米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 写真;映画 -> 株式会社リコー

発明の名称 電子写真現像剤用キャリアの製造方法、電子写真現像剤用キャリア、電子写真用現像剤、並びに該電子写真用現像剤を用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3609(P2007−3609A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−180854(P2005−180854)
出願日 平成17年6月21日(2005.6.21)
代理人 【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
発明者 山口 公利 / 長山 将志 / 今橋 直樹
要約 課題
本発明は、キャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去することによって、シンプルな制御システムでありながら、キャリアの初期変動に伴うベタ濃度やハーフトーン画像濃度の変化、あるいは、トナー飛散などを引き起こし難い、かつ長寿命の電子写真現像剤用キャリアの製造方法、該製造方法によって製造されたキャリア、電子写真用現像剤、並びに該電子写真用現像剤を用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

解決手段
超音波振動子を具備する発振器付きの振動ふるい機を用いた、磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなる電子写真現像剤用キャリアの製造方法であって、
特許請求の範囲
【請求項1】
超音波振動子を具備する発振器付きの振動ふるい機を用いた、磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなる電子写真現像剤用キャリアの製造方法であって、
該超音波振動子上に少なくともメッシュ及び開口部を有しないシートを密着して積層設置し、該超音波振動子から下側のメッシュが受けた振動を上側のシートに伝えて、該シート上に供給された該電子写真現像剤用キャリア粒子を加振処理して得られたことを特徴とする電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項2】
前記振動ふるい機として、共振部材が前記メッシュに固定設置されたものを用い、超音波振動を該共振部材に伝達して共振させ、次いで前記メッシュの上側に密着して設置した開口部を有しないシート面に伝えて、シート上に供給された前記電子写真現像剤用キャリア粒子を加振処理して得られたことを特徴とする請求項1に記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項3】
前記下側のメッシュの目開きが62μm(250メッシュ)乃至104μm(150メッシュ)であることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項4】
前記下側のメッシュが金属性であり、50GPa乃至500GPaの曲げ弾性率を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項5】
前記上側に設置されたシートが樹脂製の糸で編まれた布地のシートであることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項6】
前記上側に設置されたシートが樹脂フィルムであることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項7】
前記樹脂フィルムが5乃至300μmの厚みを有することを特徴とする請求項6に記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項8】
前記上側に設置されたシートがポリエステル樹脂で作成されたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項9】
前記上側に設置されたシートがフッ素樹脂で作成されたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項10】
前記上側に設置されたシートがポリアミド樹脂で作成されたことを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアの製造方法。
【請求項11】
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたことを特徴とする電子写真現像剤用キャリア。
【請求項12】
磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなる、重量平均粒径Dwが22乃至50μm、かつ重量平均粒径Dwと個数平均粒径Dpとの比Dw/Dpが1乃至1.30である電子写真現像剤用キャリアであって、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたことを特徴とする電子写真現像剤用キャリア。
【請求項13】
前記磁性を有する芯材粒子は、1000エルステッドの磁界を印加したときの磁気モーメントが50乃至150emu/gであることを特徴とする請求項11または12のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項14】
前記キャリアの電気抵抗率(Ωcm)のLogRが14乃至16であることを特徴とする請求項11乃至13のいずれか1項に記載の電子写真現像剤用キャリア。
【請求項15】
トナーとキャリアとからなる電子写真用現像剤であって、該キャリアとして、請求項11乃至14のいずれか1項に記載の電子写真現像剤用キャリアが用いられることを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項16】
少なくとも、感光体の表面に形成された静電潜像を電子写真現像剤で現像する現像工程と、該感光体上に現像された画像を画像記録媒体に転写する転写工程と、感光体の表面に残存する現像剤を払拭するクリーニング工程とを含み、前記現像工程が請求項15に記載の現像剤を用いるものであることを特徴とする画像形成方法。
【請求項17】
感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、該感光体の表面に形成される静電潜像を電子写真現像剤で現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとの内、少なくとも現像部を含み一体に支持したプロセスカートリッジであって、該現像剤として請求項15に記載の現像剤を保持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁性体粒子表面に樹脂被覆層を有する電子写真現像剤用キャリアの表面性を改質したキャリア製造方法、該粒子を用いてなる電子写真現像剤用キャリア、該キャリアを用いてなる電子写真用現像剤、並びに該電子写真用現像剤を用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真の現像方式には、トナーのみを主成分とする一成分系現像方式と、キャリアとトナーとを混合して得られる現像剤を使用する二成分系現像方式がある。
【0003】
二成分現像方式ではキャリアを使用し、トナーに対する摩擦帯電面積が広いため、一成分方式に比較して、帯電特性が安定しており、長期にわたって高画質を得るのに有利であり、さらに現像領域へのトナー供給量能力が高いという理由から、その特徴を活かして二成分現像剤が広く採用されている。
【0004】
キャリアとしては、磁性体からなるキャリア芯材表面に低表面エネルギーの樹脂を主成分とする被覆層を形成したものが広く採用されている。
【0005】
このような被覆層を形成することによって、キャリアへのトナースペントを防止し、その結果、帯電量が安定し、現像剤の長寿命化を図ることができるという利点がある。更に、被覆層の形成はトナーの帯電量調整、およびキャリアの電気抵抗制御の役割も担っている。
【0006】
しかしながら、樹脂被覆キャリアは被膜形成時に、雰囲気中に浮遊している樹脂のミスト、あるいはフィラーの一部が被覆層最表面に突起状に付着することが多かった。その結果、現像剤として使用すると、比較的短時間の内に、キャリア同士あるいはトナーとの摩擦や衝突等により、それらの付着物がキャリア被覆層の表面から脱離する。
【0007】
これらの離脱物がトナーに付着し易い場合には、現像剤を使用し始めた時にはトナー帯電量低く、この付着物が減少することによってトナー帯電量が上昇する。
【0008】
また、キャリア表面から被膜組成物と同種の付着物が徐々に離脱していく場合には、経時でトナー帯電量が低下する場合が多い。
【0009】
このキャリア表面の変化は、現像剤を使用し始めて比較的短時間のうちに生じ易く、ベタ濃度やハーフトーンの画像濃度変化、あるいは、トナー飛散などを引き起こし、特にデジタルフルカラー電子写真システムにおいては制御の煩雑さに繋がっている。
【0010】
したがって、従来より、上記のような初期変動を防止するため、キャリア表面の付着物、浮遊物をメッシュを通してエアーで直接吸引したり、あるいは、トナーまたは樹脂粒子などとキャリアを混合して現像剤を作成したのち、その現像剤よりトナー、および樹脂粒子を除去することによって、キャリア表面の付着物・浮遊物を除去・クリーニングするなどの方法が知られている。しかし、従来のこのような方法は、時間と手間がかかる上に、充分な効果を得ることが難しかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
キャリアの初期変動に伴い、トナー帯電量の低下、または上昇が起こる。トナー帯電量の変動はベタ画像部のトナー付着量の変化となり、画像濃度が変化する。そこで、感光体上に現像されたトナー付着量を、光学的反射センサーを利用して読み取り、その付着量を一定に保つようにトナー濃度をシフトさせる方法が一般的に行われている。この方法により、比較的容易にベタ部の画像濃度を初期と同じレベルに保つことができる。
【0012】
この制御方式では中間調部分の濃度を初期と同じに保つことが難しいため、デジタル電子写真の場合、ドット単位で露光量を変更することによって、静電潜像の電位を変化させ、または現像バイアス調整などを併用して、中間調の画像濃度を制御している。
【0013】
しかしながら、このような制御システムを採用しても、なお中間調の濃度を充分に制御できていないのが現状である。
【0014】
したがって、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、キャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去することによって、シンプルな制御システムでありながら、キャリアの初期変動に伴うベタ濃度やハーフトーン画像濃度の変化、あるいは、トナー飛散などを引き起こし難い、かつ長寿命の電子写真現像剤用キャリアの製造方法、該製造方法によって製造されたキャリア、電子写真用現像剤、並びに該電子写真用現像剤を用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明者らは、上記の課題を、以下の手段により解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0016】
即ち、本発明者らが、極めて短時間の内にキャリアの帯電能力が変化する理由について、キャリアの表面状態を、高倍率の走査型電子顕微鏡(SEM)、及びFE-SEM(FIELD-EMISSION型SEM)を使用して、詳細に観察したところ、トナーと混合する前のキャリアの表面には、被膜用の樹脂が成膜せずに微粒子状、フレーク状になって存在しているもの、及び被膜の構成材料であるフィラーが遊離したものが存在していることが分かった。そこで、これらの付着物・浮遊物の除去方法について種々検討したところ、超音波振動を利用してシートに付着させ除去する方法が極めて有効であることを見出した。
【0017】
よって、これらのキャリアについて、トナー帯電量の変動を調べたところ、未処理のキャリアに比べて大幅に改善され、初期の帯電量変化に伴う不具合を改善できることを見出し本発明に至った。
【0018】
本発明によれば、以下に示されるような電子写真現像剤用キャリアの製造方法、電子写真現像剤用キャリア、電子写真用現像剤、並びに該電子写真用現像剤を用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジが提供される。
【0019】
即ち、上記課題は、請求項1に記載されるが如く、超音波振動子を具備する発振器付きの振動ふるい機を用いた、磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなる電子写真現像剤用キャリアの製造方法であって、該超音波振動子上に少なくともメッシュ及び開口部を有しないシートを密着して積層設置し、該超音波振動子から下側のメッシュが受けた振動を上側のシートに伝えて、該シート上に供給された該電子写真現像剤用キャリア粒子を加振処理して得られたことを特徴とする電子写真現像剤用キャリアの製造方法によって達成される。
【0020】
請求項1に記載の発明によれば、該超音波振動子上に少なくともメッシュ及び開口部を有しないシートを密着して積層設置し、該超音波振動子から下側のメッシュが受けた振動を上側のシートに伝えて、該シート上に供給された該電子写真現像剤用キャリア粒子を加振処理することにより、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0021】
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載の発明において、前記振動ふるい機として、共振部材が前記メッシュに固定設置されたものを用い、超音波振動を該共振部材に伝達して共振させ、次いで前記メッシュの上側に密着して設置した開口部を有しないシート面に伝えて、シート上に供給された前記電子写真現像剤用キャリア粒子を加振処理することにより、前記キャリアを得ることを特徴とする。
【0022】
請求項2に記載の発明によれば、前記振動ふるい機として、共振部材が前記メッシュに固定設置されたものを用い、超音波振動を該共振部材に伝達して共振させ、次いで前記メッシュの上側に密着して設置した開口部を有しないシート面に伝えて、シート上に供給された前記電子写真現像剤用キャリア粒子を加振処理することにより、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0023】
請求項3にかかる発明は、請求項1または2のいずれかに記載の発明において、前記下側のメッシュの目開きが62μm(250メッシュ)乃至104μm(150メッシュ)であることを特徴とする。
【0024】
請求項3に記載の発明によれば、前記下側のメッシュの目開きが62μm(250メッシュ)乃至104μm(150メッシュ)であることにより、超音波振動を効率よく伝えることができ、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0025】
請求項4にかかる発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の発明において、前記下側のメッシュが金属性であり、50GPa乃至500GPaの曲げ弾性率を有することを特徴とする。
【0026】
請求項4に記載の発明によれば、前記下側のメッシュが金属性であり、50GPa乃至500GPaの曲げ弾性率を有することにより、超音波の振動エネルギーを効率よく伝達することができ、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0027】
請求項5にかかる発明は、請求項1または2のいずれかに記載の発明において、前記上側に設置されたシートが樹脂製の糸で編まれた布地のシートであることを特徴とする。
【0028】
請求項5に記載の発明によれば、前記上側に設置されたシートが樹脂製の糸で編まれた布地のシートであることにより、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0029】
請求項6にかかる発明は、請求項1または2のいずれかに記載の発明において、前記上側に設置されたシートが樹脂フィルムであることを特徴とする。
【0030】
請求項6に記載の発明によれば、前記上側に設置されたシートが樹脂フィルムであることにより、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0031】
請求項7にかかる発明は、請求項6に記載の発明において、前記樹脂フィルムが5乃至300μmの厚みを有することを特徴とする。
【0032】
請求項7に記載の発明によれば、前記樹脂フィルムが5乃至300μmの厚みを有することにより、シートの強度、耐久性が良好で、下側のメッシュを通して伝えられる超音波振動が十分に伝えられて、加振処理の良好な効果が得られ、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0033】
請求項8にかかる発明は、請求項1または2のいずれかに記載の発明において、前記上側に設置されたシートがポリエステル樹脂で作成されたことを特徴とする。
【0034】
請求項8に記載の発明によれば、前記上側に設置されたシートがポリエステル樹脂で作成されたことにより、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0035】
請求項9にかかる発明は、請求項1または2のいずれかに記載の発明において、前記上側に設置されたシートがフッ素樹脂で作成されたことを特徴とする。
【0036】
請求項9に記載の発明によれば、前記上側に設置されたシートがフッ素樹脂で作成されたことにより、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0037】
請求項10にかかる発明は、請求項1または2のいずれかに記載の発明において、前記上側に設置されたシートがポリアミド樹脂で作成されたことを特徴とする。
【0038】
請求項10に記載の発明によれば、前記上側に設置されたシートがポリアミド樹脂で作成されたことにより、初期変動の少ない信頼性の高いキャリアを効率よく製造することができる。
【0039】
請求項11にかかる発明は、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたことを特徴とする電子写真現像剤用キャリアによって達成される。
【0040】
請求項11に記載の発明によれば、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の製造方法によって、初期変動の少ない信頼性の高い電子写真現像剤用キャリアキャリアが得られる。
【0041】
請求項12にかかる発明は、磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなる、重量平均粒径Dwが22乃至50μm、かつ重量平均粒径Dwと個数平均粒径Dpとの比Dw/Dpが1乃至1.30である電子写真現像剤用キャリアであって、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたことを特徴とする電子写真現像剤用キャリアによって達成される。
【0042】
請求項12に記載の発明によれば、キャリアの粒度分布が定められた範囲で画像品質を向上する、初期変動の少ない信頼性の高い電子写真現像剤用キャリアが得られる。
【0043】
請求項13にかかる発明は、請求項11または12のいずれかに記載の発明において、前記磁性を有する芯材粒子は、1000エルステッドの磁界を印加したときの磁気モーメントが50乃至150emu/gであることを特徴とする。
【0044】
請求項13に記載の発明によれば、さらにキャリア付着を防止することができる優れた効果を発揮することができ、初期変動の少ない信頼性の高い電子写真現像剤用キャリアが得られる。
【0045】
請求項14にかかる発明は、請求項11乃至13のいずれか1項に記載の発明において、前記キャリアの電気抵抗率(Ωcm)のLogRが14乃至16であることを特徴とする。
【0046】
請求項14に記載の発明によれば、さらにキャリア付着を防止することができ、また画像品質を向上して、極めて優れた効果を発揮することができ、初期変動の少ない信頼性の高い電子写真現像剤用キャリアが得られる。
【0047】
請求項15にかかる発明は、トナーとキャリアとからなる電子写真用現像剤であって、該キャリアとして、請求項11乃至14のいずれか1項に記載の電子写真現像剤用キャリアが用いられることを特徴とする電子写真用現像剤によって達成される。
【0048】
請求項15に記載の発明によれば、初期変動の少ない信頼性の高い電子写真現像剤が得られる。
【0049】
請求項16にかかる発明は、少なくとも、感光体の表面に形成された静電潜像を電子写真現像剤で現像する現像工程と、該感光体上に現像された画像を画像記録媒体に転写する転写工程と、感光体の表面に残存する現像剤を払拭するクリーニング工程とを含み、前記現像工程が請求項15に記載の現像剤を用いるものであることを特徴とする画像形成方法によって達成される。
【0050】
請求項16に記載の発明によれば、本発明の電子写真現像剤を使用して、極めて優れた画像形成方法が提供できる。
【0051】
請求項17にかかる発明は、感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電ブラシと、該感光体の表面に形成される静電潜像を電子写真現像剤で現像する現像部と、前記感光体の表面に残存する現像剤を払拭するブレードとの内、少なくとも現像部を含み一体に支持したプロセスカートリッジであって、該現像剤として請求項15に記載の現像剤を保持することを特徴とするプロセスカートリッジによって達成される。
【0052】
請求項17に記載の発明によれば、本発明の電子写真現像剤を使用して、極めて優れたプロセスカートリッジが提供できる。
【発明の効果】
【0053】
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明により、キャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去することによって、キャリアの初期変動に伴うベタ濃度やハーフトーン画像濃度の変化、あるいは、トナー飛散などを引き起こし難い、かつ長寿命の電子写真現像剤用キャリアの製造方法、該製造方法によって製造されたキャリア、電子写真用現像剤、並びに該電子写真用現像剤を用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0054】
以下、本発明の最良の実施形態について、詳細に説明する。
【0055】
本発明における初期変動に伴うベタ濃度やハーフトーン画像濃度の変化、あるいは、トナー飛散などを引き起こし難く、かつ長寿命の電子写真現像剤用キャリアの製造方法は、超音波振動子を具備する発振器付きの振動ふるい機を用いた、磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなる電子写真現像剤用キャリアの製造方法であって、超音波振動子上に少なくともメッシュ、および開口部を有しないシートを密着して積層設置し、該超音波振動子から下側のメッシュが受けた振動を上側のシートに伝えて、シート上に供給された該電子写真現像剤用キャリア粒子を加振処理することにより、キャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去することによって、シンプルな制御システムでありながら、キャリアの初期変動に伴うベタ濃度やハーフトーン画像濃度の変化、あるいは、トナー飛散などを引き起こし難い、かつ長寿命の電子写真現像剤用キャリアの製造方法として提供できる。
【0056】
本発明の製造法により、キャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去できるのは、超音波による加振処理によりキャリアがシートに強く衝突することによって、シートとの間に大きな摩擦力が生じる結果、キャリア表面の付着物、浮遊物がシートにトラップされ、更に、シートとキャリア上の浮遊物・付着物が効率よく除去されるためと考えられる。
【0057】
従って、シート材は、製作方法、材料ともに特に限定されるものではなく、下側のメッシュ材からの超音波振動を大幅に減衰させず、キャリア上の浮遊物・付着物をトラップできるシートであれば、特に限定されるものではない。
【0058】
更に、上記振動ふるい機として、共振部材がメッシュに固定設置されたものを用い、超音波振動を該共振部材に伝達して共振させ、次いでメッシュの上側に密着して設置した開口部を有しないシート面に伝えて、シート上に供給された該電子写真現像剤用キャリア粒子を加振処理することにより、キャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去するキャリアの製造方法が提供できる。
【0059】
下側のメッシュは、超音波振動子より振動を直接受けて、上側のシート材に振動を伝えるとともに、実質的にキャリアの重量を支える機能を有するものであり、加振処理する際、上側のシート材への負荷が小さくなり、長時間使用の使用に耐えられるようになる。
【0060】
従って、下側のメッシュ材としては、超音波振動を効率よく伝え、かつ磨耗、切れなどが起こり難いような、例えば太い糸で編まれた、線径および目開きのものが望ましく、下側メッシュ材の目開きは62μm(250メッシュ)以上のものが良好である。超音波振動はメッシュ材の線径が大きくなりすぎると伝わり難くなるため、目開きが104μm(150メッシュ)程度のものが特に好ましい。
【0061】
下側のメッシュ材の材質は、超音波の振動エネルギーを効率的よく伝達するために強度の大きい50GPa乃至500GPaの曲げ弾性率であることが好ましく、特に、金属性のものが望ましい。
【0062】
また、本発明の製造方法に用いられる超音波発振器付きの表面改質装置は、共振部材がメッシュ材に固定設置されているものを用いると、超音波振動は、共振リングを介して、スクリーン全体に伝わり、メッシュに均一な振動を伝え、更にシートに均一な振動を伝え、効率的に加振処理を行うことができる。
【0063】
メッシュ材を振動させる超音波振動は、高周波電流をコンバータに供給して超音波振動に変換することにより得ることができる。この場合のコンバータは、PZT振動子からなる。超音波振動によってメッシュ材を振動させるためには、コンバータによって発生される超音波振動を、メッシュ材に固定設置した前記共振部材に伝達させ、共振部材は、その超音波振動によって共振し、そして、その共振部材に固定されているメッシュを振動させる。
【0064】
この場合、メッシュ材を振動させる周波数は、20乃至50kHz、好ましくは30乃至40kHzである。
【0065】
共振部材の形状は、メッシュ材を振動させるのに適した形状であればよく、通常はリング状である。メッシュ材を振動させる振動方向は、垂直方向であるのが好ましい。
【0066】
メッシュ材の上側に開口部を有しない樹脂製の布地のシートをメッシュ上に密着して積層設置して、加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去できるキャリアの製造方法を提供できる。
【0067】
メッシュ材の上側に開口部を有しない樹脂製のフィルムをメッシュ上に密着して積層設置して、加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去できるキャリアの製造方法を提供できる。
【0068】
フィルムは種々の樹脂が使用可能であり、厚みは、好ましくは5乃至300μm、より好ましくは10乃至150μmである。
【0069】
5μmより薄くなるとシートの強度、耐久性が不十分である。また、300μmより厚くなると、下側のメッシュを通して伝えられる超音波振動が充分伝わらなくなって、加振処理の効果が出にくくなる。
【0070】
メッシュ材の上側にポリエステル樹脂で作成されたシートを設置して、加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去できるキャリアの製造方法を提供できる。
【0071】
ポリエステルフィルムの例としては、テトロン((帝人デュポンフィルム株式会社)製)、メリネックス(ICI社製)、マイラー(デュポン社製)などがある。
【0072】
シート材でキャリア上の浮遊物・付着物が除去されるのは、シート素材を設置した本製造装置でキャリアを加振処理することによって、シート素材とキャリア上の浮遊物・付着物が摩擦帯電し、浮遊物・付着物がシート材上に付着除去されるからである。
【0073】
これらの素材はキャリアコート材に使用する素材により、コート素材、浮遊物・付着物を正、または負に帯電させる。
【0074】
また、メッシュ材の上側にフッ素樹脂で作成されたシートを設置して、加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去できるキャリアの製造方法を提供できる。
【0075】
フッ素フィルムの例としては、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体から作られたフィルムであるアフレックス(旭ガラス(6μm、12μm、25μm、50μm、100μm、200μmなど)、ダイキン工業株式会社(#25N(25μm))などがある。
【0076】
シート材でキャリア上の浮遊物・付着物が除去されるのは、フッ素樹脂素材を設置した本製造装置でキャリアを加振処理することによって、フッ素樹脂素材とキャリア上の浮遊物・付着物が摩擦帯電し、浮遊物・付着物がフッ素樹脂材上に付着除去されるからである。
【0077】
これらの素材はキャリアコート材に使用する素材によっても異なるが、コート素材、浮遊物・付着物を正に帯電させるものが多い。
【0078】
メッシュ材の上側にフッ素で作成されたシートを設置して、加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去できるキャリアの製造方法を提供できる。
【0079】
メッシュ材の上側にポリアミド樹脂で作成されたシートを設置して、加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去できるキャリアの製造方法を提供できる。
【0080】
ポリアミドフィルムの例としては、脂肪族ポリアミドであるナイロン6、ナイロン66、芳香族ポリアミドであるアラミドから作られたもの、主鎖中に芳香族環を有する脂肪族ポリアミドなどがある。
【0081】
具体的な例としては、レオナ66(旭化成)、主鎖中に芳香族環を有する脂肪族ポリアミドとしてナイロンMXD6(三菱ガス化学株式会社)、2軸延伸ナイロンフィルムであるユニロンGグレード(出光ユニテック株式会社)などがある。
【0082】
シート材でキャリア上の浮遊物・付着物が除去されるのは、ポリアミド素材を設置した本製造装置でキャリアを加振処理することによって、ポリアミド素材とキャリア上の浮遊物・付着物が摩擦帯電し、浮遊物・付着物がポリアミドシート材上に付着除去されるからである。
【0083】
これらの素材はキャリアコート材に使用する素材によっても異なるが、コート素材、浮遊物・付着物を負に帯電させるものが多い。
【0084】
メッシュ材の上側にポリアミド樹脂で作成されたシートを設置して、加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去できるキャリアの製造方法を提供できる。
【0085】
本製造方法によるキャリアの処理は、1種類のシートだけで、キャリア上の付着物・浮遊物を除去することができるが、複数のシートを使い、複数回処理することによって、付着物・浮遊物の除去能力が上昇する。
【0086】
シート上への、キャリアの供給方法は、特に限定されないが、以下の方法も可能である。
【0087】
1、本製造装置におけるシート上にキャリアを供給しシート上に一定時間滞留させ、キャリア表面をクリーニング処理する。
【0088】
2、本製造装置におけるシート中心部にキャリアを供給し、一定速度で法泉方向に移動させ処理する。
【0089】
前述のいずれかの製造方法によって加振処理すると、キャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去したキャリアを提供できる。
【0090】
また、磁性を有する芯材粒子と該粒子表面を被覆する樹脂層とからなる、重量平均粒径Dwが22乃至50μm、かつ重量平均粒径Dwと個数平均粒径Dpとの比Dw/Dpが1乃至1.30である電子写真現像剤用キャリアであって、上述のいずれかに記載の製造方法で加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去するキャリアの製造方法によって得られたキャリアが提供される。
【0091】
本発明のキャリアにおいて、その重量平均粒径Dwがその重量平均粒径Dwが22乃至100μmであり、より好ましくは22乃至50μmの範囲である。かつ重量平均粒径Dwと個数平均粒径Dpとの比Dw/Dpが1乃至1.35、より好ましくは比Dw/Dpが1乃至1.30である。重量平均粒径Dwが前記範囲よりも大きいと、キャリア付着がより起こりにくくなるが、潜像に対してトナーが忠実に現像されなくなって、ドット径のバラツキが大きくなり粒状性が低下する。また、トナー濃度を高くした場合、地汚れが起き易くなる。なお、前記キャリア付着は、静電潜像の画像部又は地肌部にキャリアが付着する現象を示す。それぞれの電界が強いほどキャリア付着し易い。キャリア付着は、感光体ドラムや定着ローラーの傷の原因となる等の不都合を生じるので好ましくない。
【0092】
また、Dw/Dpが1.35より大きくなると、キャリア付着が発生し易くなる。
【0093】
また、トナーとキャリアとからなる電子写真用現像剤が提供され、該キャリアとして、前述のいずれかに記載の電子写真現像剤用キャリアが用いられることを特徴とする電子写真用現像剤であり、加振処理するとキャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去するキャリアの製造方法によって得られた現像剤が提供される。
【0094】
図1は、本発明の分級方法に用いられる超音波発振器付のキャリアの製造装置の一例を説明するための概念図である。
【0095】
図1において、符号(1)は振動ふるい器、(2)は円筒容器、(3)はスプリング、(4)はベース(支持台)、(5)はメッシュ材の上側に開口部を有しないシートを密着させた部材、(6)は共振部材(この場合はリング形状のもの)、(7)は高周波電流ケーブル、(8)はコンバータ、(9)はリング状フレームを示す。 図1に記載の超音波発振器付振動ふるい器(円形ふるい機)を作動させるには、先ず、ケーブル(7)を介して高周波電流をコンバータ(8)に供給する。コンバータ(8)に供給された高周波電流は超音波振動に変換される。コンバータ(8)で発生した超音波振動は、そのコンバータ(8)が固定されている共振部材(6)及びそれに連設するリング状フレーム(9)を垂直方向に振動させる。この共振部材(6)の振動によって、共振部材(6)とフレーム(9)に固定されているメッシュ材(5)が垂直方向に振動する。
【0096】
次に、本発明のキャリアの構成を説明する。
【0097】
本発明のキャリアを構成する芯材粒子の材料としては、従来公知の各種の磁性材料が用いられる。
【0098】
本発明で用いるキャリア芯材粒子において、1000エルステッド(Oe)の磁場を印加したときのその磁気モーメントは、50emu/g以上、好ましくは60emu/g以上である。その上限値は特に制約されないが、通常、150emu/g程度である。キャリア芯材粒子の磁気モーメントが前記範囲よりも小さくなると、キャリア付着が生じやすくなるので好ましくない。
【0099】
前記磁気モーメントは、以下のようにして測定することができる。B−Hトレーサー(BHU−60/理研電子(株)製)を使用し、円筒のセルにキャリア芯材粒子1.0gを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし3000エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし3000エルステッドとする。
【0100】
さらに、徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、B−Hカーブを図示し、その図より1000エルステッドの磁気モーメントを算出する。
【0101】
1000エルステッドの磁場を印加したときの磁気モーメントが50emu/g以上となる芯材粒子としては、例えば、鉄、コバルトなどの強磁性体、マグネタイト、ヘマタイト、Li系フェライト、Mn−Zn系フェライト、Cu−Zn系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Ba系フェライト、Mn系フェライトなどが挙げられる。
【0102】
この場合、フェライトとは一般に下記式(1)の化学式で表される焼結体である。
【0103】
(MO)x(NO)y(Fe)z ・・・(1)
但し、x+y+z=100mol%であって、M、Nはそれぞれ、Ni、Cu、Zn、Li、Mg、Mn、Sr、Caなどでの金属原子あり、2価の金属酸化物と3価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。
【0104】
本発明において、より好ましく用いられる1000エルステッドの磁場を印加したときの磁気モーメントが60emu/g以上の芯材粒子としては、例えば、鉄系、マグネタイト系、Mn−Mg系フェライト、Mn系フェライトなどの磁性体粒子が挙げられる。
【0105】
本発明の電子写真現像剤用キャリアは、前記芯材粒子の表面に樹脂層を形成することによって製造される。
【0106】
樹脂層を形成するための樹脂としては、キャリアの製造に用いられている従来公知の各種のものを用いることができる。本発明においては、前記樹脂として以下に示すものを単独または2種以上混合して使用することができる。
【0107】
シリコーン樹脂、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体(スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体等)スチレン−メタクリル酸エステル共重合体(スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等)スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体などのスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂など。
【0108】
特に、キャリア被覆用樹脂として好適なシリコーン樹脂の例としては、以下のようなものが挙げられる。KR271、KR272、KR282、KR252、KR255、KR152(信越化学工業社製)、SR2400、SR2406(東レダウコーニングシリコーン社製)など。また、好適な変性シリコーン樹脂として、エポキシ変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、ウレタン変性シリコーン、ポリエステル変性シリコーン、アルキッド変性シリコーンなどがある。
【0109】
キャリア芯材粒子表面に樹脂層を形成する方法としては、スプレードライ法、浸漬法、あるいはパウダーコーティング法など公知の方法が使用できる。特に流動床型コーティング装置を用いる方法は、均一な塗付膜を形成するのに有効である。
【0110】
キャリア芯材粒子表面上に形成する樹脂層の厚みは、通常0.02乃至1μm、好ましくは0.03乃至0.8μmである。
【0111】
本発明のキャリアは、磁性粉をフェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂など公知の樹脂中に分散した形態を持つ、いわゆる樹脂分散キャリアであることができる。
【0112】
樹脂被膜膜の構成材料として、さらに樹脂成分とは異なる組成の金属酸化物微粒子を含有させることができる。樹脂被膜膜の厚さに対して、適切な含有量、粒子径を選択することにより、樹脂被膜膜の強度を著しく向上させることができる。
【0113】
こうした微粒子としては、従来公知の材料を単独、もしくは、混合して用いることが可能であり、代表的にはシリカ、酸化チタン、アルミナなどがある。なかでも、トナーを負極性に帯電させるため、アルミナ粒子は好ましく用いられる。樹脂被膜膜中の微粒子含有量は、被膜膜材料によっても適宜選択されるが、好ましくは1乃至70wt%の範囲である。1wt%以下では、被膜膜強度の向上効果が十分ではなく、70wt%を超えると、被膜から微粒子の脱離が生じやすくなり、耐久性に不具合を生ずる場合がある。
【0114】
本発明のキャリアにおいて、その抵抗率LogR(R:キャリアの抵抗)は、16.0Ωcm以下、好ましくは14.0Ωcm以下である。その下限値は、特に制約されないが、通常、10.0Ωcm程度である。キャリアの抵抗率が前記範囲よりも高くなると、キャリア付着を生じやすくなるが、キャリア抵抗率を前記範囲に保持すると、キャリア付着が生じにくくなるとともに、現像能力が高くなり充分な画像濃度が得られるようになる。
【0115】
上記キャリア抵抗率は、次の方法により、測定することができる。
【0116】
図2に示すように、電極間距離2mm、表面積2×4cmの電極(12a)、(12b)を収容したフッ素樹脂製容器からなるセル(11)にキャリア(13)を充填し、両極間に100Vの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター4329A(4329AHigh Resistance Meter;横川ヒューレットパッカード株式会社製)によって直流抵抗を測定し、電気抵抗率LogR(Ωcm)を算出する。
【0117】
上記キャリアの抵抗率の調整は、芯材粒子上の被覆樹脂の抵抗調整、膜厚の制御によって可能である。
【0118】
また、キャリア抵抗調整のために、導電性微粉末を被覆樹脂層に添加して使用することもできる。
【0119】
上記導電性微粉末としては、導電性ZnO、Al等の金属又は金属酸化物粉、種々の方法で調製されたSnO又は種々の元素をドープしたSnO、TiB、ZnB、MoB等のホウ化物、炭化ケイ素、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリ(パラ−フェニレンスルフィド)ポリピロール、ポリエチレン等の導電性高分子、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。
【0120】
これらの導電性微粉末は、コーティングに使用する溶媒、あるいは被覆用樹脂溶液に導電性微粉末を投入後、ボールミル、ビーズミルなどメディアを使用した分散機、あるいは高速回転する羽根を備えた攪拌機を使用することによって均一に分散することが出来る。
【0121】
次に、本発明のキャリア製造方法によって得られる樹脂被覆キャリアをトナーと混合して現像剤が製造されるが、該トナーについて説明する。
【0122】
本発明に使用されるトナーは、熱可塑性樹脂を主成分とするバインダー樹脂中に、着色剤、微粒子、そして帯電制御剤、離型剤等を含有させたものであり、従来公知の各種のトナーを用いることができる。このトナーは、重合法、造粒法などの各種のトナー製法によって作成された不定形または球形のトナーであることができる。また、磁性トナー及び非磁性トナーのいずれも使用可能である
本発明においてキャリア、およびキャリア芯材における重量平均粒径Dwは、個数基準で測定された粒子の粒径分布(個数頻度と粒径との関係)に基づいて算出されたものである。この場合の重量平均粒径Dwは以下の式(2)で表される。
【0123】
Dw={1/Σ(nD3)}×{Σ(nD4)} ・・・(2)
前記式中、Dは各チャネルに存在する粒子の代表粒径(μm)を示し、nは各チャネルに存在する粒子の総数を示す。なお、チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すもので、本発明のキャリアの場合には、2μmの長さを採用した。また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子粒径の下限値を採用した。
【0124】
また、本発明においてキャリア及びキャリア芯材粒子における個数平均粒径Dpは、個数基準で測定された粒子の粒径分布に基づいて算出されたものである。この場合の個数平均粒径Dpは以下の式で表される。
【0125】
Dp=(1/N)×{ΣnD} ・・・(3)
前記式中、Nは計測した全粒子数を示し、nは各チャネルに存在する粒子の総数を示し、Dは各チャネル(2μm)に存在する粒子粒径の下限値を示す。
【0126】
キャリアの粒径分布を測定するための粒度分析計としては、マイクロトラック粒度分析計(モデルHRA 9320−X100:Honewell社製)を用いた。その測定条件は以下の通りである。
(1)粒径範囲:100乃至8μm
(2)チャネル長さ(チャネル幅):2μm
(3)チャネル数:46
(4)屈折率 :2.42
なお、トナーの粒径分布の測定には、コールターカウンターを用いた。
【0127】
トナーとキャリアとからなる電子写真用現像剤において、トナーによるキャリアの被覆率が50%のときのトナーの帯電量は以下の方法で測定することが出来る。これを図3に示す。
【0128】
一定量の現像剤を、両端に金属メッシュを備えた導体容器15(ケージ)に入れる。メッシュ(ステンレス製)の目開きはトナーとキャリアの粒径の中間のもの(目開き20μm)選び、トナーがメッシュの間を通過するように設定する。ノズルから圧縮窒素ガス(1kgf/cm)を60秒間吹き付けて、トナーをゲージの外へ飛び出させると、ケージ内にトナーの電荷と逆極性を持ったキャリアが残される。
【0129】
その電荷量Qと、飛び出したトナーの質量Mを測定し、単位質量当たりの電荷量を帯電量Q/Mとして算出する。トナー帯電量はμc/gで表示される。
【0130】
なお、前記被覆率は以下の式で算出される。
【0131】
【数1】


前記式中、Dcはキャリアの重量平均粒径(μm)、Dtはトナーの重量平均粒径(μm)、Wtはトナーの重量(g)、Wcはキャリアの重量(g)、ρtはトナー真密度(g/cm)、ρcはキャリア真密度(g/cm)をそれぞれ表わす。
【0132】
次に本発明のプロセスカートリッジについて説明する。
【0133】
図4は、本発明のプロセスカートリッジの構成を示す概略図である。この例のプロセスカートリッジ(画像形成ユニット)は、像担持体の典型例である感光体(25)の周囲に帯電手段(24)、本発明の現像剤を用いる現像手段(20)、クリーニング手段(27)が配置されたものであり、露光手段や転写手段を有する画像形成装置(図示せず)に着脱自在に搭載される。
【0134】
上述したキャリアを用いる電子写真現像剤をプロセスカートリッジに用いることができる。これによって、少ないキャリアで、かつ小さい力による混合・攪拌でトナーの帯電立ち上がりを早くすることができ、プロセスカートリッジを軽くすることができる。また、その分多くのトナーを収納することができ、プロセスカートリッジの交換までの時間を長くすることができる。電子写真現像剤にかける負担が少なくすることができ、キャリア被覆層の摩耗を少なくしてキャリアを長寿命にしてプロセスカートリッジの寿命を長くすることができる。また、環境変動によってトナー帯電量の変動の少ない電子写真現像剤によって、地肌汚れのない高品位の画像を得ることができる。また、トナーの機内への飛散を抑えることができる。また、このプロセスカートリッジを用いた装置では、プロセスカートリッジの寿命が長いので、画像形成装置のプロセスカートリッジ交換サイクルを伸ばして、交換の手間を軽減することができる。また、これらのプロセスカートリッジを複数個用いた装置では、上記利点がさらに強調され、操作性、メンテナンス性を大幅に向上させることができる。
【実施例】
【0135】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いて具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、部は重量部を表す。
(トナー製造例1)
ポリエステル樹脂 100部
カルナウバワックス1号品 6部
カーボンブラック(三菱化学社製:#44) 9部
含フッ素4級アンモニウム塩 3部
以上の各成分をブレンダーにて充分に混合した後、2軸式押出し機にて溶融混練し、放冷後カッターミルで粗粉砕し、次いでジェット気流式微粉砕機で微粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級して、重量平均平均粒径5.8μmのトナー母粒子を得た。
【0136】
さらに、このトナー母粒子100部に対して、疎水性シリカ微粒子(R972:日本アエロジル社製)1.0部を加え、酸化チタン0.75部をヘンシェルミキサーで混合して、トナーaを得た。
【0137】
(キャリア製造例1)
シリコーン樹脂(SR2411:東レダウコーニングシリコーン社製)に、樹脂固形分100部に対して、60部のアルミナ(平均粒径0.2μm)、5部のカーボン(ライオンアクゾ社製、ケッチェンブラックEC−DJ600)をボールミルを使用して60分間分散し、この分散液を希釈して、固形分10%の分散液を得た。
【0138】
この分散液にさらにアミノシランカップリング剤(NH(CHSi(OCH))を、シリコーン樹脂の固形分に対して2部添加・混合させて分散液を得た。
【0139】
流動床型コーティング装置を用いて、重量平均粒径60μm(CuZnフェライト、1KOeの磁化58emu/g、嵩比重2.43g/cm3)キャリア芯材粒子5Kgの粒子表面上に、上記の分散液を、100℃の雰囲気下で約30g/minの割合で塗布し、さらに200℃で2時間加熱して、膜厚0.40μmの樹脂被覆キャリアAを得た。膜厚の調整はコート液量により行った。
【0140】
このキャリアを、FE-SEM(日立製作所製 S−4200)を使用して、高倍率(×10K倍)で観察したところ、キャリア表面に浮遊状態に近いアルミナ粒子が多数存在していた。
(キャリア製造例2)
図1に示す構造を有するキャリア製造装置を使用し、メッシュ材の上側に開口部を有しないシートを密着させた部材(5)上に、キャリア製造例1で作成した焼成済みのキャリアA(1kg)を供給し、シート上に10分間滞留させて、超音波による加振処理を行った。
【0141】
メッシュ材はステンレスメッシュ(150メッシュ)であり、この上側に開口部を有しないシート(ポリエステル繊維を密に編んだ厚み35μmの布)を密着して設置した。
【0142】
メッシュ材の上側に開口部を有しないシートを密着させた部材(5)は、フレーム(9)に支持された70cmφの前記部材(5)に、直接接触させて共振部材として共振リング(6)を取付け、そのリング(6)に36kHzの超音波を発振する振動子(8)を設けたキャリア製造装置である。 該メッシュ材の上側に開口部を有しないシートを密着させた部材(5)、ベース(4)にスプリング(3)を介して支持された円筒容器(2)内に配設されている。ベース(4)内には図示しない振動モータが設置され、その駆動により発生する高周波電流はケーブル(7)を介して共振リング(6)に取付けた振動子(8)に送られ、超音波が発振される。
【0143】
この超音波によって共振リング(6)が振動し、その振動は部材(5)全体の垂直方向の振動を生じさせる。円筒容器(2)内の部材(5)上に供給されたキャリアAはポリエステル布シート上で加振処理によって、キャリア上の浮遊物・付着物がシート上に付着除去される。
【0144】
前記の加振処理が終了したキャリアBの表面を、製造例1と同様にして、FE-SEMを使用して、高倍率(×10K倍)で観察した。キャリアAの表面に浮遊状態に近い形態で存在していたアルミナ粒子が、キャリアBでは、ほぼ全て除去されていた。
【0145】
実験後のシート(ポリエステル繊維を密に編んだ厚み35μmの布)をFE−SEMで観察したところ、アルミナ粒子がシート表面に捕集されていた。
(キャリア製造例3)
キャリア製造例2において、シート部材を、膜厚23μmのマイラー(帝人デュポンフィルム株式会社)フィルムに変更すること以外は、キャリア製造例2と全く同様な処理を施し、キャリアCを得た。
【0146】
キャリアCの表面をFE-SEMで観察したところ、浮遊状態のアルミナ粒子は、ぼぼ全て除去されていた。
【0147】
実験後のマイラー(帝人デュポンフィルム株式会社)フィルムシートをFE−SEMで観察したところ、アルミナ粒子がフィルム表面に捕集されていた。
(キャリア製造例4)
キャリア製造例2において、シート部材を、膜厚25μmのフッ素樹脂・アフレックス(25μm/旭ガラス)フィルムに変更し、加振処理時間を5分にすること以外は、キャリア製造例2と全く同様な処理を施し、キャリアDを得た。
【0148】
キャリアDの表面をFE-SEMで観察したところ、浮遊状態のアルミナ粒子は全て除去されていた。
【0149】
実験後のフッ素樹脂フィルムをFE−SEMで観察したところ、アルミナ粒子がフィルム表面に捕集されていた。
(キャリア製造例5)
シリコーン樹脂(SR2411:東レダウコーニングシリコーン社製)に、樹脂固形分100部に対して、40部の酸化チタン、5部のカーボン(ライオンアクゾ社製、ケッチェンブラックEC−DJ600)をボールミルを使用して60分間分散し、この分散液を希釈して、固形分10%の分散液を得た。
【0150】
この分散液にさらにアミノシランカップリング剤(NH(CHSi(OCH))を、シリコーン樹脂の固形分に対して4部添加・混合させて分散液を得た。
【0151】
流動床型コーティング装置を用いて、重量平均粒径60μm(CuZnフェライト、1KOeの磁化58emu/g、嵩比重2.43g/cm3)キャリア芯材粒子5Kgの粒子表面上に、上記の分散液を、100℃の雰囲気下で約30g/minの割合で塗布し、さらに200℃で2時間加熱して、膜厚0.39μmの樹脂被覆キャリアEを得た。膜厚の調整はコート液量により行った。
【0152】
このキャリアEを、FE-SEM(日立製作所製 S−4200)を使用して、高倍率(×10K倍)で観察したところ、キャリア表面に浮遊状態に近い酸化チタン粒子が多数存在していた。
(キャリア製造例6)
キャリア製造例2において、シート部材を膜厚15μmポリアミド(ナイロンMXD6(三菱ガス化学株式会社))に変更し、キャリア製造例4と全く同様にしてキャリアFを得た。
【0153】
このキャリアFを、FE-SEMを使用して、高倍率(×10K倍)で観察した。キャリアEの表面に浮遊状態に近い形態で存在していた酸化チタン粒子が、キャリアFでは、ほぼ全て除去されていた。
【0154】
実験後のポリアミド(ナイロンMXD6(三菱ガス化学株式会社))フィルムをFE−SEMで観察したところ、酸化チタン粒子がシート表面に捕集されていた。
(キャリア製造例7)
キャリア製造例2において、キャリア芯材を重量平均粒径35μm、重量平均粒径Dwと個数平均粒径Dpとの比Dw/Dp=1.15(CuZnフェライト、1KOeの磁化58emu/g、嵩比重2.38g/cm3)に変更すること以外は、キャリア製造例2と全く同様な処理を施し、キャリアGを得た。
【0155】
キャリアGの表面をFE-SEMで観察したところ、浮遊状態のアルミナ粒子は、ぼぼ全て除去されていた。
【0156】
実験後のシート(ポリエステル繊維を密に編んだ厚み35μmの布)をFE−SEMで観察したところ、アルミナ粒子がシート表面に捕集されていた。
(実施例1乃至5、及び比較例1乃至2)
(現像剤の製造及び評価)
トナー製造例1で得たトナーaを7部とキャリア製造例1乃至製造例7で得られたキャリアA乃至キャリアGを100部用いて、ミキサーで5分攪拌して現像剤を作成した。
【0157】
得られた現像剤を用いて、現像ポテンシャル400V[露光電位−バイアス電位=(−150V)−(−550V)]の潜像が、一定のトナー付着量となるように設定したイマジオカラー4000(リコー製デジタルカラー複写機・プリンター複合機)を使用し、次の現像条件で画像出しを行った。
【0158】
トナー付着量を一定にするための手段として、感光体上のトナー付着量を検知する光学センサーと、トナー補給を制御する手段が設置されている。
【0159】
キャリアA乃至Gで作成された現像剤は、それぞれ帯電量が異なり画像濃度が一定とならないため、実機に現像剤を投入したのち、前記のトナー付着量を一定にする手段を用いて、画像濃度が約1.72になるまで作像を行い、その時点をスタートのベタ画像濃度とした。
【0160】
更に、スタート時点の中間調濃度、および地汚れ、2Kラン後の中間調濃度と地汚れ、および20Kラン後の地汚れを測定し、画質の経時安定性を検討した。
【0161】
なお、ベタ画像とは現像ポテンシャルが400V、中間調濃度とは現像ポテンシャル150V(潜像電位:−300V)相当の画像とした。
【0162】
実験に使用した、イマジオカラー4000(リコー製デジタルカラー複写機・プリンター複合機)の現像条件は以下の通りである。
【0163】
現像ギャップ(感光体−現像スリーブ):0.35mm
ドクターギャップ(現像スリーブ−ドクター):0.65mm
感光体線速度200mm/sec
(現像スリーブ線速度/感光体線速度)=1.80
書込み密度:600dpi
帯電電位(Vd):−700V
画像部(べた原稿)にあたる部分の露光後の電位(V1):−150V
現像バイアス:DC成分−550V
【0164】
【表1】


【産業上の利用可能性】
【0165】
本発明により、キャリアの初期変動に伴うベタ濃度やハーフトーン画像濃度の変化、あるいは、地汚れなどを引き起こし難い、かつ長寿命の電子写真現像剤用キャリアの製造方法、該キャリア、電子写真二成分現像剤が得られ、さらに、該現像剤を用いたプロセスカートリッジが得られる。
【0166】
前述の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明により、キャリア表面の付着物、浮遊物を効率よく除去することによって、キャリアの初期変動に伴うベタ濃度やハーフトーン画像濃度の変化、あるいは、トナー飛散などを引き起こし難い、かつ長寿命の電子写真現像剤用キャリアの製造方法、該製造方法によって製造されたキャリア、電子写真用現像剤、並びに該電子写真用現像剤を用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジを提供することが可能である。
【0167】
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0168】
【図1】本発明における超音波発振器付きのキャリア製造装置の説明構造図を示す。
【図2】本発明におけるキャリアの電気抵抗率の測定に用いる抵抗測定セルの斜視図を示す。
【図3】トナー帯電量測定装置の図を示す。
【図4】本発明のプロセスカートリッジの構成の概略図を示す。
【符号の説明】
【0169】
1 キャリア製造装置
2 円筒容器
3 スプリング
4 ベース
5 メッシュ材の上側に開口部を有しないシートを密着させた部材
6 共振リング
7 ケーブル
8 コンバータ(振動子)
9 リング状フレーム
11 セル
12 電極
13 キャリア
20 現像手段
24 帯電手段
25 感光体
27 クリーニング手段




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013