JP2009053545A - 静電荷像現像用キャリア、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤、画像形成方法、静電荷像現像用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

静電荷像現像用キャリア、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤、画像形成方法、静電荷像現像用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 Download PDF

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Abstract

【課題】帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる静電荷像現像用キャリア、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】磁性粒子、及び該磁性粒子の表面を被覆する被覆層を有し、前記磁性粒子のBET比表面積が0.1300m/g以上0.2500m/g以下であり、前記被覆層で被覆された磁性粒子のBET比表面積から前記磁性粒子のBET比表面積を引いた差が0.0300m/g以上0.400m/g以下であることを特徴とする静電荷像現像用キャリア、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤、静電荷像現像用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。
【選択図】なし

Description

本発明は、静電荷像現像用キャリア、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤、静電荷像現像用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が、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。特に、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。また、現像方法としては、古くはカスケード法などが用いられていたが、現在は現像剤搬送単体として磁気ロールを用いる磁気ブラシ法が主流である。
近年、高画質化の観点からトナーの小粒径化、狭粒度分布化、球形化が進められている。確かに前記品質を有するトナーは、転写性が良く高画質の画像が得られ、さらにクリーナーレスシステムを適用した場合でも、長期にわたり安定した画像が得られる(特許文献1)。
特開2001−51444
本発明の目的は、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる静電荷像現像用キャリア、並びに、これを用いた静電荷像現像用現像剤、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供することにある。
上記課題は、以下の本発明により達成される。
請求項1に係る発明は、磁性粒子、及び該磁性粒子の表面を被覆する被覆層を有し、前記磁性粒子のBET比表面積が0.1300m/g以上0.2500m/g以下であり、前記被覆層で被覆された磁性粒子のBET比表面積から前記磁性粒子のBET比表面積を引いた差が0.0300m/g以上0.400m/g以下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。
請求項2に係る発明は、前記被覆層で被覆された磁性粒子のBET比表面積から前記磁性粒子のBET比表面積を引いた差が0.0300m/g以上0.1400m/g以下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である。
請求項3に係る発明は、体積平均粒径が20μm以上60μm以下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である。
請求項4に係る発明は、前記磁性粒子の形状係数が100以上130以下であり、前記被覆層で被覆された磁性粒子の形状係数が100以上130以下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である。
請求項5に係る発明は、前記磁性粒子が下記式(1)の関係を満たし、前記被覆層が脂環基を有する熱可塑性樹脂を含有す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である。
式(1) 3.5≦A/a≦7.0
[式(1)中、Aは磁性粒子のBET比表面積(単位:m/g)を表し、aは磁性粒子の球形換算比表面積(単位:m/g)を表す。]
請求項6に係る発明は、トナーと、請求項1に記載の静電荷像現像用キャリアと、を含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤である。
請求項7に係る発明は、前記トナーが、着色剤を含有し、形状係数が100以上130以下であり、体積平均粒径が3.0μm以上6.5μm以下であり、微粉側粒度分布が1.30以下であることを特徴とする請求項6に記載の静電荷像現像用現像剤である。
請求項8に係る発明は、前記トナーにおける形状係数が130以上のトナーの比率が、10個数%以下であることを特徴とする請求項6に記載の静電荷像現像用現像剤である。
請求項9に係る発明は、少なくとも、静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、該帯電された静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成工程と、該トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、該記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を備え、前記現像剤が請求項6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。
請求項10に係る発明は、前記トナー像形成工程が、現像剤保持体に保持された現像剤により、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する工程であり、前記現像剤保持体の表面粗さRaが0.01以上1.0以下の範囲であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成方法である。
請求項11に係る発明は、画像形成装置に脱着可能であり、少なくとも、静電潜像保持体表面上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成手段に供給するための現像剤を収納し、前記現像剤が請求項6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静電荷像現像用現像剤カートリッジである。
請求項12に係る発明は、静電潜像保持体と、請求項6に記載の静電荷像現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体表面上に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、を少なくとも備え、画像形成装置に脱着されることを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項13に係る発明は、少なくとも、静電潜像保持体と、該静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、該帯電された静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、該記録媒体に該トナー像を定着する定着手段と、を備え、該現像剤が、請求項6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。
請求項14に係る発明は、前記トナー像形成手段が、前記静電潜像保持体表面に現像剤を供給する現像剤保持体を少なくとも有し、該現像剤保持体の表面粗さRaが0.01以上1.0以下の範囲であることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置である。
請求項1に記載の発明によれば、高温高湿下でも帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる静電荷像現像用キャリアを提供することができる。
請求項2に記載の発明によれば、高温高湿下でも帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得られるという効果が顕著になる。
請求項3に記載の発明によれば、充分な帯電付与機能が得られ、キャリアの感光体への移行も抑制できる。
請求項4に記載の発明によれば、凸部に欠けが発生することを抑制できる。
請求項5に記載の発明によれば、高温高湿下での帯電量をさらに付与することができ、低濃度画像においても鮮明な画像を得られるという効果が顕著になる。
請求項6に記載の発明によれば、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得られる静電荷像現像用現像剤を提供することができる。
請求項7に記載の発明によれば、低温低湿下においても濃度むらのない鮮明な画像を得ることができる。
請求項8に記載の発明によれば、転写率をより向上させることができる。
請求項9に記載の発明によれば、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる画像形成方法を提供することができる。
請求項10に記載の発明によれば、高温高湿下でも現像剤保持体上での帯電低下を防ぎ、低濃度画像においても鮮明な画像を得る事ができる。
請求項11に記載の発明によれば、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる静電荷像現像用現像剤カートリッジを提供することができる。
請求項12に記載の発明によれば、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができるプロセスカートリッジを提供することができる。
請求項13に記載の発明によれば、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。
請求項14に記載の発明によれば、高温高湿下でも現像剤保持体上での帯電低下を防ぎ、低濃度画像においても鮮明な画像を得る事ができる。
[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、「本発明のキャリア」という場合がある。)は、磁性粒子、及び該磁性粒子の表面を被覆する被覆層を有し、前記磁性粒子のBET比表面積が0.1300m/g以上0.2500m/g以下であり、前記被覆層で被覆された磁性粒子のBET比表面積から前記磁性粒子のBET比表面積を引いた差(以下、「本発明に係るBET比表面積差」という場合がある。)が0.0300m/g以上0.400m/g以下であることを特徴とする。
尚、本発明において、前記磁性粒子、及び被覆層で被覆された磁性粒子のBET比表面積は、窒素置換法によって測定され、SA3100比表面積測定装置(ベックマンコールター(株)製)を用いて、3点法にて測定した。具体的には、コア粒子サンプルとして5gセルに入れ、60℃120分の脱気処理を行い、窒素とヘリウムの混合ガス(30:70)を用いて測定する。
前記磁性粒子のBET比表面積は、0.1300m/g以上0.2500m/g以下であり、0.1400m/g以上0.2200m/g以下が好ましく、0.1500m/g以上0.2000m/g以下がより好ましい。前記磁性粒子のBET比表面積が0.1300m/g未満の場合には、キャリアのBET比表面積が大きくならず高温高湿下で帯電量不足となる。また、前記磁性粒子のBET比表面積が0.2500m/gより大きい場合には、磁性粒子の強度が弱くなり、キャリアの製造時に磁性粒子が割れ、磁性粒子が露出してしまうことにより、キャリア抵抗が低下し、感光体(静電潜像保持体)へのキャリア移行が発生する。
本発明に係るBET比表面積差は、0.0300m/g以上0.400m/g以下であり、0.0300m/g以上0.1400m/g以下が好ましく、0.0500m/g以上0.1300m/g以下がより好ましく、0.0700m/g以上0.1300m/g以下が更に好ましい。本発明に係るBET比表面積差が0.0300m/g以上0.400m/g以下であると、高温高湿下でも水分吸着が少なく、帯電量の高いキャリアを得ることができる。したがって、高温高湿下で低濃度画像を出力した場合でも、鮮明な画像を長期にわたり得ることができる。また、本発明に係るBET比表面積差が、0.0300m/g以上0.1400m/g以下であると、組み合わせて用いるトナーに関わらず、高温高湿下でも水分吸着が少なく、帯電量の高いキャリアを得るという効果が顕著に得られる。
一方、本発明に係るBET比表面積差が0.0300m/g未満の場合には、トナーとの接触面積が小さく高温高湿下で低帯電となる。また、本発明に係るBET比表面積差が0.1400m/gより大きい場合には、キャリア細孔への水分吸着により高温高湿下で低帯電となり、低濃度画像を出力した場合、色点が発生する。
更に、本発明のキャリアは、後述する着色剤を含有し、形状係数が100以上130以下であり、体積平均粒径が3.0μm以上6.5μm以下であり、微粉側粒度分布が1.30以下であるトナーと組み合わせて用いる場合、本発明に係るBET比表面積差が0.0300m/g以上0.4000m/g以下であれば、濃度むらのない鮮明な画質を得ることができる。
本発明のキャリアは、体積平均粒径が20μm以上60μm以下であることが好ましく、25μm以上55μm以下であることがより好ましく、30μm以上50μm以下であることが更に好ましい。前記キャリアの体積平均粒径が60μmより大きい場合には、現像機内での衝突エネルギーが大きくなり、キャリアの割れや欠けを促進するだけではなく、トナーへ帯電付与する為の表面積が小さくなり、トナーへの帯電付与機能が低下してしまい、画像品位の低下が発生してしまう場合がある。また、前記キャリアの体積平均粒径が20μmより小さい場合には、単位個数当たりの磁力が低下する為、磁気ブラシ上の連鎖の磁気的拘束力が現像電界より弱くなり、キャリアの感光体への移行が増加する場合がある。
尚、キャリアの体積平均粒径は以下のようにして測定される。まず、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2mlを純水100mlで薄めた液中に測定試料を100mg加えた。試料を懸濁した液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(LS Particle Size Analyzer:LS13 320、BECKMAN COULTER社製)により、水中にてポンプスピード90%で測定した。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とし、キャリアの体積平均粒径とした。
本発明のキャリアは、磁性粒子の形状係数が100以上130以下(好ましくは100以上120以下)であり、前記被覆層で被覆された磁性粒子の形状係数が100以上130以下(好ましくは100以上120以下)であることが好ましい。前記磁性粒子、及び被覆層で被覆された磁性粒子の形状係数が130を超えると、キャリア同士が衝突し、凸部に欠けが発生する場合がある。形状係数は100に近づくほど真球となる。
ここで、前記磁性粒子、及び被覆層で被覆された磁性粒子の形状係数は、下記式(2)で表され、本発明においては、250倍に拡大した50個以上の前記磁性粒子、又は被覆層で被覆された磁性粒子を光学顕微鏡から画像解析装置(LUZEX III、ニレコ社製)に取り込み、その最大長及び投影面積から、個々の粒子について形状係数の値を求め平均したものである。
式(2): (ML/A)×(π/4)×100
式(2)中、MLはキャリア粒子の絶対最大長を表し、Aはキャリア粒子の投影面積を表す。
本発明のキャリアは、前記磁性粒子が下記式(1)の関係を満たし、前記被覆層が脂環基を有する熱可塑性樹脂を含有することが高温高湿下での帯電量をさらに付与し、鮮明な画質を得られる点で好ましい。
式(1) 3.5≦A/a≦7.0
式(1)中、Aは前記磁性粒子のBET比表面積(単位:m/g)を表し、aは前記磁性粒子の球形換算比表面積(単位:m/g)を表す。
前記A/aは、4.0以上6.5以下であることがより好ましい。
前記aで表される磁性粒子の球形換算比表面積は、磁性粒子の体積平均粒子径をd(単位:μm)、前記磁性粒子の真比重をρ(単位:無次元)とすると、a=6/(d×ρ)で表され、磁性粒子を完全平滑球体と仮定した場合における、単位質量あたりの比表面積であるため、以下のようにして導出することができる。
磁性粒子1個の表面積S(m)および体積V(m)は、下記式(3)および(4)で表される。
式(3):S=4π×{(d/2)×10−6
式(4):V=(4/3)×π×{(d/2)×10−6
また、磁性粒子の密度はρ×10(g/m)で表され、磁性粒子1個の質量M(g)は下記式(5)で表される。
式(5):M=V×ρ×10=(1/6)πρd×10−12
よって上記の通り、球形換算比表面積aは単位質量あたりの表面積であるから、下記式(6)のようにして導かれる。
式(6):a=S/M=6/(d×ρ)
また、磁性粒子の真比重ρは、ルシャテリエ比重瓶を用い、JIS−K−0061の5−2−1に準拠して真比重を測定する。操作は次の通りに行う。
(1)ルシャテリエ比重瓶に約250mlのエチルアルコールを入れ、メニスカスが目盛りの位置にくるように調整する。
(2)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.2℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る。(精度0.025mlとする)
(3)試料を約100g量り取り、その質量をW(g)とする。
(4)量り取った試料を比重瓶に入れ泡を除く。
(5)比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が20.0±0.2℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る。(精度0.025mlとする)
(6)下記式により真比重を算出する。
D=W/(L2−L1)
ρ=D/0.9982
上記式中、Dは試料の密度(20℃)(g/cm)、ρは試料の真比重(20℃)、Wは試料の見かけの質量(g)、L1は試料を比重瓶に入れる前のメニスカスの読み(20℃)(ml)、L2は試料を比重瓶に入れた後のメニスカスの読み(20℃)(ml)、0.9982は20℃における水の密度(g/cm)である。
本発明のキャリアにおける被覆層は、極性の小さい樹脂を含有することが好ましい。該極性の小さい樹脂としては、脂環基を有する熱可塑性樹脂が挙げられる。脂環基を有する熱可塑性樹脂は、脂環基および熱可塑性を有していれば特に制限は無く、目的に応じて選択することができる。また、脂環基を有する熱可塑性樹脂は、結果として得られた樹脂に熱可塑性があれば、脂環基を有するモノマーの単独重合体であってもよいし、脂環基を有するモノマーとその他のモノマーとの共重合体であってもよい。
脂環基を有するモノマーとしては、具体的には例えば、シクロプロピルアクリレート、シクロブチルアクリレート、シクロペンチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、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、シクロヘキシルメタクリレート、およびこれらの誘導体などの脂環基含有アクリル系モノマー;ノルボルネン樹脂を構成するモノマー;ポリカーボネート樹脂を構成するモノマー;脂環基を有するポリエステル樹脂を構成するモノマー;シクロヘキサンジメタノール;シクロヘキサンジカルボン酸;ビスフェノールZ;などが挙げられるが、その中でも特に脂環基含有アクリル系モノマーが好ましく、さらにその中でも特にシクロヘキシルメタクリレートが分子構造的に安定であるため好ましい。
その他のモノマーとしては、具体的には例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノブチルメタクリレート 等のアミノ基含有アクリル系モノマーやそれらの誘導体等を含む窒素含有アクリル系モノマー;その他のアクリル系モノマー;ポリエチレン及びポリプロピレンなどのオレフィン樹脂を構成するモノマー;ポリスチレン樹脂、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等のポリビニル系樹脂及びポリビニリデン系樹脂を構成するモノマー;オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂またはその変性品を構成するモノマー;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系樹脂を構成するモノマー;ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂(ユリア樹脂)、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリアミド樹脂等のアミノ樹脂を構成するモノマー;エポキシ樹脂を構成するモノマー;等のそれ自体の公知の樹脂を構成するモノマーが挙げられる。その中でも特に、窒素含有アクリル系モノマーが好ましい。キャリアが電荷を保持しやすくなるからである。さらにその中でも特に、アミノ基含有アクリル系モノマーがより好ましく、ジメチルアミノメタクリレートがさらに好ましい。
脂環基を有するモノマーとその他のモノマーとの共重合体を合成する場合における共重合比(質量比)としては、「脂環基を有するモノマー」/「その他のモノマー」が、99.5/0.5〜60/40の範囲内であることが好ましく、99/1〜80/20の範囲内であることがより好ましい。
その他のモノマーに対して脂環基を有するモノマーの割合が多すぎて上記範囲を外れる場合には、脂環基同士の立体障害等により樹脂披覆が悪化し、キャリア表面から剥離しやすい場合があり、その他のモノマーに対して脂環基を有するモノマーの割合が少なすぎて上記範囲を外れる場合には、環境安定性に劣る場合がある。
また、被覆樹脂は、脂環基を有するモノマーを用いて合成された樹脂(「脂環基を有するモノマー」のみを用いて合成された重合体及び/または脂環基を有するモノマーとその他のモノマーとの共重合体)と、脂環基を有するモノマーを用いずに合成された樹脂との混合樹脂を用いることもできるが、この場合、混合樹脂中に占める「脂環基を有するモノマー」を用いて合成された樹脂の割合が20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることが好ましく、100質量%に近ければ近いほど好ましい。混合樹脂中に占める脂環基を有するモノマーを用いて合成された樹脂の割合が20質量%未満の場合には、被覆樹脂中に含まれる脂環基が少なすぎるために、キャリア表面の疎水性が低下し、温度や湿度等の変化に対する環境依存性が大きくなる場合がある。
なお、共重合体におけるモノマーの組み合わせは、特に限定されるものではないが、シクロヘキシルメタクリレートと窒素含有アクリル系モノマーが好ましく、シクロヘキシルメタクリレートとジメチルアミノエチルメタクリレートがより好ましい。この組み合わせにより、被覆層の芯材への密着性の向上と共に、環境依存性を少なく抑えつつ、帯電性も向上させることができる。加えて、上記特定の芯材を適用することで、シクロヘキシルメタクリレートと窒素含有アクリル系モノマーとをモノマー成分として含む共重合体が芯材内部に入り込まないようにすることができるため、特に環境依存性を更に向上させることができる。
また、シクロヘキシルメタクリレートと窒素含有アクリル系モノマー(特に、ジメチルアミノエチルメタクリレート)の共重合体における重合比は、共重合体の重合に用いた全モノマーに占める窒素含有アクリル系モノマーの含有量(モル比)が、0.5モル%以上10モル%以下であることが最も好ましい。
被覆層には、抵抗を制御するためなどの目的で、必要に応じて導電粉を含んでも良い。
導電粉として具体的には例えば、金、銀、銅等の金属粒子;カーボンブラック;ケッチェンブラック;アセチレンブラック;酸化チタン、酸化亜鉛等の体積抵抗率が10Ω・cm〜1012Ω・cmの範囲内の半導電性酸化物粒子(;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スズ、カーボンブラック、金属等で覆った粒子;などが挙げられる。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。
尚、本発明において、体積抵抗率は20℃、50%RHのときの値とする。
導電粉としては、製造安定性、コスト、導電性等が良好である点で、カーボンブラック粒子が好ましい。
カーボンブラックの種類としては、特に制限はないが、DBP吸油量が50〜250ml/100g程度であるカーボンブラックが、製造安定性に優れて好ましい。
導電粉の体積平均粒子径は、0.5μm以下のものが好ましく、0.05μm以上0.5μm以下の範囲内がより好ましく、0.05μm以上0.35μm以下の範囲内が更に好ましい。体積平均粒子径が0.05μmより小さいと、逆に導電粉の凝集性が悪化しキャリア粒子間の体積抵抗に差を生じやすくなり、体積平均粒子径が0.5μmより大きいと、導電粉が被覆層から脱落しやすく、安定した帯電性が得られなくなる可能性がある。
導電粉の体積平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用いて測定する。
測定法としては、界面活性剤、好適にはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液50ml中に測定試料を2g加え、超音波分散機(1,000Hz)にて2分間分散して、試料を作製し、測定する。
得られたチャンネルごとの体積平均粒子径を、体積平均粒子径の小さい方から累積し、累積50%になったところを体積平均粒子径とする。
導電粉の体積電気抵抗は、10Ω・cm以上1011Ω・cm以下であることが好ましく、10Ω・cm以上10Ω・cm以下がより好ましい。
また導電粉の体積電気抵抗は、芯材の体積電気抵抗と同様にして測定する。
導電粉の含有量は、被覆層全体に対し、0.05質量%以上1.5質量%以下が好ましく、0.10質量%以上1.0質量%以下がより好ましい。含有量が1.5質量%より大きいと、キャリア抵抗の低下を招き、現像像へのキャリア付着などにより画像欠損を引き起こす場合がある。一方、含有量が0.05質量%より小さいと、キャリアが絶縁化され、現像時、キャリアが現像電極として働きにくくなり、特に黒のベタ画像を形成した際にエッジ効果が出る等、ソリッド画像の再現性が劣る場合がある。
また被覆層は、他に樹脂粒子を含有してもよい。樹脂粒子としては、例えば、熱可塑性樹脂粒子、熱硬化性樹脂粒子等があげられる。これらの中でも、比較的硬度を上げることが容易な観点から熱硬化性樹脂が好ましく、トナーに負帯電性を付与する観点からは、N原子を含有する含窒素樹脂による樹脂粒子が好ましい。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。
樹脂粒子の体積平均粒子径としては、例えば、0.1μm以上2.0μm以下が好ましく、0.2μm以上1.0μm以下がより好ましい。樹脂粒子の平均粒径が0.1μm未満であると、被覆層における樹脂粒子の分散性が非常に悪くなる可能性があり、一方、2.0μmを越えると、被覆層から樹脂粒子の脱落が生じ易く、本来の効果を発揮しなくなることがある。
樹脂粒子の体積平均粒子径は、導電粉の体積平均粒子径と同様な測定を行うことによって求めることができる。
樹脂粒子の含有量は、被覆層全体に対し、1容量%以上50容量%以下であることが好ましく、1容量%以上30容量%以下がより好ましく、1容量%以上20容量%以下が更に好ましい。樹脂粒子の含有率が1容量%よりも少ないと、樹脂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。
本発明のキャリア中における被覆層の全含有量は、磁性粒子100質量部に対し、0.5質量部以上10質量部以下の範囲が好ましく、さらに好ましくは1質量部以上5質量部以下、特に好ましくは1質量部以上3質量部以下である。被覆層の含有量が0.5質量部より少ないと、磁性粒子の表面露出が多すぎるため、現像電界が注入しやすくなる場合がある。また樹脂層の含有量が10質量部より多いと、被覆層から遊離する樹脂粉が多くなり、初期から現像剤中に剥がれたキャリア樹脂粉が含有されるようになってしまう場合がある。
被覆層による磁性粒子表面の被覆率は80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、100%に近ければ近いほど好ましい。被覆率が80%未満の場合には、長期に渡って使用した場合に被覆樹脂の剥がれ等によりキャリアの電気抵抗が低下し、その結果キャリアへの電荷注入が発生するため、電荷注入が起こったキャリアが感光体上へ移行し、画像上に白抜けが発生してしまう場合がある。
なお、被覆層の被覆率は、XPS測定により求めることができる。XPS測定装置としては、日本電子製、JPS80を使用し、測定は、X線源としてMgKα線を用い、加速電圧を10kV、エミッション電流を20mVに設定して実施し、被覆層を構成する主たる元素(通常は炭素)と、磁性粒子を構成する主たる元素(例えば磁性粒子がマグネタイトなどの酸化鉄系材料の場合は鉄および酸素)とについて測定する(以下、磁性粒子が、酸化鉄系である場合を前提に説明する)。ここで、炭素についてはC1sスペクトルを、鉄についてはFe2p3/2スペクトルを、酸素についてはO1sスペクトルを測定する。
これらの各々の元素のスペクトルに基づいて、炭素(A)、酸素(A)、鉄(AFe)の元素個数(A+A+AFe)を求めて、得られた炭素、酸素、鉄の元素個数比率より下記式(I)に基づいて、磁性粒子単体、および、磁性粒子を被覆層で被覆した後(キャリア)の鉄量率を求め、続いて、下記式(II)により被覆率を求めた。
式(I):鉄量率(atomic%)=AFe/(A+A+AFe)×100
式(II):被覆率(%)={1−(キャリアの鉄量率)/(磁性粒子単体の鉄量率)}×100
各被覆層の平均膜厚は、0.1μm以上10μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1μm以上3.0μm以下であり、特に好ましくは0.1μm以上1.5μm以下である。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離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る。一方、被覆層の平均膜厚が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。
被覆層の平均膜厚(μm)は、磁性粒子の真比重をρ(無次元)、磁性粒子の体積平均粒径をd(μm)、被覆層の平均比重をρ、磁性粒子100質量部に対する被覆層の全含有量をW(質量部)とすると、以下のようにして求めることができる。
平均膜厚(μm)=[キャリア1個当たりの被覆樹脂量(導電剤等の添加物もすべて含む)/キャリア1個当たりの表面積]÷被覆層の平均比重=[4/3π・(d/2)・ρ・W]/[4π・(d/2)]÷ρ
=(1/6)・(d・ρ・W/ρ
本発明のキャリアにおける磁性粒子は、上記条件を満足すれば、特に制限されるものではないが、例えば、鉄、鋼、ニッケル、コバルト等の磁性金属;フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物;ガラスビーズなどを挙げることができる。特に、実施の形態に好適に用いられる磁性粒子としては、表面均一化が容易で帯電性が安定するため、フェライト粒子が好ましい。
磁性粒子は、造粒、焼結により形成されるが、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、具体的には例えば、乳鉢、ボールミル、ジェットミル等を挙げる事ができる。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、体積平均粒径が2μm以上10μm以下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℃以上1200℃以下が好適であり、600℃以上1000℃以下がより好適である。焼結温度が500℃未満であると、キャリアとして必要な磁力が得られない場合があり、1200℃を超えると、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。
磁性粒子の磁力は、1000エルステッドにおける飽和磁化が50emu/g以上であることが好ましく、より好ましくは60emu/g以上である。飽和磁化が50emu/gより弱いとキャリアがトナーと共に、感光体上に現像されてしまう場合がある。
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。実施の形態においては、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。
磁性粒子の体積電気抵抗(体積抵抗率)は、10Ω・cm以上109.5Ω・cm以下の範囲であることが好ましく、10Ω・cm以上10Ω・cm以下の範囲であることがより好ましい。体積電気抵抗が10Ω・cmより小さいと、繰り返し複写によって、現像剤中のトナー濃度が減少した際に、キャリアへ電荷が注入され、キャリア自体が現像されてしまう可能性がある。一方、体積電気抵抗が109.5Ω・cmより大きくなると、際立った該エッジ効果や擬似輪郭等、画質に悪影響を及ぼす場合がある。
上記磁性粒子の体積電気抵抗(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。
20cmの電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象物を1〜3mm程度の厚さになるように平坦に載せ、層を形成する。この上に前記同様の20cmの電極板を載せ層を挟み込む。測定対象物間の空隙をなくすため、層上に載置した電極板の上に4kgの荷重をかけてから層の厚み(cm)を測定する。層の上下の両電極には、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、測定対象物の体積電気抵抗(Ω・cm)を計算する。測定対象物の体積電気抵抗(Ω・cm)の計算式は、下記式に示す通りである。
式:R=E×20/(I−I)/L
上記式中、Rは測定対象物の体積電気抵抗(Ω・cm)、Eは印加電圧(V)、Iは電流値(A)、Iは印加電圧0Vにおける電流値(A)、Lは層の厚み(cm)をそれぞれ表す。また、20の係数は、電極板の面積(cm)を表す。
本発明のキャリアにおいて、本発明に係るBET比表面積差を0.0300m/g以上0.400m/g以下に制御する方法としては、既述のように、被覆層に用いる樹脂を極性基を有するモノマーと極性基を有さないモノマーとの共重合体とし、製造時のキャリアへの負荷を低減する方法が挙げられる。具体的には、ニーダーで作製する場合、真空度の設定を下げ、低攪拌で作製することにより上記範囲に制御することができる。
[静電荷像現像用現像剤]
本発明の静電荷像現像用現像剤(以下、「本発明の現像剤」という場合がある。)は、少なくとも、トナーと、既述の本発明の静電荷像現像用キャリアを含む。
本発明に用いられるトナーとしては、着色剤を含有すれば特に制限はなく、公知のトナーを用いることができ、例えば、結着樹脂と着色剤を有する着色トナーを挙げることができるが、着色剤を含有し、形状係数が100以上130以下であり、体積平均粒径が3.0μm以上6.5μm以下であり、微粉側粒度分布が1.30以下であるトナーが好ましい。
上記のような着色剤を含有し、形状係数が100以上130以下であり、体積平均粒径が3.0μm以上6.5μm以下であり、微粉側粒度分布が1.30以下であるトナー(以下、「特定トナー」という場合がある。)を用いる場合、既述したように本発明のキャリアと組み合わせて用いることにより、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができると共に、低温低湿下においても濃度むらを防ぐことができる。
先ず、特定トナーについて説明する。
特定トナーの形状係数は100以上130以下であり、100以上125以下であることが好ましい。特定トナーの形状係数が130を超えると、キャリアとの接触面積が増すため濃度むらが発生する場合がある。特に、低温低湿下においては、現像機内のトナー濃度が高くなるため、前記現象がより顕著となる場合がある。
また、特定トナーは、形状係数の値が130以上の粒子の比率が10個数%以下であることが好ましく、5個数%以下であることがより好ましい。前記形状係数の値が130以上の粒子の比率が10個数%を超えると、トナーが感光体上に残りやすいため、転写率を悪化させる原因となる場合がある。
尚、本発明において、トナーの形状係数は次式により求められる。
形状係数=100π×(ML)/(4×A)
式中、MLはトナー粒子の最大長、Aはトナー粒子の面積である。トナーの形状係数は例えば以下のようにして算出される。すなわち、スライドガラス上にサンプしたトナーの光学顕微鏡をビデオカメラを通じて画像解析装置(LUZEXIII、NIRECO社)に取り込み、100個以上のトナー粒子の最大長と投影面積を求め、上記式によって計算しその平均値を求めることによって得られる。
特定トナーは、体積平均粒径が3.0μm以上6.5μm以下であり、4.0μm以上6.0μm以下であることが好ましい。前記特定トナーの体積平均粒径が3.0μm未満であると、トナー粒子一個あたりの静電的な付着力が強くなり転写性が悪化する場合があり。また、6.5μmを超える場合には、画像再現性が悪化する場合がある。本発明において、トナーの体積平均粒径はコールターカウンター(COULTER社)で測定された体積粒度分布に対し大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子径(D50v)とし、それをトナーの体積平均粒径とした。
特定トナーは、微粉側粒度分布が1.30以下であり、1.25以下であることが好ましい。前記微粉側粒度分布が1.30を超えると、トナーに帯電分布が生じるため微粉が感光体上に残り転写率を悪化させる場合がある。
また、特定トナーは、クラウド防止等の面から粗粉側粒度分布が1.40以下であることが好ましく、1.30以下であることがより好ましい。
本発明においてトナーの微粉側粒度分布/粗粉側粒度分布は次式により求められる。
微粉側粒度分布=個数平均粒子径(D50p)/個数84%粒子径(D84p)
粗粉側粒度分布=体積16%粒子径(D16v)/体積平均粒子径(D50v)
式中、個数平均粒子径(D50p)、個数84%粒子径(D84p)はコールターカウンター(COULTER社)で測定された個数粒度分布に対し大径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径を個数平均粒子径(D50p)、累積84%となる粒径を個数84%粒子径(D84p)と定義する。
また、D16v、D50vはコールターカウンター(COULTER社)で測定された重量粒度分布に対し大径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径を重量平均粒子径(D50v)、累積16%となる粒径を体積16%粒子径(D16v)と定義する。
次に、特定トナーを含む本発明に用いられるトナーについて説明する。
本発明に用いられるトナーは、結着樹脂中に着色剤等を分散させたものであり、混錬・粉砕法、懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化凝集合一法などいかなる製法でも作製可能であるが、特に乳化凝集合一法が粒度分布がシャープであリ、状況によっては分級操作を必要としないこと、更にトナー形状の制御性、トナー表面性の制御性などの観点より好ましい。
前記乳化凝集合一法においては、少なくとも乳化重合等によって生成した樹脂微粒子を分散した樹脂微粒子分散液と、着色剤粒子分散液と、離型剤分散液とを混合し、加熱により、あるいは加熱と分散液中のpH制御及び/または凝集剤の添加とにより(少なくとも加熱することにより)、これらをトナー粒径の大きさまで凝集させ凝集粒子とした後、樹脂微粒子のガラス転移点以上の温度に加熱し、上記凝集粒子を融合してトナー粒子を得る方法である。
前記凝集の途中で、樹脂弾性を持たせる目的で無機酸化物を加えたり、帯電制御を目的として帯電制御剤分散液等の添加物を加えたり、更に表面に着色剤や離型剤等を露出させない目的で樹脂微粒子分散液を加えたりすることもできる。特に、樹脂微粒子分散液を付着させ融合する方法は、着色剤や離型剤の表面露出を低減でき、トナーの流動性や帯電の環境依存性などを防止することができるため好適である。
前記樹脂微粒子に使用される樹脂は特に制限されない。具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソ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、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類;など単量体の重合体を用いることができる。更に架橋成分として、例えば、ペンタンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、デカンジオールジアクリレート、ノナンジオールジアクリレート等のアクリル酸エステルを用いることができる。
また、これらの単量体などの重合体以外に、これらを2種以上組み合せて得られる共重合体またはこれらの混合物、さらにはエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、あるいは、これらと前記ビニル系樹脂との混合物やこれらの共存下で前記ビニル系単量体を重合する際に得られるグラフト重合体等を挙げることができる。
本発明で用いる樹脂微粒子分散液は、乳化重合法またはそれに類似した不均一分散系の重合法で容易に得ることができる。また、予め溶液重合法や塊状重合法等で均一に重合した重合体を、その重合体が溶解しない溶媒中へ安定剤とともに添加して機械的に混合分散する方法など、任意の方法で得ることができる。
例えば、ビニル系単量体の場合は、イオン性の界面活性剤などを用いてその製法に応じて、乳化重合、懸濁重合を実施して樹脂微粒子分散液を作製することができる。また、その他の樹脂の場合は、油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、樹脂をそれらの溶剤に解かして水中にイオン性の界面活性剤や高分子電解質とともにホモジナイザーなどの分散機により水中に微粒子分散し、その後加熱または減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂微粒子分散液を作製することができる。
前記界面活性剤としては、硫酸エステルスルホン酸塩系、燐酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン系界面活性剤;以外に、ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、アルキルアルコールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤、及び種々のグラフトポリマー等を挙げることができるが、特に制限されるものではない。
乳化重合法で樹脂微粒子分散液を作製する場合は、少量の不飽和酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、スチレンスルホン酸等を保護コロイド層を形成することができ、ソープフリー重合が可能になるので特に好ましい。
本発明に用いる樹脂微粒子のガラス転移点は、45℃〜65℃の範囲にあることが好ましい。更に50〜60℃の範囲にあることがより好ましく、53〜60℃の範囲がさらに好ましい。ガラス転移点が45℃より低いとトナー粉体が熱でブロッキングしやすく、65℃以上であると定着温度が高くなりすぎてしまう場合がある。
本発明に使用される着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントイエロー、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、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジゴ系、チオインジゴ系、フタロシアニン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料などを挙げることができる。これらの着色剤は1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。
着色剤の分散方法は、任意の方法、例えば回転せん断型ホモジナイザーや、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル、アルティマイザーなどの一般的な分散手段を採用することができ、なんら制限されるものではない。
具体的には、着色剤は水中にイオン性界面活性剤や高分子酸、高分子塩基などの高分子電解質とともに分散される。分散された着色剤粒子の体積平均粒径は1μm以下であれば良いが、80〜500nmの範囲であれば、凝集性を損なうことなく、かつトナー中の着色剤の分散が良好となるので好ましい。
なお、以上で説明した各体積平均粒径は、例えばレーザー回折式粒度分布測定機や、遠心式粒度分布測定機等を用いて測定することが可能である。
用いることが好ましい離型剤については、水中にイオン性の界面活性剤や高分子酸、高分子塩基などの高分子電解質とともに分散し、離型剤の融点以上に加熱するとともに、強いせん断力を付与できるホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて微粒子化し、離型剤粒子の体積平均粒径が1μm以下の離型剤粒子分散液を作製することができる。
上記離型剤粒子のより好ましい体積平均粒径は、100〜500nmの範囲である。体積平均粒径が100nm未満では、使用される樹脂特性にも左右されるが、一般に離型剤がトナー中に取り込まれにくくなる場合がある。また、500nmを超えると、トナー中の離型剤分散状態が良好になりにくい場合がある。また、これらの離型剤粒子は、その他の樹脂微粒子成分とともに混合溶媒中に一度に添加してもよいし、分割して多段に添加してもよい。
本発明に用いる離型剤は、公知のものが使用できる。離型剤の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪酸アミド類;や、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス;ミツロウのごとき動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、合成ワックス;及びそれらの変性物が挙げられる。
これら公知の離型剤の中では、特に融点が75〜105℃の範囲のポリオレフィンワックスを、その中でも特にパラフィンワックスまたはポリエチレンワックスを用いると、定着特性、詳しくは高温領域のオフセット性に関して特に有意性がでるため好ましい。すなわち、パラフィンワックスまたはポリエチレンワックスを使用すると、低速(80〜250mm/sec)から高速プロセス(250〜500mm/sec)においても高温領域のオフセット性に関して優れるので好んで使用される。特に分子蒸留を実施し、分子量分布の幅を狭くしても一向に構わない。
また、融点が75℃を下回ると、トナーの保管特性及び流動性の悪化に伴うトナーディスペンス性低下による低濃度、トナー固化によるトリマー部の詰り(白筋)などの画像ディフェクトが発生する場合がある。融点が105℃を超えると、離型剤の種類違いと同様に低速から高速領域まですべてを満足することができないと共に離型剤の定着表面への染み出しが悪いためか、高温でのオフセットが発生する場合がある。
これらの離型剤の添加量は、トナー全体の5〜20質量%の範囲が好ましく、7〜13質量%の範囲がより好ましい。添加量が5質量%未満では、高温でのオフセットが発生する場合があり、また、20質量%を超えると、結着樹脂で離型剤の表面を覆ってもトナー流動性が悪くなる場合がある。
本発明に用いられる前記凝集剤は、樹脂微粒子分散液や着色粒子分散液に用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤の他、2価以上の無機金属塩を好適に用いることができる。特に、無機金属塩を用いた場合には界面活性剤の使用量を低減でき、帯電特性を向上させることができるので好適である。
上記無機金属塩としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩;及びポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体;などが挙げられる。これらの中でも特に、アルミニウム塩及びその重合体が好適である。また、よりシャープな粒度分布を得るためには、無機金属塩の価数が1価より2価、2価より3価、3価より4価の方が、さらに同じ価数であっても重合タイプの無機金属塩重合体の方がより適している。
凝集剤の添加量は、凝集する時のイオン濃度により変わるが、概ね混合溶液の固形分(トナー成分)の0.05〜1.00質量%の範囲が好ましく、0.10〜0.50質量%の範囲がより好ましい。添加量が0.05質量%未満では凝集剤の効果が現れにくく、1.00質量%より多いと、過凝集が生じトナーの凝集粉が多くなリ、転写不良起因の画像欠陥が生じる場合がある。
このような特性を有するトナーは、詳細には、例えば以下のようにして製造することができる。
具体的には、前述の乳化凝集合一法において、少なくとも上記樹脂微粒子、離型剤粒子及び着色剤粒子を、加熱により、あるいは加熱と分散液中のpH制御及び/または凝集剤の添加とにより(少なくとも加熱することにより)凝集せしめた後、pH調整により粒径を安定させ、樹脂微粒子のガラス転移点(Tg)以上に昇温して融合させるが、そのときの融合温度Tf、融合時間t、及びpHを調節することにより、所望のトナー粒子形状及びトナー表面性を得ることができる。
すなわち、前記乳化凝集合一法では、pHでトナー形状を単独で制御し、また融合温度、融合時間でトナー表面性を制御することができるが、後者のトナー表面性については、使用する離型剤の融点により所望の表面性を得るための融合温度、融合時間が異なる。したがって、使用する離型剤の融点により融合温度と融合時間とを調節し、前記のような特殊な特性を有するトナーを適宜製造することが好ましい。
前記融合により得られる粒子は、ろ過などの固液分離工程や、必要に応じて洗浄工程、乾燥工程を経てトナー粒子とすることができる。この場合、トナーとして十分な帯電特性、信頼性を確保するために、十分に洗浄することが好ましい。
例えば、前記洗浄工程では、硝酸、硫酸、塩酸などの酸や、水酸化ナトリウムに代表されるアルカリ溶液で処理し、イオン交換水等で洗浄するとより洗浄効果は絶大となる。また、前記乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法など、任意の方法を採用することができる。トナー粒子は、乾燥後の含水率を2質量%以下、好ましくは1質量%以下に調整することが望ましい。
一方、混練粉砕法でトナーを得る場合は、まず、前記乳化凝集合一法で挙げた樹脂、着色剤、離型剤等を、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー等の混合機で混合した後、エクストリューダーのような1軸または2軸の押し出し機にて混練する。これを圧延、冷却した後、I式ミル、KTM、ジェットミルなどで代表される機械式または気流式粉砕機で微粉砕を行い、その後エルボージェット等のコアンダ効果を使用した分級機や、ターボクラッシュファイアーやアキュカットのごとき気流分級機を使用し分級を行う。
このとき、トナー表面構造を制御するために、例えばエルボージェットにおいては、原材料供給口のエア圧力を調整することによって、また気流分級機の場合は、ローター回転数及び分級機に入るエアの温度で調整することによって、本発明のトナーを得ることができる。必要に応じて、乳化凝集合一法と同様、無機酸化物等の外添や、更に必要に応じて篩分等を実施したり、粗大粉除去を実施したりしても構わない。
得られたトナー粒子に対しては、トナーの帯電性、流動性あるいはクリーニング性を向上させることを目的として、必要に応じて、無機微粉末、脂肪酸あるいはその誘導体、および金属塩等の有機微粉末、フッ素系樹脂やポリエチレン微粒子、アクリル系樹脂微粉末、高級アルコール粉末等の樹脂微粉末等の樹脂微粒子を外添剤として添加することができる。
外添剤として主に使用される無機酸化物は、チタニア、チタン化合物、シリカ、アルミナ、酸化錫等の一般的な無機酸化物であり、帯電性付与、環境差低減、アドミックス性付与を目的として、その表面をシランカップリング剤等のシラン化合物で処理しても構わない。
上記シラン化合物としては、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、メチルジクロロシラン、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、デシルトリエトキシシラン、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−ビス(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−メタクリプロキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3.4エポキシクロロヘキシル)、エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプリピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプリ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、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が、これらに限定されるものではない。
以上述べた外添剤のトナー粒子表面への添加は、例えばV型ブレンダーやヘンシェルミキサー、レディゲミキサー等によって行うことができる。
本発明の現像剤における、トナーとキャリアの混合質量比としては、トナー質量/キャリア質量が0.01以上0.3以下が好ましく、0.03以上0.2以下がより好ましい。
[画像形成方法、静電荷像現像用現像剤カートリッジ、画像形成装置、プロセスカートリッジ]
本発明の画像形成方法は、少なくとも、静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、該帯電された静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成工程と、該トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、該記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を備え、前記現像剤が既述の本発明の現像剤であることを特徴とする。本発明の画像形成方法においては、上記の各工程の他、クリーニング工程等の他の工程を有していてもよい。本発明の画像形成方法は、本発明の現像剤を用いているため、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる。
本発明の画像形成方法における各工程は、従来公知の方法を適用することができる。また、トナー像形成工程は、現像剤保持体に保持された現像剤により、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する工程であり、前記現像剤保持体の表面粗さRaが0.01以上1.0以下の範囲である下記の工程であることが好ましい。
本発明の静電荷像現像用現像剤カートリッジ(以下、カートリッジと略す場合がある)について説明する。本発明のカートリッジは、少なくとも、静電潜像保持体表面上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成手段に供給するための現像剤を収納し、前記現像剤が既述の本発明の現像剤であることを特徴とする。
従って、カートリッジの脱着が可能な構成を有する画像形成装置において、本発明の現像剤を収納した本発明のカートリッジを利用することにより、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる。
本発明の画像形成装置は、静電潜像保持体と、該静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、該帯電された静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、該記録媒体に該トナー像を定着する定着手段と、を備え、現像剤が既述した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。
従って、本発明の現像剤を用いた本発明の画像形成装置を利用することにより、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる。
なお、本発明の画像形成装置は、上記のような静電潜像保持体と、静電潜像形成手段と、トナー像形成手段と、転写手段と、定着手段と、を少なくとも含むものであれば特に限定はされないが、その他必要に応じてクリーニング手段や除電手段等を含んでいていても良い。
また、トナー像形成手段は、本発明の画層形成方法の欄で説明したように、前記静電潜像保持体表面に現像剤を供給する現像剤保持体を少なくとも有し、該現像剤保持体の表面粗さRaが0.01以上1.0以下の範囲であることが好ましい。好ましい現像剤保持体としては、本発明の画層形成方法の欄で説明した現像剤保持体が挙げられる。
本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像保持体と、本発明の現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体表面上に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、を少なくとも備え、画像形成装置に脱着されることを特徴とする。また、本発明のプロセスカートリッジは、その他必要に応じて、除電手段等のその他の部材を含んでいても良い。
従って、プロセスカートリッジの脱着が可能な構成を有する画像形成装置において、本発明のプロセスカートリッジを利用することにより、帯電能力が低下せず、低濃度画像においても鮮明な画像を得ることができる。
以下、本発明の静電荷像現像用現像剤カートリッジ、画像形成装置、及びプロセスカートリッジについて、図面を用いて具体的に説明する。
図1は、画像形成装置の好適な一実施形態(第一実施形態)の基本構成を概略的に示す断面図である。図1に示す画像形成装置は、本発明のカートリッジを備えた構成となっている。
図1に示す画像形成装置10は、静電潜像保持体12、帯電手段14、静電潜像形成手段16、トナー像形成手段18、転写手段20、クリーニング手段22、除電手段24、定着手段26、カートリッジ28を備える。
なお、トナー像形成手段18中およびカートリッジ28中に収納される現像剤は、本発明の現像剤である。
また図1は便宜上、本発明の現像剤を収納したトナー像形成手段18およびカートリッジ28を一つずつ備えた構成のみを図示しているが、例えばカラー画像形成装置の場合などは、画像形成装置に応じた数のトナー像形成手段18およびカートリッジ28を備えた構成をとることも可能である。
図1示す画像形成装置は、カートリッジ28の着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、カートリッジ28は、現像剤供給管30を通してトナー像形成手段18に接続されている。よって画像形成を行う際は、カートリッジ28の中に収納されている本発明の現像剤が、現像剤供給菅30を通してトナー像形成手段18に供給されることにより、長期間にわたり、本発明の現像剤を用いた画像を形成することができる。また、カートリッジ28の中に収納されている現像剤が少なくなった場合には、このカートリッジ28を交換することができる。
静電潜像保持体12の周囲には、静電潜像保持体12の回転方向(矢印A方向)に沿って順に、静電潜像保持体12表面を均一に帯電させる帯電手段14、画像情報に応じて静電潜像保持体12表面に静電潜像を形成させる静電潜像形成手段16、形成された静電潜像に本発明の現像剤を供給するトナー像形成手段18、静電潜像保持体12表面に当接し静電潜像保持体12の矢印A方向への回転に伴い矢印B方向に従動回転することができるドラム状の転写手段20、静電潜像保持体12表面に当接するクリーニング装置22、静電潜像保持体12表面を除電する除電手段24が配置されている。
静電潜像保持体12と転写手段20との間は、矢印C方向と反対側から不図示の搬送手段により矢印C方向に搬送される記録媒体50が挿通可能である。静電潜像保持体12の矢印C方向側には加熱源(不図示)を内蔵した定着手段26が配置され、定着手段26には圧接部32が設けられている。また、静電潜像保持体12と転写手段20との間を通過した記録媒体50は、この圧接部32を矢印C方向へと挿通可能である。
静電潜像保持体12としては、例えば感光体または誘電記録体等が使用できる。
感光体としては例えば、単層構造の感光体または多層構造の感光体等を用いることができる。また感光体の材質としては、セレンやアモルファスシリコン等の無機感光体や、有機感光体等が考えられる。
帯電手段14としては、例えば、導電性または半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触帯電装置、コロナ放電を利用したコロトロン帯電やスコロトロン帯電などの非接触型の帯電装置等、公知の手段を使用することができる。
静電潜像形成手段16としては、露光手段の他に、トナー像を記録媒体表面の所望の位置に形成しうるような信号を形成できるような、従来公知のいずれの手段を使うこともできる。
露光手段としては、例えば、半導体レーザー及び走査装置の組み合わせ、光学系からなるレーザー走査書き込み装置、あるいは、LEDヘッドなど、従来公知の露光手段を使用することができる。均一で、解像度の高い露光像を作るという好ましい態様を実現させるためには、レーザー走査書き込み装置またはLEDヘッドを使うことが好ましい。
転写手段20としては、具体的には例えば、電圧を印加した導電性または半導電性のローラー、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いて、静電潜像保持体12と記録媒体50との間に電界を作り、帯電したトナーの粒子からなるトナー像を転写する手段や、コロナ放電を利用したコロトロン帯電器やスコロトロン帯電器などで記録媒体50の裏面をコロナ帯電して、帯電したトナーの粒子からなるトナー像を転写する手段など、従来公知の手段を使用することができる。
また転写手段20として、二次転写手段を用いることもできる。すなわち、図示しないが二次転写手段は、トナー像を一旦中間転写体に転写した後、中間転写体から記録媒体50にトナー像を二次転写する手段である。
クリーニング手段22としては例えば、クリーニングブレード、クリーニングブラシなどが挙げられる。
除電手段24としては例えば、タングステンランプ、LEDなどが挙げられる。
定着手段26としては、例えば加熱ロールと加圧ロールとからなるような加熱加圧によりトナー像を定着する熱定着器や、フラッシュランプ等による光照射によりトナー像を加熱して定着する光定着器などが利用できる。
加熱ロールまたは加圧ロール等のロール表面を形成する材料は、トナーを付着させない目的で、例えばトナーに対して離型性の優れた材料、シリコンゴムやフッ素系樹脂などであることが好ましい。この際、シリコーンオイル等の離型性液体を、ロール両面に塗布しないことが望ましい。離型性液体は、定着ラチチュードを広くすることに対しては有効であるが、定着される記録媒体に転移する為、画像形成された印刷物にベトツキが生じ、テープを貼れないことやマジックで文字を書き加えられないこと等の問題が生じる可能性がある。この問題は、記録媒体としてOHPなどのフィルムを用いる場合により顕著となる。また離型性液体は、定着画像表面の荒さをスムーズにすることが困難であるため、記録媒体としてOHPフィルムを用いる場合に特に重要となる画像透明性が低下する要因にもなる場合がある。しかし、トナーにワックス(オフセット防止剤)を含む場合には、十分な定着ラチチュードを示すので、定着ロールに塗布されるシリコーンオイル等の離型性液体は必要無い。
記録媒体50としては、特に制限はなく、普通紙や光沢紙等をはじめとする従来公知のものが利用できる。また記録媒体は、基材と基材上に形成された受像層を有するものを利用することもできる。
また、トナー像形成手段は、現像剤保持体(以下、「現像ロール」と呼ぶことがある。)33の回転円筒体上に、トナーを弾性ブレード等の層規制部材により薄層に形成し、それを現像部まで搬送し、現像ロールと静電潜像を保持する潜像保持体とを現像部において接触又は一定の間隙を設けて配置し、現像ロールと潜像保持体との間にバイアスを印加しながら静電潜像をトナーを用いて現像する手段であることが好ましい。
現像剤保持体33としては、アルミニウム、ステンレス鋼等の公知の材質からなる円筒状基体が用いられる。具体的には、アルミニウム等を引き抜き成形して得た筒状物を、センタレス研磨とガラスビーズまたはサンドによるブラスト処理をし、その基体表面に凹凸加工する等の粗面化処理したもの等が用いれ、その表面にZn(亜鉛)からなる膜を備えたものであることが望ましく、例えば、化学メッキにより表面にZn膜を形成したAl管等が用いられる。特に、それらの基体上にモリブデン(Mo)、酸素(O)及び水素(H)を含むMo系皮膜を設けたものが好ましい。
基体上にMo系皮膜を形成させるには、モリブデン酸塩を含む溶液を用いた化成処理により行うことができる。その処理方法は、陰極電界処理工程と乾燥工程とに大別される。陰極電界処理工程においては、基体上にMoとOとHを主成分とする複塩膠質の膜が形成され、次に、乾燥工程において、その膠質の膜の乾燥による硬質化が行われる。その処理時間を変えることにより得られるMo系皮膜の膜厚を適宜変更することが可能である。
現像剤保持体33上に形成される皮膜の膜厚としては、現像ゴーストの発生を抑制する観点から、0.8〜10μmの範囲が好ましく、特に0.3μm程度が望ましい。
また、現像剤保持体上の皮膜のクラック幅を0.3μm以下にすると、現像ゴースト抑制効果を長く持続させることができる。このクラック幅は、乾燥工程の温度調節により抑制可能である。
さらに、現像剤保持体の表面粗さは、Raで0.01以上1.0以下の範囲のものが好ましく、より好ましくは0.03以上0.9以下であり、特に好ましくは0.05以上0.8以下である。Raが0.01以上1.0以下の範囲であると、現像剤保持体上での帯電低下を防ぎ、鮮明な画像となる。一方、Raが0.01より小さいと、現像剤保持体上に現像剤を安定して保持することができず、低濃度となる場合があり、1.0を超えると、現像剤保持体上の水分により現像剤の帯電量が低下し、帯電量にむらが生じて濃度むらとなる場合がある。表面粗さRaは、基体をセンタレス研磨及びガラスビーズ又はサンドブラスト処理等によって調整することができる。尚、現像剤保持体の表面粗さRaは、粗さの尺度の一つである算術平均粗さであり、公知の触針式表面粗さ測定機(例えば、サーフコム1400A:東京精密社製)を使用して測定することにより求められる。
次に、画像形成装置10を用いた画像形成について説明する。まず、静電潜像保持体12の矢印A方向への回転に伴い、帯電手段14により静電潜像保持体12表面を帯電し(帯電工程)、帯電された静電潜像保持体12表面に静電潜像形成手段16により画像情報に応じた静電潜像が形成される(静電潜像形成工程)。
一方、現像ロール33に一定の線圧で接し、窒素原子等を含む材料により表面被覆された層形成ブレード35を有するトナー像形成手段18により、トナーの薄層が形成される。現像ロール33及び現像剤供給ロール34に、交流電圧と直流電圧とが重畳され、前記静電潜像が現像される(トナー像形成工程)。
次に、静電潜像保持体12表面に形成されたトナー像は、静電潜像保持体12の矢印A方向への回転に伴い、静電潜像保持体12と転写手段20との接触部に移動する。この際、接触部を、記録媒体50が、不図示の用紙搬送ロールにより矢印C方向に挿通され、静電潜像保持体12と転写手段20との間に印加された電圧により、静電潜像保持体12表面に形成されたトナー像が接触部にて記録媒体50表面に転写される(転写工程)。
トナー像を転写手段20に転写した後の静電潜像保持体12の表面は、クリーニング手段22のクリーニングブレードによって残留しているトナーが除去され(クリーニング工程)、除電手段24により除電される。
このようにしてトナー像がその表面に転写された記録媒体50は、定着手段26の圧接部32に搬送され、圧接部32を通過する際に、内蔵された加熱源(不図示)によってその圧接部32の表面が加熱された定着手段26によって加熱される。この際、トナー像が記録媒体50表面に定着されることにより画像が形成される。
図2に示す画像形成装置200は、画像形成装置本体(図示せず)に脱着可能に配設されるプロセスカートリッジ210と、静電潜像形成手段216と、転写手段220と、定着手段226とを備えている。
プロセスカートリッジ210は、静電潜像形成のための開口部211Aが設けられた筐体211内に静電潜像保持体212と共に、その周囲に帯電手段214、トナー像形成手段218、及びクリーニング手段222を取り付けレール(図示せず)により組み合わせて一体化したものである。なお、プロセスカートリッジ210は、これに限られず、トナー像形成手段218と、静電潜像保持体212、帯電手段214、及びクリーニング手段222からなる群から選ばれる少なくとも一種と、を備えていれば良い。
一方、静電潜像形成手段216は、プロセスカートリッジ210の筐体211の開口部211Aから静電潜像保持体212に静電潜像形成可能な位置に配置されている。また、転写手段220は静電潜像保持体212に対向する位置に配置されている。
静電潜像保持体212、帯電手段214、静電潜像形成手段216、トナー像形成手段218、転写手段220、クリーニング手段222、定着手段226、現像ロール233、現像剤供給ロール234、層形成ブレード235、及び記録媒体250における個々の詳細については、上記図1の画像形成装置10における静電潜像保持体12、帯電手段14、静電潜像形成手段16、トナー像形成手段18、転写手段20、クリーニング手段22、定着手段26、現像ロール33、現像剤供給ロール34、層形成ブレード35、及び記録媒体50と同様である。
また図2の画像形成装置200を用いた画像形成についても、上記図1の画像形成装置10を用いた画像形成と同様である。
以下、実施例を交えて実施の形態を詳細に説明するが、実施の形態は以下に示す実施例のみに限定されるものではない。尚、以下の実施例中、特にことわらない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。
<トナーの製造>
(黒トナー(1)の製造)
−樹脂微粒子分散液の調製−
スチレン370部、n−ブチルアクリレート30部、アクリル酸8部、ドデカンチオール24部、四臭化炭素4部を混合して溶解したものを、非イオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製)6部及びアニオン性界面活性剤(ネオゲンSC:第一工業製薬(株)製)10部をイオン交換水550部に溶解したフラスコ中で乳化重合させ、10分間ゆっくり混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入した。窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、150nmであり、Tg=58℃、重量平均分子量Mw=11500の樹脂粒子が分散された樹脂微粒子分散液が得られた。この分散液の固形分濃度は40%であった。
−黒着色剤分散液の調製−
・黒顔料(R330:キャボット社製):60部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):5部
・イオン交換水:240部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて10分間分散処理して平均粒径が250nmである着色剤(黒顔料)粒子が分散された黒着色剤分散液を調製した。
−離型剤分散液の調製−
・パラフィンワックス(HNP0190:日本精蝋(株)製、融点85℃):100部
・カチオン性界面活性剤(サニゾールB50:花王(株)製):5部
・イオン交換水:240部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼製フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が350nmである離型剤粒子が分散された離型剤分散液を調製した。
・樹脂微粒子分散液:234部
・黒着色剤分散液:30部
・離型剤分散液:40部
・ポリ塩化アルミニウム(浅田化学社製、PAC100W):1.8部
・イオン交換水:600部
以上の成分を、丸型ステンレス鋼鉄フラスコ中でホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら52℃まで加熱した。52℃で120分保持した後、体積平均粒径D50が4.8μmの凝集粒子が生成していることを確認した。その後、この凝集体粒子を含む分散液に32部の樹脂微粒子分散液を追加した後、加熱用オイルバスの温度を53℃まで上げて30分間保持した。この凝集体粒子を含む分散液、1N水酸化ナトリウムを追加して、系のpHを5.0に調整した後ステンレス製フラスコを密閉し、磁気シールを用いて攪拌を継続しながら95℃まで加熱し、pHを4.0にて6時間保持した。冷却後、このトナー母粒子を濾別し、イオン交換水で4回洗浄した後、凍結乾燥して黒トナー(1)を得た。得られたトナーを既述の方法で体積平均粒径D50v、形状係数、微粉側粒度分布、粗粉側粒度分布を測定した(以下のトナーも同様)。その結果、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30、であった。
(シアントナー(1)の調製)
−シアン着色剤分散液の調製−
・銅フタロシアニンブルー顔料(C.I.ピグメントブルー15:3):60部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):5部
・イオン交換水:240部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて10分間分散処理して平均粒径が280nmである着色剤(シアン顔料)粒子が分散されたシアン着色剤分散剤を調製した。
黒トナー(1)の製造において、黒着色剤分散液30部をシアン着色剤分散液28部に変更した以外は、黒トナー(1)の製造と同様にして既述の方法で測定した体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のシアントナーを得た。
(マゼンタトナー(1)の製造)
−マゼンタ着色剤分散液の調製−
・C.I.ピグメントレッド57:1:60部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):5部
・イオン交換水:240部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて10分間分散処理して平均粒径が280nmである着色剤(マゼンタ顔料)粒子が分散されたマゼンタ着色剤分散剤を調製した。
黒トナー(1)の製造において、黒着色剤分散液30部をマゼンタ着色剤分散液を32部に変更した以外は、黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のマゼンタトナー(1)を得た。
(イエロートナー(1)の製造)
−イエロー着色剤分散液の調製−
・C.I.ピグメントイエロー180:60部
・ノニオン性界面活性剤(ノニポール400:三洋化成(株)製):5部
・イオン交換水:240部
以上の成分を混合して、溶解、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50:IKA社製)を用いて10分間攪拌し、その後、アルティマイザーにて10分間分散処理して平均粒径が300nmである着色剤(イエロー顔料)粒子が分散されたイエロー着色剤分散剤を調製した。
黒トナー(1)の製造において、黒着色剤分散液30部をイエロー着色剤分散液35部に変更した以外は、黒トナー(1)の製造と同様にして体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のイエロートナー(1)を得た。
(黒トナー(2)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を240分、加熱用オイルバスの温度53℃での保持時間を10分、加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを5.0に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが7.5μm、形状係数が135、微粉側粒度分布が1.35、粗粉側粒度分布が1.45の黒トナー(2)を得た。
(シアントナー(2)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を240分、加熱用オイルバスの温度53℃での保持時間を10分、加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを5.0に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが7.5μm、形状係数が135、微粉側粒度分布が1.35、粗粉側粒度分布が1.45のシアントナー(2)を得た。
(マゼンタトナー(2)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を240分、加熱用オイルバスの温度53℃での保持時間を10分、加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを5.0に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが7.5μm、形状係数が135、微粉側粒度分布が1.35、粗粉側粒度分布が1.45のマゼンタトナー(2)を得た。
(イエロートナー(2)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を240分、加熱用オイルバスの温度53℃での保持時間を10分、加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを5.0に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが7.5μm、形状係数が135、微粉側粒度分布が1.35、粗粉側粒度分布が1.45のイエロートナー(2)を得た。
(黒トナー(3)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを4.5に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が130、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30の黒トナー(3)を得た。
(シアントナー(3)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを4.5に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が130、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のシアントナー(3)を得た。
(マゼンタトナー(3)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを4.5に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が130、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のマゼンタトナー(3)を得た。
(イエロートナー(3)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを4.5に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が130、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のイエロートナー(3)を得た。
(黒トナー(4)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを4.6に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が131、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30の黒トナー(4)を得た。
(シアントナー(4)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを4.6に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が131、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のシアントナー(4)を得た。
(マゼンタトナー(4)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを4.6に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が131、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のマゼンタトナー(4)を得た。
(イエロートナー(4)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバスの温度95℃でのpHを4.6に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が131、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のイエロートナー(4)を得た。
(黒トナー(5)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を50分に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが2.9μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30の黒トナー(5)を得た。
(シアントナー(5)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を50分に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが2.9μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のシアントナー(5)を得た。
(マゼンタトナー(5)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を50分に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが2.9μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のマゼンタトナー(5)を得た。
(イエロートナー(5)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を50分に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが2.9μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のイエロートナー(5)を得た。
(黒トナー(6)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を60分に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが3.0μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30の黒トナー(6)を得た。
(シアントナー(6)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を60分に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが3.0μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のシアントナー(6)を得た。
(マゼンタトナー(6)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を60分に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが3.0μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のマゼンタトナー(6)を得た。
(イエロートナー(6)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を60分に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが3.0μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のイエロートナー(6)を得た。
(黒トナー(7)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を180分に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが6.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30の黒トナー(7)を得た。
(シアントナー(7)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を180分に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが6.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のシアントナー(7)を得た。
(マゼンタトナー(7)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を180分に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが6.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のマゼンタトナー(7)を得た。
(イエロートナー(7)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を180分に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが6.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のイエロートナー(7)を得た。
(黒トナー(8)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を200分に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが6.6μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30の黒トナー(8)を得た。
(シアントナー(8)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を200分に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが6.6μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のシアントナー(8)を得た。
(マゼンタトナー(8)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を200分に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが6.6μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のマゼンタトナー(8)を得た。
(イエロートナー(8)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバス中52℃での保持時間を200分に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが6.6μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.25、粗粉側粒度分布が1.30のイエロートナー(8)を得た。
(黒トナー(9)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバス中53℃での保持時間を20分に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.30、粗粉側粒度分布が1.35の黒トナー(9)を得た。
(シアントナー(9)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバス中53℃での保持時間を20分に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.30、粗粉側粒度分布が1.35のシアントナー(9)を得た。
(マゼンタトナー(9)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバス中53℃での保持時間を20分に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.30、粗粉側粒度分布が1.35のマゼンタトナー(9)を得た。
(イエロートナー(9)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバス中53℃での保持時間を20分に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.30、粗粉側粒度分布が1.35のイエロートナー(9)を得た。
(黒トナー(10)の製造)
黒トナー(1)の製造において加熱用オイルバス中53℃での保持時間を18分に変更した以外は黒トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.31、粗粉側粒度分布が1.36の黒トナー(10)を得た。
(シアントナー(10)の製造)
シアントナー(1)の製造において加熱用オイルバス中53℃での保持時間を18分に変更した以外はシアントナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.31、粗粉側粒度分布が1.36のシアントナー(10)を得た。
(マゼンタトナー(10)の製造)
マゼンタトナー(1)の製造において加熱用オイルバス中53℃での保持時間を18分に変更した以外はマゼンタトナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.31、粗粉側粒度分布が1.36のマゼンタトナー(10)を得た。
(イエロートナー(10)の製造)
イエロートナー(1)の製造において加熱用オイルバス中53℃での保持時間を18分に変更した以外はイエロートナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径D50vが5.5μm、形状係数が120、微粉側粒度分布が1.31、粗粉側粒度分布が1.36のイエロートナー(10)を得た。
[外添トナーの製造]
次に、得られたそれぞれのトナー100部に、平均粒径40nmのシリコンオイル処理酸化珪素微粒子(RY50:日本アエロジル社製)1.3部、平均粒径20nmの酸化チタン(MT150AW:テイカ(株)製)をデシルトリメトキシシラン20%で処理した微粒子1.5部をサンプルミルで混合して外添剤を添加した。
[キャリアAの製造]
・Mn−Mg−Sr系フェライト粒子(平均粒径:40μm、BET比表面積:0.1500m/g、A/a:4.5、形状係数:125):100部
・トルエン:14部
・シクロヘキシルメタアクリレート/ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体(共 重合重量比99:5、Mw8万):2.0部
・カーボンブラック(#25:三菱化学製):0.12部
Mn−Mg−Sr系フェライト粒子を除く上記成分及びガラスビーズ(φ1mm、トルエンと同量)を、関西ペイント社製サンドミルを用いて1200ppm/30min攪拌し、樹脂被覆層形成用溶液とした。更に、この樹脂被覆層形成用溶液とビニルトリメトキシシラン0.5部、フェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れ温度60℃を保って5rpmにて120分間攪拌した後、0.080MPaに減圧して温度85℃で150分間乾燥し、トルエンを徐々に留去することにより樹脂被覆キャリアAを形成した。既述の方法で測定したキャリアAのBET比表面積は0.3800m/g、体積平均粒径は42μm、形状係数は125であった。
[キャリアBの製造]
キャリアAの製造において、減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2300m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアBを得た。
[キャリアCの製造]
キャリアAの製造において、減圧度を0.072MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.5400m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアCを得た。
[キャリアDの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.1400m/g、A/a:4.5、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に、変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.3700m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアDを得た。
[キャリアEの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.2400m/g、A/a:4.8、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.4700m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアEを得た。
[キャリアFの製造]
キャリアAの製造において、減圧度を0.086MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2800m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアFを得た。
[キャリアGの製造]
キャリアAの製造において、減圧度を0.085MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.3000m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアGを得た。
[キャリアHの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.1400m/g、A/a:4.5、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2200m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアHを得た。
[キャリアIの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.2400m/g、A/a:4.8、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.3200m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアIを得た。
[キャリアJの製造]
キャリアAの製造において、減圧度を0.092MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.1900m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアJを得た。
[キャリアKの製造]
キャリアAの製造において、減圧度を0.095MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.1300m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアKを得た。
[キャリアLの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.1200m/g、A/a:4.1、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.080MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.3500m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアKを得た。
[キャリアMの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.2600m/g、A/a:4.8、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.080MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にしてBET比表面積:0.4900m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアMを得た。
[キャリアNの製造]
キャリアAの製造において、減圧度を0.070MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.5600m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアNを得た。
[キャリアOの製造]
キャリアAの製造において、減圧度を0.093MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にしてBET比表面積:0.1700m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアOを得た。
[キャリアPの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.1200m/g、A/a:4.1、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2000m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアPを得た。
[キャリアQの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.2600m/g、A/a:4.8、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.3400m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:125のキャリアQを得た。
[キャリアRの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:18μm、BET比表面積:0.1500m/g、A/a:4.5、形状係数:125):100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2300m/g、体積平均粒径:19μm、形状係数:125のキャリアRを得た。
[キャリアSの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:19μm、BET比表面積:0.1500m/g、A/a:4.5、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2300m/g、体積平均粒径:20μm、形状係数:125のキャリアSを得た。
[キャリアTの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:57μm、BET比表面積:0.1500m/g、A/a:4.5、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2300m/g、体積平均粒径:60μm、形状係数:125のキャリアTを得た。
[キャリアUの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:58μm、BET比表面積0.1500:m/g、A/a:4.5、形状係数:125のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2300m/g、体積平均粒径:61μm、形状係数:125のキャリアUを得た。
[キャリアVの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積:0.1500m/g、A/a:4.5、形状係数:130のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にして、BET比表面積:0.2300m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:130のキャリアVを得た。
[キャリアWの製造]
キャリアAの製造において、Mn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部を、平均粒径:40μm、BET比表面積0.1500:m/g、A/a:4.5、形状係数:131のMn−Mg−Sr系フェライト粒子:100部に変更し、更に減圧度を0.090MPaに変更した以外はキャリアAの製造と同様にしてBET比表面積:0.2300m/g、体積平均粒径:42μm、形状係数:131のキャリアWを得た。
<実施例1>
外添剤を添加した、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)それぞれ8部と、キャリアA100部とをV−ブレンダーで、40rpm×20分間攪拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより、4色の現像剤をそれぞれ得た。尚、用いたトナー及びキャリアの概要を表1に示す(以下の実施例及び比較例も同様。)。また、表1中、「BET比表面積差」は、樹脂被覆キャリアのBET比表面積から磁性粒子の比表面積を引いた差を意味する。
得られた現像剤を用いて、Fuji Xerox社製Docu Print3200Aのクリーニングブラシを取り除き、現像剤保持体の表面粗さRaを0.5にした改造機により下記コピーテストを行った。
かかるコピーテストは、高温・高湿(30℃,90%RH)及び低温・低湿(10℃,15%RH)下、A4用紙先端から5cmのところに、イエロートナー及びマゼンタトナーを用いて、7.5cm×7.5cmのイエロー、マゼンタ画像を作成し、その下に7.5cm×7.5cmのシアントナー及び黒トナーを用いて、シアン、黒の4色画像を作成し、この4色画像を有するパターンにて、10000枚をコピー(印画)することにより行い、10枚コピー(印画)後(初期)および10000枚コピー(印画)後に、下記評価方法により、高温高湿下では色点、機内汚れ、白点について、低温低湿下では濃度、濃度むら、色点の項目について評価を行った。その結果を表2に示す。
(高温高湿下:色点評価)
10枚印画後、10000枚印画後に各色のハーフトーン画像を出力し、画像内の色点の総個数をカウントした。
(高温高湿下:機内汚れ評価)
10枚印画後、10000枚印画後の各色の現像機上部を目視観察し、以下の基準で評価した。
◎:まったく汚れが観測されない。
○:現像機上部面に対し、斜めから見て汚れが確認できる。
△:10cm離れた距離から見て汚れが確認できる。
×:1m離れた距離から見て汚れを確認できる。
(高温高湿下:白点評価)
10枚印画時(初期)および10000枚印画時の各色画像部の、白点の総個数をカウントした。
(低温低湿下:濃度評価)
X−rite938により10枚印画後の画像濃度と10000印画後の画像濃度を各色測定した。画像濃度は各色ランダムに10点測定し、総平均値を求めた。
(低温低湿下:濃度むら評価)
X−rite938により10枚印画後の画像濃度と10000印画後の画像濃度を各色測定した。画像濃度は各色ランダムに10点測定し、各色において最大値と最小値の差を求め、その総平均値を求めた。
(低温低湿下:色点評価)
10枚印画後(初期)および10000枚印画後にA4白紙を出力し、目視にて色点の総個数をカウントした。
<実施例2>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアBに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例3>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(3)、イエロートナー(3)、シアントナー(3)、マゼンタトナー(3)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例4>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(4)、イエロートナー(4)、シアントナー(4)、マゼンタトナー(4)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例5>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(5)、イエロートナー(5)、シアントナー(5)、マゼンタトナー(5)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例6>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(6)、イエロートナー(6)、シアントナー(6)、マゼンタトナー(6)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例7>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(7)、イエロートナー(7)、シアントナー(7)、マゼンタトナー(7)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例8>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(8)、イエロートナー(8)、シアントナー(8)、マゼンタトナー(8)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例9>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(9)、イエロートナー(9)、シアントナー(9)、マゼンタトナー(9)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例10>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(10)、イエロートナー(10)、シアントナー(10)、マゼンタトナー(10)に変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例11>
実施例1において、キャリアAをキャリアCに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例12>
実施例1において、キャリアAをキャリアDに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例13>
実施例1において、キャリアAをキャリアEに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例14>
実施例1において、キャリアAをキャリアBに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例15>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアFに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例16>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアGに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例17>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアHに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例18>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアIに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例19>
実施例1において、キャリアAをキャリアJに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例20>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアJに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例21>
実施例1において、キャリアAをキャリアRに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例22>
実施例1において、キャリアAをキャリアSに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例23>
実施例1において、キャリアAをキャリアTに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例24>
実施例1において、キャリアAをキャリアUに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例25>
実施例1において、キャリアAをキャリアVに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<実施例26>
実施例1において、キャリアAをキャリアWに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<比較例1>
実施例1において、キャリアAをキャリアKに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<比較例2>
実施例2において、キャリアBをキャリアKに変更したこと以外、実施例2と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例2と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<比較例3>
実施例1において、キャリアAをキャリアLに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<比較例4>
実施例1において、キャリアAをキャリアMに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<比較例5>
実施例1において、キャリアAをキャリアNに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<比較例6>
実施例1において、キャリアAをキャリアOに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表1に示す。
<比較例7>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアPに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<比較例8>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアQに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
<比較例9>
実施例1において、黒トナー(1)、イエロートナー(1)、シアントナー(1)、マゼンタトナー(1)を、黒トナー(2)、イエロートナー(2)、シアントナー(2)、マゼンタトナー(2)に変更し、キャリアAをキャリアOに変更したこと以外、実施例1と同様にして、現像剤を作製し、作製した現像剤を用いて実施例1と同様の評価を実施した。その結果を表2に示す。
Figure 2009053545
Figure 2009053545
表2より、実施例1〜26は、何れの評価も良好であることがわかる。
画像形成装置の好適な一実施形態の基本構成を概略的に示す構成図である。 画像形成装置の他の好適な他の実施形態の基本構成を概略的に示す構成図である。
符号の説明
10、200・・・画像形成装置
12、212・・・静電潜像保持体
14、214・・・帯電手段
16、216・・・静電潜像形成手段
18、218・・・トナー像形成手段
20、220・・・転写手段
26、226・・・定着手段
28・・・カートリッジ
33、233・・・現像ロール
34、234・・・現像剤供給ロール
35、235・・・層形成ブレード
210・・・プロセスカートリッジ

Claims (14)

  1. 磁性粒子、及び該磁性粒子の表面を被覆する被覆層を有し、
    前記磁性粒子のBET比表面積が0.1300m/g以上0.2500m/g以下であり、前記被覆層で被覆された磁性粒子のBET比表面積から前記磁性粒子のBET比表面積を引いた差が0.0300m/g以上0.400m/g以下であることを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
  2. 前記被覆層で被覆された磁性粒子のBET比表面積から前記磁性粒子のBET比表面積を引いた差が0.0300m/g以上0.1400m/g以下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. 体積平均粒径が20μm以上60μm以下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。
  4. 前記磁性粒子の形状係数が100以上130以下であり、前記被覆層で被覆された磁性粒子の形状係数が100以上130以下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。
  5. 前記磁性粒子が下記式(1)の関係を満たし、前記被覆層が脂環基を有する熱可塑性樹脂を含有す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。
    式(1) 3.5≦A/a≦7.0
    [式(1)中、Aは磁性粒子のBET比表面積(単位:m/g)を表し、aは磁性粒子の球形換算比表面積(単位:m/g)を表す。]
  6. トナーと、
    請求項1に記載の静電荷像現像用キャリアと、
    を含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
  7. 前記トナーが、着色剤を含有し、形状係数が100以上130以下であり、体積平均粒径が3.0μm以上6.5μm以下であり、微粉側粒度分布が1.30以下であることを特徴とする請求項6に記載の静電荷像現像用現像剤。
  8. 前記トナーにおける形状係数が130以上のトナーの比率が、10個数%以下であることを特徴とする請求項6に記載の静電荷像現像用現像剤。
  9. 少なくとも、静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、該帯電された静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成工程と、該トナー像を記録媒体に転写する転写工程と、該記録媒体に転写されたトナー像を定着する定着工程と、を備え、前記現像剤が請求項6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。
  10. 前記トナー像形成工程が、現像剤保持体に保持された現像剤により、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する工程であり、前記現像剤保持体の表面粗さRaが0.01以上1.0以下の範囲であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成方法。
  11. 画像形成装置に脱着可能であり、少なくとも、静電潜像保持体表面上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成するトナー像形成手段に供給するための現像剤を収納し、前記現像剤が請求項6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静電荷像現像用現像剤カートリッジ。
  12. 静電潜像保持体と、請求項6に記載の静電荷像現像用現像剤を収納すると共に、静電潜像保持体表面上に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、を少なくとも備え、画像形成装置に脱着されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  13. 少なくとも、静電潜像保持体と、該静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、該帯電された静電潜像保持体表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像剤により現像してトナー像を形成するトナー像形成手段と、該トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、該記録媒体に該トナー像を定着する定着手段と、を備え、該現像剤が、請求項6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。
  14. 前記トナー像形成手段が、前記静電潜像保持体表面に現像剤を供給する現像剤保持体を少なくとも有し、該現像剤保持体の表面粗さRaが0.01以上1.0以下の範囲であることを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
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