説明

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、及び画像形成装置

【課題】カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる静電荷像現像用キャリアを提供すること。
【解決手段】フェライトで構成された芯材と、前記芯材を被覆する樹脂被覆層と、
を有し、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が、4000V/cmの電界下で1013.7Ωcm以上1017Ωcm以下であり、かつ15000V/cmの電界下で10Ωcm以上10Ωcm以下の範囲を満たす静電荷像現像用キャリアである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、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、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
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、現在様々な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、像保持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とを含む二成分現像剤と、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。二成分現像剤に用いられるキャリアとしては、芯材と該芯材を樹脂で被覆する被覆層とを有するキャリアが現在広く用いられている。
【0003】
例えば、特許文献1には、磁気ブラシを形成した状態の体積抵抗率が10V/cmの電界下で1011Ωcm以上であり、かつ10V/cmの電界下で106.2〜109.8Ωcmとするキャリアが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平09−197720号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が下記条件を満たさない場合に比べ、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる静電荷像現像用キャリアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
フェライトで構成された芯材と、
前記芯材を被覆する樹脂被覆層と、
を有し、
磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が、4000V/cmの電界下で1013.7Ωcm以上1017Ωcm以下であり、かつ15000V/cmの電界下で10Ωcm以上10Ωcm以下の範囲を満たす静電荷像現像用キャリア。
【0007】
請求項2に係る発明は、
前記気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が、4000V/cmの電界下で1015Ωcm以上1017Ωcm以下であり、かつ15000V/cmの電界下で10Ωcm以上108.6Ωcm以下の範囲を満たす請求項1に記載の静電荷像現像用キャリア。
【0008】
請求項3に係る発明は、
前記芯材が、マグネシウムを含むフェライトで構成される請求項1又は2に記載の静電荷像現像用キャリア。
【0009】
請求項4に係る発明は、
トナーと、請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用キャリアと、を含有する静電荷像現像用現像剤。
【0010】
請求項5に係る発明は、
像保持体と、請求項4に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、前記静電荷現像用現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
【0011】
請求項6に係る発明は、
前記現像手段が、前記像保持体と対向して配置された現像剤保持体であって、前記静電荷現像用現像剤を保持する現像剤保持体を有し、
前記像保持体と前記現像剤保持体との距離が0.25mm以上0.5mm以下である請求項5に記載のプロセスカートリッジ
【0012】
請求項7に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、前記静電荷現像用現像剤により、前記像保持体上に形成された前記静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を有する画像形成装置。
【0013】
請求項8に係る発明は、
前記現像手段が、前記像保持体と対向して配置された現像剤保持体であって、前記静電荷現像用現像剤を保持する現像剤保持体を有し、
前記像保持体と前記現像剤保持体との距離が0.25mm以上0.5mm以下である請求項7に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【0014】
請求項1、2に係る発明によれば、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が上記条件を満たさない場合に比べ、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる。
請求項3に係る発明によれば、芯材がマグネシウムを含むフェライトで構成された場合においても、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が上記条件を満たさない場合に比べ、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制される。
請求項4に係る発明によれば、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が上記条件を満たさない静電荷像現像用キャリアを適用した場合に比べ、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる。
請求項5に係る発明によれば、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が上記条件を満たさない静電荷像現像用キャリアを適用した場合に比べ、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる。
請求項6に係る発明によれば、像保持体と現像剤保持体との距離が上記範囲であるとき、特に、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が上記条件を満たさない静電荷像現像用キャリアを適用した場合に比べ、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる。
請求項7に係る発明によれば、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が上記条件を満たさない静電荷像現像用キャリアを適用した場合に比べ、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる。
請求項8に係る発明によれば、像保持体と現像剤保持体との距離が上記範囲であるとき、特に、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が上記条件を満たさない静電荷像現像用キャリアを適用した場合に比べ、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図2】本実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図3】キャリアが磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率の測定方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
(静電荷像現像用キャリア)
本実施形態に係る静電荷像現像用キャリア(以下、単に「キャリア」と称することがある)は、フェライトで構成された芯材と、前記芯材を被覆する樹脂被覆層と、を有する。そして、本実施形態に係るキャリアは、当該キャリアが磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が、4000V/cmの電界下で1013.7以上1017Ωcm以下(以下、この電界下での体積抵抗率を「低電界下での抵抗」と称することがある)であり、かつ15000V/cmの電界下で10以上10Ωcm以下(以下、この電界下での体積抵抗率を「高低電界下での抵抗」と称することがある)の範囲を満たす。
【0017】
ここで、本実施形態に係るキャリアにおいて、キャリアが磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率の条件は、従来のキャリア(例えば特許文献1)に対して、高電界下(15000V/cmの電界下)の抵抗を低く維持しつつ、低電界下(4000V/cmの電界下)の抵抗を高く調整していることを意味する、つまり、言い換えれば、高電界下の抵抗を低く維持した状態で、高電界下と低電界下との抵抗差を大きく(つまり、高電界下と低電界下との抵抗変動を大きく)していることを意味する。
【0018】
そして、本実施形態に係るキャリアでは、低電界下での抵抗を上記範囲と高くすることで、現像剤を放置したときのトナーの電荷の漏洩が少なくなる。これは、トナーと接触するキャリア表面の抵抗が高いため、電荷が移動しにくくなるためと考えられ、これにより画像カブリが発生し難くなる。
一方、高電界下での抵抗が上記範囲と低くすると、トナー現像後のキャリアの逆電荷が残りにくくなると考えられ、階調境界部白ヌケ現象が起こり難くなる。なお、現像時に現像保持体(現像スリーブ)に印加する電圧の印加方式を、直流電圧(DC)に交流電圧(AC)を重畳した振動電圧を印加する方式(所謂ACバイアス印加方式)を採用する際に、特にこの効果が顕著に現れる。
したがって、本実施形態に係るキャリアでは、上記構成とすることで、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像が得られる。
【0019】
また、近年、電子写真方式の画像形成装置においては、像保持体(感光体)と現像装置において像保持体に対向して設けられて現像剤を保持する現像剤保持体(現像スリーブ)との距離が短くなる傾向にあり(例えば、像保持体(感光体)と現像剤保持体(現像スリーブ)との距離が0.25mm以上0.5mm以下(望ましくは0.3mm以上0.4mm以下)、磁気ブラシに付着するトナー濃度に応じて像保持体(感光体)と現像剤保持体(現像スリーブ)に印加する電圧幅、つまり電界幅も「4000V/cm以上15000V/cm以下の電界幅」と狭くなってきている。なお、像保持体(感光体)と現像剤保持体(現像スリーブ)との距離とは、互いの外周面同士が最も接近している部分の距離である。
これは、従来のキャリア(例えば特許文献1)に比べ、磁気ブラシの長さが短く、磁気ブラシの硬さが柔らかくなっていることを意味し、キャリアの像保持体(感光体)への移行(つまり飛翔)が生じ易くなっている。
したがって、像保持体(感光体)と現像剤保持体(現像スリーブ)との距離が短くなった状態において、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像を得るためには、上記如く、高電界下の抵抗を低く維持しつつ、高電界下と低電界下との抵抗差を大きく(つまり、高電界下と低電界下との抵抗変動を大きく)する必要があるものと考えられる。
【0020】
以下、本実施形態に係るキャリアについて詳細に説明する。
本実施形態に係るキャリアにおいて、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制された画像を得る観点から、該キャリアが磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率は、4000V/cmの電界下で1013.7Ωcm以上1017Ωcm以下であり、かつ15000V/cmの電界下で10Ωcm以上10Ωcm以下であることが望ましく、より望ましくは、4000V/cmの電界下で1015Ωcm以上1017Ωcm以下であり、かつ15000V/cmの電界下で10Ωcm以上108.6Ωcm以下である。
なお、磁気ブラシとは、複数のキャリアが現像剤保持体(現像スリーブ)において穂立ちするように連なった状態を意味する。
【0021】
ここで、キャリアが磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率(以下、磁気ブラシ抵抗と称することがある)は、図3に示す方法により測定された値である。
具体的には、図3に示すように、現像装置50の現像剤保持体51(現像スリーブ;直径φ40mm)と像保持体(感光体)の替わりにアルミニウムパイプ54(直径φ90mm)とを対向配置させる。現像装置50における現像剤保持体51 (現像スリーブ)にはキャリアによる磁気ブラシ52を形成させる。次いで現像剤保持体51に、高圧電源53により、直流電圧を(印加直流電圧)/(アルミニウムパイプ54と現像剤保持体51との間の対向距離)で割った値が目的とする電界強度となるように印加し、このとき流れる電流の値をエレクトロメーター55で測定する。次に印加電圧と電流値から抵抗を求め、求めた抵抗値×(現像剤保持体実効長)÷(アルミニウムパイプ54と現像剤保持体51との間の対向距離56)を目的とする電界強度時における上記磁気ブラシ抵抗とする。測定時、アルミニウムパイプ54と対向している現像剤保持体51上の磁気ブラシにおけるキャリアの単位面積当たりの質量は550g/mとする。なお、測定は25℃の条件で行った。
【0022】
上記磁気ブラシ抵抗を調整する方法としては、例えば、1)被覆樹脂層の被覆率、2)樹脂被覆層中の導電剤の分散状態、3)芯材の焼成条件を変更する手法が挙げられる。
具体的には、例えば、芯材を焼成する際の酸素濃度を調整することで、芯材の抵抗が調整され、芯材の抵抗調整と共に芯材に対する被覆樹脂層の被覆率を調整することで、高電界下の抵抗が調整される。例えば、酸素割合を0.1容量%以上10容量%以下と調整して芯材の抵抗を低下させ、被覆樹脂層の被覆率を85%以上95%以下と調整することで、高電界下の抵抗が上記範囲に調整され易くなる。
そして、樹脂被覆層中の導電剤の分散状態を調整することで、低電界下の抵抗が調整される。例えば、樹脂被覆層中の導電剤の分散を均一化することで、キャリアの樹脂被覆層における局所的な導通路の発生が抑制され、個々のキャリアの抵抗が安定化され、低電界下の抵抗が上記範囲に調整され易くなる。
つまり、芯材の抵抗調整と芯材に対する被覆樹脂層の被覆率調整により、高電界下の抵抗を上記範囲如く低くした状態で、樹脂被覆層中の導電剤の分散を均一化することにより、高電界下の抵抗を上記範囲如く低く維持しつつ低電界下の抵抗を上記範囲如く高くなるように、上記磁気ブラシ抵抗が調整される。
【0023】
以下、本実施形態に係るキャリアの構成についてより詳細に説明する。
本実施形態に係るキャリアは、芯材と、芯材を被覆する樹脂被覆層と、を有する。
【0024】
まず、芯材について説明する。
芯材は、フェライトで構成されている。このフェライトとしては、例えば、下記式で示される構造のものが挙げられる。
・式:(MO)(Fe
上記式中、MはCu、Zn、Fe、Mg、Mn、Ca、Li、Ti、Ni、Sn、Sr、Al、Ba、Co及びMoからなる群より選択される少なくとも1種を示す。また、X、Yはmol比を示し、X+Y=100である。
【0025】
フェライトとして上記式で示される構造のものうち、Mが複数の金属を表すものは、例えば、マンガン−亜鉛系フェライト、ニッケル−亜鉛系フェライト、マンガン−マグネシウム系フェライト、銅−亜鉛系フェライト等公知のものが挙げられる。
なお、芯材を構成する材料は、上記材料に限られず、また上記材料以外の成分を必要に応じて含んでもよい。
【0026】
フェライトの中でも、特に、マグネシウムを含むフェライトが好適に挙げられ、具体的には、例えば、マンガン−マグネシウム系フェライトが挙げられる。マグネシウムはイオン化傾向が高いため帯電維持がされやすく、かつアルカリ土類金属でありイオン価数が変わらないため、キャリアの電荷移動が抑制される。よってこのマグネシウムを含むフェライトで構成された芯材を適用しても、カブリの発生が少なく且つ階調境界部の白抜け現像が抑制される。
【0027】
芯材の体積平均粒径としては、例えば、30μm以上90μm以下の範囲がよく、50μm以上80μm以下の範囲とすることが望ましい。
なお、体積平均粒径の測定は、例えばコールターマルチサイザーII(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用して粒度分布を測定し、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径を、体積平均粒子径と定義する。
【0028】
芯材の体積抵抗率は、例えば、高電界下で1.0×10Ωcm以上1.0×10Ωcm以下の範囲がよく、1.0×10Ωcm以上1.0×107.6Ωcm以下の範囲とすることが望ましい。
上記体積抵抗率の測定法は、まず、20cmの電極板を配した円形の治具の表面に、測定対象となる芯材を1〜3mm程度の厚さになるように平坦に載せ、芯材層を形成する。この上に前記同様の20cmの電極板を載せ芯材層を挟み込む。芯材間の空隙をなくすため、芯材層上に載置した電極板の上に4kgの荷重をかけてから芯材層の厚み(cm)を測定する。芯材層上下の両電極には、エレクトロメーター及び高圧電源発生装置に接続されている。両電極に電界が15000V/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、芯材の体積抵抗率(Ω・cm)を計算する。芯材の体積抵抗率(Ω・cm)の計算式は、下式に示す通りである。
・式:ρ=E×20/(I−I)/L
上記式中、ρは芯材の体積抵抗率(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は芯材層の厚み(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
【0029】
芯材の磁力は、1000エルステッドにおける飽和磁化が40emu/g以上であることが望ましく、50emu/g以上がより望ましい。
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。
【0030】
芯材には、その表面と樹脂被覆層との密着性を高めるため、カップリング剤を用いて、カップリング処理が施されていてもよい。カップリング剤としては、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などが挙げられる。これらのカップリング剤は、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。これらのカップリング剤の中でも、シランカップリング剤が望ましい。
【0031】
芯材は、造粒、焼結により形成される。また、造粒の前処理として、原料の酸化物を微細に粉砕する処理を行ってもよい。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、例えば、乳鉢、ボールミル、ジェットミル等を挙げられる。
【0032】
具体的には、例えば、フェライトで構成された芯材の製造方法としては、まず前記各酸化物を適量配合し、湿式ボールミル等で粉砕、混合し、次いでスプレードライヤ等で造粒、乾燥させた後、ロータリーキルン等を用い仮焼成する。
仮焼成の温度は、用いる材質によって異なるが、例えば500℃以上1200℃以下程度が好適である。
仮焼成は、必要に応じて1〜3回行うことがよく、また段階的に行うことがよい。
【0033】
次に、仮焼成品を水に分散させ湿式ボールミル等で粉砕を行う。このスラリをスプレードライヤ等を用い造粒乾燥し、磁気特性と抵抗を調整する目的で、酸素濃度をコントロールしながら本焼成した後、粉砕し、さらに目的とする粒度分布に分級して、芯材を得る。
【0034】
なお、本焼成の雰囲気については、酸素濃度を一定範囲に制御することがよい。この本焼成における酸素濃度は、得られるフェライト芯材表面の酸化状態に影響を与えることから、芯材の抵抗値(体積抵抗率)に大きく寄与する。構成金属元素により、酸素濃度は異なるが、0.1容量%以上10容量%以下の範囲とすることがよい。
【0035】
次に、被覆樹脂層について説明する。
樹脂被覆層(以下、単に「被覆層」と称することがある。)
は、芯材の表面を被覆するものである。
【0036】
被覆層が含有する樹脂としては、特に制限は無く、例えば、ポリシクロヘキシルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニルー酢酸ビニル共重合体、スチレンーアクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合を有するストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【0037】
被覆層が含有する樹脂の重量平均分子量としては、例えば、5,000以上1,000,000以下であることよく、10,000以上200,000以下であることが望ましい。
【0038】
被覆層は、芯材100質量部に対し、0.5質量部以上10質量部以下の範囲で被覆されていることがよく、1質量部以上5質量部以下が望ましい。
【0039】
被覆層による芯材表面の被覆率は、80%以上であることがよく、85%以上95%以下が望ましい。
【0040】
なお、被覆層の被覆率は、XPS測定(X線光電子分光測定)により求められる。XPS測定装置としては、日本電子(株)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、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及び酸素)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。
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(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に基づいて、芯材単体、及び、芯材を被覆層で被覆した後(キャリア)の鉄量率を求め、続いて、下記式により被覆率を求めた。
・式:鉄量率(atomic%)=AFe/(A+A+AFe)×100
・式:被覆率(%)={1−(キャリアの鉄量率)/(芯材単体の鉄量率)}×100
【0041】
ここで、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、上述の式に準じて同様の計算を行えば被覆率が求められる。
【0042】
各被覆層の平均膜厚は、例えば、0.1μm以上10μm以下であることがよく、0.1μm以上3.0μm以下が望ましい。
被覆層の平均膜厚(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)、被覆層の平均比重をρ、芯材100重量部に対する被覆層の全含有量をW(重量部)とすると、下記式のようにして求められる。
・式: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]÷被覆層の平均比重=[4/3π・(d/2)・ρ・W]/[4π・(d/2)]÷ρ=(1/6)・(d・ρ・W/ρ
【0043】
被覆層には、導電性粒子を含んでいてもよい。導電性粒子としては、カーボンブラック、金、銀、銅といった金属、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、酸化スズが挙げられる。
導電性粒子の含有量は、例えば、1質量%以上50質量%以下がよく、3質量%以上20質量%以下が望ましい。
【0044】
被服層を芯材の表面に被覆する方法としては、例えば、前記被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な被服層を芯材の表面に被覆する方法としては、例えば、キャリアの芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液をキャリアの芯材表面に噴霧するスプレー法、キャリアの芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法が挙げられる。
【0045】
(静電荷像現像用現像剤)
本実施形態に係る静電荷像現像剤(以下、「現像剤」と称することがある。)は、静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と称する)と、上記本実施形態に係るキャリアと、を含む。
なお、トナーとキャリアとの混合比(質量比)としては、例えば、トナー:キャリア=1:100から30:100までの範囲がよく、望ましくは3:100から20:100までの範囲である。
【0046】
以下、トナーについて説明する。
トナーとしては、例えば、トナー粒子と外添剤とを含んで構成されている。
【0047】
トナー粒子としては、特に制限はなく、結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、必要に応じてその他成分とを含有してなる。
【0048】
結着樹脂としては、特に制限はないが、ポリスチレン、スチレンーアクリル酸アルキル共重合体、スチレンーメタクリル酸アルキル共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンー無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、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、パラフィンワックスなど公知の材料が挙げられる。これらの中でもスチレン−アクリル共重合体、ポリエステルがよい。
【0049】
結着樹脂の数平均分子量(Mn)は、例えば、2500以上20000以下がよく、望ましくは4000以上15000以下である。
結着樹脂の重量平均分子量(Mw)は、例えば、9000以上90000以下がよく、望ましくは12000以上60000以下である。
結着樹脂の軟化温度(Tm)は、例えば、60℃以上120℃以下がよく、望ましくは80℃以上100℃以下である。
結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、例えば、45℃以上70℃以下がよく、望ましくは50℃以上60℃以下である。
【0050】
ここで、結着樹脂の分子量(Mn、Mw)は、東ソー製GPC:HLC8120GPCを用いて測定した。また、軟化温度(Tm)は、島津製作所製フローテスター:CFT500Cを用いて測定した。ガラス転移温度(Tg)は、島津製作所製DSC:DSC60を用いて測定した。
【0051】
着色剤としては、公知の有機又は無機の顔料や染料、又は油溶性染料が挙げられる。
例えば黒顔料としてはカーボンブラック、磁性粉等が挙げられる。
黄色顔料としては、例えば、ハンザイエロー、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、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NCG等が挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等が挙げられる。
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、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クサレレートなどが挙げられる。
また、これら着色剤は、混合し、更には固溶体の状態で使用してもよい。
着色剤の含有量は、トナー粒子を構成する成分のうち、例えば、2質量%以上15質量%以下の範囲がよく、望ましくは3質量%以上10質量%以下の範囲である。
【0052】
離型剤としては、特に制限はないが、例えば、石油ワックス、鉱物ワックス;動植物ワックス;ポリオレフィンワックス、酸化ポリオレフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの合成ワックス;等が挙げられる。離型剤の融点は、例えば40℃以上150℃以下がよく、望ましくは50℃以上120℃以下である。
離型剤の含有量は、トナー粒子を構成する成分のうち、例えば、1質量%以上10質量%以下の範囲がよく、望ましくは2質量%以上8質量%以下の範囲である。
【0053】
その他成分としては、例えば、内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機粒子)等の種々の成分が挙げられる。
内添剤としては、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物などの磁性体等が挙げられる。
帯電制御剤としては、例えば、安息香酸の金属塩、サリチル酸の金属塩、アルキルサリチル酸の金属塩、カテコールの金属塩、含金属ビスアゾ染料、テトラフェニルボレート誘導体、第四級アンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩からなる群より選ばれる化合物:極性基を含有したレジンタイプの帯電制御剤:等が挙げられる。
無機粒子としては、シリカ粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、あるいはこれらの表面を疎水化処理した粒子等、公知の無機粒子が挙げられる。これら無機粒子は、種々の表面処理を施されてもよく、例えばシラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコーンオイル等で表面処理したものがよい。
【0054】
トナー粒子の体積平均粒径は、例えば4μm以上15μm以下であり、望ましくは5μm以上10μm以下である。
なお、トナー粒子の体積平均粒径の測定法としては、分散剤として界面活性剤、望ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5質量%水溶液2ml中に、測定試料を0.5mg以上50mg以下加え、これを前記電解液100ml以上150ml以下中に添加した。この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記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)により、アパーチャー径が100μmのアパーチャーを用いて、粒径が2.0μm以上60μm以下の範囲の粒子の粒度分布を測定する。測定する粒子数は50,000とする。
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とする。
【0055】
次に、外添剤について説明する。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられ、該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
【0056】
外添剤の表面は、予め疎水化処理をしてもよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、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。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部程度である。
【0057】
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子100質量部に対して0.5質量部以上2.5質量部以下がよい。
【0058】
次に、トナーの製造方法について説明する。
次に、本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。
まず、トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁造粒法、溶解懸濁法、溶解乳化凝集合一法等)のいずれにより製造してもよい。これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。
【0059】
そして、トナーは、例えば、得られたトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダーやヘンシュルミキサー、レディーゲミキサーなどによっておこなうことがよい。更に、必要に応じて、振動師分機、風力師分機などを使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
【0060】
(画像形成装置等)
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体を帯電する帯電手段と、帯電した像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、静電荷現像用現像剤を収容し、静電荷現像用現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、像保持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写手段と、被転写体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を有する。そして、静電荷現像用現像剤として、上記本実施形態に係る静電荷現像用現像剤を適用する。
【0061】
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよく、該プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る静電荷現像用現像剤を収容し、現像手段を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。
【0062】
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主用部を説明し、その他はその説明を省略する。
【0063】
図1は、4連タンデム方式のカラー画像形成装置を示す概略構成図である。図1に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づくイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。なお、これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置本体に対して脱着可能なプロセスカートリッジであってもよい。
【0064】
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの図面における上方には、各ユニットを通して中間転写体としての中間転写ベルト20が延設されている。中間転写ベルト20は、図における左から右方向に互いに離間して配置された駆動ローラ22及び中間転写ベルト20内面に接する支持ローラ24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行されるようになっている。尚、支持ローラ24は、図示しないバネ等により駆動ローラ22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ローラ22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、現像剤カートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーを含む現像剤が供給可能である。
【0065】
上述した第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエロー画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。尚、第1のユニット10Yと同等の部分に、イエロー(Y)の代わりに、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を付した参照符号を付すことにより、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kの説明を省略する。
【0066】
第1のユニット10Yは、像保持体として作用する感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ローラ2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yよって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段)4Y、現像したトナー像を中間転写ベルト20上に転写する1次転写ローラ5Y(1次転写手段)、及び1次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置(クリーニング手段)6Yが順に配置されている。
尚、1次転写ローラ5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ローラ5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ローラに印加する転写バイアスを可変する。
【0067】
以下、第1ユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。まず、動作に先立って、帯電ローラ2Yによって感光体1Yの表面が−600V乃至−800V程度の電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
【0068】
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
【0069】
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む本実施形態に係る静電荷現像用現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体)上に保持されている。そして感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー像が予め定められた1次転写位置へ搬送される。
【0070】
感光体1Y上のイエロートナー像が1次転写へ搬送されると、1次転写ローラ5Yに1次転写バイアスが印加され、感光体1Yから1次転写ローラ5Yに向う静電気力がトナー像に作用され、感光体1Y上のトナー像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と逆極性の(+)極性であり、例えば第1ユニット10Yでは制御部に(図示せず)よって+10μA程度に制御されている。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
【0071】
また、第2のユニット10M以降の1次転写ローラ5M、5C、5Kに印加される1次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
【0072】
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と中間転写ベルト内面に接する支持ローラ24と中間転写ベルト20の像保持面側に配置された2次転写ローラ(2次転写手段)26とから構成された2次転写部へと至る。一方、記録紙(被転写体)Pが供給機構を介して2次転写ローラ26と中間転写ベルト20とが圧接されている隙間に予め定められたタイミングで給紙され、2次転写バイアスが支持ローラ24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(−)と同極性の(−)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー像に作用され、中間転写ベルト20上のトナー像が記録紙P上に転写される。尚、この際の2次転写バイアスは2次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
【0073】
この後、記録紙Pは定着装置(ロール状定着手段)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれトナー像が加熱され、色重ねしたトナー像が溶融されて、記録紙P上へ定着される。
【0074】
トナー像を転写する被転写体としては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター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、前記被転写体の表面も可能な限り平滑であることが好ましく、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
【0075】
カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録紙Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録紙に転写される構造であってもよい。
【0076】
(プロセスカートリッジ、現像剤カートリッジ)
図2は、本実施形態に係る静電荷現像用現像剤を収容するプロセスカートリッジの好適な一例の実施形態を示す概略構成図である。プロセスカートリッジ200は、感光体107とともに、帯電ローラ108、現像装置111、感光体クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を取り付けレール116を用いて組み合わせ、そして一体化したものである。なお、図2において符号300は被転写体を示す。
そして、このプロセスカートリッジ200は、転写装置112と、定着装置115と、図示しない他の構成部分とから構成される画像形成装置に対して着脱自在としたものである。
【0077】
図2で示すプロセスカートリッジ200では、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117を備えているが、これら装置は選択的に組み合わせることが可能である。本実施形態のプロセスカートリッジでは、感光体107のほかには、帯電装置108、現像装置111、クリーニング装置(クリーニング手段)113、露光のための開口部118、及び、除電露光のための開口部117から構成される群から選択される少なくとも1種を備える。
【0078】
次に、本実施形態に係る現像剤カートリッジについて説明する。本実施形態に係る現像剤カートリッジは、画像形成装置に脱着され、少なくとも、前記画像形成装置内に設けられた現像手段に供給するための補給用の静電荷現像用現像剤を収容する現像剤カートリッジである。
【0079】
なお、図1に示す画像形成装置は、現像剤カートリッジ8Y、8M、8C、8Kの着脱が可能な構成を有する画像形成装置であり、現像装置4Y、4M、4C、4Kは、各々の現像装置(色)に対応した現像剤カートリッジと、図示しないトナー供給管で接続されている。また、現像剤カートリッジ内に収容されているトナーが少なくなった場合には、この現像剤カートリッジが交換される。
【実施例】
【0080】
以下、実施例により本実施形態を具体的に説明するが、本実施形態は、これら実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「質量部」を、「%」はすべて「質量%」を意味する。
【0081】
[実施例1]
−フェライト粒子の作製−
FeCO:74部、MnO:25部、、ZnO:1部を混合し、湿式ボールミルで25時間混合、粉砕してスプレードライにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて800℃、7時間の仮焼成1を行った。これを湿式ボールミルで2時間粉砕し、更にスプレードライヤにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて1150℃、6時間の仮焼成2を行った。こうして得られた仮焼成物を湿式ボールミルで5時間粉砕し、更に再度スプレードライヤにより造粒、乾燥した後、電気炉を用いて温度1150℃において12時間の本焼成を行った。但し、本焼成は、窒素及び酸素の混合気体中の酸素割合が5%になるよう調整した雰囲気下で行った。
そして、解砕工程、分級工程を経て体積平均粒径37μmのフェライト粒子を作製した。
【0082】
−被覆樹脂層形成用溶液の作製−
・ポリシクロヘキシルメタクリレート(重量平均分子量:70,000):2.25部
・PTFE粒子2:0.2部
・カーボンブラック(商品名:VXC72、キャボット社製):0.25部
・エポスターS(メラミン樹脂粒子、日本触媒(株)製):0.3部
まず、上記各成分を、トルエンに溶解・分散して、固形分濃度40%の溶液を調製し、これをボールミルにより予備分散(条件:φ0.3mmガラスビーズ:投入量 30vol%、被覆樹脂溶液:35vol%、回転数400rpm、分散時間1時間)を行った。この予備分散した溶液に、トルエンを加え、固形分濃度15%の溶液を調製した。これを被覆樹脂層形成用溶液とした。
【0083】
−キャリアの作製−
・フェライト粒子:100部
・被覆樹脂層形成用溶液:19部
上記各成分を加圧式ニーダーに入れ、室温(25℃)で15分間攪拌混合した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、トルエンを留去した後、冷却し、目開き75μmの篩を用いて篩分することにより、キャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は95%であった。
【0084】
[実施例2]
フェライト粒子の作製において酸素濃度を8容量%とし、キャリアの作製において、被覆樹脂層形成用溶液の量を17部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は85%であった。
【0085】
[実施例3]
フェライト粒子の作製において酸素濃度を8容量%とし、キャリアの作製において、被覆樹脂層形成用溶液の量を19部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は90%であった。
【0086】
[実施例4]
フェライト粒子の作製において酸素濃度を8容量%とし、キャリアの作製において、被覆樹脂層形成用溶液の量を19部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は93%であった。
【0087】
[実施例5]
フェライト粒子の作製において酸素濃度を5容量%とし、キャリアの作製において、被覆樹脂層形成用溶液の量を16部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は85%であった。
【0088】
[実施例6]
FeCO:70部、MnO:25部、Mg(OH):5部、ZnO:1部を混合し、湿式ボールミルで25時間混合、粉砕してスプレードライにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて800℃、7時間の仮焼成1を行った。これを湿式ボールミルで2時間粉砕し、更にスプレードライヤにより造粒、乾燥した後、ロータリーキルンを用いて1050℃、6時間の仮焼成2を行った。こうして得られた仮焼成物を湿式ボールミルで5時間粉砕し、更に再度スプレードライヤにより造粒、乾燥した後、電気炉を用いて温度1050℃において12時間の本焼成を行った。但し、本焼成は、窒素及び酸素の混合気体中の酸素割合が3%になるよう調整した雰囲気下で行った。
そして、解砕工程、分級工程を経て体積平均粒径37μmのMgを含むフェライト粒子を作製した。
【0089】
このフェライト粒子の作製において酸素濃度を5容量%とし、キャリアの作製において、被覆樹脂層形成用溶液の量を19部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は95%であった。
【0090】
[比較例1]
フェライト粒子の作製において酸素濃度を12容量%とし、キャリアの作製において、被覆樹脂層形成用溶液の量を21部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は95%であった。
【0091】
[比較例2]
フェライト粒子の作製において酸素濃度を12容量%とし、被覆樹脂層形成用溶液の作製において予備分散は行わず直接各成分をトルエンに溶解・分散して固形分濃度15%の溶液を調製し、キャリアの作製において被覆樹脂層形成用溶液の量を18部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は85%であった。
【0092】
[比較例3]
フェライト粒子の作製において酸素濃度を8容量%とし、被覆樹脂層形成用溶液の作製において予備分散は行わず直接各成分をトルエンに溶解・分散して固形分濃度15%の溶液を調製し、キャリアの作製において被覆樹脂層形成用溶液の量を16部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は80%であった。
【0093】
[比較例4]
フェライト粒子の作製において酸素濃度を5容量%とし、被覆樹脂層形成用溶液の作製において予備分散は行わず直接各成分をトルエンに溶解・分散して固形分濃度15%の溶液を調製し、キャリアの作製において被覆樹脂層形成用溶液の量を15部とした以外は、実施例1と同様にしてキャリアを得た。このキャリアの被覆樹脂層の被覆率は80%であった。
【0094】
[評価]
(特性評価)
まず、各例で得られたキャリアにつき、上述した方法により、磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率(4000V/cmの電界下、及び15000V/cmの電界下での体積抵抗率)を調べた。
また、各例で用いたフェライト粒子の体積抵抗率(15000V/cmの電界下での体積抵抗率)も調べた。
【0095】
(実機評価)
まず、各例で得られたキャリア100部と、トナーを10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、現像剤を得た。
【0096】
そして、得られた現像剤を、DocuCentre−III C3300(富士ゼロックス(株)製:感光体と現像スリーブとの距離0.35mm、現像時に現像スリーブに印加する電圧の印加方式が交流(AC)バイアス印加方式)の現像装置に充填した。
この装置により、普通紙(富士ゼロックス(株)製、C2紙)に、次の操作を行った。
1)24℃、50%RH条件下で、白紙印刷を100枚行う。
2)画像濃度20%で5cm角の矩形のハーフトーン画像を1枚印刷。
3)装置を32℃、86%RH条件下に移動し、7日放置。
4)32℃、86%RH条件下で、画像濃度20%で5cm角の矩形のハーフトーン画像を10枚印刷。
6)上記1)〜5)を繰り返した後、カブリ及び階調境界部の白抜けを評価した(評価1)。
なお、感光体と現像スリーブとの距離を0.55mmに変更して同様な評価を行った(評価2)。また、現像時に現像スリーブに印加する電圧の印加方式を直流(DC)バイアス印加方式に変更して同様の評価を行った(評価3)。
【0097】
−カブリ−
32℃、86%RH条件下で、画像濃度20%で5cm角の矩形のハーフトーン画像を印刷し、非画像部を目視にて観察し、下記判断基準で評価した
◎:カブリなし
○:若干カブリが見られるが問題なし
△:ややカブリが見られる
×:カブリが見られる
【0098】
−階調境界部の白抜け−
画像濃度20%で5cm角の矩形のハーフトーン画像を印刷し、得られた画像の階調境界部を目視にて観察し、下記判断基準で評価した。
◎:白抜けがなし
○:若干白抜けが見られるが問題なし
△:やや白抜けが見られる
×:白抜けが見られる
【0099】
(トナー)
なお、現像剤で用いたトナーは以下のように作製したものを用いた。
・ポリエステル樹脂(テレフタル酸−ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物を縮合してなる樹脂、重量平均分子量Mw:17000) 90部
・植物系ワックス(カルナウバワックス) 5部
・ピグメント・ブルー15:3(クラリアントジャパン製) 5部
上記各成分をヘンシェルミキサで充分に予備混合を行い、2軸型ロールミルにより溶融混練し、冷却後、ジェットミルにより微粉砕を行い、さらに風力式分級機で2回分級を行い、体積平均粒径6.5μm、4μm以下の粒径のトナー粒子数10個数%、16μm以上の粒径のトナー粒子0.1体積%のトナー粒子(シアントナー)を製造した。
【0100】
このトナー粒子100部と、外添剤としてBET比表面積100m/gの疎水性酸化チタン粒子(日本エアロジル製、P25)0.5部と、体積平均粒径40nmの疎水性シリカ粒子(日本エアロジル製、R812)1.0部とをヘンシェルミキサにて混合してトナーを作製した。
【0101】
【表1】

【0102】
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、カブリ及び階調境界部の白抜けにつき良好な結果が得られたことがわかる。
【符号の説明】
【0103】
1Y、1M、1C、1K、107 感光体(像保持体)
2Y、2M、2C、2K、108 帯電ローラ
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3、110 露光装置
4Y、4M、4C、4K、111 現像装置(現像手段)
5Y、5M、5C、5K 1次転写ローラ
6Y、6M、6C、6K、113 感光体クリーニング装置(クリーニング手段)
8Y、8M、8C、8K 現像剤カートリッジ
10Y、10M、10C、10K ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ローラ
24 支持ローラ
26 2次転写ローラ(転写手段)
28、115 定着装置(定着手段)
30 中間転写体クリーニング装置
112 転写装置
116 取り付けレール
117 除電露光のための開口部
118 露光のための開口部
200 プロセスカートリッジ、
P、300 記録紙(被転写体)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フェライトで構成された芯材と、
前記芯材を被覆する樹脂被覆層と、
を有し、
磁気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が、4000V/cmの電界下で1013.7Ωcm以上1017Ωcm以下であり、かつ15000V/cmの電界下で10Ωcm以上10Ωcm以下の範囲を満たす静電荷像現像用キャリア。
【請求項2】
前記気ブラシを形成した状態における体積抵抗率が、4000V/cmの電界下で1015Ωcm以上1017Ωcm以下であり、かつ15000V/cmの電界下で10Ωcm以上108.6Ωcm以下の範囲を満たす請求項1に記載の静電荷像現像用キャリア。
【請求項3】
前記芯材が、マグネシウムを含むフェライトで構成される請求項1又は2に記載の静電荷像現像用キャリア。
【請求項4】
トナーと、請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用キャリアと、を含有する静電荷像現像用現像剤。
【請求項5】
像保持体と、請求項4に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、前記静電荷現像用現像剤により、像保持体上に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、を備え、
画像形成装置に脱着されるプロセスカートリッジ。
【請求項6】
前記現像手段が、前記像保持体と対向して配置された現像剤保持体であって、前記静電荷現像用現像剤を保持する現像剤保持体を有し、
前記像保持体と前記現像剤保持体との距離が0.25mm以上0.5mm以下である請求項5に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項7】
像保持体と、
前記像保持体を帯電する帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
請求項4に記載の静電荷現像用現像剤を収容し、前記静電荷現像用現像剤により、前記像保持体上に形成された前記静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
前記像保持体上に形成された前記トナー像を被転写体上に転写する転写手段と、
前記被転写体上に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項8】
前記現像手段が、前記像保持体と対向して配置された現像剤保持体であって、前記静電荷現像用現像剤を保持する現像剤保持体を有し、
前記像保持体と前記現像剤保持体との距離が0.25mm以上0.5mm以下である請求項7に記載の画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−164294(P2011−164294A)
【公開日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−25832(P2010−25832)
【出願日】平成22年2月8日(2010.2.8)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】