。
(フェライト芯材2の作製)
Fe 73部、MnO 23部、Mg(OH) 4部を混合し、湿式ボールミルで25時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて800℃、7時間の仮焼成1を行い、仮焼成1物を得た。こうして得られた仮焼成1物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒径を1.8μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、6時間の仮焼成2を行い、仮焼成2物を得た。こうして得られた仮焼成2物を、湿式ボールミルで5時間粉砕し、平均粒径を5.2μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度900℃用いて10時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て粒径36.2μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材2を作製した。尚、作製したフェライト芯材2の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが1.5μm、表面粗さRaが0.5μmであった。
(フェライト芯材3の作製)
Fe 73部、MnO 23部、Mg(OH) 4部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒径を2.9μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度1250℃、8時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て粒径37.1μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材3を作製した。尚、作製したフェライト芯材3の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが2.2μm、表面粗さRaが0.07μmであった。
(フェライト芯材4の作製)
Fe 73部、MnO 23部、Mg(OH) 3.5、SrO 0.5部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒径を2.7μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度900℃、8時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て粒径36.2μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材4を作製した。尚、作製したフェライト芯材4の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが2.0μm、表面粗さRaが0.08μmであった。
(フェライト芯材5の作製)
Fe 75部、MnO 15部、LiOH 10部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで7時間粉砕し、平均粒径を2.7μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度900℃、8時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て粒径36.8μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材5を作製した。尚、作製したフェライト芯材4の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが2.4μm、表面粗さRaが0.4μmであった。
(フェライト芯材6の作製)
Fe 73部、MnO 23部、Mg(OH) 3.5部、SrO 0.5部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて800℃、8時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで8時間粉砕し、平均粒径を2.6μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度900℃、8時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て粒径35.9μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材4を作製した。尚、作製したフェライト芯材6の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが1.8μm、表面粗さRaが0.5μmであった。
(フェライト芯材7の作製)
Fe 78部、MnO 10部、LiOH 12部を混合し、湿式ボールミルで10時間混合/粉砕してスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後ロータリーキルンを用いて900℃、7時間の仮焼成を行った。こうして得られた仮焼成物を、湿式ボールミルで8時間粉砕し、平均粒径を2.8μmとした後、更にスプレードライヤーにより造粒、乾燥した後電気炉で温度900℃、8時間の本焼成を行った。解砕工程、分級工程を経て粒径37.1μmのMn−Mgフェライト粒子であるフェライト芯材7を作製した。尚、作製したフェライト芯材4の表面粗さSm(凹凸の平均間隔)、表面粗さRa(算術平均粗さ)を既述の方法で測定したところ、表面粗さSmが2.0μm、表面粗さRaが0.2μmであった。
以下の樹脂1〜8を用意した。尚、以下の樹脂1〜8については既述の方法により酸価を測定した。
[樹脂1]
スチレン−メチルメタクリレート共重合体(重量平均分子量:100000、酸価:15mgKOH/g)
[樹脂2]
エチレン−メチルメタクリレート−無水マレイン酸共重合体(重量平均分子量:68000、酸価:14mgKOH/g)
[樹脂3]
アクリルポリオール−トリレンジイソシアネート重合体(重量平均分子量:48000/アクリルポリオール、酸価:10mgKOH/g)
[樹脂4]
テレフタル酸−ドデセニルコハク酸−ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物重合体(重量平均分子量:86000、酸価:6mgKOH/g)
[樹脂5]
エチルメタクリレート共重合体(重量平均分子量:96000、酸価:15mgKOH/g)
[樹脂6]
スチレン-メチルメタクリレート-メタクリル酸共重合体(重量平均分子量:120000、酸価:23.0mgKOH/g)
[樹脂7]
スチレン-メチルメタクリレート-メタクリル酸共重合体(重量平均分子量:110000、酸価:30.4mgKOH/g)
[樹脂8]
アクリルポリオール-キシレンジイソシアネート共重合体(重量平均分子量:41000/アクリルポリオール、酸価:23.4mgKOH/g)
(コート液1の調製)
樹脂1 30部
トルエン(和光純薬工業) 450部
カーボンブラック(VXC72:キャボット) 4部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、トルエンと同量)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し、回転速度1200rpmで30分間攪拌しコート液1を調製した。
(コート液2の調製)
樹脂2 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂2を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液2を調製した。
(コート液3)
樹脂3 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂3を上記の成分比で2−プブタノンに溶解し、コート液3を調製した。
(コート液4)
樹脂4 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
カーボンブラック(VXC72:キャボット) 4部
上記成分とガラスビーズ(粒径:1mm、2−ブタノンと同量)とを関西ペイント社製サンドミルに投入し回転速度1200rpmで30分間攪拌しコート液4を調製した。
(コート液5)
樹脂5 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂5を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液5を調製した。
(コート液6)
樹脂6 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂6を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液6を調製した。
(コート液7)
樹脂7 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂7を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液7を調製した。
(コート液8)
樹脂8 30部
2−ブタノン (和光純薬工業) 450部
樹脂8を上記の成分比で2−ブタノンに溶解し、コート液8を調製した。
<実施例1>
複合型流動層コーティング装置MP01−SFP(パウレック)にフェライト芯材2を1000g仕込み、コート液2を、スクリーンメッシュ0.5mm、回転インペラ1000rpm、排風量1.2m3/min、塗布速度10g/min、温度65℃の条件のもと、24分間、コート液2をフェライト芯材2にコートした。続いて、コーティング条件において温度70℃、コート液2をコート液1にする以外は上記と同様にして、43分間、コート液1をコート液2がコートされたフェライト芯材2にコートした。得られたキャリアをキャリア1とした。キャリア1のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は、4.8質量%であった。
尚、キャリアのそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は次に用にして測定できる。キャリア10gを量り取り、テトラヒドロフラン100mlに浸漬する。20分、攪拌したのち、ナンバー5Aのろ紙にてろ過を行う。テトラヒドロキシフランによる溶解、ろ過を計3回繰り返し、初期のキャリアの重量と溶解、ろ過後の重量の差からコート量を計算する。
(効果確認)
[環境安定性]
DocuCenterColor400(DCC400:富士ゼロックス)用のシアントナーとキャリア1とをトナー対キャリアの質量比が6:100となるように混合し、現像剤1を得た。この現像剤1を前記DCC400に入れ、30℃、85%RHの環境下、TMA0.6g/m、5cm×10cmベタの条件で10000枚の印刷を行い、目視にて環境安定性を評価した。その結果、かぶりは認められず、画像も問題なかった。
[ストレス耐性]
前記DCC400の改造現像機を用意し、キャリア1のみをいれ、空回しを100時間行った。更に、前記シアントナーを、キャリア対比6質量%となるように添加し、DCC400の改造現像機を空回し、キャリア1とシアントナーを混合した。次に混合したキャリア1とシアントナーをDCC400に取り付け、24℃、50%RHの環境下、TMA0.6g/m、5cm×10cmベタの条件で10枚の印刷を行い、目視にて環境安定性を評価した。その結果、かぶりは認められず、画像も問題なかった。
<実施例2>
実施例1において、コート液2をコート液3に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア2を作製した。得られたキャリア2のコート液1及び3により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.9質量%であった。更にキャリア1をキャリア2に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤2を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、かぶりは認められず、初期と10000枚でやや画像濃度が下がったものの問題ないレベルであった。また、ストレス耐性の評価では、かぶりは認められず、画像も問題なかった。
<実施例3>
実施例1において、1回目のコートでコート液2をコート液3に替え、2回目のコートでコート液1をコート液4に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア3を作製した。得られたキャリア3のコート液3及び4により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は5.1質量%であった。更にキャリア1をキャリア3に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤3を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、かぶりは認められず、初期と10000枚でやや画像濃度が下がったものの問題ないレベルであった。また、ストレス耐性の評価では、かぶりは認められず、画像も問題なかった。
<実施例4>
実施例1において、1回目のコートでコート液2をコート液8に替え、2回目のコートでコート液1をコート液6に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア4を作製した。得られたキャリア4のコート液6及び8により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は5.0質量%であった。更にキャリア1をキャリア4に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤4を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、かぶりは認められず、初期と10000枚でやや画像濃度が下がったものの問題ないレベルであった。また、ストレス耐性の評価では、かぶりは認められず、画像も問題なかった。
<実施例5>
実施例1において、1回目のコートでコート液2をコート液8に替え、2回目のコートでコート液1をコート液7に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア5を作製した。得られたキャリア5のコート液7及び8により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は5.1質量%であった。更にキャリア1をキャリア5に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤5を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、かぶりは認められず、初期と10000枚でやや画像濃度が下がったものの問題ないレベルであった。また、ストレス耐性の評価では、かぶりは目視では分からない程度のかぶりが生じ、画像はやや濃度低下があるものの問題ない程度であった。
<実施例6>
実施例1において、フェライト芯材2をフェライト芯材6に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア6を作製した。得られたキャリア6のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.6質量%であった。更にキャリア1をキャリア6に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤6を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、かぶりは認められず、初期と10000枚で画像に問題ないレベルであった。また、ストレス耐性の評価では、かぶりは認められず、画像も問題なかった。
<実施例7>
実施例1において、フェライト芯材2をフェライト芯材7に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア7を作製した。得られたキャリア7のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア7に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤7を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、かぶりは認められず、初期と10000枚で画像に問題ないレベルであった。また、ストレス耐性の評価では、かぶりは認められず、画像も問題なかった。
<比較例1>
実施例1において、コート液2をコート液4に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア8を作製した。得られたキャリア8のコート液1及び4により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア8に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤8を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、10000枚後で、濃度がでず、まともな画像を得られなかった。また、ストレス耐性の評価では、初期から濃度がでず、まともな画像を得られなかった。
<比較例2>
実施例1において、コート液2をコート液5に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア9を作製した。得られたキャリア9のコート液1及び5により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.8質量%であった。更にキャリア1をキャリア9に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤9を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、10000枚後で、濃度が下がり、薄い画像となった。また、ストレス耐性の評価では、画像は濃度が薄く、NGであった。
<比較例3>
実施例1において、フェライト芯材2をフェライト芯材1に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア10を作製した。得られたキャリア10のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア10に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤10を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、10000枚後で、濃度が下がり、薄い画像となった。また、ストレス耐性の評価では、初期から濃度がでず、まともな画像を得られなかった。
<比較例4>
実施例1において、フェライト芯材2をフェライト芯材3に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア11を作製した。得られたキャリア11のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.9質量%であった。更にキャリア1をキャリア11に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤11を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、10000枚後で、濃度が下がり、薄い画像となった。また、ストレス耐性の評価では、画像は濃度が薄く、NGであった。
<比較例5>
実施例1において、フェライト芯材2をフェライト芯材4に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア12を作製した。得られたキャリア12のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は4.7質量%であった。更にキャリア1をキャリア12に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤12を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、10000枚後で、濃度が下がり、薄い画像となった。また、ストレス耐性の評価では、画像は濃度が薄く、NGであった。
<比較例6>
実施例1において、フェライト芯材2をフェライト芯材5に替えたこと以外実施例1と同様にして、キャリア13を作製した。得られたキャリア13のコート液1及び2により形成されたそれぞれの樹脂被覆層の合計コート量は5.0質量%であった。更にキャリア1をキャリア13に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤13を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、10000枚後で、濃度が下がり、薄い画像となった。また、ストレス耐性の評価では、画像は濃度が薄く、NGであった。
<比較例7>
複合型流動層コーティング装置MP01−SFP(パウレック)にフェライト芯材2を1000g仕込み、コート液1を、スクリーンメッシュ0.5mm、回転インペラ1000rpm、排風量1.2m3/min、塗布速度10g/min、温度70℃の条件のもと、57分間、コートしキャリア14を作製した。得られたキャリア14のコート液1により形成された樹脂被覆層のコート量は3.9質量%であった。更にキャリア1をキャリア14に替えたこと以外実施例1と同様にして現像剤14を作製し、環境安定性及びストレス耐性を評価した。その結果、環境安定性の評価では、10000枚後で、濃度が下がり、薄い画像となった。また、ストレス耐性の評価では、画像は濃度が薄く、NGであった。
以上より、実施例では、環境安定性、ストレス耐性とも良好であり、比較例では環境安定性、ストレス耐性とも悪化していることがわかる。

Claims (4)

  1. フェライトを含む芯材表面に、少なくとも2層の樹脂被覆層を有してなる静電荷像現像剤用キャリアであって、
    前記芯材は、表面粗さSm(凹凸の平均間隔)が2.0μm以下で、且つ表面粗さRa(算術平均粗さ)が0.1μm以上であり、
    それぞれの前記樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価と、該樹脂被覆層と隣接する樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価との差は、絶対値で0.2〜8.0mgKOH/gであることを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
  2. 前記樹脂被覆層のうち最外層の樹脂被覆層の主成分である樹脂の酸価は、0.1〜25mgKOH/gであることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用キャリア。
  3. トナーとキャリアとからなる静電荷像現像用現像剤であって、
    前記キャリアが請求項1又は2に記載の静電荷像現像用キャリアであることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
  4. 潜像担持体を帯電させる帯電工程と、帯電した前記潜像担持体を露光して、静電潜像を形成させる露光工程と、現像剤によって、前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を転写体に転写する転写工程と、前記転写体上に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を有する画像形成方法であって、
    前記現像剤は、請求項3に記載の静電荷像現像用現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
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