JP5581908B2 - 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像剤、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
例えば、被覆層中にシランカップリング処理されたインジウムドープ酸化スズを導電性粒子として含有したキャリアが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
また、扁平形状の無機粒子を被覆樹脂層に含有したキャリアが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
更に、アスペクト比が3〜200の針状又は棒状のインジウムドープ酸化スズを導電性粒子として用いたキャリアが開示されている(例えば、特許文献3参照)。
更に、球状から塊状のTiO2、ZnO2又はSnO2からなる平均粒子径の異なる2種以上を併用した被覆層を有するキャリアが開示されている(例えば、特許文献4参照)。
すなわち請求項1に係る発明は、
芯材と、
前記芯材を被覆し、樹脂及び導電性を示す無機酸化物の粒子を含有する被覆層と、
を有し、
前記無機酸化物の粒子の凝集径が230nm以上970nm以下であり、且つ前記無機酸化物の一次粒径に対する凝集径の比が2.8以上7.5以下である静電荷像現像用キャリアである。
前記被覆層中で、前記無機酸化物の粒子の凝集径の粒度分布(GSD)が2.0以上である請求項1に記載の静電荷像現像用キャリアである。
前記被覆層に含有される前記樹脂が、シクロヘキシルメタクリレートである請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用キャリアである。
トナーと、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用キャリアとを含む静電荷像現像剤である。
現像手段を備え、前記現像手段に請求項4に記載の静電荷像現像剤が収容された、プロセスカートリッジである。
潜像保持体と、
前記潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に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である。
また、無機酸化物の粒子の凝集径が230nm以上970nm以下で前記無機酸化物の一次粒径に対する凝集径の比が2.8以上7.5以下でない場合に比較して、キャリア抵抗の低下がより抑制される。
請求項3に係る発明によれば、被覆層の樹脂がシクロヘキシルメタクリレートでない場合に比較して、キャリア抵抗の低下がより抑制される。
請求項5に係る発明によれば、230nm以上970nm以下の一次粒径又は凝集径で導電性を示す無機酸化物の粒子を被覆層に含有するキャリアを用いない場合に比較して、画像のくすみを抑え細線の再現性に優れる。
請求項6に係る発明によれば、230nm以上970nm以下の一次粒径又は凝集径で導電性を示す無機酸化物の粒子を被覆層に含有するキャリアを用いない場合に比較して、画像のくすみを抑え細線の再現性に優れる。
<静電荷像現像用キャリア>
本実施形態の静電荷像現像用キャリア(以下、「キャリア」という場合がある)は、芯材と前記芯材を被覆する被覆層とを有し、該被覆層は、樹脂と導電性を示す無機酸化物の粒子(以下、「無機酸化物粒子」という場合がある)と、を含有する。無機酸化物粒子は、凝集している場合には凝集径が、凝集していない場合には一次粒径が、230nm以上970nm以下である
更に、無機酸化物粒子を用いたときのキャリア抵抗の低下、ひいてはトナーへの帯電特性の低下を抑える方策として、無機酸化物粒子による被覆層中での導通路の形成に着目し、本実施形態のキャリアに到達した。具体的には、無機酸化物粒子の被覆層中での空間としての広がりを持たせるべく、上述するように無機酸化物粒子の一次粒径又は凝集径を230nm以上970nm以下とする。一次粒径又は凝集径が230nm未満であると導電性が低下するため、導電材料である無機酸化物粒子の添加量を増加させる必要があり、その結果、電荷交換性が低下したり、環境依存性が大きくなったり、現像ストレスが増大したりという二次的な弊害が発生する。一方、970nmを超えると被覆層の表面から無機酸化物粒子が露出しやすくなり、現像ストレスを受けて比重が重い無機酸化物の粒子が離脱し易くキャリア抵抗が上昇するなどの変動を生じ、ひいては画像のくすみが発生したりや細線再現性が低下する。これに対し、無機酸化物粒子の一次粒径又は凝集径を230nm以上970nm以下とすると、環境依存性が小さくなり、現像ストレスを受けてもキャリア抵抗は所望の一定の範囲内に収まる。
以下、まず本実施形態のキャリアの主な構成及び材料について説明する。
本実施形態で用いられる芯材としては、特に制限はなく、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属、又は、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物、磁性粒子とバインダー樹脂とを含む磁性粒子分散型の芯材等が挙げられる。
上記磁性粒子としては、従来公知のいずれのものを使用してもよいが、特に望ましくはフェライトやマグネタイト、マグヘマタイトが選ばれる。特に、強磁性の磁性粒子としては、マグネタイト、マグヘマタイトが選択され、他の磁性粒子としては、例えば鉄粉が知られている。鉄粉の場合は比重が大きいためトナーを劣化させやすいので、フェライトやマグネタイト、マグヘマタイトの方が安定性に優れている。
その他の成分としては、例えば、帯電制御剤、フッ素含有粒子などが挙げられる。
本実施形態におけるキャリアは、前記の芯材を被覆する被覆層を有する。
この被覆層には、樹脂と共に導電性を示す無機酸化物の粒子が含有される。この無機酸化物の粒子は、凝集している場合には凝集径が、凝集していない場合には一次粒径が、230nm以上970nm以下となって被覆層に含有される。
被覆層に用いる樹脂としては、キャリア用の被覆層の材料として用いられているものであれば公知のマトリックス樹脂が利用でき、二種類以上の樹脂を併用してもよい。被覆層を構成するマトリックス樹脂としては、大別すると、トナーに帯電性を付与するための帯電付与樹脂と、トナー成分のキャリアへの移行を防止するために用いられる表面エネルギーの低い樹脂とが挙げられる。
また、トナーに正帯電性を付与するための帯電付与樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられる。
脂環基を有するメタクリル酸エステル由来の繰り返し単位を含む重合体は、脂環基を有するメタクリル酸エステルを単量体として用いて得られた重合体である。脂環基を有するメタクリル酸エステルの具体例としては、例えば、シクロヘキシルメタクリレート、シクロデシルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、シクロプロピルメタクリレート、シクロブチルメタクリレート、シクロペンチルメタクリレート、シクロヘプチルメタクリレート、シクロオクチルメタクリレート、シクロノニルメタクリレート、イソボニルメタクリレート、シクロノルボニルメタクリレート、シクロボロニルメタクリレート等が挙げられる。これらの中でもシクロヘキシルメタクリレート、シクロデシルメタクリレート等が望ましく、シクロヘキシルメタクリレートがさらに望ましい。脂環基がシクロヘキシル基であると、重合体の疎水性、樹脂層の強度の点で望ましい。
一般に、疎水性を高くした樹脂(重合体)を含む樹脂層は、芯材との密着性に劣ったり、樹脂層がもろくなったりすることがある。被覆樹脂として鎖状基を有するメタクリル酸エステル由来の繰り返し単位を含む共重合体を用いることにより、上記欠点が克服される。
しかしながら、本実施形態のキャリアによれば、画像のくすみの原因となるカーボンブラックを用いておらず、また後述のように無機酸化物の粒子の一次粒径又は凝集径を調節することでキャリア抵抗の低下も抑えられる。
本実施形態の被覆層には、抵抗調整を目的として無機酸化物粒子が添加される。この無機酸化物の微粒子は、凝集している場合には凝集径が、凝集していない場合には一次粒径が、230nm以上970nm以下である。なお、本実施形態では2層以上の被覆層を有していてもよく、その場合には最表層に無機酸化物粒子が含まれることが望ましい。
これらの無機酸化物粒子は白色であり、カーボンブラックに比べて画像のくすみが抑えられる。なお、無機酸化物粒子は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
粒度分布(GSD)=GSD=(D84p/D16p)0.5
第一の態様は、無機酸化物粒子が凝集粒子でなく、230nm以上970nm以下の一次粒径を有する場合である。図1は、第一の態様の無機酸化物粒子を含有するキャリアの一部を示す模式図である。
図1に示すキャリアでは、芯材40の表面を被覆する被覆層42を有し、被覆層42は樹脂44と第一の態様の無機酸化物粒子46とを含有する。第一の態様の無機酸化物粒子46は凝集しておらず、その一次粒径は230nm以上970nm以下である。
図2に示すキャリアでは、芯材40の表面を被覆する被覆層42を有し、被覆層42の中には樹脂44と無機酸化物粒子47とを含有する。第二の態様の無機酸化物粒子47は凝集しており、その凝集径は230nm以上970nm以下である。
本実施形態において導電材料としては、上記特定の無機酸化物粒子を使用することが必須であるが、一般的な導電材料を併用してもかまわない。例えば、金、銀、銅といった金属や、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム、金属で被覆した樹脂粒子、カーボンブラック等が例示される。但し、本実施形態においては、色汚れや色再現性の劣化を極力抑制する観点から、白色又は透明な導電材料や着色度の低い導電材料を選択することが望ましい。カーボンブラックなど着色力の高い導電材料を用いる場合には、色汚れや色再現性に重大な影響を与えない範囲で添加することが望ましい。カーボンブラックを併用する場合には、キャリアに対して0.6質量%以下で用いることが望ましい。
熱可塑性樹脂の場合、ポリオレフィン系樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン;ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えば、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及びポリビニルケトン;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体;スチレン−アクリル酸共重合体;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又はその変性品;フッ素樹脂、例えば、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;ポリエステル;ポリカーボネート等が挙げられる。
本実施形態のキャリアにおける被覆層の厚みは、0.3μm以上10μm以下であることが望ましく、0.5μm以上5μm以下であることがより望ましい。
また、無機酸化物微粒子の被覆層の厚みは、凝集していないときの無機酸化物微粒子の一次粒径又は凝集しているときの凝集径に対して、0.8倍以上10倍であることが望ましく、1.0倍以上3.0倍であることがより望ましい。上記範囲内にあると、帯電特性の低下が抑えられ且つ無機酸化物微粒子が被覆層表面から脱離するのが抑えられる。
キャリアの磁力が上記範囲内にあると、現像剤保持体との磁気的拘束力が適切な範囲となり、現像剤保持体からのトナーやキャリアの飛散が抑制され、また画像白抜けのような画質欠陥の発生が抑えられる。
ここで、キャリアの磁力は、振動試料型磁力計BHV−525(理研電子(株)製)を用い、VSM用常温サンプルケース粉末用(H−2902−151)に一定量サンプルを採り、正秤した後に1kOeの磁場中にて、測定した値である。
キャリアの球形度が上記範囲内にあると、キャリアとしての流動性が良好となり、磁気ブラシの均一化が図られる。
測定サンプルとして、キャリア200mgをエチレングリコール水溶液30mlに添加・攪拌し、上澄み水溶液を除去した残渣中のキャリアを用いて、以下の方法で測定する。測定は、FPIA−3000(シスメックス社製)を使用し、撮影された少なくとも5000個以上各々のキャリア粒子に対して画像解析を行い、統計処理することによって、平均円形度を求めた。ここで、個々の円形度は下記式(2)に基づいて求める。
式(2): 円形度=円相当径周囲長/周囲長=[2×(A×π)1/2]/PM
(上記式(2)において、Aはキャリア粒子の投影面積、PMはキャリア粒子の周囲長を表す。)
なお、測定はHPFモード(高分解能モード)、希釈倍率10倍で行った。また、データの解析に当たっては、測定ノイズ除去の目的で、個数粒径解析範囲を3〜80μmの範囲、円形度解析範囲を0.850乃至1.000の範囲で実施した。
キャリアの体積平均粒径が上記範囲内にあると、現像剤保持体への磁気的拘束力が充分となり、感光体へのキャリアの付着が抑制される。また、粒子形状の歪みが抑えられ、細線再現性に優れる。
ここで、キャリアの体積平均粒径は、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、全核体に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
キャリアの体積抵抗率が上記範囲内にあると、ソリッド再現性の低下が抑制され、また現像剤中のトナー濃度が低下したときでも現像ロールからキャリアへの電荷の注入が抑えられ、キャリア自体が現像されてしまうという不具合が抑制される。
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1乃至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及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(3)に示す通りである。
式(3): R=E×20/(I−I0)/L
前記キャリアにおける被覆層の形成について説明する。
湿式の被覆法では、溶剤中に、被覆層を形成する樹脂と共に、無機酸化物粒子、必要に応じて帯電制御の樹脂粒子等を含む被覆層形成用溶液を用いる。この被覆層形成用溶液中に芯材を浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材の表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中で芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、次いで、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
乾式法において用いる被覆樹脂粒子の体積平均粒径は、例えば、1μm以下が望ましい。被覆樹脂粒子の体積平均粒径が上記範囲内にあると、樹脂粒子が芯材を被覆しやすい。
この乾式法では、予備混合を行うことや、予備混合の混合条件、乾式処理装置における回転速度や温度条件を下げることで、無機酸化物粒子に与えるせん断力が弱められる。
湿式法では、ニーダーによる混合条件を弱めたり、ロータ回転速度を低く設定したりすることで、無機酸化物粒子に与えるせん断力が弱められる。
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以下、単に「現像剤」と称することがある)は、本実施形態に係るキャリアとトナーとを含有する。本実施形態に係る現像剤は、本実施形態に係るキャリアおよびトナーを適当な配合割合で混合することにより調製される。キャリアの含有量((キャリア)/(キャリア+トナー)×100)としては、85質量%以上99質量%以下の範囲が望ましく、より望ましくは87質量%以上98質量%の範囲、さらに望ましくは89質量%以上97質量%以下の範囲である。
本実施形態に用いられるトナーは、少なくとも結着樹脂および着色剤を含有し、必要に応じて離型剤およびその他の成分を含有する。また、本実施形態に用いられるトナーには、上記構成からなるいわゆるトナー粒子の他、種々の目的で外添剤が添加されていることが望ましい。
また、外添剤として、シリカ、酸化チタン、チタン酸バリウム、フッ素粒子、アクリル粒子等を併用して用いてもよい。該シリカとしては、TG820(キャボット社製)、HVK2150(クラリアント社製)等の市販品を使用してもよい。
本実施形態に係る画像形成装置は、潜像保持体と、前記潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、前記潜像保持体表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、前記静電荷像を本実施形態に係る静電荷像現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に前記トナー像を定着する定着手段と、を備えるものである。本実施形態に係る画像形成装置は、必要に応じて潜像保持体表面を清掃する潜像保持体清掃手段等を含むものであってもよい。
前記各工程としては公知の工程が採用され、例えば、特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている工程が挙げられる。なお、本実施形態の画像形成方法は、例えば、公知のコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施される。
図3は、第二実施形態に係る画像形成装置である4連タンデム方式のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図3に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。
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、トナーカートリッジ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色のトナーが供給される。
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。
現像効率、画像粒状性、階調再現性等の観点から、直流成分に交流成分を重畳させたバイアス電位(現像バイアス)を現像剤保持体に付与してもよい。具体的には、現像剤保持体直流印加電圧Vdcを−300乃至−700Vとしたとき、現像剤保持体交流電圧ピーク幅Vp−pを0.5乃至2.0kVの範囲としてもよい。
イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー像が予め定められた1次転写位置へ搬送される。
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。
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。
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本体に対して着脱自在としたものであり、画像形成装置本体とともに画像形成装置を構成するものである。
なお、実施例中において「部」及び「%」は、特に断りのない限り「質量部」及び「質量%」を意味する。
まず、実施例、比較例で用いたキャリアの物性測定方法について説明する。
キャリアの被覆層中の無機酸化物粒子の凝集径及び一次粒径を観察するため、ミクロートームによってキャリアを切削し、その断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察した。観察した電子顕微鏡の画像において、無機酸化物粒子の凝集径及び一次粒径を測定した。このとき、無機酸化物粒子を50個観察し、その平均値を求めた。
上記平均粒径の測定と同様の方法でキャリアを切削し、その断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察し、無機酸化物粒子の凝集径及び一次粒径を測定した。このとき、無機酸化物粒子を100個観察し、粒子の粒子径について小径側から個数累積分布を描いたときに、累積16%となる粒子径D16pと、累積84%となる粒子径D84pを測定し、下記式により粒度分布(GSD)を求めた。
粒度分布(GSD)=GSD=(D84p/D16p)0.5
走査型電子顕微鏡(SEM)にて、キャリア1個につきその断面を倍率10万倍で4視野について4箇所の被覆層の厚みを測定した。40個のキャリア粒子の被覆層の厚みを測定しその平均値を求めた。
キャリア抵抗(Ωcm)は以下のように測定した。なお、測定環境は、温度20℃、湿度50%RHとした。
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乃至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んだ。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(mm)を測定した。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を接続した。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、キャリア抵抗(Ωcm)を計算した。キャリア抵抗(Ωcm)の計算式は、下式(3)に示す通りである。
R=E×20/(I−I0 )/L ・・・式(3)
上記式中、Rはキャリア抵抗(Ωcm)、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(mm)をそれぞれ表す。また、20の係数は、電極板の面積(cm2)を表す。なお有効数字は3桁で3桁目を四捨五入して示す。下記に電気抵抗値を示すが、例えば3.25×108Ω・cmであった場合、×106を基準とすると330と記載して示す。
作製したキャリアを温度27℃、湿度80%RHの高温高湿下で1日間保管した後、上記測定方法によりキャリア抵抗を測定した。
また、作製したキャリアを温度15℃、湿度20%RHの低温低湿下で1日間保管した後、上記測定方法によりキャリア抵抗を測定した。
<乾式法によるキャリアの作製>
・フェライト粒子(Mn−Mgフェライト、真比重4.7g/cm3、体積平均粒径35μm、飽和磁化60emu/g)
・シクロヘキシルメタクリレート粒子(積水化成品工業製、商品名:XX−406W、粒径:200nm、重量平均分子量:約15万)
・酸化スズ粒子(三井金属社製、商品名:パストラン4300、体積抵抗:8.9E+00Ω・cm、一次粒径:100nm)
<湿式法によるキャリアの作製>
(芯材の準備)
フェライト粒子(Mn−Mgフェライト、真比重4.7g/cm3、体積平均粒径35μm、飽和磁化60emu/g)をキャリアの芯材として準備した。
・シクロヘキシルメタクリレート共重合ラッカー(綜研化学社製、重量平均分子量:約10万)
・酸化スズ粒子(三井金属社製、商品名:パストラン4300、体積抵抗:8.9E+00Ω・cm、粒径:100nm)
形成した被覆層中において酸化スズ粒子が8容積%で含有されるように上記材料を配合し、60分間分散メディアとしてガラスビーズを入れて撹拌/分散し、被覆層形成用溶液1を調製した。
次に、芯材としての前記フェライト粒子に対して、被覆層が3質量%で形成されるように、被覆層形成用溶液1と芯材のフェライト粒子とを真空脱気型ニーダ(井上製作所社製、商品名:KHO−5)に入れ、20分撹拌した後、ローター回転数を下限値の0.2(20rpm)に設定して、減圧して溶剤を留去し、目開き75μmのメッシュを通すことによりキャリア2Aを作製した。
実施例1Aにおいて、プラネタリーミキサーでの予備混合の条件を下記表1に変更した以外は同様にして、キャリア1Bから1Eを作製した。
実施例1Aにおいて用いた酸化スズ粒子を、三井金属社製の商品名:パストラン6010(粒径:50nm)に代えたこと以外は実施例1Aと同様にしてキャリアFを作製した。
実施例2Aにおいて、ローター回転数を下記表2に変更した以外は同様にして、キャリア2Bから2Eを作製した。
実施例2Aにおいて用いた酸化スズ粒子を、三井金属社製の商品名:パストラン6010(粒径:50nm)に代えたこと以外は実施例2Aと同様にしてキャリアFを作製した。
実施例1Aにおいて、プラネタリーの予備混合を行わない以外は同様にして、キャリア3を作製した。
実施例2Aにおいて、ローター回転数を0.8にして行った以外は同様にして、キャリア4を作製した。
実施例1Aでは、被覆層中において酸化スズ粒子を8容積%含有するように調製したところを、カーボンブラック(キャボット株式会社社製、商品名:バルカン72、一次粒径:20nm)を5容量%含有するように調製したこと以外は実施例1Aと同様にして、キャリア5を作製した。
乳化凝集法にて作製した外添トナー(体積平均粒子径5.5μm)12部と上記作製のキャリアの100部をVブレンダーを用いて40rpmで20分間攪拌し、125μm網目のシーブを用いて篩分を行い、現像剤を得た。
−画像のくすみ−
上記現像剤を用いてFuji Xerox社製複写機Docu Centre Color 500改造機により、28℃85%HR環境下で1%印字チャートを富士ゼロックス社製カラーコピー用ペーパー(J紙)に100,000枚印字し、100,000枚目の画像における画像のくすみの評価を下記規準により行った。
G2:目視で若干気になる。
G3:まったく解らない。
[画像形成条件]
・トナー画像:線幅10μm
・トナー量:0.45mg/cm2
・記録紙:富士ゼロックス社製カラーコピー用ペーパー(J紙)
・現像剤保持体の回転速度:400mm/sec
評価結果を表3に示す。
<凝集していない無機酸化物粒子を含むキャリアの作製>
実施例2Aにおいて、白色導電粉として酸化スズ粒子に代えて酸化チタン(テイカ社製、商品名:JR、体積抵抗:5.2LogΩ・cm、粒径270nm)を用いた以外は同様にして、キャリア3Aを作製した。
実施例3Aにおいて、粒径の異なる酸化チタン粒子を用いた以外は同様にして、キャリア3Bから3E、及び比較例4及び5を作製した。得られたキャリアについて、実施例1Aと同様の方法で、画質の評価を行った。結果を表4に示す。
<樹脂の種類を変更したキャリアの作製>
実施例1Aにおいて、樹脂としてシクロヘキシルメタクリレート共重合ラッカー(綜研化学社製、重量平均分子量:約10万)に代えて、下記樹脂に代えたこと以外は同様にして、キャリア4Aから4Cを作製した。
・スチレン、メタクリル酸メチル共重合ラッカー(重量平均分子量:約13万)
(キャリア4B)
・スチレン、アクリル酸メチル共重合ラッカー(重量平均分子量:約10万)
(キャリア4C)
・スチレン、メタクリル酸メチル、アクリル酸共重合ラッカー(重量平均分子量:約16万)
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線(静電潜像形成手段)
3 露光装置(静電潜像形成手段)
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(トナー除去手段)
8Y、8M、8C、8K 現像剤カートリッジ
10Y、10M、10C、10K ユニット
26 2次転写ローラ(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
40 芯材
42 被覆層
44 樹脂
46 第一の形態の無機酸化物粒子
47 第二の形態の無機酸化物粒子
112 転写装置
200 プロセスカートリッジ、
300、P 記録媒体(被転写体)
Claims (6)
- 芯材と、
前記芯材を被覆し、樹脂及び導電性を示す無機酸化物の粒子を含有する被覆層と、
を有し、
前記無機酸化物の粒子の凝集径が230nm以上970nm以下であり、且つ前記無機酸化物の一次粒径に対する凝集径の比が2.8以上7.5以下である静電荷像現像用キャリア。 - 前記被覆層中で、前記無機酸化物の粒子の凝集径の粒度分布(GSD)が2.0以上である請求項1に記載の静電荷像現像用キャリア。
- 前記被覆層に含有される前記樹脂が、シクロヘキシルメタクリレートである請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用キャリア。
- トナーと、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用キャリアとを含む静電荷像現像剤。
- 現像手段を備え、前記現像手段に請求項4に記載の静電荷像現像剤が収容された、プロセスカートリッジ。
- 潜像保持体と、
前記潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、
前記潜像保持体の表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷像現像剤により前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に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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