JP5070323B2 - 2成分現像剤および画像形成方法 - Google Patents

2成分現像剤および画像形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5070323B2
JP5070323B2 JP2010222927A JP2010222927A JP5070323B2 JP 5070323 B2 JP5070323 B2 JP 5070323B2 JP 2010222927 A JP2010222927 A JP 2010222927A JP 2010222927 A JP2010222927 A JP 2010222927A JP 5070323 B2 JP5070323 B2 JP 5070323B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
toner
fine particles
carrier
coating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010222927A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012078524A (ja
Inventor
貴則 加本
隆幸 山中
統 和田
正 岩松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2010222927A priority Critical patent/JP5070323B2/ja
Priority to US13/237,602 priority patent/US20120082927A1/en
Priority to CN2011103066774A priority patent/CN102445868A/zh
Publication of JP2012078524A publication Critical patent/JP2012078524A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5070323B2 publication Critical patent/JP5070323B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/097Plasticisers; Charge controlling agents
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/107Developers with toner particles characterised by carrier particles having magnetic components
    • G03G9/1075Structural characteristics of the carrier particles, e.g. shape or crystallographic structure
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/113Developers with toner particles characterised by carrier particles having coatings applied thereto
    • G03G9/1132Macromolecular components of coatings
    • G03G9/1135Macromolecular components of coatings obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/1136Macromolecular components of coatings obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon atoms
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/10Developers with toner particles characterised by carrier particles
    • G03G9/113Developers with toner particles characterised by carrier particles having coatings applied thereto
    • G03G9/1139Inorganic components of coatings

Description

本発明は、2成分現像剤および画像形成方法に関する。
最近のOA機器の目覚しい発達にともなって、電子写真方式を利用して画像形成を行う複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置が広く普及している。
電子写真方式を利用した画像形成装置では、たとえば帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電および定着の各工程を経ることにより画像が形成される。帯電工程で、回転駆動される感光体の表面を帯電装置によって均一に帯電し、露光工程で、帯電した感光体表面に露光装置によってレーザ光が照射され、感光体表面に静電潜像が形成される。次に現像工程で、感光体表面の静電潜像が現像装置によって現像剤を用いて現像されて感光体表面にトナー像が形成され、転写工程で、感光体表面のトナー像が転写装置によって転写材上に転写される。その後、定着工程で、定着装置で加熱されることによって、トナー像が転写材上に定着される。また、画像形成動作後に感光体表面上に残留した転写残留トナーは、クリーニング工程で、クリーニング装置により除去されて所定の回収部に回収され、除電工程で、クリーニング後の感光体表面における残留電荷が、次の画像形成に備えるために、除電装置により除電される。
電子写真方式を利用する画像形成装置では、感光体表面の静電潜像を現像するための現像剤として、トナーのみを含む1成分現像剤と、トナーとキャリアとを含む2成分現像剤とが用いられる。2成分現像剤は、キャリアによるトナーの撹拌、搬送および帯電という機能が付与され、トナーがキャリアの機能を併せ持つ必要がなく、トナーとキャリアとで機能が分離されるので、トナーのみを単独で含む1成分現像剤よりも制御性が向上し、高画質画像を得やすいという特徴を有する。このため、キャリアとの併用に適するトナーを製造する方法について盛んに研究が行われている。
キャリアは、トナーを所望とする帯電量に安定して帯電させる機能とトナーを感光体に搬送する機能という2つの基本機能を有する。また、キャリアは現像槽内で撹拌され、マグネットローラー上に搬送され、磁気穂を形成し規制ブレードを通過して再び現像槽内に戻り、繰り返し使用される。したがって、キャリアには、継続して使用されるなかで、安定した基本機能、特に安定的にトナーを帯電させる機能が求められる。
このようなキャリアの機能を維持するために、たとえば、キャリア芯材表面を、表面張力が高いスチレンアクリル共重合体樹脂やポリウレタン樹脂、表面張力の低いフッ素樹脂で被覆し、キャリア芯材表面にこれらの樹脂からなる樹脂被覆層を形成する方法が提案されている。しかしながら、表面張力の高い樹脂で樹脂被覆層を形成すると、キャリア芯材との密着性はよいが、トナーがスペントしやすい問題がある。また、表面張力の低いフッ素樹脂で樹脂被覆層を形成すると、トナースペントに対しては有効であるが、キャリア芯材との密着性が劣るので、樹脂被覆キャリアを現像槽内で撹拌すると、樹脂被覆層が剥れてしまい帯電の安定化が図れない問題がある。
このような問題を解決するために、特許文献1には、キャリア芯材をシリコーン樹脂で被覆し、さらに所望する帯電性を得るために、樹脂被覆層にアミノ基を有するシリコーンカップリング剤を含有させた樹脂被覆キャリアが開示されている。
ところで、近年では、電子写真のフルカラー化が進み、それに伴いトナーの改良も盛んに行われている。トナー表面に外添させる外添剤の改良もその一環である。トナーの外添剤は、トナーに流動性を付与するとともに帯電量のコントロール助剤としての機能を有する。フルカラー化においてはトナーの転写効率を高める目的でその粒子径を大きくする傾向にあるので、トナー表面に外添させる外添剤の粒子径が大きくなればなるほど、トナーとキャリアとの接触機会が阻害され、トナーを安定的に帯電させることが困難となる。さらに、カラートナーはモノクロトナーに比べて、その材料に起因して絶縁性が高く帯電を安定化させることは困難である。
特許文献1に開示の樹脂被覆キャリアは、トナーの転写効率を向上させるために外添剤の粒子径を大きくすると、トナーを充分に帯電させることができない。
トナーを安定して帯電させる樹脂被覆キャリアとして、特許文献2には、樹脂被覆層に非磁性微粒子を含有させた樹脂被覆キャリアが開示されている。特許文献2に開示の樹脂被覆キャリアによれば、樹脂被覆層がトナーとの撹拌によって摩耗しても、非磁性微粒子がスペーサーの役割を果たし、トナーとキャリア芯材との距離が一定に保たれるので、トナーとキャリア芯材とのファンデルワールス力の増大を抑制することができ、トナーの樹脂被覆キャリアへの付着を抑制してトナーへの帯電付与能力を維持することができる。
また、特許文献3には、樹脂被覆層に金、白金、パラジウムなどの貴金属を含有させ、その貴金属によって平均連結粒子数4個以上の連鎖状構造体を形成させる樹脂被覆キャリアが開示されている。特許文献3に開示の樹脂被覆キャリアによれば、樹脂被覆層に連鎖状構造体を形成し、導電経路を設けることによって、トナーへの帯電付与能力を向上させることができる。
また、特許文献4には、樹脂被覆層に、1〜20μmの炭素微粒子または炭素微粒子にメッキなどの導電性処理を行った微粒子を含有させた樹脂被覆キャリアが開示されている。特許文献4に開示の樹脂被覆キャリアによれば、トナーの樹脂被覆キャリアへの付着を抑制することができ、帯電の立ち上がりを速くすることができる。
さらに、特許文献5には、樹脂被覆層に、金属酸化物微粒子を含有させた樹脂被覆キャリアが開示されている。特許文献5に開示の樹脂被覆キャリアによれば、感光体に物理的に付着したトナーを剥離することができ、良好な画像を形成することができる。
特開平1−284862号公報 特開2007−121911号公報 特開2009−93135号公報 特開平10−333363号公報 特開昭61−296363号公報
しかしながら、特許文献2〜4に開示の樹脂被覆キャリアでは、長期間にわたって充分にトナーへの帯電付与能力を維持することができず、トナーを安定して帯電させることができない。
また、特許文献5では、外添剤が外添されたトナーについての記載がなく、樹脂被覆キャリアと組合せるトナーによっては、転写効率が不充分である。
本発明の目的は、転写効率が良好で、長期間にわたってトナーを安定して帯電させることができる2成分現像剤および画像形成方法を提供することである。
本発明は、平均一次粒子径がそれぞれ異なる複数種の外添剤が外添されたトナーであって、前記複数種の外添剤のうち、少なくとも1種の外添剤の平均一次粒子径が0.1μm以上であるトナーと、
体積平均粒子径が25μm以上90μm以下のフェライトからなるキャリア芯材と、キャリア芯材の表面に形成され、体積平均粒子径が0.1μm以上2μm以下の磁性微粒子とシリコーン樹脂とを含む樹脂被覆層であって、シリコーン樹脂100重量部に対して磁性微粒子を40重量部以上100重量部以下含む樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアと、を含み、
前記樹脂被覆キャリアの総表面積に対する前記トナーの総投影面積の比率で表される、前記樹脂被覆キャリアと前記トナーとの混合比が30%以上70%以下であることを特徴とする2成分現像剤である。
また本発明は、前記樹脂被覆層は、さらに有機物からなる有機微粒子を含むことを特徴とする。
また本発明は、前記有機微粒子は、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂およびトリアジン環を有する樹脂から選ばれる樹脂により構成されることを特徴とする。
また本発明は、像担持体に潜像を形成する工程と、
前記2成分現像剤を用いて、像担持体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する工程とを含むことを特徴とする画像形成方法である。
本発明によれば、2成分現像剤は、トナーと樹脂被覆キャリアとを含む。トナーは、平均一次粒子径がそれぞれ異なる複数種の外添剤が外添され、これらの複数種の外添剤のうち、少なくとも1種の外添剤の平均一次粒子径が0.1μm以上である。樹脂被覆キャリアは、フェライトからなるキャリア芯材と、キャリア芯材の表面に形成され、シリコーン樹脂と磁性微粒子とを含む樹脂被覆層と、で構成される。
2成分現像剤において、トナーに、平均一次粒子径の異なる複数種の外添剤が外添され、これらの複数種の外添剤のうち、少なくとも1種の外添剤の平均一次粒子径が0.1μm以上であることによって、転写効率を向上させることができる。また、このような複数の外添剤が外添されたトナーと組合せる樹脂被覆キャリアにおいて、樹脂被覆層に磁性微粒子が含まれることによって、長期間にわたってトナーを安定して帯電させることができる。このような2成分現像剤を用いて画像を形成することによって、画像を高精細に再現し、色再現性が良好でかつ画像濃度が高く、かぶりなどの画像欠陥の少ない高画質画像を安定して形成することができる。
また、キャリア芯材は、体積平均粒子径が25μm以上90μm以下である。キャリア芯材の体積平均粒子径が25μm以上90μm以下であることによって、感光体に形成された静電潜像へトナーを安定して搬送することができるとともに、長期間にわたって高精細な画像を形成することができる。
また、磁性微粒子は、体積平均粒子径が0.1μm以上2μm以下である。磁性微粒子の体積平均粒子径が0.1μm以上2μm以下であることによって、キャリア芯材表面に樹脂被覆層を形成する際、磁性微粒子が樹脂被覆層中および、樹脂被覆キャリア間で偏在化することを安定して防ぐことができるとともに、磁性微粒子によって樹脂被覆層表面に凹凸が形成されることがないので、均一な樹脂被覆層を形成することができる。したがって、樹脂被覆キャリアのトナーへの帯電付与能力を一層向上させることができ、長期間にわたってトナーを安定して帯電させることができる。
また、樹脂被覆層は、シリコーン樹脂100重量部に対して磁性微粒子を40重量部以上100重量部以下含む。シリコーン樹脂100重量部に対して磁性微粒子を40重量部以上100重量部以下含むことによって、磁性微粒子を樹脂被覆層に含有させる効果が充分に発揮されるとともに、均一な樹脂被覆層を形成することができる。
また、樹脂被覆キャリアの総表面積に対するトナーの投影面積の比率で表される、樹脂被覆キャリアとトナーとの混合比が30%以上70%以下であるので、現像時にトナーの帯電性が充分に良好な状態で維持され、高速画像形成装置においても、高画質画像を安定的にかつ長期的に形成できる。
また本発明によれば、樹脂被覆層は、さらに有機物からなる有機微粒子を含む。樹脂被覆層に有機微粒子を含有させることによって、帯電性をより安定して制御することができる。
また本発明によれば、前記有機微粒子は、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂およびトリアジン環を有する樹脂から選ばれる樹脂により構成されるので、トナーの帯電性をより一層安定して制御することができる。
また本発明によれば、画像形成方法は、像担持体に潜像を形成する工程と、本発明の2成分現像剤を用いて、像担持体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する工程とを含むので、色再現性をも含めた画像再現性に優れ、高精細かつ高画像濃度の画像を安定的にかつ長期的に形成できる。
1、2成分現像剤
本発明の実施の一形態である2成分現像剤は、トナーと樹脂被覆キャリアとを含む。
(トナー)
トナーは、トナー母粒子を含む。トナー母粒子原料としては、結着樹脂および着色剤を必須成分とし、それ以外に、荷電制御剤、ワックスなどを使用できる。また、トナー母粒子には、平均一次粒子径がそれぞれ異なる複数種の外添剤が外添される。
結着樹脂としては、特に限定されるものではなく、黒トナーまたはカラートナー用の公知の結着樹脂を使用することができる。たとえば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などが挙げられる。また、原料モノマー混合物にワックスを混合し、重合反応を行って得られる樹脂を用いても良い。結着樹脂は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
ポリエステル樹脂を得るための芳香系のアルコール成分としては、たとえばビスフェノールA、ポリオキシエチレン−(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.2)−ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン−(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及びこれらの誘導体等が挙げられる。
またポリエステル樹脂の多塩基酸成分としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の二塩基酸類、トリメリット酸、トリメチン酸、ピロメリット酸等の三塩基以上の酸類及びこれらの無水物、低級アルキルエステル類が挙げられ、耐熱凝集性の点からテレフタル酸、もしくはその低級アルキルエステルが好ましい。
ポリエステル樹脂の酸価は5〜30mgKOH/gが好ましい。ポリエステル樹脂の酸価が5mgKOH/g未満であると、樹脂の帯電特性が低下し、また荷電制御剤がポリエステル樹脂中に分散しにくくなる。これにより、帯電立ち上がり性や連続使用時の帯電安定性に悪影響を及ぼす。ポリエステル樹脂の酸価が30mgKOH/gを超えると、ポリエステル樹脂の吸湿性が高くなり、トナーの帯電性が不安定になる。
着色剤としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤、ブラックトナー用着色剤などが挙げられる。
イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー5、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17などのアゾ系顔料、黄色酸化鉄、黄土などの無機系顔料、C.I.アシッドイエロー1などのニトロ系染料、C.I.ソルベントイエロー2、C.I.ソルベントイエロー6、C.I.ソルベントイエロー14、C.I.ソルベントイエロー15、C.I.ソルベントイエロー19、C.I.ソルベントイエロー21などの油溶性染料などが挙げられる。
マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントレッド49、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド81、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ソルベントレッド19、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド52、C.I.ベーシックレッド10、C.I.ディスパーズレッド15などが挙げられる。
シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるC.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ソルベントブルー55、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ダイレクトブルー 25、C.I.ダイレクトブルー86などが挙げられる。
ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。これら各種カーボンブラックの中から、得ようとするトナーの設計特性に応じて、適切なカーボンブラックを適宜選択すればよい。
これらの顔料以外にも、紅色顔料、緑色顔料などを使用できる。着色剤は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。また、同色系のものを2種以上用いることができ、異色系のものをそれぞれ1種または2種以上用いることもできる。
着色剤はマスターバッチの形態で使用される。着色剤のマスターバッチは、一般的なマスターバッチと同様にして製造できる。たとえば、合成樹脂の溶融物と着色剤と混練して着色剤を合成樹脂中に均一に分散させた後、得られる溶融混練物を造粒することによって製造できる。合成樹脂には、トナーの結着樹脂と同種のものかまたはトナーの結着樹脂に対して良好な相溶性を有するものが使用される。このとき、合成樹脂と着色剤との使用割合は特に制限されないけれども、好ましくは合成樹脂100重量部に対して30〜100重量部である。また、マスターバッチは、粒径2〜3mm程度に造粒される。
着色剤の使用量は特に制限されないけれども、好ましくは結着樹脂100重量部に対して5〜20重量部である。これはマスターバッチ量ではなく、マスターバッチに含まれる着色剤そのものの量である。着色剤をこの範囲で用いることによって、トナーの各種物性を損なうことなく、高い画像濃度を有し、画質品位の非常に良好な画像を形成することができる。
荷電制御剤としてはこの分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用の荷電制御剤を使用できる。正電荷制御用の荷電制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、アミジン塩などが挙げられる。
負電荷制御用の荷電制御剤としては、オイルブラック、スピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩(金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど)、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。
これらの中でもホウ素化合物は重金属を含まないものとして特に好ましい。荷電制御剤は1種を単独で使用できまたは必要に応じて2種以上を併用できる。荷電制御剤の使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂100重量部に対して0.5〜3重量部である。
ワックスとしてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、マイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、低分子量ポリプロピリンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィン系重合体ワックス(低分子量ポリエチレンワックスなど)およびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、ライスワックスおよびその誘導体、キャンデリラワックスおよびその誘導体、木蝋などの植物系ワックス、蜜蝋、鯨蝋などの動物系ワックス、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルなどの油脂系合成ワックス、長鎖カルボン酸およびその誘導体、長鎖アルコールおよびその誘導体、シリコーン系重合体、高級脂肪酸などが挙げられる。なお、誘導体には、酸化物、ビニル系モノマーとワックスとのブロック共重合物、ビニル系モノマーとワックスとのグラフト変性物などが含まれる。ワックスの使用量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂100重量部に対して0.2〜20重量部である。
トナー作製の際、これらのトナー母粒子原料は、ヘンシェルミキサ、スーパーミキサ、メカノミル、Q型ミキサなどの混合機により混合される。得られた混合物は2軸混練機、1軸混練機、連続式2本ロール型混練機などの混練機によって70〜180℃程度の温度にて溶融混練され、得られた溶融混練物は冷却固化される。
冷却固化後の溶融混練物は、カッターミル、フェザーミルなどによって粗粉砕されて粗粉砕物となり、その後、粗粉砕物は微粉砕される。微粉砕には、ジェットミル、流動層型ジェット粉砕機などが用いられる。これらの粉砕機は、複数の方向から粗粉砕物を含む気流を衝突させることによって粗粉砕物同士を衝突させて粗粉砕物の粉砕を行うものである。このような粉砕機は、たとえば、ホソカワミクロン株式会社などから市販されている。これによって、トナー母粒子が得られる。さらに必要に応じて分級などの粒度調整を行ってもよい。
本実施形態では、トナー母粒子には、平均一次粒子径がそれぞれ異なる複数種の外添剤が外添され、これらの複数種の外添剤のうち、少なくとも1種の外添剤の平均一次粒子径が0.1μm以上である。平均一次粒子径が異なる複数種の外添剤が外添され、それらの外添剤のうち、少なくとも1種の外添剤の平均一次粒子径が0.1μm以上であることによって、転写効率を向上させることができる。また、これらの複数種の外添剤の平均一次粒子径は、0.2μm以下が好ましい。
平均一次粒子径の異なる複数種の外添剤として、たとえば平均一次粒子径の異なる2種類の外添剤を用いた場合、平均一次粒子径の小さい方の外添剤の平均一次粒子径は、0.007μm以上0.05μm以下が好ましく、平均一次粒子径の大きい方の外添剤の平均一次粒子径は、0.05μm以上0.2μm以下が好ましい。また、平均一次粒子径の小さい方の外添剤の平均一次粒子径と、平均一次粒子径の大きい方の外添剤の平均一次粒子径との比率は、1:5〜1:20が好ましい。
外添剤を構成する材料としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、シリカ、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウムなどが挙げられる。複数の外添剤を構成する材料は、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。また、外添剤は、疎水化処理されて用いられてもよい。
外添剤の外添量は特に制限されないけれども、好ましくは、トナー母粒子100重量部に対して0.1〜3.0重量部である。
(樹脂被覆キャリア)
樹脂被覆キャリアは、キャリア芯材とキャリア芯材の表面に形成される樹脂被覆層とを含む。
キャリア芯材としては、この分野で常用されるものをいずれも使用でき、たとえば、鉄、銅、ニッケル、コバルトなどの磁性金属、フェライト、マグネタイトなどの磁性金属酸化物などが挙げられる。キャリア芯材が前記のような磁性体であると、磁気ブラシ現像法に用いる現像剤に好適な樹脂被覆キャリアが得られる。
キャリア芯材の体積平均粒子径は、25μm以上90μm以下である。キャリア芯材の体積平均粒子径が25μm以上90μm以下であることによって、感光体に形成された静電潜像へトナーを安定して搬送することができるとともに、長期間にわたって高精細な画像を形成することができる。キャリア芯材の体積平均粒子径が25μm未満であると、樹脂被覆キャリアの感光体に対するキャリア付着を抑制することが困難である。キャリア芯材の体積平均粒子径が90μmを超えると、高精細な画像を形成することができない。
キャリア芯材表面を被覆する樹脂被覆層は、シリコーン樹脂からなる。樹脂被覆層がシリコーン樹脂からなることによって、トナースペントを抑制するとともに、キャリア芯材と樹脂被覆層との密着性を良好にすることができる。
シリコーン樹脂としては特に制限されず、この分野で常用されるシリコーン樹脂を使用できるけれども、架橋型シリコーン樹脂が好ましい。架橋型シリコーン樹脂は、下記に示すように、Si原子に結合する水酸基同士または水酸基とOX基とが加熱脱水反応、常温硬化反応などによって架橋して硬化する公知のシリコーン樹脂である。
Figure 0005070323
〔式中、複数のRは同一または異なって1価の有機基を示す。OX基はアセトキシ基、アミノキシ基、アルコキシ基、オキシム基などである。〕
架橋型シリコーン樹脂としては、加熱硬化型シリコーン樹脂、常温硬化型シリコーン樹脂のいずれをも使用できる。加熱硬化型シリコーン樹脂を架橋させるには、該樹脂を200〜250℃程度に加熱することが必要である。常温硬化型シリコーン樹脂を硬化させるには加熱は必要ないけれども、硬化時間の短縮のために150〜280℃で加熱するのが好ましい。
架橋型シリコーン樹脂の中でも、Rで示される1価の有機基がメチル基であるものが好ましい。Rがメチル基である架橋型シリコーン樹脂は架橋構造が緻密であることから、該架橋型シリコーン樹脂を用いてキャリア芯材の樹脂被覆層を形成すると、撥水性、耐湿性などの良好なキャリアが得られる。ただし、架橋構造が緻密になりすぎると、樹脂被覆層が脆くなる傾向があるので、架橋型シリコーン樹脂の分子量の選択が重要である。
また、架橋型シリコーン樹脂中の珪素と炭素の重量比(Si/C)が0.3〜2.2であることが好ましい。Si/Cが0.3未満では、樹脂被覆層の硬度が低下し、キャリア寿命などが低下するおそれがある。Si/Cが2.2を超えると、樹脂被覆キャリアのトナーに対する電荷付与性が温度変化による影響を受けやすくなり、樹脂被覆層が脆化するおそれがある。
本実施形態では市販の架橋型シリコーン樹脂を使用でき、たとえば、SR2400、SR2410、SR2411、SR2510、SR2405、840RESIN、804RESIN(いずれも商品名、東レダウコーニング株式会社製)、KR271、KR272、KR274、KR216、KR280、KR282、KR261、KR260、KR255、KR266、KR251、KR155、KR152、KR214、KR220、X−4040−171、KR201、KR5202、KR3093(いずれも商品名、信越化学工業株式会社製)などが挙げられる。
樹脂被覆層には、磁性微粒子が含まれる。磁性微粒子としては、キャリア芯材と材質などが同様の微粒子が用いられる。樹脂被覆層に磁性微粒子が含まれることによって、長期間にわたってトナーを安定して帯電させることができる。このような樹脂被覆キャリアを用いて画像を形成することによって、画像を高精細に再現し、色再現性が良好でかつ画像濃度が高く、かぶりなどの画像欠陥の少ない高画質画像を安定して形成することができる。
なお、磁性微粒子の代わりに導電剤を樹脂被覆層に含ませた樹脂被覆キャリアを用いて絶縁性が高いカラートナーを帯電させた場合、初期では、導電剤がトナーと樹脂被覆キャリアとの間に電荷を流れやすくし、トナーを充分に帯電させることができる。しかしながら、印刷枚数が増加する、すなわち樹脂被覆キャリア表面のトナーが入れ替わると、電荷が枯渇し、トナーを充分に帯電させることができない。この現象は、転写効率を向上させるために、トナーに外添させる外添剤の粒子径を大きくすると、トナーと樹脂被覆キャリアとの接触が阻害されて、より顕著に表れる。
導通性が高く、樹脂被覆層表面をリフレッシュできる磁性微粒子を樹脂被覆層に含有させることによって、樹脂被覆層内部から磁性微粒子を介して電荷がトナーに供給されるものと考えられるので、トナーに外添された外添剤の粒子径が大きくても、長期間にわたってトナーを安定して帯電させることができる。なお、樹脂被覆層表面をリフレッシュするとは、樹脂被覆キャリア表面の樹脂被覆層が少しずつ削られることで、樹脂被覆キャリア表面にトナー成分などが付着しにくくなり、トナーの帯電を安定化させることを意味する。
また、樹脂被覆層に磁性微粒子を含有させることによって、キャリア芯材表面に樹脂被覆層を形成する際、磁性微粒子が樹脂被覆層中および、樹脂被覆キャリア間で偏在化することを防ぎ、均一な樹脂被覆層を形成することができる。この理由は定かではないが、小さな磁性微粒子が互いの磁力によって均一に保持されるためではないかと推察される。
なお、磁性微粒子の代わりにたとえば金属微粒子を用いると、キャリア芯材に樹脂被覆層を形成する際、後述するコート樹脂液中で金属微粒子が沈みやすく、金属微粒子が樹脂被覆層および樹脂被覆キャリア間で偏在化して、均一な樹脂被覆層を形成することが困難となる。均一な樹脂被覆層が形成されたかどうかは、得られた樹脂被覆キャリアを電子顕微鏡観察で観察することで確認できる。金属微粒子が偏在化していれば、樹脂被覆層の膜厚が不均一で、ところどころにキャリア芯材の露出面が確認できる。樹脂被覆層の膜厚や樹脂被覆層の構成成分の分布が不均一であると、抵抗値が異なる樹脂被覆キャリアが存在することとなり、現像電界に影響して電界を歪めるなどの悪影響が現れる。
磁性微粒子の体積平均粒子径は、0.1μm以上2μm以下である。磁性微粒子の体積平均粒子径が0.1μm以上2μm以下であることによって、キャリア芯材表面に樹脂被覆層を形成する際、磁性微粒子が樹脂被覆層中および、樹脂被覆キャリア間で偏在化することを安定して防ぐことができるとともに、磁性微粒子によって樹脂被覆層表面に凹凸が形成されることがないので、均一な樹脂被覆層を形成することができる。したがって、樹脂被覆キャリアのトナーへの帯電付与能力を一層向上させることができ、長期間にわたってトナーを安定して帯電させることができる。また、樹脂被覆層の機械的強度、およびキャリア芯材に対する樹脂被覆層の密着性を向上させることができる。
磁性微粒子の含有量は、シリコーン樹脂固形分100重量部に対して40重量部以上100重量部以下である。磁性微粒子の含有量が40重量部未満であると、樹脂被覆層に磁性微粒子を含有させることによって発揮される上記効果が充分に得られない。磁性微粒子の含有量が100重量部を超えると、均一な樹脂被覆層を形成できないおそれがあるとともに、磁性微粒子によって感光体を傷つけるおそれがある。
樹脂被覆層には、導電性微粒子を含有させてもよい。導電性微粒子としては、導電性カーボンブラック、導電性酸化チタンおよび酸化スズなどの酸化物が用いられる。少ない添加量で、導電性を発現させるにはカーボンブラック等が好適であるが、カラートナーに対しては樹脂被覆層からのカーボンブラックの脱離が懸念される。このような場合には、アンチモンをドープさせた導電性酸化チタンなどが用いられる。
樹脂被覆層に導電性微粒子を含有させることによって、より安定して樹脂被覆キャリアのトナーへの帯電付与能力を向上させることができる。
帯電性をより安定して制御するため、樹脂被覆層に有機微粒子を含ませることが好ましい。有機微粒子としては、後述するコート樹脂液の溶媒、たとえば、トルエン、キシレン、リグロイン等の有機溶剤に対して溶解しないものを選択する。その理由としては、有機微粒子が溶解し、樹脂被覆層中に微分散すると、有機微粒子の帯電を制御する機能が失われるおそれがあるからである。このような有機微粒子としては、ベンゾグアナミン樹脂微粒子、メラミン樹脂微粒子およびトリアジン環を含む有機微粒子などが挙げられ、これらの中でも、トリアジン環を含む有機微粒子が好ましい。有機微粒子の体積平均粒子径は、0.1〜1μmが好ましい。
さらに、トナー帯電量の調整の目的で、樹脂被覆層には、シランカップリング剤を含有させても良い。さらに詳細に説明すると電子供与性の官能基を有するシランカップリング剤が好ましく用いられる。シランカップリング剤の具体例はアミノ基含有シランカップリング剤である。アミノ基含有シランカップリング剤としては下記一般式(1)に示す公知のものを使用できる。
(Y)nSi(R)m …(1)
〔式中、m個のRは同一または異なってアルキル基、アルコキシ基または塩素原子を示す。n個のYは同一または異なってアミノ基を含有する炭化水素基を示す。mおよびnはそれぞれ1〜3の整数を示す。ただし、m+n=4である。〕
上記一般式(1)において、Rで示されるアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基などの炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖状のアルキル基が挙げられ、これらの中でも、メチル基、エチル基などが好ましい。アルコキシ基としては、たとえば、たとえば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基などの炭素数1〜4の直鎖または分岐鎖状のアルコキシ基が挙げられ、これらの中でも、メトキシ基、エトキシ基などが好ましい。Yで示されるアミノ基を含有する炭化水素基としては、たとえば、−(CH)a−X(式中、Xはアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アミノアルキルアミノ基、フェニルアミノ基またはジアルキルアミノ基を示す。aは1〜4の整数を示す。)、−Ph−X(式中、Xは前記に同じ。−Ph−はフェニレン基を示す。)などが挙げられる。
アミノ基含有シランカップリング剤の具体例としては、たとえば、次のようなものが挙げられる。
N(HC)Si(OCH
N(HC)Si(OC
N(HC)Si(CH)(OCH
N(HC)HN(HC)Si(CH)(OCH
NOCHN(HC)Si(OC
N(HC)HN(HC)Si(OCH
N−Ph−Si(OCH(式中−Ph−はp−フェニレン基を示す。)
Ph−HN(HC)Si(OCH(式中Ph−はフェニル基を示す。)
(HN(HC)Si(OCH
アミノ基含有シランカップリング剤は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。アミノ基含有シランカップリング剤の使用量はトナーに充分な電荷を付与し、かつ樹脂被覆層の機械的強度などを著しく低下させることがない範囲から適宜選択されるけれども、好ましくはシリコーン樹脂100重量部に対して10重量部以下、さらに好ましくは
0.01〜10重量部である。
樹脂被覆層は、シリコーン樹脂(特に架橋型シリコーン樹脂)により形成される樹脂被覆層の好ましい特性を損なわない範囲で、シリコーン樹脂とともに他の樹脂を含むことができる。他の樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド、ポリエステル、アセタール樹脂、ポリカーボネート、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン、これらの共重合体樹脂、配合樹脂などが挙げられ、たとえばシリコーン樹脂(特に架橋型シリコーン樹脂)により形成される樹脂被覆層の耐湿性、離型性などをさらに向上させるために、二官能性シリコーンオイルを含むことができる。
樹脂被覆キャリアは、キャリア芯材表面に、上記樹脂被覆層の構成材料を溶媒中に溶解または分散させたコート樹脂液を塗布した後、前記溶媒を揮発除去して塗布層を形成し、さらに乾燥時または乾燥後に塗布層を加熱硬化または単に硬化させることによって得られる。
溶媒としては、シリコーン樹脂を溶解できるものであれば特に限定されないけれども、たとえば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、高級アルコール類、これらの2種以上の混合溶媒などが挙げられる。コート樹脂液を用いることで、キャリア芯材表面に樹脂被覆層を容易に形成できる。
コート樹脂液のキャリア芯材表面への塗布方法としては、たとえば、キャリア芯材をコート樹脂液に含浸させる浸漬法、キャリア芯材にコート樹脂液を噴霧するスプレー法、流動気流により浮遊状態にあるキャリア芯材にコート樹脂液を噴霧する流動層法などが挙げられる。これらの中でも、樹脂被覆層の形成を容易にできることから、浸漬法が好ましい。
塗布層の乾燥には、乾燥促進剤を用いてもよい。乾燥促進剤としては公知のものを使用でき、たとえば、ナフチル酸、オクチル酸などの鉛、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛塩などの金属石鹸、エタノールアミンなどの有機アミン類などが挙げられる。乾燥促進剤は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
塗布層の硬化は、シリコーン樹脂の種類に応じて加熱温度を選択しながら行われるけれども、たとえば、150〜280℃程度に加熱して行うのが好ましい。もちろん、シリコーン樹脂が常温硬化型シリコーン樹脂である場合は、加熱は必要ないけれども、形成される樹脂被覆層の機械的強度を向上させること、硬化時間を短縮することなどを目的として、150〜280℃程度に加熱してもよい。
なお、コート樹脂液の全固形分濃度は特に制限されず、キャリア芯材への塗布作業性などを考慮しつつ、硬化後の樹脂被覆層の膜厚が通常5μm以下、好ましくは0.1〜3μm程度になるように調整すればよい。
このようにして得られる樹脂被覆キャリアは、高電気抵抗でかつ球形であることが好ましいけれども、導電性または非球形であっても本発明の効果が失われるものではない。
本発明の2成分現像剤は、前記トナーと前記樹脂被覆キャリアとを混合することにより製造できる。トナーと樹脂被覆キャリアとの混合比は、特に制限はないけれども、高速画像形成装置(A4サイズの画像で40枚/分以上)に用いることを考慮すると、(樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径/トナーの体積平均粒子径)が5以上の状態で、樹脂被覆キャリアの総表面積(全樹脂被覆キャリア粒子の表面積の総和)に対するトナーの総投影面積(全トナー粒子の投影面積の総和)の比(トナーの総投影面積/樹脂被覆キャリアの総表面積×100)が30%以上70%以下になるように混合すればよい。これによって、トナーの帯電性が充分良好な状態で安定的に維持され、高速画像形成装置においても高画質画像を安定的にかつ長期的に形成できる好適な2成分現像剤として使用できる。
たとえば、トナーの体積平均粒子径が6.5μm、樹脂被覆キャリアの体積平均粒子径が90μm、樹脂被覆キャリアの総表面積に対するトナーの総投影面積の混合比を30%以上70%以下にすると、2成分現像剤において樹脂被覆キャリア100重量部に対してトナー2.2〜5.3重量部程度を含むようになる。このような2成分現像剤で高速現像すると、トナー消費量とトナーの消費に応じて現像装置の現像槽に供給されるトナー供給量とがそれぞれ最大になり、それでも需給バランスが損なわれることがない。そして、2成分現像剤における樹脂被覆キャリアの量が2.2〜5.3重量部程度よりも多くなると、帯電量がより低くなる傾向があり所望の現像特性が得られないばかりか、トナー供給量よりもトナー消費量の方が多くなり、トナーに充分な電荷を付与できなくなり、画質の劣化を招く。さらに、少ない場合は帯電量が高くなる傾向があり、樹脂被覆キャリアからトナーが電界によって分離しにくくなり、結果として画質の劣化を招く。
なお、トナーの投影面積は、以下のように算出した。トナーの比重を1.0とし、コールターカウンター(商品名:コールターカウンタ・マルチサイザーII、ベックマン・コールター社製)で得られた体積平均粒子径をもとに算出した。混合するトナー重量に対するトナー個数を算出し、トナー個数×トナー面積(円と仮定して算出)でトナー総投影面積とする。同様に、樹脂被覆キャリアの総表面積は、マイクロトラック(商品名:マイクロトラックMT3000、日機装株式会社製)より得られた樹脂被覆キャリアの粒子径を元に混合する樹脂被覆キャリア重量から算出した。このときの樹脂被覆キャリアの比重は4.7とした。上記で得られた、(トナー総投影面積/樹脂被覆キャリアの総表面積)×100で混合比を算出した。
2、画像形成方法
本発明の実施の一形態である多色画像形成方法は、本発明の2成分現像剤を用いる。
多色画像形成方法は、たとえば、表面に静電荷像を形成し得る感光層を有する像担持体と、像担持体表面を所定電位に帯電させる帯電手段と、表面が帯電状態にある像担持体に画像情報に応じた信号光を照射して像担持体の表面に静電荷像(静電潜像)を形成する露光手段と、現像剤搬送担持体を含み、現像剤を静電荷像に供給し、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、像担持体表面のトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体表面のトナー像を記録媒体に定着させる定着手段と、トナー像の記録媒体への転写後に像担持体表面に残留するトナー、紙粉などを除去するクリーニング手段とを含む電子写真方式の画像形成装置を用いて行われる。
静電荷像を現像する際には、帯電手段および露光手段によって、像担持体に静電潜像が形成され、現像剤搬送担持体に担持される本発明の2成分現像剤が、現像剤搬送担持体と像担持体との近接領域に形成される現像領域に搬送され、現像剤搬送担持体に交流バイアス電圧を印加して形成される振動電界下に像担持体上の静電荷像を反転現像法で顕像化する現像工程が繰返し実行され、像担持体上に色の異なる複数のトナー像を重ね合わせて多色トナー像が形成される。
本発明の多色画像形成方法によれば、色再現性をも含めた画像再現性に優れ、高精細かつ高画像濃度の多色画像を安定的にかつ長期的に形成できる。
以下に実施例および比較例を記載する。
(キャリア芯材、磁性微粒子、非磁性微粒子、有機微粒子の体積平均粒子径)
エマルゲン109P(花王株式会社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテルHLB13.6)5% 10mLに測定試料約10〜15mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散した。このうち約1mLをマイクロトラックMT3000(日機装株式会社製)の所定箇所に加えた後、1分間撹拌し散乱光強度が安定したのを確認して測定を行った。
(外添剤の平均一次粒子径)
外添剤を樹脂中に分散して固定化する固定化処理を行い、TEMで観察し、任意の30個を抽出し、それらの外添剤の粒子径を平均して外添剤の平均一次粒子径を求めた。
(トナー母粒子の体積平均粒子径)
電解液(商品名:ISOTON−II、ベックマン・コールター株式会社製)50mlに、試料20mgおよびアルキルエーテル硫酸エステルナトリウム1mlを加え、超音波分散器(商品名:UH−50、株式会社エスエムテー社製)によって、超音波周波数20kHzで3分間分散処理して、測定用試料を調製した。この測定用試料について、粒度分布測定装置(商品名:マイクロトラックMT3000、日機装株式会社製)を用い、アパーチャ径100μm、測定粒子数50000カウントの条件下に測定を行い、試料の体積粒度分布から試料の体積平均粒径(μm)を求めた。
(ワックスの融点)
示差走査熱量計(商品名:Diamond DSC、パーキンエルマージャパン株式会社製)を用い、試料0.01gを温度20℃から昇温速度毎分10℃で200℃まで加熱し、次いで200℃から20℃に急冷する操作を2回繰返し、DSC曲線を測定した。2回目の操作で測定したDSC曲線の融解に相当する吸熱ピークの温度を融点(℃)とした。
[樹脂被覆キャリア1〜8,10〜12の製造]
下記表1に示す使用量(重量部)のシリコーン樹脂(カッコ内は、シリコーン樹脂の固形分を示す)、磁性微粒子、導電性粒子、有機微粒子、カップリング剤およびトルエンを含む混合物をスリーワンモータにて5分間撹拌し、コート樹脂液を調製した。なお、導電性微粒子はあらかじめ分散剤を用いて、トルエン溶媒中に分散させたものを用いた。このコート樹脂液に、下記表1に示す体積平均粒子径(μm)のフェライト芯材(キャリア芯材)を、下記表1に示す含有量で添加して混合し、撹拌機に投入してさらに混合した。得られた混合物から、減圧および加熱することでトルエンを除去し、フェライト芯材表面に塗布層を形成した。これを、200℃で1時間加熱して塗布層を硬化させて樹脂被覆層を形成し、100メッシュのふるいにかけて樹脂被覆キャリア1〜8,10〜12を製造した。
シリコーン樹脂、導電性粒子および金属磁性微粒子としては、具体的に次のものを用いた。
シリコーン樹脂(イ) 商品名:KR350、信越化学株式会社製、シリコーン樹脂20%溶液
導電性粒子(ロ) 商品名:VULCANXC72、キャボット株式会社製、導電性カーボンブラックトルエン分散液、固形濃度15%液
有機微粒子(ハ) 商品名:エポスター、株式会社日本触媒社製、トリアジン環を有する樹脂からなる有機架橋微粒子、体積平均粒子径:0.4μm
磁性微粒子(ニ) 商品名:BL−400、チタン工業株式会社製、バリウムフェライト微粒子、体積平均粒子径:0.2μm
磁性微粒子(ホ) 商品名:BL−10、チタン工業株式会社製、マグネタイト微粒子、体積平均粒子径:1.3μm
磁性微粒子(へ) 商品名:RB−BL、チタン工業株式会社製、マグネタイト微粒子、体積平均粒子径:2.0μm
磁性微粒子(ト) 商品名:RB−SP、チタン工業株式会社製、マグネタイト微粒子、体積平均粒子径:3.0μm
カップリング剤(リ) 商品名:SH6020、東レダウコーニング株式会社製、100%溶液
[樹脂被覆キャリア9の製造]
磁性微粒子の代わりに非磁性微粒子(商品名:バイカロックス0.3CR、バイコウスキー社製、アルミナ微粒子、粒子径:0.3μm)を16重量部用い、この非磁性微粒子の他に、下記表1に示すコート樹脂溶液原料を用いて、樹脂被覆キャリア1〜8,10〜12を製造した方法と同様の方法で樹脂被覆キャリア9を得た。
Figure 0005070323
[トナー1の製造]
・ポリエステル樹脂(酸価:21mgKOH/g)
芳香族系アルコール成分:PO−BPAとEP−BPA
酸成分:フマル酸と無水メリット酸 87.5重量%
・C.I.Pigment Blue 15:1(着色剤) 5重量%
・無極性パラフィンワックス (融点:78℃、重量平均分子量(Mw)8.32×10) 6重量%
・荷電制御剤(商品名:ボントロンE−84、オリエント化学社製) 1.5重量%
以上の各構成材料をヘンシェルミキサにて前混合した後、二軸押出混練機にて溶融混練した。この混練物をカッテングミルで粗粉砕した後、ジェットミルにて微粉砕し、風力分級機で分級して、体積平均粒子径が6.5μmのトナー母粒子を作製した。次に分級したトナー母粒子97.8重量%に、i―ブチルトリメトキシシランで疎水化処理した平均一次粒子径100nmのシリカ1.2重量%と、HMDSで疎水化処理した平均一次粒子径12nmのシリカ微粒子1.0重量%とを加えてヘンシェルミキサにて混合し、外添処理を行い、トナー1(シアントナー)を得た。
[トナー2の製造]
C.I.Pigment Blue 15:1をカーボンブラックに変更したこと以外はトナー1の製造と同様にしてトナー2を得た。
[トナー3の製造]
商品名がE−81の荷電制御剤を、商品名がLR−147(日本カーリット社製)の荷電制御剤に変更したこと以外はトナー1の製造と同様にしてトナー3を得た。
[トナー4の製造]
平均一次粒子径が100nmの疎水化処理したシリカを用いなかったこと以外はトナー1の製造と同様にしてトナー4を得た。
(実施例1〜13、比較例1〜9)
下記表2に示すように、トナーと、樹脂被覆キャリアとを組合せることによって、実施例1〜13および比較例1〜9の2成分現像剤を得た。
この2成分現像剤を用いて以下の評価を行った。
[帯電性]
i.初期の帯電性
上記2成分現像剤を市販の2成分現像装置を有する複写機(シャープ株式会社製、MX−6000N)にセットし、常温常湿下において3分間空転した後、2成分現像剤を採取し、吸引式帯電量測定装置(TREK社:210H−2A Q/M Meter)で帯電量を測定した。帯電量が−25μC/g以上であれば良好(○)、帯電量が−20μC/g以上−25μC/g未満であれば利用可(△)、帯電量が−20μC/g未満であれば不良(×)と判断した。
ii.帯電立ち上がり特性
上記樹脂被覆キャリア0.95gとトナー0.05gとが入った5mlのガラス瓶を32rpmの回転培養機で1分間撹拌した後、2成分現像剤を採取し、吸引式帯電量測定装置で帯電量を測定した。また前記樹脂被覆キャリアと前記トナーとを撹拌時間を3分間に変更して同様に撹拌した後、同様に帯電量を測定した。1分後と3分後の帯電量の差が絶対値で5μC/g以下であれば良好(○)、5μC/gを超えて7μC/g以下であれば利用可(△)、7μC/gを超えれば不良(×)と判断した。
iii.帯電のライフ特性
上記2成分現像剤を市販の2成分現像装置を有する複写機(シャープ株式会社製、MX−6000N)にセットし、常温常湿下においてベタ画像を50000枚実写した後、画像部の画像濃度および非画像部の白色度、2成分現像剤の帯電量を測定した。画像濃度は、X−Rite938分光測色濃度計により測定し、画像濃度が1.4以上であれば良好(○)、画像濃度が1.4未満であれば不良(×)と判断した。白色度は、日本電色工業株式会社製SZ90型分光式色差計を用いて三刺激値X、Y、Zを求め、Zの値が0.5以下であれば良好(○)、Zの値が0.5を超えて0.7以下であれば利用可(△)、Zの値が0.7を超えれば不良(×)と判断した。2成分現像剤の帯電量は吸引式帯電量測定装置にて測定し、前記初期の帯電性における初期の帯電量との差が絶対値で5μC/g以下であれば良好(○)、5μC/gを超えて7μC/g以下であれば利用可(△)、7μC/gを超えれば不良(×)と判断した。
iv.転写効率
転写効率T(%)は下記式(2)から算出した。転写効率Tが90%以上であれば良好(○)、90%未満であれば不良(×)と判断した。
T(%)=[Mp/(Md+Mp)]×100 …(2)
式中のMpは所定チャートを複写した紙面上のトナー重量を示し、Mpは所定チャートの複写の際に像担持体(電子写真感光体)表面に残留するトナー重量を示す。ここで、所定のチャートとは4cm×4cmのパッチをA4紙上の4隅(紙の端から1.5cmずつ内側に配置)および中央部に配置したものである。
v.樹脂被覆層の被覆状態
まず、表1に示す製造直後の樹脂被覆キャリアを電子顕微鏡で観察し、樹脂被覆層の状態を確認した。その結果、樹脂被覆キャリア8,10はいずれもキャリア芯材の露出部分が観察されたので、被覆状態を不良(×)と判断した。
その後、前記帯電のライフ特性の試験後の2成分現像剤より樹脂被覆キャリアを取り出して、電子顕微鏡で観察を行った。樹脂被覆キャリア製造時に比べて、樹脂被覆層の変化が少ない場合を良好(○)、樹脂被覆層が明らかに摩耗しており、キャリア芯材の露出部分が多くなっている場合を不良(×)と判断した。
[総合評価]
上記評価結果を用いて総合評価を行った。上記評価結果がすべて○の場合は◎とし、上記評価に×がなく1つでも△がある場合は○とし、上記評価結果に1つでも×がある場合は×とした。
総合評価基準は以下のとおりである。
組合せるトナーおよび樹脂被覆キャリアの種類、ならびに評価結果および総合評価結果を表2に示す。
Figure 0005070323
表2から、実施例1〜13によれば、カラートナー、黒トナーいずれであっても、帯電性、転写効率および樹脂被覆層の被覆状態が良好であることが分かる。
比較例1,7は、樹脂被覆層に磁性微粒子が含まれないので、帯電のライフ特性が著しく低下した。
比較例2,3は、キャリア芯材の粒子径が小さすぎる、または大きすぎるので、良好な結果が得られなかった。
比較例4は、シリコーン樹脂に対する磁性微粒子の含有量が多すぎるので、被覆状態が不良となり、帯電のライフ特性が著しく低下した。
比較例5は、トナーに100nm以上の外添剤が外添されていないので、転写効率が低下した。
比較例6は、磁性微粒子の粒子径が大きすぎるので、被覆状態が不良となり、帯電のライフ特性が著しく低下した。
比較例8,9は、樹脂被覆キャリアとトナーとの混合比が小さすぎる、または大きすぎるので、帯電のライフ特性が著しく低下した。

Claims (4)

  1. 平均一次粒子径がそれぞれ異なる複数種の外添剤が外添されたトナーであって、前記複数種の外添剤のうち、少なくとも1種の外添剤の平均一次粒子径が0.1μm以上であるトナーと、
    体積平均粒子径が25μm以上90μm以下のフェライトからなるキャリア芯材と、キャリア芯材の表面に形成され、体積平均粒子径が0.1μm以上2μm以下の磁性微粒子とシリコーン樹脂とを含む樹脂被覆層であって、シリコーン樹脂100重量部に対して磁性微粒子を40重量部以上100重量部以下含む樹脂被覆層とを有する樹脂被覆キャリアと、を含み、
    前記樹脂被覆キャリアの総表面積に対する前記トナーの総投影面積の比率で表される、前記樹脂被覆キャリアと前記トナーとの混合比が30%以上70%以下であることを特徴とする2成分現像剤。
  2. 前記樹脂被覆層は、さらに有機物からなる有機微粒子を含むことを特徴とする請求項1に記載の2成分現像剤。
  3. 前記有機微粒子は、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂およびトリアジン環を有する樹脂から選ばれる樹脂により構成されることを特徴とする請求項2に記載の2成分現像剤。
  4. 像担持体に潜像を形成する工程と、
    請求項1〜3のいずれか1つに記載の2成分現像剤を用いて、像担持体に形成された潜像を現像してトナー像を形成する工程とを含むことを特徴とする画像形成方法。
JP2010222927A 2010-09-30 2010-09-30 2成分現像剤および画像形成方法 Active JP5070323B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010222927A JP5070323B2 (ja) 2010-09-30 2010-09-30 2成分現像剤および画像形成方法
US13/237,602 US20120082927A1 (en) 2010-09-30 2011-09-20 Two-component developer and image forming method
CN2011103066774A CN102445868A (zh) 2010-09-30 2011-09-30 双组分显影剂和图像形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010222927A JP5070323B2 (ja) 2010-09-30 2010-09-30 2成分現像剤および画像形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012078524A JP2012078524A (ja) 2012-04-19
JP5070323B2 true JP5070323B2 (ja) 2012-11-14

Family

ID=45890109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010222927A Active JP5070323B2 (ja) 2010-09-30 2010-09-30 2成分現像剤および画像形成方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120082927A1 (ja)
JP (1) JP5070323B2 (ja)
CN (1) CN102445868A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5640049B2 (ja) * 2012-08-21 2014-12-10 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置
KR20150033827A (ko) 2013-09-24 2015-04-02 삼성전자주식회사 영상표시장치, 서버 및 그 동작방법
JP6279911B2 (ja) * 2014-01-24 2018-02-14 関東電化工業株式会社 電子写真用キャリア

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59223454A (ja) * 1983-06-03 1984-12-15 Fuji Xerox Co Ltd 現像剤組成物
CA1330869C (en) * 1986-09-03 1994-07-26 Kouichi Nagata Magnetic carrier used for developer
JPH01134467A (ja) * 1987-11-20 1989-05-26 Minolta Camera Co Ltd 静電潜像現像用キャリア
JP3187582B2 (ja) * 1992-06-15 2001-07-11 京セラ株式会社 静電潜像用現像剤および画像形成方法
JP2790595B2 (ja) * 1992-06-16 1998-08-27 株式会社日本触媒 樹脂粒子、その製造方法および用途
EP0580135B1 (en) * 1992-07-22 1997-04-16 Canon Kabushiki Kaisha Carrier for use in electrophotography, two component-type developer and image forming method
JPH08106180A (ja) * 1994-10-05 1996-04-23 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用キャリア及び静電荷像現像剤
EP0883035B1 (en) * 1996-12-11 2003-09-03 Idemitsu Kosan Company Limited Carrier particles for electrophotography and developer containing them
JP4043553B2 (ja) * 1997-07-16 2008-02-06 東北リコー株式会社 孔版印刷装置
EP0973070B1 (en) * 1998-07-17 2007-03-21 Toda Kogyo Corporation Magnetic particles and magnetic carrier for electrophotographic developer
US6228549B1 (en) * 2000-05-17 2001-05-08 Heidelberg Digital L.L.C. Magnetic carrier particles
JP4360589B2 (ja) * 2000-10-20 2009-11-11 株式会社リコー 二成分現像剤、及びそれを使用する画像形成装置、画像形成方法
JP2002162792A (ja) * 2000-11-22 2002-06-07 Ricoh Co Ltd 静電荷像現像用キャリア及び静電荷像現像用現像剤
JP2004170714A (ja) * 2002-11-20 2004-06-17 Fuji Xerox Co Ltd 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
EP1455237B1 (en) * 2003-03-07 2011-05-25 Canon Kabushiki Kaisha Toner and two-component developer
JP4708717B2 (ja) * 2003-03-07 2011-06-22 キヤノン株式会社 トナーの製造方法
JP2004333931A (ja) * 2003-05-08 2004-11-25 Canon Inc 磁性キャリア及び二成分系現像剤
JP2004341252A (ja) * 2003-05-15 2004-12-02 Ricoh Co Ltd 電子写真現像剤用キャリア、現像剤、現像装置及びプロセスカートリッジ
JP4337095B2 (ja) * 2004-03-22 2009-09-30 セイコーエプソン株式会社 トナー及びそのトナーを用いた現像装置
JP4862748B2 (ja) * 2007-05-30 2012-01-25 セイコーエプソン株式会社 現像装置、画像形成装置、及び、画像形成システム
US20090202935A1 (en) * 2008-02-13 2009-08-13 Yoshihiro Moriya Carrier, two-component developer containing carrier and toner, and image forming method
JP4551952B2 (ja) * 2008-07-04 2010-09-29 シャープ株式会社 樹脂被覆キャリア、2成分現像剤、現像装置および画像形成装置
JP4741684B2 (ja) * 2009-01-21 2011-08-03 シャープ株式会社 2成分現像剤、現像装置および画像形成装置
JP4864116B2 (ja) * 2009-04-30 2012-02-01 シャープ株式会社 樹脂被覆キャリアおよびその製造方法、ならびに該樹脂被覆キャリアを含む2成分現像剤、現像装置および画像形成装置
JP5467016B2 (ja) * 2010-08-30 2014-04-09 シャープ株式会社 樹脂被覆キャリアおよび樹脂被覆キャリアの製造方法
JP5533468B2 (ja) * 2010-09-08 2014-06-25 株式会社リコー 静電潜像現像剤用キャリア及び静電潜像現像剤

Also Published As

Publication number Publication date
US20120082927A1 (en) 2012-04-05
CN102445868A (zh) 2012-05-09
JP2012078524A (ja) 2012-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008298890A (ja) 現像剤、現像ユニット、現像装置、および画像形成装置
JP4864116B2 (ja) 樹脂被覆キャリアおよびその製造方法、ならびに該樹脂被覆キャリアを含む2成分現像剤、現像装置および画像形成装置
JP2012083389A (ja) 樹脂被覆キャリアおよび2成分現像剤
JP4355734B2 (ja) 現像剤、現像装置、画像形成装置、および画像形成方法
JP4551952B2 (ja) 樹脂被覆キャリア、2成分現像剤、現像装置および画像形成装置
JP5075885B2 (ja) 2成分現像剤、現像装置、画像形成装置および画像形成方法
JP2009020211A (ja) 磁性キャリア、2成分現像剤、現像装置、画像形成装置、および画像形成方法
JP5070323B2 (ja) 2成分現像剤および画像形成方法
JP4741684B2 (ja) 2成分現像剤、現像装置および画像形成装置
JP4547437B2 (ja) 現像剤、現像装置および画像形成装置
JP5795953B2 (ja) 電子写真用キャリアおよびそれを含む2成分現像剤
JP5171577B2 (ja) キャリアの製造方法、キャリア、2成分現像剤、現像装置および画像形成装置
JP2011164230A (ja) 樹脂被覆キャリア、その製造方法、および二成分現像剤
JP2013238734A (ja) 電子写真用キャリアおよびそれを含む2成分現像剤
JP2006098816A (ja) 現像装置
JP2010181655A (ja) キャリアの製造方法、キャリア、2成分現像剤、現像装置および画像形成装置
JP2013120218A (ja) 電子写真用キャリアおよびそれを含む2成分現像剤
JP2007094221A (ja) 現像剤及び画像形成方法
JP2010020172A (ja) 電子写真用2成分現像剤
WO2013129507A1 (ja) 電子写真用キャリアおよびそれを含む2成分現像剤
JP2010002642A (ja) 画像形成装置および現像方法
JP2010026259A (ja) キャリア、現像剤、現像装置、および画像形成装置
JP2009175349A (ja) 二成分現像剤及びそれを用いる画像形成方法
JP2009276532A (ja) キャリア、現像剤、現像装置、および画像形成装置
JP2011075855A (ja) キャリア、現像剤、現像装置、画像形成装置、画像形成方法およびキャリアの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120717

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120731

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120820

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150824

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5070323

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150