JP2005250516A - Electrostatic latent image developer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic latent image developer capable of stably forming an image and having a long life and a wide controlling range of the charge amount. <P>SOLUTION: The developer contains: (a) a magnetic resin-coated carrier comprising magnetic particles as the carrier core having the surface treated with a catalyst and coated with a polymeric polyethylene resin prepared by directly polymerizing ethylene monomers; (b) a magnetic powder carrier substantially comprising magnetic particles only; and (c) a polishing toner having abrasive fine particles fixed on the surface of the toner mother material, in a compounding ratio of 70:30:5 by weight. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機やレーザプリンタ等で採用されている電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において用いられる静電潜像現像剤(単に、現像剤と称する場合がある。)に関する。   The present invention is an electrostatic latent image developer used in electrophotographic methods, electrostatic recording methods, electrostatic printing methods and the like employed in copying machines and laser printers (sometimes simply referred to as a developer). About.

従来、二成分現像方式で使用される現像剤には、通常、鉄、マグネタイト又はフェライト等の磁性粉体粒子が、トナーを安定して搬送するためのキャリアとして使用されていた。このような磁性粉体粒子からなるキャリア(磁性粉体キャリアと称する場合がある。)は、構造が簡単で、磁性力に優れており、しかもコストが安いという利点がある。   Conventionally, magnetic powder particles such as iron, magnetite, or ferrite are usually used as a carrier for stably transporting toner in a developer used in the two-component development system. A carrier made of such magnetic powder particles (sometimes referred to as a magnetic powder carrier) has an advantage that the structure is simple, the magnetic force is excellent, and the cost is low.

また、特許文献1には、磁性粉体キャリアと、磁性体微粒子をバインダー樹脂中に分散した磁性樹脂キャリアとからなる混合キャリアを含有した現像剤が開示されている。
かかる現像剤は、体積抵抗値が大きくて、帯電量の高い磁性樹脂キャリアを含んでいることにより、トナーへの帯電賦与力が高くなるので、カブリの発生を効率的に抑制することができるという利点がある。
Patent Document 1 discloses a developer containing a mixed carrier composed of a magnetic powder carrier and a magnetic resin carrier in which magnetic fine particles are dispersed in a binder resin.
Such a developer has a large volume resistance value and contains a magnetic resin carrier having a high charge amount, so that the charge imparting power to the toner is increased, and thus fog generation can be efficiently suppressed. There are advantages.

さらに、キャリア自体の耐久性を向上させるため、特許文献2には、磁性樹脂被覆キャリアが提案されている。この磁性樹脂被覆キャリアは、キャリア芯材の表面に坦持された触媒を利用して、キャリア芯材表面上でエチレンモノマーを直接重合して得られた高分子量ポリエチレン樹脂からなる被覆層を設けている。そのため、得られたポリエチレン被覆層は、優れた強度を有し、しかも、適当な弾性力を有していて、攪拌等の衝撃力を吸収できるため、優れた耐久性が得られるものである。   Furthermore, in order to improve the durability of the carrier itself, Patent Document 2 proposes a magnetic resin-coated carrier. This magnetic resin-coated carrier is provided with a coating layer made of a high molecular weight polyethylene resin obtained by directly polymerizing ethylene monomer on the surface of the carrier core material using a catalyst supported on the surface of the carrier core material. Yes. Therefore, the obtained polyethylene coating layer has an excellent strength, and has an appropriate elastic force, and can absorb an impact force such as stirring, so that an excellent durability can be obtained.

しかしながら、従来使用されている磁性粉体キャリア自体は、体積抵抗値が小さい上、耐湿性に乏しく、帯電不良が発生しやすいという問題が見られた。また、磁性粉体キャリアは、重量が大きいため、現像器内での攪拌による衝撃によってトナー成分がキャリアに付着してスペントが生じ易く、そのためキャリアの帯電能力が低下して一層帯電不良が発生しやすいという問題が見られた。
さらに、一旦帯電不良が発生すると、トナーを安定して搬送することが困難となり、トナーが機内に飛散して可視像の白地部が汚れるカブリが発生し易くなる上、画像濃度の低下等の悪影響を与えるという問題が見られた。
However, the conventional magnetic powder carrier itself has a problem in that it has a small volume resistance value, has poor moisture resistance, and easily causes poor charging. In addition, since the magnetic powder carrier is heavy, the toner component adheres to the carrier due to the impact of agitation in the developing device and tends to cause spent, and as a result, the charging ability of the carrier is reduced and further charging failure occurs. There was a problem that it was easy.
Furthermore, once a charging failure occurs, it becomes difficult to stably convey the toner, and the toner is likely to be fogged into the apparatus and the white background portion of the visible image is stained, and the image density is reduced. There was a problem of adverse effects.

また、特許文献1に開示された現像剤は、磁性粉体キャリアと、磁性樹脂キャリアとを併用しているものの、当該磁性樹脂キャリアは、磁性粒子と、バインダー樹脂との間の結合性に乏しいため、長期間使用した場合に、バインダー樹脂が剥離しやすいという問題点が見られた。また、磁性樹脂キャリアは、比重が小さく、しかも重量あたりの電荷(比電荷Q/M)が大きいため、キャリア引きが発生しやすいという問題も見られた。
このため、安定して画像形成を行い、現像剤の長寿命化を図るためには、磁性樹脂キャリアの配合比を低くしなければならなかった。したがって、磁性粉体キャリアの配合比が多くなるため、カラートナーと併用した場合に、得られるカラー画像の発色性を低下させやすいという問題が見られた。すなわち、磁性粉体キャリアは黒色性が高いため、磁性粉体キャリアの配合比が高い場合にキャリア引きが発生すると、カラー画像のうち、特に黒色以外の色の部分で、キャリアが目立ったり、色が濁りやすくなるのであった。
Moreover, although the developer disclosed in Patent Document 1 uses a magnetic powder carrier and a magnetic resin carrier in combination, the magnetic resin carrier has poor binding between the magnetic particles and the binder resin. Therefore, there has been a problem that the binder resin is easily peeled off when used for a long time. In addition, since the magnetic resin carrier has a small specific gravity and a large charge per unit weight (specific charge Q / M), there is a problem that carrier pulling easily occurs.
For this reason, in order to stably form an image and extend the life of the developer, the blending ratio of the magnetic resin carrier has to be lowered. Therefore, since the blending ratio of the magnetic powder carrier is increased, there has been a problem that the color developability of the obtained color image tends to be lowered when used in combination with the color toner. In other words, since the magnetic powder carrier has high blackness, when carrier pulling occurs when the blending ratio of the magnetic powder carrier is high, the carrier is noticeable or the color of the color image particularly in a color other than black. It became easy to become cloudy.

さらに、特許文献2に開示された磁性樹脂被覆キャリア自体は黒色性が低いため、カラートナーと併用した場合であっても、得られる画像の発色性を低下させることは少ないものの、単独ではコストが比較的高く、得られる現像剤も高価になりやすかった。また、磁性樹脂被覆キャリアは、磁性粉体キャリアと比較して、トナーへの帯電賦与力が若干低いという問題も見られた。   Furthermore, since the magnetic resin-coated carrier itself disclosed in Patent Document 2 has low blackness, even when used in combination with a color toner, the color developability of the obtained image is rarely lowered, but the cost alone is low. It was relatively expensive and the resulting developer was likely to be expensive. In addition, the magnetic resin-coated carrier has a problem that the charge imparting power to the toner is slightly lower than that of the magnetic powder carrier.

特許第2922050号公報Japanese Patent No. 2922050 特開平9−204075号公報JP-A-9-204075

そこで、混合キャリアの配合比を、幅広い範囲で調整することにより、混合キャリアの帯電量をより容易に調整でき、しかもキャリア引きが少ない現像剤の出現が望まれていた。すなわち、本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、安定して画像形成が可能で、寿命が長く、かつ、帯電量の調整範囲が広くて、キャリア引きが少ない現像剤を提供することを目的とする。   Therefore, it has been desired to adjust the mixing ratio of the mixed carrier in a wide range so that the charge amount of the mixed carrier can be adjusted more easily and a developer with less carrier pulling is desired. That is, the present invention has been made to solve the above-described problems, and a developer that can stably form an image, has a long lifetime, has a wide charge amount adjustment range, and has a small carrier pull. The purpose is to provide.

本発明の静電潜像現像剤によれば、
(a)エチレンモノマーを直接重合させて得られた高分子量ポリエチレン樹脂からなる被覆層を有する磁性樹脂被覆キャリアと、
(b)実質上磁性粒子そのものからなる磁性粉体キャリアと、
(c)トナーと、
を含有することを特徴とする。
According to the electrostatic latent image developer of the present invention,
(A) a magnetic resin-coated carrier having a coating layer made of a high molecular weight polyethylene resin obtained by directly polymerizing an ethylene monomer;
(B) a magnetic powder carrier substantially consisting of the magnetic particles themselves;
(C) toner and
It is characterized by containing.

このように、(a)磁性樹脂被覆キャリアと、(b)磁性粉体キャリアとを組み合わせて混合キャリアとすることにより、(a)磁性樹脂被覆キャリアを、従来の磁性樹脂キャリアを用いた場合よりも、幅広い範囲で配合することができる。その結果、必要な帯電量を任意に設定して、トナーに安定して賦与することができるようになる。
また、磁性樹脂キャリアと比較して磁性力が高く、比重が低い(a)磁性樹脂被覆キャリアを用いているため、(b)磁性粉体キャリアの配合比を減少でき、しかもキャリア引きを効率的に防止することができる。よって、カラートナーと併用した場合であっても、得られる画像の発色性を低下させることがより少なくなる。
Thus, by combining (a) the magnetic resin-coated carrier and (b) the magnetic powder carrier into a mixed carrier, (a) the magnetic resin-coated carrier is more than the case of using a conventional magnetic resin carrier. Can be blended in a wide range. As a result, the necessary charge amount can be arbitrarily set and stably applied to the toner.
In addition, the magnetic force is higher and the specific gravity is lower than the magnetic resin carrier. (A) Since the magnetic resin-coated carrier is used, (b) the blending ratio of the magnetic powder carrier can be reduced and the carrier pulling is efficient. Can be prevented. Therefore, even when it is used in combination with color toner, it is less likely that the color developability of the obtained image is lowered.

また、本発明の静電潜像現像剤を構成するにあたり、(a)磁性樹脂被覆キャリアと(b)磁性粉体キャリアとの配合比(a)/(b)を、重量比で85/15〜45/55の範囲内の値とすることが好ましい。
このような配合比の範囲に制限することにより、一定以上の初期帯電量を確保しつつ、優れたキャリアの流動性を得ることができる。
In constructing the electrostatic latent image developer of the present invention, the mixing ratio (a) / (b) of (a) magnetic resin-coated carrier and (b) magnetic powder carrier is 85/15 by weight. A value in the range of ~ 45/55 is preferred.
By limiting to such a range of the blending ratio, excellent carrier fluidity can be obtained while securing an initial charge amount of a certain level or more.

また、本発明の静電潜像現像剤を構成するにあたり、(a)磁性樹脂被覆キャリアおよび(b)磁性粉体キャリア、あるいはいずれか一方のキャリアの体積抵抗値を、1×102〜1×1014Ω・cmの範囲内の値とすることが好ましい。
キャリアの体積抵抗値が、1×102Ω・cmよりも小さくなると、画質濃度の低下や、画質の劣化が生じる場合があり、一方、かかる体積抵抗値が、1×1014Ω・cmよりも大きくなると、キャリア引きやカブリが発生しやすくなる場合があるためである。
In constituting the electrostatic latent image developer of the present invention, the volume resistance value of (a) the magnetic resin-coated carrier and (b) the magnetic powder carrier or one of the carriers is set to 1 × 10 2 to 1 A value within the range of × 10 14 Ω · cm is preferable.
When the volume resistance value of the carrier is smaller than 1 × 10 2 Ω · cm, the image density may be lowered or the image quality may be deteriorated. On the other hand, the volume resistance value is lower than 1 × 10 14 Ω · cm. This is because the carrier pulling and fogging are likely to occur when the value is larger.

また、本発明の静電潜像現像剤を構成するにあたり、(a)磁性樹脂被覆キャリアの体積抵抗値をVaとし、(b)磁性粉体キャリアの体積抵抗値をVbとしたときに、(Va−Vb)の値を10〜1×103Ω・cmの範囲内の値とすることが好ましい。
その理由は、二種類のキャリアを用いる場合、キャリアどうしに極端な抵抗差があると、カブリやキャリア引きが発生し易くなって、現像余裕度が確保できず、また、極端に抵抗の低いキャリアを混合した場合、感光体へのリーク電流が流れて画像欠損が生じることがあるからである。
したがって、(a)磁性樹脂被覆キャリアの体積抵抗値をVaと、(b)磁性粉体キャリアの体積抵抗値をVbとの抵抗差を一定範囲内とすれば、より安定したトナーの搬送を行うことができる。
In constructing the electrostatic latent image developer of the present invention, when (a) the volume resistance value of the magnetic resin-coated carrier is Va and (b) the volume resistance value of the magnetic powder carrier is Vb, The value of Va−Vb) is preferably set to a value in the range of 10 to 1 × 10 3 Ω · cm.
The reason for this is that when two types of carriers are used, if there is an extreme resistance difference between the carriers, fogging or carrier pulling is likely to occur, and a development margin cannot be secured, and carriers with extremely low resistance. This is because, when these are mixed, a leakage current to the photoconductor flows and image defects may occur.
Accordingly, if the resistance difference between (a) the volume resistance value of the magnetic resin-coated carrier is Va and (b) the volume resistance value of the magnetic powder carrier is Vb, the toner is more stably conveyed. be able to.

また、本発明の静電潜像現像剤を構成するにあたり、(a)の磁性樹脂被覆キャリアの嵩密度をρaとし、(b)磁性粉体キャリアの嵩密度をρbとしたときに、ρb>ρaの関係を満足することが好ましい。
このように構成すると、(b)磁性粉体キャリアが、(a)磁性樹脂被覆キャリアを引き付けて、キャリアが感光体表面に付着するキャリア引きの発生をより効率的に抑制することができる。
In constructing the electrostatic latent image developer of the present invention, when the bulk density of the magnetic resin-coated carrier (a) is ρa and (b) the bulk density of the magnetic powder carrier is ρb, ρb> It is preferable to satisfy the relationship of ρa.
With this configuration, (b) the magnetic powder carrier can attract the (a) magnetic resin-coated carrier, and the carrier pulling that the carrier adheres to the surface of the photoreceptor can be more efficiently suppressed.

また、本発明の静電潜像現像剤を構成するにあたり、(a)及び(b)の混合キャリアに対するトナーの添加量の割合を2〜40重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
このようにトナーの添加量を2重量%以上の値に制限することにより、トナーの帯電量が過度に高くなって、画像濃度が低下することを有効に抑制することができる。また、トナーの添加量を40重量%以下の値とすれば、トナーの帯電量が不足することによるトナーの機内飛散や可視画像上のカブリの発生を効率的に抑制することができる。
In constituting the electrostatic latent image developer of the present invention, it is preferable that the ratio of the amount of toner added to the mixed carrier of (a) and (b) is set to a value in the range of 2 to 40% by weight.
In this way, by limiting the amount of toner added to a value of 2% by weight or more, it is possible to effectively suppress the toner charge amount from becoming excessively high and the image density from being lowered. Further, when the toner addition amount is set to a value of 40% by weight or less, it is possible to efficiently suppress toner scattering in the apparatus and fogging on a visible image due to insufficient toner charge amount.

また、本発明の静電潜像現像剤を構成するにあたり、トナーが、カラートナーであることが好ましい。
このように構成することにより、キャリア引きにより、キャリアがトナーとともに感光体に付着して、印刷された場合においても、カラー可視画像の発色性を低下することが少なくなる。
In constituting the electrostatic latent image developer of the present invention, the toner is preferably a color toner.
With this configuration, even when the carrier is attached to the photosensitive member together with the toner by the carrier pulling and printed, the color developability of the color visible image is reduced.

また、本発明の静電潜像現像剤を構成するにあたり、トナーとして、表面に研磨剤微粒子が固着された研摩性トナーを使用することが好ましい。
このように、研摩性トナーを使用することにより、キャリアの表面をトナー自身の研磨剤で研摩させることができる。したがって、長期の使用に伴ってキャリアの表面にトナーが堆積・成長するスペントの発生を一層抑制することができる。
さらに、研摩性トナーを使用することにより、感光体の表面についても適当な力で研摩してクリーニングすることができる。したがって、リーク電流の発生に起因した像流れの発生を抑制することができる。
In constructing the electrostatic latent image developer of the present invention, it is preferable to use an abrasive toner having abrasive fine particles fixed on its surface as the toner.
Thus, by using the abrasive toner, the surface of the carrier can be polished with the abrasive of the toner itself. Therefore, it is possible to further suppress the occurrence of spents in which toner accumulates and grows on the surface of the carrier with long-term use.
Further, by using an abrasive toner, the surface of the photoreceptor can be polished and cleaned with an appropriate force. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of image flow due to the occurrence of leakage current.

また、本発明の静電潜像現像剤を構成するにあたり、研磨剤微粒子が導電性チタニアであることが好ましい。
このように構成することにより、キャリアの帯電量が上昇するので、キャリアがトナーとともに感光体に移行することを効率的に防止することができる。
また、導電性チタニアは白色性が高いため、この研磨剤を固着させたトナー母材をカラー化した場合おいても、研磨剤の色によってトナーの色が濁ることを回避することができる。また、導電性チタニアは化学的に安定であるので、種々の色成分のカラートナーと組み合わせることができる。さらに、導電性チタニアは、熱に対しても安定であるので、現像された可視像を加熱定着する上で好適である。
In constituting the electrostatic latent image developer of the present invention, it is preferable that the abrasive fine particles are conductive titania.
By configuring in this way, the charge amount of the carrier increases, so that it is possible to efficiently prevent the carrier from transferring to the photosensitive member together with the toner.
Further, since conductive titania has high whiteness, even when the toner base material to which the abrasive is fixed is colored, it is possible to avoid the toner color becoming cloudy due to the color of the abrasive. In addition, since conductive titania is chemically stable, it can be combined with color toners having various color components. Furthermore, since conductive titania is stable against heat, it is suitable for fixing a developed visible image by heating.

本発明によれば、(a)の磁性樹脂被覆キャリアと(b)の磁性粉体キャリアとからなる混合キャリアを用いることにより、安定して画像形成することが可能な、寿命の長い静電潜像現像剤が得られる。さらに、配合比を広い範囲で変えることができるので、必要な帯電量を任意に設定してトナーに安定して賦与することができる
また、現像剤に研摩性トナーを含有した場合、感光体の表面を適当な力で研摩してクリーニングすることができる。その結果、リーク電流の発生に起因した像流れの発生を抑制することができる。
なお、研摩性トナーを含有した本発明の現像剤を、本来的に摩耗しにくく長期使用可能な感光体であるα−Si感光体を備えた画像形成装置に用いれば、感光体をさらに長期使用できるようになる。その結果、現像剤の長寿命化のみならず、長寿命のプリンタを提供することが可能となる。
According to the present invention, by using a mixed carrier comprising the magnetic resin-coated carrier (a) and the magnetic powder carrier (b), a long-lived electrostatic latent image capable of stably forming an image. An image developer is obtained. Furthermore, since the blending ratio can be changed in a wide range, the required charge amount can be set arbitrarily and can be stably applied to the toner. Also, when the developer contains an abrasive toner, The surface can be polished and cleaned with an appropriate force. As a result, it is possible to suppress the occurrence of image flow due to the occurrence of leakage current.
In addition, if the developer of the present invention containing an abrasive toner is used in an image forming apparatus equipped with an α-Si photoconductor that is inherently hard to wear and can be used for a long time, the photoconductor is used for a long time. become able to. As a result, it is possible to provide a long-life printer as well as a long developer life.

[第1の実施形態]
第1の実施形態の静電潜像現像剤は、
(a)キャリア芯材としての磁性粒子の表面で、エチレンモノマーを直接重合させて得られた高分子量ポリエチレン樹脂からなる被覆層を有する磁性樹脂被覆キャリアと、
(b)実質上磁性粒子そのものからなる磁性粉体キャリアと、
(c)トナーの母材の表面に研磨剤微粒子が固着された研摩性トナーと、
を含有している。
[First Embodiment]
The electrostatic latent image developer of the first embodiment is
(A) a magnetic resin-coated carrier having a coating layer made of a high molecular weight polyethylene resin obtained by directly polymerizing an ethylene monomer on the surface of magnetic particles as a carrier core;
(B) a magnetic powder carrier substantially consisting of the magnetic particles themselves;
(C) an abrasive toner having abrasive fine particles fixed on the surface of the toner base material;
Contains.

[I]磁性樹脂被覆キャリア
1.キャリア芯材
(1)材質
本発明に用いられるキャリア芯材の材質としては、公知の電子写真用二成分系キャリアが使用可能であるが、具体的に、以下の種類を挙げることができる。
(i) フェライト、マグネタイト、および、鉄、ニッケル、コバルト等の金属
(ii) (i)に挙げた金属等と、銅、亜鉛、アンチモン、アルミニウム、鉛、スズ、ビスマス、ベリリウム、マンガン、マグネシウム、セレン、タングステン、ジルコニウム、バナジウム等の金属との合金又は混合物
(iii) (i)に挙げた金属等と、酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウ等の金属酸化物、窒化クロム、窒化バナジウム等の窒化物、炭化ケイ素、炭化タングステン等の炭化物との混合物
(iv) 強磁性フェライト
(v) (i)〜(iv)の混合物
[I] Magnetic resin-coated carrier Carrier Core Material (1) Material As a material of the carrier core material used in the present invention, a known two-component carrier for electrophotography can be used, and specifically, the following types can be given.
(i) Ferrite, magnetite and metals such as iron, nickel and cobalt
(ii) Alloys or mixtures of the metals listed in (i) with metals such as copper, zinc, antimony, aluminum, lead, tin, bismuth, beryllium, manganese, magnesium, selenium, tungsten, zirconium, vanadium
(iii) Mixtures of metals and the like listed in (i) with metal oxides such as iron oxide, titanium oxide, and magnesium oxide, nitrides such as chromium nitride and vanadium nitride, and carbides such as silicon carbide and tungsten carbide
(iv) Ferromagnetic ferrite
(v) A mixture of (i) to (iv)

(2)形状、粒径
キャリア芯材の形状としては、特に制限されるものではなく、球形、不定形等のいずれであっても良い。ただし、均一に帯電しやすいことから、球形であることが好ましい。
また、キャリア芯材の平均粒径についても、例えば、20〜120μmの範囲内の値とすることが好ましく、より好ましくは、25〜80μmの範囲内の値とすることが望ましい。
この理由は、キャリア芯材の平均粒径が20μm未満の値となると、静電潜像担持体(一般的には感光体)へのキャリア付着(飛散)を生ずる場合があるためであり、一方、かかる平均粒径が120μmを超えると、キャリア筋などが発生し、画質特性の劣化(画像濃度の低下)を来す場合があるためである。
(2) Shape and particle size The shape of the carrier core material is not particularly limited, and may be any of a spherical shape and an indefinite shape. However, since it is easy to charge uniformly, a spherical shape is preferable.
Further, the average particle diameter of the carrier core material is preferably set to a value in the range of 20 to 120 μm, for example, and more preferably set to a value in the range of 25 to 80 μm.
This is because when the average particle size of the carrier core material is less than 20 μm, carrier adhesion (scattering) to the electrostatic latent image carrier (generally a photoreceptor) may occur. This is because, when the average particle size exceeds 120 μm, carrier streaks or the like are generated, which may cause deterioration of image quality characteristics (decrease in image density).

(3)キャリア芯材の割合
キャリア芯材の割合を、キャリア全体を100重量%としたときに、90重量%以上の値とすることが好ましく、95重量%以上の値とすることがより好ましい。
この理由は、かかるキャリア芯材の割合が90重量%未満の値となると、磁性力が低下し、トナーの搬送性が低下する場合があるためである。また、キャリア芯材の割合は、キャリアの被覆層の厚さを間接的に規定することになるが、キャリア芯材の組成割合が90重量%未満となると、被覆層が過度や不均一な厚さとなる場合があるためである。このため、キャリアを現像剤に適用した場合に、被覆層の剥がれや、帯電量の増大等の問題が生じたり、あるいは、現像剤に要求される耐久性、電荷の安定性を満足できない場合があるためである。さらに、キャリア芯材の割合が90重量%未満となると、画質的にも細線再現性が劣り、画像濃度が低下する場合があるためである。
(3) Ratio of carrier core material The ratio of the carrier core material is preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more when the entire carrier is 100% by weight. .
This is because when the ratio of the carrier core material is less than 90% by weight, the magnetic force is lowered and the toner transportability may be lowered. Further, the ratio of the carrier core material indirectly defines the thickness of the coating layer of the carrier. However, when the composition ratio of the carrier core material is less than 90% by weight, the coating layer has an excessively or non-uniform thickness. This is because there are cases where For this reason, when the carrier is applied to the developer, problems such as peeling of the coating layer and an increase in the charge amount may occur, or the durability and charge stability required for the developer may not be satisfied. Because there is. Furthermore, if the ratio of the carrier core material is less than 90% by weight, the fine line reproducibility is poor in terms of image quality, and the image density may decrease.

一方、キャリア芯材の組成割合の上限については、被覆樹脂層がキャリア芯材および磁性粉を完全に覆う程度とすることが好ましく、具体的に、99.5重量%以下の値とすることが好ましく、99.0重量%以下の値とすることがより好ましい。
なお、キャリア芯材の割合の好ましい範囲は、キャリア芯材の物性や被覆方法により若干異なる場合がある。
On the other hand, the upper limit of the composition ratio of the carrier core material is preferably such that the coating resin layer completely covers the carrier core material and the magnetic powder, and specifically, a value of 99.5% by weight or less. Preferably, the value is 99.0% by weight or less.
The preferable range of the ratio of the carrier core material may be slightly different depending on the physical properties of the carrier core material and the coating method.

(4)導電層
キャリア芯材粒子上に、高分子量ポリエチレン樹脂による被覆に先立って、体積抵抗値が1×102〜1×1010Ω・cmの範囲内の値を示す導電層を設ける
ことも好ましい。このような導電層を設けることにより、より優れた現像性が得られ、画像濃度が高く、コントラストの鮮明な画像を得ることができる。これは、導電層の存在により、キャリアの電気抵抗が適度に低下し、電荷のリーク、蓄積がバランス良く行われるためと考えられる。
(4) Conductive layer Prior to coating with high molecular weight polyethylene resin, a conductive layer having a volume resistance in the range of 1 × 10 2 to 1 × 10 10 Ω · cm is provided on the carrier core particles. Is also preferable. By providing such a conductive layer, more excellent developability can be obtained, and an image with high image density and clear contrast can be obtained. This is presumably because the electric resistance of carriers is moderately reduced due to the presence of the conductive layer, and charge leakage and accumulation are performed in a well-balanced manner.

また、導電層の種類としては、導電性微粒子が適当な結着樹脂中に分散されたものを用いることが好ましい。このような導電性微粒子としては、カーボンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック、SiCなどの炭化物、マグネタイトなどの磁性粉、SnO2、チタンブラック等を挙げることができる。
一方、結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスルホン酸系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリブチラール系樹脂、尿素系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂等の一種単独または二種以上の組み合わせが挙げられる。さらに、これらの樹脂の混合物(ポリマーブレンド)、共重合体、ブロック重合体、グラフト重合体等も挙げることができる。
As the kind of the conductive layer, it is preferable to use a conductive layer in which conductive fine particles are dispersed in a suitable binder resin. Examples of such conductive fine particles include carbon black such as carbon black and acetylene black, carbide such as SiC, magnetic powder such as magnetite, SnO 2 , and titanium black.
On the other hand, examples of the binder resin include polystyrene resins, poly (meth) acrylic resins, polyolefin resins, polyamide resins, polycarbonate resins, polyether resins, polysulfonic acid resins, polyester resins, and epoxy resins. Examples thereof include a single type of resin, a polybutyral resin, a urea resin, a urethane resin, a silicone resin, and a fluorine resin, or a combination of two or more. Furthermore, the mixture (polymer blend), copolymer, block polymer, graft polymer, etc. of these resin can also be mentioned.

また、導電性微粒子の大きさや添加量等は、最終的に得られるキャリアの電気抵抗等の諸特性を満足する限りにおいて特に制限されるものではないが、例えば、導電性微粒子の平均粒径を、樹脂溶液中に均一に分散できる程度の粒径、具体的には、0.01〜2.0μmの範囲内の値とすることが好ましく、より好ましくは、0.01〜10μmの範囲内の値とすると良い。   Further, the size and amount of the conductive fine particles are not particularly limited as long as various properties such as the electrical resistance of the finally obtained carrier are satisfied. The particle size is such that it can be uniformly dispersed in the resin solution. Specifically, the particle size is preferably in the range of 0.01 to 2.0 μm, more preferably in the range of 0.01 to 10 μm. Value is good.

また、導電性微粒子の添加量としても、導電性微粒子の種類によっても多少変わるが、導電層の結着樹脂に対して0.1〜60重量%の範囲内の値、好ましくは、0.1〜40重量%の範囲内の値とすることが適当である。特に、キャリアの充填率が90重量%を程度と小さく、被覆層の厚さが比較的厚い場合、このようなキャリアを使用して細線の連続コピーを行うと、その再現性が低下するという問題が発生する場合があるが、上述した導電性微粒子を添加することにより、効率的に防止することができる。   Further, the amount of the conductive fine particles to be added also varies depending on the type of the conductive fine particles, but is a value within the range of 0.1 to 60% by weight with respect to the binder resin of the conductive layer, preferably 0.1. A value within the range of ˜40% by weight is appropriate. In particular, when the carrier filling rate is as small as 90% by weight and the thickness of the coating layer is relatively thick, the reproducibility is reduced when continuous copying of fine lines is performed using such a carrier. May occur, but can be efficiently prevented by adding the above-mentioned conductive fine particles.

また、導電層の形成方法についても、特に制限されるものではないが、導電性微粒子を結着樹脂に分散させた溶液をキャリア芯材表面に対して、スプレーコーティング、ディッピング等を用いて塗布することにより形成することができる。
また、キャリア芯材、導電性微粒子および結着樹脂を溶液、混練粉砕することによっても導電層を形成することが可能である。さらに、導電性微粒子の存在下において、重合性モノマーをキャリア芯材粒子表面で直接重合することによっても形成可能である。
なお、キャリア芯材粒子上に導電層等の機能層が形成されたものについても、単にキャリア芯材粒子と称する場合がある。
The method for forming the conductive layer is not particularly limited, but a solution in which conductive fine particles are dispersed in a binder resin is applied to the surface of the carrier core material by spray coating, dipping, or the like. Can be formed.
The conductive layer can also be formed by solution, kneading and pulverization of the carrier core material, conductive fine particles and binder resin. Further, it can be formed by directly polymerizing a polymerizable monomer on the surface of the carrier core material particle in the presence of conductive fine particles.
In addition, what a functional layer such as a conductive layer is formed on carrier core particles may be simply referred to as carrier core particles.

2.高分子量ポリエチレン樹脂からなる被覆層
(1)高分子量ポリエチレン樹脂
被覆層を構成する高分子量ポリエチレン樹脂は、通常、単にポリエチレンと呼ばれるが、本発明においては、分子量範囲として、数平均分子量が1万以上、又は、重量平均分子量が5万以上のものが好ましく、より好ましくは、数平均分子量を4万以上、又は重量平均分子量が20万以上のポリエチレン樹脂である。
この理由は、数平均分子量が1万未満となると、ポリエチレン樹脂はワックス状となり、熱トルエンなどに溶解させた後、通常の浸透法やスプレー法により被覆することができるものの、機械的強度が弱いため、長時間使用すると現像器内での剪断力(シェア)等により、キャリア芯材から剥がれてしまう場合があるためである。
なお、高分子量ポリエチレン樹脂からなる被覆層中に、導電性微粒子や、荷電制御能を有する耐電特性微粒子等の一種単独または二種以上の組み合わせからなる機能性樹脂を添加することも好ましい。
2. Coating layer made of high molecular weight polyethylene resin (1) High molecular weight polyethylene resin The high molecular weight polyethylene resin constituting the coating layer is usually simply called polyethylene, but in the present invention, the number average molecular weight is 10,000 or more as the molecular weight range. Or a thing with a weight average molecular weight of 50,000 or more is preferable, More preferably, it is a polyethylene resin with a number average molecular weight of 40,000 or more, or a weight average molecular weight of 200,000 or more.
The reason for this is that when the number average molecular weight is less than 10,000, the polyethylene resin becomes waxy, and after dissolving in hot toluene or the like, it can be coated by a normal infiltration method or spray method, but the mechanical strength is weak. For this reason, when used for a long time, it may be peeled off from the carrier core material due to a shearing force (share) in the developing device.
In addition, it is also preferable to add the functional resin which consists of 1 type individual, or 2 or more types of combinations, such as electroconductive fine particles and electric-resistant characteristic fine particles which have charge control ability, in the coating layer which consists of high molecular weight polyethylene resin.

(2)被覆層
(i)被覆層の形成方法
高分子量ポリエチレンからなる被覆層の形成方法としては、直接重合法を採用することが好ましいが、例えば、浸漬法、流動床、乾式法、スプレードライ等の形成方法と組み合わせることも好ましい。
ここで、直接重合法とは、キャリア芯材の表面を予めエチレン重合用触媒で処理しておき、次いで、表面上の直接エチレンを重合(生成)させながらポリエチレン樹脂被覆キャリアを製造する方法をいう。すなわち、エチレン重合用触媒として、チタンおよびジルコニウム或いはいずれか一方を含有するとともに、炭化水素溶媒(例えば、ヘキサン、ヘプタン等)に可溶な高活性触媒成分およびキャリア芯材を予め接触処理して得られる固体生成物に有機アルミニウム化合物を添加した後、これを炭化水素溶媒に懸濁させ、さらにエチレンモノマーを供給して、キャリア芯材の表面で重合させることにより、ポリエチレン樹脂被覆層を形成する方法をいう。
この形成方法によれば、キャリア芯材の表面上に、ポリエチレン被覆層を直接形成するので、得られる被覆層は、薄い上に、強度や弾性力に優れ、キャリアの耐久性が優れたものとなる。
なお、このような直接重合法の詳細については、例えば、特開昭60−106808号公報および特開平2−187770号公報に記載されており、それと同様の方法を挙げることができる。
(2) Coating layer
(i) Forming method of coating layer As a method for forming a coating layer made of high molecular weight polyethylene, it is preferable to employ a direct polymerization method, for example, a forming method such as a dipping method, a fluidized bed, a dry method, and a spray drying method. It is also preferable to combine them.
Here, the direct polymerization method refers to a method in which the surface of the carrier core material is previously treated with an ethylene polymerization catalyst, and then a polyethylene resin-coated carrier is produced while directly polymerizing (generating) ethylene on the surface. . That is, as an ethylene polymerization catalyst, a high-activity catalyst component and a carrier core material that contain titanium and / or zirconium and are soluble in a hydrocarbon solvent (for example, hexane, heptane, etc.) are obtained by contact treatment in advance. A method of forming a polyethylene resin coating layer by adding an organoaluminum compound to a solid product obtained, suspending it in a hydrocarbon solvent, supplying an ethylene monomer, and polymerizing it on the surface of the carrier core material Say.
According to this forming method, since the polyethylene coating layer is directly formed on the surface of the carrier core material, the resulting coating layer is thin, excellent in strength and elasticity, and excellent in carrier durability. Become.
Details of such a direct polymerization method are described in, for example, JP-A-60-106808 and JP-A-2-187770, and the same method can be mentioned.

また、被覆層中に、荷電付与機能を有する微粒子や導電性微粒子を添加する場合には、被覆層の形成時にそれらをエチレンモノマーに添加して共存在させておけば良い。例えば、重合系中に導電性微粒子や、荷電制御能を有する機能性微粒子を分散しておくと、被覆層が重合されて形成されていく際に、機能性微粒子等が取り込まれ、機能性微粒子等を含有した被覆層を容易に形成することができる。   When fine particles having a charge imparting function or conductive fine particles are added to the coating layer, they may be added to the ethylene monomer and coexisting when the coating layer is formed. For example, if conductive fine particles or functional fine particles having charge control ability are dispersed in the polymerization system, the functional fine particles are taken in when the coating layer is polymerized to form functional fine particles. Etc. can be easily formed.

(ii)被覆量
高分子量ポリエチレンの被覆量を、[高分子量ポリエチレン樹脂被覆]/[キャリア芯材粒子]の重量比で表した場合に、0.5/99.5〜10/90の範囲内の値となるように形成することが好ましく、より好ましくは、1/99〜5/95の範囲内の値とすることがである。
この理由は、かかる重量比が10/90よりも大きくなると、被覆層が相対的に厚くなり、被覆層が剥がれたり、荷電の安定性を満足することができない場合があるためである。また、画質的にも、細線再現性が劣り、画像濃度が低下する等の問題が生じる場合があるためである。一方、かかる重量比が0.5/99.5よりも小さくなると、被覆層が相対的に薄くなり、キャリア芯材および磁性粉を完全に覆うことが困難となる場合があるためである。
(ii) Coating amount When the coating amount of the high molecular weight polyethylene is represented by a weight ratio of [high molecular weight polyethylene resin coating] / [carrier core particle], it is within the range of 0.5 / 99.5 to 10/90. It is preferable to form so that it may become the value of this, and it is more preferable to set it as the value within the range of 1 / 99-5 / 95.
This is because when the weight ratio is larger than 10/90, the coating layer becomes relatively thick and the coating layer may be peeled off or the charge stability may not be satisfied. Further, in terms of image quality, there are cases where problems such as poor reproducibility of fine lines and a decrease in image density may occur. On the other hand, when the weight ratio is smaller than 0.5 / 99.5, the coating layer becomes relatively thin, and it may be difficult to completely cover the carrier core material and the magnetic powder.

(iii)シリカ粒子
また、被覆層中に、例えば表面疎水化処理し、正帯電特性又は負帯電特性を有するシリカ粒子を添加することが好ましい。
このようにシリカ粒子を添加することにより、キャリアの帯電性制御が容易となり、また、被覆層の機械的強度を向上させることができる。
また、シリカ粒子の平均粒径を、一次粒径として40nm以下の値とすることが好ましく、10〜30nmの範囲内の値とすることがより好ましい。この理由は、シリカ粒子の一時粒径が40nmを超えると、シリカ粒子どうしの間隙が大きくなり、キャリア表面に凹凸が発生し、流動性が低下する場合があるためである。
このようなシリカ粒子の市販品としては、正帯電特性シリカとして、日本アエロジル社製のR812、RY20(商品名)、ワッカーケミカルズ社製の2000、2000/4(商品名)等を挙げることができる。
(iii) Silica particles In addition, it is preferable to add silica particles having a positive charging characteristic or a negative charging characteristic after, for example, surface hydrophobization treatment in the coating layer.
By adding silica particles in this way, the chargeability of the carrier can be easily controlled, and the mechanical strength of the coating layer can be improved.
Moreover, it is preferable to make the average particle diameter of a silica particle into the value of 40 nm or less as a primary particle diameter, and it is more preferable to set it as the value within the range of 10-30 nm. The reason for this is that when the temporary particle diameter of the silica particles exceeds 40 nm, the gap between the silica particles becomes large, irregularities are generated on the carrier surface, and the fluidity may be lowered.
Examples of such commercially available silica particles include R812 and RY20 (trade name) manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., 2000 and 2000/4 (trade name) manufactured by Wacker Chemicals, and the like as positively chargeable silica. .

なお、正帯電トナーの帯電量を上げる場合には、負帯電特性を有するシリカ粒子を使用し、負帯電トナーの帯電量を上げる場合には、正帯電特性を有するシリカ粒子を添加することが好ましい。また、トナーの帯電量を下げる場合には、トナーと同一極性のシリカ粒子を使用することが好ましい。   In addition, when increasing the charge amount of the positively charged toner, it is preferable to use silica particles having negative charge characteristics, and when increasing the charge amount of the negatively charged toner, it is preferable to add silica particles having positive charge characteristics. . In order to reduce the charge amount of the toner, it is preferable to use silica particles having the same polarity as the toner.

(iv)機能性微粒子
次に、シリカ粒子以外の機能性微粒子について説明する。被覆層中には、導電性微粒子や荷電制御能を有する帯電特性粒子の一種単独または二種以上の組み合わせを添加して改質することも好ましい。このような導電性微粒子としては、従来公知のものが使用できる。例えば、カーボンブラック、SiC等の炭化物、マグネタイト等の導電性粉、SnO2、チタンブラック等を用いることができる。また、導電性微粒子の平均粒径は、0.01〜2.0μmの範囲内が好ましい。
また、帯電特性粒子としては、例えば、下記の負帯電特性樹脂(A)と正帯電特性樹脂(B)とを挙げることができる。
(iv) Functional fine particles Next, functional fine particles other than silica particles will be described. It is also preferable to modify the coating layer by adding conductive fine particles or charge characteristic particles having charge control ability alone or in combination of two or more. As such conductive fine particles, conventionally known fine particles can be used. For example, carbon black, carbide such as SiC, conductive powder such as magnetite, SnO 2 , titanium black, or the like can be used. The average particle size of the conductive fine particles is preferably in the range of 0.01 to 2.0 μm.
Examples of the charge characteristic particles include the following negative charge characteristic resin (A) and positive charge characteristic resin (B).

(A)負帯電特性樹脂
負帯電特性樹脂としては、例えば、フッ素系樹脂(例えば、フッ化ビニリデン樹脂、四フッ化エチレン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化エチレン〜六フッ化エチレン共重合体樹脂等)、塩化ビニル系樹脂、セルロイド)等を挙げることができる。
(A) Negative charge characteristic resin Examples of the negative charge characteristic resin include fluorine resins (for example, vinylidene fluoride resin, tetrafluoroethylene resin, trifluorochloroethylene resin, tetrafluoroethylene to hexafluoroethylene). Polymer resin), vinyl chloride resin, celluloid) and the like.

(B)正帯電特性樹脂
正帯電特性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリアミド系樹脂(例えば、ナイロン−6、ナイロン−66、ナイロン−11等)、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、ABS、AS、AAS等)、塩化ビニリデン樹脂、ポリエステル系樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアクリレート、ポリオキシベンゾイル、ポリカーボネート等)、ポリエーテル系樹脂(例えば、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル等)、ポリエチレン系樹脂(例えば、EVE、EEA、EAA、EMAA、EAAM、EMMA等)が挙げられる。
(B) Positive charge characteristic resin Examples of the positive charge characteristic resin include acrylic resin, polyamide resin (for example, nylon-6, nylon-66, nylon-11, etc.), and styrene resin (for example, polystyrene, ABS, AS). , AAS, etc.), vinylidene chloride resins, polyester resins (eg, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, polyacrylate, polyoxybenzoyl, polycarbonate, etc.), polyether resins (eg, polyacetal, polyphenylene ether, etc.) And polyethylene resins (for example, EVE, EEA, EAA, EMAA, EAAM, EMMA, etc.).

3.導電特性
磁性樹脂被覆キャリアの導電特性については、キャリアを用いた現像システムによって、最適値は若干変化するものの、例えば、体積抵抗値において、1×102〜1×1014Ω・cmの範囲内の値を示すものが好ましく、1×103〜1×1010Ω・cmの範囲内の値を示すものがより好ましく、1×104〜1×109Ω・cmの範囲内の値を示すものがさらに好ましい。
この理由は、体積抵抗値が、1×102Ω・cm未満の値となると、キャリア引き現像や、カブリの発生を抑制することが困難となる場合があるためである。一方、体積抵抗値が、1×1014Ω・cmを超えると、画像濃度の低下により画質の劣化を抑制することが困難となる場合があるためである。
なお、キャリアの体積抵抗値は、上下の電極(電極面積5cm2)間に、測定対象のキャリアを挟み込み、荷重1kgの条件で押圧して0.5cmの厚さに調整した後、上下の電極間に1〜500Vの電圧を印加し、流れる電流値を測定することにより算出することができる。
3. Conductive characteristics Regarding the conductive characteristics of the magnetic resin-coated carrier, although the optimum value varies slightly depending on the developing system using the carrier, for example, the volume resistance value is within the range of 1 × 10 2 to 1 × 10 14 Ω · cm. Are preferable, those showing a value in the range of 1 × 10 3 to 1 × 10 10 Ω · cm are more preferable, and values in the range of 1 × 10 4 to 1 × 10 9 Ω · cm are preferable. What is shown is more preferred.
The reason for this is that when the volume resistance value is less than 1 × 10 2 Ω · cm, it may be difficult to suppress carrier-drawing development and fogging. On the other hand, if the volume resistance value exceeds 1 × 10 14 Ω · cm, it may be difficult to suppress degradation of image quality due to a decrease in image density.
The volume resistance value of the carrier is adjusted by adjusting the thickness of the upper and lower electrodes by sandwiching the carrier to be measured between the upper and lower electrodes (electrode area 5 cm 2 ) and pressing it under the condition of a load of 1 kg. It can be calculated by applying a voltage of 1 to 500 V between them and measuring the flowing current value.

4.平均粒径
また、磁性樹脂被覆キャリアの平均粒径についても、特に制限されるものではないが、例えば、かかる平均粒径を20〜120μmの範囲内の値とすることが好ましく、20〜100μmの範囲内の値とすることがより好ましく、20〜80μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、キャリアの平均粒径が20μm未満となると、キャリア現像が生じたり、かぶりが生じる場合があるためである。一方、かかる平均粒径が120μmを超えると、キャリアの搬送性が低下する場合があるためである。
4). Average particle diameter Further, the average particle diameter of the magnetic resin-coated carrier is not particularly limited. For example, the average particle diameter is preferably set to a value in the range of 20 to 120 μm, and preferably 20 to 100 μm. A value within the range is more preferable, and a value within the range of 20 to 80 μm is even more preferable.
This is because when the average particle size of the carrier is less than 20 μm, carrier development or fogging may occur. On the other hand, when the average particle size exceeds 120 μm, the carrier transportability may be lowered.

5.作用
上述した磁性樹脂被覆キャリアは、真比重、見掛け比重がともに磁性粉体キャリアよりも小さい。このため、この磁性樹脂被覆キャリアは、単位重量あたりの表面積が大きく、少量でもトナー粒子への帯電賦与能力を有する。
さらに、この磁性樹脂被覆キャリアは、混合、攪拌時に大きな剪断力が掛かる小型プリンタの現像器においてもスペントの発生が少ない上、磁性粉体キャリアの攪拌時の衝撃も緩和することができる。また、磁性樹脂被覆キャリアは、表面
コーティングなどの表面処理がしてあっても、攪拌時のストレスが比較的小さいため、研摩性トナーによっても表面コーティング材(表面処理材)が研摩、剥離されにくいという特徴がある。
5). Operation The above-described magnetic resin-coated carrier has both a true specific gravity and an apparent specific gravity smaller than that of the magnetic powder carrier. For this reason, the magnetic resin-coated carrier has a large surface area per unit weight, and has a charge imparting ability to toner particles even in a small amount.
In addition, this magnetic resin-coated carrier can reduce the occurrence of spent in a developing device of a small printer where a large shearing force is applied during mixing and stirring, and can also reduce the impact during stirring of the magnetic powder carrier. In addition, even if the magnetic resin-coated carrier is subjected to a surface treatment such as a surface coating, since the stress during stirring is relatively small, the surface coating material (surface treatment material) is not easily polished or peeled off by the abrasive toner. There is a feature.

[II]磁性粉体キャリア
(1)構成
(i)種類
磁性粉体キャリアとしては、例えば、鉄、マグネタイト又はフェライト等の実質的に磁性粉からなる磁性体粒子を用いることができる。
ただし、耐湿性を向上させるために、磁性粉の表面に樹脂皮膜を形成することも好ましい。このような樹脂皮膜を形成する樹脂としては、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリエチレン系樹脂が挙げられる。これらの樹脂のうち、防湿性や滑性が優れていることから、シリ
コーン系樹脂が特に好ましい。
なお、磁性粉体キャリアにおいて、樹脂皮膜を形成する場合、その樹脂皮膜量を、磁性粉体キャリアの全体量に対して、0.01〜1重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
[II] Magnetic powder carrier (1) Configuration
(i) Type As the magnetic powder carrier, for example, magnetic particles substantially made of magnetic powder such as iron, magnetite or ferrite can be used.
However, in order to improve moisture resistance, it is also preferable to form a resin film on the surface of the magnetic powder. Examples of resins that form such resin films include silicone resins, epoxy resins, polyester resins, acrylic resins, polyamide resins, styrene resins, vinylidene chloride resins, polyether resins, and polyethylene resins. It is done. Of these resins, silicone resins are particularly preferred because of their excellent moisture resistance and lubricity.
In addition, when forming a resin film in a magnetic powder carrier, it is preferable to make the resin film quantity into the value within the range of 0.01 to 1 weight% with respect to the whole quantity of a magnetic powder carrier.

(ii)嵩密度
また、磁性粉体キャリアの嵩密度を、磁性樹脂被覆キャリアの嵩密度よりも高くすることが望ましい。例えば、磁性樹脂被覆キャリアの嵩密度を2.3g/cm3未満の値とするのに対して、磁性粉体キャリアの嵩密度を2.3g/cm3以上の値とすることが好ましい。
このように構成すると、磁性粉体キャリアが、磁性樹脂被覆キャリアを引き付けて、キャリアが感光体表面に付着するキャリア引きの発生をより効率的に抑制することができる。
(ii) Bulk density The bulk density of the magnetic powder carrier is desirably higher than the bulk density of the magnetic resin-coated carrier. For example, the bulk density of the magnetic resin carrier is preferably less than 2.3 g / cm 3 , whereas the bulk density of the magnetic powder carrier is preferably 2.3 g / cm 3 or more.
With this configuration, the magnetic powder carrier attracts the magnetic resin-coated carrier, and the carrier pulling that the carrier adheres to the surface of the photoreceptor can be more efficiently suppressed.

(iii)平均粒径
また、磁性粉体キャリアの平均粒径を、20〜130μmの範囲内の値とすることが好ましく、20〜110μmの範囲内の値とすることがより好ましく、20〜90μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、磁性粉体キャリアの平均粒径が20μmとなると、キャリア引き現像が生じたり、かぶりが生じる場合があるためである。一方、かかる平均粒径が130μmを超えると、磁性粉体キャリアによるトナーの搬送性が低下する場合があるためである。
(iii) Average particle diameter The average particle diameter of the magnetic powder carrier is preferably set to a value within the range of 20 to 130 μm, more preferably set to a value within the range of 20 to 110 μm. It is more preferable to set the value within the range.
This is because, when the average particle size of the magnetic powder carrier is 20 μm, carrier pulling development or fogging may occur. On the other hand, if the average particle diameter exceeds 130 μm, the toner transportability by the magnetic powder carrier may be lowered.

(iv)配合比
(b)磁性粉体キャリアと、上述した(a)磁性樹脂被覆キャリアとの配合比は幅広く設定することができるが、例えば、配合比(a)/(b)が、重量比で85/15〜45/55の範囲内の値とすることが好ましく、75/25〜50/50の範囲内の値とすることがより好ましく、70/30〜40/60の範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、かかる配合比(a)/(b)が、85/15よりも小さいと、(a)の磁性樹脂被覆キャリアの欠点を(b)の磁性粉体キャリアで十分に補うことができ、例えば、トナーの搬送性を向上させることにより、画像濃度の低下やドット再現性の悪化を抑制することができる。さらに、使用に伴う帯電量の増加も抑制することにより、静電潜像現像剤の長寿命化を図ることができるためである。
一方、かかる配合比(a)/(b)が、45/55よりも大きいと、(b)の磁性粉体キャリアの欠点を(a)の磁性樹脂被覆キャリアで十分に補うことができ、帯電不良によるカブリの発生を抑制することができる。さらに、スペントによる帯電不良の悪化も抑制して、静電潜像現像剤の長寿命化を図ることができる。さらに、50/50よりも大きければ、より効果的に抑制することができる。
(iv) Compounding ratio (b) The compounding ratio of the magnetic powder carrier and the above-mentioned (a) magnetic resin-coated carrier can be set widely. For example, the compounding ratio (a) / (b) is The ratio is preferably in the range of 85/15 to 45/55, more preferably in the range of 75/25 to 50/50, and in the range of 70/30 to 40/60. More preferably, it is a value.
The reason for this is that when the blending ratio (a) / (b) is smaller than 85/15, the defects of the magnetic resin-coated carrier of (a) can be sufficiently compensated by the magnetic powder carrier of (b). For example, by improving the toner transportability, it is possible to suppress a decrease in image density and a deterioration in dot reproducibility. Furthermore, it is possible to extend the life of the electrostatic latent image developer by suppressing an increase in the charge amount associated with use.
On the other hand, when the blending ratio (a) / (b) is larger than 45/55, the defects of the magnetic powder carrier of (b) can be sufficiently compensated by the magnetic resin-coated carrier of (a), Occurrence of fog due to defects can be suppressed. Further, deterioration of charging failure due to spent can be suppressed, and the life of the electrostatic latent image developer can be extended. Furthermore, if it is larger than 50/50, it can suppress more effectively.

さらに、磁性樹脂被覆キャリア、磁性粉体キャリアおよびトナーを混合して静電潜像現像剤を構成する場合には、それぞれ、重量比で、60〜80:40〜20:4〜6の範囲内であることがより好ましい。   Further, when the electrostatic latent image developer is constituted by mixing the magnetic resin coated carrier, the magnetic powder carrier and the toner, the weight ratio is within the range of 60 to 80:40 to 20: 4 to 6, respectively. It is more preferable that

(2)作用
上述したように磁性粉体キャリアを磁性樹脂被覆キャリアと併用することにより、スリーブからの穂立ちがこの高磁力を有する磁性粉体キャリアを中心とした穂立ちとなるので、キャリアが現像ゾーンから離れるときに、磁性樹脂被覆キャリアが高磁力キャリアに吸い寄せられることになる。その結果、磁性樹脂被覆キャリアがトナーとともに感光体に移行するキャリア引きの発生を防止することができる。
すなわち、磁性粉体キャリアを併用せずに、磁性樹脂被覆キャリアを単独で用いると、磁性樹脂被覆キャリアは比重が小さく、しかも重量あたりの電荷(比電荷Q/M)が大きく、磁力が比較的弱いため、キャリア引きが発生しやすいためである。
なお、キャリア引きを防止するために、磁性樹脂被覆キャリアの平均粒径(例えば100μm超える値)に設定することも考えらえるが、画質が粗くなり、トナー濃度を向上させることが困難となる場合がある。
(2) Action As described above, by using the magnetic powder carrier in combination with the magnetic resin-coated carrier, the spike from the sleeve becomes the spike centering on the magnetic powder carrier having this high magnetic force. When leaving the development zone, the magnetic resin-coated carrier is attracted to the high magnetic force carrier. As a result, it is possible to prevent the occurrence of carrier pulling in which the magnetic resin-coated carrier moves to the photoreceptor together with the toner.
That is, when a magnetic resin-coated carrier is used alone without using a magnetic powder carrier, the magnetic resin-coated carrier has a small specific gravity, a large charge per unit weight (specific charge Q / M), and a relatively low magnetic force. This is because it is weak and carrier pulling easily occurs.
In order to prevent carrier pulling, it may be possible to set the average particle diameter of the magnetic resin-coated carrier (for example, a value exceeding 100 μm). However, when the image quality becomes rough and it is difficult to improve the toner density. There is.

また、磁性樹脂被覆キャリアと磁性粉体キャリアとを併用することにより、磁性樹脂被覆キャリアに帯電する電荷の増加を磁性粉体キャリアが除去することができる。
したがって、現像時のキャリア及びトナーの帯電量を安定化させることができ、その結果、キャリアによるトナーの帯電保持力が、感光体の静電潜像上の電位差によるトナーの吸引力より勝ってしまうという事態の発生を回避することができる。
これにより、キャリアが搬送してきたトナーを静電潜像上に十分に付着させることができるので、画像濃度の低下や、ドット再現性の悪化を防ぎ、静電潜像現像剤の寿命を長くすることができる。
Further, by using the magnetic resin-coated carrier and the magnetic powder carrier in combination, the magnetic powder carrier can remove an increase in the electric charge charged to the magnetic resin-coated carrier.
Therefore, the charge amount of the carrier and the toner at the time of development can be stabilized, and as a result, the toner charge holding force by the carrier is superior to the toner attracting force due to the potential difference on the electrostatic latent image of the photoreceptor. Can be avoided.
As a result, the toner conveyed by the carrier can be sufficiently adhered onto the electrostatic latent image, thereby preventing a decrease in image density and a deterioration in dot reproducibility and extending the life of the electrostatic latent image developer. be able to.

[III]研摩性トナー
(1)構造
図1を参照しながら、(c)研摩性トナーの構造について説明する。図1は、(c)の研摩性トナーのモデル図であり、トナー11がトナー母粒子13の表面に研磨剤微粒子15が固定されていることを表している。
トナー母粒子の表面への研磨剤微粒子の固着は、例えば、トナー母粒子と研磨剤微粒子とを均一に混合し、トナー母粒子の表面に研磨剤微粒子を付着させた後、機械的又は熱的な衝撃を与えて研磨剤微粒子をトナー母粒子中に打ち込むようにして行われる。すなわち、研磨剤微粒子は、トナー母粒子中に完全に埋没するのではなく、その一部分をトナー母粒子の表面から突き出した状態で固定することが好ましい。
[III] Abrasive Toner (1) Structure The structure of (c) the abrasive toner will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a model diagram of the abrasive toner (c), and shows that the toner 11 has the abrasive fine particles 15 fixed on the surface of the toner base particles 13.
The fixing of the abrasive fine particles to the surface of the toner base particles may be performed by, for example, mixing the toner base particles and the abrasive fine particles uniformly, attaching the abrasive fine particles to the surface of the toner base particles, and then mechanically or thermally. This is performed by applying a small impact and driving the abrasive fine particles into the toner base particles. That is, it is preferable that the fine abrasive particles are not completely buried in the toner base particles but are fixed in a state in which a part thereof protrudes from the surface of the toner base particles.

(2)製法
研磨剤微粒子の固着装置は、表面改質装置やシステムとして市販されており、その一例を挙げれば、下記の通りである。例えば、乾式メカノケミカル法によるものとしては、岡田精工株式会社製のメカノケミカル(商品名)、ホソカワミクロン株式会社製のメカノフュージョンシステム(商品名)が挙げられる。また、高速気流中衝撃法によるものとしては、株式会社奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム(商品名)や、川崎重工株式会社製のクリプトロンシステム(商品名)を挙げることができる。
(2) Manufacturing method Abrasive fine particle fixing devices are commercially available as surface modification devices and systems, and one example is as follows. Examples of the dry mechanochemical method include a mechanochemical (trade name) manufactured by Okada Seiko Co., Ltd. and a mechanofusion system (trade name) manufactured by Hosokawa Micron Corporation. Moreover, as a thing by the impact method in a high-speed air current, the hybridization system (brand name) by Nara Machinery Co., Ltd. and the kryptron system (brand name) by Kawasaki Heavy Industries, Ltd. can be mentioned.

さらに、湿式法によるものとしては、日清製粉株式会社製のディスパーコート(商品名)や、フロイント産業株式会社製のコートマイザー(商品名)を挙げることができる。
また、熱処理法によるものとしては、日本ニューマチック工業株式会社製のサーフュージング(商品名)を挙げることができる。
また、その他の方法による固着装置としては、大川原化工機株式会社製のスプレードライ(商品名)を挙げることができる。
Furthermore, as a thing by a wet method, the disperse coat (brand name) by Nisshin Flour Milling Co., Ltd. and the coat-mizer (brand name) by Freund Sangyo Co., Ltd. can be mentioned.
Examples of the heat treatment method include surfing (trade name) manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.
In addition, examples of the fixing device by other methods include spray drying (trade name) manufactured by Okawara Chemical Corporation.

(3)研磨剤微粒子
(i)種類1
研磨剤微粒子の種類としては、硬度が大きな微粒子、例えば、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン(チタニア)等の金属酸化物等の微粒子が挙げられる。
特に酸化チタンは、白色性が高いため、この研磨剤を固着させたトナー母材をカラー化した場合おいても、研磨剤の色によって、トナーの発色性が低下することを回避できることから好ましい。また、酸化チタンは化学的に安定であるので、種々の色成分のカラートナーと組み合わせることができる。さらに、酸化チタンは、熱に対しても安定であるので、現像された可視像を加熱定着する上で好適である。
(3) Abrasive fine particles
(i) Type 1
Examples of the type of abrasive fine particles include fine particles having high hardness, for example, fine particles such as metal oxides such as alumina, zirconia, and titanium oxide (titania).
In particular, titanium oxide is preferable because it has a high whiteness, and therefore, even when the toner base material to which the abrasive is fixed is colored, it is possible to avoid a decrease in toner color development due to the color of the abrasive. Further, since titanium oxide is chemically stable, it can be combined with color toners having various color components. Furthermore, since titanium oxide is stable against heat, it is suitable for heat fixing a developed visible image.

(ii)種類2
また、研磨剤微粒子は、体積抵抗値が0.1〜100Ω・cmの範囲の導電性を示すことが好ましい。この理由は、導電性研磨剤微粒子を使用することにより、キャリアの帯電量が上昇するので、キャリアがトナーとともに感光体に移行することを効率的に防止することができる。
なお、導電性の研磨剤微粒子は、電気絶縁性の研磨剤微粒子に対して、酸化スズ処理や、酸化インジウム処理等の導電化処理を施すことにより容易に得ることができる。
(ii) Type 2
Moreover, it is preferable that the abrasive fine particles exhibit conductivity in a volume resistance range of 0.1 to 100 Ω · cm. The reason is that the use of conductive abrasive fine particles increases the charge amount of the carrier, so that the carrier can be efficiently prevented from moving to the photoreceptor together with the toner.
The conductive abrasive fine particles can be easily obtained by subjecting the electrically insulating abrasive fine particles to a conductive treatment such as tin oxide treatment or indium oxide treatment.

(iii)硬度
また、感光体の表面保護層31(図3参照)として、アモルファス−シリコンカーバイド(SiC)層を有するアモルファスシリコン感光体(α―Si感光体)への適用を考えると、研摩剤微粒子のモース硬度を8以上の値、好ましくは、8〜9の範囲内の値とすることが好ましい。すなわち、SiC層のモース硬度が8程度であるので、このような硬度を有する研摩剤微粒子を用いることにより、優れた研磨効果を得ることができる。
(iii) Hardness Considering application to an amorphous silicon photoconductor (α-Si photoconductor) having an amorphous-silicon carbide (SiC) layer as the surface protective layer 31 (see FIG. 3) of the photoconductor, an abrasive. It is preferable that the Mohs hardness of the fine particles is a value of 8 or more, preferably a value within the range of 8-9. That is, since the Mohs hardness of the SiC layer is about 8, an excellent polishing effect can be obtained by using abrasive fine particles having such hardness.

(iv)平均粒径
また、研磨剤微粒子の平均粒径に関して、トナー母粒子の平均粒径をD、研磨剤微粒子の平均粒径をdとしたときに、D/d=10〜50の範囲内となることが好ましく、D/d=10〜40の範囲内となるような平均粒径を有することがより好ましい。
この理由は、研磨剤微粒子が、トナー母粒子の表面にしっかりと固定され、また、研磨剤微粒子による研摩効果が大きくなるためである。
なお、研磨剤微粒子は、帯電調整や阻止化の目的で、その表面に表面処理を施しても良い。また、流動性等を調整する目的で、他の微粒子を併用しても良い。
(iv) Average particle diameter Further, regarding the average particle diameter of the abrasive fine particles, the average particle diameter of the toner base particles is D, and the average particle diameter of the abrasive fine particles is d, the range of D / d = 10-50. It is preferable that the average particle diameter is within the range of D / d = 10-40.
This is because the abrasive fine particles are firmly fixed to the surface of the toner base particles, and the polishing effect by the abrasive fine particles is increased.
The surface of the abrasive fine particles may be subjected to a surface treatment for the purpose of charge adjustment or prevention. Further, other fine particles may be used in combination for the purpose of adjusting fluidity and the like.

(4)トナー母粒子
トナー母粒子としては、従来のトナーにおける同様の構成のものが用いられ、例えば、バインダー樹脂、着色剤、荷電制御剤、オフセット防止剤等を配合して構成することができる。また、磁性体を添加して、磁性トナーとすることもできる。
このようなバインダー樹脂としては、スチレン−アクリル共重合物等のビニル系樹脂や、ポリエステル系樹脂などが用いられる。また、着色剤としては、カーボンブラックをはじめ各種の顔料、染料が用いられる。なお、複数の顔料を用いることにより、カラートナーとしても良い。また、荷電制御剤としては、第4級アンモニウム化合物、ニグロシン、ニグロシン塩基、クリスタルバイオレッド、トリフェニルメタン化合物等が用いられる。また、オフセット防止剤、定着向上助剤としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン或いはその変性物等のオレフィンワックス等を用いることができる。さらに、磁性体としては、マグネタイト、フェライト等が使用できる。
(4) Toner Base Particles As toner base particles, those having the same structure as in conventional toners are used. For example, a binder resin, a colorant, a charge control agent, an offset preventing agent and the like can be blended. . Further, a magnetic material can be added to obtain a magnetic toner.
As such a binder resin, a vinyl resin such as a styrene-acrylic copolymer, a polyester resin, or the like is used. As the colorant, various pigments and dyes including carbon black are used. A color toner may be used by using a plurality of pigments. As the charge control agent, a quaternary ammonium compound, nigrosine, nigrosine base, crystal bio red, triphenylmethane compound or the like is used. Further, as the offset preventing agent and the fixing improving aid, olefin waxes such as low molecular weight polypropylene, low molecular weight polyethylene or modified products thereof can be used. Furthermore, magnetite, ferrite, etc. can be used as the magnetic material.

そして、トナー母粒子は、従来公知の方法により、例えば、2軸押し出機、ニーダ等で各成分を溶融混練後、ジェットミル等で粉砕し、分級することにより得られる。トナーの平均粒径は、一般に20μm以下が好ましく、より好ましくは、15μm以下である。   The toner base particles can be obtained by a conventionally known method, for example, by melt-kneading each component with a twin screw extruder, kneader or the like, and then pulverizing and classifying with a jet mill or the like. In general, the average particle diameter of the toner is preferably 20 μm or less, and more preferably 15 μm or less.

(5)作用
上述したような研摩性トナーを用いると、現像剤の攪拌、混合時に、トナー11が磁性粉体キャリアの表面を研摩して、磁性粉体キャリア表面に融着したスペント物を研摩除去する。したがって、スペントは、一定量以上、堆積、成長することがなく、長期間にわたって安定した画像品質が得られる。
なお、スペント量は、抵抗値と全炭素質からの両方のキャリアに対するスペント量として定量される。
(5) Operation When the above-described abrasive toner is used, the toner 11 polishes the surface of the magnetic powder carrier when the developer is stirred and mixed, and the spent material fused to the surface of the magnetic powder carrier is polished. Remove. Therefore, spent does not accumulate or grow more than a certain amount, and stable image quality can be obtained over a long period of time.
The spent amount is quantified as the spent amount for both the resistance value and the total carbonaceous carrier.

さらに、研摩性トナーを用いて、静電潜像を現送して画像形成を行うと、現像時、感光体のクリーニング時のように、トナーが感光体の表面層と接触、摩擦する際に、感光体表面に効果的に研摩することができる。特に、SiC層を表面相とするα−Si系感光体に効果的である。   In addition, when an electrostatic latent image is transferred and image formation is performed using an abrasive toner, when the toner contacts and rubs against the surface layer of the photoconductor, such as during development and cleaning of the photoconductor. The surface of the photoreceptor can be polished effectively. In particular, it is effective for an α-Si type photoreceptor having a SiC layer as a surface phase.

[第2の実施形態]
次に、本発明の静電潜像現像剤(現像剤)を用いた画像形成方法に関する実施形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, an embodiment relating to an image forming method using the electrostatic latent image developer (developer) of the present invention will be described.

(1)感光体
先ず、図2を参照して、現像剤を適用する画像形成装置の感光体の構成について説明する。
図2は、感光体ドラムの感光層の層構成を説明するための要部断面模式図である。図2に示すように、この感光体21の感光層は、導電性基体23上に、Si:Ge:H等からなる光吸収層25、Si:H:B:O等からなるキャリア注入阻止層27、Si:H等からなるキャリア励起・輸送層29(光導電層)、及び、表面保護層31が順次に形成された層構成を有する。
(1) Photoconductor First, the configuration of the photoconductor of the image forming apparatus to which the developer is applied will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an essential part for explaining the layer structure of the photosensitive layer of the photosensitive drum. As shown in FIG. 2, the photosensitive layer of the photoreceptor 21 includes a light-absorbing layer 25 made of Si: Ge: H, a carrier injection blocking layer made of Si: H: B: O, etc. on a conductive substrate 23. 27, a carrier excitation / transport layer 29 (photoconductive layer) made of Si: H or the like, and a surface protective layer 31 are sequentially formed.

この表面保護層(SiC層とも称する場合がある。)31は、例えば厚さが0.3〜1×10μm程度のSiC、より好ましくは、α−SiC(アモルファス−シリコンカーバイト)から形成されている。このSiC層の表面は、平滑でなく、微小な突起物(コーン)が表面に多数存在している。また、このSiC層は、親水性が強く、コロナ放電によって生じるイオン生成物が付着する。
このため、連続プリントを行ったり、高湿条件下でプリントを開始すると、トナーの感光体ドラムへの付着及びトナーフィルミングが発生するとともに、イオン生成物として硝酸アンモニウム等の親水性化合物の付着等が発生する。このため、感光体の電荷がリークして、いわゆる「像流れ」の現象が発生する。しかも、これらの生成物は、表面保護層31であるSiC層の微小突起物どうしの間に溜まる傾向が強いため、通常のクリーニングでは像流れを防止できない。
This surface protective layer (sometimes referred to as a SiC layer) 31 is formed of, for example, SiC having a thickness of about 0.3 to 1 × 10 μm, more preferably α-SiC (amorphous-silicon carbide). Yes. The surface of this SiC layer is not smooth, and a large number of minute protrusions (cones) are present on the surface. Moreover, this SiC layer has strong hydrophilicity, and the ion product produced by corona discharge adheres.
For this reason, when continuous printing is performed or printing is started under high humidity conditions, toner adheres to the photosensitive drum and toner filming occurs, and adhesion of a hydrophilic compound such as ammonium nitrate as an ion product occurs. Occur. For this reason, the charge of the photoconductor leaks and a so-called “image flow” phenomenon occurs. In addition, these products tend to accumulate between the fine protrusions of the SiC layer, which is the surface protective layer 31, and thus image flow cannot be prevented by ordinary cleaning.

これに対して、(c)の研摩性トナーは、研磨剤微粒子15により、SiC層の微小突起物の先端付近を研摩してSiC層の表面を平滑化するとともに、微小突起物どうしの間に堆積したイオン生成物を取り除いて像流れを防止して、現像安定性の確保に寄与する。
しかも、この研摩性トナーは、トナーの表面に研磨剤微粒子が設けられているため、過度に研磨力を発揮することがない。したがって、クリーニングブレードや摺擦ローラ等で研摩された場合においても、α−Si感光体表面に大きな傷を付けることがない。
On the other hand, the abrasive toner (c) uses the abrasive fine particles 15 to polish the vicinity of the tips of the microprojections on the SiC layer to smooth the surface of the SiC layer, and between the microprojections. The deposited ion products are removed to prevent image flow and contribute to ensuring development stability.
In addition, the abrasive toner does not exhibit excessive polishing power because abrasive particles are provided on the surface of the toner. Therefore, even when polished with a cleaning blade or a rubbing roller, the surface of the α-Si photosensitive member is not damaged.

(2)画像形成方法
次に、図3を参照して、本発明の静電潜像現像剤を用いて画像形成する方法について、画像形成装置の構成例とともに説明する。
図3は、画像形成装置の構成を説明するための模式図である。
なお、この画像形成装置は、摺擦ローラ(圧接部材)49が設けられている点を除いて、従来の一般的な画像形成装置と変わるところがない。また、図3においては、キャリアの図示を省略する。
(2) Image Forming Method Next, with reference to FIG. 3, a method for forming an image using the electrostatic latent image developer according to the present invention will be described together with a configuration example of an image forming apparatus.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the configuration of the image forming apparatus.
This image forming apparatus is the same as a conventional general image forming apparatus except that a rubbing roller (pressing member) 49 is provided. In FIG. 3, the carrier is not shown.

ドラム状のα−Si感光体21の周囲には、コロナ帯電器41、LEDヘッド43(露光器)、現像ローラ45、転写機47、摺擦ローラ49、クリーニングブレード51が配設されている。コロナ帯電器41による感光体21の表面の均一帯電、LEDヘッド43による選択画像露光による静電潜像の形成後に、現像ローラ45により現像剤61が感光体21の表面に供給され、現像によりトナー11からなる可視像が形成される。このとき、現像剤61中のトナー11により、感光体21の表面が摩擦されて、表面のSiC層(図示せず。)が研摩される。
また、研磨剤微粒子15は、トナー母粒子13にしっかりと固定されているので、脱落することなく、現像不良、画像欠陥などの原因となることがない。
Around the drum-shaped α-Si photosensitive member 21, a corona charger 41, an LED head 43 (exposure device), a developing roller 45, a transfer device 47, a rubbing roller 49, and a cleaning blade 51 are disposed. After uniform charging of the surface of the photosensitive member 21 by the corona charger 41 and formation of an electrostatic latent image by selective image exposure by the LED head 43, the developer 61 is supplied to the surface of the photosensitive member 21 by the developing roller 45, and toner is developed by development. A visible image consisting of 11 is formed. At this time, the surface of the photoreceptor 21 is rubbed by the toner 11 in the developer 61, and the SiC layer (not shown) on the surface is polished.
Further, since the abrasive fine particles 15 are firmly fixed to the toner base particles 13, they do not fall off and do not cause development defects or image defects.

また、感光体21の表面のトナー11は、転写機47により紙63(被転写材)に転写され、続いて、定着器(図示せず)により、紙63上に定着される。
転写工程においては、感光体21の表面上のトナー11がすべて紙63に転写されるのではなく、一部分のトナー11(残存トナー)が感光体21上に残る。この残存トナー11は、摺擦ローラ49により感光体21の表面に対して圧接され、表面のSiC層を研摩し、さらに、トナー11の研磨剤微粒子15による研摩効果が大きくなる。
Further, the toner 11 on the surface of the photosensitive member 21 is transferred to the paper 63 (a material to be transferred) by the transfer machine 47 and then fixed on the paper 63 by a fixing device (not shown).
In the transfer step, not all of the toner 11 on the surface of the photoreceptor 21 is transferred to the paper 63 but a part of the toner 11 (residual toner) remains on the photoreceptor 21. The residual toner 11 is pressed against the surface of the photoreceptor 21 by the rubbing roller 49 to polish the SiC layer on the surface, and the polishing effect of the toner 11 by the abrasive fine particles 15 is increased.

次に、感光体21上の残存トナー11は、クリーニングブレード51により感光体21の表面から除かれるが、このときも、感光体21上の残存トナー11は、クリーニングブレード51と感光体21との間にかけられる機械的な力により、トナー11の研磨剤微粒子15によって、感光体21の表面のSiC層が研摩される。
また、摺擦ローラ49としては、弾性ローラが用いられ、感光体21の表面に対して摺擦ローラ49を圧接するとともに、感光体21に対してずり応力が掛かるように回転させることにより、感光体21の表面(図示せず。)が研摩、クリーニングされる。
また、感光体21の内面にヒータを取付けて加熱することにより、像流れ防止効果をさらに改善することができる。
Next, the residual toner 11 on the photoconductor 21 is removed from the surface of the photoconductor 21 by the cleaning blade 51, and at this time, the residual toner 11 on the photoconductor 21 is removed between the cleaning blade 51 and the photoconductor 21. The SiC layer on the surface of the photoreceptor 21 is polished by the abrasive fine particles 15 of the toner 11 by a mechanical force applied between them.
Further, as the rubbing roller 49, an elastic roller is used, and the rubbing roller 49 is pressed against the surface of the photoconductor 21 and rotated so as to apply a shear stress to the photoconductor 21. The surface (not shown) of the body 21 is polished and cleaned.
Further, by attaching a heater to the inner surface of the photoconductor 21 and heating it, the effect of preventing image drift can be further improved.

以下、本発明の実施例について説明する。
(1)磁性樹脂被覆キャリアの製造
(i)チタン含有触媒成分の調製
アルゴン置換した内容量500mlのフラスコに、室温にて脱水n−ヘプタン200ml及び予め120℃で減圧(266kPa(2mmHg))脱水したステアリン酸マグネシウム1.5g(25ミリモル)を入れて、スラリー化した。攪拌下に四塩化チタン0.44g(2.3ミリモル)を滴下した後、昇温を開始し、還流下にて1時間反応させ、粘性を有する透明なチタン含有触媒(活性触媒)を得た。
Examples of the present invention will be described below.
(1) Manufacture of magnetic resin coated carrier
(i) Preparation of titanium-containing catalyst component In a 500-ml flask purged with argon, 200 ml of dehydrated n-heptane and 1.5 g (25 mmol) of magnesium stearate dehydrated at 120 ° C. under reduced pressure (266 kPa (2 mmHg)) at room temperature. ) To make a slurry. After dropwise addition of 0.44 g (2.3 mmol) of titanium tetrachloride with stirring, the heating was started and reacted for 1 hour under reflux to obtain a viscous transparent titanium-containing catalyst (active catalyst). .

(ii)チタン含有触媒成分の活性評価
アルゴン置換した内容積1リットルのオートクレーブ内に、脱水ヘキサン400ml、トリエチルアルミニウム0.8ミリモル、ジエチルアルミニウムクロリド0.8ミリモル、および、上記(i)で調製されたチタン含有触媒をチタン原子として0.004ミリモルを採取してそれぞれ投入し、90℃に昇温した。このとき、内圧は147kPa(1.5kg/cm2G)であった。
続いて、このオートクレーブ内に水素を供給し、539kPa(5.5kg/cm2G)に昇圧した後、全圧が931kPa(9.5kg/cm2G)に保たれるようにエチレンを連続的に供給した。その状態でエチレンの重合を1時間行い、70gのポリエチレンを得た。重合活性は、365kg/g・Ti/Hrであり、得られたポリエチレンのMFR(190℃、21.168N(荷重2.16kg)における、JIS K 7210に基づいて測定した溶融流れ性)は、40g/分であった。
(ii) Activity evaluation of titanium-containing catalyst component In an autoclave with an internal volume of 1 liter substituted with argon, 400 ml of dehydrated hexane, 0.8 mmol of triethylaluminum, 0.8 mmol of diethylaluminum chloride, and the above (i) were prepared. The titanium-containing catalyst was taken as 0.004 mmol of titanium atoms and charged, and the temperature was raised to 90 ° C. At this time, the internal pressure was 147 kPa (1.5 kg / cm 2 G).
Subsequently, hydrogen is supplied into the autoclave and the pressure is increased to 539 kPa (5.5 kg / cm 2 G), and then ethylene is continuously added so that the total pressure is maintained at 931 kPa (9.5 kg / cm 2 G). Supplied to. In this state, ethylene was polymerized for 1 hour to obtain 70 g of polyethylene. The polymerization activity was 365 kg / g · Ti / Hr, and the obtained polyethylene had an MFR (melt flowability measured according to JIS K 7210 at 190 ° C. and 21.168 N (load 2.16 kg)) of 40 g. / Min.

(iii)ポリエチレン被覆キャリアの製造
アルゴン置換した内容積2リットルのオートクレーブ内に、焼結フェライト粉F−2535(商品名)(パウダーテック社製、平均粒径65μm)960gを収容し、80℃まで昇温し、1時間減圧(1330kPa(10mmHg))乾燥を行った。その後、40℃まで降温して、脱水ヘキサン800mlを収容し、攪拌を開始した。
続いて、ジエチルアルミニウムクロリド5.0ミリモルおよび上記(i)で調製したチタン含有触媒成分をチタン原子として0.05ミリモル添加した後、30分間反応を行い、さらに90℃まで昇温し、エチレンを4g導入した。このとき、オートクレーブの内圧は294kPa(3.0kg/cm2G)であった。その後、水素を供給し、内圧を313.6kPa(3.2kg/cm2G)に昇圧させるとともに、トリエチルアルミニウム5.0ミリモルを添加して重合を開始したところ、約5分間で内圧は225.4kPa(2.3kg/cm2G)まで低下して安定した。
(iii) Production of polyethylene-coated carrier 960 g of sintered ferrite powder F-2535 (trade name) (average particle size 65 μm, manufactured by Powdertech Co., Ltd.) was accommodated in an autoclave with an internal volume of 2 liters substituted with argon, up to 80 ° C. The temperature was raised, and drying under reduced pressure (1330 kPa (10 mmHg)) was performed for 1 hour. Thereafter, the temperature was lowered to 40 ° C., 800 ml of dehydrated hexane was accommodated, and stirring was started.
Subsequently, after adding 5.0 mmol of diethylaluminum chloride and 0.05 mmol of the titanium-containing catalyst component prepared in the above (i) as titanium atoms, the reaction was performed for 30 minutes, and the temperature was further raised to 90 ° C. 4 g was introduced. At this time, the internal pressure of the autoclave was 294 kPa (3.0 kg / cm 2 G). Thereafter, hydrogen was supplied to increase the internal pressure to 313.6 kPa (3.2 kg / cm 2 G), and 5.0 mmol of triethylaluminum was added to initiate the polymerization. The internal pressure was about 225. 5 minutes. It decreased to 4 kPa (2.3 kg / cm 2 G) and stabilized.

次に、オートクレーブ内に、カーボンブラック(三菱化学社製、MA−100(商品名))5.5gと、脱水ヘキサン100mlとからなるスラリーを投入し、さらに、内圧を421.4kPa(4.3kg/cm2G)に保つようにエチレンを連続的に供給しながら、系内にエチレンを合計量で40g供給した時点で供給を停止するとともに、45分間、直接重合を行った。このようにして1005.5gのカーボンブラック含有ポリエチレン樹脂被覆フェライトを得た。
得られたカーボンブラック含有ポリエチレン樹脂被覆フェライトを乾燥した粉末は、均一の黒色を呈していた。そして、電子顕微鏡写真により、フェライト表面は薄くポリエチレン樹脂により覆われており、カーボンブラックはそのポリエチレン樹脂中に均一に分散していることが観察された。
なお、このカーボンブラック含有ポリエチレン樹脂被覆フェライトの組成比をTGA(熱天秤)により測定したところ、フェライト:カーボンブラック:ポリエチレンの組成比は、重量比で90.5:0.5:4.0であった。
また、得られたカーボンブラック含有ポリエチレン樹脂被覆フェライトにおける被覆ポリエチレンの重量平均分子量を、GPCを用いて測定したところ、206,000であった。
Next, a slurry composed of 5.5 g of carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, MA-100 (trade name)) and 100 ml of dehydrated hexane is introduced into the autoclave, and the internal pressure is 421.4 kPa (4.3 kg). / Cm 2 G), while continuously supplying ethylene so as to supply 40 g of ethylene in the total amount into the system, the supply was stopped and polymerization was directly performed for 45 minutes. Thus, 1005.5 g of carbon black-containing polyethylene resin-coated ferrite was obtained.
The powder obtained by drying the obtained carbon black-containing polyethylene resin-coated ferrite had a uniform black color. From the electron micrograph, it was observed that the ferrite surface was thinly covered with polyethylene resin, and carbon black was uniformly dispersed in the polyethylene resin.
When the composition ratio of the carbon black-containing polyethylene resin-coated ferrite was measured by TGA (thermobalance), the composition ratio of ferrite: carbon black: polyethylene was 90.5: 0.5: 4.0 by weight. there were.
Further, the weight average molecular weight of the coated polyethylene in the obtained carbon black-containing polyethylene resin-coated ferrite was 206,000 as measured by GPC.

次に、このカーボンブラック含有ポリエチレン樹脂被覆フェライトを、125μmの篩で分級し、125μm以上の大粒径粒子を除去した。分級後のカーボンブラック含有ポリエチレン樹脂被覆フェライトを塔径14cmの流動層型気流分級機中に入れ、分級機本体の気流線速が20(cm/s)になるように熱した空気(115℃)を導入して、カーボンブラック含有ポリエチレン樹脂被覆フェライトを10時間流動させて、一次キャリアとした。   Next, the carbon black-containing polyethylene resin-coated ferrite was classified with a 125 μm sieve to remove large particle diameters of 125 μm or more. The carbon black-containing polyethylene resin-coated ferrite after classification is placed in a fluidized bed type air classifier having a tower diameter of 14 cm and heated so that the linear velocity of the classifier body becomes 20 (cm / s) (115 ° C.) Was introduced, and the carbon black-containing polyethylene resin-coated ferrite was allowed to flow for 10 hours to obtain a primary carrier.

このようして得られた一次キャリア10kgを容量20リットルのヘンシェルミキサ(三井三池化工機社製、FM20C/I型(商品名))中に収容し、ヘンシェルミキサの周に設けたジャケットに温水を流入することにより、ヘンシェルミキサ内の温度(処理温度)を70℃とした。その温度を70℃に保持したまま、2.0時間攪拌し、機械的衝撃を与えることにより、この一次キャリアの表面を平滑化した。   10 kg of the primary carrier thus obtained is accommodated in a 20-liter Henschel mixer (FM20C / I type (trade name) manufactured by Mitsui Miike Chemical Co., Ltd.), and hot water is supplied to a jacket provided around the Henschel mixer. By flowing in, the temperature (treatment temperature) in the Henschel mixer was set to 70 ° C. While maintaining the temperature at 70 ° C., the surface of the primary carrier was smoothed by stirring for 2.0 hours and applying a mechanical impact.

その後、ヘンシェルミキサにより発生した微粉や、凝集粉を完全に除去する目的で、篩処理(#125メッシュ)および分級処理(流動層型気流分級機使用、線速20cm/s、2時間)をして、磁性樹脂被覆キャリア(二次キャリアと称する場合がある。)を得た。
得られた磁性樹脂被覆キャリアの表面を、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、表面にポリエチレン被覆層が形成されており、表面は極めて平滑であり、全体として真球に近いことを確認した。
そして、得られた磁性樹脂被覆キャリアの特性は、表1のA欄に示すように、平均粒径が75μm、体積抵抗値が1×1010Ω・cm、嵩密度が2.1g/cm3、飽和磁化が62emu/g(130.2emu/cm3)であった。
なお、本発明で用いる磁性樹脂被覆キャリアにはポリエチレン被覆がなされているため、キャリアとしての嵩密度が、通常のキャリアの嵩密度(例えば、Cu−Zn系のキャリアにおいては2.7〜3.3g/cm3程度)よりも低く、このため感光体と現像ローラとの間での磁気特性が低下する傾向がある。しかし、上記のように62emu/gという一般的な飽和磁化の値が得られたので、実用上問題ない。
After that, in order to completely remove the fine powder and agglomerated powder generated by the Henschel mixer, sieving (# 125 mesh) and classification (using a fluidized bed type air classifier, linear speed 20 cm / s, 2 hours) are performed. Thus, a magnetic resin-coated carrier (sometimes referred to as a secondary carrier) was obtained.
When the surface of the obtained magnetic resin-coated carrier was observed with a scanning electron microscope (SEM), it was confirmed that a polyethylene coating layer was formed on the surface, the surface was extremely smooth, and was nearly spherical as a whole. did.
The properties of the obtained magnetic resin-coated carrier are as shown in Table 1, column A. The average particle size is 75 μm, the volume resistance is 1 × 10 10 Ω · cm, and the bulk density is 2.1 g / cm 3. The saturation magnetization was 62 emu / g (130.2 emu / cm 3 ).
In addition, since the magnetic resin-coated carrier used in the present invention is coated with polyethylene, the bulk density as a carrier is a normal carrier bulk density (for example, 2.7-3. 3 g / cm 3 or so) lower than the magnetic properties between Thus the photosensitive member and the developing roller tends to decrease. However, since a general saturation magnetization value of 62 emu / g was obtained as described above, there is no practical problem.

Figure 2005250516
Figure 2005250516

なお、上記の表1においては、体積抵抗値の欄において、便宜的に「1×1010」を「1E+10」と表記し、「1×108」を「1E+08」と表記し、「1×1015」を「1E+15」と表記している。
また、上記の表1においては、「cm3」を便宜的に「cm^3」と表記している。
In the Table 1 above, the column of the volume resistivity, conveniently a "1 × 10 10" is represented as "1E + 10", the "1 × 10 8" is represented as "1E + 08", "1 × 10 15 ”is expressed as“ 1E + 15 ”.
In Table 1 above, “cm 3 ” is represented as “cm ^ 3” for convenience.

(2)磁性粉体キャリアの製造
本実施例では、磁性粉体キャリアの製造にあたり、Fe23およびCuO・ZnO系の複合フェライトを用いた。
そして、得られた未被覆の磁性粉体キャリアの特性は、上記の表1のB欄に示すように、平均粒径が90μm、体積抵抗値が1×108Ω・cm、嵩密度が2.7g/cm3、飽和磁化が64emu/g(172.8emu/cm3)であった。
(2) Production of Magnetic Powder Carrier In this example, Fe 2 O 3 and CuO · ZnO-based composite ferrite were used for production of the magnetic powder carrier.
The properties of the obtained uncoated magnetic powder carrier are as shown in the column B of Table 1 above, with an average particle diameter of 90 μm, a volume resistance value of 1 × 10 8 Ω · cm, and a bulk density of 2 .7g / cm 3, the saturation magnetization was 64emu / g (172.8emu / cm 3 ).

(3)研摩性トナーの製造
本実施例では、研摩性トナーの製造にあたり、下記の材料を高速ミキサーにより十分混練、粉砕して分級し、平均粒径10μmのトナー母粒子を得た。
スチレン−アクリル酸n−ブチル共重合体 90重量部
(共重合比80/20)
カーボンブラック 5重量部
(三菱化成工業(株)製、MA−100(商品名))
ポリプロピレンワックス 3重量部
(三洋化成工業(株)製、ビスコール(商品名))
帯電制御剤 2重量部
(ヘキスト社製、コピーブルーPR(商品名))
(3) Production of Abrasive Toner In this example, the following materials were sufficiently kneaded and pulverized by a high-speed mixer and classified in the production of the abrasive toner to obtain toner base particles having an average particle diameter of 10 μm.
90 parts by weight of styrene-n-butyl acrylate copolymer (copolymerization ratio 80/20)
5 parts by weight of carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Industries, Ltd., MA-100 (trade name))
Polypropylene wax 3 parts by weight (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., Biscol (trade name))
Charge control agent 2 parts by weight (manufactured by Hoechst, copy blue PR (trade name))

このトナー母粒子に対して、研磨剤微粒子として、アナタ−ゼ結晶構造を有する導電性チタニア(TiO2)を1.5重量%添加した。なお、この研摩剤微粒子の一次粒子径は、0.1〜0.5μm、体積抵抗値は10〜1×103Ω・cmの範囲内であり、疎水化処理(本実施例では、チタネート処理)が施された表面性を有している。また、トナー母粒子に対する研磨剤微粒子の添加量は、0.5〜3重量%の範囲内であった。
そして、得られた研摩性トナーの特性は、表1のC欄に示すように、平均粒径が90μm、体積抵抗値が1×108Ω・cm、嵩密度が2.7g/cm3、飽和磁化が64emu/g(172.8emu/cm3)であった。
To the toner base particles, 1.5% by weight of conductive titania (TiO 2 ) having an anatase crystal structure was added as abrasive fine particles. The primary particle diameter of the abrasive fine particles is in the range of 0.1 to 0.5 μm, and the volume resistance value is in the range of 10 to 1 × 10 3 Ω · cm. Hydrophobization treatment (in this example, titanate treatment) ). Further, the amount of the abrasive fine particles added to the toner base particles was in the range of 0.5 to 3% by weight.
The characteristics of the obtained abrasive toner are as shown in column C of Table 1. The average particle size is 90 μm, the volume resistivity is 1 × 10 8 Ω · cm, the bulk density is 2.7 g / cm 3 , The saturation magnetization was 64 emu / g (172.8 emu / cm 3 ).

次に、上記のようにして製造した磁性被覆樹脂キャリア(a)、磁性粉体キャリア(b)及び研摩性トナー(c)をA:B:Cの互いに異なる重量比でそれぞれ混合して、第1〜第4実施例及び第1及び第2比較例の静電潜像現像剤を調製した。
先ず、第1実施例では、現像剤の配合比を、A:B:C=80:20:5とした。
また、第2実施例では、現像剤の配合比を、A:B:C=60:40:5とした。
また、第3実施例では、現像剤の配合比を、A:B:C=40:60:5とした。
また、第4実施例では、現像剤の配合比を、A:B:C=20:10:5とした。
また、第1比較例では、現像剤の配合比を、A:B:C=100:0:5とした。
また、第2比較例では、現像剤の配合比を、A:B:C=0:100:5とした。
Next, the magnetic coated resin carrier (a), magnetic powder carrier (b) and abrasive toner (c) produced as described above were mixed at different weight ratios of A: B: C, respectively. The electrostatic latent image developers of Examples 1 to 4 and the first and second comparative examples were prepared.
First, in the first embodiment, the mixing ratio of the developer was A: B: C = 80: 20: 5.
In the second embodiment, the mixing ratio of the developer is A: B: C = 60: 40: 5.
Further, in the third example, the mixing ratio of the developer was A: B: C = 40: 60: 5.
In the fourth embodiment, the mixing ratio of the developer is A: B: C = 20: 10: 5.
In the first comparative example, the blending ratio of the developer was A: B: C = 100: 0: 5.
In the second comparative example, the mixing ratio of the developer was A: B: C = 0: 100: 5.

そして、上記の各実施例及び各比較例の配合比における現像剤について、帯電量及び流動性をそれぞれ測定した。帯電量の測定は、トレック社製のQMメータ法により行った。また、流動性の測定は、JIS Z−2502法により行った。そして、測定結果を下記の表2に示す。   And the charge amount and fluidity | liquidity were measured about the developer in the compounding ratio of said each Example and each comparative example, respectively. The charge amount was measured by a QM meter method manufactured by Trek. The fluidity was measured according to JIS Z-2502 method. The measurement results are shown in Table 2 below.

Figure 2005250516
Figure 2005250516

さらに、この測定結果を図4のグラフに示す。図4のグラフの横軸上に、上記の六通りの配合比を与え、左側の縦軸は帯電量(μC/g)を表し、右側の縦軸は流動性(落下時間:秒)を表す。
そして、グラフ中の曲線Iは、帯電量の測定結果の白丸プロットを結んだものである。また、曲線IIは、流動性の測定結果の白四角プロットを結んだものである。
図4のグラフの曲線Iに示すように、帯電量は、(a)の磁性樹脂被覆キャリアの割合が高いほど高くなる傾向を示す。これに対して、曲線IIに示すように、流動性は、(b)の磁性粉体キャリアの割合が高いほど高くなる傾向を示す。
そして、安定した画像形成を行うためには、現像剤には、一定以上の帯電量及び流動性を確保する必要がある。
Further, the measurement results are shown in the graph of FIG. On the horizontal axis of the graph of FIG. 4, the above six mixing ratios are given, the left vertical axis represents the charge amount (μC / g), and the right vertical axis represents the fluidity (fall time: seconds). .
A curve I in the graph is obtained by connecting white circle plots of the measurement results of the charge amount. Curve II is obtained by connecting white square plots of the measurement results of fluidity.
As shown by the curve I in the graph of FIG. 4, the charge amount tends to increase as the proportion of the magnetic resin-coated carrier in (a) increases. On the other hand, as shown in the curve II, the fluidity tends to increase as the proportion of the magnetic powder carrier (b) increases.
In order to perform stable image formation, it is necessary to ensure a certain amount of charge and fluidity for the developer.

このような条件を満たす範囲として、曲線I及び曲線IIから判断して、(a)/(b)の値が85/15〜45/55の範囲内であることが望ましい。特に、(a)/(b)の値が75/25〜50/50の範囲内ならば、15μC/g以上の帯電量を確保するともに、35秒以下の流動性を確保することができることがわかる。さらに、(a)/(b)の値が70/30付近の場合に、16μC/g以上の帯電量及び34秒以下の流動性を確保できることが分かる。   As a range satisfying such conditions, it is desirable that the value of (a) / (b) is in the range of 85/15 to 45/55, as judged from the curves I and II. In particular, if the value of (a) / (b) is in the range of 75/25 to 50/50, it is possible to secure a charge amount of 15 μC / g or more and to secure fluidity of 35 seconds or less. Understand. Furthermore, it can be seen that when the value of (a) / (b) is around 70/30, a charge amount of 16 μC / g or more and fluidity of 34 seconds or less can be secured.

次に、帯電量のみが高い場合、帯電量及び流動性の両方が高い場合、及び、流動性のみが高い場合の配合比について、初期画像特性及び耐久性の試験結果を行った。
帯電量のみが高く、流動性が低い例として、第5実施例では、現像剤の配合比を、A:B:C=90:10:5とした。
また、帯電量及び流動性がともに高い例として、第6実施例では、現像剤の配合比を、A:B:C=70:30:5とした。
さらに、帯電量が低く、流動性のみが高い例として、上述の第3実施例の配合比40:60:5を採用した。
Next, initial image characteristics and durability test results were conducted for the blending ratio when only the charge amount was high, when both the charge amount and fluidity were high, and when only the fluidity was high.
As an example in which only the charge amount is high and the fluidity is low, in the fifth example, the blending ratio of the developer was A: B: C = 90: 10: 5.
Further, as an example in which both the charge amount and the fluidity are high, in the sixth example, the blending ratio of the developer was A: B: C = 70: 30: 5.
Furthermore, as an example where the charge amount is low and only the fluidity is high, the blending ratio of 40: 60: 5 of the third embodiment described above was adopted.

そして、表3に、第5、第6及び第3実施例の配合比の現像剤における初期画像特性及び耐久性の試験結果を示す。
なお、試験にあたっては、評価機として、京セラ株式会社製のFS−3500(商品名)の改造機を用いた。なお、この改造機の設定としては、感光体とスリーブとの間のギャップを0.6mmとし、現像剤規制ブレードとスリーブとの間のギャップを0.6mmとし、感光体の白地部(非静電潜像部分)の電位を500Vとし、感光体の露光後(静電潜像部分)の電位を15Vとし、スリーブ印加電圧を350Vとし、感光体とスリーブとの周速比を2.0倍とした。
Table 3 shows the test results of the initial image characteristics and durability of the developers having the blending ratios of the fifth, sixth and third examples.
In the test, a modified machine of FS-3500 (trade name) manufactured by Kyocera Corporation was used as an evaluation machine. In this modified machine, the gap between the photosensitive member and the sleeve is set to 0.6 mm, the gap between the developer regulating blade and the sleeve is set to 0.6 mm, and the white background (non-static) of the photosensitive member is set. The potential of the electrostatic latent image portion) is 500V, the potential of the photosensitive member after exposure (electrostatic latent image portion) is 15V, the sleeve applied voltage is 350V, and the peripheral speed ratio between the photosensitive member and the sleeve is 2.0 times. It was.

Figure 2005250516
Figure 2005250516

表3に示すように、初期画像特性の試験は、画像濃度、ドット再現性及び白地部カブリ性について、それぞれ、以下の環境条件下に行った。
室温通常湿度(25℃−60%、NN環境と称する場合がある。)
低温低湿度(10℃−20%、LL環境と称する場合がある。)
高温高湿度(33℃−85%、HH環境と称する場合がある。)
As shown in Table 3, the initial image characteristic test was performed under the following environmental conditions for image density, dot reproducibility, and white background fogging.
Room temperature and normal humidity (25 ° C-60%, sometimes referred to as NN environment)
Low temperature and low humidity (10 ° C-20%, sometimes referred to as LL environment)
High temperature and high humidity (33 ° C-85%, sometimes referred to as HH environment)

なお、ドット再現性の測定にあたっては、評価した現像剤をプリンター内に400gずつ収容して、表面電位400V、バイアス電圧300Vに固定した状態で、A4用紙を用いて実印字を行った。そして、ドット再現性については、以下の基準で評価した。
○:全く画像欠陥が発生しない
△:僅かに画像欠陥が認められる
×:画像欠陥が発生する
In measuring the dot reproducibility, actual printing was performed using A4 paper in a state where 400 g of the evaluated developer was accommodated in the printer and fixed at a surface potential of 400 V and a bias voltage of 300 V. The dot reproducibility was evaluated according to the following criteria.
○: No image defect occurs Δ: Image defect is slightly observed ×: Image defect occurs

また、白地部カブリ性については、以下の基準で評価した。
○:全くカブリが発生しない
△:僅かにカブリが認められる
×:カブリがはっきりと認められる
The white background fogging was evaluated according to the following criteria.
○: No fogging occurred Δ: Slight fogging was observed ×: Fog was clearly recognized

そして、表3に示すように、画像濃度及びドット再現性は、(b)磁性粉体キャリアの配合比が高いほど良くなる傾向がある。これに対して、白地部カブリ性は、(a)の磁性樹脂被覆キャリアの配合比が高いほど良くなる傾向がある。特に、磁性粉体キャリアの配合比が高い第3実施例の場合には、磁性粉体キャリアの耐湿性が低いため、高温高湿環境(HH環境)下でカブリが認められた。   As shown in Table 3, the image density and the dot reproducibility tend to improve as the blending ratio of (b) magnetic powder carrier increases. On the other hand, the white background fogging property tends to improve as the blending ratio of the magnetic resin-coated carrier (a) increases. In particular, in the case of the third example in which the blending ratio of the magnetic powder carrier was high, fogging was observed in a high-temperature and high-humidity environment (HH environment) because the moisture resistance of the magnetic powder carrier was low.

また、耐久性の試験は、30万枚(300k枚)の連続プリントを行い、以下の基準で画像濃度推移、及び帯電量推移について評価した結果を表3に示した。
画像濃度の測定にあたっては、定期的に、現像された画像のベタ部の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、画像濃度推移については、以下の基準で評価した。
○:30万枚連続プリント後も一定画像濃度が維持されている
△:画像濃度が徐々に低下する
×:画像濃度が急速に低下する
In the durability test, 300,000 (300k) continuous prints were performed, and the results of evaluation of image density transition and charge amount transition according to the following criteria are shown in Table 3.
In measuring the image density, the image density of the solid portion of the developed image was measured periodically with a Macbeth densitometer, and the transition of the image density was evaluated according to the following criteria.
○: A constant image density is maintained even after continuous printing of 300,000 sheets. Δ: The image density gradually decreases. X: The image density decreases rapidly.

また、帯電量の測定にあっては、帯電量をブローオフ帯電測定器により測定した。そして、帯電量については、以下の基準で評価した。
○:帯電量が適正範囲内で推移する
△:帯電量がほぼ適正範囲内で推移する
×:帯電量が高くなりすぎ又は低くなりすぎる
In measuring the charge amount, the charge amount was measured with a blow-off charge measuring device. The charge amount was evaluated according to the following criteria.
○: Charge amount changes within an appropriate range Δ: Charge amount changes within an appropriate range ×: Charge amount becomes too high or too low

そして、上記の表3に示すように、配合比A:B:C=70:30:5の第6実施例の場合には、画像濃度推移及び帯電量推移ともに良好である。しかしながら、Aが過剰な第5実施例の場合も、Bが過剰な第3実施例の場合も、画像濃度及び帯電量の推移は劣化して、寿命が短くなる傾向がある。特に、Aが過剰な第5実施例の場合には、キャリアの帯電量が過剰となってチャージアップが生じている。   As shown in Table 3 above, in the case of the sixth embodiment having a blending ratio A: B: C = 70: 30: 5, both the image density transition and the charge amount transition are good. However, in the fifth embodiment where A is excessive and in the third embodiment where B is excessive, the transition of the image density and the charge amount tends to deteriorate and the life tends to be shortened. Particularly, in the case of the fifth embodiment in which A is excessive, the charge amount of the carrier is excessive and charge up occurs.

したがって、A:B:C=70:30:5を含む、A/B=(a)/(b)の値が85/15〜45/55の範囲内、より好ましくは75/25〜50/50の範囲内であるならば、安定して画像形成が可能な、寿命の長い静電潜像現像剤が得られることがわかる。   Therefore, the value of A / B = (a) / (b) including A: B: C = 70: 30: 5 is in the range of 85/15 to 45/55, more preferably 75/25 to 50 /. If it is within the range of 50, it can be seen that a long-life electrostatic latent image developer capable of stable image formation can be obtained.

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、(a)の磁性樹脂被覆キャリアと(b)の磁性粉体キャリアとからなる混合キャリアを用いることにより、安定して画像形成することが可能な、寿命の長い静電潜像現像剤が得られる。さらに、配合比を広い範囲で変えることができるので、必要な帯電量を任意に設定してトナーに安定して賦与することができる
また、現像剤に研摩性トナーを含有した場合、感光体の表面を適当な力で研摩してクリーニングすることができる。その結果、リーク電流の発生に起因した像流れの発生を抑制することができる。
なお、研摩性トナーを含有した本発明の現像剤を、本来的に摩耗しにくく長期使用可能な感光体であるα−Si感光体を備えた画像形成装置に用いれば、感光体をさらに長期使用できるようになる。その結果、現像剤の長寿命化のみならず、長寿命のプリンタを提供することが可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to stably form an image by using the mixed carrier comprising the magnetic resin-coated carrier (a) and the magnetic powder carrier (b). A long-lived electrostatic latent image developer is obtained. Furthermore, since the blending ratio can be changed in a wide range, the required charge amount can be set arbitrarily and can be stably applied to the toner. Also, when the developer contains an abrasive toner, The surface can be polished and cleaned with an appropriate force. As a result, it is possible to suppress the occurrence of image flow due to the occurrence of leakage current.
In addition, if the developer of the present invention containing an abrasive toner is used in an image forming apparatus equipped with an α-Si photoconductor that is inherently hard to wear and can be used for a long time, the photoconductor is used for a long time. become able to. As a result, it is possible to provide a long-life printer as well as a long developer life.

実施形態の研摩性トナーを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for explaining an abrasive toner according to an embodiment. 感光体の要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram of a photoreceptor. 画像形成装置の構成を説明するための模式図である。1 is a schematic diagram for explaining a configuration of an image forming apparatus. 実施例の静電潜像現像剤の組成比による帯電量及び流動性の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the charge amount and fluidity | liquidity by the composition ratio of the electrostatic latent image developer of an Example.

符号の説明Explanation of symbols

11 トナー
13 トナー母粒子
15 研磨剤微粒子
21 感光体
23 導電性基体
25 光吸収層
27 キャリア注入阻止層
29 キャリア励起・輸送層
31 表面保護層
41 コロナ帯電器
43 LEDヘッド
45 現像ローラ
47 転写器
49 摺擦ローラ
51 クリーニングブレード
61 現像剤
63 紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Toner 13 Toner mother particle 15 Abrasive fine particle 21 Photoconductor 23 Conductive substrate 25 Light absorption layer 27 Carrier injection blocking layer 29 Carrier excitation / transport layer 31 Surface protective layer 41 Corona charger 43 LED head 45 Developing roller 47 Transfer device 49 Rub roller 51 Cleaning blade 61 Developer 63 Paper

Claims (9)

(a)直接重合して得られた高分子量ポリエチレン樹脂からなる被覆層を有する磁性樹脂被覆キャリアと、
(b)実質上磁性粒子からなる磁性粉体キャリアと、
(c)トナーと、
を含有することを特徴とする静電潜像現像剤。
(A) a magnetic resin-coated carrier having a coating layer made of a high molecular weight polyethylene resin obtained by direct polymerization;
(B) a magnetic powder carrier substantially consisting of magnetic particles;
(C) toner and
An electrostatic latent image developer, comprising:
前記(a)磁性樹脂被覆キャリアと、(b)磁性粉体キャリアとの配合比((a)/(b))を、重量比で85/15〜45/55の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1記載の静電潜像現像剤。   The blending ratio ((a) / (b)) of the (a) magnetic resin-coated carrier and (b) magnetic powder carrier is set to a value within the range of 85/15 to 45/55 by weight ratio. The electrostatic latent image developer according to claim 1. 前記(a)磁性樹脂被覆キャリア、および(b)磁性粉体キャリア、あるいはいずれか一方のキャリアの体積抵抗値を、1×102〜1×1014Ω・cmの範囲内の値とすることを特徴とする請求項1又は2記載の静電潜像現像剤。 The volume resistance value of (a) the magnetic resin-coated carrier and (b) the magnetic powder carrier or any one of the carriers is set to a value within the range of 1 × 10 2 to 1 × 10 14 Ω · cm. The electrostatic latent image developer according to claim 1 or 2. 前記(a)磁性樹脂被覆キャリアの体積抵抗値をVaとし、前記(b)磁性粉体キャリアの体積抵抗値をVbとしたときに、(Va−Vb)の値を10〜1×103Ω・cmの範囲内の値とすることを特徴とする請求項1、2又は3記載の静電潜像現像剤。 When (a) the volume resistance value of the magnetic resin-coated carrier is Va and (b) the volume resistance value of the magnetic powder carrier is Vb, the value of (Va−Vb) is 10 to 1 × 10 3 Ω. 4. The electrostatic latent image developer according to claim 1, wherein the electrostatic latent image developer has a value in a range of cm. 前記(b)磁性粉体キャリアの嵩密度をρbとし、前記(a)の磁性樹脂被覆キャリアの嵩密度をρaとしたときに、ρb>ρaの関係を満足することを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の静電潜像現像剤。   2. The relationship of [rho] b> [rho] a is satisfied, where (b) the bulk density of the magnetic powder carrier is [rho] b and the bulk density of the magnetic resin-coated carrier of (a) is [rho] a. 2. The electrostatic latent image developer according to 2, 3, or 4. 前記(a)及び(b)の混合キャリアに対する前記トナーの添加量の割合を2〜40重量%の範囲内の値とすることを特徴とする請求項1、2、3、4又は5記載の静電潜像現像剤。   6. The ratio of the added amount of the toner to the mixed carrier (a) and (b) is set to a value in the range of 2 to 40% by weight. Electrostatic latent image developer. 前記トナーが、カラートナーであることを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6記載の静電潜像現像剤。   The electrostatic latent image developer according to claim 1, wherein the toner is a color toner. 前記トナーが、トナーの母材の表面に研磨剤微粒子が固着された研摩性トナーであることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の静電潜像現像剤。   8. The electrostatic latent image development according to claim 1, wherein the toner is an abrasive toner having abrasive fine particles fixed on the surface of a toner base material. Agent. 前記研磨剤微粒子が、導電性チタニアであることを特徴とする請求項8記載の静電潜像現像剤。   9. The electrostatic latent image developer according to claim 8, wherein the abrasive fine particles are conductive titania.
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JP2009093142A (en) * 2007-09-18 2009-04-30 Fuji Xerox Co Ltd Magnetic brush developing device and image forming apparatus using the same

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