JP2009300840A - 静電荷像現像用キャリア、静電荷像現像用現像剤および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コア粒子と、コア粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを有し、樹脂被覆層の内部に空隙を有し、樹脂被覆層の断面における樹脂被覆層の面積をS1、空隙の面積をS2としたときに、下記式(1)で定義される空隙比率Rが、0.05以上0.30以下の範囲である静電荷像現像用キャリアである。
R=S2/S1 (1)
【選択図】なし
Description
R=S2/S1 (1)
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアは、コア粒子と、コア粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを有する。本実施形態に係る静電荷像現像用キャリアにおいて、樹脂被覆層の内部に空隙を有し、樹脂被覆層の断面における樹脂被覆層の面積をS1、空隙の面積をS2としたときに、下記式(1)で定義される空隙比率Rが、0.05以上0.30以下の範囲である。
R=S2/S1 (1)
(1)キャリア粒子の飛散を完全になくすことは現実的には困難である。
(2)感光体に付き刺さったキャリアは割れて鋭利になったキャリア破片である場合が多い。
(3)クリーニングブレード部へ入り込んだキャリアがブレード通過時に感光体へ傷を付ける場合が多い。
R=S2/S1 (1)
(ML2/A)×(π/4)×100 (2)
式(2)中、MLはキャリア粒子の絶対最大長(μm)を表し、Aはキャリア粒子の投影面積(μm2)を表す。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
式中、MLはトナー粒子の最大長(μm)、Aはトナー粒子の投影面積(μm2)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散布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社製)に取り込み、100個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て、その平均値を求めることによって得られる。形状係数SF1は100以上130以下であることが好ましく、100以上125以下であることがより好ましい。形状係数SF1が130を超えると、トナーが不定形化し、流動性が悪くなり、キャリアからの衝撃力を受けやすくなるため、トナーのキャリア付着により濃度低下や画像欠陥が生じる場合がある。
微粉側粒度分布=個数平均粒子径(D50p)/個数84%粒子径(D84p)
式中、個数平均粒子径(D50p)、個数84%粒子径(D84p)は、コールター−マルチサイザー−II型(ベックマン−コールター社製)で測定された個数粒度分布に対して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。微粉側粒度分布は1.30以下であることが好ましく、1.25以下であることがより好ましい。微粉側粒度分布が1.30を超えると、トナーの流動性が悪くなり、キャリアからの衝撃力を受けやすくなるため、トナーのキャリア付着により濃度低下や画像欠陥が生じる場合がある。
(MO)X(Fe2O3)Y
(式中、Mは、Cu、Zn、Fe、Mg、Mn、Ca、Li、Ti、Ni、Sn、Sr、Al、Ba、Co、Mo等から選ばれる少なくとも1種を含有する。またX、Yは重量mol比を示し、かつ条件X+Y=100を満たす。)
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、静電潜像を現像剤を用いて現像してトナー画像を形成する現像手段と、現像されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、を含み、現像剤として、前記静電荷像現像用現像剤が用いられる。また、本実施形態に係る画像形成装置は、上記した手段以外の手段、例えば、像保持体を帯電する帯電手段、被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着手段、像保持体表面に残存したトナー、キャリア等の残存物を除去するクリーニング手段等を含むものであってもよい。
帯電手段である帯電部10としては、例えば、図1に示すようなコロトロンなどの帯電器が用いられるが、導電性または半導電性の帯電ロールを用いても良い。導電性または半導電性の帯電ロールを用いた接触型帯電器は、電子写真感光体14に対し、直流電流を印加するか、交流電流を重畳させて印加してもよい。例えばこのような帯電部10により、電子写真感光体14との接触部近傍の微小空間で放電を発生させることにより電子写真感光体14表面を帯電させる。なお、通常は、−300V以上−1000V以下に帯電される。また前記の導電性または半導電性の帯電ロールは単層構造あるいは多重構造でも良い。また、帯電ロールの表面をクリーニングする機構を設けてもよい。
像保持体は、少なくとも潜像(静電荷像)が形成される機能を有する。像保持体としては、電子写真感光体が好適に挙げられる。電子写真感光体14は、円筒状の導電性の基体外周面に有機感光体等を含む塗膜を有する。塗膜は、基体上に、必要に応じて下引き層、および、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを含む感光層がこの順序で形成されたものである。電荷発生層と電荷輸送層の積層順序は逆であってもよい。これらは、電荷発生物質と電荷輸送物質とを別個の層(電荷発生層、電荷輸送層)に含有させて積層した積層型感光体であるが、電荷発生物質と電荷輸送物質との双方を同一の層に含む単層型感光体であってもよく、好ましくは積層型感光体である。また、下引き層と感光層との間に中間層を有していてもよい。また、有機感光体に限らずアモルファスシリコン感光膜等他の種類の感光層を使用してもよい。
露光手段である露光部12としては、特に制限はなく、例えば、像保持体表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光源を、所望の像様に露光できる光学系機器等が挙げられる。
現像手段である現像部16は、像保持体上に形成された潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー画像を形成する機能を有する。そのような現像装置としては、上述の機能を有してい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、静電荷像現像用トナーをブラシ、ローラ等を用いて電子写真感光体14に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。電子写真感光体14には、通常直流電圧が使用されるが、さらに交流電圧を重畳させて使用してもよい。
転写手段である転写部18としては、例えば、図1に示すような被転写体24の裏側からトナーとは逆極性の電荷を被転写体24に与え、静電気力によりトナー画像を被転写体24に転写するもの、あるいは被転写体24の表面に被転写体24を介して直接接触して転写する導電性または半導電性のロール等を用いた転写ロールおよび転写ロール押圧装置を用いることができる。転写ロールには、像保持体に付与する転写電流として、直流電流を印加してもよいし、交流電流を重畳させて印加してもよい。転写ロールは、帯電すべき画像領域幅、転写帯電器の形状、開口幅、プロセススピード(周速)等により、任意に設定することができる。また、低コスト化のため、転写ロールとして単層の発泡ロール等が好適に用いられる。転写方式としては、紙等の被転写体24に直接転写する方式でも、中間転写体を介して被転写体24に転写する方式でもよい。
クリーニング手段であるクリーニング部20については、像保持体上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式、ブラシクリーニング方式、ロールクリーニング方式を採用したもの等、適宜選定して差し支えない。これらの中でも弾性を有するクリーニングブレードを用いることが好ましい。
定着手段(画像定着装置)である定着部22としては、被転写体24に転写されたトナー像を加熱、加圧あるいは加熱加圧により定着するものであり、定着部材を具備する。
トナー画像を転写する被転写体(用紙)24としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙、OHPシート等が挙げられる。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、被転写体の表面もできるだけ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を好適に使用することができる。
(シアントナー(1)の調製)
C.I.ピグメントブルー15:3(大日本インキ化学社製)20重量部、酢酸エチル75重量部、溶媒除去したディスパロンDA−703−50(ポリエステル酸アマイドアミン塩、楠本化成(株)社製)4重量部、ソルスパース5000(顔料誘導体、ゼネカ(株)社製)1重量部をサンドミルを用いて溶解、分散し、顔料分散液を作製した。
シアントナー(1)の調整において、C.I.ピグメントブルー15:3 20重量部をC.I.ピグメントレッド57:1(大日本インキ化学社製)20重量部に変更した以外は、シアントナー(1)の調整と同様にして体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数120のマゼンタトナー(1)を得た。
シアントナー(1)の調整において、C.I.ピグメントブルー15:3 20重量部をC.I.ピグメントイエロー180(大日本インキ化学社製)20重量部に変更した以外は、シアントナー(1)の調整と同様にして体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数120のイエロートナー(1)を得た。
シアントナー(1)の調整において、C.I.ピグメントブルー15:3 20重量部をカーボンブラック#25(三菱化学製)20重量部に変更した以外は、シアントナー(1)の調整と同様にして体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数120の黒トナー(1)を得た。
球形化処理を3回繰り返した以外は、母体トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数105のシアントナー(2)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数105のマゼンタトナー(2)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数105のイエロートナー(2)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数105の黒トナー(2)を得た。
スプレドライヤ処理温度を90℃とした以外は、母体トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数125のシアントナー(3)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数125のマゼンタトナー(3)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数125のイエロートナー(3)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数125の黒トナー(3)を得た。
スプレドライヤ処理温度を80℃とした以外は、母体トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数130のシアントナー(4)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数130のマゼンタトナー(4)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数130のイエロートナー(4)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数130の黒トナー(4)を得た。
分級条件を調整した以外は、母体トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.30、形状係数120のシアントナー(5)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.30、形状係数120のマゼンタトナー(5)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.30、形状係数120のイエロートナー(5)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.30、形状係数120の黒トナー(5)を得た。
分級条件を調整した以外は、母体トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.25、形状係数120のシアントナー(6)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.25、形状係数120のマゼンタトナー(6)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.25、形状係数120のイエロートナー(6)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.25、形状係数120の黒トナー(6)を得た。
スプレドライヤ処理温度を70℃とした以外は、母体トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数135のシアントナー(7)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数135のマゼンタトナー(7)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数135のイエロートナー(7)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.21、形状係数135の黒トナー(7)を得た。
分級条件を調整した以外は、母体トナー(1)の製造と同様にして、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.35、形状係数120のシアントナー(8)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.35、形状係数120のマゼンタトナー(8)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.35、形状係数120のイエロートナー(8)、体積平均粒径6.5μm、微粉側粒度分布1.35、形状係数120の黒トナー(8)を得た。
[外添トナーAの製造]
次に母体トナー(1)100重量部に体積平均粒径40nmのシリコーンオイル処理酸化珪素微粒子(RY50、日本エアロジル社製)1.3重量部、体積平均粒径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%で処理した粒子1.5重量部をサンプルミルで混合して、外添トナーAを作製した。
Mn−Mg系フェライト粒子(体積平均粒径:35μm、形状係数SF1:125) 100重量部
メチルメタクリレート重合体粒子(個数平均粒径0.2μm) 2.5重量部
カーボンブラック(#25、三菱化学製) 0.5重量部
以上の成分を乾式処理装置(ノビルタNOB130、ホソカワミクロン社製)に投入し、1,000rpmにて5分間処理した。取り出した試料を75μm目開きメッシュにて篩分し、樹脂被覆キャリアAを得た。キャリアAの体積平均粒径は37μm、形状係数は125、25μm以下微粉量は3.3%、空隙比率Rは0.15であった。
外添トナーA 8重量部とキャリアA 100重量部とをV−ブレンダで、40rpmで20分間撹拌し、212μmの目開きを有するシーブで篩分することにより現像剤Aを得た。現像剤の性状を表1に示す。
評価環境は気温10℃、湿度15RH%の評価室内で実施した。評価に用いた用紙はA4紙(P紙、富士ゼロックス株式会社製)とした。評価機には、現像器の現像スリーブ周速度500mm/secに変更したApeosPort−II 4000(富士ゼロックス株式会社製)改造機を使用した。トナー供給器には外添トナーAを入れ、現像器には現像剤Aを投入した。印刷画像は印字面積率5%となる文字チャートを使用し、2万枚の印刷出力を実施した。
10枚出力後(初期)、2万枚出力後に、画像濃度80%の全面ハーフトーン画像を出力し、ハーフトーン画像上に現れる、キャリア飛散によって生じる感光体傷による1mm以上のサイズの白抜け(画像欠陥)の数を計測し、評価指標とした。表2〜5に評価結果を示す。
X−rite938により10枚印画後の画像濃度と2万枚印画後の画像濃度とを測定した。画像濃度はランダムに10点測定し、平均値を求めた。
10枚印画時(初期)および2万枚印画時の画像部の、後端欠けを以下の判断基準にて判定した。
◎:画像後端の欠けが観測されない
○:画像後端の欠けを50倍のルーペで確認できる
△:画像後端の欠けを斜めから見て確認できる
×:画像後端の欠けを画像の上30cmから確認できる
図2に示す画像を10枚印画後(初期)および2万枚印画後に出力し、スケール付きの50倍ルーペにより白抜けの長さt(mm)を測定した。
乾式処理装置処理時間5分を10分とした以外は、実施例1と同様にして、キャリアB、現像剤Bを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
乾式処理装置処理時間5分を3分とした以外は、実施例1と同様にして、キャリアC、現像剤Cを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
乾式処理装置処理時間5分を4分とした以外は、実施例1と同様にして、キャリアD、現像剤Dを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
乾式処理装置処理時間5分を7分とした以外は、実施例1と同様にして、キャリアE、現像剤Eを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
Mn−Mg系フェライト粒子(体積平均粒径:35μm、形状係数SF1:125)をMn−Mg系フェライト粒子(体積平均粒径:35μm、形状係数SF1:105)とした以外は、実施例1と同様にして、キャリアF、現像剤Fを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
Mn−Mg系フェライト粒子(体積平均粒径:35μm、形状係数SF1:125)をMn−Mg系フェライト粒子(体積平均粒径:35μm、形状係数SF1:130)とした以外は、実施例1と同様にして、キャリアG、現像剤Gを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
母体トナー(1)の代わりに母体トナー(2)を用いた以外は、実施例1と同様にして、外添トナーH、現像剤Hを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
母体トナー(1)の代わりに母体トナー(3)を用いた以外は、実施例1と同様にして、外添トナーI、現像剤Iを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
母体トナー(1)の代わりに母体トナー(4)を用いた以外は、実施例1と同様にして、外添トナーJ、現像剤Jを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
母体トナー(1)の代わりに母体トナー(5)を用いた以外は、実施例1と同様にして、外添トナーK、現像剤Kを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
母体トナー(1)の代わりに母体トナー(6)を用いた以外は、実施例1と同様にして、外添トナーL、現像剤Lを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
母体トナー(1)の代わりに母体トナー(7)を用いた以外は、実施例1と同様にして、外添トナーO、現像剤Oを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
母体トナー(1)の代わりに母体トナー(8)を用いた以外は、実施例1と同様にして、外添トナーP、現像剤Pを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
Mn−Mg系フェライト粒子(体積平均粒径:35μm、形状係数SF1:125) 100重量部
メチルメタクリレート重合体粒子(個数平均粒径0.2μm) 2.5重量部
カーボンブラック(#25、三菱化学製) 0.5重量部
フェライト粒子を除く上記成分、トルエン(14重量部)およびガラスビーズ(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で30分間撹拌し、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フェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れトルエンを留去することにより樹脂被覆キャリアQを形成した。キャリアQの体積平均粒径は37μm、形状係数は125、25μm以下微粉量は2.9%、空隙比率Rは0.03であった。実施例1と同様にして、現像剤Qを作製した。
乾式処理装置処理時間5分を2分とした以外は、実施例1と同様にして、キャリアR、現像剤Rを作製した。現像剤の性状を表1に示す。表2〜5に評価結果を示す。
Claims (6)
- コア粒子と、前記コア粒子の表面を被覆する樹脂被覆層とを有し、
前記樹脂被覆層の内部に空隙を有し、前記樹脂被覆層の断面における前記樹脂被覆層の面積をS1、前記空隙の面積をS2としたときに、下記式(1)で定義される空隙比率Rが、0.05以上0.30以下の範囲であることを特徴とする静電荷像現像用キャリア。
R=S2/S1 (1) - 請求項1に記載の静電荷像現像用キャリアであって、
前記キャリアの形状係数が、100以上130以下の範囲であることを特徴とする静電荷像現像用キャリア。 - 請求項1または2に記載の静電荷像現像用キャリアと、静電荷像現像用トナーとを含有することを特徴とする静電荷像現像用現像剤。
- 請求項3に記載の静電荷像現像用現像剤であって、
前記静電荷像現像用トナーの形状係数が100以上130以下の範囲、前記静電荷像現像用トナーの微粉側粒度分布が1.30以下であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。 - 請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤であって、
前記静電荷像現像用トナーの形状係数が100以上125以下の範囲、前記静電荷像現像用トナーの前記微粉側粒度分布が1.25以下であることを特徴とする静電荷像現像用現像剤。 - 像保持体と、前記像保持体の表面に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤を用いて現像してトナー画像を形成する現像手段と、前記現像されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、を含み、
前記現像剤は、請求項3〜5のいずれか1項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。
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