JP2005062658A - Developing device and image forming apparatus - Google Patents

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貴之 丸田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make formation of a high-grade image possible even when toner containing a release agent is used and to suppress the carrier adhesion and the like which occur when a small grain size carrier is used for further enhancement of image quality. <P>SOLUTION: The toner T is separated from the surface of the magnetic carrier CC in accordance with the mutual displacement of the magnetic carrier CC caused when the magnetic carrier rises as napping along magnetic flux from a state where the magnetic carrier CC holds the toner T and forms the state of aggregation, and the separated free toner T' is used to make an electrostatic latent image a visible image, by which the formation of the high-grade image is made possible even when the release agent-containing toner is used. Further, the following carrier is used for the magnetic carrier: The weight average grain size of the magnetic carrier is ≥20 to ≤60 [μm]. The saturation magnetization in a magnetic field of 1 kOe is ≥66 to ≤100 [emu/g], and the static resistance when a bias of 1,000 [V] is applied to the carrier is ≥10<SP>9</SP>to ≤10<SP>14</SP>[Ω cm]. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、カラー複写機、ファクシミリ、プリンタ等の静電画像形成プロセスに適用可能な現像装置、及び、この現像装置を用いた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a developing device applicable to an electrostatic image forming process, such as a copying machine, a color copying machine, a facsimile machine, and a printer, and an image forming apparatus using the developing device.

現在、内部に磁石を有する現像剤担持体(以下、「現像スリーブ」という。)を、感光層を表面に設けた像担持体(以下、「感光体」という。)に対向配置して現像領域を構成し、離型剤を含有するトナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤(以下、単に「現像剤」という。)を現像スリーブに担持させて上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記感光体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置が知られている。かかる現像装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用されていて、二成分現像剤を収納して感光体に対峙して配置される。   Currently, a developer carrying member (hereinafter referred to as “developing sleeve”) having a magnet inside is disposed opposite to an image bearing member (hereinafter referred to as “photosensitive member”) provided with a photosensitive layer on the surface thereof. A two-component developer (hereinafter simply referred to as “developer”) including a toner containing a release agent and a magnetic carrier for holding the toner is carried on the developing sleeve and passed through the developing region. Sometimes, the electrostatic latent image on the photoconductor is visualized with the toner by utilizing the state of a magnetic brush formed by the developer gathering along the magnetic field lines of the magnet in the developing region. A developing device is known. Such a developing device is applied to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, and stores a two-component developer and is disposed to face a photosensitive member.

現像剤は、現像装置内の攪拌・混合により摩擦帯電させ、この静電電荷によってトナーを磁性キャリア表面に静電的に付着させている。このトナーを付着させた磁性キャリアは、内部に磁石を配置する現像スリーブ表面に磁力で引きつけられて、回転する現像スリーブ上を搬送される。現像スリーブが感光体に最近接する位置には、現像のための磁石(以下、「現像主磁石」と記す。)が現像スリーブ内部に配置されている。搬送される現像剤が、この現像主磁石に近づくにつれて、現像主磁石の磁力線に沿って、現像剤中の多数の磁性キャリア(以下、単に「キャリア」という。)が集合して穂又はチェーンを形成する。この多数の穂が、まるでブラシのように見えることから磁気ブラシと、一般に呼称され、この磁気ブラシの状態を利用する現像方式は磁気ブラシ現像と呼ばれている。   The developer is triboelectrically charged by stirring and mixing in the developing device, and the electrostatic charge is used to electrostatically adhere the toner to the surface of the magnetic carrier. The magnetic carrier to which the toner is attached is attracted by a magnetic force to the surface of the developing sleeve in which a magnet is disposed, and is conveyed on the rotating developing sleeve. A magnet for developing (hereinafter referred to as “developing main magnet”) is disposed inside the developing sleeve at a position where the developing sleeve is closest to the photosensitive member. As the developer to be conveyed approaches the developing main magnet, a large number of magnetic carriers (hereinafter simply referred to as “carriers”) in the developer gather along the magnetic field lines of the developing main magnet to gather the spikes or chains. Form. Since many of these ears look like brushes, they are generally called magnetic brushes. A developing system that uses the state of the magnetic brushes is called magnetic brush development.

この磁気ブラシ現像では、誘電体であるキャリアが、感光体と現像スリーブとの間の電界強度を高めることで、磁気ブラシの穂の先端にいるキャリア表面からトナーが現像されると考えられている。したがって、これまでは、このキャリアが集合した穂によって形成される磁気ブラシがない部分はトナーの現像に利用されていなかった。そのために、トナーが現像できる部位は限られた領域であったために、現像されるトナーを多くすることは、他の条件を調整する下では非常に困難であった。しかしながら、この限られた領域の中で、高濃度の画像を得る現像方法が提案されている。例えば、特許文献1には、「磁性粒子の穂及び現像剤担持体上にトナー粒子を担持させ、像担持体と現像剤担持体間に現像剤担持体上のトナー粒子を像担持体へ飛翔させる電界を形成することにより、磁性粒子の穂に保持されたトナーと現像剤担持体に担持されたトナーとにより静電像を現像し、その際、交番電界を用いる現像方法」が提案されている。   In this magnetic brush development, it is considered that the carrier, which is a dielectric, increases the electric field strength between the photoconductor and the developing sleeve, so that the toner is developed from the surface of the carrier at the tip of the magnetic brush ear. . Therefore, until now, the portion without the magnetic brush formed by the spikes in which the carriers are gathered has not been used for developing the toner. For this reason, since the region where the toner can be developed is a limited region, it is very difficult to increase the amount of toner to be developed under other conditions. However, a developing method for obtaining a high-density image in this limited region has been proposed. For example, Patent Document 1 states that “the toner particles are carried on the magnetic particle spikes and the developer carrier, and the toner particles on the developer carrier fly between the image carrier and the developer carrier to the image carrier. By developing an electric field to be developed, an electrostatic image is developed with the toner held on the ears of the magnetic particles and the toner carried on the developer carrier, and a developing method using an alternating electric field at that time is proposed. Yes.

電子写真方式における静電画像形成プロセスによる画像形成では、光導電性物質等の感光体上に静電荷による潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させて可視像を形成した後、該トナー像を記録紙等の記録媒体に転写し、定着することで出力画像を得る。近年、電子写真方式を用いた画像形成の技術は、モノクロからフルカラーへの展開が急速になりつつあり、フルカラーの市場は拡大する傾向にある。一般に、乾式のトナー像を記録媒体に定着する方法として、平滑な表面を持ったローラーやベルトを加熱しトナーを圧着する接触加熱定着方法が多用されている。この接触加熱定着方法は熱効率が高く高速定着が可能であり、カラートナーに光沢や透明性を与えることが可能であるという利点がある反面、加熱定着部材表面と溶融状態のトナーとを加圧下で接触させた後、剥離させるために、トナー像の一部が定着ローラー表面に付着して別の画像上に転移する、いわゆるオフセット現象が生じる。このオフセット現象を防止することを目的として、離型性に優れたシリコーンゴムやフッ素樹脂で定着ローラー表面を形成し、さらにその定着ローラー表面にシリコーンオイル等の離型オイルを塗布する方法が一般に採用されていた。   In image formation by an electrostatic image forming process in an electrophotographic system, a latent image is formed on a photosensitive member such as a photoconductive substance, and charged toner particles are attached to the electrostatic latent image. After forming a visible image, the toner image is transferred to a recording medium such as recording paper and fixed to obtain an output image. In recent years, an image forming technique using an electrophotographic method has been rapidly developed from monochrome to full color, and the full color market tends to expand. In general, as a method for fixing a dry toner image on a recording medium, a contact heating fixing method in which a roller or belt having a smooth surface is heated to press the toner is often used. This contact heating fixing method has high thermal efficiency and enables high-speed fixing, and has the advantage of giving gloss and transparency to the color toner, but on the other hand, the surface of the heating fixing member and the molten toner are under pressure. Since the toner image is peeled after being brought into contact, a so-called offset phenomenon occurs in which a part of the toner image adheres to the surface of the fixing roller and is transferred onto another image. In order to prevent this offset phenomenon, a method is generally adopted in which the fixing roller surface is formed of silicone rubber or fluororesin with excellent releasability, and then a release oil such as silicone oil is applied to the fixing roller surface. It had been.

この離型オイル塗布方法は、トナーのオフセットを防止する点では極めて有効であるが、離型オイルを供給するための装置が必要であり、定着装置が大型化しコスト高になってしまう。このため、モノクロトナーでは、溶融したトナーが内部破断しないように結着樹脂の分子量分布の調整等でトナーの溶融時の粘弾性を高め、さらにトナー中にワックス等の離型剤を含有させることにより、定着ローラーに離型オイルを塗布しない、或いはオイル塗布量をごく微量とする方法が採用される傾向にある。また、トナー中に離型剤を含有させるとトナーの付着性が高まり、記録媒体としての転写紙への転写性が低下し、さらにトナー中の離型剤がキャリア等の摩擦帯電部材を汚染して帯電性を低下させることにより耐久性が低下するという問題を生じる。   This release oil application method is extremely effective in preventing toner offset, but requires a device for supplying the release oil, which increases the size and cost of the fixing device. For this reason, in monochromatic toner, viscoelasticity at the time of melting of the toner is improved by adjusting the molecular weight distribution of the binder resin so that the melted toner does not break internally, and a release agent such as wax is further included in the toner. Therefore, there is a tendency to adopt a method in which the release oil is not applied to the fixing roller or the amount of oil applied is very small. In addition, when a release agent is contained in the toner, the adhesion of the toner is increased, transferability to a transfer paper as a recording medium is lowered, and the release agent in the toner contaminates a friction charging member such as a carrier. As a result, there is a problem that the durability is lowered by lowering the chargeability.

このような状況において、特許文献2では、軟化点90[℃]以上120[℃]以下の線型ポリエステル樹脂とカルナバワックスを用いたトナーが提案されている。また、特許文献3では、互いに相溶する軟化点の異なる樹脂とワックスからなるトナーが提案されている。また、特許文献4では、ポリエステル樹脂とワックスの溶融粘度を規定したトナーが提案されている。また、特許文献5では、軟化点90[℃]以上120[℃]以下のポリエステル樹脂とライスワックス、カルナバワックス及びシリコーンオイル含有したトナーが提案されている。また、特許文献6では、ワックス内包型の重合法トナーが提案されている。   Under such circumstances, Patent Document 2 proposes a toner using a linear polyester resin having a softening point of 90 [° C.] to 120 [° C.] and carnauba wax. Patent Document 3 proposes a toner composed of a resin and a wax having different softening points that are compatible with each other. Patent Document 4 proposes a toner that defines the melt viscosity of polyester resin and wax. Patent Document 5 proposes a toner containing a polyester resin having a softening point of 90 [° C.] to 120 [° C.], rice wax, carnauba wax, and silicone oil. Patent Document 6 proposes a wax-encapsulated polymerization toner.

従来の磁気ブラシ現像法は、既に成立した磁気ブラシによる磁性粒子が感光体に摺擦している領域で、この領域にあるキャリアの穂に保持されたトナー粒子と現像スリーブ上のトナー粒子で現像を行うものであり、十分な高濃度の画像を得ることが困難である。また、キャリアの穂が少ないため電極効果によりソリッド部つまり所謂ベタ部におけるベタ埋まりの良い滑らかな高品位の画像を得るのは困難である。更に、離型剤含有トナーは、凝集度が比較的高く、現像能力の低下やドット再現が劣るため、高品位画像を得るのは困難である。
また、従来の離型剤含有トナーでは、定着への耐オフセット性確保のため、離型剤含有トナー表面にワックスが露出しており、ワックスを含有しない離型剤含有トナーと比較して、凝集度が高い。一般的にトナーに対して、帯電性・転写性・地汚れ・トナー飛散・キャリア表面への汚染(スペント)などで、添加剤を付与するが、離型剤含有トナーでは、同分量の添加剤を付与してもその効果が得られにくい。
定着装置から離型オイル塗布装置を除去した構成とすれば、コスト面や構成面で有利となるが、従来の離型材含有トナーを使用した従来の磁気ブラシ現像法では、現像能力の低下やドット再現が劣るため、高品位画像を得るのは困難である。
The conventional magnetic brush development method is an area where magnetic particles from an established magnetic brush are rubbed against the photoreceptor, and development is performed with toner particles held on the carrier ears in this area and toner particles on the developing sleeve. It is difficult to obtain a sufficiently high density image. In addition, since there are few carrier ears, it is difficult to obtain a smooth, high-quality image in which a solid portion, that is, a so-called solid portion is well-filled due to the electrode effect. Furthermore, since the release agent-containing toner has a relatively high degree of aggregation, a decrease in developing ability and poor dot reproduction, it is difficult to obtain a high-quality image.
In addition, in the conventional release agent-containing toner, the wax is exposed on the surface of the release agent-containing toner in order to ensure the anti-offset to fixing, and compared with the release agent-containing toner not containing wax. High degree. Generally, additives are added to the toner due to chargeability, transferability, background stains, toner scattering, carrier surface contamination (spent), etc., but in toners containing a release agent, the same amount of additive is added. Even if it is added, the effect is difficult to obtain.
The configuration in which the release oil application device is removed from the fixing device is advantageous in terms of cost and configuration. However, in the conventional magnetic brush development method using the conventional release material-containing toner, the developing ability is reduced or the dots are reduced. Due to poor reproduction, it is difficult to obtain a high-quality image.

特許文献7には、上記背景に鑑み、離型剤含有トナーを使用した場合でも、画像濃度が高く、ベタ埋まりがよく、ドット再現性に優れるなどの高品位画像の形成を可能にした現像装置が開示されている。具体的には、例えば、キャリアがトナーを保持して集合状態をなしている状態から現像スリーブ内部の磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずるキャリア相互の変位に応じてキャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って感光体上の静電潜像の可視像化する現像装置が開示されている。また、例えば、キャリアが現像スリーブ内部の磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がる穂を、現像領域で感光体に接触させることにより、キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを感光体に散布し、以って上記静電潜像の可視像化する現像装置も開示されている。これらの現像装置によれば、離型剤含有トナーを使用したとしても、上記高品位画像の形成が可能となる。   In Patent Document 7, in view of the above background, even when a release agent-containing toner is used, a developing device capable of forming a high-quality image such as a high image density, good solid filling, and excellent dot reproducibility. Is disclosed. Specifically, for example, the toner is removed from the surface of the carrier according to the mutual displacement of the carrier that occurs when the carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet inside the developing sleeve from a state in which the carrier holds the toner. There has been disclosed a developing device for separating and making the electrostatic latent image on the photosensitive member visible with the detached free toner. In addition, for example, the carrier rises as a spike that follows the magnetic field lines of the magnet inside the developing sleeve, and contacts the photoconductor in the development region, thereby removing the toner from the surface of the carrier and using the released free toner on the photoconductor. There is also disclosed a developing device that scatters and visualizes the electrostatic latent image. According to these developing devices, it is possible to form the high-quality image even when a release agent-containing toner is used.

特許第2668781号公報Japanese Patent No. 2668781 特開平8−220808号公報JP-A-8-220808 特開平9−106105号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-106105 特開平9−304964号公報JP-A-9-304964 特開平10−293425号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-293425 特開平5−61242号公報JP-A-5-61242 特開2003−202755号公報JP 2003-202755 A

ところが、上記特許文献7に開示の現像装置により、高品位画像の形成は可能となったが、更なる高画質化の要求に伴い、トナー粒子を小粒径化する傾向にあり、これに伴ってキャリアも小粒径化する傾向にある。キャリアは小粒径になるほど磁化が小さくなり感光体へのキャリア付着が発生し易い。また、近年の機械の小型化の要求に伴い、感光体のドラム径や現像スリーブのスリーブ径を小径化する傾向にある。このドラム径やスリーブ径の小径化に伴い、現像領域下流(出口側)での磁気ブラシ穂先のキャリアに対する磁気拘束力が小さくなることからも、キャリア付着が発生し易くなる。このようなキャリア付着の発生により、感光体、感光体用クリーニングブレード、中間転写体などの劣化が促進されるとともに、画像上にキャリア付着による白抜けが発生する。   However, although the developing device disclosed in Patent Document 7 has made it possible to form a high-quality image, there is a tendency to reduce the toner particle size along with the demand for higher image quality. The carrier also tends to have a smaller particle size. The smaller the particle size of the carrier, the smaller the magnetization and the easier the carrier adheres to the photoreceptor. Further, along with the recent demand for miniaturization of machines, there is a tendency to reduce the drum diameter of the photoreceptor and the sleeve diameter of the developing sleeve. As the drum diameter and sleeve diameter are reduced, the magnetic binding force on the carrier of the magnetic brush tip downstream of the development region (exit side) becomes smaller, and carrier adhesion is likely to occur. The occurrence of such carrier adhesion promotes deterioration of the photoconductor, the photoconductor cleaning blade, the intermediate transfer body, and the like, and white spots due to carrier adhesion occur on the image.

このようなキャリア付着を改善する方法として、キャリアの飽和磁化をある程度高くすることが考えられる。飽和磁化を高めることにより、小粒径でも磁気ブラシ穂先のキャリアに対する磁気拘束力がある程度維持できるようになる。キャリアの飽和磁化はキャリアの抵抗とある程度関係があり、飽和磁化を高めると抵抗が低くなり、逆に飽和磁化を低めると抵抗が高くなる傾向にある。ただし、厳密な相関関係があるわけではない。ここで、抵抗とは、キャリアを抵抗計測平行電極に投入し、所定のバイアスを印加した後一定の時間経過後に測定した抵抗値を体積抵抗率に変換した値であり、静抵抗と言われているものである。キャリア抵抗が低くなると、ベタ部現像後にキャリアに残るカウンターチャージが消散しやすくなり、カウンターチャージに起因するエッジ部へのキャリア付着が減少する。図5は、画像部と非画像部の電界の状態を示した模式図である。画像部は、トナーが現像スリーブ表面から感光体ドラム側へ転移する電界が形成される。非画像部では、トナーが感光体側へ転移する電界がなくなる。そして、画像部と非画像部との境界であるエッジ部Eでは、逆にキャリアが感光体ドラム側へ付着する電界であるエッジ電界が形成される。エッジ電界の強度は、キャリア抵抗が高いほど強くなり、キャリア抵抗が低いほどう弱くなるのである。キャリア抵抗が低くなると上記キャリア付着が減少するのであるが、その反面、電荷がリークし易くなる。また、現像バイアスとしてDCバイアスにACバイアスを重畳した重畳バイアスを印加するものでは、ACバイアスによって瞬時的に高い電圧が印加されるため、リークし易くなる。これらの条件が重なると、実際にキャリアを介して感光体と現像スリーブとの間でリークが発生し、感光体ドラム上の潜像を乱してしまう。このため画像がぼそつく所謂ボソツキ画像が発生する場合がある。   As a method for improving such carrier adhesion, it is conceivable to increase the saturation magnetization of the carrier to some extent. By increasing the saturation magnetization, the magnetic binding force on the carrier of the magnetic brush tip can be maintained to some extent even with a small particle size. The saturation magnetization of the carrier has a certain relationship with the resistance of the carrier. When the saturation magnetization is increased, the resistance is lowered, and conversely, when the saturation magnetization is lowered, the resistance tends to be increased. However, there is no strict correlation. Here, the resistance is a value obtained by converting a resistance value measured after elapse of a certain time after applying a predetermined bias to a resistance measurement parallel electrode and applying a predetermined bias into volume resistivity, and is called static resistance. It is what. When the carrier resistance is lowered, the counter charge remaining on the carrier after the solid portion development is easily dissipated, and the carrier adhesion to the edge portion due to the counter charge is reduced. FIG. 5 is a schematic diagram showing the state of the electric field in the image area and the non-image area. In the image portion, an electric field is formed in which the toner is transferred from the surface of the developing sleeve to the photosensitive drum side. In the non-image area, there is no electric field at which the toner is transferred to the photoreceptor side. At the edge portion E, which is the boundary between the image portion and the non-image portion, an edge electric field that is an electric field where the carrier adheres to the photosensitive drum side is formed. The strength of the edge electric field increases as the carrier resistance increases, and decreases as the carrier resistance decreases. When the carrier resistance is lowered, the carrier adhesion is reduced. On the other hand, charges are liable to leak. In addition, when a superimposed bias obtained by superimposing an AC bias on a DC bias is applied as a developing bias, a high voltage is instantaneously applied by the AC bias, so that leakage easily occurs. When these conditions overlap, a leak occurs between the photosensitive member and the developing sleeve through the carrier, and the latent image on the photosensitive drum is disturbed. For this reason, there is a case where a so-called blurred image is generated in which the image is blurred.

このようなボソツキ画像を防止するためには、磁性キャリアの抵抗がボソツキ画像が発生するほど低くなりすぎないようにある程度高めに設定すればよい。しかし、ボソツキ画像をキャリア付着と共に防止できる程度にキャリア抵抗を上げると、新たな副作用が発生する場合がある。それは、エッジ効果の増大によって生じる文字周辺抜けである。
二成分現像剤を用いる現像装置では、磁気ブラシを近接対向電極に見立てて、回り込み電界を抑えることが可能であり、エッジ効果を低減することが可能となる。また、対向電極を近接化するのと同様の状態をつくる他の方法として、キャリア抵抗を低くしたり、現像ギャップを狭くしたりする方法がある。よって、上記のようにキャリア抵抗を上げることは対向電極を遠くするのと同様の状態となり、エッジ効果が大きくなって文字周辺抜けが発生し易くなる。
In order to prevent such a blurred image, the resistance of the magnetic carrier may be set higher to some extent so that it does not become so low that the blurred image is generated. However, if the carrier resistance is increased to such an extent that the blurred image can be prevented together with the carrier adhesion, a new side effect may occur. It is a missing character edge caused by an increase in the edge effect.
In a developing device using a two-component developer, a magnetic brush can be regarded as a close counter electrode, so that a sneak electric field can be suppressed and an edge effect can be reduced. As another method for creating a state similar to that in which the counter electrode is brought close, there are methods for reducing carrier resistance and narrowing the development gap. Therefore, increasing the carrier resistance as described above results in a state similar to the case of distant the counter electrode, and the edge effect is increased, so that the character periphery is likely to be lost.

以上のように、磁性キャリアの小粒径化によって生じるキャリア付着を防止する際に、ボソツキ画像、文字周辺抜け等他の副作用が生じる場合があることが分かった。従って、高品位画像の形成を可能とした上記特許文献7に開示の現像装置において、更なる高画質化を図るべく小粒径キャリアを用いる場合には、キャリア付着を抑制すると共に、上記した副作用もある程度の許容範囲内に抑えることが求められる。   As described above, it has been found that other side effects such as a blurred image and missing characters may occur when preventing carrier adhesion caused by the reduction in particle size of the magnetic carrier. Therefore, in the developing device disclosed in Patent Document 7 capable of forming a high-quality image, when a small particle size carrier is used in order to further improve the image quality, the adhesion of the carrier is suppressed and the above-described side effects are caused. Is also required to be within a certain allowable range.

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、上記特許文献7に開示の現像装置の改良に係り、詳しくは、高画質化のために小粒径キャリアを用いた場合でも、キャリア付着の抑制を、ボソツキ画像と文字周辺抜けを共に許容範囲内に抑えつつ実現することができる現像装置及び画像形成装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above background, and the object thereof is related to the improvement of the developing device disclosed in Patent Document 7, and more specifically, a small particle size carrier is used to improve image quality. It is an object of the present invention to provide a developing device and an image forming apparatus that can realize suppression of carrier adhesion even when used, while suppressing both a blurred image and a character peripheral missing within an allowable range.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、内部に磁石を有する現像剤担持体を、感光層を表面に設けた像担持体に対向配置して現像領域を構成し、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、上記磁性キャリアが上記トナーを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って上記静電潜像の可視像化に供することを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記磁性キャリアが上記トナーを保持して集合状態をなして上記現像剤担持体と共に上記現像領域に向けて移動し、上記現像領域の初期の段階で上記遊離トナーを発生させることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、内部に磁石を有する現像剤担持体を、感光層を表面に設けた像担持体に対向配置して現像領域を構成し、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がる穂を、上記現像領域で上記像担持体に接触させることにより、磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを上記像担持体に散布し、以って上記静電潜像の可視像化に供することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、内部に磁石を有する現像剤担持体を、感光層を表面に設けた像担持体に対向配置して現像領域を構成し、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がっているその穂の先端部を上記像担持体に接触させて移動させることにより、上記静電潜像を構成する画像部については上記像担持体と上記現像体担持体との間の電界及び上記像担持体と上記磁性キャリアとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記像担持体上に付着しているトナーを上記像担持体上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、内部に磁石を有するドラム状の現像剤担持体を、感光層を表面に設けたドラム状の像担持体に対向させて配置することにより形成される凸曲面同士の近接した対向面間を以って現像領域を構成し、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記像担持体の回転とともに上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、上記対向面間が最接近している領域及びその近傍を現像中域部とし、この現像中域部よりも上記像担持体の移動方向の上流側の上記現像領域を現像前域部、この現像中域部よりも上記像担持体の移動方向の下流側の上記現像領域を現像後域部とするとき、上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記トナーを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って上記静電潜像の可視像化に供する現像態様と、上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部で上記像担持体に強く接触させることにより、磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを上記像担持体に散布し、以って上記静電潜像の可視像化に供する現像態様を有し、少なくとも上記現像後域部で、上記静電潜像を構成する画像部については上記像担持体と上記現像体担持体との間の電界及び上記像担持体と上記磁性キャリアとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記像担持体上に付着しているトナーを上記像担持体上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の現像装置において、上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部で上記像担持体に強く接触させることに代えて、上記現像中域部以後では上記像担持体に対して非接触とし、この非接触状態で変位する磁性キャリア相互の変位により生ずる遊離トナーにより現像することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、上記現像領域には、上記遊離トナー又は上記磁性キャリに保持されたトナーを上記像担持体側へ移動させる電界を形成しておき、これらトナーを上記像担持体側に向けて移動させることに供することを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の現像装置において、上記電界を直流電界としていることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7又は8の現像装置において、上記トナーは、結着樹脂として、ポリエステル樹脂又はポリオール樹脂を用いていることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置において、上記トナーは離型剤を含有し、その離型剤の含有量はトナーの結着樹脂100重量部に対して2重量部以上10重量部以下であることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の現像装置において、上記離型剤として、カルナウバワックス又は合成エステル系ワックスを使用することを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項10又は11の現像装置において、上記トナーは添加剤を含有するトナーであって、その添加剤の含有量はトナーの母体粒子100重量部に対して1.0重量部以上3.6重量部以下であることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項12の現像装置において、上記添加剤の粒径が、平均一次粒子径で0.02[μm]以上0.2[μm]以下であることを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項12又は13の現像装置において、上記添加剤として、シリカ、チタニア、アルミナのいずれか又は複数を使用していることを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13又は14の現像装置において、上記二成分現像剤を構成する磁性キャリアに対する上記トナーの被覆率を35[%]以上75[%]以下としたことを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、内部に磁石を有するドラム状の現像剤担持体を、感光層を表面に設けたドラム状の像担持体に対向させて配置し、この配置により形成される凸曲面同士の近接した対向面間を以って現像領域を構成し、離型剤含有トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記像担持体の回転とともに上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、上記対向面間が最接近している領域及びその近傍を現像中域部とし、この現像中域部よりも上記像担持体の移動方向の上流側の上記現像領域を現像前域部、この現像中域部よりも上記像担持体の移動方向の下流側の上記現像領域を現像後域部とするとき、上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記トナーを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って上記静電潜像の可視像化に供し、上記現像中域部で、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がる穂を、上記現像領域で上記像担持体に強く接触させることにより、磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを上記像担持体に散布し、以って上記静電潜像の可視像化に供し、上記現像中域部から後域部にかけて、上記静電潜像を構成する画像部については上記像担持体と上記現像体担持体との間の電界及び上記像担持体と上記磁性キャリアとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記像担持体上に付着しているトナーを上記像担持体上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像することを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、請求項16の現像装置において、上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部以後で上記像担持体に対して接触させることに代えて非接触とし、近接させて現像することを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、請求項16又は17の現像装置において、上記現像剤担持体の周囲に形成される現像主磁力分布P1の上記現像剤担持体上における法線方向の磁気力のピーク位置M1が、上記像担持体と上記現像剤担持体との最接近位置M0から上記像担持体の移動方向の下流側に0[°]以上30[°]以下だけずらしたことを特徴とするものである。
また、請求項19の発明は、感光層を表面に設けた像担持体上の静電潜像を二成分現像剤を用いる現像装置で現像した後、この可視像をシート状媒体に転写後、加熱加圧定着して画像を得る画像形成装置において、上記現像装置として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17又は18の現像装置を用いていることを特徴とするものである。
また、請求項20の発明は、請求項19の画像形成装置において、上記像担持体は、導電性支持体上に、電荷発生物質が分散された電荷輸送層を設けた単層型、又は導電性支持体上に、電荷発生層と電荷輸送層を順次積層させた積層型の感光層を有することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 comprises a developer carrying member having a magnet inside and an image carrying member having a photosensitive layer provided on the surface thereof to constitute a developing region, wherein toner and When a two-component developer containing a magnetic carrier for holding toner is carried on the developer carrier and passed through the development region, the two-component developer gathers along the magnetic field lines of the magnet in the development region. In the developing device that visualizes the electrostatic latent image on the image carrier with the toner using the state of the magnetic brush formed in this way, the weight average particle diameter of the magnetic carrier is 20 [μm] or more. 60 [μm] or less, similarly, the saturation magnetization of the magnetic carrier in a 1 × 10 6 / 4π [A / m] magnetic field is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [ Wb · m / kg] and below to the above magnetic carrier 100 The static resistance of the magnetic carrier when a bias of 0 [V] is applied is not less than 10 9 [Ω · cm] and not more than 10 14 [Ω · cm], and the magnetic carrier holds the toner and exhibits an aggregate state. The toner is released from the surface of the magnetic carrier in accordance with the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when the head rises from the state where the magnetic field lines of the magnet rise, and the electrostatic latent image of the electrostatic latent image is released with the released free toner. It is used for visualization.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the developing device according to the first aspect, wherein the magnetic carrier holds the toner and forms a collective state and moves together with the developer carrying member toward the developing region. The above-mentioned free toner is generated in the initial stage.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a developer carrier having a magnet therein and an image carrier having a photosensitive layer provided on the surface thereof to constitute a development region, and a toner and a magnetic carrier for holding the toner. When the two-component developer containing the two-component developer is carried on the developer carrier and passed through the development region, the two-component developer is gathered and formed along the magnetic field lines of the magnet in the development region. In the developing device that visualizes the electrostatic latent image on the image carrier with the toner using the state of the brush, the weight average particle diameter of the magnetic carrier is 20 [μm] or more and 60 [μm] or less, Similarly, the saturation magnetization of a magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg]. Hereinafter, a bias of 1000 [V] is applied to the magnetic carrier. When the static resistance of the magnetic carrier when applied is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less and the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet, The toner is released from the surface of the magnetic carrier by being brought into contact with the image carrier, and the released free toner is sprayed on the image carrier to be used for visualizing the electrostatic latent image. It is characterized by.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a developer carrier having a magnet therein and an image carrier having a photosensitive layer provided on the surface thereof to constitute a development region, and a toner and a magnetic carrier for holding the toner. When the two-component developer containing the two-component developer is carried on the developer carrier and passed through the development region, the two-component developer is gathered and formed along the magnetic field lines of the magnet in the development region. In the developing device that visualizes the electrostatic latent image on the image carrier with the toner using the state of the brush, the weight average particle diameter of the magnetic carrier is 20 [μm] or more and 60 [μm] or less, Similarly, the saturation magnetization of a magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg]. Hereinafter, a bias of 1000 [V] is applied to the magnetic carrier. The static resistance of the magnetic carrier when applied is not less than 10 9 [Ω · cm] and not more than 10 14 [Ω · cm], and the tip of the ear where the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet Is moved in contact with the image carrier, so that the electric field between the image carrier and the developer carrier and the image carrier and the magnetic carrier for the image portion constituting the electrostatic latent image And developing the non-image portion while pulling back the toner already adhering to the image carrier from the image carrier to the magnetic carrier constituting the spike. To do.
Further, the invention according to claim 5 is that convex-shaped curved surfaces formed by disposing a drum-shaped developer bearing member having a magnet inside facing a drum-shaped image bearing member provided with a photosensitive layer on the surface. A developing region is formed between the adjacent opposing surfaces of the toner, and a two-component developer including a toner and a magnetic carrier for holding the toner is supported on the developer carrier, and the image carrier is rotated along with the rotation of the image carrier. When passing through the development area, the electrostatic latent image on the image carrier is formed using the state of the magnetic brush formed by the two-component developer gathering along the magnetic field lines of the magnet in the development area. In the developing device for visualizing with the toner, the weight average particle size of the magnetic carrier is 20 [μm] or more and 60 [μm] or less, and the magnetic carrier is also in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m]. the saturation magnetization is 66 × 10 -7 × 4π Wb · m / kg] or 100 × 10 -7 × 4π [Wb · m / kg] or less, the static resistance of the magnetic carrier upon application of a bias of 1000 [V] to the magnetic carrier is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less, and the area where the opposing surfaces are closest to each other and the vicinity thereof are defined as a developing middle area, and the moving direction of the image carrier is higher than this developing middle area. When the development area on the upstream side is a pre-development area, and the development area on the downstream side in the moving direction of the image carrier from the development middle area is the post-development area, The toner is detached from the surface of the magnetic carrier according to the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet from the state in which the toner is held and gathers, and the toner is separated. With the free toner In the development mode used for visualizing the latent image, and in the pre-development area, the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet, and the development middle area strongly contacts the image carrier. The toner is released from the surface of the magnetic carrier, the released free toner is dispersed on the image carrier, and thus has a developing mode for use in visualizing the electrostatic latent image. In the post-development area, the image portion constituting the electrostatic latent image is generated by an electric field between the image carrier and the developer carrier and an electric field generated between the image carrier and the magnetic carrier. The non-image portion is developed, and the toner already attached on the image carrier is developed while being pulled back from the image carrier to the magnetic carrier constituting the spike.
According to a sixth aspect of the present invention, in the developing device according to the fifth aspect, in the pre-development area, the spike in which the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field line of the magnet is Instead of making strong contact with the body, development is performed with the free toner generated by the mutual displacement of the magnetic carrier that is displaced in the non-contact state in the non-contact state with respect to the image carrier after the middle development area. It is what.
According to a seventh aspect of the present invention, in the developing device of the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect, in the developing area, the toner held by the free toner or the magnetic carrier is placed on the image carrier side. An electric field to be moved is formed in advance, and this toner is used to move toward the image carrier side.
The invention of claim 8 is the developing device of claim 7, wherein the electric field is a direct current electric field.
The invention of claim 9 is the developing device of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, wherein the toner uses a polyester resin or a polyol resin as a binder resin. It is characterized by.
According to a tenth aspect of the present invention, in the developing device according to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, or ninth aspect, the toner contains a release agent, and the content of the release agent. Is not less than 2 parts by weight and not more than 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin of the toner.
The invention of claim 11 is characterized in that, in the developing device of claim 10, carnauba wax or synthetic ester wax is used as the releasing agent.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the developing device according to the tenth or eleventh aspect, the toner is a toner containing an additive, and the content of the additive is 1 with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. 0.0 parts by weight or more and 3.6 parts by weight or less.
The invention of claim 13 is characterized in that, in the developing device of claim 12, the particle diameter of the additive is 0.02 [μm] or more and 0.2 [μm] or less in terms of an average primary particle diameter. To do.
The invention of claim 14 is characterized in that, in the developing device of claim 12 or 13, any one or more of silica, titania and alumina are used as the additive.
The invention according to claim 15 is the developing apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14, wherein the two-component developer is constituted. The coverage of the toner with respect to the magnetic carrier is 35 [%] or more and 75 [%] or less.
According to a sixteenth aspect of the present invention, a drum-shaped developer bearing member having a magnet inside is disposed so as to face a drum-shaped image bearing member having a photosensitive layer provided on the surface, and a convex formed by this arrangement. A developing region is formed by the adjacent opposing surfaces of the curved surfaces, and a two-component developer including a release agent-containing toner and a magnetic carrier for holding the toner is carried on the developer carrier, and the image is obtained. When passing through the development area along with the rotation of the carrier, the two-component developer gathers along the magnetic field lines of the magnet in the development area and utilizes the state of the magnetic brush formed on the image carrier. In the developing device for visualizing the electrostatic latent image of the toner with the toner, the magnetic carrier has a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less, which is also 1 × 10 6 / 4π [A / M] saturation magnetization in a magnetic field 6 × 10 -7 × 4π [Wb · m / kg] or 100 × 10 -7 × 4π [Wb · m / kg] or less, the magnetic carrier upon application of a bias of 1000 [V] to the magnetic carrier The static resistance is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less, and the region where the opposing surfaces are closest to each other and the vicinity thereof are defined as a development middle region, which is more than the development middle region. When the development area on the upstream side in the moving direction of the image carrier is the pre-development area, and the development area on the downstream side in the movement direction of the image carrier from the development middle area is the post-development area. From the surface of the magnetic carrier according to the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet from the state in which the magnetic carrier holds the toner and forms a gathered state in the pre-development region. The toner is released and the released free toner Thus, the electrostatic latent image is visualized, and the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet at the developing middle region, and the image carrier in the developing region strongly adheres to the image carrier. By contacting, the toner is released from the surface of the magnetic carrier, and the released free toner is sprayed on the image carrier, so that the electrostatic latent image is visualized. The image area constituting the electrostatic latent image is developed by the electric field between the image carrier and the developer carrier and the electric field generated between the image carrier and the magnetic carrier from the rear region to the rear region. The non-image portion is characterized in that the toner already adhered on the image carrier is developed while being pulled back from the image carrier to the magnetic carrier constituting the spike.
The invention according to claim 17 is the developing device according to claim 16, wherein the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet in the pre-development area and the image after the development middle area. Instead of being brought into contact with the carrier, non-contacting is performed, and development is performed in close proximity.
The invention according to claim 18 is the developing apparatus according to claim 16 or 17, wherein the development main magnetic force distribution P1 formed around the developer carrier is a magnetic force in the normal direction on the developer carrier. The peak position M1 is shifted by 0 [°] or more and 30 [°] or less from the closest approach position M0 between the image carrier and the developer carrier to the downstream side in the moving direction of the image carrier. To do.
According to a nineteenth aspect of the present invention, after developing an electrostatic latent image on an image carrier having a photosensitive layer provided on the surface with a developing device using a two-component developer, the visible image is transferred to a sheet-like medium. In the image forming apparatus which obtains an image by heating and pressing and fixing, the developing device is defined by claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 or 18 developing devices are used.
According to a twentieth aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the nineteenth aspect, the image carrier is a single layer type in which a charge transport layer in which a charge generating material is dispersed is provided on a conductive support, or a conductive layer. And a laminated photosensitive layer in which a charge generation layer and a charge transport layer are sequentially laminated on a conductive support.

請求項1乃至18の現像装置並びに請求項19及び20の画像形成装置においては、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を現像領域で磁気ブラシの状態にして像担持体上の静電潜像を現像する。この二成分現像剤中の磁性キャリアとして、重量平均粒径が60[μm]以下の小粒径のものを用いる。これにより、磁性キャリアによる穂跡やハーフトーン画像のざらつき、即ち粒状性の悪化を防止することが可能となり、高画質化が可能となる。また、磁性キャリアの重量平均粒径の下限を20[μm]にする。これにより、流動性および現像剤へのストレスが悪くなり過ぎないようにする。以上のことから、磁性キャリアの重量平均粒径は20[μm]以上60[μm]以下の範囲とする。
そして、上記小粒径の磁性キャリアを用いる場合に発生しやすいキャリア付着を次のようにして抑制する。
まず、磁性キャリアの1×106/4π[A/m](1k[Oe])磁場中における飽和磁化を66×10-7×4π[Wb・m/kg](66[emu/g])以上にする。飽和磁化を高め、磁界発生手段による磁気ブラシの磁気拘束力を強めて、磁気ブラシ先端からのキャリア離れを生じにくくする。これにより、像担持体へのキャリア付着の抑制が可能な状況をつくる。また、磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化を100×10-7×4π[Wb・m/kg](100[emu/g])以下にする。これにより、磁気ブラシの穂が硬くなりすぎて穂跡が画像上に出ることを回避する。また、現像剤離れが悪くなり現像スリーブ上での現像剤の入れ替わりがわるくなって現像スリーブ上でのトナー濃度ムラが発生することによって画像濃度ムラが出ることを回避する。
更に、磁性キャリアの静抵抗をある程度低めの109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下の範囲とする。磁性キャリアの静抵抗と飽和磁化との間には、上述したようにある程度相関関係があり、飽和磁化を高くすると静抵抗が低くなる傾向にある。ただし、静抵抗を低くすると電荷がリークしやすくなり、これに起因してボソツキ画像が生じやすくなる。よって、静抵抗の下限を109[Ω・cm]としてこれを回避できるようにする。一方、磁性キャリアの飽和磁化を66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上としても、比較的静抵抗が高めの場合もある。そして、本発明者らが調べたところによると、後ほど表1で示すように静抵抗が1014[Ω・cm]を越えると文字周辺抜けが悪化し許容範囲を越えることが分かった。そこで、磁性キャリアの静抵抗を1014[Ω・cm]以下とし、文字周辺抜けも許容範囲内に抑える。
更に、現像電界発生手段による現像電界をDCバイアスのみとする。これは、静抵抗を上記のようにある程度低めに設定しているためリークが生じやすくなっている磁性キャリアに、リークの発生原因となるACバイアスを印加しないようにし、現像バイアスをリークが生じにくい状況にする。
19. A developing device according to claim 1 and an image forming device according to claim 19 and 20, wherein a two-component developer containing toner and a magnetic carrier for holding the toner is changed to a magnetic brush in the developing region. Develop the electrostatic latent image above. As the magnetic carrier in the two-component developer, one having a small particle diameter having a weight average particle diameter of 60 [μm] or less is used. As a result, it is possible to prevent the head traces and halftone image from being roughened by the magnetic carrier, that is, the deterioration of the graininess, and the image quality can be improved. Further, the lower limit of the weight average particle diameter of the magnetic carrier is set to 20 [μm]. This prevents fluidity and stress on the developer from becoming too bad. From the above, the weight average particle size of the magnetic carrier is set in the range of 20 [μm] to 60 [μm].
And the carrier adhesion which is easy to generate | occur | produce when using the said magnetic carrier of the said small particle size is suppressed as follows.
First, the saturation magnetization of a magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] (1 k [Oe]) is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] (66 [emu / g]). That's it. The saturation magnetization is increased, and the magnetic binding force of the magnetic brush by the magnetic field generating means is strengthened to make it difficult for the carrier to be separated from the tip of the magnetic brush. This creates a situation where carrier adhesion to the image carrier can be suppressed. In addition, the saturation magnetization of the magnetic carrier in a 1 × 10 6 / 4π [A / m] magnetic field is set to 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] (100 [emu / g]) or less. This prevents the ears of the magnetic brush from becoming too hard and the traces of the ears appearing on the image. Further, it is possible to avoid the occurrence of image density unevenness due to the occurrence of toner density unevenness on the developing sleeve due to poor developer separation and change of developer on the developing sleeve.
Furthermore, the static resistance of the magnetic carrier is set to a range of 10 9 [Ω · cm] to 10 14 [Ω · cm], which is somewhat lower. As described above, there is a certain correlation between the static resistance and the saturation magnetization of the magnetic carrier. When the saturation magnetization is increased, the static resistance tends to decrease. However, if the static resistance is lowered, the charge is likely to leak, and this causes a blurred image. Therefore, the lower limit of the static resistance is set to 10 9 [Ω · cm] so that this can be avoided. On the other hand, even if the saturation magnetization of the magnetic carrier is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more, the static resistance may be relatively high. As a result of investigations by the present inventors, it was found that when the static resistance exceeds 10 14 [Ω · cm] as shown in Table 1 later, the missing characters are worsened and exceed the allowable range. Therefore, the static resistance of the magnetic carrier is set to 10 14 [Ω · cm] or less, and omissions in the character periphery are suppressed within an allowable range.
Further, the developing electric field generated by the developing electric field generating means is only DC bias. This is because the static resistance is set to be somewhat low as described above, so that the AC bias that causes the leak is not applied to the magnetic carrier that is likely to cause a leak, and the development bias is not likely to leak. Make a situation.

以上、請求項1乃至20の発明においては、高画質化のために小粒径キャリアを用い、小粒径キャリアを用いたため生じやすくなるキャリア付着を防止するために、キャリアの飽和磁化をある程度高めに設定する。更に、飽和磁化が高めのために生じやすくなる画像のボソツキや文字周辺抜けを許容範囲内に抑えるために、磁性キャリアの静抵抗の範囲及び現像バイアス成分を上記範囲に限定する。したがって、請求項1乃至20の発明は、このように複数の条件を複合的に限定することより、小粒径キャリアを用いた場合に生じやすくなるキャリア付着の抑制を、ボソツキ画像と文字周辺抜け等の副作用を許容範囲内におさめつつ実施できるという優れた効果を奏する。   As described above, in the inventions of claims 1 to 20, a small particle size carrier is used to improve the image quality, and the carrier saturation magnetization is increased to some extent in order to prevent carrier adhesion that tends to occur due to the use of the small particle size carrier. Set to. Furthermore, in order to suppress the image blur and character margin missing that are likely to occur due to the increase in saturation magnetization within the allowable range, the range of the static resistance of the magnetic carrier and the developing bias component are limited to the above ranges. Therefore, in the inventions of claims 1 to 20, by limiting the plurality of conditions in a composite manner as described above, suppression of carrier adhesion that tends to occur when a small particle size carrier is used can be reduced. Such an excellent effect that it can be carried out while keeping the side effects within the allowable range.

以下、本発明を、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体としての感光体の周辺に、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等が順に配設されている。また、給紙トレイより転写紙を給紙する給紙搬送装置と、トナー像を転写された転写紙が感光体から分離した後、トナーを転写紙に定着する定着装置とを備えている。このように構成された画像形成装置では、回転する感光体の表面は帯電装置により一様に帯電された後、画像情報に基づき露光装置のレーザー光線等を照射され、感光体上に潜像形成を形成する。感光体上に形成された静電潜像に現像装置により帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成する。一方、転写紙は給紙搬送装置により給紙トレイより給紙され、次いで感光体と転写装置とが対向する転写部に搬送される。そして転写装置により、転写紙に感光体上のトナー像とは逆極性の電荷を付与することで、感光体上に形成されたトナー像を転写紙へ転写する。次いで、転写紙は、感光体から分離され、定着装置に送られ、トナーを転写紙に定着することで画像が得られる。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, or a printer will be described.
In the image forming apparatus according to the present embodiment, a charging device, an exposure device, a developing device, a transfer device, a cleaning device, and the like are sequentially arranged around a photoconductor as an image carrier. In addition, a paper feeding / conveying device that feeds the transfer paper from the paper feeding tray and a fixing device that fixes the toner onto the transfer paper after the transfer paper on which the toner image has been transferred are separated from the photoreceptor. In the image forming apparatus configured as described above, the surface of the rotating photoconductor is uniformly charged by the charging device and then irradiated with the laser beam of the exposure device based on the image information to form a latent image on the photoconductor. Form. A toner image is formed by attaching toner charged by a developing device to the electrostatic latent image formed on the photoreceptor. On the other hand, the transfer paper is fed from a paper feed tray by a paper feed / conveying device, and then transported to a transfer portion where the photoconductor and the transfer device face each other. Then, the transfer device applies a charge having a polarity opposite to that of the toner image on the photoconductor to the transfer paper, thereby transferring the toner image formed on the photoconductor to the transfer paper. Next, the transfer paper is separated from the photoconductor, sent to a fixing device, and an image is obtained by fixing toner on the transfer paper.

図1において、感光層を表面に設けドラム状をした感光体100の周囲には、感光体100表面を帯電するための帯電装置101が設けられている。感光体100は図1において矢印で示す反時計回りの向きに回転される。この感光体100に対向し、所定の現像ギャップを有するようにして、内部に磁石を有するドラム状をした現像スリーブ111cが配置されている。ケース115内には、離型剤を含有した離型剤含有トナー(以下、単に「トナー」という。)とキャリアからなる二成分現像剤が収容されていて、撹拌スクリュー112,113の回転により撹拌されて現像スリーブ111cに供給される。ケース115の上部にはトナー供給手段としての構成部分があり、トナー収納部116が設けられていて、消費されたトナーに見合う適量分がケース115内に補給されるようになっている。   In FIG. 1, a charging device 101 for charging the surface of the photosensitive member 100 is provided around a photosensitive member 100 having a photosensitive layer provided on the surface and having a drum shape. The photoconductor 100 is rotated in the counterclockwise direction indicated by an arrow in FIG. A developing sleeve 111c in the form of a drum having a magnet inside is disposed so as to face the photoreceptor 100 and have a predetermined developing gap. The case 115 contains a two-component developer including a release agent-containing toner (hereinafter simply referred to as “toner”) containing a release agent and a carrier, and is stirred by the rotation of the stirring screws 112 and 113. And supplied to the developing sleeve 111c. The upper portion of the case 115 has a component as toner supply means, and a toner storage portion 116 is provided so that an appropriate amount corresponding to the consumed toner is replenished in the case 115.

感光体100について、帯電装置101よりもその回転方向の下流部位には、予め帯電装置101により一様に帯電された帯電処理面に静電潜像を形成するためのレーザー光線Lbが照射される位置があり、この位置でのレーザー構成の照射により静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体は、現像スリーブ111cと対向した現像領域に至り、該静電潜像に帯電したトナーが付着してトナー像が形成される。なお、図1では、感光体100上のトナー像を記録紙へ転写するための転写装置、感光体100上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置、感光体100上の残留電位を除去するための除電装置等は省略してある。   A position of the photosensitive member 100 that is irradiated with a laser beam Lb for forming an electrostatic latent image on a charging processing surface that is uniformly charged in advance by the charging device 101 in a downstream portion of the charging device 101 in the rotation direction. An electrostatic latent image is formed by irradiation of the laser structure at this position. The photosensitive member on which the electrostatic latent image is formed reaches a developing region facing the developing sleeve 111c, and charged toner adheres to the electrostatic latent image to form a toner image. In FIG. 1, a transfer device for transferring a toner image on the photoconductor 100 to a recording sheet, a cleaning device for removing residual toner on the photoconductor 100, and a residual potential on the photoconductor 100 are removed. The static eliminator and the like are omitted.

このような構成において、感光体100上のトナー像は、図示省略の転写ベルトなどからなる転写装置によって、感光体100表面から、不図示の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写される。この転写の際に感光体100に静電的に付着した記録紙は、感光体100から分離され未定着の記録紙上の離型剤含有トナー像は不図示の定着装置によって記録紙に定着される。一方、転写されずに感光体100上に残留したトナーは、クリーニング装置によって除去され回収される。残留トナーを除去された感光体100は除電ランプで初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。   In such a configuration, the toner image on the photoconductor 100 is transferred from the surface of the photoconductor 100 to a recording sheet conveyed from a paper feed tray (not shown) by a transfer device including a transfer belt (not shown). The recording paper electrostatically attached to the photoconductor 100 during the transfer is separated from the photoconductor 100, and the release agent-containing toner image on the unfixed recording paper is fixed to the recording paper by a fixing device (not shown). . On the other hand, toner remaining on the photoreceptor 100 without being transferred is removed and collected by a cleaning device. The photoconductor 100 from which the residual toner has been removed is initialized by a static elimination lamp and used for the next image forming process.

現像ローラの構造を示した図2において、現像ローラ111は不動部材であるケース115に固定されている固定軸111a及びこの固定軸111aと一体の円柱状をした磁石支持体111bと、磁石支持体111bのまわりをギャップを介して覆っているドラム状の現像スリーブ111c及びこの現像スリーブ111cと一体的な回転部材111d等からなる。固定軸111aに対して回転部材111dは軸受111eを介して回転自在であり、回転軸111dは図示省略の回転駆動手段から動力を伝達されて回転駆動される。磁石支持体111bの外周部には、図3に示すように放射状に所定の間隔をおいて複数の磁石MGが固定されている。これらの固定磁石MGの周囲を現像スリーブ111cが回転されるわけである。   In FIG. 2 showing the structure of the developing roller, the developing roller 111 has a fixed shaft 111a fixed to a case 115 which is a stationary member, a columnar magnet support 111b integrated with the fixed shaft 111a, and a magnet support. A drum-shaped developing sleeve 111c covering the periphery of 111b via a gap, a rotating member 111d integrated with the developing sleeve 111c, and the like. The rotating member 111d is rotatable with respect to the fixed shaft 111a via a bearing 111e, and the rotating shaft 111d is driven to rotate by receiving power from a rotation driving means (not shown). As shown in FIG. 3, a plurality of magnets MG are fixed radially at predetermined intervals on the outer periphery of the magnet support 111b. The developing sleeve 111c is rotated around these fixed magnets MG.

現像スリーブ111cとしては、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体が用いられ、円筒形の該現像スリーブ111cが不図示の回転駆動機構によって磁石MGのまわりを図1、図3の例では時計回りの向きに回転されるようになっている。これらの磁石MGは、現像スリーブ111cの周表面に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成するためのものである。これらの磁石MGから発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアによる穂が形成され、この穂を形成するキャリアCCに帯電したトナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。現像スリーブ111cは感光体100に近接するように配置されていて、双方の対向面間に、現像が行われる領域としての現像領域が形成される。感光体100も現像スリーブ111cも共にドラム状をしているので、凸曲面同士の近接した対向面間を以って構成される現像領域は、最接近部を間にしてその両側に進むにつれて次第に間隔が広がるという対向面を構成する。磁気ブラシは現像スリーブ111cの回転によって現像スリーブ111cと同方向に搬送される。つまり、磁気ブラシは、間隔の広い対向空間から次第に間隔の狭い空間に移動し、最接近部を経てやがてまた間隔の広い対向空間を経て移動する。   As the developing sleeve 111c, a non-magnetic material such as aluminum, brass, stainless steel, or conductive resin is used. The cylindrical developing sleeve 111c is rotated around the magnet MG by a rotation driving mechanism (not shown) in FIGS. In the example, it is rotated in the clockwise direction. These magnets MG are for forming a magnetic field so as to cause the developer to rise on the peripheral surface of the developing sleeve 111c. A spike is formed by the carrier of the developer so as to follow the normal magnetic field lines emitted from these magnets MG, and a charged toner is attached to the carrier CC forming the spike to constitute a magnetic brush. The developing sleeve 111c is disposed so as to be close to the photoconductor 100, and a developing area is formed as an area where development is performed between both opposing surfaces. Since both the photoconductor 100 and the developing sleeve 111c are in the form of a drum, the developing region constituted by the adjacent opposing surfaces of the convex curved surfaces gradually becomes closer to the both sides with the closest portion therebetween. It constitutes a facing surface with a wider spacing. The magnetic brush is conveyed in the same direction as the developing sleeve 111c by the rotation of the developing sleeve 111c. In other words, the magnetic brush gradually moves from the facing space with a large interval to the space with a narrow interval, and eventually moves through the closest space and through the opposing space with a large interval.

図1において、現像スリーブ111c上に現像剤を汲み上げるための磁力分布P3、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送する磁力分布P4、P5、現像領域で現像剤を穂立ちさせる現像主磁力分布P1、現像後の領域で現像剤を搬送する磁力分布P2などは、各磁石MGによるものである。これら各磁力分布に対応する各磁石MGは、現像スリーブ111cの半径方向に向けて配置されている。特に、現像主極を形成する主磁力分布P1を構成する磁石は、横断面の小さな磁石から構成されているが、サマリウム合金磁石、特にサマリウムコバルト合金磁石などを用いることもできる。希土類金属合金磁石のうち代表的な鉄ネオジウムボロン合金磁石では最大エネルギー積が358k[J/m3]であり、鉄ネオジウムボロン合金ボンド磁石では最大エネルギー積が80k[J/m3]前後である。このような磁石によって従来の磁石と異なり、相当に小サイズ化しても必要な現像スリーブ111c表面の磁力を確保できる。従来のフェライト磁石やフェライトボンド磁石などでは最大エネルギー積が36k[J/m3]前後、20k[J/m3]前後である。スリーブ径を大きくすることが許容される場合には、フェライト磁石やフェライトボンド磁石を用いて形状を大きくとり、あるいはスリーブ側に向いた磁石先端を細かく形成することで半値中央角を狭くすることが可能である。 In FIG. 1, a magnetic distribution P3 for pumping up the developer onto the developing sleeve 111c, magnetic distributions P4 and P5 for conveying the pumped developer to the developing area, and a developing main magnetic distribution P1 for causing the developer to stand up in the developing area. The magnetic force distribution P2 for transporting the developer in the developed area is due to each magnet MG. Each magnet MG corresponding to each magnetic force distribution is arranged in the radial direction of the developing sleeve 111c. In particular, the magnet constituting the main magnetic force distribution P1 forming the developing main pole is composed of a magnet having a small cross section, but a samarium alloy magnet, particularly a samarium cobalt alloy magnet can also be used. Among rare earth metal alloy magnets, a typical iron neodymium boron alloy magnet has a maximum energy product of 358 k [J / m 3 ], and an iron neodymium boron alloy bonded magnet has a maximum energy product of around 80 k [J / m 3 ]. . Unlike a conventional magnet, such a magnet can secure the necessary magnetic force on the surface of the developing sleeve 111c even if the size is considerably reduced. In such conventional ferrite magnets or ferrite bond magnets maximum energy product 36k [J / m 3] before and after, 20k [J / m 3] is around. If it is acceptable to increase the sleeve diameter, it is possible to narrow the half-value central angle by using a ferrite magnet or ferrite bonded magnet to increase the shape, or by forming the tip of the magnet facing the sleeve side finely. Is possible.

現像剤としては、後で詳細に述べるが、概要を示すと次の通りである。
キャリアとしては、鉄、ニッケル、コバルト等の金属又はこれらと他の金属による合金、マグネタイト、γ−ヘマタイト、二酸化クロム、銅亜鉛フェライト、マンガン亜鉛フェライト等の酸化物、マンガン−銅−アルミニウム等のホイスラー合金等の等の強磁性体の粒子を用いることができる。さらに、この強磁性体の粒子を、スチレン−アクリル系、シリコーン系、フッ素系等の樹脂で被覆してもよい。これらは、トナーとの帯電性を考慮して適宜選択することができる。また、磁性体粒子を被覆する樹脂には、荷電制御剤、導電性物質等を添加してもよい。また、スチレン−アクリル系、ポリエステル系等の樹脂中にこれらの磁性体粒子を分散させたものであってもよい。
強磁性体の飽和磁化の強さは、小粒径キャリアの場合、1×106/4π[A/m]磁場中において、66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下(66[emu/g]以上100[emu/g]以下)が好ましい。66×10-7×4π[Wb・m/kg]未満では、飽和磁化の強さが低いために、搬送性が低下し、また、感光体100へのキャリア付着が多くなる。100×10-7×4π[Wb・m/kg]を越えると、飽和磁化の強さが高いために、磁気ブラシが強くなり、スキャベンジ効果が強く、ハーフトーン部にスキャベンジ跡が生じ、画像品質を低下させる。
The developer will be described in detail later, but the outline is as follows.
Carriers include metals such as iron, nickel and cobalt or alloys of these and other metals, magnetite, γ-hematite, chromium dioxide, copper zinc ferrite, manganese zinc ferrite and other oxides, manganese-copper-aluminum Heusler, etc. Ferromagnetic particles such as alloys can be used. Further, the ferromagnetic particles may be coated with a resin such as styrene-acrylic, silicone, or fluorine. These can be appropriately selected in consideration of chargeability with the toner. Moreover, you may add a charge control agent, an electroconductive substance, etc. to resin which coat | covers a magnetic body particle. Moreover, what disperse | distributed these magnetic body particles in resin, such as a styrene-acrylic type and a polyester type, may be used.
The strength of saturation magnetization of a ferromagnetic material is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × in a 1 × 10 6 / 4π [A / m] magnetic field in the case of a small particle size carrier. 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or less (66 [emu / g] or more and 100 [emu / g] or less) is preferable. If it is less than 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg], the strength of saturation magnetization is low, so that the transportability is lowered and the carrier adheres to the photoreceptor 100 increases. If it exceeds 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg], the strength of saturation magnetization is high, so the magnetic brush becomes strong, the scavenging effect is strong, and scavenging marks are generated in the halftone area, resulting in image quality. Reduce.

図1において、現像剤の搬送方向(図において時計回り方向)における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、すなわち、現像スリーブ111c上の現像剤層の厚みを規制する層厚規制部材としてのドクターブレード114が設けられていて、このドクターブレード114により規制されることにより一定量に整えられた後の現像剤により現像が行われる。ドクターブレード114は特に本発明では穂の高さ条件などが一定の条件に設定されることを狙いとしている。   In FIG. 1, a layer that regulates the height of the developer chain spike, that is, the thickness of the developer layer on the development sleeve 111c, is located upstream of the development region in the developer transport direction (clockwise direction in the figure). A doctor blade 114 as a thickness regulating member is provided, and development is performed with the developer after being adjusted to a certain amount by being regulated by the doctor blade 114. In particular, the doctor blade 114 is aimed at setting the head height condition and the like to a certain condition.

図3に示すように、固定軸111aには接地されたバイアス用の電源VPが接続されている。固定軸111に接続された電源VPの電圧は、導電性の軸受111e、導電性の回転部材111dを経て現像スリーブ111cに印加される。一方、感光体100を構成する最下層の導電性支持体31は接地されている。こうして、現像領域には、トナーを感光体100側へ移動させる電界を形成しておき、トナーを感光体100側に向けて移動させることに供している。   As shown in FIG. 3, a grounded bias power source VP is connected to the fixed shaft 111a. The voltage of the power source VP connected to the fixed shaft 111 is applied to the developing sleeve 111c through the conductive bearing 111e and the conductive rotating member 111d. On the other hand, the lowermost conductive support 31 constituting the photoconductor 100 is grounded. In this way, an electric field for moving the toner toward the photoconductor 100 is formed in the development area, and the toner is moved toward the photoconductor 100.

次に、上記現像装置を用いた現像方法について説明する。
以下では、図4において、対向面間が最接近している領域の近傍やや現像スリーブ111cの移動方向の上流側の部位を現像中域部Bとし、この現像中域部Bよりも現像スリーブ111cの移動方向の上流側の現像領域を現像前域部A、この現像中域部よりも現像スリーブ111cの移動方向の下流側の現像領域を現像後域部Cと称して説明する。
Next, a developing method using the developing device will be described.
In the following, in FIG. 4, the vicinity of the region where the opposed surfaces are closest to each other and the upstream side in the moving direction of the developing sleeve 111c are defined as the developing middle region B, and the developing sleeve 111c is located more than the developing middle region B. The development area on the upstream side in the movement direction will be referred to as a pre-development area A, and the development area on the downstream side in the movement direction of the development sleeve 111c from the middle development area will be referred to as a post-development area C.

〔キャリア相互の変位を利用した遊離トナーによる現像方法〕
本項は、主として請求項1、2、7及び8に対応する。ここで説明する現像方法は、キャリアがトナーを保持して集合状態をなしている状態から磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずるキャリア相互の変位に応じてキャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って静電潜像の可視像化に供する現像方法である。
[Development method with free toner using mutual displacement between carriers]
This section mainly corresponds to claims 1, 2, 7, and 8. The developing method described here causes the toner to be detached from the surface of the carrier in accordance with the mutual displacement of the carrier that occurs when the carrier rises as a spike along the magnetic field lines from the state in which the carrier holds the toner and forms an aggregate state, In this developing method, the released free toner is used to visualize the electrostatic latent image.

この現像方法は、図4における現像前域部Aにおいて現れる現象を利用して行うことができる。この現像方法は、現像領域内で、トナーTを有するキャリアCCが集合した穂からトナーTを離脱させ、この離脱した遊離トナーTで現像する現像方法である。以下では、トナーも遊離トナーも同じものであるが、キャリアCCから離れたトナーということで、わかりやすいようにトナーTに「’」を付して遊離トナーT’として示すことにする。   This developing method can be performed by utilizing the phenomenon appearing in the development front area A in FIG. This development method is a development method in which the toner T is detached from the ears where the carrier CC having the toner T gathers in the development region, and development is performed with the detached free toner T. In the following, although the toner and the free toner are the same, the toner is separated from the carrier CC. Therefore, for easy understanding, the toner T is denoted by “′” and is indicated as the free toner T ′.

この現像方法における現像前域部での二成分現像剤の状態を模式的に表した概略図である図5を参照しつつ説明する。ここで、現像領域を別の表現でいえば、感光体100と現像スリーブ111cとの対向領域のうち、キャリアCCが集合する穂が磁気ブラシを形成しているか又は現像スリーブ111c上に薄い現像剤層を形成しているかの状態にかかわらず、現像剤中のトナーTが感光体100に向かって現像される領域をいう。現像領域前域部は、現像中域部Bの上流側という定義もできるが、現象的に別の定義をすれば、現像主磁力分布P1の近傍に近づいた現像剤中のキャリアCCが、表面にトナーTを有しながら、複数のキャリアCCが集合して穂を形成し、さらに、その磁力線に沿ってキャリアCCの穂が立ち上がり始める領域ということもできる。   The development will be described with reference to FIG. 5, which is a schematic view schematically showing the state of the two-component developer in the pre-development area. Here, in another expression of the development region, in the region facing the photoconductor 100 and the development sleeve 111c, the ears on which the carriers CC gather form a magnetic brush or a thin developer on the development sleeve 111c. Regardless of whether or not a layer is formed, it refers to a region where the toner T in the developer is developed toward the photoreceptor 100. The development area front area can be defined as the upstream side of the development middle area B. However, if the phenomenon is defined differently, the carrier CC in the developer approaching the vicinity of the development main magnetic force distribution P1 is It can also be said that the plurality of carriers CC gather together to form spikes while having the toner T, and the spikes of the carrier CC start rising along the magnetic lines of force.

図3で既に説明したように、現像スリーブ111c内には、複数の磁石MGが設けられている。感光体100と現像スリーブ111cが対向するほぼ中央に二成分現像剤の磁気ブラシを形成するために形成されているのが現像主磁力分布P1、現像スリーブ111c上に現像剤を汲み上げるのが磁力分布P3、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送するのが磁力分布P4、P5、現像後の領域で現像剤をケース115に回収するのが磁力分布P2であり、これらは各磁石MGによるものである。   As already described in FIG. 3, a plurality of magnets MG are provided in the developing sleeve 111c. The development main magnetic force distribution P1 is formed to form the magnetic brush of the two-component developer at approximately the center where the photoconductor 100 and the development sleeve 111c face each other, and the magnetic force distribution is that the developer is pumped onto the development sleeve 111c. P3, the magnetic developer P4 and P5 transport the pumped developer to the development area, and the magnetic distribution P2 collects the developer in the case 115 in the post-development area. These are due to each magnet MG. is there.

現像前域部AにおいてキャリアCCの穂が立ち上がる状況を模式的に示した図5、及び図1、図3において、磁石NGの配置により形成される磁力分布P1〜P5が立ち上がるのに応じて磁石の極性に係わらず磁気ブラシが形成され、磁力分布と磁力分布の間では薄い層になる。図5に示すように、それまでキャリアCCの集団である現像剤層中に閉じこめられていたキャリアCCは、互いに磁力を有しているために、磁力分布と磁力分布との間、例えば図1で磁力分布P5と磁力分布P1との間、では法線方向の磁力線は小さいが、互いに隣接する磁石の極性は逆極に構成していいるために現像スリーブ111c周方向の磁力線は大きくなりこのため、これが磁力分布P5、磁力分布P1間では磁力分布上のものと比較して薄いキャリアCCの集団である現像剤層を形成する力になっていて、キャリアCCが現像剤層の集団の中に留めておかれた状態になっている。この現像剤層が現像スリーブ111cの回動ト共に現像主磁石P1に近づいてくると、これにつれて、いくつかのキャリアCCが集合して穂を形成して立ち上がる。この穂を形成するために集合するキャリアCCの個数は、一般に現像剤規制部材114を通過する現像剤の量で決定されるが、それ以外にもキャリアCCの磁気的性質、現像主磁力分布P1の有する磁力の大きさ、現像主磁力分布P1を形成する磁石MGの形状、配置の仕方による磁力線の大きさ及び傾きによって決定される。   In FIG. 5, FIG. 1 and FIG. 3 schematically showing the situation where the spikes of the carrier CC rise in the pre-development area A, the magnets correspond to the magnetic force distributions P1 to P5 formed by the arrangement of the magnets NG rising. Regardless of the polarity, a magnetic brush is formed, and a thin layer is formed between the magnetic force distributions. As shown in FIG. 5, since the carriers CC that have been confined in the developer layer, which is a group of carriers CC, have a magnetic force with each other, between the magnetic force distribution and the magnetic force distribution, for example, FIG. However, between the magnetic force distribution P5 and the magnetic force distribution P1, the magnetic field lines in the normal direction are small, but the polarities of the magnets adjacent to each other are opposite, so that the magnetic field lines in the circumferential direction of the developing sleeve 111c become large. This is the force between the magnetic force distribution P5 and the magnetic force distribution P1 to form a developer layer, which is a thin group of carriers CC, compared to that on the magnetic force distribution, and the carriers CC are in the group of developer layers. It is in a state that has been kept. When this developer layer approaches the developing main magnet P1 together with the rotation of the developing sleeve 111c, several carriers CC gather together to form spikes and rise. The number of carriers CC that gather to form these spikes is generally determined by the amount of developer that passes through the developer regulating member 114, but in addition to this, the magnetic properties of the carrier CC and the development main magnetic force distribution P1. Is determined by the magnitude of the magnetic field lines, the shape of the magnet MG forming the development main magnetic force distribution P1, and the magnitude and inclination of the magnetic field lines depending on the arrangement.

また、現像主磁力分布を形成する磁石MGは磁石支持体111bに固定されているが、現像スリーブ111cは回転しているために立ち上がり始めた穂の位置における磁力線の角度、大きさも変わっていく。このとき、キャリアCCの磁気応答性に遅れがあるため、磁力線に沿った形状に磁気ブラシがすぐに揃わない。さらに、多数のキャリアCCが集合した穂は、集団からの拘束力から抜け出して立ち上がるが、現像主磁力分布P1の大きな磁場が作用し、すべてのキャリアCCの磁気的な極性はは同一方向を向いているおり、互いに反発力が作用している。これらのために、キャリアCCの現像剤層が突然に割れて、キャリアCの穂が磁気ブラシとして立ち上がる。こうして、キャリアCCが穂を形成して立ち上がることで、その中にトナーTを閉じ込めていたキャリアCCの集団が空間的に解放され、さらに、キャリアCCの表面に吸着しているトナーTに大きな遠心力が作用することで、トナーTはキャリアCC表面から離脱して現像空間に解放されて、空間に遊離した遊離トナーT’となる。   The magnet MG forming the development main magnetic force distribution is fixed to the magnet support 111b. However, since the development sleeve 111c is rotating, the angle and size of the magnetic lines of force at the position of the spike that starts rising also change. At this time, since there is a delay in the magnetic responsiveness of the carrier CC, the magnetic brush does not immediately align with the shape along the magnetic field lines. In addition, the spikes in which a large number of carriers CC have gathered escape from the restraining force from the group and rise, but a large magnetic field of the development main magnetic force distribution P1 acts, and the magnetic polarities of all the carriers CC are directed in the same direction. And repulsive forces are acting on each other. For these reasons, the developer layer of the carrier CC is suddenly broken, and the ears of the carrier C rise as magnetic brushes. Thus, the carrier CC forms a spike and rises, so that the group of the carrier CC in which the toner T is confined is spatially released, and the toner T adsorbed on the surface of the carrier CC is greatly centrifuged. By the action of the force, the toner T is detached from the surface of the carrier CC and released into the development space, and becomes a free toner T ′ released into the space.

このようにして生ずる遊離トナーT’の発生過程を、本発明では、キャリアCCが磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずるキャリア相互の変位に応じてキャリアの表面からトナーを離脱させると表現している。こうして、キャリアCC表面から離脱した遊離トナーT’は、キャリアCCとの静電的付着力、物理的付着力が作用していないために、現像電界等によって容易に移動させることができる。   In the present invention, the generation process of the free toner T ′ generated in this way is expressed as releasing the toner from the surface of the carrier in accordance with the mutual displacement of the carrier CC that occurs when the carrier CC rises as a spike along the magnetic field lines. . Thus, the free toner T ′ detached from the surface of the carrier CC can be easily moved by a developing electric field or the like because no electrostatic or physical adhesion force acts on the carrier CC.

図6は、図3における電源VPとして直流電源を用いた場合であって、反転現像方式における直流電界を印加しているときの現像状態を模式的に示した図である。有機顔料をキャリア生成材料に用いる感光体100では、一般に負極性の電荷を乗せて負極性のトナーで画像形成することが多く、本例もこれによる。もっとも、現像方式の中で、感光体100に乗せる帯電電荷の極性は大きな問題ではない。
レーザー光線Lbで書き込む場合、書込量を少なくするために文字部を露光するため、この部分の帯電電荷がキャリア生成材料から生成される正孔により中和されて、図6に示すように、画像部(文字部)の電位である画像部電位が低下する。この低下した電位の画像部に、図3において現像スリーブ111cに接続した電源VPにより負側に偏倚した直流電圧を印加することで、負極性の遊離トナーTに現像スリーブ111c側から画像部に向かうベクトルが作用して現像される。なお、図6において、非画像部では、実際には感光体100上の非画像部にはトナーTは存在しないが、仮に存在したとしても、非画像部側から現像スリーブ111c側へ向かうベクトルが作用することにより非画像部から確実に離間させられて地肌汚れが防止される。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a developing state when a DC power source is used as the power source VP in FIG. 3 and a DC electric field is applied in the reversal development method. In the photoreceptor 100 using an organic pigment as a carrier generating material, in general, a negative charge is often applied to form an image with a negative toner, and this example is also based on this. However, in the developing system, the polarity of the charged charge placed on the photoconductor 100 is not a big problem.
When writing with the laser beam Lb, the character portion is exposed to reduce the writing amount, and the charged charge in this portion is neutralized by the holes generated from the carrier generating material, and as shown in FIG. The image portion potential, which is the potential of the portion (character portion), decreases. By applying a DC voltage biased to the negative side by the power source VP connected to the developing sleeve 111c in FIG. 3 to the image portion having the reduced potential, the negative free toner T is directed to the image portion from the developing sleeve 111c side. The vector acts and is developed. In FIG. 6, in the non-image portion, the toner T is not actually present in the non-image portion on the photoconductor 100, but even if it exists, a vector from the non-image portion side to the developing sleeve 111 c side is present. By acting, it is surely separated from the non-image area, and background stains are prevented.

本発明は、キャリアCCの粒径等の粉体特性、飽和磁化の強さ等の磁気特性と現像主磁力分布の飽和磁化の強さ等の磁気特性、幅及び形状等の形態特性によりキャリアCC表面のトナーTに作用する力を制御し、遊離トナーT’を発生させることができる。さらに、この遊離トナーT’を有する磁気ブラシを形成することで、感光体100上の潜像Lに対するトナーTの付着量を大きくすることができ、いわゆる現像性の高い現像方法を得ることができる。   The present invention relates to the carrier CC based on the powder characteristics such as the particle size of the carrier CC, the magnetic characteristics such as the saturation magnetization, the magnetic characteristics such as the saturation magnetization of the development main magnetic force distribution, and the morphological characteristics such as the width and shape. By controlling the force acting on the toner T on the surface, free toner T ′ can be generated. Furthermore, by forming a magnetic brush having this free toner T ′, the amount of toner T attached to the latent image L on the photoreceptor 100 can be increased, and a so-called highly developable developing method can be obtained. .

本現像装置では、現像領域の最初の現像前域部Aで、低い現像バイアス電界でも現像できる遊離トナーT’を生じさせることで、現像剤含有のトナーについても、いわゆる現像性の高い現像方法を得ることができる。本例では、現像領域に入る初期の段階で上記遊離トナーT’を発生させることで、これに続く現像中域部以降の現像を強化する役割もあり、一層の現像性能の向上に寄与する。   In this developing apparatus, in the first pre-development area A of the developing area, a free toner T ′ that can be developed even with a low developing bias electric field is generated, so that a developing method having a high developability can be applied to toner containing developer. Can be obtained. In this example, by generating the free toner T ′ at the initial stage of entering the development region, there is also a role of strengthening the development after the development middle region, which contributes to further improvement in development performance.

なお、以上説明したような現像前域部AにおけるキャリアCCとトナーTの挙動は、実体顕微鏡(オリンパス社製:SZH10)とハイスピードカメラ(フォトロン社製:FASTCAM−ULtima−12)とを用いて、9000[コマ/秒]以上40500[コマ/秒]以下の撮影速度で撮影した映像により確認されている。また、以下に説明する現像中域部B、現像後域部Cについても、同じように確認されている。   The behavior of the carrier CC and the toner T in the pre-development area A as described above is obtained using a stereo microscope (Olympus: SZH10) and a high speed camera (Photolon: FASTCAM-ULtima-12). Thus, it is confirmed by an image shot at a shooting speed of 9000 [frames / second] to 40500 [frames / second]. The same is confirmed for the middle development area B and the development rear area C described below.

〔穂を感光体に接触させて遊離トナーを散布する現像方法〕
本項は、主として請求項3に対応する。この現像方法は、キャリアが磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がる穂を、現像領域で像担持体に接触させることにより、キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを上記像担持体に散布し、以って静電潜像の可視像化に供する現像方法である。この接触の態様は、強く、或いは、衝突させるような態様を含んでいる。この現像態様は、上記現像前域部Aにおいて立ち上がる穂が、その後の状態として行う現像法でもある。
[Development method in which ears are brought into contact with a photoconductor to spray free toner]
This section mainly corresponds to claim 3. In this developing method, the carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet and is brought into contact with the image carrier in the development region, whereby the toner is released from the surface of the carrier, and the released free toner is applied to the image carrier. This is a developing method for spraying and thus making the electrostatic latent image visible. This mode of contact includes a mode of strong or collision. This development mode is also a development method in which the spike rising in the pre-development area A is performed as a subsequent state.

この現像方法は、図4に示すように、現像中域部B内で、表面にトナーTを有するキャリアCCから、トナーTを感光体100に散布して現像するものである。この感光体100へのトナーTの散布は磁気ブラシの穂が感光体100に強く接触することにより生ずる。   In this developing method, as shown in FIG. 4, the toner T is dispersed on the photosensitive member 100 from the carrier CC having the toner T on the surface in the middle development area B and developed. The scattering of the toner T on the photoreceptor 100 is caused by the strong contact of the ears of the magnetic brush with the photoreceptor 100.

図7は、本現像装置における現像中域部BでキャリアCCの穂が感光体100に強く接触する状況を示す模式図である。
現像スリーブ111c上で、現像中域部BにおけるキャリアCCが集合して形成される穂の大きさ、特にその高さは、上述したように、キャリアCCの粒径等の粉体特性、飽和磁化の強さ等の磁気特性と現像主磁力分布P1の飽和磁化の強さ等の磁気特性、幅及び形状等の形態的特性により決定される。そのために、現像中域部Bでは、現像スリーブ111c上にあるキャリアCCの穂は、現像スリーブ111c上で滑る場合を除いて、ほぼ現像スリーブ111cと同じ速度で移動している。そのために、キャリアCCの穂の高さが現像スリーブ111cと感光体100との距離よりも高くなる場合は、現像主磁力分布P1の磁力線に沿って立ち上がる速度と現像スリーブ111cの周速の両方の速度を以って符号Fで示す方向から感光体100に強く接触する。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a situation in which the spikes of the carrier CC are in strong contact with the photoconductor 100 in the developing middle area B in the developing device.
On the developing sleeve 111c, the size, particularly the height, of the spike formed by the gathering of the carrier CC in the developing middle region B is, as described above, the powder characteristics such as the particle size of the carrier CC, the saturation magnetization, and the like. The magnetic characteristics such as the strength of the magnetic field, the magnetic characteristics such as the strength of the saturation magnetization of the development main magnetic force distribution P1, and the morphological characteristics such as the width and shape. For this reason, in the developing middle region B, the spikes of the carrier CC on the developing sleeve 111c move at substantially the same speed as the developing sleeve 111c except when slipping on the developing sleeve 111c. For this reason, when the height of the spike of the carrier CC is higher than the distance between the developing sleeve 111c and the photosensitive member 100, both the rising speed along the magnetic line of the developing main magnetic force distribution P1 and the peripheral speed of the developing sleeve 111c are both. It comes into strong contact with the photoconductor 100 from the direction indicated by the symbol F with speed.

こうして感光体100に強く接触する前に、キャリアCCの穂が完全に立ち上がっていたとしても、現像スリーブ111cと感光体100の現像領域の中心部が最もその間の距離が狭くなっており、したがって、キャリアCCの穂は、次第に狭くなっていく方向に移動して行くため、キャリアCCの穂の高さが、現像スリーブ111cと感光体100との間の最近接部よりも大きい場合は、キャリアCCの穂は、現像スリーブ111cの周速から感光体100の周速を相殺した速度で感光体100に強く接触する。つまり、キャリアCCの穂の高さが現像スリーブ111cと感光体100との距離よりも高くなる状況は、凸状に湾曲した曲面同士が凸面側を対向して形成される現像中域部Bにおいて、現像スリーブ111cの回動に応じた磁気ブラシの移動により必然的に行われるのである。この強く接触するときに、キャリアCC上に静電的に付着しているトナーTが、衝撃によってキャリアCC表面から離脱し、遠心力による運動の慣性力、感光体100表面の静電潜像による電界と現像スリーブ111cと感光体100間に印加されている現像バイアス電界によって、矢印F1で示す向きに移動して感光体100上に現像される。この現像におけるバイアス電界の印加の方式は、直流でも、直流に交流を重畳した電圧でもよいが、現像の態様は上記した図6に準ずる。
こうして、キャリアCCから現像バイアスなど静電力以外の外力を利用して離脱された離型剤トナーTにより高性能の現像を行うことができる。
Even if the ears of the carrier CC have risen completely before making strong contact with the photoconductor 100 in this way, the distance between the developing sleeve 111c and the central portion of the developing area of the photoconductor 100 is the narrowest. Since the ears of the carrier CC move in a gradually narrowing direction, if the height of the ears of the carrier CC is larger than the closest part between the developing sleeve 111c and the photoconductor 100, the carrier CC The ears strongly contact the photoconductor 100 at a speed obtained by offsetting the peripheral speed of the photoconductor 100 from the peripheral speed of the developing sleeve 111c. That is, the situation where the height of the spike of the carrier CC is higher than the distance between the developing sleeve 111c and the photosensitive member 100 is the case in the developing middle region B where the curved surfaces curved in a convex shape are formed facing the convex side. This is inevitably performed by the movement of the magnetic brush according to the rotation of the developing sleeve 111c. When this strong contact occurs, the toner T electrostatically adhering on the carrier CC is detached from the surface of the carrier CC by an impact, and due to the inertial force of the movement due to the centrifugal force, the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 100. Due to the electric field and the developing bias electric field applied between the developing sleeve 111c and the photoconductor 100, the photoconductor 100 moves in the direction indicated by the arrow F1 and is developed on the photoconductor 100. The method for applying the bias electric field in this development may be a direct current or a voltage in which an alternating current is superimposed on the direct current, but the manner of development is in accordance with FIG.
Thus, high-performance development can be performed with the release agent toner T released from the carrier CC using an external force other than electrostatic force such as a developing bias.

なお、現像中域部Bにおける現像態様については、現像前域部Aにおける現像に続く一連の現像態様として、次の現像も行われる。つまり、現像前域部Aでは、キャリアCCが集合して穂になり、立ち上がるときにトナーTがキャリアCCから離脱し、遊離トナーT’を生じた。これに、現像のための電界を印加することで、遊離トナーT’をそのまま感光体100に向かわせて現像した。さらに、現像前域部Aにつづく現像中域部Bでは、キャリアCCの穂がさらに感光体100に接触することから、キャリアCC上のトナーTを感光体100上に散布して、感光体100の静電潜像を現像した。そして、さらに、この接触により、先に現像されている感光体100上のトナーTを再びキャリアCC上に回収することが行われる。これにより、現像前域部A、現像中域部Bにおける現像で非画像部又は低電位の画像部に現像されたトナーTが引き戻されるので、地肌汚れがない高品位の画像を得る。
また、現像スリーブ111c上のキャリアCCが誘電体であるために、感光体100とキャリアCCが集合した穂では、さらに電界が強調された電界が生ずることにより、キャリアCC上に付着しているトナーTが、感光体100の静電潜像に現像される。
As for the development mode in the middle development area B, the next development is also performed as a series of development modes following the development in the pre-development area A. That is, in the pre-development area A, the carrier CC gathers and forms a spike, and when it rises, the toner T is detached from the carrier CC to generate free toner T ′. By applying an electric field for development thereto, the free toner T ′ was directly developed toward the photoreceptor 100 and developed. Further, in the middle development area B following the pre-development area A, the ears of the carrier CC are further in contact with the photoconductor 100, so that the toner T on the carrier CC is dispersed on the photoconductor 100 and the photoconductor 100. The electrostatic latent image was developed. Further, due to this contact, the toner T on the photoconductor 100 previously developed is collected again on the carrier CC. As a result, the toner T developed in the non-image area or the low-potential image area by the development in the pre-development area A and the development middle area B is pulled back, so that a high-quality image free from background stain is obtained.
In addition, since the carrier CC on the developing sleeve 111c is a dielectric, in the ear where the photoconductor 100 and the carrier CC are gathered, an electric field that further emphasizes the electric field is generated, so that the toner adhered on the carrier CC. T is developed into an electrostatic latent image on the photoreceptor 100.

〔穂の先端部を感光体に摺擦させて行う現像方法〕
本項は、主として請求項4に対応する。この現像方法は、キャリアが磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がっているその穂の先端部を感光体100に接触させて移動させることにより、静電潜像を構成する画像部については感光体100と現像スリーブ111cとの間の電界及び100とキャリアCCとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に感光体100上に付着しているトナーを感光体100上から上記穂を構成するキャリアCCに引き戻しつつ現像する現像方法である。
[Developing method in which the tip of the ear is rubbed against the photoreceptor]
This section mainly corresponds to claim 4. In this developing method, the tip of the spike that rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet is brought into contact with the photoreceptor 100 and moved so that the image portion constituting the electrostatic latent image is the same as the photoreceptor 100. Development is performed by an electric field between the developing sleeve 111c and an electric field generated between the developing sleeve 111c and the carrier CC, and for the non-image portions, the above-described spikes are formed from above the photosensitive member 100 with toner already attached on the photosensitive member 100. This is a development method in which development is performed while pulling back the carrier CC.

この現像方法は、主に図4中の現像後域部Cで行われる。このため、現像後域部Cにおいて、キャリアCCの磁気ブラシが、感光体100に摺擦して現像スリーブ111c上を搬送されるように設定する。   This development method is performed mainly in the post-development area C in FIG. Therefore, in the post-development area C, the magnetic brush of the carrier CC is set so as to be rubbed against the photoconductor 100 and conveyed on the developing sleeve 111c.

図8は現像領域後域部Cで、この現像方法におけるトナーTが現像される状況を模式的に示した図である。図8において、現像スリーブ111cと感光体100との間には、通常、トナーTを現像するための電界が印加されている(図3、図6)。既に説明したように、現像前域部A及び現像中域部Bでは、磁気ブラシを構成するキャリアCCから離れて現像されたために表面に存在するトナーTが少なくなっている。このため、帯電量が過多になったキャリアCCは、感光体100を接触しながら移動(摺擦)し、先に現像したトナーTに追いつく。そして、強く接触する。この衝撃力と、互いに逆極性に帯電していることから生ずる静電的なクーロン力とによって、キャリアCC表面に、先に現像したトナーTを吸着させて、感光体100から離脱させる。この場合、主に感光体100上の非画像部では、帯電装置101による静電荷が少ないために、トナーTを感光体100に吸着しておく電界が小さいことから、非画像部のトナーTを離脱させることが多い。これにより、非画像部における地汚れが改善、防止されて、高品位の画像を得ることができる。よって、この現像態様では、積極的にトナーTを付着させるのではなく、非画像部などから回収することで地肌汚れのない高画質を得る。   FIG. 8 is a diagram schematically showing a state where the toner T is developed in this developing method in the rear area C of the developing area. In FIG. 8, an electric field for developing the toner T is normally applied between the developing sleeve 111c and the photosensitive member 100 (FIGS. 3 and 6). As already described, in the pre-development area A and the development middle area B, the toner T present on the surface is reduced because the development is performed away from the carrier CC constituting the magnetic brush. For this reason, the carrier CC having an excessive charge amount moves (slids) while contacting the photoconductor 100, and catches up with the toner T developed earlier. And it contacts strongly. The toner T developed earlier is attracted to the surface of the carrier CC by the impact force and the electrostatic Coulomb force generated by charging with opposite polarities, and is separated from the photoreceptor 100. In this case, mainly in the non-image area on the photoconductor 100, since the electrostatic charge by the charging device 101 is small, the electric field for adsorbing the toner T to the photoconductor 100 is small. Often disengaged. As a result, scumming in the non-image area is improved and prevented, and a high-quality image can be obtained. Therefore, in this development mode, the toner T is not positively adhered, but is collected from the non-image portion or the like, thereby obtaining a high image quality without background stains.

〔現像前域部、現像中域部、現像後域部のそれぞれにおける現像方法を通じて行う現像装置〕
本項は、主として請求項5、16に対応する。上記「キャリア相互の変位を利用した遊離トナーによる現像方法」の項で述べた現像前域部Aにおける現像方法、上記「穂を感光体に接触させて遊離トナーを散布する現像方法」の項で述べた現像中域部Bにおける現像方法、上記「穂の先端部を感光体に摺擦させて行う現像方法」の項で述べた現像後域部Cにおける現像方法は、図1乃至図3に示したような装置を使用する態様では、一連の現像方法として行われる。従って、この現像方法は、現像前域部Aで、キャリアCCがトナーTを保持して集合状態をなしている状態から磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずるキャリア相互の変位に応じてキャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って上記静電潜像の可視像化に供する現像態様と、現像前域部Aで、キャリアCCが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、現像中域部Bで感光体100に強く接触させることにより、キャリアCCの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを感光体100に散布し、以って静電潜像の可視像化に供する現像態様を有し、現像後域部Cで、静電潜像を構成する画像部については現像スリーブ111cと感光体100との間の電界及び感光体100とキャリアCCとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に感光体100上に付着しているトナーを感光体100上から穂を構成するキャリアに引き戻しつつ現像する現像方法であり、上記した各現像域における各特長を合わせ有するのであるから、画像濃度が高く、ベタ埋まりがよく、ドット再現性に優れると共に、地肌汚れのない高画質を得ることができる。
[Developing apparatus that performs through development methods in each of the pre-development area, the development middle area, and the post-development area]
This section mainly corresponds to claims 5 and 16. In the above-mentioned “development method using the free toner utilizing the mutual displacement of the carrier” in the development method in the pre-development area A, and in the above “development method in which free toner is sprayed by bringing the ears into contact with the photoreceptor” The development method in the development middle region B described above, and the development method in the development rear region C described in the above-mentioned “development method performed by rubbing the tip of the ear against the photoreceptor” are shown in FIGS. In the embodiment using the apparatus as shown, it is carried out as a series of development methods. Therefore, in this developing method, in the pre-development region A, the carrier CC is generated according to the mutual displacement of the carrier that occurs when the carrier CC rises as a spike along the magnetic field lines from the state in which the carrier CC holds the toner T. In the development mode in which the toner is released from the surface of the toner and the electrostatic toner image is visualized with the released free toner, and in the pre-development area A, the carrier CC follows the magnetic field lines of the magnet. As a result, the toner particles are released from the surface of the carrier CC, and the released free toner is sprayed on the photoconductor 100. It has a developing mode for making a latent image visible, and in the post-development area C, the electric field between the developing sleeve 111c and the photoconductor 100 and the photoconductor 100 and the image portion constituting the electrostatic latent image Cat A developing method in which development is performed by an electric field generated between the toner and the non-image portion, and the toner already attached to the photoconductor 100 is developed while being pulled back from the photoconductor 100 to a carrier constituting a spike. Therefore, it is possible to obtain high image quality with high image density, good solid filling, excellent dot reproducibility, and no background contamination.

〔磁気力のピーク位置を変更した例〕
本項は、主として請求項18に対応する。現像剤搬送の磁力分布をなす下流側の磁力分布P2は主磁力分布P1の形成を補助する働きがあり、小さすぎるとキャリア付着を起こす。磁気ブラシは現像スリーブ111cの回転によって現像スリーブ111cと同方向、すなわち時計回りの向きに移送される。
[Example of changing the peak position of magnetic force]
This section mainly corresponds to claim 18. The downstream magnetic force distribution P2 that forms the magnetic force distribution for developer conveyance has a function of assisting the formation of the main magnetic force distribution P1, and if it is too small, carrier adhesion occurs. The magnetic brush is transferred in the same direction as the developing sleeve 111c, that is, in the clockwise direction by the rotation of the developing sleeve 111c.

図9に示すように、現像主磁力分布P1の現像スリーブ111c上における法線方向の磁気力のピーク位置M1が、感光体100と現像スリーブ111cとの最近接位置M0から感光体100の移動方向(反時計回り方向)における下流側になるように、磁石支持体111bの各磁石MGが配置されている。換言すれば、感光体100の中心と現像スリーブ111cの中心を結ぶ線分で示される最近接位置M0に対して現像スリーブ111cのまわりに現れる磁気力のピーク位置M1のなす角度θが0[°]以上30[°]以下の角度だけ感光体の移動方向の下流側にずれるようにしている。これにより、磁気ブラシが形成される初期段階における遊離トナーTの発生部位が、遊離トナーT’が感光体100上の静電潜像MLへ移動し易い最接近部を含む現像中域部にシフトするので、遊離トナーT’による現像が促進される。つまり、これまでの例で述べた現像領域前域部Aにおける遊離トナーT’の発生部位を、最近接位置M0に対向させるのである。   As shown in FIG. 9, the peak position M1 of the magnetic force in the normal direction on the developing sleeve 111c of the developing main magnetic force distribution P1 is the moving direction of the photosensitive member 100 from the closest position M0 between the photosensitive member 100 and the developing sleeve 111c. The magnets MG of the magnet support 111b are arranged so as to be on the downstream side in the (counterclockwise direction). In other words, the angle θ formed by the peak position M1 of the magnetic force appearing around the developing sleeve 111c with respect to the closest position M0 indicated by the line connecting the center of the photoreceptor 100 and the center of the developing sleeve 111c is 0 [°. ] Is shifted to the downstream side in the moving direction of the photosensitive member by an angle of 30 [°] or less. As a result, the generation site of the free toner T in the initial stage when the magnetic brush is formed is shifted to the developing middle region including the closest portion where the free toner T ′ is likely to move to the electrostatic latent image ML on the photoreceptor 100. Therefore, development with the free toner T ′ is promoted. That is, the generation site of the free toner T ′ in the development area front area A described in the above examples is opposed to the closest position M0.

磁力分布P1をなす磁石MGと磁力分布P5をなす磁石MGとの極角度は60[°]であり、両磁石の中間で磁力が0になる点が30[°]である。さらに換言すれば、磁気ブラシが最近接位置M0又はその近傍で立ち上がるようにし、あるいは、感光体100の移動方向上流側における現像主磁力分布P1の裾野部分が、最近接位置M0又はその近傍に位置するようにしたものである。   The polar angle between the magnet MG forming the magnetic force distribution P1 and the magnet MG forming the magnetic force distribution P5 is 60 [°], and the point where the magnetic force becomes 0 between the two magnets is 30 [°]. In other words, the magnetic brush rises at or near the closest position M0, or the skirt portion of the developing main magnetic force distribution P1 on the upstream side in the moving direction of the photoconductor 100 is positioned at or near the closest position M0. It is what you do.

〔第1の現像の実施例〕
後述する画像形成装置を用い、上述した構成を有する現像装置のもとで、かつ、以下の条件設定を行い、現像を行った。
[Example of First Development]
Using an image forming apparatus described later, development was performed under the development apparatus having the above-described configuration and the following conditions were set.

(i)機械的条件
本例の画像形成装置における現像装置は、これまで述べた構成を基本としている。そこで、以下の説明でも、これまで述べた構成の部材を使用して説明する。先ず、キャリアCCの粉体特性及び磁気特性と現像主磁力分布P1を形成するための主磁石の磁気特性及び形態特性とを考慮して、キャリアCCが集合した穂が立ち上がるときに、キャリアCCからトナーTを離脱させるように設定している。
本例では、感光体100の感光体径60[mm]、感光体100の線速350[mm/秒]、現像スリーブ111cの径25[mm]、現像スリーブ111cの線速700[mm/秒]に設定した。したがって、感光体線速に対するスリーブ線速の比は2.0である。なお、本例では、現像スリーブ111cの線速の感光体100の線速に対する比(Vs/Vp)は最低0.9にまで下げても、なお必要な画像濃度を得ることができた。
また、感光体100と現像スリーブ111cとの間隔である現像ギャップは0.3[mm]に設定した。現像ギャップは、キャリア粒径が35[μm]であれば0.455[mm]以下、言い換えれば、キャリアCCの径の13倍以下に設定することが望ましい。現像ギャップがあまり狭くなると、磁気ブラシが感光体100に広範囲で接触するようになるために、横線細りや後端白抜け等の方向依存性が起こりやすくなる。逆に、現像ギャップが広すぎると、十分な電界が強度が得られず、孤立ドットやソリッド部でムラ等の画像欠陥を生ずる。電界強度を維持するために、印加する電圧を大きくすることも可能であるが、放電によるいわゆる白ポチと呼ばれるソリッド部の白く抜けた画像等の異常画像が発生しやすくなる。
ドクターブレードと現像スリーブ111cとの間隔であるドクターギャップは、0.50[mm]に設定されている。従来、ドクターブレードとしては非磁性材料のみからなる板状のものが使用されていたが、本実施形態におけるドクターブレードは、磁性材料からなる板を従来の非磁性の板に接合した構成を有している。磁性材料を用いることで、後述するように、穂高の揃った磁気穂が形成されやすくなる。
現像スリーブ111cの感光体100とは反対側の領域には、現像ケーシング内の現像剤を攪拌しながら現像スリーブ111cへ汲み上げるための攪拌スクリューが設けられている。
現像ケーシング内の現像剤は、トナーTとキャリアCCからなる現像剤であり、現像剤は図示しない駆動手段により回転速度500[rpm]で回転する攪拌スクリューで混合・攪拌され、トナーTが摩擦帯電される。このときのトナー帯電量(q/m)は、−5[μC/g]以上−60[μC/g]以下、好ましくは、−10[μC/g]以上−30[μC/g]以下がよい。
(I) Mechanical Conditions The developing device in the image forming apparatus of this example is based on the configuration described so far. Therefore, the following description will be given using the members having the structures described above. First, in consideration of the powder characteristics and magnetic characteristics of the carrier CC and the magnetic characteristics and shape characteristics of the main magnet for forming the development main magnetic force distribution P1, the carrier CC starts from the carrier CC. The toner T is set to be removed.
In this example, the photoreceptor diameter of the photoreceptor 100 is 60 [mm], the linear speed of the photoreceptor 100 is 350 [mm / sec], the diameter of the developing sleeve 111c is 25 [mm], and the linear speed of the developing sleeve 111c is 700 [mm / sec. ] Was set. Therefore, the ratio of the sleeve linear velocity to the photosensitive member linear velocity is 2.0. In this example, even if the ratio (Vs / Vp) of the linear velocity of the developing sleeve 111c to the linear velocity of the photosensitive member 100 is reduced to a minimum of 0.9, the necessary image density can still be obtained.
The development gap, which is the distance between the photoreceptor 100 and the development sleeve 111c, was set to 0.3 [mm]. The development gap is desirably set to 0.455 [mm] or less when the carrier particle size is 35 [μm], in other words, 13 times or less the diameter of the carrier CC. If the development gap is too narrow, the magnetic brush comes into contact with the photoconductor 100 in a wide range, and direction dependency such as thinning of the horizontal line and whiteout at the rear end is likely to occur. Conversely, if the development gap is too wide, a sufficient electric field cannot be obtained, and image defects such as unevenness occur in isolated dots and solid portions. In order to maintain the electric field strength, it is possible to increase the voltage to be applied, but abnormal images such as white images of solid portions called so-called white spots are likely to occur due to discharge.
The doctor gap, which is the distance between the doctor blade and the developing sleeve 111c, is set to 0.50 [mm]. Conventionally, a plate blade made of only a non-magnetic material has been used as the doctor blade, but the doctor blade in this embodiment has a configuration in which a plate made of a magnetic material is joined to a conventional non-magnetic plate. ing. By using a magnetic material, as will be described later, magnetic spikes with uniform head height are easily formed.
A stirring screw for pumping up the developer in the developing casing to the developing sleeve 111c while stirring the developer in the developing sleeve 111c is provided in a region opposite to the photosensitive member 100 of the developing sleeve 111c.
The developer in the developing casing is a developer composed of toner T and carrier CC. The developer is mixed and stirred by a stirring screw rotating at a rotational speed of 500 [rpm] by a driving means (not shown), and the toner T is frictionally charged. Is done. The toner charge amount (q / m) at this time is −5 [μC / g] or more and −60 [μC / g] or less, and preferably −10 [μC / g] or more and −30 [μC / g] or less. Good.

(ii)二成分現像剤
二成分現像剤としては以下の製造例に従うものを使用した。
<トナーの製造例>
結着樹脂:ポリエステル樹脂(テレフタル酸、フマル酸、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、トリメリット酸から合成されたポリエステル樹脂、Tg:62[℃]、軟化点:106[℃])100部
着色剤:イエロートナー用顔料(ジスアゾイエロー顔料:C.I.PigmentYellow17)7.0部、マゼンタトナー用顔料(キナクリドン系マゼンタ顔料:C.I.PigmentRed122)7.0部、シアントナー用顔料(銅フタロシアニンブルー顔料:C.I.PigmentBlue15:3)3.5部、ブラックトナー用顔料(カーボンブラック:C.I.PigmentBlack7)6.0部
帯電制御剤:サリチル酸誘導体亜鉛塩2.5部
離型剤:カルナウバワックス(融点:85℃)5部
(Ii) Two-component developer As the two-component developer, one according to the following production example was used.
<Example of toner production>
Binder resin: Polyester resin (terephthalic acid, fumaric acid, polyoxypropylene- (2,2) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyester resin synthesized from trimellitic acid, Tg: 62 [ ° C.], softening point: 106 [° C.] 100 parts Colorant: Yellow toner pigment (disazo yellow pigment: CI Pigment Yellow 17) 7.0 parts, Magenta toner pigment (quinacridone magenta pigment: CI Pigment Red 122) 7.0 parts, cyan toner pigment (copper phthalocyanine blue pigment: CI Pigment Blue 15: 3) 3.5 parts, black toner pigment (carbon black: CI Pigment Black 7) 6.0 parts Agent: Salicylic acid derivative zinc salt 2.5 parts Mold release agent: Carna Bawakkusu (mp: 85 ° C.) 5 parts

上記原材料を、ヘンシェルミキサーにて混合したのち、110[℃]に設定した2軸混練機にて溶融混練した。混練物を水冷後、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、風力分級装置を用いて母体粒子を得た。
更に、上記母体粒子を100部、添加剤であるシリカ(ヘキサメチルジシラザン表面処理品、平均一次粒子径:0.01[μm])0.8部、チタニア(イソブチルトリメトキシシラン表面処理品、平均一次粒子径:0.015[μm])1.0部を、ヘンシェルミキサーにて混合を行い、その後、さらに目開き100[μm]の篩により風篩を行い、製造例のトナー(重量平均径:6.8[μm])を得た。
ここで、トナーの粒度分布は種々の方法で測定可能であるが、本例においてはコールターマルチサイザーを用いて行なった。即ち、測定装置としてはコールターマルチサイザーIIe型(コールター社製)を用い、個数分布,体積分布を出力するインターフェイス日科機社製及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は1級塩化ナトリウムを用いて1[%]NaCl水溶液を調製した。
The raw materials were mixed with a Henschel mixer and then melt-kneaded with a biaxial kneader set at 110 [° C.]. The kneaded product was cooled with water, coarsely pulverized with a cutter mill, pulverized with a fine pulverizer using a jet stream, and mother particles were obtained using an air classifier.
Furthermore, 100 parts of the base particles, silica (hexamethyldisilazane surface-treated product, average primary particle size: 0.01 [μm]) 0.8 parts as an additive, titania (isobutyltrimethoxysilane surface-treated product, 1.0 part of the average primary particle size: 0.015 [μm]) is mixed with a Henschel mixer, and then air-screened with a sieve having an opening of 100 [μm]. Diameter: 6.8 [μm]) was obtained.
Here, the particle size distribution of the toner can be measured by various methods. In this example, the particle size distribution was performed using a Coulter Multisizer. That is, Coulter Multisizer IIe type (manufactured by Coulter Inc.) is used as a measuring device, interface Nikkaiki Co., Ltd. and a personal computer that outputs the number distribution and volume distribution are connected, and the electrolyte is first grade sodium chloride. 1 [%] NaCl aqueous solution was prepared.

測定法としては、上記電解水溶液100〜150[ml]中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩を0.1〜5[ml]加え、更に測定試料を2〜20[mg]加え、超音波分散器で約1〜3分の分散処理を行った。さらに、別のビーカーに電解水溶液100〜200[ml]を入れ、その中に上記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、上記コールターマルチサイザーIIe型によりアパーチャーとして100[μm]アパーチャーを用い、50000個の粒子の平均を測定することにより行った。   As a measurement method, 0.1 to 5 [ml] of a surfactant, preferably alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 [ml] of the above electrolytic aqueous solution, and a measurement sample is further added to 2 to 20 [mg]. In addition, the dispersion process was performed for about 1 to 3 minutes with an ultrasonic disperser. Further, 100 to 200 [ml] of the electrolytic aqueous solution is put into another beaker, and the sample dispersion is added therein to a predetermined concentration, and the 100 [μm] aperture is used as an aperture by the Coulter Multisizer IIe type. , By measuring the average of 50000 particles.

<キャリアの製造例>
芯材:Cu−Znフェライト粒子(重量平均径:45[μm])5000部
コート材:トルエン450部シリコーン樹脂SR2400(東レ・ダウコーニング・シリコーン製、不揮発分50[%])450部、アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン製)10部、カーボンブラック10部
<Example of carrier production>
Core material: 5000 parts of Cu—Zn ferrite particles (weight average diameter: 45 [μm]) Coating material: 450 parts of toluene 450 parts of silicone resin SR2400 (made by Toray Dow Corning Silicone, nonvolatile content 50 [%]), aminosilane SH6020 10 parts (made by Toray Dow Corning Silicone), 10 parts carbon black

上記コート材を10分間スターラーで分散してコート液を調整し、このコート液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、当該コート液を芯材上に塗布した。
さらに、得られたキャリアを電気炉で250[℃]で2時間焼成を行い、製造例のキャリア(膜厚:0.5[μm])を得た。
The coating material is dispersed with a stirrer for 10 minutes to prepare a coating solution, and the coating solution and the core material are coated in a fluidized bed while forming a swirling flow with a rotating bottom plate disk and stirring blades. The coating solution was applied on the core material.
Furthermore, the obtained carrier was baked at 250 [° C.] for 2 hours in an electric furnace to obtain a carrier (film thickness: 0.5 [μm]) of a production example.

<現像剤の製造例>
上記製造例のトナー7部と、上記製造例のキャリア93部をターブラーミキサーで混合し、二成分現像剤を得た。
<Manufacturing example of developer>
7 parts of the toner of the above production example and 93 parts of the carrier of the above production example were mixed with a tumbler mixer to obtain a two-component developer.

(iii)現像の態様
かかる条件のもとで、ここでは、上述した磁気力のピーク位置を変更したケースのもとでの現像の状況を図10により説明する。
磁気ブラシが形成される現像前域部Aに発生するクラウド状ないしスモーク状の遊離トナーT’は、その大部分が現像電界によって感光体100の画像部へ移動し易くなる。図10は、この遊離トナーT’による現像状況を段階的に説明したものである。
(Iii) Development Mode Under such conditions, here, the development situation under the case where the peak position of the magnetic force is changed will be described with reference to FIG.
Most of the cloud-like or smoke-like free toner T ′ generated in the pre-development area A where the magnetic brush is formed is easily moved to the image portion of the photoreceptor 100 by the developing electric field. FIG. 10 illustrates the development state with the free toner T ′ in a stepwise manner.

まず、図10(a)に示すように、磁気ブラシが形成される現像前域部Aにおいて、すなわち、磁気ブラシが現像スリーブ111cに押し付けられた状態から起き上がる位置で、衝撃力、遠心力等によりトナーTが動き得る空間が形成され、キャリアCC上のトナーT及びキャリアCCが集合する穂と穂との間に挟まれたトナーTが離脱させる。これによって、多数の遊離トナーT’がクラウド状ないしスモーク状に発生する。
この遊離トナーT’群は、図10(b)に示すように、現像電界により感光体100の静電潜像MLに引き付けられ、現像される。非画像部では、電界は現像スリーブ111c側へ向いており、遊離トナーT’はキャリアCCに戻るか現像スリーブ111c上に移動する。これにより、トナーTの使用効率を向上させることができるとともに、トナー飛散による装置内の汚れを防止することができる。また、本例では、感光体100と現像スリーブ111cが対向する部位において、図5に準じた直流電源により直流電界が印加される。
さらに本例では、現像中域部B及び現像後域部Cで磁気ブラシが感光体100に接触しているため、磁気ブラシ先端のキャリアCC(感光体100に近いキャリア)と感光体100との間に電極効果が働き、より画像部トナー層を均一化し、非画像部の地汚れトナーTを効率良くスキャベンジすることができる。また、従来の二成分接触現像方式に批べ、磁気ブラシが感光体と接触している時間が短いため、横線細りや後端白抜け等の方向依存性も起こらない。
First, as shown in FIG. 10A, in the pre-development area A where the magnetic brush is formed, that is, at a position where the magnetic brush rises from a state where it is pressed against the developing sleeve 111c, by an impact force, a centrifugal force, or the like. A space in which the toner T can move is formed, and the toner T on the carrier CC and the toner T sandwiched between the ears where the carrier CC gathers are separated. As a result, a large number of free toners T ′ are generated in the form of cloud or smoke.
As shown in FIG. 10B, the free toner T ′ group is attracted to the electrostatic latent image ML of the photoconductor 100 by the developing electric field and developed. In the non-image portion, the electric field is directed toward the developing sleeve 111c, and the free toner T ′ returns to the carrier CC or moves onto the developing sleeve 111c. As a result, the usage efficiency of the toner T can be improved, and contamination in the apparatus due to toner scattering can be prevented. In this example, a DC electric field is applied by a DC power source according to FIG. 5 at a portion where the photoconductor 100 and the developing sleeve 111c face each other.
Further, in this example, since the magnetic brush is in contact with the photoconductor 100 in the development middle region B and the post-development region C, the carrier CC (carrier close to the photoconductor 100) at the tip of the magnetic brush and the photoconductor 100 The electrode effect acts in between, making the image portion toner layer more uniform and efficiently scavenging the non-image portion ground toner T. Further, in contrast to the conventional two-component contact development method, since the time during which the magnetic brush is in contact with the photosensitive member is short, there is no direction dependency such as thinning of the horizontal line and whiteout at the rear end.

本例で用いたキャリアCCの平均粒径は50[μm]、磁化の強さは60×10-7×4π[Wb・m/kg]、トナーTの平均粒径は7[μm]、トナー濃度は7[wt%]、トナー帯電量−25.5[μC/g]であった。感光体に対する現像スリーブ111cの線速比は1.4に設定した。現像条件は、帯電電位−700[V]、画像部電位−100[V]、非画像部電位−650[V]とした。これにより、ハーフトーン部でのザラツキがなく、ソリッド部でのベタ濃度も高く、ラインや文字の鮮鋭度も優れた高画質が得られることがわかった。 The average particle size of the carrier CC used in this example is 50 [μm], the magnetization strength is 60 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg], the average particle size of the toner T is 7 [μm], and the toner The density was 7 [wt%] and the toner charge amount was −25.5 [μC / g]. The linear speed ratio of the developing sleeve 111c to the photosensitive member was set to 1.4. The developing conditions were a charging potential of −700 [V], an image portion potential of −100 [V], and a non-image portion potential of −650 [V]. As a result, it was found that there was no roughness in the halftone part, a solid density in the solid part was high, and a high image quality with excellent line and character sharpness was obtained.

〔現像前域部、現像中域部、現像後域部のそれぞれにおいて穂の先端部を感光体に非接触で行う現像装置〕
本項は主として請求項6、17に対応する。この現像装置は、上述したように、現像前域部Aで、キャリアCCが磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、現像中域部Bで感光体100に強く接触させることに代えて、現像中域部B以後では感光体100に対して非接触とし、この非接触状態で変位するキャリア相互の変位により生ずる遊離トナーにより現像することを内容としている。つまり、現像前域部、現像中域部、現像後域部のそれぞれにおいて穂の先端部を感光体に非接触で行うのである。例えば、現像スリーブ111cと感光体100との最接近距離である現像ギャップを調節したり、現像主磁力分布P1などの強さを調節することにより可能である。
[Developing apparatus that performs the tip of the ear in a non-contact manner with the photoreceptor in each of the pre-development area, the development middle area, and the post-development area]
This section mainly corresponds to claims 6 and 17. As described above, in this developing apparatus, instead of bringing the spikes in which the carrier CC rises as the spikes along the magnetic field lines of the magnet in the pre-development area A, in the development middle area B, strongly contact the photoconductor 100. After the middle development area B, the photosensitive member 100 is not contacted, and development is performed with free toner generated by the mutual displacement of the carriers that are displaced in this non-contact state. That is, the tip of the spike is performed in a non-contact manner with the photoreceptor in each of the pre-development area, the development middle area, and the post-development area. For example, this can be achieved by adjusting the development gap, which is the closest distance between the developing sleeve 111c and the photosensitive member 100, or by adjusting the strength of the development main magnetic force distribution P1.

現像前域部Aにおける現像態様は、上述した内容に準ずる。現像中域部B、現像後域部Cにおいては、現像スリーブ111cが回動するのに対して磁極P1〜P6が不動であるため、キャリアCCが変位し、この変位に伴い、上述した現象に順じてさらなる遊離トナーT’の発生による現像や、現像スリーブ111c上のキャリアCCが誘電体であるために、感光体100とキャリアCCが集合した穂では、さらに電界が強調された電界が生ずることにより、キャリアCC上に付着しているトナーTが、感光体100の静電潜像に現像されることを利用している。   The development mode in the pre-development area A conforms to the above-described content. In the middle development area B and the rear development area C, since the developing sleeve 111c rotates, the magnetic poles P1 to P6 do not move, so that the carrier CC is displaced. In order to develop further due to the generation of the free toner T ′ and the carrier CC on the developing sleeve 111c is a dielectric, an electric field that further emphasizes the electric field is generated in the ear where the photoconductor 100 and the carrier CC gather. Thus, the fact that the toner T adhering to the carrier CC is developed into an electrostatic latent image on the photoconductor 100 is utilized.

このように、現像スリーブ111c上の磁気ブラシの穂が感光体100に接触することのない非接触状態に保つことで、現像前域部Aでは、キャリアCC表面から離脱した遊離トナーTで現像しその後、現像中域部Bから現像後域部Cに至る過程で磁気ブラシが現像スリーブ111cを搬送される間は、磁気ブラシの先端を感光体100に近接させることで、キャリアCC上のトナーTを現像するのである。
また、磁気ブラシが現像スリーブ111cを搬送される間は、磁気ブラシの先端が感光体100に非接触であるので、近接させても、既に感光体100に接触して現像されたトナーTを離脱させることがなく、現像前域部A等でのトナー付着量を低下させることがなく、画像品位を低下させることがない。
In this way, by maintaining the magnetic brush head on the developing sleeve 111c in a non-contact state where it does not come into contact with the photoconductor 100, the pre-development area A is developed with the free toner T detached from the surface of the carrier CC. After that, while the magnetic brush is transported through the developing sleeve 111c in the process from the middle developing area B to the developed rear area C, the toner T on the carrier CC is brought close to the photosensitive member 100 while the magnetic brush is transported through the developing sleeve 111c. Is developed.
Further, while the magnetic brush is transported through the developing sleeve 111c, the tip of the magnetic brush is not in contact with the photoconductor 100, so that the toner T that has already been developed in contact with the photoconductor 100 is removed even if it is brought close to the magnetic brush. In other words, the toner adhesion amount in the pre-development area A or the like is not lowered, and the image quality is not lowered.

〔磁気力のピーク位置を変更した例〕
本項は、主として請求項18に対応する。本例においても、上述した構成に準じて磁気力のピーク位置を変更することができる。
[Example of changing the peak position of magnetic force]
This section mainly corresponds to claim 18. Also in this example, the peak position of the magnetic force can be changed according to the configuration described above.

〔第2の現像の実施例〕
ここでは、画像形成装置は上述した第1の現像の実施例と同じものを用いた。但し、磁気ブラシの感光体100との非接触状態を保つために、現像条件のうち、現像ギャップを0.8[mm]、現像電界の中の直流成分を−630[V]に設定した。その他の条件は、上記第1の現像の実施例に準ずる。
[Example of Second Development]
Here, the same image forming apparatus as that in the first development example described above was used. However, in order to maintain the non-contact state of the magnetic brush with the photoreceptor 100, the development gap was set to 0.8 [mm] and the DC component in the development electric field was set to −630 [V] among the development conditions. Other conditions are the same as those in the first development example.

図11は、第2の実施形態における現像方法において現像領域でトナーTにより潜像Lを現像する状況を示す模式図である。磁気ブラシが形成される現像前域部Aに発生するクラウド状ないしスモーク状の遊離トナーTは、その大部分が現像電界によって感光体100の画像部へ移動し易くなる。図11は、この遊離トナーTによる現像状況を段階的に説明したものである。   FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a situation in which the latent image L is developed with the toner T in the development region in the development method according to the second embodiment. Most of the cloud-like or smoke-like free toner T generated in the pre-development area A where the magnetic brush is formed is easily moved to the image portion of the photoreceptor 100 by the developing electric field. FIG. 11 is a step-by-step description of the development status with the free toner T.

まず、図11(a)に示すように、磁気ブラシが形成される現像前域部Aにおいて、すなわち、磁気ブラシが現像スリーブ111cに押し付けられた状態から起き上がる位置で、衝撃力、遠心力等によりトナーTが動き得る空間が形成され、キャリアCC上のトナーT及びキャリアCCが集合する穂と穂との間に挟まれたトナーTが離脱させる。これによって、多数の遊離トナーT’がクラウド状ないしスモーク状に発生する。この遊離トナーT’群は、図11(b)に示すように、現像電界により感光体100の静電潜像MLに引き付けられ、現像される。非画像部では、電界は現像スリーブ111c側へ向いており、遊離トナーT’はキャリアCに戻るか現像スリーブ111c上に移動する。これにより、トナーTの使用効率を向上させることができるとともに、トナー飛散による装置内の汚れを防止することができる。また、本例では、感光体100と現像スリーブ111cが対向する部位において、図5に準じた直流電源により直流電界が印加される。   First, as shown in FIG. 11 (a), in the pre-development area A where the magnetic brush is formed, that is, at a position where the magnetic brush rises from a state where it is pressed against the developing sleeve 111c, by an impact force, a centrifugal force, or the like. A space in which the toner T can move is formed, and the toner T on the carrier CC and the toner T sandwiched between the ears where the carrier CC gathers are separated. As a result, a large number of free toners T 'are generated in the form of cloud or smoke. As shown in FIG. 11B, the free toner T ′ group is attracted to the electrostatic latent image ML of the photoconductor 100 by the developing electric field and developed. In the non-image portion, the electric field is directed toward the developing sleeve 111c, and the free toner T ′ returns to the carrier C or moves onto the developing sleeve 111c. As a result, the usage efficiency of the toner T can be improved, and contamination in the apparatus due to toner scattering can be prevented. In this example, a DC electric field is applied by a DC power source according to FIG. 5 at a portion where the photoconductor 100 and the developing sleeve 111c face each other.

〔二成分現像剤〕
<トナーの組成及び製造例>
本項は、主として請求項9乃至15に対応する。以下に、本発明で使用するのに適するトナーについて述べる。
本発明におけるトナーTの離型剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して、1重量部以上15重量部以下、好ましくは、2重量部以上10重量部以下である。1重量部未満では定着ローラへのオフセット防止効果が不十分であり、15重量部を越えると現像能力の低下や凝集トナーによる異常画像の発生や転写性・耐久性等が低下する。2重量部以上10重量部以下にすることで、ソリッド部における画像濃度が高く、かつ、ベタ埋まり、ドット再現性の良い高品位の画像を得ることができる。
[Two-component developer]
<Toner composition and production example>
This section mainly corresponds to claims 9 to 15. The following describes toners suitable for use in the present invention.
In the present invention, the content of the releasing agent in the toner T is 1 part by weight or more and 15 parts by weight or less, preferably 2 parts by weight or more and 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin. If the amount is less than 1 part by weight, the effect of preventing the offset to the fixing roller is insufficient. By setting it to 2 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, it is possible to obtain a high-quality image with high image density in the solid part, solid filling, and good dot reproducibility.

ここで、離型剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量ポリオレフィンワックス、フィッシャー・トロプシュワックス等の合成炭化水素系ワックス、密ロウ、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックス等の天然ワックス類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス類、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸及び高級脂肪酸の金属塩、高級脂肪酸アミド、合成エステル系ワックス等及びこれらの各種変性ワックス等が挙げられる。これらの離型剤は、単独あるいは2種類以上組合わせて用いることができるが、特にカルナウバワックス、合成エステル系ワックスを使用することにより良好な離型性を得ることができる。   Here, as the release agent, conventionally known ones can be used, for example, low molecular weight polyolefin waxes such as low molecular weight polyethylene and low molecular weight polypropylene, synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax, dense wax, carnauba. Natural waxes such as wax, candelilla wax, rice wax and montan wax, petroleum waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax, higher fatty acids such as stearic acid, palmitic acid and myristic acid and metal salts of higher fatty acids, higher fatty acids Examples thereof include amides, synthetic ester waxes, and various modified waxes thereof. These mold release agents can be used alone or in combination of two or more kinds. Good release properties can be obtained particularly by using carnauba wax and synthetic ester wax.

本発明におけるトナーTの添加剤の添加量は、母体粒子100重量部に対して、0.6重量部以上4.0重量部以下であることが好ましく、特に好ましくは、1.0重量部以上3.6重量部以下である。添加剤の添加量が、0.6重量部未満であると、トナーの流動性が低下し、トナー間の凝集度が増加するため、キャリアとの接触が不足し、十分な帯電性が得られず、また、転写性や耐熱保存性も不十分となり、また、地汚れやトナー飛散の原因にもなりやすい。また4.0重量部より多いと、流動性は向上するものの、ビビリ、ブレードめくれ等の感光体クリーニング不良や、トナーから遊離した添加剤による感光体等へのフィルミングが生じやすくなり、クリーニングブレードや感光体等の耐久性が低下し、定着性も悪化する。0.6重量部以上4.0重量部以下、特に好ましくは、1.0重量部以上3.6重量部以下にすることで、上記不具合をなくし、ソリッド部における画像濃度が高く、かつ、ベタ埋まり、ドット再現性の良い高品位の画像を得ることができる。   The additive amount of the toner T in the present invention is preferably 0.6 parts by weight or more and 4.0 parts by weight or less, particularly preferably 1.0 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the base particles. 3.6 parts by weight or less. When the amount of the additive is less than 0.6 parts by weight, the fluidity of the toner decreases and the degree of aggregation between the toners increases, so that contact with the carrier is insufficient and sufficient chargeability is obtained. In addition, transferability and heat-resistant storage stability are insufficient, and it is also likely to cause background contamination and toner scattering. On the other hand, if the amount exceeds 4.0 parts by weight, the fluidity is improved, but the cleaning of the photoconductor such as chatter and blade turning, and the filming on the photoconductor due to the additive released from the toner are likely to occur. And durability of the photosensitive member and the like are lowered, and the fixing property is also deteriorated. The above problems can be eliminated, the image density in the solid part is high, and the solid state is not less than 0.6 parts by weight and not more than 4.0 parts by weight, particularly preferably not less than 1.0 part by weight and not more than 3.6 parts by weight. It is possible to obtain a high-quality image that is buried and has good dot reproducibility.

添加剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、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等が挙げられ、特にSi、Ti、Alの酸化物であるシリカ、チタニア、アルミナの何れか又は複数が好適に用いられる。
ここで、添加剤の含有量の測定には種々の方法があるが、蛍光X線分析法で求めるのが一般的である。すなわち、添加剤の含有量既知のトナーについて、蛍光X線分析法で検量線を作成し、この検量線を用いて、添加剤の含有量を求めることができる。
As the additive, conventionally known ones can be used. For example, Si, Ti, Al, Mg, Ca, Sr, Ba, In, Ga, Ni, Mn, W, Fe, Co, Zn, Cr, Mo, Cu And oxides such as Ag, V, and Zr, composite oxides, and the like. In particular, one or more of silica, titania, and alumina, which are oxides of Si, Ti, and Al, are preferably used.
Here, there are various methods for measuring the content of the additive, but it is generally determined by fluorescent X-ray analysis. That is, a calibration curve is prepared by fluorescent X-ray analysis for a toner whose content of the additive is known, and the content of the additive can be obtained using this calibration curve.

さらに、添加剤は、必要に応じ、疎水化、流動性向上、帯電性制御等の目的で、表面処理を施されていることが好ましい。表面処理に用いる処理剤としては、有機系シラン化合物等が好ましく、例えば、メチルトリクロロシラン、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン等のアルキルクロロシラン類、ジメチルジメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン等のアルキルメトキシシラン類、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等が挙げられる。処理方法としては、有機シラン化合物を含有する溶液中に添加剤を浸積し乾燥させる方法、添加剤に有機シラン化合物を含有する溶液を噴霧し乾燥させる方法等があるが、本発明においては、いずれの方法も好適に用いることができる。   Furthermore, it is preferable that the additive is subjected to a surface treatment for the purpose of hydrophobizing, improving fluidity, controlling chargeability, and the like, if necessary. The treating agent used for the surface treatment is preferably an organic silane compound, for example, alkylchlorosilanes such as methyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, and dimethyldichlorosilane, and alkylmethoxysilanes such as dimethyldimethoxysilane and octyltrimethoxysilane. , Hexamethyldisilazane, silicone oil and the like. Examples of the treatment method include a method of immersing an additive in a solution containing an organosilane compound and drying, a method of spraying and drying a solution containing an organosilane compound on the additive, etc. Either method can be suitably used.

さらに、母体粒子に添加される添加剤の粒径は、流動性付与等の点から、平均一次粒子径で0.002[μm]以上0.2[μm]以下であることが好ましく、特に好ましくは、0.005[μm]以上0.05[μm]以下である。平均一次粒子径が0.002[μm]より小さい添加剤は、母体粒子表面に添加剤が埋め込まれやすくなるため、凝集を生じやすく、又、流動性も十分に得られない。さらに、感光体等へのフィルミングも発生しやすくなり、これらの傾向は特に高温高湿下において顕著である。加えて、平均一次粒子径が0.002[μm]より小さいと、どうしても添加剤同士の凝集が生じやすくなるため、これによっても、十分な流動性が得られにくくなる。平均一次粒子径が0.2[μm]より大きい添加剤は、トナーの流動性が低下するため、十分な帯電性が得られず、地汚れやトナー飛散の原因になりやすい。平均一次粒子径が0.1[μm]より大きい添加剤は、感光体表面を傷つけやすく、フィルミング等の原因にもなりやすい。なお、添加剤の粒径は、透過型電子顕微鏡により測定して求めることが出来る。   Further, the particle diameter of the additive added to the base particles is preferably 0.002 [μm] or more and 0.2 [μm] or less in terms of average primary particle diameter, from the viewpoint of imparting fluidity. Is 0.005 [μm] or more and 0.05 [μm] or less. Additives having an average primary particle size smaller than 0.002 [μm] are likely to be embedded in the surface of the base particles, so that aggregation tends to occur and fluidity cannot be sufficiently obtained. Furthermore, filming on the photoconductor and the like is likely to occur, and these tendencies are particularly remarkable under high temperature and high humidity. In addition, if the average primary particle size is smaller than 0.002 [μm], the additives tend to aggregate each other, so that it becomes difficult to obtain sufficient fluidity. Additives having an average primary particle size larger than 0.2 [μm] decrease the fluidity of the toner, so that sufficient chargeability cannot be obtained, and it is likely to cause background staining and toner scattering. Additives having an average primary particle size larger than 0.1 [μm] are liable to damage the surface of the photoreceptor and cause filming and the like. The particle size of the additive can be determined by measuring with a transmission electron microscope.

トナーは、結着樹脂に着色剤、帯電制御剤及び、上記のような離型剤等の他の材料を含有させた母体粒子に、さらに、上記記載のような添加剤等を外添させてなる。
トナーに使用される結着樹脂としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ポリスチレン、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−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、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、ポリブチラール、シリコーン樹脂等が挙げられ,これらは、単独あるいは2種類以上組合わせて用いることができ、特に、ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂が好ましい。
結着樹脂としてポリエステル樹脂、ポリオール樹脂を使用することにより、定着装置に対する対オフセット性、つまりオフセットがされにくくなり、転写性、帯電の安全性に優れることに加え、凝集トナーが少なく、凝集トナーの転写抜けによる異常画像が少なくなる利点がある。
The toner is obtained by externally adding additives such as those described above to base particles containing a binder resin and other materials such as a colorant, a charge control agent, and a release agent as described above. Become.
As the binder resin used in the toner, conventionally known resins can be used. For example, polystyrene, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-acrylic acid ester copolymer, styrene-methacrylic acid. Acid ester copolymer, acrylic resin, polyester resin, epoxy resin, polyol resin, rosin-modified maleic acid resin, phenol resin, low molecular weight polyethylene, low molecular weight polypropylene, ionomer resin, polyurethane resin, ketone resin, ethylene-ethyl acrylate Examples thereof include polymers, polybutyral, silicone resins and the like, and these can be used alone or in combination of two or more, and polyester resins and polyol resins are particularly preferable.
By using a polyester resin or a polyol resin as the binder resin, it becomes difficult to be offset with respect to the fixing device, that is, offset, and in addition to being excellent in transferability and charging safety, there is little aggregate toner, and the aggregate toner There is an advantage that abnormal images due to missing transfer are reduced.

ここで、ポリエステル樹脂としては、各種のタイプのものが使用できるが、特に、
(1)2価のカルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物のいずれかから選ばれる少なくとも一種、
(2)下記の化1に示す一般式で示されるジオール成分(式中、R1及びR2は、同一でも異なっていてもよく、炭素数2〜4のアルキレン基であり、またx、yは繰り返し単位の数であり、各々1以上であって、x+y=2〜16である。)、

Figure 2005062658
(3)3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物、及び、3価以上の多価アルコールのいずれかから選ばれる少なくとも一種、
上記(1)、(2)及び(3)とを反応させてなるポリエステル樹脂であることが好ましい。 Here, various types of polyester resins can be used,
(1) at least one selected from any of divalent carboxylic acids and lower alkyl esters and acid anhydrides thereof,
(2) A diol component represented by the general formula shown in the following chemical formula 1 (wherein R1 and R2 may be the same or different and are alkylene groups having 2 to 4 carbon atoms, and x and y are repeated) The number of units, each greater than or equal to 1 and x + y = 2-16.)
Figure 2005062658
(3) at least one selected from any of trivalent or higher polyvalent carboxylic acids and lower alkyl esters and acid anhydrides thereof, and trivalent or higher polyhydric alcohols;
A polyester resin obtained by reacting the above (1), (2) and (3) is preferable.

ここで、上記(1)の2価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチル及びジエチルエステル、及び無水フタル酸、無水マレイン酸等があり、特にテレフタル酸、イソフタル酸及びこれらのジメチルエステルが耐ブロッキング性及びコストの点で好ましい。これらの2価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物はトナーの定着性や耐ブロッキング性に大きく影響する。すなわち、縮合度にもよるが、芳香族系のテレフタル酸、イソフタル酸等を多く用いると耐ブロッキング性は向上するが、定着性が低下する。逆に、セバシン酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、フマル酸等を多く用いると定着性は向上するが、耐ブロッキング性が低下する。従って、他のモノマー組成や比率、縮合度に合わせてこれらの2価カルボン酸類が適宜選定され、単独又は組合わせて使用される。   Here, examples of the divalent carboxylic acid (1) and the lower alkyl ester and acid anhydride thereof include terephthalic acid, isophthalic acid, sebacic acid, isodecylsuccinic acid, maleic acid, fumaric acid and monomethyl thereof. There are monoethyl, dimethyl and diethyl esters, phthalic anhydride, maleic anhydride and the like, and terephthalic acid, isophthalic acid and these dimethyl esters are particularly preferred in terms of blocking resistance and cost. These divalent carboxylic acids and their lower alkyl esters and acid anhydrides greatly affect the fixing properties and blocking resistance of the toner. That is, although depending on the degree of condensation, if a large amount of aromatic terephthalic acid, isophthalic acid or the like is used, the blocking resistance is improved, but the fixing property is lowered. Conversely, if a large amount of sebacic acid, isodecyl succinic acid, maleic acid, fumaric acid or the like is used, the fixing property is improved, but the blocking resistance is lowered. Accordingly, these divalent carboxylic acids are appropriately selected according to the other monomer composition, ratio and degree of condensation, and used alone or in combination.

上記(2)の上記化1の一般式で示されるジオール成分の一例としては、ポリオキシプロピレン−(n)−ポリオキシエチレン−(n′)−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−(n)−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−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等が挙げられるが、特に、2.1≦n≦2.5であるポリオキシプロピレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン及び2.0≦n≦2.5であるポリオキシエチレン−(n)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンが好ましい。このようなジオール成分は、ガラス転移温度を向上させ、反応を制御し易くするという利点がある。なお、ジオール成分として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−ブタンジオール、1、3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール等の脂肪族ジオールを使用することも可能である。   As an example of the diol component represented by the general formula (1) in the above (2), polyoxypropylene- (n) -polyoxyethylene- (n ′)-2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane , Polyoxypropylene- (n) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, polyoxyethylene- (n) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and the like, 2.1 <= n <= 2.5 polyoxypropylene- (n) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane and 2.0 <= n <= 2.5 polyoxyethylene- (n) -2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane is preferred. Such a diol component has the advantage of improving the glass transition temperature and making it easier to control the reaction. In addition, it is also possible to use aliphatic diols such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, propylene glycol as the diol component. is there.

上記(3)の3価以上の多価カルボン酸ならびにその低級アルキルエステル及び酸無水物の一例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナフトレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサトリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、テトラ(メチレンカルボキシ)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸及びこれらのモノメチル、モノエチル、ジメチルおよびジエチルエステル等が挙げられる。
上記(3)の3価以上の多価アルコールの一例としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ショ糖、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタトリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
ここで、3価以上の多価単量体の配合割合は、単量体組成物全体の1[モル%]以上30[モル%]以下程度が適当である。1[モル%]未満の時には、トナーの耐オフセット性が低下し、また、耐久性も悪化しやすい。一方、30[モル%]を越えると、トナーの定着性が悪化しやすい。
これらの3価以上の多価単量体のうち、特にベンゼントリカルボン酸、これらの酸の無水物又はエステル等のベンゼントリカルボン酸類が好ましい。すなわち、ベンゼントリカルボン酸類を用いることにより、定着性と耐オフセット性の両立を図ることができる。
Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid (3) and its lower alkyl ester and acid anhydride include 1,2,4-benzenetricarboxylic acid (trimellitic acid), 1,3,5-benzenetricarboxylic acid. Acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 2,5,7-naphthylenetricarboxylic acid, 1,2,4-naphthalenetricarboxylic acid, 1,2,4-butanetricarboxylic acid, 1,2,5-hexa Tricarboxylic acid, 1,3-dicarboxyl-2-methyl-2-methylenecarboxypropane, tetra (methylenecarboxy) methane, 1,2,7,8-octanetetracarboxylic acid, emporic trimer acid and their monomethyl, Examples include monoethyl, dimethyl, and diethyl ester.
Examples of the trihydric or higher polyhydric alcohol (3) are sorbitol, 1,2,3,6-hexanetetrol, 1,4-sorbitan, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sucrose. 1,2,4-butanetriol, 1,2,5-pentatriol, glycerol, diglycerol, 2-methylpropanetriol, 2-methyl-1,2,4-butanetriol, trimethylolethane, trimethylolpropane 1,3,5-trihydroxymethylbenzene and the like.
Here, the blending ratio of the trivalent or higher polyvalent monomer is suitably about 1 [mol%] to 30 [mol%] of the whole monomer composition. When the amount is less than 1 [mol%], the offset resistance of the toner is lowered, and the durability is easily deteriorated. On the other hand, if it exceeds 30 [mol%], the toner fixability tends to deteriorate.
Of these trivalent or higher polyvalent monomers, benzenetricarboxylic acids such as benzenetricarboxylic acid and anhydrides or esters of these acids are particularly preferable. That is, by using benzenetricarboxylic acids, both fixability and offset resistance can be achieved.

ポリオール樹脂としては、各種のタイプのものが使用できるが、特に、(1)エポキシ樹脂と、(2)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、(3)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、(4)エポキシ基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ポリオール樹脂を用いることが好ましい。   Various types of polyol resins can be used. In particular, (1) epoxy resins, (2) alkylene oxide adducts of dihydric phenols or glycidyl ethers thereof, and (3) activity of reacting with epoxy groups. It is preferable to use a polyol resin obtained by reacting a compound having one hydrogen in the molecule with (4) a compound having two or more active hydrogens in the molecule that reacts with an epoxy group.

上記(1)のエポキシ樹脂は、好ましくはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールとエピクロロヒドリンを結合して得られたものである。特に、エポキシ樹脂が安定した定着特性や光沢を得るために数平均分子量の相違する少なくとも2種以上のビスフェノールA型エポキシ樹脂で、低分子量成分の数平均分子量が360〜2000であり、高分子量成分の数平均分子量が3000〜10000であることが好ましい。さらに低分子量成分が20〜50重量%、高分子量成分が5〜40重量%であることが好ましい。低分子量成分が多すぎたり、分子量が360よりさらに低分子の場合は、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。高分子量成分が多すぎたり、分子量10000よりさらに高分子の場合は、光沢が不足したり、さらには定着性の悪化の可能性がある。   The epoxy resin (1) is preferably obtained by bonding bisphenol such as bisphenol A or bisphenol F and epichlorohydrin. In particular, the epoxy resin is at least two or more bisphenol A type epoxy resins having different number average molecular weights in order to obtain stable fixing characteristics and gloss, and the number average molecular weight of the low molecular weight component is 360 to 2000, and the high molecular weight component The number average molecular weight is preferably 3000 to 10,000. Further, the low molecular weight component is preferably 20 to 50% by weight, and the high molecular weight component is preferably 5 to 40% by weight. When there are too many low molecular weight components, or when the molecular weight is lower than 360, there is a possibility that the gloss will be too high or the storage stability may be deteriorated. When the amount of the high molecular weight component is too large, or when the molecular weight is higher than 10,000, the gloss may be insufficient or the fixability may be deteriorated.

上記(2)の化合物としての、2価フェノールのアルキレンオキサイド付加物としては、以下のものが例示される。即ち、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド及びこれらの混合物とビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールとの反応生成物が挙げられる。得られた付加物をエピクロロヒドリンやβ−メチルエピクロロヒドリン等でグリシジル化して用いてもよい。特に下記の化2に示す式で表わされるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジグリシジルエーテルが好ましい。なお、下記の化2に示す式中、Rは−CH2−CH2−、−CH2−CHCH3 −又は−CH2−CH2−CH2−基であり、またn、mは繰り返し単位の数であり、各々1以上であって、n+m=2〜6である。

Figure 2005062658
Examples of the bivalent phenol alkylene oxide adduct as the compound (2) include the following. That is, reaction products of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and mixtures thereof with bisphenols such as bisphenol A and bisphenol F can be mentioned. The resulting adduct may be used after glycidylation with epichlorohydrin, β-methylepichlorohydrin, or the like. In particular, diglycidyl ether of an alkylene oxide adduct of bisphenol A represented by the formula shown in Chemical Formula 2 below is preferred. In the formula shown below, R is a —CH 2 —CH 2 —, —CH 2 —CHCH 3 — or —CH 2 —CH 2 —CH 2 — group, and n and m are the number of repeating units, It is above and it is n + m = 2-6.
Figure 2005062658

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が、ポリオール樹脂に対して10〜40重量%含まれていることが好ましい。ここで量が少ないとカールが増すなどの不具合が生じ、また、n+mが7以上であったり量が多すぎると、光沢が出すぎたり、さらには保存性の悪化の可能性がある。   The alkylene oxide adduct of dihydric phenol or its glycidyl ether is preferably contained in an amount of 10 to 40% by weight based on the polyol resin. If the amount is small, problems such as an increase in curl occur, and if n + m is 7 or more, or if the amount is too large, there is a possibility of excessive glossiness and deterioration of storage stability.

上記(3)のエポキシ基と反応する活性水素を分子中に1個有する化合物としては、1価フェノール類、2級アミン類、カルボン酸類がある。1価フェノール類としては以下のものが例示される。即ち、フェノール、クレゾール、イソプロピルフェノール、アミノフェノール、ノニルフェノール、ドデシルフェノール、キシレノール、p−クミルフェノール等が挙げられる。2級アミン類としては、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、N−メチル(エチル)ピペラジン、ピペリジン等が挙げられる。また、カルボン酸類としては、プロピオン酸、カプロン酸等が挙げられる。   Examples of the compound having one active hydrogen that reacts with the epoxy group (3) in the molecule include monohydric phenols, secondary amines, and carboxylic acids. The following are illustrated as monohydric phenols. That is, phenol, cresol, isopropylphenol, aminophenol, nonylphenol, dodecylphenol, xylenol, p-cumylphenol and the like can be mentioned. Secondary amines include diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, N-methyl (ethyl) piperazine, piperidine and the like. Examples of carboxylic acids include propionic acid and caproic acid.

上記(4)のエポキシ基と反応する活性水素を分子中に2個以上有する化合物としては、2価フェノール類、多価フェノール類、多価カルボン酸類が挙げられる。2価フェノール類としてはビスフェノールAやビスフェノールF等のビスフェノールが挙げられる。また、多価フェノール類としてはオルソクレゾールノボラック類、フェノールノボラック類、トリス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、1−〔α−メチル−α−(4−ヒドロキシフェニル)エチル〕ベンゼンが例示される。多価カルボン酸類としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸が例示される。   Examples of the compound (2) having two or more active hydrogens that react with the epoxy group in the molecule include dihydric phenols, polyhydric phenols, and polycarboxylic acids. Bivalent phenols include bisphenols such as bisphenol A and bisphenol F. Examples of polyhydric phenols include orthocresol novolaks, phenol novolacs, tris (4-hydroxyphenyl) methane, and 1- [α-methyl-α- (4-hydroxyphenyl) ethyl] benzene. Examples of the polyvalent carboxylic acids include malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, and trimellitic anhydride.

これらのポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、高い架橋密度を持たせると、透明性や光沢度が得られにくくなるため、好ましくは、非架橋もしくは弱い架橋(THF不溶分が5%以下)であることが好ましい。
これらの結着樹脂の製造法は、特に限定されるものではなく、塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等のいずれも用いることが出来る。
These polyester resins and polyol resins are preferably non-crosslinked or weakly crosslinked (THF insoluble content is 5% or less) because it is difficult to obtain transparency and gloss when having a high crosslinking density. preferable.
The method for producing these binder resins is not particularly limited, and any of bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization and the like can be used.

次に、トナーに用いられる着色剤としては、従来公知の染料及び顔料が使用できる。黄色系着色剤としては、例えば、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー、(GR、A、RN、R),ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、ベンズイミダゾロンイエロー、イソインドリノンイエロー等が挙げられる。   Next, conventionally known dyes and pigments can be used as the colorant used in the toner. Examples of the yellow colorant include naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, ocher, yellow lead, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow, (GR, A, RN, R), Pigment Yellow L, Benzidine Yellow (G, GR), Permanent Yellow (NCG), Vulcan Fast Yellow (5G, R), Tartrazine Lake, Quinoline Yellow Lake, Anthrazan Yellow BGL, Examples thereof include benzimidazolone yellow and isoindolinone yellow.

赤色系着色剤としては、例えば、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイヤーレッド、パラクロロオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッド(F5R、FBB)、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パ−マネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ等が挙げられる。   Examples of red colorants include bengara, red lead, red lead, cadmium red, cadmium mercury red, antimony red, permanent red 4R, para red, fire red, parachloro ortho nitroaniline red, and risol fast scarlet. G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Carmine BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Resol Rubin GX, Permanent Red (F5R, FBB), Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlet 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroo Light, Bon Maroon Medium, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red, Polyazo Red, Chrome Vermilion, Benzidine Orange, Perinone Examples include orange and oil orange.

青色系着色剤としては、例えば、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB,ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン等が挙げられる。   Examples of blue colorants include cobalt blue, cerulean blue, alkali blue rake, peacock blue rake, Victoria blue rake, metal-free phthalocyanine blue, phthalocyanine blue, fast sky blue, indanthrene blue (RS, BC), indigo , Ultramarine blue, bitumen, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt purple, manganese purple, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridiane, emerald green, pigment green B, naphthol green B, Examples include green gold, acid green lake, malachite green lake, phthalocyanine green, and anthraquinone green.

黒色系着色剤としては、例えば、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、複合金属酸化物等が挙げられる。その他の着色剤としては、チタニア、亜鉛華、リトボン、ニグロシン染料、鉄黒等が挙げられる。   Examples of black colorants 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. . Examples of other colorants include titania, zinc white, litbon, nigrosine dye, and iron black.

これらの着色剤は、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、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜30重量部、好ましくは3〜20重量部である。   These colorants can be used alone or in combination of two or more kinds, and the content is usually 1 to 30 parts by weight, preferably 3 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin.

本発明に用いられるトナーには、必要に応じて、帯電制御剤、等の他の材料を添加することができる。
ここで、帯電制御剤としては、従来公知のものが使用でき、例えば、ニグロシン染料、含クロム錯体、第4級アンモニウム塩等が挙げられ、これらはトナー粒子の極性により使い分ける。特に、カラートナーの場合、トナーの色調に影響を与えない無色又は淡色のものが好ましく、例えば、サリチル酸金属塩又はサリチル酸誘導体の金属塩(ボントロンE84、オリエント社製)等が挙げられる。これらの帯電制御剤は、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、含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常0.5〜8重量部、好ましくは1〜5重量部である。
If necessary, other materials such as a charge control agent can be added to the toner used in the present invention.
Here, as the charge control agent, conventionally known ones can be used, and examples thereof include nigrosine dyes, chromium-containing complexes, quaternary ammonium salts, and the like, which are properly used depending on the polarity of the toner particles. In particular, in the case of a color toner, a colorless or light-colored toner that does not affect the color tone of the toner is preferable, and examples thereof include a salicylic acid metal salt or a metal salt of a salicylic acid derivative (Bontron E84, manufactured by Orient). These charge control agents can be used alone or in combination of two or more, and the content thereof is usually 0.5 to 8 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin. is there.

次に、トナーの製造例の一例を以下に述べる。
(1)前述した結着樹脂、着色剤、又は必要に応じて帯電制御剤、離型剤、磁性体等をヘンシェルミキサーの如き混合機により十分に混合する。
(2)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十分に混練する。
(3)混練物を冷却後、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し、母体粒子を得る。その他の製造法として、重合法、カプセル法等を用いることも可能である。これらの製造法の概略を以下に述べる。
Next, an example of toner production will be described below.
(1) The above-described binder resin, colorant, or, if necessary, a charge control agent, a release agent, a magnetic material, etc. are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer.
(2) Batch type two rolls, 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., twin screw manufactured by KCK Using a heat kneader such as an 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., and a continuous type single screw kneader, for example, a co-kneader manufactured by Buss. Thoroughly knead the constituent materials.
(3) After cooling the kneaded product, it is coarsely pulverized using a hammer mill or the like, and further pulverized by a fine pulverizer or mechanical pulverizer using a jet stream, and a classifier using a swirling air stream or the Coanda effect is used. Classifying to a predetermined particle size with a conventional classifier to obtain base particles. As other production methods, a polymerization method, a capsule method, or the like can be used. An outline of these production methods is described below.

〔重合法〕
(1)重合性モノマー、必要に応じて重合開始剤、着色剤等を水性分散媒中で造粒する。
(2)造粒されたモノマー組成物粒子を適当な粒子径に分級する。
(3)上記分級により得た規定内粒径のモノマー組成物粒子を重合させる。
(4)適当な処理をして分散剤を取り除いた後、上記により得た重合生成物をろ過、水洗、乾燥して母体粒子を得る。
[Polymerization method]
(1) A polymerizable monomer and, if necessary, a polymerization initiator, a colorant and the like are granulated in an aqueous dispersion medium.
(2) The granulated monomer composition particles are classified to an appropriate particle size.
(3) The monomer composition particles having a prescribed inner particle diameter obtained by the classification are polymerized.
(4) After removing the dispersant by appropriate treatment, the polymerization product obtained above is filtered, washed with water and dried to obtain base particles.

〔カプセル法〕
(1)樹脂、必要に応じて着色剤等を混練機等で混練し、溶融状態のトナー芯材を得る。
(2)トナー芯材を水中に入れて強く撹拌し、微粒子状の芯材を作成する。
(3)シェル材溶液中に上記芯材微粒子を入れ、撹拌しながら、貧溶媒を滴下し、芯材表面をシェル材で覆うことによりカプセル化する。
(4)上記により得たカプセルをろ過後、乾燥して母体粒子を得る。
[Capsule method]
(1) A resin and, if necessary, a colorant are kneaded with a kneader or the like to obtain a molten toner core material.
(2) The toner core material is placed in water and stirred vigorously to form a fine particle core material.
(3) The above core material fine particles are put in a shell material solution, and a poor solvent is dropped while stirring, and encapsulated by covering the surface of the core material with a shell material.
(4) The capsule obtained as described above is filtered and dried to obtain base particles.

次いで、該母体粒子と添加剤をヘンシェルミキサー(三井三池社製)、メカノフュージョンシステム(細川ミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)等の混合機により十分混合し、必要に応じて、150[μm]程度以下の目開きの篩を通過させ、凝集物や粗大粒子等の除去を行う。
本発明に用いられるトナーには、上記の添加剤の他に、さらに他の添加剤を添加させることもできる。このような添加剤としては、例えば、滑剤として、テフロン(登録商標)、ステアリン酸亜鉛及びポリ弗化ビニリデン等が、研磨剤として、酸化セリウム、炭化ケイ素及びチタン酸ストロンチウム等が、導電性付与材として、酸化亜鉛、酸化アンチモン及び酸化スズ等が、それぞれ挙げられる。
Next, the base particles and additives are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer (made by Mitsui Miike), a mechanofusion system (made by Hosokawa Micron), a mechanomill (made by Okada Seiko Co., Ltd.), and, if necessary, 150 It passes through a sieve having an opening of about [μm] or less to remove aggregates and coarse particles.
In addition to the above-mentioned additives, other additives can be added to the toner used in the present invention. Examples of such additives include Teflon (registered trademark), zinc stearate and polyvinylidene fluoride as a lubricant, and cerium oxide, silicon carbide, strontium titanate, and the like as an abrasive. Zinc oxide, antimony oxide, tin oxide and the like can be mentioned respectively.

本発明に用いられるトナーの粒径は、重量平均径で4[μm]以上9[μm]以下であることが好ましく、特に好ましくは、5[μm]以上8[μm]以下である。ここで、4[μm]よりも小粒径の場合には、現像時に地汚れやトナー飛散等が生じたり、流動性を悪化させトナーの補給やクリーニング性等を阻害する場合がある。また、8[μm]よりも大粒径の場合には、画像中のチリや、解像性の悪化等が問題となる場合があり、特に、カラー画像の場合においては、その影響が大きい。   The particle size of the toner used in the present invention is preferably 4 [μm] or more and 9 [μm] or less, and particularly preferably 5 [μm] or more and 8 [μm] or less in terms of weight average diameter. Here, when the particle diameter is smaller than 4 [μm], background stains, toner scattering, and the like may occur during development, or fluidity may be deteriorated and toner replenishment and cleaning properties may be hindered. Further, when the particle diameter is larger than 8 [μm], dust in the image, deterioration of resolution, or the like may be a problem. Particularly, in the case of a color image, the influence is large.

ここで、キャリアとしては、従来公知のものが使用でき、例えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、及び、ガラスビーズ等が挙げられ、特に、これらの表面を樹脂等で被覆することが好ましい。この場合、使用される樹脂としては、ポリフッ化炭素、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。この樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリアの表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。樹脂の使用量としては、通常キャリア100重量部に対して1〜10重量部が好ましい。樹脂の膜厚としては、0.02[μm]以上2[μm]以下であることが好ましく、特に好ましくは0.05[μm]以上1[μm]以下、更に好ましくは、0.1[μm]以上0.6[μm]以下であり、膜厚が厚いとキャリア及び現像剤の流動性が低下する傾向にあり、膜厚が薄いと経時での膜削れ等の影響を受けやすい傾向にある。   Here, as the carrier, conventionally known ones can be used, and examples thereof include magnetic powders such as iron powder, ferrite powder, nickel powder, and glass beads. It is preferable to coat with. In this case, examples of the resin used include polyfluorinated carbon, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, phenol resin, polyvinyl acetal, acrylic resin, and silicone resin. As a method for forming this resin layer, a resin may be applied to the surface of the carrier by means of a spraying method, a dipping method or the like, as in the past. As a usage-amount of resin, 1-10 weight part is preferable normally with respect to 100 weight part of carriers. The film thickness of the resin is preferably 0.02 [μm] or more and 2 [μm] or less, particularly preferably 0.05 [μm] or more and 1 [μm] or less, more preferably 0.1 [μm]. ] When the film thickness is thick, the fluidity of the carrier and the developer tends to decrease, and when the film thickness is thin, the film tends to be easily affected by film scraping over time. .

ここで、これらのキャリアの平均粒径は通常10[μm]以上100[μm]以下であるが、本実施形態では20[μm]以上60[μm]以下としている。トナーとキャリアとの混合割合は、一般にキャリア100重量部に対しトナー0.5〜10.0重量部程度が適当である。   Here, the average particle diameter of these carriers is usually 10 [μm] or more and 100 [μm] or less, but in the present embodiment, it is 20 [μm] or more and 60 [μm] or less. In general, the mixing ratio of the toner and the carrier is suitably about 0.5 to 10.0 parts by weight of the toner with respect to 100 parts by weight of the carrier.

下記の数1に示す式により算出される、キャリアに対するトナーの被覆率は、35[%]以上70[%]以下が適当である。

Figure 2005062658
The coverage of the toner with respect to the carrier, calculated by the following equation (1), is suitably from 35 [%] to 70 [%].
Figure 2005062658

被覆率が35[%]より小さいとキャリア表面に存在するトナー量が少なく、所望の現像能力が得られず、画像濃度の低下を引き起こすとともに、ハーフトーンでのぼそついた画像となり、高品位な画像が得られない。また、キャリアへの電界強度が強くなり、感光体100へキャリア付着することがある。被覆率が70[%]を超えるとキャリア表面の存在量が多くなり、トナーとキャリア間の静電的付着力が低下して、トナーがキャリアより離脱(飛散)し、現像装置周辺を汚してしまう不具合を生ずる。被覆率を35[%]以上70[%]以下とすることで、上記不具合が解消されると共に、静電潜像に対して忠実な現像特性が得られ、高品位画像を得ることができる。   If the coverage is less than 35%, the amount of toner present on the surface of the carrier is small, the desired developing ability cannot be obtained, the image density is lowered, and the halftone tone is blurred, resulting in high quality. I cannot get an image. Further, the electric field strength to the carrier is increased, and the carrier may adhere to the photoreceptor 100. When the coverage exceeds 70 [%], the amount of the carrier surface is increased, the electrostatic adhesion between the toner and the carrier is reduced, the toner is separated (scattered) from the carrier, and the periphery of the developing device is stained. Cause a malfunction. By setting the coverage to 35 [%] or more and 70 [%] or less, the above problems can be solved, development characteristics faithful to the electrostatic latent image can be obtained, and a high-quality image can be obtained.

〔感光体〕
本項は、主として請求項20に対応する。本発明に用いられる感光体100について図面に沿って説明する。図12(a)は、2層構成の感光体を表わす断面図であり、導電性支持体31上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層33が設けられている。この場合、少なくとも感光層表面にはフィラーが含有されてなる。図12(b)は、導電性支持体31上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層35と、電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層37とが、積層された構成をとっている。この場合、少なくとも電荷輸送層37の表面にはフィラーが含有されてなる。図12(c)は、導電性支持体31上に、電荷発生物質と電荷輸送物質を主成分とする単層感光層33が設けられ、更に感光層表面にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層39が設けられてなる。図12(d)は、導電性支持体31上に、電荷発生物質を主成分とする電荷発生層35と電荷輸送物質を主成分とする電荷輸送層37とが積層された構成をとっており、更に電荷輸送層37上にフィラーを含有したフィラー補強電荷輸送層39が設けられてなる。
[Photoconductor]
This section mainly corresponds to claim 20. The photoreceptor 100 used in the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12A is a cross-sectional view showing a photoconductor having a two-layer structure. A single-layer photoconductive layer 33 mainly composed of a charge generating material and a charge transporting material is provided on a conductive support 31. . In this case, at least the photosensitive layer surface contains a filler. FIG. 12B shows a structure in which a charge generation layer 35 mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer 37 mainly composed of a charge transport material are laminated on a conductive support 31. ing. In this case, at least the surface of the charge transport layer 37 contains a filler. FIG. 12C shows a filler-reinforced charge transport layer in which a single-layer photosensitive layer 33 mainly composed of a charge generation material and a charge transport material is provided on a conductive support 31, and the surface of the photosensitive layer further contains a filler. 39 is provided. FIG. 12D shows a configuration in which a charge generation layer 35 mainly composed of a charge generation material and a charge transport layer 37 mainly composed of a charge transport material are laminated on a conductive support 31. Further, a filler-reinforced charge transport layer 39 containing a filler is provided on the charge transport layer 37.

導電性支持体31としては、体積抵抗1010[Ω・cm]以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板およびそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法で素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体31として用いることができる。 The conductive support 31 has a conductivity of 10 10 [Ω · cm] or less, such as a metal such as aluminum, nickel, chromium, nichrome, copper, gold, silver, platinum, tin oxide, oxidation, etc. Metal oxide such as indium by vapor deposition or sputtering, film or cylindrical plastic, paper coated, or aluminum, aluminum alloy, nickel, stainless steel plates, etc. and methods such as extrusion and drawing After forming the tube, it is possible to use a tube subjected to surface treatment such as cutting, superfinishing or polishing. Further, an endless nickel belt or an endless stainless steel belt disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-36016 can also be used as the conductive support 31.

この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものについても、本発明の導電性支持体31として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、またアルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などの金属粉、あるいは導電性酸化スズなどの金属酸化物粉体などがあげられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などの熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、トルエンなどに分散して塗布することにより設けることができる。   In addition, a material obtained by dispersing conductive powder in an appropriate binder resin and coating it on the support can also be used as the conductive support 31 of the present invention. Examples of the conductive powder include carbon black, acetylene black, metal powder such as aluminum, nickel, iron, nichrome, copper, zinc, silver, and metal oxide powder such as conductive tin oxide. The binder resin used at the same time is polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer. , Polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, phenoxy resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, poly-N-vinyl carbazole, acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, Examples thereof include thermoplastic, thermosetting resins, and photocurable resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, and alkyd resin. Such a conductive layer can be provided by dispersing and coating these conductive powder and binder resin in a suitable solvent such as tetrahydrofuran, dichloromethane, methyl ethyl ketone, and toluene.

さらに、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に上記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体31として良好に用いることができる。
本発明における感光層は、電荷発生物質を電荷輸送層に分散させた単層型でも、電荷発生層と電荷輸送層を順次積層させた積層型でもよい。はじめに電荷発生層35と電荷輸送層37を順次積層させた積層型感光体について説明する。
Furthermore, it is electrically conductive by a heat shrinkable tube containing the above conductive powder in a material such as polyvinyl chloride, polypropylene, polyester, polystyrene, polyvinylidene chloride, polyethylene, chlorinated rubber, Teflon (registered trademark) on a suitable cylindrical substrate. Those provided with a conductive layer can also be used favorably as the conductive support 31 of the present invention.
The photosensitive layer in the present invention may be a single layer type in which a charge generation material is dispersed in a charge transport layer or a laminate type in which a charge generation layer and a charge transport layer are sequentially laminated. First, a laminated photoreceptor in which the charge generation layer 35 and the charge transport layer 37 are sequentially laminated will be described.

電荷発生層35は、電荷発生物質を主成分とする層で、必要に応じてバインダ−樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることが出来る。
無機系材料には、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物や、アモルファス・シリコンなどが挙げられる。アモルファス・シリコンにおいては、ダングリングボンドを水素原子、ハロゲン原子でタ−ミネ−トしたものや、ホウ素原子、リン原子などをド−プしたものが良好に用いられる。
一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることが出来る。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾ−ル骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系または多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾ−ル系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独または2種以上の混合物として用いることが出来る。
The charge generation layer 35 is a layer mainly composed of a charge generation material, and a binder resin may be used as necessary. As the charge generation material, inorganic materials and organic materials can be used.
Inorganic materials include crystalline selenium, amorphous selenium, selenium-tellurium, selenium-tellurium-halogen, selenium-arsenic compounds, and amorphous silicon. In amorphous silicon, dangling bonds that are terminated with hydrogen atoms or halogen atoms, or those that are doped with boron atoms, phosphorus atoms, or the like are preferably used.
On the other hand, a known material can be used as the organic material. For example, phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanine and metal-free phthalocyanine, azulenium salt pigments, squaric acid methine pigments, azo pigments having a carbazole skeleton, azo pigments having a triphenylamine skeleton, azo pigments having a diphenylamine skeleton, dibenzo An azo pigment having a thiophene skeleton, an azo pigment having a fluorenone skeleton, an azo pigment having an oxadiazol skeleton, an azo pigment having a bisstilbene skeleton, an azo pigment having a distyryl oxadiazol skeleton, and a distyrylcarbazole skeleton Azo pigments, perylene pigments, anthraquinone or polycyclic quinone pigments, quinoneimine pigments, diphenylmethane and triphenylmethane pigments, benzoquinone and naphthoquinone pigments, cyanine and azomethine pigments, Jigoido pigments, bisbenzimidazo - such as Le based pigments. These charge generation materials can be used alone or as a mixture of two or more.

電荷発生層35に必要に応じて用いられるバインダ−樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカ−ボネ−ト、ポリアリレート、シリコ−ン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラ−ル、ポリビニルホルマ−ル、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−N−ビニルカルバゾ−ル、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダ−樹脂は、単独または2種以上の混合物として用いることが出来る。また、電荷発生層35のバインダー樹脂として、高分子電荷輸送物質を用いることが出来る。更に、必要に応じて低分子電荷輸送物質を添加してもよい。   Binder resins used as necessary for the charge generation layer 35 are polyamide, polyurethane, epoxy resin, polyketone, polycarbonate, polyarylate, silicone resin, acrylic resin, polyvinyl butyral, polyvinyl. Formal, polyvinyl ketone, polystyrene, poly-N-vinylcarbazole, polyacrylamide and the like are used. These binder resins can be used alone or as a mixture of two or more. In addition, a polymer charge transport material can be used as the binder resin of the charge generation layer 35. Furthermore, you may add a low molecular charge transport material as needed.

電荷発生層35に併用できる電荷輸送物質には電子輸送物質と正孔輸送物質とがあり、これらは更に低分子型の電荷輸送物質と高分子型の電荷輸送物質がある。以下、本発明では高分子型の電荷輸送物質を高分子電荷輸送物質と称する。
電子輸送物質としては、たとえばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ〔1,2−b〕チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
正孔輸送物質としては、以下に表される電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえば、オキサゾ−ル誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、イミダゾ−ル誘導体、トリフェニルアミン誘導体、9−(p−ジエチルアミノスチリルアントラセン)、1,1−ビス−(4−ジベンジルアミノフェニル)プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾ−ル誘導体、トリアゾ−ル誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾ−ル誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
また、以下に表される高分子電荷輸送物質を用いることができる。たとえば、ポリ−N−ビニルカルバゾール等のカルバゾ−ル環を有する重合体、特開昭57−78402号公報等に例示されるヒドラゾン構造を有する重合体、特開昭63−285552号公報等に例示されるポリシリレン重合体、特開平7−325409号公報に例示されるトリアリールアミン構造を有する重合体等が挙げられる。これらの高分子電荷輸送物質は、単独または2種以上の混合物として用いることができる。
The charge transport materials that can be used in combination with the charge generation layer 35 include an electron transport material and a hole transport material, and these include a low molecular charge transport material and a high molecular charge transport material. Hereinafter, the polymer type charge transport material is referred to as a polymer charge transport material in the present invention.
Examples of the electron transporting material include chloroanil, bromoanil, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,4,5,7-tetranitro-9-fluorenone, 2,4 , 5,7-tetranitroxanthone, 2,4,8-trinitrothioxanthone, 2,6,8-trinitro-4H-indeno [1,2-b] thiophen-4-one, 1,3,7-tri Examples thereof include electron accepting substances such as nitrodibenzothiophene-5,5-dioxide. These electron transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
Examples of the hole transporting material include the electron donating materials shown below and are used favorably. For example, oxazol derivatives, oxadiazol derivatives, imidazole derivatives, triphenylamine derivatives, 9- (p-diethylaminostyrylanthracene), 1,1-bis- (4-dibenzylaminophenyl) propane, styrylanthracene , Styrylpyrazoline, phenylhydrazones, α-phenylstilbene derivatives, thiazol derivatives, triazole derivatives, phenazine derivatives, acridine derivatives, benzofuran derivatives, benzimidazole derivatives, thiophene derivatives, and the like. These hole transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.
Moreover, the polymeric charge transport material represented below can be used. For example, a polymer having a carbazole ring such as poly-N-vinylcarbazole, a polymer having a hydrazone structure exemplified in JP-A-57-78402, etc., exemplified in JP-A-63-285552, etc. And a polysilylene polymer, a polymer having a triarylamine structure exemplified in JP-A-7-325409, and the like. These polymer charge transport materials can be used alone or as a mixture of two or more.

電荷発生層35は、電荷発生物質、溶媒及び結着樹脂を主成分とするが、その中には、増感剤、分散剤、界面活性剤、シリコーンオイル等のいかなる添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層35を形成する方法には、真空薄膜作製法と溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法には、真空蒸着法、グロ−放電分解法、イオンプレ−ティング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、CVD法などが用いられ、上述した無機系材料、有機系材料が良好に形成できる。また、キャスティング法によって電荷発生層35を設けるには、上述した無機系もしくは有機系電荷発生物質を必要ならばバインダ−樹脂と共にテトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、ジクロロエタン、ブタノンなどの溶媒を用いてボ−ルミル、アトライタ−、サンドミルなどにより分散し、分散液を適度に希釈して塗布することにより、形成出来る。塗布は、浸漬塗工法やスプレ−コ−ト法、ビ−ドコ−ト法などを用いて行なうことができる。以上のようにして設けられる電荷発生層35の膜厚は、0.01[μm]以上5[μm]以下程度が適当であり、好ましくは0.05[μm]以上2[μm]以下である。
The charge generation layer 35 includes a charge generation material, a solvent, and a binder resin as main components, and includes any additive such as a sensitizer, a dispersant, a surfactant, and silicone oil. Also good.
As a method for forming the charge generation layer 35, a vacuum thin film manufacturing method and a casting method from a solution dispersion system can be largely mentioned. As the former method, a vacuum deposition method, a glow discharge decomposition method, an ion plating method, a sputtering method, a reactive sputtering method, a CVD method, or the like is used, and the above-described inorganic materials and organic materials can be satisfactorily formed. . Further, in order to provide the charge generation layer 35 by the casting method, a ball mill using the above-described inorganic or organic charge generation material together with a binder resin, if necessary, using a solvent such as tetrahydrofuran, cyclohexanone, dioxane, dichloroethane, or butanone. It can be formed by dispersing with an attritor, a sand mill or the like, and applying the solution after diluting the dispersion appropriately. The coating can be performed using a dip coating method, a spray coating method, a bead coating method, or the like. The film thickness of the charge generation layer 35 provided as described above is suitably about 0.01 [μm] to 5 [μm], preferably 0.05 [μm] to 2 [μm]. .

次に、電荷輸送層37について説明する。
電荷輸送層37は、電荷輸送成分とバインダ−成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成することができる。電荷輸送層37の膜厚は、10[μm]以上100[μm]以下程度が適当であり、解像力が要求される場合、10[μm]以上30[μm]以下程度が適当である。本発明において、バインダー成分として用いることのできる高分子化合物としては、例えば、ポリスチレン、スチレン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂などの熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。
Next, the charge transport layer 37 will be described.
The charge transport layer 37 can be formed by dissolving or dispersing a mixture or copolymer containing a charge transport component and a binder component as main components in an appropriate solvent, and applying and drying the mixture. The film thickness of the charge transport layer 37 is suitably about 10 [μm] or more and 100 [μm] or less, and when resolving power is required, it is suitably about 10 [μm] or more and 30 [μm] or less. In the present invention, examples of the polymer compound that can be used as the binder component include polystyrene, styrene / acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene copolymer, styrene / maleic anhydride copolymer, polyester, polyvinyl chloride, Vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polyarylate resin, polycarbonate, cellulose acetate resin, ethyl cellulose resin, polyvinyl butyral, polyvinyl formal, polyvinyl toluene, acrylic resin, silicone resin, fluorine resin, epoxy resin And thermoplastic or thermosetting resins such as melamine resin, urethane resin, phenol resin, alkyd resin, etc., but are not limited thereto. These polymer compounds can be used singly or as a mixture of two or more kinds, or can be copolymerized with a charge transport material.

電荷輸送物質として用いることのできる材料は、上述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質および高分子電荷輸送物質が挙げられる。低分子型の電荷輸送物質を用いる場合、この使用量は高分子化合物100重量部に対して20〜200重量部、好ましくは50〜100重量部程度が好ましい。また、高分子電荷輸送物質を用いる場合、電荷輸送成分100重量部に対して樹脂成分が0〜500重量部程度の割合で共重合された材料が好ましく用いられる。
電荷輸送層塗工液を調製する際に使用できる分散溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチルセロソルブなどのエーテル類、トルエン、キシレンなどの芳香族類、クロロベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類等を挙げることができる。
電荷輸送層37は後述のフィラー補強電荷輸送層39を設けない場合、少なくとも電荷輸送層37の表面部位には、耐摩耗性を向上する目的でフィラ−材料を添加する必要がある。有機性フィラ−材料としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂粉末、シリコ−ン樹脂粉末、a−カ−ボン粉末等が挙げられ、無機性フィラ−材料としては、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機材料が挙げられる。これらのフィラーの中で、フィラーの硬度の点から無機材料を用いることが耐摩耗性の向上に対し有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらのフィラ−材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラ−の一次粒径の平均は、0.01[μm]以上0.8[μm]以下であることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。また、これらのフィラーを電荷輸送層全体に含有させることも可能であるが、露光部電位が高くなるような場合があるため、電荷輸送層の最表面側が最もフィラー濃度が高く、支持体側が低くなるようにフィラー濃度傾斜を設けたり、電荷輸送層を複数層にして、支持体側から表面側に向かい、フィラー濃度を順次高くしたりするような構成にすることが好ましい。電荷輸送層37の表面側に含有される無機フィラー層の膜厚(表面からの深さ)は0.5[μm]以上であることが好ましく、より好ましくは2[μm]以上が好ましい。
Examples of the material that can be used as the charge transport material include the above-described low molecular weight electron transport materials, hole transport materials, and polymer charge transport materials. When a low molecular charge transport material is used, the amount used is 20 to 200 parts by weight, preferably about 50 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer compound. When a polymer charge transport material is used, a material in which the resin component is copolymerized at a ratio of about 0 to 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the charge transport component is preferably used.
Examples of the dispersion solvent that can be used in preparing the charge transport layer coating solution include ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, and ethyl cellosolve, toluene, xylene, and the like. Examples include aromatics, halogens such as chlorobenzene and dichloromethane, and esters such as ethyl acetate and butyl acetate.
When the charge transport layer 37 is not provided with a filler reinforced charge transport layer 39 to be described later, it is necessary to add a filler material at least on the surface portion of the charge transport layer 37 for the purpose of improving the wear resistance. Examples of the organic filler material include fluororesin powder such as polytetrafluoroethylene, silicone resin powder, a-carbon powder, etc., and inorganic filler materials include copper, tin, aluminum, Metal powder such as indium, silica, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, alumina, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, calcium oxide, tin oxide doped with antimony, tin oxide doped indium oxide, etc. Examples thereof include metal oxides, metal fluorides such as tin fluoride, calcium fluoride, and aluminum fluoride, and inorganic materials such as potassium titanate and boron nitride. Among these fillers, it is advantageous to use an inorganic material from the viewpoint of the hardness of the filler to improve the wear resistance. In particular, silica, titanium oxide, and alumina can be used effectively. These filler materials may be used alone or in combination of two or more. These fillers may be subjected to modification of the filler surface with a surface treatment agent for the purpose of improving dispersibility in the coating liquid and coating film. These filler materials can be dispersed by using an appropriate disperser together with a charge transport material, a binder resin, a solvent and the like. The average primary particle size of the filler is preferably 0.01 [μm] or more and 0.8 [μm] or less from the viewpoint of the transmittance and wear resistance of the charge transport layer. In addition, these fillers can be contained in the entire charge transport layer. However, since the exposed portion potential may be increased, the outermost surface side of the charge transport layer has the highest filler concentration and the support side has a lower value. It is preferable to provide a configuration in which a filler concentration gradient is provided, or a plurality of charge transport layers are provided so that the filler concentration is sequentially increased from the support side to the surface side. The film thickness (depth from the surface) of the inorganic filler layer contained on the surface side of the charge transport layer 37 is preferably 0.5 [μm] or more, more preferably 2 [μm] or more.

フィラー補強電荷輸送層39を設ける場合、電荷輸送層37は、電荷輸送成分とバインダ−成分を主成分とする混合物ないし共重合体を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成することができる。電荷輸送層の膜厚は、10[μm]以上100[μm]以下程度が適当であり、解像力が要求される場合、10[μm]以上30[μm]以下程度が適当である。この場合の電荷輸送層37に用いることのできるバインダー成分は、例えば、前述の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの高分子化合物は単独または2種以上の混合物として、また、電荷輸送物質と共重合化して用いることができる。電荷輸送物質として用いることのできる材料も前述の低分子型の電子輸送物質、正孔輸送物質および高分子電荷輸送物質が挙げられる。また、必要により適当な酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質などの低分子化合物およびレベリング剤を添加することもできる。これらの化合物は単独または2種以上の混合物として用いることができる。低分子化合物の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.1〜200重量部、好ましくは、0.1〜30重量部、レベリング剤の使用量は、高分子化合物100重量部に対して0.001〜5重量部程度が適当である。   When the filler-reinforced charge transport layer 39 is provided, the charge transport layer 37 is prepared by dissolving or dispersing a mixture or copolymer mainly composed of a charge transport component and a binder component in an appropriate solvent, and applying and drying the mixture. Can be formed. The thickness of the charge transport layer is suitably about 10 [μm] or more and 100 [μm] or less, and about 10 [μm] or more and 30 [μm] or less is appropriate when resolution is required. Examples of the binder component that can be used for the charge transport layer 37 in this case include the above-described thermoplastic or thermosetting resins. These polymer compounds can be used singly or as a mixture of two or more kinds, or copolymerized with a charge transport material. Examples of the material that can be used as the charge transport material include the above-described low molecular type electron transport materials, hole transport materials, and polymer charge transport materials. If necessary, a low molecular compound such as an appropriate antioxidant, plasticizer, lubricant, ultraviolet absorber, and low molecular charge transport material and a leveling agent may be added. These compounds can be used alone or as a mixture of two or more. The amount of the low molecular compound used is 0.1 to 200 parts by weight, preferably 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer compound, and the amount of the leveling agent used is 100 parts by weight of the polymer compound. On the other hand, about 0.001 to 5 parts by weight is appropriate.

次、フィラー補強電荷輸送層39について説明する。
本発明におけるフィラー補強電荷輸送層39とは、少なくとも電荷輸送成分とバインダー樹脂成分とフィラーが含まれ、電荷輸送性と機械的耐性を併せ持つ機能層を指す。フィラー補強電荷輸送層39は、従来型の電荷輸送層に匹敵する高い電荷移動度を示す特徴を有し、これは表面保護層と区別される。また、フィラー補強電荷輸送層は、積層型感光体における電荷輸送層を2層以上に機能分離した表面層として用いられる。すなわち、この層はフィラーの含まれない電荷輸送層との積層で用いられ、単独で用いられる事が無い。このため、フィラーが添加剤として電荷輸送層中に分散された場合の電荷輸送層の単一層と区別される。
Next, the filler reinforced charge transport layer 39 will be described.
The filler-reinforced charge transport layer 39 in the present invention refers to a functional layer that includes at least a charge transport component, a binder resin component, and a filler, and has both charge transport properties and mechanical resistance. The filler-reinforced charge transport layer 39 has a characteristic of exhibiting high charge mobility comparable to that of a conventional charge transport layer, which is distinguished from the surface protective layer. The filler-reinforced charge transport layer is used as a surface layer obtained by functionally separating the charge transport layer in the multilayer photoreceptor into two or more layers. That is, this layer is used in a laminate with a charge transport layer not containing a filler, and is not used alone. For this reason, it is distinguished from a single layer of the charge transport layer when the filler is dispersed in the charge transport layer as an additive.

フィラー補強電荷輸送層39に用いられるフィラー材料としては、電荷輸送層37の説明に挙げたように、無機材料、特にシリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。また、これらのフィラ−材料は単独もしくは2種類以上を混合して用いられる。これらのフィラーは塗工液および塗工膜中の分散性向上を目的として、前述と同様、表面処理剤によるフィラー表面の改質が施されてもよい。これらのフィラ−材料は、電荷輸送物質や結着樹脂、溶媒等とともに適当な分散機を用いることにより分散できる。また、フィラ−の一次粒径の平均は、0.01[μm]以上0.8[μm]以下であることが電荷輸送層の透過率や耐摩耗性の点から好ましい。
塗工方法としては浸漬法、スプレー塗工法、リングコート法、ロールコータ法、グラビア塗工法、ノズルコート法、スクリーン印刷法等が採用される。フィラー補強電荷輸送層の膜厚は0.5[μm]以上であることが好まく、より好ましくは2[μm]以上が好ましい。
As the filler material used for the filler-reinforced charge transport layer 39, as mentioned in the explanation of the charge transport layer 37, inorganic materials, particularly silica, titanium oxide, and alumina can be used effectively. These filler materials may be used alone or in combination of two or more. For the purpose of improving dispersibility in the coating liquid and coating film, these fillers may be subjected to modification of the filler surface with a surface treatment agent as described above. These filler materials can be dispersed by using an appropriate disperser together with a charge transport material, a binder resin, a solvent and the like. The average primary particle size of the filler is preferably 0.01 [μm] or more and 0.8 [μm] or less from the viewpoint of the transmittance and wear resistance of the charge transport layer.
As the coating method, a dipping method, a spray coating method, a ring coating method, a roll coater method, a gravure coating method, a nozzle coating method, a screen printing method, or the like is employed. The film thickness of the filler-reinforced charge transport layer is preferably 0.5 [μm] or more, more preferably 2 [μm] or more.

次に感光層が単層構成33の場合について述べる。
単層感光層は、電荷発生物質および電荷輸送物質および結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することによって形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。
結着樹脂としては、先に電荷輸送層37で挙げた結着樹脂のほかに、電荷発生層35で挙げた結着樹脂を混合して用いてもよい。もちろん、先に挙げた高分子電荷輸送物質も良好に使用できる。結着樹脂100重量部に対する電荷発生物質の量は5〜40重量部が好ましく、電荷輸送物質の量は0〜190重量部が好ましく、さらに好ましくは50〜150重量部である。単層感光層は、電荷発生物質、結着樹脂を電荷輸送物質とともにテトラヒドロフラン、ジオキサン、ジクロロエタン、シクロヘキサン等の溶媒を用いて分散機等で分散した塗工液を、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコートなどで塗工して形成できる。単層感光層の膜厚は、5[μm]以上25[μm]以下程度が適当である。
感光層が最表面層になるような構成においては、少なくとも感光層表面にフィラーを含有する必要がある。この場合にも、電荷輸送層の場合と同様に、感光層全体にフィラーを含有することもできるがフィラー濃度勾配を設けるか、複数層の感光層の構成とし、フィラー濃度を順次変えた構成にすることは有効な手段である。
Next, the case where the photosensitive layer has a single layer structure 33 will be described.
The single-layer photosensitive layer can be formed by dissolving or dispersing a charge generating substance, a charge transporting substance, and a binder resin in a suitable solvent, and applying and drying them. Moreover, a plasticizer, a leveling agent, antioxidant, etc. can also be added as needed.
As the binder resin, in addition to the binder resin previously mentioned in the charge transport layer 37, the binder resin mentioned in the charge generation layer 35 may be mixed and used. Of course, the polymer charge transport materials mentioned above can also be used favorably. The amount of the charge generating material with respect to 100 parts by weight of the binder resin is preferably 5 to 40 parts by weight, and the amount of the charge transporting material is preferably 0 to 190 parts by weight, and more preferably 50 to 150 parts by weight. The single-layer photosensitive layer is formed by dip coating, spray coating, or beading a coating solution in which a charge generating material and a binder resin are dispersed together with a charge transporting material using a solvent such as tetrahydrofuran, dioxane, dichloroethane, and cyclohexane. It can be formed by coating with a coat. The film thickness of the single-layer photosensitive layer is suitably about 5 [μm] or more and 25 [μm] or less.
In a configuration in which the photosensitive layer is the outermost surface layer, it is necessary to contain a filler at least on the surface of the photosensitive layer. Also in this case, as in the case of the charge transport layer, the entire photosensitive layer can contain a filler, but a filler concentration gradient is provided, or a structure of a plurality of photosensitive layers is formed, and the filler concentration is sequentially changed. To do is an effective means.

本発明の感光体100においては、導電性支持体31と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末顔料を加えてもよい。これらの下引き層は、前述の感光層の如く適当な溶媒及び塗工法を用いて形成することができる。更に本発明の下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の下引き層には、Al23 を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物やSiO2 、SnO2 、TiO2 、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作成法にて設けたものも良好に使用できる。このほかにも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は0[μm]よりも多く20[μm]以下が適当であり、好ましくは1[μm]以上10[μm]以下である。 In the photoreceptor 100 of the present invention, an undercoat layer can be provided between the conductive support 31 and the photosensitive layer. In general, the undercoat layer is mainly composed of a resin. However, considering that the photosensitive layer is coated with a solvent on these resins, it may be a resin having a high solvent resistance with respect to a general organic solvent. desirable. Examples of such resins include water-soluble resins such as polyvinyl alcohol, casein, and sodium polyacrylate, alcohol-soluble resins such as copolymer nylon and methoxymethylated nylon, polyurethane, melamine resin, phenol resin, alkyd-melamine resin, and epoxy. Examples thereof include a curable resin that forms a three-dimensional network structure such as a resin. In addition, a fine powder pigment of a metal oxide which can be exemplified by titanium oxide, silica, alumina, zirconium oxide, tin oxide, indium oxide and the like may be added to the undercoat layer in order to prevent moire and reduce residual potential. These undercoat layers can be formed using an appropriate solvent and a coating method like the above-mentioned photosensitive layer. Furthermore, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a chromium coupling agent, or the like can be used as the undercoat layer of the present invention. In addition, in the undercoat layer of the present invention, Al 2 O 3 is provided by anodic oxidation, organic substances such as polyparaxylylene (parylene), SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ITO, CeO 2 A material provided with an inorganic material such as a vacuum thin film can also be used favorably. In addition, known ones can be used. The thickness of the undercoat layer is suitably more than 0 [μm] and 20 [μm] or less, preferably 1 [μm] or more and 10 [μm] or less.

本発明においては、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、電荷発生層、電荷輸送層、下引き層、保護層、中間層等の各層に酸化防止剤、可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質およびレベリング剤を添加することができる。
これらの化合物の代表的な材料を以下に記す。各層に添加できる酸化防止剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)フェノ−ル系化合物
2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾ−ル、ブチル化ヒドロキシアニソ−ル、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノ−ル、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、2,2’−メチレン−ビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、4,4’−チオビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、テトラキス−[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネ−ト]メタン、ビス[3,3’−ビス(4’−ヒドロキシ−3’−t−ブチルフェニル)ブチリックアッシド]クリコ−ルエステル、トコフェロ−ル類など。
(b)パラフェニレンジアミン類
N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジ−イソプロピル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジ−t−ブチル−p−フェニレンジアミンなど。
(c)ハイドロキノン類
2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,6−ジドデシルハイドロキノン、2−ドデシルハイドロキノン、2−ドデシル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5−メチルハイドロキノン、2−(2−オクタデセニル)−5−メチルハイドロキノンなど。
(d)有機硫黄化合物類
ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネ−ト、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネ−ト、ジテトラデシル−3,3’−チオジプロピオネ−トなど。
(e)有機燐化合物類
トリフェニルホスフィン、トリ(ノニルフェニル)ホスフィン、トリ(ジノニルフェニル)ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ(2,4−ジブチルフェノキシ)ホスフィンなど。
In the present invention, in order to improve environmental resistance, in order to prevent a decrease in sensitivity and an increase in residual potential, oxidation is performed on each layer such as a charge generation layer, a charge transport layer, an undercoat layer, a protective layer, and an intermediate layer. Inhibitors, plasticizers, lubricants, UV absorbers, low molecular charge transport materials and leveling agents can be added.
Representative materials of these compounds are described below. Examples of the antioxidant that can be added to each layer include, but are not limited to, the following.
(A) Phenolic compounds 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, n-octadecyl -3- (4'-hydroxy-3 ', 5'-di-tert-butylphenol), 2,2'-methylene-bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'- Methylene-bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis- (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4′-butylidenebis- (3-methyl) -6-tert-butylphenol), 1,1,3-tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6- Tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, te Lakis- [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane, bis [3,3′-bis (4′-hydroxy-3′-t) -Butylphenyl) butyric acid] cricol ester, tocopherols and the like.
(B) Paraphenylenediamines N-phenyl-N′-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N-sec-butyl-p-phenylene Diamine, N, N′-di-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N′-dimethyl-N, N′-di-t-butyl-p-phenylenediamine and the like.
(C) Hydroquinones 2,5-di-t-octylhydroquinone, 2,6-didodecylhydroquinone, 2-dodecylhydroquinone, 2-dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5-methylhydroquinone, 2 -(2-octadecenyl) -5-methylhydroquinone and the like.
(D) Organic sulfur compounds Dilauryl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3′-thiodipropionate, ditetradecyl-3,3′-thiodipropionate and the like.
(E) Organic phosphorus compounds Triphenylphosphine, tri (nonylphenyl) phosphine, tri (dinonylphenyl) phosphine, tricresylphosphine, tri (2,4-dibutylphenoxy) phosphine and the like.

各層に添加できる可塑剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリフェニルなど。
(b)フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチルなど。
(c)芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−n−オクチル、オキシ安息香酸オクチルなど。
(d)脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−n−ヘキシル、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−n−オクチル、アジピン酸−n−オクチル−n−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−n−オクチル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−n−オクチルなど。
(e)脂肪酸エステル誘導体
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリンなど。
(f)オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチルなど。
(g)エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシルなど。
(h)二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチラートなど。
(i)含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチルなど。
(j)ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステルなど。
(k)スルホン酸誘導体
p−トルエンスルホンアミド、o−トルエンスルホンアミド、p−トルエンスルホンエチルアミド、o−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−N−エチルアミド、p−トルエンスルホン−N−シクロヘキシルアミドなど。
(l)クエン酸誘導体
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−2−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−n−オクチルデシルなど。
(m)その他
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、2−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチルなど。
Examples of the plasticizer that can be added to each layer include, but are not limited to, the following.
(A) Phosphate ester plasticizer Triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trioctyl phosphate, octyl diphenyl phosphate, trichloroethyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, tributyl phosphate, tri-2-ethylhexyl phosphate, Triphenyl phosphate etc.
(B) Phthalate ester plasticizers Dimethyl phthalate, diethyl phthalate, diisobutyl phthalate, dibutyl phthalate, diheptyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, diisooctyl phthalate, di-n-octyl phthalate, phthalate Dinonyl acid, diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, diundecyl phthalate, ditridecyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, butyl benzyl phthalate, butyl lauryl phthalate, methyl oleyl phthalate, octyl decyl phthalate, dibutyl fumarate, dioctyl fumarate Such.
(C) Aromatic carboxylic acid ester plasticizers Trioctyl trimellitic acid, tri-n-octyl trimellitic acid, octyl oxybenzoate, and the like.
(D) Aliphatic dibasic ester plasticizer dibutyl adipate, di-n-hexyl adipate, di-2-ethylhexyl adipate, di-n-octyl adipate, adipic acid n-octyl-n-decyl , Diisodecyl adipate, dicapryl adipate, di-2-ethylhexyl azelate, dimethyl sebacate, diethyl sebacate, dibutyl sebacate, di-n-octyl sebacate, di-2-ethylhexyl sebacate, di-2 sebacate -Ethoxyethyl, dioctyl succinate, diisodecyl succinate, dioctyl tetrahydrophthalate, di-n-octyl tetrahydrophthalate and the like.
(E) Fatty acid ester derivatives butyl oleate, glycerin monooleate, methyl acetylricinoleate, pentaerythritol ester, dipentaerythritol hexaester, triacetin, tributyrin and the like.
(F) Oxyacid ester plasticizers Methyl acetyl ricinoleate, butyl acetyl ricinoleate, butyl phthalyl butyl glycolate, tributyl acetyl citrate and the like.
(G) Epoxy plasticizer Epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, epoxy butyl stearate, decyl epoxy stearate, octyl epoxy stearate, benzyl epoxy stearate, dioctyl epoxy hexahydrophthalate, didecyl epoxy hexahydrophthalate, etc. .
(H) Dihydric alcohol ester plasticizers such as diethylene glycol dibenzoate and triethylene glycol di-2-ethylbutyrate.
(I) Chlorine-containing plasticizer Chlorinated paraffin, chlorinated diphenyl, chlorinated fatty acid methyl, methoxychlorinated fatty acid methyl and the like.
(J) Polyester plasticizer Polypropylene adipate, polypropylene sebacate, polyester, acetylated polyester and the like.
(K) Sulfonic acid derivatives p-toluenesulfonamide, o-toluenesulfonamide, p-toluenesulfoneethylamide, o-toluenesulfoneethylamide, toluenesulfone-N-ethylamide, p-toluenesulfone-N-cyclohexylamide and the like.
(L) Citric acid derivatives Triethyl citrate, triethyl acetyl citrate, tributyl citrate, tributyl acetyl citrate, tri-2-ethylhexyl acetyl citrate, n-octyl decyl acetyl citrate and the like.
(M) Others Terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, camphor, 2-nitrodiphenyl, dinonylnaphthalene, methyl abietate and the like.

各層に添加できる滑剤としては、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)炭化水素系化合物
流動パラフィン、パラフィンワックス、マイクロワックス、低重合ポリエチレンなど。
(b)脂肪酸系化合物
ラウリン酸、ミリスチン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸など。
(c)脂肪酸アミド系化合物
ステアリルアミド、パルミチルアミド、オレインアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミドなど。
(d)エステル系化合物
脂肪酸の低級アルコールエステル、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルなど。
(e)アルコール系化合物
セチルアルコール、ステアリルアルコール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなど。
(f)金属石けん
ステアリン酸鉛、ステアリン酸カドミウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムなど。
(g)天然ワックス
カルナバロウ、カンデリラロウ、蜜ロウ、鯨ロウ、イボタロウ、モンタンロウなど。
(h)その他
シリコーン化合物、フッ素化合物など。
Examples of the lubricant that can be added to each layer include, but are not limited to, the following.
(A) Hydrocarbon compound Liquid paraffin, paraffin wax, microwax, low-polymerized polyethylene and the like.
(B) Fatty acid compounds Lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid and the like.
(C) Fatty acid amide compounds Stearylamide, palmitylamide, oleinamide, methylenebisstearamide, ethylenebisstearamide and the like.
(D) Ester compounds Lower alcohol esters of fatty acids, polyhydric alcohol esters of fatty acids, fatty acid polyglycol esters, and the like.
(E) Alcohol compounds Cetyl alcohol, stearyl alcohol, ethylene glycol, polyethylene glycol, polyglycerol and the like.
(F) Metal soap Lead stearate, cadmium stearate, barium stearate, calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate and the like.
(G) Natural wax Carnauba wax, candelilla wax, beeswax, whale wax, ibotarou, montan wax and the like.
(H) Others Silicone compounds, fluorine compounds, etc.

各層に添加できる紫外線吸収剤として、例えば下記のものが挙げられるがこれらに限定されるものではない。
(a)ベンゾフェノン系
2−ヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ4−メトキシベンゾフェノンなど。
(b)サルシレート系
フェニルサルシレート、2,4ジ−t−ブチルフェニル3,5−ジ−t−ブチル4ヒドロキシベンゾエートなど。
(c)ベンゾトリアゾール系
(2’−ヒドロキシフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、(2’−ヒドロキシ3’−ターシャリブチル5’−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾール
(d)シアノアクリレート系
エチル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、メチル2−カルボメトキシ3(パラメトキシ)アクリレートなど。
(e)クエンチャー(金属錯塩系)
ニッケル(2,2’チオビス(4−t−オクチル)フェノレート)ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェートなど。
(f)HALS(ヒンダードアミン)
ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕エチル]−4−〔3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピリジン、8−ベンジル−7,7,9,9−テトラメチル−3−オクチル−1,3,8−トリアザスピロ〔4,5〕ウンデカン−2,4−ジオン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンなど。
Examples of the ultraviolet absorber that can be added to each layer include, but are not limited to, the following.
(A) Benzophenone series 2-hydroxybenzophenone, 2,4-dihydroxybenzophenone, 2,2 ', 4-trihydroxybenzophenone, 2,2', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4- Such as methoxybenzophenone.
(B) Salsylate type Phenyl salsylate, 2,4 di-t-butylphenyl 3,5-di-t-butyl 4-hydroxybenzoate, and the like.
(C) Benzotriazole series (2′-hydroxyphenyl) benzotriazole, (2′-hydroxy5′-methylphenyl) benzotriazole, (2′-hydroxy5′-methylphenyl) benzotriazole, (2′-hydroxy3) '-Tertiarybutyl 5'-methylphenyl) 5-chlorobenzotriazole (d) cyanoacrylate type ethyl-2-cyano-3,3-diphenyl acrylate, methyl 2-carbomethoxy 3 (paramethoxy) acrylate, and the like.
(E) Quencher (metal complex)
Nickel (2,2′thiobis (4-t-octyl) phenolate) normal butylamine, nickel dibutyldithiocarbamate, nickel dibutyldithiocarbamate, cobalt dicyclohexyldithiophosphate and the like.
(F) HALS (hindered amine)
Bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, 1- [2- [3- (3 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy] ethyl] -4- [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy] -2,2,6 6-tetramethylpyridine, 8-benzyl-7,7,9,9-tetramethyl-3-octyl-1,3,8-triazaspiro [4,5] undecane-2,4-dione, 4-benzoyloxy- 2,2,6,6-tetramethylpiperidine and the like.

また、更なる高画質化を実現するために、本実施形態では、上述したようにキャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下のものを用いている。キャリアを粒径60[μm]以下の小粒径にし、磁性キャリアによる穂跡やハーフトーン画像のざらつき、即ち粒状性の悪化を防止することが可能となり、高画質化が可能となる。また、磁性キャリアを粒径20[μm]以上にし、流動性および現像剤へのストレスが悪くなり過ぎないようにする。以上のことから、磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下のものを用いている。
ところが、磁性キャリアは小粒径になるほど磁化が小さくなり感光体へのキャリア付着が発生し易い。また、近年の機械の小型化の要求に伴い、本実施形態においても、感光体として直径60[mm]以下、現像スリーブ7として直径30[mm]以下のものを用いている。このような感光体径やスリーブ径の小径化に伴い、現像領域下流(出口側)での磁気ブラシ穂先のキャリアに対する磁気拘束力が小さくなることからも、キャリア付着が発生し易くなる。キャリア付着の発生により、感光体100、クリーニングブレード(図示せず)など感光体に接触するよう設けられている部材の劣化が促進されるとともに、画像上にキャリア付着による白抜けが発生する。そこで、本実施形態の小粒径キャリアを用いる画像形成装置は、キャリア付着を抑制すると共に、キャリア付着を防止しようとすると生じる恐れのある副作用もある程度の許容範囲内に抑えられるようにしている。以下、この点について詳述する。
In order to realize further higher image quality, in the present embodiment, as described above, a carrier having a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less is used. The carrier has a small particle diameter of 60 [μm] or less, and it is possible to prevent grain marks and halftone images from being rough due to the magnetic carrier, that is, deterioration of graininess, thereby improving the image quality. Further, the magnetic carrier is made to have a particle size of 20 [μm] or more so that the fluidity and the stress on the developer are not deteriorated too much. From the above, the magnetic carrier having a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less is used.
However, the smaller the particle size of the magnetic carrier, the smaller the magnetization and the easier the carrier adheres to the photoreceptor. Further, in accordance with the recent demand for miniaturization of machines, in this embodiment, a photosensitive member having a diameter of 60 [mm] or less and a developing sleeve 7 having a diameter of 30 [mm] or less are used. As the photosensitive member diameter and sleeve diameter are reduced, the magnetic binding force on the carrier of the magnetic brush tip downstream of the developing region (exit side) becomes smaller, and carrier adhesion is likely to occur. Due to the occurrence of carrier adhesion, deterioration of members such as the photoconductor 100 and a cleaning blade (not shown) that are in contact with the photoconductor is promoted, and white spots due to carrier adhesion occur on the image. In view of this, the image forming apparatus using the small particle size carrier according to the present embodiment suppresses carrier adhesion, and also suppresses side effects that may occur when trying to prevent carrier adhesion within a certain allowable range. Hereinafter, this point will be described in detail.

本実施形態では、上述したように、1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、1000[V]のバイアスを印加した時の静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であるキャリアを用いている。更に、少なくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有するキャリアであって、この磁性キャリアの粒子径(D)と結着樹脂膜厚(h)との関係が1<[D/h]<10である。 In this embodiment, as described above, the saturation magnetization in a 1 × 10 6 / 4π [A / m] magnetic field is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [ Wb · m / kg] or less and a carrier having a static resistance of 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less when a bias of 1000 [V] is applied is used. Further, the carrier has a coating film having at least a binder resin and particles, and the relationship between the particle diameter (D) of the magnetic carrier and the binder resin film thickness (h) is 1 <[D / h] <10. It is.

磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化を66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上と高めに設定することで、現像スリーブ111c内部の磁石による磁気ブラシの現像スリーブ表面への磁気拘束力を強める。これによって、磁気ブラシ先端からのキャリア離れを生じにくくして感光体100へのキャリア付着を抑制できる状況をつくる。また、磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化を100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下にする。これによって、磁気ブラシの穂が硬くなりすぎて穂跡が画像上に出ることを回避する。また、現像剤離れが悪くなり現像スリーブ上での現像剤の入れ替わりがわるくなって現像スリーブ上でのトナー濃度ムラが発生することによって画像濃度ムラが出ることを回避する。
更に、磁性キャリアの静抵抗をある程度低めの109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下の範囲とする。磁性キャリアの静抵抗と飽和磁化との間にはある程度相関関係があり、飽和磁化を高くすると静抵抗が低くなる傾向にある。ただし、静抵抗を低くしすぎると電荷がリークしやすくなり、これに起因してボソツキ画像が生じやすくなる。よって、静抵抗の下限を109[Ω・cm]としてこれを回避できるようにする。また、磁性キャリアの飽和磁化を66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上としても、比較的静抵抗が高めの場合があり、静抵抗が高くなりすぎると文字周辺抜けが悪化して許容範囲を越える場合があることが本発明者らの研究によって分かった。そこで、本実施形態において磁性キャリアの静抵抗を1014[Ω・cm]以下とし、文字周辺抜けも許容範囲内に抑える状況をつくる。
更に、本実施形態では、現像スリーブ7に直流電源を接続し、現像電界を直流電界としている。これは、静抵抗を上記のようにある程度低めに設定しているためリークが生じやすくなっている磁性キャリアに、リークの発生原因となる交流バイアスを印加しないようにし、リークが生じにくい状況をつくるためである。
以上のように、本実施形態においては、高画質化のために小粒径キャリアを用い、小粒径キャリアを用いたために生じやすくなるキャリア付着を防止するためにキャリアの飽和磁化をある程度高めに設定する。更に、飽和磁化が高めのために生じやすくなる画像のボソツキや文字周辺抜けが許容範囲を越えることを回避するために、磁性キャリアの静抵抗の範囲及び現像バイアス成分を限定する。
By setting the saturation magnetization of the magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] to a high value of 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or higher, it is possible to use the magnet inside the developing sleeve 111c. Strengthens the magnetic binding force on the developing sleeve surface of the magnetic brush. This makes it possible to prevent the carrier from being separated from the tip of the magnetic brush and to suppress the carrier adhesion to the photoconductor 100. Further, the saturation magnetization of the magnetic carrier in a 1 × 10 6 / 4π [A / m] magnetic field is set to 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or less. This prevents the ears of the magnetic brush from becoming too hard and leaving traces on the image. Further, it is possible to avoid the occurrence of image density unevenness due to the occurrence of toner density unevenness on the developing sleeve due to poor developer separation and change of developer on the developing sleeve.
Furthermore, the static resistance of the magnetic carrier is set to a range of 10 9 [Ω · cm] to 10 14 [Ω · cm], which is somewhat lower. There is a certain degree of correlation between the static resistance and the saturation magnetization of the magnetic carrier, and the static resistance tends to decrease when the saturation magnetization is increased. However, if the static resistance is too low, the charges are likely to leak, and this causes a blurred image. Therefore, the lower limit of the static resistance is set to 10 9 [Ω · cm] so that this can be avoided. Even if the saturation magnetization of the magnetic carrier is set to 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more, the static resistance may be relatively high. The present inventors have found that the allowable range may be exceeded. Therefore, in the present embodiment, the static resistance of the magnetic carrier is set to 10 14 [Ω · cm] or less, and a situation is created in which the missing characters are kept within an allowable range.
Further, in the present embodiment, a DC power source is connected to the developing sleeve 7 and the developing electric field is a DC electric field. This is because the static resistance is set to be somewhat low as described above, so that an AC bias that causes leaks is not applied to magnetic carriers that are likely to cause leaks, creating a situation in which leaks are less likely to occur. Because.
As described above, in this embodiment, a small particle size carrier is used to improve the image quality, and the saturation magnetization of the carrier is increased to some extent to prevent carrier adhesion that tends to occur due to the use of the small particle size carrier. Set. Further, in order to avoid the image blur and character margin missing that are likely to occur due to high saturation magnetization exceeding the allowable range, the range of the static resistance of the magnetic carrier and the developing bias component are limited.

以下に、本発明に関する特徴を有する場合にどのような効果が得られるかについて、上記構成要件を満足する実施例とそうでない比較例とをそれぞれ複数挙げて以下に説明する。但し、本発明はここで挙げる実施例に限定されるものではない。
先ず、後ほど示す実施例、比較例で使用した画像形成装置であるフルカラープリンタの各種設定条件は以下のとおりである。
In the following, what effects can be obtained in the case of having the characteristics relating to the present invention will be described below by giving a plurality of examples that satisfy the above-described configuration requirements and a plurality of comparative examples that are not. However, the present invention is not limited to the examples given here.
First, various setting conditions of a full-color printer which is an image forming apparatus used in Examples and Comparative Examples described later are as follows.

<実施例プリンタ設定条件>
感光体線速: 350[mm/sec]
感光体径: 60[mm]
現像スリーブ/感光体の線速比:2
汲み上げ量: 50[mg/cm2
現像スリーブ径: Φ25[mm]
主極角度: 6[°]
主極磁束密度(P1): 120[mT]
主極下流側極磁束密度(P2):110[mT]
帯電電位VD: −600[V]
露光後電位VL: −60[V]
現像バイアスVb: −430[V]
<比較例プリンタ設定条件>
感光体線速: 350[mm/sec]
感光体径: 60[mm]
現像スリーブ/感光体の線速比:2
汲み上げ量: 50[mg/cm2
現像スリーブ径: Φ25[mm]
主極角度: 6[°]
主極磁束密度(P1): 120[mT]
主極下流側極磁束密度(P2):110[mT]
帯電電位VD: −420[V]
露光後電位VL: −60[V]
現像バイアスVb: −250[V]
<Example Printer Setting Conditions>
Photoconductor linear velocity: 350 [mm / sec]
Photoconductor diameter: 60 [mm]
Development sleeve / photoconductor linear speed ratio: 2
Pumping amount: 50 [mg / cm 2 ]
Developing sleeve diameter: Φ25 [mm]
Main pole angle: 6 [°]
Main pole magnetic flux density (P1): 120 [mT]
Main pole downstream pole magnetic flux density (P2): 110 [mT]
Charging potential VD: −600 [V]
Post-exposure potential VL: −60 [V]
Development bias Vb: -430 [V]
<Comparative example printer setting conditions>
Photoconductor linear velocity: 350 [mm / sec]
Photoconductor diameter: 60 [mm]
Development sleeve / photoconductor linear speed ratio: 2
Pumping amount: 50 [mg / cm 2 ]
Developing sleeve diameter: Φ25 [mm]
Main pole angle: 6 [°]
Main pole magnetic flux density (P1): 120 [mT]
Main pole downstream pole magnetic flux density (P2): 110 [mT]
Charging potential VD: −420 [V]
Post-exposure potential VL: −60 [V]
Development bias Vb: −250 [V]

尚、磁束密度の測定方法は、磁力分布測定器(株式会社エクセル・システムプロダクト製3次元磁気測定装置)、ガウスメータ((株)エー・デー・エス製)を用い、スリーブ突き当て方式で測定した。
また、現像スリーブ111cはV溝加工されたものである。また、ドクタ114は剛性であると共に磁性を有する材料である。ドクタ114は鉄、ステンレス等の金属材料からなるものに限らず、フェライト、マグネタイト等の磁性粒子を配合した樹脂材料で構成することも可能である。さらに、ドクタ自体を磁性材料で構成することなく、磁性材料で構成された金属板等の別部材をドクタ114に直接もしくは、間接的に固定する構成としてもよい。
In addition, the magnetic flux density was measured by a sleeve abutting method using a magnetic force distribution measuring device (a three-dimensional magnetic measuring device manufactured by Excel System Product Co., Ltd.) and a gauss meter (manufactured by ADS Co., Ltd.). .
The developing sleeve 111c is V-grooved. The doctor 114 is a material having rigidity and magnetism. The doctor 114 is not limited to a metal material such as iron or stainless steel, but can be composed of a resin material in which magnetic particles such as ferrite and magnetite are blended. Furthermore, it is good also as a structure which fixes another member, such as a metal plate comprised with the magnetic material, directly or indirectly to the doctor 114, without comprising the doctor itself with a magnetic material.

また、実施例と比較例に用いた磁性キャリアは、以下のものである。
<実施例磁性キャリア>
アクリル樹脂溶液(固形分50[重量%])56.0部、グアナミン溶液(固形分77[重量%])15.6部、アルミナ粒子(0.3[μm]、固有抵抗1014[Ω・cm])160.0部、トルエン900部、ブチルセロソルブ900部を、ホモミキサーで10分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、芯材として所定の平均粒径の焼成フェライト粉を用い、膜厚0.15[μm]になるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて150[℃]で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き100[μm]の篩を用いて解砕し、キャリアとした。
尚、実施例磁性キャリアのコート膜に含まれる粒子の粒子径D=0.3[μm]と結着樹脂膜厚h=0.15[μm]の比D/hは2である。
<比較例磁性キャリア>
アクリル樹脂溶液(固形分50[重量%])56.0部、グアナミン溶液(固形分77[重量%])15.6部、トルエン900部、ブチルセロソルブ900部を、ホモミキサーで10分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、芯材として所定の平均粒径の焼成フェライト粉を用い、膜厚0.15[μm]になるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて150[℃]で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き100[μm]の篩を用いて解砕し、キャリアとした。
また、上記結着樹脂膜厚の測定は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
尚、比較例キャリアのコート膜には粒子を含んでいない。よって、実施例磁性キャリアで示したコート膜に含まれる粒子の粒子径Dと結着樹脂膜厚hの比D/hは、比較例キャリアには適用できない。
The magnetic carriers used in the examples and comparative examples are as follows.
<Example magnetic carrier>
Acrylic resin solution (solid content 50 [wt%]) 56.0 parts, guanamine solution (solid content 77 [wt%]) 15.6 parts, alumina particles (0.3 [μm], specific resistance 10 14 [Ω · cm]) 160.0 parts, 900 parts of toluene, 900 parts of butyl cellosolve are dispersed with a homomixer for 10 minutes to prepare a coating film forming solution, and a sintered ferrite powder having a predetermined average particle diameter is used as a core material. It was applied by a Spira coater (manufactured by Okada Seiko Co., Ltd.) to a thickness of 0.15 [μm] and dried. The obtained carrier was baked in an electric furnace at 150 [° C.] for 1 hour. After cooling, the ferrite powder bulk was crushed using a sieve having an opening of 100 [μm] to obtain a carrier.
The ratio D / h of the particle diameter D = 0.3 [μm] of the particles contained in the coating film of the magnetic carrier of Example and the binder resin film thickness h = 0.15 [μm] is 2.
<Comparative magnetic carrier>
Acrylic resin solution (solid content 50 [wt%]) 56.0 parts, guanamine solution (solid content 77 [wt%]) 15.6 parts, toluene 900 parts, butyl cellosolve 900 parts were dispersed with a homomixer for 10 minutes. A coating film forming solution was prepared, and a fired ferrite powder having a predetermined average particle diameter was used as a core material. The obtained carrier was baked in an electric furnace at 150 [° C.] for 1 hour. After cooling, the ferrite powder bulk was crushed using a sieve having an opening of 100 [μm] to obtain a carrier.
Moreover, since the coating film covering the carrier surface can be observed by observing the cross section of the carrier with a transmission electron microscope, the measurement of the binder resin film thickness can be performed with the average value of the film thicknesses. It was.
The coating film of the comparative carrier does not contain particles. Therefore, the ratio D / h of the particle diameter D of the particles contained in the coat film shown in the example magnetic carrier and the binder resin film thickness h cannot be applied to the comparative example carrier.

上記プリンタの設定条件及び表1に示す実施例1〜5及び比較例1〜17の各種条件パターンで画像形成を行った。その画像をボソツキ画像、文字周辺抜け、粒状性、キャリア付着の4つの観点で評価した結果を同じく表1に示す。バイアスで「DC」としたものは現像電界として直流電界のみを印加したもの、「AC」としたものが直流バイアスに交流バイアスを重畳したものである。ACバイアスは、周波数:4.5[kHz]、Vpp:0.9[kV]、Duty:35である。
尚、磁性キャリアの飽和磁化は、次の方法で測定している。測定装置は、BHU−60型磁化測定装置(理研測定製)を用いる。測定試料を約1.0g秤量し、内径7[mm]φ、高さ10[mm]のセルにつめ、この装置にセットする。測定は印加磁場を徐々に加え1×106/4π[A/m]まで変化させ、1×106/4π[A/m]磁場中における磁化を求める。
評価結果の、「◎」は非常に良い、「○」は良い、「△」は悪い、「×」は非常に悪いという評価を示すし、[○]以上が許容範囲である。表1のうち、実施例1〜5、及び比較例10は、本発明の適用範囲に入るものである。ただし、比較例10は、実施例とはせず比較例として記載している。この比較例10を含めた比較例1〜17が実施例に対する比較例である。

Figure 2005062658
Images were formed under the above printer setting conditions and various condition patterns of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 17 shown in Table 1. Table 1 also shows the results of evaluating the image from four viewpoints: a blurred image, missing characters, graininess, and carrier adhesion. A bias of “DC” is obtained by applying only a DC electric field as a developing electric field, and “AC” is obtained by superposing an AC bias on a DC bias. The AC bias has a frequency: 4.5 [kHz], Vpp: 0.9 [kV], and Duty: 35.
The saturation magnetization of the magnetic carrier is measured by the following method. As a measuring device, a BHU-60 type magnetization measuring device (manufactured by Riken Measurement) is used. About 1.0 g of a measurement sample is weighed and packed in a cell having an inner diameter of 7 [mm] φ and a height of 10 [mm] and set in this apparatus. Measurement was varied to gradually added applied magnetic field 1 × 10 6 / 4π [A / m], obtaining the magnetization in 1 × 10 6 / 4π [A / m] in a magnetic field.
In the evaluation results, “◎” indicates that the evaluation is very good, “◯” indicates that the evaluation is good, “Δ” indicates that the evaluation is bad, and “×” indicates that the evaluation is very poor. Of Table 1, Examples 1 to 5 and Comparative Example 10 fall within the scope of application of the present invention. However, Comparative Example 10 is described as a comparative example without being an example. Comparative Examples 1 to 17 including Comparative Example 10 are comparative examples for the examples.
Figure 2005062658

表1の結果より、次のことが分かる。キャリア付着は磁性キャリアの飽和磁化によって影響を受けやすく、飽和磁化が66未満の比較例6、9、12、15で発生している。この他、静抵抗が低い108[Ω・cm]となっている比較例11、17でも発生している。キャリア付着が発生するか否かは、飽和磁化が影響し、場合によって静抵抗も影響していることが分かる。 From the results in Table 1, the following can be understood. Carrier adhesion is easily affected by the saturation magnetization of the magnetic carrier, and occurs in Comparative Examples 6, 9, 12, and 15 where the saturation magnetization is less than 66. In addition, it occurs in Comparative Examples 11 and 17 having a low static resistance of 10 8 [Ω · cm]. It can be seen that whether or not carrier adhesion occurs is affected by saturation magnetization and, in some cases, static resistance.

ボソツキは、現像バイアスとしてACバイアスを印加する場合に発生しやすく、重畳バイアスを用いた比較例1〜5で発生している。ただ、重畳バイアスを用いていても、磁性キャリアの飽和磁化が低めである比較例12、15では発生していない。これら2つの比較例は、上記したようにキャリア付着が発生するため好ましくない。また、ボソツキの発生は磁性キャリアの静抵抗によっても影響を受けやすく、静抵抗が低い108[Ω・cm]となっている比較例11、17では、現像バイアスにDCバイアスしか用いていないにもかかわらずボソツキが発生している。
図13は、キャリア付着防止のために磁性キャリアの飽和磁化を高めの70×10-7×4π[Wb・m/kg]にした場合Aと、従来のように低めの60×10-7×4π[Wb・m/kg]にした場合Bとでボソツキ画像の発生状態の違いを調べた結果を示すグラフである。このグラフは、いずれも重畳バイアスを印加し印加バイアス200[V]ごとにその実抵抗をとっている。尚、実抵抗の測定は、次のようにして行った。図14は、実抵抗測定装置の概略構成図である。この図に示すように、現像スリーブ111cに電源からバイアスを印加して磁気ブラシを形成させる。この現像スリーブに対向する感光体として治具感光体(アルミ製)100’を使用し、現像スリーブ111cと治具感光体100’との間の距離が0.35[mm]となるようそれぞれ配置する。現像スリーブ111cを回転させ、この現像スリーブにDCバイアスを印加する。そして、治具感光体100’に流れこんだ電流をマルチメータにより測定し、抵抗値に換算する。表2は、図2の測定結果を示したものである。

Figure 2005062658
The blur is likely to occur when an AC bias is applied as the developing bias, and is generated in Comparative Examples 1 to 5 using the superimposed bias. However, even if the superimposed bias is used, it does not occur in Comparative Examples 12 and 15 where the saturation magnetization of the magnetic carrier is low. These two comparative examples are not preferable because carrier adhesion occurs as described above. In addition, the occurrence of the blur is easily affected by the static resistance of the magnetic carrier, and in Comparative Examples 11 and 17 where the static resistance is low 10 8 [Ω · cm], only the DC bias is used as the developing bias. Despite this, there is a rash.
FIG. 13 shows A when the saturation magnetization of the magnetic carrier is increased to 70 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] to prevent carrier adhesion, and 60 × 10 −7 × lower than in the conventional case. It is a graph which shows the result of having investigated the difference in the generation | occurrence | production state of a blurred image by B when it is set to 4 (pi) [Wb * m / kg]. In each graph, a superimposed bias is applied, and the actual resistance is taken for each applied bias 200 [V]. The actual resistance was measured as follows. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an actual resistance measuring device. As shown in the figure, a bias is applied from the power source to the developing sleeve 111c to form a magnetic brush. A jig photoconductor (aluminum) 100 ′ is used as a photoconductor facing the developing sleeve, and the distance between the developing sleeve 111c and the jig photoconductor 100 ′ is 0.35 [mm]. To do. The developing sleeve 111c is rotated and a DC bias is applied to the developing sleeve. Then, the current flowing into the jig photoconductor 100 ′ is measured by a multimeter and converted into a resistance value. Table 2 shows the measurement results of FIG.
Figure 2005062658

表2及び図13に示す結果より、バイアスを印加したときの実抵抗は磁性キャリアの飽和磁化の高さによって違いがある。飽和磁化が高いAの方が、飽和磁化の低いBよりも低い印加電圧で測定不能な状態、即ちブレイクダウンした。ここで、ブレイクダウンとは、実抵抗が低くなりすぎて測定不能となるほどの大電流が流れることである。また、飽和磁化を高くすると、磁気ブラシ1本1本が太く、短くなることが目視観察より確認できた。これより、飽和磁化が高い場合、キャリア同士が密に集合して磁気ブラシを形成するため、現像領域における、実抵抗が低くなり、電荷がリークしやすくなってボソツキが発生すると分かった。   From the results shown in Table 2 and FIG. 13, the actual resistance when a bias is applied differs depending on the saturation magnetization height of the magnetic carrier. A in which the saturation magnetization was higher was in a state in which measurement could not be performed with a lower applied voltage than B in which saturation magnetization was lower, that is, breakdown. Here, breakdown means that a large current flows so that the actual resistance becomes too low to be measured. Further, it was confirmed by visual observation that when the saturation magnetization was increased, each magnetic brush became thicker and shorter. From this, it has been found that when the saturation magnetization is high, carriers are gathered densely to form a magnetic brush, so that the actual resistance in the developing region is lowered, the electric charge is liable to leak, and the blur occurs.

ボソツキの発生原因にキャリアの静抵抗が低すぎることも関係しているため、磁性キャリアのコート層などで静抵抗を高めにすることが考えられる。そして、ACバイアスでもリークしないようにすることができる。しかし、静抵抗が高すぎると、文字周辺抜けが悪化する場合がある。ここで、静抵抗とは、セル中にパッキング状態にした状態で測定する抵抗値である。そして磁性キャリアを抵抗計測平行電極:ギャップ2[mm]の電極間に投入し、直流バイアスを印加し30[sec]後の抵抗値をハイレジスト計で計測した値を体積抵抗率に変換した値である。比較例7、13では、1000[V]印加したときの静抵抗が1015[Ω・cm]であり、いずれも文字周辺抜けが「×」となっている。一方、比較例3、6など1000[V]印加したときの静抵抗が1014[Ω・cm]のものでは、いずれも文字周辺抜けが「○」となっている。これにより、文字周辺抜けを許容範囲に抑えるためにはキャリアの静抵抗はあまり高くしすぎないことが望ましい。尚、静抵抗と上記実抵抗との間には違いがある場合があり、静抵抗はパッキング状態での抵抗、実抵抗は磁気ブラシ状態での抵抗である。 Since the cause of the vomit is also related to the fact that the static resistance of the carrier is too low, it is conceivable to increase the static resistance with a coating layer of a magnetic carrier. It is possible to prevent leakage even with an AC bias. However, if the static resistance is too high, missing characters may worsen. Here, the static resistance is a resistance value measured in a packed state in the cell. Then, a magnetic carrier is inserted between resistance measurement parallel electrodes: electrodes having a gap of 2 [mm], a DC bias is applied, and a resistance value after 30 [sec] is measured by a high resist meter and converted into a volume resistivity. It is. In Comparative Examples 7 and 13, the static resistance when 1000 [V] is applied is 10 15 [Ω · cm], and in both cases, the missing characters are “x”. On the other hand, in each of Comparative Examples 3 and 6 having a static resistance of 10 14 [Ω · cm] when 1000 [V] is applied, the character peripheral omission is “◯”. Accordingly, it is desirable that the static resistance of the carrier is not too high in order to suppress the missing characters around the margin. There may be a difference between the static resistance and the actual resistance. The static resistance is the resistance in the packing state, and the actual resistance is the resistance in the magnetic brush state.

以上のように、磁性キャリアの静抵抗は、低すぎるとボソツキが発生する恐れがあり、電荷注入によるキャリア付着が発生する恐れもある。一方、高すぎると、文字周辺抜けなどの異常画像が悪化する恐れがあり、画質の面ではできるだけ低くしたい。更に、現像バイアスにACバイアスを印加すると、印加電圧が大きいためDCバイアスのみに比して、静抵抗値設定範囲の下限を高くしなければならなくなる。よって、現像バイアスをDCバイアスのみとすることでACバイアスを印加するのに比較して、静抵抗を低めに設定することが可能となり、文字周辺抜けなどの異常画像が許容範囲を越えないような抵抗に設定することが可能となる。   As described above, if the static resistance of the magnetic carrier is too low, there is a risk of the occurrence of vomit, and the carrier adhesion due to charge injection may also occur. On the other hand, if it is too high, abnormal images such as missing characters may be deteriorated, and the image quality should be as low as possible. Further, when an AC bias is applied to the developing bias, the applied voltage is large, and therefore the lower limit of the static resistance value setting range must be increased as compared with only the DC bias. Therefore, it is possible to set the static resistance to a lower value as compared with the case where the AC bias is applied by setting the development bias only to the DC bias, and abnormal images such as missing characters in the peripheral area do not exceed the allowable range. It becomes possible to set the resistance.

次に、高画質な画像のもう1つの観点である粒状性を良好にするための構成と実施例について説明する。粒状性に影響を及ぼす条件の1つである現像ギャップGPを次のような条件にしている。現像ギャップPGが広すぎると、現像スリーブ7から感光体8へ向けて現像電界が届かず、再び現像スリーブ表面に戻る廻り込み電界等になりやすくなる。そして、トナーが画像部に均一に付着せず、特にハーフトーン画像でムラとなって粒状性が悪化する。そこで、粒状性を良好にするために、現像ギャップPGを比較的狭い0.4[mm]以下に設定している。尚、現像ギャップPGは狭くすると、文字周辺抜けやベタ・ライン付着量比(ベタパッチ部のトナー付着量とライン部付着量の比であり、1に近いほど良い)などを改善する効果があることは知られている。しかし、現像ギャップPGを小さくし過ぎるとギャップの微妙な変動で現像剤を挟んで現像スリーブ7と感光体8とが接触したり、その間にトナーが挟まれてパッキング状態になり現像スリーブ7にトナーが固着したりする恐れがある。現像ギャップの下限は0.2[mm]にしており、これは一般的な現像ギャップの下限である。   Next, a configuration and an example for improving graininess, which is another viewpoint of a high-quality image, will be described. The development gap GP, which is one of the conditions affecting the graininess, is set as follows. If the developing gap PG is too wide, the developing electric field does not reach from the developing sleeve 7 toward the photoconductor 8, and a wraparound electric field that returns to the developing sleeve surface is likely to occur. In addition, the toner does not adhere uniformly to the image area, and in particular, unevenness occurs in the halftone image and the graininess deteriorates. Therefore, in order to improve the graininess, the development gap PG is set to be relatively narrow 0.4 [mm] or less. If the development gap PG is narrowed, there is an effect of improving character margin missing and solid / line adhesion amount ratio (ratio of toner adhesion amount to solid patch portion and line portion adhesion amount, closer to 1 is better). Is known. However, if the developing gap PG is made too small, the developing sleeve 7 and the photosensitive member 8 come into contact with each other with the developer sandwiched due to slight fluctuations in the gap, or the toner is sandwiched between them to form a packing state, and the developing sleeve 7 is filled with toner. There is a risk of sticking. The lower limit of the development gap is 0.2 [mm], which is a lower limit of a general development gap.

比較例10と16においては、現像ギャップPGを0.5[mm]と広くしており、粒状性が「×」である。また、基本的にボソツキのあるものは、粒状性も悪くなる。これに対して、実施例1〜5では、いずれも現像ギャップPGを0.2[mm]以上0.4[mm]以下としており、現像電界が感光体8の画像部に均一に届くため、粒状性が良好となる。尚、粒状性には磁性キャリアやトナーの粒径も関係し、本実施形態のように小粒径トナーを用いる構成では、更に粒状性が良好となる。   In Comparative Examples 10 and 16, the development gap PG is as wide as 0.5 [mm], and the graininess is “x”. In addition, the graininess is also deteriorated when there is basically a roughness. On the other hand, in each of Examples 1 to 5, the development gap PG is set to 0.2 [mm] or more and 0.4 [mm] or less, and the development electric field reaches the image portion of the photoreceptor 8 uniformly. Graininess is improved. The graininess is also related to the particle size of the magnetic carrier and the toner, and the graininess is further improved in the configuration using the small particle diameter toner as in the present embodiment.

また、磁性キャリアとして少なくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有し、粒子径Dと結着樹脂膜厚hが1<[D/h]<10の範囲であるものを用いた。飽和磁化が高い磁性キャリアを用いると、ドクタの上流側(スリーブ回転方向で上流側)の現像剤保持量が多くなり、現像剤に対して非常に高ストレスがかかる。このため、現像剤寿命(キャリア膜削れ、キャリア表面へのトナーの融着によるキャリア表面汚染等)が短くなる。しかし、本発明においては、粒子径Dと結着樹脂膜厚h上記の関係にある上記のようなキャリアを使用し、キャリアの高寿命化に対して改善効果を顕著にする。
この磁性キャリアは、被覆膜に比べ粒子の方が凸となるので、現像剤を摩擦帯電させるための攪拌により、トナーとの摩擦あるいはキャリア同士の摩擦で、結着樹脂への強い衝撃を伴う接触を緩和することができる。これにより、帯電発生箇所である結着樹脂の膜削れ、トナー融着によるキャリア汚染を防止し、キャリア寿命を大幅に向上させることが可能となる。[D/h]が1以下の場合、粒子は結着樹脂中に埋もれてしまうため、粒子を添加した意味がなくなり効果が著しく低下して好ましくない。[D/h]が10以上の場合、粒子と結着樹脂との接触面積が少ないため充分な拘束力が得られず、またこの粒子が脱離しやすくなってしまうため好ましくない。また、トナーの帯電立ち上げ性を良好にするために、剛性かつ磁性を有するドクタなどを使用した場合には、さらに改善効果が顕著である。磁性ドクタを使用した場合、ドクタ部の現像剤保持量がさらに多くなるため、非常にストレスが大きくなるためである。ここで、磁性ドクタとは、鉄、ステンレス等の金属材料からなるものに限らず、フェライト、マグネタイト等の磁性粒子を配合した樹脂材料で構成することも可能である。さらに、ドクタ自体を磁性材料で構成することなく、磁性材料で構成された金属板等の別部材をドクタに直接もしくは間接的に固定する構成とすることによっても同様の効果を得ることができる。
図15は、本実施形態に用いた1<[D/h]<10であるキャリアC1と、比較例キャリアC2とを用いた場合それぞれについて、ランニング時における帯電量の変化を始めの帯電量を1としたときの割合で示した結果である。帯電量の低下は、ランニング時におけるキャリアへのトナースペントなどに起因するものである。帯電量は、低下率が始めの帯電量の0.8以下、即ち低下率が20[%]を越えると画像上問題が発生する。図15より、1<[D/h]<10であるキャリアC1では、ランニング枚数が100K枚でも帯電量は始めの0.8を上回っていた。これに対して比較例キャリアC2では、ランニング枚数が100K枚に達する前に帯電量が始めの0.8以下になった。この結果、粒子径(D)と結着樹脂膜厚(h)が1<[D/h]<10である少なくとも結着樹脂と粒子を有するコート膜を有する本実施例キャリアは、トナースペントに起因する帯電量低下を抑えることができる。尚、D/hの値の上限は、粒子の脱離回避の面でより好ましくは5である。
Further, a magnetic carrier having a coating film having at least a binder resin and particles and having a particle diameter D and a binder resin film thickness h in a range of 1 <[D / h] <10 was used. When a magnetic carrier having a high saturation magnetization is used, the developer holding amount on the upstream side (upstream side in the sleeve rotation direction) of the doctor increases, and a very high stress is applied to the developer. For this reason, the developer life (carrier film scraping, carrier surface contamination due to toner fusion to the carrier surface, etc.) is shortened. However, in the present invention, the carrier having the above-described relationship between the particle diameter D and the binder resin film thickness h is used, and the improvement effect is prominent with respect to the long life of the carrier.
In this magnetic carrier, the particles are more convex than in the coating film, and therefore, the agitation for frictionally charging the developer causes a strong impact on the binder resin due to friction with the toner or friction between the carriers. Contact can be mitigated. As a result, it is possible to prevent the carrier resin from being scraped by the binder resin, which is a charging occurrence point, and to cause carrier contamination due to toner fusion, and to greatly improve the carrier life. When [D / h] is 1 or less, the particles are buried in the binder resin, so that the meaning of adding the particles is lost and the effect is remarkably lowered. When [D / h] is 10 or more, the contact area between the particles and the binder resin is small, so that a sufficient restraining force cannot be obtained, and the particles are easily detached, which is not preferable. Further, when a rigid and magnetic doctor or the like is used in order to improve the charge start-up property of the toner, the improvement effect is further remarkable. This is because when the magnetic doctor is used, the amount of developer retained in the doctor portion is further increased, and the stress becomes very large. Here, the magnetic doctor is not limited to one made of a metal material such as iron or stainless steel, but may be composed of a resin material containing magnetic particles such as ferrite or magnetite. Further, the same effect can be obtained by adopting a configuration in which another member such as a metal plate made of a magnetic material is directly or indirectly fixed to the doctor without forming the doctor itself with a magnetic material.
FIG. 15 shows the charge amount at the beginning of the change in charge amount during running for each of the carrier C1 and the comparative example carrier C2 where 1 <[D / h] <10 used in the present embodiment. It is the result shown by the ratio when it is set to 1. The decrease in the charge amount is caused by toner spent on the carrier during running. When the charge amount is 0.8 or less of the initial charge amount, that is, when the decrease rate exceeds 20%, an image problem occurs. From FIG. 15, in the carrier C1 where 1 <[D / h] <10, the charge amount exceeded the initial 0.8 even when the running number was 100K. On the other hand, in the carrier C2, the charge amount became 0.8 or less at the beginning before the running number reached 100K. As a result, the carrier of this example having a coating film having at least a binder resin and particles, in which the particle diameter (D) and the binder resin film thickness (h) are 1 <[D / h] <10, The resulting decrease in charge amount can be suppressed. The upper limit of the value of D / h is more preferably 5 from the viewpoint of avoiding particle detachment.

上記実施例1乃至5では、磁性キャリアの重量平均粒径を20[μm]以上60[μm]以下、飽和磁化を66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、1000[V]印加時の静抵抗を109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下としている。これによって、高画質化のために小粒径キャリアを用いつつ、キャリア付着の抑制を、ボソツキ画像と文字周辺抜けを共に許容範囲内に抑えつつ実現することができる。尚、本実施形態においては、主極磁束密度(P1)を120[mT]、主極下流側極磁束密度(P2)を110[mT]としている。しかし、この値に限定するものではなく、何れの磁極においても磁束密度がこれ以上であれば本件発明の効果を得ることができる。 In Examples 1 to 5, the weight average particle diameter of the magnetic carrier is 20 [μm] to 60 [μm] and the saturation magnetization is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] to 100 × 10 −7. × 4π [Wb · m / kg] or less, and static resistance when 1000 [V] is applied is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less. As a result, it is possible to suppress carrier adhesion while using a small particle size carrier for high image quality, while suppressing both the blurred image and missing characters in the allowable range. In the present embodiment, the main pole magnetic flux density (P1) is 120 [mT], and the main pole downstream pole magnetic flux density (P2) is 110 [mT]. However, the present invention is not limited to this value, and the effect of the present invention can be obtained as long as the magnetic flux density is higher than any magnetic pole.

以上、本実施形態に係る画像形成装置は、感光層を表面に設けた像担持体としての感光体100上の静電潜像を現像剤を用いる現像装置で現像した後、この可視像をシート状媒体に転写後、加熱加圧定着して画像を得るものである。この現像装置は、内部に磁石を有する現像剤担持体としての現像スリーブ111cを、感光体100に対向配置して現像領域を構成し、トナーTとこのトナーを保持する磁性キャリアCCとを含む現像剤を現像スリーブに担持させて現像領域を通過させるときに、この現像領域で現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して感光体100上の静電潜像をトナーTで可視像化するものである。本実施形態では、上記磁性キャリアCCとして、その重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、1000[V]のバイアスを印加した時の静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であるものを用いている。これにより、上述したように、小粒径キャリアを用いた場合に生じやすくなるキャリア付着の抑制を、ボソツキ画像と文字周辺抜け等の副作用を許容範囲内におさめつつ実施できる。しかも、この磁性キャリアCCがトナーTを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーT’を以って上記静電潜像を可視像化する。この遊離トナーT’は、磁性キャリアCCとの静電的付着力、物理的付着力が作用していないために、現像電界等によって容易に移動させることができる。よって、離型剤含有トナーを使用した場合でも、画像濃度が高く、ベタ埋まりがよく、ドット再現性に優れるなどの高品位画像の形成が可能になる。特に、本実施形態では、上述したように、上記磁性キャリアCCがトナーTを保持して集合状態をなして現像スリーブ111cと共に現像領域に向けて移動し、その現像領域の初期の段階で遊離トナーT’を発生させるので、これに続く現像中域部以降の現像を強化する役割もあり、一層の現像性能の向上に寄与する。
また、本実施形態では、上述したように、磁性キャリアCCが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がる穂を、現像領域で感光体100に接触させることにより、磁性キャリア表面からトナーTを離脱させ、この離脱した遊離トナーT’を感光体100に散布し、以って上記静電潜像を可視像化する。これにより、磁性キャリアCCから現像バイアスなど静電力以外の外力を利用して離脱されたトナーT’により高性能の現像を行うことができる。
また、本実施形態では、上述したように、上記磁性キャリアCCが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がっているその穂の先端部を上記感光体100に接触させて移動させることにより、上記静電潜像を構成する画像部については上記感光体100と上記現像スリーブ111cとの間の電界及び上記感光体100と上記磁性キャリアCCとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記感光体100上に付着しているトナーを上記感光体100上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像する。これにより、地肌汚れのない高画質を得ることができる。
また、本実施形態では、上述したように、ドラム状の現像スリーブ111cを、ドラム状の感光体100に対向させて配置することにより形成される凸曲面同士の近接した対向面間を以って現像領域を構成する。そして、上記対向面間が最接近している領域及びその近傍を現像中域部とし、この現像中域部よりも上記感光体100の移動方向の上流側の上記現像領域を現像前域部、この現像中域部よりも上記感光体100の移動方向の下流側の上記現像領域を現像後域部とするとき、上記現像前域部で、上記磁性キャリアCCが上記トナーTを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアCCの表面からトナーTを離脱させ、この離脱した遊離トナーT’を以って上記静電潜像を可視像化する現像態様と、上記現像前域部で、上記磁性キャリアCCが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部で上記感光体100に強く接触させることにより、磁性キャリアの表面からトナーTを離脱させ、この離脱した遊離トナーT’を上記感光体100に散布し、以って上記静電潜像を可視像化する現像態様を有し、少なくとも上記現像後域部で、上記静電潜像を構成する画像部については上記感光体100と上記現像刷りー部111cとの間の電界及び上記感光体100と上記磁性キャリアCCとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記感光体100上に付着しているトナーTを上記感光体100上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像する。よって、画像濃度が高く、ベタ埋まりがよく、ドット再現性に優れると共に、地肌汚れのない高画質を得ることができる。特に、本実施形態では、上述したように、上記現像前域部で、上記磁性キャリアCCが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部で上記感光体100に強く接触させることに代えて、上記現像中域部以後では上記感光体100に対して非接触とし、この非接触状態で変位する磁性キャリア相互の変位により生ずる遊離トナーT’により現像する。よって、現像領域の初期の段階で現像された離型剤含有トナー付着量を低下させることなく高画質を得ることができる。
また、本実施形態では、上述したように、上記現像領域には、上記遊離トナーT’又は上記磁性キャリCCに保持されたトナーTを上記感光体100側へ移動させる電界を形成しておき、これらトナーを上記感光体100側に向けて移動させる。これにより、電界の作用により離型剤含有トナーを静電潜像に付着させることができる。特に、本実施形態では、上述したように、上記電界を直流電界としているので、リークの発生原因となる交流バイアスを印加しないようにしてリークが生じにくい状況をつくり、ボソツキ画像の発生を抑制することができる。
また、本実施形態では、上記トナーTは、結着樹脂として、ポリエステル樹脂又はポリオール樹脂を用いている。また、本実施形態では、上記トナーTは離型剤を含有し、その離型剤の含有量はトナーの結着樹脂100重量部に対して2重量部以上10重量部以下である。また、上記離型剤として、カルナウバワックス又は合成エステル系ワックスを使用する。また、上記トナーTは添加剤を含有するトナーであって、その添加剤の含有量はトナーの母体粒子100重量部に対して1.0重量部以上3.6重量部以下である。また、上記添加剤の粒径が、平均一次粒子径で0.02[μm]以上0.2[μm]以下である。また、上記添加剤として、シリカ、チタニア、アルミナのいずれか又は複数を使用している。また、磁性キャリアに対する上記トナーTの被覆率を35[%]以上75[%]以下としている。このような現像剤を用いることで、離型性を有し、画像濃度が高く、ベタ埋まりがよく、ドット再現性に優れるなどの高品位画像の形成を可能にする本発明の現像方法に適する現像剤を得ることができる。
また、本実施形態では、上述したように、ドラム状の現像スリーブ111cを、ドラム状の感光体100に対向させて配置し、この配置により形成される凸曲面同士の近接した対向面間を以って現像領域を構成している。上記対向面間が最接近している領域及びその近傍を現像中域部とし、この現像中域部よりも上記感光体100の移動方向の上流側の上記現像領域を現像前域部、この現像中域部よりも上記感光体100の移動方向の下流側の上記現像領域を現像後域部とするとき、上記現像前域部で、上記磁性キャリアCCが上記トナーTを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアCCの表面からトナーTを離脱させ、この離脱した遊離トナーT’を以って上記静電潜像を可視像化し、上記現像中域部で、上記磁性キャリアCCが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がる穂を、上記現像領域で上記感光体100に強く接触させることにより、磁性キャリアCCの表面からトナーTを離脱させ、この離脱した遊離トナーT’を上記感光体100に散布し、以って上記静電潜像を可視像化し、上記現像中域部から後域部にかけて、上記静電潜像を構成する画像部については上記感光体100と上記現像スリーブ111cとの間の電界及び上記感光体100と上記磁性キャリアCCとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記感光体100上に付着しているトナーTを上記感光体100上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像する。これにより、画像濃度が高く、ベタ埋まりがよく、ドット再現性に優れると共に、地肌汚れのない高画質を得ることができる。特に、本実施形態では、上記現像前域部で、上記磁性キャリアCCが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部以後で上記感光体100に対して接触させることに代えて非接触とし、近接させて現像するので、現像領域の初期の段階で現像された離型剤含有トナー付着量を低下させることなく高画質を得ることができる。
また、本実施形態では、上述したように、上記現像スリーブ111cの周囲に形成される現像主磁力分布P1の上記現像スリーブ111c上における法線方向の磁気力のピーク位置M1が、上記感光体100と上記現像スリーブ111cとの最接近位置M0から上記感光体100の移動方向の下流側に0[°]以上30[°]以下だけずれている。これにより、再接近部位近傍で遊離トナーT’を多量に発生させることで遊離トナーT’による現像が促進される。
また、本実施形態の感光体100は、導電性支持体上に、電荷発生物質が分散された電荷輸送層を設けた単層型、又は導電性支持体上に、電荷発生層と電荷輸送層を順次積層させた積層型の感光層を有する。よって、離型性を有し、画像濃度が高く、ベタ埋まりがよく、ドット再現性に優れるなどの高品位画像の形成を可能にする現像装置に適する像担持体を得ることができる。
As described above, the image forming apparatus according to the present embodiment develops the electrostatic latent image on the photosensitive member 100 as the image carrier having the photosensitive layer on the surface with the developing device using the developer, and then converts the visible image into the visible image. After transfer to a sheet-like medium, the image is obtained by heat and pressure fixing. In this developing device, a developing sleeve 111c as a developer carrying member having a magnet inside is arranged opposite to the photosensitive member 100 to form a developing region, and a developing including a toner T and a magnetic carrier CC holding the toner. When the developer is carried on the developing sleeve and passed through the developing area, the static on the photoreceptor 100 is utilized by utilizing the state of the magnetic brush formed by the developer gathering along the magnetic field lines of the magnet in the developing area. The electrostatic latent image is visualized with toner T. In this embodiment, the magnetic carrier CC has a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less, and a saturation magnetization in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] is 66 × 10 −7. × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or less, static resistance when a bias of 1000 [V] is applied is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less is used. Thereby, as described above, it is possible to suppress carrier adhesion that tends to occur when a small particle size carrier is used, while keeping side effects such as missing images and missing characters around within an allowable range. Moreover, the toner is released from the surface of the magnetic carrier according to the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when the magnetic carrier CC rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet from the state in which the toner T holds the toner T. The electrostatic latent image is visualized with the released free toner T ′. The free toner T ′ can be easily moved by a developing electric field or the like because no electrostatic or physical adhesion force acts on the magnetic carrier CC. Therefore, even when a release agent-containing toner is used, it is possible to form a high quality image having a high image density, good solid filling, and excellent dot reproducibility. In particular, in this embodiment, as described above, the magnetic carrier CC holds the toner T and moves to the developing area together with the developing sleeve 111c in a collective state, and in the initial stage of the developing area, the free toner Since T ′ is generated, it also has a role of strengthening development after the development middle region and contributes to further improvement in development performance.
Further, in the present embodiment, as described above, the toner T is detached from the surface of the magnetic carrier by bringing the ears of the magnetic carrier CC rising as the ears along the magnetic field lines of the magnet into contact with the photoconductor 100 in the development region. The detached free toner T ′ is scattered on the photosensitive member 100, and the electrostatic latent image is visualized. Thus, high-performance development can be performed with the toner T ′ released from the magnetic carrier CC using an external force other than electrostatic force such as a developing bias.
Further, in the present embodiment, as described above, the electrostatic carrier CC moves by bringing the tip of the spike rising as a spike along the magnetic field lines of the magnet into contact with the photoconductor 100 and moving it. The image portion constituting the latent image is developed by the electric field between the photoconductor 100 and the developing sleeve 111c and the electric field generated between the photoconductor 100 and the magnetic carrier CC, and the non-image portion is already described above. The toner adhering to the photoconductor 100 is developed while being pulled back from the photoconductor 100 to the magnetic carrier constituting the ear. Thereby, it is possible to obtain a high image quality without any background contamination.
In the present embodiment, as described above, the drum-shaped developing sleeve 111c is disposed so as to be opposed to the drum-shaped photoconductor 100, so that the convex curved surfaces formed between each other are close to each other. A development area is formed. The area where the opposing surfaces are closest to each other and the vicinity thereof are set as a developing middle area, and the developing area upstream of the developing direction of the photoconductor 100 from the developing middle area is defined as a pre-developing area. When the development area downstream in the moving direction of the photoconductor 100 from the middle development area is the post development area, the magnetic carrier CC holds the toner T and gathers in the pre-development area. The toner T is detached from the surface of the magnetic carrier CC according to the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when the magnetic carrier CC rises from the state where the magnetic field rises along the magnetic field lines of the magnet, and with the separated free toner T ′. In the development mode for making the electrostatic latent image visible, and in the pre-development region, the magnetic carrier CC rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet. Make strong contact with Thus, the toner T is released from the surface of the magnetic carrier, and the released free toner T ′ is sprayed on the photosensitive member 100, whereby the electrostatic latent image is visualized. At least in the post-development area, the image portion constituting the electrostatic latent image has an electric field between the photoconductor 100 and the development printing portion 111c and between the photoconductor 100 and the magnetic carrier CC. The non-image portion is developed while pulling back the toner T already adhered on the photoconductor 100 from the photoconductor 100 to the magnetic carrier constituting the spike. Therefore, it is possible to obtain a high image density with high image density, good solid filling, excellent dot reproducibility, and no background stains. In particular, in the present embodiment, as described above, in the pre-development area portion, the magnetic carrier CC rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet, and strongly contacts the photoconductor 100 in the development middle area portion. Instead of this, after the middle development area, the photosensitive member 100 is not contacted, and development is performed with the free toner T ′ generated by the mutual displacement of the magnetic carriers that are displaced in this non-contact state. Therefore, high image quality can be obtained without reducing the amount of the release agent-containing toner that has been developed at the initial stage of the development region.
In the present embodiment, as described above, an electric field for moving the free toner T ′ or the toner T held on the magnetic carrier CC toward the photoconductor 100 is formed in the development region. These toners are moved toward the photoreceptor 100 side. Thereby, the release agent-containing toner can be attached to the electrostatic latent image by the action of the electric field. In particular, in the present embodiment, as described above, since the electric field is a DC electric field, a situation in which leakage is unlikely to occur by creating an AC bias that causes leakage is generated, and generation of a blurred image is suppressed. be able to.
In this embodiment, the toner T uses a polyester resin or a polyol resin as a binder resin. In this embodiment, the toner T contains a release agent, and the content of the release agent is 2 parts by weight or more and 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin of the toner. In addition, carnauba wax or synthetic ester wax is used as the release agent. The toner T is a toner containing an additive, and the content of the additive is 1.0 part by weight or more and 3.6 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. The additive has a mean primary particle size of 0.02 [μm] or more and 0.2 [μm] or less. Moreover, any one or more of silica, titania and alumina are used as the additive. Further, the coverage of the toner T with respect to the magnetic carrier is set to 35 [%] to 75 [%]. By using such a developer, it is suitable for the development method of the present invention that enables formation of a high-quality image having releasability, high image density, good solid filling, and excellent dot reproducibility. A developer can be obtained.
Further, in the present embodiment, as described above, the drum-shaped developing sleeve 111c is disposed so as to face the drum-shaped photosensitive member 100, and the convex surfaces formed by this arrangement are located between the adjacent facing surfaces. This constitutes the development area. The area where the facing surfaces are closest to each other and the vicinity thereof are set as a developing middle area, and the developing area upstream of the developing medium in the moving direction of the photosensitive member 100 is defined as a pre-developing area. When the development area downstream in the moving direction of the photoconductor 100 from the middle area is set as the post-development area, the magnetic carrier CC holds the toner T in the pre-development area and the aggregated state is obtained. The toner T is detached from the surface of the magnetic carrier CC in accordance with the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when it rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet from the state where it has been left, and the static toner is released with the released free toner T ′. The electrostatic latent image is visualized, and in the middle region of development, the magnetic carrier CC rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet so as to make strong contact with the photoconductor 100 in the development region. (A) The toner T is separated from the surface of the CC, and the separated free toner T ′ is sprayed on the photosensitive member 100, whereby the electrostatic latent image is visualized, and the development middle region to the rear region Then, the image portion constituting the electrostatic latent image is developed by an electric field between the photosensitive member 100 and the developing sleeve 111c and an electric field generated between the photosensitive member 100 and the magnetic carrier CC. The toner T that has already adhered on the photoconductor 100 is developed while being pulled back from the photoconductor 100 to the magnetic carrier constituting the spike. As a result, the image density is high, the solid image is well filled, the dot reproducibility is excellent, and a high image quality without background stains can be obtained. In particular, in the present embodiment, in the pre-development area, the spikes in which the magnetic carrier CC rises as spikes along the magnetic field lines of the magnet are brought into contact with the photoconductor 100 after the development middle area. Instead, development is performed in a non-contact manner and in close proximity, so that high image quality can be obtained without reducing the amount of release agent-containing toner developed in the initial stage of the development area.
In the present embodiment, as described above, the peak position M1 of the magnetic force in the normal direction on the developing sleeve 111c of the developing main magnetic force distribution P1 formed around the developing sleeve 111c is the photoreceptor 100. And the developing sleeve 111c are shifted by 0 [°] or more and 30 [°] or less on the downstream side in the moving direction of the photoconductor 100 from the closest approach position M0. As a result, a large amount of free toner T ′ is generated in the vicinity of the re-approaching site, and development with the free toner T ′ is promoted.
In addition, the photoreceptor 100 of this embodiment is a single layer type in which a charge transport layer in which a charge generation material is dispersed is provided on a conductive support, or a charge generation layer and a charge transport layer on a conductive support. Are stacked in order. Therefore, it is possible to obtain an image carrier suitable for a developing device that can form a high-quality image having releasability, high image density, good solid filling, and excellent dot reproducibility.

現像装置の構成を説明した断面図。Sectional drawing explaining the structure of the image development apparatus. 現像ローラの断面図である。It is sectional drawing of a developing roller. 現像装置のバイアス電圧印加手段を説明した図。The figure explaining the bias voltage application means of the developing device. 現像領域における現像剤の状態を模視的に示した図。The figure which showed typically the state of the developer in a development area. 現像前域部における現像剤の状態を模視的に示した図。The figure which showed typically the state of the developer in a development front area part. 感光体上でトナーに作用する静電力を模視的に示した図。FIG. 3 is a diagram schematically showing an electrostatic force acting on toner on a photoreceptor. 現像中域部でキャリアの穂が像担持体に強く接触する状況を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a situation where a carrier ear is in strong contact with an image carrier in a developing middle region. 画像形成装置の要部構成を説明した正面図。1 is a front view illustrating a configuration of a main part of an image forming apparatus. 磁気力のピーク位置M1を最接近位置M0からずらしたときの現像態様を模視的に示した図。The figure which showed typically the image development aspect when shifting the peak position M1 of magnetic force from the closest approach position M0. (a)乃至(c)は、現像領域で磁気ブラシが感光体に接触することがある態様で現像される様子を模視的に、段階を追って説明した図。(A) thru | or (c) is the figure which explained step by step schematically showing a mode that a magnetic brush might be in contact with a photoconductor in a development area. (a)乃至(c)は、現像領域で磁気ブラシが感光体に非接触で現像される様子を模視的に、段階を追って説明した図。(A) thru | or (c) is the figure which explained the step by step schematically showing a magnetic brush being developed in non-contact with a photoconductor in a development area. (a)は2層、(b)及び(c)は3層、(d)は4層からなる感光体の構成を説明した図。2A and 2B are diagrams illustrating a configuration of a photoreceptor having two layers, (b) and (c) having three layers, and (d) having four layers. 磁性キャリアの飽和磁化とボソツキ画像の発生状態の関係を調べた結果を示すグラフ。The graph which shows the result of having investigated the relationship between the saturation magnetization of a magnetic carrier, and the generation | occurrence | production state of a blurred image. 実抵抗測定装置の概略構成図。The schematic block diagram of an actual resistance measuring apparatus. 実施例キャリアC1と、比較例キャリアC2とそれぞれについて、ランニング時における帯電量の変化を示したグラフ。The graph which showed the change of the charge amount at the time of running about each of Example carrier C1 and Comparative example carrier C2.

符号の説明Explanation of symbols

100 感光体
111c 現像スリーブ
T 離型剤含有トナー
T’ 遊離トナー
CC 磁性キャリア
100 Photoconductor 111c Development Sleeve T Release Agent-Containing Toner T 'Free Toner CC Magnetic Carrier

Claims (20)

内部に磁石を有する現像剤担持体を、感光層を表面に設けた像担持体に対向配置して現像領域を構成し、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、
上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、
同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、
上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、
上記磁性キャリアが上記トナーを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って上記静電潜像の可視像化に供することを特徴とする現像装置。
A developer carrying body having a magnet inside is disposed opposite to an image carrying body provided with a photosensitive layer on the surface to form a development region, and a two-component developer containing toner and a magnetic carrier for holding the toner is When the developer carrying member is carried and passed through the development area, the image is obtained using the state of a magnetic brush formed by the two-component developer gathering along the magnetic field lines of the magnet in the development area. In the developing device that visualizes the electrostatic latent image on the carrier with the toner,
The magnetic carrier has a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less,
Similarly, the saturation magnetization of a magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg]. Less than,
The static resistance of the magnetic carrier when a bias of 1000 [V] is applied to the magnetic carrier is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less,
The toner is detached from the surface of the magnetic carrier in accordance with the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet from the state in which the toner is held and gathers. A developing device characterized in that the electrostatic latent image is visualized with the free toner.
請求項1の現像装置において、
上記磁性キャリアが上記トナーを保持して集合状態をなして上記現像剤担持体と共に上記現像領域に向けて移動し、上記現像領域の初期の段階で上記遊離トナーを発生させることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1.
Development wherein the magnetic carrier holds the toner and forms an aggregated state, moves together with the developer carrier toward the development area, and generates the free toner at an early stage of the development area. apparatus.
内部に磁石を有する現像剤担持体を、感光層を表面に設けた像担持体に対向配置して現像領域を構成し、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、
上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、
同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、
上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、
上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がる穂を、上記現像領域で上記像担持体に接触させることにより、磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを上記像担持体に散布し、以って上記静電潜像の可視像化に供することを特徴とする現像装置。
A developer carrying body having a magnet inside is disposed opposite to an image carrying body provided with a photosensitive layer on the surface to form a development region, and a two-component developer containing toner and a magnetic carrier for holding the toner is When the developer carrying member is carried and passed through the development area, the image is obtained using the state of a magnetic brush formed by the two-component developer gathering along the magnetic field lines of the magnet in the development area. In the developing device that visualizes the electrostatic latent image on the carrier with the toner,
The magnetic carrier has a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less,
Similarly, the saturation magnetization of a magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg]. Less than,
The static resistance of the magnetic carrier when a bias of 1000 [V] is applied to the magnetic carrier is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less,
The magnetic carrier comes into contact with the image carrier in the development area with a spike that rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet, thereby releasing the toner from the surface of the magnetic carrier, and the released free toner is removed from the image carrier. And developing the electrostatic latent image into a visible image.
内部に磁石を有する現像剤担持体を、感光層を表面に設けた像担持体に対向配置して現像領域を構成し、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、
上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、
同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、
上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、
上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がっているその穂の先端部を上記像担持体に接触させて移動させることにより、上記静電潜像を構成する画像部については上記像担持体と上記現像体担持体との間の電界及び上記像担持体と上記磁性キャリアとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記像担持体上に付着しているトナーを上記像担持体上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像することを特徴とする現像装置。
A developer carrying body having a magnet inside is disposed opposite to an image carrying body provided with a photosensitive layer on the surface to form a development region, and a two-component developer containing toner and a magnetic carrier for holding the toner is When the developer carrying member is carried and passed through the development area, the image is obtained using the state of a magnetic brush formed by the two-component developer gathering along the magnetic field lines of the magnet in the development area. In the developing device that visualizes the electrostatic latent image on the carrier with the toner,
The magnetic carrier has a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less,
Similarly, the saturation magnetization of a magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg]. Less than,
The static resistance of the magnetic carrier when a bias of 1000 [V] is applied to the magnetic carrier is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less,
When the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet and moves the tip of the spike in contact with the image carrier, the image carrier for the image portion constituting the electrostatic latent image And the image bearing member and the magnetic carrier, and the non-image portion is treated with the toner already adhered on the image bearing member. A developing device for developing while pulling back from a carrier onto a magnetic carrier constituting the ear.
内部に磁石を有するドラム状の現像剤担持体を、感光層を表面に設けたドラム状の像担持体に対向させて配置することにより形成される凸曲面同士の近接した対向面間を以って現像領域を構成し、トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記像担持体の回転とともに上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、
上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、
同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、
上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、
上記対向面間が最接近している領域及びその近傍を現像中域部とし、この現像中域部よりも上記像担持体の移動方向の上流側の上記現像領域を現像前域部、この現像中域部よりも上記像担持体の移動方向の下流側の上記現像領域を現像後域部とするとき、上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記トナーを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って上記静電潜像の可視像化に供する現像態様と、上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部で上記像担持体に強く接触させることにより、磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを上記像担持体に散布し、以って上記静電潜像の可視像化に供する現像態様を有し、少なくとも上記現像後域部で、上記静電潜像を構成する画像部については上記像担持体と上記現像体担持体との間の電界及び上記像担持体と上記磁性キャリアとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記像担持体上に付着しているトナーを上記像担持体上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像することを特徴とする現像装置。
A drum-shaped developer bearing member having a magnet inside is disposed between opposed surfaces of convex surfaces formed by disposing the drum-shaped developer bearing member facing the drum-shaped image bearing member provided on the surface. A two-component developer including a toner and a magnetic carrier for holding the toner is carried on the developer carrying member and passed through the developing region along with the rotation of the image carrier. Development in which the electrostatic latent image on the image carrier is visualized with the toner using the state of a magnetic brush formed by the two-component developer gathering along the magnetic field lines of the magnet in the development area. In the device
The magnetic carrier has a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less,
Similarly, the saturation magnetization of a magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg]. Less than,
The static resistance of the magnetic carrier when a bias of 1000 [V] is applied to the magnetic carrier is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less,
The area where the facing surfaces are closest to each other and the vicinity thereof are set as a developing middle area, and the developing area upstream of the developing medium in the moving direction of the image carrier is the pre-developing area. When the development area downstream in the moving direction of the image carrier from the middle area is the post-development area, the magnetic carrier holds the toner and forms an aggregated state in the pre-development area. The toner is detached from the surface of the magnetic carrier in accordance with the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when the head rises from the magnetic field to the magnetic field lines of the magnet, and the electrostatic latent image is visible with the detached free toner. In the development mode used for imaging, and in the pre-development region, the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet, so that the magnetic carrier is brought into strong contact with the image carrier in the development middle region The surface of the carrier The toner is released, and the released free toner is sprayed on the image carrier so that the electrostatic latent image is visualized. At least in the post-development area, the static image is developed. The image portion constituting the electrostatic latent image is developed by the electric field between the image carrier and the developer carrier and the electric field generated between the image carrier and the magnetic carrier, and the non-image portion has already been developed. A developing device, wherein the toner attached on the image carrier is developed while being pulled back from the image carrier to a magnetic carrier constituting the ear.
請求項5の現像装置において、
上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部で上記像担持体に強く接触させることに代えて、上記現像中域部以後では上記像担持体に対して非接触とし、この非接触状態で変位する磁性キャリア相互の変位により生ずる遊離トナーにより現像することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 5.
Instead of making the magnetic carrier stand up as a spike along the magnetic field lines of the magnet in the pre-development area, instead of making the image carrier strongly contact the development medium area, after the development middle area A developing apparatus characterized in that development is performed with free toner generated by displacement between magnetic carriers that are displaced in a non-contact state with respect to the image carrier.
請求項1、2、3、4、5又は6の現像装置において、
上記現像領域には、上記遊離トナー又は上記磁性キャリに保持されたトナーを上記像担持体側へ移動させる電界を形成しておき、これらトナーを上記像担持体側に向けて移動させることに供することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6.
An electric field for moving the free toner or the toner held on the magnetic carrier to the image carrier side is formed in the development area, and the toner is moved toward the image carrier side. A developing device.
請求項7の現像装置において、
上記電界を直流電界としていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 7.
A developing device characterized in that the electric field is a DC electric field.
請求項1、2、3、4、5、6、7又は8の現像装置において、
上記トナーは、結着樹脂として、ポリエステル樹脂又はポリオール樹脂を用いていることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8.
The developing device according to claim 1, wherein the toner uses a polyester resin or a polyol resin as a binder resin.
請求項1、2、3、4、5、6、7、8又は9の現像装置において、
上記トナーは離型剤を含有し、その離型剤の含有量はトナーの結着樹脂100重量部に対して2重量部以上10重量部以下であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9.
The above-mentioned toner contains a release agent, and the content of the release agent is 2 parts by weight or more and 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the binder resin of the toner.
請求項10の現像装置において、
上記離型剤として、カルナウバワックス又は合成エステル系ワックスを使用することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 10.
A developing apparatus using carnauba wax or synthetic ester wax as the release agent.
請求項10又は11の現像装置において、
上記トナーは添加剤を含有するトナーであって、その添加剤の含有量はトナーの母体粒子100重量部に対して1.0重量部以上3.6重量部以下であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 10 or 11,
The toner is a toner containing an additive, and the content of the additive is 1.0 part by weight or more and 3.6 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the toner base particles. apparatus.
請求項12の現像装置において、
上記添加剤の粒径が、平均一次粒子径で0.02[μm]以上0.2[μm]以下であることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 12, wherein
The developing device, wherein the additive has a mean primary particle size of 0.02 [μm] or more and 0.2 [μm] or less.
請求項12又は13の現像装置において、
上記添加剤として、シリカ、チタニア、アルミナのいずれか又は複数を使用していることを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 12 or 13,
One or more of silica, titania, and alumina is used as the additive.
請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13又は14の現像装置において、
上記二成分現像剤を構成する磁性キャリアに対する上記トナーの被覆率を35[%]以上75[%]以下としたことを特徴とする現像装置。
In the developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14.
A developing device characterized in that the coverage of the toner with respect to the magnetic carrier constituting the two-component developer is 35% or more and 75% or less.
内部に磁石を有するドラム状の現像剤担持体を、感光層を表面に設けたドラム状の像担持体に対向させて配置し、この配置により形成される凸曲面同士の近接した対向面間を以って現像領域を構成し、離型剤含有トナーとこのトナーを保持する磁性キャリアとを含む二成分現像剤を上記現像剤担持体に担持させて上記像担持体の回転とともに上記現像領域を通過させるときに、この現像領域で上記二成分現像剤が上記磁石の磁力線に沿って集合して形成される磁気ブラシの状態を利用して上記像担持体上の静電潜像を上記トナーで可視像化する現像装置において、
上記磁性キャリアの重量平均粒径が20[μm]以上60[μm]以下、
同じく磁性キャリアの1×106/4π[A/m]磁場中における飽和磁化が66×10-7×4π[Wb・m/kg]以上100×10-7×4π[Wb・m/kg]以下、
上記磁性キャリアへ1000[V]のバイアスを印加した時の該磁性キャリアの静抵抗が109[Ω・cm]以上1014[Ω・cm]以下であり、
上記対向面間が最接近している領域及びその近傍を現像中域部とし、この現像中域部よりも上記像担持体の移動方向の上流側の上記現像領域を現像前域部、この現像中域部よりも上記像担持体の移動方向の下流側の上記現像領域を現像後域部とするとき、上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記トナーを保持して集合状態をなしている状態から上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がるときに生ずる磁性キャリア相互の変位に応じて磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを以って上記静電潜像の可視像化に供し、上記現像中域部で、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がる穂を、上記現像領域で上記像担持体に強く接触させることにより、磁性キャリアの表面からトナーを離脱させ、この離脱した遊離トナーを上記像担持体に散布し、以って上記静電潜像の可視像化に供し、上記現像中域部から後域部にかけて、上記静電潜像を構成する画像部については上記像担持体と上記現像体担持体との間の電界及び上記像担持体と上記磁性キャリアとの間に生ずる電界により現像し、非画像部については既に上記像担持体上に付着しているトナーを上記像担持体上から上記穂を構成する磁性キャリアに引き戻しつつ現像することを特徴とする現像装置。
A drum-shaped developer carrying member having a magnet inside is arranged so as to face a drum-shaped image carrying member provided with a photosensitive layer on the surface, and between adjacent opposed surfaces of convex curved surfaces formed by this arrangement. Thus, a development area is formed, and a two-component developer containing a release agent-containing toner and a magnetic carrier for holding the toner is supported on the developer carrier, and the development area is rotated with the rotation of the image carrier. When passing, the electrostatic latent image on the image carrier is formed with the toner by utilizing the state of a magnetic brush formed by the two-component developer gathering along the magnetic field lines of the magnet in the developing region. In the developing device for visualizing the image,
The magnetic carrier has a weight average particle diameter of 20 [μm] or more and 60 [μm] or less,
Similarly, the saturation magnetization of a magnetic carrier in a magnetic field of 1 × 10 6 / 4π [A / m] is 66 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg] or more and 100 × 10 −7 × 4π [Wb · m / kg]. Less than,
The static resistance of the magnetic carrier when a bias of 1000 [V] is applied to the magnetic carrier is 10 9 [Ω · cm] or more and 10 14 [Ω · cm] or less,
The area where the facing surfaces are closest to each other and the vicinity thereof are set as a developing middle area, and the developing area upstream of the developing medium in the moving direction of the image carrier is the pre-developing area. When the development area downstream in the moving direction of the image carrier from the middle area is the post-development area, the magnetic carrier holds the toner and forms an aggregated state in the pre-development area. The toner is detached from the surface of the magnetic carrier in accordance with the mutual displacement of the magnetic carrier that occurs when the head rises from the magnetic field to the magnetic field lines of the magnet, and the electrostatic latent image is visible with the detached free toner. For imaging, in the middle area of the development, the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet, and the toner is removed from the surface of the magnetic carrier by strongly contacting the image carrier in the development area. Withdrawn The released free toner is sprayed on the image carrier, so that the electrostatic latent image is visualized, and the electrostatic latent image is formed from the developing middle region to the rear region. The image portion is developed by the electric field between the image carrier and the developer carrier and the electric field generated between the image carrier and the magnetic carrier, and the non-image portion is already on the image carrier. A developing device for developing while adhering toner adhering back to the magnetic carrier constituting the ear from the image carrier.
請求項16の現像装置において、
上記現像前域部で、上記磁性キャリアが上記磁石の磁力線に沿う穂として立ち上がった穂を、上記現像中域部以後で上記像担持体に対して接触させることに代えて非接触とし、近接させて現像することを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 16, wherein
In the pre-development area, the magnetic carrier rises as a spike along the magnetic field lines of the magnet. A developing device characterized in that the developing is performed.
請求項16又は17の現像装置において、
上記現像剤担持体の周囲に形成される現像主磁力分布P1の上記現像剤担持体上における法線方向の磁気力のピーク位置M1が、上記像担持体と上記現像剤担持体との最接近位置M0から上記像担持体の移動方向の下流側に0[°]以上30[°]以下だけずらしたことを特徴とする現像装置。
The developing device according to claim 16 or 17,
The peak position M1 of the magnetic force in the normal direction on the developer carrier of the development main magnetic force distribution P1 formed around the developer carrier is closest to the image carrier and the developer carrier. A developing device characterized by being shifted from the position M0 to the downstream side in the moving direction of the image carrier by 0 [°] or more and 30 [°] or less.
感光層を表面に設けた像担持体上の静電潜像を二成分現像剤を用いる現像装置で現像した後、この可視像をシート状媒体に転写後、加熱加圧定着して画像を得る画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17又は18の現像装置を用いていることを特徴とする画像形成装置。
After developing the electrostatic latent image on the image bearing member provided with the photosensitive layer on the developing device using a two-component developer, the visible image is transferred to a sheet-like medium, and then heated and pressed to fix the image. In the obtained image forming apparatus,
The developing device according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, or 18 is used as the developing device. An image forming apparatus.
請求項19の画像形成装置において、
上記像担持体は、導電性支持体上に、電荷発生物質が分散された電荷輸送層を設けた単層型、又は導電性支持体上に、電荷発生層と電荷輸送層を順次積層させた積層型の感光層を有することを特徴とする画像形成装置。
The image forming apparatus according to claim 19.
The image carrier may be a single layer type in which a charge transport layer in which a charge generation material is dispersed is provided on a conductive support, or a charge generation layer and a charge transport layer are sequentially laminated on a conductive support. An image forming apparatus having a laminated photosensitive layer.
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