JP5446346B2 - 静電荷像現像用現像剤、現像装置、画像形成装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
2つの搬送路には、それぞれ、現像剤を供給しつつ、搬送を行うための供給スクリュー(不図示)と、現像剤を攪拌しつつ、搬送を行うための攪拌スクリュー(不図示)が存在し、現像剤を現像ローラ5の軸方向と平衡に搬送している。
しかし、スクリューによる搬送を長時間続けると現像剤間もしくはスクリューや外壁との摩擦によって現像剤は徐々に劣化する。現像剤が劣化すると、現像剤の嵩密度が低下し、現像剤の嵩が上昇する。これにより現像装置内の圧力が上昇し、トナー飛散が起こるという問題がある。
しかし、このTセンサは、現像剤の嵩密度が一定である場合は正しく透磁率を検出するが、嵩密度が低下すると、透磁率の検出値に現実の値とのずれが生じ、誤検知をもたらす。これにより、トナー濃度が制御できないという問題がある。
しかし、トナー及びキャリア粒径は微粒子化が進めば進むほど、画像以外の部分において種々の問題が発生した。特に現像工程においては、小粒経化によってキャリアとトナーの表面積が大きくなるため、使用時間が長期に渡ったときの現像剤の劣化が起こると非静電及び静電的付着力の増加によって現像剤の嵩密度が減少する割合が非常に大きくなり、内圧上昇によるトナー飛散等の問題がより悪化している。また、小粒径化による現像剤嵩変動の変動幅が増加することにより、現像剤中のトナー濃度が上昇すると内圧が上昇し、飛散や地肌かぶりなどの問題が発生する。
しかし、現像剤容量を増加することは前述の現像剤の嵩変動がさらに大きくなるため、内圧上昇による飛散や地肌かぶりをさらに悪化させる原因ともなっている。
また、高画質化の観点から、最近では供給スクリューと攪拌スクリューとを上下に併設させた現像装置も作成されている。このような構成の場合、供給スクリューと攪拌スクリューとの間の現像剤の受け渡しは、両スクリューの各端部間におけるリンク部を通じて両スクリューに現像剤が循環されるように行われ、実際の受け渡しが行われる前記リンク部の領域は、面積が非常に狭いため、嵩変動の影響をより大きく受けてしまうという問題も発生している。
例えば、現像剤の補充又は回収を行なう溜まり部を設けることにより現像剤の嵩変動に対応することが提案されている(特許文献1参照)。
しかし、この方法は現像ローラに現像剤を安定して供給することは可能だが、内圧上昇に対する対策とはなりえない。また、溜まり部を現像装置毎に必要とするため、装置が大型となるデメリットがある。さらには、小粒経トナー及びキャリアを使用し、現像剤質量が増加した状態では十分に嵩変動に対応することができないという問題がある。
しかし、この方法は現像性の低下を防ぐことは可能だが、現像剤の嵩変動による内圧上昇には対応できていない。このため、トナー飛散を防ぐのに十分であるとは言えない。また、センサ増加によるコスト面でのデメリットも存在する。
しかし、この場合、初期剤におけるキャリアの劣化を防ぐことはできても、経時でのキャリアの劣化を完全に防ぐことは難しい。そのため、結果として嵩変動が緩やかではあっても起こるために、内圧上昇によるトナー飛散やTセンサ制御のずれを防ぐのに十分とは言えない。また、トナーはキャリアに比べてより劣化しやすいため、トナーに長時間のストレスを与えると画像品質が著しく低下するという問題も起こる。
しかし、現像剤の嵩密度はキャリア表面の劣化だけでなく、トナーの劣化の影響も大きい。そのため、キャリアだけを劣化させただけでは初期現像剤の嵩密度の低下は少なく、画像形成回数の増加に伴う嵩密度の低下と内圧の増加を防ぐには十分ではないという問題がある。キャリア嵩密度を1.0%低下させた場合、低下後のキャリア嵩密度は、初期現像剤の嵩密度よりもはるかに高くなることからも、嵩密度変動対策にはなり得ない。
<1> キャリア芯材上に少なくともキャリア用結着樹脂を含むコート膜を有するキャリアと、トナー用結着樹脂、着色剤、及び外添剤を含有してなるトナーと、導電性微粒子と、を含み、前記導電性微粒子の一次体積平均粒径が100nm〜500nmであることを特徴とする静電荷像現像用現像剤である。
<2> 導電性微粒子をキャリアの含有量に対して1質量%〜10質量%含む前記<1>に記載の静電荷像現像用現像剤である。
<3> キャリアの体積平均粒径が20μm以上40μm以下である前記<1>から<2>のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤である。
<4> コート膜が微粒子を含む前記<1>から<3>のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤である。
<5> 微粒子の平均粒経Dとコート膜の厚みhとの比(D/h)が、0.5<[D/h]≦1.95である前記<4>に記載の静電荷像現像用現像剤である。
<6> キャリアの体積固有抵抗が、10[Log(Ω・cm)]以上16[Log(Ω・cm)]以下である前記<1>から<5>のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤である。
<7> キャリア用結着樹脂が、少なくともシリコーン樹脂を含む前記<1>から<6>のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤である。
<8> キャリアの1,000エルステッド(103/4π・A/m)における磁気モーメントが、40(Am2/kg)以上90(Am2/kg)以下である前記<1>から<7>のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤である。
<9> 内部に固定された磁界発生手段を有し、表面上にキャリアとトナーとを含む現像剤を担持して回転する非磁性現像スリーブからなる現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の量を規制する現像剤量規制部材とを備えた現像装置であって、前記現像剤が前記<1>から<8>のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤を用いることを特徴とする現像装置である。
<10> 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、少なくキャリアとトナーとを含む現像剤で現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置であって、前記現像剤が前記<1>から<8>のいずれか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装置である。
<11> 像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を少なくともキャリアとトナーを含む現像剤で現像し可視像を形成する現像工程と、得られた可視像を記録部材に転写する転写工程と、記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程と、を少なくとも含む画像形成方法であって、前記現像剤が前記<1>から<8>のいずれか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。
<12> 感光体と、帯電手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段と、現像剤を保持する現像手段と、を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、前記現像剤が前記<1>から<8>のいずれか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プロセスカートリッジである。
本発明の静電荷像現像用現像剤は、導電性微粒子と、キャリアと、トナーとを含むこととしてなる。
前記導電性微粒子は、現像剤の嵩変動の変化を抑制するために含まれるものであり、現像剤中キャリアやトナーと接して、現像剤の嵩変動を抑えるスペーサーとして作用する。
図6に示すように、現像剤の嵩密度は撹拌と共に徐々に減少し、その後長時間放置しても元の数値には戻らない。このため、初期現像剤中に前記導電性微粒子をあらかじめ添加混合することによって、初期から嵩密度が大幅に減少し、嵩変動を最小限に抑えることができる。また、経時では図6に示すように嵩密度は低い状態を保ち続けることができる。このため、初期的な嵩変動を初期現像剤中の導電性微粒子によって抑えることによって、長期に亘って安定した状態とすることが可能となる。
前記導電性微粒子としては、特に制限はないが、比抵抗の常用対数値が2.0(LogΩ・cm)以下のものが好ましい。
2.0(LogΩ・cm)を超えると、十分な電荷のリークができないおそれがある。
なお、導電性微粒子の比抵抗は、以下のようにして測定することができる。まず、内径1インチ(2.54cm)の円筒状の塩化ビニル管の中に、導電性微粒子5gを入れ、その上下を電極で挟む。次に、プレス機を用いて、これらの電極に10kg/cm2の圧力を印加した状態で、LCRメータ4216A(横河ヒューレット・パッカード社製)を用いて、抵抗r[Ω]を測定し、下記式から、比抵抗の常用対数値[Log(Ω・cm)]を算出することができる。
また、前記導電性微粒子としては、例えば、酸化アルミニウムをITOで表面処理した導電性微粒子EC−500、スズドープ酸化チタンEC210(以上、チタン工業社製)、酸化チタン/スズ−アンチモン系酸化物W−1(ジェムコ社製)等を市販品として入手することができる。
前記一次体積平均粒径が100nm未満の場合、現像剤の嵩密度を下げるのに十分な効果が得られない。また、500nmを超えるの場合、粒径がトナーに近づいてくるため、画像上において異常画像となる問題が発生しやすくなる。
導電性微粒子の一次体積平均粒径範囲としては、嵩密度への影響などから300nm〜450nmであることがより好ましい。この範囲内であれば、現像剤の嵩密度を下げるのに十分な粒径であり、かつ画像への影響が全くない領域となる。
なお、ここで言及している一次体積平均粒径とは、一次粒子の体積平均粒径のことである。
[測定条件]
回転速度:2,000rpm
最大粒度:2.0μm
最小粒度:0.1μm
粒度間隔:0.1μm
分散媒粘度:0.59mPa・s
分散媒密度:0.87g/cm3
粒子密度:無機微粒子の密度は乾式自動嵩密度計アキュピック1330(島津製作所社
製)を用い測定した真比重値を入力
なお、前記導電性微粒子の一次体積平均粒径は、SEM等の電子顕微鏡で観察することによっても測定することが可能である。
1質量部未満の場合、現像剤の嵩を変動させるのに十分な量でないことがあり、10質量部を超える場合、多量に現像されることがあるために、定着不良やクリーニング不良の問題が発生するおそれがある。
なお、前記静電荷像現像用現像剤中に存在する前記導電性微粒子の含有量は、以下の方法で測定することができる。即ち、現像剤中に存在するトナー単体とキャリア単体の元素分析(例えばFT−IR、ICP等)を実施し、この結果と現像剤の元素分析の結果を照らし合わせる。この差スペクトルから導電性微粒子の種類と量を特定することが可能である。
前記キャリアは、キャリア芯材上に、少なくともキャリア用結着樹脂を含むコート膜を有してなる。
前記キャリアの体積平均粒径としては、特に制限はないが、15μm以上40μm以下が好ましく、20μm以上40μm以下がより好ましい。このような範囲であることで、改善効果が顕著である。
前記体積平均粒径が15μm未満の場合は、粒子の均一性が低下するおそれがあることと、マシン側で充分使いこなす技術が確立できていないことにより、キャリア付着などの問題が生じるおそれがあり、好ましくない。一方、40μmを超える場合には、画像細部の再現性が悪く精細な画像が得られないおそれがあり、好ましくない。
前記キャリア芯材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、電子写真用二成分キャリアとして公知のもの、例えば、フェライト、Cu−Znフェライト、Mnフェライト、Mn−Mgフェライト、Mn−Mg−Srフェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル等を挙げることができるが、これらに限られない。
前記コート膜は、キャリア用結着樹脂を含み、更に、微粒子を含むことが好ましい。
前記微粒子を含むと、コート膜の強度を上げて、コート膜が削れて芯材が露出するのを防ぐことができる。
前記コート膜の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記キャリア用結着樹脂及び微粒子等を含む組成物を前記キャリア芯材に塗布して乾燥させることにより、形成することができる。
前記シリコーン樹脂を含むと、改善効果が顕著である。これは、シリコーン樹脂は表面エネルギーが低いためトナー成分のスペントがし難く、膜削れが生じるためのスペント成分の蓄積が進み難い効果が得られるためである。
前記ストレートシリコン樹脂の市販品としては、特に制限はなく、信越化学製のKR271、KR255、KR152、東レ・ダウコーニング・シリコン社製のSR2400、SR2406、SR2410等が挙げられる。この場合、シリコーン樹脂単体で用いることも可能であるが、架橋反応する他成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
前記変性シリコーン樹脂としては、特に制限はなく、例えば、信越化学製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性)、東レ・ダウコーニング・シリコン社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)などが挙げられる。
0.2μm未満であると、長期使用されたときにコート膜が削れて芯材が露出し、ベタ部にキャリア付着を起こすおそれがある。1.0μmを超えると、キャリア抵抗が高くなってしまうため、キャリアから電荷がリークしにくくなり、カウンターチャージによってベタ画像のエッジ部にキャリア付着を起こすおそれがある。
前記微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、導電性を有することが好ましい。
前記導電性を有する微粒子としては、特に制限はなく、前記導電性微粒子において説明した微粒子と同じ微粒子を挙げることができる。
また、前記微粒子の平均粒子径(D)としては、前記導電性微粒子の体積平均粒径と同様とすることができ、その測定方法としても前記導電性微粒子と同様に、自動粒度分布測定装置CAPA−700(堀場製作所製)にて測定することができる。
前記[D/h]が0.5以下の場合、前記微粒子は、前記結着樹脂中に埋もれてしまい、前記キャリアの表面において、凸となる粒子が減少するため、キャリア同士の摩擦接触により、前記キャリア表面に付着したトナーのスペント成分を効率良く掻き落とすクリーニング効果が低下して、トナースペントを防止する効果が著しく低下するおそれがある。
前記[D/h]が1.95以上の場合、前記微粒子と結着樹脂との接触面積が少ないため、充分な拘束力が得られず、前記微粒子が前記キャリアから脱離し易くなり好ましくない。脱離した場合には凸となる部分が減少するため、キャリア同士の摩擦接触により、前記キャリア表面に付着したトナーのスペント成分を効率良く掻き落とすクリーニング効果が低下して、トナースペントを防止する効果が著しく低下し好ましくない。
前記キャリアの体積固有抵抗としては、特に制限はないが、10[Log(Ω・cm)]以上16[Log(Ω・cm)]以下が好ましい。この体積固有抵抗であることで、改善効果が顕著である。
前記体積固有抵抗が10[Log(Ω・cm)]未満の場合、非画像部でのキャリア付着が生じ好ましくない。一方、体積固有抵抗が16[Log(Ω・cm)]を超える場合、エッジ効果が許容できないレベルに悪化するおそれがあり好ましくない。
なお、ハイレジスト計の測定可能下限を下回った場合には、実質的には体積固有抵抗値は得られず、ブレークダウンしたものとして扱うことにする。
これは、この範囲とすることで、キャリア粒子間の保持力が適正に保たれるので、キャリアまたは現像剤へのトナーの分散(混ざり)が素早く良好となるためである。
1,000エルステッドにおける磁気モーメントが40Am2/kg未満の場合、磁気モーメント不足によりキャリア付着が生じ好ましくない。一方、1,000エルステッドにおける磁気モーメントが90Am2/kgを超える場合には、現像時に形成する現像剤の穂が硬くなり過ぎるため、画像細部の再現性が悪く精細な画像が得られないので好ましくない。
前記トナーは、トナー用結着樹脂、着色剤、及び外添剤を含有し、必要に応じて、その他の成分を含有してなる。
前記トナー用結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、公知のものが使用できる。例えば、ポリスチレン、ポリ−p−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合隊、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリチメルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
例えば、黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ等が挙げられる。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
また、これら着色剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
前記外添剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカや酸化チタン、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素等の無機微粒子や樹脂微粒子が挙げられる。
これらの微粒子を母体トナー粒子に外添することにより転写性、耐久性が、さらに向上される。転写性や耐久性を低下させるワックスを、これらの外添剤で覆い隠すこととトナー表面が微粒子で覆われることによる接触面積が低下することによりこの効果が得られる。
前記樹脂微粒子としては、特に制限はないが、ソープフリー乳化重合法により得られた平均粒径0.05μm〜1μm程度のポリメチルメタクリレートやポリスチレン微粒子が好しい。
更に、疎水化処理されたシリカ及び疎水化処理された酸化チタンを併用し、疎水化処理されたシリカの外添量より疎水化処理された酸化チタンの外添量を多くすることにより、湿度に対する帯電の安定性にも優れたトナーとすることができる。
これはトナーが現像装置内でキャリアと混合・攪拌され帯電し現像に供される過程でトナーに外添された金属酸化物微粒子は母体トナー粒子に埋め込まれていく傾向にあるところ、これらの金属酸化物微粒子より大きな粒径の外添剤をトナーに外添することにより金属酸化物微粒子が埋め込まれることを抑制することができるためである。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、定着助剤、帯電制御剤等を含有することもできる。
前記定着助剤を含有するトナーは、定着ロールにトナー固着防止用オイルを塗布しない定着システム、いわゆるオイルレスシステムにおいても使用できる。
前記定着助剤としては、特に制限はなく、公知のものが使用できる。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、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、パラフィンワックス、アミド系ワックス、多価アルコールワックス、シリコーンワニス、カルナウバワックス、エステルワックス等が使用できる。
前記帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン、炭素数2〜16のアルキル基を含むアジン系染料(特公昭42−1627号公報)、塩基性染料(例えばC.I.Basic Yello 2(C.I.41000)、C.I.Basic Yello 3、C.I.Basic Red 1(C.I.45160)、C.I.BasicRed 9(C.I.42500)、C.I.Basic Violet 1(C.I.42535)、C.I.Basic Violet 3(C.I.42555)、C.I.Basic Violet 10(C.I.45170)、C.I.Basic Violet 14(C.I.42510)、C.I.Basic Blue 1(C.I.42025)、C.I.Basic Blue 3(C.I.51005)、C.I.Basic Blue 5(C.I.42140)、C.I.Basic Blue 7(C.I.42595)、C.I.Basic Blue 9(C.I.52015)、C.I.Basic Blue 24(C.I.52030)、C.I.Basic Blue25(C.I.52025)、C.I.Basic Blue 26(C.I.44045)、C.I.Basic Green 1(C.I.42040)、C.I.Basic Green 4(C.I.42000)など、これらの塩基性染料のレーキ顔料、C.I.Solvent Black 8(C.I.26150)、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド等の4級アンモニウム塩、あるいはジブチル又はジオクチルなどのジアルキルスズ化合物、ジアルキルスズボレート化合物、グアニジン誘導体、アミノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂、特公昭41−20153号公報、特公昭43−27596号公報、特公昭44−6397号公報、特公昭45−26478号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯塩、特公昭55−42752号公報、特公昭59−7385号公報に記載されているサルチル酸、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のZn、Al、Co、Cr、Fe等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。ブラック以外のカラートナーは、当然目的の色を損なう荷電制御剤の使用は避けるべきであり、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好適に使用される。
前記粉砕法としては、例えば、トナーを混練する装置として、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等を好適に用いることができる。
得られた溶融混練物は冷却した後粉砕されるが、粉砕は、例えば、ハンマーミルやロートプレックス等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式の微粉砕機などを使用することができる。
前記粉砕としては、平均粒径が3μm〜15μmになるように行なうのが望ましい。
更に、粉砕物としては、風力式分級機等により、5μm〜20μmに粒度調整されることが好ましい。
次いで、前記外添剤の母体トナーへ外添が行われるが、前記母体トナーと外添剤をミキサー類を用い混合・攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー表面に被覆される。このとき、無機微粒子や樹脂微粒子等の外添剤が均一にかつ強固に母体トナーに付着させることが耐久性の点で重要である。以上はあくまでも例であり、これに限るものではない。
本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段と、定着手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程と、定着工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
前記静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記静電潜像担持体(感光体)としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記静電潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記静電潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
前記現像工程は、前記静電潜像を、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、本発明の前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、本発明の前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられ、本発明の前記トナー入り容器を備えた現像器などがより好ましい。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、OHP用のPETベース等も用いることができる。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組み合わせ、などが挙げられる。
前記加熱加圧手段における加熱は、通常、80〜200℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
前記除電工程は、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記静電潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
上記プリンタ部100は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組のプロセスカートリッジ18Y,M,C,Kからなる画像形成ユニット20を備えている。各符号の数字の後に付されたY,M,C,Kは、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック用の部材であることを示している(以下同様)。プロセスカートリッジ18Y,M,C,Kの他には、光書込ユニット21、中間転写ユニット17、二次転写装置22、レジストローラ対49、ベルト定着方式の定着装置25などが配設されている。
Y用の感光体1Y上に形成されたYトナー像は、後述の中間転写ベルト110に一次転写される。一次転写後の感光体1Yの表面は、ドラムクリーニング装置によって転写残トナーがクリーニングされる。
Y用のプロセスカートリッジ18Yにおいて、ドラムクリーニング装置によってクリーニングされた感光体1Yは、除電器によって除電される。そして、帯電器によって一様帯電せしめられて、初期状態に戻る。以上のような一連のプロセスは、他のプロセスカートリッジ(18M,C,K)についても同様である。
中間転写ベルト110は、張架ローラ14を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ15の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ62Y,M,C,Kは、それぞれ中間転写ベルト110の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト110をその内周面側から感光体1Y,M,C,Kに向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体と一次転写バイアスローラとの間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体1Y上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト110上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体1M,C,K上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト110上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト110上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録シートたる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト110の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ15との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置90によってクリーニングされる。
図示しない原稿のコピーがとられる際には、例えばシート原稿の束が原稿自動搬送装置400の原稿台30上セットされる。但し、その原稿が本状に閉じられている片綴じ原稿である場合には、コンタクトガラス32上にセットされる。このセットに先立ち、複写機本体に対して原稿自動搬送装置400が開かれ、スキャナ300のコンタクトガラス32が露出される。この後、閉じられた原稿自動搬送装置400によって片綴じ原稿が押さえられる。
本発明の現像装置は、現像剤担持体と、現像剤量規制部材とを備えてなる。
前記磁界発生手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、磁石等が挙げられる。
前記現像剤量規制部材は、前記現像剤担持体上に担持された前記静電荷像現像用現像剤の量を規制することとしてなる。
図2は、図1において4つのプロセスカートリッジ18(Y,M,C,K)のうちの1つが備える現像装置4及び感光体1を示す拡大構成図である。4つのプロセスカートリッジ18(Y,M,C,K)は、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他がほぼ同様の構成になっているので、同図では「4」に付すY,M,C,Kという添字を省略している。
図2に示すように感光体1は図中矢印G方向に回転しながら、その表面を不図示の帯電装置により帯電される。帯電された感光体1の表面は不図示の露光装置より照射されたレーザ光により静電潜像を形成された潜像に現像装置4からトナーを供給され、トナー像を形成する。
現像ローラ5の供給スクリュー8との対向部から表面移動方向下流側には、現像ローラ5に供給された現像剤を現像に適した厚さに規制する現像剤規制部材としての現像ドクタ12を備えている。
供給搬送路9と攪拌搬送路10とは仕切り部材としての第一仕切り壁133によって仕切られている。第一仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路10とを仕切る箇所は図中手前側と奥側との両端は開口部となっており、供給搬送路9と攪拌搬送路10とが連通している。
なお、供給搬送路9と回収搬送路7とも第一仕切り部材133によって仕切られているが、第一仕切り壁133の供給搬送路9と攪拌搬送路7とを仕切る箇所には開口部を設けていない。
現像剤搬送部材である供給スクリュー8、回収スクリュー6及び攪拌スクリュー11は樹脂のスクリューからなっており各スクリュー径は全てφ22[mm]でスクリューピッチは25[mm]、回転数は約700[rpm]に設定している。
現像後の現像剤は回収搬送路7にて回収を行い、図2中の断面手前側に搬送され、非画像領域部に設けられた第一仕切り壁133の開口部で、攪拌搬送路10へ現像剤が移送される。なお、攪拌搬送路10における現像剤搬送方向上流側の第一仕切り壁133開口部の付近で攪拌搬送路10の上側に設けられたトナー補給口から攪拌搬送路10にトナーが供給される。
また、図4は、現像装置4内の現像剤の流れを示す模式図であり、図3と同様、図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
攪拌搬送路10から現像剤の供給を受けた供給搬送路9では、現像ローラ5に現像剤を供給しながら、供給スクリュー8の搬送方向下流側に現像剤を搬送する。そして、現像ローラ5に供給され現像に用いられず供給搬送路9の搬送方向下流端まで搬送された余剰現像剤は第一仕切り壁133の開口部より攪拌搬送路10に供給される(図4中矢印E)。 現像ローラ5から回収搬送路7に送られ、回収スクリュー6によって回収搬送路7の搬送方向下流端まで搬送された回収現像剤は第二仕切り壁134の開口部より攪拌搬送路10に供給される(図4中矢印F)。
攪拌搬送路10では攪拌スクリュー11によって、回収現像剤、余剰現像剤及び移送部で必要に応じて補給されるトナーを、回収搬送路7及び供給搬送路9の現像剤と逆方向に攪拌搬送する。そして、搬送方向下流側で連通している供給搬送路9の搬送方向上流側に攪拌された現像剤を移送する。なお、攪拌搬送路10の下方には、不図示のトナー濃度センサが設けられ、センサ出力により不図示のトナー補給制御装置を作動し、不図示のトナー収容部からトナー補給を行っている。
現像剤の嵩変動はトナーとキャリアがストレスによって表面が劣化することと、トナーに付着させた無機微粒子が離脱しキャリアに付着することによる流動性の変化が原因と考えられている。しかしながら、現像剤の嵩はこれらの原因によって増加するが、徐々にその増加は鈍り、ほぼ一定の状態に達する。そのため、現像剤を初期からこの状態とすることにより、現像剤の嵩変動を最小限に抑えられる。
本発明では、トナーとキャリアを混合する前の工程にキャリアとキャリア被覆膜中に存在する導電性微粒子をあらかじめ添加混合することが大変重要である。図6に示すように、現像剤の嵩密度は撹拌と共に徐々に減少し、その後長時間放置しても元の数値には戻らない。このため、初期現像剤中に導電性微粒子をあらかじめ添加混合することによって、初期から嵩密度が大幅に減少し、嵩変動を最小限に抑えることが出来るという優れた効果がある。また、経時では図6に示すように嵩密度は低い状態を保ち続けることが出来る。このため、初期的な嵩変動を初期現像剤中の導電性微粒子によって抑えることによって、長期に渡って安定した状態とすることが可能となる。本発明におけるキャリアへの導電性微粒子の添加混合量は、上述の理由から長期攪拌後に嵩密度が落ち着く付近まで嵩密度を減少させる量が好ましい。
本発明のプロセスカートリッジは、感光体と、帯電手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも1つの手段と、本発明の前記静電荷像現像用現像剤を保持する現像手段と、を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在とされる。
前記現像手段としては、特に制限はなく、本発明の前記現像装置を適用することができる。
本発明のプロセスカートリッジは、各種電子写真装置、ファクシミリ、プリンターに着脱自在に備えさせることができるが、本発明の前記画像形成装置に着脱自在に備えさせるのが好ましい。
前記感光体101としては、上述したようなものを用いることができる。
前記露光手段103としては、高解像度で書き込みが行うことのできる光源が用いられる。
前記帯電手段102としては、任意の帯電部材が用いられる。
[キャリア被覆層]
下記組成からなるキャリア被覆層組成液をホモミキサーで10分間分散し、シリコーン樹脂被覆膜形成溶液を得た。
・シリコーン樹脂溶液[固形分23質量% (SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 432.2質量部
・アミノシラン[固形分100質量% (SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 0.66質量部
・微粒子(導電性微粒子EC−500:チタン工業社製 一次体積平均粒径:0.43μm、真比重:4.6) 145質量部
・トルエン 900質量部
芯材として、体積平均粒径;35μm焼成フェライト粉(真比重5.5)5,000質量部を用い、上記シリコーン樹脂被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.35μmになるように、スピラコーター(岡田精工社製)によりコーター内温度40℃で塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて200℃で1時間放置して焼成した。
冷却後、フェライト粉バルクを目開き63μmの篩を用いて解砕し、D/h:1.2、体積固有抵抗:12.9[Log(Ω・cm)]、磁化(磁気モーメント):68Am2/kgの[キャリア1]を得た。
芯材の平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計(日機装株式会社)のSRAタイプを使用し、0.7μm以上、125μm以下のレンジ設定で行ったものを用いた。
結着樹脂膜厚測定は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
磁化測定は、東英工業(株)製VSM−P7−15を用い、下記の方法により測定したものである。試料約0.15gを秤量し、内径2.4mmφ、高さ8.5mmのセルに試料を充填し、1,000エルステット(エルステッド)の磁場下で測定した値である。
(トナーバインダー(1)の合成)
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部及びジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188部と2時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマー(1)を得た。
次いで、イソシアネート含有プレポリマー(1)267質量部と、イソホロンジアミン14質量部とを50℃で2時間反応させ、質量平均分子量64,000のウレア変性ポリエステル(1)を得た。
上記と同様にビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724質量部、テレフタル酸276質量部を常圧下、230℃で8時間重縮合し、次いで10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応して、ピーク分子量5,000の変性されていないポリエステル(a)を得た。ウレア変性ポリエステル(1)200質量部と変性されていないポリエステル(a)800質量部を酢酸エチル/MEK(1/1)混合溶剤2,000質量部に溶解、混合し、トナーバインダー(1)の酢酸エチル/MEK溶液を得た。
一部減圧乾燥し、トナーバインダー(1)を単離した。Tgは62℃であった。
ビーカー内に前記トナーバインダー(1)の酢酸エチル/MEK溶液240質量部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート(融点81℃、溶融粘度25cps)20質量部、C.I.PigmentYellow154の生顔料4質量部を入れ、60℃にてTK式ホモミキサーで12,000rpmで攪拌し、均一に溶解、分散させた。
ビーカー内にイオン交換水706質量部、ハイドロキシアパタイト10%懸濁液(日本化学工業(株)製スーパタイト10)294質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を入れ均一に溶解した。次いで、60℃に昇温し、TK式ホモミキサーで12,000rpmに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入し10分間攪拌した。
次いで、この混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに移し、98℃まで昇温して溶剤を除去した。分散スラリーを減圧濾過した後、濾過ケーキを得た。
1:濾過ケーキにイオン交換水100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
2:上記1の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
3:上記2の濾過ケーキに10%塩酸100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
4:上記3の濾過ケーキにイオン交換水300質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い、ケーキ状物を得た。これを、[濾過ケーキ1]とする。
その後、水90質量部に対して[濾過ケーキ1]15質量部を加えて、これにフッ素化合物を0.0005質量部分散させることで、トナー粒子表面にフッ素化合物を付着させた後、循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥した。その後目開き75μmメッシュで篩い、トナー母体粒子を得た。これを、[トナー母体粒子1]とする。上記で得られた[トナー母体粒子1]100質量部に対して、外添剤として疎水性シリカ(粒径10nm)1.5質量部と、疎水化酸化チタン粒径15nm)0.7質量部をヘンシェルミキサーにて2,000rpm×30秒、5サイクルで混合処理し、トナーを得た。これを、[トナー1]とする。
[キャリア1]100質量部に対して、酸化アルミニウムの表面をITOで処理した下記導電性微粒子EC−500を5質量部混合攪拌し、[添加混合キャリア1]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア1]93質量部を混合攪拌して実施例1における静電荷像現像用現像剤を得た。
・導電性微粒子(導電性微粒子EC−500) 一次体積平均粒径:0.43nm
実施例1において、[キャリア1]に対する導電性微粒子EC−500の添加量を5質量部から10質量部に変えたこと以外は、実施例1と同様にして、[添加混合キャリア2]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア2]93質量部を混合攪拌して実施例2における静電荷像現像用現像剤を得た。
実施例1におけるキャリア被覆層組成液の組成を以下に示す組成(アクリル樹脂系とシリコン樹脂系の混合系)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、D/h:1.1、体積固有抵抗:13.1[Log(Ω・cm)]、磁化:68Am2/kgの[キャリア2]を得た。
・アクリル樹脂溶液(固形分50質量%) 34.2質量部
・グアナミン溶液(固形分70質量%) 9.7質量部
・酸性触媒(固形分40質量%) 0.19質量部
・シリコン樹脂溶液[固形分20質量% (SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 432.2質量部
・アミノシラン[固形分100質量% (SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 3.42質量部
・導電性微粒子EC−500:チタン工業社製 粒径:0.43μm、真比重:4.6
145質量部
微粒子として、ルチル型酸化チタンJR(テイカ株式会社製)(平均一次粒径0.27μm、真比重4.2)200gをトルエン2.5リットルに分散させて懸濁液とした。この懸濁液を80℃に加温保持した。別途用意したイオン性液体IL−P14 広栄化学工業株式会社製(芳香族アミン系)50gを添加し、80℃にて加温しながら攪拌した。処理懸濁液を濾過し、得られた処理顔料のケーキを120℃で乾燥した。次いで、得られた乾燥粉末を粉砕し、白色導電性粉末Aを得た。
実施例3において、微粒子として、導電性微粒子EC−500(145質量部)に代えて、白色導電性粒子A[一次体積平均粒径:0.31μm、真比重:4.0]100質量部を用いたこと以外は、実施例3と同様にして、D/h:0.8、体積固有抵抗:13.8[Log(Ω・cm)]、磁化:68Am2/kgの[キャリア3]を得た。
実施例1におけるキャリア被覆層組成液の組成を以下に示す組成(アクリル樹脂系とシリコン樹脂系の混合系)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、D/h:1.8、体積固有抵抗:11.7[Log(Ω・cm)]、磁化:71Am2/kgの[キャリア4]を得た。
・シリコン樹脂溶液[固形分23質量% (SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 288.1質量部
・アミノシラン[固形分100質量% (SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 0.44質量部
・微粒子(導電性微粒子EC−500:チタン工業社製 粒径:0.43μm、真比重:4.6) 97質量部
・トルエン 600質量部
実施例3において、微粒子(導電性微粒子EC−500)の添加量を145質量部から210質量部に変えたこと以外は、実施例3と同様にして、D/h:1.1、体積固有抵抗:9.5[Log(Ω・cm)]、磁化:68Am2/kgの[キャリア5]を得た。
実施例3において、微粒子として、導電性微粒子EC−500(145質量部)に代えて、ルチル型酸化チタン:JR(テイカ株式会社製)(一次体積平均粒径0.27μm、真比重4.2)110質量部を用いたこと以外は、実施例3と同様にして、D/h:0.7、体積固有抵抗:16.5[Log(Ω・cm)]、磁化:68Am2/kgの[キャリア6]を得た。
実施例1において、キャリアの芯材として、体積平均粒径が35μmの焼成フェライト粉(真比重5.5)に代えて、体積平均粒径が18μmの焼成フェライト粉(真比重5.7)を用いたこと、及び、キャリア被覆層組成液の組成を以下に示す組成に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、D/h:1.1、体積固有抵抗:13.7[Log(Ω・cm)]、磁化:66Am2/kgの[キャリア7]を得た。
・アクリル樹脂溶液(固形分50質量%) 68.4質量部
・グアナミン溶液(固形分70質量%) 19.4質量部
・酸性触媒(固形分40質量%) 0.38質量部
・シリコン樹脂溶液[固形分20質量% (SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 864.4質量部
・アミノシラン[固形分100質量% (SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 0.46質量部
・導電性微粒子EC−500:チタン工業社製 粒径:0.43μm、真比重:4.6
275質量部
・トルエン 800質量部
実施例1において、キャリアの芯材として、体積平均粒径が35μmの焼成フェライト粉(真比重5.5)に代えて、体積平均粒径が71μmの焼成フェライト粉(真比重5.3)を用いたこと、及び、キャリア被覆層組成液の組成を以下に示す組成に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、D/h:0.7、体積固有抵抗:12.5[Log(Ω・cm)]、磁化:69Am2/kgの[キャリア8]を得た。
・アクリル樹脂溶液(固形分50質量%) 34.2質量部
・グアナミン溶液(固形分70質量%) 9.7質量部
・酸性触媒(固形分40質量%) 0.19質量部
・シリコン樹脂溶液[固形分20質量% (SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 292.9質量部
・アミノシラン[固形分100質量% (SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 0.42質量部
・導電性微粒子EC−500:チタン工業社製 一次体積平均粒径:0.43μm、真比重:4.6 85質量部
・トルエン 800質量部
(実施例10)
実施例3において、キャリアの芯材として、体積平均粒径が35μmの焼成フェライト粉(真比重5.5)に代えて、磁化の低い体積平均粒径が36μm焼成フェライト(真比重5.4)を用いたこと以外は、実施例3と同様にして、を用い、D/h:1.1、体積固有抵抗:13.9[Log(Ω・cm)]、磁化:35Am2/kgの[キャリア9]を得た。
実施例3において、キャリアの芯材として、体積平均粒径が35μmの焼成フェライト粉(真比重5.5)に代えて、磁化の高い体積平均粒径が35μm焼成フェライト(真比重5.5)を用いたこと以外は、実施例3と同様にして、D/h:1.1、体積固有抵抗:14.1[Log(Ω・cm)]、磁化:93Am2/kgの[キャリア10]を得た。
導電性微粒子を添加せず、[トナー1]7質量部と[キャリア1]93質量部を混合攪拌して比較例1における静電荷像現像用現像剤を得た。
導電性微粒子を添加せず、[トナー1]7質量部と[キャリア2]93質量部を混合攪拌して比較例2における静電荷像現像用現像剤を得た。
導電性微粒子を添加せず、[トナー1]7質量部と[キャリア3]93質量部を混合攪拌して比較例3における静電荷像現像用現像剤を得た。
実施例3において、キャリア被覆層組成液の組成を以下に示す組成に代えた(アクリル樹脂系とシリコン樹脂系の処方比を変更)こと以外は、実施例3と同様にして、D/h:2.1、体積固有抵抗:12.1[Log(Ω・cm)]、磁化:70Am2/kgの[キャリア11]を得た。
・アクリル樹脂溶液(固形分50質量%) 15.4質量部
・グアナミン溶液(固形分70質量%) 4.37質量部
・酸性触媒(固形分40質量%) 0.09質量部
・シリコン樹脂溶液[固形分20質量% (SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 194.6質量部
・アミノシラン[固形分100質量% (SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 1.51質量部
・導電性微粒子EC−500:チタン工業社製 一次体積平均粒径:0.43μm、真比重:4.6 131質量部
・トルエン 600質量部
実施例3において、キャリア被覆層組成液の組成を以下に示す組成に代えた(アクリル樹脂系とシリコン樹脂系の処方比を変更)こと以外は、実施例3と同様にして、D/h:0.4、体積固有抵抗:16.5[Log(Ω・cm)]、磁化:65Am2/kgの[キャリア12]を得た。
・アクリル樹脂溶液(固形分50質量%) 158.8質量部
・グアナミン溶液(固形分70質量%) 49.6質量部
・酸性触媒(固形分40質量%) 0.88質量部
・シリコン樹脂溶液[固形分20質量% (SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 743.2質量部
・アミノシラン[固形分100質量% (SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 1.68質量部
・導電性微粒子EC−500:チタン工業社製 一次体積平均粒径:0.43μm、真比重:4.6 145質量部
・トルエン 1600質量部
実施例1において、導電性微粒子として、酸価アルミニウムをITOで表面処理した導電性微粒子EC−500(5質量部)に代えて、スズ系化合物S−2000(ジェムコ社製、一次体積平均粒径30nm、比重7.0)5質量部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、[添加混合キャリア14]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア14]93質量部を混合攪拌して比較例4における静電荷像現像用現像剤を得た。
実施例1において、導電性微粒子として、酸化アルミニウムをITOで表面処理した導電性微粒子EC−500(5質量部)に代えて、酸化チタン/スズーアンチモン系酸化物W−1(ジェムコ社製、一次体積平均粒径0.2μm、比重4.6)5質量部を混合攪拌し、[添加混合キャリア15]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア15]93質量部を混合攪拌して実施例14における静電荷像現像用現像剤を得た。
実施例1において、導電性微粒子として、酸化アルミニウムをITOで表面処理した導電性微粒子EC−500(5質量部)に代えて、スズドープ酸化チタンEC−210(チタン工業社製、一次体積平均粒径0.5μm、比重4.6)5質量部を混合攪拌し、[添加混合キャリア16]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア16]93質量部を混合攪拌して実施例15における静電荷像現像用現像剤を得た。
実施例1において、導電性微粒子である酸化アルミニウムをITOで表面処理した導電性微粒子EC−500の添加量を、5質量部から1質量部に変えたこと以外は、実施例1と同様にして、[添加混合キャリア17]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア17]93質量部を混合攪拌して実施例16における静電荷像現像用現像剤を得た。
実施例1において、導電性微粒子である酸化アルミニウムをITOで表面処理した導電性微粒子EC−500の添加量を、5質量部から0.5質量部に変えたこと以外は、実施例1と同様にして、[添加混合キャリア18]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア18]9質量3部を混合攪拌して実施例17における静電荷像現像用現像剤を得た。
実施例1において、導電性微粒子である酸化アルミニウムをITOで表面処理した導電性微粒子EC−500の添加量を、5質量部から20質量部に変えたこと以外は、実施例1と同様にして、[添加混合キャリア19]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア19]93質量部を混合攪拌して実施例18における静電荷像現像用現像剤を得た。
実施例1において、導電性微粒子である酸価アルミニウムをITOで表面処理した導電性微粒子EC−500(5質量部)に代えて、導電性を有しない酸化アルミニウムAA−03(住友化学社製、粒径0.4μm)5質量部を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、[添加混合キャリア20]を得た。その後、[トナー1]7質量部と[添加混合キャリア20]93質量部を混合攪拌して比較例5における静電荷像現像用現像剤を得た。
以下に、実施例1〜18及び比較例1〜5における測定方法及び評価方法を示す。
市販のデジタルフルカラープリンター(リコー社製imagioNeo C455)改造機に現像剤をセットし、単色モードで50%画像面積の画像チャートにて300,000枚のランニング評価を行った。そして、このランニングを終えたキャリアの帯電低下量とトナー飛散、地肌かぶりを評価した。
◎: 全くトナー飛散が見られない状態
○: わずかにトナー飛散が観察されるが問題とはならない状態
△: トナー飛散がやや目立ち許容範囲ぎりぎりの状態
×: 許容範囲外でトナー飛散が非常に目立つ状態
◎: ΔIDが0.005未満
○: ΔIDが0.005〜0.01
△: ΔIDが0.01〜0.02
×: ΔIDが0.02を超える
◎: 20個以下
○: 21個以上60個以下
△: 61個以上80個以下
×: 81個以上
また、白抜け(画像部)は帯電電位DC740V、現像バイアス600Vに設定(地肌ポテンシャルを140Vに固定)し、全面ベタ画像(A3サイズ)を出力し、画像上の白抜けした個数をカウントした。なお、白抜けに関しては画像上の評価であるため、必ずしもキャリア付着による影響とは限らない。測定された白抜けを下記基準に基づき評価し、◎、○、△を合格、×を不合格とした。結果を下記表2に示す。
◎: 5個以下
○: 6個以上10個以下
△: 11個以上20個以下
×: 21個以上
測定されたぼそつきを下記基準に基づき評価した。結果を下記表2に示す。なお、評価ではハーフトーン画像や全面ベタ画像を出力し、その時の細かい濃度ムラを評価している。
◎: 画像上にボソツキが全くない状態
○: わずかに観察されるが問題とはしないレベルである状態
△: ボソツキが目立ち問題となるレベルである状態
×: 一目でボソツキが明らかである状態
4 現像装置
5 現像ローラ
6 回収スクリュー
7 回収搬送路
8 供給スクリュー
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュー
12 現像ドクタ
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18 プロセスカートリッジ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取センサ
42 給紙ローラ
44 給紙カセット
46 給紙路
47 搬送ローラ対
49 レジストローラ対
50 手差し給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 給紙路
57 スタック部
62 一次転写バイアスローラ
90 ベルトクリーニング装置
100 プリンタ部
102 帯電手段
103 露光
104 現像手段
105 転写体
107 クリーニング手段
108 転写手段
110 中間転写ベルト
133 第一仕切り壁
134 第二仕切り壁
200 給紙装置
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置
Claims (11)
- キャリア芯材上に少なくともキャリア用結着樹脂を含むコート膜を有するキャリアと、トナー用結着樹脂、着色剤、及び外添剤を含有してなるトナーと、導電性微粒子と、を含み、前記導電性微粒子の一次体積平均粒径が100nm〜500nmであり、前記導電性微粒子を前記キャリアの含有量に対して1質量%〜10質量%含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
- キャリアの体積平均粒径が20μm以上40μm以下である請求項1に記載の静電荷像現像用現像剤。
- コート膜が微粒子を含む請求項1から2のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤。
- 微粒子の平均粒経Dとコート膜の厚みhとの比(D/h)が、0.5<[D/h]≦1.95である請求項3に記載の静電荷像現像用現像剤。
- キャリアの体積固有抵抗が、10[Log(Ω・cm)]以上16[Log(Ω・cm)]以下である請求項1から4のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤。
- キャリア用結着樹脂が、少なくともシリコーン樹脂を含む請求項1から5のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤。
- キャリアの1,000エルステッド(10 3 /4π・A/m)における磁気モーメントが、40(Am 2 /kg)以上90(Am 2 /kg)以下である請求項1から6のいずれかに記載の静電荷像現像用現像剤。
- 内部に固定された磁界発生手段を有し、表面上にキャリアとトナーとを含む現像剤を担持して回転する非磁性現像スリーブからなる現像剤担持体と、該現像剤担持体上に担持された現像剤の量を規制する現像剤量規制部材とを備えた現像装置であって、
前記現像剤が請求項1から7のいずれか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現像装置。 - 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、少なくともキャリアとトナーとを含む現像剤で現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有することを特徴とする画像形成装置であって、
前記現像剤が請求項1から7のいずれか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装置。 - 像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像を少なくともキャリアとトナーを含む現像剤で現像し可視像を形成する現像工程と、得られた可視像を記録媒体に転写する転写工程と、記録媒体に転写された転写像を定着する定着工程と、を少なくとも含む画像形成方法であって、
前記現像剤が請求項1から7のいずれか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。 - 感光体と、帯電手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段と、現像剤を保持する現像手段と、を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
前記現像剤が請求項1から7のいずれか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プロセスカートリッジ。
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