図面 (/)

技術 静電荷像現像用キャリア、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、画像形成装置および画像形成方法

出願人 富士ゼロックス株式会社
発明者 井口もえ木井上敏司吉原宏太郎高木正博
出願日 2007年10月22日 (12年8ヶ月経過) 出願番号 2007-273561
公開日 2009年5月14日 (11年1ヶ月経過) 公開番号 2009-103787
状態 拒絶査定
技術分野 電子写真における現像剤 電子写真における現像剤
主要キーワード 最大充填量 循環攪拌 炭酸カルシウム含有量 平均比重 単体粒子 プロペラ型攪拌機 付着個数 個数比率
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年5月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

現像器内のトナー濃度が低下した場合でも流動性の増加を抑制する静電荷像現像用キャリアを提供すること。

解決手段

キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上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。

概要

背景

電子写真法を利用して画像を形成する複写機等の画像形成装置は、近年、広く普及するに伴い、その用途も多種多様広がり高画質化が求められている。高画質化に対応するために、使用されるトナーキャリア小径化しつつある。

高画質化の要求を満たすために、上記のようにキャリアを小径化すると、キャリア粒子個当たり磁気力が弱くなる。このため、キャリアが感光体上に付着し易くなる。
これに加えて、トナー供給ボックス内のトナーが消費されることにより現像器内のトナー濃度が低下して現像剤の電気抵抗が低下(キャリア粒子への電荷注入)が起こると、キャリア付着が発生し易くなる。

このようなキャリア付着を解決する方法としては、例えば、重量粒径分布20〜80μmのキャリア粒子aと重量粒径分布60〜120μmのキャリア粒子bを含んでなるキャリアにおいて全キャリア粒子重量中キャリア粒子aを80〜95wt%含むキャリア(特許文献1参照)が提案されている。
また、この他にも、キャリアの平均粒径粒度分布の小径側および大径側成分存在割合芯材被覆する樹脂層組成、および、芯材の流動度とキャリアの流動度との相対的関係を規定したキャリア(特許文献2参照)や、キャリアの粒度分布の小径側および大径側成分の存在割合を規定したキャリア(特許文献3参照)なども提案されている。
特開平5−45930号公報
特開平2001−194833号公報
特開平2−281280号公報

概要

現像器内のトナー濃度が低下した場合でも流動性の増加を抑制する静電荷像現像用キャリアを提供すること。キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上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。なし

目的

しかし、長時間連続して画像を形成した場合などのように現像器内のトナー濃度が大幅に低下してしまう状況では、上述したような従来のキャリアを用いても現像剤の流動性が増加することによってキャリア付着が発生してしまう場合があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加を抑制する静電荷像現像用キャリア、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、画像形成装置および画像形成方法を提供することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上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2

全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子が、5個数%以上15個数%以下の範囲内で含まれ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。

請求項3

会合粒子の平均粒径D2が全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上であり、且つ、下式(1)を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷像現像用キャリア。・式(1)1≦t1−t2≦8〔式(1)中、t1は、全キャリア粒子の流動度(秒/50g)を表し、t2は全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子の流動度(秒/50g)を表す。〕

請求項4

トナーと請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリアを含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤

請求項5

静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像現像剤により現像して前記静電潜像保持体表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体転写する転写手段と、を備えた画像形成装置に対して脱着可能であり、前記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4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

請求項6

画像形成装置に対して脱着可能であり、静電潜像保持体と、現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、を備え、前記現像剤が請求項4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

請求項7

静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像保持体表面潜像を形成する潜像形成手段と、請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記静電荷像現像用現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体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ことを特徴とする画像形成装置。

請求項8

静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤により前記潜像保持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着工程とを有することを特徴とする画像形成方法

技術分野

0001

本発明は、複写機等の電子写真方式を利用した画像の形成に用いられ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画像形成装置および画像形成方法に関する。

背景技術

0002

電子写真法を利用して画像を形成する複写機等の画像形成装置は、近年、広く普及するに伴い、その用途も多種多様広がり高画質化が求められている。高画質化に対応するために、使用されるトナーキャリア小径化しつつある。

0003

高画質化の要求を満たすために、上記のようにキャリアを小径化すると、キャリア粒子個当たり磁気力が弱くなる。このため、キャリアが感光体上に付着し易くなる。
これに加えて、トナー供給ボックス内のトナーが消費されることにより現像器内のトナー濃度が低下して現像剤の電気抵抗が低下(キャリア粒子への電荷注入)が起こると、キャリア付着が発生し易くなる。

0004

このようなキャリア付着を解決する方法としては、例えば、重量粒径分布20〜80μmのキャリア粒子aと重量粒径分布60〜120μmのキャリア粒子bを含んでなるキャリアにおいて全キャリア粒子重量中キャリア粒子aを80〜95wt%含むキャリア(特許文献1参照)が提案されている。
また、この他にも、キャリアの平均粒径粒度分布の小径側および大径側成分存在割合芯材被覆する樹脂層組成、および、芯材の流動度とキャリアの流動度との相対的関係を規定したキャリア(特許文献2参照)や、キャリアの粒度分布の小径側および大径側成分の存在割合を規定したキャリア(特許文献3参照)なども提案されている。
特開平5−45930号公報
特開平2001−194833号公報
特開平2−281280号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、長時間連続して画像を形成した場合などのように現像器内のトナー濃度が大幅に低下してしまう状況では、上述したような従来のキャリアを用いても現像剤の流動性が増加することによってキャリア付着が発生してしまう場合があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加を抑制する静電荷像現像用キャリア、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、画像形成装置および画像形成方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
請求項1に係わる発明は、
キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、
前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、
前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上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。

0007

請求項2に係わる発明は、
全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子が、5個数%以上15個数%以下の範囲内で含まれ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。

0008

請求項3に係わる発明は、
会合粒子の平均粒径D2が全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上であり、且つ、下式(1)を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷像現像用キャリア。
・式(1) 1≦t1−t2≦8
〔式(1)中、t1は、全キャリア粒子の流動度(秒/50g)を表し、t2は全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子の流動度(秒/50g)を表す。〕

0009

請求項4に係わる発明は、
トナーと請求項1〜3のいずれか1つに記載の静電荷像現像用キャリアを含むことを特徴とする静電荷像現像用現像剤である。

0010

請求項5に係わる発明は、
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像剤により現像して前記静電潜像保持体表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体転写する転写手段と、を備えた画像形成装置に対して脱着可能であり、
前記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4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。

0011

請求項6に係わる発明は、
画像形成装置に対して脱着可能であり、静電潜像保持体と、現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、を備え、
前記現像剤が請求項4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。

0012

請求項7に係わる発明は、
静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像保持体表面潜像を形成する潜像形成手段と、請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記静電荷像現像用現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体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ことを特徴とする画像形成装置である。

0013

請求項8に係わる発明は、
静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、請求項4に記載の静電荷像現像用現像剤により前記潜像保持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着工程とを有することを特徴とする画像形成方法である。

発明の効果

0014

以上に説明したように、請求項1に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加を抑制す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、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加をより確実に抑制す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3に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加をより確実に抑制する静電荷像現像用キャリアを提供することができる。

0015

請求項4に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加を抑制する静電荷像現像用現像剤を提供することができる。

0016

請求項5に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制す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6に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制す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7に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制する画像形成装置を提供することができる。
請求項8に記載の発明によれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制する画像形成方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0017

(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、「キャリア」と略す場合がある)は、キャリア粒子として、芯材と該芯材を被覆する樹脂層とを有する単体粒子と、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子と、を含み、前記単体粒子の平均粒径D1が前記会合粒子の平均粒径D2よりも小さく、且つ、前記単体粒子の粒子数N1と前記会合粒子の粒子数N2との総和に対する前記会合粒子の粒子数N2の割合が5個数%以上であることを特徴とする。

0018

以下、本発明を見出した理由について説明する。
まず、既述したように現像器内のトナー濃度が低下してしまう場合にキャリア付着が発生する。この理由は、以下の通りである。すなわち、静電荷像現像用現像剤(以下、「現像剤」と略す場合がある)中のトナー濃度の低下により現像剤の流動性が向上し、静電潜像保持体と現像剤保持体との間に形成される磁気ブラシが柔らかくなる。この場合、静電潜像保持体と現像剤スリーブと間のギャップの変動や、静電潜像保持体や現像剤スリーブの回転などにより、磁気ブラシの先端部が折れ曲がり易くなる。そして折れ曲がった磁気ブラシ先端部の磁気力の低下や電荷注入によりキャリア付着が発生する。

0019

以上に説明したようなキャリア付着の発生メカニズムに着目し、本発明者らは、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下しても、現像剤の流動性の増加を抑制することが重要であると考えた。ここで、現像剤の流動性は、トナーの流動性とキャリアの流動性とが合わさって決定される。このため、トナー濃度が低下した場合には、キャリアの流動性の影響が相対的により大きくなるといえる。
それゆえ、本発明者らは、トナー濃度が低下した場合でも現像剤の流動性の増加を抑制できるキャリアを用いることが必要であると考えた。

0020

一方、従来の芯材を樹脂層で被覆したタイプのキャリア(いわゆる樹脂被覆キャリア)には、キャリア粒子として実質的に単体粒子のみが含まれる。これに対して、本発明のキャリアには、単体粒子の他に会合粒子が含まれる。

0021

ここで、従来のようにキャリアが単体粒子のみからなる場合、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下すると、現像剤の流動性が増加する。そして結果的に、現像剤の流動性増加により磁気ブラシが折れ曲がりやすくなり、磁気力の低下により電荷注入が発生し、キャリア付着が起こる。
しかし、キャリアが単体粒子と会合粒子とからなる場合、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下して現像剤の流動性がキャリアの流動性により支配される傾向が強くなっても、キャリアが単体粒子のみからなる場合と比べると、現像剤の流動性の増加が抑制される。これは、キャリア中不定形状で流動性の低い会合粒子が一定の割合で存在するためである。このため、本発明では、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下しても、キャリア付着の発生を抑制できる。

0022

但し、現像剤の流動性はキャリア粒子の粒径によっても支配される。このため、不定形状であっても会合粒子の粒径が単体粒子の粒径よりも小さければ、トナー濃度が低下した時の現像剤の流動性は、流動性の増加を促進しやすい単体粒子の影響がより大きくなるため上述したような効果は得られ難くなる。
従って、本発明では、単体粒子の平均粒径D1が会合粒子の平均粒径D2よりも小さいことが必要である。なお、平均粒径D2は、平均粒径D1の1.5倍以上であることが好ましく、1.7倍以上であることがより好ましい。
一方、平均粒径D2が、平均粒径D1に対して大きすぎる場合は、現像剤全体の流動性が、会合粒子の流動性の影響をより強く受けるようになる。このため、現像器内でのトナー濃度によらず現像剤の流動性が低下し、現像に適さなくなる場合がある。このような観点からは、平均粒径D2は、平均粒径D1の3.0倍以下であることが好ましく、2.5倍以下であることがより好ましい。

0023

ここで、平均粒径D1は、以下のようにして求めた。まず、走査型電子顕微鏡によりキャリアを観察した際に、観察視野内に確認される100個の単体粒子のみを選択する。続いて、個々の単体粒子の面積と同じ面積を有する真円に対応する直径(真円相当径)を求める。最後に、この真円相当径の平均値を求め、これを、平均粒径D1とした。なお、平均粒径D2についても、上記と同様の手順で求めた。

0024

また、現像剤の流動性は、キャリアを構成する単体粒子と会合粒子との割合によっても支配される。このため、全キャリア粒子に対する会合粒子の存在割合が小さすぎる場合ににおいても、トナー濃度が低下した時の現像剤の流動性は、流動性の増加を促進しやすい単体粒子の影響がより大きくなるため上述したような効果は得られ難くなる。
従って、単体粒子の粒子数N1と会合粒子の粒子数N2との総和(すなわち全キャリア粒子の個数)に対する会合粒子の粒子数N2の割合(粒子数比N2/(N1+N2))は、5個数%以上であることが必要であり、7個数%以上であることが好ましく、10個数%以上であることがより好ましい。
一方、粒子数比N2/(N1+N2)が大きすぎる場合は、現像剤全体の流動性が、会合粒子の流動性の影響をより強く受けるようになる。このため、現像器内でのトナー濃度によらず現像剤の流動性が低下し、現像に適さなくなる場合がある。このような観点からは、粒子数比N2/(N1+N2)は20個数%以下であることが好ましく、15個数%以下であることがより好ましい。

0025

ここで、粒子数比N2/(N1+N2)、以下のようにして求めた。まず、走査型電子顕微鏡により観察視野内に観察されるキャリア粒子について、単体粒子か会合粒子かを問わず無差別に100個選択する。続いて、選択したキャリア粒子中100個(すなわちN1+N2個)中に、何個(すなわち、N2個)の会合粒子が存在するかをカウントする。そしてこれらの値から、粒子数比N2/(N1+N2)を計算する。

0026

なお、本発明に用いられる会合粒子は、2個以上の単体粒子が樹脂層を介して結着した不定形状のキャリア粒子である。この会合粒子は、一の単体粒子の樹脂層の一部分と他の単体粒子の樹脂層の一部分とが固着したり接着したりして一体化し連結した状態のキャリア粒子を意味する。会合粒子は、キャリアに用いられる単体粒子を作製する際の作製条件(具体的には、芯材表面に樹脂層を形成する際の製造条件)を制御することにより作製できる。また、この他にも、一旦作製された単体粒子を、樹脂層の融着が起こる程度に加熱処理することなどによっても作製できる。
単体粒子と比べるとその形状が著しく不定形である会合粒子は、単体粒子と比べると流動性が低い。それゆえ、会合粒子のみからなるキャリアでは、現像剤として必要な流動性が全く確保できない。また、画質欠陥が発生しやすい。このため、従来、会合粒子は、キャリア粒子としては不良品として扱われ、キャリアの作製に際しては会合粒子が実質的に発生しない条件で作製されていたものである。

0027

図1は、本発明の会合粒子の断面構造の一例を示す概略模式図であり、2つの単体粒子が樹脂層を介して結着した会合粒子の断面構造について示したものである。ここで、図中、310は第1の単体粒子、312は芯材、314は樹脂層、320は第2の単体粒子、322は芯材、324は樹脂層、330は結着部、340は会合粒子を表す。
図1に示す会合粒子340は、2つの単体粒子310、320を有し、芯材312とこれを被覆する樹脂層314とからなる第1の単体粒子310の樹脂層314の一部分と、芯材322とこれを被覆する樹脂層324とからなる第2の単体粒子320の樹脂層324の一部分とが、連結して結着部330を形成してなるものである。
キャリア粒子が会合粒子、単体粒子のいずれであるのかは、走査型電子顕微鏡を用いてキャリアを観察した際に、キャリア粒子に結着部330が存在するか否かにより容易に判別することができる。

0028

なお、図1に示した例では、2つの単体粒子が結着した会合粒子について示したが、会合粒子を構成する単体粒子の数(以下、「会合数」と称す場合がある)は2個以上あれば特に限定されないが、その上限は15個以下であることが好ましく、10個以下であることがより好ましい。会合数が15個を超えると、このような会合粒子の作製が困難となる場合があったり、画質欠陥が発生しやすい。

0029

全キャリア粒子の平均粒径Dtは、20μm〜50μm程度の範囲内であればよい。しかし、本発明のキャリアを体積平均粒径が5μm〜8μm程度の小径のトナーと組み合わせて現像剤として利用する上では、平均粒径Dtは特に30μm〜40μmの範囲内が好ましい。平均粒径Dtが当該範囲を外れる場合、本発明のキャリアを小径のトナーと組み合わせて用いても、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下した際に、キャリア付着の発生を抑制することが困難となる場合がある。

0030

ここで、平均粒径Dtは、下式(1)に基づいて求めた。
・式(1) Dt=D1×N1/(N1+N2)+D2×N2/(N1+N2)
但し、式(1)中、D1は単体粒子の平均粒径、D2は会合粒子の平均粒径、N1は単体粒子の粒子数、N2は会合粒子の粒子数を意味し、これらのパラメーター測定方法は既述した通りである。

0031

また、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下した際に、キャリア付着の発生をより確実に抑制するためには、キャリア中に、全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子が、5個数%以上20個数%以下の範囲内で含まれることが好ましく、5個数%以上15個数%以下の範囲内で含まれていることがより好ましい。
平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子の含有量が5個数%未満では、現像器内の現像剤中のトナー濃度が低下した際に、キャリア付着の発生をより一層抑制することが困難となる場合がある。
一方、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子の含有量が20個数%を超えると、現像器内の現像剤中のトナー濃度に関係なく、現像剤の流動性が低下して、現像性を低下させてしまう場合があったり、画質欠陥が発生し易い。

0032

なお、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子の含有割合は、キャリアを走査型電子顕微鏡で観察した際、観察視野内の(会合粒子か単体粒子かを問わず無差別に選択した)キャリア粒子100個をサンプリングして求めた。具体的には、式(1)に基づき平均粒径Dtを求めた後、観察視野内のうち、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有する会合粒子の個数をカウントして、これをサンプリング数で割ることにより求めた。

0033

また、本発明のキャリアは、会合粒子の平均粒径D2が全キャリア粒子の平均粒径Dtの1.5倍以上であり、且つ、下式(2)を満たすことが好ましい。
・式(2) 1≦t1−t2≦8
但し、式(2)中、t1は、全キャリア粒子の流動度(秒/50g)を表し、t2は全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子の流動度(秒/50g)を表す。

0034

t1−t2が1未満の場合、現像器内のトナー濃度が低下した際に、キャリア付着の発生をより確実に抑制することが困難となる場合がある。また、t1−t2が8を超える場合には、現像器内のトナー濃度に関係なく、現像剤の流動性が低下するため、現像性が低下する場合がある。なお、t1−t2は1秒/50g〜5秒/50gの範囲内がより好ましい。ここで、流動度は、JIS−Z 2502に基づいて測定された値を意味する。

0035

また、全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子とは、具体的には以下の手順で選別されたキャリア粒子を意味する。
まず、式(1)を利用して、平均粒径Dtを求めておく。続いて、キャリアを数水準の目開きを有するメッシュ分級して粗大成分を除去した分級サンプルを準備する。続いて、各分級サンプルに含まれるキャリア粒子を走査型電子顕微鏡で観察して観察視野内のうち、粒度分布の上限側から5個数%の粒子を選択してその平均粒径(粒度分布上限側平均粒径)を求める。そして粒度分布上限側平均粒径が平均粒径Dtの1.5倍に最も近い分級サンプルを、全キャリア粒子から、平均粒径Dtの1.5倍以上の粒径を有するキャリア粒子を除去して得られたキャリア粒子とした。
なお、分級処理に使用するメッシュの目開きは、規格サイズの中から連続した範囲を選択する。例えば、目開きの規格サイズが、・・・10、20、30、40μm・・・である場合、・・・10μm、40μm・・・と選択するのではなく、・・・10μm、20μm、30μm、40μm・・・の全てを選択する。

0036

−芯材−
キャリアを構成する芯材としては、特に制限はなく、公知のキャリア用の芯材を用いることができる。例えば、鉄、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磁性微粒子樹脂中に分散させた磁性粒子分型粒子ガラスビーズ等が挙げられるが、キャリアを磁気ブラシ法に用いるためには、磁性材料であることが好ましい。キャリアの芯材の体積平均粒径としては、一般的には10〜150μmであり、好ましくは30〜100μmである。

0038

芯材を被覆する樹脂量は、芯材100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下の範囲が好ましく、0.5質量部以上10質量部以下の範囲が好ましく、1質量部以上5質量部以下がより好ましく、1質量部以上3質量部以下が更に好ましい。
樹脂量が0.5質量部より少ないと、芯材の表面露出が多すぎるため、現像電界注入しやすくなる可能性がある。また樹脂量が10質量部より大きいと、樹脂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可能性がある。

0039

樹脂層には、抵抗を制御するためなどの目的で、必要に応じて導電粉が含まれても良い。
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108Ω・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。

0040

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。

0041

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、導電粉が樹脂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。

0042

導電粉の体積平均粒子径は、レーザー回析粒度分布測定装置(LA−700:堀場製作所製)を用いて測定する。

0043

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。

0044

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。

0045

導電粉の体積電気抵抗は、101Ω・cm以上1012Ω・cm以下であることが好ましく、103Ω・cm以上109Ω・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。

0046

導電粉の含有量は、樹脂層全体に対し、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、ソリッド画像再現性が劣る場合がある。
また樹脂層は、他に樹脂粒子を含有しても良い。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。

0047

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、樹脂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、樹脂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。

0048

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。

0049

樹脂粒子の含有量は、樹脂層全体に対し、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、樹脂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。

0050

樹脂層による芯材表面の被覆率は95%以上であることが好ましく、98%以上であることがより好ましく、100%であることが最も好ましい。被覆率が95%未満の場合には、長期に渡って使用した場合にキャリアへの電荷注入が発生し、電荷注入が起こったキャリアが静電潜像保持体上へ移行し、画像上に白点が発生してしまう場合がある。

0051

なお、樹脂層の被覆率は、XPS測定(X線光電子分光測定)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、樹脂層を構成する主たる元素(通常は炭素)と、芯材を構成する主たる元素(例えば芯材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、芯材が、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。

0052

これらの各々の元素のスペクトルに基づいて、炭素、酸素、鉄の元素個数(AC+AO+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(3)に基づいて、芯材単体、および、芯材を樹脂層で被覆した後(キャリア)の鉄量率を求め、続いて、下記式(4)により被覆率を求めた。
・式(3)
鉄量率(atomic%)=AFe/(AC+AO+AFe)×100
・式(4)
被覆率(%)={1−(キャリアの鉄量率)/(芯材単体の鉄量率)}×100

0053

なお、芯材として、酸化鉄系以外の材料を用いる場合には、酸素の他に芯材を構成する金属元素のスペクトルを測定し、上述の式(3)や式(4)に準じて同様の計算を行えば被覆率を求めることができる。

0054

樹脂層の平均膜厚は、0.1μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上3.0μm以下がより好ましく、0.1μm以上1.0μm以下が更に好ましい。樹脂層の平均膜厚が0.1μmよりも薄いと、長時間使用時に樹脂層剥離による抵抗低下が発生する場合がある。一方、樹脂層の平均膜厚が5μm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。

0055

樹脂層の平均膜厚(μm)は、芯材の真比重をρ(無次元)、芯材の体積平均粒子径をd(μm)、樹脂層の平均比重をρC、芯材100質量部に対する樹脂層の全含有量をWC(質量部)とすると、下記式(5)以下のようにして求めることができる。
・式(5)
平均膜厚(μm)=[キャリア1個当たりの被覆樹脂量(導電粉等の添加物もすべて含む)/キャリア1個当たりの表面積]÷樹脂層の平均比重
=[4/3π・(d/2)3・ρ・WC]/[4π・(d/2)2]÷ρC
=(1/6)・(d・ρ・WC/ρC)

0056

−キャリアの諸物性−
キャリアの飽和磁化は、40emu/g以上であることが好ましく、50emu/g以上であることがより好ましい。
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。本発明においては、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。

0057

キャリアの体積電気抵抗は、1×105Ω・cm以上1×1015Ω・cm以下の範囲に制御されることが好ましく、1×108Ω・cm以上1×1014Ω・cm以下の範囲であることがより好ましく、1×108Ω・cm以上1×1013Ω・cm以下の範囲であることがさらに好ましい。
キャリアの体積電気抵抗が1×1015Ω・cmを超える場合、高抵抗になり、現像時に現像電極として働きにくくなるため、特にベタ画像部でエッジ効果が出るなど、ソリッド再現性が低下する場合がある。一方、1×105Ω・cm未満の場合、低抵抗になるため、現像剤中のトナー濃度が低下した時に現像ロールからキャリアへ電荷が注入し、キャリア自体が現像されてしまう不具合が発生しやすくなる場合がある。
またキャリアの体積電気抵抗は、磁性粒子の体積電気抵抗と同様にして測定を行う。

0058

−キャリアの製造方法−
キャリアの作製に際して、芯材の表面に樹脂層を形成する場合、樹脂層を構成する樹脂等の各種成分を適当な溶媒に溶解した樹脂層形成用溶液を用いる。
樹脂層形成用溶液の溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する樹脂や、芯材への樹脂層形成用溶液の塗布方法等を案して適宜選択すればよいが、例えば、トルエンキシレン等の芳香族炭化水素類アセトンメチルエチルケトン等のケトン類テトラヒドロフランジオキサン等のエーテル類;などが挙げられる。

0059

具体的な樹脂層の形成方法としては、芯材を樹脂層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、樹脂層形成用溶液を芯材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樹脂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樹脂層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法が挙げられる。

0060

なお、ニーダーコーター法を利用する場合は、従来の単体粒子のみからなるキャリアを作製する場合と比べて、真空脱気ニーダー等のコーティング装置の羽回転数をより低回転数側に制御することにより、単体粒子と共に会合粒子を作製することもできる。このため、この方法を利用すれば、本発明のキャリアを一度に作製することができる。

0061

また、予め作製しておいた単体粒子を用いて、樹脂層が融着する程度の温度で加熱して会合粒子を作製し、所定ので分級してこれを単体粒子と混合することによって、本発明のキャリアを作製することもできる。

0062

(静電荷像現像用現像剤)
本発明の静電荷像現像用現像剤は、本発明のキャリアとトナーを含む二成分現像剤である。二成分現像剤における本発明のトナーと上記キャリアとの混合比(重量比)としては、トナー:キャリア=1:100〜30:100程度の範囲であり、3:100〜20:100程度の範囲がより好ましい。

0063

−トナー−
現像剤に用いられるトナーとしては、特に制限はなく、公知のトナーを用いることができる。トナーとしては、代表的には、結着樹脂着色剤とを含む着色トナーを挙げることができるが、着色剤の代わりに赤外線吸収剤を用いた赤外線吸収トナーなどを用いることも可能である。また、これらの成分に加えて、必要に応じて離型剤や各種の内添剤外添剤等のその他の成分を更に添加することもできる。

0064

次に、本発明の現像剤に用いられるトナーについてより詳細に説明する。
トナーの結着樹脂としては、エチレンプロピレンブチレンイソプレン等のモノオレフィン酢酸ビニルプロピオン酸ビニル安息香酸ビニル酪酸ビニル等のビニルエステルアクリル酸メチルアクリル酸フェニルアクリル酸オクチル、メタクリル酸メチルメタクリル酸エチルメタクリル酸ブチルメタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ビニルメチルエーテルビニルエチルエーテルビニル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、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類;等の単独重合体又は共重合体等が挙げられる。これらの中でも特に代表的な結着樹脂としては、例えばポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂ポリアミド変性ロジン等が挙げられる。

0065

また結晶性の結着樹脂としては、例えば、メチレン基を6以上直鎖状につなげたアルキル基を主鎖に持つ、ノナンジオールデカンジオールドデカンジオール等のジアルコールデカンニ酸、ドデカンニ酸等のジカルボン酸との縮合により形成されるポリエステル樹脂や、前記メチレン基を6以上直鎖状につなげたアルキル基を側鎖に持つアクリル酸デシル、アクリル酸ドデシルアクリル酸ステアリル重合単位として有する樹脂などが挙げられる。

0066

着色剤としては、特に制限はないが例えば、カーボンブラック、アニリンブルーカルコイルブルークロムイエローウルトラマリンブルー、デユポンオイルレッドキノリンイエローメチレンブルークロリドフタロシアニンブルーマラカイトグリーンオキサレートランプブラックローズベンガル、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・ブルー15:1、ピグメント・ブルー15:3等が挙げられる。

0067

またトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含んでいてもよい。その際、特にカラートナー等に用いる場合には、色調に影響を与えない無色又は淡色の帯電制御剤が好ましい。その帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯体サルチル酸もしくはアルキルサルチル酸の金属錯体もしくは金属塩;等を用いることが好ましい。

0068

さらに、トナーには、必要であれば、オフセットの防止等を目的として、離型剤が含まれていてもよい。
離型剤は例えば、次のものが挙げられる。パラフィンワックス及びその誘導体モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレフィンワックス及びその誘導体等である。誘導体とは酸化物ビニルモノマーとの重合体グラフト変性物を含む。この他に、アルコール脂肪酸植物系ワックス動物系ワックス鉱物系ワックスエステルワックス、酸アミド等も利用できる。

0069

またトナーは、内部に無機酸化物粒子を添加しても良い。無機酸化物粒子としては例えば、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等を例示することができる。これらのうち、特にシリカ粒子チタニア粒子が好ましい。酸化物粒子の表面は、必ずしも予め疎水化処理されている必要はないが、疎水化処理されていてもよい。疎水化処理されていると、内部の無機粒子の一部がトナー表面に露出した場合においても、帯電の環境依存性およびキャリア汚染性を、効果的に少なく抑えることができる。

0070

疎水化処理は、疎水化処理剤無機酸化物を浸漬等することにより行うことができる。疎水化処理剤としては特に制限はないが、例えば、シランカップリング剤シリコーンオイルチタネート系カップリング剤アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でもシランカップリング剤が好適に挙げられる。

0071

シランカップリング剤としては、例えば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か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メ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−(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−メタクリロキシピロピルトリメトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ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、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。

0072

疎水化処理剤の量としては、無機酸化物粒子の種類等により異なり一概に規定することはできないが、通常無機酸化物粒子100質量部に対して、5〜50質量部程度が好ましい。

0073

またトナーは、無機酸化物粒子をトナー表面に添加する事もできる。トナー表面に添加される無機酸化物粒子としては、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等を例示することができる。これらのうち、特にシリカ粒子、チタニア粒子が好ましい。酸化物粒子は、表面が予め疎水化処理されていることが望ましい。この疎水化処理によりトナーの粉体流動性改善のほか、帯電の環境依存性、キャリア汚染性を効果的に少なく抑えることができる。

0074

疎水化処理は、上記と同様に、疎水化処理剤に無機酸化物を浸漬等することにより行うことができる。疎水化処理剤としては特に制限はないが、例えば、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でもシランカップリング剤が好適に挙げられる。

0075

前記シランカップリング剤としては、例えばクロロシラン、アルコキシシラン、シラザン、特殊シリル化剤のいずれか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、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、デシルトリメトキシシラン、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−(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−メタクリロキシピロピルトリメトキシシラン、β−(3、4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ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、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。

0076

疎水化処理剤の量としては、上記と同様に、無機酸化物粒子の種類等により異なり一概に規定することはできないが、通常無機酸化物粒子100質量部に対して、5〜50質量部程度が好ましい。

0077

トナーの粒度分布については、4μm以下の粒径のトナー粒子が、全トナー粒子数の6〜25個数%であることが好ましく、6〜16個数%がより好ましい。4μm以下の粒径のトナー粒子が6個数%未満であると、微小ドット再現性粒状性に寄与する粒子が少なく、有効な粒子径であるがゆえに選択的に消費されるため、繰り返し複写を行うと現像に寄与しにくい粒子径のトナーが現像機中へ滞留してしまうため、次第に画質が悪化する場合がある。一方、25個数%を越えると、トナーの流動性が悪化するため、現像剤の搬送性が低下し、現像性に悪影響を及ぼす懸念がある。

0078

また、16μm以上の粒径のトナー粒子は、1.0体積%以下であることが好ましい。1.0体積%より大きいと、細線再現性階調性に悪影響を及ぼすだけでなく、転写時、16μm以上の粗粉トナートナー層中に介在することによって、電潜像保持体転写体静電付着状態を妨げる働きをするため、転写効率の低下、ひいては画質の低下を招く恐れがある。

0079

また、トナーの体積平均粒子径は、既述したように5μm以上8μm以下であることが好ましい。体積平均粒子径5μm未満であると、トナーの流動性が悪化するばかりでなく、キャリアから十分な帯電能を付与されにくくなるため、背景部へのカブリが生じたり、濃度再現性が低下しやすくなったりする場合がある。体積平均粒子径が8μmを越えると、微細ドットの再現性、階調性、粒状性の改善効果が乏しくなる場合がある。

0080

従って、上述したトナーの粒度分布および体積平均粒子径を有することによって、写真絵画パンフレット等の画像面積の大きく、濃度階調がある原稿の繰り返し複写においても微細な静電潜像のドットに対して、忠実な再現性が期待できる。

0081

トナーの体積平均粒径(累積体積平均粒径D50)や粒度分布は、コールターマルチマイザーII(ベックマン−コールター社製)等の測定器を用い、電解液はISOTON‐II(ベックマンーコールター社製)を使用して測定することができる。
測定に際しては、分散剤として界面活性剤、好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0.5〜50mg加える。これを電解液100〜150ml中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターマルチマイザーII型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。

0082

このようにして測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲チャネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積50%となる粒径を累積体積平均粒径D50vとして求める

0083

トナーの製造方法は、一般に使用されている混練粉砕法湿式造粒法等を利用することができる。ここで、湿式造粒法としては、懸濁重合法、乳化重合法乳化重合凝集法ソープフリー乳化重合法非水分散重合法、in−situ重合法、界面重合法乳化分散造粒法、凝集合一法等を用いることができる。

0084

混練粉砕法でトナーを作製するには、結着樹脂、必要に応じて着色剤やその他の添加剤等を、ヘンシェルミキサーボールミル等の混合機により充分混合し、加熱ロール、ニーダー、エクストルーダの如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類を互いに相溶せしめた中に、赤外線吸収剤、酸化防止剤等を分散又は溶解せしめ、冷却固化粉砕及び分級を行ってトナーを得ることができる。

0085

湿式造粒法によりトナー粒子を作製した場合には、トナー粒子の形状係数は110〜135の範囲であることが好ましい。
ここで上記トナー粒子の形状係数は、キャリアの形状係数SF1と同様にして求められる。

0086

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、トナー重量/キャリア重量が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。

0087

本発明の現像剤は、予めトナー像形成手段(現像剤収容容器)内に収容される現像剤としてはもちろんのこと、例えば、現像によって消費されるトナーといっしょにキャリアを追加し、現像機内のキャリアを少しずつ入れ替えることにより帯電量の変化を抑制し画像濃度を安定化する現像方式(いわゆるトリクル現像方式)などに利用される補給用現像剤としても適用することができる。
但し、トリクル現像方式などに利用される補給用現像剤として本発明の現像剤を利用する場合における、トナーとキャリアの混合質量比としては、トナー重量/キャリア重量が2以上が好ましく、3以上が好ましく、5以上が更に好ましい。

0088

(画像形成方法)
本発明の現像剤は、公知の電子写真方式の画像形成方法に利用できる。
なお、画像形成方法は、具体的には、静電潜像保持体表面を帯電する帯電工程と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成工程と、本発明の現像剤により前記潜像保持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像工程と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写工程と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着工程とを有することが好ましい。
加えて、上述した工程以外にも必要に応じて静電潜像保持体表面をクリーニングするクリーニング工程等の公知の工程が含まれていてもよい。また、転写工程は、静電潜像保持体から中間転写体を介して記録媒体へとトナー像を転写するいわゆる中間転写方式であってもよい。
本発明の画像形成方法を利用すれば、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制できる。

0089

(静電荷像現像用現像剤用カートリッジ、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ)
また、本発明の現像剤は、公知の静電荷像現像用現像剤用カートリッジ、画像形成装置、及びプロセスカートリッジに利用できる。これにより、現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制できる。

0090

なお、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)は、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像剤により現像して前記静電潜像保持体表面にトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、を備えた画像形成装置に対して脱着可能であり、前記トナー像形成手段に供給するための現像剤を収納するものである。なお、現像剤としては本発明の現像剤が用いられる。

0091

ここで本発明のカートリッジは、本発明の現像剤を収納するカートリッジであっても良いし、トナーを単独で収納するカートリッジと本発明のキャリアを単独で収納するカートリッジとを別体としたものであってもよい。

0092

また、本発明の現像剤は公知の電子写真方式の画像形成装置であれば特に制限なく利用できる。
このような画像形成装置としては、具体的には、静電潜像保持体と、前記静電潜像保持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、本発明の現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記静電荷像現像用現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像を前記静電潜像保持体表面から記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体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ものであることが好ましい。

0093

なお、本発明の現像剤の利用に適した画像形成装置は、上記の静電潜像保持体と、帯電手段と、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ることが特に好ましいが、その他必要に応じてクリーニングブレード等を用いた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。

0094

またトナー像形成手段は、現像剤を収容するための現像剤収容容器と、補給用現像剤を現像剤収容容器に供給するための現像剤供給手段と、現像剤収容容器内に収容されている現像剤の少なくとも一部を排出するための現像剤排出手段とを備える構成、すなわち、トリクル現像方式を採用した構成を有するものでも良い。
この場合、補給用現像剤として本発明の現像剤を用いれば、より長期に渡って現像器内のトナー濃度が低下した場合でもキャリア付着の発生を抑制できる。

0095

なお、現像剤収容容器に供給するための現像剤(補給用現像剤)は、トナー・キャリア混合質量比が、トナー重量/キャリア重量≧2であることが好ましく、トナー重量/キャリア重量≧3であることがより好ましく、トナー重量/キャリア重量≧5であることが更に好ましい。

0096

本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に対して脱着可能であり、静電潜像保持体と、本発明の現像剤を収納すると共に前記静電潜像保持体表面に形成された静電潜像に前記現像剤を供給してトナー像を形成するトナー像形成手段と、を備えたものである。なお、必要に応じて、クリーニング手段、帯電手段、除電手段等から選択される少なくとも一種を備えることが更に好ましい。

0097

また、画像形成装置やプロセスカートリッジを構成するトナー像形成手段は、通常、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ており、この現像剤保持体が回転しながら静電潜像保持体表面に現像剤を供給する筒状部材である。

0098

以下、本発明のカートリッジ、画像形成装置、及びプロセスカートリッジの具体例について、図面を用いて具体的に説明する。

0099

図2は、本発明の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2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。

0100

図2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中に収納される現像剤およびカートリッジ28中に収納される補給用現像剤は、本発明の現像剤である。

0101

また図2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。

0102

図2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。

0103

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表面に接触し静電潜像保持体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表面に接触するクリーニング手段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。

0104

静電潜像保持体12と転写手段20との間隙は、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との間隙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。

0105

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。

0106

帯電手段14としては、例えば、導電性または半導電性ローラーブラシ、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帯電装置等、公知の手段を使用することができる。

0107

静電潜像形成手段16としては、例えば、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信号を形成できる、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。

0108

転写手段20としては、具体的には例えば、電圧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。

0109

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。

0110

ここで、クリーニング手段22としてはクリーニングブレードが用いられる。また、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。

0111

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、シリコンゴムフッ素系樹脂などであることが好ましい。

0112

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。

0113

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を形成し、この静電潜像が形成された静電潜像保持体12表面に、静電潜像の色情報に応じてトナー像形成手段18から本発明の現像剤Pを供給することによりトナー像を形成する。

0114

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。

0115

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、除電手段24により除電される。

0116

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。

0117

図3は、本発明の画像形成装置の他の好適な一実施形態(第二実施形態)の基本構成を概略的に示す断面図である。図3に示す画像形成装置は、本発明の現像剤(補給用現像剤)を、トナー像形成手段内にある現像剤収容容器へ現像剤供給手段により供給すると共に、現像剤収容容器に収容されている現像剤の少なくとも一部を、現像剤排出手段により排出する、トリクル現像方式を採用した構成となっている。

0118

画像形成装置100は、図3に示すように、矢印aで示すように、時計回り方向に回転する静電潜像保持体110と、静電潜像保持体110の上方に、静電潜像保持体110に相対して設けられ、静電潜像保持体110の表面を負に帯電させる帯電手段120と、帯電手段120により帯電した静電潜像保持体110の表面に、現像剤(トナー)で形成しようとする画像を書き込んで静電潜像を形成する静電潜像形成手段130と、静電潜像形成手段130の下流側に設けられ、静電潜像形成手段130で形成された静電潜像にトナーを付着させて静電潜像保持体110の表面にトナー像を形成するトナー像形成手段140と、静電潜像保持体110に接触しつつ矢印bで示す方向に走行するとともに、静電潜像保持体110の表面に形成されたトナー像を転写するエンドレスベルト状中間転写ベルト150と、中間転写ベルト150にトナー像を転写した後の静電潜像保持体110の表面を除電して、表面に残った転写残トナーを除去し易くする除電手段160と、静電潜像保持体110の表面を清掃して前記転写残トナーを除去するクリーニング手段170とを備える。

0119

帯電手段120、静電潜像形成手段130、トナー像形成手段140、中間転写ベルト150、除電手段160、及びクリーニング手段170は、静電潜像保持体110を囲む円周上に、時計周り方向に配設されている。

0120

中間転写ベルト150は、内側から、張架ローラ150A、150B、バックアップローラ150C、及び駆動ローラ150Dによって緊張され、保持されるとともに、駆動ローラ150Dの回転に伴い矢印bの方向に駆動される。中間転写ベルト150の内側における静電潜像保持体110に相対する位置には、中間転写ベルト150を正に帯電させて中間転写ベルト150の外側の面に静電潜像保持体110上のトナーを吸着させる1次転写ローラ151が設けられている。中間転写ベルト150の下方における外側には、記録媒体Pを正に帯電させて中間転写ベルト150に押圧することにより、中間転写ベルト150に形成されたトナー像を記録媒体P上に転写する2次転写ローラ152がバックアップローラ150Cに対向して設けられている。

0121

中間転写ベルト150の下方には、さらに、2次転写ローラ152に記録媒体Pを供給する記録媒体供給装置153と、2次転写ローラ152においてトナー像が形成された記録媒体Pを搬送しつつ、前記トナー像を定着させる定着手段180とが設けられている。

0122

記録媒体供給装置153は、1対の搬送ローラ153Aと、搬送ローラ153Aで搬送される記録媒体Pを2次転写ローラ152に向かって誘導する誘導スロープ153Bと、を備える。一方、定着手段180は、2次転写ローラ152によってトナー像が転写された記録媒体Pを加熱・押圧することにより、前記トナー像の定着を行う1対の熱ローラである定着ローラ181と、定着ローラ181に向かって記録媒体Pを搬送する搬送コンベア182とを有する。

0123

記録媒体Pは、記録媒体供給装置153と2次転写ローラ152と定着手段180とにより、矢印cで示す方向に搬送される。

0124

中間転写ベルト150を挟んで駆動ローラ150Dに対向配置されるように、2次転写ローラ152において記録媒体Pにトナー像を転写した後に中間転写ベルト150に残ったトナーを除去するクリーニングブレードを有する中間転写体クリーニング手段154が設けられている。

0125

以下、トナー像形成手段140について詳細に説明する。トナー像形成手段140は、現像領域で静電潜像保持体110に対向して配置されており、例えば、負(−)極性に帯電するトナー及び正(+)極性に帯電するキャリアからなる2成分現像剤を収容する現像剤収容容器141を有している。現像剤収容容器141は、現像剤収容容器本体141Aとその上端を塞ぐ現像剤収容容器カバー141Bとを有している。

0126

現像剤収容容器本体141Aはその内側に、現像ロール142を収容する現像ロール室142Aを有しており、現像ロール室142Aに隣接して、第1攪拌室143Aと第1攪拌室143Aに隣接する第2攪拌室144Aとを有している。また、現像ロール室142A内には、現像剤収容容器カバー141Bが現像剤収容容器本体141Aに装着された時に現像ロール142表面の現像剤の層厚規制するための層厚規制部材145が設けられている。

0127

第1攪拌室143Aと第2攪拌室144Aとは仕切り壁141Cにより仕切られており、図示しないが、第1攪拌室143A及び第2攪拌室144Aは仕切り壁141Cの長手方向(現像装置長手方向)両端部で通じており、第1攪拌室143A及び第2攪拌室144Aによって循環攪拌室(143A+144A)を構成している。

0128

そして、現像ロール室142Aには、静電潜像保持体110と対向するように現像ロール142が配置されている。現像ロール142は、図示しないが磁性を有する磁性ロール固定磁石)の外側にスリーブを設けたものである。第1攪拌室143Aの現像剤は磁性ロールの磁力によって現像ロール142の表面上に吸着されて、現像領域に搬送される。また、現像ロール142はそのロール軸が現像剤収容容器本体141Aに回転自由に支持されている。ここで、現像ロール142と静電潜像保持体110とは、逆方向に回転し、対向部において、現像ロール142の表面上に吸着された現像剤は、静電潜像保持体110の進行方向と同方向から現像領域に搬送するようにしている。

0129

また、現像ロール142のスリーブには、不図示のバイアス電源が接続され、所定の現像バイアスが印加されるようになっている(本実施の形態では、現像領域に交番電界が印加されるように、直流成分(DC)に交流成分(AC)を重畳したバイアスを印加)。

0130

第1攪拌室143A及び第2攪拌室144Aには現像剤を攪拌しながら搬送する第1攪拌部材143(攪拌・搬送部材)及び第2攪拌部材144(攪拌・搬送部材)が配置されている。第1攪拌部材143は、現像ロール142の軸方向に伸びる第1回転軸と、回転軸の外周に螺旋状に固定された攪拌搬送羽根突起部)とで構成されている。また、第2攪拌部材144も、同様に、第2回転軸及び攪拌搬送羽根(突起部)とで構成されている。なお、攪拌部材は現像剤収容容器本体141Aに回転自由に支持されている。そして、第1攪拌部材143及び第2攪拌部材144は、その回転によって、第1攪拌室143A及び第2攪拌室144Aの中の現像剤は互いに逆方向に搬送されるように配設されている。

0131

そして、第2攪拌室144Aの長手方向一端側には、供給用トナー及び供給用キャリアを含む補給用現像剤を第2攪拌室144Aへ供給するための現像剤供給手段146の一端が連結されており、現像剤供給手段146の他端には、補給用現像剤を収容している現像剤カートリッジ147が連結されている。また、第2攪拌室144Aの長手方向一端側には、収容している現像剤を排出するための現像剤排出手段148の一端も連結されており、現像剤排出手段148の他端には図示しないが排出した現像剤を回収する現像剤回収容と連結されている。

0132

このようにトナー像形成手段140は、現像剤カートリッジ147から現像剤供給手段146を経て補給用現像剤をトナー像形成手段140(第2攪拌室144A)へ供給し、古くなった現像剤を現像剤排出手段148から排出する、所謂トリクル現像方式(現像剤の帯電性能の低下を防止して現像剤交換インターバル延ばすために、現像装置内に補給用現像剤(トリクル現像剤)を徐々に供給する一方で、過剰になった(劣化したキャリアを多く含む)劣化現像剤を排出しながら現像を行う現像方式である)を採用している。

0133

ここで本実施形態では、本発明のキャリアを含む補給用現像剤を収容している現像剤カートリッジ147を用いる構成を一例として挙げたが、現像剤カートリッジ147は、供給用トナーを単独で収納するカートリッジと本発明のキャリアを単独で収納するカートリッジとを別体としたものであっても良い。

0134

次に、クリーニング手段170について詳細に説明する。クリーニング手段170は、ハウジング171と、ハウジング171から突出するように配設されるクリーニングブレード172を含んで構成されている。クリーニングブレード172は、静電潜像保持体110の回転軸の延在方向に延びる板状のものであって、静電潜像保持体110における1次転写ローラ151による転写位置より回転方向(矢印a方向)下流側で且つ、除電手段160によって除電される位置より回転方向下流側に、先端部(以下、エッジ部という)が圧接されるように設けられている。

0135

クリーニングブレード172は、静電潜像保持体110が所定方向(矢印a方向)に回転することによって、1次転写ローラ151により記録媒体Pに転写されずに静電潜像保持体110上に付着している未転写残留トナーや記録媒体Pの紙粉等の異物を、き止めて静電潜像保持体110から除去する。

0136

また、ハウジング171内の底部には、搬送部材173が配設されており、ハウジング171における搬送部材173の搬送方向下流側にはクリーニングブレード172により除去されたトナー粒子(現像剤)をトナー像形成手段140へ供給するための供給搬送手段174の一端が連結されている。そして、供給搬送手段174の他端は現像剤供給手段146へ合流するように連結されている。

0137

このようにクリーニング手段170は、ハウジング171の底部に設けられた搬送部材173の回転に伴い、供給搬送手段174を通じて未転写残留トナー粒子をトナー像形成手段140(第2攪拌室144A)へと搬送し、収容されている現像剤(トナー)とともに攪拌搬送して再利用するトナーリクレームを採用している。

0138

図4は、本発明の画像形成装置の他の好適な一実施形態(第三実施形態)の基本構成を概略的に示す断面図である。図4に示す画像形成装置は、本発明のプロセスカートリッジを備えた構成となっている。

0139

図4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。

0140

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、及びクリーニングブレードを有するクリーニング手段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。

0141

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。

0142

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、及び記録媒体250における個々の詳細については、上記図2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、及び記録媒体50と同様である。

0143

また図4の画像形成装置200を用いた画像形成についても、上記図2の画像形成装置10を用いた画像形成と同様である

0144

以下に、本発明を実施例を挙げてより詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。なお、以下の説明において「部」は「質量部」を意味する。

0145

<トナーの作製>
顔料分散液の調整−
・着色剤(C.I.ピグメントブルーB15:3):20質量部
酢酸エチル:75質量部
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化成(株)社製):4質量部
ソルスパース5000(顔料誘導体、ゼネカ(株)社製):1質量部
以上の成分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。

0146

離型剤分散液の作製−
・離型剤(パラフィンワックス、融点89℃):30質量部
・酢酸エチル:270質量部
以上の成分をDCPミルを用い10℃に冷却した状態で、湿式粉砕し、離型剤分散液を作製した。

0147

トナー母粒子の作製−
非晶性ポリエステル樹脂重量平均分子量Mw:12000、ガラス転移温度Tg:65℃、軟化点:100℃):120質量部
結晶性ポリエステル樹脂(重量平均分子量Mw:10000、融点:70℃):16質量部
・顔料分散液:34質量部
・酢酸エチル:56質量部
以上の成分を混合攪拌した後、更に離型剤分散液75質量部を加え、均一になるまでよく撹拌した溶液を調整した(この液をA液とした)。

0148

炭酸カルシウム分散液炭酸カルシウム含有量40質量%):124質量部
セロゲンBS−H(第一工業製薬(株))の2%水溶液:99質量部
・水:157質量部
以上の成分をホモジナイザーウルトラタラックス:IKA社製)を用いて5分間攪拌した溶液を調整した(この液をB液とした)。

0149

続いて、ホモジナイザー(ウルトラタラックス:IKA社製)を用いて前記B液345質量部を10000rpmで攪拌している中に前記A液250質量部を加え、1分間攪拌し混合液を懸濁し、室温常圧でプロペラ型攪拌機を用いて攪拌し溶媒を除去した。
次に塩酸を加えて、炭酸カルシウムを除去した後水洗、乾燥した。引き続き得られたトナーをスプレードライヤー中に投入して瞬間的に加熱して表面張力により球形化する処理を行った後、再びエルボジェット分級機を用いて微粉を除き体積平均粒径6.0μmのトナー母粒子を得た。

0150

−外添剤の添加処理
トナー母粒子100質量部と疎水性シリカキャボット社製、TS720)1.2質量部とをヘンシェルミキサーにより混合し、外添剤を添加したトナーを得た。

0151

芯材粒子作製>
芯材粒子(1)の作製
体積平均粒径35.1μmのMn−Mg−Sr系フェライト粒子500部を、フェニルトリエトキシシラン5部をメタノール500部に希釈した溶液中に浸漬して、フェライト粒子表面をシランカップリング剤により表面処理し十分に乾燥させ、芯材粒子(1)を得た。

0152

芯材粒子(2)の作製
ヘンシェルミキサーに体積平均粒径0.5μmの球状マグネタイト粒子粉500部を投入し、十分に攪拌した後、チタンネートカップリング剤25部を添加し、約100℃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。
次に、1Lの四つ口フラスコに、フェノール40部、ホルマリン60部、親油化処理された上記球状マグネタイト粒子500部とアンモニア水12部、水60部を攪拌混合した。次に、攪拌しながら1時間で85℃に上昇させ、同温度で3時間反応させた。その後、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、乾燥させ、体積平均粒径35.3μmの球状芯材粒子(2)を得た。

0153

芯材粒子(3)の作製
体積平均粒径46.5μmのMn−Mg−Sr系フェライト粒子500部を、フェニルトリエトキシシラン5部をメタノール500部に希釈した溶液中に浸漬して、フェライト粒子表面をシランカップリング剤により表面処理し十分に乾燥させ、芯材粒子(3)を得た。

0154

芯材粒子(4)の作製
体積平均粒径17.5.μmのMn−Mg−Sr系フェライト粒子500部を、フェニルトリエトキシシラン5部をメタノール500部に希釈した溶液中に浸漬して、フェライト粒子表面をシランカップリング剤により表面処理し十分に乾燥させ、芯材粒子(4)を得た。

0155

<樹脂層形成用溶液(1)の調整>
・トルエン:100質量部
シクロヘキシルメタ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(共重合質量比9.5:0.5、重量平均分子量Mw=8万):10質量部
・カーボンブラック(R330:キャボット製):0.72質量部
・ガラスビーズ(φ1mm):100質量部
上記成分を、関西ペイント社製サンドミルを用いて1200ppm/30min攪拌し、樹脂層形成用溶液を調整した。

0156

<キャリアの作製>
(1)キャリアA1の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数25rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することによりキャリアA1を得た。

0157

(2)キャリアA2の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数35rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することによりキャリアA2を得た。

0158

(3)キャリアA3の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数24rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することによりキャリアA3を得た。

0159

(4)キャリアA4の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数27rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒、することによりキャリアA4を得た。

0160

(5)キャリアA5の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数42rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒、することによりキャリアA5を得た。

0161

(6)キャリアA6の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、親油化処理された球状マグネタイト粒子(2)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数25rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒することによりキャリアA6を得た。

0162

(7)キャリアB1の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数42rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒、することによりキャリアB1を得た。

0163

(8)キャリアB2の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(1)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1H)に入れ温度60℃を保って羽回転数26rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、53μmの篩を用いて分粒、することによりキャリアB2を得た。

0164

(9)キャリアB3の作製
樹脂層形成用溶液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(3)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1Hに入れ温度60℃を保って羽回転数60rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、75μmの篩を用いて分粒、することによりキャリアB−3’を得た。
また、樹脂層形成用液(1)100質量部と、シランカップリング剤処理されたフェライト芯材粒子(4)500質量部とを、真空脱気装置を付け加えた卓上型ニーダー(Irie Shokai Co.,Ltd社製、PNV−1Hに入れ温度60℃を保って羽回転数25rpmで10分間攪拌した後、減圧してトルエンを留去した後冷却し、53μmの篩を用いて分粒、することによりキャリアB−3’’を得た。
続いて、B−3’82質量部とB−3’’18質量部とを調合して、キャリアB3を得た。

0165

<現像剤の調整>
トナー10質量部とキャリア100質量部とを混合したものを、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実施例1〜実施例6、比較例1〜3の現像剤を得た。
また、実施例1〜6、比較例1〜3の現像剤のトナー濃度を8%、4%に調整したものについて、その流動度T1、T2を測定した。

0166

<評価>
得られた現像剤を、Fuji Xerox社製Docu Centre Color f450改造機に最大充填量となるまで充填した。次に、定着温度180℃、プロセススピード400mm/sにてA4用紙を短手方向給紙方向として給紙することにより、下記コピーテストを行った。
かかるコピーテストは、常温常湿(26℃,55%RH)の環境下で画像面積率5%の画像を、A4用紙(210×297mm、富士ゼロックス社製社製、PPC用紙)に連続して、トナーとキャリアの混合質量比が0.06になるまで形成した後、一旦装置を停止して感光体上のキャリア付着について評価し、その後、続いて連続してトナーとキャリアの混合質量比が0.04になるまで形成するテストを実施し、感光体上のキャリア付着について評価した。結果を表1に示す。

0167

0168

なお、表1中に示すキャリア付着の評価方法および評価基準は以下の通りである。
−キャリア付着の評価方法および評価基準−
トナーとキャリアの混合質量比が0.06および0.04となるまでの連続画像形成テスト後に、2cm×2cmのパッチを2個所有する画像を形成した後に、装置を強制停止させ、感光体上の現像部分について粘着テープを押し当て、テープ粘着面を光学顕微鏡により観察することにより、粘着面1cm2当たりに付着しているキャリア(破砕された微粉も含む)の付着個数をカウントした。これを、感光体上の2箇所の現像部分について評価し、その平均値を求めた。なお、表1中に示す評価結果の評価基準は以下の通りである。
◎:3個未満
○:3個〜5個未満
△:5個〜10個まで
×:11個以上

図面の簡単な説明

0169

本発明の会合粒子の断面構造の一例を示す概略模式図である。
本発明の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。
本発明の画像形成装置の他の好適な一実施形態(第二実施形態)の基本構成を概略的に示す断面図である。
本発明の画像形成装置の他の好適な一実施形態(第三実施形態)の基本構成を概略的に示す断面図である。

符号の説明

0170

10、100、200・・・画像形成装置
12、110、212・・・静電潜像保持体
14、120、214・・・帯電手段
16、130、216・・・静電潜像形成手段
18、140、218・・・トナー像形成手段
141・・・現像剤収容容器
146・・・現像剤供給手段
148・・・現像剤排出手段
20、220・・・転写手段
152・・・2次転写ローラ
26、180、226・・・定着手段
28、147・・・カートリッジ
210・・・プロセスカートリッジ
310 第1の単体粒子
312芯材
314樹脂層
320 第2の単体粒子
322 芯材
324 樹脂層
330結着部
340 会合粒子

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • コニカミノルタ株式会社の「 画像形成方法」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】樹脂層を十分に軟化させなくても、粉体を供給したとき、グリッター調の画像を容易につくることができる、樹脂層と粉体とが接触してなる加飾画像を形成する画像形成方法を提供すること。【解決手段】記録媒体... 詳細

  • コニカミノルタ株式会社の「 画像形成方法」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】樹脂層と粉体とが接触してなる加飾画像を形成する画像形成方法において、粉体を供給したとき、ミラー調またはパール調から、グリッター調までの画像を要望に応じてつくることができる画像形成方法を提供する... 詳細

  • 花王株式会社の「 トナーの製造方法」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】高い画像濃度が得られ、保存後の低温低湿環境下での転写性に優れるトナーの製造方法等に関する。【解決手段】ポリエステル系樹脂及び着色剤を含む混合物を、溶融混練する工程を含むトナーの製造方法であって... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ