JP2007033667A - Developing method and developer carrier - Google Patents

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Yasuko Michigami
寧子 道上
Yasuhide Goseki
康秀 後関
Masayoshi Shimamura
正良 嶋村
Yasuhisa Akashi
恭尚 明石
Kazunori Saiki
一紀 齊木
Satoshi Otake
智 大竹
Minoru Ito
稔 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developer carrier which is capable of obtaining images of high quality free from fog and sweepings in any environment and free from image defects such as a void due to leakage, for a long period of time in a nonmagnetic one-component jumping development system. <P>SOLUTION: In a developing method of applying at least an alternating voltage to a developer carrier to develop an electrostatic latent image carried on an electrostatic latent image carrier into a visible image, a maximum field intensity between the developer carrier and the electrostatic latent image carrier is 6.0×10<SP>6</SP>to 2.0×10<SP>7</SP>V/m, and the developer carrier includes at least a base member and a resin coating layer having fine conductive particles on a surface of the base member, and a ten-point average roughness Rz of a non-coat part of the developer carrier is 1.5 to 5.0 μm, and an initial wear height Rpk of the non-coat part is 0.1 to 0.6 μm, and a ten-point average roughness Rz of a coat part is 2.0 to 9.0 μm, and an initial wear height Rpk of the coat part is 0.3 to 2.5 μm, and a volume resistance of the resin coating layer is 10<SP>5</SP>to 10<SP>11</SP>Ωcm. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真感光体又は静電記録誘導体等の像担持体上に形成された潜像を現像して顕像化するための現像方法、及びそれに用いられる現像剤担持体に関する。   The present invention relates to a developing method for developing and developing a latent image formed on an image carrier such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording derivative, and a developer carrier used therefor.

電子写真法における現像方式は主として一成分現像方式と二成分現像方式に分けられる。   Development methods in electrophotography are mainly divided into a one-component development method and a two-component development method.

従来、これらのフルカラー画像を出力するには、二成分系現像剤が用いられてきた。しかし近年では、電子写真装置の軽量・小型化等を目的として、一成分現像方式を用いた現像装置を使用する場合も多くなってきている。   Conventionally, two-component developers have been used to output these full-color images. However, in recent years, a developing device using a one-component developing system is often used for the purpose of reducing the weight and size of the electrophotographic apparatus.

一成分現像方式には、トナー中に磁性体を含有しない非磁性トナーと磁性体を含有する磁性トナーを用いる場合があるが、フルカラー画像に用いる場合には色再現性の点から磁性体を含まない非磁性一成分現像剤が用いられることが多い。   In the one-component development system, a non-magnetic toner containing no magnetic material and a magnetic toner containing a magnetic material may be used in the toner, but when using for a full color image, the magnetic material is included from the viewpoint of color reproducibility. Non-magnetic single component developers are often used.

一成分現像方式を用いた現像装置としては、静電潜像保持体としての感光ドラム表面に静電潜像を形成し、現像剤担持体とトナーとの摩擦、及び/或いは現像剤担持体上のトナーコート量を規制するための現像剤層厚規制部材との摩擦により、トナーに正或いは負の電荷を与え、そのトナーを現像剤担持体上に薄く塗布し、現像剤担持体を感光ドラムに極めて近接して対向した現像領域に搬送し、現像領域においてAC成分とDC成分からなる現像バイアスを印加して、トナーを感光ドラム表面の静電潜像に飛翔・付着させて現像し、静電潜像をトナー像として顕像化するジャンピング現像方法が知られている。これらの現像バイアスとしては、矩形波バイアス、デューティバイアス等の交流バイアスが用いられているが、現像剤担持体と感光体の間に交流バイアスを印加することで、トナーの往復運動による種々の画質への問題点が発生しやすくなる。   As a developing device using a one-component developing system, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photosensitive drum as an electrostatic latent image holding member, and the friction between the developer carrying member and the toner and / or on the developer carrying member. The toner is positively or negatively charged by friction with the developer layer thickness regulating member for regulating the toner coat amount, and the toner is applied thinly on the developer carrying member, and the developer carrying member is applied to the photosensitive drum. The developer is transported to a development area that is in close proximity to the surface, and a development bias consisting of an AC component and a DC component is applied in the development area to develop the toner by flying and adhering to the electrostatic latent image on the photosensitive drum surface. A jumping development method for visualizing an electrostatic latent image as a toner image is known. As these developing biases, AC biases such as a rectangular wave bias and a duty bias are used. By applying an AC bias between the developer carrying member and the photosensitive member, various image quality due to the reciprocating motion of the toner can be obtained. Problems are likely to occur.

そのひとつとして挙げられるのが、ベタ画像の次にベタ白画像が続く画像を出力した場合、ベタ後端部の画像が他の部分よりも著しく濃くなる、所謂掃き寄せ現象である。この現象が起こると、ハーフトーンなど濃度の薄い画像において均一な画質が得られなくなり、カラー画像のように各色のトナー像を重ね合わせる場合には、高画質な画像を得ることが更に困難になる。   One example is a so-called sweeping phenomenon in which, when an image in which a solid white image is followed by a solid image is output, the solid rear end image becomes significantly darker than the other portions. When this phenomenon occurs, it becomes impossible to obtain a uniform image quality in a low-density image such as a halftone image, and it becomes more difficult to obtain a high-quality image when overlapping each color toner image like a color image. .

次に挙げられるのは、感光体上非画像領域にトナーが飛翔して紙上に転写されてしまう、所謂カブリ現象である。これは現像剤担持体上のトナーの帯電量分布が不均一になっていることが主原因であり、チャージアップし過ぎたトナーが存在しても、著しく帯電量の少ないトナーが存在しても発生してしまう。   The following is a so-called fogging phenomenon in which toner flies to a non-image area on the photoreceptor and is transferred onto paper. This is mainly because the toner charge amount distribution on the developer carrying member is non-uniform. Even if there is a toner that has been overcharged or a toner having a significantly low charge amount. Will occur.

このような問題点を解決するべく、トナー処方や製造法からも多くの提案がなされているが、近年急速に進んでいる高画質化・超小型化・省エネルギー化などに伴い、現像システムの更なる改良が必要とされている。   To solve these problems, many proposals have been made from toner formulations and manufacturing methods. However, with the rapid progress in image quality, ultra-miniaturization, and energy saving in recent years, development systems have been updated. There is a need for improvements.

例えば、トナーの往復運動を抑制するべく、感光ドラムと現像剤担持体との間に電極部材からなる板状部材を設けた現像装置が特許文献1に開示されている。しかしながら、非磁性一成分現像剤を用いた現像装置においては改良効果が不充分である。   For example, Patent Document 1 discloses a developing device in which a plate-like member made of an electrode member is provided between a photosensitive drum and a developer carrier in order to suppress the reciprocal movement of toner. However, the improvement effect is insufficient in a developing device using a non-magnetic one-component developer.

また、特許文献2には、現像電界の交流成分の1周期で、現像剤担持体方向のトナー付勢過程(A)から感光体ドラム方向のトナー付勢過程(B)への間の立下り過程(C)の時間T12と、過程(B)の時間T11とを、10.0≦T11/(T11+T12)×100≦90.0となるように規定し、大気圧の変化に応じて(B)の電位Vmaxの調整手段を有する画像形成装置が提案されている。しかしながら、このような画像形成装置は、波形発生装置が複雑になると共に気圧センサー等が必要となるためコストが高くなる場合がある。また、使用される温湿度の環境条件の変化や繰り返し複写により、現像剤担持体上のトナーの帯電性が不均一になると、掃き寄せの悪化や画像濃度低下、カブリ等を発生する場合がある。   Further, Patent Document 2 describes a fall between the toner urging process (A) in the developer carrying member direction and the toner urging process (B) in the photosensitive drum direction in one cycle of the AC component of the developing electric field. The time T12 of the process (C) and the time T11 of the process (B) are defined so as to satisfy 10.0 ≦ T11 / (T11 + T12) × 100 ≦ 90.0, and according to the change in atmospheric pressure (B ) Has been proposed which has a means for adjusting the potential Vmax. However, such an image forming apparatus may be expensive because the waveform generator becomes complicated and an air pressure sensor or the like is required. In addition, if the chargeability of the toner on the developer carrying member becomes non-uniform due to changes in the environmental conditions of temperature and humidity used or repeated copying, deterioration of sweeping, image density reduction, fogging, etc. may occur. .

トナーの往復運動を抑制するべく感光ドラムと現像剤担持体との間の距離(S−D間距離)を狭める方法がある。しかしこの場合、トナーが飛翔している距離・時間が短くなるため、トナー飛散やカブリが抑制され、また更に感光ドラム上の潜像に対する追従性が向上するため高解像度の画質が得られる可能性がある。しかし、トナーコート層厚を薄くする必要があるため帯電量分布が制御しづらく濃度低下の発生や、現像バイアスのリークによる白抜け発生などの画像欠陥が起こりやすくなる。   There is a method of narrowing the distance (S-D distance) between the photosensitive drum and the developer carrying member in order to suppress the reciprocating movement of the toner. However, in this case, the distance and time that the toner is flying is shortened, so that toner scattering and fogging are suppressed, and the followability to the latent image on the photosensitive drum is further improved, so that high-resolution image quality may be obtained. There is. However, since it is necessary to reduce the thickness of the toner coat layer, it is difficult to control the charge amount distribution, and image defects such as a decrease in density and occurrence of white spots due to a developing bias leak easily occur.

一方、現像剤担持体の改良方法としては、樹脂中に結晶性グラファイト及びカーボン等の導電性微粉末を分散させてなる被覆層を金属基体上に設けた現像剤担持体を現像装置に用いる方法が、特許文献3、4に開示されている。この方法を用いることにより、上記したチャージアップ現象は大幅に軽減されることが認められるが、非磁性トナーを用いた時の掃き寄せに関しては、いまだ不十分で高画質カラー画像に求められるほどのレベルには至っていない。   On the other hand, as a method for improving the developer carrying member, a method using a developer carrying member in which a coating layer formed by dispersing conductive fine powders such as crystalline graphite and carbon in a resin is provided on a metal substrate. Are disclosed in Patent Documents 3 and 4. By using this method, it is recognized that the above-mentioned charge-up phenomenon is greatly reduced, but the sweeping when using a non-magnetic toner is still insufficient and is required for a high-quality color image. The level has not been reached.

更に、上記粉末を多量に添加した場合には被覆層が脆性化して削れやすくなると共に表面形状が不均一となり、耐久的な使用を進めていった場合に被覆層の表面粗さや表面組成が変化して、トナーの搬送不良やトナーの帯電性の不均一化が起こりやすくなる。   Furthermore, when a large amount of the above powder is added, the coating layer becomes brittle and becomes easy to scrape, and the surface shape becomes non-uniform, and the surface roughness and surface composition of the coating layer change when the durable use is promoted. As a result, poor toner conveyance and non-uniform toner chargeability are likely to occur.

また、特許文献5においては、樹脂中に結晶性グラファイト及びカーボン等の導電性微粉末、更に球状粒子を分散させた導電性被覆層を金属基体上に設けた現像剤担持体が提案されている。この現像剤担持体では、被覆層の耐摩耗性が向上するとともに、被覆層表面の形状も均一化し、耐久的な使用による表面粗さの変化も比較的少なくなることから、スリーブ上のトナーコーティングが安定化してトナーの帯電をある程度均一化することができ、チャージアップによる画像濃度低下や画像濃度ムラ等の問題が軽減し、画質が安定化する傾向にある。しかしながら、この現像剤担持体においても非磁性トナーを用いた時の掃き寄せに関しては、いまだ不十分である。更に非磁性トナーが球状であると低温低湿環境や高温高湿環境下での画質の安定化にも不十分となり、現像バイアスで十分な現像性を確保しようとするとリークによる白抜けを発生しやすくなる。   Patent Document 5 proposes a developer carrying member in which a conductive coating layer in which conductive fine powders such as crystalline graphite and carbon, and spherical particles are dispersed in a resin is provided on a metal substrate. . In this developer carrier, the wear resistance of the coating layer is improved, the shape of the surface of the coating layer is made uniform, and the change in surface roughness due to durable use is relatively small. However, the charge of the toner can be made uniform to some extent, and problems such as image density reduction and image density unevenness due to charge-up are reduced, and the image quality tends to be stabilized. However, even with this developer carrier, sweeping when non-magnetic toner is used is still insufficient. Furthermore, if the non-magnetic toner is spherical, it will be insufficient for stabilizing the image quality in a low-temperature and low-humidity environment or a high-temperature and high-humidity environment, and white spots due to leakage are likely to occur if an attempt is made to ensure sufficient developability with a development bias. Become.

また、特許文献6において、サンドブラスト処理された基体上にグラファイト微粒子含有の樹脂被膜層を有する現像剤担持体が提案されている。この現像剤担持体では、基体からの被膜剥れが抑制され長期に渡って良好な濃度の画像を得ることができる。しかしながら、基体の平均表面粗さ、表面層の平均表面粗さが共に粗い範囲の提案であり、近年の小粒径化・球形化されたトナーにおいては、適度な搬送性・帯電付与性が得られず、コートムラやチャージアップによる画像濃度低下、カブリ発生などの問題が発生しやすくなる。   Patent Document 6 proposes a developer carrier having a resin coating layer containing graphite fine particles on a sandblasted substrate. In this developer carrying member, peeling of the film from the substrate is suppressed, and an image having a good density can be obtained over a long period of time. However, this is a proposal in which both the average surface roughness of the substrate and the average surface roughness of the surface layer are rough. In recent toners with small particle sizes and spheroids, appropriate transportability and charge imparting properties are obtained. In other words, problems such as uneven coating, charge density reduction, and fogging are likely to occur.

特許文献7では、粗面化処理を施した基体上に、基体よりも表面粗さの粗い、導電性付与材を含有するフェノール樹脂の樹脂層皮膜を形成することを特徴とする現像ローラの提案がされている。この現像ローラでは、基体を粗面化することにより皮膜の密着性が向上して表面強度が増し、更に樹脂皮膜層の表面粗さよりも基体の表面粗さの方を小さくすることで、皮膜の膜厚が薄くても基体の露出を防止して、長期使用による画像劣化を抑制することができる。しかし、樹脂皮膜層の層厚が全体的に不均一となるため、現像ローラ上にコートされたトナーの帯電量分布が上層と下層で異なり、選択現像などの問題が発生しやすくなる。また、皮膜の層厚が薄い部分ではコート層の抵抗が低くなり、感光体に対する耐リーク性が低下して白抜けなどの画像欠陥が起こりやすくなる。   Patent Document 7 proposes a developing roller characterized in that a resin layer film of a phenol resin containing a conductivity imparting material having a surface roughness rougher than that of a substrate is formed on a substrate subjected to a roughening treatment. Has been. In this developing roller, by roughening the substrate, the adhesion of the film is improved and the surface strength is increased, and further, the surface roughness of the substrate is made smaller than the surface roughness of the resin film layer. Even if the film thickness is thin, the substrate can be prevented from being exposed and image deterioration due to long-term use can be suppressed. However, since the layer thickness of the resin film layer is not uniform as a whole, the charge amount distribution of the toner coated on the developing roller differs between the upper layer and the lower layer, and problems such as selective development tend to occur. Further, in the portion where the film thickness is thin, the resistance of the coat layer is lowered, the leakage resistance against the photoreceptor is lowered, and image defects such as white spots are liable to occur.

特に近年の微粒子化・球形化したトナーを用いる場合において、現像剤担持体上のトナー層の形成は環境特性、トナーの物性、現像剤担持体表面の状態等に依存し制御しにくくなってきている。また、次世代の超高画質化に向けた現像システムにおいては、S−D間でのトナーの往復運動を抑制するべく更に厳密な帯電量制御が必要とされ、トナーコート層の均一帯電や狭S−D間での耐リーク性の向上が切望されている。   In particular, in the case of using finely divided and spheroidized toner in recent years, the formation of the toner layer on the developer carrying member has become difficult to control depending on the environmental characteristics, the physical properties of the toner, the state of the surface of the developer carrying member, and the like. Yes. Further, in the development system for the next generation ultra-high image quality, stricter charge amount control is required to suppress the reciprocating movement of the toner between SD, and the toner coat layer is uniformly charged and narrowed. Improvement of leak resistance between SD is desired.

以上述べてきたように、種々の改良が試みられているものの、これらの問題点をすべて解決するような現像方法は存在しないのが実状である。
特開平08−022185号公報 特開平07−134480号公報 特開平02−105181号公報 特開平03−036570号公報 特開平03−200986号公報 特開平05−006089号公報 特開平11−249432号公報
Although various improvements have been attempted as described above, there is actually no development method that can solve all of these problems.
Japanese Patent Laid-Open No. 08-022185 Japanese Patent Laid-Open No. 07-134480 Japanese Patent Laid-Open No. 02-105181 Japanese Unexamined Patent Publication No. 03-036570 Japanese Patent Laid-Open No. 03-200986 JP 05-006089 A JP-A-11-249432

本発明の目的は、上記問題点をすべて解決した現像方法及びそれに用いられる現像剤担持体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a developing method that solves all of the above problems and a developer carrying member used therefor.

すなわち、非磁性一成分ジャンピング現像システムにおいて、S−D間が小さく電界強度が高い現像装置においても、カブリや掃き寄せの発生がなく、リークによる白抜けなどのような画像欠陥のない高品位な画像を得ることができる現像方法及びそれに用いられる現像剤担持体を提供することにある。   That is, in a non-magnetic one-component jumping development system, even in a developing device having a small SD distance and a high electric field strength, there is no occurrence of fogging or sweeping, and there is no image defect such as white spots due to leakage. An object of the present invention is to provide a developing method capable of obtaining an image and a developer carrying member used therefor.

上記目的を達成するため、本発明は、現像剤担持体表面に層上に担持された現像剤を、現像剤担持体と所定の間隔(S−D間距離)を介して対向して配置された静電潜像担持体の現像剤担持体と最近接部に形成された現像領域で、現像剤担持体に交番電圧を印加し、現像剤担持体の表面に担持された現像剤を静電潜像担持体に搬送し、静電潜像担持体に担持された静電潜像を現像する現像方法であって、
(1)現像剤担持体と静電潜像担持体との間の最大電界強度が6.0×106〜2.0×107V/mであり、
(2)現像剤担持体が少なくとも基体と該基体表面に導電性微粒子を含有する樹脂被覆層とを有し、静電潜像担持体と対向する現像剤担持体の樹脂被覆層が形成されていない非コート部の十点平均粗さRzが1.5〜5.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.1〜0.6μmであり、静電潜像担持体と対向する現像剤担持体の樹脂被覆層が形成されたコート部の十点平均粗さRzが2.0〜9.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.3〜2.5μmであり、樹脂被覆層の体積抵抗が105〜1011Ω・cmであることを特徴とする現像方法である。
In order to achieve the above object, the present invention is arranged such that a developer carried on a layer on the surface of a developer carrying member is opposed to the developer carrying member through a predetermined distance (distance between S and D). In the development area formed at the closest part to the developer carrier of the electrostatic latent image carrier, an alternating voltage is applied to the developer carrier, and the developer carried on the surface of the developer carrier is electrostatically charged. A developing method for developing an electrostatic latent image conveyed to a latent image carrier and carried on the electrostatic latent image carrier,
(1) The maximum electric field strength between the developer carrier and the electrostatic latent image carrier is 6.0 × 10 6 to 2.0 × 10 7 V / m,
(2) The developer carrier has at least a substrate and a resin coating layer containing conductive fine particles on the surface of the substrate, and the developer coating resin coating layer facing the electrostatic latent image carrier is formed. 10-point average roughness Rz of the non-coated part is 1.5 to 5.0 μm, initial wear height Rpk is 0.1 to 0.6 μm, and developer carrying facing the electrostatic latent image carrier The 10-point average roughness Rz of the coating part on which the resin coating layer of the body is formed is 2.0 to 9.0 μm, the initial wear height Rpk is 0.3 to 2.5 μm, and the volume of the resin coating layer The developing method is characterized in that the resistance is 10 5 to 10 11 Ω · cm.

さらに、現像剤を層状に担持する現像剤担持体と、現像担持体と間隙を介して対向して配置された静電潜像担持体と、現像担持体に少なくとも交番電圧を印加する電源とを有し、
現像剤担持体が少なくとも基体と該基体表面に導電性微粒子を含有する樹脂被覆層とを有し、静電潜像担持体と対向する現像剤担持体の樹脂被覆層が形成されていない非コート部の十点平均粗さRzが1.5〜5.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.1〜0.6μmであり、静電潜像担持体と対向する現像剤担持体の樹脂被覆層が形成されたコート部の十点平均粗さRzが2.0〜9.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.3〜2.5μmであり、樹脂被覆層の体積抵抗が105〜1011Ω・cmであることを特徴とする現像剤担持体である。
Further, a developer carrier for carrying the developer in layers, an electrostatic latent image carrier disposed to face the developer carrier via a gap, and a power source for applying at least an alternating voltage to the developer carrier Have
The developer carrying member has at least a substrate and a resin coating layer containing conductive fine particles on the surface of the substrate, and the resin coating layer of the developer carrying member facing the electrostatic latent image carrier is not formed. 10-point average roughness Rz of 1.5 to 5.0 μm, initial wear height Rpk of 0.1 to 0.6 μm, and developer carrier resin facing electrostatic latent image carrier The ten-point average roughness Rz of the coating part on which the coating layer is formed is 2.0 to 9.0 μm, the initial wear height Rpk is 0.3 to 2.5 μm, and the volume resistance of the resin coating layer is 10 5 to 10 11 Ω · cm.

本発明によれば、現像剤担持体の基体と、該基体上にコートされる導電性微粒子を含有する樹脂被覆層の表面粗さと体積抵抗を制御することで、該樹脂被覆層のコートを均一にし、トナーのコート状態及び帯電量分布を均一に制御することが可能となり、感光ドラムと現像剤担持体間の電界強度が大きいところでのジャンピング現像システムにおいてもカブリや掃き寄せの発生がなく、また耐リーク性に優れた現像方法及びそれに用いられる現像剤担持体を提供することができる。   According to the present invention, the coating of the resin coating layer can be made uniform by controlling the surface roughness and volume resistance of the substrate of the developer carrying member and the resin coating layer containing the conductive fine particles coated on the substrate. In addition, it is possible to uniformly control the toner coating state and the charge amount distribution, and there is no fogging or sweeping in the jumping development system where the electric field strength between the photosensitive drum and the developer carrier is large. It is possible to provide a developing method excellent in leak resistance and a developer carrying member used therefor.

本発明の最大の特徴は、導電性微粒子を含有する樹脂被覆層を有する現像剤担持体の、樹脂被覆層の非コート部とコート部での表面粗さを制御し、且つ、樹脂被覆層の体積抵抗を一定の値に制御することで耐リーク性を一段と向上させることが可能となった点にある。   The greatest feature of the present invention is that the developer carrying member having a resin coating layer containing conductive fine particles controls the surface roughness at the non-coated portion and the coated portion of the resin coating layer, and the resin coating layer The leak resistance can be further improved by controlling the volume resistance to a constant value.

耐リーク性が一段と向上したことにより、電界強度が高い現像システムであっても、現像剤担持体上にコートされたトナーの帯電量分布を均一かつ高帯電量に維持することができるので、現像性を損なわずに耐リーク性を改善することが可能となった。   Since the leakage resistance has been further improved, the charge amount distribution of the toner coated on the developer carrier can be maintained uniformly and at a high charge amount even in a development system with a high electric field strength. It was possible to improve the leak resistance without impairing the performance.

(現像剤担持体)
従来、現像剤担持体の表面粗さの指標としては現像剤の搬送性に相関するパラメータとして算術平均粗さRaが一般的に用いられてきた。しかし、現像剤担持体表面の比較的大きい凹凸の値とその均一性及び突出した高い凸部の割合がトナーのコーティング状態や耐リーク性に大きく依存する傾向があることを本発明者らは見出したため、現像剤担持体の表面粗さの指標としては、大きい凹凸を表す十点平均粗さRzと突出した凸部の割合を表す初期磨耗高さRpkを用いた。
(Developer carrier)
Conventionally, arithmetic average roughness Ra has been generally used as a parameter correlating with developer transportability as an index of the surface roughness of the developer carrying member. However, the present inventors have found that the value of the relatively large unevenness on the surface of the developer carrying member, the uniformity thereof, and the ratio of the protruding high protrusions tend to greatly depend on the toner coating state and leakage resistance. Therefore, as an index of the surface roughness of the developer carrying member, ten-point average roughness Rz representing large unevenness and initial wear height Rpk representing the ratio of protruding protrusions were used.

本発明の現像剤担持体は、静電潜像担持体と対向するように配置され、少なくとも基体と基体表面に形成された導電性微粒子を含有する樹脂被覆層とからなっている。基体表面で樹脂被覆層により覆われていない部分を「非コート部」と称する。非コート部は、樹脂被覆層コート前の基体の部分が露出しているので、非コート部の粗さは、樹脂被覆層の下層(基体)の表面の粗さ(表面形状)を表し、コート部の粗さは上層(樹脂被覆層)の表面の粗さ(表面形状)を表す。   The developer carrier of the present invention is disposed so as to face the electrostatic latent image carrier, and includes at least a substrate and a resin coating layer containing conductive fine particles formed on the substrate surface. The portion of the substrate surface that is not covered with the resin coating layer is referred to as “uncoated portion”. Since the uncoated portion of the substrate before the coating of the resin coating layer is exposed, the roughness of the non-coated portion represents the roughness (surface shape) of the lower layer (substrate) of the resin coating layer. The roughness of the part represents the roughness (surface shape) of the surface of the upper layer (resin coating layer).

非コート部の十点平均粗さRzが1.5〜5.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.1乃至0.6μmであり、コート部の十点平均粗さRzが2.0〜9.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.3〜2.5μmであることが好ましい。   The ten-point average roughness Rz of the non-coated portion is 1.5 to 5.0 μm, the initial wear height Rpk is 0.1 to 0.6 μm, and the ten-point average roughness Rz of the coated portion is 2.0. It is preferable that the initial wear height Rpk is 0.3 to 2.5 μm.

非コート部のRzが2.0〜4.0μmであり、Rpkが0.2〜0.5μmであり、コート部のRzが3.0〜7.0μmであり、Rpkが0.4〜1.5μmである事が更に好ましい。   The Rz of the non-coated portion is 2.0 to 4.0 μm, the Rpk is 0.2 to 0.5 μm, the Rz of the coated portion is 3.0 to 7.0 μm, and the Rpk is 0.4 to 1. More preferably, it is 5 μm.

すなわち、非コート部とコート部との2つの表面形状を制御することで樹脂被覆層の構成を制御するのが本発明の狙いである。   That is, the aim of the present invention is to control the configuration of the resin coating layer by controlling the two surface shapes of the non-coated portion and the coated portion.

非コート部のRzが1.5μm未満である場合には、現像剤基体上への樹脂被膜層の密着性が低下し、耐久による剥れなどの欠陥が発生しやすくなる場合がある。Rzが5.0μmを超える場合には、樹脂被膜層のコート厚が不均一になり体積抵抗の値が制御しづらく、トナーの帯電ムラが起こりカブリや掃き寄せなどの問題が発生しやすくなる場合がある。また、Rpkが0.1μm未満である場合には、まず加工自体が非常に困難である上に、塗料との密着性が小さく塗工ムラなどの欠陥が起こりやすくなる場合がある。基体のRpkが0.6μmを超える場合には、樹脂被覆層をコートする時に突出した凸部が起点となって塗工ブツができてしまい、トナーの融着や電荷のリークなどの弊害が起こりやすくなる場合がある。   When the Rz of the non-coated portion is less than 1.5 μm, the adhesion of the resin coating layer on the developer substrate is lowered, and defects such as peeling due to durability may easily occur. When Rz exceeds 5.0 μm, the coating thickness of the resin coating layer becomes non-uniform and it becomes difficult to control the value of volume resistance, and toner charging unevenness is likely to occur and problems such as fogging and sweeping are likely to occur. There is. When Rpk is less than 0.1 μm, the processing itself is very difficult, and the adhesion to the paint is small and defects such as coating unevenness are likely to occur. When the Rpk of the substrate is more than 0.6 μm, the protruding portion that protrudes when the resin coating layer is coated is used as a starting point, resulting in coating irregularities, which causes problems such as toner fusion and charge leakage. It may be easier.

コート部のRzが2.0μm未満である場合には、スリーブ上のトナーの搬送量が少なくなるため画像濃度が低下するだけでなく、トナーコートが不均一になる場合がある。Rzが9.0μmを超える場合には、トナーコート層の凹凸が大きくなり過ぎるためトナーの帯電量分布が不均一になる場合がある。また、Rpkが0.3μm未満である場合には、コートされたトナーの電荷がリークしにくいため過剰帯電が起こりやすく、ゴーストなどの画像欠陥が起こりやすくなる場合がある。Rpkが2.5μmを超える場合には、突出した凸部が多数形成され、ここを基点としてトナーが融着しやすくなって均一にトナーが摩擦帯電しにくくなり、カブリや濃度ムラ、トナーのチャージアップなどが発生しやすくなる場合がある。また、現像剤担持体と感光体との距離が小さく、電界強度が強まった場合において、現像バイアスによるリークが発生しやすくなる場合がある。   When the Rz of the coat portion is less than 2.0 μm, not only the image density is lowered because the amount of toner transported on the sleeve is reduced, but the toner coat may become non-uniform. When Rz exceeds 9.0 μm, the unevenness of the toner coat layer becomes too large, and the toner charge amount distribution may become non-uniform. Further, when Rpk is less than 0.3 μm, the charge of the coated toner is difficult to leak, so that overcharging is likely to occur, and image defects such as ghosts are likely to occur. When Rpk exceeds 2.5 μm, a large number of protruding protrusions are formed. From this point, the toner is likely to be fused, and the toner is not easily triboelectrically charged. There is a case where an increase or the like is likely to occur. Further, when the distance between the developer carrying member and the photosensitive member is small and the electric field strength is increased, a leak due to the developing bias may easily occur.

また、現像剤担持体は、その表面に形成された樹脂被覆層のRzの変動係数が11%以下であることが好ましい。この変動係数が11%より大きい場合には、スリーブ表面の粗さが不均一であるため、トナーを摩擦帯電する際に均一にトナーが帯電しにくく、カブリや濃度ムラの問題が発生する場合がある。更に樹脂被覆層のコートが全体的に不均一となるため、耐リーク性が悪化する傾向がある。   The developer carrying member preferably has a Rz variation coefficient of 11% or less of the resin coating layer formed on the surface thereof. If this coefficient of variation is greater than 11%, the roughness of the sleeve surface is non-uniform, so that when the toner is triboelectrically charged, it is difficult to uniformly charge the toner, which may cause fogging and uneven density. is there. Furthermore, since the coating of the resin coating layer is not uniform as a whole, the leak resistance tends to deteriorate.

樹脂被覆層の体積抵抗は、105〜1011Ω・cmであることが好ましい。樹脂被覆層の体積抵抗を、この範囲内に制御することで現像特性を損なわずに優れた耐リーク性を維持できることができる。樹脂被覆層の体積抵抗値が105Ω・cm未満であると耐リーク性が不十分であり、1011Ω・cmを超えるとチャージアップによるトナーの現像剤担持体上への固着や現像剤への帯電付与不良が発生すると共に、画像濃度低下や画像濃度ムラ、カブリ、掃き寄せ等の画質劣化が顕著となる。 The volume resistance of the resin coating layer is preferably 10 5 to 10 11 Ω · cm. By controlling the volume resistance of the resin coating layer within this range, excellent leakage resistance can be maintained without impairing development characteristics. When the volume resistance value of the resin coating layer is less than 10 5 Ω · cm, the leak resistance is insufficient, and when it exceeds 10 11 Ω · cm, the toner adheres to the developer carrying member due to charge-up or the developer. In addition to the occurrence of charging failure, image quality deterioration such as image density reduction, image density unevenness, fogging, and sweeping becomes noticeable.

樹脂被覆層の膜厚は12〜50μmであることが好ましく、17〜50μmであることがより好ましい。膜厚が12μm未満であると求められる体積抵抗が維持できず、且つ、耐リーク性が不十分となる場合があり、50μmを超えると均一な膜厚が得られ難くなり、濃度ムラの発生や耐リーク性の低下が起こる場合がある。   The film thickness of the resin coating layer is preferably 12 to 50 μm, and more preferably 17 to 50 μm. When the film thickness is less than 12 μm, the required volume resistance cannot be maintained, and the leak resistance may be insufficient. When the film thickness exceeds 50 μm, it is difficult to obtain a uniform film thickness, Decrease in leak resistance may occur.

樹脂被覆層は、結着樹脂を含有している。結着樹脂材料としては、従来から現像剤担持体の樹脂被覆層に一般に用いられている公知の樹脂を使用することが可能である。例えば、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、繊維素系樹脂、アクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂等の熱あるいは光硬化性樹脂等を使用することができる。なかでもシリコーン樹脂、フッ素樹脂のような離型性のあるもの、或いはポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、ポリアミド、フェノール、ポリエステル、ポリウレタン、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂のような機械的性質に優れたものがより好ましい。   The resin coating layer contains a binder resin. As the binder resin material, it is possible to use a known resin that has been conventionally used for a resin coating layer of a developer carrier. For example, thermoplastic resins such as styrene resins, vinyl resins, polyethersulfone resins, polycarbonate resins, polyphenylene oxide resins, polyamide resins, fluororesins, fiber resins, acrylic resins, epoxy resins, polyester resins, alkyd resins Thermal or photo-curable resins such as phenol resin, melamine resin, polyurethane resin, urea resin, silicone resin, polyimide resin, etc. can be used. Among them, those with releasability such as silicone resin and fluororesin, or excellent mechanical properties such as polyethersulfone, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyamide, phenol, polyester, polyurethane, styrene resin, acrylic resin Is more preferable.

樹脂被覆層には、体積抵抗値を調整するために導電性微粒子が含有されている。導電性微粒子としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、銀などの金属粉体、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズなどの金属酸化物、カーボンファイバー、カーボンブラック、グラファイトなどの炭素物などが挙げられる。これらのうちカーボンブラック、とりわけ導電性のアモルファスカーボンは、特に電気伝導性に優れ、高分子量材料に充填して導電性を付与し、その添加量を制御するだけで、ある程度任意の導電度を得ることができるため好適に用いられる。   The resin coating layer contains conductive fine particles in order to adjust the volume resistance value. Examples of the conductive fine particles include metal powders such as aluminum, copper, nickel, and silver, metal oxides such as antimony oxide, indium oxide, and tin oxide, and carbon materials such as carbon fiber, carbon black, and graphite. . Among these, carbon black, particularly conductive amorphous carbon, is particularly excellent in electrical conductivity, and can be given a certain degree of conductivity by simply filling a high molecular weight material to impart conductivity and controlling the amount added. Therefore, it is preferably used.

カーボンブラックの添加量は、カーボンブラックの粒径によっても異なるが、結着樹脂100質量部に対して1〜100質量部の範囲とすることが好ましい。1質量部未満では樹脂被覆層の体積抵抗が高くなると共に潤滑性が乏しくなるため、チャージアップによる現像性の劣化と共に現像剤担持体表面へのトナー固着や融着を発生しやすくなる傾向がある。100質量部を超える場合には、樹脂被覆層の体積抵抗が低くなると共にカーボンブラック同士が凝集しやすくなって現像バイアスのリークの発生や、トナーの帯電量不足及び樹脂被覆層の強度低下によるトナーの帯電の不均一化等が生じて現像性を悪化させる場合がある。   The amount of carbon black added varies depending on the particle size of the carbon black, but is preferably in the range of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. If the amount is less than 1 part by mass, the volume resistance of the resin coating layer becomes high and the lubricity becomes poor. Therefore, toner develops due to charge-up and tends to cause toner fixation and fusion to the developer carrying surface. . When the amount exceeds 100 parts by mass, the volume resistance of the resin coating layer becomes low and the carbon blacks easily aggregate with each other, causing development bias leakage, insufficient toner charge amount, and reduction in strength of the resin coating layer. In some cases, non-uniform charging occurs and developability deteriorates.

また、カーボンブラックは、一次粒子径が10〜100nmであることが好ましい。一次粒子径が10nm未満であると導電性微粒子同士の凝集性が高まり、被覆樹脂と共に分散させて得られる塗料の粘度が高くなるので、導電性微粒子の塗料中での分散が不均一になることがある。一次粒子径が100nmを超える場合は、樹脂被覆層中で導電性微粒子の大きな粒子を核として、現像バイアスのリークを発生する場合がある。   Carbon black preferably has a primary particle diameter of 10 to 100 nm. When the primary particle size is less than 10 nm, the cohesiveness between the conductive fine particles increases, and the viscosity of the paint obtained by dispersing with the coating resin increases, so that the dispersion of the conductive fine particles in the paint becomes non-uniform. There is. When the primary particle diameter exceeds 100 nm, a leakage of development bias may occur with large particles of conductive fine particles as nuclei in the resin coating layer.

本発明の現像剤担持体を構成する樹脂被覆層には、コート部の表面粗さ、特にRpkを所望の値に調整するために、導電性微粒子と共に凹凸付与粒子を樹脂被覆層中に分散させることが好ましい。   In the resin coating layer constituting the developer carrying member of the present invention, in order to adjust the surface roughness of the coating portion, particularly Rpk, to a desired value, the unevenness imparting particles are dispersed in the resin coating layer together with the conductive fine particles. It is preferable.

凹凸付与粒子としては、体積平均粒径が1〜10μmであることが好ましく、2〜6μmであることがより好ましい。 凹凸付与粒子の体積平均粒径を上記範囲内で制御することによって、所望のRz及びRpkを得、スリーブ上のトナーコート層をより均一にすることができる。 更に本発明のようにS−D間距離が短く電界強度が高い場合においても、表面上の凸形状を起点とした現像バイアスのリークなどがなく、画像欠陥の発生を抑制することができる。   The unevenness imparting particles preferably have a volume average particle diameter of 1 to 10 μm, and more preferably 2 to 6 μm. By controlling the volume average particle size of the unevenness imparting particles within the above range, desired Rz and Rpk can be obtained, and the toner coat layer on the sleeve can be made more uniform. Furthermore, even when the S-D distance is short and the electric field strength is high as in the present invention, there is no leakage of the developing bias starting from the convex shape on the surface, and the occurrence of image defects can be suppressed.

凹凸付与粒子の真密度は、3g/cm3以下であることが好ましく、2.7g/cm3以下であることがより好ましく、0.9〜2.3g/cm3であることがさらに好ましい。凹凸付与粒子の真密度が3g/cm3を超える場合には、樹脂被覆層中での凹凸付与粒子の分散性が不十分となるため、樹脂被覆層表面に均一な粗さを付与しにくくなり、トナーの均一な帯電化及び樹脂被覆層の強度が不十分となってしまう場合がある。また、凹凸付与粒子の真密度が0.9g/cm3より小さい場合にも、樹脂被覆層中での凹凸付与粒子の分散性が不十分となってしまう場合がある。 True density of unevenness imparting particles is preferably 3 g / cm 3 or less, more preferably 2.7 g / cm 3 or less, further preferably 0.9~2.3g / cm 3. When the true density of the unevenness-imparting particles exceeds 3 g / cm 3 , the dispersibility of the unevenness-imparting particles in the resin coating layer becomes insufficient, so that it becomes difficult to impart uniform roughness to the resin coating layer surface. In some cases, the toner is uniformly charged and the strength of the resin coating layer is insufficient. Even when the true density of the unevenness imparting particles is smaller than 0.9 g / cm 3 , the dispersibility of the unevenness imparting particles in the resin coating layer may be insufficient.

凹凸付与粒子の形状は、球状であることが好ましい。球状とは、粒子投影像における粒子の長径/短径の比が1.0〜1.5程度の物を意味し、長径/短径の比が1.0〜1.2の粒子を使用することが好ましい。球状粒子の長径/短径の比が1.5を越える場合は、樹脂被覆層中への球状粒子の分散性が低下したり、樹脂被覆層表面粗さの不均一化をもたらす場合がある。   The shape of the unevenness imparting particles is preferably spherical. Spherical means a particle having a major axis / minor axis ratio of about 1.0 to 1.5 in the projected particle image, and particles having a major axis / minor axis ratio of 1.0 to 1.2 are used. It is preferable. When the ratio of the major axis / minor axis of the spherical particles exceeds 1.5, the dispersibility of the spherical particles in the resin coating layer may be deteriorated or the surface roughness of the resin coating layer may be uneven.

球状粒子としては、公知のものが使用可能であり、例えば、球状の樹脂粒子などの高抵抗な材質が耐リーク性を向上するため好ましく用いられる。   Known spherical particles can be used as the spherical particles. For example, a high-resistance material such as spherical resin particles is preferably used in order to improve leakage resistance.

球状の樹脂粒子としては、例えば懸濁重合、分散重合法等により得られるものを用いることができる。球状の樹脂粒子は、より少ない添加量で好適な表面粗さを樹脂被覆層に付与することができ、更に、樹脂被覆層の表面形状を均一にしやすいため、好適に用いることができる。   As the spherical resin particles, for example, those obtained by suspension polymerization, dispersion polymerization or the like can be used. Spherical resin particles can be suitably used because they can impart a suitable surface roughness to the resin coating layer with a smaller addition amount, and furthermore, the surface shape of the resin coating layer can be easily made uniform.

球状の樹脂粒子の材料としては、ポリアクリレート、ポリメタクリレート等のアクリル系樹脂粒子、ナイロン等のポリアミド系樹脂粒子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、フェノール系樹脂粒子、ポリウレタン系樹脂粒子、スチレン系樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子等が挙げられる。粉砕法により得られた樹脂粒子を熱的にあるいは物理的に球形化処理を行ってから用いてもよい。   Examples of the spherical resin particle materials include acrylic resin particles such as polyacrylate and polymethacrylate, polyamide resin particles such as nylon, polyolefin resin particles such as polyethylene and polypropylene, silicone resin particles, phenolic resin particles, and polyurethane. Resin particles, styrene resin particles, benzoguanamine particles, and the like. The resin particles obtained by the pulverization method may be used after thermally or physically spheroidizing.

また、球状の樹脂粒子の表面に無機物を付着させる、あるいは、固着させて用いてもよい。無機物としては、SiO2、SrTiO3、CeO2、CrO、Ai23、ZnO、MgO等の酸化物、Si34等の窒化物、SiC等の炭化物、CaSO4、BaSO4、CaCO3等の炭化物または炭酸塩等が挙げられる。このような無機物は、カップリング剤により処理して用いても良い。 In addition, an inorganic substance may be attached to the surface of the spherical resin particles, or may be fixed. Examples of inorganic substances include SiO 2 , SrTiO 3 , CeO 2 , CrO, Ai 2 O 3 , ZnO, MgO and other oxides, Si 3 N 4 and other nitrides, SiC and other carbides, CaSO 4 , BaSO 4 and CaCO 3. And carbides or carbonates thereof. Such an inorganic substance may be used after being treated with a coupling agent.

カップリング剤により処理された無機物は、特に球状粒子と被覆樹脂との密着性を向上させる目的、あるいは球状粒子に疎水性を与える等の目的で好ましく用いることが可能である。   The inorganic substance treated with the coupling agent can be preferably used particularly for the purpose of improving the adhesion between the spherical particles and the coating resin, or for imparting hydrophobicity to the spherical particles.

このようなカップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤等がある。より具体的には、例えばシランカップリング剤としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサン及び、1分子当たり2〜12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ1個宛の硅素原子に結合した水酸基を含有したジメチルポリシロキサン等が挙げられる。   Examples of such a coupling agent include a silane coupling agent, a titanium coupling agent, and a zircoaluminate coupling agent. More specifically, for example, as a silane coupling agent, hexamethyldisilazane, trimethylsilane, trimethylchlorosilane, trimethylethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, allyldimethylchlorosilane, allylphenyldichlorosilane, Benzyldimethylchlorosilane, bromomethyldimethylchlorosilane, α-chloroethyltrichlorosilane, β-chloroethyltrichlorosilane, chloromethyldimethylchlorosilane, triorganosilylmercaptan, trimethylsilylmercaptan, triorganosilylacrylate, vinyldimethylacetoxysilane, dimethyl Diethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, hexamethyldisiloxane, 1,3-divinyltet Lamethyldisiloxane, 1,3-diphenyltetramethyldisiloxane, and dimethyl containing 2 to 12 siloxane units per molecule, each containing a hydroxyl group bonded to one silicon atom at each terminal unit Polysiloxane etc. are mentioned.

球状樹脂粒子表面に無機物を付着または固着させて処理することにより、樹脂被覆層中への分散性、被覆層表面の均一性、被覆層の耐汚染性、トナーへの帯電付与性、被覆層の耐摩耗性等を向上させることができる。   Dispersion in the resin coating layer, uniformity of the coating layer surface, stain resistance of the coating layer, charge imparting property to the toner, Abrasion resistance and the like can be improved.

現像剤担持体の帯電性を調整するために、樹脂被覆層中に荷電制御剤を含有させても良い。その場合、荷電制御剤の含有量は、被覆樹脂100質量部に対して1質量部〜100質量部とすることが好ましい。1質量部未満では添加による荷電制御性の効果が見られず、100質量部を超えると樹脂被覆層中で分散不良が起こり被膜強度の低下を招き易い。   In order to adjust the charging property of the developer carrying member, a charge control agent may be contained in the resin coating layer. In that case, it is preferable that content of a charge control agent shall be 1 mass part-100 mass parts with respect to 100 mass parts of coating resin. If the amount is less than 1 part by mass, the effect of charge control by addition is not observed. If the amount exceeds 100 parts by mass, dispersion failure occurs in the resin coating layer, and the strength of the coating tends to decrease.

荷電制御剤としては、例えば、ニグロシン及び脂肪酸金属塩などによる変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、およびこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩およびこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等)、高級脂肪酸の金属塩;ブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド;チブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類;グアニジン類、イミダゾール化合物が挙げられる。   Examples of charge control agents include modified products of nigrosine and fatty acid metal salts, quaternary ammonium salts such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate, and the like. Onium salts such as phosphonium salts and their lake pigments (as rake agents, phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungsten molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide) Etc.), metal salts of higher fatty acids; diorganotin oxides such as butyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide; diorgana such as thibutyltin borate, dioctyltin borate, dicyclohexyltin borate Suzuboreto like; guanidines, imidazole compounds.

これらの荷電制御剤の中でも、特に球形化度の高いネガトナーを用いる場合は、第4級アンモニウム塩化合物を樹脂被覆層中に含有させることが分散性の観点から好ましい。   Among these charge control agents, when a negative toner having a high degree of spheroidization is used, it is preferable to contain a quaternary ammonium salt compound in the resin coating layer from the viewpoint of dispersibility.

また、上記の第4級アンモニウム塩化合物はイオン導電性を有しないものが好ましい。イオン導電性を有するものを用いると、特に高温高湿下で樹脂被覆層の吸水性が高くなる傾向があり、トナーへの帯電付与性が低下して現像性が悪化する場合がある。   In addition, the quaternary ammonium salt compound preferably does not have ionic conductivity. When an ion conductive material is used, the water absorption property of the resin coating layer tends to be high, particularly under high temperature and high humidity, and the charge imparting property to the toner may be lowered and the developability may be deteriorated.

更に荷電制御剤として鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物を樹脂被覆層中に含有させることが、本発明のトナーへの良好な帯電付与性を向上させる点でより好ましい。このとき、前記樹脂被覆層は、樹脂構造中にアミノ基、=NH基、または−NH−結合の少なくともいずれかを有する樹脂を含有することが、本発明に用いる球形化度の高いネガトナーへの良好な帯電付与性の点で更に好ましい。   Furthermore, it is more preferable that the resin coating layer contains a quaternary ammonium salt compound that is positively charged with respect to iron powder as a charge control agent in terms of improving the good charge imparting property to the toner of the present invention. . At this time, the resin coating layer contains a resin having at least one of an amino group, ═NH group, and —NH— bond in the resin structure, so that the negative toner having a high sphericity used in the present invention can be obtained. It is further preferable from the viewpoint of good charge imparting properties.

現像剤担持体上に上記の第4級アンモニウム塩化合物と前記の特定の構造を有する樹脂を併用して形成した樹脂被覆層を現像剤担持体上に設けることで、球形化度の高いネガトナーの過剰帯電を防ぐ方向に働き、ネガトナーへの摩擦帯電付与をコントロールすることができる。これにより、現像剤担持体上でのトナーのチャージアップを防ぎ、樹脂被覆層表面にトナー融着が発生しにくく、トナーの均一な帯電安定性を保持できる。その結果、環境安定性及び長期安定性を有する高精細画像を提供することが可能となる。   By providing on the developer carrier a resin coating layer formed by combining the quaternary ammonium salt compound and the resin having the specific structure on the developer carrier, the negative toner having a high sphericity can be obtained. It works in the direction of preventing excessive charging and can control the application of triboelectric charge to the negative toner. As a result, it is possible to prevent the toner from being charged up on the developer carrying member, to prevent toner fusion from occurring on the surface of the resin coating layer, and to maintain uniform charging stability of the toner. As a result, it is possible to provide a high-definition image having environmental stability and long-term stability.

明確な理由は定かではないが、それ自身が鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物は、添加されると、構造中にアミノ基、=NH又は−NH−の少なくとも1つを含む樹脂中に均一に分散され、更に、被覆を形成する際に樹脂の構造中に取り込まれ、上記化合物を有する結着樹脂組成物自身が負帯電性を持つようになるものと考えられる。そのため負帯電性トナーに対しては、トナーに負帯電量が過剰となることを妨げる方向に働き、結果として負帯電量を適宜にコントロールすることが可能となる。   Although the reason is not clear, a quaternary ammonium salt compound that is itself positively charged with respect to iron powder, when added, has at least one of an amino group, ═NH or —NH— in the structure. It is considered that the binder resin composition itself having the above-mentioned compound has a negative chargeability because it is uniformly dispersed in the resin containing the two and further taken into the structure of the resin when the coating is formed. . Therefore, for negatively chargeable toners, the toner acts in a direction that prevents the toner from having an excessive negative charge amount, and as a result, the negative charge amount can be appropriately controlled.

第4級アンモニウム塩化合物としては、鉄粉に対して正帯電性を有するものであればいずれのものでもよいが、例えば、式1で表される化合物が挙げられる。   As the quaternary ammonium salt compound, any compound may be used as long as it has a positive chargeability with respect to iron powder. For example, a compound represented by Formula 1 can be given.

Figure 2007033667
Figure 2007033667

(式中のR1,R2,R3及びR4は、夫々置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、アルアルキル基を表し、R1〜R4は夫々同一でも或いは異なっていても良い。X-は酸の陰イオンを表す。)
式1で、X-の酸イオンの具体例としては、有機硫酸イオン、有機スルホン酸イオン、有機リン酸イオン、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、モリブデン原子或いはタングステン原子を含むヘテロポリ酸等が好ましく用いられる。
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, and an aralkyl group, respectively, R 1 to R 4 may be the same or different, and X represents an anion of an acid.)
As specific examples of the acid ion of X − in formula 1, an organic sulfate ion, an organic sulfonate ion, an organic phosphate ion, a molybdate ion, a tungstate ion, a heteropolyacid containing a molybdenum atom, or a tungsten atom is preferably used. It is done.

本発明に好適に用いられる、それ自身が鉄粉に対して正帯電性である第4級アンモニウム塩化合物としては、具体的には、以下に示す、式2、式3、式4および式5のようなものが挙げられるが、勿論、本発明は、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the quaternary ammonium salt compound that is preferably used in the present invention and is positively charged with respect to iron powder are shown in the following formulas 2, 3, 4, and 5. Of course, the present invention is not limited to these examples.

Figure 2007033667
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また、第4級アンモニウム塩との組合せで構造中にアミノ基、=NH又は−NH−の少なくとも1つを含む好ましい樹脂として、その製造工程において触媒として含窒素化合物を用いて製造されたフェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドを硬化剤として用いたエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、或いはこれらの樹脂を一部に含んだ共重合体等が挙げられる。これら被覆樹脂との混合物の成膜時に第4級アンモニウム塩化合物が被覆樹脂の構造中に容易に取り込まれる。   In addition, as a preferred resin containing at least one of an amino group, = NH or -NH- in the structure in combination with a quaternary ammonium salt, a phenol resin produced using a nitrogen-containing compound as a catalyst in the production process , Polyamide resin, epoxy resin using polyamide as a curing agent, urethane resin, or a copolymer partially containing these resins. The quaternary ammonium salt compound is easily taken into the structure of the coating resin when the mixture with the coating resin is formed.

第4級アンモニウム塩との組合せで好適に使用し得るフェノール樹脂としては、製造工程において触媒として用いられる含窒素化合物が、例えば、酸性触媒としては、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、スルファミド酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、マレイン酸アンモニウムといったアンモニウム塩又はアミン塩類が挙げられる。塩基性触媒としては、アンモニア、或は、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソブチルアミン、ジアミルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリn−ブチルアミン、トリアミルアミン、ジメチルベンジルアミン、ジエチルベンジルアミン、ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、N,N−ジn−ブチルアニリン、N,N−ジアミルアニリン、N,N−ジt−アミルアニリン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、n−ブチルジエタノールアミン、ジn−ブチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン等のアミノ化合物;ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、2,4−ルチジン、2,6−ルチジン等のピリジン及びその誘導体;キノリン化合物、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のイミダゾール及びその誘導体等の含窒素複素環式化合物等が挙げられる。   Phenol resins that can be suitably used in combination with a quaternary ammonium salt include nitrogen-containing compounds used as catalysts in the production process. Examples of acidic catalysts include ammonium sulfate, ammonium phosphate, ammonium sulfamate, and ammonium carbonate. , Ammonium salts such as ammonium acetate and ammonium maleate or amine salts. Basic catalysts include ammonia or dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine, diisobutylamine, diamylamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-butylamine, triamylamine, dimethylbenzylamine, diethylbenzylamine, dimethylaniline, diethylaniline. N, N-di-n-butylaniline, N, N-diamilaniline, N, N-di-t-amylaniline, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, dimethylethanolamine , Diethylethanolamine, ethyldiethanolamine, n-butyldiethanolamine, di-n-butylethanolamine, triisopropanolamine, ethylenediamine, hexamethyl Amino compounds such as tetramine; pyridines such as pyridine, α-picoline, β-picoline, γ-picoline, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, and derivatives thereof; quinoline compounds, imidazole, 2-methylimidazole, 2, Examples include nitrogen-containing heterocyclic compounds such as 4-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, imidazole such as 2-heptadecylimidazole, and derivatives thereof. It is done.

また、被覆樹脂を構成するポリアミド樹脂としては、例えば、ナイロン6、66、610、11、12、9、13、Q2ナイロン等、或いはこれらを主成分とするナイロンの共重合体等、或はN−アルキル変性ナイロン、N−アルコキシルアルキル変性ナイロン等、いずれも好適に用いることができる。更にはポリアミド変性フェノール樹脂のようにポリアミドにて変性された各種樹脂、或いは、硬化剤としてポリアミド樹脂を用いたエポキシ樹脂、といったように、ポリアミド樹脂分を含有している樹脂であれば、いずれも用いることができる。   The polyamide resin constituting the coating resin is, for example, nylon 6, 66, 610, 11, 12, 9, 13, Q2 nylon, or a nylon copolymer containing these as a main component, or N -Alkyl-modified nylon, N-alkoxylalkyl-modified nylon and the like can be suitably used. Furthermore, any resin containing a polyamide resin such as various resins modified with polyamide such as a polyamide-modified phenol resin or an epoxy resin using a polyamide resin as a curing agent may be used. Can be used.

また、第4級アンモニウム塩との組合せで好適に用いられる被覆樹脂を構成するウレタン樹脂としては、ウレタン結合を含んだ樹脂であれば、いずれも用いることができる。このウレタン結合はポリイソシアネートとポリオールとの重合付加反応によって得られる。このポリウレタン樹脂の主原料となるポリイソシアネートとしては、TDI(トリレンジイソシアネート)、ピュアMDI(ジフェニルメタンジイソシアネート)、ポリメリックMDI(ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート)、TODI(トリジンジイソシアネート)、NDI(ナフタリンジイソシアネート)等の芳香族系ポリイソシアネート;HMDI(ヘキサメチレンジイソシアネート)、IPDI(イソホロンジイソシアネート)、XDI(キシリレンジイソシアネート)、水添XDI(水添キシリレンジイソシアネート)、水添MDI(ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート)等の脂肪族系ポリイソシアネート等が挙げられる。   Moreover, as a urethane resin which comprises the coating resin suitably used in combination with a quaternary ammonium salt, any resin can be used as long as it contains a urethane bond. This urethane bond is obtained by polymerization addition reaction of polyisocyanate and polyol. Polyisocyanates that are the main raw materials for this polyurethane resin include TDI (tolylene diisocyanate), pure MDI (diphenylmethane diisocyanate), polymeric MDI (polymethylene polyphenyl polyisocyanate), TODI (tolidine diisocyanate), NDI (naphthalene diisocyanate), and the like. Aromatic polyisocyanates such as: HMDI (hexamethylene diisocyanate), IPDI (isophorone diisocyanate), XDI (xylylene diisocyanate), hydrogenated XDI (hydrogenated xylylene diisocyanate), aliphatic MDI (dicyclohexylmethane diisocyanate), etc. And polyisocyanates.

またこのポリウレタン樹脂の主原料となるポリオールとしては、PPG(ポリオキシプロピレングリコール)、ポリマーポリオール、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)等のポリエーテル系ポリオール;アジペート、ポリカプロラクトン、ポリカーボネートポリオール等のポリエステル系ポリオール;PHDポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等のポリエーテル系の変性ポリオール;その他、エポキシ変性ポリオール;エチレン−酢酸ビニル共重合物の部分ケン化ポリオール(ケン化EVA);難燃ポリオール等が挙げられる。   Polyols that are the main raw materials for this polyurethane resin include polyether polyols such as PPG (polyoxypropylene glycol), polymer polyol, polytetramethylene glycol (PTMG); polyester polyols such as adipate, polycaprolactone, and polycarbonate polyol. Polyether modified polyols such as PHD polyol and polyether ester polyol; other epoxy-modified polyols; partially saponified polyols of ethylene-vinyl acetate copolymer (saponified EVA); flame retardant polyols and the like.

現像剤担持体の基体としては、円筒状部材、円柱状部材、ベルト状部材等があるが、ドラムに非接触の現像方法においては、金属のような剛体の円筒管もしくは中実棒が好ましく用いられる。このような基体はアルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等の非磁性の金属または合金を円筒状あるいは円柱状に成型し、研磨、研削等を施したものが好適に用いられる。これらの基体は画像の均一性を良くするために、高精度に成型あるいは加工されて用いられる。例えば長手方向の真直度は30μm以下もしくは20μm以下、さらに好ましくは10μm以下のものが好適に用いられ、スリーブと感光ドラムとの間隙の振れ、例えば、垂直面に対し均一なスペーサーを介して突き当て、スリーブを回転させた場合の垂直面との間隙の振れも30μm以下もしくは20μm以下、さらには10μm以下であることが好ましい。材料コストや加工のしやすさからアルミニウムが好ましく用いられる。   The base of the developer carrying member includes a cylindrical member, a columnar member, a belt-like member, etc., but in a developing method that does not contact the drum, a rigid cylindrical tube or a solid rod such as metal is preferably used. It is done. As such a substrate, a non-magnetic metal or alloy such as aluminum, stainless steel, or brass, which is molded into a cylindrical shape or a cylindrical shape, and subjected to polishing, grinding, or the like, is preferably used. These substrates are used after being molded or processed with high accuracy in order to improve the uniformity of the image. For example, the straightness in the longitudinal direction is preferably 30 μm or less, or 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, and the gap between the sleeve and the photosensitive drum is swayed, for example, abuts against a vertical surface through a uniform spacer. When the sleeve is rotated, the fluctuation of the gap with the vertical surface is preferably 30 μm or less, 20 μm or less, and more preferably 10 μm or less. Aluminum is preferably used because of material cost and ease of processing.

また、基体は金属製の芯金にウレタン、EPDM、シリコン等のゴムやエラストマーを含む層構成を有する円柱状部材を用いても良い。   The base member may be a cylindrical member having a layer structure including a rubber or elastomer such as urethane, EPDM, or silicon on a metal core.

更に現像剤担持体表面に対しては、現像剤の搬送性を高めるためにブラスト処理を行っても良い。具体的には、球形ガラスビーズなどのブラスト材を用い、ブラストノズルから基体表面に所定の圧力で所定時間吹き付けて現像剤担持体表面に多数の窪みを形成させる。   Further, blasting may be performed on the surface of the developer carrying member in order to improve developer transportability. Specifically, a blast material such as spherical glass beads is used and sprayed from the blast nozzle to the surface of the substrate at a predetermined pressure for a predetermined time to form a number of depressions on the surface of the developer carrying member.

樹脂被覆層は、例えば、各成分を溶剤中に分散混合して塗料化し、前記基体上に塗工することにより形成することが可能である。各成分の分散混合には、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した公知の分散装置が好適に利用可能である。また塗工方法としては、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等公知の方法が適用可能である。   The resin coating layer can be formed, for example, by dispersing and mixing each component in a solvent to form a paint and coating the substrate. For dispersion mixing of each component, a known dispersion apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, a pearl mill or the like can be suitably used. Moreover, as a coating method, well-known methods, such as a dipping method, a spray method, and a roll coat method, are applicable.

次に本発明の現像方法に用いられる現像装置について説明する。   Next, the developing device used in the developing method of the present invention will be described.

図6は、本発明に用いられる現像装置の構成の一例を示す模式図である。図6で、公知のプロセスにより形成された静電潜像を担持する静電潜像担持体としての電子写真感光ドラム1は、矢印B方向に回転される。現像剤担持体としての現像剤担持体8は、金属製円筒管(基体)6とその表面に形成される樹脂被膜層7とから構成されている。金属製円筒管の代わりに円柱状部材を用いることもできる。現像剤容器であるホッパー3中には非磁性一成分現像剤4を撹拌するための撹拌翼10が設けられている。   FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the developing device used in the present invention. In FIG. 6, the electrophotographic photosensitive drum 1 as an electrostatic latent image carrier that carries an electrostatic latent image formed by a known process is rotated in the arrow B direction. A developer carrier 8 as a developer carrier is composed of a metal cylindrical tube (base) 6 and a resin coating layer 7 formed on the surface thereof. A columnar member can be used instead of the metal cylindrical tube. In the hopper 3 which is a developer container, a stirring blade 10 for stirring the nonmagnetic one-component developer 4 is provided.

現像剤担持体8に現像剤4を供給し、かつ現像後の現像剤担持体8の表面に存在する現像剤4を剥ぎ取るための現像剤供給・剥ぎ取り部材11が現像剤担持体8に当接している。現像剤供給・剥ぎ取り部材である供給・剥ぎ取りローラ11が現像剤担持体8と同じ方向に回転することにより、供給・剥ぎ取りローラ11の表面は現像剤担持体8の表面とカウンター方向に移動することになる。これにより、ホッパー3から供給された非磁性トナーを有する一成分非磁性現像剤が現像剤担持体8に供給される。現像剤担持体8が一成分現像剤4を担持して矢印A方向に回転することにより、感光ドラム1表面において現像剤担持体8と対向する領域である現像領域Dに非磁性一成分現像剤4が搬送される。現像剤担持体8に担持された一成分現像剤は、現像剤担持体8の表面に現像剤層を介して圧接する現像剤層厚規制部材2により現像剤層厚が規定される。非磁性一成分現像剤4は現像剤担持体8との摩擦により、感光ドラム1上の静電潜像を現像可能な摩擦帯電電荷を得る。   A developer supply / peeling member 11 for supplying the developer 4 to the developer carrier 8 and stripping off the developer 4 existing on the surface of the developer carrier 8 after development is provided on the developer carrier 8. It is in contact. The supply / peeling roller 11, which is a developer supply / peeling member, rotates in the same direction as the developer carrier 8, so that the surface of the supply / peeling roller 11 faces the surface of the developer carrier 8 in the counter direction. Will move. As a result, the one-component nonmagnetic developer having the nonmagnetic toner supplied from the hopper 3 is supplied to the developer carrier 8. When the developer carrier 8 carries the one-component developer 4 and rotates in the direction of arrow A, the non-magnetic one-component developer is developed in the development region D that is the region facing the developer carrier 8 on the surface of the photosensitive drum 1. 4 is conveyed. The developer layer thickness of the one-component developer carried on the developer carrying member 8 is defined by the developer layer thickness regulating member 2 that is pressed against the surface of the developer carrying member 8 via the developer layer. The nonmagnetic one-component developer 4 obtains a triboelectric charge capable of developing the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 by friction with the developer carrier 8.

現像剤担持体8上に形成される非磁性一成分現像剤4の薄層の厚みは、現像部における現像剤担持体8と感光ドラム1との間の現像領域Dにおける最小間隙よりも更に薄いことが好ましい。現像剤担持体8には、これに担持された非磁性トナーを有する一成分非磁性現像剤4を飛翔させるために、現像バイアス電源9により現像バイアス電圧が印加される。本発明においては、現像画像の濃度を高めるため或いは階調性を向上するために、現像剤担持体8に交番バイアス電圧を印加して、現像部に向きが交互に反転する振動電界を形成している。この場合、上記画像部の電位と背景部の電位間の値を有する直流電圧成分が重畳された交番バイアス電圧を現像剤担持体8に印加することが好ましい。   The thickness of the thin layer of the non-magnetic one-component developer 4 formed on the developer carrier 8 is thinner than the minimum gap in the development area D between the developer carrier 8 and the photosensitive drum 1 in the development portion. It is preferable. A developing bias voltage is applied to the developer carrier 8 by a developing bias power source 9 in order to cause the one-component nonmagnetic developer 4 having nonmagnetic toner carried thereon to fly. In the present invention, in order to increase the density of the developed image or to improve the gradation, an alternating bias voltage is applied to the developer carrier 8 to form an oscillating electric field whose direction is alternately reversed in the developing portion. ing. In this case, it is preferable to apply to the developer carrier 8 an alternating bias voltage in which a DC voltage component having a value between the potential of the image portion and the background portion is superimposed.

交流電圧の波形としては、正弦波、矩形波、三角波等適宜使用可能である。また、直流電源を周期的にオン/オフすることによって形成されたパルス波であっても良い。このように交流電圧の波形としては周期的にその電圧値が変化するようなバイアスが使用できる。   As a waveform of the AC voltage, a sine wave, a rectangular wave, a triangular wave or the like can be used as appropriate. Further, it may be a pulse wave formed by periodically turning on / off a DC power source. In this way, a bias that periodically changes the voltage value can be used as the waveform of the AC voltage.

現像装置の現像部における現像剤担持体8と感光ドラム1との間の最小間隙であるS−D間距離は100μm〜220μmであることが好ましく、更に好ましくは130μm〜200μmであることが良い。   The S-D distance, which is the minimum gap between the developer carrying member 8 and the photosensitive drum 1 in the developing unit of the developing device, is preferably 100 μm to 220 μm, and more preferably 130 μm to 200 μm.

S−D間距離をこの範囲内に制御することにより、現像バイアスのリークを抑制し、感光体上の潜像に対するトナーの追従性を向上させ、高画質を得ることができる。   By controlling the S-D distance within this range, development bias leakage can be suppressed, toner followability to the latent image on the photoreceptor can be improved, and high image quality can be obtained.

更に本発明に用いられる現像装置は、S−D間の最大電界強度が6.0×106〜2.0×107V/mに制御されていることが好ましく、7.5×106〜1.5×107V/mに制御されていることがより好ましい。最大電界強度が5.0×106V/m未満である場合には、トナーの往復運動を抑制できずに飛散・カブリが悪化する場合がある。更に、現像力が小さいために画像濃度の低い画像となり易い。また、最大電界強度が1.5×107V/mを超える場合には、現像力が大き過ぎることによる解像性の低下や、カブリの増大による画質低下を生じ易く、更には現像バイアスの現像剤担持体へのリークによる画像欠陥を生じ易くなる。 Further, in the developing device used in the present invention, the maximum electric field strength between S and D is preferably controlled to 6.0 × 10 6 to 2.0 × 10 7 V / m, and 7.5 × 10 6. More preferably, it is controlled to ˜1.5 × 10 7 V / m. When the maximum electric field strength is less than 5.0 × 10 6 V / m, the reciprocating motion of the toner cannot be suppressed and the scattering / fogging may be deteriorated. Further, since the developing power is small, an image having a low image density is likely to be obtained. Further, when the maximum electric field strength exceeds 1.5 × 10 7 V / m, it is easy to cause a decrease in resolution due to an excessive development force and a decrease in image quality due to an increase in fog. Image defects due to leakage to the developer carrier are likely to occur.

現像剤供給・剥ぎ取り部材11としては、樹脂、ゴム、スポンジ等の弾性ローラ部材が好ましい。剥ぎ取り部材としては、弾性ローラに代えてベルト部材又はブラシ部材を用いることもできる。感光体1に現像移行されなかった現像剤を現像剤供給・剥ぎ取り部材11により、一旦スリーブ表面から剥ぎ取ることにより、スリーブ上における不動の現像剤の発生を阻止し、現像剤の帯電を均一化する。   The developer supply / peeling member 11 is preferably an elastic roller member such as resin, rubber, or sponge. As the stripping member, a belt member or a brush member can be used instead of the elastic roller. The developer that has not been transferred to the photosensitive member 1 is once peeled off from the sleeve surface by the developer supply / peeling member 11, thereby preventing the generation of a stationary developer on the sleeve and uniform charging of the developer. Turn into.

現像剤供給・剥ぎ取り部材として弾性ローラからなる供給・剥ぎ取りローラ11を用いる場合には、供給・剥ぎ取りローラ11の周速は、ローラ13表面が現像剤担持体8に対してカウンター方向に回転する場合、現像剤担持体8の周速100%に対して、20%〜120%が好ましく、30%〜100%がより好ましい。   When the supply / peeling roller 11 made of an elastic roller is used as the developer supply / peeling member, the circumferential speed of the supply / peeling roller 11 is such that the surface of the roller 13 is in the counter direction with respect to the developer carrier 8. When rotating, 20% to 120% is preferable and 30% to 100% is more preferable with respect to the peripheral speed of 100% of the developer carrier 8.

供給・剥ぎ取りローラ11の周速が20%未満の場合には、現像剤の供給が不足し、ベタ画像の追従性が低下してゴースト画像の原因となる場合があり、周速が120%を超える場合には、現像剤の供給量が多くなり現像剤層厚の規制不良や帯電量不足によるカブリの原因となる場合があり、さらにトナーにダメージを与えやすいため、トナー劣化によるカブリやトナー融着の原因となり易い。   When the peripheral speed of the supply / peeling roller 11 is less than 20%, the supply of the developer is insufficient, the followability of the solid image may be reduced, and a ghost image may be caused. The peripheral speed is 120%. Exceeding the above range, the developer supply amount increases, which may cause fogging due to poor regulation of the developer layer thickness or insufficient charge amount, and more easily damage the toner. It tends to cause fusion.

供給・剥ぎ取りローラ11の表面における回転方向が現像剤担持体の表面の回転方向と同(順)方向の場合は、トナー供給量の点から供給ローラの周速は、スリーブ周速に対して100%〜300%が好ましく、101%〜200%であることがより好ましい。供給・剥ぎ取りローラ11の表面における回転方向は、現像剤担持体の表面における回転方向とカウンター方向に回転することが、剥ぎ取り性及び供給性の点でより好ましい。   When the rotation direction on the surface of the supply / peeling roller 11 is the same (forward) direction as the rotation direction of the surface of the developer carrier, the peripheral speed of the supply roller is relative to the sleeve peripheral speed in terms of toner supply amount. 100% to 300% is preferable, and 101% to 200% is more preferable. The rotation direction on the surface of the supply / peeling roller 11 is more preferably rotated in the direction of rotation on the surface of the developer carrying member and the counter direction from the viewpoint of stripping property and supply property.

現像剤担持体8に対する現像剤供給・剥ぎ取り部材11の侵入量は、0.5mm〜2.5mmであることが、現像剤の供給及び剥ぎ取り性の点で好ましい。現像剤供給・剥ぎ取り部材11の侵入量が0.5mm未満の場合には、剥ぎ取り不足によりゴーストが発生し易くなり、侵入量が2.5mmを超える場合には、トナーのダメージが大きくなり、トナー劣化により融着やカブリの原因となり易い。   The penetration amount of the developer supply / peeling member 11 with respect to the developer carrier 8 is preferably 0.5 mm to 2.5 mm from the viewpoint of developer supply and strippability. When the amount of penetration of the developer supply / peeling member 11 is less than 0.5 mm, a ghost is likely to occur due to insufficient peeling, and when the penetration amount exceeds 2.5 mm, the toner damage increases. The toner is likely to cause fusing and fogging due to toner deterioration.

図6の現像装置では、現像剤担持体8上の非磁性一成分現像剤4の層厚を規制する部材として、ウレタンゴム、シリコーンゴム等のゴム弾性を有する材料、或いはリン青銅、ステンレス銅の如き金属弾性を有する材料の弾性規制ブレード11を使用している。   In the developing device of FIG. 6, as a member for regulating the layer thickness of the non-magnetic one-component developer 4 on the developer carrier 8, a material having rubber elasticity such as urethane rubber or silicone rubber, or phosphor bronze or stainless copper is used. The elastic regulating blade 11 made of such a material having metal elasticity is used.

弾性規制ブレード11を現像剤担持体8の回転方向と逆の姿勢で該現像剤担持体8に圧接させることにより、現像剤担持体8上に更に薄い現像剤層を形成することができる。この弾性規制ブレード11としては、特に安定した規制力とトナーへの安定した(負)帯電付与性のために、安定した加圧力の得られるリン青銅板表面にポリアミドエラストマー(PAE)を貼り付けた構造のものを用いることが好ましい。ポリアミドエラストマー(PAE)としては、例えばポリアミドとポリエーテルの共重合体が挙げられる。   A thinner developer layer can be formed on the developer carrier 8 by pressing the elastic regulation blade 11 against the developer carrier 8 in a posture opposite to the rotation direction of the developer carrier 8. As the elastic regulating blade 11, a polyamide elastomer (PAE) is pasted on the surface of a phosphor bronze plate, which can obtain a stable pressurizing force, particularly for a stable regulating force and a stable (negative) chargeability to the toner. It is preferable to use a structure. Examples of the polyamide elastomer (PAE) include a copolymer of polyamide and polyether.

現像剤担持体8に対する現像剤層厚規制部材2の当接圧力は、線圧5〜50g/cmであることが、現像剤の規制を安定化させ、現像剤層厚を好適に調整することができる点で好ましい。   The contact pressure of the developer layer thickness regulating member 2 with respect to the developer carrier 8 is a linear pressure of 5 to 50 g / cm to stabilize the developer regulation and to suitably adjust the developer layer thickness. It is preferable at the point which can do.

現像剤層厚規制部材2の当接圧力が線圧5g/cm未満の場合には、現像剤の規制が弱くなり、カブリやトナーもれの原因となり、線圧50g/cmを超える場合にはトナーへのダメージが大きくなり、トナー劣化やスリーブ及びブレードへの融着の原因となり易い。   When the contact pressure of the developer layer thickness regulating member 2 is less than 5 g / cm of linear pressure, the regulation of the developer becomes weak, causing fogging and toner leakage, and when the linear pressure exceeds 50 g / cm. The damage to the toner is increased, and this tends to cause toner deterioration and fusion to the sleeve and blade.

次に、本発明に関わる諸物性の測定方法について以下に説明する。
(1)十点平均粗さRz及び変動係数、初期磨耗高さRpk
小坂研究所製サーフコーダーSE−3500を用い、測定条件としてはカットオフ0.8mm、評価長さ4mm、送り速度0.5mm/sで、100点、測定し、その平均値をとった。
Next, a method for measuring various physical properties according to the present invention will be described below.
(1) Ten-point average roughness Rz, coefficient of variation, initial wear height Rpk
Using a surf coder SE-3500 manufactured by Kosaka Laboratory, 100 points were measured at a cutoff of 0.8 mm, an evaluation length of 4 mm, and a feed rate of 0.5 mm / s, and the average value was taken.

またこの時のRzの変動係数は、まず上記サンプル100点測定時の標準偏差を求め、その値を平均値で割ることにより算出した。 十点平均粗さRzは、図1に示す粗さ曲線から求められる。得られた粗さ曲線の平均線の方向に基準長さlだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から、最も高い山頂から5番目までの山頂の標高(Yp)の絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高(Yv)の絶対値の平均値との和をとった値をRzとする。   Further, the coefficient of variation of Rz at this time was calculated by first obtaining the standard deviation when measuring 100 points of the sample and dividing the value by the average value. The ten-point average roughness Rz is obtained from the roughness curve shown in FIG. A reference length l is extracted in the direction of the average line of the obtained roughness curve, and from the average line of this extracted part, the average value of the absolute values of the altitude (Yp) of the highest peak from the highest peak to the fifth peak is obtained. A value obtained by summing up the average value of the absolute values of the altitudes (Yv) of the bottom valley from the lowest valley bottom to the fifth is defined as Rz.

初期摩耗高さRpkは、表面粗さ曲線から得られる特性値であり、次のようにして求められる。まず、得られた粗さ曲線から、負荷曲線(BAC)を得る。粗さ曲線と負荷曲線(BAC)の関係を模式的に図2に示す。図2において、b1、b2、bi、及びbnは粗さ曲線の、山頂線に平行な切断レベルCで粗さ曲線を切断したときに得られる各切断長さを表し、Cは粗さ曲線の山頂からの切断レベルを表し、mは粗さ曲線の平均線を表し、Lは基準長さを表し、tpは、図2中の式から求められる負荷長さ率(%)を表す。   The initial wear height Rpk is a characteristic value obtained from the surface roughness curve, and is obtained as follows. First, a load curve (BAC) is obtained from the obtained roughness curve. FIG. 2 schematically shows the relationship between the roughness curve and the load curve (BAC). In FIG. 2, b1, b2, bi, and bn represent the respective cutting lengths obtained when the roughness curve is cut at a cutting level C parallel to the peak line of the roughness curve, and C represents the roughness curve. It represents the cutting level from the peak, m represents the average line of the roughness curve, L represents the reference length, and tp represents the load length ratio (%) obtained from the formula in FIG.

次いで、図3に示すように、得られた負荷曲線(BAC)上で負荷長さ率の差が40%となる2点A、Bを通る直線のうち、傾きがもっとも小さい直線を選ぶ。そして、この直線が、負荷長さ率0%の軸と交わる点を点Cとする。さらに、点Cを通る切断高さレベルと負荷曲線との交点を点Hとし、負荷曲線と負荷長さ率0%の軸との交点を点Iとする。そして、線分CH、曲線HI、線分ICで囲まれる面積と三角形CHJの面積が等しくなる点Jを負荷長さ率0%の軸上に求める。この点Cと点Jの距離をRpkとする。
(2)樹脂被覆層の体積抵抗の測定
200μmの厚さのアルミシート上に20〜25μmの厚さの被覆層を形成し、JIS K 6911に準拠している三菱化学(株)製高抵抗率計、ハイレスターUP(MCP−HT450)を用いて測定した。測定の条件は、プローブUR−100を使用し、印加電圧10V、測定時間10秒間で体積抵抗を調べた。尚、測定環境は20〜25℃、50〜60%RHとした。
Next, as shown in FIG. 3, a straight line having the smallest inclination is selected from the straight lines passing through the two points A and B where the difference in load length ratio is 40% on the obtained load curve (BAC). A point where this straight line intersects the axis with a load length rate of 0% is defined as a point C. Further, an intersection between the cutting height level passing through the point C and the load curve is defined as a point H, and an intersection between the load curve and an axis having a load length rate of 0% is defined as a point I. Then, a point J at which the area surrounded by the line segment CH, the curve HI, and the line segment IC is equal to the area of the triangle CHJ is obtained on the axis with a load length ratio of 0%. Let Rpk be the distance between this point C and point J.
(2) Measurement of volume resistance of resin coating layer A high resistivity of Mitsubishi Chemical Corporation, which is formed on a 200 μm thick aluminum sheet and has a thickness of 20 to 25 μm and conforms to JIS K6911. The total was measured using Hirester UP (MCP-HT450). As the measurement conditions, a probe UR-100 was used, and the volume resistance was examined with an applied voltage of 10 V and a measurement time of 10 seconds. The measurement environment was 20 to 25 ° C. and 50 to 60% RH.

100μmの厚さのPETシート上に、7〜20μmの導電性樹脂被覆層を形成し、抵抗率計ロレスタAP、又は、ハイレスタIP(ともに三菱化学製)にて4端子プローブを用いて体積抵抗値を測定した。なお、測定環境は、20〜25℃、50〜60%RHとした。
(3)カーボンブラック等の導電性微粒子の粒径測定
電子顕微鏡を用いて、導電性微粒子の粒径を測定した。撮影倍率は6万倍にしたが、難しい場合は低倍率で撮影した後に6万倍となるように写真を拡大プリントした。写真上で一次粒子の粒径を測る。この際、長軸と短軸を測り、平均した値を粒径とする。これを、100サンプルについて測定し、50%値をもって一次粒子径とした。
A conductive resin coating layer of 7 to 20 μm is formed on a 100 μm thick PET sheet, and a volume resistance value is measured using a 4-terminal probe with a resistivity meter Loresta AP or Hiresta IP (both manufactured by Mitsubishi Chemical). Was measured. The measurement environment was 20 to 25 ° C. and 50 to 60% RH.
(3) Measurement of particle diameter of conductive fine particles such as carbon black The particle diameter of the conductive fine particles was measured using an electron microscope. The shooting magnification was set to 60,000 times, but when it was difficult, the photograph was enlarged and printed so as to be 60,000 times after shooting at a low magnification. Measure the primary particle size on the photo. At this time, the major axis and the minor axis are measured, and the average value is defined as the particle size. This was measured for 100 samples, and the 50% value was taken as the primary particle size.

(実施例1)
以下実施例によって本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
Example 1
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(1)現像剤担持体の製造
(現像剤担持体1製造)
レゾール型フェノール樹脂:200部
(アンモニア触媒使用、メタノール50%含有)
カーボンブラック:17部(一次粒子径30nm)
凹凸粒子2:5部
メタノール:55部
上記材料を、ガラスビーズを用いてサンドミルにて分散した。分散方法は、アンモニアを触媒として製造されたレゾール型フェノール樹脂溶液(メタノール50%含有)30質量部にカーボンブラックを17質量部、及びメタノールを30質量部添加し、直径1mmのガラスビーズをメディア粒子として加えて横型サンドミルにて分散して塗料中間体を得た。この塗料中間体に、残りのレゾール型フェノール樹脂溶液(メタノール50%含有)170質量部とメタノール25質量部、及び表2に示す凹凸粒子2を5質量部加え、直径1mmのガラスビーズをメディア粒子として加えて縦型サンドミルにて分散して塗工液2を得た。
(1) Production of developer carrier (developer carrier 1 production)
Resol type phenol resin: 200 parts (using ammonia catalyst, containing 50% methanol)
Carbon black: 17 parts (primary particle size 30 nm)
Uneven particles 2: 5 parts Methanol: 55 parts The above materials were dispersed in a sand mill using glass beads. In the dispersion method, 17 parts by mass of carbon black and 30 parts by mass of methanol are added to 30 parts by mass of a resol-type phenol resin solution (containing 50% methanol) prepared using ammonia as a catalyst, and glass beads having a diameter of 1 mm are added as media particles. In addition, it was dispersed in a horizontal sand mill to obtain a coating intermediate. 170 parts by mass of the remaining resol type phenolic resin solution (containing 50% methanol) and 25 parts by mass of methanol and 5 parts by mass of the uneven particles 2 shown in Table 2 were added to this coating intermediate, and glass beads with a diameter of 1 mm were used as media particles. In addition, it was dispersed in a vertical sand mill to obtain a coating liquid 2.

塗工液2を用いてエアースプレー法により、表1に示す、外径16mmφ、十点平均粗さRz=3.0μm、初期磨耗高さRpk=0.37μmに研削加工したアルミニウム製基体3に樹脂被覆層を形成し、続いて熱風乾燥炉により150℃、30分間加熱して樹脂被覆層を硬化させて現像剤担持体1を作製した。   The aluminum substrate 3 ground to an outer diameter of 16 mmφ, a ten-point average roughness Rz = 3.0 μm, and an initial wear height Rpk = 0.37 μm shown in Table 1 by an air spray method using the coating liquid 2. A resin coating layer was formed, and subsequently heated at 150 ° C. for 30 minutes in a hot air drying furnace to cure the resin coating layer, thereby producing a developer carrier 1.

現像剤担持体1は、十点平均粗さRz=4.5μm、Rzの変動係数7.0%、初期磨耗高さRpk=0.8μmであった。   The developer carrier 1 had a ten-point average roughness Rz = 4.5 μm, a coefficient of variation of Rz of 7.0%, and an initial wear height Rpk = 0.8 μm.

(実施例2〜14および比較例1〜7)
(現像剤担持体2〜14及び比較例用担持体1〜7の製造)
実施例1に示した現像剤担持体の製造方法を用いて実施例2〜14に用いる担持体2〜14及び比較例1〜7に用いる担持体15〜21を製造した。使用した基体・凹凸粒子・塗工液は、表1に基体、表2に凹凸粒子、表3に塗工液を示す。
(Examples 2-14 and Comparative Examples 1-7)
(Manufacture of developer carriers 2-14 and comparative carriers 1-7)
Using the developer carrying member production method shown in Example 1, carriers 2 to 14 used in Examples 2 to 14 and carriers 15 to 21 used in Comparative Examples 1 to 7 were produced. Table 1 shows the substrate, uneven particles, and coating solution used, Table 2 shows uneven particles, and Table 3 shows the coating solution.

Figure 2007033667
Figure 2007033667

Figure 2007033667
Figure 2007033667

Figure 2007033667
Figure 2007033667

(2)現像剤の製造
下記の手順によって重合法によりトナーを作製した。
(2) Production of developer A toner was produced by a polymerization method according to the following procedure.

60℃に加温したイオン交換水900gに、リン酸三カルシウム3部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、10000rpmにて撹拌し、水系媒体を作成した。また、下記処方をホモジナイザー(日本精機社製)に投入し、60℃に加温した後、用いて、9000rpmにて攪拌し、溶解、分散した。   3 parts of tricalcium phosphate was added to 900 g of ion-exchanged water heated to 60 ° C., and stirred at 10,000 rpm using a TK homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) to prepare an aqueous medium. Further, the following formulation was put into a homogenizer (manufactured by Nippon Seiki Co., Ltd.), heated to 60 ° C., and then stirred at 9000 rpm to dissolve and disperse.

・スチレン: 150部
・n−ブチルアクリレート: 50部
・C.I.ピグメントブルー15:3: 18部
・サリチル酸アルミニウム化合物: 2部
(ボントロンE−88:オリエント化学社製)
・ポリエステル樹脂: 15部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、Tg=65℃、Mw=10000、Mn=6000)
・ステアリン酸ステアリルワックス(DSCのメインピーク60℃): 30部
・ジビニルベンゼン:0.6部
これに重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、60℃、窒素雰囲気下で、TK式ホモミキサーを用いて8000rpmで攪拌し、造粒した。その後、プロペラ式攪拌装置に移して攪拌しつつ、2時間かけて70℃に昇温し、更に4時間後、昇温速度40℃/Hrで80℃まで昇温し、80で5時間反応を行い、重合体粒子を製造した。重合反応終了後、該粒子を含むスラリーを冷却し、スラリーの10倍の水量で洗浄し、ろ過、乾燥の後、分級によって粒子径を調整してシアントナーの母体粒子(重量平均粒径6.8μm、平均円形度0.981)を得た。
Styrene: 150 parts n-butyl acrylate: 50 parts C.I. I. Pigment Blue 15: 3: 18 parts Aluminum salicylate compound: 2 parts (Bontron E-88: manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.)
Polyester resin: 15 parts (polycondensate of propylene oxide modified bisphenol A and isophthalic acid, Tg = 65 ° C., Mw = 10000, Mn = 6000)
-Stearyl stearate wax (DSC main peak 60 ° C): 30 parts-Divinylbenzene: 0.6 parts In this, 5 parts by mass of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) polymerization initiator was dissolved. A polymerizable monomer composition was prepared. The polymerizable monomer composition was put into the aqueous medium, and granulated by stirring at 8000 rpm using a TK homomixer at 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. Then, the temperature was raised to 70 ° C. over 2 hours while stirring by transferring to a propeller type stirring device, and further 4 hours later, the temperature was raised to 80 ° C. at a temperature raising rate of 40 ° C./Hr, and the reaction was carried out at 80 for 5 hours. To produce polymer particles. After completion of the polymerization reaction, the slurry containing the particles is cooled, washed with an amount of water 10 times that of the slurry, filtered and dried, and then the particle size is adjusted by classification to form base toner particles (weight average particle size of 6. 8 μm and an average circularity of 0.981) were obtained.

このトナー粒子100質量部に対し、ヘキサメチレンジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体1.0質量部(平均一次粒径7nm)、ルチル型酸化チタン微粉体0.15質量部(平均一次粒径45nm)、ルチル型酸化チタン微粉体0.5質量部(平均一次粒径200nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で5分間乾式混合して、本発明に用いる非磁性一成分現像剤としてのトナーとした。   With respect to 100 parts by mass of the toner particles, 1.0 part by mass of hydrophobic silica fine powder surface-treated with hexamethylene disilazane (average primary particle diameter 7 nm), 0.15 part by mass of rutile titanium oxide fine powder (average primary) Non-magnetic one-component developer used in the present invention by dry-mixing 0.5 part by mass of rutile-type titanium oxide fine powder (average primary particle diameter 200 nm) with a Henschel mixer (Mitsui Mining Co., Ltd.) for 5 minutes. As a toner.

(3)実施例
<実施例1〜14、比較例1〜7>
評価機としてLBP−2510(キヤノン社製)を以下のように改造したものを使用して、作製した現像剤担持体を装着し、更に作製したトナーを充填したEP−85のシアンカートリッジを装着して以下に示す評価を行った。
(3) Examples <Examples 1 to 14, Comparative Examples 1 to 7>
Using a modified LBP-2510 (manufactured by Canon Inc.) as an evaluation machine as follows, the prepared developer carrier is mounted, and an EP-85 cyan cartridge filled with the prepared toner is mounted. The following evaluation was performed.

まず評価機の現像装置構成の改造としては、LBP−2510に用いられるEP−85のシアンカートリッジから現像剤担持体上に装着されている帯電補助ローラを外し、シアンカートリッジに前記に作製したトナーを充填し、更に前記に作製した現像剤担持体を組み込んで行った。また、現像剤担持体の左右についているコロの直径を大きいものに変更し、トナー担持体と感光体との間のS−D間距離を160μmとした。次に改造したEP−85のシアンカートリッジをシアンステーションに装着し、その他のステーションにはダミーカートリッジを装着して行い、単色評価を実施した。   First, as a modification of the developing device configuration of the evaluation machine, the charging auxiliary roller mounted on the developer carrying member is removed from the EP-85 cyan cartridge used in LBP-2510, and the toner prepared above is put on the cyan cartridge. Filling and further incorporating the developer carrier prepared above was carried out. Further, the diameter of the roller on the left and right of the developer carrying member was changed to a larger one, and the SD distance between the toner carrying member and the photosensitive member was set to 160 μm. Next, the modified EP-85 cyan cartridge was installed in the cyan station, and dummy cartridges were installed in the other stations, and a single color evaluation was performed.

現像条件としては、感光体の非画像部の暗部電位(Vd)は−500V、静電潜像が形成された画像の明電位(VI)は−100Vに設定した。更に、現像剤担持体には現像バイアスとして−250Vの直流バイアスと、ピーク間の電圧(Vpp)1.5kVで周波数3kHzの矩形波からなる交流バイアスを重畳したものを用いて、ジャンピング現像を行った。この時最大電界強度は9.38×106V/mであった。 As development conditions, the dark portion potential (Vd) of the non-image portion of the photoreceptor was set to −500 V, and the bright potential (VI) of the image on which the electrostatic latent image was formed was set to −100 V. Further, the developer carrier is subjected to jumping development using a DC bias of −250 V as a developing bias and an AC bias composed of a rectangular wave with a frequency of 3 kHz and a voltage between peaks (Vpp) of 1.5 kV. It was. At this time, the maximum electric field strength was 9.38 × 10 6 V / m.

評価環境としては、15℃/10%RHの低温/低湿環境(L/L)下、23℃/60%RHの常温/常湿環境(N/N)下及び30℃/85%RHの高温/高湿環境(H/H)下の3つの環境について行い、いずれも2%の印字比率の画像を5000枚までプリントアウトを行った。   The evaluation environment includes a low temperature / low humidity environment (L / L) of 15 ° C./10% RH, a normal temperature / normal humidity environment (N / N) of 23 ° C./60% RH, and a high temperature of 30 ° C./85% RH. / It performed about three environments under high-humidity environment (H / H), and all printed out images of 2% printing ratio up to 5000 sheets.

評価1 画像濃度
通常の複写機用普通紙(75g/m2)の転写材を用いて、画出し試験において初期と耐久評価終了時にベタ画像を出力し、その濃度を測定することにより評価した。尚、画像濃度は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分の画像に対する相対濃度を測定した。
A:非常に良好 1.40以上
B:良好 1.35以上、1.40未満
C:実用上問題なし 1.00以上、1.35未満
D:実用上問題あり 1.00未満
評価2 カブリ
「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)により測定したプリントアウト画像の白地部分の白色度と転写紙の白色度の差から、カブリ濃度(%)を算出し、耐久評価終了時の画像カブリを評価した。フィルターは、シアンの場合はアンバーライトフィルターを用いた。
A:非常に良好 0.5%未満
B:良好 0.5%以上〜1.0%未満
C:実用上問題なし 1.0%以上〜1.5%未満
D:実用上問題あり 1.5%以上
評価3 掃き寄せ
縦×横が30mm×20mmのベタ画像の次にベタ白画像が続く画像を出力して、以下の方法で掃き寄せ部分を数値化して評価をした。
Evaluation 1 Image density Using a normal copying machine (75 g / m 2 ) transfer material, a solid image was output at the initial stage and at the end of durability evaluation in an image output test, and the density was measured. . The image density was measured by using a “Macbeth reflection densitometer RD918” (manufactured by Macbeth Co., Ltd.) to measure the relative density with respect to an image of a white background portion having a document density of 0.00.
A: Very good 1.40 or more B: Good 1.35 or more, less than 1.40 C: No practical problem 1.00 or more, less than 1.35 D: Practical problem Less than 1.00
Evaluation 2 The fog density (%) was calculated from the difference between the whiteness of the white portion of the printout image and the whiteness of the transfer paper measured by the fog “REFECTRECTER MODEL TC-6DS” (manufactured by Tokyo Denshoku), and durability evaluation Image fog at the end was evaluated. In the case of cyan, an amber light filter was used as the filter.
A: Very good Less than 0.5% B: Good 0.5% to less than 1.0% C: No practical problem 1.0% to less than 1.5% D: Practical problem 1.5 %more than
Evaluation 3 An image in which a solid white image followed by a solid white image of 30 mm × 20 mm in sweeping length × width was output, and the sweeping portion was numerically evaluated by the following method.

図4は上記画像パターンを出力した一例である。図4のように出力した画像を画像スキャナシステムでPC内に取り込み、画像濃度を0〜255の数値データに変換する。図5は画像スキャナシステムで取り込んだサンプル画像のY軸に対する濃度分布の一例を示す。   FIG. 4 shows an example of outputting the image pattern. The image output as shown in FIG. 4 is taken into the PC by the image scanner system, and the image density is converted into numerical data of 0 to 255. FIG. 5 shows an example of a density distribution with respect to the Y axis of a sample image captured by the image scanner system.

図5において、Yb〜Ycの範囲がYa〜Ybの範囲よりも濃度が大きい領域で、はき寄せ領域となる。図5中の斜線部分がはき寄せ濃度の積分値であり、1ミリメートルあたりの濃度変化をはき寄せ値として用いた。図5で示したはき寄せデータの場合、はき寄せ領域Yb−Ycの値が4(mm)、はき寄せ濃度の積分値(図中斜線部分)が160(dig)である。したがって、はき寄せ値は160/4=40(dig/mm)となる。
A:非常に良好 掃き寄せ値 10未満
B:良好 掃き寄せ値 10以上、15未満
C:実用上問題なし 掃き寄せ値 15以上、20未満
D:実用上問題あり 掃き寄せ値 20以上、25未満
E:劣悪 掃き寄せ値 25以上
以上3つの評価結果を行った結果を表4に示す。本発明ではCランク以上が実用上の許容範囲内である。
In FIG. 5, a region where the density is higher in the range of Yb to Yc than the range of Ya to Yb is a rushing region. The hatched portion in FIG. 5 is the integrated value of the hit density, and the change in density per millimeter was used as the hit value. In the case of the contact data shown in FIG. 5, the value of the contact area Yb-Yc is 4 (mm), and the integrated value of the contact density (shaded portion in the figure) is 160 (dig). Therefore, the threshold value is 160/4 = 40 (dig / mm).
A: Very good Sweep value less than 10 B: Good Sweep value 10 or more and less than 15 C: No problem in practical use Sweep value 15 or more and less than 20 D: Practical problem Sweep value 20 or more and less than 25 E : Poor sweep value 25 or more Table 4 shows the results of the above three evaluation results. In the present invention, the rank C or higher is within a practical allowable range.

Figure 2007033667
Figure 2007033667

<実施例15〜19、比較例8〜11>
上記評価においてLBP―2510改造時に、半径の異なるコロを数点用意してS−D間距離を100〜220μmの範囲で変更可能にし、更にVpp設定値を変更して現像剤担持体と静電潜像担持体との間の最大電界強度を変更したこと以外は同様にして、表5に示す担持体1,6,7,10,12,18,19,20及び21を設置したEP−85カートリッジを用いて、以下に示す耐リーク性の評価を行った。
<Examples 15 to 19 and Comparative Examples 8 to 11>
In the above evaluation, when remodeling LBP-2510, several rollers with different radii are prepared so that the distance between S and D can be changed in the range of 100 to 220 μm, and further, the Vpp set value is changed to change the electrostatic capacity of the developer carrier. EP-85 in which the carriers 1, 6, 7, 10, 12, 18, 19, 20, and 21 shown in Table 5 were installed in the same manner except that the maximum electric field strength with the latent image carrier was changed. The following leakage resistance was evaluated using the cartridge.

Figure 2007033667
Figure 2007033667

評価4 耐リーク性
大気圧101kPa、23℃/60%RHの常温/常湿環境(N/N)下にて、交流バイアスのピーク間の電圧(Vpp)をアップしながら画出しを行い、画像に乱れを生じた時のVppの値をリーク限界電圧Vmとして、耐リーク性の指標とした。
Evaluation 4 Under a normal temperature / humidity environment (N / N) of leak-resistant atmospheric pressure 101 kPa and 23 ° C./60% RH, the image is drawn while increasing the voltage (Vpp) between the peaks of the AC bias. The value of Vpp when the image was disturbed was taken as the leakage limit voltage Vm and used as an index of leakage resistance.

この時ひとつの現像剤担持体についてS−D間距離を数点変更してリーク電界電圧Vmを測定し、横軸にS−D間距離、縦軸にリーク限界電圧Vmをプロットしたものが図7である。   At this time, the leakage electric field voltage Vm was measured by changing the distance between S and D for several developer carriers, and the horizontal axis shows the distance between SD and the vertical axis shows the leakage limit voltage Vm. 7.

図7において、Vpp(V)=電界強度(V/m)×S−D間距離(μm)より、本発明の現像方法における電界強度の範囲(6.0×106〜2.0×107V/m)から求められる、各S−D間距離でのVppの最大値及び最小値を表す2本の直線を示した。リーク限界電圧Vmが高いほど耐リーク性は良好だが、前述したように電界強度が大きすぎる場合は、現像力が大きすぎるために解像性の低下やカブリなどの画像欠陥が発生してしまう。また電界強度が小さすぎる場合には、現像力が小さいために画像濃度が低くなってしまう。つまり図7において、S−D間距離を変更した時に、リーク限界電圧Vmが、広いS−D間距離の範囲で電界強度MinとMaxの直線間に入っていることが好ましい。 In FIG. 7, Vpp (V) = electric field strength (V / m) × S-D distance (μm), and the electric field strength range (6.0 × 10 6 to 2.0 × 10) in the developing method of the present invention. 7 V / m), two straight lines representing the maximum and minimum values of Vpp at each SD distance are shown. As the leakage limit voltage Vm is higher, the leakage resistance is better. However, as described above, when the electric field strength is too large, the developing power is too large, and image defects such as a decrease in resolution and fogging occur. On the other hand, when the electric field strength is too low, the image density is lowered because the developing power is small. That is, in FIG. 7, when the S-D distance is changed, it is preferable that the leakage limit voltage Vm be between the straight lines of the electric field strengths Min and Max in a wide range of S-D distances.

つまり図7において、S−D間距離を変更した時に、広い範囲において電界強度MinとMaxの直線間にリーク限界電圧Vmが入っていることが好ましい。   In other words, in FIG. 7, it is preferable that the leakage limit voltage Vm is between the straight lines of the electric field strengths Min and Max in a wide range when the distance between S and D is changed.

十点平均粗さRzを説明する概略図。Schematic explaining ten-point average roughness Rz. 粗さ曲線と負荷曲線の関係を説明する概略図。Schematic explaining the relationship between a roughness curve and a load curve. 初期磨耗高さRpkの関係を説明する概略図。Schematic explaining the relationship of initial wear height Rpk. 掃き寄せ画像出力の一例を示す図。The figure which shows an example of a sweeping image output. 掃き寄せ画像のY軸に対する濃度分布の一例。An example of the density distribution with respect to the Y axis of a sweeping image. 非磁性一成分現像剤を用いた場合の、本発明の現像装置の一実施形態を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a developing device of the present invention when a nonmagnetic one-component developer is used. S−D間距離でのリーク限界電圧Vmを測定し、横軸にS−D間距離、縦軸にリーク限界電圧Vmを示す図。The figure which measures the leak limit voltage Vm in the distance between SD, and shows the distance between SD on a horizontal axis, and the leak limit voltage Vm on a vertical axis | shaft.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子写真感光ドラム(静電潜像担持体)
2 弾性規制ブレード(現像剤層厚規制部材)
3 ホッパー(現像剤容器)
4 現像剤
6 金属円筒管(基体)
7 樹脂被覆層
8 現像剤担持体
9 現像バイアス電源(バイアス手段)
10 撹拌翼
11 現像剤供給・剥ぎ取り部材
A 現像剤担持体回転方向
B 感光ドラム回転方向
D 現像領域
1 Electrophotographic photosensitive drum (electrostatic latent image carrier)
2 Elasticity regulating blade (developer layer thickness regulating member)
3 Hopper (developer container)
4 Developer 6 Metal cylindrical tube (base)
7 Resin coating layer 8 Developer carrier 9 Development bias power supply (bias means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stirring blade 11 Developer supply / peeling member A Developer carrier rotating direction B Photosensitive drum rotating direction D Development area

Claims (16)

現像剤担持体表面に層上に担持された現像剤を、前記現像剤担持体と所定の間隔(S−D間距離)を介して対向して配置された静電潜像担持体の前記現像剤担持体と最近接部に形成された現像領域で、前記現像剤担持体に交番電圧を印加し、前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤を前記静電潜像担持体に搬送し、前記静電潜像担持体に担持された静電潜像を現像する現像方法であって、
(1)前記現像剤担持体と前記静電潜像担持体との間の最大電界強度が6.0×106〜2.0×107V/mであり、
(2)前記現像剤担持体が少なくとも基体と該基体表面に導電性微粒子を含有する樹脂被覆層とを有し、前記静電潜像担持体と対向する前記現像剤担持体の前記樹脂被覆層が形成されていない非コート部の十点平均粗さRzが1.5〜5.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.1〜0.6μmであり、前記静電潜像担持体と対向する前記現像剤担持体の前記樹脂被覆層が形成されたコート部の十点平均粗さRzが2.0〜9.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.3〜2.5μmであり、前記樹脂被覆層の体積抵抗が105〜1011Ω・cmであることを特徴とする現像方法。
The development of the electrostatic latent image carrier in which the developer carried on the surface of the developer carrier is placed facing the developer carrier with a predetermined distance (distance between S and D). An alternating voltage is applied to the developer carrier in the development region formed at the closest part to the developer carrier, and the developer carried on the surface of the developer carrier is applied to the electrostatic latent image carrier. A developing method for transporting and developing the electrostatic latent image carried on the electrostatic latent image carrier,
(1) The maximum electric field strength between the developer carrier and the electrostatic latent image carrier is 6.0 × 10 6 to 2.0 × 10 7 V / m,
(2) The developer carrying member includes at least a substrate and a resin coating layer containing conductive fine particles on the surface of the substrate, and the resin coating layer of the developer carrying member facing the electrostatic latent image carrier. The 10-point average roughness Rz of the non-coated portion where no coating is formed is 1.5 to 5.0 μm, the initial wear height Rpk is 0.1 to 0.6 μm, and the electrostatic latent image carrier The ten-point average roughness Rz of the coating portion where the resin coating layer of the developer carrying member facing is 2.0 to 9.0 μm, and the initial wear height Rpk is 0.3 to 2.5 μm. A developing method characterized in that the resin coating layer has a volume resistance of 10 5 to 10 11 Ω · cm.
前記現像剤担持体と前記静電潜像担持体との間の前記間隔が、100〜220μmであることを特徴とする請求項1に記載の現像方法。   The developing method according to claim 1, wherein the distance between the developer carrier and the electrostatic latent image carrier is 100 to 220 μm. 前記現像剤担持体と前記静電潜像担持体との間の前記間隔が、130〜200μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の現像方法。   The developing method according to claim 1, wherein the distance between the developer carrier and the electrostatic latent image carrier is 130 to 200 μm. 前記現像剤担持体と前記静電潜像担持体との間の最大電界強度が7.5×106〜1.5×107V/mであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の現像方法。 4. The maximum electric field strength between the developer carrying member and the electrostatic latent image carrying member is 7.5 × 10 6 to 1.5 × 10 7 V / m. 5. The developing method according to any one of the above. 前記樹脂被覆層の膜厚が12〜50μmであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の現像方法。   The developing method according to claim 1, wherein the resin coating layer has a thickness of 12 to 50 μm. 前記樹脂被覆層の膜厚が17〜50μmであることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の現像方法。   The developing method according to claim 1, wherein the resin coating layer has a thickness of 17 to 50 μm. 前記樹脂被覆層の十点平均粗さRzの変動係数が11%以下であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の現像方法。   The developing method according to claim 1, wherein the ten-point average roughness Rz of the resin coating layer has a variation coefficient of 11% or less. 前記非コート部の十点平均粗さRzが2.0〜4.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.2〜0.5μmであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の現像方法。   The ten-point average roughness Rz of the uncoated portion is 2.0 to 4.0 µm, and the initial wear height Rpk is 0.2 to 0.5 µm. The developing method described in 1. 前記コート部の十点平均粗さRzが3.0〜7.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.4〜1.5μmであることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の現像方法。   The ten-point average roughness Rz of the coat portion is 3.0 to 7.0 µm, and the initial wear height Rpk is 0.4 to 1.5 µm. The developing method as described. 現像剤を層状に担持する現像剤担持体と、前記現像担持体と間隙を介して対向して配置された静電潜像担持体と、前記現像担持体に少なくとも交番電圧を印加する電源とを有し、
前記現像剤担持体が少なくとも基体と該基体表面に導電性微粒子を含有する樹脂被覆層とを有し、前記静電潜像担持体と対向する前記現像剤担持体の前記樹脂被覆層が形成されていない非コート部の十点平均粗さRzが1.5〜5.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.1〜0.6μmであり、前記静電潜像担持体と対向する前記現像剤担持体の前記樹脂被覆層が形成されたコート部の十点平均粗さRzが2.0〜9.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.3〜2.5μmであり、前記樹脂被覆層の体積抵抗が105〜1011Ω・cmであることを特徴とする現像剤担持体。
A developer carrying member for carrying the developer in layers, an electrostatic latent image carrying member disposed to face the development carrying member with a gap, and a power source for applying at least an alternating voltage to the developing carrier. Have
The developer carrier has at least a substrate and a resin coating layer containing conductive fine particles on the surface of the substrate, and the resin coating layer of the developer carrier facing the electrostatic latent image carrier is formed. The uncoated portion has a ten-point average roughness Rz of 1.5 to 5.0 μm, an initial wear height Rpk of 0.1 to 0.6 μm, and faces the electrostatic latent image carrier. The ten-point average roughness Rz of the coat portion on which the resin coating layer of the developer carrying member is formed is 2.0 to 9.0 μm, the initial wear height Rpk is 0.3 to 2.5 μm, A developer carrier, wherein the resin coating layer has a volume resistance of 10 5 to 10 11 Ω · cm.
前記現像剤担持体と前記静電潜像担持体との間の最大電界強度が6.0×106〜2.0×107V/mであることを特徴とする請求項10に記載の現像担持体。 The maximum electric field strength between the developer carrying member and the electrostatic latent image carrying member is 6.0 × 10 6 to 2.0 × 10 7 V / m. Development carrier. 前記樹脂被覆層の膜厚が12〜50μmであることを特徴とする請求項10または11に記載の現像剤担持体。   The developer carrying member according to claim 10 or 11, wherein the resin coating layer has a thickness of 12 to 50 µm. 前記樹脂被覆層の膜厚が17〜50μmであることを特徴とする請求項10から12のいずれかに記載の現像剤担持体。   13. The developer carrying member according to claim 10, wherein the resin coating layer has a thickness of 17 to 50 μm. 前記樹脂被覆層の十点平均粗さRzの変動係数が11%以下であることを特徴とする請求項10から13のいずれかに記載の現像剤担持体。   The developer carrying member according to any one of claims 10 to 13, wherein a coefficient of variation of the ten-point average roughness Rz of the resin coating layer is 11% or less. 前記現像剤担持体の非コート部の十点平均粗さRzが2.0〜4.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.2〜0.5μmであることを特徴とする請求項10から14のいずれかに記載の現像剤担持体。   The ten-point average roughness Rz of an uncoated portion of the developer carrying member is 2.0 to 4.0 µm, and an initial wear height Rpk is 0.2 to 0.5 µm. 15. The developer carrying member according to any one of 1 to 14. 前記コート部の十点平均粗さRzが3.0〜7.0μmであり、初期磨耗高さRpkが0.4〜1.5μmであることを特徴とする請求項10から15のいずれかに記載の現像剤担持体。   The ten-point average roughness Rz of the coat part is 3.0 to 7.0 μm, and the initial wear height Rpk is 0.4 to 1.5 μm. The developer carrying member as described.
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