JP5531627B2 - 静電荷現像用現像剤、現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
請求項1に係る発明は、
トナー粒子、及び数平均粒径が100nm以上800nm以下の外添剤を少なくとも含むトナーと、
形状係数SF2が100以上120以下のキャリアと、
炭素数が18以上70以下の高級アルコールを含んで構成される粒子と、
を有し、静電荷現像用現像剤全体に対する前記高級アルコールを含んで構成される粒子の含有量が0.05質量%以上1質量%以下である、静電荷現像用現像剤。
前記高級アルコールを含んで構成される粒子の針入度が、0.5(1/10mm)以上7.0(1/10mm)以下である請求項1に記載の静電荷現像用現像剤。
前記高級アルコールを含んで構成される粒子の数平均粒径が、1μm以上15μm以下である請求項1又は2に記載の静電荷現像用現像剤。
請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、
画像形成装置に脱着される現像剤カートリッジ。
請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、前記静電荷現像用現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、前記静電荷現像用現像剤により、前記像保持体上に形成された前記静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を有する画像形成装置。
請求項2に係る発明によれば、高級アルコールを含んで構成される粒子の針入度が、0.5(1/10mm)以上7.0(1/10mm)以下でない場合に比べ、時間の経過による画像濃度の変動が抑制される。
請求項3に係る発明によれば、高級アルコールを含んで構成される粒子の数平均粒径が、1μm以上15μm以下でない場合に比べ、時間の経過による画像濃度の変動が抑制される。
請求項4、5、6に係る発明によれば、数平均粒径が100nm以上800nm以下の外添剤を少なくとも含むトナーと、形状係数SF2が100以上120以下のキャリアと、高級アルコールを含んで構成される粒子と、を組み合わせない静電荷現像用現像剤を適用した場合に比べ、時間の経過による画像濃度の変動が抑制される。
本実施形態に係る静電荷現像用現像剤は、トナーとキャリアと高級アルコールを含んで構成される粒子(以下、高級アルコール粒子と称することがある)とを有する。そして、トナーは、トナー粒子と、数平均粒径が100nm以上800nm以下の外添剤(以下、大径外添剤と称することがある)と、を少なくとも含み、且つキャリアは、形状係数SF2が100以上120以下のキャリア(以下、平滑キャリアと称することがある)である。なお、本実施形態では、高級アルコール粒子は、トナーの外添剤として含まれるのではなく、現像剤におけるトナー及びキャリアに対して第3成分として添加する粒子である。
また本実施形態では、高級アルコールの炭素数が18以上70以下であり、現像剤全体に対する高級アルコール粒子の含有量が0.05質量%以上1質量%以下である形態を適用する。
この理由は定かではないが、以下に示す理由によりものと推測される。
この大径外添剤を含むトナーを用いた場合、これにより形成されたトナー像は像保持体(感光体)との付着力が弱くなる傾向にあり、現像保持体において穂立ちするように直線状に連なった複数のキャリア(以下、磁気ブラシと称する)によって、トナー像がかき乱され易くなると考えられる(図4参照)。
上記形状係数を持つキャリア(以下、平滑キャリアと称する)を用いると、平滑キャリアは表面の凹凸が少ないことから、磁気ブラシのキャリア間の摩擦が低減され、磁気ブラシが変形し易くなり、像保持体(感光体)に接触する磁気ブラシの形状が追随性を持つようになるものと考えられる(図3参照)。その結果、磁気ブラシによって、トナー像がかき乱され難くなると考えられる。
なお、トナー粒子と高級アルコール粒子とは粒子の重量差が小さい(例えばポリスチレン樹脂トナーで比重1.1g/cm3程度、ポリエステル樹脂トナーで比重1.2g/cm3程度に対し高級アルコール粒子の比重0.99g/cm3程度)ことから、トナー粒子と高級アルコール粒子とが衝突しても、衝突力はトナー粒子の動き・移動にも消費されてしまい、高級アルコール粒子の表面が変形することによって生じる不可逆的な付着は生じ難いと考えられる。
また、上記同様の理由から、本実施形態に係る静電荷現像用現像剤では、磁気ブラシによって、トナー像がかき乱され易くなるため、ベタ画像やハーフトーン画像等の画像内での画像濃度ムラ、細線の乱れや途切れも抑制されると考えられる。
まず、高級アルコール粒子について説明する。
高級アルコール粒子は、高級アルコールを含んで構成された粒子である。
高級アルコール粒子は、その針入度が0.5(1/10mm)以上7.0(1/10mm)以下であることが望ましく、より望ましくは0.8(1/10mm)以上6(1/10mm)以下、さらに望ましくは1(1/10mm)以上5(1/10mm)以下である。
高級アルコール粒子の針入度を上記範囲とすると、高級アルコール粒子が大径外添剤に衝突したとき、変形して大径外添剤との不可逆的な付着が生じ易くなると考えられる。これにより、高級アルコール粒子による大径外添剤の捕獲能が向上し、その結果、大径外添剤のキャリアへの表面の付着が抑制され、時間の経過による画像濃度の変動が抑制され易くなる。一方で、高級アルコール粒子の針入度が高すぎると高級アルコール粒子による機内汚染が発生し易くなる。
なお、高級アルコール粒子の針入度は、例えば、用いる高級アルコールの炭素数や重量分子量等を調整することで制御される。
高級アルコール粒子の数平均粒径を上記範囲とすると、高級アルコール粒子が、大径外添剤に衝突したとき、大径外添剤と接触する表面積が確保され、その衝撃力が大径外添剤に集中し易くなるため、変形して大径外添剤との不可逆的な付着が生じ易くなると考えられる。これにより、高級アルコール粒子による大径外添剤の捕獲機能が向上し、その結果、大径外添剤のキャリアへの表面の付着が抑制され、時間の経過による画像濃度の変動が抑制され易くなる。一方で、高級アルコール粒子の数平均粒径が小さすぎると現像剤の流動性が悪化することがある。
高級アルコールとして具体的には、例えば、ヘンエイコサノール、トリコサノール、テトラコサノール、ヘプタコサノール、ノナコサノール、ヘントリアコンタノール、ドトリアコンタノール等が挙げられる。
これらの中でも、高級アルコールとしては、直鎖状の飽和モノオール類がよい。この直鎖状の飽和モノオール類を適用すると、現像剤の流動性の低下や、部材への付着汚れの発生が抑制される。
但し、高級アルコール粒子の含有量は、例えば、現像剤全体に対して0.01重量%の場合、トナーに対して0.2質量%(現像剤のトナー濃度5質量%)、現像剤全体に対して0.04重量%の場合、トナーに対して0.5質量%(現像剤のトナー濃度8質量%)、現像剤全体に対して0.5重量%の場合、トナーに対して0.5質量%(現像剤のトナー濃度10質量%)、現像剤全体に対して1重量%の場合、トナーに対して7質量%(現像剤のトナー濃度15質量%)など、使用される現像剤のトナー濃度に応じて所望の濃度に調整することがよい。
この高級アルコール粒子の含有量を上記範囲とすることで、大径外添剤のキャリアへの表面の付着が抑制され、時間の経過による画像濃度の変動が抑制され易くなる。なお、高級アルコール粒子の含有量が多すぎると、現像剤の流動性が低下し易く、トナーとキャリアとの混合不良によるトナー吹き出しが生じることがある。
トナーとしては、例えば、トナー粒子と、大径外添剤と、必要に応じて他の外添剤と、を含んで構成される。
トナー粒子は、少なくとも結着樹脂を含み、必要に応じて、着色剤、離型剤、その他の内添剤を含んでもよい。
ポリエステル樹脂は、ジカルボン酸成分とジオール成分との中から好適なものを選択して組合せ、例えば、エステル交換法又は重縮合法等、従来公知の方法を用いて合成することで得られる。
測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に、測定試料を0.5乃至50mg加え、これを前記電解液100乃至150ml中に添加する。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、粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000である。
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径を体積平均粒径と定義する。
大径外添剤は、その数平均粒径が100nm以上800nm以下であり、望ましくは120nm以上700nm以下、より望ましくは140nm以上500nm以下である。
この大径外添剤粒子を上記範囲とすると、トナー粒子から遊離され難く、且つスペーサ効果を発揮し、転写効率が向上する。
小径外添剤としては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化チタン粒子、チタン酸バリウム粒子、チタン酸マグネシウム粒子、チタン酸カルシウム粒子、チタン酸ストロンチウム粒子、酸化亜鉛粒子、ケイ砂粒子、クレー粒子、雲母粒子、ケイ灰石粒子、ケイソウ土粒子、塩化セリウム粒子、ベンガラ粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、三酸化アンチモン粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、炭化ケイ素粒子、窒化ケイ素粒子、炭酸カルシウム粒子、炭酸マグネシウム粒子、リン酸カルシウム粒子等が挙げられる。
その他の外添剤の添加量としては、トナー粒子100重量部に対して0.3質量部以上3.0質量部以下であることがよい。
トナー粒子の製造方法としては、混練粉砕法や湿式造粒法が挙げられるが、湿式造粒法により行われることが望ましい。湿式造粒法としては、例えば、公知の溶融懸濁法、乳化凝集・合一法、溶解懸濁法等の方法が挙げられる。
トナー粒子に外添剤を外添する方法としては、例えば、V型ブレンダーやヘンシェルミキサーやレディゲミキサー等の公知の混合機によって混合する方法が挙げられる。
キャリアは、その形状係数SF2が100以上120以下であり、望ましくは100以上115以下、より望ましくは100以上110以下である。なお、キャリアの形状係数SF2は、100が表面に凹凸が全くなく平滑であり、その値が大きくなるにつれて表面の凹凸が大きくなることを意味する指数である。
このキャリアの形状係数SF2を上記範囲とすることで、磁気ブラシのキャリア間の摩擦抵抗が低減され易くなり、その結果、トナー像のかき乱れが抑制される。
このキャリアの形状係数SF2の調整は、例えば、磁性粉の焼成条件、磁性粉分散型樹脂粒子の造粒条件、磁性粉や磁性粉分散型樹脂粒子を被覆する樹脂層の厚み等によって調製される。
走 査型電子顕微鏡(例えば日立株式会社製:S−4100など)を用いキャリアを観察して画像を撮影し、この画像を画像解析装置(例えばLUZEXIII、ニレコ社製)に取り込み100個の各々のキャリアについて、次式に基づいてSF2を算出し、その平均値を求めて、キャリアの形状係数SF2とする。なお、電子顕微鏡は1視野中に外添剤が3個以上20個以下程度写るように倍率を調整し、複数視野の観察を合わせて次式に基づいてSF2を算出した。
・式:形状係数SF2=「PM2/(4・A・π)」×100
ここで、式中、PMは、キャリアの周囲長を示す。Aは、キャリアの投影面積を示す。πは、円周率を示す。
磁性粉、樹脂に磁性粉を分散した磁性粉分散型樹脂粒子、及び、磁性粉や磁性粉分散型樹脂粒子を芯材とし、この表面に樹脂被覆層を有する樹脂被覆型キャリア等が挙げられる。
キャリアの電気抵抗率を上記の範囲にすることで、白抜け発生や、画像濃度の変動が抑制される。
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1mm以上3mm以下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。この上に前記の20cm2の電極板を載せキャリア層を挟み込む。キャリア同士の空隙をなくすため、キャリア層上に載せた電極板の上に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6000V/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。キャリアの体積抵抗率(Ω・cm)の計算式は、下記式(4)に示す通りである。
式: R=E×20/(I−I0)/L
上記式中、Rはキャリアの体積抵抗率(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。
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷現像用現像剤を収容し、静電荷現像用現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有する。そして、静電荷現像用現像剤として、上記本実施形態に係る静電荷現像用現像剤を適用する。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、現像剤カートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含む現像剤が供給可能である。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
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可能な限り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が好適に使用される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
図2は、本実施形態に係る静電荷現像用現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例の実施形態を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電ローラ108、現像装置111、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。なお、図2において符号300は被転写体を示す。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置に対して着脱自在としたものである。
(トナー粒子Aの作製)
―樹脂粒子分散液の調整―
・スチレン 308質量部
・n−ブチルアクリレート 100質量部
・アクリル酸 4質量部
・ドデカンチオール 6質量部
・プロパンジオールアクリレート 1.5質量部
次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで加熱し、乳化重合を行った。
これにより、樹脂粒子の中心粒径(体積平均粒径)178nm、ガラス転移温度52℃、重量平均分子量Mw32000の樹脂粒子分散液を得た。
・マゼンダ顔料(C.I.ピグメント・レッド57) 40質量部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬社製) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
・ポリエチレンワックス(炭化水素系ワックス、融点88℃) 50質量部
・アニオン性界面活性剤
(ネオゲンSC、第一工業製薬社製 固形分65%) 2.3質量部
・イオン交換水 200質量部
・樹脂粒子分散液 187質量部
・着色剤粒子分散液 42.7質量部
・離型剤粒子分散液 60.0質量部
・ポリ塩化アルミニウム(10%水溶液) 2.6質量部
・イオン交換水 375質量部
上記の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でIKA社製のウルトラタラックスT50を用い十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら52℃まで加熱した。52℃(初期加熱温度)で保持した後、ここにさらに樹脂粒子分散液を緩やかに92質量部追加した。
その後、濃度0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて系内のpHを6.5に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、攪拌軸のシールを磁力シールして攪拌を継続しながら97℃まで加熱した。反応終了後、冷却し、濾過、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過により固液分離を行った。これをさらに40℃のイオン交換水3Lを用いて再分散し、15分間300rpmで攪拌・洗浄した。この洗浄操作をさらに5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過によりNo.5Aろ紙を用いて固液分離を行った。次いで真空乾燥を12時間継続してトナー粒子を得た。
この時のトナー粒子の体積平均粒径を測定したところ6.5μmであった。また個数粒度分布指標GSDpは1.24であった。ルーゼックス社製のルーゼックス画像解析装置で形状観察を行ったところ、粒子の形状係数SF1は109で丸みを帯びたポテト形状であることが観察された。
−大径外添剤Aの作製(準備)−
攪拌機、滴下ロート、温度計をガラス製反応器にセットし、エタノール20質量部とテトラエトキシシラン30質量部を入れ、30℃に保ちながら回転数100rpmで攪拌した。次に攪拌を続けながら、5分かけて20%濃度のアンモニア水溶液を40質量部滴下した。そのまま1時間反応を行った後、遠心分離して上澄みを除去した。さらに、トルエン100質量部を加え懸濁液を作成し、懸濁液中の固形分量に対して40質量%のヘキサメチルジシラザンを加えた後、100℃で3時間反応させた。その後、懸濁液を加熱し、トルエンを除去し、乾燥させたあと、目開き106μmの篩分網にて粗大粉を取り除き、数平均粒径106nmの大径外添剤Aを得た。
・スチレン 220質量部
・ジビニルベンゼン 15質量部
・アクリル酸 2質量部
上記の成分を混合溶解し、他方、アニオン性界面活性剤ダウファックス(ダウケミカル(株)製)3重量部をイオン交換水600質量部に溶解したものを2Lフラスコ中に収容し、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、半月型攪拌翼を10rpmで攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム10重量部を溶解したイオン交換水溶液30質量部を滴下した。過硫酸アンモニウム溶液の滴下は30質量部/60分の速度で行なった。
次いで、系内を窒素で置換した後、攪拌翼の回転数を15rpmにしてフラスコ内を攪拌しながらオイルバスで80℃24時間加熱して、乳化重合を行い、樹脂粒子分散スラリーを得た。
この樹脂粒子分散スラリーを、遠心分離を行い、上澄み液を除去した後、樹脂粒子固形分量に対して100倍量の25℃のイオン交換水に再分散、遠心分離を繰り返して水洗を5回繰り返し、樹脂粒子を洗浄し、凍結乾燥したあとに、目開き106μmの篩分網にて粗大粉を取り除き、数平均粒径556nmの大径外添剤Bを得た。
ジビニルベンゼンとアクリル酸を用いなかったこと、ダウファックスを10質量部用いたこと、過硫酸アンモニウム水溶液を50質量部を50質量部/50分の速度滴下したこと以外は、大径外添剤Bと同様にして、数平均粒径105nmの大径外添剤Cを得た。
大径外添剤Cを30質量部、鹸化度82mol%のポリビニルアルコールを10質量部を溶解したイオン交換水を200質量部、を攪拌機を備えた2Lフラスコ中に収容し、25℃に保持しながら100rpmで攪拌した。次に攪拌を続けながら、過酸化ベンゼン0.1質量部を溶解したジビニルベンゼン5質量部を5質量部/60分かけて滴下した。滴下開始10分後より、フラスコを5℃/10分の昇温速度で75℃まで加熱した。ジビニルベンゼンの滴下終了後、攪拌を続けながら85℃まで加熱し、2時間保持して樹脂粒子分散スラリーを得た。
この樹脂粒子分散スラリーを、遠心分離を行い、上澄み液を除去した後、樹脂粒子固形分量に対して100倍量の25℃のイオン交換水に再分散、遠心分離を繰り返して水洗を5回繰り返し、樹脂粒子を洗浄し、凍結乾燥したあとに、目開き106μmの篩分網にて粗大粉を取り除き、数平均粒径760nmの大径外添剤Bを得た。
アンモニア水溶液30質量部を10分かけて滴下したこと以外は大径外添剤Aと同様にして、数平均粒径89nm大径外添剤Fを得た。
テトラエトキシシランを50質量部、アンモニア水溶液60質量部を30分かけて滴下したこと以外は大径外添剤Aと同様にして、数平均粒径911nm大径外添剤Fを得た。
−キャリアAの作製−
ヘンシェルミキサに、体積平均粒径0.22μmの球状マグネタイト粒子粉末500質量部を投入し、十分に攪拌した後、チタネート系カップリング剤4.5質量部を添加し、95℃まで昇温し、30分間混合攪拌することにより、チタネート系カップリング剤被覆された球状マグネタイト粒子を得た。
続いて、1Lの四つ口フラスコに、フェノール6.5質量部、30%ホルマリン10質量部、上記マグネタイト粒子500質量部と25%アンモニア水7質量部、水400質量部を入れ、混合攪拌した。次に、攪拌しながら60分間で85℃まで昇温し、同温度にて180分間反応させた後、25℃まで冷却し、500mlの水を添加した後、上澄み液を除去、沈殿物を水洗した。これを減圧下、180℃で乾燥し、目開き106μmの篩分網にて粗大粉を取り除き、平均粒径32μmの芯材粒子Aを得た。
次に、トルエン200質量部、スチレン−メタクリレート共重合体(成分モル比20:80、重量平均分子量180,000)45質量部を60分間スターラーにて攪拌し、コート樹脂溶液を得た。
芯材粒子Aを1000質量部、上記コート樹脂溶液40質量部を真空脱気型ニーダーコーター(ローター・壁面間クリアランス25mm)に入れ、60℃を保って30分間40rpmにて攪拌した後、さらに温度を85℃とし、減圧してトルエン留去・脱気・乾燥させた。さらに目開き75μmのメッシュを通すことによりキャリアAを調整した。キャリアAの形状係数SF2は106であった。
球形マグネタイトの粒径を0.54μmにした以外は芯材粒子Aと同様にして芯材粒子Bを得た。芯材粒子の平均粒径は36μmであった。
芯材粒子Bを1000質量部、上記コート樹脂溶液20質量部用いた以外はキャリアAと同様にして、キャリアBを得た。キャリアBの形状係数SF2は117であった。
芯材粒子に平均粒径33μmの焼結フェライト粒子を用いたこと以外はキャリアAと同様にして、キャリアCを得た。キャリアCの形状係数SF2は125であった。
−高級アルコール粒子Aの作製(準備)−
数平均分子量が650の直鎖飽和モノオールの高級アルコールを、ドライアイスを用いて5℃に冷却しながらピンミルを用いて粉砕した。次に同様に冷却しながら風力分級機で分級し、数平均粒径10.1μmの高級アルコール粒子Aを得た。この高級アルコールの針入度は1.5(1/10mm)であった。
数平均分子量が520の直鎖不飽和モノオールの高級アルコールを、ドライアイスを用いて5℃に冷却しながらピンミルを用いて粉砕した。次に同様に冷却しながら風力分級機で分級し、数平均粒径4.8μmの高級アルコール粒子Bを得た。この高級アルコールの針入度は4.0(1/10mm)であった。
数平均分子量が410の側鎖飽和ジオールの高級アルコールを、ドライアイスを用いて5℃に冷却しながらピンミルを用いて粉砕した。次に同様に冷却しながら風力分級機で分級し、数平均粒径8.0μmの高級アルコール粒子Cを得た。この高級アルコールの針入度は8.0(1/10mm)であった。
数平均分子量が750の直鎖飽和モノオールの高級アルコールを、ドライアイスを用いて5℃に冷却しながらピンミルを用いて粉砕した。次に同様に冷却しながら風力分級機で分級し、数平均粒径8.3μmの高級アルコール粒子Dを得た。この高級アルコールの針入度は0.7(1/10mm)であった。
数平均分子量が950の直鎖飽和モノオールの高級アルコールを、ドライアイスを用いて5℃に冷却しながらピンミルを用いて粉砕した。次に同様に冷却しながら風力分級機で分級し、数平均粒径9.1μmの高級アルコール粒子Eを得た。この高級アルコールの針入度は0.35(1/10mm)であった。
高級アルコール粒子Aを作成するときに用いたものと同じ数平均分子量が650の直鎖モノオールの高級アルコール10質量部を、ラウリル硫酸ナトリウムを2質量部溶解した100質量部のイオン交換水に投入し、攪拌速度200rpmで攪拌しながら90℃まで加熱した。攪拌を300rpmにあげて1時間90℃を保持し、その200rpmで攪拌しながら5℃まで冷却した。5℃を保持しながら遠心分離して上澄みを除去し、その後凍結乾燥したのちに、目開き106μmの網を用いて粗大粉を除去して、数平均粒径2.3μmの高級アルコール粒子Fを得た。この高級アルコールの針入度は1.5(1/10mm)であった。
風力分級時に、分級条件を変更した以外は高級アルコール粒子Aと同様にして、数平均粒径14.4μmの高級アルコール粒子Gを得た。この高級アルコールの針入度は1.5(1/10mm)であった。
ラウリル硫酸ナトリウムを5質量部に、90℃加熱後、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて3000rpmで2分間攪拌を加えた以外は高級アルコール粒子Fと同様にして、数平均粒径0.89μmの高級アルコール粒子Hを得た。この高級アルコールの針入度は1.5(1/10mm)であった。
風力分級時に、分級条件を変更した以外は高級アルコール粒子Aと同様にして、数平均粒径16.2μmの高級アルコール粒子Iを得た。この高級アルコールの針入度は1.5(1/10mm)であった。
数平均分子量が450の直鎖飽和モノオールの高級アルコールを用いた以外は高級アルコール粒子Aと同様にして、数平均粒径4.1μmの高級アルコール粒子Jを得た。この高級アルコールの針入度は6.1(1/10mm)であった。
トナー粒子A100質量部と、大型外添剤(表1に従った種類・量)と、数平均粒子径12nmのジメチルシリコーンオイル処理シリカ0.5質量部と、をヘンシェルミキサーを用い周速32m/s×10分間ブレンドをおこなった後、45μm網目のシーブを用いて粗大粒子を除去し、トナーを得た。
そして、得られたトナー100質量部と、キャリア(表1に従った種類・量)と、高級アルコール粒子(表1に従った種類・量)と、をV−ブレンダーを用い40rpmで20分間攪拌し、177μmの網目を有するシーブで篩うことにより各現像剤を得た。
目的とする画像を、任意の枚数、任意のプロセススピードで出力できるように改造した富士ゼロックス社製DocuCentre−IIIC3300を用意し、用紙容器には富士ゼロックス社製カラーアプリケーション用紙「J」のA3を入れ、現像器と補給カートリッジには、上記各例で得られた現像剤とトナーに入れ替えた改造機を用意した。この改造機は温度27度、湿度65%に制御した環境室に入れて、600×600dpi、プロセススピード:A3出力35枚/分の条件で連続して画像出力を行い、次の出力画像を評価した。また、次の出力画像の評価と共にテスト終了後に機内観察も行った。結果を表2に示す。
細線のライン途切れ、かすれ、乱れを確認するために、1200×2400dpi(dpi:1インチ当たりのドット数)出力において、太さ0.2mmのラインを縦(垂直)、横(水平)、斜め45度の各々の方向に出力し、これを細線画質確認用テスト出力とした。
この細線画質確認用テスト出力をテスト開始初期に出力してから(10枚出力した10枚目を画質確認用に使用)、A3用紙に対して全面に濃度15%のハイライト画像を連続して10000枚出力し、その後、再度細線画質確認用テスト出力を出力した。テスト初期に出力したテスト画像を「初期細線画質」、10000枚連続出力後に出力したテスト画像を「細線画質の維持性」とし、それぞれ細線を4倍のルーペ(例えばピーク・アナスチグマット・ルーペ4×など)を用いて観察し、以下の評価基準に則して、ライン途切れ、かすれ、乱れを確認した。
−評価基準−
◎:細線画質は非常に優れている。
○:ライン中に若干の濃度変動がみられるが、高度なグラフィック画像使用においても実使用上問題無いレベルである。
△:ライン途中に多少の途切れや、ラインの周囲に多少のトナー散りがみられるが文字判別などには支障をきたさないレベルであり、
高度な高画質画像を必要としない文字文書使用においては問題無いレベルである。
×:ラインの途切れやトナーの散りが顕著であり、文字判別などにも支障がある実使用上問題となるレベルである。
テスト出力画像を、600×600dpi出力において用紙の中央部に5×5cmの画像濃度100%のべた画像に変えたこと以外は、細線画質確認用と同様の手法で画像濃度の安定性評価を行った。初期に出力したべた画像のテスト出力を「初期画像濃度」、10000万枚連続出力後に出力したべた画像のテスト画像を「時間経過画像濃度」とし、それぞれのべた画像を画像濃度計(例えばX−Rite社製:X−Rite404)を用いて画像濃度を測定し、以下の評価基準に則して評価した。
−評価基準−
◎:「初期画像濃度」に対し「時間経過画像濃度」が97%以上。
○:「初期画像濃度」に対し「時間経過画像濃度」が94%以上97%未満。
△:「初期画像濃度」に対し「時間経過画像濃度」が90%以上94%未満。
×:「初期画像濃度」に対し「時間経過画像濃度」が90%未満。
テスト出力画像を、600×600dpi出力において用紙の中央部と用紙の各4すみに5×5cmの画像濃度30%のハイライト画像に変えたこと以外は、細線画質確認用と同様の手法で画像濃度の安定性評価を行った。初期に出力したハイライト画像のテスト出力を「初期画像均一性」、10000万枚連続出力後に出力したべた画像のテスト画像を「時間経過画像均一性」とした。それぞれのテスト画像中のハイライト画像パッチの濃度を測定し、もっとも濃度が高いハイライト画像パッチに対して、残りのハイライト画像パッチの濃度が変動しているかどうかを、次の評価基準に則して評価した。ハイライト画像の画像濃度は画像濃度計(例えばX−Rite社製:X−Rite404)を用いて測定した。評価基準は以下の通りである。
−評価基準−
◎:画像濃度の変動が97%以上。
○:画像濃度の変動が94%以上97%未満。
△:画像濃度の変動が90%以上94%未満。
×:画像濃度の変動が90%未満。
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3、110 露光装置
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段)
8Y、8M、8C、8K 現像剤カートリッジ
10Y、10M、10C、10K ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
30 中間転写体クリーニング装置
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P、300 記録紙(被転写体)
Claims (6)
- トナー粒子、及び数平均粒径が100nm以上800nm以下の外添剤を少なくとも含むトナーと、
形状係数SF2が100以上120以下のキャリアと、
炭素数が18以上70以下の高級アルコールを含んで構成される粒子と、
を有し、静電荷現像用現像剤全体に対する前記高級アルコールを含んで構成される粒子の含有量が0.05質量%以上1質量%以下である、静電荷現像用現像剤。 - 前記高級アルコールを含んで構成される粒子の針入度が、0.5(1/10mm)以上7.0(1/10mm)以下である請求項1に記載の静電荷現像用現像剤。
- 前記高級アルコールを含んで構成される粒子の数平均粒径が、1μm以上15μm以下である請求項1又は2に記載の静電荷現像用現像剤。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、
画像形成装置に脱着される現像剤カートリッジ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、前記静電荷現像用現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。 - 像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、前記静電荷現像用現像剤により、前記像保持体上に形成された前記静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を有する画像形成装置。
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