JP3887584B2 - Electrophotographic developer, carrier used therefor and method for producing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静電荷像現像に用いる現像剤用キャリア、及びこのキャリアとトナーとからなる電子写真用現像剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、電子写真法、静電写真法、静電印刷法等の画像形成方法においては、潜像担持体(感光体、静電記録体)上に形成された静電潜像はトナーと称される検電性微粒子が付着して顕像化される方法が採用されている。ここで現像に際しては、トナーとキャリアとを混合して得られる2成分系現像剤を使用する方法と、キャリアを含まない1成分系現像剤を使用する方法が公知である。
【0003】
前者の現像方式で用いられる2成分系現像剤は適当に帯電されたトナーとキャリアとの混合物であることが要求されるが、この2成分系現像剤を用いた現像方式は、比較的安定した良好な画像が得られる反面、キャリア劣化やトナーとキャリアとの混合比の変動が発生しやすいといった欠点がある。一方、後者の1成分系現像剤は前者の欠点は持たないが、帯電性が安定しにくいといった不都合を有している。そして、これら2成分系現像剤、1成分系現像剤はそれぞれが長所、短所をもち併せているが、現在ではトナーの帯電のしやすさ等のために2成分系現像剤が多く使用されている。
【0004】
このような2成分系現像剤で使用されるキャリアは、表面に被膜層を有するコートキャリアと、表面に被膜層を有しない非コートキャリアに大別されるが、キャリア表面へのトナーのフィルミング防止、キャリア均一表面の形成、表面酸化防止、現像剤の寿命の延長、潜像担持体表面へのキャリア付着防止、潜像担持体のキャリアによるキズあるいは摩耗からの保護、帯電極性の制御または帯電量の調節等の目的で、通常適当な樹脂材料で被覆等を施すことにより固く高強度の被覆層を設けたコートキャリアが通常用いられている。
【0005】
例えば、高画質紙や現像剤寿命向上を狙って、被覆層(キャリアコート層)中に微粒子を分散させることが知られており、この微粒子には二酸化チタン(特許第255704号)、炭化ケイ素(特開昭58−207054号)などが用いられている。ところが、キャリアコート層は電気特性のコントロールの役割も持たされていることから、これら二酸化チタン、炭化ケイ素などの他に、別の添加物を含有させておく必要がでてくる。
【0006】
現像剤の抵抗を調整するためには、一般にキャリアコート層にカーボンブラックを添加することが行なわれている。例えば、特許第2643568号では、樹脂コート層のカーボン量をトナー中のカーボン量との関係で規定して、高画質で、ブラシマークやトナー飛散などの不具合が生じないような方策が採られている。しかし、カーボンブラックではキャリアコート層の機械的強度を上げることはできず、耐久性には限度があった。
【0007】
上記のように、キャリアには帯電性及び現像特性、さらには機械的強度のある耐久性が要求される。高画質化を実現するためには、ドット再現性や画像濃度の均一性、画像コントラスト等が優れていることが必要である。また、キャリア付着、トナー飛散、磁気ブラシパターンや白抜けなどの異常画像がないようにすることが必要になる。これらを実現するためには、トナーの帯電特性、現像特性の最適化が必要となり、これを達成するための手段として、キャリアの電気特性の調整が重要となる。
また、このトナーの帯電特性や現像特性を安定させ、いつまでも同じ特性で高画質を実現させる必要がある。そのためには、キャリアの寿命が長く高耐久なキャリアが必要になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記事情に鑑みなされたものであり、帯電安定性にすぐれ、キャリア付着などの異常画像のない高画質が得られる、高耐久の二成分現像剤用キャリアを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、二成分系現像剤で使用されるコートキャリアについて、いろいろな角度から検討を行なった結果、磁性キャリア芯材の表面に1種以上のフラーレンまたはカーボンナノチューブを含有する樹脂で構成されるキャリアコート層を形成することによって、上記課題が達成されることを見出した。フラーレンやカーボンナノチューブは導電性で、堅く、耐摩擦特性にすぐれているため、フラーレンやカーボンナノチューブを含んだキャリアコート層を設けたことにより、キャリア抵抗は調整されるだけでなくキャリア自体の耐久性も向上される。本発明はこれに基づいてなされたものである。
【0010】
本発明によれば、磁性をもつキャリア芯材粒子の表面に、少なくとも1種以上のフラーレンまたはカーボンナノチューブを含有する樹脂被覆層(キャリアコート層)を設けたことを特徴とする電子写真現像剤用キャリアが提供される。
【0011】
また本発明によれば、上記のキャリアとトナーからなる電子写真用現像剤、また、これら現像剤を用いて現像する二成分現像方法及び装置が提供される。さらに、上記をキャリア超音波発振器付きの振動ふるい機を用いて作製するキャリア製造方法が提供される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明をさらに詳細に説明する。
本発明のキャリアは磁性を有するキャリア芯材の表面に、フラレーンまたはカーボンナノチューブを含有するキャリアコート層を設けたことを特徴とする。
本発明のキャリア芯材としては磁性を示すことが必要であり、Fe、Co、それらと他の金属(Cr、Mn、Ni、Cu等)との合金、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。
フェライトは一般にAFe2O4で表され、AはMn、Ni、Cu、Zn、Li、Mg、Sr、Ca、それらの合金等で構成される。
良く用いられるのはフェライト材料であり、マグネタイト、ヘマタイト、Mn−Mg−Sr系フェライト、Mn系フェライトなどが挙げられる。
【0013】
本発明で用いるキャリア芯剤粒子において、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、70emu/g以上、好ましくは80emu/g以上であり、その上限値は特に制約されないが、300emu/g程度である。キャリア芯材粒子の磁気モーメントが70emu/g未満であると、キャリア付着が生じやすくなり、300emu/gを越えると磁気ブラシの穂跡が画像状上に出現し、適していない。
【0014】
前記磁気モーメントの測定は、B−HカーブトレーサーやVSMなどにより測定することができる。例えば、B−Hカーブトレーサー(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し、B−Hヒステリシスカーブを測定し、その特性より1000エルステッドの磁気モーメントを算出する。
【0015】
本発明のキャリアは、前記キャリア芯材粒子の表面に少なくとも1種以上のフラーレンまたはカーボンナノチューブを含有する樹脂層を形成することによって製造され、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。
例えば、本発明には下記式(a)(b)(c)で表される少なくとも1つの繰り返し単位を含むシリコーン樹脂が適しており、用いることができる。
【化1】
(式中、R1は水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、メトキシ基、炭素数1〜4の低級アルキル基、またはアリール基(フェニル基、トリル基など)を示し、R2は炭素数1〜4のアルキレン基、またはアリーレン基(フェニレン基など)を示す。)
【0016】
また本発明では、ストレートシリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、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)などが挙げられる。
【0017】
他には、変性シリコーン樹脂を用いることができる。このようなものとしては、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挙げられる。これらの具体例としては、変性シリコーン:KR−5208、ポリエステル変性物:KR−5203、アルキッド変性物:KR−206、ウレタン変性物:KR−305(以上、信越化学工業社製)、エポキシ変性物:SR2115、アルキッド変性物:SR2110(東レダウコーニングシリコーン社製)などが挙げられる。
【0018】
また、本発明では前記シリコーン樹脂に、アミノシランカップリング剤を適量(0.001〜30重量%)含有させることができる。例として、以下のようなものが挙げられる。
【表1】
【0019】
更に、本発明では、キャリア芯材粒子表面を被覆する樹脂として、以下に示すものを単独または上記シリコーン樹脂と混合して使用することも可能である。
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、メラミン樹脂等。
【0020】
本発明で用いるフラーレンまたはカーボンナノチューブとしては以下のものが用いられる。
フラーレンはC60、C70、C82、C84等であり、さらに高分子量のフラーレンなどを使用できる。
フラーレンまたはカーボンナノチューブの合成法としては、希ガス中でグラファイト棒を直接通電加熱する抵抗加熱法、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法等がある。
【0021】
フラーレン、カーボンナノチューブは、内部空間にLa、Y、Scなどの金属等を内包したものも使用できる。金属内包フラーレンの合成には、金属酸化物(La2O3など)を含む炭素棒を用いてアーク放電を起させて合成したり、金属酸化物を含む炭素チップをるつぼ状陽極に投入してアーク放電を起させて合成したりする方法がある。
【0022】
フラーレンの粒径は0.01〜0.2μmであり、好ましくは0.01〜0.1μmである。フラーレンの粒径が0.01μm未満の場合には凝集等が生じやすく適しておらず、0.2μmを越える場合には分散状態が低下して適していない。
カーボンナノチューブの形状は、直径が0.01〜0.1μmφで、長さが0.05〜0.5μmであり、好ましくは直径が0.01〜0.05μmφで、長さが0.05〜0.1μmである。カーボンナノチューブの直径が0.01μmφ未満、長さが0.05μm未満の場合には凝集が生じやすく適しておらず、カーボンナノチューブの直径が0.1μmφを越え、長さが0.5μmを越えると分散の均一性が低下して適していない。
【0023】
これらのフラーレンやカーボンナノチューブは、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投入して、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させ、この溶液を磁性を示すキャリア芯材粒子表面にスプレー塗布などによりコートする。
キャリア芯材粒子表面にキャリアコート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、キャリア芯材粒子の流動床を形成し、この流動床中にスプレーする方法で、均一なキャリアコート層が形成できるので適している。
【0024】
キャリアコート層の樹脂に対するフラーレンまたはカーボンナノチューブの含有量は、樹脂100重量部に対して0.01重量部〜10重量部であることが必要である。フラーレンまたはカーボンナノチューブの含有量が0.01重量部未満の場合には耐久性の向上が認められず、フラーレンまたはカーボンナノチューブの含有量が10重量部を越える場合には樹脂層が脆くなって、耐久性が劣化する。
【0025】
キャリアコート層の厚みは、通常0.02〜1μm、好ましくは0.03〜0.8μmである。0.02μm未満の場合には耐久性の向上が十分でなく、1μmを越える場合には膜はがれ現象が生じ、帯電特性の安定性が低下する。
【0026】
本発明のキャリアの平均粒径は、重量平均粒径Dwで20μm〜100μmの範囲であり、好ましくは30μm〜70μmの範囲である。重量平均粒径Dwが100μmよりも大きいと、キャリア付着が起りにくいが、ドット再現性が悪くなる。重量平均粒径Dwが20μmより小さくなるとキャリア付着が多くなると共に、トナーとの撹拌効率が悪くなりトナーの均一な帯電量が得られにくくなる。
【0027】
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。画像部はトナーが現像されることにより電界が弱められる為、地肌部に比べ、キャリア付着は起こりにくい。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。
【0028】
本発明ではこのキャリア付着の対策を考え、さらに15μmより小さい粒径を有するキャリアの含有割合は3重量%以下、好ましくは1重量%以下であるように規定した。小粒径キャリアの場合、キャリア付着しているキャリアの大部分は、15μm未満の微細粒子である。本発明者らは、重量平均粒径Dwが25μm〜45μmの小粒径キャリアにおいて、15μmより小さい粒子の重量比率を変化させてキャリア付着を評価したところ、15μm以下の粒径を有する粒子が3重量%以下ならば大きな問題とはならず、更に1重量%とすると、キャリア付着は更に改善されることが判明した。
【0029】
本発明のキャリアは、磁性材料を粉砕し、その粉砕物粒子を所定の粒径が得られるように分級し、この分級により得られた磁性粒子(キャリア芯材粒子)の表面に樹脂被膜を形成することに得ることができる。この分級には、風力分級やふるい分級(ふるい分け)等が包含される。キャリア粒子の製造には、振動ふるいが好ましく用いられているが、従来一般的に用いられている振動ふるいでは、小粒径の粒子を分級しようとすると、そのふるい(金網)の小さな網目がすぐに詰まってしまうという不都合を生じるため、その分級のための作業性は非常に悪いものであった。
【0030】
本発明者らは、小粒径粒子を効率よく、シャープにカットし得る方法を開発すべく種々検討したところ、ふるい機を用いて粒子を分級する際に、その金網に超音波振動を与えることにより、15μm未満の小径粒子を効率よく、シャープにカットし得ることを見出した。金網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。超音波振動により金網を振動させるためには、コンバータにより発生される超音波振動を、金網に固定した共振部材に伝達させる。超音波振動が伝達された共振部材は、その超音波振動により共振し、そして、その共振部材に固定されている金網を振動させる。
金網を振動させる周波数は、20〜50kHz、好ましくは30〜40kHzである。共振部材の形状は、金網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。
金網を振動させる振動方向は、垂直方向であるのが好ましい。
【0031】
図1に超音波発振器付振動ふるい機の説明構造図を示す。
図1において、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は金網、6は共振リング、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に示した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、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リング8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。この共振リング6の振動により、共振リング6とフレーム9に固定されている金網5が垂直方向に振動する。
超音波発振器付きの振動ふるい機は販売されており、例えば、晃栄産業(株)より製品名「ウルトラソニック」として入手可能である。
【0032】
本発明では、分級した磁性粒子(キャリア芯材粒子)の表面に樹脂被膜を形成するが、磁性粒子の粉砕物粒子の表面に樹脂被膜を形成した後、この樹脂被覆キャリア粒子を分級することによっても製造することができる。この場合の樹脂被覆キャリア粒子の分級は、前記した超音波発振器付きの振動ふるい機を用いて行うのが好ましい。
【0033】
本発明では、キャリアの抵抗の調整は、キャリア芯材粒子表面上に形成するフラーレンまたはカーボンナノチューブを含む樹脂層により行なう。キャリア抵抗が高すぎると、エッジ効果の副作用による白抜け現象等の異常画像が生じ、キャリア抵抗が低すぎると、ベタ画像の均一性は良くなるがキャリア付着が生じやすくなり、キャリア抵抗を実際の現像条件と合わせて適正化する必要がある。このキャリア抵抗の適正化はフラーレンまたはカーボンナノチューブの含有量と膜厚でコントロールする。
【0034】
本発明の現像剤は、前記キャリアとトナーとからなる。
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、電荷制御剤、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、粉砕法、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り、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。
【0035】
トナーに用いられる樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。
【0036】
ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−p−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体:スチレン−p−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−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、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−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−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体:ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。
【0037】
ポリエステル樹脂としては以下のA群に示したような2価のアルコールと、B群に示したような二塩基酸塩からなるものであり、さらにC群に示したような3価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
【0038】
A群:エチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4ブテンジオール、1,4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3,3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2,0)−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等。
【0039】
B群:マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
【0040】
C群:グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の3価以上のカルボン酸等。
【0041】
ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
【0042】
トナーに用いる顔料としては、トナー用として公知のものすべてが使用できる。
【0043】
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
【0044】
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
【0045】
橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
【0046】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
【0047】
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
【0048】
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
【0049】
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ等がある。
【0050】
これらは1種または2種以上を使用することができる。
特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【0051】
トナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合(内添)しても良いし、トナー粒子と混合(外添)して用いても良い。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【0052】
また、トナーには定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することも可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は65〜90℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【0053】
また、トナーには離型剤等の分散性を向上させるなどの目的の為に、添加剤(分散助剤)を加えても良い。添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を2種以上混合した物でも良い。
【0054】
さらに、トナーにはトナーの流動性等を改善するために、トナー表面に無機微粉体により表面処理を行なっても良い。この無機微粉体としてはSi、Ti、Al、Mg、Ca、Sr、Ba、In、Ga、Ni、Mn、W、Fe、Co、Zn、Cr、Mo、Cu、Ag、V、Zr等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、アルミナの微粒子が好適に用いられる。
【0055】
さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
【0056】
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
【0057】
無機微粉体はトナーに対して0.1〜2重量%使用されるのが好ましい。0.1重量%未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、2重量%を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
【0058】
トナーを作製する方法としては、粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合、分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等があるが、これらの作製法に限るものではない。
【0059】
粉砕法にてトナーを作製する方法の一例としては、まず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の2本ロール、バンバリーミキサーや連続式の2軸押出し機、例えば神戸製鋼所社製KTK型2軸押出し機、東芝機械社製TEM型2軸押出し機、KCK社製2軸押出し機、池貝鉄工社製PCM型2軸押出し機、栗本鉄工所社製KEX型2軸押出し機や、連続式の1軸混練機、例えばブッス社製コ・ニーダ等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、冷却後、ハンマーミル等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。その後、混合機により無機粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させ、250メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去しトナーを得る。
【0060】
また、重合法の一例としては、モノマーに着色剤及び電荷制御剤等を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることでトナー粒子を得る。造粒法は特に限定されない。
【0061】
本発明の現像剤におけるトナーの重量平均粒径は4〜10μmであり、さらに好ましくは5〜8μmである。
重量平均粒径が4μm未満では長期間の使用でのトナー飛散による機内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等という問題が生じやすい。また重量平均粒径が10μmを超える場合では100μm以下の微小スポットの解像度が充分でなく非画像部への飛び散りも多く画像品位が劣る傾向となる。
さらに二成分現像剤として使用する場合は、後述する磁性キャリアと所定の混合比率で混合することによって二成分現像剤とする。
また、磁性トナーとする場合には、トナー粒子の中に磁性体の微粒子を内添すれば良い。磁性体としては、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル、コバルト、それらの合金などの強磁性体等が考えられる。磁性体の平均粒径は0.1〜1μmが好ましい。磁性体の含有量はトナー100重量部に対して、10から70重量部であることが好ましい。
【0062】
また、本発明の現像剤には、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン(R)粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤;あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【0063】
本発明の現像方法は、その現像剤として前記した本発明の現像剤を用いる方法である。
この場合、外部から印加する現像バイアスとして、直流電圧に交流電圧を重畳させた電圧を印加すると、画像濃度が高く、地汚れの少ない高画質を得ることが出来る。特に、ドット再現性、およびハイライトの再現性が良好となる。上記の現像バイアスを印加する場合、直流バイアスのみを印加する時に比べて、実質的な現像ポテンシャル、および地肌ポテンシャルが大きくなる。その為、従来はキャリア付着が起り易かったが、本発明のキャリアによって、両立が可能となった。
【0064】
本発明の画像形成装置は、現像容器を搭載した画像形成装置において、その現像容器として、本発明の現像剤が収納された現像容器を用いたものである。この場合の画像形成装置としては、従来公知の各種のものを用いることができる。
【0065】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明をより具体的に説明するが、これら実施例は本発明をなんら限定するものではない。なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
【0066】
[実施例1]
(トナー製造)
樹脂 ポリエステル樹脂 50部
顔料 カーボンブラック 5部
帯電制御剤 サルチル酸亜鉛塩 0.5部
離型剤 ライスワックス 2.5部
添加剤 スチレンアクリル樹脂 1.5部
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、2軸押出し機により混練物温度100℃混練機回転数120rpmで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子100部に対して、シリカ微分末1部をスーパーミキサーにて混合して、トナーを得た。
【0067】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてフラーレンC60を分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.53μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.5μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.5重量%であった。
【0068】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0069】
[実施例2]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0070】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてフラーレンC60にC70が30wt%混入しているものを分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60にC70が30wt%混入しているものは、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.035μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.52μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.1μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.6重量%であった。
【0071】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0072】
[実施例3]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0073】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてカーボンナノチューブを分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。カーボンナノチューブは、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、カーボンナノチューブの形状は、直径が0.01〜0.1μmφで、長さが0.05〜0.5μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.52μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.2μmで15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.5重量%であった。
【0074】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0075】
[実施例4]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0076】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてC60にC70が20wt%、C82とC84が合計して10wt%混入しているものを分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。C60にC70が20wt%、C82とC84が合計して10wt%混入しているものは、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.04μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.52μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.4μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.7重量%であった。
【0077】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0078】
[実施例5]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0079】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてフラーレンC60を分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.58μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は37.1μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.7重量%であった。
【0080】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0081】
[実施例6]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0082】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてフラーレンC60を分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.59μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.8μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.8重量%であった。
【0083】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0084】
[実施例7]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0085】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてフラーレンC60を分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.53μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.8μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は5重量%であった。
【0086】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0087】
[実施例8]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0088】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてフラーレンC60を分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.54μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.3μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.6重量%であった。
【0089】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0090】
[実施例9]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0091】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてフラーレンC60を分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.53μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.5μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.4重量%であった。
【0092】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0093】
[実施例10]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0094】
シリコーン樹脂中に、ボールミルを用いてフラーレンC60を分散させ、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.53μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.6μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.8重量%であった。
【0095】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0096】
[実施例11]
(トナー製造)
実施例1と同じ。
【0097】
シリコーン樹脂中に、1重量部のフラーレンC60および、5重量部のアミノシランカップリング剤H2N(CH2)3Si(OC2H5)3を添加し、ボールミルを使用して分散し、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。
フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に230℃で2時間加熱して、膜厚0.50μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.2μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.5重量%であった。
【0098】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0099】
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、2軸押出し機により混練物温度100℃、混練機回転数120rpmで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。
【0100】
シリコーン樹脂中に、1重量部のフラーレンC60を添加し、ボールミルを使用して分散し、この分散液を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。フラーレンC60は、希ガス中で2本のグラファイト棒の間にアーク放電を起させて合成するアーク放電法で作製し、平均粒径が0.025μmであった。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.53μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.5μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.5重量%であった。
【0101】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0102】
[比較例1]
(トナー製造)
樹脂 ポリエステル樹脂 50部
顔料 カーボンブラック 5部
帯電制御剤 サルチル酸亜鉛塩 0.5部
離型剤 ライスワックス 2.5部
添加剤 スチレンアクリル樹脂 1.5部
【0103】
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、2軸押出し機により混練物温度100℃、混練機回転数120rpmで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が6.5μmの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子100部に対して、シリカ微粉末1部をスーパーミキサーにて混合して、トナーを得た。
【0104】
(キャリア製造)
磁性材 MnMgSrフェライト
コート層 シリコーン樹脂 100部
シリコーン樹脂を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.53μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.4μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.5重量%であった。
【0105】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0106】
[比較例2]
(トナー製造)
比較例1と同じ。
【0107】
(キャリア製造)
磁性材 Mnフェライト
コート層 シリコーン樹脂 100部
シリコーン樹脂を希釈して固形分5wt%の分散液を得た。
流動床型コーティング装置を用いて、磁性粒子表面上に上記の希釈した分散溶液を、100℃の雰囲気下で約40g/minの割合で塗布し、更に240℃で2時間加熱して、膜厚0.54μmの樹脂コート膜を形成し、キャリアを得た。キャリア平均粒径は36.2μmで、15μmより小さい粒径を有する粒子の含有割合は2.5重量%であった。
【0108】
上記作製法で得られたトナーとキャリアをキャリア97.5部に対し、2.5部の割合で混合し、二成分現像剤を作製した。
得られた現像剤を潜像担持体がOPCドラム感光体でクリーニング方式がブレードクリーニングである複写機にセットし、画像評価実験、耐久試験を行なった。
評価は、画像特性として画像濃度及びシャープ性、耐久特性として帯電量の耐久試験時の変化、キャリア付着の評価、画質上でのかぶりを評価した。その結果を表2に示す。
【0109】
(実験・試験結果)
以上の実施例の実験・試験結果を下表に示す。評価項目は、画像特性として画像濃度とシャープ性(5段階評価)、耐久特性として耐久試験時のトナー帯電量変化(初期のトナー帯電量、5万枚コピー時のトナー帯電量)、異常画像としてキャリア付着の評価(5段階評価、5万枚コピー時)、かぶりの評価(5段階評価、5万枚コピー時)である。
シャープ性、キャリア付着、かぶりの評価は5段階評価でA:良→E:悪と表す。
【0110】
【表2】
【0111】
表2から、磁性をもつキャリア粒子の表面に、フラーレンまたはカーボンナノチューブを含有する樹脂被覆層を設けたことにより、画像濃度及びシャープ性ともに良好な画像品質が得られ、なお且つ耐久特性が非常に改良されることが分かる。
【0112】
【発明の効果】
本発明では、磁性をもつキャリア芯材粒子の表面に、少なくとも1種以上のフラーレンまたはカーボンナノチューブを含有する樹脂被覆層を設けたことにより、高画質で帯電特性の安定した高耐久性な電子写真現像剤用キャリアを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】超音波発振器付振動ふるい機の説明図である。
【符号の説明】
1 振動ふるい機
2 円筒容器
3 スプリング
4 ベース
5 金網
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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developer carrier used for developing an electrostatic image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like, and an electrophotographic developer comprising the carrier and a toner.
[0002]
[Prior art]
In general, in an image forming method such as an electrophotographic method, an electrophotographic method, and an electrostatic printing method, an electrostatic latent image formed on a latent image carrier (photosensitive member, electrostatic recording member) is referred to as toner. In other words, a method is adopted in which the electro-detectable fine particles adhere to the surface and are visualized. In developing, a method using a two-component developer obtained by mixing a toner and a carrier and a method using a one-component developer containing no carrier are known.
[0003]
The two-component developer used in the former developing method is required to be a mixture of appropriately charged toner and carrier, but the developing method using this two-component developer is relatively stable. While a good image can be obtained, there are drawbacks such as carrier deterioration and fluctuations in the mixing ratio between the toner and the carrier. On the other hand, the latter one-component developer does not have the disadvantages of the former, but has a disadvantage that the chargeability is difficult to stabilize. Each of these two-component developers and one-component developers has both advantages and disadvantages. Currently, however, two-component developers are often used for ease of charging of the toner. Yes.
[0004]
Carriers used in such a two-component developer are roughly classified into a coated carrier having a coating layer on the surface and an uncoated carrier having no coating layer on the surface. Prevention, formation of a uniform carrier surface, prevention of surface oxidation, extension of the developer life, prevention of carrier adhesion to the surface of the latent image carrier, protection of the latent image carrier from scratches or abrasion by the carrier, control of charging polarity or charging For the purpose of adjusting the amount, a coated carrier provided with a hard, high-strength coating layer by coating with an appropriate resin material is usually used.
[0005]
For example, it is known to disperse fine particles in a coating layer (carrier coat layer) with the aim of improving the life of high-quality paper and developer, and these fine particles include titanium dioxide (Japanese Patent No. 255704), silicon carbide ( JP-A-58-207054) is used. However, since the carrier coat layer also has a role of controlling electric characteristics, it is necessary to contain other additives in addition to these titanium dioxide and silicon carbide.
[0006]
In order to adjust the resistance of the developer, carbon black is generally added to the carrier coat layer. For example, in Japanese Patent No. 2443568, the carbon amount of the resin coat layer is defined in relation to the amount of carbon in the toner, and measures are taken so as not to cause problems such as brush marks and toner scattering with high image quality. Yes. However, carbon black cannot increase the mechanical strength of the carrier coat layer, and its durability is limited.
[0007]
As described above, the carrier is required to have chargeability and development characteristics, and durability with mechanical strength. In order to realize high image quality, it is necessary to have excellent dot reproducibility, uniformity of image density, image contrast, and the like. Further, it is necessary to prevent abnormal images such as carrier adhesion, toner scattering, magnetic brush patterns, and white spots. In order to realize these, it is necessary to optimize the charging characteristics and development characteristics of the toner, and as a means for achieving this, adjustment of the electrical characteristics of the carrier is important.
In addition, it is necessary to stabilize the charging characteristics and development characteristics of the toner and to realize high image quality with the same characteristics forever. For this purpose, a carrier with a long carrier life and high durability is required.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a highly durable two-component developer carrier that is excellent in charging stability and has high image quality without abnormal images such as carrier adhesion. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studying the coat carrier used in the two-component developer from various angles, the present inventors have constituted a resin containing one or more fullerenes or carbon nanotubes on the surface of the magnetic carrier core material. It has been found that the above-mentioned problems can be achieved by forming a carrier coat layer. Fullerenes and carbon nanotubes are conductive, hard, and have excellent frictional resistance. By providing a carrier coat layer containing fullerenes and carbon nanotubes, carrier resistance is not only adjusted, but the durability of the carrier itself is also maintained. Is also improved. The present invention has been made based on this.
[0010]
According to the present invention, a resin coating layer (carrier coating layer) containing at least one kind of fullerene or carbon nanotube is provided on the surface of carrier core material particles having magnetism. A career is provided.
[0011]
The present invention also provides an electrophotographic developer comprising the above carrier and toner, and a two-component developing method and apparatus for developing using the developer. Furthermore, the carrier manufacturing method which produces the above using the vibration sieve machine with a carrier ultrasonic oscillator is provided.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in further detail below.
The carrier of the present invention is characterized in that a carrier coat layer containing fullerene or carbon nanotubes is provided on the surface of a magnetic carrier core material.
The carrier core material of the present invention needs to exhibit magnetism, Fe, Co, alloys thereof with other metals (Cr, Mn, Ni, Cu, etc.), magnetite, hematite, Li-based ferrite, Mn- Examples thereof include Zn-based ferrite, Cu—Zn-based ferrite, Ni—Zn-based ferrite, Ba-based ferrite, and Mn-based ferrite.
Ferrite is generally AFe 2 O Four A is composed of Mn, Ni, Cu, Zn, Li, Mg, Sr, Ca, alloys thereof, and the like.
Ferrite materials that are often used include magnetite, hematite, Mn—Mg—Sr ferrite, and Mn ferrite.
[0013]
In the carrier core agent particles used in the present invention, the magnetic moment when a magnetic field of 1000 oersted (Oe) is applied is 70 emu / g or more, preferably 80 emu / g or more, and the upper limit is not particularly limited. It is about 300 emu / g. When the magnetic moment of the carrier core particles is less than 70 emu / g, carrier adhesion tends to occur, and when it exceeds 300 emu / g, the head of the magnetic brush appears on the image, which is not suitable.
[0014]
The magnetic moment can be measured by a BH curve tracer or VSM. For example, using a BH curve tracer (BHU-60 / manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.), 1.0 g of carrier core particles are packed in a cylindrical cell and set in an apparatus, and a BH hysteresis curve is measured. The magnetic moment of 1000 Oersted is calculated from the characteristics.
[0015]
The carrier of the present invention is produced by forming a resin layer containing at least one or more fullerenes or carbon nanotubes on the surface of the carrier core particles, and the resin is a conventionally known resin used for the production of carriers. Various things can be used.
For example, a silicone resin containing at least one repeating unit represented by the following formulas (a), (b) and (c) is suitable for the present invention and can be used.
[Chemical 1]
(Wherein R 1 Represents a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, a methoxy group, a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group (phenyl group, tolyl group, etc.), and R 2 Represents an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or an arylene group (such as a phenylene group). )
[0016]
In the present invention, a straight silicone resin can be used. Examples thereof include KR271, KR272, KR282, KR252, KR255, KR152 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), SR2400, SR2406 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone).
[0017]
In addition, a modified silicone resin can be used. Examples of such materials include epoxy-modified silicone, acrylic-modified silicone, phenol-modified silicone, urethane-modified silicone, polyester-modified silicone, and alkyd-modified silicone. Specific examples thereof include modified silicone: KR-5208, polyester modified: KR-5203, alkyd modified: KR-206, urethane modified: KR-305 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), epoxy modified : SR2115, alkyd modified product: SR2110 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone) and the like.
[0018]
In the present invention, the silicone resin may contain an appropriate amount (0.001 to 30% by weight) of an aminosilane coupling agent. Examples include the following.
[Table 1]
[0019]
Furthermore, in the present invention, as the resin for coating the surface of the carrier core particles, the following can be used alone or mixed with the above silicone resin.
Polystyrene, chloropolystyrene, poly-α-methylstyrene, styrene-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, Styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer (styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer) Polymer, styrene-phenyl acrylate copolymer, etc.), styrene-methacrylate copolymer (styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, Styrene-phenyl methacrylate copolymer, etc.) Styrenic resins such as styrene-α-chloroacrylic acid methyl copolymer, styrene-acrylonitrile-acrylic acid ester copolymer, epoxy resin, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, ionomer resin, polyurethane resin, ketone resin, ethylene -Ethyl acrylate copolymer, xylene resin, polyamide resin, phenol resin, polycarbonate resin, melamine resin and the like.
[0020]
The fullerene or carbon nanotube used in the present invention is as follows.
Fullerene is C 60 , C 70 , C 82 , C 84 Furthermore, high molecular weight fullerenes can be used.
As a synthesis method of fullerene or carbon nanotube, a resistance heating method in which a graphite rod is directly energized and heated in a rare gas, an arc discharge method in which an arc discharge is generated between two graphite rods in a rare gas, and the like are used. is there.
[0021]
As the fullerene and carbon nanotube, those in which a metal such as La, Y, or Sc is encapsulated in the internal space can also be used. For the synthesis of metal-encapsulated fullerene, a metal oxide (La 2 O Three And the like, or by synthesizing by causing arc discharge using a carbon rod containing a metal rod, or by introducing a carbon tip containing a metal oxide into a crucible anode and causing arc discharge.
[0022]
The particle size of fullerene is 0.01 to 0.2 μm, preferably 0.01 to 0.1 μm. When the fullerene particle size is less than 0.01 μm, aggregation or the like is not likely to occur, and when the particle size exceeds 0.2 μm, the dispersion state is lowered, which is not suitable.
The carbon nanotube has a diameter of 0.01 to 0.1 μmφ and a length of 0.05 to 0.5 μm, preferably a diameter of 0.01 to 0.05 μmφ and a length of 0.05 to 0.5 μm. 0.1 μm. If the carbon nanotube diameter is less than 0.01 μmφ and the length is less than 0.05 μm, aggregation is likely to occur, which is not suitable, and if the carbon nanotube diameter exceeds 0.1 μmφ and the length exceeds 0.5 μm Dispersion uniformity is not suitable.
[0023]
These fullerenes and carbon nanotubes are put into a solvent used for coating or a resin solution for coating, and then uniformly by using a dispersing machine using a medium such as a ball mill or a bead mill, or a stirrer equipped with a blade rotating at high speed. And the solution is coated on the surface of the carrier core material particles exhibiting magnetism by spray coating or the like.
As a method for forming the carrier coat layer on the surface of the carrier core material particles, a known method such as a spray drying method, a dipping method, or a powder coating method can be used. In particular, a method using a fluidized bed type coating apparatus is suitable because a uniform carrier coat layer can be formed by forming a fluidized bed of carrier core particles and spraying into the fluidized bed.
[0024]
The content of fullerene or carbon nanotube with respect to the resin of the carrier coat layer needs to be 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin. When the fullerene or carbon nanotube content is less than 0.01 parts by weight, no improvement in durability is observed, and when the fullerene or carbon nanotube content exceeds 10 parts by weight, the resin layer becomes brittle. Durability deteriorates.
[0025]
The thickness of the carrier coat layer is usually 0.02 to 1 μm, preferably 0.03 to 0.8 μm. When the thickness is less than 0.02 μm, the durability is not sufficiently improved. When the thickness is more than 1 μm, the film peels off and the stability of the charging characteristics is lowered.
[0026]
The average particle size of the carrier of the present invention is 20 μm to 100 μm, preferably 30 μm to 70 μm, in terms of weight average particle size Dw. When the weight average particle diameter Dw is larger than 100 μm, carrier adhesion hardly occurs, but dot reproducibility is deteriorated. When the weight average particle diameter Dw is smaller than 20 μm, the carrier adhesion increases and the stirring efficiency with the toner is deteriorated, and it becomes difficult to obtain a uniform charge amount of the toner.
[0027]
Carrier adhesion indicates a phenomenon in which a carrier adheres to an image portion or a background portion of an electrostatic latent image. The stronger each electric field, the easier the carrier adheres. Since the electric field in the image area is weakened by developing the toner, carrier adhesion is less likely to occur compared to the background area. Carrier adhesion is not preferable because it causes inconveniences such as damage to the photosensitive drum and the fixing roller.
[0028]
In the present invention, in consideration of the countermeasure against the adhesion of the carrier, the content ratio of the carrier having a particle size smaller than 15 μm is specified to be 3% by weight or less, preferably 1% by weight or less. In the case of a small particle size carrier, the majority of the carrier adhering to the carrier is fine particles of less than 15 μm. The present inventors evaluated carrier adhesion in a small particle size carrier having a weight average particle size Dw of 25 μm to 45 μm by changing the weight ratio of particles smaller than 15 μm. As a result, 3 particles having a particle size of 15 μm or less were found. It has been found that when the amount is less than or equal to% by weight, there is no major problem, and when the amount is further 1% by weight, carrier adhesion is further improved.
[0029]
The carrier of the present invention pulverizes a magnetic material, classifies the pulverized particles so as to obtain a predetermined particle size, and forms a resin film on the surface of the magnetic particles (carrier core particles) obtained by the classification. Can get to do. This classification includes wind classification, sieve classification (sieving), and the like. Vibrating sieves are preferably used for the production of carrier particles. However, in the case of conventional vibrating sieves, when trying to classify particles with a small particle size, a small mesh of the sieve (wire mesh) is immediately present. Therefore, the workability for the classification was very bad.
[0030]
The inventors of the present invention have made various studies in order to develop a method capable of efficiently and sharply cutting small-sized particles. When the particles are classified using a sieving machine, ultrasonic vibration is applied to the wire mesh. Thus, it has been found that small diameter particles of less than 15 μm can be efficiently and sharply cut. The ultrasonic vibration that vibrates the wire mesh can be obtained by supplying a high-frequency current to the converter and converting it into ultrasonic vibration. The converter in this case consists of a PZT vibrator. In order to vibrate the wire mesh by ultrasonic vibration, the ultrasonic vibration generated by the converter is transmitted to a resonance member fixed to the wire mesh. The resonance member to which the ultrasonic vibration is transmitted resonates by the ultrasonic vibration, and vibrates the wire mesh fixed to the resonance member.
The frequency for vibrating the wire mesh is 20 to 50 kHz, preferably 30 to 40 kHz. The shape of the resonance member may be any shape suitable for vibrating the wire mesh, and is usually a ring shape.
The vibration direction for vibrating the wire mesh is preferably a vertical direction.
[0031]
FIG. 1 is an explanatory structural diagram of a vibration sieve machine with an ultrasonic oscillator.
In FIG. 1, 1 is a vibration sieve, 2 is a cylindrical container, 3 is a spring, 4 is a base (support), 5 is a wire mesh, 6 is a resonant ring, 7 is a high-frequency current cable, 8 is a converter, and 9 is a ring shape. Indicates a frame. In order to operate the vibration sieve with an ultrasonic oscillator (circular sieve) shown in FIG. 1, a high-frequency current is supplied to the converter 8 via the cable 7. The high frequency current supplied to the converter 8 is converted into ultrasonic vibration. The ultrasonic vibration generated in the converter 8 vibrates the resonance ring 8 to which the converter 8 is fixed and the ring-shaped frame 9 connected thereto in the vertical direction. Due to the vibration of the resonance ring 6, the metal mesh 5 fixed to the resonance ring 6 and the frame 9 vibrates in the vertical direction.
Vibrating sieve machines equipped with an ultrasonic oscillator are commercially available, and are available, for example, as “Ultrasonic” as a product name from Kanei Sangyo Co., Ltd.
[0032]
In the present invention, a resin film is formed on the surface of the classified magnetic particles (carrier core particles). After forming a resin film on the surface of the pulverized magnetic particles, the resin-coated carrier particles are classified. Can also be manufactured. In this case, the classification of the resin-coated carrier particles is preferably performed using the above-described vibration sieving machine equipped with an ultrasonic oscillator.
[0033]
In the present invention, the carrier resistance is adjusted by a resin layer containing fullerenes or carbon nanotubes formed on the surface of the carrier core particles. If the carrier resistance is too high, an abnormal image such as a white spot phenomenon due to a side effect of the edge effect is generated. If the carrier resistance is too low, the uniformity of the solid image is improved but the carrier adhesion is likely to occur. It is necessary to optimize it according to the development conditions. The optimization of the carrier resistance is controlled by the content and film thickness of fullerene or carbon nanotube.
[0034]
The developer of the present invention comprises the carrier and toner.
The toner used in the present invention contains a colorant, a charge control agent, a release agent, etc. in a binder resin mainly composed of a thermoplastic resin, and various conventionally known toners are used. Can do. This toner is an amorphous or spherical toner prepared by various toner production methods such as a pulverization method, a polymerization method, and a granulation method. Either a magnetic toner or a non-magnetic toner can be used.
[0035]
Resins used for toner include epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene acrylic resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, butyral resin, terpene resin, polyol resin, etc. There is.
[0036]
Examples of vinyl resins include styrene such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene, and homopolymers thereof: styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer. Polymer, styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methacrylic copolymer Acid methyl copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ether copolymer Coalescence, styrene-vinyl ethyl acetate Copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester Styrene copolymers such as copolymers: polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate and the like.
[0037]
The polyester resin is composed of a dihydric alcohol as shown in the following group A and a dibasic acid salt as shown in the group B, and further a trihydric or higher alcohol as shown in the group C or Carboxylic acid may be added as a third component.
[0038]
Group A: ethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,4 butanediol, neopentyl glycol, 1,4 butenediol, 1,4-bis (hydroxymethyl) cyclohexane Bisphenol A, hydrogenated bisphenol A, polyoxyethylenated bisphenol A, polyoxypropylene (2,2) -2,2′-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (3,3) -2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene (2,0) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxypropylene (2,0) -2,2′-bis (4 -Hydroxyphenyl) propane and the like.
[0039]
Group B: maleic acid, fumaric acid, mesaconic acid, citraconic acid, itaconic acid, glutaconic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, malonic acid, linolenic acid, or These acid anhydrides or esters of lower alcohols.
[0040]
Group C: Trivalent or higher alcohols such as glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol, and trivalent or higher carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid.
[0041]
The polyol resin includes an epoxy resin, a dihydric phenol alkylene oxide adduct or a compound having one active hydrogen in the molecule that reacts with the glycidyl ether and the epoxy group, and an active hydrogen that reacts with the epoxy resin in the molecule. There are those obtained by reacting two or more compounds.
[0042]
As the pigment used for the toner, all known pigments can be used.
[0043]
Examples of black pigments include azine dyes such as carbon black, oil furnace black, channel black, lamp black, acetylene black, and aniline black, metal salt azo dyes, metal oxides, and composite metal oxides.
[0044]
Examples of yellow pigments include cadmium yellow, mineral fast yellow, nickel titanium yellow, navel yellow, naphthol yellow S, hansa yellow G, hansa yellow 10G, benzidine yellow GR, quinoline yellow lake, permanent yellow NCG, and tartrazine lake. .
[0045]
Examples of the orange pigment include molybdenum orange, permanent orange GTR, pyrazolone orange, Vulcan orange, indanthrene brilliant orange RK, benzidine orange G, and indanthrene brilliant orange GK.
[0046]
Examples of red pigments include Bengala, Cadmium Red, Permanent Red 4R, Resol Red, Pyrazolone Red, Watching Red Calcium Salt, Lake Red D, Brilliant Carmine 6B, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Alizarin Lake, Brilliant Carmine 3B.
[0047]
Examples of purple pigments include fast violet B and methyl violet lake.
[0048]
Examples of blue pigments include cobalt blue, alkali blue, Victoria blue lake, phthalocyanine blue, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue partially chlorinated, first sky blue, and indanthrene blue BC.
[0049]
Examples of green pigments include chrome green, chromium oxide, pigment green B, and malachite green lake.
[0050]
These can use 1 type (s) or 2 or more types.
Especially for color toners, uniform dispersion of good pigments is essential. Instead of putting pigments directly into a large amount of resin, a master batch in which pigments are once dispersed at a high concentration is prepared and diluted. The method of throwing in is used. In this case, a solvent is generally used to assist dispersibility. However, there is a problem of environment and the like, and in the present invention, water is used for dispersion. When water is used, temperature control is important so that residual moisture in the masterbatch does not become a problem.
[0051]
In the toner, a charge control agent may be blended (internally added) inside the toner particles, or may be mixed (externally added) with the toner particles. The charge control agent makes it possible to control the optimum charge amount according to the development system. In particular, in the present invention, the balance between the particle size distribution and the charge amount can be further stabilized.
For controlling the toner to be positively charged, nigrosine, a quaternary ammonium salt, an imidazole metal complex and salts can be used alone or in combination of two or more. Further, salicylic acid metal complexes, salts, organic boron salts, calixarene compounds, and the like are used for controlling the toner to be negatively charged.
[0052]
In addition, a release agent can be internally added to the toner to prevent offset during fixing. Examples of the release agent include natural waxes such as candelilla wax, carnauba wax and rice wax, montan wax, paraffin wax, sazol wax, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, and alkyl phosphate ester. The melting point of these release agents is preferably 65 to 90 ° C. When the temperature is lower than this range, blocking during storage of the toner tends to occur, and when the temperature is higher than this range, an offset is likely to occur in a region where the fixing roller temperature is low.
[0053]
In addition, an additive (dispersion aid) may be added to the toner for the purpose of improving the dispersibility of a release agent or the like. As additives, styrene acrylic resin, polyethylene resin, polystyrene resin, epoxy resin, polyester resin, polyamide resin, styrene methacrylate resin, polyurethane resin, vinyl resin, polyolefin resin, styrene butadiene resin, phenol resin, butyral resin, terpene resin, There is a polyol resin or the like, and a mixture of two or more of these resins may be used.
[0054]
Further, in order to improve toner fluidity and the like, the toner surface may be surface-treated with inorganic fine powder. As this inorganic fine powder, oxidation of Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu, Ag, V, Zr, etc. And composite oxides. Of these, fine particles of silicon dioxide (silica), titanium dioxide (titania), and alumina are preferably used.
[0055]
Furthermore, it is effective to perform a surface modification treatment with a hydrophobizing agent or the like. Typical examples of the hydrophobizing agent include the following.
[0056]
Dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethyldichlorosilane, allylphenyldichlorosilane, benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, p-chloroethyltrichlorosilane, Chloromethyldimethylchlorosilane, chloromethyltrichlorosilane, hexaphenyldisilazane, hexatolyldisilazane, etc.
[0057]
The inorganic fine powder is preferably used in an amount of 0.1 to 2% by weight based on the toner. If it is less than 0.1% by weight, the effect of improving toner aggregation is poor, and if it exceeds 2% by weight, problems such as toner scattering between fine wires, contamination in the machine, scratches and abrasion of the photoreceptor tend to occur. is there.
[0058]
Examples of methods for producing the toner include pulverization methods and polymerization methods (suspension polymerization, emulsion polymerization, dispersion polymerization, emulsion aggregation, emulsion association, etc.), but are not limited to these production methods.
[0059]
As an example of a method for producing toner by a pulverization method, first, the above-mentioned resin, pigment or dye as a colorant, charge control agent, release agent, other additives, etc. are sufficiently obtained by a mixer such as a Henschel mixer. After mixing, the batch type twin roll, Banbury mixer and continuous twin screw extruder, for example, KTK type twin screw extruder manufactured by Kobe Steel, TEM type twin screw extruder manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., manufactured by KCK Thermal kneaders such as a twin screw extruder, a PCM type twin screw extruder manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd., a KEX type twin screw extruder manufactured by Kurimoto Iron Works Co., Ltd. The components are thoroughly kneaded, cooled, coarsely pulverized using a hammer mill, etc., further pulverized by a fine pulverizer or mechanical pulverizer using a jet stream, and a classifier or coanda using a swirling airflow. A classifier using effects Ri is classified to a predetermined particle size. Thereafter, an additive composed of inorganic particles or the like is adhered or fixed to the particle surface by a mixer and passed through a sieve of 250 mesh or more to remove coarse particles and aggregated particles to obtain a toner.
[0060]
Further, as an example of the polymerization method, toner particles are obtained by suspending and polymerizing a monomer composition in which a colorant, a charge control agent and the like are added to a monomer in an aqueous medium. The granulation method is not particularly limited.
[0061]
The weight average particle diameter of the toner in the developer of the present invention is 4 to 10 μm, more preferably 5 to 8 μm.
If the weight average particle diameter is less than 4 μm, problems such as contamination inside the machine due to toner scattering during long-term use, image density reduction in a low-humidity environment, and poor photoreceptor cleaning are likely to occur. When the weight average particle size exceeds 10 μm, the resolution of fine spots of 100 μm or less is not sufficient, and the image quality tends to be inferior due to many scattering to non-image areas.
Further, when used as a two-component developer, a two-component developer is obtained by mixing with a magnetic carrier described later at a predetermined mixing ratio.
Further, when the magnetic toner is used, magnetic particles may be internally added to the toner particles. Examples of the magnetic material include ferromagnetic materials such as ferrite, magnetite, iron, nickel, cobalt, and alloys thereof. The average particle size of the magnetic material is preferably 0.1 to 1 μm. The content of the magnetic material is preferably 10 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the toner.
[0062]
Further, the developer of the present invention may further contain other additives, for example, a lubricant powder such as Teflon (R) powder, zinc stearate powder, polyvinylidene fluoride powder, or cerium oxide within a range that does not substantially adversely affect the developer. Abrasives such as powder, silicon carbide powder and strontium titanate powder; or conductivity imparting agents such as carbon black powder, zinc oxide powder and tin oxide powder can also be used in small amounts as developability improvers.
[0063]
The developing method of the present invention is a method using the developer of the present invention described above as the developer.
In this case, when a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage is applied as a developing bias applied from the outside, a high image quality with a high image density and little background contamination can be obtained. In particular, dot reproducibility and highlight reproducibility are improved. When the above developing bias is applied, the substantial developing potential and background potential become larger than when only the DC bias is applied. For this reason, conventionally, carrier adhesion was easy to occur, but the carrier of the present invention made it possible to achieve both.
[0064]
The image forming apparatus of the present invention uses a developing container containing the developer of the present invention as the developing container in an image forming apparatus equipped with the developing container. In this case, various conventionally known image forming apparatuses can be used.
[0065]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but these examples do not limit the present invention. In addition, all the parts in the following mixing | blending are a weight part.
[0066]
[Example 1]
(Toner production)
Resin Polyester resin 50 parts
5 parts of pigment carbon black
Charge control agent Zinc salicylate 0.5 parts
Release agent Rice wax 2.5 parts
Additive 1.5 parts of styrene acrylic resin
The raw materials were sufficiently mixed with a mixer, and then melt kneaded with a twin screw extruder at a kneaded product temperature of 100 ° C. and a kneader rotation speed of 120 rpm. The kneaded product was rolled and cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, pulverized by a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm using a swirling air classifier. Furthermore, 1 part of silica differential powder was mixed with 100 parts of base coloring particles by a super mixer to obtain a toner.
[0067]
Fullerene C in a silicone resin using a ball mill 60 And the dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A 0.53 μm resin coat film was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.5 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.5% by weight.
[0068]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0069]
[Example 2]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0070]
Fullerene C in a silicone resin using a ball mill 60 To C 70 Was dispersed, and this dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 To C 70 Was mixed by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.035 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A resin coat film of 0.52 μm was formed to obtain a carrier. The carrier average particle size was 36.1 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.6% by weight.
[0071]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0072]
[Example 3]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0073]
Carbon nanotubes were dispersed in the silicone resin using a ball mill, and this dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Carbon nanotubes are produced by an arc discharge method in which an arc discharge is generated between two graphite rods in a rare gas, and the carbon nanotubes have a diameter of 0.01 to 0.1 μmφ and a length. Was 0.05 to 0.5 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A 0.52 μm resin coat film was formed to obtain a carrier. The carrier average particle size was 36.2 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.5% by weight.
[0074]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0075]
[Example 4]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0076]
In a silicone resin, use a ball mill to 60 To C 70 Is 20wt%, C 82 And C 84 Were dispersed in a total of 10 wt%, and this dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. C 60 To C 70 Is 20wt%, C 82 And C 84 Are mixed by 10 arc% in a rare gas by an arc discharge method in which an arc discharge is generated between two graphite rods, and the average particle size is 0.04 μm. .
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A resin coat film of 0.52 μm was formed to obtain a carrier. The carrier average particle diameter was 36.4 μm, and the content ratio of particles having a particle diameter smaller than 15 μm was 2.7% by weight.
[0077]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0078]
[Example 5]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0079]
Fullerene C in a silicone resin using a ball mill 60 And the dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A resin coat film of 0.58 μm was formed to obtain a carrier. The carrier average particle diameter was 37.1 μm, and the content ratio of particles having a particle diameter smaller than 15 μm was 2.7% by weight.
[0080]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0081]
[Example 6]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0082]
Fullerene C in a silicone resin using a ball mill 60 And the dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A resin coat film of 0.59 μm was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.8 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.8% by weight.
[0083]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0084]
[Example 7]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0085]
Fullerene C in a silicone resin using a ball mill 60 And the dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A 0.53 μm resin coat film was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.8 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 5% by weight.
[0086]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0087]
[Example 8]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0088]
Fullerene C in a silicone resin using a ball mill 60 And the dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A resin coating film of 0.54 μm was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.3 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.6% by weight.
[0089]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0090]
[Example 9]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0091]
Fullerene C in a silicone resin using a ball mill 60 And the dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A 0.53 μm resin coat film was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.5 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.4% by weight.
[0092]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0093]
[Example 10]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0094]
Fullerene C in a silicone resin using a ball mill 60 And the dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A 0.53 μm resin coat film was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.6 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.8% by weight.
[0095]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0096]
[Example 11]
(Toner production)
Same as Example 1.
[0097]
1 part by weight of fullerene C in silicone resin 60 And 5 parts by weight of aminosilane coupling agent H 2 N (CH 2 ) Three Si (OC 2 H Five ) Three Was added and dispersed using a ball mill, and this dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%.
Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using the fluidized bed type coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 230 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A 0.50 μm resin coat film was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.2 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.5% by weight.
[0098]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0099]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extruder at a kneaded material temperature of 100 ° C. and a kneader rotating speed of 120 rpm. The kneaded product was rolled and cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, pulverized by a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm using a swirling air classifier.
[0100]
1 part by weight of fullerene C in silicone resin 60 Was added and dispersed using a ball mill, and this dispersion was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%. Fullerene C 60 Was prepared by an arc discharge method in which an arc discharge was generated between two graphite rods in a rare gas, and the average particle size was 0.025 μm.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A 0.53 μm resin coat film was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.5 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.5% by weight.
[0101]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0102]
[Comparative Example 1]
(Toner production)
Resin Polyester resin 50 parts
5 parts of pigment carbon black
Charge control agent Zinc salicylate 0.5 parts
Release agent Rice wax 2.5 parts
Additive 1.5 parts of styrene acrylic resin
[0103]
After sufficiently mixing the raw materials with a mixer, the mixture was melt-kneaded with a twin-screw extruder at a kneaded material temperature of 100 ° C. and a kneader rotating speed of 120 rpm. The kneaded product was rolled and cooled, coarsely pulverized by a cutter mill, pulverized by a fine pulverizer using a jet stream, and then classified into a particle size distribution having an average particle size of 6.5 μm using a swirling air classifier. Further, 1 part of silica fine powder was mixed with 100 parts of the base colored particles by a super mixer to obtain a toner.
[0104]
(Carrier manufacturing)
Magnetic material MnMgSr ferrite
Coat layer 100 parts of silicone resin
The silicone resin was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A 0.53 μm resin coat film was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.4 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.5% by weight.
[0105]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0106]
[Comparative Example 2]
(Toner production)
Same as Comparative Example 1.
[0107]
(Carrier manufacturing)
Magnetic material Mn ferrite
Coat layer 100 parts of silicone resin
The silicone resin was diluted to obtain a dispersion having a solid content of 5 wt%.
Using a fluidized bed coating apparatus, the above-mentioned diluted dispersion solution is applied on the surface of the magnetic particles at a rate of about 40 g / min in an atmosphere of 100 ° C., and further heated at 240 ° C. for 2 hours to obtain a film thickness. A resin coating film of 0.54 μm was formed to obtain a carrier. The average carrier particle size was 36.2 μm, and the content ratio of particles having a particle size smaller than 15 μm was 2.5% by weight.
[0108]
The toner obtained by the above production method and the carrier were mixed at a ratio of 2.5 parts with respect to 97.5 parts of the carrier to prepare a two-component developer.
The obtained developer was set in a copying machine in which the latent image carrier is an OPC drum photoreceptor and the cleaning method is blade cleaning, and image evaluation experiments and durability tests were performed.
In the evaluation, image density and sharpness as image characteristics, change in charge amount during durability test, evaluation of carrier adhesion, and fog on image quality were evaluated as durability characteristics. The results are shown in Table 2.
[0109]
(Experiment and test results)
The experiment and test results of the above examples are shown in the table below. Evaluation items include image density and sharpness as image characteristics (five-step evaluation), change in toner charge amount during durability test as durability characteristic (initial toner charge amount, toner charge amount during 50,000 copies), and abnormal image Evaluation of carrier adhesion (five-step evaluation, 50,000 copies) and fogging evaluation (five-step evaluation, 50,000 copies).
The evaluation of sharpness, carrier adhesion, and fog is expressed as A: good → E: bad in a five-step evaluation.
[0110]
[Table 2]
[0111]
From Table 2, by providing a resin coating layer containing fullerenes or carbon nanotubes on the surface of magnetic carrier particles, good image quality in both image density and sharpness can be obtained, and the durability characteristics are very high. It can be seen that it is improved.
[0112]
【The invention's effect】
In the present invention, by providing a resin coating layer containing at least one or more fullerenes or carbon nanotubes on the surface of magnetic carrier core particles, a highly durable electrophotographic image with high image quality and stable charging characteristics. A carrier for developer can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a vibration sieve machine with an ultrasonic oscillator.
[Explanation of symbols]
1 Vibrating sieve machine
2 Cylindrical container
3 Spring
4 base
5 Wire mesh
6 Resonant ring
7 Cable
8 Converter (vibrator)
9 Ring frame
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